食品工程原理——食品干燥原理
食品干藏的原理
食品干藏的原理
干燥食品，是指在较低的温度下使食品中的水分从食物中分离出来，从而保持其原有的营养成分和风味，以防止其变质。
一般来讲，食品在干燥过程中要消耗一定的水分。
水分是食物中最重要的组成部分。
当空气中的水蒸汽被加热时，便开始蒸发。
水蒸气分子运动越快，则蒸发得越多。
而当水分蒸发到一定程度时，就不再继续蒸发了，因为食物内部的水分已完全被蒸干了。
这时食品中的水分含量降低到最小程度。
由于水分减少，物质内的自由水与结合水也随之减少，因而使食品的体积减小、质地变硬、颜色加深、变得松脆，而且重量也有所减轻。
食品中的水分有三种存在形式：自由水（即结合水）、结合
水和游离水。
自由水是指食物内部存在着的自由电子和原子，它们能以离子状态运动而不被蒸发。
食品中水分减少到一定程度后，便不能再继续降低了。
—— 1 —1 —。
第二章第二节食品干燥机制
第二章第二节食品干燥机制食品干燥是一种常用的食品加工技术，通过去除食品中的水分，可以延长食品的保质期并增加稳定性，同时还可以减轻食品的重量和体积，方便保存和运输。
食品干燥的机制是指食品中的水分从食品体内迁移至食品表面，并通过蒸发从食品表面释放出去的过程。
本节将详细介绍食品干燥的机制。
食品干燥的机制主要包括传质机制、传热机制和水分迁移机制。
首先是传质机制，即水分从食品内部迁移到食品表面的过程。
食品中的水分主要以自由水和结合水的形式存在。
自由水是指食品中能够自由流动的水分，而结合水则是指以化学键的形式与食品分子结合的水分。
食品干燥过程中，水分的传质主要由两种机制驱动：扩散和对流。
扩散是指分子自发地从浓度较高的区域向浓度较低的区域移动的过程，而对流是指通过外加的压力差或温度差形成的气流或液流的移动。
在食品干燥过程中，一般都是通过温度差来实现水分的传质。
温度差使得食品内部的水分增加动力，移动到食品表面，并通过蒸发释放出去。
对于低温干燥，如恒温干燥，传质主要是通过扩散实现的；而高温干燥，如热风干燥，传质则主要是通过对流实现的。
其次是传热机制，即热量从外部传递到食品内部以提供干燥过程中所需的热量。
传热机制可以通过传导、对流和辐射来实现。
传导是指热量通过直接的分子碰撞传递的过程。
在食品干燥中，热量首先通过食品外表面传导到食品内部，然后通过传质机制传递到食品表面。
传热过程中还伴随着对流现象，即热量通过流体的运动来传递。
对于热风干燥等高温干燥方式，热量通过对流来传递。
此外，辐射也是一种重要的传热机制。
在食品干燥过程中，热源可以通过辐射方式传递热量给食品，这种辐射可以是可见光、红外线或微波辐射等形式。
最后是水分迁移机制，即食品中的水分从食品内部向食品表面迁移的过程。
水分迁移受到传质和传热机制的影响。
传质通过扩散和对流来驱动水分从食品内部向食品表面的迁移；传热则通过传导、对流和辐射来提供干燥过程中所需的热量。
食品干燥机制的理解对于掌握食品干燥的方法和技术非常重要。
食品干燥的化学反应原理
食品干燥的化学反应原理食品干燥是一种常用的食品加工技术，通过将食品暴露在高温或低湿的环境中，加速水分的蒸发，从而达到延长食品保质期、减轻重量、方便储存和运输等目的。
食品干燥的化学反应原理主要包括水分蒸发和食品组分的维持稳定性。
1. 水分蒸发食品干燥的首要目标是将食品中的水分蒸发出去，使食品失去足够的水分含量，从而降低食品中微生物和酶的活性，延长食品的保质期。
水分蒸发的化学反应原理主要是水的蒸发和蒸汽的扩散。
水的蒸发是指水分分子从食品中自由转变为水蒸汽的过程。
当食品暴露在高温环境下，食品中的水分分子会吸收热量，并增加其动能，逐渐获得蒸发的能力。
通过升温和提高环境湿度可以增加水分蒸发速度。
此外，还可以使用真空干燥技术，通过降低环境压力，使水的沸点降低，进一步加快水分的蒸发速度。
蒸汽的扩散是指水蒸汽从食品中的内部向外部环境扩散的过程。
食品中的水蒸汽分子会在高温环境下获得足够的动能，从高浓度区域向低浓度区域移动，形成蒸汽的扩散梯度。
蒸汽的扩散速率取决于环境湿度、温度、食品材料的透气性等因素。
2. 食品组分的维持稳定性在食品干燥的过程中，除了水分的蒸发外，还存在一些化学反应会影响食品的品质和口感。
为了维持食品的稳定性，需要注意以下几个化学反应原理：氧化反应：食品中的一些营养成分和食品色素容易受到氧气的氧化作用而引起质量的下降。
为了减少氧化反应，可以在食品干燥过程中降低环境中的氧气含量，或者使用抗氧剂添加剂保护食品。
酶的反应：一些食品中存在的酶容易受到高温的影响而降解，从而影响食品的品质和口感。
为了减少酶的反应，可以在食品干燥的早期阶段快速提高温度，使酶活性迅速降低。
同时，也可以使用抑制酶活性的物质来保护食品。
糖类和蛋白质的反应：在高温条件下，食品中的糖类和蛋白质会发生一些非酶催化的化学反应，例如Maillard反应。
这些反应会产生氨基酸的羧化产物和糖的褐色物质，从而影响食品的口感和色泽。
为了减少这些反应，可以降低食品的温度和湿度，控制食品的糖和氨基酸含量。
食品工程原理——食品干燥原理
第12章食品干燥原理用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。
