食品的干燥

食品的干燥知识总结，包括食品干藏原理和食品干燥基本原理、食品的干制方法、干制对食品品质的影响三部分内容。

食品的干燥

• 食品干藏原理和食品干燥基本原理
  • 1. 干燥的目的
    • a. 延长贮藏期
    • b. 用于某些食品加工过程以改善加工品质
    • c. 便于商品流通
    • 干制食品常常是救急，救灾和战备用的重要物质
  • 2. 干燥食品的范围
    • 干燥制品包括蔬菜制品，果干制品，干鱼贝类制品，干燥肉，干野菜，谷类，蛋制品等
  • 3. 食品脱水加工的特点
    • 优点
      • 食品经脱水加工后，重量减轻，体积缩小，可节省包装，储藏和运输费用；带来了方便性
      • 干燥食品可延长保藏期
    • 缺点
      • 复水慢；质构不如新鲜态；脂肪含量高的干制品易酸败、哈败（因为表面积增大，多孔性）
  • 4. 食品脱水加工的方法
  • 5. 食品干藏技术的未来发展趋势
    • 节能、健康、营养
  • 6. 食品干藏原理
    • 通过对食品中水分的脱除，进而降低食品的水分活度，从而限制微生物活动、酶的活力以及化学反应的进行，达到长期保存的目的
  • 7. 食品干燥基本原理
    • (一)干燥介质的特性(热空气)
      • 物料的水分活度与空气相对湿度之间的关系
        • 相对湿度:将完全干燥的食品置干各种不同的相对湿度的试验环境中，经过一 定时间，食品会吸收空间的水蒸气，逐渐达到平衡，这时食品内所含的水分对 应的相对湿度称之为平衡相对湿度。
        • 干球温度:暴露于空气中而又不受太阳直接照射的干球温度表上所读去的数值，也就是用普通温度及所测得的湿空气的正常温度。
        • 湿球温度:是用湿球温度计在空气中测量出来的温度值,湿球温度计和普通温度计一样，只是在感温包上裹以脱脂纱布，并将其下端浸在充水的小容器中，以使纱布保持湿润。在理论上，湿球温度是在定压绝热条件下，空气与谁直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。
        • 吸湿现象:如果物料的水分活度小于空气的相对湿度，则物料将从空气中吸收水分，直至达到平衡，这种现象称为吸湿现象。
        • 去湿现象:如果物料的水分活度大于空气的相对湿度，则物料将向空气中逸出水分，直至达到平衡，这种现象称为去湿现象。
    • (二)食品物料与干燥介质间的平衡关系
      • 平衡水分
        • 平衡水分:由于物料表面的水蒸气分压与介质的水蒸气分压的压差作用，使两相之间的水分不断进行传递，经过一段时间，物料表面的水蒸气分压与空气中的水蒸气分压达到一致，物料与空气之间的水分达到动态平衡，此时物料中所含的水分为该介质条件下物料的平衡水分。
        • 意义:平衡水分表示物料能够被干燥的限度。注意:平衡水分因物料种类的不同而有很大的差别同一种物料的平衡水分也因介质条件的不同而变化。
    • (三)食品干燥过程中的湿热传递
      • 1、物料外部的传热与传质
        • 适当提高物料温度和介质流速强化蒸汽压差，这是降低界面层厚度、实现物料外部传热与传质的有效途径。
      • 2、物料内部的传热与传质
        • 干燥过程中，由于物料的温度梯度与湿度梯度的方向相反容易造成干燥不彻底和物料发生不理想的变化·升温、降温、再升温、再降温的工艺措施来调节物料内部温度梯度与湿度梯度的关系，强化水分的内部扩散。
      • 3、食品物料干燥过程分析
        • (1)干燥曲线:水份变化的曲线
          • 在干燥开始后的很短时间内食品的含水量几乎不变。这个阶段持续的时间取决于食品的厚度。随后，食品的含水量直线下降。在某个含水量以下时，食品含水量的下降速度将放慢，最后达到其平衡含水量，干燥过程即停止。
        • (2)干燥速度曲线
          • 在食品含水量仅有较小变化时，干燥速度即由零增加到最大值，并在随后的干燥过程中保持不变。这个阶段称作恒率干燥期。当食品含水量降低到第!临界点时，干燥速度开始下降，进入所谓的降率干燥期。
        • (3)食品温度曲线
          • 干燥过程一般划分为三个阶段:预热阶段、恒率阶段、降率阶段。在干燥的起始阶段，食品的表面温度很快达到湿球温度。在整个恒率干燥期内食品的表面均保持该温度不变，此时食品吸收的全部热量都消耗于水分的蒸发。从第|临界点开始，由于水分扩散的速度低于水分蒸发速度食品吸收的热量不仅用于水分蒸发而且使食品的温度升高。当食品含水量达到平衡含水量时，食品的温度等于加热空气的温度。
      • 4、干燥特性曲线
  • 8. 影响（干制）湿热传递的主要因素
    • 干制条件的影响
      • a. 干燥介质速度
      • b. 空气流速
      • c. 空气相对湿度
      • d. 大气压力和真空度
    • 食品性质的影响
      • a. 表面积
      • b. 食品成分在物料中的位置
      • c. 溶质类型和浓度
      • d. 结合水的状态
      • e. 细胞结构
  • 9. 合理选用干制工艺条件
    • 最适宜的干制工艺条件
