食品加工与保藏食品浓缩和结晶之食安优秀课件

将蒸发过程中产生的二次蒸汽直接 或经加压后引入另一蒸发器，作为 该蒸发器的热源，可提高体系热能 的利用率，这种串联蒸发操作称为 多效蒸发。
间歇式蒸发
又称分批式（或批量式）蒸发。在 蒸发器中料液的添加是不连续的， 随着蒸发的进行，当料液浓缩至所 需的浓度时停止加料和蒸发，把浓 缩液一次性排出，完成一批物料的 蒸发浓缩处理。
间歇式蒸发的特点
间歇式蒸发会使部分物料（先进入 蒸发器的那部分物料）长时间受热， 故不适于热敏性物料的浓缩；
设备利用率低；
但该类设备结构简单，最终浓度容 易控制，适于小规模生产 。
连续式蒸发
在蒸发器中料液的添加和排出都是 连续进行的。
该操作方式物料受热时间短，适于 热敏性食品物料，设备利用率高， 处理量大，是常用的浓缩方法。
② 物料在较低温度下蒸发，减少对热 敏性食品成分于采用低压蒸汽或废蒸汽作为加 热源，有利于多效蒸发，降低能耗；
④ 真空蒸发需要配套的真空系统，会 增大设备投资及动力损耗；
⑤ 由于蒸发潜热随沸点降低而增大， 故热量消耗较大 。
单效蒸发与多效蒸发
蒸发过程产生的二次蒸汽直接冷凝 不再利用的蒸发操作为单效蒸发。
二次蒸汽
工业上蒸发浓缩采用的热源通常为 水蒸汽，而蒸发的物料大多是水溶 液，蒸发时产生的蒸气也是水蒸汽。 为了把两者区别开来，称前者为加 热蒸汽或生蒸汽，称后者为二次蒸 汽。
蒸发的必要条件
蒸发的必要条件是不断供给热能和 及时排除二次蒸汽。
蒸发的必要条件
如果不设法除去这些二次蒸汽，则 处于液相上部空间的二次蒸汽的气 压将逐渐增大，当气压增至该温度 下水的饱和蒸汽压时，逸出液面与 进入液相的水分将趋于平衡，表观 汽化趋于停止。
1. 冰晶体生成速率
✓冰晶体生成速率取决于冻结速度、冻 结方法、搅拌、溶液浓度和食品成分。
✓当溶液接近冰点时冻结速度过快，容 易形成较多的晶核，冰晶体积细小， 溶质夹带多。
2. 局部过冷
✓在层状冻结中，当冻结面的温度较低 时，靠近冻结面的液体容易出现局部 过冷，导致产生的冰晶细小，冻结层 的溶质脱去率较低。
主要用于原果汁、高档饮品、生物 制品、药品、高档调味品的浓缩。
冷冻浓缩的不足之处
浓缩过程微生物和酶的活性得不到 破坏，制品需冷冻保藏。
浓缩比不高，浓缩程度有限。 有溶质损失。 生产成本高。
冷冻浓缩的基本原理
食品溶液中的溶剂（即水）在食品 冷冻过程中形成冰结晶析出，随着 冰晶体的形成和分离，食品溶液中 的水逐渐减少，溶液逐渐被浓缩。
一、蒸发的种类
按操作室压力可分为： ✓ 常压蒸发 ✓ 加压蒸发 ✓ 减压（真空）蒸发
按二次蒸汽的利用情况可分为： ✓ 单效蒸发 ✓ 多效蒸发
一、蒸发的种类
按操作的方式可分为： ✓ 间歇式 ✓ 连续式 ✓ 循环式
真空蒸发的主要特点
① 在真空条件下，液体的沸点低，有 利于增大加热蒸汽与液体之间的温 差，增大传热效率，减少蒸发器所 需的传热面积；
浓缩的种类
按操作方法可分为蒸发浓缩、冷冻 浓缩、膜浓缩等。
