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.ppt

1、,第五章 农产品加工过程 单元操作技术,第一节 农产品加工通用单元操作 第二节 农产品加工高新技术,第一节 通用单元操作,在农产品的加工过程中，每种产品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基本步骤构成的，这些基本的步骤就是单元操作。同一种单元操作，具有系统的理论基础，遵循相同的规律。,第一节 通用单元操作, 一、原料预处理 农产品在种植和收获的过程中，很容易受到污染，使其含有一些不可食用或食用后对人体有害的物质，因此非常有必要进行一些处理来阻止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。, 清洗，是将原料表面的污染物去除以保证在合适条件下对原料进行深加工的一个单元

2、操作，清洗必须在所有单元操作之前进行。,第一节 通用单元操作,清洗分为干法和湿法两种 湿法清洗 主要用水去除农产品表面的土壤和尘埃，水果和蔬菜表面的农药残留。 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）。,第一节 通用单元操作, 挑选和分级 挑选 一般应选出霉烂及病虫害严重的原料，然后将不同品种、不同成熟度的原料分开，以便按照不同的情况分别加工。 分级 主要依照形状、重量、颜色和大小这四个物理指标进行分级。,第一节 通用单元操作, 去皮 人工去皮 机械去皮 热力去皮 碱液去皮 去芯和去核 热烫 用热水或者蒸汽（80100之间）对原料进行高温处理以保证原料质量。,第一节

3、通用单元操作, 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，严重影响质量和美观，护色的目的就是阻止这种变化的形成。 原料处理过程中尽量避 进行热烫灭酶 免其直接接触钢、铁制品 用食盐溶液浸泡 用二氧化硫处理 溶液浸泡并抽真空 加碱保绿,第一节 通用单元操作, 二、粉碎,粉碎是指利用机械力将固体物料破碎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： 有些原料药粉碎到一定粒度才能符合进一步加工和食用要求 经过粉碎的原料，干制时能加快水分蒸发速度，缩短干燥时间 经过粉碎后能加快浸渍速度 原料经粉碎后可均匀混合，利于配制,第一节 通用单元操作, 粉碎的原理和基本概念, 粉

4、碎的原理 粉碎的原理是建立在固体力学和其他物理学基础上的。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。,第一节 通用单元操作, 粉碎的基本概念 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） 球形度和形状因数 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。,第一节 通用单元操作, 粉碎的方法, 干法粉碎 开路粉碎，是指物料加入粉碎机经过粉碎后即

5、作为成品，粗粒不做循环。 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。 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。 湿法粉碎 是指将物料悬浮于载体液中（常用水）进行粉碎，然后采用淘析、沉降或离心分离等水力分级方法分离出所需物料的方法。,第一节 通用单元操作, 粉碎设备 包括破碎机和磨碎机两类。 破碎机可分为挤压式破碎机和冲击式破碎机。 磨碎机主要是借助摩擦力粉碎物料粒度达0.15mm以下，分为慢速磨机和快速磨机。,第一节 通用单元操作, 三、干燥 干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

6、。, 干燥原理 物料中水分的分类 按照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。 按照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。 按照水分能否用干燥方法去除可分为自由水分和平衡水分。,第一节 通用单元操作, 水分活度 水分活度（Aw）是指物料表面的蒸气压p与相同温度下纯水的蒸气压po之比。 水分活度反应了食品中水分的热力学状态，标志在干燥时食品中水分的挥发性大小。,第一节 通用单元操作, 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。 物料去湿 从物料中除去湿分的操作称为

7、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： 机械去湿法 物理化学去湿法 热能去湿法,第一节 通用单元操作, 干燥方法 按照压力的不同可以分为常压干燥和真空干燥。 按照操作方法的不同可以分为间歇式干燥和连续式干燥。 按照热传递机理的不同可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥。 对流干燥，是由加热后的热空气将热量以对流传热的方式传给物料，又称为热空气干燥或热风干燥。 接触干燥，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。 辐射干燥，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，包括红外线干燥和微波干燥。 食品工业还有喷雾干

