Концентрація їжі та напоїв
Концентрація їжі означає видалення частини розчинника з рідкої їжі для кращого виробництва, збереження та транспортування. Це можна класифікувати як випаровування та концентрація заморожування.
Концентрація випаровування
Випаровування працює на основі летких різниць між розчиненою речовиною та розчинником. Коли леткість розчиненої речовини в розчині мала, а розчинник має очевидну леткість, розчинник випаровується шляхом нагрівання для концентрування розчину. Харчовий розчин, який потрібно концентрувати, поміщають у випарник і нагрівають зовнішнім джерелом тепла. Коли температура підвищується, розчинник (вода) у розчині буде перетворюватися на пару, оскільки температура кипіння води відносно низька, і її легко випарувати.
Під час процесу випаровування пари розчинника безперервно виходять, тоді як розчинена речовина (така як цукор, білок, мінерали, вітаміни, пігменти та інші нелеткі або важколеткі компоненти) залишається в розчині, що залишився, завдяки вищій температурі кипіння та нижчій леткості. Потім пари розчинника, що випаровуються, збираються та охолоджуються через конденсатор, щоб перетворити їх назад у рідку форму. Цей процес може відновити частину енергії та зменшити споживання енергії. Конденсована вода може бути перероблена або скинута.
Вихідний розчин концентрується в меншому об’ємі після випаровування та конденсації у міру збільшення концентрації розчиненої речовини. Концентрований харчовий розчин можна використовувати для подальшої переробки, такої як подальше сушіння, цукерки, джеми, соки або як проміжну сировину для виробництва харчових продуктів.
У практичному промисловому виробництві часто використовуються багатоступінчасті або багатоефективні системи випарювання та концентрування. Відповідно до потреб конкретних виробничих процесів концентрацію харчових продуктів потрібно точно вимірювати в режимі реального часу, щоб забезпечити стабільну якість продукції та підвищити ефективність концентрації. контактЛонметр, онлайн-постачальник вимірювачів концентрації, щоб дізнатися більшеонлайн вимірювач концентраціїрішення.
Основні особливості випаровування та концентрування
Температуру та час нагрівання слід серйозно враховувати при випаровуванні їжі та напоїв. «Низька температура і короткий час» в основному призначені для забезпечення якості їжі, наскільки це можливо, тоді як «висока температура і короткий час» в основному для підвищення ефективності виробництва.
Надмірне нагрівання спричинить дегенерацію, укрупнення та злежування білків, цукру та пектину. Оброблений матеріал, який тісно контактує з поверхнею теплопередачі, схильний до утворення накипу при найвищій температурі порівняно з температурою навколишнього середовища матеріалу. Після утворення накипу це серйозно вплине на ефективність теплопередачі та навіть спричинить проблеми з безпекою. Позитивним заходом для вирішення проблеми накипу є збільшення швидкості рідини. Досвід показує, що збільшення швидкості рідини може значно зменшити утворення накипу. Крім того, можна застосувати електромагнітні та хімічні методи запобігання утворенню накипу, щоб запобігти потенційному утворенню накипу.
В'язкість
Багато харчових продуктів багаті білком, цукром, пектином та іншими інгредієнтами з високою в'язкістю. Під час процесу випаровування в’язкість розчину зростає разом із концентрацією, оскільки текучість зменшується, що значно перешкоджає теплопровідності. Таким чином, для випаровування в’язких продуктів, як правило, застосовуються заходи циркуляції або перемішування, які викликані зовнішньою силою.
Піноутворюваність
Харчові матеріали з більшою кількістю білка мають більший поверхневий натяг. Під час випаровування та кипіння утворюється все більше і більше стійких пін, через які рідина легко потрапляє в конденсатор разом із парою, спричиняючи втрату рідини. Утворення піни пов’язане з міжфазним натягом. Міжфазний натяг виникає між парою, перегрітою рідиною та зваженими твердими речовинами, і тверді речовини відіграють основну роль у формуванні піни. Як правило, для контролю утворення піни можна використовувати поверхнево-активні речовини, а для видалення піни також можна використовувати різні механічні пристрої.
Корозійність
Деякі кислі продукти, такі як овочевий та фруктовий сік, схильні до корозії випарника під час випаровування та концентрування. У харчових продуктах навіть помірна корозія часто спричиняє забруднення, що робить продукт некваліфікованим. Тому випарник, який використовується для кислих продуктів, має бути виготовлений із стійких до корозії та теплопровідних матеріалів, а конструкцію має легко замінювати. Наприклад, для концентрування розчину лимонної кислоти можна використовувати непроникні графітові нагрівальні труби або кислотостійкі емальовані сендвіч-випарники.
Летючі компоненти Багато рідких харчових продуктів містять ароматичні та смакові компоненти, які є більш леткими, ніж вода. Коли рідина випарується, ці компоненти вийдуть разом з парою, що позначиться на якості концентрованого продукту. Хоча концентрація при низькій температурі може зменшити втрату смакових компонентів, більш досконалий метод - вжити заходів по відновленню, а потім додати їх у продукт після відновлення.
Концентрація заморожування
Рідина харчової сировини (така як сік, молочні продукти або інші розчини, що містять велику кількість води) охолоджується в середовищі з низькою температурою. Коли температура опускається нижче точки замерзання, молекули води в розчині випадають у вигляді кристалів льоду. Це пояснюється тим, що вода досягає рівноваги між твердою та рідкою речовинами при певній температурі та тиску. Нижче цієї температури спочатку замерзає надлишок вільної води, тоді як розчинені речовини (такі як цукор, органічні кислоти, пігменти, ароматизатори тощо) важко заморозити з водою через різну розчинність, але вони залишаються в незамороженому концентраті.
Розділення кристалів льоду
Утворені кристали льоду відокремлюють від концентрату центрифугуванням, фільтруванням або іншими фізичними методами. Цей процес не включає випаровування розчинених речовин, тому він може ефективно запобігти розкладанню термочутливих інгредієнтів і втраті аромату. Концентрат після відділення кристалів льоду є замороженим концентрованим продуктом, який має значно вищу концентрацію розчиненої речовини, ніж вихідний розчин, зберігаючи оригінальний колір, смак, поживну цінність і аромат їжі найбільшою мірою.
Контроль умов замерзання
Під час процесу концентрування заморожуванням необхідно точно контролювати такі фактори, як швидкість заморожування, температура заморожування та час, щоб оптимізувати розмір кристалів льоду, морфологію та відділення від концентрату для забезпечення якості кінцевого продукту. Технологія заморожування особливо підходить для чутливих до тепла продуктів і напоїв, таких як свіжі фруктові та овочеві соки, біологічні продукти, фармацевтичні препарати та елітні приправи. Він може максимізувати природну якість сировини та має характеристики енергозбереження та високої ефективності. Однак цей метод також має певні обмеження. Наприклад, процес концентрації не можна ефективно стерилізувати і може вимагати додаткової стерилізації. Крім того, для деяких розчинів з високою в’язкістю або таких, що містять спеціальні інгредієнти, труднощі з відділенням кристалів льоду від концентрату можуть збільшитися, що призведе до зниження ефективності концентрації та збільшення витрат.
Час публікації: 13 лютого 2025 р
