食品干燥基础
食品的干制保藏

第三章食品的干制保藏一、概述干燥保藏:是指在自然条件或人工控制条件下,使食品中的水分活度降低到足以防止其腐败变质的水平,并保持在此条件下进行长期保藏的方法。
1、脱水加工类型●依据产品特点和脱水程度:浓缩和干燥●依据脱水原理:加热干制和膜分离(浓缩)超滤浓缩原理●分子筛的原理:不同大小的分子对具有一定孔径大小的膜其通透性不同,小分子比大分子更容易通过膜,水分子是食品中最小的分子之一,用适当孔径的膜在外加压力下,就可以实现浓缩。
●特点是冷操作,蛋白质不会变性;●如从乳清中回收乳清蛋白;2、干燥的目的●延长贮存时间●更加美味●便于运输和贮存●便于进一步加工3. 食品干藏的历史●是一种最古老的食品保藏方法。
●我国北魏在《齐民要术》一书中记载用阴干加工肉脯的方法。
●在《本草纲目》中,用晒干制桃干的方法。
●大批量生产的干制方法是在1795年法国,将片状蔬菜堆放在室内,通入40℃热空气进行干燥,这就是早期的干燥保藏方法,差不多与罐头食品生产技术(19世纪初)同时出现。
●20世纪初,热风干燥生产的脱水蔬菜已工业化生产,如柿饼、葡萄干、香菇、笋干等。
4.食品干藏的特点●自然干制,简单易行、因陋就简、生产费用低;但时间长、受气候条件影响;●人工干制,不受气候条件限制,操作易于控制,干制时间显著缩短,产品质量显著提高;但需要专用设备,能耗大,干制费用大;●人工干制技术仍在发展,高效节能是方向;●在现代食品工业中干制不仅是一种食品保藏方法,并已发展成为食品加工中的一种重要加工方法。
在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、固体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量广泛应用。
二、食品干制保藏原理●食品的腐败变质与食品中水分含量(M)具有一定的关系。
●一般水分含量高易腐败,但存在很多例外:水分含量高低不同时:花生油 M 0.6%时易变质;淀粉 M 20%不易变质鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差不多(一般在80%左右),但保藏状况却不同。
冻干机基础学习知识原理及说明

一、真空冷冻干燥原理真空冷冻干燥(简称冻干)是将含水物质先冻结成固态,然后使其中的水份从固态升华成气态,从而除去水份而保存物质的方法。
1.冻干的优点:冻干与通常的晒干、煮干、喷雾干燥及真空干燥相比有如下突出的优点。
a.冻干是在低温下干燥的,不会使蛋白质产生变性,但可使微生物等失去生物活力。
这对于那些热稳定性能差的生物活性制品、生物化学类制品、基因工程类制品和血液制品等的干燥保存特别适用。
b.由于是低温干燥,使物质中的挥发性成分和受热变性的营养成分和芳香成分损失很小,因此是化学制品、药品和食品的优质干燥方法。
c..在低温干燥过程中,微生物的生长和酶的作用几乎无法进行,从而能最好地保持物质原来的性状。
d.干燥后体积、形状基本不变,物质呈海绵状,无干缩,复水时与水的接触面大,能迅速还成原来的形状。
e.因一般是在真空下干燥,故氧气极少,使易氧化的物质得到了保护。
£能除去物质中95%~99.5%的水分,制品的保存期长。
2.冻干的应用冻干是一种优质的干燥方法。
但是它需要比较昂贵的专用设备,干燥过程中的能耗较大,因此加工成本较高,目前主要应用在以下几个方面。
a.生物制品、药品方面:如抗菌素、抗毒素、诊断用品和疫苗的保存。
b微生物和藻类方面:如各种细菌、酵母、酵素、原生动物、微细藻类等的长期保存。
c.生物标本、生物组织方面:如制作各种动植物标本,干燥保存用于动物异种或同种移植的皮肤、骨骼、主动脉、心瓣膜等边缘组织。
d.制作用于光学显微镜、电子扫描和透射显微镜的小组织片。
e.食品的干燥方面:如咖啡、茶叶、肉鱼蛋类、海藻、水果、蔬菜、调料、豆腐、方便食品等。
