1、第五章第五章 食品的干燥食品的干燥 食品干燥的目的和原理食品干燥的目的和原理 食品在干燥過程中發生的變化食品在干燥過程中發生的變化 食品的干燥方法與技術食品的干燥方法與技術 干燥食品的保藏原理干燥食品的保藏原理 干燥產品的包裝與貯藏干燥產品的包裝與貯藏第一節干燥的目的和原理第一節干燥的目的和原理一、食品干燥的目的一、食品干燥的目的 延長貯藏期延長貯藏期 - 經干燥的食品，其水分活性較低，有利于在室經干燥的食品，其水分活性較低，有利于在室溫條件下長期保藏，以延長食品的市場供給，平衡產銷高峰溫條件下長期保藏，以延長食品的市場供給，平衡產銷高峰; 用于某些食品加工過程以改善加工品質用于某些食品加工過

2、程以改善加工品質 - 如大豆、花生米如大豆、花生米經過適當干燥脫水，有利于脫殼經過適當干燥脫水，有利于脫殼(去外衣去外衣)，便于后加工，提高制，便于后加工，提高制品品質；促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進一步成熟品品質；促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進一步成熟; 便于商品流通便于商品流通 - 干制食品重量減輕、容積縮小，可以顯著干制食品重量減輕、容積縮小，可以顯著地節省包裝、儲藏和運輸費用，并且便于攜帶和儲運地節省包裝、儲藏和運輸費用，并且便于攜帶和儲運; 干制食品常常是救急、救災和戰備用的重要物質。干制食品常常是救急、救災和戰備用的重要物質。食品干燥過程控制食品干燥過程控制 達到一定的水分

3、要求達到一定的水分要求 保持或改善食品品質保持或改善食品品質 控制條件和方法以獲得最低能耗控制條件和方法以獲得最低能耗 食品干燥過程食品干燥過程 將能量傳遞給食品將能量傳遞給食品(傳熱過程傳熱過程) 促使食品物料中水分向表面轉移并排放到物料周圍促使食品物料中水分向表面轉移并排放到物料周圍 的外部環境中，完成脫水干制的過程的外部環境中，完成脫水干制的過程(傳質過程傳質過程) 濕熱的轉移是食品干燥原理的核心問題濕熱的轉移是食品干燥原理的核心問題二、濕物料與濕空氣二、濕物料與濕空氣濕物料的狀態濕物料的狀態 按濕物料的外觀狀態和物理化學性質則可分為兩大類：按濕物料的外觀狀態和物理化學性質則可分為兩大類

4、： a. 濕固態食品物料濕固態食品物料 塊狀物料，如馬鈴薯、切塊胡蘿卜等；塊狀物料，如馬鈴薯、切塊胡蘿卜等； 條狀物料，如刀豆、馬鈴薯條、香腸等；條狀物料，如刀豆、馬鈴薯條、香腸等； 片狀物料，如葉菜、肉片、蔥蒜頭片、餅干等；片狀物料，如葉菜、肉片、蔥蒜頭片、餅干等； 晶體物料，如葡萄糖、味精、檸檬酸、砂糖等；晶體物料，如葡萄糖、味精、檸檬酸、砂糖等； 散粒狀物料，如谷物、油料種籽等；散粒狀物料，如谷物、油料種籽等； 粉末狀物料，如淀粉、面粉、乳粉、豆乳粉等粉末狀物料，如淀粉、面粉、乳粉、豆乳粉等 b. 液態食品物料液態食品物料 膏糊狀物料，如麥乳精漿料、冰淇淋混料等膏糊狀物料，如麥乳精漿料、

5、冰淇淋混料等 液體物料，如各種抽提液、懸浮液、乳濁液和膠體溶液等液體物料，如各種抽提液、懸浮液、乳濁液和膠體溶液等濕物料的水分活動與吸附等溫線濕物料的水分活動與吸附等溫線復習復習食品化學食品化學第二章第二章 水分活度定義水分活度定義 吸附等溫線各區間食品水分存在狀態及特征吸附等溫線各區間食品水分存在狀態及特征圖圖濕物料的熱物理性質濕物料的熱物理性質比熱容比熱容熱導率熱導率導溫系數導溫系數三、物料與空氣間的溫熱平衡三、物料與空氣間的溫熱平衡平衡水分和吸附水分平衡水分和吸附水分 平衡水分：食品與空氣平衡狀態的水分含量。平衡水分：食品與空氣平衡狀態的水分含量。表表吸濕水分：干料從周圍吸附濕汽的平衡水

6、。吸濕水分：干料從周圍吸附濕汽的平衡水。吸附與解吸等溫線吸附與解吸等溫線吸附作用：吸附作用：解吸等溫線：圖解吸等溫線：圖雞肉在不同溫度下的吸附和解吸等溫線雞肉在不同溫度下的吸附和解吸等溫線滯后現象滯后現象四、干燥過程的濕熱傳遞四、干燥過程的濕熱傳遞 (一一) 干燥過程物料水分的變化與解吸等溫線干燥過程物料水分的變化與解吸等溫線圖圖5-3 面包干干燥的平衡水分曲線面包干干燥的平衡水分曲線 吸濕水分值是一重要的界限值。吸濕水分值是一重要的界限值。 低于吸濕水分值的區域為吸濕狀態，等溫線上方為低于吸濕水分值的區域為吸濕狀態，等溫線上方為吸附區，下方為解吸區。即物料水分大于平衡水條件下，吸附區，下方為

7、解吸區。即物料水分大于平衡水條件下，不管什么狀態，干燥都在進行。不管什么狀態，干燥都在進行。 高于吸濕水分值的區域為潮濕狀態，此時物料表面高于吸濕水分值的區域為潮濕狀態，此時物料表面水蒸氣壓飽和，表面有水附著，干燥過程會先蒸發。水蒸氣壓飽和，表面有水附著，干燥過程會先蒸發。（二（二) 食品干燥過程的特性食品干燥過程的特性圖干燥過程曲線（各階段特點）圖干燥過程曲線（各階段特點）AB段：干燥開始，水分稍有下降，物料表面溫度提高達濕球段：干燥開始，水分稍有下降，物料表面溫度提高達濕球溫度，干燥速率由零增至最高值。此段持續時間和速率取溫度，干燥速率由零增至最高值。此段持續時間和速率取決于物料厚度與受熱

