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粮油制品工艺学粮油制品工艺学是研究谷物与油料作物加工过程中的科学原理与工艺技术的学科本课程旨在介绍粮油加工的基本原理、工艺流程、设备特点以及质量控制方法,帮助学生掌握粮油制品加工的理论基础与实践技能粮油工业作为国民经济的重要支柱产业,不仅关系国家粮食安全战略,也是满足人民日常生活需求的基础产业通过本课程学习,将深入了解粮油工业在保障食品供应、促进农业发展和推动乡村振兴中的重要作用粮油产品分类谷物制品包括面粉、大米、玉米粉等初级加工品,以及面包、饼干、挂面等再加工制品这类产品主要提供碳水化合物和膳食纤维,是人类饮食的主要能量来源食用油脂制品涵盖大豆油、花生油、菜籽油等植物油,以及特种油脂如椰子油、亚麻籽油等这类产品富含脂肪酸,为人体提供必需脂肪酸和能量豆制品主要以大豆为原料,通过不同加工工艺制成豆腐、豆浆、豆干等多种形式这类产品富含植物蛋白质,是优质蛋白质的重要来源杂粮制品包括荞麦、燕麦、高粱等非主流粮食作物加工品这类产品营养丰富,含有多种微量元素和生物活性物质,对促进健康具有特殊价值粮油工艺学历史沿革远古时期1原始人类通过石器捣碎谷物,发明了最早的粮食加工方法,为粮油工艺奠定基础农耕文明2约公元前年,中国出现了石磨、碓等简单加工工具,实现了初步的粮食加5000工技术机械化时代3世纪工业革命后,蒸汽动力磨粉机的发明彻底改变了粮油加工方式,生产效19率大幅提高现代工艺4世纪以来,电气化、自动化和智能化技术的应用使粮油加工进入现代工艺阶20段,产品质量和种类显著提升原粮的基本要求指标类别具体要求标准依据杂质含量小麦,大米≤
1.0%≤
0.5%GB1350-2009含水率小麦,大米≤
12.5%GB1350-2009≤
14.5%不完善粒小麦,大米≤
8.0%≤
5.0%GB1350-2009霉变粒小麦,玉米≤
2.0%≤
2.0%GB2715-2016生虫粒各类粮食≤
0.5%GB2715-2016原粮质量是保证粮油产品安全与品质的基础国家标准《粮食卫生标准》和GB1350《谷物卫生标准》对原粮的杂质含量、水分含量、不完善粒比例等项目都有明确GB2715规定此外,还需关注原粮的色泽、气味、品种纯度等感官指标,确保原料符合加工要求粮食的主要成分油料作物主要成分大豆菜籽花生油茶籽含油量含油量含油量含油量18-22%35-45%45-55%30-35%蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质35-40%20-25%25-30%15-18%特点蛋白质含量丰富,油脂特点含芥酸和硫苷,需要通特点油脂中含有丰富的油酸,特点含有丰富的不饱和脂肪中亚油酸含量高,具有良好的过精炼去除,双低菜籽品种风味独特,适合榨取高品质食酸,被称为东方橄榄油,具营养价值较优质用油有较高的营养价值油料作物的化学成分直接决定了其加工特性和产品品质不同油料作物的成分差异主要体现在油脂含量、脂肪酸组成以及伴随物质等方面油脂提取工艺的选择需要根据不同油料的特性进行针对性设计,以实现最佳的出油率和品质粮油原料的储存与预处理科学储藏控制温湿度,防虫防霉,保持原料新鲜度清理去杂去除石块、金属、杂草等异物,确保安全水分调节加湿或干燥至适宜含水率,为后续加工做准备热处理调质通过热处理改变原料物理化学性质,提高加工效率粮油原料的储存与预处理是加工过程中的关键环节,直接影响最终产品的质量和安全储存阶段需控制温度、湿度和通风条件,防止虫害和霉变科学储粮的适宜温度为℃以下,相对湿度不超过,同时需定期检测粮堆温度和害虫情况1565%预处理工序包括清理、分级、去杂、调质等,目的是提高原料质量和均匀性,为后续加工创造条件例如,小麦加工前的调质过程可显著提高出粉率和面粉品质;油料作物的热处理可破坏细胞组织,提高出油率合理的预处理工艺是确保粮油产品质量的重要保障粮食清理工序磁选去除金属异物筛选按粒度分级风选去除轻杂质去石分离石块除尘收集粉尘粮食清理是粮油加工的首要工序,目的是去除各类杂质,保障加工安全和产品质量清理工序通常包括磁选、筛选、风选、去石和除尘等环节,每个环节针对特定类型的杂质进行分离粉尘控制是清理工序中的重要环节,涉及生产安全和环境保护粮食清理过程会产生大量粉尘,若控制不当,不仅污染环境,还可能引发粉尘爆炸现代清理设备都配备完善的除尘系统,通过风机、旋风分离器和布袋除尘器等设备收集粉尘,确保车间环境清洁安全防爆设计和定期维护是粉尘控制系统的关键要素粮油原料调质技术加湿调质热调质通过向原料添加一定量的水分,使水分利用蒸汽或热水对原料进行加热处理,均匀分布于颗粒内部小麦磨粉前的加使原料内部蛋白质变性,淀粉糊化,有湿调质可使麸皮韧性增强,胚乳变脆,利于后续加工油料作物的热调质可使有利于提高出粉率和面粉品质调质时细胞组织疏松,蛋白质变性,有利于提间一般为小时,含水率控制在高出油率,一般控制温度在℃12-2480-10515-16%蒸煮处理将原料在高温水蒸气中处理,使淀粉完全糊化,蛋白质充分变性大米制品和玉米加工中常采用蒸煮处理,可改善产品口感和风味,常用温度为℃,时间为100-12015-分钟30粮油原料调质技术是改变原料物理化学性质的重要工艺手段,通过调质可以优化加工条件,提高产品品质和加工效率调质对出油率的影响十分显著,研究表明,花生榨油前的热调质可使出油率提高个百分点;而小麦的适当调质可使面粉出率提高个百分点,且能改5-82-3善面粉的加工性能粮油产品质量评价标准感官指标色泽、气味、口感、外观理化指标含水率、蛋白质、脂肪含量、酸价、过氧化值卫生指标微生物限量、农药残留、重金属含量、霉菌毒素产品标准国家标准、行业标准、企业标准粮油产品质量评价标准是保障食品安全和产品品质的重要依据我国已建立了较完善的粮油产品标准体系,包括国家标准()、行业标准()和企业标准等GB