【正文】 速蒸發(fā)會促使物料成為多孔性制品。 ? 在微孔收縮和被溶質(zhì)堵塞的雙重作用下表面硬化。干制初期某些水果表面上積有含糖的粘質(zhì)滲出物，其原因就在于此。 ? 塊片狀和漿質(zhì)態(tài)食品內(nèi)通常存在有大小不一的氣孔，裂縫和微孔。 （ 2）表面硬化 ? 表面硬化實際上是食品表面收縮和封閉的一種特殊現(xiàn)象。和物料原狀相似，但包裝儲藏費用高，內(nèi)部多孔易氧化，以至儲藏期短。疏松，多孔性，內(nèi)部可出現(xiàn)干裂。 B 非均勻收縮： ? 高溫快速干燥時，食品塊片表面層遠在物料中心干燥前已干硬。變的結(jié)構(gòu)致密不易干燥，例如掛面。 （ 1）干縮、干裂 ? 細胞失去活力后，它仍能不同程度地保持原有的彈性，但受力過大，超出彈性極限，即使外力消失，它也難以恢復(fù)原有狀態(tài)， ? 干縮正是物料失去彈性時出現(xiàn)的一種變化，是食品干制時最常見最顯著變化之一。 ? 如干制品水分低于當時介質(zhì)溫度和相對濕度條件相適應(yīng)的平衡水分時，這就要求降低空氣相對濕度，才能達到最后干制品水分的要求。 （ 4）干燥末期干燥介質(zhì)的相對濕度應(yīng)根據(jù)預(yù)期干制品水分加以選用。 ? 為此，可降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度 (如加入新鮮空氣 )進行控制。 ? 此時，所提供的熱量主要用于水分的蒸發(fā)，物料表面溫度是濕球溫度。 ? 辦法 需降低空氣溫度和流速，提高空氣相對濕度。 如何選用合理的工藝條件： （ 1）使食品表面的蒸發(fā)速率盡可能等于食品內(nèi)部的水分擴散速率，同時力求避免在食品內(nèi)部建立起和濕度梯度方向相反的溫度梯度，以免降低食品內(nèi)部的水分擴散速率。 ? 最適宜的干制工藝條件為：使干制時間最短、熱能和電能的消耗量最低、干制品的質(zhì)量最高。 四、合理選用干制工藝條件 ? 食品干制工藝條件主要由干制過程中控制干燥速率、物料臨界水分和干制食品品質(zhì)的主要參變數(shù)組成。 （ 3）細胞結(jié)構(gòu) ? 細胞結(jié)構(gòu)間的水分比細胞內(nèi)的水更容易除去。 ? 例如：芹菜的細胞結(jié)構(gòu)，沿著長度方向比橫穿細胞結(jié)構(gòu)的方向干燥要快得多。 ? 小顆粒，薄片，易干燥，快。 ? 但是，若干制由內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移限制 ，則真空干燥對干燥速率影響不大。 （ 4）大氣壓力和真空度 ? 氣壓影響水的平衡，因而能夠影響干燥，當真空下干燥時，空氣的蒸汽壓減少，在恒速階段干燥更快。食品的水分始終要和周圍空氣的濕度處于平衡狀態(tài)。飽和的濕空氣不能在進一步吸收來自食品的蒸發(fā)水分。 （ 3）空氣相對濕度 ? 脫水干制時，如果用空氣作為干燥介質(zhì)，空氣相對濕度越低，食品干燥速率也越快。 （ 2）空氣流速 ? 空氣流速加快，食品干燥速率也加速。 ? 另外，溫度高水分擴散速率也加快，使內(nèi)部干燥加速。 ? 由于溫度提高，傳熱介質(zhì)與食品間溫差越大，熱量向食品傳遞的速率越大，水分外逸速率因而加速。 三、影響干制的因素 ? 干制過程就是水分的轉(zhuǎn)移和熱量的傳遞，即濕熱傳遞，對這一過程的影響因素主要取決于干制條件（由干燥設(shè)備類型和操作狀況決定）以及干燥物料的性質(zhì)。 ? 外部擴散速率取決于溫度、空氣、濕度、流速以及表面蒸發(fā)面積、形狀等。 ? 