8、狀態。決于物料厚度與受熱狀態。BC段：第一干燥階段即恒速階段，水分直線下降，干燥速率段：第一干燥階段即恒速階段，水分直線下降，干燥速率穩定不變，是干燥控制的關鍵階段。向物料提高的熱能大穩定不變，是干燥控制的關鍵階段。向物料提高的熱能大部分用于水分的蒸發，物料表面溫度基本不變；若為厚材，部分用于水分的蒸發，物料表面溫度基本不變；若為厚材，其中心溫度低于濕球溫度，即存在溫度梯度。其中心溫度低于濕球溫度，即存在溫度梯度。CD段：降速階段，食品干燥到某一水分量，水分下降速度減段：降速階段，食品干燥到某一水分量，水分下降速度減慢。干燥末期，物料水分向平衡濕度靠攏；速率下降，溫慢。干燥末期，物料水分向平衡

9、濕度靠攏；速率下降，溫度提高。度提高。DE段：物料水分達到平衡水分值，干燥速率為零，溫度上升段：物料水分達到平衡水分值，干燥速率為零，溫度上升至空氣的干球溫度。至空氣的干球溫度。（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 物料給濕過程物料給濕過程 水分從物料表面向外擴散的過程稱為給濕過程。與自由水分從物料表面向外擴散的過程稱為給濕過程。與自由液面蒸發水分相似。液面蒸發水分相似。 在一定氣壓下，恒速干燥階段得水分蒸發強度主要決定在一定氣壓下，恒速干燥階段得水分蒸發強度主要決定于蒸發面的蒸汽遷移勢能和物料的給濕系數。表示式子于蒸發面的蒸汽遷移勢能和物料的給濕系數。表示式子5-17

10、。 給濕系數取決于空氣流速、蒸發面的形狀大小、溫度等。給濕系數取決于空氣流速、蒸發面的形狀大小、溫度等。 降速階段存在不穩定水交換，難以測定蒸發強度。降速階段存在不穩定水交換，難以測定蒸發強度。 干燥過程濕物料的濕熱傳遞的具體表現是物料干燥過程濕物料的濕熱傳遞的具體表現是物料給濕過程和導濕過程。給濕過程和導濕過程。（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 物料導濕過程物料導濕過程 干燥時物料的外表面的水分蒸發后從鄰層得到補充。干燥時物料的外表面的水分蒸發后從鄰層得到補充。后者則由來自物料內部的水分補充。后者則由來自物料內部的水分補充。 水分梯度：干燥時物料中心水分比外表高，

11、存在水分含水分梯度：干燥時物料中心水分比外表高，存在水分含量差。表示式子量差。表示式子5-18。 水分梯度為空間內水分含量沿著法線發生變化的速水分梯度為空間內水分含量沿著法線發生變化的速度。通常可以偏導數方式表示。度。通常可以偏導數方式表示。（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 物料導濕過程物料導濕過程 導濕系數（導濕系數（K）：即導濕性。干燥時蒸氣或液體水擴散性移動的）：即導濕性。干燥時蒸氣或液體水擴散性移動的現象。即水分傳遞系數即導濕系數。干燥過程此參數并非不變。現象。即水分傳遞系數即導濕系數。干燥過程此參數并非不變。導濕性引起的水分移動量表示式子導濕性引起的水分移

12、動量表示式子5-20。 導濕系數與水分關系：圖導濕系數與水分關系：圖5-6。K值隨物料結合水狀態變化。值隨物料結合水狀態變化。 ED段：恒速階段，排出的水分為滲透吸收水以液態轉移，段：恒速階段，排出的水分為滲透吸收水以液態轉移，K值值不變。不變。 DC段：排出毛管水時，以蒸氣或液態轉移，段：排出毛管水時，以蒸氣或液態轉移，K值下降。值下降。 CA段：排出吸附水時，以蒸氣狀態轉移，先多分子層水，后單段：排出吸附水時，以蒸氣狀態轉移，先多分子層水，后單分子層水（結合牢固），分子層水（結合牢固），K值先上升值先上升CB后下降后下降BA.（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 物

13、料導濕過程物料導濕過程 導濕系數與溫度關系：圖導濕系數與溫度關系：圖5-7。 溫度對物料導濕系數明顯也影響。某研究顯示溫度對物料導濕系數明顯也影響。某研究顯示K值和值和絕對溫度的絕對溫度的14次方成正比。式子次方成正比。式子5-21。 應用：導濕性小的物料干制前應加以預熱能加速干應用：導濕性小的物料干制前應加以預熱能加速干制過程。制過程。（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 物料導濕過程物料導濕過程 導濕溫性：在對流干燥中物料表面受熱高于中心，有一定溫度梯導濕溫性：在對流干燥中物料表面受熱高于中心，有一定溫度梯度。溫差將促使水分從高溫向低溫處轉移，這種現象稱導濕溫性。度

14、。溫差將促使水分從高溫向低溫處轉移，這種現象稱導濕溫性。 在溫差影響下引起的水分轉移的流量將和溫度梯度成正比。流在溫差影響下引起的水分轉移的流量將和溫度梯度成正比。流量計算式量計算式5-22。 導濕溫系數導濕溫系數 ：溫度梯度為：溫度梯度為1/m時物料內建立的水分梯度。受時物料內建立的水分梯度。受物料結合水狀態而變化。圖物料結合水狀態而變化。圖5-8 值最初隨著物料水分增加上升，到最高值后下降或不變。值最初隨著物料水分增加上升，到最高值后下降或不變。（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 圖圖5-8 導濕溫性和物料水分的關系導濕溫性和物料水分的關系: 最高點最高點-為吸附

