食品干燥保藏

食品工艺学食品干燥保藏1.概念：干燥（drying）和脱水(dehydration)

干燥（drying）：是在自然条件下或人工控制条件下促使食品中水分蒸发的工艺工程；脱水(dehydration)：是为保证食品品质变化最小，在认为控制条件下促使食品水分蒸发的工艺过程。两者区别和优缺点。自由水和结合水概念？2.食品干制意义

果蔬干制后，质量大为减轻，体积显著缩小，便于运输，减少运输、贮藏的成本，便于外贸出口及勘探、航海、旅行、军需等携带；果蔬干制后，可延长货架期，产品便于长期保存；与新鲜或冷冻果蔬相比，可减少冷链成本；干制果蔬可与粉体技术等结合，产品成为复合食品的很好添加成分；可以调节果蔬生产淡旺季，有利于满足消费者的周年需要；干制的设备可简可繁，生产技术较易掌握，因此，干制在广大农村应用比较普遍，已成为开发山区资源、振兴山区经济的有效途径之一；丰富果蔬产品的花色品种，有利于满足人们的生活快节奏的需求。授课内容和重点

食品干燥保藏的基本原理

食品干制的基本原理

干制过程中的变化

食品干制方法

干制品的贮藏和复水第一节食品干燥保藏的基本原理一、水分活度对微生物生长的影响水分活度与微生物生长关系图一、水分活度对微生物生长的影响（续）

微生物对水分活度的最小值不是定数，与

环境关系密切。

微生物产毒素所需的水分活度的最小值比 微生物生长所需的水分活度的最小值高。 如金黄色葡萄球菌肠毒素、梭状芽孢杆菌 肉毒素和黄曲霉毒素。一、水分活度对微生物生长的影响（续）

水分活度可以改变微生物对热、光和化学

杀菌剂的敏感性；

如何栅栏技术控制微生物，保障干燥食品 质量？

如何保存菌种？二、水分活度对脂肪氧化的影响水分活度与各种反应速度关系图三、水分活度对酶活的影响（活性和热稳定性）水分活度与各种反应速度关系图四、水分活度对非酶褐变的影响水分活度与各种反应速度关系图五、水分活度对营养成分的影响

Aw对维生素的影响：维生素C、维生素B1

和维生素E

Aw对淀粉老化的影响：Aw越高（30%- 60%）易于老化，低水分活度（10%-15%） 不会发生老化。

Aw对蛋白质变性的影响：

Aw对水溶色素的影响：第二节食品干制的基本原理一、干制过程的湿热传递食品干制是水分和热量传递的过程，食品吸收热量，逸出水分。面包干干燥过程物料水分分类图一、干燥机制二、干制过程的特性三、影响干制的因素一、干制机制

干制是指食品在热空气中受热蒸发后进行脱水

的过程

在干燥时存在两个过程： 食品中水分子从内部迁移到与干燥空气接触的 表面（内部转移），当水分子到达表面，根据 空气与表面之间的蒸汽压差，水分子就立即转 移到空气中（外部转移）——水分质量转移； 热空气中的热量从空气传到食品表面，由表面 再传到食品内部——热量传递；

干燥时食品水分质量转移和热量传递的模型

内部水分转 移到表面FoodH2O一、干制机制

（1）水分梯度ΔM

干制过程中潮湿食品表面水分受热后 首先有液态转化为气态，即水分蒸发， 而后，水蒸气从食品表面向周围介质 扩散，此时表面湿含量比物料中心的 湿含量低，出现水分含量的差异，即 存在水分梯度。水分扩散一般总是从 高水分处向低水分处扩散，亦即是从 内部不断向表面方向移动。这种水分 迁移现象称为导湿性。

M

M-ΔM表面水分扩散 到空气中

T T-ΔT

（2）温度梯度ΔT

食品在热空气中，食品表面受 热高于它的中心，因而在物料 内部会建立一定的温度差，即

温度梯度。温度梯度将促使水 分（无论是液态还是气态）从 高温向低温处转移。这种现象 称为导湿温性。

1.导湿性

（1）水分梯度若用M表示等湿面湿含量或水分含量（kg/kg干物质），则沿法线方向相距Δn的另一等湿面上的湿含量为M+ΔM，那么物体内的水分梯度gradM则为：gradM=lim（ΔM/Δn）=M/n

