食品脱水方法

这是一篇关于食品脱水方法的思维导图，包括食品干制和热量浓缩两部分内容，有需要的同学，可以收藏下哟。

食品脱水方法

• 食品干制
  • 按照热量来源分类
    • 自然干制
      • 定义：在自然环境条件下干制食品的方法：晒干，风干。
        • 晒干：利用太阳光辐射能进行干燥的过程。
        • 风干：利用湿物料与空气的水蒸汽压差进行脱水干在燥过程。
      • 优点：方法简单，费用低廉。
      • 缺点：受气候限制、时间长、不能人为控制、产品质量差。
      • 特点：节约能耗，降低成本，周期长，干燥缓慢，受到气候条件的限制，含水量偏高，（≥15％）干燥场地大，（人工20倍）卫生条件差，易遭受污染，营养损失严重。
      • 发展
        • 太阳能干燥器
          • 气流流动方式
            • 自然对流型
              • 特点：结构简单，造价较低，建造容易，操作简单，干燥成本低，保温性能差，昼温差大，干燥室容量小。
            • 强迫对流型
              • 特点：节能，热风温度可调，干燥物料多，效果较好，效率较高。
          • 集热器结构
            • 温热型
            • 集热器型
            • 混合型
      • 应用：谷物类，果蔬和鱼贝类，海藻，肉制品，我国土特产(黄花菜，柿饼，火腿，鱼干)。
    • 人工干制
      • 定义：在常温或减压环境重用人工控制的工艺条件进行干制食品，有专用的干制设备。
      • 优点：不受气候限制，时间短，参数可控，品质好。
      • 缺点：操作比较复杂，成本高。
      • 特点：不受气候条件限制，时间缩短，易于控制，质量显著提高，但是能耗和干燥成本较大。
      • 食品干燥技术的发展
        • 第一代：对粉，粒，块等固体物料的脱水干燥技术，主要是在常压下利用流动的热风进行干燥---热风干燥（对流干燥）：厢柜式，隧道式，输送带式，气流，流化床。
          • 厢(柜)式
            • 间歇式
              • 操作条件：空气温度＜94℃，空气流速2-4m/s。
              • 优点：结构简单，维修方便，设备费用低。
              • 缺点：间歇式，设备容量小，干燥不均匀，时间长，费用高，装卸劳动强度大，热能利用不经济。
              • 试用对象：果蔬散料或价格较高可热干的食品，作为中试设备，摸索干制特性。
          • 隧道 带式
            • 半连续 连续生产
              • 箱柜式干燥设备的加长，长度可达10到15米，可容纳5至15辆料车进入，可连续或半连续工作。
                • 高温低湿空气进入的一端---热端 低温高湿空气离开的一端---冷端 湿物料进入的一端---湿端 干制品离开的一端---干端 热空气气流与物料移动方向一致---顺流 热空气气流与物料运动方向相反---逆流
                  • 顺流隧道式干燥设备
                    • 优点：能力提高
                    • 缺点：不宜吸湿性较强的食品
                  • 逆流隧道式干燥设备
                    • 优点：水果质软为宜，避免初始干燥速率过快，李 、梅
                    • 缺点：初期慢载量不宜过大
                  • 双阶段干燥
                    • 优点：干燥比较均匀，生产能力高，品质较好
                    • 适宜：胡萝卜，洋葱，大蒜，马铃薯
                  • 输送带式干燥
                    • 顺利交替
                    • 穿流
          • 输送带式干燥
            • 顺逆交替
            • 穿流
            • 优点：可取代隧道式，减轻装卸劳动和费用，操作连续，自动化。以用于干制苹果，胡萝卜，洋葱，马铃薯和干薯片等。使用这种方法的工厂日益增多，可取代隧道式干燥。
          • 气流式
            • 连续生产粉 粒料
              • 旋风分离器的工作原理将粉末与空气分离
              • 优点：强度小，干燥时间短，热效率高，热损失小，适用于潮湿状态下仍能在空气中自由流动的颗粒状，粉状片状或块状，范围广，如葡萄糖胃镜与粉肉钉钉等。
              • 缺点：易结块或成团的不宜物料磨损，对晶体形状有要求产品不宜用。气流速度大，全系统的大动力消耗大。
          • 流化床
            • 优点：结构简单，便于制造，活动部件少，操作维修方便，与气流干燥比，气速低，阻力小，气固较易分离，物料及设备磨损轻，与厢式，转筒干燥比，时间短，速率快。
            • 缺点：颗粒在床中高度混合，会引起反混短路，空气流速大，易出现热气从风道排出，造成浪费，高速气流会带走粉粒食品。
        • 第二代：对液态浆状物料的脱水干燥技术，主要为热风干燥，如喷雾干燥，泡沫干燥，膨化干燥，仓贮干燥，还有接触式干燥的转鼓干燥。
          • 浆液状原料
            • 喷雾干燥，(对流干燥)
              • 粉
                • 优点：干燥速度快，5至40秒，产品中空，有好的分散流动溶解性，生产过程简单方便连续化。
                • 缺点：单位产品耗热量大，设备热效低，一次性投资大。
