食品的脫水加工1食品工藝學(xué)課件

1、第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2022/8/1第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)概述1. 食品的脫水加工（ dehydration）1.1 脫水加工就是從食品中去除水分 日常生活中如日曬稻谷,風(fēng)干魚肉,油炸油條,烤燒餅、面包等,這些加工都會使食品失去水分, 但是有些操作并不僅僅是為了去除水分,應(yīng)還有其他的作用,如油炸是為了脆,烤是為了香脆或酥,因而人們不認(rèn)為這些操作是食品脫水的一種主要形式. 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)1.2 脫水加工的類型 依據(jù)脫水的程度,脫水加工可以分為兩種類型:產(chǎn)品是液態(tài)，其中水分含量較高15% 濃縮(concentration)。 如濃縮果汁4070%產(chǎn)品是固體，

2、最終水分含量低15% 干燥(drying) 。 如桔子粉,奶粉,粉狀咖啡第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)依據(jù)食品脫水的原理 食品脫水加工類型:在常溫下或真空下加熱讓水分蒸發(fā)，依據(jù)食品組分的蒸汽壓不同而分離去除水分至固體或半固體； 如干燥或干制依據(jù)食品分子大小不同，用膜來分離水分;如超濾、反滲透等, 主要是用于濃縮 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)超濾濃縮原理分子篩的原理：不同大小的分子對具有一定孔徑大小的膜其通透性不同，小分子比大分子更容易通過膜，水分子是食品中最小的分子之一，用適當(dāng)孔徑的膜在外加壓力下，就可以實(shí)現(xiàn)濃縮，特點(diǎn)是冷操作，蛋白質(zhì)不會變性；如從乳清中回收乳清蛋白；第二章食品的脫水加工

3、1食品工藝學(xué)在本章中所討論的食品脫水加工是指: 在控制的條件下,通過加熱蒸發(fā)脫水的方法，幾乎完全地除去食品中的大部分水分,并盡量使食品的其他性質(zhì)在此過程中極小地發(fā)生變化，食品被脫水后水分含量在15%以下,即干燥或干制。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2. 干燥的目的降低食品中水分含量; 一般由5090%減為15%以下減小食品體積和重量; 一般重量變?yōu)樵瓉淼?/81/2左右，節(jié)省包裝、貯藏和運(yùn)輸費(fèi)用，帶來了方便性；為了食品的貯藏和延長保藏期;這就是干燥保藏 例如奶粉、糧食干燥、許多著名的土特產(chǎn)如紅棗、柿餅、葡萄干、金花菜、香菇、筍干等都是干制品第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)3. 食品干燥保藏是

4、指在自然條件或人工控制條件下，使食品中的水分降低到足以防止腐敗變質(zhì)的水平后并始終保持低水分可進(jìn)行長期貯藏的方法。 這樣的干制食品在室溫下一般可達(dá)到一年或一年以上這種方法是從自然界各種現(xiàn)象中認(rèn)識和從實(shí)踐中得到的，如稻谷、 麥子、玉米、豆類、水果、蔬菜等。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 4. 食品干藏的歷史 是一種最古老的食品保藏方法。我國北魏在齊民要術(shù)一書中記載用陰干加工肉脯的方法。在本草綱目中，用曬干制桃干的方法。大批量生產(chǎn)的干制方法是在1795年法國，將片狀蔬菜堆放在室內(nèi)，通入40熱空氣進(jìn)行干燥，這就是早期的干燥保藏方法，差不多與罐頭食品生產(chǎn)技術(shù)(1810年）同時出現(xiàn)。第二章食品的脫水加工