8、燥和冷冻干燥两种方法。,第一节 通用单元操作, 干燥设备，用于进行物料干燥的设备统称为干燥器。 对流干燥设备 真空干燥设备 箱式干燥器 带式干燥器 喷雾干燥 红外线干燥器 冷冻干燥, 干燥对食品的影响 结构变化 固体物料结构的变化是品质下降的一个重要原因，快速干燥和高温能造成物料结构比较大的改变，在干燥过程中，应注意控制温度和速度，以保证物料的品质。 风味变化 热处理不仅使水分丧失，也使大部分的物料丧失了其特有的风味。应尽量降低干燥温度并低温贮藏，还可加入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,第一节 通用单元操作, 颜色变化 在高温和氧气的共同作用下发生在物料表

9、面的化学变化是引起物料颜色变化的主要原因，应严格控制干燥的温度和时间。 营养变化 营养物质在干燥时的损失情况,第一节 通用单元操作, 四、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，达到商业无菌，使食品在特定环境中保存一段时间而不腐败且尽可能保护食品的营养成分和风味的单元操作。,第一节 通用单元操作, 杀菌原理 按照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。 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。 微生物的热力致死时间Z值 Z

10、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。 （3）F值：在一定温度下，杀死一定浓度的细菌（营养体或芽孢）所需要的时间。该值表示在某一杀菌条件下的总的杀菌效果。,第一节 通用单元操作,杀菌方法,热杀菌,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,第一节 通用单元操作, 杀菌设备, 列管式杀菌器, 板式杀菌器,浓缩，即除去食品原料中部分水分的单元操作。食品工厂生产的原料一般含有大量的水分（约75%90%左右），而有营养价值的成分只占5%10%，而且都属于热敏性很强

11、的物质，所以需要对食品溶液进行浓缩。,第一节 通用单元操作, 五、浓缩,第一节 通用单元操作,食品浓缩的目的： 作为干燥的预处理，以降低产品加工热耗 提高产品质量 提高产品浓度，增加产品的贮藏性 减少产品的体积和重量，便于运输 浓缩作为某些结晶操作的预处理 提取果汁中的芳香物质,第一节 通用单元操作, 食品浓缩的原理与方法 蒸发浓缩 蒸发浓缩就是将溶液加热至沸腾，使其中的一部分溶剂汽化并被排除，以提高溶液中溶质浓度，直至达到浓度要求的操作。蒸发是食品行业中应用最广泛的浓缩方法。 食品物料蒸发浓缩的特点： 热敏性 挥发性 粘稠性 结垢性 泡沫性,第一节 通用单元操作,纳滤浓缩 纳滤浓缩的原理 纳

12、滤膜表皮孔径范围大致在几纳米左右，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，属于膜分离技术。 纳滤浓缩的特点： 风味和香味成分不易失散 易保持食品的某些功效，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,第一节 通用单元操作, 冷冻浓缩 冷冻浓缩是低温常压加工工艺。 冷冻浓缩的原理 对需要浓缩的溶液进行冷却降温，当温度降到冰点线时，如果溶液中无“冰种”，则溶液不会结冰，其温度继续下降，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达到浓缩目的。 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理想选择，对应用于化学工业有重要意义

13、。, 浓缩设备 蒸发浓缩设备的分类 蒸发设备是指创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, 常压浓缩设备 真空浓缩设备, 纳滤浓缩设备 最早出现的膜是纤维素衍生物膜。,成型是将调制好的面团（糊）加工成一定形状，一般在焙烤前，糕点的成型基本上是由糕点的品种和产品的形态所决定，成型的好坏对产品品质影响很大。,第一节 通用单元操作, 六、成型, 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。可以根据面团的物性选用合适的成型方法。成型方法主要有手工成型、注模成型和机械成型。,第一节 通用单元操作, 手工成型

14、 手搓成型 压延成型 包馅成型 卷起成型 挤注成型 注模成型 切片成型 折叠成型 包酥成型 机械成型 印模成型 是指借助含印模具使制品具有一定的形状或花纹，常用的有木模和金属模。,第一节 通用单元操作, 机械成型设备 压延成型设备 切片成型设备 浇注（浇模、注模）成型设备 锟印成型设备 冲印成型设备 夹馅成型设备,第一节 通用单元操作, 七、包装, 包装的概念和目的 包装的定义：为在流通过程中保护产品、方便贮运、促进销售，按一定技术方法而采用的容器、材料及辅助物品的总称；也指为了达到上述目的而采用容器、材料和辅助物的过程中施加一定技术方法等的操作活动。 食品包装是指：采用适当的包装材料、容器和

