食品脱水加工培训课件

1、食品脱水加工培训课件概述概述1. 食品的脱水加工（食品的脱水加工（ dehydration）1.1 脱水加工就是从食品中去除水分脱水加工就是从食品中去除水分 日常生活中如日晒稻谷日常生活中如日晒稻谷,风干鱼肉风干鱼肉,油炸油油炸油条条,烤烧饼、面包等烤烧饼、面包等,这些加工都会使食品失这些加工都会使食品失去水分去水分, 但是有些操作并不仅仅是为了去除水分但是有些操作并不仅仅是为了去除水分,应还有其他的作用应还有其他的作用,如油炸是为了脆如油炸是为了脆,烤是为烤是为了香脆或酥了香脆或酥,因而人们不认为这些操作是食因而人们不认为这些操作是食品脱水的一种主要形式品脱水的一种主要形式. 1.2 脱水加

2、工的类型脱水加工的类型 依据脱水的程度依据脱水的程度,脱水加工可以分为两种类型脱水加工可以分为两种类型:产品是液态，其中水分含量较高产品是液态，其中水分含量较高15% 15% 浓缩浓缩(concentration)。 如浓缩果汁如浓缩果汁4070%产品是固体，最终水分含量低产品是固体，最终水分含量低15% 15% 干燥干燥(drying) 。 如桔子粉如桔子粉,奶粉奶粉,粉状咖啡粉状咖啡依据食品脱水的原理依据食品脱水的原理 食品脱水加工类型食品脱水加工类型:u在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食在常温下或真空下加热让水分蒸发，依据食品组分的蒸汽压不同而分离去除水分至固体品组分的蒸汽压不同而分

3、离去除水分至固体或半固体；或半固体； 如干燥或干制如干燥或干制u依据食品分子大小不同，用膜来分离水分依据食品分子大小不同，用膜来分离水分;如超滤、反渗透等如超滤、反渗透等, 主要是用于浓缩主要是用于浓缩 超滤浓缩原理超滤浓缩原理分子筛的原理：不同大小的分子对具有一定分子筛的原理：不同大小的分子对具有一定孔径大小的膜其通透性不同，小分子比大分孔径大小的膜其通透性不同，小分子比大分子更容易通过膜，水分子是食品中最小的分子更容易通过膜，水分子是食品中最小的分子之一，用适当孔径的膜在外加压力下，就子之一，用适当孔径的膜在外加压力下，就可以实现浓缩，可以实现浓缩，特点是冷操作，蛋白质不会变性；特点是冷操

4、作，蛋白质不会变性；如从乳清中回收乳清蛋白；如从乳清中回收乳清蛋白；在本章中所讨论的食品脱水加工是指在本章中所讨论的食品脱水加工是指: 在控制的条件下在控制的条件下,通过加热蒸发脱水通过加热蒸发脱水的方法，几乎完全地除去食品中的大部的方法，几乎完全地除去食品中的大部分水分分水分,并尽量使食品的其他性质在此过并尽量使食品的其他性质在此过程中极小地发生变化，食品被脱水后水程中极小地发生变化，食品被脱水后水分含量在分含量在15%以下以下,即干燥或干制。即干燥或干制。2. 干燥的目的干燥的目的降低食品中水分含量降低食品中水分含量; 一般由一般由5090%减为减为15%以下以下减小食品体积和重量减小食品

5、体积和重量; 一般重量变为原来的一般重量变为原来的1/81/2左右，左右，节省包装、贮藏和运输费用，带来了方便性；节省包装、贮藏和运输费用，带来了方便性；为了食品的贮藏和延长保藏期为了食品的贮藏和延长保藏期;这就是干燥保藏这就是干燥保藏 例如奶粉、粮食干燥、许多著名的土特产如红枣、柿饼、例如奶粉、粮食干燥、许多著名的土特产如红枣、柿饼、葡萄干、金花菜、香菇、笋干等都是干制品葡萄干、金花菜、香菇、笋干等都是干制品3. 食品干燥保藏食品干燥保藏是指在自然条件或人工控制条件下，使食品是指在自然条件或人工控制条件下，使食品中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后中的水分降低到足以防止腐败变质的水平后并始

6、终保持低水分可进行长期贮藏的方法。并始终保持低水分可进行长期贮藏的方法。 这样的干制食品在室温下一般可达到一这样的干制食品在室温下一般可达到一年或一年以上年或一年以上这种方法是从自然界各种现象中认识和从实这种方法是从自然界各种现象中认识和从实践中得到的，如稻谷、践中得到的，如稻谷、 麦子、玉米、豆类、麦子、玉米、豆类、水果、蔬菜等。水果、蔬菜等。 4. 食品干藏的历史食品干藏的历史 是一种最古老的食品保藏方法。是一种最古老的食品保藏方法。我国北魏在我国北魏在齐民要术齐民要术一书中记载用阴干一书中记载用阴干加工肉脯的方法。加工肉脯的方法。在在本草纲目本草纲目中，用晒干制桃干的方法。中，用晒干制桃

7、干的方法。大批量生产的干制方法是在大批量生产的干制方法是在1795年法国，将年法国，将片状蔬菜堆放在室内，通入片状蔬菜堆放在室内，通入40热空气进行热空气进行干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多干燥，这就是早期的干燥保藏方法，差不多与罐头食品生产技术与罐头食品生产技术(1810年）同时出现。年）同时出现。5.食品干藏的特点食品干藏的特点自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用自然干制，简单易行、因陋就简、生产费用低；但时间长、受气候条件影响；低；但时间长、受气候条件影响；人工干制，不受气候条件限制，操作易于控人工干制，不受气候条件限制，操作易于控制，干制时间显著缩短，产品质量显著提高；制，干制

