食品工艺学--食品的脱水加工
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长；⑦－细菌生长
各种新鲜食品和脱水干制食品的容积/m3·t-1
食品 种类 水果
蔬菜
肉类
新鲜 食品
1.42～ 1.56
1.42～ 2.41
1.42～ 2.41
脱水干 制食品
0.085～ 0.20
0.142～ 0.708
0.425～ 0.566
食品 种类 蛋类
鱼类
新鲜 食品
2.41～ 2.55 1.42～ 2.12
Moisture(%) 100 100 100 100 70 40 35 14.5 27 10 3.0 5.0 3.5 1.5
Water activity 1.00 0.91 0.82 0.62 0.985 0.96 0.86 0.72 0.60 0.45 0.30 0.20 0.11 0.08
物料与空气间的湿热平衡
（一）吸附与解吸等温线 p物＜p蒸 吸附作用
p物＞p蒸 解吸作用
p物＝p蒸 动力学平衡
鸡肉不同温度下的吸附与解吸等温线
（二）平衡湿度与吸附湿度 ——吸附等温线 ……解吸等温线
影响湿热传递的重要因素
1.食品物料的组成与结 构
（1）食品成分在物料中 的位置
（2）溶质浓度 （3）结合水的状态 （4）细胞结构
（DE段）；再进一步排除毛
C
细管水分时，水分以蒸汽状
物料水分W绝（kg/kg绝干物质） 态或以液体状态转移，导湿
系数下降（CD段）；进一步
图物料水分和导湿系数间的关系 Ⅰ— 吸附水分 Ⅱ— 毛细管水分
为吸附水分，基本上以蒸汽
Ⅲ— 渗透水分
状态扩散转移，先为多分子
层水分，后为单分子层水分。
导湿系数与温度的关系
2.物料的表面积 3.空气湿度 4.空气温度 5.空气流速 6.大气压力或真空度 7.物料干燥温度
食品干制过程的湿热传递
（一）干燥过程物料水分的变化
（二）干制过程特性
（1）干燥曲线 第一临界水分、平衡水分 （2）干燥速率曲线 恒率干燥、降率干燥 （3）食品温度曲线 湿球温度、干球温度 干制过程中，湿物料内部同时有水分梯度 和温度梯度存在，水分流动的方向由导湿 性和导湿温性共同作用。
图 湿度梯度影响下水分的流向
1. 导湿性-2
• 导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求 得： i水= -Kγ0（ W绝/ n）= -Kγ0 W绝千克/米2·小时
其中： i水—— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg/kg干物质·米2·小时）
K—— 导湿系数（米2·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
脱水加工的历史 食品脱水加工的历史
干藏的概念 食品干藏的概念
第一节 干燥保藏的基本原理
微生物
AW
非酶
生长
及其计算
褐变
脂肪 氧化
酶活力
图4.1 微生物对物理灭菌的 敏感性与水分活度的关系
图4.2 AW与食品中各种反应速度间的关系 ①－脂肪氧化作用；②－非酶褐变；③－水解
反应；④－酶活力；⑤霉菌生长；⑥－酵母生
湿物料与含湿气体
（一）湿物料的状态与物理性质 1. 湿物料的状态与水分含量
按湿物料的外观状态分：块 状、条状、片状、晶体、散 粒状、粉末状、膏糊状、液 体物料等。
按物料的物理化学性质 分：液态和湿固态食品
物料。
2.湿物料的水分活性与吸附等温线
3.湿物料的热物理性质(比热容、导热系数、温 度传导系数）
（kg干物质/米2 ）
W绝—— 物料水分（kg/kg干物质） 水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负号。
注意：导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，它 随着物料温度和水分而异。
物料水分与导湿系数间的关系
ⅠⅡ
Ⅲ
恒率干燥阶段，排除的水分基
D
E 本上为渗透水分，以液体状
态转移，导湿系数稳定不变
A
——工艺原理部分
第十章 食品的脱水加工
人类摄取食物需要水分 人类保存食物必须去除水分
生存
很多生活资料必须彻底去除水分
---Mr.Yarlish
目录
干燥保藏的基本原理 干制的基本原理 干制过程中的主要变化 干制前的预处理 食品干制方法
干制品的贮藏与复水
概述
脱水技术的进展
脱水技术的进展
脱水加工的特点和好处 脱水加工的特点和好处
（三）干燥机制
温度梯度
T
