第五章食品的干制保藏技术

p — 大气压(kPa)
m 0.022 90.017v4
v:介质流速
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.2.导湿过程
v 在水分梯度作用下，水分由内层向表层扩散的过 程属于导湿过程。
v 导湿过程中的水分迁移量
qmd — 水分的流通密度（㎏·m·-2·h-1)
q graud md
md0
αmd — 导湿系数 （m·2·h-1) ρ0 — 单位体积待干食品中绝
v 特点
§形成多孔性结构，含水量极低，干燥速率快，产品品质好；
§存在添加剂残留，对泡沫的均匀性和持续性要求高。
5.食品的干制保藏技术
§ 3.2.接触式干燥法
滚筒干燥 §把附在转动的加热滚筒表面的液体物料以热传 导方式进行水分蒸发的连续化干燥过程。
v 特点 §物料与热表面无介质 §热量传递与水分传递方向一致 §干燥不均匀、不易控制、制品品质不高
第五章
食品的干制保藏技术
本章重要的知识点
v 干制过程的湿热传递 v 常用的干燥方法 v 干燥对食品品质的影响 v 干燥食品的复水性
5.食品的干制保藏技术
概述
v 食品干制保藏的概念
§将食品的水分活度降低到一定程度，并维 持其低水分状态长期贮藏的方法。
5.食品的干制保藏技术
典型的干制食品
休闲食品
肉类 糕点
§食品中的水蒸气与空气中的水蒸气处于平衡状态 。
5.食品的干制保藏技术
§ 1.食品干制过程中的湿热传递
v 问题一：
§食品干制过程热量与质量的传递情况。
v 问题二：
§哪些是影响食品湿热传递的因素？
v 问题三：
§如何选择食品干制的工艺条件？
5.食品的干制保藏技术
§1.1.食品的热物理性质
v 食品的比热 c食／ kJ·kg-1·K-1
对干物质的重量(kg·m-3)
grad u — 水分梯度（㎏·㎏-1·m-1)
v 导湿系数αmd反映食品中水分扩散的能力，与温
度和含水量有关。
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.2.导湿过程
导湿系数与含水量的关系
A
水分扩散系数与含水量之间的关系 1—液态毛细管水 2—渗透吸附水 3—蒸汽态毛细管水
v 在恒速干燥阶段适当升高介质的温度，可提高干燥 速率；
v 力求避免在食品内部形成与湿度梯度方向相反的温 度梯度；
v 降速干燥阶段应适当控制介质条件，降低表面干燥 速率；
v 脱水末期干燥介质的湿度应根据预期的最终含水量
加以选用。
5.食品的干制保藏技术
§ 2.食品常用的干制方法
常压对流干燥法 接触式干燥法 辐射干燥法 减压干燥法
v 干制的工艺要求
§将物料中的水分降低到满足贮藏要求的水平； §最大限度地保持食品的营养素； §使干制品具有良好的复水性； §尽可能地杀灭细菌及其芽孢，钝化酶的活力； §对工艺和设备要求节能，经济实用。
5.食品的干制保藏技术
1.4.干制工艺条件的选择原则
v 控制介质条件，使食品内部水分扩散速度≥食品表 面水分蒸发速度；
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.湿物料的湿热传递过程
脱水的过程实质上是热量和水分的传递过程。
在蒸汽压差的作用下表面水分扩散到空气中
内部水分转移到表面
湿度梯度
温度梯度
热量由表面向内部传递
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.湿物料的湿热传递过程
湿 热
食品表面
给湿过程
传
递
过
程
食品内部
导湿过程
5.食品的干制保藏技术
含水量 10～14％ 2～3％ 5～10％ 14～24％ 4％以下
5.食品的干制保藏技术
复习
v 水分活度与微生物
§AW↓ → 水溶液浓度↑ → 渗透压↑→细胞质壁分离；
v 水分活度与酶的活性
§AW↓ → 底物难以移动到酶的活动中心 → 酶活性↓
v 水分活度与其他变质因素
§AW↓ → 游离水↓ → 化学反应速度↓
§脱水过程中物料温度随时间变化的规律。
§预热阶段
• 物料温度迅速上升至湿球温度（液体蒸发温度）
§恒速干燥阶段
• 食品表面温度基本保持恒定不变，介质提供的能量 D
温度（℃)
主要用于水分蒸发。 §降速干燥阶段
A
BC
• 品温缓慢上升，
到达C点后温度迅速上升直至
与介质干球温度相等。
5.食品的干制干保燥藏时技间术（h)
5.食品的干制保藏技术
§1.2.3食品干燥过程特性
v 干燥速率变化曲线
§单位时间内干基含水量随时间变化的规律
§预热阶段
• 干燥速率由零迅速增至最大值
§恒速干燥阶段