LS多个层次其中,《谷物加工品卫生标准》和《植物油卫生标准》是最基本的强制性标准GB2715GB2716感官指标是最直观的质量评价方法,包括色泽、气味、口感和外观等理化指标则通过科学检测获得,如小麦粉的湿面筋含量、面团稳定时间等卫生指标关系食品安全,如黄曲霉毒素含量不得超过现代粮油企业通常建立严格的质量管理体系,确保产品符合甚至超过相关标准要求B15μg/kg粮油工艺设备概述粮油加工设备是实现工艺流程的物质基础,主要包括清理设备、破碎设备、分离设备、热处理设备和包装设备等随着技术发展,现代粮油设备向着高效、节能、环保、智能化方向快速发展例如,智能化制粉设备能根据原料性质自动调整研磨参数,提高成品率和品质一致性自动化程度是衡量粮油设备先进性的重要指标现代化粮油企业广泛应用控制系统和中央监控系统,实现生产过程的远程监控和智能调节大型粮油企业的自动化生产线PLC可实现从原料入库到成品出库的全流程自动化,极大提高了生产效率和产品质量的稳定性,同时降低了劳动强度和人工成本粮油加工对社会经济影响亿6500年产值规模中国粮油加工业年产值超过亿元6500万500就业岗位直接和间接创造就业机会亿13服务人口保障全国人口粮食安全25%农产品转化率提高农产品附加值粮油加工业是国民经济中的基础产业,对社会经济发展具有重要影响首先,粮油加工是保障国家粮食安全的关键环节,通过加工转化,延长了粮食储存期限,减少了损耗,增强了食品供应的稳定性其次,粮油加工业能够带动农村经济发展,促进农民增收,在乡村振兴战略中发挥重要作用在食品安全方面,粮油加工企业是食品安全管理的重要主体随着人民生活水平提高,消费者对粮油产品安全和品质的要求不断提升现代粮油企业通过建立从农田到餐桌的全链条质量控制体系,保障产品安全,满足市场需求,同时推动行业标准化和规范化发展主要谷物种类及特点小麦水稻玉米中国北方主要粮食作物,按蛋白质含量分中国南方主要粮食作物,按米粒形状分为中国北方第二大粮食作物,按颗粒性质分为强筋、中筋和弱筋三类含有独特的麦籼稻、粳稻和糯稻富含淀粉,蛋白质含为马齿型、硬质和爆裂型含有较高淀粉醇溶蛋白,可形成面筋网络结构,适合制量较低,口感绵软,适合直接蒸煮食用或和脂肪,适合深加工制作淀粉、糖类和饲作面包、面条等年产量约亿吨,主要制作米制品年产量约亿吨,主要分布料年产量约亿吨,主要分布在东北和
1.
32.
12.6分布在华北平原和西北地区在长江流域和华南地区华北地区小麦性能及用途大米性能与适用加工籼米粳米长粒形,直链淀粉含量高短粒形,支链淀粉含量高蒸煮后饭粒松散蒸煮后饭粒黏性强••适合制作炒饭适合制作寿司、饭团••主要分布在南方主要分布在北方••主要加工制品糯米多样化应用几乎全为支链淀粉米粉、米线、河粉蒸煮后极具黏性••米酒、醋、糠油适合制作粽子、年糕••膨化食品、方便米饭全国各地均有分布••大米是我国南方主要粮食作物,按米粒形状和淀粉特性可分为籼米、粳米和糯米三类不同类型大米的加工适用性各异,主要取决于直链淀粉与支链淀粉的比例籼米直链淀粉含量较高(),蒸煮后饭粒松散,不易粘连,适合制作炒饭、蛋炒饭等23-30%玉米加工与品质控制清理脱皮去除杂质和玉米外壳研磨破碎将玉米胚乳与胚分离浸泡提取分离淀粉、蛋白和油脂深加工转化生产各类玉米制品玉米作为我国第二大粮食作物,年产量超过亿吨,具有丰富的加工价值传统的玉米加工以制粉为主,现代
2.5玉米加工则发展为以湿法制取淀粉及其深加工产品为核心的产业链玉米粗粮细作技术是我国近年来的研究热点,旨在保留玉米的膳食纤维和微量营养素,同时改善其口感和食用便利性玉米加工品质控制的关键点包括原料品质控制,要求霉变粒比例低于,黄曲霉毒素含量低于;2%B120μg/kg加工工艺控制,特别是湿法加工中的浸泡条件(温度℃,时间小时)和值(控制在50-5236-48pH
3.8-);产品质量控制,包括水分、灰分、脂肪等指标的检测,确保产品安全与品质稳定