T-ΔT
M-ΔM M 水分梯度
干燥机制
表面水分扩散到空气中
Food H2O
内部水分转移到表面
• 导湿性：水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，即从内 部不断向表面的水分迁移现象。
• 导湿温性：温度梯度将促使水分从高温向低温处转移。
1. 导湿性-1
水分梯度
若用W绝 表示等湿面湿含量或水分含量 （kg/kg干物质），则沿法线方向相距Δn
K×102=(T/290)14
启示：
若将导湿性小的物料在干制前 加以预热，就能显著地加速 干制过程。
温度（℃）
图 硅酸盐类物质温度和 导湿系数的关系
因此可以将物料在饱和湿空气 中加热，以免水分蒸发，同 时可以增大导湿系数，以加 速水分转移。
2. 导湿温性
导湿温性是在许多因素影 响下产生的复杂现象。
（二）含湿气体
湿物料的水分活性与吸附等温线
食品水分含量（M）与AW的关系（水分吸附等温
线；温度与水分吸附等温线；水分吸附等温线的应 用）
典型食品物料吸附等温线
马铃薯的等温吸附线
1-20℃ 2-40℃ 3-60℃ 4-80℃ 5-100℃
常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food Ice Ice Ice Ice Fresh meat Bread Marm alade Wheat flour Raisin Macaroni Boiled sweets Biscuits Dried milk Potato crisps
W绝+Δ W绝 W绝
的另一等湿面上的湿含量为W绝+Δ W绝 ， 那么物体内的水分梯度grad W绝 则为： grad W绝= lim （ Δ W绝 /Δn）= W绝/ n
Δn 0
I grad W绝
W绝—— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
脱水干 制食品
0.283～ 0.425 0.566～ 1.133
思考题
Q1
Q2
AW
AW
概
与
念
微
生
物
Q3
Q4
AW 与
பைடு நூலகம்
AW 与
酶
其
反
它
应
反
应
北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，为什么？如何 控制？
第二节 干制的基本原理
湿物料与 含湿气体
干制 过程
干制过程的 湿热传递
物料与空气 的湿热平衡
影响湿 热传递 的因素
各种新鲜食品和脱水干制食品的容积/m3·t-1
食品 种类 水果
蔬菜
肉类
新鲜 食品
1.42～ 1.56
1.42～ 2.41
1.42～ 2.41
脱水干 制食品
0.085～ 0.20
0.142～ 0.708
0.425～ 0.566
食品 种类 蛋类
鱼类
新鲜 食品
2.41～ 2.55 1.42～ 2.12
Moisture(%) 100 100 100 100 70 40 35 14.5 27 10 3.0 5.0 3.5 1.5
Water activity 1.00 0.91 0.82 0.62 0.985 0.96 0.86 0.72 0.60 0.45 0.30 0.20 0.11 0.08
物料与空气间的湿热平衡
（一）吸附与解吸等温线 p物＜p蒸 吸附作用
p物＞p蒸 解吸作用
p物＝p蒸 动力学平衡
鸡肉不同温度下的吸附与解吸等温线
（二）平衡湿度与吸附湿度 ——吸附等温线 ……解吸等温线
影响湿热传递的重要因素
1.食品物料的组成与结 构
（1）食品成分在物料中 的位置
（2）溶质浓度 （3）结合水的状态 （4）细胞结构
（DE段）；再进一步排除毛
C
细管水分时，水分以蒸汽状
物料水分W绝（kg/kg绝干物质） 态或以液体状态转移，导湿
系数下降（CD段）；进一步
图物料水分和导湿系数间的关系 Ⅰ— 吸附水分 Ⅱ— 毛细管水分
为吸附水分，基本上以蒸汽
Ⅲ— 渗透水分
状态扩散转移，先为多分子
层水分，后为单分子层水分。
导湿系数与温度的关系
2.物料的表面积 3.空气湿度 4.空气温度 5.空气流速 6.大气压力或真空度 7.物料干燥温度
食品干制过程的湿热传递
（一）干燥过程物料水分的变化
（二）干制过程特性
（1）干燥曲线 第一临界水分、平衡水分 （2）干燥速率曲线 恒率干燥、降率干燥 （3）食品温度曲线 湿球温度、干球温度 干制过程中，湿物料内部同时有水分梯度 和温度梯度存在，水分流动的方向由导湿 性和导湿温性共同作用。
图 湿度梯度影响下水分的流向
