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1、三、食品脫水加工的方法 在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發(fā)，依據(jù)食品組分的蒸汽壓不同而分離； 依據(jù)分子大小不同，用膜來分離水分，如滲透、反滲透、超濾； 本章中討論的是通過熱脫水的方法。第1頁/共214頁 干燥就是在自然條件或人工控制條件下促使食品中水分蒸發(fā)的工藝過程。（drying） 一般來說，干燥包括自然干燥和人工干燥。自然干燥如曬干，風(fēng)干等，人工干燥如烘房烘干，熱空氣干燥，真空干燥等。 脫水（dehydration）就是為保證食品品質(zhì)變化最小，在人工控制條件下促使食品水分蒸發(fā)的工藝過程。因此，脫水就是指人工干燥。第2頁/共214頁四、食品干燥保藏 指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降

2、低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后并始終保持低水分的保藏方法。 是一種最古老的食品保藏方法。第3頁/共214頁五、食品干藏的歷史 我國北魏在齊民要術(shù)書中記載用陰干加工肉脯； 在本草綱目中，曬干制桃干； 大批量生產(chǎn)的干制方法是在1875年，將片狀蔬菜堆放在室內(nèi)，通入40度熱空氣進(jìn)行干燥，這就是早期的干燥保藏方法，差不多與罐頭食品生產(chǎn)技術(shù)同時(shí)出現(xiàn)。第4頁/共214頁六、食品干藏的特點(diǎn) 設(shè)備簡單 生產(chǎn)費(fèi)用低，因陋就簡； 食品可增香、變脆； 食品的色澤、復(fù)水性有一定的差異。第5頁/共214頁七、脫水加工技術(shù)的進(jìn)展 除熱空氣干燥目前還在應(yīng)用外，還發(fā)展了紅外線、微波及真空升華干燥、真空油炸等新技術(shù)。 提高干燥速

3、度； 提高干制品的質(zhì)量； 發(fā)展成食品加工中的一種重要保藏方法。 第6頁/共214頁第二節(jié) 食品干藏原理 長期以來人們已經(jīng)知道食品的腐敗變質(zhì)與食品中水分含量（W）具有一定的關(guān)系。(W表示以干基計(jì)，也有用濕基計(jì)w，) 但僅僅知道食品中的水分含量還不能足以預(yù)言食品的穩(wěn)定性。有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質(zhì)的情況是明顯不同的，如鮮肉與咸肉，水分含量相差不多，但保藏卻不同，這就存在一個(gè)水能否被微生物酶或化學(xué)反應(yīng)所利用的問題；這與水在食品中的存在狀態(tài)有關(guān)。第7頁/共214頁一、食品中水分存在的形式 通常只是簡單地將食品物料中的水分分為結(jié)合水和非結(jié)合水。 按水分和物料間架的結(jié)合形式可將物料中的水分分為

4、：第8頁/共214頁 (1)化學(xué)結(jié)合水 是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，按嚴(yán)格的數(shù)量比例，牢固地同固體間架結(jié)合的水分 只有在化學(xué)作用或特別強(qiáng)烈的熱處理下(如煅燒)才能除去，除去它的同時(shí)會(huì)造成物料物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的變化，即品質(zhì)的改變。 化學(xué)結(jié)合水在物料中的含量很少，為5一10如葡萄糖、檸檬酸晶體中的結(jié)合水。 一般情況下食品物料干燥不能也不需要除去這部分水分?；瘜W(xué)結(jié)合水的含量通常是干制品含水量的極限標(biāo)準(zhǔn)。第9頁/共214頁 (2)物理化學(xué)結(jié)合水 這部分水分包括吸附結(jié)合水、結(jié)構(gòu)結(jié)合水及滲透壓結(jié)合水. 吸附結(jié)合水與物料的結(jié)合力最強(qiáng)。第10頁/共214頁 吸附結(jié)合水是指在物料膠體微粒內(nèi)、外表面上因分子吸引力而被吸著

5、的水分。 膠體食品物料中的膠體顆粒與其他膠體相比，具有同樣的微粒分散度大的特點(diǎn)，使膠體體系中產(chǎn)生巨大的內(nèi)表面積，從而有極大的表面自由能，靠這種表面自由能產(chǎn)生了水分的吸附結(jié)合。第11頁/共214頁 應(yīng)該指出，處于物料內(nèi)部的某些水分子受到各個(gè)方向相同的引力，作用的結(jié)果是受力為零； 而處在物料內(nèi)膠體顆粒外表面上的水分子在某種程度上受力不平衡，具有自由能；這種自由能的作用又吸引了更外一層水分子，但該層水分子的結(jié)合力比前一層要小。所以，膠體顆粒表面第一單分子層的水分結(jié)合最牢固，且處在較高的壓力下(可產(chǎn)生系統(tǒng)壓縮)。 吸附結(jié)合水具有不同的吸附力，在干燥過程中除去這部分水分時(shí)，除應(yīng)提供水分汽化所需要的汽化潛

6、熱外，還要提供脫吸所需要的吸附熱。第12頁/共214頁結(jié)構(gòu)結(jié)合水是指當(dāng)膠體溶液凝固成凝膠時(shí)，保持在凝膠體內(nèi)部的一種水分，它受到結(jié)構(gòu)的束縛，表現(xiàn)出來的蒸汽壓很低。果凍、肉凍凝膠體即屬此例。第13頁/共214頁 滲透壓結(jié)合水是指溶液和膠體溶液中，被溶質(zhì)所束縛的水分。 這一作用使溶液表面的蒸汽壓降低。溶液的濃度越高，溶質(zhì)對水的束縛力越強(qiáng)，水分的蒸汽壓越低，水分越難以除去。 第14頁/共214頁 (3)機(jī)械結(jié)合水 是食品濕物料內(nèi)的毛細(xì)管(或孔隙)中保留和吸著的水分以及物料外表面附著的潤濕水分。 這些水分依靠表面附著力、毛細(xì)力和水分粘著力而存在于濕物料中，這些水分上方的飽和蒸汽壓與純水上方的飽和蒸汽壓幾

7、乎沒有太大的區(qū)別，在干燥過程中既能以液體形式又能以蒸汽的形式移動(dòng)。第15頁/共214頁 食品濕物料在干燥中所除去的水分主要是機(jī)械結(jié)合水和部分物理化學(xué)結(jié)合水。 在干燥過程中，首先除去的是結(jié)合力最弱的機(jī)械結(jié)合水，然后是部分結(jié)合力較弱的物理化學(xué)結(jié)合水，最后才是結(jié)合力較強(qiáng)的物理化學(xué)結(jié)合水。在干制品中殘存的是那些結(jié)合力很強(qiáng)，難以用干燥方法除去的少量水分。 Eg. 方便面：多孔體、初表面結(jié)膜。內(nèi)部水分蒸發(fā)不出來，后突然冒出，控制它成多孔體。而掛面：均勻收縮。 第16頁/共214頁二、水分活度 游離水和結(jié)合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度（water a

8、ctivity） Aw。 f 食品中水的逸度 Aw = f0 純水的逸度第17頁/共214頁 我們把食品中水的逸度和純水的逸度之比稱為水分活度。 水分逃逸的趨勢通常可以近似地用水的蒸汽壓來表示，在低壓或室溫時(shí)，f/f0 和P/P0之差非常?。?%），故用P/P0來定義Aw是合理的。第18頁/共214頁 （1）定義 Aw = P/P0 其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水的飽和蒸汽壓）。第19頁/共214頁 （2）水分活度大小的影響因素 取決于水存在的量； 溫度； 水中溶質(zhì)的濃度； 食品成分； 水與非水部分結(jié)合的強(qiáng)度。第20頁/共214頁下圖為常見食品中水分含量與水

9、分活度的關(guān)系第21頁/共214頁三、食品中水分含量（M）與水分活度之間的關(guān)系 食品中水分含量（W）與水分活度之間的關(guān)系曲線稱為該食品的吸附等溫線； 水分吸附等溫線的認(rèn)識；第22頁/共214頁 一般情況下，食品中的含水量越高，水分活度也越大。 從圖（11）曲線上可以看出，在含水量低的線段上，水分含量只要少許變動(dòng)，即可引起水分活度較大的變動(dòng)，這段曲線放大后，稱為等溫吸濕曲線。 第23頁/共214頁在等溫吸濕曲線上，接照水分量和水分活度情況，可以為三段。 第個(gè)區(qū)段是單層水分子區(qū)。水在溶質(zhì)上以單層水分子層狀吸附著，結(jié)合力很強(qiáng)，aw 也很低，在00.25之間，這種狀態(tài)的水稱為1型束縛水。在這個(gè)區(qū)段范圍內(nèi)

