第12章_食品干燥原理.
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常见的食品加工方法，其原理是在很高的真空环境下将食品中的水分通过蒸发的方式去除。
下面我将详细介绍食品真空干燥的原理。
食品真空干燥的过程主要包括预处理、真空干燥和后处理三个步骤。
首先，在进行真空干燥之前，需要对食材进行预处理，如去除杂质、清洗、切割等，以提高干燥效果。
然后，将预处理后的食材放入专用的真空干燥设备中进行干燥。
在真空环境下，食物通过自身的水分蒸发形成水蒸汽，然后通过真空泵将水蒸汽抽出。
最后，干燥后的食品需要进行后处理，如包装、密封等，以保证干燥后的食品的质量和保存期。
在食品真空干燥中，真空是实现干燥的基本条件。
真空是指在一定的环境下，将空气或气体完全排除，形成极低的压强。
在干燥中，真空可以降低环境中的压强，使食品中的水分在低压环境下更容易蒸发。
真空干燥能够提高干燥速度和效果，同时还能保留食品的营养成分和风味。
食品真空干燥的原理主要有以下几点：1.降低沸点：真空干燥可以降低食材中的水分的沸点，使水分在较低的温度下蒸发。
在标准大气压下，水的沸点为100摄氏度。
但在低压环境下，水分的沸点会相应降低。
因此，真空干燥可以在较低的温度下将食物中的水分蒸发，有效保留食材的营养和风味。
2.利用气体的扩散性：在真空环境中，气体的扩散性增加，使得水分从食品中快速蒸发。
真空干燥中，将食材放置在真空环境中，水分分子会随着压差的存在，从食材中向低压区域扩散。
这样，食物中的水分会迅速蒸发和逸出，实现干燥。
3.减少氧化反应：真空干燥可以降低氧气的浓度，减少食材中的氧化反应。
食品中的营养成分易受氧化的影响，而真空环境下氧气的浓度较低，可以减少氧化反应的发生，降低对食材的损害。
4.保持食品质量：真空干燥过程中的低温和低压能够保留食材的色、香、味和营养成分。
相比于传统的烘干方法，真空干燥可以更好地保持食品中的营养成分，避免因高温热处理而造成的营养损失。
总体来说，食品真空干燥的原理是通过在真空环境下降低食物中的水分的沸点，利用气体的扩散性将食物中的水分蒸发，减少氧化反应和保持食品质量。
《食品干燥原理》课件
去除水分后，食品变得更轻便，易于储存和携带。
3 保持食物口感
干燥保持了食物的形状和纹理，使其口感更好。
食品干燥的挑战
1. 保持食物的营养价值：在干燥过程中，食物可能丢失部分营养成分。 2. 控制干燥过程：需要准确控制干燥温度、时间和湿度，以避免过度干
燥或不充分干燥。 3. 适应不同食材：不同食物的干燥方法和要求可能不同，需要根据具体
食材进行调整。
结论和总结
食品干燥是一种重要的食品加工技术，通过控制食物存和运输的重量。
《食品干燥原理》PPT课件
食品干燥的定义 食品干燥的常见方法 食品干燥的原理 食品干燥的应用领域 食品干燥的优点 食品干燥的挑战 结论和总结
食品干燥的定义
食品干燥是一种将食物中的水分含量降低到一定程度的过程，以达到延长食 品保质期、减轻贮存重量和改善食物口感的目的。
食品干燥的常见方法
• 太阳能干燥：利用太阳能将食品暴晒在阳光下，使水分蒸发。 • 热泵干燥：利用热泵技术将低温热能转换成高温热能，提供热风对食品进行干燥。 • 真空干燥：通过降低干燥环境的气压，以减少水分的沸点温度，使食品在低温下蒸发水分。
食品干燥的原理
食品干燥的原理是利用热能将食品中的水分转化为水蒸气，通过对食品进行加热和通风，使水分蒸发出去。
食品干燥的应用领域
食品工业
干燥水果、蔬菜、肉类等食品 的加工和保存。
药品工业
中药材的干燥、浓缩和提取。
农业领域
干燥农产品，如谷物、茶叶、 木草等。
食品干燥的优点
1 延长保质期
去除水分可阻止微生物生长，延长食品的保存时间。
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 —。
食品冷冻干燥的原理
食品冷冻干燥的原理食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。
