食品化學102食品的分割處理

1、食品的分割處理 一、分割處理1、概念將原料切成一定尺寸的特定形態(tài)稱為分割。 2、分割機械的種類  切片機：由往復運動的臺及回轉刀所構成。用于肉、面包、蔬菜等的切片。   切塊機：切成小方塊的機器。用于馬鈴薯、水果等的切塊。   面團分割機：用于面團的分割。   線切機：用于餅干、乳酪等的切斷。以金屬線切斷餅干面團，特征為面團不附著于金屬線。   帶鋸機：鋸帶以高速上下移動的方式鋸斷原料。適用于冷凍或生鮮屠體肉的分割。   面條切截機：輥筒的間隙調整至切刀的溝輪幅度以內，用于面帶的切斷。圖1:切片機二、食品的物理機械分離  

2、分離因子 分離原理 舉例 機械分離 沉降 重力 密度差 水處理 離心 離心力 密度差 油精制、牛乳脫脂 旋風分離 慣性流動力 密度差 噴霧干燥 過濾 過濾介質 粒子大小 除菌、油噴霧干燥 / 2 / 13果汁澄清、顆粒分離 壓榨 機械力 壓力下液體流動 油脂生產 平衡分離 蒸發(fā) 熱 蒸汽壓差 液體濃縮 蒸餾 熱 蒸汽壓差 芳香回收 結晶 冷卻或蒸發(fā) 溶解度或熔點 糖精制、凍結產品 干燥 熱 水蒸發(fā) 食品脫水 冷凍干燥 熱 凍結 / 升華 食品干燥 反滲透 壓力 / 膜 膜滲透性 果汁濃縮 超濾 壓力 / 膜 膜滲透性 乳清粉生產、牛服濃縮 汽提 非揮發(fā)氣體（蒸汽） 溶解度差 油脂脫臭 浸提 溶

3、劑 有擇溶解度 油提取、蔗糖抽提 吸附 固體吸附劑 吸附勢 油脂脫色 離子交換 固體樹脂 離子親和力 乳清脫鹽、水軟化 1、過濾 （1）重要性和應用 圖2:轉鼓真空過濾機（2）操作原理     就是將物料通過過濾介質，留下一定大小的粒子。如圖3所示. 過濾與其他膜分離(超濾和反滲透) 的區(qū)別在于被子分離粒子的大小,通常,過濾的粒子大小為0.1m或更大。含有因固體分散體的液體被壓過過濾介質，過濾器保留固體粒子，液體通過。典型的是，盡管過濾的壓力（ 30-75psi 200-500kPa）一般比超濾中使用的壓力（50-150psi，350-1000Pa）要稍

4、低，并大大低于反滲透使用的壓力（150-1500psi，1-10Mpa），但是將液體壓過膜仍然要用輕微的壓力。 圖3    過濾體系有各種形式和構造, 最常用的一種是板框過濾, 如圖4所示, 在過濾器的每一個板面安放過濾布, 以便懸浮液能夠被泵入到兩塊過濾板之間的空室中，通過控制對懸浮液施加壓力, 液體被迫通過過濾器。濾渣則保持在過濾介質中。濾渣在過濾器中堆積直至液體不再通過。此時，過濾器的流動必須反向，使過濾器中所含有的濾渣清除出來。 圖4    另一種普通的過濾機是連續(xù)旋轉過濾機，它能連續(xù)操作，能大流量加工。旋

5、轉過濾機有許多種形式，在圖5中有兩種形式。在連續(xù)轉鼓機中，被過濾的懸浮液在轉鼓表面形成一層過濾介質，液體組分被吸入內部。鼓內有真空，增加過濾的速率和效率。當鼓旋轉大約3/4時，干的過濾餅被除去并收集。在連續(xù)旋轉帶式過濾機中，漿料被裝上帶頂部，過濾是在帶上從開頭到末端的移動進行的，使液體通過過濾機并在底部被收集。一旦達到終點或轉折點時，過濾餅被除去和收集。還有，在許多情況下真空操作可提供足夠的推動力使過濾率提高。旋轉帶式過濾機經常用在油脂分餾中除去結晶脂類物質。 圖5:連續(xù)旋轉過濾機2、壓榨 （1）重要性和應用 壓榨可以定義為從半固體物料中加壓：典型的種子榨油的加工步驟排出液體。 脫殼種子 軋坯