5、1食品工藝學(xué)5.食品干藏的特點(diǎn)自然干制，簡單易行、因陋就簡、生產(chǎn)費(fèi)用低；但時間長、受氣候條件影響；人工干制，不受氣候條件限制，操作易于控制，干制時間顯著縮短，產(chǎn)品質(zhì)量顯著提高；但需要專用設(shè)備，能耗大，干制費(fèi)用大；人工干制技術(shù)仍在發(fā)展，高效節(jié)能第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)在現(xiàn)代食品工業(yè)中干燥（或干制）不僅是一種食品加工方法，并已發(fā)展成為食品加工中的一種重要保藏方法在果蔬、肉類、水產(chǎn)、乳品、糧食、淀粉、固體飲料、食品添加劑等各類食品中被大量廣泛應(yīng)用。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第一節(jié) 食品干藏原理長期以來人們已經(jīng)知道食品的腐敗變質(zhì) 與食品中水分含量（M）具有一定的關(guān) 系。但僅僅知道食品中的

6、水分含量還不能足以預(yù)言食品的穩(wěn)定性。 如：水分含量高低不同時 花生油 M 0.6時 易變質(zhì) 淀粉 M 20 不易變質(zhì) 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)還有一些食品具有相同水分含量，但腐敗變質(zhì)的情況是明顯不同的. 如鮮肉與咸肉、鮮菜與咸菜水分含量相差不多（一般在80%左右），但保藏狀況卻不同，這就存在一個食品中水能否被微生物、酶或化學(xué)反應(yīng)所利用的問題；水是否被利用與水在食品中的存在狀態(tài)有關(guān)。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)食品中水分存在的形式游離水（或自由水）Free water 是指組織細(xì)胞中易流動、容易結(jié)冰，也能溶解溶質(zhì)的這部分水。結(jié)合水（或被束縛水） Immobilized water 是

7、指不易流動、有結(jié)合力固定、不易結(jié)冰（40），不能作為溶劑； 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)游離水和結(jié)合水可用水分子的逃逸趨勢（逸度）來反映，我們把食品中水的逸度與純水的逸度之比稱為水分活度 AW（water activity) 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)1. 水分活度 f 食品中水的逸度 Aw = f0 純水的逸度水分逃逸的趨勢通?？梢越频赜盟恼羝麎簛肀硎荆诔海ǖ蛪海┗蚴覝貢r，f/f0 和P/P0之差非常小（1%），故用P/P0來定義AW是合理的。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) (1) 定義 Aw = P/P0其中 P：食品中水的蒸汽分壓； P0：純水的蒸汽壓（相同溫度下純水

8、的飽和蒸汽壓）。 P/P0 = RH= Aw （RH, relative humidity 相對濕度 %）測定相對濕度，水分活度測定儀第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)水分活度數(shù)值的意義Aw =1的水就是自由水(或純水）,可以被利用的水；Aw 1的水就是指水被結(jié)合力固定，數(shù)值的大小反映了結(jié)合力的多少；Aw越小則指水被結(jié)合的力就越大,水被利用的程度就越難； 水分活度小的水是難以或不可利用的水；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)(2) 水分活度大小的影響因素 影響水分活度的因素主要有食品種類、水分含量、食品中溶質(zhì)種類和濃度及溫度：取決于水存在的量；溫度；水中溶質(zhì)的種類和濃度；食品成分或物化特性； 水與

9、非水部分結(jié)合的強(qiáng)度 見表2-2 (P26)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)表2-2 常見食品中水分含量與水分活度的關(guān)系0-10-20-50第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 2. 水分活度對食品保藏性的影響 （1）水分活度和微生物生長活動的關(guān)系 （2）水分活度對酶活力的影響 （3）水分活度對化學(xué)反應(yīng)的影響 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)大多數(shù)新鮮食品的水分活度在0.98以上，適合各種微生物生長（易腐食品）。大多數(shù)重要的食品腐敗細(xì)菌所需的最低aw都在0.9以上，肉毒桿菌在低于0.95就不能生長。只有當(dāng)水分活度降到0.75以下，食品的腐敗變質(zhì)才顯著減慢；若將水分降到0.65，能生長的微生物極少。一

