食品的脱水加工食品工艺学.pptx
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1、第四节第四节 食品干制方法食品干制方法 干制方法能够区分为干制方法能够区分为自然自然和和人工人工干燥干燥两大类两大类自然干制:在自然环境条件下干制食品方法:自然干制:在自然环境条件下干制食品方法:晒干、阴干、晒干、阴干、人工干制:在常压或减压环境中用人工控制人工干制:在常压或减压环境中用人工控制工艺条件进行干制食品,有专用干燥设备工艺条件进行干制食品,有专用干燥设备,如:空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、真如:空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、真空干燥设备空干燥设备 等等本节主要讨论本节主要讨论人工干制方法人工干制方法食品的脱水加工食品工艺学第1页 一、空气对流干燥一、空气对流干燥空气对流干燥是最
2、常见食品干燥方法,这类干燥在空气对流干燥是最常见食品干燥方法,这类干燥在常压下进行,食品可常压下进行,食品可分批分批或或连续连续地干制,而空气则地干制,而空气则普通为普通为强制强制地地对流循环对流循环。流动热空气不停和食品亲密接触并向它流动热空气不停和食品亲密接触并向它提供蒸发水提供蒸发水分分所需所需热量热量,有时还要为,有时还要为载料盘或输送带载料盘或输送带增添补充增添补充加热装置加热装置采取这种干燥方法时,在许多食品干制时都会采取这种干燥方法时,在许多食品干制时都会出现出现恒率干燥恒率干燥阶段和阶段和降率干燥降率干燥阶段。所以,干制过程中阶段。所以,干制过程中控制好空气控制好空气干球温度干
3、球温度就能够改进食品品质。就能够改进食品品质。食品的脱水加工食品工艺学第2页1.柜(厢)式干燥设备柜(厢)式干燥设备基本结构基本结构 食品的脱水加工食品工艺学第3页特点:特点:间歇型,间歇型,小批量小批量、设备容量小、易控制,、设备容量小、易控制,但操作费用高但操作费用高操作条件:操作条件:空气温度空气温度94,空气流速,空气流速2-4m/s,时间,时间较长较长10-20h适用对象适用对象果蔬或价格较高食品果蔬或价格较高食品或作为或作为中试中试,探索物料干制特征,为确定,探索物料干制特征,为确定大规模工业化生产提供依据大规模工业化生产提供依据食品的脱水加工食品工艺学第4页2.隧道式干燥设备隧道
4、式干燥设备 为了增加干燥能力,将干燥室加长,可为了增加干燥能力,将干燥室加长,可达十几米到几十米,物料从一头进到另一头达十几米到几十米,物料从一头进到另一头出来,即为隧道式干燥设备出来,即为隧道式干燥设备 通常依据热空气流动和物料移动方向,通常依据热空气流动和物料移动方向,将隧道式干燥设备分为将隧道式干燥设备分为逆流逆流或或顺流顺流隧道式干隧道式干燥设备燥设备 食品的脱水加工食品工艺学第5页 一些基本名称或概念:一些基本名称或概念:对于热空气对于热空气高温低湿高温低湿空气进入一端空气进入一端热端热端低温高湿低温高湿空气离开一端空气离开一端冷端冷端对于物料对于物料湿物料湿物料进入一端进入一端湿端
5、湿端干制品干制品离开一端离开一端干端干端对于设备对于设备热空气气流与物料移动热空气气流与物料移动方向相反方向相反逆流逆流热空气气流与物料移动热空气气流与物料移动方向一致方向一致顺流顺流食品的脱水加工食品工艺学第6页(1)逆流隧道式干燥设备逆流隧道式干燥设备基本结构基本结构 物料与气流方向相反,物料与气流方向相反,湿端即冷端,干端即热湿端即冷端,干端即热端端;系半连续性;系半连续性食品的脱水加工食品工艺学第7页特点及应用特点及应用 A.湿物料湿物料先在先在冷端冷端碰到是碰到是低温高湿低温高湿空气,物空气,物料因含有高水分,尚能大量蒸发,但料因含有高水分,尚能大量蒸发,但蒸发速蒸发速率较慢;率较慢