8、时间显著缩短，产品质量显著提高；但需要专用设备，能耗大，干制费用大；但需要专用设备，能耗大，干制费用大；人工干制技术仍在发展，高效节能人工干制技术仍在发展，高效节能在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一在现代食品工业中干燥（或干制）不仅是一种食品加工方法，并已发展成为食品加工中种食品加工方法，并已发展成为食品加工中的一种重要保藏方法的一种重要保藏方法在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、在果蔬、肉类、水产、乳品、粮食、淀粉、固体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量固体饮料、食品添加剂等各类食品中被大量广泛应用。广泛应用。第一节第一节 食品干藏原理食品干藏原理长期以来人们已经知道食品的腐败变质长期

9、以来人们已经知道食品的腐败变质 与与食品中水分含量（食品中水分含量（M）具有一定的关）具有一定的关 系。系。但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以但仅仅知道食品中的水分含量还不能足以预言食品的稳定性。预言食品的稳定性。 如：水分含量高低不同时如：水分含量高低不同时 花生油花生油 M 0.6时时 易变质易变质 淀粉淀粉 M 20 不易变质不易变质 还有一些食品具有相同水分含量，但腐败变还有一些食品具有相同水分含量，但腐败变质的情况是明显不同的质的情况是明显不同的. 如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差如鲜肉与咸肉、鲜菜与咸菜水分含量相差不多（一般在不多（一般在80%左右），但保藏状况却不左右），但

10、保藏状况却不同，同，这就存在一个食品中水能否被微生物、酶或这就存在一个食品中水能否被微生物、酶或化学反应所利用的问题；化学反应所利用的问题；水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。水是否被利用与水在食品中的存在状态有关。食品中水分存在的形式食品中水分存在的形式游离水（或自由水）游离水（或自由水）Free water 是指组织细胞中易流动、容易结冰，也是指组织细胞中易流动、容易结冰，也能溶解溶质的这部分水。能溶解溶质的这部分水。结合水（或被束缚水）结合水（或被束缚水） Immobilized water 是指不易流动、有结合力固定、不易结冰是指不易流动、有结合力固定、不易结冰（40），不能作为溶

11、剂；），不能作为溶剂； 游离水和结合水可用水分子的逃逸趋游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，势（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度比称为水分活度 AW（water activity) 1. 水分活度水分活度 f 食品中水的逸度食品中水的逸度 Aw = f0 纯水的逸度纯水的逸度水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽水分逃逸的趋势通常可以近似地用水的蒸汽压来表示，在常压（低压）或室温时，压来表示，在常压（低压）或室温时，f/f0 和和P/P0之差非常小（之差非常小（1%），故用），故用P/P0来定来定义义AW是合理的。是

12、合理的。 (1) 定义定义 Aw = P/P0其中其中 P：食品中水的蒸汽分压；：食品中水的蒸汽分压； P0：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水：纯水的蒸汽压（相同温度下纯水的饱和蒸汽压）。的饱和蒸汽压）。 P/P0 = RH= Aw （RH, relative humidity 相对湿度相对湿度 %）测定相对湿度，水分活度测定仪测定相对湿度，水分活度测定仪水分活度数值的意义水分活度数值的意义Aw =1的水就是自由水的水就是自由水(或纯水）或纯水）,可以被利用可以被利用的水；的水；Aw 1的水就是指水被结合力固定，数值的的水就是指水被结合力固定，数值的大小反映了结合力的多少；大小反映了结合力的多少；

13、Aw越小则指水被结合的力就越大越小则指水被结合的力就越大,水被利用水被利用的程度就越难；的程度就越难； 水分活度小的水是难以或不水分活度小的水是难以或不可利用的水；可利用的水；(2) 水分活度大小的影响因素水分活度大小的影响因素 影响水分活度的因素主要有食品种类、影响水分活度的因素主要有食品种类、水分含量、食品中溶质种类和浓度及温度：水分含量、食品中溶质种类和浓度及温度：取决于水存在的量；取决于水存在的量；温度；温度；水中溶质的种类和浓度；水中溶质的种类和浓度；食品成分或物化特性；食品成分或物化特性； 水与非水部分结合的强度水与非水部分结合的强度 见表见表2-2 (P26)表表2-2 常见食品

14、中水分含量与水分活度的关系常见食品中水分含量与水分活度的关系Food Moisture content (%) Water activity Ice 100 1.00 Ice 100 0.91 Ice 100 0.82 Ice 100 0.62 Fresh meat 70 0.985 Bread 40 0.96 Marmalade 35 0.86 Wheat flour 14.5 0.72 Raisin 27 0.60 Macaroni 10 0.45 Boiled sweets 3.0 0.30 Biscuuits 5.0 0.20 Dried milk 3.5 0.11 Potato cr

15、isps 1.5 0.08 0-10-20-50 2. 水分活度对食品保藏性的影响水分活度对食品保藏性的影响 （1）水分活度和微生物生长活动的关系）水分活度和微生物生长活动的关系 （2）水分活度对酶活力的影响）水分活度对酶活力的影响 （3）水分活度对化学反应的影响）水分活度对化学反应的影响 u大多数新鲜食品的水分活度在大多数新鲜食品的水分活度在0.98以上，适合各种微生物生以上，适合各种微生物生长（易腐食品）。大多数重要长（易腐食品）。大多数重要的食品腐败细菌所需的最低的食品腐败细菌所需的最低aw都在都在0.9以上，肉毒杆菌在低以上，肉毒杆菌在低于于0.95就不能生长。只有当就不能生长。只有当