Δn→0M—物体内的湿含量，kg/kg干物质Δn—物料内等湿面间的垂直距离（m）I水分减少的方向图湿度梯度影响下水分的流向M+ΔM

I gradM

ΔnM导湿性引起的水分转移量可按照下述公式求得：I水=-Kγ0（M/n）=-Kγ0ΔM（Kg/m2·h）其中：I水——物料内水分转移量，单位时间内单位面积 上的水分转移量（kg/m2·h）

K——导湿系数（m2/h）

γ0——单位潮湿物料容积内绝对干物质重量 （kg/m3）

M——物料水分（kg/kg干物质） “—”负号表示水分转移的方向与水分梯度的方向相 反；需要注意的一点是：

导湿系数K在干燥过程中并非稳定不变，

它随着物料水分含量和温度而异。

K与水分含量的关系见图

K与物料温度的关系见图（2）物料水分含量与导湿系数间的关系

A.K值的变化比较复杂。当物料在水分含量高（III区）时，排除的水分基本上为自由水，以液体状态转移，导湿系数稳定不变（ED段）；到II区时，排除的水分基本上是渗透水分时，水分以液体状态和以蒸汽状态转移，导湿系数下降（DC段）；在I区再进一步排除的水分则为吸附水分，基本上以蒸汽状态扩散转移，先为多分子层水分，后为单分子层水分。因结合力强，故K先上升后下降（CA段）DEⅠⅡⅢ

A C

物料水分M（kg/kg干物质）物料水分含量和导湿系数间的关系Ⅰ—吸附水分（单、多层水）Ⅱ—渗透水分Ⅲ—毛细管水分B.导湿系数与物料温度的关系

K与温度指数成正比

启示：

若将导湿性小的物 料在干制前加以预 热，以增大导湿系 数，就能显著地加 速干制过程。 为此，常在饱和湿 空气中加热，以免物料表面水分蒸发形成硬膜，而影响水分转移。K×102=(T/290)14

温度（℃）图硅酸盐类物质温度和导湿系数的关系2.导湿温性

干燥时，物料表面受热高于它的中心，

因而在物料内部会建立一定的温度梯度。 温度梯度将促使水分（不论液态或气态） 从高温处向低温处转移。这种现象称为 导湿温性或雷科夫效应。

导湿温性是在许多因素影响下产生的复 杂现象

如何克服雷科夫效应？

高温将促使液体粘度和它的表面张力下降，但将促使水蒸汽压上升，高温区水蒸汽压大于低温区；

此外，高温区毛细管内 水分还将受到挤压空气 扩张的影响，结果使毛 细管内水分顺着热流方 向转移。

导湿温性成为阻碍因素θθ+Δθθ/nI内表面图温度梯度下水分的流向Δn3.干制水分总量 干制过程中，湿物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在，因此，水分的总流量是由导湿性和导湿温性共同作用的结果。

两者方向相反时：I总=I湿—I温

当I湿﹥I温

以导湿性为主，物料水分将按照水分减 少方向转移；导湿温性为次要因素；

当I湿﹤I温

水分随热流方向转移（并向物料水分增 加方向发展），水分扩散则受阻。 如：烤面包的初期湿面团在烤箱180~220℃，建立温度梯 度，面包水分含量约40%二、干制过程的特性食品在干制过程中，食品水分含量逐渐减少，干燥速率变大后又逐渐变低，食品温度也在不断上升。1.干燥曲线（1）水分含量曲线（2）干燥速率曲线（3）食品温度曲线食品干制过程2.干燥阶段在典型的食品干燥过程中，物料先经过初期 加热阶段后，再经历干燥恒定阶段（恒速 期）和干燥降速阶段（降速期）。干燥过程分为三个阶段，分别是初期加热阶段，恒速干燥阶段，降速干燥阶段。（1）恒速期

水分子从食品内部迁移到表面的速率大于或等于水分子从表面跑向干燥空气的速率；干燥推动力是食品表面的水分蒸汽压和干燥空气的水分蒸汽压两者之差；传递到食品的所有热量都进入汽化的水分中，温度恒定；（2）降速期

