食品工程高新技术整理

1、第1章 膜分离1、 膜分离 -“利用膜进行物质的分离”。2、分类（按推动力分）：压力驱动-反渗透，纳滤，超滤，微滤； 电场作用-电渗析； 浓度差-透析/渗透，液膜分离3、特点：1. 分离过程不发生相变化，能耗低。2. 分离过程在常温下进行，适用于热敏物质。3. 适用范围广，（例如溶液中大分子与无机盐的分离、 一些共沸物或近沸点物系的分离等）。 4. 分离装置简单，操作容易，易自控、维修。4、反渗透利用膜只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过膜而从溶液中分离出。（例如：海水和苦咸水的脱盐，纯水制造，液体的浓缩，等）5、纳滤 ：用孔径1nm左右的膜，在压力差的推

2、动下，将溶液中的百级的分子等分离出来的过程。（例如，工业水处理，天然药物分离，发酵液浓缩等）6、超滤 ： 应用孔径1-20nm（或更大）的超滤膜，在压力差的推动下，将溶液中的大分子或微细粒子分离出来的过程。（ 例如：母乳化牛奶的生产中，乳清蛋白的分离。）7、微滤： 用孔径0.02-10mm的多孔膜在压力差作用下分离含有微粒的溶液/气体的过程。（例如，空气净化，清汁饮料的生产，常作为超滤等过程的前处理。）8、电渗析：在外加电场的作用下，利用离子交换膜对离子的选择透过性而使溶液中的带电离子与溶剂有选择性地分离的过程。（例如：乳清的脱盐，氨基酸的分离，去离子水的生产，等。） 9、透析：是利用膜两侧的

3、浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。（例如：慢性肾脏病患者的治疗。） 10、液膜分离：是使用液膜进行分离操作的，施加于液膜的推动力是浓度差，液膜分离的本质是依赖于膜内溶解度的不同并伴有化学反应的参与而使物质分离的过程。（例如：废水处理）11、膜的使用寿命影响因素（1）水解作用（2）膜的压实（3）膜的污染控制（1）选择合适的膜（2）控制操作条件（3）定期清洗与消毒 柠檬酸溶液-对Fe(OH)2的污染；柠檬酸铵溶液-对有机污垢或无机污垢；加酶洗涤剂-对蛋白质、多糖、油脂类污染物；水溶性乳化液-对被油或氧化铁污染的膜； 双氧水溶液-对被排放水污染的膜，等等。12、膜分离流程：1一级流程 (1)一级

4、一段连续式 (2)一级一段循环式 (3)一级多段连续式 2多级流程(1)多级直流式(2)多级循环式 13、膜分离装置系统1.多级离心泵；2.过滤器；3.单级离心泵；4.冷却器；5.反渗透膜模；6.产品罐；7.超滤膜模；A. 原料液；B.浓缩液；C.脱去的水；D.循环液；E.透过液14、电渗析（ Electrodialysis ）中的实际传递过程 反离子迁移同离子迁移电解质渗析水的渗透压差渗漏水的电渗析15、基本结构1.压紧板； 2.垫板； 3.电极； 4.垫圈；5.导水板；6.阳膜； 7.淡水隔板框； 8.阴膜； 9.浓水隔板框16、电渗析膜：阳离子交换膜（阳离子选择性透过膜）、阴离子交换膜（

5、阴离子选择性透过膜）17、膜选择透过性原理：例如：磺酸型阳离子交换膜可表示为：R SO3H R SO3 + H+基膜-活性基团基膜-固定离子 + 可解离离子 季铵型阴离子交换膜可表示为： R N(CH3)3OH R N+(CH3)3 + OH18、常用电极材料:石墨,铅和铅银合金(可作阴阳极)；不锈钢(只能作阴极), 钛, 钽, 铌, 铂, 氮化银钛涂钌19、主要构件要求：离子交换膜：离子选择透过性高，膜电阻小，化学稳定性好，机械强度较高，厚度薄，空隙度（几几十nm）。隔板：化学稳定性好，价廉，尽量薄，能形成良好的湍流，有效面积大。电极：导电性好，机械强度高，化学稳定，耐腐蚀。20、电渗析系统

6、构成：1.电渗析器（本体）离子交换膜，隔板，电极，夹紧装置2.辅助设备直流电源，泵，流量计，压力表，电流表，电压表，电导仪，pH计及其他分析仪器等。21、膜对由一张阳膜和一张阴膜及其隔板组成的基本单元称为膜对。膜堆一系列这样的单元组装在一起即称为膜堆。级指一对电极之间的膜堆。段一台电渗析器中浓、淡水隔板水流方向一致的膜堆成为一段。水流方向每改变一次，段数就增加1。22、本体组装形式 （1）并联组装 二级一段并联 ，三级一段并联，等（2）串联组装 一级二段串联 ，二级二段串联 ，等（3）并联、串联综合组装 四级二段 ，四级四段，等23、电渗析器运行中的主要问题1.极化：当膜表面形成离子“真空”、

