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工程高新技术备考

Release time:2019-06-13 11:57:56 Author:小键键 Reading volume:205

1、粉碎

定义:利用机械或流体动力的方法克服固体内部凝聚力使之破碎的单元操作

目的:配料混合均匀;增加固体表面→有利后续加工;足够细小的颗粒→物质均匀分布→产品品质

粒度:物料颗粒的大小
粉碎比(粉碎度):粉碎前后的粒度比

粗粉碎 40-1500 5-50 mm
中粉碎 10-100 5-10 mm
微(细)粉碎 5-10 100 μm
超(细)微粉碎 5-10 <10 μm
2、超微粉碎优点
粉碎比高:300-1000
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

主要类型

气流式:气体通过压力喷嘴的喷射产生剧烈冲击、碰撞和摩擦……环形、圆盘式、对喷式、超音速式和靶式气流粉碎机

高频振动式:高频振动产生冲击、摩擦和剪切……间歇式和连续式振动磨 旋转球(棒)

磨式:球或棒形磨介水平回转时产生冲击、摩擦……球磨机、棒磨机、管磨机和球棒磨机

3、气流式超微粉碎技术
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,物料颗粒在高能气流作用下悬浮输送,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。
特点:粉碎比大:粉碎颗粒成品粒径< 5 μm
设备紧凑、磨损小、维修容易,但动力消耗大
成品粒度均匀性好:有一定分级作用
适用于热敏性物料:压缩空气时吸收热量而制冷
多单元联合操纵性好
卫生条件好:易实现无菌操作。

4、提高气流粉粹机的能量效率:
增加颗粒间的碰撞概率:增大进料量
提高反应(致碎应力)概率:增加冲击速度
物料理化性质、受力塑性变形、高真空时产生的龟  裂及颗粒粒度

5、高频振动式粉碎


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

特点:1)研磨效率高;

2) 研磨成品粒径细,平均达2-3μm;

3) 可连续化生产,并可采用完全封闭式操作;

4)外形尺寸小,占地面积小,操作方便,维修管理容易;

5)振动磨运转时噪音大,需隔音或消音。

6、旋转球(棒)磨式超微粉碎

利用 水平回转简体 中的 球或棒状研磨介质 ,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。

特点:结构简单、设备可靠;

粉碎效果好,粉碎比大,最小平均粒度可达到20-40µm;

应用范围广,适应性强;

能与其它单元操作(干燥、混合等)结合进行;

干湿法处理均可。

缺点:粉碎周期长、效率低且单位产量的能耗大

研磨介质易磨损破碎,筒体也易被磨损;

操作时噪音大,伴有强烈振动;

湿法粉碎时不适合于粘稠浆料的处理;

粉碎物粒度较振动磨大。

7、微胶囊

概念:指一种具有聚合物壁壳的微型 容器或包装物。


8、微胶囊造粒技术

概念:将固体、液体或气体物质包埋,封存在一种微型胶囊中成为一种固体微粒产品的技术。

优势:

局限:

1、壁材溶解度和壁壳残留

2、微胶囊释放速度和囊壁厚度的关系

步骤:
将心材分散入微胶囊化的介质中
将壁材放入该分散体系中
通过某一种方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周围。
用物理或化学的方法进行处理
9、物理法微胶囊造粒技术

一、喷雾干燥法

概念:以单一的加工工序将溶液、悬浮液或其它复杂食品系统的液体一次性地转变成原粒或粉末状干制品。

原理:将心材分散在已液化的壁材中混合均匀,经雾化器雾化,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,促使壁膜形成与固化,最终形成一种颗粒粉末状的微胶囊产品。 

优点:适合于热敏性物料的微胶囊造粒:水分蒸发、温度降低;速度快:小液滴表面积大,几秒钟内可以干燥;工艺简单:易实现工业化流水线作业,生产能力大,成本低
缺点:包囊率较低,心材有可能粘附在微胶囊颗粒的表面从而影响产品质量;设备造价高,能耗大
二、喷雾冻凝法