6、;这么这么不易出现表面硬化或收缩现象不易出现表面硬化或收缩现象,而中心又能保持湿润状态,所以物料能全方而中心又能保持湿润状态,所以物料能全方面均匀收缩,不易发生干裂;面均匀收缩,不易发生干裂;适合于早期干燥速率过快轻易干裂水果如李、适合于早期干燥速率过快轻易干裂水果如李、梅等梅等 食品的脱水加工食品工艺学第8页 B.干端干端处食品物料已靠近干燥,水分蒸发已处食品物料已靠近干燥,水分蒸发已迟缓,但因碰到是迟缓,但因碰到是高温低湿高温低湿空气,干燥仍可空气,干燥仍可进行但比较迟缓,进行但比较迟缓,干制品平衡水分干制品平衡水分可对应降可对应降低,低,最终水分可低于最终水分可低于5%;C.干端处物料温
7、度轻易上升到与高温热空气干端处物料温度轻易上升到与高温热空气相近程度。此时,若干物料停留时间过长,相近程度。此时,若干物料停留时间过长,轻易焦化,为了防止焦化,轻易焦化,为了防止焦化,干端处干端处空气温度空气温度不宜过高,普通不宜过高,普通不宜超出不宜超出77。食品的脱水加工食品工艺学第9页 D.逆流干燥,湿物料水分蒸发相对慢,总干燥逆流干燥,湿物料水分蒸发相对慢,总干燥速率低,故湿物料速率低,故湿物料载量不宜过多载量不宜过多,即设备,即设备干干燥能力将下降燥能力将下降;另外,因为在低温高湿空气中,若物料易腐另外,因为在低温高湿空气中,若物料易腐败或菌污染程度过大,会有腐败可能。故败或菌污染程
8、度过大,会有腐败可能。故易易腐败物料不宜采取腐败物料不宜采取逆流干燥。逆流干燥。食品的脱水加工食品工艺学第10页(2)顺流隧道式干燥设备)顺流隧道式干燥设备基本结构基本结构 湿端即热端,湿端即热端,冷端即干端冷端即干端食品的脱水加工食品工艺学第11页特点与应用特点与应用 A.湿物料与干热空气相遇,湿物料与干热空气相遇,水分蒸发快水分蒸发快,湿球,湿球温度下降比较大,可温度下降比较大,可允许允许使用更高一些空气使用更高一些空气温度如温度如90,深入加速水分蒸发而不至于焦深入加速水分蒸发而不至于焦化;化;B.干端处则与干端处则与低温高湿低温高湿空气相遇,水分蒸发空气相遇,水分蒸发迟缓,干制品平衡水
9、分对应增加,迟缓,干制品平衡水分对应增加,干制品水干制品水分难以降到分难以降到10%以下以下;所以所以,吸湿性较强食品不宜选取顺流干燥方式。吸湿性较强食品不宜选取顺流干燥方式。食品的脱水加工食品工艺学第12页两种干燥设备干燥曲线比较两种干燥设备干燥曲线比较食品的脱水加工食品工艺学第13页(3)双阶段干燥设备)双阶段干燥设备基本结构基本结构 顺顺流干燥:流干燥:湿端水分蒸发率高湿端水分蒸发率高 逆流逆流干燥:干燥:后期干燥能力强,平衡水份低后期干燥能力强,平衡水份低食品的脱水加工食品工艺学第14页双阶段干燥:双阶段干燥:取长补短取长补短特点:干燥比较均匀,生产能力高,品质特点:干燥比较均匀,生产
10、能力高,品质很好很好用途:苹果片、蔬菜(胡萝卜、洋葱、马用途:苹果片、蔬菜(胡萝卜、洋葱、马铃薯等)铃薯等)现在还有多段式干燥设备,有现在还有多段式干燥设备,有3,4,5段段等,有广泛适应性。等,有广泛适应性。食品的脱水加工食品工艺学第15页3.输送带式干燥设备输送带式干燥设备(1)多层输送带多层输送带特点:特点:物料物料有翻动有翻动 物流方向物流方向有有顺流顺流和和逆流逆流 操作操作连续化、连续化、自动化、生自动化、生产能力大;产能力大;减轻装卸物减轻装卸物料强度料强度增加了高度,增加了高度,占地少占地少食品的脱水加工食品工艺学第16页(2)双带式干燥)双带式干燥食品的脱水加工食品工艺学第1