7、电流的传递主要是靠纯水解离产生的H+和OH离子的迁移时的现象。 （1）极化的危害：耗电量增加；缩短膜的使用寿命；影响电渗析器的正常运行 （2）极化的判断 电流电压法； pH计法2.控制极限电流（1）极限电流-是指在不发生极化现象时，单位时间、单位有效膜面积上通过的最大电流。（2）影响极限电流的因素： -离子浓度极限电流；-水流速度极限电流；-升高温度极限电流；-隔板厚度，布道形式。3.提高电流效率（1）电流效率 -是电量消耗的理论值与电量消耗的实际值之比。（2）电流效率的计算 以NaCl为例计算： 理论上，每迁移6.02 1023个离子就消耗6.02 1023个单位电量， 6.02 1023个

8、单位电量=96500库仑（1法拉第） 则电流效率h为：=（m96500/g ）100%式中：m-淡室被除去盐分的摩尔数 g-实际消耗的电量 m=Q(C1-C2)/n式中：m-淡室被除去盐分的摩尔数；Q-电渗析器的淡水产量，吨/小时； n-串联的膜对数； C1、C2-淡室进、出口浓度，摩尔/吨因为1小时消耗的实际电量为g = 3600I （库仑）式中：I-电渗析器的工作电流（安培）所以 = Q（C1-C2）96500 / n 3600 I 100% = 26.8 Q（ C1-C2 ）/ n I 100%（3）影响电流效率的因素： 淡水的浓化；“逃水”过程； 极化作用；漏电在电渗析器的运行中，应采

9、取如下措施：（1）严格控制操作电流；（2）强化电渗析隔室内的流动状态；（3）定期清洗；（4）定期倒换电极，等。1、膜分离技术：膜以压力差，浓度差，电位差为推动力，对流体进行分离，分级，提纯，富集的方法2、 膜分离的类型，RO、NF、UF、MF是什么膜分离的代表符号？按推动力分，膜分离可分为压力驱动式（反渗透，纳滤，超滤，微滤）；电场作用式（电渗析）；浓度差式（透析/渗透，液膜分离）。代表的膜分离：反渗透，纳滤，超滤，微滤3、 RO、NF、UF、MF的分离对象，操作压力范围。RO:容积中的溶液；NF：溶液中的百级的分子（孔径1nm左右的膜）；UF：溶液中的大分子或微细粒子（孔径1-20nm（或更

10、大）的超滤膜）；MF：含有微粒的溶液/气体（孔径0.02-10微米的多孔膜）。RO：210MPa；NF：12MPa；UF：0.152MPa；MF：0.030.5MPa。4、 你认为膜分离的结构形式（构型）对膜分离操作有哪些方面影响？（膜组件的主要特性） 堆积密度（m2/m3）；透水速率（ m2/m3 d）；压力降；浓差极化；更换方法及所需劳动强度。6、影响膜分离效率的因素：（1）操作参数：压强、温度（2）浓差极化及其控制：浓差极化、影响因素（透水速率、溶液粘度、溶质在溶液中的扩散系数、膜表面上溶液的流动条件 ）（3）控制：预处理、温度、溶液的流动、操作方式如何提高效率：极化、极限电流（浓度、流

11、速温度隔板结构形式）电流效率（淡水的浓化、“逃水”过程、极化作用、漏电），严格控制操作电流、强化电渗析隔室内的流动状态、定期清洗、定期倒换电极。7、影响压力式膜分离效果的因素，如何提高分离效率压强：透水率正比；温度：透水率；浓差极化（透水速率、溶液粘度、溶质在溶液中的扩散系数、膜表面溶液的流动-能耗），预处理（过滤）温度、溶液的流动、操作方式（反洗，控制截留液c）寿命（水解、膜的压实和污染），选择合适的膜、控制操作条件、定期清洗8、膜分离技术在食品工业中的应用。电渗析的应用：脱盐、食品组分的分离；压力驱动式膜分离的应用：纯水制造；乳制品生产；果汁、茶饮料等的澄清脱色；食品添加剂纯化浓缩；各种糖

