农产品贮藏与加工学-第五章-农产品加工过程单元操作技术

第五章农产品加工过程单元操作技术第一节通用单元操作在农产品的加工过程中，每种加工过程都有其独特的加工工艺，而每种工艺都是由一系列根本步骤构成的，这些根本的步骤就是单元操作。同一种单元操作，具有系统的理论根底，遵循一样的规律。CompanyLogo第一节通用单元操作☞原料处理农产品在种植和收获的过程中，很简洁受到污染，使其含有一些不行食用或食用后对人体有害的物质，因此特别有必要进展一些处理来阻挡这些变化或将不标准的原材料变成易于加工成高品质食品的原料。⒈清洗，是将原料外表的污染物去除以保证在适宜条件下对原料进展深加工的一个单元操作，清洗必需在全部单元操作之前进展。CompanyLogo第一节通用单元操作清洗分为干法和湿法两种⑴湿法清洗主要用水去除谷类原理外表的土壤和尘埃，水果和蔬菜外表的农药残留。⑵干法清洗主要用于较小的，密度较大和含水量少的原料〔如谷物和坚果〕。CompanyLogo第一节通用单元操作⒉选择和分级⑴选择一般应选出霉烂及病虫害严峻的原料，然后将不同品种、不同成熟度的原料分开，以便依据不同的状况分别加工。⑵分级主要依照外形、重量、颜色和大小这四个物理指标进展分级。CompanyLogo第一节通用单元操作⑶去皮①人工去皮②机械去皮③热力去皮④碱液去皮⑷去心和去核⑸热烫用热水或者蒸汽〔80~100℃之间〕对原料进展高温处理以保证原料质量。CompanyLogo第一节通用单元操作⑹护色农产品原料在加工过程中常会变色，变成黄色、褐色甚至黑色，严峻影响质量和美观，护色的目的就是阻挡这种变化的形成。①原料处理过程中尽量避②进展热烫灭酶免其直接接触钢、铁制品

③用食盐溶液浸泡④用二氧化硫处理⑤溶液浸泡并抽真空⑥加碱保绿CompanyLogo第一节通用单元操作☞粉碎粉碎是指利用机械力将固体物料裂开为大小符合要求的小块、颗粒或粉末的单元操作。粉碎的目的：⑴有些原料药粉碎到肯定粒度才能符合进一步加工和食用要求⑵经过粉碎的原料，干制时能加快水分蒸发速度，缩短枯燥时间⑶经过粉碎后能加快浸渍速度⑷原料经粉碎后可均匀混合，利于配制CompanyLogo第一节通用单元操作⒈粉碎的原理和根本概念⑴粉碎的原理粉碎的原理是建立在固体力学和其他物理学根底上的。通过粉碎机械工作部件对物料施以外力使其粉碎，物料受到的主要粉碎力一般是挤压力、撞击力和剪切力三种。CompanyLogo第一节通用单元操作⑵粉碎的根本概念1〕粒度物料颗粒的大小称为粒度，它是粉碎程度代表性尺寸。2〕球形度和外形因数3〕平均粒度粉碎后颗粒大小不一，对于颗粒群度量颗粒的大小须用平均粒度。4〕粉碎比粉碎比是指物料粉碎前后的粒度之比，包括粗粉碎、中粉碎、微粉碎和超微粉碎。5〕粉碎能耗是指物料粉碎时，直接作用于物料的外力所做的功。CompanyLogo第一节通用单元操作⒉粉碎的方法⑴干法粉碎①开路粉碎，是指物料参加粉碎机经过粉碎后即作为成品，粗粒不做循环。②滞塞粉碎，是指在粉碎机出口插入筛网，物料滞塞于粉碎区直至粉碎成能通过筛孔的大小为止。③闭路粉碎，是指从粉碎机内出来的物料先经过分粒系统，过粗的颗粒重新回到粉碎机内再粉碎。⑵湿法粉碎是指将物料悬浮于载体液中〔常用水〕进展粉碎，然后承受淘析、沉降或离心分别等水力分级方法分别出所需物料的方法。CompanyLogo第一节通用单元操作⑶粉碎设备包括裂开机和磨碎机两类。裂开机可分为挤压式裂开机和冲击式裂开机。磨碎机主要是借助摩擦力粉碎物料粒度达0.1~5mm以下，分为慢速磨机和快速磨机。CompanyLogo第一节通用单元操作☞枯燥枯燥是利用热量使湿物料中水分被汽化去除，从而获得固体产品的单元操作。⒈枯燥原理⑴物料中水分的分类依据物料与水分的结合方式，物料中的水分可分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水。