f.高级营养品及中草药方面:如蜂王浆、蜂蜜、花粉、中草药制剂等。
g.超细微粉的制备方面:如制取Al2O3、ZrO2、TiO2、Ba2Cu3O7〜8、Ba2Ti9O20等超细微粉。
匕其他方面:如化工中的催化剂,冻干后可提高催化效率5〜20 倍;将植物叶子、土壤冻干保存,用以研究土壤、肥料、气候对植物生长的影响及因子的作用;潮湿的木制文物、淹坏的书籍稿件等用冻干法干燥,能最大限度地保持原状等。
食工原理蒸发和干燥的区别

食工原理蒸发和干燥的区别
食物干燥和蒸发是两种常见的食物处理方法,它们通过不同的方式将水分从食物中去除。
它们的区别如下:
1. 原理:
- 蒸发:蒸发是将液体水转化为气体水蒸气的过程。
在蒸发过程中,水分受热后逐渐蒸发成水蒸气,并从食物表面逸出。
- 干燥:干燥是通过加热或通风将食物中的水分迅速蒸发,使食物变干。
干燥的过程更加迅速,并且通常伴随着更高的温度和较多的空气流通。
2. 时间:
- 蒸发:蒸发需要较长的时间才能将水分充分蒸发。
它通常以较低的温度进行,因此需要较长的时间来将水分从食物中蒸发出去。
- 干燥:干燥是通过较高温度和较强的空气流通来加速水分的蒸发,因此干燥可以更快地将水分从食物中去除。
3. 温度:
- 蒸发:蒸发可以在较低的温度下进行,通常是将食物置于蒸锅或沸水中进行。
这有助于保持食物的口感和营养成分。
- 干燥:干燥通常需要较高的温度,以便更迅速地将水分蒸发。
这可能会导致一些食物的质地和味道发生变化。
4. 应用:
- 蒸发:蒸发通常用于制作蒸菜、蒸煮食物和制作糖果等。
它可以保持食物的嫩度和口感。
- 干燥:干燥通常用于制作干果、脆片、肉干等。
通过去除水分,可以延长食物的保质期,并改变其质地和口感。
综上所述,蒸发和干燥是不同的食物处理方法,具有不同的原理、时间、温度和应用。
在选择使用哪种方法时,可以根据食物的性质和需求进行选择。
食品干燥保藏名词解释

食品干燥保藏名词解释
食品干燥保藏名词解释,是指指对食品进行干燥处理,可以有效地保存食品的一种方法。
食品干燥保藏的原理是通过减少食物中水的含量,从而降低食物中微生物的活性,从而延长食品的保质期。
食品干燥保藏目前主要分为天然晾晒法、加热干燥法、冷冻干燥法、真空干燥法、超声波干燥法等。
1、天然晾晒法:将食物放置于阳光明媚、无风的地方,使食物自然蒸发水分,从而达到食品保藏的目的。
优点是成本低,不污染环境,缺点是需要用时较长,而且受气候条件影响大,不能全天候进行。
2、加热干燥法:将食物放置于室内,通过加热的方式,使食物受热蒸发水分,从而达到食品保藏的目的。
优点是效率高,速度快,缺点是危险性高,容易造成食品污染,还会污染环境。
3、冷冻干燥法:将食物放置于冰箱内,通过低温的方式,使食物凝固,从而达到食品保藏的目的。
优点是可以保持食物的原有口感,缺点是危险性较高,因为低温条件容易对食物造成损伤。
4、真空干燥法:将食物放入真空容器中,通过真空的方式,使食物中的水分被抽出,从而达到食品保藏的目
的。
优点是效率高,速度快,缺点是危险性较高,如果抽水太多,会对食物造成损伤。
5、超声波干燥法:将食物放入超声波容器中,通过超声波的方式,使食物中的水分被蒸发,从而达到食品保藏的目的。
优点是效率高,速度快,缺点是危险性较高,如果使用不当,会对食物造成损伤。
总之,食品干燥保藏是一种有效的食品保藏方法,可以帮助人们延长食品的保质期,但是也要根据不同的情况,选择合适的方法,以免造成食品污染或损伤。
食品工程原理实验报告

流化床干燥实验报告姓名:张萌学号:5602111001 班级:食品卓越111班一、实验目的1.了解常压干燥设备的基本流程和工作原理。
2. 掌握测定干燥速度曲线的方法。
3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。
