食品加工保藏(浓缩与结晶).ppt

第六章食品浓缩和结晶,第一节浓缩的目的和分类第二节蒸发浓缩第三节冷冻浓缩第四节膜浓缩第五节食品的结晶,第一节浓缩的分类和目的,浓缩：利用物理方法从液态食品中除去水分的过程，也指溶液浓度提高的操作过程。包括平衡浓缩（蒸发、冷冻浓缩）和非平衡浓缩。目的：减重减体积；提浓度、增渗透压、降水分活度、延长保质期；浓缩是结晶、干燥的前处理手段；改善产品质量等,第一节浓缩分类和目的,第二节蒸发浓缩,一、蒸发浓缩的特点及分类原理:水溶液的蒸发，即汽化并除去蒸汽分子的过程。单效蒸发、多效蒸发、常压蒸发、真空蒸发真空蒸发的主要特点：降低沸点提高传热效率；减少对热敏成分破坏；降低能耗；设备投资及动力损耗增大；热量消耗大。,第二节蒸发浓缩,第二节蒸发浓缩,二、蒸发浓缩过程食品物料的变化,（一）食品中热敏性物质的变化（二）沸点和冰点的变化（三）黏稠性（四）结垢性（五）起泡性（六）结晶性（七）风味形成与挥发,三、蒸发器的类型及选择,组成：加热室和分离室类型：表6-2连续式：升膜式、降膜式、刮板式、离心薄膜式几种蒸发器：特点、工作原理、优缺点、适用的物料,第二节蒸发浓缩,四、蒸发浓缩过程的节能与多效蒸发,（一）单效真空蒸发优缺点（二）多效真空蒸发浓缩及其特点1.顺流加料法图6-9a2.逆流加料法图6-9b3.平流加料法图6-9c（三）多效蒸发的温差分配与效数1.多效蒸发的温差分配2.多效蒸发的效数表6-4,第二节蒸发浓缩,（四）多效蒸发过程的节能措施1.蒸发器的革新图6-10(扭流管的加热管）2.蒸汽再压缩蒸发（1）机械再压缩蒸发图6-11（2）蒸汽喷射再压缩法图6-12（3）热泵循环再压缩法3.利用蒸发器的余热预热物料或用于其它加热目的图6-13,第二节蒸发浓缩,五、蒸发浓缩过程香味的保护与回收,（1）采用低温蒸发浓缩设备，减少香味成分的挥发停留时间约20分钟（2）采用短时蒸发浓缩设备停留3-8分钟（3）蒸馏法回收图6-14（4）浆液浓缩工艺,第二节蒸发浓缩,第三节冷冻浓缩,是利用冰和水溶液之间的固液相平衡原理的浓缩方法。适用于热敏性食品物料浓缩。冷冻浓缩的缺点：（1）浓缩过程微生物和酶活性得不到抑制（2）冷冻浓缩最终浓度有限制（3）有溶质损失（4）成本高,第三节冷冻浓缩,（一）冷冻浓缩过程中的固液相平衡图4-2（二）冷冻浓缩过程中溶液的冰点图6-15（三）冷冻浓缩过程中的冰结晶量和浓缩液量（图4-2）、式6-9（杠杆法则）（四）冷冻浓缩过程中的溶质夹带和溶质脱除（五）浓缩终点,第三节冷冻浓缩,一、冷冻浓缩的基本原理,二、冷冻浓缩的过程与控制,（一）冰晶生成及控制影响冰晶大小的因素1.冰晶体生成速率2.冰晶生成的方式（1）层状冻结特点（2）悬浮冻结特点（二）冰晶与浓缩液的分离原理影响因素方法（三）冰晶的洗涤图6-16,第三节冷冻浓缩,三、应用于食品工业的冷冻浓缩系统,（一）单级冷冻浓缩装置系统图6-17（二）多级冷冻浓缩装置图6-18,第三节冷冻浓缩,第四节膜浓缩,一、膜浓缩的种类及操作原理（一）反渗透原理：以压力差为推动力图6-19（二）超滤原理：以压力差为推动力图6-20（三）电渗析原理：以电位差为推动力图6-21,第四节膜浓缩,二、膜材料的种类,1.纤维素膜2.聚亚酰胺膜3.聚砜系膜,第四节膜浓缩,三、膜浓缩在食品中的应用,（一）果汁的浓缩：反渗透用于果汁预浓缩，超滤用于果汁澄清图6-23（二）蔗糖液的浓缩二级反渗透图6-24（三）干酪制造过程中脱脂乳的浓缩图6-25（四）从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质图6-26（五）电渗析浓缩法制盐图6-27,第四节膜浓缩,四、影响膜浓缩的因素,（一）影响反渗透浓缩和超滤浓缩的因素1.膜材料的种类和性能2.溶质的特性3.溶液的性质4.操作条件（1）操作压力（2）操作温度,第四节膜浓缩,（3）操作时间（4）浓差极化5.膜的维护（1）膜的压实（2）膜的降解（3）膜的结垢,第四节膜浓缩,（二）影响电渗析操作的因素,1.膜的极化2.电解质的浓差扩散3.水的渗透4.压差渗漏5.膜的污染和中毒,第四节膜浓缩,第五节食品的结晶,一、结晶的基本原理（一）晶体的特性1.晶体的结构和形状2.晶体的性质（1）自范性（2）各向异性（3）均匀性,第五节食品的结晶,（二）溶解度和溶液中的相平衡,1.物质的溶解度特征2.过饱和度（Supersaturation）与结晶的关系,第五节食品的结晶,（三）晶核的形成,1.形成晶核的方法起晶方法：（1）自然起晶法（2）刺激起晶法（3）晶种起晶法,第五节食品的结晶,2.晶核的形成速率及影响因素（1）晶核的形成速率（Nucleationrate）jdN/dQKnCmmax（2）影响晶核形成的因素,第五节食品的结晶,（四）晶体的生长,1.晶体的生长速率2.影响晶体生长的因素（1）过饱和度（2）温度（3）粘度（4）杂质（5）其它因素,第五节食品的结晶,二、食品工业常用的结晶方法与结晶设备,（一）食品工业常用的结晶方法与结晶设备1.冷却法结晶2.蒸发法结晶3.真空结晶法（二）结晶器的选择,第五节食品的结晶,三、食品结晶过程及品质控制,（一）结晶过程的工艺设计1.物料衡算：式6-26等2.热量衡算：式6-30等3.结晶时间：式6-36等,第五节食品的结晶,（二）食品结晶