干燥方法按加热方式可分为四大类：(1)导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到干燥的目的。
(2)对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料，使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。
干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
(3)辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递，使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。
(4)介电加热干燥在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的。
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程，两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是：热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压）区向低浓度（或低分压）区传递。
干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强必须大于干燥介质中湿分的分压。
此差值越大，推动力越大。
本章所论及的湿分为水分，干燥介质为热空气。
1 湿空气的热力学性质1．1 湿含量（湿度）H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
v v a a v v a v p P p M n M n m m H -===2918或 v v p P p H -=622.0 （kg/kg 绝干气）式中：p v 、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa 或kPa 。
湿含量也可理解为单位质量（1kg ）绝干空气中所容纳的水蒸汽质量。
1． 2相对湿度φ湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。
s v p p =φ式中：p v 、p s -分别为水蒸汽分压和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa 。
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能力越强。
对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
食品干制的原理
食品干制的原理
食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境，从而使食品中的水分逐渐蒸发或逸出，达到干燥的目的。
食品干制可以采用自然干燥或人工干燥的方法。
自然干燥是将食品暴露在自然的环境中，利用太阳辐射、风力和温度差等自然条件，通过风干、晾晒等方式让食品中的水分逐渐蒸发或蒸发。
这种方法适用于气候干燥、气温高、湿度低的地区，但干燥速度较慢，并且容易受到天气等因素的影响。
人工干燥是通过人为创造适宜的环境条件来进行食品干燥。
常用的人工干燥方法包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等。
其中，热风干燥是最常见的一种方法，它利用加热设备产生的热空气对食品进行干燥。
在干燥室中，加热设备产生的热空气会与食品表面的湿气发生热交换，使水分蒸发，然后通过通风设备排出。
真空干燥则是在低压下进行干燥，通过减压使水分在低温下快速蒸发。
冷冻干燥是将食品冷冻成无水晶冰，并在低温下施加真空进行干燥，即冷凝水直接由固体状态转变为气体状态。
这些人工干燥方法可以加快干燥速度，提高干燥效果，并且可以根据不同的食品特性选择合适的方法。
总的来说，食品干制的原理是通过控制食品表面的温度、湿度和气体环境，使食品中的水分逐渐蒸发或逸出，达到干燥的目的。
不同的干燥方法和条件可以根据食品的特性和要求进行选择，以实现最佳的干燥效果。
食品工程原理课件第七章
干燥
例7-3 已知图7-2中A代表一定状态的湿空气，试查取 湿度H、焓值I、水汽分压p、露点ｔd 、湿球温度tw值。 解 ①湿度H，由A点沿等湿线向下与水平辅助轴的交点H， 即可读出Ａ点的湿度值。
②焓值I，通过A点作等焓线的平行线，与纵轴交于Ｉ 点，即可读得A点的焓值。
③水汽分压p，由பைடு நூலகம்点沿等湿度线向下交水蒸汽分压线 于Ｃ，在图右端纵轴上读出水汽分压值。
干燥
现将图中各种曲线分述如下: ①等湿线(即等H线)。等湿线是一组与纵轴平行的直线， 在同一根等H线上不同的点都具有相同的温度值，其值在