10、，相當(dāng)與物料含水00.07/g干物質(zhì)。（水分多和食品組成中的羥基和氨基等離子基團(tuán)牢固結(jié)合，形成單分子層的結(jié)合水）。第24頁/共214頁 第2個(gè)區(qū)段是多層水分子區(qū)。 在這狀態(tài)下存在的水是靠近溶質(zhì)的多層水分子。相互間以氫鍵結(jié)合，還有直徑1um的毛細(xì)管中的水）。Aw在0.250.8之間，這種狀態(tài)下的水稱為2型束縛水。在這個(gè)區(qū)段范圍內(nèi)，物料含水量在0.07至0.33g/g干物質(zhì)范圍內(nèi)。（水多與食品成分中酰氨基羥基等結(jié)合）。第25頁/共214頁 第3個(gè)區(qū)段是毛細(xì)管凝結(jié)水區(qū)。 在此區(qū)間水分在物料上以物理截流的方式凝結(jié)在食物的多空性結(jié)構(gòu)中，eg直徑1um的毛細(xì)管中的水分和纖維絲上的水分都是，其性質(zhì)接近理想溶

11、劑，aw 在0.800.99之間，這種狀態(tài)的水稱為3型束縛水。物料含水量最低為0.140.33g/g干物質(zhì)，最高為20g/g干物質(zhì)。 完全自由水即4型水。 第26頁/共214頁四、水分活度與食品的保藏性 大多數(shù)情況下，食品的穩(wěn)定性（腐敗、酶解、化學(xué)反應(yīng)等）與水分活度是緊密相關(guān)的。第27頁/共214頁 （1）水分活度與微生物生長的關(guān)系； 食品的腐敗變質(zhì)通常是由微生物作用和生物化學(xué)反應(yīng)造成的，任何微生物進(jìn)行生長繁殖以及多數(shù)生物化學(xué)反應(yīng)都需要以水作為溶劑或介質(zhì)。 干藏就是通過對食品中水分的脫除，進(jìn)而降低食品的水分活度，從而限制微生物活動(dòng)、酶的活力以及化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，達(dá)到長期保藏的目的。第28頁/共2

12、14頁（2）干制對微生物的影響 微生物生長繁殖與水分活度之間的依賴關(guān)系見表131。第29頁/共214頁第30頁/共214頁 干制過程中，食品及其所污染的微生物均同時(shí)脫水，干制后，微生物就長期地處于休眠狀態(tài)，環(huán)境條件一旦適宜，又會(huì)重新吸濕恢復(fù)活動(dòng)。 干制并不能將微生物全部殺死，只能抑制其活動(dòng)，但保藏過程中微生物總數(shù)會(huì)穩(wěn)步下降。第31頁/共214頁 雖然微生物能忍受干制品中的不良環(huán)境，但是在干制品干藏過程中微生物總數(shù)仍然會(huì)穩(wěn)步地緩慢下降（見p18。圖112）。第32頁/共214頁 干制品復(fù)水后，只有殘留微生物仍能復(fù)蘇并再次生長，微生物的耐旱力常隨菌種及其不同生長期而異。 （eg葡萄球菌、腸道桿菌、

13、結(jié)核桿菌在干燥狀態(tài)下能保存活力幾周到幾個(gè)月；乳酸菌能保存活力為幾個(gè)月到一年以上；干酵母保存活力可達(dá)兩年之久；干燥狀態(tài)的細(xì)菌芽孢菌核，原膜孢子分生孢子可存活一年以上。黑曲霉菌孢子可存活達(dá)610年以上。）第33頁/共214頁 干制并不能將微生物（病原菌）全部殺死，只能抑制他們的活動(dòng)。 因此，干制品并非無菌，遇溫遇潮濕氣候，就會(huì)腐敗變質(zhì)。干制食品要求微生物污染低，質(zhì)量高的食品原料，清潔加工處理常用熱處理或化學(xué)滅菌。（即干制前設(shè)法將它滅菌）。第34頁/共214頁（3）干制對酶的影響 酶為食品所固有，它需要水分才具有活性，水分減少時(shí)，酶的活性也就下降，然而酶和基質(zhì)（底物）卻同時(shí)增濃，因而反應(yīng)速率隨兩者增

14、濃而加速。 因此，在低水分干制品中，特別在他吸濕后，酶仍會(huì)緩慢地活動(dòng)，從而引起食品品質(zhì)惡化或變質(zhì)。 只有干制品水分降低到1%以下時(shí)，酶的活性才會(huì)完全消失。 第35頁/共214頁 酶在濕熱條件下處理時(shí)易鈍化 因此，為了控制干制品中酶的活動(dòng)，就有必要在干制前對食品進(jìn)行濕熱或化學(xué)鈍化處理，以達(dá)到酶失去活性為度。 為鑒定干制品中殘留酶的活性，可用過氧化物酶作為指示酶，因?yàn)楫?dāng)過氧化物酶完全失活時(shí)（它抗熱性較強(qiáng)）可以保證所有其它酶破壞。 eg、100瞬間即能破壞它的活性。但在干熱條件下難于鈍化，eg在干燥條件下，即使用204熱處理，鈍化效果極其微小。第36頁/共214頁五、食品干制的要求及干制食品的品質(zhì)指

15、標(biāo)1、干制要求1）干制的食品原料應(yīng)微生物污染少，品質(zhì)高。 應(yīng)在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。 干制前通常需熱處理滅酶或化學(xué)處理破壞酶活并降低微生物污染量。有時(shí)需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。第37頁/共214頁2）水分越低越好（但口感會(huì)變差）。3）干燥條件使食品所產(chǎn)生的物理變化，化學(xué)變化，質(zhì)構(gòu)感不良變化減得最小程度，營養(yǎng)損失最少。4）品質(zhì)要求復(fù)水快，口感好。 冷凍升華干燥能做到。5）要求干燥技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，能源消耗低。第38頁/共214頁2、品質(zhì)指標(biāo)控制水分活度（aw）復(fù)水性，復(fù)原性。質(zhì)構(gòu)(硬度、粘性、韌性、彈性、酥脆 )、 感官品嘗(外觀：大小、形狀、色澤、光澤、稠度；

16、) 風(fēng)味：氣味、香臭。 味道 酸、甜、苦、辣、咸、鮮、麻。微生物（細(xì)菌）指標(biāo) 大腸桿菌、雜菌數(shù)。理化指標(biāo)（重金屬指標(biāo)）第39頁/共214頁 干制品一般都在復(fù)水后才食用。干制品復(fù)原性是用來衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。 干制品的復(fù)原性就是干制品重新吸收水分后，在重量、大小和形狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味、成分、結(jié)構(gòu)以及其它可見因素各個(gè)方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度。第40頁/共214頁 干制品復(fù)水性就是新鮮食品干制后，能重新吸回水分的程度. 一般常用干制品吸水增重的程度來衡量，而且在一定程度上也是干制過程中某些品質(zhì)變化的反映。為此，干制品復(fù)水性也成為干制過程中控制干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。第41頁/共214頁 選用

17、和控制干制工藝必須遵循的準(zhǔn)則： 就是盡可能減少不可逆變化給食品造成的損害。干制品復(fù)水性下降，有些是細(xì)胞和毛細(xì)管萎縮、變形等物理變化的結(jié)果，但更多的是膠體中物理變化和化學(xué)變化所造成的結(jié)果。第42頁/共214頁 復(fù)水試驗(yàn)主要是測定復(fù)水試樣的瀝干重。復(fù)水試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)方法測定。 復(fù)水比（R復(fù)），簡單說就是復(fù)水后瀝干重（g復(fù)）和干制品試樣重（g干）的比值。R復(fù)= g復(fù)/ g干 復(fù)水時(shí)，干制品常含有一部分糖分和可溶性物質(zhì)流失而失重。 復(fù)重系數(shù)（k復(fù)）：就是復(fù)水后制品的瀝干重（g重）和同樣干制品試樣量在干制前的相應(yīng)原料重（g原）之比。k復(fù)= g重/ g原100% 第43頁/共214頁第三節(jié)