一旦到达临界水分含量，水分从表面跑向

干燥空气中的速率就会快于水分补充到表 面的速率；

内部质量传递机制影响了干燥快慢；

干燥结束达到平衡水分含量；

降速期预测干燥速率是很困难的；

干制过程中食品内部水分迁移大于食品表

面水分蒸发或扩散，则恒率阶段可以延长； 如内部水分迁移小于表面扩散，则恒率阶 段就不存在；如水分含量75~90%的苹果，有恒率和降率 阶段；若水分9%的花生米，干制时，仅经 历降率阶段；注意

以上我们讲的都是以空气为介质通过加热来干燥。若是采用其它加热方式，如没有热量传递过程，则干燥速率曲线将会变化。三、影响干制的因素

干制过程就是水分的转移和热量的传递，即湿热传递，对这一过程的影响因素主要取决于干制条件（由干燥设备类型和操作状况决定）以及干燥物料的性质。1.干制条件的影响

在人工控制条件下或干燥机中干燥；

食品的干燥希望干燥得快，同时干燥量要 大；

干燥条件对干燥恒率阶段（或恒速期）和 降率阶段（或降速期）的影响的条件主要 有空气温度、流速、相对湿度和气压（1）温度

对于空气作为干燥介质,提高空气温度,在恒速期 干燥速度加快，在降速期也会增加；

原因：

温度提高,传热介质与食品间温差越大,热量向食品传递的速率越大；水分受热导致产生更高的汽化速率；对于一定水分含量的空气,随着温度提高,空气相对饱和湿度下降,这会使水分从食品表面扩散的动力更大.水分子在高温下,迁移或扩散速率也加快,使内部干燥加速.

但温度过高会引起食品发生不必要的化学和物理反应；（2）空气流速

干燥空气吹过食品表面的速度影响水分从表面向空气扩 散的速度，因为食品内水分以水蒸汽的形式外逸时,将在其表 面形成饱和水蒸汽层,若不及时排除掉,将阻碍食品内水分进 一步外逸.从而降低水分的蒸发速度.

因此空气流速加快，食品在恒速期的干燥速率也加速；原因：空气流速增加，水分扩散加快（对流质量传递速率加快），能及时将聚集在食品表面附近的饱和湿空气带走，以免阻止食品内水分进一步蒸发；食品表面接触的空气量增加，会显著加速食品表面水分的蒸发。空气流速增加对降率期没有影响，因为此时干燥受内部水分迁移或扩散所限制；（3）空气相对湿度

食品表面和干燥空气之间的水蒸汽压差代表了外 部质量传递的推动力，空气的相对湿度增加则会 减小推动力，饱和的湿空气不能在进一步吸收来 自食品的蒸发水分。

空气相对湿度越低，食品恒速期的干燥速率也越快；对降速期没有影响；空气的相对湿度也决定食品的干燥后的平衡水分，食品的水分始终要和周围空气的湿度处于平衡状态；可通过干制的解吸等温线来预测；当食品和空气达到平衡，干燥就停止。（4）大气压力和真空度

大气压力影响水的平衡，因而能够影响干燥，当真空下干燥时，空气的蒸汽压减少，在恒速阶段干燥更快。 气压下降，水沸点相应下降，气压愈低，沸点也愈低；温度不变，气压降低，则沸腾愈加速。但是，若干制由内部水分转移限制，则真空干燥对降率期的干燥速率影响不大。 适合热敏物料的干燥操作条件对于干燥速率的影响2食品性质的影响（1）表面积水分子从食品内部行走的距离决定了食品被干燥的快慢。小颗粒，薄片，表面大，易干燥、快（2）组分定向水分在食品内的转移在不同方向上差别很大，这取决于食品组分的定向。例如：芹菜的纤维结构，沿着长度方向比横穿细 胞结构的方向干燥要快得多。在肉类蛋白质纤 维结构中，也存在类似行为。（3）细胞结构在大多数食品中，细胞内含有部分水，剩余水在 细胞外，细胞外水分比细胞内的水更容易除去； 当细胞被破碎时，有利于干燥，但需注意，细胞破裂会引起干制品质量下降；（4）溶质的类型和浓度