辅助水平轴上读出。图7-1中Ｈ的读数范围为0～0.2kg/kg绝
干气。 ②等焓线(即等I线)。等焓线是一组与斜轴平行的直线。
在同一条等I线上不同的点所代表的湿空气的状态不同，但
干燥
例7-4 某常压空气的温度为30℃、湿度为0.0256kg/kg
绝干气，试求：
（1）相对湿度、水汽分压及焓；
（2）若将上述空气在常压下加热到50℃，再求上述各性质
参数。
解 (1)相对湿度
由附录查得30℃时水的饱和蒸汽压ps＝4.2474kPa。用式7-5 求相对湿度，即
H 0.622 ps
p ps
干燥
7.1 干燥基本原理 7.2 干燥过程的计算 7.3 干燥设备
干燥
7.1 干燥基本原理
干燥是利用热能使湿物料中水分等湿分被汽化去除， 从而获得固体产品的操作。
7.1.1 干燥的目的和方法
1．干燥的目的 从物料中除去湿分的操作（湿分：水分或其他溶剂）， 延长货架期，便于储运及工艺需要。
干燥
2．干燥方法 （1）按照热能供给湿物料的方式，干燥法可分为： ①传导干燥。热能通过传热壁面以传导方式传给物料， 物料中的湿分被汽化带走，或用真空泵排走。例如纸制品 可以铺在热滚筒上进行干燥。 ②对流干燥。使干燥介质直接与湿物料接触，热能以 对流方式加入物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。
干制的原理
干制的原理干制是一种常见的食品加工方法，通过将食材暴露在空气中，让其自然脱水，以达到保存食材的目的。
干制的原理主要是利用空气中的温度和湿度来促使食材中的水分蒸发，从而延长食材的保存期限。
下面我们将详细介绍干制的原理及其相关知识。
首先，干制的原理是基于水分蒸发的。
食材中的水分在受热的作用下会逐渐蒸发，使食材变得干燥。
而食材中的水分蒸发又受到温度和湿度的影响。
温度越高，湿度越低，食材中的水分蒸发速度就会越快，从而实现快速干燥的效果。
因此，选择合适的温度和湿度是干制的关键。
其次，干制的原理还与空气流通有关。
在干制的过程中，需要保证空气能够充分流通，以便及时带走食材中蒸发出的水分。
如果空气流通不畅，食材中的水分就会滞留在表面，导致干制效果不佳甚至出现霉变现象。
此外，干制的原理还与食材的特性有关。
不同的食材在干制过程中，其水分蒸发速度和干燥程度也会有所不同。
一些富含油脂的食材可能会在干制过程中产生氧化变质，因此需要采取特殊的处理方法。
而一些含有颗粒的食材，如豆类、谷物等，在干制过程中需要注意颗粒的均匀度和干燥程度。
总的来说，干制的原理是利用温度、湿度和空气流通来促使食材中的水分蒸发，从而达到延长食材保存期限的目的。
在实际操作中，需要根据不同食材的特性，合理控制干制的温度、湿度和时间，以确保食材的干燥效果和品质。
同时，也需要注意空气流通的情况，避免食材受潮或发霉。
只有充分理解干制的原理，才能更好地掌握干制技术，提高食材的保存质量和食品加工的效率。
通过本文的介绍，相信大家对干制的原理有了更深入的了解。
在日常生活中，可以根据干制的原理，合理选择食材和干制方法，以确保食材的新鲜和品质。
希望本文能对大家有所帮助，谢谢阅读！。
食品干燥原理
霜是设计目标。
真空与系统性能
真空度过高，虽然降低全压，但对传热 不利。
真空泵抽出系统渗入的不凝性气体 捕水器抽出水蒸气 开始阶段真空泵负荷大
加热系统
▪供热不足：升华热 补充不上，造成冻 干品温度下降，饱 和蒸气压随之下降， 在捕水器温度不变 情况下，水蒸气驱 动压差减小。
cLV d
14.305L0.8
24.1L0.37
t
M d 0 M dc Rc
M dc M d1 Rc
ln
M dc Md
M d1 M d1
降速干燥
例题
用10％蔗糖溶液处理过的苹果片的干燥实验曲线，实 验条件是：空气平行流过苹果片，流速3.65m/s。干 燥开始40min，所用空气的干球温度76.7℃，湿球温 度37.8℃。之后，所用空气的干球温度71.1℃，湿球 温度43.3℃。苹果片初始湿基水分为85.4%，堆放厚 度0.0127m，求干燥至湿基水分13％时所用的时间。
100%
干燥效率
D
ms LV
LcH T1 T2
L1.00
ms LV 1.93d
T1
T2
100%
空气的温度为30℃，露点温度为12℃，问： 1）当冷却到16℃时，相对湿度为多少？ 2） 有600m3的空气，当温度从30℃冷却到2℃ 时，能失去多少kg水？
例题-1
温度为16℃，相对湿度为65％的空气被加热 到38℃，通过食品料层后排出的废气相对湿 度为90％，求1）每kg空气需要多少热量？2) 每kg空气去掉多少食品中的水分？
饱和蒸气压 Pa
10
2477.1
0
2500.8/2835
简述食品干燥原理的核心
简述食品干燥原理的核心食品干燥是一种将食品中的水分去除的过程，其核心原理是利用适当的温度、空气流动和湿度控制，以加快水分的蒸发和去除。
在食品干燥的过程中，水分被从食品中挥发出去，从而使食品的水分含量降低，减少食品的重量和延长食品的保存期限。
食品干燥的核心原理主要包括传热传质原理、空气流动原理和湿度控制原理。