依据水分去除的难以程度，物料中的水分可分为结合水和非结合水。依据水分能否用枯燥方法去除可分为自由水分和平衡水分。CompanyLogo第一节通用单元操作⑵水分活度水分活度〔Aw〕是指物料外表的蒸气压p与一样温度下纯水的蒸气压po之比。水分活度反响了食品中水分的热力学状态，标志在枯燥时食品中水分的挥发性大小。Aw微生物生长的情况Aw微生物生长的情况<0.94大多数的细菌不能生长繁殖<0.74大多数的霉菌不能生长繁殖<0.85大多数的酵母不能生长繁殖<0.62几乎所有的微生物都不能生长繁殖CompanyLogo第一节通用单元操作⑶食品物料含水量的表示方法食品物料均是固相与水的混合体系。湿物料中水分含量通常有两种表示方法：湿基含水量和干基含水量。⑷物料去湿从物料中除去湿分的操作称为去湿。湿分是指物料中的水分和其他溶剂，食品中主要为水分。去湿的方法：①机械去湿法②物理化学去湿法③热能去湿法CompanyLogo第一节通用单元操作⒉枯燥方法依据压力的不同可以分为常压枯燥和真空枯燥。依据操作方法的不同可以分为间歇式枯燥和连续式枯燥。依据热传递机理的不同可分为对流枯燥、传导枯燥和辐射枯燥。⑴对流枯燥，是由加热后的热空气将热量以对流传热的方式传给物料，又称为热空气枯燥或热风枯燥。⑵接触枯燥，是指加热后的高温壁面将热量以导热的方式传递给与它接触的湿物料，使其中水分汽化的方法。⑶辐射枯燥，是指热量从加热元件通过电磁波辐射至湿物料使水分汽化的方法，包括红外线枯燥和微波枯燥。食品工业还有喷雾枯燥和冷冻枯燥两种方法。CompanyLogo第一节通用单元操作⒊枯燥设备，用于进展物料枯燥的设备统称为枯燥器。⑴对流枯燥设备⑵真空枯燥设备①箱式枯燥器②带式枯燥器③喷雾枯燥⑶红外线枯燥器⑷冷冻枯燥CompanyLogo⒋枯燥对食品的影响⑴构造变化固体物料构造的变化是品质下降的一个重要缘由，快速枯燥和高温能造成物料构造比较大的转变，在枯燥过程中，应留意掌握温度和速度，以保证物料的品质。⑵风味变化热处理不仅使水分丧失，也使大局部的物料丧失了其特有的风味。应尽量降低枯燥温度并低温贮藏，还可参加酶使风味物质的前体在酶的作用下转化为风味物质。第一节通用单元操作CompanyLogo第一节通用单元操作⑶颜色变化在高温顺氧气的共同作用下发生在物料外表的化学变化是引起物料颜色变化的主要缘由，应严格掌握枯燥的温度和时间。⑷养分变化养分物质在枯燥时的损失状况CompanyLogo第一节通用单元操作☞杀菌杀菌是杀死食品中所含有的致病菌、腐败菌，破坏食品中的酶，到达商业无菌，使食品在特定环境中保存一段时间而不腐败且尽可能爱护食品的养分成分和风味的单元操作。CompanyLogo第一节通用单元操作⒈杀菌原理依据微生物的一般致死原理，当微生物在高于其耐受温度、耐受压力等不利于其生存的环境时，微生物就将死亡。⑴微生物的致死速率D值D值是微生物中活菌数下降一个对数周期所用的时间，它反映了细菌死亡的快慢。D值越大，死亡速度越慢，细菌的耐热性越强。⑵微生物的热力致死时间Z值Z值是指微生物在热力致死时间不变的条件下，完全杀灭某种菌的细菌或芽孢所需要的最短热处理时间。CompanyLogo第一节通用单元操作⒉杀菌方法⑴热杀菌⑵冷杀菌巴氏杀菌高温短时杀菌超高温瞬时杀菌物理杀菌化学杀菌辐射杀菌、磁力杀菌、超高压杀菌、超声波杀菌、高压脉冲电场杀菌等CompanyLogo第一节通用单元操作⑶杀菌设备①列管式杀菌器②板式杀菌器CompanyLogo浓缩，即除去食品原料中局部水分的单元操作。食品工厂生产的原料一般含有大量的水分〔约75%~90%左右〕，而有养分价值的成分只占5%~10%，而且都属于热敏性很强的物质，所以需要对食品溶液进展浓缩。