溶质如蛋白质、碳水化合物、盐、糖等，与水相互作用，结合力大，水分活度低，抑制水分子迁移，干燥慢；尤其在低水分含量时还会增加食品的粘度；浓度越高，则影响越大；这些物质通常会降低水分迁移速度和减慢干燥速率第三节干制对食品品质的影响食品品质主要有营养价值、感观性质、卫生指标等一.干制过程中食品的主要变化

1.物理变化

干缩、干裂如木耳，胡萝卜丁表面硬化如山芋片多孔性如香菇、蔬菜热塑性加热时会软化的物料如糖浆或果浆，冷却后变硬或脆溶质的迁移有时表面结晶析出

2化学变化（1）营养成分

蛋白质受热易变性，一般较稳定，但高

温长时间，会分解或降解

碳水化合物大分子稳定，小分子如低聚 糖受高温易焦化、褐变，

脂肪高温脱水时脂肪氧化比低温时严重

维生素水溶性易被破坏和损失，如VC、

硫胺素、胡萝卜素、VD；B6、烟碱酸较 稳定，损失少；（2）色素

色泽随物料本身的物化性质改变（反射、散射、吸收传递可见光的能力）

新鲜食品颜色比较鲜艳，干燥后颜色有差别；

天然色素：类胡萝卜素、花青素、叶绿素等易变化

褐变糖胺反应(Maillard)、酶促褐变、焦糖化、其他。（3）风味

引起水分除去的物理力，也会引起一些挥发物质的去除

受热会引起化学变化，带来一些异味、煮熟味、硫味

防止风味损失方法：芳香物质回收（如浓缩苹果汁）低温干燥、加包埋物质，使风味固定第四节食品的干制方法干制方法可以区分为自然和人工干燥两大类

自然干制：在自然环境条件下干制食品的方法：晒干、阴干、

人工干制：在常压或减压环境中用人工控制 的工艺条件进行干制食品，有专用的干燥设 备,如：空气对流干燥设备、滚筒干燥设备、 真空干燥设备等本节主要讨论人工干制的方法人工干制空气对流干燥厢式干燥隧道式干燥输送带式干燥气流干燥流化床干燥喷雾干燥接触干燥真空干燥冷冻干燥一、空气对流干燥

空气对流干燥是最常见的食品干燥方法，这类干燥在常压下进行，食品可分批或连续地干制，而空气则一般为强制对流循环。流动的热空气不断和食品密切接触并向它提供蒸发水分所需的热量，有时还要为载料盘或输送带增添补充加热装置采用这种干燥方法时，在许多食品干制时都会出现恒率干燥阶段和降率干燥阶段。因此，干制过程中控制好空气的干球温度就可以改善食品品质。1.柜（厢）式干燥设备

基本结构

特点：

间歇型，小批量、设备容量小、易控制， 但操作费用高

操作条件：

空气温度<94℃，空气流速2-4m/s，时间 较长10-20h

适用对象

果蔬或价格较高的食品

或作为中试，摸索物料干制特性，为确定 大规模工业化生产提供依据2.隧道式干燥设备为了增加干燥的能力，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出来，即为隧道式干燥设备通常根据热空气流动和物料移动的方向，将隧道式干燥设备分为逆流或顺流隧道式干燥设备•一些基本名称或概念：对于热空气

高温低湿空气进入的一端——热端

低温高湿空气离开的一端——冷端对于物料

湿物料进入的一端——湿端

干制品离开的一端——干端对于设备

热空气气流与物料移动方向相反——逆流

热空气气流与物料移动方向一致——顺流(1)逆流隧道式干燥设备

基本结构 物料与气流的方向相反，湿端即冷端，干端即热端；系半连续性

特点及应用A.湿物料先在冷端遇到的是低温高湿空气，物料因含有高水分，尚能大量蒸发，但蒸发速率较慢；这样不易出现表面硬化或收缩现象，而中心又能保持湿润状态，因此物料能全面均匀收缩，不易发生干裂；适合于初期干燥速率过快容易干裂的水果如李、梅等B.干端处食品物料已接近干燥，水分蒸发已 缓慢，但因遇到的是高温低湿空气，干燥仍 可进行但比较缓慢，干制品的平衡水分可相 应降低，最终水分可低于5%；C.干端处物料温度容易上升到与高温热空气相近的程度。此时，若干物料的停留时间过长，容易焦化，为了避免焦化，干端处的空气温度不宜过高，一般不宜超过70℃。D.逆流干燥，湿物料水分蒸发相对慢，总的 干燥速率低，故湿物料载量不宜过多，即设 备干燥能力将下降；此外，因为在低温高湿的空气中，若物料易腐败或菌污染程度过大，会有腐败的可能。故易腐败的物料不宜采用逆流干燥。（2）顺流隧道式干燥设备