16、水分活度降到水分活度降到0.75以下，食品以下，食品的腐败变质才显著减慢；若将的腐败变质才显著减慢；若将水分降到水分降到0.65，能生长的微生物，能生长的微生物极少。一般认为，水分活度降到极少。一般认为，水分活度降到0.7以下物料才能在室温下进以下物料才能在室温下进行较长时间的贮存。行较长时间的贮存。（1）水分活度和微生物生长活动的关系）水分活度和微生物生长活动的关系食品中水分活度与微生物生长关系（表）食品中水分活度与微生物生长关系（表）Aw0.85微生物生长受抑制。水分活度较高的微生物生长受抑制。水分活度较高的情况下微生物繁殖迅速，情况下微生物繁殖迅速，水分活度对细菌生长及毒素的产生的影响水

17、分活度对细菌生长及毒素的产生的影响0.20.40.60.81.0AwAw0.65霉菌被抑制，在霉菌被抑制，在0.9左右霉菌生长最旺左右霉菌生长最旺盛。盛。水分活度对霉菌生长的影响水分活度对霉菌生长的影响0.20.40.60.8Aw呈倒呈倒S型，开始随水分活度增大上升迅速，到型，开始随水分活度增大上升迅速，到0.3左右后变得比左右后变得比较平缓，当水分活度上升到较平缓，当水分活度上升到0.6以后，随水分活度的增大而迅速以后，随水分活度的增大而迅速提高。提高。Aw0.15才能抑制酶活性才能抑制酶活性（2）水分活度对酶活力的影响）水分活度对酶活力的影响0.20.40.6Aw0.8Aw在在0.4左右时

18、，氧化反应较低，这部分水被认为能结合氢过氧化物，干扰了它左右时，氧化反应较低，这部分水被认为能结合氢过氧化物，干扰了它们的分解，于是阻碍了氧化的进行。另外这部分水能同催化氧化的金属离子发生们的分解，于是阻碍了氧化的进行。另外这部分水能同催化氧化的金属离子发生水化作用，从而显著地降低了金属离子的催化效率。当水分超过水化作用，从而显著地降低了金属离子的催化效率。当水分超过0.4时，氧化速度时，氧化速度增加。认为加入的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位，从而加速了氧增加。认为加入的水增加了氧的溶解度和使大分子溶胀，暴露更多的催化部位，从而加速了氧化。化。（3）水分活度对氧化反应的影

19、响）水分活度对氧化反应的影响0.20.40.60.8Aw水分活度对褐变反应的影响水分活度对褐变反应的影响3 食品中水分含量（食品中水分含量（M）与）与 水分活度水分活度Aw之间的关系之间的关系 食品中水分含量（食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系曲线称为该）与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线食品的吸附等温线(1)水分吸附等温线，水分吸附等温线，BET吸附等温线，吸附等温线，S形形, 第一转折点前第一转折点前(水分含量水分含量 5%),单分子层吸附水单分子层吸附水( I 单层水分单层水分); 第一转折点与第二转折点之间第一转折点与第二转折点之间,多分子层吸附水多分子层吸附水( I

20、I多层水分多层水分); 第二转折点之后第二转折点之后,在食品内部的毛细管内或间隙内凝结的游离水在食品内部的毛细管内或间隙内凝结的游离水( III自由水或体相水自由水或体相水)（）多层水，主要通过）多层水，主要通过水水-水和水水和水-溶质氢键同相邻溶质氢键同相邻分子缔合，为可溶性组分的分子缔合，为可溶性组分的溶液，大部分多层水在溶液，大部分多层水在-40不被冻结，不被冻结，I+II的水占的水占5%以下以下（）自由水或体相水，是食品中结）自由水或体相水，是食品中结合的最弱，流动性最大的水，主要是合的最弱，流动性最大的水，主要是在细胞体系或凝胶中被毛细管液面表在细胞体系或凝胶中被毛细管液面表面张力或

21、被物理性截留的水，这种水面张力或被物理性截留的水，这种水很易通过干燥除去或易结冰，可作为很易通过干燥除去或易结冰，可作为溶剂，容易被酶和微生物利用，食品溶剂，容易被酶和微生物利用，食品容易腐败，通常占容易腐败，通常占95%以上；以上；（）单分子层水，不能）单分子层水，不能被冰冻，不能干燥除去。被冰冻，不能干燥除去。水被牢固地吸附着，它通水被牢固地吸附着，它通过水过水-离子或水离子或水-偶极相互偶极相互作用被吸附到食品可作用被吸附到食品可接近的极性部位如多接近的极性部位如多糖的羟基、羰基、糖的羟基、羰基、NH2，氢键，当所有的部位都氢键，当所有的部位都被吸附水所占有时，此被吸附水所占有时，此时的

22、水分含量被称为单时的水分含量被称为单层水分含量，层水分含量， -40不能不能冻结，占总水量的极小部分。冻结，占总水量的极小部分。吸附等温线的加工意义吸附等温线的加工意义I单水分子层区和单水分子层区和II多水分子层区是食品被多水分子层区是食品被干燥后达到的最终平衡水分（一般在干燥后达到的最终平衡水分（一般在5%以以内）；这也是干制食品的吸湿区；内）；这也是干制食品的吸湿区；III自由水层区，物料处于潮湿状态，高水自由水层区，物料处于潮湿状态，高水分含量，是脱水干制区分含量，是脱水干制区(2) 温度对水分吸附等温线的影响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同一原料随着温