第一节通用单元操作☞浓缩CompanyLogo第一节通用单元操作食品浓缩的目的：①作为枯燥的预处理，以降低产品加工热耗②提高产品质量③提高产品浓度，增加产品的贮藏性④削减产品的体积和重量，便于运输⑤浓缩作为某些结晶操作的预处理⑥提取果汁中的芳香物质CompanyLogo第一节通用单元操作⒈食品浓缩的原理与方法⑴蒸发浓缩蒸发浓缩就是将溶液加热至沸腾，使其中的一局部溶剂汽化并被排解，以提高溶液中溶质浓度，直至到达浓度要求的操作。蒸发是食品德业中应用最广泛的浓缩方法。食品物料蒸发浓缩的特点：①热敏性②腐蚀性③粘稠性④结垢性⑤泡沫性⑥挥发性CompanyLogo第一节通用单元操作⑵超滤浓缩①超滤浓缩的原理超滤膜表皮孔径范围大致在5nm到几百纳米之间，靠压力差作动力，截留分子量较大的溶质，去除溶剂，使溶液浓缩，属于膜分别技术。②超滤浓缩的特点：风味和香味成分不易失散易保持食品的某些成效，如蛋白的泡沫稳定性与蒸发、冷冻浓缩不同，不存在相变过程，能量费用经济CompanyLogo第一节通用单元操作⑶冷冻浓缩冷冻浓缩是低温常压加工工艺。①冷冻浓缩的原理对需要浓缩的溶液进展冷却降温，当温度降到冰点线时，假设溶液中无“冰种”，则溶液不会结冰，其温度连续下降，受到干扰时会产生大量的冰晶，此时，把溶液中的冰粒过滤出来即可到达浓缩目的。②冷冻浓缩的特点可防止质量受损，是优质和热敏感性产品的抱负选择，对应用于化学工业有重要意义。CompanyLogo⒉浓缩设备⑴蒸发浓缩设备的分类蒸发设备是指制造蒸发必要条件的设备组合。第一节通用单元操作按蒸发面上的压力分①常压浓缩设备②真空浓缩设备⑵超滤浓缩设备最早消失的超滤膜是纤维素衍生物膜。CompanyLogo成型是将调制好的面团〔糊〕加工成肯定外形，一般在焙烤前，糕点的成型根本上是由糕点的品种和产品的形态所打算，成型的好坏对产品品质影响很大。第一节通用单元操作☞成型⒈成型方法面团的物性对成型操作影响很大，调制出的面团一种为面糊，水分多，不稳定，另一种为面团，水分少，比较稳定。可以依据面团的物性选用适宜的成型方法。成型方法主要有手工成型、注模成型和机械成型。CompanyLogo第一节通用单元操作⑴手工成型①手搓成型②压延成型③包馅成型④卷起成型⑤挤注成型⑥注模成型⑦切片成型⑧折叠成型⑨包酥成型⑵机械成型⑶印模成型是指借助含印模具使制品具有肯定的外形或花纹，常用的有木模和金属模。CompanyLogo第一节通用单元操作⒉机械成型设备⑴压延成型设备⑵切片成型设备⑶浇注〔浇模、注模〕成型设备⑷锟印成型设备⑸冲印成型设备⑹夹馅成型设备CompanyLogo第一节通用单元操作☞包装⒈包装的概念和目的包装的定义：为在流通过程中爱护产品、便利贮运、促进销售，按肯定技术方法而承受的容器、材料及帮助物品的总称；也指为了到达上述目的而承受容器、材料和帮助物的过程中施加肯定技术方法等的操作活动。食品包装是指：承受适当的包装材料、容器和包装技术，把食品包裹起来，以使食品在运输和贮藏过程中保持其价值和原有的状态。CompanyLogo第一节通用单元操作现在商品社会中，包装对商品流通起着极其重要的作用。对食品进展现代包装主要有以下几个目的：⑴爱护商品⑵便利贮运⑶促进销售⑷提高商品价值CompanyLogo第一节通用单元操作⒉包装的分类⑴按在流通过程中的作用分类①销售包装②运输包装⑵按包装构造形式分类①贴体包装②泡罩包装③热收缩包装④可携带包装⑤托盘包装⑥组合包装⑶按包装材料和容器包装分类⑷按销售对象分类出口包装、内销包装、军用包装和民用包装⑸按包装技术方法分类真空包装、充气包装、气调包装、脱氧包装、防潮包装、冷冻包装、软罐头包装、无菌包装、缓冲包装等CompanyLogo第一节通用单元操作⒊食品包装机械，是指完成全部或局部包装过程的机器。