原理:壁材加热至熔融状态,再混入心材调制成微囊化熔融液,使用雾化器形成熔融状微胶囊颗粒后,利用冻凝过程让壁材固化。 

三、空气悬浮法
原理:当空气气流速度u界于临界流态化速度umf和悬浮速度ut之间时,固体心材颗粒在流化床所产生的湍动空气流中剧烈翻滚运动,这时这些做悬浮运动的心材颗粒外表面喷射预先调制好的壁材溶液使心材表面湿润(即包囊)。心材表面的成膜溶液逐渐被空气流干燥,形成了一定厚度的薄膜,从而完成心材的包裹与固化。
特点:心材:仅能用固体颗粒做心材,较细的颗粒易被排除的空气带走而损失;
壁材:能与心材相粘附即可:植物胶、动物胶、淀粉及衍生物、纤维素衍生物、蜡类、脂肪酸酯和脂肪醇;
可以对小粒子和大颗粒包囊:35μm
影响因素:心材的相对密度、表面积、熔点、溶解度、脆碎度、挥发性、结晶性及流动性;
壁材的浓度(如果不是溶液则是指熔点);壁材的包囊速度;承载心材和使之流态化所需要的空气量;壁材用量;进口与出口的操作温度。
10、物化法微胶囊造粒技术
一、水相分离法
原理:在含有心材和壁材的初始溶液中,加入另一种物质或溶剂或采用其它适宜方法使壁材的溶解度降低,从而初始溶液中凝聚形成一个新相并分离出来
过程:互不相溶的三种化学相的调制;囊壁层的析出;囊壁层的固化

二、油相分离法
定义:以某种合适的有机溶剂溶解高分子壁材聚合物,加入水溶性心材调成三种互不相溶的化学相,然后通过絮凝剂或其它方法使三相体系中壁材相的溶解度下降而凝聚分离,从而实现了微胶囊化。

絮凝剂:能与溶解壁材聚合物的有机溶剂相组合的沉淀溶剂(即非溶剂);
另一种与壁材聚合物不相配伍的聚合物,两种聚合物可共存于同一种有机溶剂中;
通过温度的变化使壁材聚合物在溶剂中的溶解度发生变化而凝聚出来。

三、囊心交换法

定义:通过复凝聚法用明胶和阿拉伯胶将非极性溶剂微胶囊化,然后在囊壁尚保持高通透性时,用极性溶剂逐步置换囊中的非极性溶剂,达到实现对极性溶剂微胶囊化的目的。
交换后,用明胶的非溶剂处理微胶囊,将囊壁变成非渗透性的。

四、挤压法与锐孔法

定义:两种方法相似,均是通过模头(锐孔)在压力作用下成型,但挤压法形成微胶囊颗粒需经二次成型,即先挤成细丝状然后在固化液中借助力的作用打断成颗粒,而锐孔法是微胶囊造粒经一次成型的。

五、复相乳液法
定义:将含有心材和壁材的胶囊化初始溶液以微滴状态分散于挥发性介质中,调成W/O/W或O/W/O三相乳浊液,之后将挥发性的分散介质急剧从液滴中蒸除,形成了囊壁,再通过加热、减压、搅拌、溶剂萃取、冷却或冻结的手段将囊壁中的溶剂除去。
10、在固定化酶和固定化细胞上的应用
1、固定化酶和固定化细胞
酶固定化:将酶与水不溶性载体结合,制备固定化酶的过程。
2、在传统液体产品固体粉末化过程中的应用
11、超高温(Ultra High Temperature,UHT)灭菌

定义:加热温度为135-150℃,加热时间为2-8s,加热后产品达到商业无菌要求的杀菌过程

12、商业无菌 (Commercial sterility)
产品处于无致病微生物;无微生物毒素;在正常的仓储、运输条件下,微生物不发生增殖的状态
13、D值

特定温度下,使微生物减少至原始菌数的1/10时所需的时间,反映了细菌死亡的快慢。

13、D65 = 1 min

65℃ 时,灭菌时间每延长一分钟,微生物数量减少为1D (减少90%),延长两分钟 微生物数量减少为2D (减少99%)


14、Z值:

一定杀菌效果下,使杀菌时间减少至原来的1/10时所需增加的温度,Z越大,因温度上升而取得的杀菌效果就越小。

15、影响微生物耐热性的因素有:
(1)菌种和菌株
(2)热处理前菌龄、培育条件、贮存条件
(3)热处理时的环境条件

16、欧姆加热(ohm-heating)

电流在一对电极之间流过连续流动的食品,食品内部产生热量,达到灭菌的目的

与传统热杀菌技术在热量产生和传递方面有本质区别:
对于粒径小于15mm的食品,常规热杀菌方法是采用管式或刮板式换热器进行间接热交换,其热传递速率取决于传导、对流或辐射的换热条件。
欧姆加热,是利用食品本身所具有的电不良传导性所产生的电阻来加热食品,使食品不分液体、固体均可受热一致,并可获得比常规方法更快的颗粒加热速率。因而可缩短含大颗粒固体食品的杀菌时间,得到高品质产品,同时更能保持食品颗粒的完整性,是目前用来加工含颗粒食品最为有效的杀菌技术之一。

特点:

(1)欧姆加热是快速的体积加热
(2)流动接近塞状流,形成均匀的温度场
(3)没有传热面,固体表面不会结成硬块,不会结垢
(4)特别适合加热含在大颗粒的食物(直径25mm)和高粘度、热敏性、导热系数低的食品。间壁换热加热大颗粒食品会造成液相过热,加热时间长,营养保留低。
(5)可处理固形物含量高达(50 -80)%的物料,传统加热中、固体靠液体传导热量,故必须有足够的液体来加热固体。欧姆加热则没有这个问题。
(6)欧姆加热是电加热,虽然电能较贵,但其转化率较高(90%),其他能量的转化率只有(45-50)%,故加热1t产品的能耗与用蒸汽加热是差不多的。
(7)对产品的机械损伤小,颗粒非常完整。
影响欧姆加热的因素
(一)电导率与温度
(二)温度
(三)固体的大小、形状、方向、密度和含量
(四)粘度
(五)热容
(六)物料的质量流量
(七)前处理
17、无菌包装

基本概念:在无菌条件下,把无菌的或预杀菌的产品充填到无菌容器并密封之。

用于无菌包装的食品主要分为:
①能常温保存的无菌食品;
②能在低温下保存的无菌食品。
特点:包装内容物:采用最适宜杀菌方法,使色泽、风味、质构和营养成分等食品品质少受损失。
低温杀菌法(巴氏杀菌)
高温杀菌 、欧姆杀菌
高温短时杀菌(HTST)和超高温瞬时杀菌(UHTST)
包装容器和食品分别杀菌:不管容器大小都能得到品质稳定的产品。
包装材料:耐热性、强度要求不高。
适合:自动化连续生产,省工节能。
原理:无菌包装基本由三部分组成:一是食品物料的预杀菌;二是包装容器的灭菌;三是充填密封环境的无菌。
关键:保证无菌(以一定方式杀死微生物,并防止微生物再污染)。
18、无菌包装用的包装材料
性能:热稳定性;抗化学性、耐紫外性;热成型稳定性;阻气性;防潮性;韧性和刚性;避光性;卫生性;经济性。
1、加热杀菌法
热力方法:不宜用于纸质和塑料容器的加热杀菌;
金属罐和玻璃容器:通过加热(饱和蒸汽、过热蒸汽或热风)充分杀菌;
玻璃容器:考虑玻璃不耐热冲击的特性和瓶盖的杀菌。

常压热处理:温度达不到200 oC以上,做不到秒杀微生物。
过热蒸汽:杀菌效果好,但压力过高,仅适用于耐压容器,如金属罐的杀菌。
微波杀菌:中等水分的包装材料。
2、辐射法杀菌法


适合于纸、塑料薄膜及其复合材料制成的容器的灭菌;