12、液分离纯化及浓缩；啤酒、葡萄酒、黄酒的精制加工；天然色素提取液的除杂及浓缩；蛋白质、多肽、氨基酸发酵液过滤澄清及精制；酶制剂等发酵液过滤澄清及精制、脱盐、制酸碱、果汁脱酸。9、 膜分离技术的特点：1. 分离过程不发生相变化，能耗低。2. 分离过程在常温下进行，适用于热敏物质。3. 适用范围广，（例如溶液中大分子与无机盐的分离、 一些共沸物或近沸点物系的分离等）。4. 分离装置简单，操作容易，易自控、维修。10、按膜的构型分：板式-平板膜，螺旋板式膜，管式-套管膜，列管膜，螺旋管膜其他-毛细管膜，中空纤维膜11、 常用的膜组件形式：平板式，螺旋卷式， 管式， 中空纤维， 毛细管膜组件第二章 超临

13、界流体萃取1、超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE/SCFE）-利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有特异增加的溶解能力而发展出来的化工分离技术。2、超临界流体特性：物质处于其临界温度（Tc）和临界压力（Pc）以上时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液态性质，同时还保留气体性能。3、超临界流体的选择：密度大、溶解能力强，选择性好，改变操作参数，很易调节溶解性能，提高产品纯度，增加得率、传质速率高、临界压力适中临界温度适中SCF溶解度的实验测定方法：静态法、流动法、萃取初压法：（物质可被萃取的初始压力具体为：将样品放在微型高

14、压釜中，将萃取物通过毛细管直接喷到薄层色谱板上，并用薄层色谱法鉴定被萃取的化合物。）4、溶解性烃类：碳数12 全部互溶；碳数12 溶解度下降，异构烷烃溶解度较大醇类：碳数 6全部互溶；碳数6溶解度，增加侧链，溶解度增加酚类：甲基取代，溶解度增加；醚化，溶解度增加；酯类 ：酯化，溶解度增加；醛类：不饱和度对溶解度没明显影响；苯基取代降低不饱和醛的溶解度萜类：分子量对其溶解度没有影响；极性对其有影响5、超临界流体萃取工艺流程 1.基本流程 2.复合流程食品工业中的应用1.磷脂的分离、纯化：磷脂主要由卵黄磷脂和大豆磷脂，天然磷脂富含于蛋黄中；蛋黄粉：蛋黄油43（溶于SCFCO2 ），卵磷脂51（不溶

15、于SCFCO2 ），水6SCF-CO2除蛋黄油：萃取蛋黄油溶出蛋黄粉中的磷脂浓缩磷脂，减压蒸馏回收乙醇冷冻干燥2.植物油脂的萃取萃取剂精制小麦胚芽油萃取沙棘油3.鱼油中提取高度不饱和脂肪酸：海鱼及其鱼油中富含EPA和DHA，大部分以甘油三酯的形式存在，直接萃取溶解度低，只能起到精制鱼油的作用，不能很好的分离。4.SFE用于脱咖啡因：传统的萃取溶剂有液体二氯甲烷、一氧化二氮、乙酸乙酯等传统提取方法的缺点：产品纯度低、工艺复杂繁琐、提取率低、溶剂残留等5.SEF加工茶叶工艺6.SFE萃取啤酒花中的有效成分：啤酒花是啤酒生产中主要的辅料。它能赋予啤酒特有的苦味和香味，是啤酒酿造中的防腐剂和芳香剂。（

16、二）在天然香料工业上的应用1.植物的芳香成分有精油和某些呈味香味的提取1.抽气吸附，然后SCF洗脱提茉莉花中的香精油2.液态CO2和SCF提当归中的精油3.SCF提八角茴香中的精油2.果蔬香气成分的萃取和浓缩柑橘中柑橘精油的提取l SC-CO2萃取天然香料的特点优点：能有效的捕集鲜花自然散发的香气：以芹菜为例对其物理性质、香气、组成进行比较苯并呋喃类（3正丁基苯并呋喃酮和瑟丹酸酐均属此类）是芹菜籽的特征香味物质；由于吸附剂的浓缩作用，所需SC- CO2萃取设备规模较小，有利于工业化；兼有溶剂萃取和精馏的特点；传质速率高，较快达到相平衡，节省萃取时间；通常压力高则溶解能力高，但是也有例外，如当归

17、、啤酒花；操作条件对精油收率有明显影响温度、压力对其影响大；萃取产物的特点：与水蒸气蒸馏相比，SFE- CO2的含氧化合物含量较高，单萜烃含量较低；产品有较多芳香成分；底香好；有效防止热敏物质破坏；不含溶剂残留物（三）在医药领域中的应用例如：中草药有效成分提取中草药化学成分非常复杂，包括挥发油、菇类、内酯、醌类、氨基酸、糖、生物碱、苷类、酶、油脂、甾醇等； 从海洋生物中提取一胡萝卜素； 药物合成其他化合物的提取：香豆素和木质素的提取；黄酮类化合物的提取；醌及其衍生物的提取；糖及其苷类的提取（4） 在分析中的应用l 化学分析：超临界流体萃取与其他分析方法(如光谱、色谱)的联用因自动化程度高、定量