11、7页 特点特点分成两个阶段:第一阶段,区段分成两个阶段:第一阶段,区段1,因物料高,因物料高湿,热空气自下而上;区段湿,热空气自下而上;区段2和第二阶段,物和第二阶段,物料减轻,热空气自上而下,以免吹跑物料;料减轻,热空气自上而下,以免吹跑物料;蔬菜脱水干制时,第一阶段,区段蔬菜脱水干制时,第一阶段,区段1,空气温,空气温度可度可93127,区段,区段2,71104;第二阶;第二阶段,段,5482;有利于制成品质优良产品;有利于制成品质优良产品;占面积大,但投资成本较低;占面积大,但投资成本较低;食品的脱水加工食品工艺学第18页4.气流干燥设备气流干燥设备基本结构基本结构 见图见图用气流来用气
12、流来输送输送物料使粉状或物料使粉状或颗粒食品在热颗粒食品在热空气中空气中干燥干燥关键系统有加关键系统有加料器和旋风分料器和旋风分离器离器 食品的脱水加工食品工艺学第19页关键是稳定而均匀加料,加料器结构关键是稳定而均匀加料,加料器结构食品的脱水加工食品工艺学第20页旋风分旋风分离器离器工作工作原理原理将粉末将粉末与空气分与空气分离离食品的脱水加工食品工艺学第21页 特点特点干燥强度大干燥强度大,悬浮状态悬浮状态,物料最大程度地与热空物料最大程度地与热空气接触(温度气接触(温度121190);干燥时间短干燥时间短,,0.55秒秒,并流操作并流操作;散热面积小散热面积小,热效高热效高,小设备大生产
13、小设备大生产;适用适用范围范围广广,物料物料(晶体晶体)有磨损有磨损,动力消耗大动力消耗大 适用对象适用对象:水分低于水分低于35%40%、不易结块物料、不易结块物料 比如糯米粉、马铃薯颗粒比如糯米粉、马铃薯颗粒食品的脱水加工食品工艺学第22页5.流化床干燥设备流化床干燥设备基本结构基本结构 使使颗粒颗粒食品在干燥床上呈食品在干燥床上呈流化流化状态或迟缓沸腾状态或迟缓沸腾状态(与液态相同)。状态(与液态相同)。适用对象:颗粒或粉粒状食品(固体饮料,适用对象:颗粒或粉粒状食品(固体饮料,造粒后二段干燥)造粒后二段干燥)食品的脱水加工食品工艺学第23页流化床类型流化床类型单层流化床干燥器单层流化床
14、干燥器 多层流化床干燥器多层流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第24页卧式多室流化床干燥器卧式多室流化床干燥器 喷动流化床干燥器喷动流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第25页振动流化床干燥器振动流化床干燥器 食品的脱水加工食品工艺学第26页6.喷雾干燥设备喷雾干燥设备喷雾干燥就是将喷雾干燥就是将液态或浆状食品液态或浆状食品喷成雾状液滴,喷成雾状液滴,悬浮在热空气悬浮在热空气气气流中进行脱水干流中进行脱水干燥过程燥过程设备主要由设备主要由雾化雾化系统、空气加热系统、空气加热系统、干燥室、系统、干燥室、空气粉末分离系空气粉末分离系统、鼓风机统、鼓风机等主等主要部分组成。要部分组成。食品的脱
15、水加工食品工艺学第27页(1)喷雾系统喷雾系统 使液体形成小液滴,产生大量表面积有利于水使液体形成小液滴,产生大量表面积有利于水蒸发,惯用喷雾系统主要有三类装置:蒸发,惯用喷雾系统主要有三类装置:压力喷雾压力喷雾:液体在高压下(:液体在高压下(700-1000kPa)下)下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状,普通这种液滴颗粒大小约成雾状,普通这种液滴颗粒大小约100-300m,其生产能力和液滴大小经过食品流,其生产能力和液滴大小经过食品流体压力来控制。体压力来控制。食品的脱水加工食品工艺学第28页离心喷雾离心喷雾:液体被泵入高速旋转盘中(:液