                • 发展：与流化床结合，低温喷雾干燥。
                • 喷雾干燥器装置组成主要由雾化系统，空气加热系统，干燥室，空气粉末分离系统，鼓风机等主要部分组成，决定喷雾干燥装置特征主要是喷雾器和干燥室。
                  • 雾化系统
                    • 压力式
                    • 离心式
                    • 气流式
                  • 干燥室
                    • 并顺流
                    • 逆流
                    • 混流式
            • 泡沫，仓储(对流干燥)
              • 粉片粒
                • 工作原理：将液态或浆液态物料首先制成稳定的泡沫状，然后再常压下喷雾干燥发泡后雾状液滴表面积大，水分蒸发加速干制品的密度小，颗粒直径大，改善其速溶性
                • 造泡的方法，：机械搅拌，加泡沫稳定剂，加发泡剂。
                • 干制特点：接触面积大，干燥初期水分蒸发快。可选用温度较低的干燥工艺条件。
                • 适用对象：水果粉，轻质乳粉，速溶咖啡，易发泡的食品。
                • 工艺要求：需先行浓缩， 需加入发泡稳定剂， 控制参数：空气温度，相对湿度，空气流速，两段式干燥法：顺流和逆流
                • 优点：形成多孔性结构，含水量极低，干燥速率快，产品品质好
                • 缺点：存在添加剂残留，对泡沫的均匀性和持续性要求高。
            • 膨化干燥
              • 工作原理：将食品物料在一个密闭的干燥容器中加热，室内压力上升到预定值后，迅速打开容器则压力陡然下降，物料中水分瞬间蒸发，并促使物料结构化成多孔状态，这既有利于产品脱水，也有利于产品腹水。
            • 滚筒干燥/转鼓干燥(接触干燥)
              • 优点，快速干燥，热销高，热能经济干燥，费用低。
              • 缺点：表面温度高，产品带有煮熟味和不正常颜色，热塑性(水果果汁)产品高温干制发年干后难以刮下或难粉碎。
        • 第三代：着手于干燥温度，低温脱水技术，以低温的真空干燥，冷冻干燥为代表。
          • 真空干燥
            • 优点：低温，时间短，溶解性，复水性，色泽，口感较好，终含水量低，热量利用经济。
            • 缺点：与常压热风比，设备投资和动力消耗较大，生产能力相应较低，干燥成本比高。
          • 冷冻干燥：把含有大量水分的物质预先进行降温，冷冻成固体，然后在真空条件下，使水蒸气直接升华，物质本身剩留在冻结时的冻结中，干燥后体积不变，疏松多孔
          • 冻干过程：预冻为升华准备样品，将产品冻到凝固点以下10-20摄氏度，主冻干，冻升华不融化，后冻干，固体物质残留水分被除去，留下干燥样品。
            • 冻干机的组成：按系统分制冷系统，真空系统，加热系统和控制系统四个主要部分，按结构分冻干腔体压缩机，真空泵和阀门，冷凝器或称冷阱，电气控制元件等。
            • 优点：保持色香味营养型速溶性腹水性好热能利用率高
            • 缺点：投资大能耗大产品生产成本高是热风的5到7倍，喷雾的7倍。
        • 第四代：着手于干燥品质和节能的干制新技术---辐射干燥，以(远)红外，微波，高频电场等为代表，产品质量好，能耗低。
          • 优点没有温度，梯度加热速度快，热效高，加热均匀
            • 远红外干燥
              • 利用物料受红外线辐照而吸收红外线发热升温，使物料内部的水分不断扩散而转移出来，达到脱水干燥的目的。
              • 优点：干燥速度快，干燥时间仅为热风干燥的10%至20%，因此生产效率较高，干燥较均匀，干制品质量较好，设备结构较简单，体积较小，成本也较低。
            • 微波干燥
              • 优点：干燥效率高对果蔬颜色有较好保护，适用于热敏性物料。
              • 缺点：速度快，终点难以确定，产品易发生形变，干燥时间长，会产生严重烧焦。
            • 高频电场
  • 按照热能传递方式分类
    • 对流(热风)
    • 传导(接触)
    • 辐射干燥
  • 按照水分蒸发环境分类
    • 常压干燥
    • 真空干燥
  • 按照水分去除原理分类
    • 热力干燥
    • 冷冻升华干燥
  • 按照操作方式分类
    • 间歇式干燥
    • 连续式干燥
• 食品浓缩
  • 蒸发浓缩
    • 原理：传热与传质，热量与质量的平衡原理，影响传热因素（温差，传热，面沉淀，界面膜）。
    • 特点：有利于处理热敏性物料，当溶液处于减压时可以提高总传热温差，投资费用和操作费用提高。
  • 冷冻浓缩
    • 原理：是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理的一种浓缩方法。
    • 优点：适用于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。
    • 缺点：细菌和酶的活性得不到抑制，制品还需再经热处理或加以冷冻保藏，受溶液浓度的限制，且取决于冷晶与浓缩液可能分离的程度，一般溶液粘度越高，分离就越困难，过程中会造成不可避免的溶质损失成本高。
  • 膜浓缩
    • 原理：利用有效成分与液体的分子量的不同实现定向的分离，达到浓缩的作用。
    • 影响膜浓缩的因素：膜两侧压差 物料特性 膜材料的种类和性质 操作温度 进料液浓度进料液速度