10、般認(rèn)為，水分活度降到0.7以下物料才能在室溫下進(jìn)行較長時間的貯存。（1）水分活度和微生物生長活動的關(guān)系第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)食品中水分活度與微生物生長關(guān)系（表）第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)Aw0.85微生物生長受抑制。水分活度較高的情況下微生物繁殖迅速，水分活度對細(xì)菌生長及毒素的產(chǎn)生的影響第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)0.20.40.60.81.0AwAw0.65霉菌被抑制，在0.9左右霉菌生長最旺盛。水分活度對霉菌生長的影響第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)0.20.40.60.8Aw呈倒S型，開始隨水分活度增大上升迅速，到0.3左右后變得比較平緩，當(dāng)水分活度上升到0.6以后，

11、隨水分活度的增大而迅速提高。Aw0.15才能抑制酶活性（2）水分活度對酶活力的影響第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)0.20.40.6Aw0.8Aw在0.4左右時，氧化反應(yīng)較低，這部分水被認(rèn)為能結(jié)合氫過氧化物，干擾了它們的分解，于是阻礙了氧化的進(jìn)行。另外這部分水能同催化氧化的金屬離子發(fā)生水化作用，從而顯著地降低了金屬離子的催化效率。當(dāng)水分超過0.4時，氧化速度增加。認(rèn)為加入的水增加了氧的溶解度和使大分子溶脹，暴露更多的催化部位，從而加速了氧化。（3）水分活度對氧化反應(yīng)的影響第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)0.20.40.60.8Aw水分活度對褐變反應(yīng)的影響第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)3 食品

12、中水分含量（M）與 水分活度Aw之間的關(guān)系 食品中水分含量（M）與水分活度之間的關(guān)系曲線稱為該食品的吸附等溫線(1)水分吸附等溫線，BET吸附等溫線，S形, 第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)前(水分含量 5%),單分子層吸附水( I 單層水分); 第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)與第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間,多分子層吸附水( II多層水分); 第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之后,在食品內(nèi)部的毛細(xì)管內(nèi)或間隙內(nèi)凝結(jié)的游離水( III自由水或體相水)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（）多層水，主要通過水-水和水-溶質(zhì)氫鍵同相鄰分子締合，為可溶性組分的溶液，大部分多層水在-40不被凍結(jié)，I+II的水占5%以下（）自由水或體相水，是食品中結(jié)合的最弱，流動性最大的水，主要是在細(xì)胞

13、體系或凝膠中被毛細(xì)管液面表面張力或被物理性截留的水，這種水很易通過干燥除去或易結(jié)冰，可作為溶劑，容易被酶和微生物利用，食品容易腐敗，通常占95%以上；（）單分子層水，不能被冰凍，不能干燥除去。水被牢固地吸附著，它通過水-離子或水-偶極相互作用被吸附到食品可接近的極性部位如多糖的羥基、羰基、NH2，氫鍵，當(dāng)所有的部位都被吸附水所占有時，此時的水分含量被稱為單層水分含量， -40不能凍結(jié)，占總水量的極小部分。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)吸附等溫線的加工意義I單水分子層區(qū)和II多水分子層區(qū)是食品被干燥后達(dá)到的最終平衡水分（一般在5%以內(nèi)）；這也是干制食品的吸濕區(qū)；III自由水層區(qū)，物料處于潮濕狀

14、態(tài)，高水分含量，是脫水干制區(qū)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)(2) 溫度對水分吸附等溫線的影響同一原料隨著溫度的升高吸附等溫曲線向水分活度增加的方向抬升； 圖2-4 (p28) 相同水分含量，水分活度隨溫度增高而增大 相同水分活度，水分含量隨溫度降低增大。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（3）不同食品吸附等溫曲線形狀不同食品的組分或成分不同,會影響水分含量和水分活度之間的關(guān)系 圖1-3-1第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)(4) 加工對食品水分吸附等溫線的影響食品在脫水過程中水分含量和水分活度之間的關(guān)系就是水分解吸的過程，為解吸的吸