它通过将食品在低温下冷冻，然后将冷冻的食品在真空条件下加热，使水分从食品中直接转化为水蒸气，达到干燥的目的。
食品冷冻干燥的原理主要涉及到三个关键步骤：冷冻、干燥和真空。
食品冷冻干燥的第一步是冷冻。
将食品放入低温环境中，一般为零下20度至零下50度的温度范围内，使食品迅速冷却。
冷冻的目的是将食品中的水分转化为冰晶形式，从而减少食品中的水分含量。
接下来是干燥的过程。
在冷冻后，食品中的冰晶会转化为水蒸气，这个过程称为升华。
升华是物质从固态直接转化为气态的过程，跳过了液态阶段。
在冷冻食品中，通过升华过程将水分从食品中脱除，可以保持食品的营养成分和口感。
最后是真空的环境。
在干燥的过程中，为了加速水分的升华，需要在食品周围建立一个真空环境。
真空环境下的压力较低，可以降低水的沸点，使水分更容易从固态转化为气态。
同时，真空环境下还可以减少氧气的存在，防止食品氧化和变质。
食品冷冻干燥的原理，可以通过控制冷冻和干燥的时间、温度和真空度来实现。
首先，冷冻的时间和温度要根据不同食品的特性来调整，以确保食品能够充分冷冻。
然后，干燥的时间和温度也需要根据食品的特性来调整，以保持食品的质量和营养成分。
最后，真空的度数也需要根据食品的特性来选择，以保证水分充分升华。
食品冷冻干燥的原理有许多优点。
首先，由于食品在低温下进行干燥，可以大大减少食品的营养流失，保持食品的色、香、味和口感。
其次，冷冻干燥可以在食品中保留多种活性成分，如维生素和酶等，有助于提高食品的保健功能。
此外，冷冻干燥后的食品体积轻巧，易于储存和运输，延长了食品的保质期。
然而，食品冷冻干燥也存在一些局限性。
首先，冷冻干燥的过程时间较长，会增加生产成本。
其次，由于需要建立真空环境，设备成本也较高。
此外，某些食品在冷冻干燥过程中可能会发生结构变化，影响食品的口感。
总结起来，食品冷冻干燥是一种常用的食品保鲜和加工方法。
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。
食品微波干燥的原理是
食品微波干燥的原理是微波干燥是一种用于除去水分的技术。
它是将微波能量传递到物体中，从而导致物体中分子的运动。
由于分子的运动，热量被产生，并且物品从内部开始变干。
微波是一种电磁波，其波长范围在1mm到1m之间。
微波传递时会通过食品的水分子，并导致分子不断旋转、摩擦、碰撞，因此产生了热能，这将导致内部水分的蒸发，从而使原材料变干。
微波干燥的原理是利用食品材料中存在的水分的物理性质，即当水被微波照射时会产生分子振动、旋转等运动，从而引起水分子内部的相互摩擦，生成热量，使其温度升高，水分被加热蒸发。
水分通过物质的表面蒸发，导致食品变干。
干燥过程中需要控制微波功率和时间，以避免出现过度加热的情况。
微波干燥的优缺点：优点：1. 干燥速度快：传统的干燥方法需要长时间，而微波干燥仅需数分至数十分钟即可完成，大大提高了生产效率；2. 保留营养成分：传统干燥过程中，因为高温会导致食品营养成分的流失。
而微波干燥可以保留食品的营养成分，保证了食品的健康价值；3. 节能：微波干燥采用电能直接转化为热能，其效率较高，因此可以有效节省能源消耗；4. 可控性强：微波干燥过程中，可以根据不同的物料进行微波功率和时间的调整，因此干燥时间和效果可控性很强。
缺点：1. 成本较高：微波干燥设备的价格相对传统干燥设备较高；2. 一次加工量小：由于微波干燥设备的体积相对较小，单次干燥量相对较少，因此需要多次运转；3. 微波加热非均匀：微波干燥过程中，由于微波在物质中传输路径受限，因此物料中的水分含量和物料厚度等参数对加热效果影响较大，同时也会导致内部与外部温度分布不均匀。
因此，虽然微波干燥存在缺点，但其高效、节能、实现可控性同时保留食物营养成分等优点已经被广泛认可，将会被越来越多的人所接受和使用。
食品干燥原理
G1
D Pi Ps XRT
干燥表面至冷阱表面 的摩尔质量扩散方程：
G2
m
RT
Ps Pa
共晶点、共溶点、 塌陷温度与玻璃化温度
W1 a1 A b1
W2 a2
C B D
b2
H
B
E
We
冻干食品的特点