16、体被泵入高速旋转盘中(5000-0rpm),在离心力作用下经圆盘周围孔眼外),在离心力作用下经圆盘周围孔眼外逸并被分散成雾状液滴,大小逸并被分散成雾状液滴,大小10-500m。气流喷雾:气流喷雾:在压力为在压力为150500kPa压缩空气经压缩空气经双流体喷头内环孔向外喷射时,将同时来自双流体喷头内环孔向外喷射时,将同时来自喷头中心孔液态分散成雾状液滴;喷头中心孔液态分散成雾状液滴;食品的脱水加工食品工艺学第29页三类雾化器特点三类雾化器特点食品的脱水加工食品工艺学第30页(2)空气加热系统空气加热系统蒸汽加热蒸汽加热电加热电加热温度温度150300 食品体系普通在食品体系普通在200 左右左
17、右食品的脱水加工食品工艺学第31页(3)干燥室干燥室液滴和热空气接触地方,可水平也可垂直,液滴和热空气接触地方,可水平也可垂直,为立式或卧式,为立式或卧式,室长几米到几十米,液滴在雾化器出口处速室长几米到几十米,液滴在雾化器出口处速度达度达50m/s,滞留时间滞留时间5100秒,秒,依据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流,依据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流,干燥时温度改变干燥时温度改变 空气约空气约200,产品湿球温度普通在产品湿球温度普通在80以以下;下;食品的脱水加工食品工艺学第32页食品的脱水加工食品工艺学第33页(4)空气粉末分离系统空气粉末分离系统将空气和粉末分离,大粒子粉末因为
18、重力而将空气和粉末分离,大粒子粉末因为重力而将到干燥室底部,细粉末靠将到干燥室底部,细粉末靠旋风分离器旋风分离器来完来完成;成;难以分离细粉要用难以分离细粉要用布过滤器布过滤器;食品的脱水加工食品工艺学第34页食品的脱水加工食品工艺学第35页(5)喷雾干燥特点)喷雾干燥特点蒸发面积大蒸发面积大干燥过程液滴温度低干燥过程液滴温度低过程简单、操作方便、适合于连续化生产过程简单、操作方便、适合于连续化生产耗能大、热效低耗能大、热效低 食品的脱水加工食品工艺学第36页(6)喷雾干燥经典产品)喷雾干燥经典产品奶粉奶粉速溶咖啡和茶粉速溶咖啡和茶粉蛋粉蛋粉豆奶粉豆奶粉酶制剂酶制剂酵母提取物酵母提取物干酪粉干
19、酪粉食品的脱水加工食品工艺学第37页(7)喷雾干燥发展)喷雾干燥发展与流化床干燥结合两阶段干燥法与流化床干燥结合两阶段干燥法再湿法和直通法再湿法和直通法 食品的脱水加工食品工艺学第38页二、接触干燥二、接触干燥被干燥物与被干燥物与加热面加热面处于处于亲密接触亲密接触状态,蒸发状态,蒸发水分能量来自承载物料表面以水分能量来自承载物料表面以传导方式传导方式进行进行干燥,又称传导干燥干燥,又称传导干燥间壁传热,而不是加热空气来传热,干燥介间壁传热,而不是加热空气来传热,干燥介质可为蒸汽、热油质可为蒸汽、热油这类设备常见例子是滚筒干燥机这类设备常见例子是滚筒干燥机食品的脱水加工食品工艺学第39页滚筒干
20、燥设备滚筒干燥设备 1.基本结构基本结构金属圆筒在浆料中滚动,物料为薄膜状,受金属圆筒在浆料中滚动,物料为薄膜状,受热蒸发,热蒸发,热由里向外热由里向外 2.设备类型设备类型 (1)单单滚筒滚筒,示意图示意图 (2)双双滚筒,示意图滚筒,示意图 食品的脱水加工食品工艺学第40页双双滚筒滚筒干燥设干燥设备系统备系统示意图示意图见见P65食品的脱水加工食品工艺学第41页3.特点特点热传递和质量传递很快,接触时间热传递和质量传递很快,接触时间2秒秒-几分几分钟,可实现钟,可实现快速干燥快速干燥;采取高压蒸汽加热,;采取高压蒸汽加热,可使物料固形物从可使物料固形物从3-30%增加到增加到90-98%,