15、附等溫線；若將脫水后的食品再將這部分水加到食品中去即復(fù)水的過程，這就是吸附；在這兩個相反的過程中，吸附和解吸之間的水分吸附等溫線兩者之間不能重合（有差異），形成了滯后圈。 見圖2-5 (p28)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)滯后現(xiàn)象的幾種解釋（1）這種現(xiàn)象是由于多孔食品中毛細(xì)管力所引起的，即表面張力在干燥過程中起到在孔中持水的作用，產(chǎn)生稍高的水分含量。（2）另一種假設(shè)是在獲得水或失去水時，體積膨脹或收縮引起吸收曲線中這種可見的滯后現(xiàn)象。？解吸：（desorption）干燥過程吸附：（sorption）復(fù)水過程WHC第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)意義吸附和解吸有滯后圈，說明干制食品與水的結(jié)合

16、力下降或減弱了。解吸和吸附的過程在食品加工中就是干燥和復(fù)水的過程，這也是干制食品的復(fù)水性為什么下降的原因。注意: 即使在最簡單的條件下,也難于根據(jù)基本原理來預(yù)測食品的吸附和解吸等溫線,這說明還沒有完全了解所有的相互作用機(jī)制.第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)思考題 1 水分活度的概念 2 食品中水分含量和水分活度有什么關(guān)系？說明原因 3 水分活度對微生物、酶及其它反應(yīng)有什么影響？ 4 食品水分活度受到哪些因素影響? 5 簡述吸附和解吸等溫線的差異及原因。 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第二節(jié) 食品干燥機(jī)制一、干燥機(jī)制二、干制過程的特性三、影響干制的因素 第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響一、干制過程

17、中食品的主要變化二、干制品的復(fù)原性和復(fù)水性三、干制品的貯藏水分含量四、合理選用干制工藝條件第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)一、干制機(jī)制干制是指食品在熱空氣中受熱蒸發(fā)后進(jìn)行脫水的過程在干燥時存在兩個過程： 食品中水分子從內(nèi)部遷移到與干燥空氣接觸的表面（內(nèi)部轉(zhuǎn)移），當(dāng)水分子到達(dá)表面，根據(jù)空氣與表面之間的蒸汽壓差，水分子就立即轉(zhuǎn)移到空氣中（外部轉(zhuǎn)移）水分質(zhì)量轉(zhuǎn)移； 熱空氣中的熱量從空氣傳到食品表面，由表面再傳到食品內(nèi)部熱量傳遞；干燥時食品水分質(zhì)量轉(zhuǎn)移和熱量傳遞的模型第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)一、干制機(jī)制 Food H2O（2）溫度梯度T食品在熱空氣中，食品表面受熱高于它的中心，因而在物料內(nèi)部會

18、建立一定的溫度差，即溫度梯度。溫度梯度將促使水分（無論是液態(tài)還是氣態(tài)）從高溫向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。表面水分?jǐn)U散到空氣中內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面（1）水分梯度M干制過程中潮濕食品表面水分受熱后首先有液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，即水分蒸發(fā)，而后，水蒸氣從食品表面向周圍介質(zhì)擴(kuò)散，此時表面濕含量比物料中心的濕含量低，出現(xiàn)水分含量的差異，即存在水分梯度。水分?jǐn)U散一般總是從高水分處向低水分處擴(kuò)散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面方向移動。這種水分遷移現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕性。MM- MTT- T第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)1. 導(dǎo)濕性 （1） 水分梯度 若用M 表示等濕面濕含量或水分含量（kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距

19、n的另一等濕面上的濕含量為M+ M ，那么物體內(nèi)的水分梯度grad M 則為：gradM= lim （ M /n）= M / n n0M 物體內(nèi)的濕含量， kg/kg干物質(zhì)n物料內(nèi)等濕面間的垂直距離（m）I 水分減少的方向ngrad MI圖 濕度梯度影響下水分的流向M+ M M第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 導(dǎo)濕性引起的水分轉(zhuǎn)移量可按照下述公式求得： I水= -K0（ M/ n）= -K 0 M（Kg/m2h）其中： I水 物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg/ m2h） K 導(dǎo)濕系數(shù)（m2 / h） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量 （kg/m3 ） M 物料水分

