第二章 食品的干燥技术
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食品干燥技术食工1103 崔备2011309200329食品干燥技术顾名思义就是将食品中的水分减少,市食品的品质干燥,从而达到食品的工艺要求、延长货架期、便于存储运输等目的。
食品干燥可采用多种方法,具体选用哪种方法要根据食品的进行选择。
加工要求、品质要求等。
干燥技术按照不同的分类方法尅进行如下划分:按操作压力的不同可以分为常压干燥和真空干燥;按操作方式不同可分为间歇式干燥和连续式干燥;按热能对湿物料传递方式不同可分为对流干燥、传到干燥和辐射干燥。
其中辐射干燥按传染机理不同又分为远红外干燥和微波干燥。
1、远红外干燥远红外干燥是利用远红外线辐射元件发生的红外线为被加热的物体所吸收,直接转变为热能而使水分得以干燥。
红外线是波长在0.72-1000μm 范围的电磁波,一般把 5.6-1000μm区域的红外线称为远红外线,而把波长0.56μm 以下的称为近红外线。
远红外线在食品干燥领域中的发展很快。
因为干燥过程中食品物料表面及内部分子可同时吸收远红外线,因而干燥速度快、生产效率高,干燥时间一般为近红外线干燥的1/2,为热风干燥的1/10。
远红外干燥可以节约能源,耗电量仅为近红外干燥的1/2左右,且设备规模小,建设费用低,干燥后产品质量号。
远红外干燥技术在谷物中的应用还能起到灭酶作用。
谷物中含有多种影响其品质和贮藏效果的酶,例如脂肪酶、淀粉酶、脂氧化酶等,因此对谷物进行灭酶处理可以提高其品质、延长贮藏时间。
现阶段谷物中常用的灭酶方法主要是添加抗氧化剂法或酶抑制剂法,但其效果不佳,且污染原料。
远红外技术是不错的选择。
以大豆为例,脂氧化酶是一种可以使大豆变质的酶,Kouzeh等【1】发现对大豆进行60s的红外辐照处理可以使95.5%的脂氧化酶失活,而且与传统灭酶工艺相比,不会影响大豆本身的品质。
与此同时,相关研究人员对其他谷物进行红外加热实验还发现,在30~40℃条件下,红外加热会对谷物中的脂肪酶和α-淀粉酶的酶化反应产生抑制作用,促进酶的灭活。
食品的微波干燥技术(一)微波干燥特点和机制食品物料因储存、运输或其他目的常需要干燥脱水。
微波干燥方法可分为常压微波干燥、微波真空干燥和微波冷冻干燥。
微波干燥的特点主要有以下几个方面:1.由内向外干燥微波干燥过程中首先在物料内层形成干燥层,然后由里层向外扩展,这主要是因为微波能透人物料内部被吸收,其微波能量瞬时转为热能,使物料整体升温(包括里层物料及其所含有的水分温度)。
此时,里层水蒸气压力骤升,驱动水蒸气向物料表层排出。
因此,物料里层首先出现干燥层,并逐渐向外层扩展。
而一般干燥方法是食品外部首先受热,食品表面先干燥,然后是次外层受热、干燥。
微波加热是内部加热,物品的最内层首先干燥,最内层水分蒸发迁移至次内层或次内层的外层,这样就使得外层的水分越来越多,所以随着干燥过程的进行,其外层的传热系数不仅没有下降,反而有所提高。
因此在微波干燥过程中,水分由内层向外层的迁移速度很快,即干燥速度比一般的干燥速度快很多。
2.脱水后期干燥在低含水量(小于5%)的物料干燥过程中,微波干燥较常规干燥方法效率高。
微波干燥尤其适用于一般干燥脱水的后期干燥处理。
3.微波干燥节能采用微波加热技术对物料加热时,物料吸收微波能的量远大于微波加热区设备部件(箱体)对微波能的吸收。
因此,物料温升远大于箱体,即意味着微波加热设备能量利用率远大于常规加热设备。
(二)微波真空干燥技术及应用微波真空干燥技术是以微波加热为加热方式的真空干燥。
对于一些热敏性材料,宜在低温下干燥,采用微波真空干燥不仅可以降低干燥温度,而且还可大大缩短干燥时间,有利于产品质量的进一步提高。
微波真空干燥主要用于对果汁、谷物和种子的干燥。
草莓、木莓采用微波真空干燥时,其维生素C的保存率高于90%;对于果汁中的挥发性风味物质的保存情况,微波真空干燥的效果好于喷雾干燥和冷冻干燥,因为喷雾干燥温度较高,而冷冻干燥时问较长。
微波真空干燥技术除了用于浓缩果汁以外,还可以对蔬菜、水果进行低温干燥,较好的保持了蔬菜水果的色泽、风味和维生素成分。