基本结构湿端即热端，冷端即干端

特点与应用A.湿物料与干热空气相遇，水分蒸发快，湿球温度下降比较大，可允许使用更高一些的空气温度如90℃，进一步加速水分蒸发而不至于焦化；B.干端处则与低温高湿空气相遇，水分蒸发缓慢，干制品平衡水分相应增加，干制品水分难以降到10%以下；因此,吸湿性较强的食品不宜选用顺流干燥方式。（3）双阶段干燥设备

基本结构顺流干燥：湿端水分蒸发率高逆流干燥：后期干燥能力强，平衡水份低

双阶段干燥：取长补短

特点：干燥比较均匀，生产能力高，品质 较好

用途：苹果片、蔬菜（胡萝卜、洋葱、马 铃薯等）

现在还有多段式干燥设备，有3，4，5段 等，有广泛的适应性。3.输送带式干燥设备(1)多层输送带特点：

物料有翻动

物流方向有顺流和逆流

操作连续化、

自动化、生 产能力大；

减轻装卸物料强度

增加了高度，占地少（2）双带式干燥•特点

分成两个阶段：第一阶段，区段1，因物料高

湿，热空气自下而上；区段2和第二阶段，物 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1，空气温 度可93~127℃，区段2，71~104℃；第二 阶段，54~82℃；有利于制成品质优良的产 品；

占面积大，但投资成本较低；4.气流干燥设备

基本结构见图用气流来输送物料使粉状或颗粒食品在热空气中干燥关键的系统有加料器和旋风分离器关键是稳定而均匀加料，加料器结构

旋风分离器的工作原理

将粉末与空气分离特点

干燥强度大,悬浮状态,物料最大限度地与热空

气接触（温度121~190℃）;

干燥时间短,，0.5~5秒,并流操作;

散热面积小,热效高,小设备大生产;

适用范围广,

物料(晶体)有磨损,动力消耗大 适用对象： 水分低于35%~40%、不易结块的物料 例如糯米粉、马铃薯颗粒5.流化床干燥设备

基本结构

使颗粒食品在干燥床上呈流化状态或缓慢沸 腾状态（与液态相似）。

适用对象：颗粒或粉粒状食品（固体饮料， 造粒后二段干燥）6.喷雾干燥设备

喷雾干燥就是将液态或浆状食品喷成雾状液滴，悬浮在热空气气流中进行脱水干燥过程设备主要由雾化系统、空气加热系统、干燥室、空气粉末分离系统、鼓风机等主要部分组成。

（1）喷雾系统使液体形成小液滴，产生大量表面积有利于水 的蒸发，常用的喷雾系统主要有三类装置：

压力喷雾：液体在高压下（700-1000kPa）下送入喷雾头内以旋转运动方式经喷嘴孔向外喷成雾状，一般这种液滴颗粒大小约100-300μm，其生产能力和液滴大小通过食品流体的压力来控制。

离心喷雾：液体被泵入高速旋转的盘中（5000-20000rpm），在离心力的作用下经圆盘周围的孔眼外逸并被分散成雾状液滴，大小10-500μm。气流喷雾：在压力为150~500kPa的压缩空气经双流体喷头内环孔向外喷射时，将同时来自喷头中心孔的液态分散成雾状液滴；三类雾化器的特点型式离心式外优点①操作简单，对物料适应性强，适宜于高浓度、高粘度物料的喷雾。②操作弹性大，在液量变化±25%时，对产品质量和粒度分布均无多大影响。③不易堵塞，操作压力低。④产品粒子成球型，表规则整齐。②缺点①喷雾器结构复杂、造价高、安装要求高。仅适用于立式干燥机，且并流操作。③干燥机塔径大。④制品松密度小。压力式④提高设备生产能力。③可用于并流、逆流、卧式或立式干燥机。动力消耗低⑤制品蓬松⑥塔径较小。①喷嘴结构简单、维修方便。①喷嘴易堵塞、腐蚀和磨损。②可采用多个喷嘴（1-12个）②不适宜处理高粘度物料。③操作弹性小。气流式①可制粒径5μm以下的产①动力消耗大。②不适宜大型品，可处理粘度较大的物料。设备。③粒子均匀性差。②塔径小。③并、逆流操作均适宜。（2）空气加热系统