⑴食品包装机械的种类①按完成包装操作任务的不同分为:包装印刷机械、包装材料及制品加工机械、产品包装机械等②按功能不同分为：充填机、灌装机、裹包机、封口机、贴标机、打印机、集装机、清洗剂、多功能包装机等③按自动化程度不同分为：半自动包装机和全自动包装机④按包装适应范围不同分为：专用型、多用型和通用型包装机CompanyLogo第一节通用单元操作⑵食品产品包装机械的根本构成其构造一般都由包装食品供送系统、包装材料或容器供送系统、主传送系统、包装操作执行系统、成品输出系统、包装机动力机传动系统、操作掌握系统和机身支架等几局部组成。⑶食品包装机械选配的一般原则CompanyLogo超临界流体萃取技术〔SFE〕是一种新型的萃取分别技术，该技术是利用流体〔溶剂〕在临界点四周某一区域内，它与待分别混合物中的溶质具有特别相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解力量随压力和温度转变而在相当宽的范围内变动这一特性而到达溶质分别的一项技术。其次节高新技术☞超临界流体萃取技术CompanyLogo其次节高新技术⒈超临界流体的概念物质有三种状态：气态、液态和固态。当物质所处的温度、压力发生变化时，这三种状态就会相互转化。纯物质在临界状态下有其固有的临界温度〔Tc〕和临界压力〔Pc〕，当温度大于临界温度且压力大于临界压力时，便处于超临界状态。超临界流体〔SCF〕就是指处于超过物质本身的临界温度和临界压力状态时的流体。SCF兼具液体和气体的优点，密度接近液体，黏度只是气体的几倍，远小于液体。其传递性能优于正常的液体。CompanyLogo其次节高新技术⒉超临界流体的种类常见的超临界流体有二氧化碳、乙烷、丙烷等。超临界CO2流体萃取技术的利用进展得最为成功和广泛。⒊超临界CO2流体萃取技术超临界CO2流体萃取技术是利用CO2在超临界状态下对溶质有很高的溶解力量，而在非超临界状态下对溶质的溶解力量又很低这一特性，来实现对目标成分的提取和分别。CompanyLogo其次节高新技术CO2作为萃取的超临界流体，具有如下优点：①萃取力量取决于流体的密度，可以很简洁地转变操作条件而转变它的溶解度并实现选择性提取；渗透性强；提取时间大大低于使用有机溶剂。②CO2无味、无臭、无毒、化学惰性，不污染环境和产品。③操作温度接近室温，适合遇热分解的热敏性物料。④CO2价廉易得，使用安全。⑤溶剂回收简洁便利，节省能源。⑥集萃取、分别与一体，操作简便。⑦检测、分别分析便利。CompanyLogo其次节高新技术超临界CO2流体萃取过程受很多因素的影响，包括被萃取物质的性质和超临界CO2流体所处的状态等。CompanyLogo其次节高新技术⒋超临界CO2流体萃取技术在食品工业中的应用①超临界CO2流体萃取食用自然色素②超临界CO2流体萃取自然香料③超临界CO2流体萃取动植物油④超临界CO2流体萃取啤酒花⑤超临界CO2流体萃取技术脱咖啡因CompanyLogo电磁杀菌是一种非热杀菌技术，主要是应用电场、磁场、辐射场等技术进展杀菌。由于在杀菌过程中食品温度不上升或上升很低，所以既有利于保持食品中功能成分的生理活性，又有利于保持食品的色香味及养分成分，同时使用电、磁场杀菌技术由于装备较为简洁实现，更具经济性。电磁杀菌可分为电杀菌和磁杀菌。无论是电处理还是磁处理，最终作用于食品物料中，起到杀菌作用的都是电磁场。☞电磁杀菌技术其次节高新技术CompanyLogo其次节高新技术⒈电磁杀菌原理外磁场作用于生物体所产生的生物效应有以下几方面：⑴影响电子传递

⑵影响自由基活动⑶影响蛋白质和酶的活性

⑷影响生物膜渗透⑸影响生物半导体效应

⑹影响遗传基因的变化⑺影响生物的代谢过程