第二章第二节食品干燥机制食品干燥是一种常用的食品加工技术,通过去除食品中的水分,可以延长食品的保质期并增加稳定性,同时还可以减轻食品的重量和体积,方便保存和运输。
食品干燥的机制是指食品中的水分从食品体内迁移至食品表面,并通过蒸发从食品表面释放出去的过程。
本节将详细介绍食品干燥的机制。
食品干燥的机制主要包括传质机制、传热机制和水分迁移机制。
首先是传质机制,即水分从食品内部迁移到食品表面的过程。
食品中的水分主要以自由水和结合水的形式存在。
自由水是指食品中能够自由流动的水分,而结合水则是指以化学键的形式与食品分子结合的水分。
食品干燥过程中,水分的传质主要由两种机制驱动:扩散和对流。
扩散是指分子自发地从浓度较高的区域向浓度较低的区域移动的过程,而对流是指通过外加的压力差或温度差形成的气流或液流的移动。
在食品干燥过程中,一般都是通过温度差来实现水分的传质。
温度差使得食品内部的水分增加动力,移动到食品表面,并通过蒸发释放出去。
对于低温干燥,如恒温干燥,传质主要是通过扩散实现的;而高温干燥,如热风干燥,传质则主要是通过对流实现的。
其次是传热机制,即热量从外部传递到食品内部以提供干燥过程中所需的热量。
传热机制可以通过传导、对流和辐射来实现。
传导是指热量通过直接的分子碰撞传递的过程。
在食品干燥中,热量首先通过食品外表面传导到食品内部,然后通过传质机制传递到食品表面。
传热过程中还伴随着对流现象,即热量通过流体的运动来传递。
对于热风干燥等高温干燥方式,热量通过对流来传递。
此外,辐射也是一种重要的传热机制。
在食品干燥过程中,热源可以通过辐射方式传递热量给食品,这种辐射可以是可见光、红外线或微波辐射等形式。
最后是水分迁移机制,即食品中的水分从食品内部向食品表面迁移的过程。
水分迁移受到传质和传热机制的影响。
传质通过扩散和对流来驱动水分从食品内部向食品表面的迁移;传热则通过传导、对流和辐射来提供干燥过程中所需的热量。
食品干燥机制的理解对于掌握食品干燥的方法和技术非常重要。
第二章食品的干制保藏技术水分活度概念食品在密闭容器内测得的蒸汽压(p)与同温下测得的纯水蒸汽压(p0)之比。
Aw值的范围在0~1之间。
水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响?1、对微生物的影响。
Aw值反映了水分与食品结合的强弱及被微生物利用的有效性。
各种微生物的生长发育有其最适的Aw 值,Aw值下降,它们的生长率也下降,最后,Aw可以下降到微生物停止生长的水平。
Aw能改变微生物对热、光和化学试剂的敏感性。
一般情况下,在高Aw时微生物最敏感,在中等Aw 下最不敏感。
微生物在不同的生长阶段,所需的Aw值也不一样。
细菌形成芽孢时比繁殖生长时要高。
2、对酶的影响酶活性随Aw的提高而增大,通常在Aw为0.75~0.95的范围内酶活性达到最大。
在Aw<0.65时,酶活性降低或减弱,但要抑制酶活性,Aw应在0.15以下。
3、对其它反应的影响○1脂肪氧化作用:Aw不能抑制氧化反应,即使水分活性很低,含有不饱和脂肪酸的食品放在空气中也极容易氧化酸败,甚至水分活度低于单分子层水分下也很容易氧化酸败。
○2非酶褐变:Aw也不能完全抑制该反应。
不同的食品,非酶褐变的最是水分活度有差异,由于食品成分的差异,即使同一种食品,加工工艺不同,引起褐变的最是水分活度也有差异。
○3Aw对淀粉老化的影响:Aw较高时,淀粉容易老化,若Aw低,淀粉的老化则不容易进行。
○4Aw的增大会加速蛋白质的氧化作用:当水分含量达4%时,蛋白质的变型仍能缓慢进行,若水分含量在2%一下,则不容易发生变性。
在北方生产的紫菜片,运到南方,出现霉变,是什么原因,如何控制?南方雨水多,空气比较潮湿,温度高,所以容易发生霉变。
用密封袋或密封桶装起来就好了。
(大概答案就这样,大家可以再用自己的话展开来讲)合理选用干燥条件的原则?1、食品干制过程中所选用的工艺条件必须是食品表面的水分蒸发速度尽可能等于食品内部的水分扩散速度,同时力求避免在食品内部建立起和湿度梯度方向相反的温度梯度,以免降低食品内部的水分扩散速率。