食品加工高新技术-2013-8-20

2019/9/301食品加工高新技术2019/9/302课程名称：食品加工高新技术(FoodProcessingTechnology)学分：1学时：16课程类别：专业方向必修课2019/9/303食品加工高新技术为专业必修课，着重介绍一些新的加工技术原理及其在食品中的应用。通过本课程的学习，使大家了解新技术，有助于开拓视野，增加其创新能力，以及在今后的工作或学习中很好地运用这些技术来解决实际问题打下基础。食品加工中有关新技术（超微粉碎、挤压膨化、食品杀菌新技术、食品冷冻新技、食品分离新技术、食品加热新技术等）的基本原理、特点及其应用前景。课程性质与目的课程简介课程大纲：2019/9/304教学内容：立足于国内外食品工业现状和基础，借鉴国际食品工业中已成功应用的高新技术实例，简单介绍现代食品工业生产中能够应用的高新技术。教学重点：新技术原理介绍，重点介绍新技术在食品中的应用2019/9/305论文或笔试和平时作业总成绩评定组成：论文或笔试成绩60%+平时作业成绩40%考核方法：考查教学方法教学方法采用PPT授课和课堂讨论2019/9/306主要内容第一章绪论第二章食品粉碎、造粒新技术第三章食品杀菌新技术第四章食品冷冻新技术第五章食品分离新技术第六章食品加热新技术2019/9/307食品加工技术的特点食品加工技术的进展食品工业高新技术分类未来食品发展的因素近几十年出现的食品工程方面新技术高新技术在食品加工中的应用第一章绪论2019/9/3081.1食品加工技术的特点1.安全性2.可靠性3.灵活性4.易于接受性2019/9/309古代食品的获得以捕,猎、采摘为主,只有简单的加工,贮藏手段。近代十九世纪:罐头的发明.微生物的发现.机械能应用于食品业1.2食品加工技术的进展2019/9/3010两次大战:军需促进了食品业工业化发展(罐头,脱水食品)二战以后：食品工业规模生产相关学科的进步相关技术的发展新包装材料的出现2019/9/3011食品加工技术发展方向设备:连续化,自动化，传统食品工艺工业化产品:多样化,方便化,成本低，品质好流通：安全，高效2019/9/3012食品工业高新技术食品加工技术食品分离技术食品杀菌技术计算机技术食品生物技术食品包装技术食品保鲜技术1.3食品工业高新技术分类2019/9/30131.4未来食品发展的因素社会经济发展：人口（增加，迁移）耕地（减少），传统粮食资源和能源（减少）生活方式变化：休闲，旅游，体育运动等生理和心理要求发展―多样性、功能性所以这些要求有新的技术配合，可以预言，今后食品工业竞争将是科学技术的竞争2019/9/30141.5近几十年出现的食品工程方面新技术粉碎造粒新技术：微粉碎超微粉碎微胶囊造粒技术能源新法应用：远红外徽波油炸过热蒸汽包装杀菌新技术：高频电阻制罐无菌包装技术超高温杀菌分离新技术：膜分离，超临界萃取，液膜分离2019/9/3015保鲜新技术：气调，电离辐射冷关联技术：冷冻浓缩，冷冻干燥，速冻，冷冻粉碎质构调整技术：蒸煮挤压、气流膨化生物技术：酶反应，微生物反应，细胞培培养，基因工程2019/9/3016食品加工技术的发展趋势营养性和稳定性高天然原料的保存特殊作用提高原料的利用率提高工作效率2019/9/30171.高新技术在杀菌工艺中的应用1.1脉冲磁场杀菌技术1.2超高温杀菌技术1.3辐照杀菌技术1.4电磁杀菌技术1.6高新技术在食品加工中的应用2019/9/30182.高新技术在食品安全检测中的应用2.1生物芯片技术2.2免疫检测技术2.3现代仪器分析技术3.高新技术在食品保鲜中的应用3.1气调保鲜3.2生物技术保鲜3.3纳米保鲜技术2019/9/30194.高新技术在食品加工中的应用4.1超临界流体萃取技术4.2微胶囊技术4.3膜分离技术4.4挤压膨化技术4.5高压加工技术4.6超微粉碎技术4.7超声技术2019/9/3020思考题1.