蒸汽加热

电加热

温度150~300℃

食品体系一般在200℃左右（3）干燥室

液滴和热空气接触的地方，可水平也可垂直，

为立式或卧式，

室长几米到几十米，液滴在雾化器出口处速 度达50m/s,滞留时间5~100秒，

根据空气和液滴运动方向可分为顺流和逆流，

干燥时的温度变化 空气约200℃，产品湿球温度一般在80℃以 下；（4）空气粉末分离系统

将空气和粉末分离，大粒子粉末由于重力而将到干燥室底部，细粉末靠旋风分离器来完成；难以分离的细粉要用布过滤器；（5）喷雾干燥的特点

蒸发面积大

干燥过程液滴的温度低

过程简单、操作方便、适合于连续化生产

耗能大、热效低（6）喷雾干燥的典型产品

奶粉

速溶咖啡和茶粉

蛋粉

豆奶粉

酶制剂

酵母提取物

干酪粉二、接触干燥

被干燥物与加热面处于密切接触状态，蒸发水分的能量来自承载物料的表面以传导方式进行干燥，又称传导干燥间壁传热，而不是加热空气来传热，干燥介质可为蒸汽、热油这类设备的常见例子是滚筒干燥机滚筒干燥设备1.基本结构

金属圆筒在浆料中滚动，物料为薄膜状，受热蒸发，

热由里向外2.设备类型(1)单滚筒,示意图(2)双滚筒，示意图双滚筒干燥设备系统示意图见P653.特点

热传递和质量传递很快，接触时间2秒-几分钟，可实现快速干燥；采用高压蒸汽加热，可使物料固形物从3-30%增加到90-98%，表面温度可达100-145℃，热能经济，干燥费用低； 因与高温接触，食品带有煮熟或焦糊味4.适用对象

浆状、泥状、糊状、膏状、液态，一些受热 影响不大的食品，如麦片、米粉三、真空干燥食品在低气压条件下,热量通常由传导或辐射向食品传递,进行物料干燥。气压愈低,水沸点愈低,易蒸发,可降低干燥温度,减少氧化反应等，适合于不耐高温的食品。1.基本结构干燥箱、真空系统、供热系统、冷凝水收集装置2.设备类型

间歇式真空干燥设备

连续式真空干燥（带式输送）设备

为保证干燥室中真空度，有专门设计的密封性连续进料和出料装置；生产品质优良的橙汁晶粉、速溶茶等；真空与其他干燥设备结合则可形成多种形式的真空干燥设备，如真空滚筒干燥，3.特点

可降低干燥温度；

可使水分降低到2%左右

物料呈疏松多孔状，能速溶。

可使被干燥物料轻微膨化。4.适用对象 水果片、颗粒、粉末如麦乳精、速溶茶 等四、冷冻干燥

在高真空度下，如果再将温度降低到食 品的冷冻温度下，则食品中的水变成冰， 在此条件下，冰会直接从固态变成水蒸 汽（升华）而脱水，是一种冷冻温度下 的真空干燥，称冷冻升华干燥。

利用冰晶升华原理1.冷冻干燥条件

要使物料中的水变成冰，同时由冰直

接升华为水蒸汽，则必须要使食品物 料的水溶液温度保持在三相点以下。

纯水三相图见下图O点（固液气）三相点：压力610Pa，温度0℃，BO：升华曲线，OA：液化曲线

对于食品来说，因食品水分中有溶质，是含有多种溶质的混合溶液，溶液冻结时则成为低共熔混合物或共晶溶液；当共晶溶液开始冻结的温度称为共晶点温度，它是溶液完全冻结固化的最高温度；冻结固化点也是熔化开始点，所以共晶点温度也称为共熔点温度。随着食品水溶液浓度增加，其共晶点或共熔点温度和它的水蒸气压都相应下降。故食品水冻结时要低于0℃；一般在-4℃以下；压力要小于500Pa冷冻干燥条件（1）食品冷冻温度＜-4℃；（2）食品升华一般要绝对压力＜500Pa，最高真空一般达到15~5Pa。2.食品的冻结