21、表,表面温度可达面温度可达100-145,热能经济,干燥费用,热能经济,干燥费用低;低;因与高温接触,食品带有因与高温接触,食品带有煮熟或焦糊味煮熟或焦糊味4.适用对象适用对象 浆状、泥状、糊状、膏状、液态,一些受热浆状、泥状、糊状、膏状、液态,一些受热影响不大食品,如麦片、米粉影响不大食品,如麦片、米粉食品的脱水加工食品工艺学第42页三、三、真空干燥真空干燥 食品在食品在低气压低气压条件下条件下,热量通常由传导热量通常由传导或辐射向食品传递或辐射向食品传递,进行物料干燥。气压愈进行物料干燥。气压愈低低,水沸点愈低水沸点愈低,易蒸发易蒸发,可降低干燥温度可降低干燥温度,减减少氧化反应等,适合于
22、不耐高温食品。少氧化反应等,适合于不耐高温食品。1.基本结构基本结构 干燥箱、干燥箱、真空系统、真空系统、供热系统、冷凝水供热系统、冷凝水搜集装置搜集装置 食品的脱水加工食品工艺学第43页2.设备类型设备类型 间歇式真空干燥设备间歇式真空干燥设备 连续式真空干燥(带式输送)设备连续式真空干燥(带式输送)设备食品的脱水加工食品工艺学第44页间歇式间歇式真空干燥真空干燥设备系统设备系统蒸汽喷射泵抽蒸汽喷射泵抽气系统气系统制冷冷凝器和制冷冷凝器和真空泵组合抽真空泵组合抽气系统气系统三级蒸汽喷射三级蒸汽喷射泵泵食品的脱水加工食品工艺学第45页连续式连续式输送带式真空干燥设备输送带式真空干燥设备食品的脱
23、水加工食品工艺学第46页为确保干燥室中真空度,有专门设计密封性为确保干燥室中真空度,有专门设计密封性连续进料和出料装置;连续进料和出料装置;生产品质优良橙汁晶粉、速溶茶等;生产品质优良橙汁晶粉、速溶茶等;真空与其它干燥设备结合则可形成各种形式真空与其它干燥设备结合则可形成各种形式真空干燥设备,如真空滚筒干燥,真空干燥设备,如真空滚筒干燥,见书见书P68食品的脱水加工食品工艺学第47页 真空滚筒干燥真空滚筒干燥食品的脱水加工食品工艺学第48页3.特点特点 可降低干燥温度;可降低干燥温度;可使水分降低到可使水分降低到2%左右左右 物料呈物料呈疏松多孔状,能速溶疏松多孔状,能速溶。可使被干燥物料轻微
24、膨化。可使被干燥物料轻微膨化。4.适用对象适用对象 水果片、颗粒、粉末如麦乳精、速溶茶水果片、颗粒、粉末如麦乳精、速溶茶等等食品的脱水加工食品工艺学第49页思索题思索题解释名称:热端、冷端;干端、湿端;顺流、解释名称:热端、冷端;干端、湿端;顺流、逆流;逆流;简述顺流和逆流干燥设备区分和特点;简述顺流和逆流干燥设备区分和特点;在空气对流干燥方法中有那些设备?每类设在空气对流干燥方法中有那些设备?每类设备适用性?备适用性?真空干燥设备组成和特点;真空干燥设备组成和特点;喷雾干燥设备组成及特点喷雾干燥设备组成及特点;食品的脱水加工食品工艺学第50页四、冷冻干燥四、冷冻干燥在高真空度下,假如再将温度
25、降低到食在高真空度下,假如再将温度降低到食品品冷冻冷冻温度下,则食品中水变成冰,在温度下,则食品中水变成冰,在此条件下,冰会直接从固态变成水蒸汽此条件下,冰会直接从固态变成水蒸汽(升华)而脱水,是一个冷冻温度下真(升华)而脱水,是一个冷冻温度下真空干燥,称冷冻空干燥,称冷冻升华升华干燥。干燥。利用冰晶升华原理利用冰晶升华原理食品的脱水加工食品工艺学第51页1.冷冻干燥条件冷冻干燥条件要使物料中要使物料中 水变成冰,同时由冰直接升水变成冰,同时由冰直接升华为水蒸汽,则必须要使食品物料水溶华为水蒸汽,则必须要使食品物料水溶液温度液温度保持在三相点以下保持在三相点以下。纯水三相图见下列图纯水三相图见
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