按浓缩的原理，可分为平衡浓缩和 非平衡浓缩。
Ⅱ.蒸发浓缩
使含有不挥发性溶质的溶液沸腾汽 化，从而使溶液中溶质浓度得到提 高的单元操作称为蒸发浓缩，简称 蒸发。
汽化
溶液受热时溶剂分子获得了动能， 当某些溶剂分子的能量足以克服分 子间的吸引力时，溶剂分子就会逸 出液面进入上部空间，成为蒸汽分 子，这就是汽化。
2. 局部过冷
✓搅拌有助于传冷，可防止局部过冷。 ✓浓度较高的溶液初始冻结点较低，在
冻结时不易出现局部过冷的现象。
✓成分不同的食品具有不同的导热性， 导热性能越好的食品，在冻结过程中 越不容易出现局部过冷的现象。
3. 水分的扩散速率
✓冰晶体的成长是晶核周围的水分不断 在晶核表面结晶的结果，水分扩散速 率越快，形成的冰结晶越大。
水的相图和三相点
冷冻浓缩的终点
✓食品的低温共熔点为-55～-65℃。 ✓理论上，冷冻浓缩过程可持续进行至
食品的低温共熔点；但实际上在此点 远未到达之前，浓缩液的粘度已经很 高，此时很难将冰晶与浓缩液分开； 因此，冷冻浓缩产品的最终浓度不可 能很高。
冷冻浓缩的溶质夹带现象
✓在冷冻浓缩过程中，析出的冰结晶不 可能达到纯水的状态，总是有或多或 少的溶质混杂在其中，这种现象称为 冷冻浓缩的溶质夹带现象。
✓影响水分扩散速率的因素主要有溶液 的粘度和搅拌。
✓溶液粘度越高，水分扩散系数越小， 不利于晶核的成长，生成的冰晶会比 较细小。
这种操作方式的主要缺点是终产品 浓度波动较大，特别是在浓缩比较 大时，控制难度较大。
循环式蒸发
在连续式蒸发器中使一部分浓缩液 返回蒸发器使器内料液浓度逐渐增 加，以提高终产品的浓度一种浓缩 操作方式。
在浓缩比较大时，连续蒸发难以一 次完成的情况下采用循环式蒸发。
二、蒸发浓缩过程中食品物料的变化
食品加工与保藏食 品浓缩和结晶之食
安
Ⅰ.浓缩及其分类
浓缩是从溶液中除去部分溶剂（通 常是水）的操作过程，也是溶液中 溶质和溶剂部分分离的操作过程。
浓缩的目的和作用
✓ 减少食品物料的重量和体积 。 ✓ 提高制品的浓度，增大渗透压、降
低水分活性、延长制品的保质期。 ✓ 浓缩是干燥及结晶的预处理过程。 ✓ 真空浓缩过程还有脱气作用。
✓夹带有内部夹带和表面附着两种。
冷冻浓缩的过程与控制
✓冰晶生成及控制 ✓冰晶与浓缩液的分离 ✓冰晶的洗涤
冰晶生成及控制
✓冷冻浓缩过程，要求形成的冰晶大小 适当。
✓冰晶过小，液固分离困难，溶质夹带 较多；冰晶过大，结晶速度慢，操作 费用高。
影响冰晶大小的因素
1. 冰晶体生成速率 2. 局部过冷 3. 水分的扩散速率 4. 冰晶生成的方式 5. 其他因素
（一）食品成分的变化 （二）食品物料粘稠性增加 （三）结垢 （四）发泡 （五）结晶 （六）风味形成与挥发 （七）设备的腐蚀
Ⅲ.冷冻浓缩
是利用在低温条件下食品溶液中的 冰和水之间的固液相平衡原理进行 食品溶液浓缩的一种浓缩方法。
冷冻浓缩的优点及应用
过程不涉及加热，可避免食品中热 敏性成分的破坏和食品中芳香物质 的挥发损失，获得高品质制品。