温度对水分吸附等温线的影响同一原料随着温度的升高吸附等温曲线向水分活度增加的方向抬升;相同水分含量,水分活度随温度增高而增大;相同水分活度,水分含量随温度降低而增大。Aw0.15才能抑制酶活性。思考题冬天生产的珍味鱼干,用密封袋包装后,放到夏天,发现了霉变,是什么原因,如何控制?冬天温度低,相同含水量情况下,所对应的有效水分低。随着温度上升,夏天时,Aw变大,相对湿度变大,有效水分上升。控制方法:1.干燥彻底2.添加相对应的添加剂。思考题1.水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响?简述干藏原理。2.在北方生产的紫菜片,运到南方,出现霉变,是什么原因,如何控制?(1)干制条件的影响(干燥介质为空气)温度:提高空气温度,干燥加快空气流速:空气流速增加,水分扩散加快(对流质量传递速率加快),从而表面蒸发加快相对湿度:温度不变,相对湿度越低,空气的湿度饱和差越大,干燥速度越快大气压和真空度4、影响湿热传递的因素湿端即热端,冷端即干端(3)双阶段干燥设备基本结构顺流干燥:湿端水分蒸发率高逆流干燥:后期干燥能力强,平衡水份低4.输送带式干燥设备(1)多层输送带特点:物料有翻动物流方向有顺流和逆流操作连续化、自动化、生产能力大;减轻装卸物料强度增加了高度,占地少(2)双带式干燥5、泡沫干燥1、工作原理:将液态或浆质态物料首先制成均匀稳定的泡沫状结构,铺成薄层,然后在常压下用热空气干燥。2、造泡的方法:机械搅拌、加泡沫稳定剂、加发泡剂。3、特点:接触面大,干燥初期水分蒸发快,可选用温度较低的干燥工艺条件。4、适用对象:水果,易发泡的食品。6.气流干燥设备基本结构见图用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥关键的系统有加料器和旋风分离器旋风分离器的工作原理将粉末与空气分离特点干燥强度大,悬浮状态,物料最大限度地与热空气接触(温度121~190℃);干燥时间短,0.5~5秒,并流操作;散热面积小,热效高,小设备大生产;适用范围广,物料(晶体)有磨损,动力消耗大适用对象:水分低于35%~40%、不易结块的物料例如糯米粉、马铃薯颗粒7、流化床干燥使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸腾状态(与液态相似)。适用对象:粉粒状食品(固体饮料,造粒后二段干燥)8、喷雾干燥1、原理:喷雾干燥就是将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴,悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程。2、组成:雾化系统空气加热系统干燥系统空气粉末分离系统雾化系统干燥室喷雾干燥机(1)喷雾系统使液体雾化成小液滴,产生大的汽化表面,从而有利于水的蒸发,常用的喷雾系统主要有三类:压力喷雾:液体在高压下(700-1000kPa)下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状,一般这种液滴颗粒大小约100-300μm,其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来控制。气流喷雾:在压力为150~500kPa的压缩空气经双流体喷头内环孔向外喷射时,将同时来自喷头中心孔的液体分散成雾状液滴;离心喷雾:液体被泵入高速旋转的盘中(5000-20000rpm),在离心力的作用下经圆盘周围的孔眼外逸并被分散成雾状液滴,大小10-500μm。三类雾化器的特点型式优点缺点离心式①操作简单,对物料适应性强,适宜于高浓度、高粘度物料的喷雾。②操作弹性大,在液量变化±25%时,对产品质量和粒度分布均无多大影响。③不易堵塞,操作压力低。④产品粒子成球型,外表规则整齐。①喷雾器结构复杂、造价高、安装要求高。②仅适用于立式干燥机,且并流操作。③干燥机塔径大。④制品松密度小。压力式①喷嘴结构简单、维修方便。②可采用多个喷嘴(1-12个)提高设备生产能力。③可用于并流、逆流、卧式或立式干燥机。④动力消耗低⑤制品蓬松⑥塔径较小。①喷嘴易堵塞、腐蚀和磨损。②不适宜处理高粘度物料。③操作弹性小。气流式①可制粒径5μm以下的产品,可处理粘度较大的物料。②塔径小。③并、逆流操作均适宜。①动力消耗大。②不适宜大型设备。③粒子均匀性差。(2)空气加热系统蒸汽加热、电加热。温度150~300℃,食品体系一般在200℃左右。