优质：基本保持食品原有的色、香、味、形，维生素 和蛋 白质等营养物质损失少。
1 M W 2 m1 m2 1 M W 1
MW1 MW 2 MW1 MW 2 ms m1 m2 m1 m2 1 MW 2 1 MW1
干燥计算 ——质量衡算
注意：将湿空气参数与物料变量结合起 来，在它们之间进行着传热与传质。
ms md M d 1 M d 2 Ld 2 d1
物料中的水分在向外迁移时，什么时候以气态 为主，什么时候以液态为主？
为什么干燥完成后，还要冷却？
冬天结冰衣服风干？
冷冻干燥原理
真空冷冻干燥 1、增加压差 2、减少阻力
温度 ℃ 10 0 -10 -20 -30 -40 -50
升华/汽化热 kJ/kg 2477.1 2500.8/2835 2836.5 2838.0 2838.7 2838.6 2837.8
湿球温度是绝热饱和温度，露点温度是 等湿饱和温度。
12-3 湿物料的性质
水分性质
组织结构束缚 分子间力的束缚 自由水
物理化学结合水
化学结合水
湿物料的含水量
干基水分 湿基水分
ms Md md
MW
水分活度
p a ps
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。
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。
食品微波干燥技术的原理
食品微波干燥技术的原理
食品微波干燥技术是一种利用微波能量将食品中的水分蒸发而实现干燥的方法。
其原理主要包括微波加热、传热和蒸发三个方面。
首先是微波加热。
微波干燥是利用微波在物质中的能量传递作用，通过材料分子中的摩擦、振动和碰撞来产生热量。
当微波能量穿透物质表面后，会与物质中的极性分子（如水分子）发生相互作用，引起分子的摩擦运动，从而使得物质内部产生热量。
这种加热方式不同于传统的对流传热方式，微波加热能够实现对物质内部的快速、均匀加热，因此能够提高干燥速度。
其次是传热。
微波干燥过程中，产生的热量将使得食品中的水分被加热并蒸发。
水分子在微波场的作用下发生振动加热，从而导致水分子之间的相互作用减弱，使得水分分子之间的距离逐渐扩大，从而加速了水分的蒸发。
此外，微波加热还能够通过食品颗粒之间的热传递来提高传热效率，使得食品内部的水分快速蒸发，从而实现了快速干燥效果。
最后是蒸发。
微波加热导致食品中的水分子吸收能量并蒸发，同时液态水的渗透性会增加。
微波能够使水分分子在短时间内迅速加热，蒸发，并通过食品表面排出。
同时，微波加热也能够使得食品中的水分分子蒸发后形成的气体迅速从食品内部扩散到表面，从而实现了快速干燥。
综上所述，食品微波干燥技术的原理是利用微波加热与传热的作用，使得食品内
部的水分分子受热蒸发，并通过表面排出，从而实现了干燥的效果。
与传统的热风、真空干燥相比，微波干燥技术具有干燥速度快、温度升高快、热效率高、产量大、物料温度低、能耗低等优点，因此在食品加工业中有着广泛的应用前景。
食品工程原理习题
第一章 流体力学【1-1】 椰子油流过一内径为20mm 的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm ，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa ，试求椰子油的流量。
【1-2】 牛奶以2×10－3m 3/s 的流量流过内径等于27mm 的不锈钢管，牛奶的粘度为2.12×10－3Pa.s ，密度为1030kg/m 3，试确定管内流动是层流还是紊流。
【1-3】 用泵输送大豆油，流量为1.5×10－4m 3/s ，管道内径为10mm ，已知大豆油的粘度为40×10－3Pa.s ，密度为940kg/m 3。
试求从管道一端至相距27m 的另一端之间的压力降。
【1-4】试求稀奶油以6m/s 的速度流过管道时，因摩擦而引起的压力降。
管道直径mm ，长100m ，为水力光滑的不锈钢管。
已知稀奶油的密度为1000kg/m 5238.×φ3，粘度为12×10－3Pa.s 。
【1-7】某离心泵安装在高于井内水面 5.5m 的地面上，吸水量为40m 3/h 。