二、基本原理1.干燥速率:单位干燥面积(提供湿分汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量。
2.干燥速率的测定方法:利用床层的压降来测定干燥过程的失水量。
需要用到的公式有:物料中瞬间含水率X i=(△p-△p e)/△p e式中:△p-时刻τ时床层的压差;计算出每一时刻的瞬间含水率X i,然后将X i对干燥时间iτ作图,即为干燥曲线。
3.干燥过程分析:(1)物料预热阶段(2)恒速干燥阶段(3)降速干燥阶段。
非常潮湿的物料因其表面有液态水存在,当它置于恒定干燥条件下,则其温度近似等于热风的湿球温度tw ,到达此温度前的阶段称为(1)阶段。
在随后的第二阶段中,由于表面存有液态水,物料温度约等于空气的湿球温度tw,传入的热量只用来蒸发物料表面水分,在第(2)阶段中含水率X随时间成比例减少,因此其干燥速率不变,亦即为恒速干燥阶段。
在第(3)阶段中,物料表面已无液态水存在,亦即若水分由物料内部的扩散慢于物料表面的蒸发,则物料表面将变干,其温度开始上升,传入的热量因此而减少,且传入的热量部分消耗于加热物料,因此干燥速率很快降低,最后达到平衡含水率而终止。
(2)和(3)交点处的含水率称为临界含水率用X0表示。
对于第(2)(3)阶段很长的物料,第(1)阶段可忽略,温度低时,或根据物料特性亦可无第二阶段。
三、实验装置与流程1.主要设备及仪器(1)鼓风机:BYF7122,370W;(2)电加热器:额定功率2.0KW;(3)干燥室:Φ100mm×750mm;(4)干燥物料:耐水硅胶;(5)床层压差:Sp0014型压差传感器,或U形压差计。
2.实验装置四、实验步骤与注意事项1.实验步骤(1)通过加水器向物料注入适当量的水(2)开启风机。
食品干制

28.概念:平衡水分、自由水分、吸湿水分、干燥介质、干燥速度、水分率、干燥率、热、内、外扩散食品干制:指在尽可能不改变食品风味前提下,利用各种方法排除食品中水分的过程。
平衡水分:是指在干制过程中不被脱除的水分,具体是指被干燥物料同一定温度和湿度的干燥介质相接触,经过一定时间,物料排除的水分和吸入的水分相等时(物料所含水分相对不变),物料所含的水分。
(即在该干燥介质条件下物料的平衡水分(平衡湿度),只要干燥介质的条件(温度,湿度)不变,相对于这个条件下物料平衡水分就是这种物料的干燥极限,平衡水分的多少受干燥介质温度高低,湿度大小的影响。
)自由水分:是指在干制过程中被脱除的水分,其中绝大部分是游离水分,一小部分胶体结合水。
吸湿水分:由于平衡水分受到干燥介质温度和湿度的影响,所以当干制品脱离干燥条件时,如果贮存或包装不善,往往会发生吸湿使其水分含量升高,这种吸湿的程度就要达到与所处环境状态相适应的含水量,这时物料的水分为吸湿水分。
(吸湿水分的含量受其空气温度与湿度的影响,当物料的水分含量超过吸湿水分时则称为湿润水分。
)干燥介质:在脱除水分时,能吸收容纳水分的物质称为。
(在物料的干燥过程中,我们将带走水分,传递能量的物质称之为干燥介质。
)作用:带走水分,传递能量;常用:空气、惰性气体、过热蒸汽。
干燥速度:指单位时间内绝对含水量的下降值。
水分率:指一份干物质所具有的水的份数M(水分率)=m/100-m干燥率:表示生产一份干制品所需要的鲜原料的份数D=(100-m干)/(100-m鲜)热扩散:水分借助温度梯度沿着热流的方向移动扩散称之为水分的热扩散。
内扩散:当物料表层的水分由于外扩散的作用降低,内部的水分含量大于外部,在物料中就形成了一种“含水量梯度”或称“湿度梯度”这时的物料内部的水蒸气就大于外部的水蒸汽压,促使内层水分向外移动,我们把这种借助“湿度梯度”的作用是水分在物料内部移动的现象叫做水分的“内扩散”。
食品化学食品干藏原理
原料的贮藏、初渍、加工到成品的保存与售卖,均須要配合低温(盐8%以下温度5℃以下)的利用。
(3)加热杀菌:
可防止微生物引起的腐败,也可抑制酶所引起的变色与变味,适合小袋装产品。
(4)添加微生物抑制剂:
最好并用才不会损害风味。如:己二烯酸,己二烯酸钾与醋酸钠并用。
初期菌数的抑制:洗涤(10-20ppm之杀菌水)、前处理,加工过程中的污染,都要特别注意防止。
(6)蒸发和温度
(7)时间与温度
2、食品结合水
(1)化学结合水
(2)物理化学结合水分
a、吸附结合水分
b、渗透和结构结合水分
(3)机械结合水分或游离水分
a毛细管水分
b湿润水分
3、干制过程中食品水分状态的变化
4、食品干制过程的特性
(1)干燥曲线
干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线。
干燥时,食品水分在短暂的平衡后,出现快速下降,几乎时直线下降,当达到较低水分含量时(第一临界水分),干燥速率减慢,随后达到平衡水分。
(2)干燥速率曲线
随着热量的传递,干燥速率很快达到最高值,然后稳定不变,此时为恒率干燥阶段,此时水分从内部转移到表面足够快,从而可以维持表面水分含量恒定,也就是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的速率。
(3)食品温度曲线
初期食品温度上升,直到最高值——湿球温度,整个恒率干燥阶段温度不变,即加热转化为水分蒸发所吸收的潜热(热量全部用于水分蒸发)。
热空气温度(℃)
下列不同脱水干制时间下的糖分损失率(%)
8小时
16小时
32小时
60
0.6
0.8
1.0
85
8.7
食品干藏的原理
食品干藏的原理
干燥食品,是指在较低的温度下使食品中的水分从食物中分离出来,从而保持其原有的营养成分和风味,以防止其变质。
一般来讲,食品在干燥过程中要消耗一定的水分。
水分是食物中最重要的组成部分。
当空气中的水蒸汽被加热时,便开始蒸发。
水蒸气分子运动越快,则蒸发得越多。
而当水分蒸发到一定程度时,就不再继续蒸发了,因为食物内部的水分已完全被蒸干了。
这时食品中的水分含量降低到最小程度。
由于水分减少,物质内的自由水与结合水也随之减少,因而使食品的体积减小、质地变硬、颜色加深、变得松脆,而且重量也有所减轻。
食品中的水分有三种存在形式:自由水(即结合水)、结合
水和游离水。
自由水是指食物内部存在着的自由电子和原子,它们能以离子状态运动而不被蒸发。
食品中水分减少到一定程度后,便不能再继续降低了。
—— 1 —1 —。
PET原料干燥基本知识
注射要领
• • • • • • • 注射速度受温度和粘度的影响. 在不产生注射缺陷的情况下,注射速度尽可能快 用位置切换保压可以消除粘度变化对他的影响. 保压切换位置一般为整个实际注射行程的13%-因为 此时体积基本添满. 一般PET熔解密度为1.15g/ccm(cubic centimeter立方厘米) 对于大瓶坯或慢速注射的瓶坯,保压切换位置可适当 降低以消除注射过程的收缩. 相反,如果注射速度很快,则收缩较小,因而可将切换 位置设为13%或更高些. 推荐注射速度为:8-12g/s/per cavity.(平均10g/s/c)
• • • • • 使颜色均匀. 消除输料和注射过程中产生的流线. 消除AA集中点,使各模腔一致. 整体平衡或模腔间缺料的变化得到改善. REMIXER的使用可使机器整体温度设置得 到降低.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
保压的选择
• 平坦的保压曲线一般用于瓶坯没有明显的壁厚变 化. • 对于有明显壁厚变化的瓶坯, 第一段保压主要充填 NECK FINISH(瓶口),压力要高一些. • 第二,第三段主要充填瓶身,增加密度,改善底部应 力,压力应低一些. • 过压会产生压力结晶,使脱模困难,瓶口拉长. • 一般可使零件脱模的平均温度为96度,从280度冷 却到脱模温度96度时PET体积变化约为13%.