传热传质原理是指通过加热食品，使食品表面的水分蒸发，然后通过空气流动来带走水分。
这一过程中，食品的温度和空气流动速度对干燥效果起着至关重要的作用。
空气流动原理是指通过设备产生的气流，使湿度和温度均匀分布到整个干燥室内，使得食品能够均匀地蒸发水分。
湿度控制原理是指通过控制干燥室内的湿度，调节空气中的水分含量，以保持干燥过程的稳定性和效率性。
这三个核心原理共同作用，构成了食品干燥的基本工作原理。
在食品干燥过程中，温度是影响干燥速度和质量的一个关键因素。
通常情况下，食品干燥的温度会根据不同食品的特性和含水量进行调节。
一般情况下，温度过高会使食品表面温度升高，从而影响食品的品质，导致外部干燥，内部水分难以蒸发；而温度过低则会导致干燥效率低，时间长，成本高。
因此，控制好干燥室内的温度是非常重要的。
此外，空气流动速度也是影响干燥效果的重要因素。
适当的空气流动速度可以带走食品表面的湿气，加速水分的蒸发，避免食品表面形成水膜，保持水分的均匀蒸发。
另外，在食品干燥过程中，湿度的控制也十分重要。
合理的湿度水平可以促进水分的蒸发，防止食品表面过快干燥而影响品质，同时也可以避免食品表面过度结壳，影响水分的蒸发速度。
在实际生产中，食品干燥通常采用热风循环干燥的方法。
这种方法主要通过加热设备将空气加热至一定温度，然后通过风机将热空气循环送入干燥室内，实现对食品的加热和干燥。
热风循环干燥的方法具有干燥速度快、干燥效果好、操作简便等优点，因此在食品加工领域得到了广泛应用。
食品干燥是食品加工中的一项关键技术，对于保障食品的品质、延长食品的保存期限以及减少食品的体积和重量具有重要作用。
试述食品干制的基本原理
试述食品干制的基本原理食品干制是一种将食品中的水分降低至一定水平，并同时保持食品的营养成分和品质的加工工艺。
常见的食品干制方法包括太阳晒干、风干、热风干、真空干燥、冷冻干燥等。
食品干制的基本原理是通过控制温度、湿度和通风，以加速食品中水分的蒸发和扩散，以达到食品干燥的目的。
首先，食品干制的基本原理是水分蒸发。
将食品暴露在较高的温度下，食品表面的水分会蒸发，转化为蒸汽传递到食品周围的空气中。
蒸发过程中，食品内部的水分通过渗透、扩散等方式逐渐从内部排出，同时外部的水分通过渗透、流动等方式进入食品内部，以保持水分的平衡，进一步实现食品干燥。
其次，食品干制的基本原理还包括水分扩散。
食品内部含有高浓度的水分，而周围的空气中水分含量较低。
水分具有向浓度较低的方向扩散的趋势，因此，在食品表面与周围环境的接触过程中，水分会顺着浓度梯度从食品内部向外部扩散。
通过控制食品表面和周围环境的温度、湿度差异，可以促进水分扩散的速度，加快食品干燥的过程。
另外，食品干制的基本原理还涉及水分的传递。
水分传递的过程主要包括了蒸发、渗透、吸附等。
在食品干制过程中，水分通过蒸发从食品中脱离，并由食品表面传递到周围的空气中，与空气中的水分发生物理和化学反应，最终以各种方式消散。
同时，食品与空气之间的水分也会发生渗透作用，食品内部的水分通过渗透向食品表面传递，以保持食品内外的水分平衡。
此外，食品在干制过程中的水分还会与其他组分发生吸附作用，增加了食品内外水分传递的复杂性。
最后，食品干制的基本原理还包括水分的迁移。
在食品内部的水分分布是不均匀的，食品的干制过程中，水分会在食品内部发生迁移，从浓度较高的部位向浓度较低的部位流动，以达到水分分布的均匀化。
水分的迁移不仅影响食品的干燥速度和干燥均匀性，还影响了食品的质量，如脆度、口感等。
总结起来，食品干制的基本原理包括水分蒸发、水分扩散、水分传递和水分迁移。
通过控制干制过程中的温度、湿度和通风情况，调节食品内外的水分循环和传递，以达到食品干制的目的。
10.食 品 工 程 原 理 课 件： 第九章 食品干燥原理精品文档21页
Hs
0.622 p
ps ps
c. 焓 I
I 1 .0 1 1 .8H 8 T 24 H 9
d. 干球温度 t 和湿球温度 t w
湿球温度形成原理：当湿球置于未饱和空气中时 水分蒸发，汽化过程要吸收热量，故使水温下降 此时外界热量因温度差的存在，必向湿球(水中) 转移。如果外界传给水的热量小于汽化吸热，则 水温继续下降。当达到一定的温度差后，外界热 量补偿能力增加到足以与汽化吸收热量平衡时， 水温将不再发生变化，则此时水温即湿球温度计 显示的温度 。
HM a M V p pV pV0.62p2 pV pV 9－1
b. 相对湿度 relative humidity j
定义为湿空气中水蒸气分压与同条件下饱和水
蒸气压之比。 j p V
ps
9－2
RH的意义：越小越容纳多的水蒸气，反之无能 力容纳湿空气。 RH大的气体不能作干燥介质。
当空气饱和时，j = 1 ，则有
lL 1 W H2H1
如果是以新鲜空气计，其中湿含量为 H 1
LH2W H11H1
5、热量衡算
Q入 Q出
Q 入 Q 废 Q 产 品 Q L
Q V W 24 1 .8 9t2 8 0
Q 总 W 24 1 .8 9 t2 8 /0
外加热： d w / d x 与 d T / d x 方向相反。 内加热： d w / d x 与 d T / d x 方向相同。