吸水管尺寸为mm ，包括管路入口阻力的吸水管路上的总能量损失为4.5J/kg 。
试求泵入口处的真空度。
（当地大气压为1.0133×104114×φ5Pa ）【1-8】用离心泵将密度为1200kg/m 3的水溶液由敞开贮槽A 送至高位槽B 。
已知离心泵吸入管路上各种流动阻力之和J/kg 、压出管路的∑=10s ,f L ∑=30D ,f L J/kg 。
两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m 。
每小时溶液的输送量为30m 3。
若离心泵效率为0.65，求泵的轴功率。
【1-9】每小时将10m 3常温的水用泵从开口贮槽送至开口高位槽。
管路直径为mm ，全系统直管长度为100m ，其上装有一个全开闸阀、一个全开截止阀、三个标准弯头、两个阻力可以不计的活接头。
两槽液面恒定，其间垂直距离为20m 。
食品干燥剂的原理
食品干燥剂的原理食品干燥剂是一种常见的食品添加剂，它的主要功能是吸湿、干燥和防腐。
食品干燥剂的原理是通过吸附水分来延长食品的保鲜期。
下面将详细介绍食品干燥剂的原理和使用。
食品在保存和运输过程中容易受到潮湿和高温的影响，这些条件会加速食物中微生物的生长和食物变质。
食品干燥剂通过吸附水分来防止食品受潮湿，从而保持食品的新鲜和品质。
食品干燥剂通常有两种类型：物理干燥剂和化学干燥剂。
物理干燥剂主要由硅胶、沸石等材料制成。
这些材料具有极强的吸湿性能，能够吸附食品中的水分子，从而减少食品中的水分含量。
硅胶和沸石都是多孔材料，具有很大的比表面积，能够提供更大的吸附面积，从而更有效地吸附水分。
物理干燥剂的吸湿性能主要依赖于孔隙结构和化学成分，通常通过调整材料的成分和处理工艺来改善吸湿性能。
化学干燥剂主要通过化学反应来吸湿。
常见的化学干燥剂包括氧化钙、氧化镁等。
这些干燥剂能够与水反应生成水合物，从而将水分吸附到干燥剂中。
例如，氧化钙在与水反应后生成氢氧化钙，氯化钙在与水反应后生成氯化钙的水合物。
这些化学反应对水分子具有较高的亲和性，从而能够有效吸附食品中的水分。
食品干燥剂的使用一般是将干燥剂放置在食品包装中。
当食品包装密封后，食品中的水分会逐渐与干燥剂接触，并被吸附到干燥剂中。
这样可以有效降低食品中的水分含量，减缓微生物的生长和食物的变质。
食品干燥剂通常需要根据食品的类型和储存条件进行合理选择，以确保最佳的干燥效果。
食品干燥剂在食品加工和保存中起到了重要的作用。
除了吸湿干燥的功能外，食品干燥剂还能够起到防霉抗菌的作用。
水分是微生物生长的基本条件之一，通过降低食品中的水分含量，食品干燥剂可以减少微生物的滋生，从而延长食品的保鲜期。
需要指出的是，食品干燥剂虽然有着明显的保鲜作用，但并不能完全取代其他保鲜措施。
在食品加工和保存中，应结合使用多种保鲜技术，如真空包装、冷冻等，以达到最佳的保鲜效果。
总的来说，食品干燥剂通过吸湿的原理来延长食品的保鲜期。
食品冷冻干燥的原理
食品冷冻干燥的原理
食品冷冻干燥是一种常见的食品干燥技术，广泛应用于食品工业中。
其原理是利用低温和真空条件下，将食物中的水分通过冰晶的相变直接从固态转变为气态，使食品在干燥过程中几乎不发生结构和营养成分的改变。
首先，将食品置于真空环境中，降低环境中的气压。
这样可以降低水分的蒸发温度，从而更容易脱水。
然后，将食品进行预冷处理，使其温度降低到冻结点以下。
这有助于将食物中的水分凝固成冰晶，形成均匀分布的冰晶网络。
接下来，通过加入低温冷冻气体，如液态氮或制冷剂，使食品迅速冷冻。
在这种低温环境下，水分凝固成冰晶，并与食品中的其他成分分离。
然后，通过加热真空环境，利用低气压和适当的温度，将冰晶从固态转变为气态，即通过升华过程将冰晶直接蒸发掉。
由于真空环境中的压力较低，水分可以在低温下迅速升华，几乎不会造成食品的品质和营养损失。
最后，通过在干燥过程中逐渐升高温度，使剩余的水分蒸发，确保食品中的所有水分都得到有效地去除。
通过以上的冷冻和升华过程，食品中的水分可以被迅速脱去，同时保持了食物的结构和营养成分。
这种冷冻干燥技术适用于