23、度的升高吸附等温曲线向水分活度增加的方向抬升；分活度增加的方向抬升； 图图2-4 (p28) 相同水分含量，水分活度随温度增高而增大相同水分含量，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增大。相同水分活度，水分含量随温度降低增大。（3）不同食品吸附等温曲线形状不同）不同食品吸附等温曲线形状不同食品的组分或成分不同食品的组分或成分不同,会影响水分含量和水会影响水分含量和水分活度之间的关系分活度之间的关系 图图1-3-1(4) 加工对食品水分吸附等温线的影响加工对食品水分吸附等温线的影响食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的关系就是水分食品在脱水过程中水分含量和水分活度之间的关

24、系就是水分解吸的过程，为解吸的吸附等温线；解吸的过程，为解吸的吸附等温线；若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去即复水的过程，若将脱水后的食品再将这部分水加到食品中去即复水的过程，这就是吸附；这就是吸附；在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水分吸附等在这两个相反的过程中，吸附和解吸之间的水分吸附等温线两者之间不能重合（有差异），形成了滞后圈。温线两者之间不能重合（有差异），形成了滞后圈。 见图见图2-5 (p28)滞后现象的几种解释滞后现象的几种解释（1）这种现象是由于多孔食品中毛细管力）这种现象是由于多孔食品中毛细管力所引起的，即表面张力在干燥过程中起到在所引起的，即表面张力在干燥过程中

25、起到在孔中持水的作用，产生稍高的水分含量。孔中持水的作用，产生稍高的水分含量。（2）另一种假设是在获得水或失去）另一种假设是在获得水或失去水时，体积膨胀或收缩引起吸收曲水时，体积膨胀或收缩引起吸收曲线中这种可见的滞后现象线中这种可见的滞后现象。？解吸：（解吸：（desorption）干燥过程干燥过程吸附：（吸附：（sorption）复水过程复水过程WHC意义意义吸附和解吸有滞后圈，说明干制食品与水的吸附和解吸有滞后圈，说明干制食品与水的结合力下降或减弱了。结合力下降或减弱了。解吸和吸附的过程在食品加工中就是干燥和解吸和吸附的过程在食品加工中就是干燥和复水的过程，这也是干制食品的复水性为什复水的

26、过程，这也是干制食品的复水性为什么下降的原因。么下降的原因。注意注意: 即使在最简单的条件下即使在最简单的条件下,也难于根据基也难于根据基本原理来预测食品的吸附和解吸等温线本原理来预测食品的吸附和解吸等温线,这说这说明还没有完全了解所有的相互作用机制明还没有完全了解所有的相互作用机制.思考题 1 水分活度的概念水分活度的概念 2 食品中水分含量和水分活度有什么关系？食品中水分含量和水分活度有什么关系？说明原因说明原因 3 水分活度对微生物、酶及其它反应有什么水分活度对微生物、酶及其它反应有什么影响？影响？ 4 食品水分活度受到哪些因素影响食品水分活度受到哪些因素影响? 5 简述吸附和解吸等温线

27、的差异及原因。简述吸附和解吸等温线的差异及原因。 第二节第二节 食品干燥机制食品干燥机制一、干燥机制一、干燥机制二、干制过程的特性二、干制过程的特性三、影响干制的因素三、影响干制的因素 第三节第三节 干制对食品品质的影响干制对食品品质的影响一、干制过程中食品的主要变化一、干制过程中食品的主要变化二、干制品的复原性和复水性二、干制品的复原性和复水性三、干制品的贮藏水分含量三、干制品的贮藏水分含量四、合理选用干制工艺条件四、合理选用干制工艺条件一、一、干制机制干制机制干制是指食品在热空气中受热蒸发后进行脱干制是指食品在热空气中受热蒸发后进行脱水的过程水的过程在干燥时存在两个过程：在干燥时存在两个过

28、程： 食品中水分子从内部迁移到与干燥空气接触食品中水分子从内部迁移到与干燥空气接触的表面（内部转移），当水分子到达表面，的表面（内部转移），当水分子到达表面，根据空气与表面之间的蒸汽压差，水分子就根据空气与表面之间的蒸汽压差，水分子就立即转移到空气中（外部转移）立即转移到空气中（外部转移）水分质水分质量转移；量转移； 热空气中的热量从空气传到食品表面，由表热空气中的热量从空气传到食品表面，由表面再传到食品内部面再传到食品内部热量传递；热量传递；干燥时食品水分质量转移和热量传递的模型干燥时食品水分质量转移和热量传递的模型一、干制机制干制机制 Food H2O（2）温度梯度）温度梯度T食品在热空气

29、中，食品表面受热食品在热空气中，食品表面受热高于它的中心，因而在物料内部高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度差，即温度梯会建立一定的温度差，即温度梯度。温度梯度将促使水分（无论度。温度梯度将促使水分（无论是液态还是气态）从高温向低温是液态还是气态）从高温向低温处转移。这种现象称为导湿温性。处转移。这种现象称为导湿温性。表面水分扩散到空气中内部水分转移到表面（1）水分梯度）水分梯度M干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有液态转干制过程中潮湿食品表面水分受热后首先有液态转化为气态，即水分蒸发，而后，水蒸气从食品表面化为气态，即水分蒸发，而后，水蒸气从食品表面向周围介质扩散，此时表面湿含量比