食品中的水被最大量地冻结；

食品冻结对干燥的影响；

食品冻结方法；（1）最大冻结浓度

食品在冻结时，先是自由水会结晶析出，剩下溶液的溶质浓度增加，冰点下降，随着冷冻进行，最终达到最大冻结浓度；此时为最低共熔点，当温度下降到此点以下时，溶液被全部冻结，确切地说是非结晶性的玻璃态；

要使食品中水被最大程度冻结，通常食品的冻结温度采用-45~-30℃（2）冰晶体大小对干燥的影响

缓慢冻结时形成的冰晶体大，当升华时留下多孔性通道，干燥速度快；

冻结速度快，冰晶体小，干制品有较好的复原性；干燥时间要长一点；（3）常见的冻结方法

自冻法就是利用物料表面水分蒸发时从它本身吸收汽化潜热,促使物料温度下降,直至它达到冻结点时物料水分自行冻结；如能将真空干燥室迅速抽成高真空状态,即压力迅速下降,物料水分就会因水分瞬间大量蒸发而迅速降温冻结.但这种方法因为有液→气的过程会使食品的形状变形或发泡、沸腾等。适合于一些有一定体形的食品如芋头、碎肉块、果蔬等。预冻法

将要冻干的食品物料预先用制冷机或 系统如液氨、液氮或氟利昂制冷，进 行冻结，或在冻库中冷冻；

一般食品在-4℃以下开始形成冰晶体，此法较为适宜，主要是用于液态食品干燥.3、冷冻干燥过程食品冷冻干燥曲线

食品温度变化曲线（表面、中心）；

食品水分含量变化曲线；

加热板温度变化曲线；

真空度变化曲线；载量150g/cm2；物料大小0.64cm；干燥室平均压力200Pa；初 始水分90%，最后水分3%，湿物料重量760kg；最初水分

684kg。1．加热板温度；2.物料表面温度；3.干燥曲线牛肉冻干曲线牡蛎冻干曲线（1）初级干燥（Primarydrying stage），升华干燥（sublimation）

食品中水在冰晶体形成后，通过控制冷冻室中的真空度，则冰晶升华，该阶段水分含量快速下降，主要是除去自由水或体相水分；因冰的蒸汽压随着温度的降低而下降，故为了使水分子从冰中升华需要真空度高，最低在5Pa以下；需要加热

升华相变是一个吸热过程，需要提供相变潜热或升华热。如果不提供热量则物料随着升华进行温度迅速下降，当温度降到与真空度下相应水蒸汽压相等时，则水蒸汽挥发停止。所提供的热量应等于冰晶体升华热，同时应注意使物料上升温度不能超过被冻结物料的温度或略低于冰晶体熔化温度，以便能进行升华。升华界面

在冷冻干燥的初级阶段，随着干燥的进行，食品中的冰逐渐减少，有冰的部分为冻结层，没有冰的部分成为干燥层；在食品中的冻结层和干燥层之间的界面被称为升华界面（sublimationfront），确切地说是在食品的冻结层和干燥层之间存在一个扩散过渡区升华界面过渡层

在干燥层中由于冰升华后水分子外逸留下了

原冰晶体大小的孔隙，形成了海绵状多孔性 结构，这种结构有利于产品的复水性；

但这种结构使传热速度减慢，即妨碍传热， 使干燥速度下降。因此，若采用一些穿透力 强的热能如辐射热、红外线、微波等使之直 接穿透到（冰层面）升华面上，就能有效地 加快干燥速率。(2)二级干燥（secondrydryingstage）