18、准确快速、回收率高和灵敏度高等特点而备受青睐；宜用于分析蒸气压低和热稳定性差的物质；可使用细长的色谱柱以增加柱效；分析速度比液相色谱快(比气相色谱慢)；SCF与HPLC和GC相比，可以简单地将产品和溶剂分离1. 食品工业中宜采用什么物质作为超临界流体？为什么？二氧化碳、氧化亚氮、乙烯 等 由于CO2的超临界温度接近室温，且无色、无毒、无味，安全，对大部分物质不反应，不昂贵，可循环使用等优点成为SF技术最常用的气体。2.超临界流体萃取有几种工艺流程？3种：分别控制系统的压力、温度；吸附方式。3.超临界流体萃取的应用中应注意什么？仔细选用溶剂（溶解度较高，适当的临界压力和较低的沸点）及萃取操作条件

19、（压力、温度）。（食品的化学复杂性和热敏性）5、超临界流体的选择密度大；溶解能力强，选择性好，改变操作参数，很易调节溶解性能，提高产品纯度，增加得率；传质速率高；临界压力适中；临界温度适中第3章 冷冻干燥1.一般物料中水分的冻结 （1）生物材料中水的存在形式与作用自由水（游离水） -占大部，是细胞中可溶性物质的溶剂。（溶剂，反应参与者）结合水（结构水）- 与大分子物质相结合的水分。 （2）冷冻各阶段物材料水的存在形式冻结以前：-40时不会结冰的水冻结过程中:-40时不会结冰的水原有的可溶性物得到浓缩共晶点以下:水与可溶性物以无定形态存在,不是一个定数,与冷却速度有关,-40C时不会结冰的水（3

20、）材料中水的变化效应:会引起材料的可逆或不可逆变化.机械效应:由冰晶的长大造成（缓冻时冰晶大, 速冷时, 冰晶小, 或出现玻璃体）溶质效应:细胞外的溶质因水分结冰，浓度增大，向细胞内渗透能力增加，可改变细胞内外的pH值。（二）冷冻干燥中的传热与传质1.物料冷冻干燥时的水分分布2.理想条件下冷冻干燥中的传质与传热（2）冷冻升华干燥进行的条件传热-提供升华潜热 （传导，辐射）传质-不断将升华的水汽除去 （低温冷凝器/冷阱，真空泵）3.物料冷冻干燥中的三种代表性情形传热、传质、辐射4.冷冻干燥速率和干燥时间 三、装置系统（一）主要组成 按结构特征分： -制冷、真空、换热、干燥系统 主要包括四方面的单

21、元操作：冷冻抽真空升华脱水再冷凝(捕水)。 可见： td与51%的能耗相关； 传热与49%的能耗相关（二）预冻系统1.方法 （1）冷却方面： 气流法；接触法；液氮；液态CO2法；等 （2）空间方面： 在干燥箱内，在干燥箱外 2. 冻结操作要考虑的因素 （1）冻结速度：对物料的影响，对干燥的影响； （2）终点温度：解除共晶混合液(即低共熔混合液)的过冷度,确定低共熔温度以及防止冻结层熔解；（三）蒸汽和不凝气排除系统1. 标准系统：冷阱+干式真空泵组合系统 2采用蒸汽喷射泵的真空系统3其他形式的真空系统：中间增压泵-水力喷射泵、中间增压泵-水环泵、水蒸汽喷射泵-水力喷射泵、水蒸汽喷射泵-水环泵冷阱

22、温度范围：低于被干物料的温度， 一般-40-50.因系统组合不同而用不同的真空泵(1) 干燥箱冷阱机械真空泵(2) 干燥箱中间增压泵冷阱机械真空泵(3)干燥箱冷阱-中间增压泵-机械真空泵 冷阱 形式 -管式、板式换热器 位置 -内置，外置（四）供热系统：传热方式-传导和辐射（五）冷冻干燥装置的型式：间歇式、连续式（间歇式冷冻干燥装置、多箱间歇式连续式冻干机）预冻好的原料装在浅盘上，通过空气锁连续地送入冻干室内，冻干好的物料也通过空气锁连续地将料盘送出。冷冻干燥1、冷冻干燥基本过程：湿物料冻结(降温,造成升华条件)升华干燥高真空(降压,造成升华条件)、加热(提供升华热)、冷阱(保证高真空条件实现

