食品干燥原理
简述食品干藏原理
简述食品干藏原理
食品干藏是指对食品进行干燥处理并密封保存，以延长食品的保质期和防止食品腐败的过程。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 去除水分。
食品中的水分是微生物和酵素滋生的主要条件之一，去除水分可以限制微生物和酵素的作用，使食品保持相对干燥的状态，从而延长食品的保质期。
2. 抑制微生物生长。
微生物是导致食品腐败的主要原因之一，干藏可以使食品中的水分含量降低到微生物不能生长的范围内，同时干燥的环境对微生物的生长也具有一定的抑制作用。
3. 隔绝空气。
空气中存在病毒、细菌等微生物，对食品的微生物污染和氧化有着巨大的影响，因此在干藏过程中需要将食品密封，避免空气和外界微生物进入食品颗粒当中。
4. 控制温度。
温度是影响食品质量的关键因素之一，不同的食品对环境温度有不同的要求。
同时，也要注意温度的升高会导致食品中的氧气消耗速度增加，容易加快食品的氧化过程。
完成上述过程后，可以将食品进行密封包装，以保持食品在干燥状态下的保质期。
需要注意的是，在食品干藏过程中，选用的干燥方法和密封包装方式也会影响食品的保质期和品质。
不同的食品需要选用不同的措施，针对食品的特性进行量身定制的食品干藏方案。
热空气干燥食品的原理
热空气干燥食品的原理
热空气干燥是一种常用的食品干燥方法，其原理主要有以下几个方面：
1.蒸发：热空气通常具有较低的相对湿度，通过将热空气与食品接触，食品表面的水分会逐渐蒸发。
蒸发是指液体变为气体的过程，当食品表面的水分蒸发后，湿气会逐渐从食品的内部迁移至表面，从而达到干燥的效果。
2.对流：热空气通过食品表面的移动，能够将干燥后的食品表面上的水分蒸发掉，并带走水分。
对流是指流体中物质的扩散过程，当热空气与食品接触时，热空气中的水分分子会与食品表面上的水分分子交换，从而形成水分扩散的对流过程。
3.传导：在热空气干燥过程中，食品内部的水分也会通过传导的方式逐渐蒸发。
传导是指物质内部由高温到低温的热传递过程，当热空气接触到食品表面时，会通过传导的方式将食品内部的热能传递到表面，进而引发食品内部水分的蒸发。
综上所述，热空气干燥食品的原理是通过热空气的蒸发、对流和传导作用，将食品表面和内部的水分逐渐蒸发，从而使食品达到干燥的目的。
《食品干燥原理》课件
去除水分后，食品变得更轻便，易于储存和携带。
3 保持食物口感
干燥保持了食物的形状和纹理，使其口感更好。
食品干燥的挑战
1. 保持食物的营养价值：在干燥过程中，食物可能丢失部分营养成分。 2. 控制干燥过程：需要准确控制干燥温度、时间和湿度，以避免过度干
燥或不充分干燥。 3. 适应不同食材：不同食物的干燥方法和要求可能不同，需要根据具体
食材进行调整。
结论和总结
食品干燥是一种重要的食品加工技术，通过控制食物存和运输的重量。
《食品干燥原理》PPT课件
食品干燥的定义 食品干燥的常见方法 食品干燥的原理 食品干燥的应用领域 食品干燥的优点 食品干燥的挑战 结论和总结
食品干燥的定义
食品干燥是一种将食物中的水分含量降低到一定程度的过程，以达到延长食 品保质期、减轻贮存重量和改善食物口感的目的。
食品干燥的常见方法
• 太阳能干燥：利用太阳能将食品暴晒在阳光下，使水分蒸发。 • 热泵干燥：利用热泵技术将低温热能转换成高温热能，提供热风对食品进行干燥。 • 真空干燥：通过降低干燥环境的气压，以减少水分的沸点温度，使食品在低温下蒸发水分。
食品干燥的原理
食品干燥的原理是利用热能将食品中的水分转化为水蒸气，通过对食品进行加热和通风，使水分蒸发出去。
食品干燥的应用领域
食品工业
干燥水果、蔬菜、肉类等食品 的加工和保存。
药品工业
中药材的干燥、浓缩和提取。
农业领域
干燥农产品，如谷物、茶叶、 木草等。
食品干燥的优点
1 延长保质期
去除水分可阻止微生物生长，延长食品的保存时间。
食品冷冻干燥的原理
食品冷冻干燥的原理食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。
它通过将食品在低温下冷冻，然后将冷冻的食品在真空条件下加热，使水分从食品中直接转化为水蒸气，达到干燥的目的。
食品冷冻干燥的原理主要涉及到三个关键步骤：冷冻、干燥和真空。
食品冷冻干燥的第一步是冷冻。
将食品放入低温环境中，一般为零下20度至零下50度的温度范围内，使食品迅速冷却。
冷冻的目的是将食品中的水分转化为冰晶形式，从而减少食品中的水分含量。