20、（kg/kg干物質(zhì)） “”負(fù)號表示水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 需要注意的一點(diǎn)是：導(dǎo)濕系數(shù)K在干燥過程中并非穩(wěn)定不變，它隨著物料水分含量和溫度而異。K與水分含量的關(guān)系見圖K與物料溫度的關(guān)系見圖第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（2）物料水分含量與導(dǎo)濕系數(shù)間的關(guān)系A(chǔ). K值的變化比較復(fù)雜。當(dāng)物料在水分含量高（III區(qū)）時，排除的水分基本上為自由水，以液體狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)穩(wěn)定不變（ED段）；到II區(qū)時，排除的水分基本上是滲透水分時，水分以液體狀態(tài)和以蒸汽狀態(tài)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)濕系數(shù)下降（DC段）；在I區(qū)再進(jìn)一步排除的水分則為吸附水分，基本上以蒸汽狀態(tài)擴(kuò)散轉(zhuǎn)移，先為多分

21、子層水分，后為單分子層水分。因結(jié)合力強(qiáng)，故K先上升后下降（CA段）導(dǎo)濕系數(shù)K（m/h）物料水分M（kg/kg干物質(zhì)）ACDE物料水分含量和導(dǎo)濕系數(shù)間的關(guān)系 吸附水分（單、多層水）滲透水分毛細(xì)管水分第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)B. 導(dǎo)濕系數(shù)與物料溫度的關(guān)系K與溫度指數(shù)成正比 啟示：若將導(dǎo)濕性小的物料在干制前加以預(yù)熱，以增大導(dǎo)濕系數(shù)，就能顯著地加速干制過程。 為此，常在飽和濕空氣中加熱，以免物料表面水分蒸發(fā)形成硬膜，而影響水分轉(zhuǎn)移。導(dǎo)濕系數(shù)（K102）K102=(T/290)14溫度（）圖 硅酸鹽類物質(zhì)溫度和導(dǎo)濕系數(shù)的關(guān)系第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2. 導(dǎo)濕溫性干燥時，物料表面受熱高于它

22、的中心，因而在物料內(nèi)部會建立一定的溫度梯度。溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移。這種現(xiàn)象稱為導(dǎo)濕溫性。導(dǎo)濕溫性是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)高溫將促使液體粘度和它的表面張力下降，但將促使水蒸汽壓上升，高溫區(qū)水蒸汽壓 大于低溫區(qū)；此外，高溫區(qū)毛細(xì)管內(nèi)水分還將受到擠壓空氣擴(kuò)張的影響，結(jié)果使毛細(xì)管內(nèi)水分順著熱流方向轉(zhuǎn)移。導(dǎo)濕溫性成為阻礙因素 + / nI內(nèi)表面圖 溫度梯度下水分的流向n第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（1）溫度梯度導(dǎo)濕溫性引起水分轉(zhuǎn)移的流量將和溫度梯度成正比，它的流量可通過下式計算求得： I溫= -K0（ / n）其中： I溫

23、物料內(nèi)水分轉(zhuǎn)移量，單位時間內(nèi)單位面積 上的水分轉(zhuǎn)移量（kg/ m2h） K 導(dǎo)濕系數(shù)（m2/h） 0 單位潮濕物料容積內(nèi)絕對干物質(zhì)重量 （kg/m3 ） 濕物料的導(dǎo)濕溫系數(shù)（1/) (溫度梯度為1 時引起物料水分轉(zhuǎn)移距離） “ ”表示水分轉(zhuǎn)移和溫度梯度方向相反；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（2）導(dǎo)濕溫系數(shù) 就是溫度梯度為1/m時物料內(nèi)部能建立的水分梯度，即 M = - n n導(dǎo)濕溫系數(shù)和導(dǎo)濕系數(shù)一樣，會因物料水分的差異（即物料和水分結(jié)合狀態(tài)）而變化。導(dǎo)濕溫系數(shù)和物料水分的關(guān)系見圖導(dǎo)濕溫系數(shù)（1/）OAB物料水分M（%）第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)在水分含量高的時候， 自由水是以液體狀態(tài)