18、食品干制的基本原理 一、干燥機(jī)制 干燥過程是濕熱傳遞過程： 表面水分?jǐn)U散到空氣中，內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面； 而熱則從表面?zhèn)鬟f到食品內(nèi)部。 干制過程中潮濕物料傳遞具體表現(xiàn)為給濕和導(dǎo)濕兩個(gè)過程。第44頁/共214頁（一 ）物料給濕過程（恒率干燥階段） 水分從物料表面向外的擴(kuò)散過程稱為給濕過程。它和自由液面蒸發(fā)水相類似，為恒率干燥階段的干制過程。 物料水分大于吸濕水分時(shí)，物料表面受熱蒸發(fā)水分（氣態(tài)），形成飽和水蒸氣層，而后水蒸汽越過物料表面分界層（即飽和蒸汽向空氣的蒸汽分壓過渡層）,向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，于是物料表面和它內(nèi)部各區(qū)即建立了水分梯度，促使物料內(nèi)部水分不斷地向表面移動(dòng)（擴(kuò)散）。第45頁/共214頁

19、給濕過程實(shí)現(xiàn)的條件為： 表面水分蒸發(fā)速率內(nèi)部水分遷移速率。 表面水分蒸發(fā)強(qiáng)度的估算： w=c（psp） 760/b 式中：w食品表面水分蒸發(fā)強(qiáng)度(千克/米2.小時(shí)) ps和潮濕物料表面濕球溫度相應(yīng)的飽和水蒸氣壓（mmHg柱） p熱空氣的水蒸氣壓（mmHg柱） b大氣壓（mmHg柱） c潮濕物料表面的給濕系數(shù)（kg/m2），可按c=0.0229+0.0174v進(jìn)行計(jì)算（v為空氣流速m/s）。第46頁/共214頁 給濕過程中的干燥速率與熱空氣的t、v以及食品表面向外部擴(kuò)散蒸汽的條件（例如物料表面粗糙度，毛細(xì)管多孔型（物料內(nèi)部），表面積等有關(guān)。第47頁/共214頁（二 ）導(dǎo)濕過程或內(nèi)部水分的擴(kuò)散 過

20、程 物料內(nèi)部水分?jǐn)U散分為: （1）導(dǎo)濕現(xiàn)象（2）導(dǎo)濕溫現(xiàn)象 固體干燥時(shí)，（物料內(nèi)水份）會(huì)出現(xiàn)蒸汽或液體狀態(tài)的分子擴(kuò)散狀水分移動(dòng)，以及毛細(xì)管勢能和其內(nèi)擠壓空氣作用下的毛細(xì)管水分轉(zhuǎn)移，這樣的水分?jǐn)U散轉(zhuǎn)移稱為導(dǎo)濕現(xiàn)象。 導(dǎo)濕過程傳質(zhì)過程，其推動(dòng)力為濃度差（濕含量差）。第48頁/共214頁1、導(dǎo)濕性 均質(zhì)物料內(nèi)水分通?？偸菑母咚痔幭虻退痔帞U(kuò)散。 對流干燥時(shí)，物料中心濕含量比物料外表面高，即存在著濕含量差。外表面上的水分蒸發(fā)掉后則從鄰層得到補(bǔ)充。而后者則由來自物料內(nèi)部水分補(bǔ)充。因此，物料干燥過程中，在它的斷面上就會(huì)有水分梯度出現(xiàn)。 第49頁/共214頁 水分梯度：干制過程中潮濕食品表面水分受熱后首先

21、有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，水蒸氣從食品表面向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，此時(shí)表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差異，即存在水分梯度。 水分?jǐn)U散一般總是從高水分處向低水分處擴(kuò)散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面方向移動(dòng)。這種水分遷移現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕性。第50頁/共214頁 （1） 水分梯度 若用W表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距n的另一等濕面上的濕含量為W+ w ，那么物體內(nèi)的水分梯度grad W則為：第51頁/共214頁式中：W絕 物體內(nèi)的濕含量，即每千克 干物質(zhì)內(nèi)的水分含量（千 克）； n 物料內(nèi)等濕面間的垂直距離 （米）。第52頁/共214頁第53頁/共214頁(

22、2)導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量可按照下述公式求得： 其中： i水 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時(shí)）。 K 導(dǎo)濕系數(shù)（米小時(shí)）。 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量（kg 干物 質(zhì)/米3 ）。 W絕 物料水分（kg/kg干物質(zhì)）水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負(fù)號。需要注意的一點(diǎn)是：導(dǎo)濕系數(shù)在干燥過程中并非穩(wěn)定不變的，它隨著物料溫度和水分而異。第54頁/共214頁 導(dǎo)濕系數(shù)(K)與物料水分間的關(guān)系 K值的變化比較復(fù)雜。 當(dāng)物料處于恒率干燥階段時(shí)，排除的水分基本上為滲透水分，以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)穩(wěn)定不變（DE段）； 再進(jìn)一步排除毛細(xì)管水

23、分時(shí)，水分以蒸汽狀態(tài)或以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（CD段）； 再進(jìn)一步為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先為多分子層水分，后為單分子層水分。導(dǎo)濕系數(shù)先上升(CB段)后下降(BA段)。第55頁/共214頁 導(dǎo)濕系數(shù)與溫度的關(guān)系 若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，就能顯著地加速干制過程。因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時(shí)可以增大導(dǎo)濕系數(shù)，以加速水分轉(zhuǎn)移。第56頁/共214頁2.導(dǎo)濕溫性 在對流干燥中，物料表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會(huì)建立一定的溫度梯度。 溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。第57頁/共214頁 導(dǎo)濕溫性

24、是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象。 高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使蒸汽壓上升，而且毛細(xì)管內(nèi)水分還將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響。結(jié)果是毛細(xì)管內(nèi)水分將順著熱流方向轉(zhuǎn)移。第58頁/共214頁 （1）溫度梯度 導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過下式計(jì)算求得： i溫 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時(shí)間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg干物質(zhì)/ 米2小時(shí)）。第59頁/共214頁（2）導(dǎo)濕溫系數(shù)() 就是溫度梯度為1/米時(shí)物料內(nèi)部能建立的水分梯度，即 導(dǎo)濕溫性和導(dǎo)濕性一樣，會(huì)因物料水分的差異（即物料和水分結(jié)合狀態(tài)）而異。=（dw/dn）/（dt/dn） 第60頁/共214頁 干制

25、過程中，濕物料內(nèi)部同時(shí)會(huì)有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分流動(dòng)的方向?qū)⒂蓪?dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。 i總=i濕+i溫第61頁/共214頁 兩者方向相反時(shí)(對流干燥)： i總=i濕 - i溫 當(dāng)i濕 i溫 ,水分將按照物料水分減少方向轉(zhuǎn)移，以導(dǎo)濕性為主，而導(dǎo)濕溫性成為阻礙因素，水分?jǐn)U散則受阻。 當(dāng)i濕 i溫 ,水分隨熱流方向轉(zhuǎn)移，并向物料水分增加方向發(fā)展，而導(dǎo)濕性成為阻礙因素。第62頁/共214頁 對流干制時(shí)，主要在降率階段，常會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)濕溫性大于導(dǎo)濕性(i濕 i溫 )，于是物料表面水分就會(huì)向它的深層轉(zhuǎn)移，可是物料表面仍然進(jìn)行著水分蒸發(fā)，以致它的表面迅速干燥而溫度也迅速上升，這樣水分就會(huì)轉(zhuǎn)