對于食品干燥過程特性以導(dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性解釋如表 2— 4。 ? 一旦食品中水分含量與干燥空氣達到平衡(這可通過解吸等溫線來測定 )，則干燥不再發(fā)生。 ? 例如，在降速期的早期，液體擴散是內(nèi)部質(zhì)量傳遞的控制機制，而在干燥后期，由熱力流動和蒸汽擴散共同控制干燥。 食品表面和食品內(nèi)部之間的溫度差會阻止水分遷移到表面，這方面在干燥后期尤其重要。根據(jù)多孔食品基質(zhì)的性質(zhì)和定向，毛細管流動可通過其他機制增加或阻止水分遷移。蒸汽擴散是因為蒸汽壓差，干燥空氣的蒸汽壓決定擴散速率。 (1)液體擴散； (2)蒸汽擴散； (3)毛細管流動； (4)壓力流動； (5)熱力流動 一旦表面的水分含量減少到低于食品中剩余水分的含量時，水分遷移到表面的推動力是擴散，擴散的速率取決于食品的性質(zhì)、溫度和表面與體相之間的濃度差。 ? 在這樣的條件下，內(nèi)部質(zhì)量傳遞機制影響了干燥快慢。 2．降速期 (FRP) ? 在干燥后期，一旦達到臨界水分含量 Mc，水分從表面跑向干燥空氣中的速率就會快于水分補充到表面的速率。 ? 若內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速度大于表面水分擴散速度，則恒速階段可以延長；否則，就不存在恒速干燥階段。當應(yīng)用其他熱傳遞機制時，這個方程式需修正以解釋這些作用。 ? 然而，在 恒速期的干燥時間（ tcrp）可通過該公式從初始水分含量 (M)到臨界水分含量 (Mc)積分而得到。此時食品的水分含量表示為 Mc。 ? 只要水分從食品內(nèi)部遷移到表面的速率足夠快，以至于表面水分含量為恒定時，恒速干燥期就會持續(xù)。如果干燥僅以對流方式進行，可以看到食品表面的溫度穩(wěn)定為干燥空氣的濕球溫度，也就是說，表面溫度穩(wěn)定在空氣完全被水分所飽和的這一點上。在這些條件下，它們的關(guān)系如下式： 式 (211) ? 在恒速期，傳遞到食品的所有熱量都進入汽化的水分中。 ? 已知干燥速率和汽化潛熱，就能夠求出水汽化消耗熱量的速率。 ? 在只存在 對流 熱量傳遞這種最簡單的情況時，在恒速期所有的熱能都能用于汽化水分。如果食品放在一個固體盤中，除食品表面接觸干燥空氣流外，還有通過對流和 傳導(dǎo) 兩種方式使熱量傳遞到食品的底部的情況。在最簡單的情況下，干燥的全部熱量來自于吹向食品的干燥空氣，干燥空氣和食品表面之間屬 對流熱量傳遞 。 ? 水分子從產(chǎn)品表面釋放到干燥空氣中所需的能量是來自于熱量傳遞。 在這一時期，影響干燥速率的其他因素有空氣流速、溫度、相對濕度、初始水分含量和食品與干燥空氣接觸的表面積。 恒速期 ? 在大部分食品中，干燥速率就是水分子從食品表面跑向干燥空氣的速度，在這種情況下，食品表面水分含量被認為是恒定的，因為水從產(chǎn)品內(nèi)部遷移的速度足夠快，可保持恒定的表面濕度。C′)； ? 達到 C′點時，干燥速率下降，在降速階段內(nèi)，水分蒸發(fā)減小，由于干燥速率的降低，空氣對物料傳遞的熱量已大于水分汽化所需的潛熱，因而物料的溫度開始不斷上升，物料表面溫度比空氣濕球溫度越來越高，食品溫度不斷上升 (C′D′)； ? 當干燥達到平衡水分時，干燥速率為零，食品溫度則上升到和熱空氣溫度相等，為空氣的干球溫度 (E′)。在恒速階段，食品物料表面溫度等于濕球溫度并維持不變 (39。點，此時干燥速率穩(wěn)定不變，該階段熱空氣向食品提供的熱量全部消耗于水分蒸發(fā)，食品物料沒有受到加熱，故溫度沒有變化。 ? 