6、 調理 蒸汽水 螺旋壓榨 榨餅 過濾 澄清油 （2）操作原理    當種子被置于相當大的壓力下，種子的細胞會破裂，則所含的油流出來。 如圖7所示。為了使內部結構破裂，借助于某些壓力應用裝置，使種子在平板或過濾器中進行壓榨。間歇式壓榨從可可豆中榨出可可油使用的壓力高達41Mpa（6000psi）。便可以通過活塞裝置或在間隙越來越窄的腔體內盤的旋轉施加壓力。圖9.7顯示了螺旋壓榨機的工作原理。 圖6：液壓式壓濾機 圖73、離心 圖8:立式過濾離心機（1）重要性和應用 應用離心機精制油的簡單流程 油料NaOH 滯留混合器離心皂腳油水離心水干燥器真空精制油

7、60;（2）操作原理     在離心機中利用旋轉力來分離不同密度的物料。在油精制中，用離心機根據(jù)密度差來從水相（皂液）中分離出油相。在典型的離心分離機中，如圖9所示，有許多圓盤片，相互重疊，間隔很?。ú坏?cm）。盤子的形狀像漏斗呈45度角。圓盤垛以5000-6000r/min旋轉產生相當大的離心力，未精制的油進入到圓盤垛的底部，通過圓盤上的一系列洞孔進入圓盤垛中。密度比油大的水相，被迫到離心機的外部區(qū)域，油遷移到離心機的內部，在圓盤垛的中心被收集。油相和水相兩股液流都從離心機的頂部通過各自的路線被除去。 圖9三、食品的擴散平衡分離 1、結晶 （1）重要

8、性和應用 食品 晶體結構 物理屬性 冰琪琳 冰 光滑 凍結食品 冰 質量和質構 巧克力 油脂 光滑、脆硬、光澤、脂肪顆粒穩(wěn)定性 人造奶油、黃油 油脂 光滑、硬度、呈粒度 方登糖 糖 光滑 鍋熬糖 糖 脆度 豆形膠質軟糖等 糖 脆度 糖衣谷物制品 糖 外觀（糖霜） （2）操作原理     為了形成結晶，液相需要冷卻到凍結點（如冰或脂肪的熔化狀態(tài)）下或者濃縮到溶解度（如蔗糖、鹽等溶液）之上。為了在食品中凍成冰, 產品必須凍結到凍結點(熔化點)之下,凍結點是由相對小分子質量溶質(鹽、糖等)的濃度決定的。像鹽和單糖這樣比較小的分子，對水的凍結點（熔點）有重要的影

9、響。當食品凍結時，未凍結物質在這些可溶性組分中變得更濃，凍結點下降。在凍結濃縮過程中，凍結點下降不斷進行，直到食品達到玻璃過渡態(tài)點。 圖10，112、蒸餾 （1）重要性和應用 蒸餾被廣泛用于化學和石油加工工業(yè)中分離具有不同揮發(fā)性的組分。 （2） 操作原理     當一種含有不同蒸汽壓組分的物質被加熱時，易揮發(fā)的組分（低蒸汽壓）很容易揮發(fā)，能夠從不易揮發(fā)組分（高蒸汽壓）中分離。在簡單的間歇式蒸鎦中, 液體混合物被加熱到煮沸, 形成的蒸汽被分離并濃縮而產生一個揮發(fā)組分高的產物（蒸餾液），使剩留液體（殘液）中的這些揮發(fā)組分被排完。   &#

10、160; 在大部分工業(yè)蒸餾操作中，物料進入蒸餾柱，當物料連續(xù)流過體系時被加熱。蒸汽上升到柱子頂部并被除去（同時），而殘留液體降到瓶底使它們被分離（圖12）。當液體和蒸汽流在蒸餾柱中相互通過時，汽液增加蒸餾柱中的分離，一部分濃縮蒸汽被加到柱子的頂部（回流）；一部分腳子被汽化（在重沸器中）并被加到柱子的底部，如圖12 所示。這樣，可加快蒸汽流向柱的上部和液體流向柱的下部。 圖123、吸收/汽提 （1）重要性和應用 通過將一種組分選擇性吸收或溶解到液體中來除去蒸汽相中的少量雜質，被稱為吸收。 如：除去空氣中的氨或硫化氫。 通過選擇性吸收到氣流中來除去液相中的雜質稱為汽提。 如：植物油的脫臭

11、。 （2） 操作原理     吸收或汽提的推動力是雜質化合物在液相和氣相中的濃度差。在吸收中，雜質遷移到液相中直至達到平衡，而在汽提中，雜質遷移到氣相中達到平衡。在汽提中，兩組分之間的蒸汽壓差為選擇性去除揮發(fā)組分（脂肪酸等）提供了推動力。在油脂脫臭中，汽提在真空條件（壓力小于1kPa或0.15psia ）和高溫 (200-275 )下進行的,以增加組分之間的蒸汽壓差。 圖13，144、提取 （1） 重要性和應用     當固態(tài)原料中的一種組分被溶解在液體溶劑中時，這種組分就被提取，這就稱作為浸提或固液抽提。（2）