26、移至物料內(nèi)部深處蒸發(fā)。 只有物料內(nèi)層因水分蒸發(fā)而建立起足夠的壓力，才會(huì)改變水分轉(zhuǎn)移的方向，擴(kuò)散到物料表面進(jìn)行蒸發(fā)，這就不利于物料干制，延長了干制時(shí)間。 如：烤面包的初期第63頁/共214頁二、干制過程的特性 食品干制過程的特性可由食品干燥曲線來反映。干燥曲線可由干制過程中水分含量、干燥速率、食品溫度的變化組合在一起較全面地加以表達(dá)。 水分含量曲線就是在干制過程中食品水分含量變化和干制時(shí)間的關(guān)系曲線；干燥速率曲線反映食品干制過程中任何時(shí)間內(nèi)水分減少的快慢或速度大小，即dM/dt=f(M)的關(guān)系曲線；食品溫度曲線可反映干制過程中食品本身的溫度的高低，對于了解食品質(zhì)量有重要的參考價(jià)值。第64頁/共2

27、14頁（一）干燥曲線1、食品水分含量曲線(AE) 干制過程中食品絕對水分和干制時(shí)間的關(guān)系曲線(AE)。 當(dāng)潮濕食品被置于加熱的空氣中進(jìn)行干燥時(shí)，首先食品被預(yù)熱，食品表面受熱后水分就開始蒸發(fā)，但此時(shí)由于存在溫度梯度會(huì)使水分的遷移受到阻礙，因而水分的下降較緩慢(AB)； 隨著溫度的傳遞，溫度梯度減小或消失，則食品中的自由水(毛細(xì)管水分和滲透水分)蒸發(fā)和內(nèi)部水分遷移快速進(jìn)行，水分含量出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降(BC)； 第65頁/共214頁當(dāng)達(dá)到較低水分含量(C點(diǎn))時(shí)，水分下降減慢，此時(shí)食品中水分主要為多層吸附水，水分的轉(zhuǎn)移和蒸發(fā)則相應(yīng)減少，該水分含量被稱為干燥的第一臨界水分；當(dāng)水分減少趨于停止或

28、達(dá)到平衡(DE)時(shí)，最終食品的水分含量達(dá)到平衡水分。第66頁/共214頁 平衡水分取決于干燥時(shí)的空氣狀態(tài)如溫度、相對濕度等。 水分含量曲線特征的變化主要由內(nèi)部水分遷移與表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散所決定。第67頁/共214頁2、干燥速率曲線(AE) 干燥速率曲線就是干制過程中任何時(shí)間的干燥速率（dw絕/dt）和該時(shí)間食品絕對水分（w絕）的關(guān)系曲線，而dw/dt=f（w絕）。 因?yàn)閣絕=f（t）所以dw絕/dt=f（t），可按它畫圖 又dw絕/dt=w（t），即在干燥曲線各點(diǎn)畫出切線所得的斜率即為該點(diǎn)食品絕對水分時(shí)的相等的干燥速率。第68頁/共214頁 食品被加熱，水分開始蒸發(fā)，干燥速率由小到大一

29、直上升，隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達(dá)到最高值(AB)，為升速階段； 達(dá)到B點(diǎn)時(shí)，干燥速率為最大，此時(shí)水分從表面擴(kuò)散到空氣中的速率等于或小于水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面的速率，干燥速率保持穩(wěn)定不變，是第一干燥階段，又稱為恒速干燥階段(BC)。 在此階段，食品內(nèi)部水分很快移向表面，并始終為水分所飽和，干燥機(jī)理為表面汽化控制，干燥所去除的水分大體相當(dāng)于物料的非結(jié)合水分。第69頁/共214頁 干燥速率曲線達(dá)到C點(diǎn)，對應(yīng)于食品第一臨界水分(C)時(shí)，物料表面不再全部為水分潤濕，干燥速率開始減慢，由恒速干燥階段到降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)C，稱為干燥過程的臨界點(diǎn)。干燥過程跨過臨界點(diǎn)后，進(jìn)入降速干燥階段(CD，)，這就是

30、第二干燥階段的開始。 干燥速率的轉(zhuǎn)折標(biāo)志著干燥機(jī)理的轉(zhuǎn)折，臨界點(diǎn)是干燥由表面汽化控制到內(nèi)部擴(kuò)散控制的轉(zhuǎn)變點(diǎn)，是物料由去除非結(jié)合水到去除結(jié)合水的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。該階段開始汽化物料的結(jié)合水分，干燥速率隨物料含水量的降低，遷移到表面的水分不斷減少而使干燥速率逐漸下降。此階段的干燥機(jī)理已轉(zhuǎn)為被內(nèi)部水分?jǐn)U散控制。 第70頁/共214頁 當(dāng)干燥速率下降到D點(diǎn)時(shí)，食品物料表面水分已全部變干，原來在表面進(jìn)行的水分汽化則全部移入物料內(nèi)部，汽化的水蒸氣要穿過已干的固體層而傳遞到空氣中，使阻力增加，因而干燥速率降低更快。 在這一階段食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率小于食品表面水分蒸發(fā)速率，干燥速率下降是由食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率決定的，當(dāng)

31、干燥達(dá)到平衡水分時(shí)，水分的遷移基本停止，干燥速率為零，干燥就停止(E)。第71頁/共214頁3、食品溫度曲線(AE) 就是干制過程中食品溫度（T食）和干制時(shí)間（t）的關(guān)系曲線.第72頁/共214頁 干制初期食品接觸空氣傳遞的熱量，溫度由室溫逐漸上升達(dá)到B點(diǎn)，是食品初期加熱階段(AB)； 達(dá)到B點(diǎn)，此時(shí)干燥速率穩(wěn)定不變，該階段熱空氣向食品提供的熱量全部消耗于水分蒸發(fā)，食品物料沒有受到加熱，故溫度沒有變化。物料表面溫度等于水分蒸發(fā)溫度，即和熱空氣干球溫度和濕度相適應(yīng)的濕球溫度。在恒速階段，食品物料表面溫度等于濕球溫度并維持不變(BC)； 第73頁/共214頁 達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，干燥速率下降，在降速階段內(nèi)

32、，水分蒸發(fā)減小，由于干燥速率的降低，空氣對物料傳遞的熱量已大于水分汽化所需的潛熱，因而物料的溫度開始不斷上升，物料表面溫度比空氣濕球溫度越來越高，食品溫度不斷上升(CD)； 當(dāng)干燥達(dá)到平衡水分時(shí)，干燥速率為零，食品溫度則上升到和熱空氣溫度相等，為空氣的干球溫度(E)。第74頁/共214頁（二）干燥階段 在典型的食品干燥中，干燥過程經(jīng)歷干燥速率恒定階段和干燥速率降低階段。 1、恒速期 在大部分食品中，干燥速率就是水分子從食品表面跑向干燥空氣的速度，在這種情況下，食品表面水分含量被認(rèn)為是恒定的，因?yàn)樗畯漠a(chǎn)品內(nèi)部遷移的速度足夠快，可保持恒定的表面濕度。也就是說水分子從食品內(nèi)部遷移到表面的速率大于(或

33、等于)水分子從表面跑向干燥空氣的速率，于是干燥速率是由水分子從產(chǎn)品表面向干燥空氣進(jìn)行對流質(zhì)量傳遞的推動(dòng)力所決定的，表達(dá)式如下： 第75頁/共214頁w=c（psp） 760/b第76頁/共214頁第77頁/共214頁 水分子從產(chǎn)品表面釋放到干燥空氣中所需的能量是來自于熱量傳遞。 然而，在干燥的恒速期，熱量傳入產(chǎn)品的速率剛好與蒸發(fā)水量所需要的熱量相平衡。在最簡單的情況下，干燥的全部熱量來自于吹向食品的干燥空氣，干燥空氣和食品表面之間屬對流熱量傳遞。 但是，有時(shí)在某些干燥室的頂部表面可以有輻射熱量傳遞，或甚至有引起食品內(nèi)部熱量傳遞的微波輻射。如果食品放在一個(gè)固體盤中，除食品表面接觸干燥空氣流外，還

34、有通過對流和傳導(dǎo)兩種方式使熱量傳遞到食品的底部的情況。因此，實(shí)際干燥體系也許涉及到復(fù)雜的熱量傳遞，使干燥分析十分困難。 第78頁/共214頁 在只存在對流熱量傳遞這種最簡單的情況時(shí)，在恒速期所有的熱能都能用于汽化水分。也就是說，熱量傳遞到食品的速率與水汽化的能量消耗速率相平衡。 已知干燥速率和汽化潛熱，就能夠求出水汽化消耗熱量的速率。也就是說，對于表面(液與汽)每汽化一個(gè)水分子，就需要一定量與汽化潛熱相當(dāng)?shù)哪芰?。在這些條件下，它們的關(guān)系如下式：第79頁/共214頁式(2-11)第80頁/共214頁 在恒速期，傳遞到食品的所有熱量都進(jìn)入汽化的水分中。因此，溫度保持在某一恒定值，該值取決于熱量傳遞