15、水分和自由水分的分界點。為吸附水分和自由水分的分界點。 線：滲透水在滲透壓下和毛管水在勢能下以液態流動，線：滲透水在滲透壓下和毛管水在勢能下以液態流動， 值值不變。不變。 線：因物料內擠壓空氣的影響，線：因物料內擠壓空氣的影響， 值有了變化。值有了變化。 AB段：物料水分愈少，內部空氣量愈大，蒸汽擴散愈受阻，段：物料水分愈少，內部空氣量愈大，蒸汽擴散愈受阻，故故值也隨之下降。物料水分進一步下降時，蒸汽狀態水分逆著值也隨之下降。物料水分進一步下降時，蒸汽狀態水分逆著熱流方向擴散，而內空氣順著熱流方向擴散，導致熱流方向擴散，而內空氣順著熱流方向擴散，導致值為負值。值為負值。（三）干燥過程濕物料的濕

16、熱傳遞（三）干燥過程濕物料的濕熱傳遞 導濕性（水分梯度）與導濕溫性（溫度梯度）導濕性（水分梯度）與導濕溫性（溫度梯度）: 兩者方向一致時，水分流量為兩者之和。式子兩者方向一致時，水分流量為兩者之和。式子5-23。 對流干燥時，兩者方向相反。通常導濕性較強。對流干燥時，兩者方向相反。通常導濕性較強。 導濕性比導濕溫性強，水分按減少方向移動，導濕溫性成為導濕性比導濕溫性強，水分按減少方向移動，導濕溫性成為阻礙因素，水分擴散受阻。水流量計算式阻礙因素，水分擴散受阻。水流量計算式5-24。 導濕溫性比導濕性強，水分隨熱流方向移動，并向物料水分增導濕溫性比導濕性強，水分隨熱流方向移動，并向物料水分增加方

17、向發展，導濕性成為阻礙因素。在紅外線干燥和面包焙烤初加方向發展，導濕性成為阻礙因素。在紅外線干燥和面包焙烤初期出現，對流干燥的降速階段也出現。期出現，對流干燥的降速階段也出現。 注意：降速階段的導濕溫性強，表面水會向深層轉移，但物表注意：降速階段的導濕溫性強，表面水會向深層轉移，但物表仍進行水分蒸發，以致物表迅速干燥而升溫，這時水分蒸發轉移仍進行水分蒸發，以致物表迅速干燥而升溫，這時水分蒸發轉移至深層蒸發，只有內層水分蒸發而建立起足夠的壓力，才會改變至深層蒸發，只有內層水分蒸發而建立起足夠的壓力，才會改變水分移動的方向。這種情況將延長干制時間。水分移動的方向。這種情況將延長干制時間。（四）影響

18、濕熱傳遞的主要因素（四）影響濕熱傳遞的主要因素 (一一)食品物料的組成與結構食品物料的組成與結構 (1)食品成分在物料中的位置食品成分在物料中的位置 (2)溶質濃度溶質濃度 (3)結合水的狀態結合水的狀態 (4)細胞結構細胞結構 (二二)物料的表面積物料的表面積 (三三)空氣的濕度空氣的濕度 (四四)空氣溫度空氣溫度 (五五)空氣流速空氣流速 (六六)大氣壓力或真空度大氣壓力或真空度 (七七)物料干燥溫度物料干燥溫度第二節第二節 食品在干燥過程發生的變化食品在干燥過程發生的變化一、食品發生的物理變化有一、食品發生的物理變化有: : 1.1.干縮和干裂干縮和干裂 2.2.表面硬化表面硬化 3.3

19、.多孔性形成多孔性形成二、食品發生的化學變化：二、食品發生的化學變化： 1.1.營養成分的變化營養成分的變化 2.2.食品顏色的變化食品顏色的變化 3.3.食品風味的變化食品風味的變化脫水干燥對食品營養成分的影響脫水干燥對食品營養成分的影響 每單位重量干制食品中蛋白質、脂肪和碳水化合物的每單位重量干制食品中蛋白質、脂肪和碳水化合物的含量大于新鮮食品含量大于新鮮食品( (表表4 44)4)。 高溫長時間的脫水干燥導致糖分損耗高溫長時間的脫水干燥導致糖分損耗( (表表4 45 5) )。 高溫加熱碳水化合物含量較高的食品極易焦化； 緩慢曬干過程中初期的呼吸作用也會導致糖分分解; 還原糖還會和氨基酸

20、反應而產生褐變。 高溫脫水時脂肪氧化就比低溫時嚴重得多。高溫脫水時脂肪氧化就比低溫時嚴重得多。 干燥過程會造成維生素損失干燥過程會造成維生素損失表表4 44 4 新鮮和脫水干燥食品營養成分比較新鮮和脫水干燥食品營養成分比較 牛 肉( % ) 青 豆 ( % ) 營 養 成 分 新 鮮 干 制 新 鮮 干 制 水 分 68 10 74 5 蛋 白 質 20 55 7 25 脂 肪 10 30 1 3 碳 水 化 合 物 1 1 11 65 灰 分 1 4 1 2表表4 45 5 干燥工藝條件對葡萄糖損耗的影響干燥工藝條件對葡萄糖損耗的影響（1 1） 不同脫水干制時間下的糖分損失率（） 熱空氣溫度

21、() 8小時 16小時 32小時 60 0.6 0.8 1.0 85 8.7 12.2 14.9脫水干燥對食品顏色的影響脫水干燥對食品顏色的影響 新鮮食品的色澤一般都比較鮮艷。干燥會改變其物理和化學性質，使食品反射、散射、吸收和傳遞可見光的能力發生變化，從而改變了食品的色澤。如: 濕熱條件下葉綠素將失去一部分鎂原子而轉化成脫鎂葉綠素， 呈橄欖綠，不再呈草綠色。 類胡蘿卜素、花青素也會因干燥處理有所破壞。 硫處理會促使花青素褪色，應加以重視。 酶或非酶褐變反應是促使干燥品褐變的原因。為此，干燥前需進行酶鈍化處理以防止變色干燥時食品風味的變化干燥時食品風味的變化 食品失去揮發性風味成分。如：食品失

22、去揮發性風味成分。如： 牛乳失去極微量的低級脂肪酸，特別是硫化甲基，雖然它的含量實際上僅億分之一，但其制品卻已失去鮮乳風味。一般處理牛乳時所用的溫度即使不高，蛋白質仍然會分解并有揮發硫放出(表46)。 解決的有效辦法是解決的有效辦法是: : 從干燥設備中回收或冷凝外逸的蒸汽，再加回到干制食品中，以便盡可能保存它的原有風味。 可從其它來源取得香精或風味制劑再補充到干制品中，或干燥前在某些液態食品中添加樹膠和其它包埋物質。表表4 46 6 鮮乳和乳粉配制的乳中揮發硫放出量鮮乳和乳粉配制的乳中揮發硫放出量 加熱處理時間 每公斤乳固形物中揮發硫放出量(毫克) 乳 類 （小時） 60 70 0.5 0.