23、)干燥物(产品) 特点：适用物料（热敏、氧敏食品）；产品性能（色香味形，复水性，生物活性）；设备能耗能耗高（冷冻、升华、高真空）、设备要求高2、影响干燥时间的因素：最大允许的表面Ts (Ps) 物料的初始和终了湿度(Co，Cf)物料干物质的松密度a 升华潜热Ls 料层厚度已干层的导热系数d已干层的透水率kd3、冷冻速率及对食品组织的影响：冰晶的长大（缓冻时大, 速冷时小,或出现玻璃体）；细胞外的溶质因水分结冰，浓度增大，向细胞内渗透能力增加，可改变细胞内外的pH值。4、冷冻速度分类：速冻和慢冻5、速冻的优点（1）避免在细胞之间生成大的冰晶体(2)减少细胞内水份外析，解冻时汁液流失少(3)细胞组

24、织内部浓缩溶质和食品组织，胶体以及各种成分相互接触的时间显著缩短，浓缩的危害性下降到最低程度。(4)将食品迅速降低到微生物生长活动温度之下，有利地抵制微生物的增长及其生化反应（5）食品在冻结设备中的停留时间短，有利于提高设备的利用率的生产的连续性6、冷干时间预测7、冷冻干燥设备系统组成：制冷、真空、换热、干燥系统8、设备形式：标准：冷阱+干式真空泵组合系统（干燥箱冷阱机械真空泵、干燥箱中间增压泵冷阱机械真空泵、干燥箱冷阱-中间增压泵-机械真空泵 ）、蒸汽喷射泵的真空系统、中间增压泵-水力喷射泵、中间增压泵-水环泵、水蒸汽喷射泵-水力喷射泵、水蒸汽喷射泵-水环泵9、水蒸气及不凝气体的排除：冷阱真

25、空泵的抽气系统或采用蒸汽喷射泵的真空系统10、升华热的供应方式：传导和辐射。传导方式的加热系统主要是利用载热体通过加热板来实现。11、物料预冻方式：气流式、液体浸泡式、接触式、液氮法、液态二氧化碳法、真空冻结式等。第3章 微胶囊技术l 微胶囊：一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装品。微胶囊微胶囊：l 微胶囊造粒技术将固体,液体或气体物质包埋,封存在一种微型胶囊内成为一种固体微粒产品的技术。l 一般范围：5-200m，有些也可达到：0.5-1000m。形状：单/多核、多核-无定型、双壁、微胶囊簇、复合微胶囊。l 为什么要在食品工业中应用微胶囊技术？ 最大限度地保持原有的色香味；防止营养物和生物活性

26、及特有性能的损失与破坏；使不稳定的气体液体食品变成稳定的固体； 掩盖食品自身的异味。 （一）微胶囊粒子 1. 结构：由单核或多核的囊心物与单层或多层的固体囊壁层构成。 2. 形状：球形,肾形,粒状,谷粒状,絮状,和块状。 3. 尺度：一般范围： 5200微米，有些也可达到：0.5 1000微米 注意：不宜过大或过小： 300 微米- 表面静电作用减小 囊壁厚度： 0.2 - 10 微米 （二）材料1心材(囊心物质)-微胶囊内部装载的物料食品工业中心材举例：生物活活性物、 食用油脂、酒类、酶和微生物细胞、甜味剂，酸味剂，防腐剂、香精，精油、 色素 、 2壁材(包囊物质)-外部包囊的壁膜物料（1）

27、组成 ：有机和无机, 天然或合成的高分子材料（2）壁材的选材原则：能与心材配伍但不发生化学反应； 满足安全卫生要求；适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等。（3）食品工业中壁材举例 植物胶 -阿拉伯胶,琼脂,藻酸盐,瓜儿胶,罗望子胶和卡拉胶等 ； 多糖-黄原胶, 阿拉伯聚半乳糖等 淀粉 -玉米,马玲薯等 交联改性、接枝共聚；纤维素- 羧甲基,羧乙基,乙基 ,二醋酸,丁基醋酸,硝酸纤维素等 蛋白质 -明胶, 酪蛋白, 玉米蛋白, 大豆蛋白等；聚合物-聚乙烯醇, 聚氯乙烯等；蜡与类脂物-石蜡, 蜂蜡, 硬脂酸和甘油酸脂等 （三）微胶囊造粒方法1.物理方法：喷雾干燥, 喷雾凝冻, 空气悬浮, 真空蒸