紫外线照射法杀菌、离子辐射法杀菌


3、化学杀菌法

H2O2杀菌、环氧乙烷杀菌

19、无菌包装设备类型
卷材纸盒无菌包装设备(瑞典Tetra Brik L-TBA)
纸盒预制无菌包装设备(德国Combibloc FFS)
无菌瓶装包装
箱中衬袋无菌大包装设备
20、包装材料各层的作用:
外层的PE(聚乙烯)层:保护印刷的油墨并防潮,且当包装叠起时保护封口表面。
纸板:赋予包装应有的机械强度以便成型,且便于油墨印刷。
PE:使铝箔与纸板之间能紧密相连。
铝箔:阻气,并保护产品防止氧化和免受光照影响。
最内层的PE(或其他塑料):提供液体阻隔性。
21、L-TBA/8无菌包装机的无菌包装过程
1、机器的灭菌
2、包装材料的灭菌
3、包装的成型、填充、封口和割离
4、带顶隙包装的充填
5、单个包装的最后折叠


22、纸盒预制无菌包装(Combibloc)

过程:


1、机器的灭菌 2、容器的灭菌 3、充填系统 4、容器顶端的密封

优点:

灵活性大,可以摄影不同大小的包装盒,变化时间仅需2 min;纸盒外形较美观,且较结实;产品无菌性也很可靠;生产速度较快,而设备外形高度低,易于实行连续化生产。
23、玻璃瓶无菌包装系统
玻璃瓶的灭菌、瓶盖的灭菌、容器的充填、容器的密封
(1)玻璃瓶的灭菌
玻璃瓶经预热处理后,进入灭菌工位。
灭菌剂管逐渐插入瓶内,吹出H2O2蒸汽与热空气的混合物,对容器的内部表面进行灭菌。
待灭菌剂管完全插入后,瓶子上升,稍稍离位,留出灭菌剂进入环隙的通路,如此容器内外表面经一定时间的灭菌作用。
凝结在内外表面的H2O2蒸汽由热的无菌空气吹干。
(2)瓶盖的灭菌
根据瓶盖材料的特性而采用不同的方法:
瓶盖为热敏性的,采用H2O2溶液灭菌。
瓶盖为非热敏性的,采用饱和蒸汽热灭菌。
杀菌率至少要达到5 D,以确保无菌。
(3)容器的填充
低粘度液体:重力充填;
易产生泡沫的物料:内插喷嘴填充。
高粘度的流体和浆体:活塞式填充机。
含颗粒的流体和浆体:专门设计带特殊充填阀的活塞式填充机。
(4)容器的密封

在封口之前或封口过程中必要时可采用无菌惰性气体或蒸汽冲刷容器的顶隙。
对充填极度敏感的物料时,惰性气体冲刷可在填充过程之前就进行。

24、塑料瓶无菌包装系统

以热塑性颗粒塑料为原料,采用吹模工艺制成容器,在无菌环境下,直接在模中进行物料的填充、封口。
容器不需要二次灭菌。
聚烯烃类,如聚乙烯、聚丙烯及其共聚物等。

25、大容量无菌包装—箱中衬袋无菌包装

无菌大包装袋:将袋子装入箱子(或桶等)的包装方式。
特点:具有一个特殊设计的填充喷嘴,无菌灌装后的产品能随用随取,而不会造成再污染,也不需冷藏。
基本方法:取决于充填喷嘴的结构。


26、冷冻破碎:

概念:利用冷冻和破碎两种技术相结合,使食品原料在冻结状态下进行粉碎制成工粉的技术。

原理:利用物理在低温状态下的“低温脆性”,物料随着温度的降低其硬度脆性增加,而塑形和韧性降低,在一定温度下,用一个很小的力就能将其粉碎。

优势:可以粉碎常温下难以粉碎的物质;可以制成比常温粉粒体流动性更好,粒度分布更理想的产品;不会发生常温粉碎时因发热氧化等造成的变质现象,可保持产品香味,有效的营养成分;粉碎时不会发生气体逸出,粉尘爆炸噪声等。




  
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Comment time:2019-06-13 13:13:25

超高压技术:将包装或无包装的固态或液态食品置于100-1000mpa的高压和一定的温度下处理一段时间,引起食品成分的破坏或形成食品中的酶失活,蛋白质变性,淀粉糊化,并杀死食品中的细菌等微生物,从而达到食品灭菌保藏和加工目的。

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