各种不同类型的食品，如水果、蔬菜、肉类和乳制品等，可以延长其保质期，便于储存和运输。
食品干燥剂的干燥原理
食品干燥剂的干燥原理
食品干燥剂的干燥原理主要是利用吸湿性强的物质吸附空气中的水分，使其在干燥环境下降低食品的湿度。
常见的干燥剂为硅胶、活性炭、蒙脱石等。
首先，食品干燥剂中的物质具有较高的吸湿性。
这些物质的表面通常具有很多的微孔和孔隙结构，能够吸附周围环境中的水分。
当食品干燥剂与空气接触时，水分子会被吸附到物质的表面上，从而减少食品周围的湿度。
其次，食品干燥剂能够吸收食品中的水分。
当食品与含有吸湿性物质的干燥剂一起密封存放时，干燥剂中的物质会吸收食品中的水分，从而减少食品中的湿度。
这一过程是静态吸附过程，即吸湿剂会保持一定的湿度，达到平衡状态。
当食品的湿度高于干燥剂的湿度时，湿度会通过物质的孔隙结构进入干燥剂中，直至达到平衡。
反之，当食品湿度低于干燥剂湿度时，吸湿剂则会释放水分。
这一过程能够持续进行，直到食品的湿度趋于稳定。
食品干燥剂的干燥原理能够有效地降低食品的湿度，延长食品的货架寿命，防止食品变质和产生霉菌。
然而，使用干燥剂时需要注意选择合适的类型和剂量，以免对食品造成污染或影响其品质。
因此，在食品储存和包装中使用干燥剂时，应遵循相应的规定和建议。
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。
化工原理下 第十二章 干燥
湿空气的饱和湿度是温度的函数。
12.2.1 湿空气的性质
2.相对湿度 在一定总压下，湿空气中水汽分压p与同温度下纯水的饱 和蒸汽压ps之比，称为相对湿度，用 φ表示，即
相对湿度代表空气中水汽含量的相对大小。当p＝0时，φ＝0， 表示湿空气中不含水分，为绝干空气。当p＝ps时，φ＝1， 表示湿空气被水汽饱和，为饱和湿空气，这种湿空气不能用 作干燥介质。可见，φ越小，空气的吸湿能力越大。
12.2.1 湿空气的性质
一、湿空气中水蒸汽含量的表示方法 在干燥过程中，湿空气中水蒸汽含量的表示方法有两种: 1.湿度 又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气质量之比 (质量比)，用H表示，单位kg水汽/kg干空气。
12.2.1 湿空气的性质
即
当湿空气中的水汽分压p等于该空气温度下纯水的饱和 蒸汽压ps时，湿空气再不能吸收水分，此时湿空气达到饱和 状态，其湿度称为饱和湿度，用Hs表示：
12.2.2 湿空气的湿度图
对于不饱和湿空气，组分数C为2，相数φ为1，根据相 率，可知其自由度：F = C-φ+2 = 2-1+2 = 3 在总压一定的条件下，只要再任意规定两个任意参数， 湿空气的状态即被唯一确定。这两个任意参数一般定为：湿 空气的温度和湿度。 湿度图包括五种线： 1、等干球温度线 3、等相对湿度线
12.1 概述
干燥法去湿的分类： 1、按供热方式分： （1）传导干燥 热能通过传热壁面以传导的方式传给物料，产生的湿分 蒸汽被气相(又称干燥介质)带走。如：纸制品铺在热滚筒上 进行干燥。 （2）辐射干燥 由辐射器产生的辐射能以电磁波的形式到达物料表面， 被物料吸收而重新变为热能，从而使湿份气化。如：红外线 干燥自行车表面油漆。 （3）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场中，电能在物料中转变 成热能，使液体很快升温而气化。这种加热过程发生在物料 内部，故干燥速率较快。如：微波炉
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。
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。
食品微波干燥的原理是
食品微波干燥的原理是
食品微波干燥利用微波辐射的能量来加热和脱水食品，从而去除其中的水分。
具体原理如下：
1. 微波辐射：微波是一种电磁波，其频率通常在300 MHz至300 GHz之间，对应波长为1 mm至1 m。