4.2油料作物分类及分布油脂的物理化学性质性质指标含义影响因素加工意义熔点油脂从固态变为液态的脂肪酸组成影响冬季凝固性温度碘值油脂中不饱和程度的指不饱和脂肪酸含量影响氧化稳定性标酸价油脂中游离脂肪酸含量储存条件和时间反映油脂新鲜度过氧化值油脂氧化程度的指标储存温度和光照反映油脂氧化程度皂化值油脂分子中脂肪酸总量脂肪酸组成鉴别油脂真假油脂的物理化学性质是确定加工工艺和评价产品品质的重要依据不同油脂由于脂肪酸组成不同,其物理化学性质也有显著差异例如,豆油、菜籽油等富含不饱和脂肪酸,碘值较高(),室温下呈液态;而棕榈120-140油、椰子油等饱和脂肪酸含量高,碘值较低(),室温下呈固态或半固态10-50这些物理化学性质对加工工艺有重要影响例如,酸价高的油脂需要增加脱酸工序;碘值高的油脂易氧化,需要添加抗氧化剂;熔点高的油脂在压榨时需要提高温度在产品设计中,通过调配不同油脂,可以获得具有特定物理化学性质的复合油,满足不同烹饪需求食用油品质评价感官评价理化指标色泽、气味、透明度和口感酸价、过氧化值、碘值、不溶性杂质功能性评价安全指标脂肪酸组成、维生素含量、抗氧化能力重金属含量、农药残留、黄曲霉毒素E食用油品质评价是保障油脂产品质量安全的重要环节感官评价是最基础的评价方法,优质食用油应具有固有色泽、清澈透明、气味正常、无异味不同油种有不同的典型色泽,如菜籽油呈金黄色,豆油呈淡黄色,花生油呈淡黄至琥珀色理化指标是食用油品质评价的科学依据按照《食用植物油卫生标准》,一级油的酸价应,过氧化值功能性油脂的评价更GB2716≤3mg KOH/g≤5mmol/kg加注重其健康属性,如亚麻籽油中亚麻酸含量高达以上,被视为优质功能油常见的食用油安全隐患包括酸败、塑化剂污染、非法添加矿物油等,需通过α-50%严格的检测予以防控豆类制品简介黄豆制品绿豆制品蚕豆、红豆等制品黄豆(大豆)是最主要的食用豆类,蛋白质含量高达绿豆淀粉含量高达,蛋白质含量约,其他豆类也有多种加工利用方式,营养价值各具特色50-60%22-24%,脂肪含量主要制品包括主要制品包括35-40%18-20%豆腐传统豆制品,通过盐卤或石膏凝固豆浆制绿豆粉丝利用绿豆淀粉制成的细长丝状食品蚕豆粉富含植物蛋白,用于制作各类小吃•••成绿豆糕将绿豆磨粉后制成的传统糕点红豆沙传统甜品原料,含有丰富膳食纤维••豆浆将大豆研磨后的浆液,富含植物蛋白和异•绿豆沙将绿豆煮熟后制成的甜品原料豆类休闲食品如五香蚕豆、炒青豆等••黄酮豆干、腐竹脱水豆制品,保存期长,蛋白质含•量高豆类制品是中国传统食品中的重要组成部分,具有丰富的营养价值和多样的加工方式从营养学角度看,豆类制品富含优质植物蛋白、膳食纤维和多种微量元素,是素食者蛋白质的重要来源,也是平衡膳食的理想选择杂粮多样化利用荞麦利用谷子加工高粱制品荞麦富含蛋白质、矿物质和黄酮类化合物,谷子(小米)含有丰富的族维生素和矿物高粱富含膳食纤维和抗氧化物质,传统上B具有降血脂、降血糖的保健功效主要加质,具有健脾养胃的功效传统加工品包主要用于酿酒和制作糕点现代加工已开工制品包括荞麦面、荞麦挂面、荞麦茶等括小米粥、小米酒等,现代加工已发展出发出高粱面包、高粱膨化食品等高粱中荞麦蛋白质不含麸质,适合麸质过敏人群小米面包、小米饼干等新型食品小米也的单宁和多酚类物质具有较好的抗氧化活食用现代加工中,荞麦被广泛用于研发是婴幼儿和老年人的优质食材性,有助于预防慢性疾病功能性食品粮食深加工业现状小麦制粉工艺流程清理工序去除杂质,确保加工安全润麦调质调整水分,优化加工性能破碎与研磨分离麸皮与胚乳,细化粉粒筛理分级按粒度分级,确保品质均匀成品处理添加剂处理,包装与储存小麦制粉是将小麦加工成面粉的过程,现代小麦制粉采用分级破碎、分级筛理的工艺流程首先,原粮经过清理系统去除杂质;然后进行调质,加入适量水分(通常将水分调整到),
15.5-
16.5%静置小时,使麸皮韧性增强,胚乳变脆,便于分离;接着进入磨粉系统,通过多道破碎与研磨,逐步分离麸皮与胚乳,并将胚乳磨成细粉;最后经筛理系统按粒度分级,得到不同等级的面粉12-24成品不同类型的面粉有不同的加工要求例如,特制一等粉(专用粉)要求精度高,灰分低(),主要用于高档面包、糕点制作;普通标准粉灰分稍高(),适合家庭日常烹饪;全麦粉≤
0.4%
0.6-
0.7%则保留了小麦的所有成分,灰分高(),营养价值高但加工特性较差现代制粉企业通常采用自动控制系统,实现全流程的自动化生产
1.2-
1.5%PLC小麦面粉加工关键技术水分调节技术精确控制加水量和调质时间麸皮胚乳分离技术破碎辊间隙与筛网精度控制分级磨粉技术系统配置与流程优化品质改良技术酶制剂、面粉增白剂等应用小麦面粉加工的关键技术直接影响出粉率和面粉品质水分调节是首要环节,小麦含水量对磨粉效果有重要影响一般而言,强筋小麦调质水分控制在,调质时间16-
16.5%小时;中筋小麦调质水分,调质时间小时;弱筋小麦调质水分,调质时间小时水分过高会导致设备黏附,水分过低则会增加能耗并
2415.5-16%12-1815-
15.5%8-12降低产品品质工艺参数对面粉质量有重要影响例如,破碎辊的辊距、辊速比和辊面沟纹对分离效率至关重要;筛理系统中的筛网目数和筛框振动频率影响分级精度;气流输送系统的风压和风量则影响粉尘控制和系统洁净度此外,转速、温度、湿度等环境参数也需要精确控制现代制粉企业通常采用计算机辅助设计和在线监测系统,实现工艺参数的精确控制和实时调整挂面与方便面制备配料与和面选择适当面粉,加入水和盐等辅料,形成面团挂面通常选用中高筋面粉,含水量;方28-32%便面则常用中筋面粉,含水量,并可添加碱水改变值30-34%pH压延与成型面团通过压延机多次压延,形成薄片,再经切条机切成条状挂面通常切成圆形或扁平条状;方便面则切成波浪形,并经蒸煮使淀粉糊化干燥与包装挂面采用自然晾晒或热风干燥,含水量控制在以下;方便面采用油炸或热风干燥,