食品加工技术的特点2.食品加工技术的发展趋势3.高新技术在食品加工中有哪些应用？2019/9/3021第二章食品粉碎、造粒新技术2.1微粉碎和超微粉碎技术2.1.1粉碎的概念用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。2.1.2粉碎的作用（1）迎合某些食品消费和生产的需要。（2）增加固体表面积以有利于后道处理的顺利进行。（3）工程化食品和功能性食品的生产需要。2019/9/30222.1.3微粉碎和超微粉碎技术微粉碎：原料粒度5～10mm，成品粒度100μm以下。超微粉碎：原料粒度0.5～5mm，成品粒度10～25μm以下。超微粉碎的特点：速度快可低温粉碎粒径细且分布均匀节省原料，提高利用率减少污染2019/9/3023超微粉碎的原理通过对物料的冲击、碰撞、剪切、研磨等手段，施于冲击力、剪切力或几种力的复合作用，达到超细粉碎的目的。其工艺过程有一次粉碎和二次粉碎。2019/9/3024一次粉碎就是在一台设备上同时完成粉碎、筛选、分离、再粉碎的过程。二次粉碎是先对物料进行粗粉碎，然后再采用超细粉碎机完成超细粉碎加工，其工艺流程大致为：原料→筛选→清选→干燥→粗粉碎→超细粉碎→风选分级→超细粉体产品。2019/9/30252.1.4干法超微粉碎和微粉碎1）气流式超微粉碎原理：利用空气、蒸汽或其它气体通过一定压力的喷嘴喷射产生高度的湍流和能量转换流，物料颗粒在这高能气流作用下悬浮输送着，相互之间发生剧烈的冲击、碰撞和摩擦作用，加上高速喷射气流对颗粒的剪切冲击作用，使得物料颗粒间得到充足的研磨而粉碎成超微粒子，同时进行均匀混合。由于欲粉碎的食品物料大多熔点较低或者不耐热，故通常使用空气。被压缩的空气在粉碎室中膨胀，产生的冷却效应与粉碎时产生的热效应相互抵消。2019/9/30262）气流式超微粉碎的特点1、粉碎比大，粉碎颗粒成品的平均粒径在5微米以下；2、粉碎设备结构紧凑、磨损小且维修容易，但动力消耗大3、在粉碎过程中设置一定的分级作用，粗粒内于受到离心力作用不会混到细粒成品中．这保证了成品粒度的均匀一致；4、压缩空气(或过热蒸汽)膨胀时会吸收很多能量产生致冷作用造成较低的温度，所以对热敏‘t物料的超微粉碎有利；5、易实现多单元联合操作6、易实现无菌操作，卫生条件好。2019/9/3027环形喷射式气流粉碎机2019/9/3028一些常见的气流粉碎机2019/9/3029一些常见的气流粉碎机2019/9/30302.1.5高频振动式超微粉碎原理利用球形或棒形研磨介质作高频振动时产生的冲击、摩擦和剪切等作用力，来实现对物料颗粒的超微粉碎，并同时起到混合分散作用。2019/9/3031振动磨示意图2019/9/3032振动磨机2019/9/30332.1.6旋转球(棒)磨式超微粉碎或微粉碎1）原理利用水平回转简体中的球或棒状研磨介质，后者由于受到离心力的影响产生了冲击和摩擦等作用力，达到对物料颗粒粉碎的目的2019/9/30342）旋转球(棒)磨式超微粉碎或微粉碎特点1、结构简单、设备可靠，易磨损的零构件的检查更换比较方便；2、粉碎效果好，粉碎比大3、应用范围广，适应性强，能处理多种物料并符合工业化大规模生产需求4、能与其它单元操作相结合，如可与物料的干燥、混合等操作结合进行5、干湿法处理均可2019/9/3035旋转球磨2019/9/30363）球(棒)磨机的缺点1)粉碎周期长、效率低且单位产量的能耗大；2)研磨介质易磨损破碎，简体也易被磨损；3)操作时噪音大，伴有强烈振动；4)湿法粉碎时不适合于粘稠浆料的处理；5)粉碎物粒度较振动磨的大2019/9/3037球(棒)磨机的结构2019/9/3038球磨机2019/9/3039球磨介质2019/9/30402.1.7湿法超微粉碎1、搅拌磨原理在分散器高速旋转产生的离心力作用下，研磨介质和液体浆料颗粒冲向容器内壁，产生强烈的剪切、摩擦、冲击和挤压等作用力使浆料颗粒得以粉碎。