3、水分扩散类型及控制机制
外扩散——物料受热后表面水分汽化，蒸汽压 上升。与环境空气蒸气压形成压差，水蒸气必 向外扩散。
内扩散——因温度梯度作用，引起内部水分双 向移动；同时因表面水分蒸发引起的 d w / d x 导致水分向外扩散。
食品的干燥保藏原理
食品的干燥保藏原理干燥是人类保藏食品最古老的方法之一。
这是从自然界学来的工艺方法，但对作业的某些方面已经作了一些改进。
干燥是应用最广泛的食品保藏方法。
所有谷物都是通过干燥保藏的，自然干燥过程的效果很好，所以几乎毋需人工的进一步努力。
然而，历史上也有这样一些时期，由于气候原因使粮食未能在田间得到恰当干燥。
在这些情况下，人类就尝试通过给粮食加热（不然就会腐烂）以助天功。
谷物、豆类、坚果和某些水果在植株上成熟并在暖风中干燥。
用干燥方法保藏的水果比用任何其他方法保藏的都多。
食物的自然晒干可得到品质稳定的高度浓缩的物料。
尽管如此，高度综合的文化决不能过份依赖那些不可预测的自然力。
不过太阳晒干仍然是食品保藏的最广泛的活动。
脱水——人工干燥利用火的热量进行食品干燥是过去东、西半球上许多人各自独立发现的。
古代人在它们的栖身处进行食品的干燥，哥伦布以前的美洲印第安人利用火的热量干燥食品。
然而,直到1795年才发明了热风脱水室。
法国的的马松和查理德研究小组开发了一种由热气流（40℃)通过蔬菜薄片上方的蔬菜干燥器。
值得一提的是，罐藏法和脱水法几乎是大约一个半世纪以前的同一时期内出现的。
蒸发（evaporation)和干化（desiccation)两词也许指的是同一作用，而脱水一词在食品工业中的意思是人工干燥过程。
脱水与晒干脱水意味着要控制干燥室内的气温条件即小环境控制。
晒干收自然力的支配。
由脱水设备干燥的食品能够比晒干的食品具有更高的品质。
实施干燥所需的场地较少。
水果晒干所需的地面为水果庄稼土地的1/20。
脱水工厂内部的卫生条件是可以控制的，而在旷野上，受灰尘、昆虫、鸟类和齿动物污染是主要问题。
脱水干燥的费用显然比晒干大，然而，由于质量上的改善，脱水干制食品可以有较高的售价。
脱水干燥器的干果产率相对较高，因为，晒干过程中不断的组织呼吸作用，以及酵解作用使水果中的糖分受到了损失。
在两者最适操作条件下，晒干水果的颜色可能优于脱水干燥水果。
第二章 食品干燥
第一节 食品的干燥原理
预热阶段:干燥速率上升； （AB） 温度上升；
水分略有下降
导湿性引起水分由内 向外；随着温差减小， 导湿温性作用减弱
恒速干燥阶段:干燥速率不变；
（BC）
温度不变；
水分含量下降
导湿性引起水分由内 向外；内外没有温差， 导湿温性不起作用
降速干燥阶段:干燥速率下降；
第一节 食品的干燥原理
曲线分为三个区段： A区段（0-0.25），水分牢固地与食品中
某些成分结合，结合力最强； B区段（0.25-0.80），在这个区段中，水
分虽然也与食品中某些成分结合，但其结 合力较弱，是半结合水； C区段（0.80-0.99），这区段中的水分是 自由水。
图1-1 等温吸湿曲线
第一节 食品的干燥原理
（2）Aw对酶的影响
当Aw<0.80时，大多数酶的活性受到抑制，若Aw降低到0.25-0.30的范 围，食品中的淀粉酶、多酚氧化酶和过氧化物酶就会受到强烈抑制或丧 失活性。
因此，保持食品的低Aw状态，能够抑制酶的活性，阻止酶促反应发生， 提高食品在贮藏过程中的稳定性。
然而，食品的干燥过程也不能代替酶的钝化或失活处理。
第一节 食品的干燥原理
（3）Aw对食品中化学变化的影响
除了酶促反应外，食品中还存在着氧化、褐变等化学变化： Aw高，脂肪氧化酸败变快；Aw>0.4时，氧在水中的溶解度增加，并使含
脂食品膨胀，暴露更多的易氧化部位； Aw在0.6-0.7时，最适宜美拉德反应发生，非酶褐变随Aw增大而增加； Aw越大，水溶性色素（花青素、叶绿素）分解越快
有些物料易粘附在管壁上，如钛白粉、粗制 葡萄糖等不宜采用气流干燥方法。
食品工程原理——干燥
1 等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气的露
点td不变。
2 等焓线(等I线) 一组与横轴平行的直线 。在同一条等I线上，湿空气的温度
t随湿度H的增大而下降，但其焓值不变。
3 等温线(等t线)
I=(1.88t+2490)H+1.01t
当空气的干球温度t不变时，I与H成直线关系，故在I-H图中 对应不同的t，可作出许多等t线。 各种不同温度的等温线，其 斜率为(1.88t+2492)，故温度愈高，其斜率愈大。因此，这许多 成直线的等t线并不是互相平行的。
(e)湿球温度tw ；
解 由已知条件：Ｐ＝101.3kN/m2， H=0.02 kg水/kg干空气，
t=20o C，在I-H图上定出湿空气的状态点Ａ点。
pv=3kN/m2 φ=10% I＝122kJ/kg干空气
td=24oC tw=33o C
三、湿空气的基本状态变化过程
1 间壁式加热和冷却
若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终 保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。