油13%炸方便面油脂含量可达,热风干燥方便面则低至20-25%3-5%挂面与方便面虽同属面制品,但工艺特点和产品特性存在显著差异挂面制作注重面筋质量和干燥工艺,传统工艺需晾晒数小时至数天,现代生产采用恒温恒湿干燥技术,可在小时内完成干燥,大4-6大提高生产效率方便面则通过预糊化处理实现快速复水,是典型的即食食品面制品工艺创新主要体现在以下方面一是原料创新,如全麦挂面、多谷物面条等,提高产品营养价值;二是工艺创新,如非油炸方便面技术,减少油脂含量,提高健康性;三是装备创新,如高效节能干燥设备和自动化生产线,提高生产效率和产品品质一致性;四是包装创新,如气调包装技术,延长产品保质期米制品加工流程去壳稻谷清理脱除,得到糙米去除杂质,确保加工安全碾米去除糊粉层,得到大米分级按粒度和品质分级包装抛光改善外观,增加光泽大米加工是将稻谷转化为大米的过程,包括清理、去壳、碾米、抛光和分级等工序现代大米加工采用连续化生产线,处理量可达吨小时去壳采用橡胶辊去壳机,10-50/通过橡胶辊与铁辊之间的摩擦力剥离,去壳率达;碾米采用立式或卧式碾米机,分多道次逐步去除糙米表层,得率约为稻谷重量的80-85%65-70%大米及其制品应用十分广泛除直接蒸煮食用外,还可加工成各类制品米粉以大米为原料,经浸泡、磨浆、蒸煮、挤压等工艺制成,是南方地区的传统食品;米线采用高温挤压成型,具有较好的口感韧性;方便米饭通过预煮、冷冻或干燥等技术处理,实现快速复水特性此外,大米还可加工成米酒、米醋等发酵产品或休闲食品,展现了多样化的应用价值玉米深加工工艺湿法加工干法加工主要产品用水浸泡玉米粒,使淀粉、蛋白质、纤维通过物理方法将玉米分成不同组分玉米深加工产品丰富多样和胚芽分离清理去除杂质淀粉类原淀粉、变性淀粉••浸泡₂溶液,温度℃,时间•SO50调质适当加水,软化胚乳糖类玉米糖浆、葡萄糖••小时36-48脱胚分离胚芽油脂类玉米胚芽油••粗磨释放胚芽,便于分离•研磨制成玉米粉、玉米粕等蛋白类玉米蛋白粉••细磨释放淀粉和蛋白质•分离获得淀粉、蛋白、纤维和油•玉米深加工是现代粮油工业的重要组成部分,我国玉米年加工量约万吨,其中湿法工艺占比约湿法加工是分离玉米各组分900070%的最有效方法,可获得高纯度淀粉和多种副产品,但能耗高、废水量大典型的玉米湿法加工企业规模为日处理玉米吨,1000-3000产品包括玉米淀粉、玉米蛋白粉、玉米油和玉米纤维等油脂压榨工艺预处理工序包括清理、破碎、热处理等清理去除杂质;破碎增大表面积,便于出油;热处理使蛋白质变性,细胞组织疏松,有利于提高出油率不同油料预处理要求不同,如大豆需烘炒至含水率,花生需轻度烘炒保持风味8-10%压榨工序将预处理后的油料送入压榨机进行压榨主要有液压榨和螺旋榨两种方式液压榨是间歇式操作,压力可达,但效率较低;螺旋榨是连续式操作,通过螺旋轴在压榨50-60MPa筒内旋转产生压力,压力可达,效率高,是现代企业主要采用的方式20-30MPa成品处理包括过滤、沉淀和清油等工序压榨出的毛油含有杂质和悬浮物,需要通过过滤或沉淀去除;油饼为副产品,富含蛋白质,可用作饲料或进一步提取蛋白质现代压榨车间采用自动化控制系统,确保工艺参数稳定,提高产品质量压榨工艺是最古老也是最常用的油脂提取方法,适用于多种油料作物工艺温度对出油率有显著影响一般而言,温度升高可降低油脂粘度,提高流动性,有利于提高出油率;但温度过高会导致油脂品质下降,如产生过氧化物、反式脂肪酸等花生榨油的适宜温度为℃,大豆榨油为105-110℃,菜籽榨油为℃110-115100-105油脂浸出工艺溶剂选择正己烷是最常用的浸出溶剂,沸点为℃,选择性好,溶解油脂能力强其他可用溶剂包括石油醚、
68.7丙酮等,但因安全性和成本考虑较少使用溶剂需定期检测其纯度和稳定性,确保浸出效果安全要求浸出工艺存在一定安全风险,主要是溶剂的易燃易爆性车间需设置防爆电器、通风系统和火灾自动报警装置;操作人员需严格遵守安全操作规程,定期进行安全培训溶剂储罐区需设置独立的消防系统和泄漏处理设施环保要求浸出工艺产生的废气、废水需经过处理达标后排放溶剂回收率通常要求达到以上,减少环境污
99.8%染和经济损失油饼中残留溶剂需控制在以下,确保饲用安全现代浸出设备采用密闭循环系50ppm统,最大限度减少溶剂排放油脂浸出工艺是利用溶剂溶解油脂的原理,将油料中的油脂提取出来的方法与压榨相比,浸出工艺能获得更高的出油率,残油率通常可控制在以下,而压榨残油率通常为浸出工艺适用于含油量较低的油料(如1%5-8%大豆)或压榨后的油饼,是现代油脂加工的主要方法油饼利用是浸出工艺的重要环节浸出后的油饼富含蛋白质,大豆饼粕蛋白质含量可达,是优质的蛋43-48%白饲料此外,油饼还可进一步精深加工,提取分离蛋白、浓缩蛋白等高价值产品,或制成各类食品配料,实现资源的综合利用和价值提升我国大型油脂企业多采用预榨浸出联合工艺,既保证产品品质,又提高经济效-益油脂精炼基本流程脱胶去除磷脂等胶质脱酸去除游离脂肪酸脱色去除色素和杂质脱臭去除异味物质脱蜡去除蜡质(部分油种)油脂精炼是将毛油加工成符合食用标准的成品油的过程,目的是去除不利于油脂品质和稳定性的杂质脱胶工序通过加水或酸性水溶液使磷脂水化沉淀去除,主要适用于大豆油、菜籽油等;脱酸工序可采用碱炼法(加入氢氧化钠溶液中和游离脂肪酸)或物理精炼法(高温蒸馏分离);脱色工序使用吸附剂(如活性白土)吸附油中色素;脱臭工序在高温低压条件下通入水蒸气,带走异味物质精炼度是衡量油脂品质的重要指标一级精炼油应具有固有色泽、澄清透明、无异味、酸价、过氧化值等特性精炼过程中需控制温度、压力等工艺参数,避免油脂过度加工≤