注射量,位置和速度的确定
• 注射位置3=注射位置2-(注射量-保压切换位 置)x2段重量% • 注射位置4=注射位置3-(注射量-保压切换位 置)x3段重量% • 注射速度1=自定. • 注射速度2=注射速度1x(2段厚度/1段厚度) • 注射速度3=注射速度1x(3段厚度/1段厚度)
REMIXER(静态混料器)的作用
平均10gsc33注射量位置和速度的确定注料长度mm1108x瓶坯重量gx模腔数注射筒直径mm的平方保压切换位置mm注射量mm料垫mmx013料垫mm注射位置2注射位置1注射量保压切换位置x1段重量34注射量位置和速度的确定注射位置3注射位置2注射量保压切换位置x2段重量注射位置4注射位置3注射量保压切换位置x3段重量35remixer静态混料器的作用remixer的使用可使机器整体温度设置得到降低
食品在干燥过程中的物理变化
食品在干燥过程中的物理变化首先,食品在干燥过程中会发生水分的迁移。
在开始干燥时,食品中的水分会被蒸发,并逐渐由食品内部移动到食品的表面。
这个过程被称为内部扩散。
当食品表面的水分被蒸发后,食品内部的水分会继续向外扩散。
这个过程会持续到食品中的水分浓度均匀分布为止。
水分的迁移同时会导致水分浓度的变化,从而影响食品的口感和质地。
其次,干燥过程中的温度变化也是食品发生的物理变化之一、在干燥过程中,食品被加热以促进水分的蒸发。
随着水分的蒸发,食品的温度会逐渐升高。
温度的升高不仅可以加速水分的蒸发,还可以改变食品中的化学反应速度,从而影响食品的品质。
此外,食品在干燥过程中可能会发生颜色的改变。
颜色是食品的重要品质指标之一、在干燥过程中,食品中的色素和其他化学物质受到热量的作用下会发生一系列的物理变化,导致食品的颜色发生变化。
例如,一些食品在干燥过程中可能会变得更加暗淡,失去原本的鲜艳色彩。
此外,干燥过程中还可能导致食品的尺寸变化。
在食品中蒸发的水分会导致食品的体积缩小。
此外,一些食品在干燥过程中可能会发生膨胀,尺寸变大。
这些尺寸的变化可能是由于脂肪、蛋白质等成分的改变导致的。
最后,食品在干燥过程中可能会发生质地的改变。
质地是指食品的口感特征,如柔软、蓬松、脆脆的等。
在干燥过程中,食品因为水分的蒸发会变得更加干燥,从而导致质地的改变。
一些原本柔软的食品在干燥后可能变得更加脆硬,而一些原本脆脆的食品则可能变得更加松软。
综上所述,食品在干燥过程中会经历一系列的物理变化,包括水分迁移、温度变化、颜色改变、尺寸变化、质地改变等。
这些物理变化是由食品的化学成分和温度的变化所引起的。
了解这些物理变化对于控制食品的品质和口感具有重要的意义。
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第一节 食品干燥基础一、食品中水分的状态和水分活度干制前食品物料状态1、化学结合水2、物理化学结合水:分为吸附结合水,结构结合水,渗透压结合水吸附结合水:在物料胶体微粒内外表面上因分子吸引力而被吸着的水分与物料结合力最强(干燥不易除去)结构结合水:胶体溶液凝固成凝胶时,保持在凝胶体内部的一种水分。
蒸汽压低 渗透压结合水:溶液和凝胶溶液中,被溶质束缚的水分。
蒸汽压降低3、机械结合水食品湿物料内的毛细管或孔隙中保留和吸着的水分以及物料外表面附着的润湿水分,依靠表面附着力,毛细力和水分粘着力存在。
