Koncentracija hrane in pijače
Koncentracija hrane pomeni odstranitev dela topila iz tekoče hrane za boljšo proizvodnjo, konzerviranje in transport. Lahko bi ga kategorizirali kot koncentracija izhlapevanja in zmrzovanja.
Koncentracija izhlapevanja
Izhlapevanje deluje na podlagi hlapnih razlik med topljencem in topilom. Ko je hlapnost topljenca v raztopini majhna in je topilo očitno hlapno, se topilo upari s segrevanjem, da se raztopina koncentrira. Raztopina hrane, ki jo je treba koncentrirati, se postavi v uparjalnik in segreje z zunanjim virom toplote. Ko se temperatura dvigne, se topilo (voda) v raztopini pretvori v hlape, ker je vrelišče vode razmeroma nizko in se zlahka upari.
Med postopkom izparevanja hlapi topila nenehno uhajajo, medtem ko topljenec (kot so sladkor, beljakovine, minerali, vitamini, pigmenti in druge nehlapne ali težko hlapne komponente) ostane v preostali raztopini zaradi višjega vrelišča in nižje hlapnosti. Izhlapene hlape topila se nato zberejo in ohladijo skozi kondenzator, da se pretvorijo nazaj v tekočo obliko. Ta proces lahko obnovi nekaj energije in zmanjša porabo energije. Kondenzirano vodo je mogoče reciklirati ali izpustiti.
Prvotna raztopina se po izhlapevanju in kondenzaciji koncentrira v manjši volumen kot naraščajoča koncentracija topljenca. Koncentrirano živilsko raztopino lahko uporabimo za nadaljnjo predelavo, kot je nadaljnje sušenje, bonboni, marmelade, sokovi ali kot vmesna surovina za proizvodnjo hrane.
V praktični industrijski proizvodnji se pogosto uporabljajo sistemi za izparevanje in koncentracijo z več stopnjami ali več učinki. Glede na potrebe specifičnih proizvodnih procesov je treba koncentracijo hrane natančno izmeriti v realnem času, da se zagotovi stabilna kakovost izdelkov in izboljša učinkovitost koncentracije. KontaktLonnmeter, spletni dobavitelj merilnikov koncentracije, za večspletni merilnik koncentracijerešitve.
Glavne značilnosti izhlapevanja in koncentracije
Pri izhlapevanju hrane in pijače je treba resno upoštevati temperaturo in čas segrevanja. "Nizka temperatura in kratek čas" je predvsem zagotoviti čim večjo kakovost hrane, medtem ko je "visoka temperatura in kratek čas" predvsem izboljšati učinkovitost proizvodnje.
Prekomerno segrevanje bo povzročilo degeneracijo, skelenje in strjevanje beljakovin, sladkorjev in pektina. Obdelani material, ki je v tesnem stiku s površino za prenos toplote, je nagnjen k nastanku skale pri najvišji temperaturi v primerjavi s temperaturo okolice materiala. Ko nastane vodni kamen, bo to resno vplivalo na učinkovitost prenosa toplote in celo povzročilo varnostne težave. Pozitiven ukrep za rešitev problema skaliranja je povečanje hitrosti tekočine. Izkušnje so pokazale, da lahko povečanje hitrosti tekočine bistveno zmanjša nastajanje vodnega kamna. Poleg tega je mogoče uporabiti elektromagnetne metode proti vodnemu kamnu in kemične metode proti vodnemu kamnu, da preprečite morebitno vodni kamen.
Viskoznost
Številna živila vsebujejo veliko beljakovin, sladkorja, pektina in drugih sestavin z visoko viskoznostjo. Med postopkom izparevanja viskoznost raztopine narašča s koncentracijo, ko se fluidnost zmanjšuje, kar močno ovira prevajanje toplote. Zato se za izhlapevanje viskoznih produktov na splošno uporabljajo ukrepi kroženja ali mešanja, ki jih prisili zunanja sila.