1. 导湿性-2
• 导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求 得： i水= -Kγ0（ W绝/ n）= -Kγ0 W绝千克/米2·小时
其中： i水—— 物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg/kg干物质·米2·小时）
K—— 导湿系数（米2·小时） γ0 —— 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量
脱水加工的历史 食品脱水加工的历史
干藏的概念 食品干藏的概念
第一节 干燥保藏的基本原理
微生物
AW
非酶
生长
及其计算
褐变
脂肪 氧化
酶活力
图4.1 微生物对物理灭菌的 敏感性与水分活度的关系
图4.2 AW与食品中各种反应速度间的关系 ①－脂肪氧化作用；②－非酶褐变；③－水解
反应；④－酶活力；⑤霉菌生长；⑥－酵母生
湿物料与含湿气体
（一）湿物料的状态与物理性质 1. 湿物料的状态与水分含量
按湿物料的外观状态分：块 状、条状、片状、晶体、散 粒状、粉末状、膏糊状、液 体物料等。
按物料的物理化学性质 分：液态和湿固态食品
物料。
2.湿物料的水分活性与吸附等温线
3.湿物料的热物理性质(比热容、导热系数、温 度传导系数）
（kg干物质/米2 ）
W绝—— 物料水分（kg/kg干物质） 水分转移的方向与水分梯度的方向相反，所以式中带负号。
注意：导湿系数在干燥过程中并非稳定不变的，它 随着物料温度和水分而异。
物料水分与导湿系数间的关系
ⅠⅡ
Ⅲ
恒率干燥阶段，排除的水分基
D
E 本上为渗透水分，以液体状
态转移，导湿系数稳定不变
A
——工艺原理部分
第十章 食品的脱水加工
人类摄取食物需要水分 人类保存食物必须去除水分
生存
很多生活资料必须彻底去除水分
---Mr.Yarlish
目录
干燥保藏的基本原理 干制的基本原理 干制过程中的主要变化 干制前的预处理 食品干制方法
干制品的贮藏与复水
概述
脱水技术的进展
脱水技术的进展
脱水加工的特点和好处 脱水加工的特点和好处
（三）干燥机制
温度梯度
T
T-ΔT
M-ΔM M 水分梯度
干燥机制
表面水分扩散到空气中
Food H2O
内部水分转移到表面
• 导湿性：水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，即从内 部不断向表面的水分迁移现象。
• 导湿温性：温度梯度将促使水分从高温向低温处转移。
1. 导湿性-1
水分梯度
若用W绝 表示等湿面湿含量或水分含量 （kg/kg干物质），则沿法线方向相距Δn
K×102=(T/290)14
启示：
若将导湿性小的物料在干制前 加以预热，就能显著地加速 干制过程。
温度（℃）
图 硅酸盐类物质温度和 导湿系数的关系
因此可以将物料在饱和湿空气 中加热，以免水分蒸发，同 时可以增大导湿系数，以加 速水分转移。
2. 导湿温性
导湿温性是在许多因素影 响下产生的复杂现象。
（二）含湿气体
湿物料的水分活性与吸附等温线
食品水分含量（M）与AW的关系（水分吸附等温
线；温度与水分吸附等温线；水分吸附等温线的应 用）
典型食品物料吸附等温线
马铃薯的等温吸附线
1-20℃ 2-40℃ 3-60℃ 4-80℃ 5-100℃
常见食品中水分含量与水分活度的关系
Food Ice Ice Ice Ice Fresh meat Bread Marm alade Wheat flour Raisin Macaroni Boiled sweets Biscuits Dried milk Potato crisps
W绝+Δ W绝 W绝
的另一等湿面上的湿含量为W绝+Δ W绝 ， 那么物体内的水分梯度grad W绝 则为： grad W绝= lim （ Δ W绝 /Δn）= W绝/ n
Δn 0
I grad W绝
W绝—— 物体内的湿含量，即每千克干物质
内的水分含量（千克）
Δn—— 物料内等湿面间的垂直距离（米）
Δn
脱水干 制食品
0.283～ 0.425 0.566～ 1.133
思考题
Q1
Q2
AW
AW
概
与
念
微
生
物
Q3
Q4
AW 与
பைடு நூலகம்
AW 与
酶
其
反
它
应
反
应
北方生产的紫菜片，运到南方，出现霉变，为什么？如何 控制？
第二节 干制的基本原理
湿物料与 含湿气体
干制 过程
干制过程的 湿热传递
物料与空气 的湿热平衡
影响湿 热传递 的因素