24、流動，因而導(dǎo)濕溫性不以物料水分含量而發(fā)生變化（曲線） ，但因受物料內(nèi)擠壓空氣的影響導(dǎo)致濕溫性下降（曲線）在水分含量達(dá)到B點(diǎn)后， 是隨著M的減少而變小； （I） 逐漸減小，物料是以氣態(tài)擴(kuò)散，主要是吸附水分 （2） 最高值是吸附水和自由水分的分界點(diǎn)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)3. 干制水分總量 干制過程中，濕物料內(nèi)部同時會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分的總流量是由導(dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。I總=I濕+I溫兩者方向相反時： I總=I濕 I溫 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 當(dāng)I濕 I溫 以導(dǎo)濕性為主，物料水分將按照水分減少方向轉(zhuǎn)移；導(dǎo)濕溫性為次要因素； 當(dāng)I濕 I溫 水分隨熱流方向

25、轉(zhuǎn)移（并向物料水分增加方向發(fā)展），水分?jǐn)U散則受阻。 如：烤面包的初期 濕面團(tuán)在烤箱180220 ，建立溫度梯度，面包水分含量約40%第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)二、 干制過程的特性 食品在干制過程中，食品水分含量逐漸減少，干燥速率變大后又逐漸變低，食品溫度也在不斷上升。1.干燥曲線（1） 水分含量曲線（2） 干燥速率曲線（3） 食品溫度曲線第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（1）水分含量曲線干制過程中食品絕對水分和干制時間的關(guān)系曲線干燥初始時，食品被預(yù)熱，食品水分在短暫的平衡后（AB段），出現(xiàn)快速下降，幾乎是直線下降（BC），當(dāng)達(dá)到較低水分含量（C點(diǎn)）時（第一臨界水分），干燥速率減慢，隨后趨

26、于平衡，達(dá)到平衡水分（DE）。平衡水分取決于干燥時的空氣狀態(tài)（3）食品溫度曲線初期食品溫度上升，直到最高值濕球溫度，整個恒率干燥階段溫度不變，即加熱轉(zhuǎn)化為水分蒸發(fā)所吸收的潛熱（熱量全部用于水分蒸發(fā)）在降率干燥階段，溫度上升直到干球溫度，說明水分的轉(zhuǎn)移來不及供水分蒸發(fā)，則食品溫度逐漸上升。（2）干燥速率曲線食品被加熱，水分被蒸發(fā)加快，干燥速率上升，隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達(dá)到最高值；是食品初期加熱階段；然后穩(wěn)定不變，為恒率干燥階段，此時水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面足夠快，從而可以維持表面水分含量恒定，也就是說水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面的速率大于或等于水分從表面擴(kuò)散到空氣中的速率，是第一干燥階段；到第一臨界

27、水分時，干燥速率減慢，降率干燥階段，說明食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率小于食品表面水分蒸發(fā)速率； 干燥速率下降是由食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率決定的 當(dāng)達(dá)到平衡水分時，干燥就停止。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué) 2.干燥階段在典型的食品干燥過程中，物料先經(jīng)過預(yù)熱后，再經(jīng)歷干燥恒定階段（恒速期）和干燥降速階段（降速期）第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（1）恒速期水分子從食品內(nèi)部遷移到表面的速率大于或等于水分子從表面跑向干燥空氣的速率；干燥推動力是食品表面的水分蒸汽壓和干燥空氣的水分蒸汽壓兩者之差；傳遞到食品的所有熱量都進(jìn)入汽化的水分中，溫度恒定；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（2）降速期一旦到達(dá)臨界水分含量，

