食品干燥思维导图

食品干燥的思维导图，讲述了干燥目的、食品干燥过程控制、基本原理、干燥介质的特性、干燥过程、传热与传质、物料物理状态变化等。

食品干燥

• 干燥目的
  • 延长贮藏期
  • 改善加工品质
  • 便于商品流通
• 食品干燥过程控制
  • 达到一定的水分要求
  • 保持或改善食品品质
  • 控制条件和方法以获得最低能耗
• 基本原理
  • 定义
    • 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，达到长期保藏的目的。
  • 未来发展趋势
    • 节能、健康、营养
• 食品中的水分状态和水分活度
  • 水分存在形式
    • 化学结合水
      • 干燥含水量的极限标准
    • 物理化学结合水
      • 吸附结合水
        • 干制品含水量的极限标准
      • 结构结合水
      • 渗透液结合水
    • 机械结合水
    • 干燥中除去
  • 水分活度
    • 定义
      • 指物料表面水分的蒸汽压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压之比
    • 影响
      • 对微生物
        • 干制并不能将微生物全部杀死，只能抑制其活动，但保藏过程中微生物总数会稳步下降
        • 小于0.75，食品腐败变质减慢
        • 小于0.70，食品物料才能在室温下长期保存
      • 对酶
        • 只有当水分含量降至1%以下时才能完全抑制酶的活性
        • 干燥前进行酶钝化
          • 过氧化物酶
• 干燥介质的特性
  • 湿度
    • 绝对湿度
      • 定义：单位质量绝干空气中的水蒸气的质量
    • 相对湿度
      • 可反映空气吸收水分的能力。
      • 定义：在一定的总压下，湿空气中水蒸气分压与同温度下纯水的饱和蒸汽压之比
      • =1，表示空气已达饱和状态，不能再接纳任何水分； 越小—可接纳的水分愈多，干燥能力也愈大
  • 温度
    • 干球温度
    • 湿度温度
• 干燥过程
  • 恒速阶段
    • 影响因素
      • 取决于物料表面水分的气化速率
  • 降速阶段
    • 特点
      • 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
    • 影响因素
      • 物料本身的结构、形状、尺寸
  • 临界湿含量
    • 越大，会较早地转入降速干燥阶段，达到物料平衡湿含量所需的干燥时间也越长
• 传热与传质
  • 干燥的机制
    • 干燥过程是湿热传递过程，表面水分扩散到空气中，内部水分转移到表面，热则从表面传递到食品内部
  • 物料外部
    • 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。
  • 物料内部
    • 升温、降温、再升温、再降温
  • 温度梯度
    • 促使水分从高温向低温处转移，表面向内部。这种现象称为导湿温性。
  • 水分梯度
    • 水分从高水分处向低水分处扩散，从内部不断向表面方向移动，这种水分迁移现象称为导湿性
  • 干燥过程的控制
    • 表面汽化速率小于内部扩散速率
      • 提高介质温度
      • 降低介质湿度
      • 改善介质与物料之间的流动和接触状况
    • 表面汽化速率大于内部扩散速率
      • 减少料层厚度
      • 使物料堆积疏松
      • 采用接触加热和微波加热
• 物料物理状态变化
  • 干缩
  • 表面硬化
  • 物料内部多孔性的形成
• 干燥方法
  • 对流干燥
    • 必要条件：物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中的水汽分压
      • 两者的压差愈大，干燥进行得愈快
  • 冷冻干燥
    • 阶段
      • 冻结、升华、再干燥
    • 原理：低温低压下传质传热的机理
    • 先将湿料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在较高的真空度下,使冰直接升华为水蒸气,再用真空系统中的水汽凝结器将水蒸气冷凝，从而获得干燥制品的技术。