23、01 0.08 鮮 乳 1 0.03 0.18 2 0.05 0.48 3 0.07 0.76 0.5 0.02 0.35 1 0.32 0.56 乳粉的復原乳 2 0.51 0.89 3 0.65 1.22 第三第三 節節 食品食品 的的 干干 燥燥 方方 法法目 錄 一、曬干及風干 二、空氣對流干燥 箱式干燥； 隧道式干燥；輸送帶式干燥；噴霧干燥；氣流干燥；流化床干燥；噴動床干燥 三、傳導干燥 回轉干燥；滾筒干燥；真空干燥；冷凍干燥 四、能量場作用下的干燥 電磁場中的干燥；聲波場中的干燥1. 了解食品干燥常用方法的基本原理與特點。2. 不同干燥方法常用設備及其特點是什么？3. 不同干燥方法

24、應用于食品干燥的工藝條件控制。4. 如何選擇食品干燥方法與設備？本節學習要求本節學習要求1，按干燥設備的特征來分類，按干燥設備的特征來分類： （1）自然干燥方法（曬干與風干等）； （2）人工干燥方法（如箱式干燥、窯房式干燥、隧道式干燥、輸送式干燥、輸送帶式干燥、滾筒干燥、流化床干燥、噴霧干燥、冷凍干燥等）。2，按干燥的連續性分為，按干燥的連續性分為：（1）間歇（批次）干燥； （2）連續干燥。3，以干燥時空氣的壓力來分類，以干燥時空氣的壓力來分類： （1）常壓干燥； （2）真空干燥。 4，以干燥過程向物料供能熱的方法來分類，以干燥過程向物料供能熱的方法來分類： （1）對流干燥； （2）傳導干燥；

25、 （3）能量場作用下的干燥及組合干燥法。干燥設備的分類干燥設備的分類干燥器類型干燥器類型 用于干燥的食物用于干燥的食物 空氣對流干燥空氣對流干燥 窯式（烘房式） 塊片狀 箱式、托盤或片盤式 塊片狀、漿料、液態 隧道式 塊片狀 連續運輸帶式 漿料、液狀 槽型輸送帶式 塊片狀 空氣提升式 小塊片狀、顆粒狀 流化床式 小塊片狀、顆粒狀 噴霧式 液態、漿狀轉筒干燥轉筒干燥 氣壓式（常壓式） 漿狀、液態 真空 漿狀、液態真空干燥真空干燥 真空架式 塊片狀、漿狀、液態 真空帶式 漿狀、液態 冷凍干燥器 塊片狀、表表47 .常用于液狀和固狀食物的干燥型式常用于液狀和固狀食物的干燥型式 曬干是指利用太陽光的輻

26、射能進行干燥的過程。 風干是指利用濕物料的平衡水蒸氣壓與空氣中的水蒸氣壓差進行脫水干燥的過程。 曬干過程常包含風干的作用，是常見的自然干燥干燥方法。 曬干、風干 方法可用于固態食品物料（如果、蔬、魚、肉等）的干燥，尤其適于以濕潤水分為主的物料（如糧谷類等）干燥，炎熱干燥和通風良好的氣候環境條件最適宜于曬干。一、曬干及風干一、曬干及風干 空氣對流干燥是最常見的食品干燥方法。 A, 熱空氣是熱的載體，也是濕氣的載體。而空氣則有自然或強制對流循環，在不同條件下環繞濕物料進行干燥。熱空氣的流動靠風扇，鼓風機和折流板加以控制，空氣的量和速度會影響干燥速率。空氣的加熱可以用直接或間接加熱法： 直接加熱空氣

27、靠空氣直接與火焰或燃燒氣體接觸； 間接加熱靠空氣與熱表面接觸加熱。 B, 空氣對流干燥一般在常壓下進行，有間歇式（分批）和連續式。 C, 被干燥的 濕物料可以是固體、膏狀物料及液體。二、空氣對流干燥二、空氣對流干燥 箱式干燥是一種比較簡單的間歇式干燥方法; 箱式干燥設備單機生產能力不大，工藝條件易控制。 按氣體與物料流動方式有平行流式、穿流式及真空式。A, 平行流箱式干燥B, 穿流箱式干燥C, 真空箱式干燥 ( (一一) ) 箱式干燥箱式干燥 A, 隧道式干燥使用的設備實際上是箱式干燥設備的擴大加長，其長度可達1015m，可容納515輛裝滿料盤的小車。 B, 可連續或半連續操作。 C, 隧道干

28、燥設備容積較大，小車在內部可停留較長時間，適于處理量大，干燥時間長的物料干燥。 D, 干燥介質多采用熱空氣，隧道內也可以進行中間加熱或廢氣循環，氣流速度一般23 ms1。 E, 根據物料與氣流接觸的形式常有逆流式、順流式和混流式。(二二) 隧道式干燥隧道式干燥 A, 輸送帶式干燥裝置中除載料系統由輸送帶取代裝有料盤的小車外，其余部分基本上和隧道式干燥設備相同。 B, 濕物料堆積在鋼絲網或多孔板制成的水平循環輸送帶上進行的移動通風干燥（故也稱穿流帶式干燥），物料不受振動或沖擊，破碎少。 C, 適于膏狀物料和固體物料干燥。 D,在干燥過程，采用復合式或多層帶式可使物料松動或翻轉，有利于增加空氣與物