0.2mg KOH/g≤
5.0mmol/kg导致营养损失例如,脱臭温度控制在℃、压力控制在、时间控制在分钟,可最大限度保留维生素等有益成分食品安全方面需特别注意反式脂肪酸控制、溶剂残留物控制和220-2602-5mbar60-90E加工助剂使用规范等特种油脂工艺椰子油加工亚麻籽油工艺功能油脂开发椰子油含有丰富的中链脂肪酸,约为饱亚麻籽油富含亚麻酸(),含量可达随着消费者健康意识提高,功能性油脂市场92%α-ALA和脂肪酸,室温下常呈固态传统工艺是将,是脂肪酸的重要植物来源快速发展主要包括富含特定脂肪酸的油50-60%ω-3椰肉干燥后压榨提取,保留了自然风味;现由于亚麻籽油极易氧化,加工过程需严格控脂,如中链甘油三酯油、高油酸油等;特殊代工艺多采用生椰肉鲜榨,经离心分离获得制温度和氧气接触冷榨工艺是目前最理想结构油脂,如结构脂、脂质体等;营养强化高品质椰子油冷榨椰子油加工温度控制在的生产方式,压榨温度控制在℃以下,避油脂,如添加植物甾醇、维生素的功能性40E℃以下,最大限度保留了营养成分和风味免光照和氧气接触,产品需充氮包装,并添调和油这些产品通常采用特殊的加工工艺,60物质加天然抗氧化剂如维生素如分子蒸馏、酶法改性等技术E豆制品精深加工豆腐生产工艺豆浆生产技术传统豆腐工艺包括浸泡、磨浆、煮浆、点豆浆加工包括浸泡、磨浆、过滤、均质和凝、压制等步骤现代化生产采用连续化热处理等工序现代豆浆生产采用高温短设备,生产效率高,品质稳定凝固剂选时杀菌()工艺,在℃HTST135-150择对豆腐品质影响显著,硫酸钙制作的豆保持秒,可有效灭活抗营养因子,同2-5腐嫩滑,氯化镁制作的豆腐韧性好豆腐时最大限度保留营养成分和风味为改善生产的关键控制点包括浆料浓度(一般控口感,常添加少量植物油和乳化剂,增加制在)、煮浆温度(℃)豆浆的醇厚感无菌包装技术可使豆浆保8-10%95-100和凝固时间(分钟)质期延长至个月15-206-12豆制休闲食品豆制休闲食品是豆制品的创新发展方向,包括豆干、豆片、豆丝等多种形式加工技术以脱水为核心,结合调味、油炸或烘烤等工艺现代技术如真空油炸、微波脱水等可有效提高产品品质和保存期限休闲豆制品市场前景广阔,年增长率保持在以上,是豆制品精深加工的重15%要方向豆制品精深加工中,卫生控制是确保产品安全的关键从原料验收到成品出厂,需建立完善的HACCP体系,识别关键控制点并实施有效监控特别是豆浆生产中,包装材料的无菌控制和冷链管理至关重要现代豆制品加工企业投入大量资金建设符合要求的生产车间,通过严格的卫生管理确保产品安全GMP谷物发酵制品工艺酱油发酵原理食醋生产工艺微生物控制关键点酱油是以大豆和小麦为主要原料,经过曲食醋生产包括醪糖化、酒精发酵和醋酸发谷物发酵制品的品质主要取决于微生物群霉、酵母菌和乳酸菌等微生物发酵而成的酵三个阶段以谷物为原料的食醋需先将落的构成和活性首先,菌种选择至关重调味品发酵过程中,蛋白质被分解为氨淀粉糖化,再经酵母菌将糖转化为酒精,要,需选用产酶活性高、耐盐性强的菌种;基酸,淀粉分解为葡萄糖,产生特有的风最后由醋酸菌将酒精氧化为醋酸传统固其次,发酵条件的控制(温度、湿度、味物质传统工艺发酵期为个月,现态发酵周期长(个月),但风味独特;值、氧气含量等)直接影响微生物代3-63-6pH代工艺采用高蛋白酶活性曲菌缩短至现代液态发酵效率高(天完成),谢和产品品质;最后,发酵终点的判断需1-37-15个月发酵温度控制在℃,含盐但风味较单一优质米醋含酸量一般在综合考虑风味物质含量、氨基态氮含量和28-30量约感官评价等指标18%5-6g/100mL谷物发酵制品是中国传统食品的重要组成部分,具有独特的风味和营养价值发酵过程中产生的多种酶(如蛋白酶、淀粉酶)可分解原料中的大分子物质,提高食品的消化吸收率同时,发酵还产生多种风味物质,如有机酸、醇类、酯类等,形成产品的特有风味谷物烘焙制品技术谷物烘焙制品是利用面粉为主要原料,添加辅料后经过揉拌、发酵、成型、烘烤等工序制成的食品面包生产的关键工艺包括揉面(形成面筋网络结构)、发酵(产生二氧化碳气体使面团膨胀)和烘烤(固定产品结构、形成风味)发酵工艺可分为直接发酵法(发酵时间小时)和中2-4种发酵法(中种发酵小时,面团发酵小时),后者产品风味更丰富4-61-2蛋糕生产采用乳化面糊体系,通过搅拌使脂肪均匀分散在水相中,形成稳定的乳化体系烘烤温度一般为℃,时间视产品大小而定170-180饼干生产以形成短面团为特点,强调酥松的口感,烘烤温度较高(℃),时间较短(分钟)现代烘焙行业新技术应用广泛,如190-2208-15酶制剂应用(延缓产品硬化)、改良剂使用(提高产品品质)、冷冻面团技术(便于连锁店现场烘烤)等,极大提高了产品质量和生产效率杂粮制品创新杂粮膨化技术杂粮面制品膨化是杂粮深加工的重要技术,通过高温高压处杂粮面制品通过将杂粮粉与小麦粉复配,制成