28、发沉积, 静电结合, 多孔离心2.物理化学方法：水相分离, 油相分离, 囊心交换, 挤压锐孔粉末床, 熔化分散,复相乳液3.化学方法：界面聚合,原位聚合,分子包囊,辐射包囊（四）微胶囊的释放1. 释放时间 ：立即 延时（缓释）2. 释放方法：物理、电磁、化学、机械方法( 加压 破形 摩擦)、加热方法、燃烧、熔化、用酶, 溶剂或水对其溶解3.释放模型 （1）零级型（2）一级型（3）时间平方根倒数（4）其他模型4.释放机理 （1）活性心材物质通过囊壁膜的扩散释放（2）用外压或内压使囊膜破裂释放出心材（3）用水溶剂等浸渍或加热等方法使囊膜降解而释放出心材（五）微胶囊产品的质量评定1.溶出速度：反映囊

29、心物质释放速度的指标 测定方法：因产品具体形式而定 2.心材含量：测定方法也因产品不同而异，多用采用溶剂或水提取法测定。如：挥发性油类心材含量常用索氏提取法测定3.微胶囊尺寸： 胶囊大小可用显微镜进行测量，也可用别的粒度测定方法测定二、物理法造粒技术（一）喷雾干燥法1.步骤：心材 + 壁材溶液 混合液 喷雾 干燥 （分散相） （连续相） （初始液） （小囊滴） （颗粒成品）2.优点：简单，易工业化流水作业，生产能力大，成本低。 缺点：包囊率低，心材可能在壁材外面，影响质量，设备造价高，能耗大。3喷干法应用举例 壁材水溶液的调制 10-50% 的 b-环状糊精 + 香味物质 糊精量的5-40%

30、均质乳化 喷雾干燥 进风温度 130-190C ,排风温度 60-90C 成品（2） 喷雾冻凝法1.造粒原理：壁材以熔融（而非溶解）液体状与心材混成混合液, 雾化液滴受冷却后呈固态粒。2.特点： 低温或常温颗粒化。 3.适合：室温下为固态的物质, 如氢化植物油, 脂肪酸脂, 脂肪醇,蜡类,糖类和某些聚合物作为壁材的场合，以及特别热敏性物质，如维生素, 矿物元素(硫酸亚铁)和风味物质等。（三）空气悬浮法 （流化床法） 又称Wurster法。2关键因素：心材性质-相对密度，熔点，脆碎度，挥发度, 粘度等； 壁材性质-粘度，浓度，附着力，所含溶剂的性质等； 操作条件-喷入方式，气流的湿度、速度（临界

31、流速）等。3. 局限性：心材状态-须为固体；有湿颗粒互粘和干颗粒碰碎的现象。（四）旋转悬浮分离法1. 原理：材分散于壁材注入转盘（物料呈单层被壁材包裹）分离干燥/凝冻产品。2. 特点：包裹率高；多余壁材与微胶囊产品的分离效果好。壁材一般为纯物质，为热熔型，最好熔化后粘度小于5000cP；心材最好为球形（可小于150mm）。三、物化法微胶囊造粒技术（一）相分离法1.水相分离法（1）相分离法原理：初始溶液 + 某种物质或采用某种手段 形成新相 分离 某种物质：例如：非溶剂-絮凝剂，沉淀剂等。 某种手段：例如：改变环境条件-如温度，pH等。（2）单凝聚法： 原理： （高分子聚合物性）壁材水溶液 +

32、水不溶性心材 调合 3相混合物 + 凝聚剂（夺水或使聚合物失水） 壁材相溶解度降低而凝聚成微胶囊粒凝聚剂： 乙醇， 丙酮，丙醇 异丙醇 之类的沉淀剂） 硫酸钠，硫酸铵之类的强亲水亲 酸碱之类pH值调节剂 （3）复凝聚法 两种带不同电荷胶体水溶液混合时会产生因受电荷作用而成的复合物，这种复合因溶解度降低而会产生相分离现象， 从而可从水溶液中析出成微胶囊 。（明胶：4.8时呈阴离子态，加热升温-加热杀菌-冷却-出系统(装罐等) 5. 预杀菌与清洗UHT 加热设备 1.板式热交换器：传热系数高，结构紧凑，容易增减传热面积，易清洗，价格低廉，有泄漏，单位长度的压力损失大。2. 环形套式换热器：适用于小

33、流量场合, 可适用于较高粘度的场合, 螺旋管传热系数较大，螺旋盘管有弹簧作用, 结构紧凑, 安装容易, 不易用机械方法清洗3. 旋转刮板式加热杀菌设备：适用于高粘度物料, 易结垢, 结焦,结膜物料.不同的物料,要用不同的刮板. 1. 常见超高温杀菌的温度范围和时间范围：135150，28s2. UTH的杀菌效果SE的定义：根据 Glqlesloot , UHT 对某类细菌的杀菌效果的定义如下：SE=Log原始芽孢数/最终芽孢数3. UTH杀菌的品质保证的原理:采用UTH瞬间杀菌技术可最大程度的保持食品的风味和品质，主要是因为微生物对高温的敏感程度远远大于食品成分的物理化学变化对高温的敏感程度。