29、料的接觸面，加速干燥速率。 E, 可減輕裝卸物料的勞動強度和費用，便于連續化、自動化，適于生產量大的單一產品干燥，以取代原來采用的隧道式干燥。 F, 按輸送帶的層數多少可分為單層帶型、復合型、多層帶型；按空氣通過輸送帶的方向可分為向下通風型、向上通風型和復合通風型輸送帶干燥設備。（三）輸送帶式干燥（三）輸送帶式干燥 噴霧干燥是采用霧化器將料液（可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏糊液）分散為霧滴，并用熱空氣干燥霧滴而完成的干燥過程。 噴霧干燥方法常用于各種乳粉、大豆蛋白粉、蛋粉等粉體食品的生產，是粉體食品生產最重要的方法。 噴霧干燥系統有不同的組成與性能。（四）（四） 噴霧干燥噴霧干

30、燥 氣流干燥就是將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進行干燥的氣流干燥就是將粉末或顆粒食品物料懸浮在熱氣流中進行干燥的方法。氣流干燥也屬流態化干燥技術之一，具有如下特點方法。氣流干燥也屬流態化干燥技術之一，具有如下特點： A, 顆粒在氣流中高度分散，由于熱空氣與濕物料直接接觸，使氣固相間的傳熱傳質的表面積大大增加，強化了傳熱與傳質過程，因此干燥時間短（0.52 s）。 B, 氣固相間的并流操作，可使用高溫干燥介質（濕淀粉干燥可使用400熱空氣），使高溫低濕空氣與濕含量大的物料接觸，整個干燥過程物料溫度也不高。 C, 干燥設備體積小，熱能利用，如使用400以上高溫氣體為介質，1kg絕干空氣可干燥除

31、濕0.10.15kg，干燥器的熱效率可達6075。 D, 設備結構簡單，占地面積小，處理量大。 E, 適應性廣，可用于塊狀、膏糊狀及泥狀物料。對散粒狀物料，最大粒徑可達10mm。(五）氣流干燥五）氣流干燥 流化床干燥也稱沸騰床干燥流化床干燥也稱沸騰床干燥,是另一種氣流干燥法。與氣流干是另一種氣流干燥法。與氣流干燥設備最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。燥設備最大不同的是流化床干燥物料由多孔板承托。 流化床干燥用于干態顆粒食品物料干燥，不適于易粘結或結流化床干燥用于干態顆粒食品物料干燥，不適于易粘結或結塊的物料。塊的物料。 流化床干燥的特點：流化床干燥的特點： （1）物料顆粒與熱空氣在湍流噴

32、射狀態下進行充分的混合和分散，氣固相間的傳熱傳質系數及相應的表面積均較大，熱效率較高，可達6080。 （2）由于氣固相間激烈的混合和分散以及兩者間快速地給熱，使物料床溫度均勻、易控制，顆粒大小均勻。 （3）物料在床層內的停留時間可任意調節，故對難干燥或要求干燥產品含水量低的過程比較適用。 （4）設備設計簡單，造價較低，維修方便。 （六）流化床干燥（六）流化床干燥 噴動床又稱噴泉床，是一種比較新的技術。 噴動床技術可用于干燥、造粒、冷卻、混合、粉碎以及反應等過程。 噴動床干燥器可用于干燥18mm的大顆粒物料，如小麥、豆類、玉米等農產品，此類大顆粒物料若應用流化床，則需很高流化速度而不經濟。噴動流

33、化床又可用于干燥4080目或更細一些的粉體物料。 常用的噴動床干燥器有單級及多級型式。按其內部結構有分布板式及無分布板式噴動床干燥器。 （七）噴動床干燥（七）噴動床干燥 * 傳導干燥是指濕物料貼在加熱表面上（爐底、鐵板、滾筒及圓柱體等）進行的干燥，熱的傳遞取決于溫度梯度的存在。 * 傳導干燥和傳導對流聯合干燥常結合在一起使用。 * 這種干燥的特點是干燥強度大，相應能量利用率較高。 * 為了加速熱的傳遞及濕氣的遷移，傳導干燥過程都盡量使物料處于運動（翻動）狀態，因此有各種不同的干燥設備。如轉筒干燥，滾筒干燥，真空干燥，冷凍干燥等。三、傳導干燥三、傳導干燥 回轉干燥又稱轉筒干燥，是由稍作傾斜而轉動

34、的長筒所構成回轉干燥又稱轉筒干燥，是由稍作傾斜而轉動的長筒所構成。 A, 回轉干燥處理量大，運轉的安全性高，多用于含水分比較少的顆粒狀物料干燥。 B, 加熱介質可以是熱氣流與物料直接接觸方式（類似對流干燥），也可以是由蒸汽等熱源來加熱圓筒壁。 C, 它適于粘附性低的粉粒狀物料，小片物料等堆積密度較小的物料干燥。 D, 回轉干燥設備占地大，結構復雜，耗材多，投資也大，目前不少逐漸由沸騰床（流化床）等所取代。 (一一) 回轉干燥回轉干燥 滾筒干燥是將物料在緩慢轉動和不斷加熱（用蒸汽加熱）的滾滾筒干燥是將物料在緩慢轉動和不斷加熱（用蒸汽加熱）的滾筒表面上形成薄膜，滾筒轉動（一周）過程便完成干燥過程。

35、筒表面上形成薄膜，滾筒轉動（一周）過程便完成干燥過程。 A, 滾筒干燥可用于液態、漿狀或泥漿狀食品物料的干燥；但不適于熱塑性食品物料（如果汁類）干燥。 B, 滾筒干燥常用蒸汽作為加熱源，對于一般的物料，每m2物料接觸面上的平均干燥速度為1020 kghr1。 C, 經過滾筒轉動一周的干燥物料，其干物質可從330增加到9098，干燥時間僅需2秒到幾分鐘 D, 根據進料的方式，滾筒干燥設備有浸泡進料、滾筒進料和頂部進料；根據干燥壓力有真空及常壓滾筒干燥；也有單滾筒、雙滾筒式或裝滾筒等干燥設備。 （二）滾筒干燥（二）滾筒干燥 真空干燥是指在低氣壓條件下進行的干燥。真空干燥是指在低氣壓條件下進行的干燥