接下来是干燥的过程。
在冷冻后，食品中的冰晶会转化为水蒸气，这个过程称为升华。
升华是物质从固态直接转化为气态的过程，跳过了液态阶段。
在冷冻食品中，通过升华过程将水分从食品中脱除，可以保持食品的营养成分和口感。
最后是真空的环境。
在干燥的过程中，为了加速水分的升华，需要在食品周围建立一个真空环境。
真空环境下的压力较低，可以降低水的沸点，使水分更容易从固态转化为气态。
同时，真空环境下还可以减少氧气的存在，防止食品氧化和变质。
食品冷冻干燥的原理，可以通过控制冷冻和干燥的时间、温度和真空度来实现。
首先，冷冻的时间和温度要根据不同食品的特性来调整，以确保食品能够充分冷冻。
然后，干燥的时间和温度也需要根据食品的特性来调整，以保持食品的质量和营养成分。
最后，真空的度数也需要根据食品的特性来选择，以保证水分充分升华。
食品冷冻干燥的原理有许多优点。
首先，由于食品在低温下进行干燥，可以大大减少食品的营养流失，保持食品的色、香、味和口感。
其次，冷冻干燥可以在食品中保留多种活性成分，如维生素和酶等，有助于提高食品的保健功能。
此外，冷冻干燥后的食品体积轻巧，易于储存和运输，延长了食品的保质期。
然而，食品冷冻干燥也存在一些局限性。
首先，冷冻干燥的过程时间较长，会增加生产成本。
其次，由于需要建立真空环境，设备成本也较高。
此外，某些食品在冷冻干燥过程中可能会发生结构变化，影响食品的口感。
总结起来，食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。
食品干燥的化学反应原理
食品干燥的化学反应原理食品干燥是一种常用的食品加工技术，通过将食品暴露在高温或低湿的环境中，加速水分的蒸发，从而达到延长食品保质期、减轻重量、方便储存和运输等目的。
食品干燥的化学反应原理主要包括水分蒸发和食品组分的维持稳定性。
1. 水分蒸发食品干燥的首要目标是将食品中的水分蒸发出去，使食品失去足够的水分含量，从而降低食品中微生物和酶的活性，延长食品的保质期。
水分蒸发的化学反应原理主要是水的蒸发和蒸汽的扩散。
水的蒸发是指水分分子从食品中自由转变为水蒸汽的过程。
当食品暴露在高温环境下，食品中的水分分子会吸收热量，并增加其动能，逐渐获得蒸发的能力。
通过升温和提高环境湿度可以增加水分蒸发速度。
此外，还可以使用真空干燥技术，通过降低环境压力，使水的沸点降低，进一步加快水分的蒸发速度。
蒸汽的扩散是指水蒸汽从食品中的内部向外部环境扩散的过程。
食品中的水蒸汽分子会在高温环境下获得足够的动能，从高浓度区域向低浓度区域移动，形成蒸汽的扩散梯度。
蒸汽的扩散速率取决于环境湿度、温度、食品材料的透气性等因素。
2. 食品组分的维持稳定性在食品干燥的过程中，除了水分的蒸发外，还存在一些化学反应会影响食品的品质和口感。
为了维持食品的稳定性，需要注意以下几个化学反应原理：氧化反应：食品中的一些营养成分和食品色素容易受到氧气的氧化作用而引起质量的下降。
为了减少氧化反应，可以在食品干燥过程中降低环境中的氧气含量，或者使用抗氧剂添加剂保护食品。
酶的反应：一些食品中存在的酶容易受到高温的影响而降解，从而影响食品的品质和口感。
为了减少酶的反应，可以在食品干燥的早期阶段快速提高温度，使酶活性迅速降低。
同时，也可以使用抑制酶活性的物质来保护食品。
糖类和蛋白质的反应：在高温条件下，食品中的糖类和蛋白质会发生一些非酶催化的化学反应，例如Maillard反应。
这些反应会产生氨基酸的羧化产物和糖的褐色物质，从而影响食品的口感和色泽。
为了减少这些反应，可以降低食品的温度和湿度，控制食品的糖和氨基酸含量。
食品微波干燥的原理是
食品微波干燥的原理是微波干燥是一种用于除去水分的技术。
它是将微波能量传递到物体中，从而导致物体中分子的运动。
由于分子的运动，热量被产生，并且物品从内部开始变干。
微波是一种电磁波，其波长范围在1mm到1m之间。
微波传递时会通过食品的水分子，并导致分子不断旋转、摩擦、碰撞，因此产生了热能，这将导致内部水分的蒸发，从而使原材料变干。
微波干燥的原理是利用食品材料中存在的水分的物理性质，即当水被微波照射时会产生分子振动、旋转等运动，从而引起水分子内部的相互摩擦，生成热量，使其温度升高，水分被加热蒸发。
水分通过物质的表面蒸发，导致食品变干。
干燥过程中需要控制微波功率和时间，以避免出现过度加热的情况。