⑻影响生物体内的磁水效应CompanyLogo其次节高新技术⒉电磁杀菌的优点⑴杀菌杀菌短，杀菌效率高⑵杀菌效果好，杀菌时温度上升幅度小⑶设备简洁，占地面积小⑷杀菌能耗低、无噪音，经济有用⑸不污染环境，不污染产品⑹适用范围广，能用于各种罐装前液态物料的消毒杀菌。CompanyLogo其次节高新技术⒊电磁杀菌在食品工业中的应用⑴在果蔬汁饮料加工中的应用⑵在牛乳加工中的应用⑶在鸡蛋加工中的应用⑷在保鲜领域中的应用⑸酿造食品加工中的应用⑹在其他食品中的应用CompanyLogo食品超高压加工技术可简称高压加工技术〔HPP〕或高静水压技术，是将食品原料包装后密封于高压容器中，在静高压和肯定的温度下加工适当的时间，引起食品成分中非共价键的破坏和形成，使食品中的酶、蛋白质、淀粉等生物高分子物质分别失活、变性和糊化，并杀死食品中的细菌等微生物，从而到达食品灭菌、保藏和价格的目的。高压食品，就是以液体作为压力传递介质，用100~1000MPa的压力来处理食品物料，到达杀菌和灭酶的目的，或使之产生一些新的物质。其次节高新技术☞高压技术CompanyLogo其次节高新技术⒈食品杀菌高压杀菌的根本原理是压力对微生物的致死作用和对酶的钝化作用。高压可以导致微生物的形态构造、生物化学反响、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有功能破坏或发生不行逆变化，导致微生物死亡。高压杀菌效率除了与压力大小、时间有关外，还与温度、pH、食品成分、微生物的种类和生长阶段等因素有关。CompanyLogo其次节高新技术⒉改善食品的冷冻贮藏质量冻藏食品的冻结过程和解冻过程对食品的影响很大。由于压力的变化可以转变食品中水的存在状态，通过掌握压力可以使食品发生冻结或解冻，而压力的传递可以瞬间完成，因此可以缩短冻结或解冻的时间。这种利用高压来冻结或解冻食品的方法是一种很有可能替代现有食品冻结和解冻的方法，生产出更高品质的冻藏食品。CompanyLogo其次节高新技术⒊转变食品的特性用高压处理转变食品的特性是高压在食品处理上的最大优势。高压作用可以使蛋白质变性、油脂固化、以及生物膜分解，从而转变蛋白质和肉类的构造，因而高压方法是一种可以调整食品性质的潜在工具。在肯定的温度和压力范围内，超高压处理得到的凝胶强度随着大豆分别蛋白质量分数的增大、温度及处理压力的增高而增高；超高压处理得到的凝胶强度比加热处理得到的高，且外观更加平滑、细致。CompanyLogoThankYou!清洗过程CompanyLogo污染物类型举例金属含铁或不含铁的金属，碎屑无机物泥土，机油，石头，油脂植物树叶，细枝，杂草，种子，果壳，果皮动物毛发，骨头，血液，粪便，小昆虫，虫卵化学制品杀虫剂，农药，除草剂微生物霉菌，细菌，酵母，真菌微生物产物变色，变味，毒素在原料中常见的污染物CompanyLogoCompanyLogo球磨机搅拌磨振动磨CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo⒈加料器⒉网带⒊分风器⒋换热器⒌循环风机⒍排湿风机⒎调整阀喷雾枯燥器红外线枯燥器冷冻枯燥器食品种类损失率（%）VA硫胺素VB2尼克酸VC叶酸生物素水果65501056无花果-484237---全奶（喷雾干燥）----151010全奶（滚筒干燥）----30--猪肉50~70蔬菜5<10<10自动方块米麦通成型设备包装材料包装容器类型纸与纸板纸盒、纸箱、纸袋、纸杯、纸浆模塑制品等塑料塑料薄膜袋、中空包装容器、编织袋、周转箱、片材热成型容器、热收缩膜包装、软管、软塑料、软塑箱、钙塑箱等金属马口铁、无锡钢板制的金属罐、铝制软管软包装等复合材料纸、塑料薄膜、铝箔等组合而成的复合软包装材料制成的包装袋、复合软管等玻璃陶瓷瓶、罐头、坛子、缸等木材木箱、板条箱、胶合板箱、花格木箱其他麻袋、布袋、草或竹制包装容器等包装按包装材料和容器分类食品包装机性质气体超临界流体液体101.325kPa，15~30℃Tc,pcTc,4pc15~30℃密度/（g/cm3）（0.6~2）×10-30.2~0.50.4~0.90.6~1.6黏度/[g/(cm•s)]（1~3）×1