农产品贮藏与加工学_第五章_农产品加工过程单元操作技术

LOGO第五章农产品加工过程单元操作技术第一节农产品加工通用单元操作第二节农产品加工高新技术第一节通用单元操作在农产品的加工过程中，每种产品加工过程都有其独特的加工工艺，而每种工艺都是由一系列基本步骤构成的，这些基本的步骤就是单元操作。同一种单元操作，具有系统的理论基础，遵循相同的规律。第一节通用单元操作☞一、原料预处理农产品在种植和收获的过程中，很容易受到污染，使其含有一些不可食用或食用后对人体有害的物质，因此非常有必要进行一些处理来阻止这些变化或将不标准的原材料变成易于加工成高品质食品的原料。⒈清洗，是将原料表面的污染物去除以保证在合适条件下对原料进行深加工的一个单元操作，清洗必须在所有单元操作之前进行。第一节通用单元操作清洗分为干法和湿法两种⑴湿法清洗主要用水去除农产品表面的土壤和尘埃，水果和蔬菜表面的农药残留。⑵干法清洗主要用于较小的，密度较大和含水量少的原料（如谷物和坚果）。第一节通用单元操作⒉挑选和分级⑴挑选一般应选出霉烂及病虫害严重的原料，然后将不同品种、不同成熟度的原料分开，以便按照不同的情况分别加工。⑵分级主要依照形状、重量、颜色和大小这四个物理指标进行分级。第一节通用单元操作⑶去皮①人工去皮②机械去皮③热力去皮④碱液去皮⑷去芯和去核⑸热烫用热水或者蒸汽（80~100℃之间）对原料进行高温处理以保证原料质量。第一节通用单元操作⑹护色农产品原料在加工过程中常会变色，变成黄色、褐色甚至黑色，严重影响质量和美观，护色的目的就是阻止这种变化的形成。①原料处理过程中尽量避②进行热烫灭酶免其直接接触钢、铁制品③用食盐溶液浸泡④用二氧化硫处理⑤溶液浸泡并抽真空⑥加碱保绿第一节通用单元操作☞二、粉碎粉碎是指利用机械力将固体物料破碎为大小符合要求的小块、颗粒或粉末的单元操作。粉碎的目的：⑴有些原料药粉碎到一定粒度才能符合进一步加工和食用要求⑵经过粉碎的原料，干制时能加快水分蒸发速度，缩短干燥时间⑶经过粉碎后能加快浸渍速度⑷原料经粉碎后可均匀混合，利于配制第一节通用单元操作⒈粉碎的原理和基本概念⑴粉碎的原理粉碎的原理是建立在固体力学和其他物理学基础上的。通过粉碎机械工作部件对物料施以外力使其粉碎，物料受到的主要粉碎力一般是挤压力、撞击力和剪切力三种。第一节通用单元操作⑵粉碎的基本概念1）粒度物料颗粒的大小称为粒度，它是粉碎程度代表性尺寸。2）球形度和形状因数3）平均粒度粉碎后颗粒大小不一，对于颗粒群度量颗粒的大小须用平均粒度。4）粉碎比粉碎比是指物料粉碎前后的粒度之比，包括粗粉碎、中粉碎、微粉碎和超微粉碎。5）粉碎能耗是指物料粉碎时，直接作用于物料的外力所做的功。第一节通用单元操作⒉粉碎的方法⑴干法粉碎①开路粉碎，是指物料加入粉碎机经过粉碎后即作为成品，粗粒不做循环。②滞塞粉碎，是指在粉碎机出口插入筛网，物料滞塞于粉碎区直至粉碎成能通过筛孔的大小为止。③闭路粉碎，是指从粉碎机内出来的物料先经过分粒系统，过粗的颗粒重新回到粉碎机内再粉碎。⑵湿法粉碎是指将物料悬浮于载体液中（常用水）进行粉碎，然后采用淘析、沉降或离心分离等水力分级方法分离出所需物料的方法。第一节通用单元操作⑶粉碎设备包括破碎机和磨碎机两类。破碎机可分为挤压式破碎机和冲击式破碎机。