当食品中的冰全部升华完毕，升华界面消失

时，此时食品的水分含量还有15-20%时，水 分含量下降变慢，干燥就进入另一个阶段称 为二级干燥。

这些剩余的水分即是被束缚、不能被冻结的 水分子，是多分子和单分子吸附层的水，但 这些水并非为液态水，而是为玻璃态水，可 使已被干燥的产品结构维持刚性多孔状；使 玻璃态水转变为液态水的温度称为玻璃态转 化温度（glasstransitiontemperature）， 见图。

要继续除去这部分水，必须补加热量使之加快运动来克服束缚才能外逸出来。但需要注意热量补加不能太快；4、冷冻干燥设备基本结构(1)冷冻干燥设备组成基本组成与真空干燥设备相同；但要多一个制冷系统或冻结系统,主要是将物料冻结成冰块状。见示意图冷冻干燥设备组成示意图(2)设备类型

间歇式冷冻干燥设备

隧道式连续式冷冻干燥设备5.冷冻干燥食品的特点

在低温高真空下，特别适合于热敏性高和极

易氧化的食品干燥，可以保留新鲜食品的色 香味及营养成分；

不失原有的固体骨架结构，可保持物料原有 的形态；

具有多孔结构，速溶性和复水性好；

设备昂贵，冻干制品的价格是热风干燥的

3~5倍；6.冻干食品的种类

蔬菜类：葱、蒜、蘑菇、香菜等

水果类：苹果、香蕉、草莓等

肉禽类：牛、羊、猪等

水产类：海参、鱿鱼、干贝等

中药材；

生物类：第五节干制品的包装和贮藏

食品经干燥脱水处理后，其本身的一些物理特性发生了很大改变，如密度、体积、吸湿性等。为了保持干制品的特性以及便于储藏运输，通常对于干制品的处理包括三部分：

干制品的预处理；

干制品的包装；

干制品的贮藏。

一、包装前干制品的预处理1、筛选分级

选出块片和颗粒大小不合标准产品；

剔除其他碎屑杂质等物；

磁铁吸除金属杂质； 在输送带上进行机械筛选或人工挑选。2、均湿处理

有时晒干或烘干的干制品由于翻动或厚薄不均会造成制品中水分含量不均匀一致（内部亦不均匀），这时需要将它们放在密闭室内或容器内短暂贮藏，使水分在干制品内部重新扩散和分布，从而达到均匀一致的要求，这称为均湿处理。特别是水果干制品。均湿处理还常称为回软和发汗；

仓贮法就是一种可大量均湿处理的方法，即在仓库中将干暖空气通过堆积在金属网上的水分不均匀干制品使其外逸，可达到均湿效果；一般需2~3周，菜干1~8天；3、灭虫处理：干制品尤其是果疏干制品常有虫卵混杂其间，在适宜的条件下会生长造成损失。

烟熏是控制干制品中昆虫和虫卵常用方法； 常用烟熏剂有甲基溴，一般用量16~24g/m3， 可使害虫中毒死亡。因溴会残留，一般允许 残溴量<150mg/Kg，有些水果干制品甚至在

100mg/Kg以下，如李干为20mg/Kg。

此外,二氧化硫也常用于果干的熏蒸；大包装葡萄干常用甲酸甲酯防虫害；4、速化复水处理（instantizationprocess）即为了加快干制品的复水速度，常采用①压片法即将颗粒状果干经过相距为一定距 离（0.025mm-1.5mm）间隙转辊，进行轧 制压扁，薄果片复水比颗粒状迅速得多②刺孔法将半干制品水分含量16-30%的干苹 果片进行刺孔，然后再干制到5%水分，不仅 可加快干燥速度，还可使干制品复水加快。③刺孔压片法：在转辊上装有刺孔用针，同时压片和刺孔，复水速度可达最快。5.压块（片）

将干制品在水压机中用块模压缩成密度较高的块状如木耳块；或用轧片机轧成片状，如紫菜片，这样可减小体积，还可有利于防止氧化变质。对脱水蔬菜水分含量低、质脆易碎的产品，通常先直接用蒸汽加热20~30S，促使软化以便压块（片）并减少破碎率；二．干制品的包装

食品包装是指用合适的材料、容器、工艺、装潢、结构设计等手段将食品包裹和装饰，以便在加工、运输、贮存、销售过程中保持食品质量或增加商品价值1．干制品包装的要求（1）能防止干制品吸湿回潮，要求包装 材料长