在這一階段食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率小于食品表面水分蒸發(fā)速率，干燥速率下降是由食品內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移速率決定的，當干燥達到平衡水分時，水分的遷移基本停止，干燥速率為零，干燥就停止 (E″)。此階段的干燥機理已轉(zhuǎn)為被內(nèi)部水分擴散控制。 ? 干燥速率的轉(zhuǎn)折標志著干燥機理的轉(zhuǎn)折，臨界點是干燥由表面汽化控制到內(nèi)部擴散控制的轉(zhuǎn)變點，是物料由去除非結(jié)合水到去除結(jié)合水的轉(zhuǎn)折點。 ? 干燥速率曲線達到 C″點，對應(yīng)于食品第一臨界水分 (C)時，物料表面不再全部為水分潤濕，干燥速率開始減慢，由恒速干燥階段到降速干燥階段的轉(zhuǎn)折點 C″，稱為干燥過程的臨界點。 ? 食品被加熱，水分開始蒸發(fā)，干燥速率由小到大一直上升，隨著熱量的傳遞，干燥速率很快達到最高值 (A″B″)，為升速階段； ? 達到 B″點時，干燥速率為最大，此時水分從表面擴散到空氣中的速率等于或小于水分從內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面的速率，干燥速率保持穩(wěn)定不變，是第一干燥階段，又稱為恒速干燥階段(B″C″)。 干燥速率曲線 (A″E″) ? 干燥速率曲線就是干制過程中任何時間的干燥速率（ dw絕 /dt）和該時間食品絕對水分（ w絕）的關(guān)系曲線，而dw/dt=f（ w絕）。 ? 平衡水分取決于干燥時的空氣狀態(tài)如溫度、相對濕度等。 （一）干燥曲線 食品水分含量曲線 (AE) ? 干制過程中食品絕對水分和干制時間的關(guān)系曲線(AE)。干燥曲線可由干制過程中水分含量、干燥速率、食品溫度的變化組合在一起較全面地加以表達。 ? 只有物料內(nèi)層因水分蒸發(fā)而建立起足夠的壓力，才會改變水分轉(zhuǎn)移的方向，擴散到物料表面進行蒸發(fā)，這就不利于物料干制，延長了干制時間。 ? 當 i濕 ﹤ i溫 ,水分隨熱流方向轉(zhuǎn)移，并向物料水分增加方向發(fā)展，而導(dǎo)濕性成為阻礙因素。 δ=（ dw/dn） /（ dt/dn） ? 干制過程中，濕物料內(nèi)部同時會有水分梯度和溫度梯度存在，因此，水分流動的方向?qū)⒂蓪?dǎo)濕性和導(dǎo)濕溫性共同作用的結(jié)果。小時）。結(jié)果是毛細管內(nèi)水分將順著熱流方向轉(zhuǎn)移。 ? 導(dǎo)濕溫性是在許多因素影響下產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象。 ? 溫度梯度將促使水分（不論液態(tài)或氣態(tài)）從高溫處向低溫處轉(zhuǎn)移。因此可以將物料在飽和濕空氣中加熱，以免水分蒸發(fā)，同時可以增大導(dǎo)濕系數(shù)，以加速水分轉(zhuǎn)移。導(dǎo)濕系數(shù)先上升 (CB段 )后下降 (BA段 )。 ① 導(dǎo)濕系數(shù) (K)與物料水分間的關(guān)系 ? K值的變化比較復(fù)雜。 W絕 —— 物料水分（ kg/kg干物質(zhì)） 水分轉(zhuǎn)移的方向與水分梯度的方向相反，所以式中帶負號。小時）。小時）。 （ 1） 水分梯度 ? 