28、水分從表面跑向干燥空氣中的速率就會快于水分補(bǔ)充到表面的速率；內(nèi)部質(zhì)量傳遞機(jī)制影響了干燥快慢；干燥結(jié)束達(dá)到平衡水分含量；降速期預(yù)測干燥速率是很困難的；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)干制過程中食品內(nèi)部水分遷移大于食品表面水分蒸發(fā)或擴(kuò)散，則恒率階段可以延長；如內(nèi)部水分遷移小于表面擴(kuò)散，則恒率階段就不存在； 如水分含量7590%的蘋果，有恒率和降率階段；若水分9%的花生米，干制時，僅經(jīng)歷降率階段；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)注意以上我們講的都是以空氣為介質(zhì)通過加熱來干燥。若是采用其它加熱方式，如沒有熱量傳遞過程，則干燥速率曲線將會變化。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)三、影響干制的因素干制過程就

29、是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)1.干制條件的影響在人工控制條件下或干燥機(jī)中干燥；食品的干燥希望干燥得快，同時干燥量要大；干燥條件對干燥恒率階段（或恒速期）和降率階段（或降速期）的影響的條件主要有空氣溫度、流速、相對濕度和氣壓第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（1）溫度 對于空氣作為干燥介質(zhì),提高空氣溫度,在恒速期干燥速度加快，在降速期也會增加； 原因：溫度提高,傳熱介質(zhì)與食品間溫差越大,熱量向食品傳遞的速率越大；水分受熱導(dǎo)致產(chǎn)生更高的汽化速率；對于一定水分含量的空氣,

30、隨著溫度提高,空氣相對飽和濕度下降,這會使水分從食品表面擴(kuò)散的動力更大.水分子在高溫下,遷移或擴(kuò)散速率也加快,使內(nèi)部干燥加速. 但溫度過高會引起食品發(fā)生不必要的化學(xué)和物理反應(yīng)；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（2） 空氣流速 干燥空氣吹過食品表面的速度影響水分從表面向空氣擴(kuò)散的速度，因?yàn)槭称穬?nèi)水分以水蒸汽的形式外逸時,將在其表面形成 飽和水蒸汽層,若不及時排除掉,將阻礙食品內(nèi)水分進(jìn)一步外逸.從而降低水分的蒸發(fā)速度.因此空氣流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速； 原因：空氣流速增加，水分?jǐn)U散加快（對流質(zhì)量傳遞速率加快），能及時將聚集在食品表面附近的飽和濕空氣帶走，以免阻止食品內(nèi)水分進(jìn)一步蒸發(fā)；

31、 食品表面接觸的空氣量增加，會顯著加速食品表面水分的蒸發(fā)?？諝饬魉僭黾訉德势跊]有影響，因?yàn)榇藭r干燥受內(nèi)部水分遷移或擴(kuò)散所限制；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（3） 空氣相對濕度 食品表面和干燥空氣之間的水蒸汽壓差代表了外部質(zhì)量傳遞的推動力，空氣的相對濕度增加則會減小推動力，飽和的濕空氣不能在進(jìn)一步吸收來自食品的蒸發(fā)水分?？諝庀鄬穸仍降停称泛闼倨诘母稍锼俾室苍娇?；對降速期沒有影響；空氣的相對濕度也決定食品的干燥后的平衡水分，食品的水分始終要和周圍空氣的濕度處于平衡狀態(tài)；可通過干制的解吸等溫線來預(yù)測；當(dāng)食品和空氣達(dá)到平衡，干燥就停止。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（4）大氣壓力和真空度大

32、氣壓力影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當(dāng)真空下干燥時，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。 氣壓下降，水沸點(diǎn)相應(yīng)下降，氣壓愈低，沸點(diǎn)也愈低；溫度不變，氣壓降低，則沸騰愈加速。但是，若干制由內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移限制 ，則真空干燥對降率期的干燥速率影響不大。 適合熱敏物料的干燥第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)操作條件對于干燥速率的影響 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2 食品性質(zhì)的影響（1） 表面積 水分子從食品內(nèi)部行走的距離決定了食品被干燥的快慢。 小顆粒，薄片，表面大，易干燥、快 （2） 組分定向水分在食品內(nèi)的轉(zhuǎn)移在不同方向上差別很大，這取決于食品組分的定向。例如：芹菜的纖維結(jié)構(gòu)，沿著長度方向比橫穿