蒸汽压几乎与纯水蒸汽压无区别。
食品湿物料在干燥中除去的水分主要是机械结合水和部分物理化学结合水。
干制品中仍含有部分水。
(二)、食品物料湿含量表示方法1、湿基湿含量(w )湿物料中水分占总质量的百分比,使用不便。
%1000⨯=m m w m----水的质量(kg ) 0m -----湿物料的总质量(kg ) 2、干基湿含量('w ):湿物料中水分与干物质质量的百分比%100'⨯=cm m w c m -----湿物料中干物质质量(kg ) 3、二者关系 ''1w w w += w w w -=1' (三)、水分活度sv w P P A = v P ------物料表面水分的蒸汽分压 s P ------同温度下纯水的饱和蒸汽压 注意点:1、食品的水分活度在0-1之间2、物料湿含量与水分活度之间不仅与温度有关,还与食品种类有关(四)、水分活度与食品的保藏性微生物活动引起→物料中非结合水→水分活度(Aw<0.7)食品腐败酶作用 降低水分活度,反应速度先升高再降低,干燥不能代替酶钝化处理,以过氧化物酶残留活性作为参考指标,控制酶活性。
二、干燥介质的特性食品干燥过程中,通常用热空气作干燥介质,热空气在干燥过程中即是载热体又是载湿体。
湿空气中水蒸汽不断变化,绝干空气质量恒定,计算中热空气各项参数以单位质量的绝干空气为基准。
(一)、湿度(湿含量)1、绝对湿度:单位质量绝干空气中所含的水蒸汽质量gv g g v v n n n M n M H 2918== H----空气绝对湿度(kg/kg ) Mg---绝干空气摩尔质量(kg/kmol )M v ---水蒸汽 摩尔质量(kg/kmol )n g ------绝干空气物质的量(kmol)n v ------水蒸汽物质的量(kmol)由分压定律:理想气体混合物中各组分的摩尔比等于分压比ww w w P P P P P P H -=-=622.0)(2918 P----湿空气总压力(Pa ) P w -----湿空气中水蒸汽分压(Pa )由此可知:湿空气的湿度与总压及其中水蒸汽分压有关。
当总压一定时,湿度仅由水蒸汽分压所决定的。
2、相对湿度:在一定总压下,湿空气中水蒸气分压与同温度下纯水饱和蒸汽压之比,称为相对湿度。
sw P P =ϕ ϕ----空气相对湿度 Ps-----同温度下纯水的饱和蒸汽压 ϕ为衡量湿空气的不饱和程度。
ϕ=1,空气饱和,不能再接纳水分ϕ值越小,愈不饱和,可接纳水分愈多,干燥能力愈大,反映空气吸收水的能力。
ϕϕs sP P P H -=622.0 总压一定,由湿空气温度和湿度即可示出相对湿度空气达到饱和状态时,绝对湿度Hsss s P P P H -=622.0 Ps------根据空气温度在饱和水蒸汽表中查到 Pw-----根据温度计/露点仪测露点温度查到。
(二)、温度湿空气温度可用干球温度和湿球湿度表示用普通湿度计测得湿空气温度即为干球温度θ在普通温度计感温部分包湿纱布。
湿纱布一部分浸入水中,使其保持湿润状态,即构成湿球温度计。
湿球温度计所指示的平衡温度θw ,实质上是湿纱布中水分的温度,该温度由湿空气干球温度θ及湿度H 所决定。
θw=f(H, θ)当湿空气θ(干球温度)一定,如其H 愈高,则θw 也愈高。
当湿空气达饱和时,θw=θ;不饱和空气θw<θ测得空气θ,θw ,可求出空气中湿含量。