      • 使干制时间最短，热量和电能的消耗量最低，干制品的质量最高。它随食品种类而不同。
    • 食品干制工艺条件
      • 主要由干制过程中控制干燥速率，物料临界水分和干制食品品质的主要参数组成
    • 合理选用干燥条件的原则
      • (1)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;
      • (2)在恒速干燥阶段适当升高介质的温度，可提高干燥速率，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;
      • (3)降速干燥阶段应适当控制介质条件，降低表面干燥速率，使它能和逐步降低了的内部水分扩散速率一致，以免食品表面过度受热，导致不良后果。
      • (4)干燥末期干燥介质的湿度应根据预期干制品水分加以选用。
• 食品的干制方法
  • 常压空气对流干燥法、接触干燥、冷冻干燥、辐射干燥方法的原理、特点、设备及使用范围
    • 常压对流干燥法:固定接触式(箱式、隧道式、输送带式、泡沫干燥);悬浮接触式(气流干燥、流化床干燥、喷雾干燥、膨化干燥) 特点: A通过介质传递热量和水分:B温度梯度和水分梯度方向相反:C适用范围广，设备简单易操作，能耗高。
    • 接触式干燥法:滚筒干燥· 特点:A物料与热表面无介质:B热量传递与水分传递方向一致:C干燥不均匀、不易控制、制品品质不高.
    • 辐射干燥法:红外线干燥、微波干燥(红外干燥） 特点:A干燥速度快效率高:B吸收均一产品质量好:C设备操作简单，但能耗较高。
    • 微波干燥特点:A干燥速度快:B加热均匀，制品质量好；C选择性强:D容易调节和控制:E可减少细菌污染:F设备成本及生产费用高。
    • 减压干燥:冷冻干燥· 特点:A产品的色香味和营养成分损失小:B能保持食品的原有形态;C产品含水量低，贮存期长;D不会导致表面硬化;E能耗大、成本高、干燥速率低、包装要求高。
  • 干燥方法的选择原则
    • 1| 根据被干燥食品物料的性质，如物料的状态以及它的分散性、粘附性能、湿态与干态的热敏性(软化点熔点、分解温度、升华温度着火点等)粘性、表面张力、含湿量、物料与水分的结合状态等以及其在干燥过程的主要变化。
    • 2| 干燥制品的品质要求(热敏感成分的保护要求，风味物质的挥发程度等)。
    • 3| 干燥成本(设备投资能耗及干燥过程的物耗与劳力消耗等)。
    • 综合上述条件，选择最佳的干燥工艺条件，及在耗热、耗能量最少情况下获得最好的产品质量，即达到经济性与优良食品品质。
• 干制对食品品质的影响
  • 食品干制的要求及干制食品的品质指标
    • 1、干制要求
      • 1）干制的食品原料应微生物污染少，品质高
      • 2)水分越低越好(但口感会变差):
      • 3不良变化减得最小程度，营养损失最少
      • 4)品质要求复水快，口感好;
      • 5)要求干燥技术的经济性，能源消耗低。
    • 2、品质指标控制
      • (1) 水分活度(aw)
      • (2) 复水性，复原性。
      • (3) 质构(硬度，粘性，韧性，弹性感官品尝
      • (4) 微生物(细菌)指标
      • (5) 大肠杆菌，杂菌数.
      • (6) 理化指标(重金属指标)
  • 干燥过程中食品的物理变化、化学变化
    • 物理变化
      • a. 表面硬化:表面硬化是食品物料收缩和封闭的一种特殊现象，食品表面呈现干燥而内部仍软湿。 措施:降低食品表面温度使物料缓慢干燥，或适当“回软"再干燥
      • b. 干缩:食品干燥时，因水分被除去而导致体积缩小，肌肉组织细胞的弹性部分或全部丧失的现象 措施:高温快速干燥
      • c. 多孔性:快速干燥时食品物料表面硬化及其内部蒸汽压的迅速建立促使特料成为多孔性制品 措施:减缓干燥时间
      • d. 热塑性与溶质的迁移:热塑性物料:加热时会软化的物料。溶质迁移:溶解于特料水分中的溶质在脱水过程中由物料内部向表面迁移的现象。措施:在输送带式干燥设备内设置冷却区;减慢脱水速度
    • 化学变化
      • a. 蛋白质变性:加热导致蛋白质凝集而变性，盐类的存在加促此过程。脂质氧化促进蛋白质的脱水变性。 措施:优化干燥温度、时间水分活度pH干燥方法，减少脂肪含量
      • b. 脂质氧化:干制使食品的水分活度降低抑制了脂酶及脂肪氧化酶等酶的活性，却使脂质自动氧化变得更为容易和快速。 措施:降低氧分压。避免光线接触，减少和铜、铁等金属离子及血红素的接触机会。
      • c. 褐变:多酚类物质如鞣质、酪氨酸等在组织内酚氧化酶的作用下生成褐色的化合物-类黑素而引起的褐变 措施:漂烫、熏硫处理、低温贮藏
      • d. 营养价值:主要是蛋白质、维生素等营养成分损失。、营养价值会有所下降通常冷冻干燥法比普通干燥法能更好地保存食品的营养价值。
      • e. 色素:随物料本身的物化性质改变:天然色素:类胡萝卜素、花青素、叶绿素:褐变。措施:高温快速干燥、预者和巴氏杀菌、熏硫处理、低温贮藏、真空干燥
      • f. 风味:热带来一些异味、煮熟味;防止风味损失方法:芳香物质回收、低温干燥、加包埋物。
  • 干制技术的基本工艺过程
    • 干制前处理--干制--包装储藏