30、物料中心的湿向周围介质扩散，此时表面湿含量比物料中心的湿含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。含量低，出现水分含量的差异，即存在水分梯度。水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，亦水分扩散一般总是从高水分处向低水分处扩散，亦即是从内部不断向表面方向移动。这种水分迁移现即是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。象称为导湿性。MM- MTT- T1. 导湿性导湿性 （1） 水分梯度水分梯度 若用若用M 表示等湿面湿含量或水分含量表示等湿面湿含量或水分含量（kg/kg干物质），则沿法线方向相距干物质），则沿法线方向相距n的另一等湿面上的湿含量为的另一等湿面上的湿含量为M+ M

31、 ，那么物体内的水分梯度那么物体内的水分梯度grad M 则为：则为：gradM= lim （ M /n）= M / n n0M 物体内的湿含量，物体内的湿含量， kg/kg干物质干物质n物料内等湿面间的垂直距离（物料内等湿面间的垂直距离（m）I 水分减少的方向水分减少的方向ngrad MI图图 湿度梯度影响下水分的流向湿度梯度影响下水分的流向M+ M M 导湿性引起的水分转移量可按照下述公式导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得：求得： I水水= -K0（ M/ n）= -K 0 M（Kg/m2h）其中：其中： I水水 物料内水分转移量，单位时间内单位面积物料内水分转移量，单位时间内单位面

32、积 上的水分转移量（上的水分转移量（kg/ m2h） K 导湿系数（导湿系数（m2 / h） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg/m3 ） M 物料水分（物料水分（kg/kg干物质）干物质） “”负号表示水分转移的方向与水分梯度的方向相反；负号表示水分转移的方向与水分梯度的方向相反； 需要注意的一点是：需要注意的一点是：导湿系数导湿系数K在干燥过程中并非稳定不变，在干燥过程中并非稳定不变，它随着物料水分含量和温度而异。它随着物料水分含量和温度而异。K与水分含量的关系见图与水分含量的关系见图K与物料温度的关系见图与物料温度的关系见图（2）物料水分含量与导

33、湿系数间的关系）物料水分含量与导湿系数间的关系A. K值的变化比较复杂。当物料值的变化比较复杂。当物料在水分含量高（在水分含量高（III区）时，排区）时，排除的水分基本上为自由水，以除的水分基本上为自由水，以液体状态转移，导湿系数稳定液体状态转移，导湿系数稳定不变（不变（ED段）；到段）；到II区时，区时，排除的水分基本上是渗透水排除的水分基本上是渗透水分时，水分以液体状态和以分时，水分以液体状态和以蒸汽状态转移，导湿系数下蒸汽状态转移，导湿系数下降（降（DC段）；在段）；在I区再进一区再进一步排除的水分则为吸附水分，步排除的水分则为吸附水分，基本上以蒸汽状态扩散转移，基本上以蒸汽状态扩散转移

34、，先为多分子层水分，后为单分先为多分子层水分，后为单分子层水分。因结合力强，故子层水分。因结合力强，故K先上升后下降（先上升后下降（CA段）段）导湿系数K（m/h）物料水分M（kg/kg干物质）ACDE物料水分含量和导湿系数间的关系物料水分含量和导湿系数间的关系 吸附水分（单、多层水）吸附水分（单、多层水）渗透水分渗透水分毛细管水分毛细管水分B. 导湿系数与物料温度的关系导湿系数与物料温度的关系K与温度指数成正比与温度指数成正比 启示：启示：若将导湿性小的物料若将导湿性小的物料在干制前加以预热，在干制前加以预热，以增大导湿系数，就以增大导湿系数，就能显著地加速干制过能显著地加速干制过程。程。

35、为此，常在饱和湿空为此，常在饱和湿空气中加热，以免物料气中加热，以免物料表面水分蒸发形成硬表面水分蒸发形成硬膜，而影响水分转移。膜，而影响水分转移。导湿系数（导湿系数（K102）K102=(T/290)14温度（温度（）图图 硅酸盐类物质温度和硅酸盐类物质温度和导湿系数的关系导湿系数的关系2. 导湿温性导湿温性干燥时，物料表面受热高于它的中心，干燥时，物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度。因而在物料内部会建立一定的温度梯度。温度梯度将促使水分（不论液态或气态）温度梯度将促使水分（不论液态或气态）从高温处向低温处转移。这种现象称为从高温处向低温处转移。这种现象称为导湿温性

36、。导湿温性。导湿温性是在许多因素影响下产生的复导湿温性是在许多因素影响下产生的复杂现象杂现象高温将促使液体粘度和高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但它的表面张力下降，但将促使水蒸汽压上升，将促使水蒸汽压上升，高温区水蒸汽压高温区水蒸汽压 大于大于低温区；低温区；此外，高温区毛细管内此外，高温区毛细管内水分还将受到挤压空气水分还将受到挤压空气扩张的影响，结果使毛扩张的影响，结果使毛细管内水分顺着热流方细管内水分顺着热流方向转移。向转移。导湿温性成为阻碍因素导湿温性成为阻碍因素 + / nI内表面图 温度梯度下水分的流向n（1）温度梯度）温度梯度导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比，它

37、导湿温性引起水分转移的流量将和温度梯度成正比，它的流量可通过下式计算求得：的流量可通过下式计算求得： I温温= -K0（ / n）其中：其中： I温温 物料内水分转移量，单位时间内单位面积物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（上的水分转移量（kg/ m2h） K 导湿系数（导湿系数（m2/h） 0 单位潮湿物料容积内绝对干物质重量单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg/m3 ） 湿物料的导湿温系数（湿物料的导湿温系数（1/) (温度梯度为温度梯度为1 时引起物料水分转移距离）时引起物料水分转移距离） “ ”表示水分转移和温度梯度方向相反；表示水分转移和温度梯度方向相反；（2）