微波辐射能够通过食物的质量和原料内外部的尺寸，渗透到食物内部，并与水分子之间的极性相互作用。
2. 热效应：微波辐射在食物中会引起分子振动和摩擦效应，产生摩擦热。
这种摩擦热会从食物的内部开始，逐渐向外传递，使整个食物逐渐升温。
3. 介电加热：由于水分子极性较强，微波辐射会引起水分子的迅速振动和摩擦，产生大量的热能。
这种对水分子的摩擦加热称为介电加热。
由于食物中的大部分水分子都是自由或结合水，所以微波辐射主要在水分中产生热量而加热食物。
4. 水分脱除：微波辐射加热食物后，水分子会逐渐被加热蒸发，从食物中脱水。
通过控制微波辐射的功率、加热时间和食品的温度，可以实现食物中水分的有效脱除，从而达到食品干燥的目的。
需要注意的是，食品微波干燥过程中，由于微波辐射能够迅速加热食物内部而外部温度相对较低，因此可能会导致食物内部和外部的温度不均衡。
为了避免这种
情况，通常需要采用旋转盘或其他方式来保证食物可以均匀地受热。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第12章 食品干燥原理12.1 主要公式12.1.1湿空气的热力学性质 1) 绝对湿度和相对湿度绝对湿度为单位体积湿空气中水蒸汽的含量。
TR p v v v =ρ (kg/m 3) (12-1)sv s v p p =ρρ=φ (12-2)式中，p v －水蒸汽分压，Pa ； p s －饱和水蒸汽分压，Pa ；v ρ－水蒸汽的密度，kg/m 3；s ρ－饱和水蒸气的密度，kg/m 3；R v －水蒸汽的气体常数，461.5 J/(kg ·K)。
2) 湿含量湿含量是对单位质量干空气而言所含水蒸气的质量。
ssv v p P p p P p d φ-φ=-=622.0622.0 （kg 水蒸气/kg 干空气） (12-3)式中，P －湿空气压力，是干空气分压力和水蒸气分压力之和。
3) 湿空气的比热容和比体积湿空气的比热容是以单位质量干空气为计算基础，即含1kg 干空气的湿空气温度升高1K 所需吸收的热量，它应等于1kg 干空气升温所需的热量和d kg 水蒸气升温所需热量之和。
d C C C v a H +=(J/kg 干空气·K) (12-4)式中，C H 、C a 、C v －分别表示湿空气、干空气和水蒸气的比热容，kJ/(kg ·K)。
因为干空气和水蒸气在温度0～120℃范围内的平均定压比热容分别约为1.0和1.93kJ/(kg ·K)，故有d C H 93.10.1+=(kJ/kg 干空气·K) (12-5)湿空气的比体积H v 是指含有单位质量干空气的湿空气所占有的体积（m 3/kg 干空气）。
()d PTR v a H 608.11+=(m 3/kg 干空气) (12-6)4) 湿空气的热含量湿空气的热含量或焓h 是指含单位质量干空气的湿空气的焓。
具体应用时，以0℃时干空气和液态水的焓值为零作为计算起点。
()d T d h 250093.10.1++=(kJ/kg 干空气) (12-7)5) 干球温度和湿球温度)(d d L k T T s vd M --=α(℃) (12-8)式中，T M －湿球温度，℃； T －干球温度，℃；s d —液滴表面空气层的饱和湿含量；d k —气化系数；α－对流换热系数，(W/m 2·℃)；v L —水的气化潜热。
6）湿空气混合后状态点在焓湿图上，根据下式确定，)31()23(21--=L L m m (12-9)或通过计算确定，2122113m m d m d m d ++=(12-10)2122113m m h m h m h ++=(12-11)式中，1m 、2m －分别为1、2状态点处的气体质量； 1h 、2h －分别为1、2状态点处的焓；1d 、2d －分别为1、2状态点处的湿含量。
12.1.2 干燥计算 食品水分又称为食品含水率，以百分数或小数表示，水分的表达方法有干基水分和湿基水分两种。
1) 干基水分 干基水分为食品中含有水的质量与干物质的质量之比，dsd m m M =(12-12)式中，d M —干基水分（小数）；s m —食品中水的质量；d m —干物质质量。