各理使产品体积膨胀、组织疏松主要工艺包括类面条、面包等产品关键技术包括挤压膨化物料在螺杆挤压机内受热受压,配比优化确定杂粮与小麦粉最佳比例,一••瞬间膨胀般杂粮比例20-30%爆炸膨化物料在密闭高压容器中加热,瞬改性处理通过预糊化或酶解改善杂粮加工••间减压膨胀性能微波膨化利用微波使物料内部水分迅速气工艺调整针对杂粮特性调整水分、温度等••化膨胀参数功能强化技术通过添加功能性成分或优化加工工艺,提高杂粮制品的营养和健康价值矿物质强化添加铁、锌、钙等微量元素•膳食纤维增加通过保留杂粮外层,提高纤维含量•生物活性保留控制加工条件,保留原有营养成分•杂粮制品创新是满足消费者对健康食品需求的重要途径近年来,杂粮食品市场增长迅速,年增长率超过15%创新产品类型丰富多样,如燕麦饼干、藜麦面包、荞麦面条等这些产品不仅保留了杂粮的营养特性,还通过现代加工技术改善了口感和便利性,满足了现代消费者的需求谷物、油料联合加工趋势产业链整合谷物与油料加工一体化副产物综合利用提高资源转化率绿色加工工艺低碳环保、节能减排智能制造升级数字化、自动化程度提高谷物与油料联合加工是现代粮油工业发展的重要趋势,体现了产业链整合和资源综合利用的理念典型案例包括大豆综合加工,同时生产豆油、豆粉、豆蛋白等多种产品;玉米深加工,同时提取玉米淀粉、玉米蛋白、玉米油和食用纤维等这种联合加工模式可以显著提高资源利用率,降低生产成本,提高企业竞争力绿色发展理念已成为粮油加工业的核心价值观主要体现在采用环保工艺,如水基提取技术替代传统溶剂提取;节能降耗技术,如热回收系统、变频控制等;废弃物资源化,如麸皮制备膳食纤维、制备活性炭等据统计,采用绿色加工技术可降低能耗,减少废水排放,实现经济效益与环境效益的双赢未来,清洁生产和循环15-25%30-40%经济将成为粮油加工业转型升级的主要方向粮油食品保鲜与储存技术保鲜包装技术现代包装技术是延长粮油产品保质期的重要手段真空包装通过抽除包装内氧气,有效抑制油脂氧化和微生物生长;气调包装通过调整包装内气体组成(通常氮气含量),抑制产品变质;活性包装含98%有吸氧剂、防霉剂等功能性添加剂,具有更强的保鲜效果对于油脂产品,遮光包装可有效防止光敏氧化气调储藏技术气调储藏是控制储藏环境气体组成的技术,主要用于大宗粮油的长期储存通常将氧气含量控制在以5%下,二氧化碳含量在,可有效抑制粮油中害虫活动和微生物生长温湿度控制也是气调储藏的15-20%重要部分,一般将温度控制在℃以下,相对湿度控制在以下,可显著延长粮油储存期限1565%防霉防虫策略霉菌和害虫是粮油储存的主要威胁防霉措施包括控制水分(谷物含水量控制在安全水分以下,如小麦)、使用防霉剂(如丙酸钙)等;防虫措施包括物理防治(如低温处理、气密储存)和化学防≤
12.5%治(如磷化氢熏蒸)现代储粮还采用生物防治技术,如释放寄生蜂等天敌控制害虫种群,实现绿色储粮粮油产品保鲜与储存是确保食品安全和减少损耗的关键环节据统计,我国粮食产后损失率约为,通过8-10%采用现代保鲜储存技术,可将损失率降低至,每年可减少粮食损失约万吨随着科技进步,智能储3-5%2500粮系统已逐渐应用,通过传感器网络实时监测粮情,结合大数据分析预测潜在风险,实现精准管理和科学决策粮油加工副产物利用成品检测与质量控制全面质量管理构建从原料到成品的质量保障体系检测技术应用物理、化学、生物检测方法全覆盖自动化检测设备提高检测效率和准确性关键控制点管理建立体系,确保食品安全HACCP成品检测与质量控制是保障粮油产品安全与品质的重要环节现代粮油企业普遍采用先进的检测仪器,如近红外分析仪可在分钟内同时测定粮食中的水分、蛋白质、脂肪等1多项指标;气相色谱质谱联用仪可精确检测油脂中的微量有害物质;射线异物检测仪可在生产线上实时检出金属、玻璃等异物这些设备大大提高了检测效率和准确性-X关键控制点及追溯体系是现代质量管理的核心通过建立体系,识别生产过程中的关键控制点(如小麦磨粉中的金属检测点、油脂精炼中的加热温度点等),实施严HACCP格监控同时,建立完善的追溯体系,记录产品从原料采购到成品销售的全过程信息,一旦发生质量问题,可迅速追溯源头,采取针对性措施目前,二维码追溯、标签RFID等技术在粮油企业得到广泛应用,提高了质量管理的透明度和有效性粮油安全与追溯体系风险评估标准体系识别潜在危害并制定防控措施建立完善的食品安全标准监测检验定期检测食品安全指标应急处置制定突发事件应对预案信息追溯建立产品全链条信息记录粮油安全是食品安全的重要组成部分,关系国计民生我国已建立较为完善的粮油食品安全标准体系,包括《粮食卫生标准》、《食用植物油卫生标准》GB2715GB2716等国家标准,以及相关的检验方法标准和生产规范标准这些标准规定了粮油产品中农药残留、真菌毒素、重金属等有害物质的限量,是保障粮油安全的基础供应链追溯体系是现代粮油安全管理的重要工具通过信息技术手段,记录粮油产品从农田到餐桌的全过程信息,包括原料来源、生产日期、加工工艺、质量检测结果等一旦发生安全问题,可迅速锁定问题环节,实施精准召回风险管理方面,粮油企业普遍采用、等食品安全管理体系,通过系统性的风险分析和预防控制,HACCP