38、导湿温系数）导湿温系数 就是温度梯度为就是温度梯度为1/m时物料内部能建立的水分梯度，即时物料内部能建立的水分梯度，即 M = - n n导湿温系数和导湿系数一导湿温系数和导湿系数一样，会因物料水分的差异样，会因物料水分的差异（即物料和水分结合状态）（即物料和水分结合状态）而变化。而变化。导湿温系数和物料水分的关系导湿温系数和物料水分的关系见图见图导湿温系数（1/）OAB物料水分M（%）在水分含量高的时候，在水分含量高的时候， 自由水是以液体状自由水是以液体状态流动，因而导湿温性不以物料水分含量态流动，因而导湿温性不以物料水分含量而发生变化（曲线而发生变化（曲线） ，但因受物料内挤，但因受物料

39、内挤压空气的影响导致湿温性下降（曲线压空气的影响导致湿温性下降（曲线）在水分含量达到在水分含量达到B点后，点后， 是随着是随着M的减的减少而变小；少而变小； （I） 逐渐减小，物料是以气态扩散，主逐渐减小，物料是以气态扩散，主要是吸附水分要是吸附水分 （2） 最高值是吸附水和自由水分的分界最高值是吸附水和自由水分的分界点点3. 干制水分总量干制水分总量 干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果性和导湿温性共同作用的结果。I总总=I湿湿+I温温两者方向

40、相反时：两者方向相反时： I总总=I湿湿 I温温 当当I湿湿 I温温 以导湿性为主，物料水分将按照水分减以导湿性为主，物料水分将按照水分减少方向转移；导湿温性为次要因素；少方向转移；导湿温性为次要因素； 当当I湿湿 I温温 水分随热流方向转移（并向物料水分增水分随热流方向转移（并向物料水分增加方向发展），水分扩散则受阻。加方向发展），水分扩散则受阻。 如：烤面包的初期如：烤面包的初期 湿面团在烤箱湿面团在烤箱180220 ，建立温度梯，建立温度梯度，度，面包水分含量约面包水分含量约40%二、二、 干制过程的特性干制过程的特性 食品在干制过程中，食品水分含量逐食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减

41、少，干燥速率变大后又逐渐变低，食渐减少，干燥速率变大后又逐渐变低，食品温度也在不断上升。品温度也在不断上升。1.干燥曲线干燥曲线（1） 水分含量曲线水分含量曲线（2） 干燥速率曲线干燥速率曲线（3） 食品温度曲线食品温度曲线（1）水分含量曲线）水分含量曲线干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干燥初始时，食品被干制过程中食品绝对水分和干制时间的关系曲线干燥初始时，食品被预热，食品水分在短暂的平衡后（预热，食品水分在短暂的平衡后（AB段），出现快速下降，段），出现快速下降，几乎是直线下降（几乎是直线下降（BC），当达到较低水分含量（），当达到较低水分含量（C点）点）时（第一临界水分），干燥速

42、率减慢，随后趋于平衡，时（第一临界水分），干燥速率减慢，随后趋于平衡，达到平衡水分（达到平衡水分（DE）。）。平衡水分取决于干燥时的空气状态平衡水分取决于干燥时的空气状态（3）食品温度）食品温度曲线曲线初期食品温度上升，初期食品温度上升，直到最高值直到最高值湿球湿球温度，整个恒率干燥阶温度，整个恒率干燥阶段温度不变，即加热转段温度不变，即加热转化为水分蒸发所吸收的化为水分蒸发所吸收的潜热（热量全部用于水潜热（热量全部用于水分蒸发）分蒸发）在降率干燥阶段，温在降率干燥阶段，温度上升直到干球温度，度上升直到干球温度，说明水分的转移来不说明水分的转移来不及供水分蒸发，则食及供水分蒸发，则食品温度逐渐

43、上升。品温度逐渐上升。（2）干燥速率曲线）干燥速率曲线食品被加热，水分被蒸发加快，食品被加热，水分被蒸发加快，干燥速率上升，随着热量的传干燥速率上升，随着热量的传递，干燥速率很快达到最高值；递，干燥速率很快达到最高值；是食品初期加热阶段；是食品初期加热阶段；然后稳定不变，为恒率干燥阶段，此然后稳定不变，为恒率干燥阶段，此时水分从内部转移到表面足够快，从时水分从内部转移到表面足够快，从而可以维持表面水分含量恒定，也就而可以维持表面水分含量恒定，也就是说水分从内部转移到表面的速率大是说水分从内部转移到表面的速率大于或等于水分从表面扩散到空气中的于或等于水分从表面扩散到空气中的速率，是第一干燥阶段；

44、速率，是第一干燥阶段；到第一临界水分时，干燥速率到第一临界水分时，干燥速率减慢，降率干燥阶段，说明食减慢，降率干燥阶段，说明食品内部水分转移速率小于食品品内部水分转移速率小于食品表面水分蒸发速率；表面水分蒸发速率； 干燥速率下降是由食品内部水分干燥速率下降是由食品内部水分转移速率决定的转移速率决定的 当达到平衡水分时，干燥就当达到平衡水分时，干燥就停止。停止。 2.干燥阶段干燥阶段在典型的食品干燥过程中，物料先经过预热在典型的食品干燥过程中，物料先经过预热后，再经历干燥恒定阶段（恒速期）和干燥后，再经历干燥恒定阶段（恒速期）和干燥降速阶段（降速期）降速阶段（降速期）（1）恒速期）恒速期水分子从