单位时间,空气传向湿纱布热量 )(w hA θθ-=Φ单位时间,湿纱布表面水分汽化量)(H H A k N w H -=N r w ∙=Φ)()(H H k r hA w H w w -=-θθ h---对流传热系数)(w Hw w k r h H H θθ--= A---接触面积 K H ---以湿度差为动力传质系数N----单位时间气化水分量H----空气湿度H w ----θw 时空气饱和湿度r w -----θw 时水汽化潜热三、食品物料与干燥介质间的平衡关系(一)物料的水分活度与空气相对湿度之间关系A w →物料→物料和空气充分接触,使空气P 水=物料P 水,此时,P 水/P 饱和蒸汽压=Aw将完全干燥的食品置于各种相对湿度不同的空气中,经一定时间,食品会从空气中吸收水分,达到平衡。
这时食品内所含的水分对应的相对湿度称为平衡相对湿度。
由水分活度定义和相对湿度定义可知:此时,相对湿度即为水分活度。
(RH =Aw )物料的水分活度与空气平衡相对湿度是不同的两个概念,分别表示物料与空气在达到平衡后双方各自的状态。
如物料与相对湿度数值比它水分活度大的空气相接触,即物料将从空气中吸收水分,直至达到平衡,该现象为吸湿现象;反之为去湿现象(二)平衡水分物料与空气之间水分达到动态平衡,物料中所含水分为该介质条件下,物料的平衡水分。
平衡水分与物料种类和介质条件有关。
若物料与一定湿度的空气接触,物料中总有一部分水分不能被除去,这部分水分就是平衡水分,能被介质带走的水分称为自由水分,被除去的水包括两部分:一部分为结合水,别一部分为非结合水。
结合水/非结合水: 与食品物料自身性质有关,与空气状态无关平衡水分/自由水分:与物料性质及空气状态有关四、干燥特性曲线食品物料干燥特性与干燥环境条件有密切的关系。
干燥环境条件可分为恒定干燥和变动干燥。
恒定干燥:物料干燥时过程参数稳定。
如干燥空气,温度,相对湿度,流速不变工业生产中,干燥条件多属于变动干燥,但如果变动不大时,仍可按恒定干燥情况处理。
食品物料干燥过程特性,可由干燥曲线,干燥速率曲线及干燥温度曲线表达。
(一)干燥曲线:干燥温度曲线,干燥速率曲线在干燥过程中,随着干燥时间的延续,水分不断汽化,物质的质量降低,在不同时刻记录物料质量,直至物质质量不再变化。
干燥曲线:物料平均干基湿含量w ’与时间t 关系绘图干燥温度曲线:干燥过程中,物料表面温度随时间变化θ――t 绘图物料干燥速率:单位时间内,单位干燥面积上汽化水分的质量,即u ――w ’绘图 Adt d m Adt m u w c q'== (二)食品物料干燥过程分析一般干燥过程明显分为两个阶段,恒速干燥阶段,降速干燥阶段。
两个阶段的交点C 为临界点。
与点E 对应的物料湿含量为操作条件下的平衡水分,此时干燥速率为0。
1、恒速阶段:食品物料表面非常湿润,物料表面温度等于空气湿球温度。
物料水分在恒定温度下进行汽化,热量全部来源于空气。
一般来说,此阶段汽化水分为非结合水分,恒速干燥阶段的大小(干燥速率),取决于物料表面水分的汽化速率,即物料外部的干燥条件,所以恒速干燥阶段又称为表面汽化控制阶段。
2、降速阶段此阶段,水分自物料内部向表面汽化的速率,低于物料表面水分的汽化速率,湿物料表面逐渐变干。
汽化表面向物料内部移动,温度也不断上升,随着物料内部湿含量的减少,水分由物料内部向表面传递的速率慢慢下降,干燥速率也越来越低。