磨碎机主要是借助摩擦力粉碎物料粒度达0.1~5mm以下，分为慢速磨机和快速磨机。第一节通用单元操作☞三、干燥干燥是利用热量使湿物料中水分被汽化去除，从而获得固体产品的单元操作。⒈干燥原理⑴物料中水分的分类按照物料与水分的结合方式，物料中的水分可分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水。按照水分去除的难以程度，物料中的水分可分为结合水和非结合水。按照水分能否用干燥方法去除可分为自由水分和平衡水分。第一节通用单元操作⑵水分活度水分活度（Aw）是指物料表面的蒸气压p与相同温度下纯水的蒸气压po之比。水分活度反应了食品中水分的热力学状态，标志在干燥时食品中水分的挥发性大小。Aw微生物生长的情况Aw微生物生长的情况0.94大多数的细菌不能生长繁殖0.74大多数的霉菌不能生长繁殖0.85大多数的酵母不能生长繁殖0.62几乎所有的微生物都不能生长繁殖第一节通用单元操作⑶食品物料含水量的表示方法食品物料均是固相与水的混合体系。湿物料中水分含量通常有两种表示方法：湿基含水量和干基含水量。⑷物料去湿从物料中除去湿分的操作称为去湿。湿分是指物料中的水分和其他溶剂，食品中主要为水分。去湿的方法：①机械去湿法②物理化学去湿法③热能去湿法第一节通用单元操作⒉干燥方法按照压力的不同可以分为常压干燥和真空干燥。按照操作方法的不同可以分为间歇式干燥和连续式干燥。按照热传递机理的不同可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥。⑴对流干燥，是由加热后的热空气将热量以对流传热的方式传给物料，又称为热空气干燥或热风干燥。⑵接触干燥，是指加热后的高温壁面将热量以导热的方式传递给与它接触的湿物料，使其中水分汽化的方法。⑶辐射干燥，是指热量从加热元件通过电磁波辐射至湿物料使水分汽化的方法，包括红外线干燥和微波干燥。食品工业还有喷雾干燥和冷冻干燥两种方法。第一节通用单元操作⒊干燥设备，用于进行物料干燥的设备统称为干燥器。⑴对流干燥设备⑵真空干燥设备①箱式干燥器②带式干燥器③喷雾干燥⑶红外线干燥器⑷冷冻干燥⒋干燥对食品的影响⑴结构变化固体物料结构的变化是品质下降的一个重要原因，快速干燥和高温能造成物料结构比较大的改变，在干燥过程中，应注意控制温度和速度，以保证物料的品质。⑵风味变化热处理不仅使水分丧失，也使大部分的物料丧失了其特有的风味。应尽量降低干燥温度并低温贮藏，还可加入酶使风味物质的前体在酶的作用下转化为风味物质。第一节通用单元操作第一节通用单元操作⑶颜色变化在高温和氧气的共同作用下发生在物料表面的化学变化是引起物料颜色变化的主要原因，应严格控制干燥的温度和时间。⑷营养变化营养物质在干燥时的损失情况第一节通用单元操作☞四、杀菌杀菌是杀死食品中所含有的致病菌、腐败菌，破坏食品中的酶，达到商业无菌，使食品在特定环境中保存一段时间而不腐败且尽可能保护食品的营养成分和风味的单元操作。第一节通用单元操作⒈杀菌原理按照微生物的一般致死原理，当微生物在高于其耐受温度、耐受压力等不利于其生存的环境时，微生物就将死亡。⑴微生物的致死速率D值D值是微生物中活菌数下降一个对数周期所用的时间，它反映了细菌死亡的快慢。