33、細(xì)胞結(jié)構(gòu)的方向干燥要快得多。在肉類蛋白質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)中，也存在類似行為。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（3） 細(xì)胞結(jié)構(gòu) 在大多數(shù)食品中，細(xì)胞內(nèi)含有部分水，剩余水在細(xì)胞外，細(xì)胞外水分比細(xì)胞內(nèi)的水更容易除去； 當(dāng)細(xì)胞被破碎時，有利于干燥，但需注意，細(xì)胞破裂會引起干制品質(zhì)量下降；（4） 溶質(zhì)的類型和濃度 溶質(zhì)如蛋白質(zhì)、碳水化合物、鹽、糖等，與水相互作用，結(jié)合力大，水分活度低，抑制水分子遷移，干燥慢；尤其在低水分含量時還會增加食品的粘度；濃度越高，則影響越大； 這些物質(zhì)通常會降低水分遷移速度和減慢干燥速率第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第三節(jié) 干制對食品品質(zhì)的影響 食品品質(zhì)主要有營養(yǎng)價值、感觀性質(zhì)、衛(wèi)生

34、指標(biāo)等第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)一. 干制過程中食品的主要變化1. 物理變化 干縮、干裂 如木耳，胡蘿卜丁表面硬化 如山芋片多孔性 如香菇、蔬菜熱塑性 加熱時會軟化的物料如糖漿或果漿，冷卻后變硬或脆溶質(zhì)的遷移 有時表面結(jié)晶析出第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2 化學(xué)變化（1）營養(yǎng)成分蛋白質(zhì) 受熱易變性，一般較穩(wěn)定，但高溫長時間，會分解或降解 碳水化合物 大分子穩(wěn)定，小分子如低聚糖受高溫易焦化、褐變，脂肪 高溫脫水時脂肪氧化比低溫時嚴(yán)重維生素 水溶性易被破壞和損失 ，如VC 、硫胺素、胡蘿卜素、 VD ； B6、煙堿酸較穩(wěn)定，損失少；第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（2）色素色澤隨物料本身

35、的物化性質(zhì)改變（反射、散射、吸收傳遞可見光的能力）新鮮食品顏色比較鮮艷，干燥后顏色有差別；天然色素：類胡蘿卜素、花青素、葉綠素等易變化褐變 糖胺反應(yīng)(Maillard)、酶促褐變、焦糖化、其他。第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)（3）風(fēng)味引起水分除去的物理力，也會引起一些揮發(fā)物質(zhì)的去除受熱會引起化學(xué)變化，帶來一些異味、煮熟味、硫味防止風(fēng)味損失方法：芳香物質(zhì)回收（如濃縮蘋果汁） 低溫干燥、加包埋物質(zhì)，使風(fēng)味固定第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)二. 干制品的復(fù)原性和復(fù)水性 干制品復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度 是衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)。1. 干制品的復(fù)原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性狀、質(zhì)地、顏色、風(fēng)味、結(jié)構(gòu)、成分以及可見因素（感官評定）等各個方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)2 .干制品的復(fù)水性新鮮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來表示復(fù)水比：R復(fù)=G復(fù)/G干 G復(fù) 干制品復(fù)水后瀝干重， G干 干制品試樣重復(fù)重系數(shù)：K復(fù)= G復(fù)/ G原 G原 干制前相應(yīng)原料重干燥比：R干=G原/G干 反映了食品脫水的程度復(fù)重系數(shù)：K復(fù)= R復(fù)/ R干 第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)第二章食品的脫水加工1食品工藝學(xué)三. 干制品的貯藏水分含量干制品的耐貯藏性主要取決于干燥后的水分活度；由于食品成分和性質(zhì)不同，達(dá)到貯藏要求的水