36、。 A, 真空干燥常在較低溫度下進行，因此有利于減少熱對熱敏性成分的破壞和熱物理化學反應的發生，制品有優良品質，但真空干燥成本常較高。 B, 采用真空干燥設備一般可制成不同膨化度的干制品。 C, 真空干燥過程食品物料的溫度和干燥速度取決于真空度，物料狀態及受熱程度。 D, 干燥過程熱量常靠傳導或輻射向食品傳遞，也有用熱氣體或微波作為熱源。 （三）真空干燥（三）真空干燥 冷凍干燥又稱升華干燥，是指干燥時物料的水分直接由冰晶體蒸發成水蒸氣的干燥過程。 冷凍干燥是目前食品干燥方法中干燥過程物料溫度最低的干燥，用于果蔬、蛋類、速溶咖啡和茶、低脂肉類及制品、香料及有生物活性的食品物料干燥。 冷凍干燥時，

37、被干燥的物料首先要進行預凍（凍結），然后在高真空狀態下進行升華干燥. （四）（四） 冷凍干燥冷凍干燥 能量場作用下的干燥指電磁場和聲波場中的干燥作用。 濕物料中的水分對不同能量場中的能量有特殊的吸收作用，可促進物料中水分汽化，提高干燥速率。 在能量場中能量的傳輸依然有對流與傳導、輻射，但也有其特殊的形式和要求。四、能量場作用下的干燥四、能量場作用下的干燥 電磁場中的干燥主要是利用電磁輻射能作為干燥能源的干燥。 電磁輻射具有粒子波的雙層性質，以電磁波形式傳播，不同波長（頻率）的電磁波都具有一定的能級和對食品材料的吸收穿性。 常用于食品干燥的電磁波有紅外線、遠紅外線和微波。（一）電磁場中的干燥（一

38、）電磁場中的干燥 聲波場干燥也稱超聲波（指頻率20106 KHz的電磁波）干燥。 聲波場作用于濕物料，可使物料溫度有所提高，并可強化傳質過程，使物料干燥速率提高。 不同介質對超聲波的吸收不同，各種介質的最大吸收聲波頻率也有差異，超聲波在輻射介質中的吸收，會放出一定熱量，使介質溫度相應提高，見表411。 用聲波來干燥食品常結合其它干燥方法，利用熱空氣和強大的低頻聲波在干燥室內與濕物料接觸，幾秒內即可達到干燥要求，其干燥速率比常規噴霧干燥、轉鼓干燥和真空干燥的速率高310倍，節約燃料50。 適于熱敏性和易吸濕性或含脂肪量高的食品物料的干燥。（二）聲波場中的干燥（二）聲波場中的干燥 （1）結合各種干

39、燥方法的組合干燥裝置 即利用兩種不同的干燥設備組合起來，先利用第一干燥器使物料的含水量降至一定值后，再經第二干燥器，使物料水分及其它指標達到產品要求，以提高設備生產效率，改善產品質量，如噴霧干燥方法中速溶奶粉生產的二段法生產工藝。 （2）結合各種熱過程的聯合干燥裝置 就是把干燥、脫水、冷卻等過程組合起來，實現一機多用的目的外，還可以合理地利用能源，實現生產的連續化。 （3）結合其它過程的聯合干燥裝置 干燥器附帶攪拌機和粉碎機的聯合裝置，可大大改善干燥物料流的流體力學狀態，有利于破碎結塊和消除粘壁現象，提高干燥速率。組合干燥組合干燥 A, 它具有投資少、管理粗放、生產費用低，能在產地就地進行干燥

40、。 B, 自然干燥還能促使尚未完全成熟的原料在干燥過程進一步成熟。 C, 自然干燥緩慢，干燥時間長。曬干時間隨食品物料種類和氣候條件而異，一般23天，長則10多天，甚至更長時間。 D, 干燥最終水分受到限制，常會受到氣候條件的影響和限制。如在陰雨季節就無法曬干，而難以制成品質優良的產品，甚至還會造成原料的腐敗變質。 E, 自然干燥還需有大面積的曬場和大量勞動力，生產效率低，又容易遭受灰塵、雜質、昆蟲等污染和鳥類、嚙齒動物等的侵襲，制品的衛生安全性較難保證。 F, 科學利用太陽能，充分利用天然能源。自然干燥的特點自然干燥的特點曬干及風干要求曬干及風干要求 A, 食品曬干有采用懸掛架式，或用竹、木

41、片制成的曬盤、曬席盛裝干燥。物料不宜直接鋪在場地上曬干，以保證食品衛生要求 B, 曬干場地宜選在向陽，光照時間長，通風位置并遠離家畜廄棚、垃圾堆和養蜂場，場地便于排水，防止灰塵及其它廢物的污染。 C, 為了加速并保證食品均勻干燥，曬干時注意控制物料層厚度。不宜過厚，并注意定期翻動物料。料液霧化的方法料液霧化的方法： （1）氣流式噴霧）氣流式噴霧 它是采用壓縮空氣（或蒸汽）以很高的速度（300 ms1）從噴嘴噴出，利用氣液兩相間的速度差所產生的摩擦力，將料液分裂為霧滴，故也稱為雙流體噴霧。 （2）壓力噴霧）壓力噴霧 采用高壓泵（0.170.34 Mpa）將料液加壓，高壓料液通過噴嘴時，壓力能轉變

42、為動能而高速噴出分散的霧滴。 （3）離心噴霧）離心噴霧 料液在高速轉盤500020000 r min1或圓周速度為90150 ms1中受離心力作用從盤的邊緣甩出而霧化 (1), 噴霧干燥是非常細小的霧滴與熱空氣接觸，具有極大的表面積，有利于傳熱傳質過程，因此物料干燥時間短（幾秒至30秒）； (2), 干燥溫度較低，適于熱敏性物料的干燥； (3),可生產粉末狀、空心球狀或疏松團粒狀，且具有較高的速溶性產品； (4),容易通過改變操作條件以調節控制產品的質量指標，如粒度分布、最終濕含量等； (5), 干燥流程簡化，操作在密閉狀態下進行，有利于保持食品衛生、減少污染； (6), 所需設備較龐大，空氣