34、因此，该技术比常规杀菌方法能更好的保存食品的品质和风味。第6章 欧姆杀菌1. 欧姆加热原理：利用电极，将电流直接导入食品内部，由食品本身介电性质所产生的热量，已达到直接杀菌的目的。所用的电流是5060Hz的低频交流电。2. 影响欧姆加热的因素：1）内因 电导率，介电常数，比热，等2）外因 电场强度,频率,电极间距,流体流速,加热管截面积，等3）其他 固液混合时，两相的发热速度差异（一般受液相的发热速率影响）3.流速流型如何影响管内流动物料的欧姆加热：层流流动下欧姆加热，将导致管中心加热不足。而管壁处加热过度。所以在设计时应尽量避免这种稳定的层流流动，在操作上力求破坏加热器内速度分布的形成。4.

35、固相液相发热速率及Boit准数对固液混合物欧姆加热物料如何影响？1）液相发热速率很低时，热处理时间随其降低迅速增加，整个速率受液相发热速率控制。2）固相加热速率在低Boit数值范围内会大大影响加热区内颗粒的温度，从而影响整个热处理时间3）固相大于液相时，在离开加热器前杀菌已完全实现，此情况下，热处理时间是使液体温度上升达到135时的时间。5.影响欧姆加热器进出口物料温差的因素有哪些?如何影响?1）两极之间的电位差对其影响最大，且呈正相关2）加热管的横截面积和电导率值越大，进出口物料温差越大。3）两极间距离，物料流速和物料的比热容越大，进出口物料温差越小，呈负相关。6.欧姆加热杀菌系统的构成：泵

36、，柱式欧姆加热器，保温管，控制仪表等。7.欧姆加热系统如何进行系统除热：通过杀菌液在循环管路中的片式换热器进行系统除热。8.欧姆加热系统如何清洗：生产结束后，切断电源并用水清洗设备，然后用80的NaOH溶液循环清洗30min。清洗液的加热用系统中的片式换热器。9.欧姆杀菌的特点与效果：特点1）可生产质优的大颗粒产品。2）能加热连续流动的产品,不需换热面。3）可加工对剪切敏感的产品。4）热量可在产品的固体中产生, 不需要传导对流作用。5）过程易控制, 起动停止惯性小。效果：1）对微生物的杀菌效果好2）因为加热时间少，对营养物的破坏少，营养素保留多。第7章 超高压杀菌技术1. 超高压杀菌技术的不同

37、英文名称及缩写：high pressure processing, HPP2. 超高压杀菌应用压力的范围：（1）蛋白质 压力范围 100 - 600 MPa之间 （2）碳水化合物400 - 600 MPa （3）油脂 100 - 200 PMa,（4） 其他成分 对各种小分子物质(风味, 维生素, 色素等)几乎没有影响。3. 超高压杀菌（灭菌）技术概念：将食品以某种方式包装以后，至于高压（200MPa以上）装置中加压处理，使之达到灭菌要求的目的。4. 通常流体的不同压力范围5.超高压杀菌的主要优点与局限性：1.处理过程中不加热，食物保持新鲜；2.处理过程能应用在最终包装的产品； 3.对液体食品

38、过程能作为无菌过程的一部分被应用；4.酶活力可以停止（也可能由于细胞壁破裂，酶活力增加）； 5.引起食物组织内变化；6.对细菌孢子、霉菌和酵母的杀菌有不同高压及保持时间要求；7.设备初装费高 6. 超高压杀菌工业化设备的规格：7. 高压杀菌的效果8. 高压微生物致死的一般解释：高压导致微生物的形态结构、生物化学反应、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，甚至使原有的功能破坏或发生不可逆变化。9. 超高压对细胞形态的影响：极高的流体静压会影响细胞的形态。胞内的气体空泡在0.6MPa压力下会破裂。10. 超高压对细胞生化反应的影响：11. 超高压对基因与遗传的影响

39、12. 超高压对细胞膜的影响：细胞膜的主要成分是磷脂和蛋白质，其结构靠氢键和疏水键来保持。在压力作用下细胞膜的双层结构的容积随着每一磷脂分子横切面积的缩小而收缩。加压的细胞膜通常表现出通透性的变化。压力引起的细胞膜功能劣化将导致氨基酸摄取受抑制13. 影响超高压杀菌效果的主要因素：1.pH 2.温度 3.微生物的生长阶段 4.食品成分14超高压杀菌的应用及效果：1.肉制品加工：品质好, 风味, 色泽, 嫩度等方面得到改善 2. 水产品加工：可保持水产品原有的新鲜风味. 600 MPa下, 使酶失活, 3. 果酱加工：保持原有的色香味 4. 其他应用 ：脱色, 脱臭, 改性效果：在灭菌的同时，能