2019/9/3041搅拌磨研磨介质玻璃珠钢珠氧化铝珠天然砂子2019/9/3042搅拌磨2019/9/3043胶体磨1、工作构件磨体（定子）、转子2、原理当物料通过这个间隙时，由于转子的高速旋转，使附着于转多面广的构料速度最大，而附着于定子面的物料速度为零，这样产生了急剧的速度蒸发，从而使物料受到强烈的剪切、摩擦，产生了超微粉碎作用。2019/9/3044特点1、可在极短时间内实现对恳浮液中的固形物进行超微粉碎，同时兼有混合、搅拌、分散合乳化作用。2、效率和产量高3、可以通过调节两磨体间隙达到控制成品粒径的目的4、结构简单、操作方便、占地面积小2019/9/3045胶体磨2019/9/3046均质机1、工作部件均质阀2、原理高压物料在阀盘与阀座间流过时产生急剧的速度梯度，速度以缝隙的中心为最大，而附于阀盘与阀座上的物料流速为零，由于急剧的速度梯度产生强烈的剪力，使液滴或颗粒发生变形和破裂以达到微粒化的目的2019/9/3047均质机2019/9/3048通过对纤维的微粒化，能明显改善纤维食品的口感和吸收性，从而使食物资源得到了充分的利用，而且丰富了食品的营养。动物骨、壳、皮等通过超微粉碎后得到的微粉属有机钙，比无机钙容易被人体吸收、利用。蟹壳、虾壳、蛆、蛹等的超微粉末可用作保鲜剂、持水剂、抗氧化剂等，改性后还有许多其他功能特性。——食品资源的利用2.1.8超微粉碎或微粉碎的应用2019/9/3049改善食品品质，改变传统工艺，降低生产成本软饮料加工：茶粉、植物蛋白饮料等巧克力生产：巧克力配料的精磨中药生产：促进药材成分的溶出，提高药效水产品深加工和水产饲料生产2019/9/30502.2微胶囊造粒技术2.2.1概念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2.2.2优点能够保护被包裹的物料，使之与外界不宜环境相隔绝，达到最大限度地保持原有的色香味、性能和生物活性，防止营养物质的破坏与损失。此外，有些物料经胶囊化后可掩盖自身的异味，或由原先不易加工贮存的气体、液体转化成较稳定的固体形式，从而大大地防止或延缓了产品劣变的发生2019/9/30512.2.3心材（囊心物质）一、概念微胶囊内部装载的物料二、例子生物活性物质、氨基酸、维生素、矿物元素、食用油脂、酶制剂、香精香料等2019/9/30522.2.4璧材（包囊材料）一、概念外部包裹的壁膜二、选择璧材的原则1、能与心材相配伍但不发生化学反应2、能满足食品工业的安全卫生要求3、具备适当的渗透性、吸湿性、溶解性和稳定性等三、例子植物胶、多糖、淀粉、纤维素、蛋白质、聚合物、蜡与类脂物2019/9/30532.2.4微胶囊的功能1、改变物料存在的状态、质量和体积2、隔离物料间的相互作用，保护敏感性材料3、掩盖不良风味、降低挥发性4、控制释放5、降低食品添加剂的毒理作用2019/9/30542.2.5微胶囊的释放方法即刻释放（机械方法如加压、摩擦等）逐步释放（化学方法如酶的作用、溶剂及水的溶解、萃取等）2019/9/3055微胶囊释放机理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2019/9/30562.2.6微胶囊产品质量评定内容1、溶出速度2、心材含量的测定3、微胶囊尺寸大小的测定2019/9/30572.2.7几种常见的微胶囊造粒技术一、喷雾干燥法1、原理将心材分散在已液化的壁材中混合均匀，并将此混合物经雾化器雾化成小液滴，此小液滴的基本要求是壁材必需将必材包裹住(即已形成湿微胶囊)。然后，在喷雾干燥室内使之与热气流直接接触，使溶解壁材的溶剂瞬间蒸发除去，促使壁膜的形成与固化，最终形成一种颗粒粉末状的微