1H
273 t 1.013 105
vH
( 29
) 22.4 18
273
P
(0.772 1.244 H ) 22.4 273 t 1.013 105
273
P
7 露点 td
不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却，达到饱和状 态时的温度，称为该湿空气的露点(dew piont),用符号td表示。
tw
t
kH rtw
(H s,tw
H)
对空气~水蒸气系统而言， α/kH=1.09
强调：
湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的
干燥加工食品的原理是
干燥加工食品的原理是干燥加工食品是一种常见的食品加工方法，通过将食品中的水分蒸发或挥发掉，使其保持较长的保存时间。
干燥食品不仅可以保持食品的原始营养成分，还具有较低的体积和较长的保质期。
干燥加工食品的原理主要是利用温度、风力和湿度等因素，将食物中的水分大量蒸发或挥发出去。
水分是食物中的重要成分，也是细菌和微生物滋生的基础条件。
将食物中的水分去除后，可以减少细菌、微生物的繁殖，从而延长食物的保质期。
干燥加工食品的主要原理有以下几种：1. 热空气干燥法：将食品置于高温环境下，通过热空气对食品进行加热，使食品中的水分蒸发。
在干燥过程中，要保证空气的流通，以保持湿空气的排出，促进食物的干燥。
这种方法一般适用于高糖、低脂肪的食物。
2. 冷冻干燥法：将食品冷冻至极低温度，然后将食品放入真空容器中，在低压下，将食品中的水分以冰的形式直接转化为气体，使食品达到干燥的效果。
这种方法适用于脆弱的食物，可以保持食品的原始质地和营养成分。
3. 辐射干燥法：利用电磁辐射的热效应，对食品进行加热，使其中的水分蒸发。
这种方法一般用于含有大量水分的食物，可以快速干燥食物，保持食品的色泽和口感。
4. 喷雾干燥法：将食物液体喷雾成微小颗粒，通过高温烘干，将颗粒内的水分挥发出去。
这种方法适用于液体食品的干燥加工，如奶粉、酱料等。
不同的干燥方法适用于不同的食物，根据食物的特点选择最合适的干燥方法，可以保持食品的原始特性和营养成分。
同时，在干燥过程中，也需要控制合适的温度、湿度和加热时间，以避免食物的过度干燥和燃烧，保证食品的质量和口感。
总之，干燥加工食品通过将食物中的水分蒸发或挥发出去，从而减少细菌、微生物的滋生，延长食品的保质期。
不同的干燥方法适用于不同的食物，通过控制合适的温度、湿度和加热时间，可以实现食品的干燥加工，保持食品的原始特性和营养成分。
食品真空干燥的原理
食品真空干燥的原理食品真空干燥是一种通过在低压环境下蒸发水分，使食品中的水分迅速蒸发，从而实现干燥的食品加工方法。
其原理主要包括物理原理和化学原理。
物理原理方面，真空干燥主要利用低温低压条件下水的汽化特性来实现食品的干燥。
在低压环境下，水的沸点降低，蒸发速度加快。
同时，真空状态下，水分子的蒸发速度增大，表面张力降低，加速了水分子从食品中脱离的过程。
由于低温低压条件下水的蒸汽压低于食品的水分压强，使得水分子从食品中蒸发出来，从而实现食品的干燥。
化学原理方面，真空干燥过程中，食品中的水分子由于低温与低压的作用，分子间的相互作用力减小，进一步增加了水分子的脱离率。
此外，在干燥的过程中，真空蒸发还能减少氧气对食品中的营养成分的氧化作用，从而保留更多的食品营养成分。
具体而言，食品真空干燥的过程可以分为预冷、冷冻、真空干燥和解冻几个步骤。
首先，预冷。
将食品放置在真空密封容器中，通过冷却介质的传热作用，使食品的温度逐渐降低。
预冷的主要目的是减少真空干燥过程中食品的温度升高，避免食品的结构破坏、脱水不均匀等问题。
接下来是冷冻步骤。
将预冷好的食品放入低温冷冻室中，使得食品的温度快速降低，从而形成冷冻状态。
冷冻可以减慢食品中水分的扩散速度，防止食品外层水分被蒸发过多。
然后是真空干燥步骤。
在设备中建立一定的真空度，通过设备内外的压差，使食品中的水分子从高压处向低压处蒸发。
在这个过程中，设备会抽取食品中的水分，并将其转化为蒸汽，从而迅速实现食品的干燥。
最后是解冻步骤。
将真空干燥结束后的食品从低温环境中取出，使其逐渐回到常温状态。
解冻步骤的目的是恢复食品的冻结结构，防止干燥过程中食品的变形、变质等现象。
需要注意的是，在整个真空干燥过程中，需要严格控制干燥的温度和时间。
过高的温度和时间会导致食品的热敏感性成分损失、质地变硬等问题，而过低的温度和时间又容易导致脱水不充分、干燥不均匀等问题。
食品真空干燥有许多优点。
首先，它可以在较低的温度下进行干燥，避免了高温烘干过程中的营养成分损失。
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第12章食品干燥原理用加热的方法除去湿物料中的湿分以获得固体产品的单元操作称为干燥。
干燥方法按加热方式可分为四大类：(1)导热干燥热量通过与食品物料接触的加热面直接导入，使材料中的湿分汽化排除，达到干燥的目的。