35、機(jī)制。如果干燥僅以對流方式進(jìn)行，可以看到食品表面的溫度穩(wěn)定為干燥空氣的濕球溫度，也就是說，表面溫度穩(wěn)定在空氣完全被水分所飽和的這一點(diǎn)上。 然而，如果其他熱量傳遞機(jī)制(輻射、微波、傳導(dǎo))提供一部分熱量給食品，那么表面溫度不再是濕球溫度，而是稍微高些(但仍然為恒定值)，有時(shí)稱為假濕球溫度。第81頁/共214頁 只要水分從食品內(nèi)部遷移到表面的速率足夠快，以至于表面水分含量為恒定時(shí)，恒速干燥期就會(huì)持續(xù)。 當(dāng)水分從內(nèi)部遷移比表面蒸發(fā)慢時(shí)，恒速期就停止。此時(shí)食品的水分含量表示為Mc。此時(shí)公式(211)不再適用。 然而，在恒速期的干燥時(shí)間（tcrp）可通過該公式從初始水分含量(M)到臨界水分含量(Mc)積分

36、而得到。第82頁/共214頁（式2-12）注意這個(gè)方程式只有在對流熱傳遞時(shí)才適用。當(dāng)應(yīng)用其他熱傳遞機(jī)制時(shí)，這個(gè)方程式需修正以解釋這些作用。第83頁/共214頁 恒速階段的長短取決于干制過程中食品內(nèi)部水分遷移(決定于它的導(dǎo)濕性)與食品表面水分蒸發(fā)或外部水分?jǐn)U散速度的大小。 若內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速度大于表面水分?jǐn)U散速度，則恒速階段可以延長；否則，就不存在恒速干燥階段。 例如水分為7590的蘋果干制時(shí)需經(jīng)歷恒速和降速干燥階段，而水分為9的花生米干制時(shí)僅經(jīng)歷降速干燥階段。第84頁/共214頁 2降速期(FRP) 在干燥后期，一旦達(dá)到臨界水分含量Mc，水分從表面跑向干燥空氣中的速率就會(huì)快于水分補(bǔ)充到表面的速率

37、。在降速期，食品中水分含量分布取決于干燥條件，在塊狀中央水分含量最高，在表面為最低。 第85頁/共214頁 在這樣的條件下，內(nèi)部質(zhì)量傳遞機(jī)制影響了干燥快慢。在食品中水分遷移有幾種方式，在某一給定的干燥條件下，可存在一種或多種干燥機(jī)制。 (1)液體擴(kuò)散； (2)蒸汽擴(kuò)散； (3)毛細(xì)管流動(dòng)； (4)壓力流動(dòng)；(5)熱力流動(dòng) 一旦表面的水分含量減少到低于食品中剩余水分的含量時(shí)，水分遷移到表面的推動(dòng)力是擴(kuò)散，擴(kuò)散的速率取決于食品的性質(zhì)、溫度和表面與體相之間的濃度差。 有時(shí)在產(chǎn)品表面之下存在汽化作用(特別在長時(shí)間干燥時(shí))，此時(shí)水分子以蒸汽形式擴(kuò)散通過食品到干燥空氣中。蒸汽擴(kuò)散是因?yàn)檎羝麎翰?，干燥空氣?/p>

38、蒸汽壓決定擴(kuò)散速率。 表面張力也能影響食品結(jié)構(gòu)中水分遷移，特別是對于多孔狀的食品。根據(jù)多孔食品基質(zhì)的性質(zhì)和定向，毛細(xì)管流動(dòng)可通過其他機(jī)制增加或阻止水分遷移。 干燥空氣和食品內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的壓力差會(huì)引起水分遷移。 食品表面和食品內(nèi)部之間的溫度差會(huì)阻止水分遷移到表面，這方面在干燥后期尤其重要。第86頁/共214頁 在干燥過程中，可應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)機(jī)制，每種機(jī)制的相關(guān)作用在干燥過程中可以變化。 例如，在降速期的早期，液體擴(kuò)散是內(nèi)部質(zhì)量傳遞的控制機(jī)制，而在干燥后期，由熱力流動(dòng)和蒸汽擴(kuò)散共同控制干燥。因此，在降速期要預(yù)測干燥速率常常是困難的。第87頁/共214頁 一旦食品中水分含量與干燥空氣達(dá)到平衡(這可通

39、過解吸等溫線來測定)，則干燥不再發(fā)生。 然而，干燥在食品達(dá)到平衡前停止，那么在干燥過程中存在的濕度梯度就會(huì)逐漸平衡，直到整塊食品達(dá)到相同的平均水分含量。第88頁/共214頁 對于食品干燥過程特性以導(dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性解釋如表24。 第89頁/共214頁 干燥曲線的特征因水分和物料結(jié)合形式、水分?jǐn)U散歷程、物料結(jié)構(gòu)和形狀大小而異。 外部擴(kuò)散速率取決于溫度、空氣、濕度、流速以及表面蒸發(fā)面積、形狀等。 物料內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移機(jī)制、水分蒸發(fā)的推動(dòng)力以及水分從物料表面經(jīng)邊界層向周圍介質(zhì)擴(kuò)散的機(jī)制都將對物料干制過程的特性產(chǎn)生影響；此外，食品干燥是把水分蒸發(fā)簡單地限定在物料表面進(jìn)行，事實(shí)上水分蒸發(fā)也會(huì)在它內(nèi)部某些部分或

40、甚至于全面進(jìn)行，因而，其情況比所討論的要復(fù)雜得多。第90頁/共214頁三、影響干制的因素 干制過程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。第91頁/共214頁（一）干制條件的影響 （1）溫度 對于空氣作為干燥介質(zhì)，提高空氣溫度，干燥加快。 由于溫度提高，傳熱介質(zhì)與食品間溫差越大，熱量向食品傳遞的速率越大，水分外逸速率因而加速。 對于一定相對濕度的空氣，隨著溫度提高，空氣相對飽和濕度下降，這會(huì)使水分從食品表面擴(kuò)散的動(dòng)力更大。 另外，溫度高水分?jǐn)U散速率也加快，使內(nèi)部干燥加速。第92頁/共214頁 注 意： 若

41、以空氣作為干燥介質(zhì)，溫度并非主要因素，因?yàn)槭称穬?nèi)水分以水蒸汽的形式外逸時(shí)，將在其表面形成飽和水蒸汽層,若不及時(shí)排除掉，將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸，從而降低了水分的蒸發(fā)速度.故溫度的影響也將因此而下降。第93頁/共214頁 （2）空氣流速 空氣流速加快，食品干燥速率也加速。 不僅因?yàn)闊峥諝馑苋菁{的水蒸氣量將高于冷空氣而吸收較多的水分；還能及時(shí)將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；同時(shí)還因和食品表面接觸的空氣量增加，而顯著加速食品中水分的蒸發(fā)。第94頁/共214頁 （3）空氣相對濕度 脫水干制時(shí)，如果用空氣作為干燥介質(zhì)，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。近于飽和

42、的濕空氣進(jìn)一步吸收水分的能力遠(yuǎn)比干燥空氣差。飽和的濕空氣不能在進(jìn)一步吸收來自食品的蒸發(fā)水分。 第95頁/共214頁 （4）大氣壓力和真空度 氣壓影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當(dāng)真空下干燥時(shí)，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。 氣壓下降，水沸點(diǎn)相應(yīng)下降，氣壓愈低，沸點(diǎn)也愈低，溫度不變，氣壓降低則沸騰愈加速。 但是，若干制由內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移限制 ，則真空干燥對干燥速率影響不大。第96頁/共214頁（二）食品性質(zhì)的影響 （1）表面積 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。 小顆粒，薄片，易干燥，快。第97頁/共214頁 （2）組分定向 水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食