43、消耗量大、熱利用率低，動力消耗也較大，因此，噴霧干燥總的設備投資費用較高噴霧干燥特點噴霧干燥系統 一級噴霧干燥系統： 主要有開放式、閉式循環、半閉式循環和自惰式循環四種型式； 二級噴霧干燥系統，又稱直通速溶系統； 流化床噴霧造粒系統A, 間歇式真空干燥間歇式真空干燥 擱板式真空干燥設備是最常用的間歇式真空干燥設備，也稱為箱式真空干燥設備。常用于各種果蔬制品（如液體、漿狀、粉末、散粒、塊片等）的干燥，也用于麥乳精、豆乳精等產品的發泡干燥. B, 連續式真空干燥連續式真空干燥 連續式真空干燥是真空條件下的帶式干燥。 真空干燥設備的分類真空干燥設備的分類 A, 冷凍干燥在真空度較高，物料溫度低的狀態

44、下干燥，可避免物料中成分的熱破壞和氧化作用，較高保留食品的色、香、味及維生素C； B, 干燥過程對物料物理結構和分子結構破壞極小，能較好保持原有體積及形態，制品容易復水恢復原有性質與狀態； C, 冷凍干燥的設備投資及操作費用較高，生產成本較高，為常規干燥方法的25倍。冷凍干燥的特點冷凍干燥的特點 物料的凍結有兩種方法，即自凍法和預凍法。 自凍法自凍法 : 是利用物料表面水分蒸發時從它本身吸收汽化潛熱，使物料溫度下降，直至它達到凍結點時物料水分自行凍結的方法。 該法水分蒸發降溫過程容易出現物料變形或發泡等現象，因此要合理控制真空室的真空度，對外觀形態要求較高的食品物料，干燥會受到限制。 此法的優

45、點是可以降低脫水干燥所需的總能耗。 預凍法預凍法: 是干燥前用常規的凍結方法，如高速冷空氣循環法、低溫鹽水浸漬法、低溫金屬板接觸法、液氮、液態二氧化碳等載冷劑噴淋或浸漬法將物料預先凍結。此法適于蔬菜類等物料凍結。 冷凍速度會對干燥速度產生影響。物料的凍結方法物料的凍結方法冷凍速度對干燥速度的影響冷凍速度對干燥速度的影響 A, 凍結速度影響干制品的多孔性。凍結速度愈快，物料內形成的冰晶體愈微小，其孔隙愈小，干燥速度愈慢。 B, 冷凍速度還會影響物料的彈性和持水性。30經15 min 凍結的蘆筍和在15溫度中凍結的相比，前者具有較好的彈性和持水性。 C, 緩慢凍結時形成顆粒較大的冰晶體，會破壞干制

46、品的質地并引起細胞膜和蛋白質（如魚肉）變性。 冷凍干燥的干燥過程包括兩個不同的步驟：升華和冷凍干燥的干燥過程包括兩個不同的步驟：升華和解吸，它可以在同一干燥室中進行，也可在不同干燥室解吸，它可以在同一干燥室中進行，也可在不同干燥室進行進行。 升華 升華也稱初步干燥，是冷凍干燥的主體部分。升華溫度與壓力有密切聯系，凍結物料中的水分在真空條件下要達到純粹的、強烈的升華, 。要注意三個主要條件：即干燥室絕對壓力，熱量供給和物料溫度。 解吸 當冰晶體全部升華后，第一干燥階段即完成。但此時的物料仍有5以上沒有凍結而被物料牢牢吸附著的水，必須用比初期干燥較高的溫度和較低的絕對壓力，才能促使這些水分轉移，使

47、產品的含水量降至能在室溫下長期儲藏的水平，這就需二次干燥。影響二次干燥的速度及時間的因素與升華過程相同，即溫度和絕對壓力。冷凍干燥的干燥過程冷凍干燥的干燥過程 在真空室內的絕對壓力（總壓力）應保持低于物料內冰晶體的飽和水蒸氣壓，保證物料內的水蒸氣向外擴散。 凍結物料溫度的最低極限不能低于冰晶體的飽和水蒸氣（等于真空室內的壓力）相平衡的溫度。 如真空室內絕對壓力為0.04 kpa (0.3 mmHg)，物料內冰晶體的飽和水蒸氣壓和它平衡時相應的溫度為30，因此凍結物料的溫度必然高于30。 根據經驗，在預先確定物料溫度的條件下，最適宜絕對壓力可以定在冰上飽和蒸汽壓力的三分之一。如含糖量高的水果需0

48、.033 kpa (0.25 mmHg) 的絕對壓力，而洋蔥卻需0.170.20 kpa 。絕對壓力影響絕對壓力影響 熱量的提供可來自不同的系統，應用較多的是 接觸式冷凍干燥設備。加熱板一般用蒸汽或其它熱介質通入板內加熱，加熱板的溫度應以物料所能忍受的溫度為限，一般為3866。 升華干燥時物料形態固定不變，水分子外逸后留下的是孔隙，形成海綿狀多孔性結構。它具有良好的絕熱性，不利于熱量的傳遞。此時，若能利用輻射熱、紅外線、微波等能直接穿透干燥層到后移的冰層界面上，就能加速熱量傳遞，有效增加總的干燥速率。 增大加熱板和物料間距離并提高加熱板溫度，熱量就能以輻射方式傳給物料。熱量供給控制熱量供給控制

49、 A, 過度加熱會引起物料溫度升高，當料溫超過冰晶開始融化溫度時，溶液自由沸騰： 使溶液中揮發性的芳香物質損失增加； 容易引起泡沫或充氣膨脹； 液相沸騰的蒸汽氣流帶走一些顆粒而造成損失。 B, 但有些食品物料能承受有限度的夾層融化，溫度升高對增加干燥速度是有利的，通常可以在開始融化溫度t im和允許融化溫度t am兩個限度之間畫出一條工作帶。 C, 食品物料的t im值在2151之間（對于果汁甚至可達7080），而允許融化的溫度t am在1032之間。溫度控制溫度控制 紅外（紅外線是指波長0.721000 m的電磁波）及遠紅外干燥也稱熱輻射干燥。是由紅外線（包括遠紅外線）發生器提供的輻射能進行