ISO22000最大限度降低食品安全风险区块链等新技术也开始应用于粮油追溯体系,提高了信息的真实性和不可篡改性中国粮油加工业现状世界主要粮油工艺发展趋势技术升级绿色加工国际领先企业世界粮油加工技术呈现智能化、精细化、节能绿色加工已成为国际粮油工业的主流理念法全球粮油加工领域形成了一批具有技术和规模化发展趋势瑞士布勒集团开发的多功能制粉国利玛公司开发的水基提取技术,用超临界水优势的跨国公司美国嘉吉公司年加工粮食超技术可根据原料特性自动调整工艺参数,提高替代有机溶剂提取油脂,实现零排放;日本不过万吨,在全球多个国家拥有生产基500070面粉品质一致性;美国公司的油脂分提技二制油的酶法脱胶技术,相比传统化学脱胶减地;法国路易达孚在粮油贸易和加工领域处于ADM术能精确分离不同熔点脂肪,制备特定功能油少废水产生;荷兰公司的生物酶制剂领先地位,特别是在油脂改性技术方面优势显80%DSM脂;德国公司的热回收系统可降低能耗在面粉改良中的应用,不仅提高面粉品质,还著;日本日清制粉在面粉加工和面制品研发方GEA以上,代表了节能减排的发展方向减少了化学添加剂使用,符合可持续发展要求面处于世界前列,其全自动制粉技术代表了行30%业最高水平粮油加工智能化发展智能感知传感器网络实时监测工艺参数智能执行机器人和自动控制系统替代人工操作智能决策大数据分析支持生产优化决策智能管理云平台实现全流程数字化管理粮油加工智能化是行业技术升级的重要方向智能化设备已广泛应用于生产各环节,如智能分选机可通过计算机视觉技术精确分拣不同品质的粮食;自动化榨油线可根据原料特性自动调整压力、温度等参数;智能包装系统可实现高速灌装、封口和喷码等全自动操作这些设备不仅提高了生产效率,还确保了产品质量的一致性工业理念在粮油领域的应用体现为生产过程的数字化、网络化和智能化通过工业互联网平台将设备、产品和系
4.0统连接起来,实现数据共享和协同优化例如,某大型面粉企业应用系统(制造执行系统)对生产全过程进行管MES理,从原料入库到成品出厂实现全程可视化监控,生产效率提高,能耗降低智能工厂的建设正成为粮油企20%15%业提升竞争力的重要手段,预计到年,我国规模以上粮油企业的智能化率将达到以上202550%粮油绿色环保工艺25%节能降耗绿色工艺平均节能比例40%减排减废废水排放量降低比例90%资源利用副产物综合利用率15%成本降低生产成本平均降低比例粮油绿色环保工艺是实现行业可持续发展的关键节能降耗方面,热回收技术在油脂精炼中的应用可回收的废热;变频控制技术在面粉加工中可降低60-70%电能消耗;新型干燥技术如热泵干燥可比传统干燥节能以上这些技术不仅降低了能源消耗,还减少了碳排放,符合国家双碳战略要求15-20%30%废弃物处理与资源化利用是绿色生产的重要内容清洁生产技术如干法清理可减少用水量以上;膜分离技术在废水处理中的应用可实现水资源循环利用;80%生物处理技术可将有机废弃物转化为有机肥料或饲料添加剂多家粮油企业已建成绿色生产示范工程,如中粮集团的零排放油脂加工车间,通过物料循环和能量梯级利用,实现了废水零排放、废气达标排放、固废资源化利用,树立了行业绿色发展标杆100%粮油产品创新与功能开发功能性谷物制品功能性油脂食品功能性谷物制品通过原料选择、配方优化和工艺改进,功能性油脂食品通过特殊加工工艺或添加功能性成分,赋予产品特定的健康功能主要包括提高产品的健康价值主要包括低糖主食控制碳水化合物含量,适合糖尿病人群中链甘油三酯油易于消化吸收,提供快速能量••高蛋白谷物强化植物蛋白,满足特定人群需求植物甾醇调和油可降低血清胆固醇••膳食纤维强化产品改善肠道健康,预防慢性疾病结构脂通过酶法或化学法改变脂肪酸位置分布••微量元素强化面粉添加铁、锌、钙等元素,防富含脂肪酸的特种油改善心血管健康••ω-3治营养缺乏未来健康食品方向粮油健康食品的未来发展方向将更加注重个性化、精准化和整合性个性化定制根据消费者基因组学或肠道菌群特点定制•智能包装通过包装技术监测食品新鲜度和品质变化•绿色天然减少添加剂使用,保留天然营养成分•营养与医学整合预防和辅助治疗特定疾病的医食同源产品•粮油产品创新已成为行业发展的重要驱动力,每年新上市的功能性粮油产品超过种功能化、便利化和个性化是主要500发展趋势营养强化技术如维生素强化面粉可预防骨质疏松;特殊工艺处理如低温烘焙可最大限度保留原料中的活性成分;D新型配方设计如多谷物复合可提供更全面的营养谱粮油加工人才培养与需求技术人才研发人才占行业人才总需求的占行业人才总需求的45%25%工艺设计工程师产品研发科学家••设备维护工程师工艺创新专家••自动化控制专家质量控制分析师••营销人才管理人才占行业人才总需求的占行业人才总需求的10%20%产品经理生产管理人员••市场分析师质量管理体系专家••品牌推广专家供应链管理人才••粮油加工业对人才的需求呈现多元化、专业化和复合型的特点目前行业人才状况总体上供不应求,特别是高层次技术研发人才和熟练技术工人较为紧缺据行业协会统计,粮油行业技术人才缺口约为万人,其中高级工程师缺口约万人随着行业转型升级和技术创新,对跨学科复合型人才的需求日益增长103高等院校是粮油加工专业人才培养的主要基地我国目前有多所高校开设粮食工程相关专业,每年培养本科生约人、研究生约人代表性院校如江南大5050001000学、河