45、食品内部迁移到表面的速率大于或水分子从食品内部迁移到表面的速率大于或等于水分子从表面跑向干燥空气的速率；等于水分子从表面跑向干燥空气的速率；干燥推动力是食品表面的水分蒸汽压和干燥干燥推动力是食品表面的水分蒸汽压和干燥空气的水分蒸汽压两者之差；空气的水分蒸汽压两者之差；传递到食品的所有热量都进入汽化的水分中，传递到食品的所有热量都进入汽化的水分中，温度恒定；温度恒定；（2）降速期）降速期一旦到达临界水分含量，水分从表面跑向干一旦到达临界水分含量，水分从表面跑向干燥空气中的速率就会快于水分补充到表面的燥空气中的速率就会快于水分补充到表面的速率；速率；内部质量传递机制影响了干燥快慢；内部质量传递机制

46、影响了干燥快慢；干燥结束达到平衡水分含量；干燥结束达到平衡水分含量；降速期预测干燥速率是很困难的；降速期预测干燥速率是很困难的；干制过程中食品内部水分迁移大于食品表面干制过程中食品内部水分迁移大于食品表面水分蒸发或扩散，则恒率阶段可以延长；如水分蒸发或扩散，则恒率阶段可以延长；如内部水分迁移小于表面扩散，则恒率阶段就内部水分迁移小于表面扩散，则恒率阶段就不存在；不存在； 如水分含量如水分含量7590%的苹果，有恒率和降率阶的苹果，有恒率和降率阶段；若水分段；若水分9%的花生米，干制时，仅经历降的花生米，干制时，仅经历降率阶段；率阶段；注意注意以上我们讲的都是以空气为介质通过加热来以上我们讲的都

47、是以空气为介质通过加热来干燥。若是采用其它加热方式，如没有热量干燥。若是采用其它加热方式，如没有热量传递过程，则干燥速率曲线将会变化。传递过程，则干燥速率曲线将会变化。三、影响干制的因素三、影响干制的因素干制过程就是水分的转移和热量的传递，即干制过程就是水分的转移和热量的传递，即湿热传递，对这一过程的影响因素主要取决湿热传递，对这一过程的影响因素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。定）以及干燥物料的性质。1.干制条件的影响干制条件的影响在人工控制条件下或干燥机中干燥；在人工控制条件下或干燥机中干燥；食品的干燥希望干燥得快，

48、同时干燥量要食品的干燥希望干燥得快，同时干燥量要大；大；干燥条件对干燥恒率阶段（或恒速期）和干燥条件对干燥恒率阶段（或恒速期）和降率阶段（或降速期）的影响的条件主要降率阶段（或降速期）的影响的条件主要有空气温度、流速、相对湿度和气压有空气温度、流速、相对湿度和气压（1）温度）温度 对于空气作为干燥介质对于空气作为干燥介质,提高空气温度提高空气温度,在恒速期干燥在恒速期干燥速度加快，在降速期也会增加；速度加快，在降速期也会增加； 原因：原因：温度提高温度提高, ,传热介质与食品间温差越大传热介质与食品间温差越大, ,热量向食品传递的速率越大；热量向食品传递的速率越大；水分受热导致产生更高的汽化速

49、率；水分受热导致产生更高的汽化速率；对于一定水分含量的空气对于一定水分含量的空气, ,随着温度提高随着温度提高, ,空气相对饱和湿度下降空气相对饱和湿度下降, ,这会使水分从食品表面扩散的动力更大这会使水分从食品表面扩散的动力更大. .水分子在高温下水分子在高温下, ,迁移或扩散速率也加快迁移或扩散速率也加快, ,使内部干燥加速使内部干燥加速. . 但温度过高会引起食品发生不必要的化学和物理反应；但温度过高会引起食品发生不必要的化学和物理反应；（2） 空气流速空气流速 干燥空气吹过食品表面的速度影响水分从表面向空气扩散的干燥空气吹过食品表面的速度影响水分从表面向空气扩散的速度，因为食品内水分以

50、水蒸汽的形式外逸时速度，因为食品内水分以水蒸汽的形式外逸时,将在其表面形成将在其表面形成 饱饱和水蒸汽层和水蒸汽层,若不及时排除掉若不及时排除掉,将阻碍食品内水分进一步外逸将阻碍食品内水分进一步外逸.从而降低从而降低水分的蒸发速度水分的蒸发速度.因此空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速；因此空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速； 原因：空气流速增加，水分扩散加快（对流质量传递速率加原因：空气流速增加，水分扩散加快（对流质量传递速率加快），能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免快），能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；阻止食品内水分进一

51、步蒸发； 食品表面接触的空气量增加，会显著加速食品表面水分的蒸发。食品表面接触的空气量增加，会显著加速食品表面水分的蒸发。空气流速增加对降率期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移空气流速增加对降率期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移或扩散所限制；或扩散所限制；（3） 空气相对湿度空气相对湿度 食品表面和干燥空气之间的水蒸汽压差代表了外部质量传食品表面和干燥空气之间的水蒸汽压差代表了外部质量传递的推动力，空气的相对湿度增加则会减小推动力，饱和递的推动力，空气的相对湿度增加则会减小推动力，饱和的湿空气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。的湿空气不能在进一步吸收来自食品的蒸发水分。空气相对湿度越低

52、，食品恒速期的干燥速率也越快；对降空气相对湿度越低，食品恒速期的干燥速率也越快；对降速期没有影响；速期没有影响；空气的相对湿度也决定食品的干燥后的平衡水分，食品的空气的相对湿度也决定食品的干燥后的平衡水分，食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态；可通过干制水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态；可通过干制的解吸等温线来预测；当食品和空气达到平衡，干燥就停的解吸等温线来预测；当食品和空气达到平衡，干燥就停止。止。（4）大气压力和真空度）大气压力和真空度大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。