12、操作原理     固液提取依據(jù)的基本原理是固液之間存在的濃度差，它引起分子從一處擴散到另一處。如圖15 所示。實際上，固體中溶質的擴散不是浸出的惟一機制。在固液提取過程中，也存在溶質從固體表面洗出、提取物從粒子間微孔中的置換和溶解化反應（或不溶性前體中誘導反應產生可溶性溶質） 圖15    浸提可以間歇式加工也可以連續(xù)進行。在間歇加工中，溶劑與制備后的固體密切接觸，間歇時間由可溶性組分溶出固體的擴散速率來決定。一批固體被提取后，空出容器、清洗，重新裝入固體。一組間歇提取器如圖16所示。已經設計出幾種連續(xù)浸提過程，包

13、括螺旋傳遞提取器和滲濾提取器。溶劑提取片狀油籽的連續(xù)滲濾提取器流程見圖 17。在這種情況中，薄片物料被充入到分離的漏斗中，并沿提取器運動。溶劑從每個床的頂部加入并在底部瀝干收集。溶劑的加入方向與薄片物料床的移動是逆向的。也可以使用移動的傳遞帶沿著提取器的長度而輸送固體，溶劑以類似的方式逆流輸入。 左圖為圖16，右圖為圖175、 吸附 （1）重要性和應用 除去食品中少量成分可以通過選擇性吸附到固體表面來完成。 如：食品加工中的一些應用有糖漿和植物油的脫色、水處理中除去污染物和發(fā)酵液的澄清。 （2）操作原理     吸附是一種表面現(xiàn)象，某些分子根據(jù)分子間作用

14、于力可以連結到固體表面，吸附的程度取決于溶質和吸附劑之間的特殊親和力。一般來說，被吸附的化合物量取決于所用吸附劑（固體）的質量（或更確切地說是表面積）、被吸附組分的濃度和吸附作用的能量。當被吸附物質的分子濃度和現(xiàn)有吸附劑面積最高時，吸附一開始就很快發(fā)生。隨著被子吸附物質分子濃度的下降和吸附劑被吸附的分子越來越飽和，吸附的速率則下降。最終，吸附劑被吸附分子飽和，而分離不再可能。此時，固體必須被處理或再生，并使用新鮮的吸附劑。通常，每當有可能增中加工的經濟性時，吸附劑就再生。 油漂白土 油罐 真空漂白器 過濾器用過的黏土 脫色油 圖：植物油連續(xù)真空脫色 6、離子交換 （1 ）重要性和應用 

15、0;   在某些方面，在從食品加工流程中分離組合時，離子交換與吸附技術相當相似。離子交換和吸附之間的主要差異在于被分離組分的性質。在離子交換中。像鹽這樣的離子化合物被分離是基于它們的電荷。一種離子交換樹脂在其表面含有一定的離子組分，它可以與液相中的離子組分交換。 如：軟化水、從精制的糖漿中除去一定的鹽類化合物。以及在酒的澄清中去除酒石酸鹽。 （2） 操作原理     離子交換也是一種表面現(xiàn)象，即樹脂表面的離子與液相中含有的其他離子進行交換。這種交換的推動力是由于不同種類離子的吸附能差。離子交換就是樹脂上已經存在的吸附能較弱的

16、一種離子被溶液中有較高吸附能的一種離子所取代。 例如，水的軟化通常是離子交換樹脂上最初的鈉離子與硬水中的鈣和鎂離子進行交換。鈉鹽在高溫時不會沉淀，而且也不會形成水垢，這個過程常稱為陽離子交換，這是因為只有陽離子（正電荷離子）被交換。也有陰離子交換劑和混合離子交換劑。為了使水完全脫鹽（除去全部離子），可以用混合床離子交換，也可連續(xù)用陽離子和陰離子床。大多數(shù)的家用飲水機僅僅用陽離子交換處理。 圖187、 滲透 / 電滲析 （1） 重要性和應用 滲析是讓物料能過一個依據(jù)分子大小具有選擇通透性的膜來除去可溶性溶質。 如：治療腎臟病人，就是用滲析從血液中選擇性地除去某些組分。 如：從啤酒中除去酒精、乳清選擇性脫鹽和從油脂中除去風味化合物。 （2） 操作原理     電滲析是用特殊膜來分離帶電離子，這種膜對一定大小并帶電荷的粒子有選擇性。陰離子交換膜帶有陽離子, 而排斥帶正電荷的溶質 (陽離子), 陽離子交換膜排斥帶陰電荷的