南工业大学、华南理工大学等在粮油加工领域具有深厚的学科积淀和人才培养优势校企合作已成为人才培养的重要模式,通过联合实验室、订单式培养等方式,培养符合企业需求的应用型人才未来,加强继续教育和在职培训,推动产学研深度融合,将是解决行业人才短缺的重要途径行业政策与法规解读政策名称发布时间主要内容政策影响《国家粮食安全中长期规划纲要》年确立以我为主、立足国内、确保产能、适度进奠定国家粮食安全战略基础2008口、科技支撑的方针《十四五粮食行业发展规划》年提出建设现代化粮食产业体系,推动高质量发指导行业十四五发展方向2021展《食品安全法》修订版年强化企业主体责任,加大违法惩处力度规范粮油产品质量安全管理2018《粮食流通管理条例》年规范粮食收购、储存、运输、加工等环节管理促进粮食流通体系现代化2016国家粮食安全战略是我国粮油加工业发展的根本遵循以我为主、立足国内、确保产能、适度进口、科技支撑的十六字方针明确了保障粮食安全的基本路径《粮食流通管理条例》对粮食收购、储存、加工等环节提出了明确要求,是规范粮食市场秩序的重要法规近年来,国家进一步深化粮食流通体制改革,推动粮食产购储加销体系建设,为粮油加工业发展创造了良好的政策环境食品安全法及其实施条例是粮油产品质量安全管理的法律基础年修订的食品安全法强化了生产经营者的主体责任,加大了对违法行为的惩处力度行业监管方面,国家市场监督管理总局强化日常监2018督检查和风险监测,建立了粮油产品质量安全追溯体系此外,放管服改革推动行政许可事项精简和审批流程优化,降低了企业制度性交易成本,激发了市场活力粮油行业发展挑战及机遇优势完整的产业体系•庞大的市场需求•丰富的粮食资源•先进的加工技术•劣势资源利用率不高•产品同质化严重•自主创新能力不足•品牌价值不强•机遇消费升级趋势•精深加工需求增长•绿色健康理念普及•一带一路国际合作•挑战原材料成本上升•能源环保压力增大•国际市场竞争加剧•消费需求多元化•粮油行业发展面临多重挑战原材料方面,优质粮源不足和成本上升压力增大;能源消耗方面,粮油加工属于能源密集型产业,节能减排要求日益严格;国际竞争方面,跨国巨头凭借技术、资金和品牌优势,在高端市场占据主导地位这些挑战要求行业必须加快转型升级,提高资源利用效率和产品附加值未来五年,粮油行业发展将呈现以下趋势一是产业集中度进一步提高,通过兼并重组形成一批具有国际竞争力的龙头企业;二是精深加工比重持续增加,产品结构向功能化、定制化方向发展;三是智能制造和绿色加工技术广泛应用,提高生产效率和资源利用率;四是产业链整合加速,上下游协同发展形成合力;五是国际化步伐加快,走出去与引进来并重预计到年,我国粮油加工业总产值将突破万亿元,成为全球粮油加工的重要力量20251课程学习总结粮油基础知识掌握粮油原料特性、成分分析和质量标准,为加工工艺设计奠定基础理解不同品种谷物和油料作物的特点,熟悉其化学组成和物理性质,掌握品质评价方法加工工艺原理学习面粉制备、大米加工、油脂提取与精炼等核心工艺,理解工艺参数对产品品质的影响掌握设备选型和工艺流程设计方法,能够针对不同原料制定合理加工方案新技术应用了解智能化、绿色化、功能化等行业发展趋势,掌握新型加工技术和设备应用关注副产物综合利用、食品安全控制、质量追溯等创新领域,培养技术创新意识行业发展前景分析行业现状、政策环境和未来趋势,把握粮油加工业发展机遇与挑战培养战略思维和创新精神,为未来从事粮油加工相关工作奠定基础通过本课程学习,学生系统掌握了粮油制品工艺学的基本理论和实践技能,形成了从原料认知、工艺设计到质量控制的全链条知识体系在技术层面,理解了各类粮油加工的基本原理和工艺参数控制要点;在管理层面,了解了食品安全管理和质量追溯体系的建设方法;在发展层面,把握了行业趋势和创新方向思考与讨论粮油加工中的关键技术挑战面对消费升级和市场竞争,粮油产业面临哪些技术瓶颈?如何通过技术创新突破这些瓶颈?请结合具体案例,探讨智能化、绿色化、功能化等技术在粮油加工中的应用前景及实施路径可持续发展与粮油产业在碳达峰、碳中和背景下,粮油加工业如何实现绿色转型?减少能耗、降低排放、提高资源利用率的具体措施有哪些?请从技术、管理和政策等多角度分析,提出可持续发展的解决方案健康中国与粮油产品创新随着健康理念深入人心,消费者对粮油产品的营养健康要求不断提高请探讨如何开发具有特定健康功能的粮油产品,以及如何在保持传统风味的同时提升产品的营养价值国际竞争与中国粮油产业发展在全球化背景下,中国粮油企业如何提升国际竞争力?如何平衡国内市场需求与国际市场拓展?请分析中国粮油产业的比较优势与不足,提出国际化发展策略本课程通过系统讲解粮油制品加工的基本原理和工艺技术,旨在培养学生的专业素养和创新思维希望同学们能够将所学知识与当前行业发展热点相结合,深入思考粮油产业面临的问题与机遇,提出自己的见解和创新观点粮油工业是关系国计民生的基础产业,未来研究方向将更加注重跨学科融合、产学研结合和国际化合作鼓励同学们关注行业前沿动态,参与科研实践,为中国粮油工业的高质量发展贡献力量欢迎大家在课后继续交流探讨,分享各自的思考和见解。
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