15、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。,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。 对食品进行现代包装主要有以下几个目的： 保护商品 方便贮运 促进销售 提高商品价值,第一节 通用单元操作, 包装的分类 按在流通过程中的作用分类 销售包装 运输包装 按包装结构形式分类 贴体包装 泡罩包装 热收缩包装 可携带包装 托盘包装 组合包装 按包装材料和容器包装分类 按销售对象分类 出口包装、内销包装、军用包装和民用包装 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,第

16、一节 通用单元操作, 食品包装机械，是指完成全部或部分包装过程的机器。 食品包装机械的种类 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 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 按自动化程度不同分为：半自动包装机和全自动包 装机 按包装适应范围不同分为：专用型、多用型和通用型包装机,第一节 通用单元操作, 食品产品包装机械的基本构成 其结构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、操作控制系统和机身支架等几部分组成。,超临界流体

17、萃取技术（SFE）是一种新型的萃取分离技术，该技术是利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽范围内变动的这一特性而达到溶质分离的一项技术。,第二节 高新技术, 一、超临界流体萃取技术,第二节 高新技术, 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

18、时的流体。 SCF兼具液体和气体的优点，密度接近液体，黏度远小于液体，只是气体的几倍。其传递性能优于正常的液体。,第二节 高新技术, 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发展得最为成功和广泛。, 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能力，而在非超临界状态下对溶质的溶解能力又很低这一特性，来实现对目标成分的提取和分离。,第二节 高新技术,CO2作为萃取的超临界流体，具有如下优点： 萃取能力取决于流体的密度，可以很容易地改变操作条件而改变它的溶解度并实现选择性提取；渗透性强；提取时间大大

19、低于使用有机溶剂。 CO2无味、无臭、无毒、化学惰性，不污染环境和产品。 操作温度接近室温，适合遇热分解的热敏性物料。 CO2价廉易得，使用安全。 溶剂回收简单方便，节省能源。 集萃取、分离与一体，操作简便。 检测、分离分析方便。,第二节 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。,第二节 高新技术, 超临界CO2流体萃取技术在食品工业中的应用 超临界CO2流体萃取食用天然色素 超临界CO2流体萃取天然香料 超临界CO2流体萃取动植物油 超临界CO2流体萃取啤酒花 超临界CO2流体萃取技术脱咖啡因,电磁杀菌是一种非热杀菌技术，主要是

20、应用电场、磁场、辐射场等技术进行杀菌。由于在杀菌过程中食品温度不升高或升高很低，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营养成分，同时使用电、磁场杀菌技术由于装备较为容易实现，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，最后作用于食品物料中，起到杀菌作用的都是电磁场。, 二、电磁杀菌技术,第二节 高新技术,第二节 高新技术, 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： 影响电子传递 影响自由基活动 影响蛋白质和酶的活性 影响生物膜渗透, 影响生物半导体效应 影响遗传基因的变化 影响生物的代谢过程 影响生物体内的磁水效应,第

21、二节 高新技术, 电磁杀菌的优点 杀菌时间短，杀菌效率高 杀菌效果好，杀菌时温度升高幅度小 设备简单，占地面积小 杀菌能耗低、无噪音，经济实用 不污染环境，不污染产品 适用范围广，能用于各种罐装前液态物料的 消毒杀菌。,第二节 高新技术, 电磁杀菌在食品工业中的应用 在果蔬汁饮料加工中的应用 在牛乳加工中的应用 在鸡蛋加工中的应用 在保鲜领域中的应用 酿造食品加工中的应用 在其他食品中的应用,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，在静高压和一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，从而达到食品灭菌和保藏的目的。 高压食品，就是以液体作为压力传递介质，用1001000MPa的压力来处理食品物料，达到杀菌和灭酶的目的，或使之产生一些新的物质。,第二节 高新技术, 三、高压技术,第二节 高新技术, 食品杀菌 高压杀菌的基本原理是压力对微生物的致死作用和对