微波干燥的优缺点：优点：1. 干燥速度快：传统的干燥方法需要长时间，而微波干燥仅需数分至数十分钟即可完成，大大提高了生产效率；2. 保留营养成分：传统干燥过程中，因为高温会导致食品营养成分的流失。
而微波干燥可以保留食品的营养成分，保证了食品的健康价值；3. 节能：微波干燥采用电能直接转化为热能，其效率较高，因此可以有效节省能源消耗；4. 可控性强：微波干燥过程中，可以根据不同的物料进行微波功率和时间的调整，因此干燥时间和效果可控性很强。
缺点：1. 成本较高：微波干燥设备的价格相对传统干燥设备较高；2. 一次加工量小：由于微波干燥设备的体积相对较小，单次干燥量相对较少，因此需要多次运转；3. 微波加热非均匀：微波干燥过程中，由于微波在物质中传输路径受限，因此物料中的水分含量和物料厚度等参数对加热效果影响较大，同时也会导致内部与外部温度分布不均匀。
因此，虽然微波干燥存在缺点，但其高效、节能、实现可控性同时保留食物营养成分等优点已经被广泛认可，将会被越来越多的人所接受和使用。
食品工程原理——食品干燥原理
第12章食品干燥原理用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。
干燥方法按加热方式可分为四大类：(1)导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到干燥的目的。
(2)对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料，使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。
干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
(3)辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递，使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。
(4)介电加热干燥在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的。
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程，两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是：热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压）区向低浓度（或低分压）区传递。
干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强必须大于干燥介质中湿分的分压。
此差值越大，推动力越大。
本章所论及的湿分为水分，干燥介质为热空气。
1 湿空气的热力学性质1．1 湿含量（湿度）H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
v v a a v v a v p P p M n M n m m H -===2918或 v v p P p H -=622.0 （kg/kg 绝干气）式中：p v 、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa 或kPa 。
湿含量也可理解为单位质量（1kg ）绝干空气中所容纳的水蒸汽质量。
1． 2相对湿度φ湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。
s v p p =φ式中：p v 、p s -分别为水蒸汽分压和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa 。
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能力越强。
对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
食品真空干燥的原理
食品真空干燥的原理食品真空干燥是一种通过在低压环境下蒸发水分，使食品中的水分迅速蒸发，从而实现干燥的食品加工方法。
其原理主要包括物理原理和化学原理。
物理原理方面，真空干燥主要利用低温低压条件下水的汽化特性来实现食品的干燥。
在低压环境下，水的沸点降低，蒸发速度加快。
同时，真空状态下，水分子的蒸发速度增大，表面张力降低，加速了水分子从食品中脱离的过程。