43、品組分的定向。 例如：芹菜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，沿著長度方向比橫穿細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方向干燥要快得多。在肉類蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)中，也存在類似行為。第98頁/共214頁 （3）細(xì)胞結(jié)構(gòu) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)間的水分比細(xì)胞內(nèi)的水更容易除去。 （4）溶質(zhì)的類型和濃度 溶質(zhì)與水相互作用，抑制水分子遷移，降低水分轉(zhuǎn)移速率，干燥慢。第99頁/共214頁四、合理選用干制工藝條件 食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主要參變數(shù)組成。比如：以熱空氣為干燥介質(zhì)時(shí)，其溫度、相對濕度和食品的溫度為它的主要工藝條件。 最適宜的干制工藝條件為：使干制時(shí)間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量最高。它隨食品種類而不

44、同。第100頁/共214頁如何選用合理的工藝條件：（1）使食品表面的蒸發(fā)速率盡可能等于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，同時(shí)力求避免在食品內(nèi)部建立起和濕度梯度方向相反的溫度梯度，以免降低食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率。 在導(dǎo)熱性較小的食品中，若水分蒸發(fā)速率大于食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率，則表面會(huì)迅速干燥，表層溫度升高到介質(zhì)溫度，建立溫度梯度，更不利于內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，而形成干硬膜。 辦法 需降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度。第101頁/共214頁 （2）恒率干燥階段，為了加速蒸發(fā)，在保證食品表面的蒸發(fā)速率不超過食品內(nèi)部的水分?jǐn)U散速率的原則下，允許盡可能提高空氣溫度。 此時(shí)，所提供的熱量主要用于水分的蒸發(fā)，物料表

45、面溫度是濕球溫度。 第102頁/共214頁（3）降率干燥階段時(shí)，應(yīng)設(shè)法降低表面蒸發(fā)速率，使它能和逐步降低了的內(nèi)部水分?jǐn)U散率一致，以免食品表面過度受熱，導(dǎo)致不良后果。 為此，可降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度(如加入新鮮空氣)進(jìn)行控制。 要降低干燥介質(zhì)的溫度，務(wù)使食品溫度上升到干球溫度時(shí)不致超出導(dǎo)致品質(zhì)變化（如糖分焦化）的極限溫度（一般為90）。第103頁/共214頁 （4）干燥末期干燥介質(zhì)的相對濕度應(yīng)根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。 一般達(dá)到與當(dāng)時(shí)介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分。 如干制品水分低于當(dāng)時(shí)介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分時(shí)，這就要求降低空氣相對濕度，才能達(dá)到最后干制品

46、水分的要求。第104頁/共214頁第四節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響一、干制過程中食品的物理變化 物理變化形式： 食品干制時(shí)常出現(xiàn)的物理變化有干縮、干裂、表面硬化、多孔性形成和熱塑性的出現(xiàn)。第105頁/共214頁（1）干縮、干裂細(xì)胞失去活力后，它仍能不同程度地保持原有的彈性，但受力過大，超出彈性極限，即使外力消失，它也難以恢復(fù)原有狀態(tài)，干縮正是物料失去彈性時(shí)出現(xiàn)的一種變化，是食品干制時(shí)最常見最顯著變化之一。第106頁/共214頁 A均勻收縮： 物料全面均勻的失去水分時(shí)，物料將隨水分的消失均衡地進(jìn)行線性收縮，即物料大小均勻地按比例收縮。變的結(jié)構(gòu)致密不易干燥，例如掛面。復(fù)水緩慢、包裝材料和儲運(yùn)費(fèi)省。第1

47、07頁/共214頁 B 非均勻收縮： 高溫快速干燥時(shí)，食品塊片表面層遠(yuǎn)在物料中心干燥前已干硬。之后中心干燥和收縮時(shí)就會(huì)脫離干燥膜而出現(xiàn)內(nèi)裂，孔隙和蜂窩狀結(jié)構(gòu)，表面干硬膜不出現(xiàn)凹面。疏松，多孔性，內(nèi)部可出現(xiàn)干裂。 例如方便面 容易吸水，復(fù)原迅速。和物料原狀相似，但包裝儲藏費(fèi)用高，內(nèi)部多孔易氧化，以至儲藏期短。 表面蒸發(fā)率大于內(nèi)部擴(kuò)散率會(huì)出現(xiàn)干裂。第108頁/共214頁（2）表面硬化表面硬化實(shí)際上是食品表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象。當(dāng)干制速率很高時(shí)，內(nèi)部水分來不及轉(zhuǎn)移到物料表面，使表面迅速形成一層干燥薄膜，它的滲透性極低，以至將大部分殘留水分保留在食品內(nèi)，使干燥速率急劇下降。第109頁/共214頁

48、 塊片狀和漿質(zhì)態(tài)食品內(nèi)通常存在有大小不一的氣孔，裂縫和微孔。食品內(nèi)的水分經(jīng)微孔，裂縫和微孔或毛細(xì)管上升，其中有不少能上升到物料表面蒸發(fā)掉，以至它的溶質(zhì)殘留在表面上。干制初期某些水果表面上積有含糖的粘質(zhì)滲出物，其原因就在于此。這些物質(zhì)會(huì)將干制時(shí)正在收縮的微孔和裂縫封閉。 在微孔收縮和被溶質(zhì)堵塞的雙重作用下表面硬化。 此時(shí)，若降低食品表面溫度使物料緩慢干燥，一般就能延緩表面硬化。第110頁/共214頁（3）物料內(nèi)部多孔性的形成快速干燥時(shí)表面硬化及內(nèi)部蒸汽壓的迅速蒸發(fā)會(huì)促使物料成為多孔性制品。加有不會(huì)消失的發(fā)泡劑并經(jīng)攪打發(fā)泡而形成穩(wěn)定泡沫狀的液體或漿質(zhì)體食品干燥后，也能成為多孔性制品，真空干燥時(shí)的高

49、度真空也會(huì)促使水蒸氣迅速蒸發(fā)并向外擴(kuò)散，從而制成多孔性的制品?？裳杆購?fù)水。第111頁/共214頁（4）熱塑性的出現(xiàn)熱塑性物料：加熱時(shí)會(huì)軟化的物料。不少食品是熱塑性物料。如糖分含量高的果蔬汁就屬于這類食品，例如橙汁在坩堝干燒時(shí)，水分雖以全部蒸發(fā)掉，殘留固體物質(zhì)仍象保持水分那樣是熱塑性粘質(zhì)狀態(tài)，黏結(jié)在上難以取下，冷卻時(shí)會(huì)硬化成結(jié)晶體而僵化，便于取下。為此，大多數(shù)常式干燥設(shè)備內(nèi)常設(shè)有冷卻區(qū)。第112頁/共214頁二、干制過程中食品的化學(xué)變化 1、營養(yǎng)物的損失 脫水干制后，食品失去水分，故殘留物中營養(yǎng)成分的含量增加。第113頁/共214頁蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)損失小。碳水化合物； 加熱時(shí)碳水化合物含量

50、高的食品極易焦化。曬干初期呼吸作用導(dǎo)致糖分分解。還會(huì)發(fā)生糖與氨基酸反應(yīng)而出現(xiàn)褐變。 果蔬中碳水化合物含量較高，它的變化會(huì)引起果蔬變質(zhì)和成分損耗。動(dòng)物制品則不會(huì)。 第114頁/共214頁脂肪；高溫脫水時(shí)脂肪氧化比低溫時(shí)嚴(yán)重。脂肪氧化可加抗氧化劑控制。維生素；維生素?fù)p失多，部分可溶性維生素易被氧化掉。預(yù)煮和酶鈍化處理也使其含量下降。第115頁/共214頁（2）色澤變化干制時(shí)天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素會(huì)變化。花青素同樣，葉綠素（綠色）脫鎂葉綠素（橄欖綠）。第116頁/共214頁 褐變：糖胺反應(yīng)(Maillard)、酶促褐變、焦糖化、其他。酶性和非酶性褐變反應(yīng)是促使干制品褐變的原因。 植物組