2) 湿基水分 湿基水分w M 以湿物料的质量为分母sd ss w m m m m m M +==(12-13)式中，m —湿物料质量。
两者之间的换算关系为w w d M M M -=1 (12-14)dd w M M M +=1 (12-15)3)水分活度a RT p pRT sln ln0==-μμ （12-16）式中，μ－物料中水分的化学势；0μ－纯水的化学势；p －物料中水的蒸汽压； p s －同温度下纯水的蒸汽压；a －物料中水分的活度。
对于纯水，活度a 0＝1，对于与物料相结合的水分，a<1。
4) 产品量和汽化水分量干燥产品量为，)M ()M (m m w w 211211--＝(kg/h) (12-17)水分汽化量为，121222112111w w w w w w s M M M m M M M m m m m --=--=-= (kg/h) (12-18)式中，M w1、M w2－分别为干燥前和干燥后的湿基水分；m 1、 m 2－分别为干燥前每小时处理的湿物料量和干燥后每小时的产品量； m s －每小时汽化水分量。
5) 空气消耗量121d d m L l s -==(kg 干空气/kg 水分) (12-19)式中，l －汽化1kg 水分所消耗的干空气量，称为单位质量空气消耗量。
21d d ，－分别为进入干燥室和离开干燥室空气的湿含量；L －通过干燥室的干空气量。
6) 热耗量∑=-Lq h h l )(21 (12-20)式中，∑Lq－因物料、运输机械的出入和干燥室的散热，对汽化1kg 水分所造成的热损失，kJ/kg 水分。
21h h ，－分别为进入干燥室和离开干燥室空气的焓；7) 干燥器的热效率、干燥效率和蒸发效率干燥器的热效率是指空气在干燥室内放出的显热量与空气在预热器中获得的热量之比。
%1000121⨯--=ηT T T T h(12-21)干燥效率，多数人认为用于蒸发水分所需的热量与干燥室内空气放出的显热量之比。
)T T (LC L m H vs D 21-=η%)T T )(d ..(L L m vs 10093100121⨯-+=(12-22)干燥器的蒸发效率是指干燥室内的实际蒸发能力与排气完全被水蒸气饱和的理想蒸发能力之比。
可近似为，%100121⨯--=ηse T T T T(12-23)式中 T 1－干燥室进口湿空气温度；T 2－干燥室排风温度； T 0－进入预热器湿空气温度；T s －进入干燥室的湿空气的绝热饱和温度； C H —湿空气的比热容； L V —水的汽化潜热； m s —水分汽化量。
12.1.3 对流干燥理论1) 物料干燥过程的推动力和阻力 由水分梯度而引起的内部水分扩散速率dt dm w可表示为，dxdM A k dt dm ww w -= (12-24)由温度梯度引起的水分扩散速率dt dm T可表示为，dxdTA k dt dm T T -= (12-25)上述两种梯度均存在于物料内部，故水分传递应是两种传递水分的代数和，即Tw s m m m += (12-26)式中，T k －由温度梯度引起的水分扩散系数；w k －由水分梯度引起的水分扩散系数；dx dM w －水分梯度；dx dT －温度梯度；A －干燥物料的表面积。
2) 干燥速率和干燥特性曲线干燥速率是单位时间内被干燥物料所能汽化的水分，其表达式为，dtdmdt dm U s -==dtdM m dd-= kg 水/h(12-27)干燥特性曲线包括水分随干燥时间而变化的曲线)(t f M d=，温度随时间而变化的曲线)(t f T =及干燥速率随时间而变化的曲线)(t f dtdM d=。
3) 等速干燥速率等速干燥阶段即是表面汽化控制段，因而干燥速率可以从理论上加以确定。
对于热风从物料层表面流过的干燥情况，可按湿球温度的原理进行分析。
)(M v d dT T A L m dt dM -=-α dv M d c cL T T dt dM R ρα)(-=-=(12-28)式中，c －料层厚度，m ；d ρ－干物料的密度，kg/m 3。