由于低温低压条件下水的蒸汽压低于食品的水分压强，使得水分子从食品中蒸发出来，从而实现食品的干燥。
化学原理方面，真空干燥过程中，食品中的水分子由于低温与低压的作用，分子间的相互作用力减小，进一步增加了水分子的脱离率。
此外，在干燥的过程中，真空蒸发还能减少氧气对食品中的营养成分的氧化作用，从而保留更多的食品营养成分。
具体而言，食品真空干燥的过程可以分为预冷、冷冻、真空干燥和解冻几个步骤。
首先，预冷。
将食品放置在真空密封容器中，通过冷却介质的传热作用，使食品的温度逐渐降低。
预冷的主要目的是减少真空干燥过程中食品的温度升高，避免食品的结构破坏、脱水不均匀等问题。
接下来是冷冻步骤。
将预冷好的食品放入低温冷冻室中，使得食品的温度快速降低，从而形成冷冻状态。
冷冻可以减慢食品中水分的扩散速度，防止食品外层水分被蒸发过多。
然后是真空干燥步骤。
在设备中建立一定的真空度，通过设备内外的压差，使食品中的水分子从高压处向低压处蒸发。
在这个过程中，设备会抽取食品中的水分，并将其转化为蒸汽，从而迅速实现食品的干燥。
最后是解冻步骤。
将真空干燥结束后的食品从低温环境中取出，使其逐渐回到常温状态。
解冻步骤的目的是恢复食品的冻结结构，防止干燥过程中食品的变形、变质等现象。
需要注意的是，在整个真空干燥过程中，需要严格控制干燥的温度和时间。
过高的温度和时间会导致食品的热敏感性成分损失、质地变硬等问题，而过低的温度和时间又容易导致脱水不充分、干燥不均匀等问题。
食品真空干燥有许多优点。
首先，它可以在较低的温度下进行干燥，避免了高温烘干过程中的营养成分损失。
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(3)辐射干燥 热量通过电磁波的形式由辐射加热器 传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递， 使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。 (4)介电加热干燥 在高频电场中，食品材料中的湿 分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使 湿分汽化，达到干燥的目的。
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程， 两者的传递方向可能相同，也可能不同， 但遵循的规律是：
湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
mv nv M v 18 pv pv H 或 H 0.622 ma na M a 29 P pv P pv
（kg/kg绝干气）
式中：pv、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa或 kPa。 湿含量也可理解为单位质量（1kg）绝干空气中所容纳 的水蒸汽质量。
1.2相对湿度
之比。
式中：pv、ps-分别为水蒸汽分压 和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa。
• 湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压
pv ps
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿 空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能 力越强。 对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
C H Ca HCv
Байду номын сангаас
将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入 可得：
℃） C H 1.0 1.93H（kJ/kg绝干气·
• 湿空气的湿比容υH是指含有1 kg绝干空气的湿空
气所占有的体积（m3/kg绝干空气）。
1 H t 273 P0 H ( ) 22.4 29 18 273 P
I Ca t ( Lv0 Cv t ) H 1.0t (2500 1.93t ) H
或 I (1.0 1.93H )t 2500H (kJ/kg绝干气)
式中: t为湿空气的温度,℃。