53、下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。 气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。但是，若干制由内部水分转移限制但是，若干制由内部水分转移限制 ，则真空干燥对，则真空干燥对降率期的干燥速率影响不大。降率期的干燥速率影响不大。 适合热敏物料的干燥适合热敏物料的干燥操作条件对于干燥速率的影响操作条件对于干燥速率的影响 2 食品性质的影响食品性质的影响（1） 表面积表面积 水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。快慢

54、。 小颗粒，薄片，表面大，易干燥、快小颗粒，薄片，表面大，易干燥、快 （2） 组分定向组分定向水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。取决于食品组分的定向。例如：芹菜的纤维结构，沿着长度方向比横穿细例如：芹菜的纤维结构，沿着长度方向比横穿细胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤维结构中，也存在类似行为。维结构中，也存在类似行为。（3） 细胞结构细胞结构 在大多数食品中，细胞内含有部分水，剩余水在细在大多数食品中，细胞内含有部分水，剩余水在细胞外，细胞外水分比细胞内的水更容易除去；胞外，细

55、胞外水分比细胞内的水更容易除去； 当细胞被破碎时，有利于干燥，但需注意，细胞破当细胞被破碎时，有利于干燥，但需注意，细胞破裂会引起干制品质量下降；裂会引起干制品质量下降；（4） 溶质的类型和浓度溶质的类型和浓度 溶质如蛋白质、碳水化合物、盐、糖等，与水相互作用，溶质如蛋白质、碳水化合物、盐、糖等，与水相互作用，结合力大，水分活度低，抑制水分子迁移，干燥慢；尤结合力大，水分活度低，抑制水分子迁移，干燥慢；尤其在低水分含量时还会增加食品的粘度；浓度越高，则其在低水分含量时还会增加食品的粘度；浓度越高，则影响越大；影响越大； 这些物质通常会降低水分迁移速度和减慢干燥速率这些物质通常会降低水分迁移速度

56、和减慢干燥速率第三节第三节 干制对食品品质的影响干制对食品品质的影响 食品品质主要有营养价值、感观性质、食品品质主要有营养价值、感观性质、卫生指标等卫生指标等一一. 干制过程中食品的主要变化干制过程中食品的主要变化1. 物理变化物理变化 干缩、干裂干缩、干裂 如木耳，胡萝卜丁如木耳，胡萝卜丁表面硬化表面硬化 如山芋片如山芋片多孔性多孔性 如香菇、蔬菜如香菇、蔬菜热塑性热塑性 加热时会软化的物料如糖浆或果浆，加热时会软化的物料如糖浆或果浆，冷却后变硬或脆冷却后变硬或脆溶质的迁移溶质的迁移 有时表面结晶析出有时表面结晶析出2 化学变化化学变化（1）营养成分）营养成分蛋白质蛋白质 受热易变性，一般较

57、稳定，但高受热易变性，一般较稳定，但高温长时间，会分解或降解温长时间，会分解或降解 碳水化合物碳水化合物 大分子稳定，小分子如低聚糖大分子稳定，小分子如低聚糖受高温易焦化、褐变，受高温易焦化、褐变，脂肪脂肪 高温脱水时脂肪氧化比低温时严重高温脱水时脂肪氧化比低温时严重维生素维生素 水溶性易被破坏和损失水溶性易被破坏和损失 ，如，如VC 、硫硫胺素、胡萝卜素、胺素、胡萝卜素、 VD ； B6、烟碱酸较稳定，损失少；、烟碱酸较稳定，损失少；（2）色素）色素色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散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）射、吸收传递可见光的能力）新鲜食品颜色比较

58、鲜艳，干燥后颜色有差别；新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化易变化褐变褐变 糖胺反应糖胺反应(Maillard)、酶促褐变、焦糖、酶促褐变、焦糖化、其他。化、其他。（3）风味）风味引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去除质的去除受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味硫味防止风味损失方法：芳香物质回收（如浓缩苹防止风味损失方法：芳香物质回收（如浓缩苹果汁）果汁） 低温干燥、加包埋物质，使风味固定低温干燥、加包埋物质

59、，使风味固定二二. 干制品的复原性和复水性干制品的复原性和复水性 干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度 是衡量干制品品质的重要指标。是衡量干制品品质的重要指标。1. 干制品的复原性就是干制品重新吸收水分干制品的复原性就是干制品重新吸收水分后在重量、大小和性状、质地、颜色、风后在重量、大小和性状、质地、颜色、风味、结构、成分以及可见因素（感官评定）味、结构、成分以及可见因素（感官评定）等各个方面恢复原来新鲜状态的程度等各个方面恢复原来新鲜状态的程度2 .干制品的复水性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干制品吸水增重的程度来表示复水比：复水比：R复复=G复复/G干干 G复复 干制品复水后沥干重，干制品复水后沥干重， G干干 干制品试样重干制品试样重复重系数：复重系数：K复复= G复复/ G原原 G原原 干制前相应原料重干制前相应原料重干燥比：干燥比：R干干=G原原/G干干 反映了食品脱水的程度反映了食品脱水的程度复重系数：复重系数：K复复= R复复/ R干干 三三. 干制品的贮藏水分含量干制品的贮藏水分含量干制品的耐贮藏性主要取决于干燥后的水分干制品的耐贮藏性主要取决于干燥后的水分活度；活度；由于食品成分和性质不