(2)对流干燥热量以对流的方式传递给湿物料，使食品材料中的湿分汽化，以达到干燥的目的。
干燥介质（空气）既是载热体又是载湿体。
(3)辐射干燥热量通过电磁波的形式由辐射加热器传递给食品材料表面，再通过材料自身的热量传递，使内部的湿分汽化，达到干燥的目的。
(4)介电加热干燥在高频电场中，食品材料中的湿分分子处于高速旋转与振动，由此产生的热量使湿分汽化，达到干燥的目的。
干燥操作既包含传热过程又包含传质过程，两者的传递方向可能相同，也可能不同，但遵循的规律是：热量传递方向：热量总是由高温区向低温区传递。
物质传递方向：物质总是由高浓度（或高分压）区向低浓度（或低分压）区传递。
干燥进行的必要条件：物料表面的湿汽的压强必须大于干燥介质中湿分的分压。
此差值越大，推动力越大。
本章所论及的湿分为水分，干燥介质为热空气。
1 湿空气的热力学性质1．1 湿含量（湿度）H湿含量是湿空气中水蒸汽的质量与绝干空气的质量之比。
v v a a v v a v p P p M n M n m m H -===2918或 v v p P p H -=622.0 （kg/kg 绝干气）式中：p v 、P-分别为水蒸汽分压和湿空气总压，Pa 或kPa 。
湿含量也可理解为单位质量（1kg ）绝干空气中所容纳的水蒸汽质量。
1． 2相对湿度φ湿空气中水蒸汽分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比。
s v p p =φ式中：p v 、p s -分别为水蒸汽分压和同温度下水的饱和蒸汽压，Pa 或kPa 。
相对湿度用来衡量湿空气的不饱和程度，反映湿空气的吸收水汽的能力，φ值越小，吸收水汽的能力越强。
对于饱和湿空气，φ=1（或100%）； 对于绝干空气，φ=0。
注意：当湿空气达到饱和时，表示其中所含的水蒸汽量已经达到最大值，超过此值的水分量必将以液态水的形式析出。
因此，φ≤1。
∴ s s p P p H φφ-=622.01. 3湿空气的比热容C H 和湿比容υH 将湿空气中1 kg 绝干空气及其所带的H kg 水蒸汽的温度升高1℃ 所需吸收的热量。
v a H HC C C += 将绝干空气及水蒸汽的平均比热容代入可得：H C H 93.10.1+= （kJ/kg 绝干气·℃） 湿空气的湿比容υH 是指含有1 kg 绝干空气的湿空气所占有的体积（m 3/kg 绝干空气）。
PP t H H 02732734.22)18291(⨯+⨯⨯+=υ 或 P P t H H 0273273)244.1772.0(⨯+⨯+=υ式中：t-湿空气的温度，℃；P 0、P-分别为标准大气压和湿空气的压强，Pa 或kPa 。
对常压湿空气，P 0/P=1。
1.4 湿空气的热含量(焓)I湿空气的热含量（或焓）I 是指含单位质量绝干空气的湿空气的焓。
具体应用时，以0 ℃的绝干空气和0 ℃的液态水的焓值为零作为计算起点。
H t t H t C Lv t C I v a )93.12500(0.1)(0++=++=或H t H I 2500)93.10.1(++= (kJ/kg 绝干气) 式中: t 为湿空气的温度,℃。
1.5 干球温度t 和湿球温度t m干球温度t ：用一般温度计所测得的空气温度；湿球温度t m ：用湿球温度计所测得的空气温度。
湿球温度计：将温度计的感温部分包以湿纱布，使其始终处于润湿状态所构成的温度计。
湿球温度形成的原理：因物质交换(湿度不同)导致热量交换,最终达到热、质的传递平衡。
传热达平衡时,有：Lv H H A k t t A Q s H m )()(-=-=α或 )(H H Lv k t t s H m --=α式中：H s -液滴表面空气层的饱和湿含量；k H -气化系数，kg/（m 2·s ）；L V -水在t m 下的汽化潜热，kJ/kg ；α-对流传热系数，kW/(m 2·℃)；A-传热（质）面积，m 2。
对空气—水系统:α/k H =C H ≈1.09kJ/kg. ℃1．6 露点t d湿空气的露点t d 是不饱和空气在其总压和湿度保持不变的情况下，被冷却降温达到饱和状态时的温度。
若湿空气的温度降低到露点以下，则所含超过饱和部分的水蒸气将以液态水的形式凝结出来。
由于湿度不变，因此有： sd sd v v s p P p p P p H H -=-==622.0622.0或 H HP p sd +=622.0此式即为露点计算式。
由上式求得p sd 后，查饱和水蒸汽表可得t d ；或由下式计算t d ：235182.4030561.23+-=d sd t Lnp式中，p sd 的单位为Pa ，t d 的单位为℃。
湿空气的几个温度之间的关系：对于不饱和湿空气，有 t >t m >t d ； 对于饱和湿空气，有 t =t m =t d 。
2 湿空气的湿焓图及使用方法2．1 湿空气的湿焓图（H －I 图）见书P791，Fig12-5，本图是在总压强等于101.33 kPa 下绘制的。
特别提示：湿焓图上的任一参数值均是以 1kg 绝干空气为基准的。
湿空气的H-I 图由以下诸线群组成：1）等湿度线（等H 线）群等湿度线是平行于纵轴的直线群，数值从0到0.15kg/kg 绝干气。