51、織受損傷后，組織內(nèi)氧化物活力能將多酚或酚氨酸等一類化合物氧化成有色色素。為此，干制前需進(jìn)行酶鈍化處理，可用預(yù)煮和巴氏殺菌對果蔬進(jìn)行熱處理，或硫處理破壞酶活性。酶鈍化應(yīng)在干制前，因?yàn)楦芍频奈锪蠝囟炔皇菧缑笢囟?，且熱空氣還有加速褐變反應(yīng)的作用。第117頁/共214頁 非酶褐變糖分焦化和美拉得反應(yīng)是脫水干制過程中常見的非酶褐變反應(yīng)。水分在10-15%時(shí)，非酶褐變快，如何使干制品快速越過這一階段？ 硫熏能延緩美拉得反應(yīng)。低溫儲藏也使美拉得反應(yīng)速度下降。第118頁/共214頁（3）風(fēng)味的變化引起水分除去的物理力，也會(huì)引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去處；熱會(huì)帶來一些異味、煮熟味。類脂物質(zhì)氧化哈敗、酸敗。酶引起的風(fēng)味變

52、化。 防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收、低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定。第119頁/共214頁第五節(jié) 食品的干制技術(shù) 干制技術(shù)的基本工藝過程： 干制前處理 干制 包裝儲藏第120頁/共214頁一、干制加工處理 普通加工處理 （1）去掉不可食部分 （2）清洗 （3）分級揀選除雜 （4）切片，切塊 第121頁/共214頁特定加工處理（1）熱燙處理 目的： A、氧化酶失活。減少組織內(nèi)空氣（蔬菜）。 B、軟化脫水，增加脫水速率。 C、祛除澀味成分，蠟質(zhì)。 在95-100 的熱水中浸漬幾分鐘，用冷水迅速冷卻。 添加硬化劑CaCl2，增加咀嚼性。用普通熱水或蒸汽，使原料中氧化酶失活，除去原料表面雜質(zhì)，排除

53、空氣。第122頁/共214頁（2）硫熏 防止酶引起的褐變，糖與氨基酸的反應(yīng)，控制酶褐變和非酶褐變，對蟲及蟲卵有殺死作用。第123頁/共214頁 注意控制食品中SO2殘留量（蘑菇70ppm，干制品200ppm）。 方法：亞硫酸鹽浸泡、硫熏煙。在硫熏室內(nèi)加入0.10.8%硫磺粉燃燒30min5h。抑制氧化酶作用和化學(xué)性氧化。第124頁/共214頁（3）浸堿 李子，葡萄等水果表面蓋有較厚的護(hù)膜和疏水性石蠟。為提高干燥效率，在沸騰0.5-1.0%NaOH 或（Na2CO3、NaHCO3）液中浸泡5-20s。第125頁/共214頁（4）嫩化處理：為防止干燥中組織變脆、崩裂，常放于甘油，山梨醇溶液浸泡嫩化

54、。（5）保色處理：浸在食鹽中防色變；對花色素變色有一定效果。第126頁/共214頁二、干制方法 干制方法可以區(qū)分為自然和人工干燥兩大類。 自然干制：在自然環(huán)境條件下干制食品的方法：曬干、風(fēng)干、陰干。第127頁/共214頁曬干和風(fēng)干 曬干就是直接在陽光暴曬物料，利用輻射能進(jìn)行干制的過程。 物料獲得從太陽中來的輻射能后，其溫度就隨之而上升，物料內(nèi)水分受熱而向它表面的周圍介質(zhì)蒸發(fā)，物料表面附近的空氣即處于飽和狀態(tài)，并和周圍空氣形成水蒸氣分壓差，于是在空氣自然對流循環(huán)中就不斷促使食品中水分向空氣中蒸發(fā)，直至它的水分含量降低到和空氣溫度及其濕度相適應(yīng)是平衡水分為止。第128頁/共214頁 炎熱和通風(fēng)是最

55、適宜曬干的氣候條件。 曬干主要用于干制固態(tài)食品如果蔬魚肉。曬干需要場地。食品的曬干有采用懸掛架的；有曬盤（放在曬架上）；曬席（鋪在地上）。曬干時(shí)間一般需2-3天，長的10days，最長達(dá)3-4weeks.第129頁/共214頁人工干制 在常壓或減壓環(huán)境利用人工控制的工藝條件進(jìn)行干制食品，有專用的干燥設(shè)備。 常見設(shè)備有空氣對流干燥設(shè)備、真空干燥設(shè)備、滾筒干燥設(shè)備。第130頁/共214頁（一）空氣對流干燥 空氣對流干燥是最常見的食品干燥方法，這類干燥在常壓下進(jìn)行，食品也分批或連續(xù)地干制，而空氣則自然或強(qiáng)制地對流循環(huán)。 流動(dòng)的熱空氣不斷和食品密切接觸并向它提供蒸發(fā)水分所需的熱量，有時(shí)還要為載料盤或輸

56、送帶增添補(bǔ)充加熱裝置。 采用這種干燥方法時(shí)，在許多食品干制時(shí)都會(huì)出現(xiàn)恒率干燥階段和降率干燥階段。因此干制過程中控制好空氣的干球溫度就可以改善食品品質(zhì)。 第131頁/共214頁1）柜式干燥設(shè)備（1）特點(diǎn)：間歇型，小批量、設(shè)備容量小、操作費(fèi)用高。（2）操作條件： 空氣溫度94，空氣流速2-4m/s。（3）適用對象 果蔬或價(jià)格較高的食品。 作為中試設(shè)備，摸索物料干制特性，為確定大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。第132頁/共214頁第133頁/共214頁2）隧道式干燥設(shè)備 為了提高產(chǎn)量，擴(kuò)大柜式干燥設(shè)備的容量，出現(xiàn)了隧道式干燥設(shè)備，它長達(dá)10-15米的干燥室，可容納5-15輛裝料小車。 操作屬半連續(xù)性；結(jié)構(gòu)

57、簡單，有廣泛適應(yīng)性，干燥迅速，不易受損，各物料的干燥過程基本一致。是目前國內(nèi)外廣泛使用的一種干燥設(shè)備。第134頁/共214頁一些定義：高溫低濕空氣進(jìn)入的一端熱端低溫高濕空氣離開的一端冷端濕物料進(jìn)入的一端濕端干制品離開的一端干端熱空氣氣流與物料移動(dòng)方向一致順流熱空氣氣流與物料移動(dòng)方向相反逆流 第135頁/共214頁第136頁/共214頁（1）逆流式隧道干燥設(shè)備 濕端即冷端，干端即熱端。 濕物料遇到的是低溫高濕空氣，雖然物料含有高水分，尚能大量蒸發(fā)，但蒸發(fā)速率較慢，這樣不易出現(xiàn)表面硬化或收縮現(xiàn)象，而中心有能保持濕潤狀態(tài)，因此物料能全面均勻收縮，不易發(fā)生干裂適合于干制水果。第137頁/共214頁 干

58、端處食品物料已接近干燥，水分蒸發(fā)已緩慢，雖然遇到的是高溫低濕空氣，但干燥仍然比較緩慢，因此物料溫度容易上升到與高溫?zé)峥諝庀嘟某潭取４藭r(shí)，若干物料的停留時(shí)間過長，容易焦化，為了避免焦化，干端處的空氣溫度不易過高，一般不宜超過66-77。 由于在干端處空氣條件高溫低濕，干制品的平衡水分將相應(yīng)降低，最終水分可低于5%。第138頁/共214頁 注意問題： 逆流干燥，濕物料載量不宜過多，因?yàn)榈蜏馗邼竦目諝庵?，濕物料水分蒸發(fā)相對慢，若物料易腐敗或菌污染程度過大，有腐敗的可能。 載量過大，低溫高濕空氣接近飽和，物料增濕的可能。第139頁/共214頁（2）順流隧道式干燥 濕端即熱端， 冷端即干端。 濕物料與

59、干熱空氣相遇，水分蒸發(fā)快，濕球溫度下降比較大，可允許使用更高一些的空氣溫度如80-90，進(jìn)一步加速水分蒸干而不至于焦化。第140頁/共214頁 干端處則與低溫高濕空氣相遇，水分蒸發(fā)緩慢，干制品平衡水分相應(yīng)增加，干制品水分難以降到10%以下，因此吸濕性較強(qiáng)的食品不宜選用順流干燥方式。 順流干燥，國外報(bào)道只用于干制葡萄。第141頁/共214頁（3）雙階段干燥 順流干燥：濕端水分蒸發(fā)率高； 逆流干燥：后期干燥能力強(qiáng)； 雙階段干燥：取長補(bǔ)短。特點(diǎn)：干燥比較均勻，生產(chǎn)能力高，品質(zhì)較好用途：蘋果片、蔬菜（胡蘿卜、洋蔥、馬鈴薯等） 第142頁/共214頁3）輸送帶式干燥 特點(diǎn)：操作連續(xù)化（減輕體力勞動(dòng)）、自