1.5 干球温度t和湿球温度tm
干球温度t：用一般温度计所测得的空气温度；
湿球温度tm：用湿球温度计所测得的空气温度。 湿球温度计：将温度计的感温部分包以湿纱布 使其始终处于润湿状态所构成的温度计。 湿球温度形成的原理：因物质交换(湿度不同) 导致热量交换,最终达到热、质的传递平衡。
• 注意：当湿空气达到饱和时，表示其中所
含的水蒸汽量已经达到最大值，超过此值 的水分量必将以液态水的形式析出。因此， φ≤1。
∴
p s H 0.622 P p s
1.3湿空气的比热容CH和湿比容υH
• 将湿空气中1 kg绝干空气及其所带的H kg
水蒸汽的温度升高1℃ 所需吸收的热量。
• 热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压） 区向低浓度（或低分压）区传递。 干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强 必须大于干燥介质中湿分的分压。此差值越大， 推动力越大。
注：本章所论及的湿分为水分，干燥介质为 热空气。
1.湿空气的热力学性质
• 1.1 湿含量（湿度）H
α/kH=CH≈1.09kJ/kg. ℃
1.6 露点td
• 湿空气的露点td是不饱和空气在其总压和湿
度保持不变的情况下，被冷却降温达到饱 和状态时的温度。 • 若湿空气的温度降低到露点以下，则所含 超过饱和部分的水蒸气将以液态水的形式 凝结出来。 • 由于湿度不变，因此有：
pv p sd H H s 0.622 0.622 P pv P p sd HP p sd 或 0.622 H 此式即为露点计算式。由上式求得 psd 后，查饱和 水蒸汽表可得td；或由下式计算td： 4030 .182 Lnpsd 23.561 t d 235 式中，psd的单位为Pa，td的单位为℃。 湿空气的几个温度之间的关系： 对于不饱和湿空气，有 t>tm>td； 对于饱和湿空气，有 t=tm=td。
传热达平衡时,有：
Q A(t t m ) k H A( H s H ) Lv
或
tm t
k H Lv
(H s H )
式中：Hs-液滴表面空气层的饱和湿含量
kH-气化系数，kg/（m2· s）；
LV-水在tm下的汽化潜热，kJ/kg；
α-对流传热系数，kW/(m2· ℃)； A-传热（质）面积，m2。 对空气—水系统:
• 用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得
固体产品的单元操作称为干燥。干燥方法 按加热方式可分为四大类
(1)导热干燥 热量通过与食品物料接触的加热 面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到 干燥的目的。 (2)对流干燥 热量以对流的方式传递给湿物料， 使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。 干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
3）等干球温度线（等t线）群 等干球温度线是一系列向上倾斜但互不平行的 直线群，数值从-10℃到185℃。
4）等相对湿度线（等φ线）群 等相对湿度线是一系列向上倾斜弯曲的曲线群， 从φ=5%到φ=100%共11条。 5）水蒸汽分压线 图中右下角的一系列水平直线群，数值从0 到18kPa。
2.2湿焓图的应用
或
t 273 P0 H (0.772 1.244H ) 273 P
式中：t-湿空气的温度，℃； P0、P-分别为标准大气压和湿空气的压强， Pa或kPa。对常压湿空气，P0/P=1。
1.4 湿空气的热含量(焓)I
• 湿空气的热含量（或焓）I是指含单位质量
绝干空气的湿空气的焓。具体应用时，以0 ℃的绝干空气和0 ℃的液态水的焓值为零作 为计算起点。
2.湿空气的湿焓图及使用方法
• 2．1 湿空气的湿焓图（H－I图）
见书P791，Fig12-5，本图是在总压强等于 101.33 kPa下绘制的。
特别提示：湿焓图上的任一参数值均是以 1kg绝干空气为基准的。 湿空气的H-I图由以下诸线群组成： 1）等湿度线（等H线）群 等湿度线是平行于纵轴的直线群，数值从0 到0.15kg/kg绝干气。 2）等焓线（等I线）群 等焓线是平行于斜轴的直线群（与纵轴的夹 角45º ），数值从0到480kJ/kg绝干气。