50、的干燥。遠紅外線干燥的特點： A, 熱源材料選用熱輻射率接近黑體的物質，故熱輻射效率高。 B, 遠紅外線輻射熱在空氣中傳播，不存在傳熱界面，故傳播熱損失小，傳熱效率高，被輻射物料表面熱強度大于對流干燥強度3070倍以上。 C, 多數食品濕物料等有機物，在遠紅外區具有更多的吸收帶，因此遠紅外線比一般紅外線有更好的干燥速率。 D, 遠紅外線的光子能量級比紫外線、可見光線都要小，因此一般只會產生熱效果，而不會引起物質的變化，可減少熱對食品材料的破壞作用，而廣泛用于食品干燥。遠紅外線干燥的特點 微波也是一種電磁波，其加熱是利用電介質加熱原理。 由于微波在食品材料中的穿透性、吸收性，使食品電介質吸收微波

51、能在內部轉化為熱能，因此微波加熱速度快，微波干燥有較高的干燥速率。 對比較復雜形狀的物料有均勻的加熱性，且容易控制。 不同含水分食品物料在微波場中，對微波吸收性不同，含水分高的物料有較高的吸收性，因此微波干燥有利于保持制品水分含量一致，還具有干燥食品水分的調平作用。 微波不僅用于常規干燥，也用于真空干燥、冷凍干燥、對流干燥等場所作為熱源使用。 工業微波干燥設備采用的頻率有915 MHz和2450MHz。微波干燥微波干燥干燥方法的選擇原則干燥方法的選擇原則 1， 根據被干燥食品物料的性質，如物料的狀態以及它的分散性、粘附性能、濕態與干態的熱敏性（軟化點、熔點、分解溫度、升華溫度、著火點等）、粘性

52、、表面張力、含濕量、物料與水分的結合狀態等以及其在干燥過程的主要變化。 2， 干燥制品的品質要求（熱敏感成分的保護要求，風味物質的揮發程度等）。 3， 干燥成本（設備投資，能耗及干燥過程的物耗與勞力消耗等）。 綜合上述條件，選擇最佳的干燥工藝條件，及在耗熱、耗能量最少情況下獲得最好的產品質量，即達到經濟性與優良食品品質。第四節第四節 干燥產品的干燥產品的包裝與儲運包裝與儲運一、水分活性與食品品質和穩定性的關系一、水分活性與食品品質和穩定性的關系 （一）、aw與微生物活動 (二）、aw與食品中發生的化學變性作用的關系 （三）、aw與食品質構二、二、中濕食品中濕食品三、三、干燥品的包裝與干燥品的包

53、裝與儲運要求儲運要求（一）、aw與微生物活動 水分活性可以影響微生物的芽孢發芽時間水分活性可以影響微生物的芽孢發芽時間( (或滯后期或滯后期) )、生長速率、產毒素、細胞大小及死亡率。生長速率、產毒素、細胞大小及死亡率。 1、aw與微生物生長 2、微生物生長與產毒素的最低awaw 3、食品干藏過程微生物的活動控制awaw與微生物活動與微生物活動 1 1、各種微生物生長水分活性范圍及其相對應的有關食、各種微生物生長水分活性范圍及其相對應的有關食品品（表7-13） 多數細菌在aw值低于0.91時不能生長，而嗜鹽菌則在aw低于0.75才被抑制生長； 霉菌耐旱性優于細菌，多數霉菌在aw值低于0.8時停

54、止生長，但也曾報道過一些耐旱霉菌，在aw 值0.65下還會生長。一般認為0.700.75是其最低aw限值； 除耐滲酵母外，多數酵母在aw低于0.65時生長被限制。awaw與微生物活動與微生物活動2 2、微生物生長與產毒素的最低、微生物生長與產毒素的最低awaw（表714） 通過控制致病性微生物的生長aw，即可控制其毒毒素的生成。 致病性微生物，通常產毒素aw高于生長aw。 只有水分活性下降到0.75，任何致病菌都無法生長及產霉素，食品的腐敗變質才得以顯著減慢，甚至能在較長時間內不發生變質。若將水分活性降低到0.65，能生長的微生物已為數極少，因而食品貯藏期可長達1.52年。3 3、環境因素會影

55、響微生物生長所需的、環境因素會影響微生物生長所需的awaw值，值，如營養成分、PH、氧氣分壓、二氧化碳濃度、溫度和抑制物等愈不利于生長，微生物生長的最低aw值愈高，反之也然。awaw與微生物活動與微生物活動食品干藏過程微生物的活動取決于：食品干藏過程微生物的活動取決于： 食品中微生物的品種和數量； 僅靠干燥過程并不能將微生物全部殺死，干燥完畢后，微生物就處于完全(半)抑制狀態(常也稱為休眠狀態)。干燥制品并非無菌，遇到溫暖潮濕氣候，也會腐敗變質。 食品干燥前微生物數量的控制。 某些食品物料若污染有病原菌，或導致人體疾病的寄生蟲如豬肉旋毛蟲存在時，則應在干燥前設法將其殺死。 食品的水分活性； 食品的包裝； 食品的干藏條件(如溫度、濕度)。(二）、aw aw 與食品化學變性作用的關系與食品化學變性作用的關系1 1、aw對酶反應的影響2、aw對非酶褐變的影響3、脂肪氧化等變質反應4、aw對維生素營養成分的影響aw與食品中發生的化學變性作用的關系（1)1)、awaw對酶反應的影響對酶反應的影響 酶反應速率隨水分活性增加而增加（圖737 c） 面粉水分從8.8%增加到15.1%時，脂肪酶活力提高到5倍。對脂肪酶活力的抑制，水分活性應控制在0.170.20。 影響食品中酶穩定性的因素有水分、溫度、pH、離子強度、食品構成成分、貯藏時間及酶抑制劑或激活劑等。水分活性