40、够较好的保持食品原有的色香味及营养成分。 第8章 高压脉冲电场（PEF）杀菌技术欧姆杀菌 ： 通入电流使食品内部生热达到杀菌目的. 特点：-可使颗粒加热速率(1-2/s)比常规加热快得多二、 欧姆加热基本原理1.原理示意图：电流为 50-60HZ的低频交流电。 2.杀菌机理：热致死机制；其他致死机制：在低频率(50-60Hz)欧姆加热，会发生电穿孔机制，这种低频率会引起细胞壁两侧产生充电效应。3.加热相关计算（1）食品内部通电产生的热量 Q = K (gradV gradV) = K(V)2 =( V 2/R) 式中：Q-某点处的单位加热功率(W/m2) K-某点电导率(S/m)(西门子，电阻

41、倒数) gradV- 任一点处的电位梯度(V/m) -符号算子4.影响欧姆加热的因素：（1）内因：电导率，介电常数，比热，等（2）外因：电场强度,频率,电极间距,流体流速,加热管截面积，等（3）其他： 固液混合时，两相的发热速度差异（一般受液相的发热速率影响）三、欧姆杀菌装置和工艺操作（一）欧姆杀菌装置1. 装置系统构成基本构成：柱式欧姆加热器 -电极室间连接：带有绝缘衬里的不锈钢管；衬里材料：聚偏二氟乙烯(PVDF), 聚醚酮,玻璃； 泵, 保温管路、控制仪表快速冷却器物料进入欧姆加热器（二）欧姆杀菌工艺操作（无菌工艺）1.装置预杀菌-用电导率与物料相接近的一定浓度的硫酸钠溶液循环；2.过渡

42、性操作-切换成正式的料液，将杀菌介质与料液的交接部分另外收集；3. 正式杀菌 -髙酸食品90-95C,压力0.2MPa；低酸食品120-140C,0.4MPa 4. 保温管保温 5. 换热器冷却 6. 出料 7. 系统清洗 -用80的2%氢氧化钠溶液循环清洗30min。三、欧姆杀菌方法特点与效果1. 特点（1）可生产质优的大颗粒产品（2）能加热连续流动的产品,不需换热面（3）可加工对剪切敏感的产品（4）热量可在产品的固体中产生, 不需要传导对流作用（5）过程控制易, 起动停止惯性小2. 效果（1）传统方法： 刮板式热交换器中通过液相的热传导来加热, 则理论F0值仅为0.2。（2）营养素的保留

43、：对营养物的破坏少，因为所需的加热时间短。 传统方法的不足：为了使固体达到F0=5，液相的F0要高出许多。颗粒越大，这种差距越大，造成严重过热，营养素损失。 第二节 高压杀菌二、基本原理（一）高压效应1.压力对微生物的致死作用（1）形态结构 （2）生物化学反应： 影响反应速率：按绝对速率过程理论，反应过程要经过某种活化的状态，该状态区别于初态和终态的活化自由能F* （3）基因机制：DNA 对于压力远较蛋白质稳定, 但DNA的复制需要酶的中介作用，而酶（4）细胞壁膜： 通透性发生变化, 反应受影响；结构受体积变化影响, 对真菌影响更大；生理活动功能发生破坏(或不可逆变化)2.对食品营养成分的影响

44、（1）蛋白质 ：高压使蛋白质变性-原始结构伸展, 导致体积改变； 酶变性, 不良反应受到抑制， 压力范围 100 - 600 MPa之间 （2）碳水化合物：使淀粉改性 常温下, 400 - 600 MPa 淀粉糊化,呈不透明的粘稠糊状吸水量发生变化。低分子糖不受影响（3）油脂 ：100 - 200 PMa, 基本上变成固体, 解除压力恢复原状对油脂氧化有一定的影响。（4）其他成分 ：对各种小分子物质(风味, 维生素, 色素等)几乎没有影响。（二）影响高压效应的因素1.环境的pH值： 高压会使pH改变, 也使微生物的pH适应范围缩小。2.温度：低温或高温下, 高压对微生物的影响加剧。3. 微生物的生长阶段：生长期(尤其是对数期), 对压力更为敏感。4. 食品成分： 糖浓度 浓度越高, 致死率越低；盐浓度 浓度越高, 致死率越低：添加物 加脂肪酸酯, 糖酯, 乙醇可促进杀菌作用。三、高压杀菌装置1. 装置构成： (1)高压容器, (2)加压装置, (3)辅助装置2.装