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食品工程原理

食品冷冻技术

了解食品冷冻冷藏对食品保鲜作用的基本原理。

过程：食品中的自由水形成冰晶体

特点：食品的冰点低于水的冰点（见附录表15P.685）

食品的物理性质变化：

密度降低，内压升高，比热容降低，热导率升高

见图6-47（1）（2）P.354

冻结速度对食品结构的影响：冻结过程进行得越慢，细胞间隙里的水分就会形成冰晶聚集，冰晶颗粒越大，水分重新分布越显著，越容易破坏食品的细胞组织；反之，快速冻结使细胞内的水分大多数在原地冻结，冰晶体分布均匀且颗粒较小，可以在食品解冻时最大程度地保持食品原有的组织状态。

颗粒与流涕之间的相对运动

了解离心沉降的基本原理。

1沉降：分散相在连续相中运动。

定义：利用分散相与连续相之间的密度差，使分散相相对于连续相运动而实现分离的操作。

如果沉降在重力场中进行，就称为重力沉降。例如，将一桶含有泥砂的河水静置一段时间，水中的泥砂沉到桶底，就得到了比较清洁的水。这个过程就是重力沉降过程，作用原理就是泥砂的密度大于水。

2过滤：连续相相对于分散相运动。

3离心分离：依靠分离设备的旋转，使物系处于离心场下从而使悬浮液分离的操作。

了解液体过滤的基本原理。

乳化

了解食品乳化操作基本原理；HLB概念及其在选择乳化剂时的参照意义。

粉碎与筛分

了解各种粉碎方法与原理。

了解食品工业上的应用。

吸附

了解基本概念；吸附过程和吸附理论。

了解吸附技术在食品工业中的应用。

浸出和萃取

了解浸出和萃取理论的基本概念以及操作原理、

了解浸出和萃取在食品工业中的应用。

液体浓缩

了解液体浓缩的基本方法及原理。

了解各种蒸发设备的结构、特点及其适用范围。

了解浓缩过程在食品工业中的应用。

食品干燥

了解临界水含量的概念；平衡水分与自由水分、结合水分与非结合水分的概念。

平衡水分和自由水分

当一定状态的空气和湿物料接触，达到平衡时的水分就称为平衡水分，即湿物料中水分的活度pw/ps与湿空气的相对湿度j相等时物料的含水量。

当物料和湿空气接触后，一旦达到平衡，即物料中的水分达到平衡水分，如果湿空气的状态不变，干燥就停止了。在此之前，物料水分大于平衡水分的那部分水分就称为自由水分。自由水分可以用干燥的方法去除。

物料中的水分与一定温度t、相对湿度φ的不饱和湿空气达到平衡状态，此时物料所含水分称为该空气条件(t、φ)下物料的平衡水分。

在干燥过程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分，称为自由水分。

平衡水分随物料的种类及空气的状态(t，φ)不同而异。

平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度。

结合水分与非结合水分

按照物料中水分与物料的结合方式不同，物料中的水分可以划分为以下几种：

化学结合水如结晶水，不能用干燥方法去除；

物化结合水如吸附水分，渗透水分，结构水分，其中吸附水分结合力最强；

机械结合水如毛细管水分，空隙中水分，表面湿润水分，其中表面湿润水分结合力最强。

结合力强的水分水分难去除，称为结合水分；

结合力弱的水分水分易去除，称为非结合水分。

平衡水分曲线以上的为自由水分，平衡水分曲线与j=100%线交点以上的为非结合水分，容易除去。非结合水分的活度?1，它与物料的结合力极弱。汽化这种水分与汽化纯水相同，极易用干燥的方法除去。

结合水分包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。

特点：借化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。

非结合水分包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。

特点：物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。

物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关；

平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。

了解影响干燥速度的因素。

（1）湿物料的性质与形状：包括物理结构、化学组成、形状大小、料层厚薄及水分结合方式。

（2）物料的湿度：物料的水分活度与湿度有关，因而影响干燥速率。

（3）物料的温度：温度与水分的蒸气压和扩散系数有关。

（4）干燥介质的状态：温度越高，相对湿度越低，干燥速率越大。

（5）干燥介质的流速：由边界层理论可知，流速越大，气膜越薄，干燥速率越大。

（6）介质与物料的接触状况：主要是指介质的流动方向。流动方向垂直于物料表面时，干燥速率最快。

了解干燥器的形式及特点。

干燥器的分类：

按操作压强分：常压干燥器、真空干燥器；

按操作方式分：连续式、间歇式；