Sposobnost penjenja
Živila z več beljakovinami imajo večjo površinsko napetost. Pri izhlapevanju in vrenju je vedno več stabilnih pen, zaradi katerih tekočina zlahka vstopi v kondenzator s paro, kar povzroči izgubo tekočine. Nastajanje pene je povezano z medfazno napetostjo. Medfazna napetost nastane med paro, pregreto tekočino in suspendiranimi trdnimi snovmi, trdne snovi pa igrajo ključno vlogo pri nastajanju pene. Na splošno se površinsko aktivne snovi lahko uporabljajo za nadzor nastajanja pene, različne mehanske naprave pa se lahko uporabljajo tudi za odstranjevanje pene.
Jedkost
Nekatera kisla živila, kot sta zelenjavni in sadni sok, so nagnjena k koroziji uparjalnika med izhlapevanjem in koncentracijo. Pri živilih celo blaga korozija pogosto povzroči kontaminacijo, zaradi katere je izdelek nekvalificiran. Zato mora biti uparjalnik, ki se uporablja za kisla živila, izdelan iz materialov, odpornih proti koroziji in toplotno prevodnih materialov, strukturna zasnova pa mora biti enostavna za zamenjavo. Na primer, koncentracija raztopine citronske kisline lahko uporablja neprepustne grafitne grelne cevi ali kislinsko odporne emajlirane sendvič uparjalnike.
Hlapne sestavine Številna tekoča živila vsebujejo aromatične sestavine in sestavine okusa, ki so bolj hlapljive kot voda. Ko tekočina izhlapi, te komponente uidejo skupaj s paro, kar vpliva na kakovost koncentriranega proizvoda. Čeprav lahko koncentracija pri nizki temperaturi zmanjša izgubo sestavin okusa, je popolnejša metoda sprejeti ukrepe za obnovitev in jih nato dodati v izdelek po predelavi.
Zamrznitev koncentracije
Tekočina živilskih surovin (kot so sok, mlečni izdelki ali druge raztopine, ki vsebujejo veliko količino vode) se ohladi v okolju z nizko temperaturo. Ko temperatura pade pod ledišče, se bodo molekule vode v raztopini oborile v obliki ledenih kristalov. To je zato, ker voda doseže ravnotežje trdno-tekoče pri določeni temperaturi in tlaku. Pod to temperaturo bo odvečna prosta voda najprej zmrznila, medtem ko topljencev (kot so sladkorji, organske kisline, pigmenti, arome itd.) zaradi različne topnosti ni enostavno zmrzniti z vodo, ampak ostanejo v nezamrznjenem koncentratu.
Ločevanje ledenih kristalov
Nastale ledene kristale ločimo od koncentrata s centrifugiranjem, filtracijo ali drugimi fizikalnimi metodami. Ta proces ne vključuje izhlapevanja topljencev, zato lahko učinkovito prepreči razgradnjo toplotno občutljivih sestavin in izgubo arome. Koncentrat po izločitvi ledenih kristalov je produkt zamrznjene koncentracije, ki ima bistveno višjo koncentracijo topljenca kot originalna raztopina, hkrati pa v največji meri ohranja prvotno barvo, okus, hranilno vrednost in aromo živila.
Nadzor nad zmrzovalnimi pogoji
Med postopkom koncentracije zamrzovanja je treba natančno nadzorovati dejavnike, kot so hitrost zamrzovanja, temperatura zamrzovanja in čas, da se optimizira velikost, morfologija in ločevanje ledenih kristalov od koncentrata, da se zagotovi kakovost končnega izdelka. Tehnologija koncentracije z zamrzovanjem je še posebej primerna za toplotno občutljiva živila in pijače, kot so sveži sadni in zelenjavni sokovi, biološki proizvodi, farmacevtski izdelki in vrhunske začimbe. Lahko poveča naravno kakovost surovin in ima značilnosti varčevanja z energijo in visoko učinkovitost. Vendar ima ta metoda tudi določene omejitve. Na primer, postopka koncentracije ni mogoče učinkovito sterilizirati in lahko zahteva dodatno sterilizacijo. Poleg tega se lahko pri nekaterih raztopinah z visoko viskoznostjo ali ki vsebujejo posebne sestavine povečajo težave pri ločevanju ledenih kristalov iz koncentrata, kar povzroči zmanjšano učinkovitost koncentracije in povečane stroške.
Čas objave: 13. februarja 2025