D值越大，死亡速度越慢，细菌的耐热性越强。⑵微生物的热力致死时间Z值Z值是指微生物在热力致死时间不变的条件下，完全杀灭某种菌的细菌或芽孢所需要的最短热处理时间。（3）F值：在一定温度下，杀死一定浓度的细菌（营养体或芽孢）所需要的时间。该值表示在某一杀菌条件下的总的杀菌效果。第一节通用单元操作⒉杀菌方法⑴热杀菌⑵冷杀菌巴氏杀菌高温短时杀菌超高温瞬时杀菌物理杀菌化学杀菌辐射杀菌、磁力杀菌、超高压杀菌、超声波杀菌、高压脉冲电场杀菌等第一节通用单元操作⑶杀菌设备①列管式杀菌器②板式杀菌器浓缩，即除去食品原料中部分水分的单元操作。食品工厂生产的原料一般含有大量的水分（约75%~90%左右），而有营养价值的成分只占5%~10%，而且都属于热敏性很强的物质，所以需要对食品溶液进行浓缩。第一节通用单元操作☞五、浓缩第一节通用单元操作食品浓缩的目的：①作为干燥的预处理，以降低产品加工热耗②提高产品质量③提高产品浓度，增加产品的贮藏性④减少产品的体积和重量，便于运输⑤浓缩作为某些结晶操作的预处理⑥提取果汁中的芳香物质第一节通用单元操作⒈食品浓缩的原理与方法⑴蒸发浓缩蒸发浓缩就是将溶液加热至沸腾，使其中的一部分溶剂汽化并被排除，以提高溶液中溶质浓度，直至达到浓度要求的操作。蒸发是食品行业中应用最广泛的浓缩方法。食品物料蒸发浓缩的特点：①热敏性②挥发性③粘稠性④结垢性⑤泡沫性第一节通用单元操作⑵纳滤浓缩①纳滤浓缩的原理纳滤膜表皮孔径范围大致在几纳米左右，靠压力差作动力，截留分子量较大的溶质，去除溶剂，使溶液浓缩，属于膜分离技术。②纳滤浓缩的特点：•风味和香味成分不易失散•易保持食品的某些功效，如蛋白的泡沫稳定性•与蒸发、冷冻浓缩不同，不存在相变过程，能量费用经济第一节通用单元操作⑶冷冻浓缩冷冻浓缩是低温常压加工工艺。①冷冻浓缩的原理对需要浓缩的溶液进行冷却降温，当温度降到冰点线时，如果溶液中无“冰种”，则溶液不会结冰，其温度继续下降，受到干扰时会产生大量的冰晶，此时，把溶液中的冰粒过滤出来即可达到浓缩目的。②冷冻浓缩的特点可防止质量受损，是优质和热敏感性产品的理想选择，对应用于化学工业有重要意义。⒉浓缩设备⑴蒸发浓缩设备的分类蒸发设备是指创造蒸发必要条件的设备组合。第一节通用单元操作按蒸发面上的压力分①常压浓缩设备②真空浓缩设备⑵纳滤浓缩设备最早出现的膜是纤维素衍生物膜。成型是将调制好的面团（糊）加工成一定形状，一般在焙烤前，糕点的成型基本上是由糕点的品种和产品的形态所决定，成型的好坏对产品品质影响很大。第一节通用单元操作☞六、成型⒈成型方法面团的物性对成型操作影响很大，调制出的面团一种为面糊，水分多，不稳定，另一种为面团，水分少，比较稳定。可以根据面团的物性选用合适的成型方法。成型方法主要有手工成型、注模成型和机械成型。第一节通用单元操作⑴手工成型①手搓成型②压延成型③包馅成型④卷起成型⑤挤注成型⑥注模成型⑦切片成型⑧折叠成型⑨包酥成型⑵机械成型⑶印模成型是指借助含印模具使制品具有一定的形状或花纹，常用的有木模和金属模。第一节通用单元操作⒉机械成型设备⑴压延成型设备⑵切片成型设备⑶浇注（浇模、注模）成型设备⑷锟印成型设备⑸冲印成型设备⑹夹馅成型设备第一节通用单元操作☞七、包装⒈包装的概念和目的包装