2）等焓线（等I 线）群等焓线是平行于斜轴的直线群（与纵轴的夹角45º），数值从0到480kJ/kg 绝干气。
3）等干球温度线（等t 线）群等干球温度线是一系列向上倾斜但互不平行的直线群，数值从-10℃到185℃。
4）等相对湿度线（等φ线）群等相对湿度线是一系列向上倾斜弯曲的曲线群，从φ=5%到φ=100%共11条。
5）水蒸汽分压线图中右下角的一系列水平直线群，数值从0到18kPa。
2．2湿焓图的应用1）由H-I图上任一状态点确定湿空气的状态参数值，方法见下图：由图可清楚的看出：对于不饱和湿空气，有t>t m>t d；对于饱和湿空气（状态点A落在φ=100%线上），有t=t m=t d。
特别提示：湿焓图上φ=100%线上任一点均表示湿空气处于饱和状态。
2）由湿空气的任意两个独立参数在H-I图上确定状态点A。
a）已知t，t m b）已知t，t d c）已知t，φ3. 湿空气的基本状态变化过程3．1 间壁式加热和冷却以及冷（却）凝减湿过程1）间壁式加热和冷却特点：等湿过程，过程线为直线，加热↑，冷却↓。
2）间壁式冷（却）凝减湿过程当湿空气被冷却至露点时，空气达到饱和状态，湿空气中的水蒸汽就开始在冷却面上凝结出来，随着冷却过程的进行，水分也不断析出，而温度则不断降低，但空气始终维持在饱和状态，这时，过程线主要沿φ=100%线变化。
特别提示：当空气湿度不变时，既可用湿比热法又可用焓差法计算状态变化的热量，但空气湿度变化时，只能用焓差法计算状态变化的热量。
3．2 不同状态湿空气的混合过程设有两股空气，对应的绝干空气量为L 1和L 2，对应的状态为（H 1，I 1）和（H 2，I 2），混合后的湿度和焓值可由物料及热量衡算求得。
混合前后水分量不变：L 1H 1+ L 2H 2=（L 1+L 2）H m混合前后焓值不变：L 1I 1+ L 2I 2=（L 1+L 2）I m由上两式可得：211212L L I I I I H H H H m m m m =--=--可见，混合点m （在H-I 图上）位于1，2两状态点的联线上，且m 点划分线段1-2，使2112L L m m = （杠杆定律）。
同时可由上两式解得：212211L L H L H L H m ++= ，212211L L I L I L I m ++=3．3 绝热冷却增湿过程采用空气和水直接接触的混合式湿热交换即可达此目的。
当水温为湿空气的t m 时，其变化过程为等焓过程，过程的极限是达到饱和状态。
［例12-1］空气的温度为30℃，露点温度为12℃，问：(1)当冷却到16℃时，相对湿度为多少？(2)有600 m3的空气，当温度从30℃冷却到2℃时，能失去多少千克水？解：（1）等湿冷却过程。
首先确定新鲜空气的状态点（H1=0.0088，φ1=33%），然后作等湿线与t=16℃的等温线相交，可读得过此交点的φ值为80% 。
（2）冷凝减湿过程。
先由等温线t=2℃与ф=100%线的交点可读得H2=0.0043kg/kg绝干气。
然后计算新鲜空气的湿比容以求绝干空气量L。
绝干气kg m H /870.027*******.22)180088.0291(3=+⨯⨯+=υ除去的水分量：kg H H L W 11.3)0043.00088.0(690)(21=-⨯=-=4. 湿物料的基本性质4.1 湿物料的形态和物理性质(1) 湿物料可按其外观形态的不同而分为下列几种：①～⑧ （P793）(2) 湿物料又可按其物理化学性质的不同粗略分为两大类：①～② （P794）4.2 湿物料中水分存在形式和表示法(1)物料中水分存在形式①机械结合水：这部分水处于食品表面和粗毛管中，与干物质结合较松弛，以液态存在，易于除去。
②物理化学结合水：这部分水是指吸附水、渗透水和结构水，其中吸附水与物料结合比绝干气kg VL H 69087.0600===υ较牢固，难于除去。
③化学结合水：这部分水是经过化学反应按一定比例渗于干物质分子内部，与干物质结合比较牢固，若去掉这部分水必然要引起物理性质和化学性质的变化，这种水不是干燥要排除的。
(2)物料中水分含量表示法表达方法有湿基含水量和干基含水量两种。
① 湿基含水量ω：湿物料中含有的水分质量与湿物料的总质量之比。
湿物料的总质量湿物料中水分质量==G W ω②干基含水量X ：湿物料中含有的水分质量与绝干物料的质量之比。
湿物料中绝干物料质量湿物料中水分质量==C G W X两者之间的换算关系为ωω-=1X ，X X +=1ω4．3 平衡水分平衡水分：湿物料与一定状态（温度和湿度一定）的空气接触达平衡时，残余在湿物料中不能排除的水分。
平衡水分与空气相对湿度的关系曲线称为吸附等温线。
若干种食品的吸附等温线参见图12-9，10和表12-1。
平衡水分与物料的性质和空气的状态有关。
湿物料中各种水分的意义：由图可得：当物料性质一定时，它的平衡水分与空气的状态有关。
当温度不变时，平衡水分与空气的相对湿度的关系是：空气的相对湿度越大，平衡水分也越大。
一般当φ不变时，温度升高，平衡水分略有降低，但温度变化范围不大时，可认为平衡水分仅与φ有关。