该阶段干燥速率大小主要取决于物料本身结构,形状和尺寸,而与外部干燥条件关系不大,亦称物料内部迁移控制阶段。
该阶段干燥速率降低原因:实际汽化表面减小汽化表面内移平衡蒸汽压下降物料内部水分扩散受阻3、临界湿含量物料干燥过程中,恒速阶段与降速阶段转折点的湿含量,称为临界湿含量。
临界湿含量'cw 值愈大,达到物料平衡湿含量所需干燥时间越长。
意义: 确定物料'c w 值不仅对于干燥速率和干燥时间计算必要,对于强化具体干燥过程也有重要意义。
影响因素:随物料的性质,厚度及干燥条件不同而异。
如非多孔性物料'c w 值>多孔性物料'c w ,物料愈厚,'c w 提高。
五、干燥过程中的传热与传质食品物料的干燥过程是热量传递和质量传递同时存在过程,伴随着传热,传质,物料达到干燥。
热量和质量是通过物料内部和外部传递来实现的。
(一) 物料外部的传热与传质无论何种干燥方式,干燥介质均围绕在物料周围,在靠近物料表面形成界面层。
界面层状态不同于介质内部,主要表现为:速度降低,其厚度为决定因素。
被环绕表面状态,与气体粘度成正比,与气体流速成反比。
界面层厚度:从介质出现速度梯度的那一点到被干燥物体表面的距离即界面层厚度。
由于界面层存在速度梯度,所以在距物料表面不同的距离处造成不同温度降,出现温度梯度,温度梯度与空气流速及介质导热性有关。
湿度梯度,方向与速度梯度和湿度梯度相反。
干燥过程中,界面层存在造成传热,传质阻力。
为提高干燥速度,必有减少界面层厚度,必须综合考虑界面层温度梯度,速度梯度及蒸汽分压湿度的影响因素。
可通过以下途径实现提高干燥速度:提高物料温度,提高介质流速,强化蒸汽压差(二) 物料内部传热传质物料干燥过程:表面受热干燥逐渐向中心传递物料干燥初期,水分均匀分布,随着干燥进行,表面水分下降,形成温度梯度,水分传递受温度梯度,湿度梯度及物料本身导湿性影响。
干燥过程中,由于温度梯度,湿度梯度方向相反,造成干燥不彻底,物料发生不理想变化,采用升温、降温、再升温、再降温的工艺,强化水分内部扩散。
(三) 干燥过程的控制合理处理好物料内部外部传热,传质关系即可有效控制干燥进行。
干燥速率由表面汽化速率与内部扩散速率共同决定。
干燥初期:表面汽化速率<内部扩散速率措施:提高介质湿度,降低介质湿度,改善介质与物料之间的流动和接触状况。
干燥后期:表面汽化速率>内部扩散速率(内部扩散速率为限制因素)水分无法及时到达物料表面,造成汽化界面内移,产生干燥层使干燥困难措施:减小料层厚度,缩短水分在内部的扩散距离使物料堆积疏松,扩大干燥表面积采用接触加热和微波加热。
使温度、湿度梯度方向一致第二节 干燥过程中食品的主要变化物料干燥过程中,发生主要变化:物料内部组织结构的物理变化;物料组成成分发生化学变化这些变化直接关系到干燥制品质量及对贮藏条件要求,而且不同于干燥工艺变化程度也有差别。
一、物理变化1、干缩:由于脱水干燥造成物料收缩的现象,内压降低未失活细胞,干缩严重,失活细胞,干缩较小。
评价:线性干缩,程度小,收缩均匀的物料复水性好。
2、表面硬化原因:溶质在物料表面积累产生结晶硬化干燥初期,温差,湿差过大,形成干燥膜避免:调节干燥初期水分外逸速度,用高温高湿介质脱水3、物料内应多孔性形成产生原因:干燥过程中,空气填充原来水占据的空间,形成空穴。