(3)干燥室液滴和热空气接触的地方,可水平也可垂直,为立式或卧式,室长几米到几十米,液滴在雾化器出口处速度达50m/s,滞留时间5~100秒。根据空气和液滴运动方向可分为顺流、逆流和混流三种。干燥时的温度变化空气约200℃,产品湿球温度一般在80℃以下。(4)旋风分离器将空气和粉末分离,大粒子粉末由于重力而降到干燥室底部,细粉末靠旋风分离器来完成。难以分离的细粉要用布过滤器;3、喷雾干燥的特点蒸发面积大,干燥迅速;干燥过程液滴的温度低;过程简单、操作方便、适合于连续化生产;耗能大、热效低。(二)接触干燥被干燥物与加热面处于密切接触状态,蒸发水分的能量来自承载物料的表面以传导方式进行干燥,又称传导干燥。间壁传热,而不是加热空气来传热,干燥介质可为蒸汽、热油这类设备的常见例子是滚筒干燥机滚筒干燥设备1.基本原理金属圆筒在浆料中滚动,物料为薄膜状,受热蒸发,热由里向外,干燥速度极快。2.设备类型(1)单滚筒,示意图(2)双滚筒,示意图3.特点热传递和质量传递很快,接触时间2秒-几分钟,可实现快速干燥;采用高压蒸汽加热,可使物料固形物从3-30%增加到90-98%,表面温度可达100-145℃,热能经济,干燥费用低;因与高温接触,食品带有煮熟或焦糊味4.适用对象浆状、泥状、糊状、膏状、液态,一些受热影响不大的食品,如麦片、米粉要使物料中的水变成冰,同时由冰直接升华为水蒸汽,则必须要使物料的水溶液保持在三相点以下。纯水三相图见下图。O点(固液气)三相点:压力610Pa,温度0℃,OA:汽化曲线,BO:升华曲线,OD:液化曲线D升华界面红外或高频干燥机能源:红外线,微波辐射1、红外干燥红外线是一种电磁波,波长在1-1000μm区域。(1)原理物质吸收红外线后,便产生自发的热效应,由于这种热效应直接产生于物体内部,所以能快速有效地对物质加热,这就是红外线加热的原理。必须保证表面温度不要超过产品能接受值。(四)辐射干燥法一、物理变化1、干缩、干裂如木耳,胡萝卜丁2、表面硬化如山芋片3、多孔性如香菇、蔬菜4、热塑性加热时会软化的物料如糖浆或果浆,冷却后变硬或脆5、溶质的迁移有时表面结晶析出二、化学变化1、营养成分蛋白质:受热易变性,一般较稳定,但高温长时间,会分解或降解脂肪:高温脱水时脂肪氧化比低温时严重碳水化合物:大分子稳定,小分子如低聚糖受高温易焦化、褐变维生素:水溶性易被破坏和损失,如VC、硫胺素、胡萝卜素、VD;B6、烟碱酸较稳定,损失少;2、变色①色泽随物料本身的物化性质改变(反射、散射、吸收传递可见光的能力)新鲜食品颜色比较鲜艳,干燥后颜色有差别;②天然色素:类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化③褐变色素物质的变化叶绿素脱镁叶绿素鲜绿色褐色护色:60~75℃热水烫漂,微碱性水处理。花青素例如茄子的果皮紫色是一种花青甙氧化后呈褐色与铁、锡等离子结合后,形成青紫色络合物硫处理会使花青素退色而漂白褐变酶促褐变的条件:多酚类、多酚氧化酶、氧措施:抑制酶的活性,防止与氧接触加热处理90~95℃7秒化学处理SO2熏硫法(硫磺)浸硫法(亚硫酸盐或亚硫酸)调节pH值酶促褐变最适pH6-7驱氧法非酶促褐变:焦糖化作用、美拉德反应3、风味引起水分除去的物理力,也会引起一些挥发物质的去除。受热会引起化学变化,带来一些异味、煮熟味、硫味。防止风味损失方法:芳香物质回收(如浓缩苹果汁)低温干燥加包埋物质,使风味固定。速化复水处理①压片法:即将颗粒状果干经过相距为一定距离(0.025mm-1.5mm)间隙转辊,进行轧制压扁,薄果片复水比颗粒状迅速得多。②刺孔法:将水分含量16-30%的半干苹果片进行刺孔,然后再干制到5%水分,不仅可加快干燥速度,还可使干制品复水加快。③刺孔压片法:在转辊上装有刺孔用针,同时压片和刺孔,复水速度可达最快。④粉体附聚大颗粒3.干制品的贮藏良好的贮藏环境是保证干制品耐藏性的重要因素。环境相对湿度是水分的主要决定因素。干制品贮藏的条件①避免有较大的温差,低温更好;②干燥,相对湿度65%;③避光;④防虫防鼠。三、干制品的复水性:新鲜食品干制后能重新吸回水分的程度,一般用干制品吸水增重的程度来表示。复水比:R复=G复/G干G复——干制品复水后沥干重G干——干制品试样重复重系数:K复=G复/G原G原——干制前相应原料重复重系数:K复=R复/R干例:食品干制前的重量为9.45千克,干制品重量为1.25千克,复水后干制品沥干重为7.50千克,计算它的干燥比和复水比。干燥比为:R干=G原/G干=9.45/1.25=7.56复水比为:R复=G复/G干=7.50/1.25=6.0013.食品在干制过程中有那些变化?