若用 W表示等濕面濕含量或水分含量（ kg/kg干物質(zhì)），則沿法線方向相距 Δn的另一等濕面上的濕含量為 W+Δ w ，那么物體內(nèi)的水分梯度 grad W則為： 式中： W絕 —— 物體內(nèi)的濕含量，即每千克 干物質(zhì)內(nèi)的水分含量（千 克）； Δn—— 物料內(nèi)等濕面間的垂直距離 （米）。 ? 水分擴散 一般總是從高水分處向低水分處擴散，亦即是從內(nèi)部不斷向表面方向移動。因此，物料干燥過程中，在它的斷面上就會有水分梯度出現(xiàn)。外表面上的水分蒸發(fā)掉后則從鄰層得到補充。 導(dǎo)濕性 ? 均質(zhì)物料內(nèi)水分通?？偸菑母咚痔幭虻退痔帞U散。 （ 二 ）導(dǎo)濕過程或內(nèi)部水分的擴散 過程 ? 物料內(nèi)部水分擴散分為 : （ 1）導(dǎo)濕現(xiàn)象（ 2）導(dǎo)濕溫現(xiàn)象 ? 固體干燥時，（物料內(nèi)水份）會出現(xiàn)蒸汽或液體狀態(tài)的分子擴散狀水分移動，以及毛細管勢能和其內(nèi)擠壓空氣作用下的毛細管水分轉(zhuǎn)移，這樣的水分擴散轉(zhuǎn)移稱為導(dǎo)濕現(xiàn)象。 ? 表面水分蒸發(fā)強度的估算： w=c（ ps— p） 760/b ? 式中： w—— 食品表面水分蒸發(fā)強度 (千克 /米 ) ps—— 和潮濕物料表面濕球溫度相應(yīng)的飽和水蒸氣壓（ mmHg柱） p—— 熱空氣的水蒸氣壓（ mmHg柱） b—— 大氣壓（ mmHg柱） c—— 潮濕物料表面的給濕系數(shù)（ kg/m2. ），可按 c=+（ v為空氣流速 m/s）。 ? 物料水分大于吸濕水分時，物料表面受熱蒸發(fā)水分（氣態(tài)），形成飽和水蒸氣層，而后水蒸汽越過物料表面分界層（即飽和蒸汽向空氣的蒸汽分壓過渡層） ,向周圍介質(zhì)擴散，于是物料表面和它內(nèi)部各區(qū)即建立了水分梯度，促使物料內(nèi)部水分不斷地向表面移動（擴散）。 （ 一 ）物料給濕過程（恒率干燥階段） ? 水分從物料表面向外的擴散過程稱為 給濕過程 。 k復(fù) = g重 / g原 100% 第三節(jié) 食品干制的基本原理 一、干燥機制 ? 干燥過程是濕熱傳遞過程： ? 表面水分擴散到空氣中，內(nèi)部水分轉(zhuǎn)移到表面； ? 而熱則從表面?zhèn)鬟f到食品內(nèi)部。 R復(fù) = g復(fù) / g干 [復(fù)水時，干制品常含有一部分糖分和可溶性物質(zhì)流失而失重。復(fù)水試驗應(yīng)嚴格按照預(yù)先制定的標準方法測定。干制品復(fù)水性下降，有些是細胞和毛細管萎縮、變形等物理變化的結(jié)果，但更多的是膠體中物理變化和化學變化所造成的結(jié)果。為此，干制品復(fù)水性也成為干制過程中控制干制品品質(zhì)的重要指標。 ? 干制品的 復(fù)原性 就是干制品重新吸收水分后，在重量、大小和形狀、質(zhì)地、顏色、風味、成分、結(jié)構(gòu)以及其它可見因素各個方面恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度。 ? 理化指標（重金屬指標） ? 干制品一般都在復(fù)水后才食用。 味道 酸、甜、苦、辣、咸、鮮、麻。 品質(zhì)指標控制 ? 水分活度（ aw） ? 復(fù)水性，復(fù)原性。 冷凍升華干燥能做到。 3）干燥條件使食品所產(chǎn)生的物理變化，化學變化，質(zhì)構(gòu)感不良變化減得最小程度，營養(yǎng)損失最少。有時需巴氏殺菌以殺死病原菌或寄生蟲。 ? 應(yīng)在清潔衛(wèi)生的環(huán)境中加工處理，并防止灰塵以及蟲、鼠等侵襲。但在干熱條件下難于鈍化， eg在干燥條件下，即使用 20