60、 動(dòng)化、生產(chǎn)能力大。適宜生產(chǎn)單一 產(chǎn)品（因?yàn)樯a(chǎn)初始和結(jié)束時(shí)制品 品質(zhì)不好控制）。 可分單干燥段和雙干燥段。 第143頁/共214頁 蔬菜脫水干制時(shí)第一段所用的加熱溫度比隧道式干燥設(shè)備低一些，因?yàn)闊峥諝獯┻^物料層，以致于水分蒸發(fā)速度較大，為了避免因蒸發(fā)速度高而發(fā)生表面硬化、蛋白質(zhì)變性和焦化等，就必須嚴(yán)格控制溫度。第二段的溫度比第一段低5-8 ，第三段的溫度比第二段低5 。第144頁/共214頁第145頁/共214頁4）氣流干燥 用氣流來輸送物料使粉狀或顆粒食品（含水低于35-40%）在熱空氣中干燥。 特點(diǎn)： 干燥強(qiáng)度大，懸浮狀態(tài)，物料最大限度地與熱空氣接觸； 干燥時(shí)間短，0.55秒，并流操作；

61、 散熱面積小，熱效高，小設(shè)備大生產(chǎn)； 適用范圍廣，物料(晶體)有磨損，動(dòng)力消耗大。 適用對象：水分低于35%40%的物料。第146頁/共214頁 熱空氣溫度121-190 ，流速7.2-13米/秒。第147頁/共214頁第148頁/共214頁8）流化床干燥 使顆粒食品在干燥床上呈流化狀態(tài)或緩慢沸騰狀態(tài)（與液態(tài)相似）。 適用對象：粉態(tài)食品（固體飲料，造粒后二段干燥）。 單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動(dòng)流化床干燥器；振動(dòng)流化床干燥器。第149頁/共214頁第150頁/共214頁9）噴霧干燥 噴霧干燥就是將液態(tài)或漿質(zhì)態(tài)的食品噴成霧狀液滴，懸浮在熱空氣氣流中進(jìn)行脫水干燥過

62、程。 設(shè)備主要由霧化系統(tǒng)、空氣加熱系統(tǒng)、干燥室、空氣粉末分離系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)等主要部分組成。 噴霧干燥的特點(diǎn)： 蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低。 噴霧干燥的典型產(chǎn)品： 奶粉；速溶咖啡和茶粉；蛋粉；酵母提取物；干酪粉；豆奶粉；酶制劑。第151頁/共214頁（1）常用的噴霧系統(tǒng)有兩種類型壓力噴霧：液體在高壓下（700-1000kPa）送入噴霧頭內(nèi)以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式經(jīng)噴嘴孔向外噴成霧狀，一般這種液滴顆粒大小約100-300m，其生產(chǎn)能力和液滴大小通過食品流體的壓力來控制。離心噴霧：液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的盤中（5000-20000rpm），在離心力的作用下

63、經(jīng)圓盤周圍的孔眼外逸并被分散成霧狀液滴，大小10-500m。第152頁/共214頁（2） 空氣加熱系統(tǒng) 蒸汽加熱；電加熱。溫度150300，食品體系一般在200 左右。（3） 干燥室 液滴和熱空氣接觸的地方，可水平也可垂直，為立式或臥式，室長幾米到幾十米，液滴在霧化器出口處速度達(dá)50m/s, 滯留時(shí)間5100秒，根據(jù)空氣和液滴運(yùn)動(dòng)方向可分為順流和逆流。 干燥時(shí)的溫度變化： 空氣200， 產(chǎn)品濕球溫度80。第153頁/共214頁（4） 旋風(fēng)分離器 將空氣和粉末分離，大粒子粉末由于重力而將到干燥室底部，細(xì)粉末靠旋風(fēng)分離器來完成。（5）噴霧干燥的特點(diǎn) 蒸發(fā)面積大；干燥過程液滴的溫度低；過程簡單、操作

64、方便、適合于連續(xù)化生產(chǎn)；耗能大、熱效低。第154頁/共214頁第155頁/共214頁（二）接觸干燥 被干燥物與加熱面處于密切接觸狀態(tài)，蒸發(fā)水分的能量來自傳導(dǎo)方式進(jìn)行干燥，間壁傳熱，干燥介質(zhì)可為蒸汽、熱油。特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)快速干燥，采用高壓蒸汽，可使物料固形物從3-30%增加到90-98%，表面溫度可達(dá)100-145，接觸時(shí)間2秒-幾分鐘，干燥費(fèi)用低，帶有煮熟風(fēng)味。適用對象：漿狀、泥狀、液態(tài)，一些受熱影響不大的食品，如麥片、米粉。第156頁/共214頁滾筒干燥 基本結(jié)構(gòu)： 金屬圓筒在漿料中滾動(dòng)，物料為薄膜狀，受熱蒸發(fā)，熱由里向外。 設(shè)備類型：(1)單滾筒，示意圖；(2)雙滾筒，示意圖；(3)真空滾筒

65、干燥，示意圖。第157頁/共214頁第158頁/共214頁（三）真空干燥基本結(jié)構(gòu)：干燥箱、真空系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、冷凝水收集裝置。特點(diǎn)：物料呈疏松多孔狀，能速溶。有時(shí)可使被干燥物料膨化。設(shè)備類型：間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥（帶式輸送）。 適用于：水果片、顆粒、粉末，如麥乳精。第159頁/共214頁（四）冷凍干燥 將食品在冷凍狀態(tài)下，食品中的水變成冰，再在高真空度下，冰直接從固態(tài)變成水蒸汽（升華）而脫水，故又稱為升華干燥。 要使物料中的 水變成冰，同時(shí)由冰直接升華為水蒸汽，則必須要使物料的水溶液保持在三相點(diǎn)以下。 第160頁/共214頁第161頁/共214頁 水有三種聚集態(tài)(或稱相態(tài))，即固態(tài)、

66、液態(tài)和汽態(tài)。三種相態(tài)之間達(dá)到平衡時(shí)必有一定的條件，稱為相平衡關(guān)系。水的相平衡關(guān)系是研究和分析含水食品冷凍干燥原理的基礎(chǔ)。 第162頁/共214頁 圖1352為水的相平衡示意圖。 曲線AC為固態(tài)和液態(tài)的界限，稱為熔解曲線或冰點(diǎn)曲線； 曲線AB為液態(tài)和汽態(tài)界限，稱為汽化曲線或冷凝曲線； 曲線AD為固態(tài)和汽態(tài)的界限，稱為升華曲線或凝聚曲線。 在上述每條曲線上，兩相可同時(shí)存在。在上述三條曲線相交的公共點(diǎn)A上，三相可同時(shí)存在，稱為三相點(diǎn)(其溫度為001C，壓力為610Pa)。 在A點(diǎn)以上，進(jìn)行恒壓下的溫度變化，例如沿著直線a-b變化，可以導(dǎo)致三種相態(tài)的變化；進(jìn)行恒溫下的壓力變化，如從c點(diǎn)到d點(diǎn)會(huì)引起沸騰和汽化。 升華只有在三相點(diǎn)以下才可能發(fā)生，即在恒溫(g-h線)下發(fā)生或在恒壓(e-f)下發(fā)生。第163頁/共214頁 實(shí)際上，食品內(nèi)的水分必然會(huì)溶有溶質(zhì)而形成水溶液。水溶液凍結(jié)時(shí)將會(huì)形成低共熔混合物，其三相點(diǎn)相對較低，而且隨溶質(zhì)性質(zhì)不同而不同。第164頁/共214頁（1）冷凍干燥的條件：1）真空室內(nèi)的絕對壓力至少0.51000Pa，高真空一般達(dá)到0.26-0.011000Pa。 2）冷凍溫度-4第