• 干燥速率基本保持恒定不变
A
§降速干燥阶段
• 干燥速率迅速下降
B
CD 5.食品的干制保藏技术
§1.2.3食品干燥过程特性
v 温度变化曲线
温度↑→夹持空气体积↑→压力↑→水分挤向低温处
v 水分迁移量
qm m d0gra d
qmθ :水分湿热传导的流量密度（㎏·m-2·h-1)
δ ：热湿传导系数（kg·kg-1·℃-1)
gradθ ：温度梯度(℃·m-1)
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.2.导湿过程
vB点是毛细管水和吸附水的分界点。
8-旋转阀；9-热风分布板；10-热风分配室；11-多孔挡板
5.食品的干制保藏技术
乳粉流化床干燥
乳粉流化床干燥装置
5.食品的干制保藏技术
泡沫层干燥
发泡剂
热浓缩液 冷却器
气体
搅打机
湿空气
干燥器
粉碎机
v 工艺要求
热风
粉末干制品
§须先行度、空气流速（两段式干燥法）
5.食品的干制保藏技术
§ 1.3. 干制时间的计算
v 降速干燥时间计算:
f
G Wc dW
AW Nf
§片状食品干燥时间
其中：
G ：待干食品的重量 A：待干食品的蒸发面积 Nf：降速干燥速度
f
( 0 .084 2/8 m )ln W W c ( W W e e)
δ：片状食品的厚度 r：圆柱状食品的半径
§当qmd>qmθ，以导湿性为主，导湿温性成为阻碍因素。 §当qmd<qmθ，水分随热流方向转移，导湿性成为阻碍因素。
5.食品的干制保藏技术
小结
食品干制过程的湿热传递情况
v 给湿过程
§在蒸汽压差的推动下，水分从物料表面向周围空气的蒸发
转移。
v 导湿过程
qm m(p饱p空蒸 ） 7p60
§导湿性：在水分梯度的推动下，水分以液体或蒸汽的形式
§1.2.2.1.给湿过程
v 湿物料中的水分从表面向加热介质扩散的过程称作 给湿过程。
v 给湿过程中的水分蒸发强度
qm
m(p饱p空蒸 ） 7p60qαpm饱m ———
给湿强度（㎏·m·-2·h-1) 给湿系数（㎏·m·-2·h-1·kPa-1) 湿球温度对应的饱和蒸汽压
（道尔顿公式）
p空蒸 — 热空气的水蒸汽压(kPa)
废气
5.食品的干制保藏技术
气流干燥
1.鼓风机 2.加热器 3.空气分配器 4.搅拌机 5.螺旋加料器 6.干燥器 7.分级器 8.旋风分离器 9.星型卸料器 10除尘器 11.引风机
5.食品的干制保藏技术
流化床干燥
v 流化床干燥器示意图
1-加料斗；2-风机；3-输料器；4-热风进口；5-干燥室；6-排气口；7-旋风分离器；
圆柱状食品干燥时间
R：球状食品的半径
f ( 0.63 r27 / m )lnW W (c W W e e)
球状食品干燥时间
Wc：临界含水量 We：平衡含水量 W：干燥结束时的含水量
f ( 0 .05R 0 2/6 m )ln W W c ( W W e e)
5.食品的干制保藏技术
1.4.干制工艺条件的选择原则
c食[c干(100W)c水 W]/100 c食c干(c水c干)W/10含0水量↓ → c↓
v 食品的导热系数λ当 ／kJ·m-1·h-1·℃-1
当 水 ＋ 固 混 对 辐
含水量↓ → λ↓； 温度↑ → λ↑
v 食品的导温系数a／m2·h-1
a c
c干 干物质的比热(一般取1.046kJ·kg-1·K-1)； c水 水的比热(4.19kJ·kg-1·K-1) ； W 食品的含水率/%； ρ 食品的密度/kg·m-3。
5.食品的干制保藏技术
多层输送带式
5.食品的干制保藏技术
多层输送带式
5.食品的干制保藏技术
双阶段连续输送带式干燥设备
5.食品的干制保藏技术
喷雾干燥
旋转式 雾化器
并流双流体 雾化器
喷泉式双流体 雾化器
5.食品的干制保藏技术
喷雾干燥原理示意图
1.空气过滤器 2.加热器 3.热风分配器 4.干燥室 5.过滤器 6.泵 7.离心喷头 8.旋风分离器 9.风机 10.料液槽
Ⅰ－毛细管夹持空气作用 Ⅱ－毛细管势能作用 AB－水蒸汽分子热扩散作用
热湿传导系数与含水量的关系
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.2.导湿过程
v 综上所述
§干燥过程中，在食品内部可能同时存在导湿现象和热 湿传导现象。
§食品中水分扩散总量等于两者水分扩散量总和：
qmqmdqm
md 0(gra u dgra )d
5.食品的干制保藏技术
§1.2.2.2.导湿过程
v 导湿系数与温度的关系：
§导湿系数与食品绝对温度的10～14次方成正比 。
m
d
0 m