同理，我们可以得出边长为a 的正方体物料的干燥速率dv M c aL T T R ρα)(6-=(12-29)边长为2a 厚度为c 的矩形物料的干燥速率⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=c a cL T T Rd v M c 23)(ρα (12-30)对于上式中的对流换热系数α，它与气流和料层的相对运动方向、气流与颗粒的接触状态等有关。
①气流平行流过料层8.0305.14L ＝α (W/m 2·K)(12-31)式中，L 为空气质量流速，kg/(m 2·s)，上式适用于L ＝0.7～5.0 kg/(m 2·s)。
②气流垂直穿过料层37.01.24L ＝α (W/m 2·K)(12-32)上式适用于L ＝1.1～5.5 kg/(m 2·s)。
③固体悬浮于气流中⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛ν+λα5.0054.02a p p a u d d ＝(W/m 2·K) (12-33)式中，d p －颗粒直径，m ；a λ－空气导热系数，W/(m ·K)； ν－空气的运动粘度，m 2/s ；u 0－颗粒沉降速度，m/s 。
④流化干燥5.1004.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛νλ=αa p pau d d (W/m 2·K) (12-34)式中，u －流化介质空气的流速，m/s 。
4)等速干燥时间⎰⎰-==c dcd t M M dcc dMR dt t 001cdcd R M M -=0 (s) (12-35)式中，M dc －由等速干燥转变为降速干燥时转换点的水分，称为临界水分；M d0－物料初始水分。
5) 降速干燥若干燥速率与物料水分近似为线性，则降速干燥时间可按下列各式计算， ①仅有一个降速干燥段的情况⎪⎪⎭⎫⎝⎛=-d dc c dc c M M R M t t ln(12-36)总干燥时间为等速干燥与降速干燥时间和。
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=d dc c dc c dc d M M R M R M M t ln 0(12-37)②具有两个降速干燥段的情况⎪⎪⎭⎫⎝⎛---+-=11110ln d dc d dc c d dc c dc d M M M M R M M R M M t⎪⎪⎭⎫⎝⎛----•-+22112211ln d d d dc d d d dc c d dc M M M M M M M M R M M (12-38)式中，M d1－第一降速干燥阶段物料剩余水分；M dc1－第二临界点的临界水分； M d2－第二降速干燥阶段物料剩余水分；若干燥速率与物料水分呈较强非线性，则降速干燥时间可按下式计算⎰=1d dnM M dR dM t (12-39)6) 由模型拟合确定干燥时间)(e d dM M K dtdM --= (12-40)Kt e MR -＝(12-41)ed e d M M M M MR --0＝式中，K －干燥常数，与物料种类及干燥介质状态有关；e M －干基平衡水分；MR －水分比。
12.1.4 食品冷冻干燥1) 传质控制下的冷冻干燥速率模型大平板冰面均匀后退模型，简称(URIF)模型。
它的两个主要假设条件是：1)冰晶在食品中是均匀分布的；2)升华界面后移所形成的多孔层是绝干物质。
在此基础上，水蒸气在多孔干燥层内以及干燥层表面至冷阱表面的质量连续方程为，()()s i a s mp p XRTD p p RT m -=-α=(12-42)式中m —冰的升华速率，kg ·mol / (m 2·s)；αm —食品表面对流传质系数，m/s ；R —气体常数，8314.34[m 3·Pa / (kg ·mol ·K)]；T i —冻结食品中冰的温度，℃；i a s p ,p ,p —分别是食品表面、冷阱表面和食品升华界面的水蒸气压力，Pa ；其值可由教材表12-2查得；D —水蒸气扩散系数，m 2/s ； X —食品多孔干燥层厚度，m 。