Koncentracija hrane in pijače
Koncentriranje živil pomeni odstranitev dela topila iz tekoče hrane za boljšo proizvodnjo, konzerviranje in transport. Lahko bi ga razdelili na izhlapevanje in koncentriranje z zamrzovanjem.
Koncentracija izhlapevanja
Izhlapevanje deluje na podlagi razlik v hlapnosti med topljencem in topilom. Ko je hlapnost topljenca v raztopini majhna in ima topilo očitno hlapnost, se topilo upari s segrevanjem, da se raztopina koncentrira. Raztopina hrane, ki jo je treba koncentrirati, se da v uparjalnik in segreva z zunanjim virom toplote. Ko se temperatura dvigne, se topilo (voda) v raztopini pretvori v paro, ker je vrelišče vode relativno nizko in zlahka upari.
Med postopkom izhlapevanja hlapi topila nenehno uhajajo, medtem ko topljenec (kot so sladkor, beljakovine, minerali, vitamini, pigmenti in druge nehlapne ali težko hlapne sestavine) ostane v preostali raztopini zaradi višjega vrelišča in manjše hlapnosti. Izhlapeni hlapi topila se nato zberejo in ohladijo s kondenzatorjem, da se pretvorijo nazaj v tekočo obliko. Ta postopek lahko rekuperira nekaj energije in zmanjša porabo energije. Kondenzirano vodo je mogoče reciklirati ali odvreči.
Prvotna raztopina se po izhlapevanju in kondenzaciji koncentrira v manjši volumen, saj se koncentracija topljenca povečuje. Koncentrirana živilska raztopina se lahko uporabi za nadaljnjo predelavo, kot je nadaljnje sušenje, bonboni, marmelade, sokovi ali kot vmesna surovina za proizvodnjo hrane.
V praktični industrijski proizvodnji se pogosto uporabljajo večstopenjski ali večefektivni sistemi za izhlapevanje in koncentriranje. Glede na potrebe posameznih proizvodnih procesov je treba koncentracijo živil natančno meriti v realnem času, da se zagotovi stabilna kakovost izdelka in izboljša učinkovitost koncentracije. KontaktDolni meter, spletni dobavitelj merilnikov koncentracije, za več informacijspletni 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 namenjen predvsem zagotavljanju čim večje kakovosti hrane, medtem ko je "visoka temperatura in kratek čas" namenjen predvsem izboljšanju učinkovitosti proizvodnje.
Prekomerno segrevanje bo povzročilo degeneracijo, zoženje in sprijemanje beljakovin, sladkorjev in pektina. Obdelan material, ki je v tesnem stiku s površino za prenos toplote, je nagnjen k nabiranju vodnega kamna pri najvišjih temperaturah v primerjavi z okoliško temperaturo materiala. Ko se vodni kamen nabere, bo to resno vplivalo na učinkovitost prenosa toplote in celo povzročilo varnostne težave. Pozitiven ukrep za rešitev problema nabiranja vodnega kamna je povečanje hitrosti tekočine. Izkušnje so pokazale, da lahko povečanje hitrosti tekočine znatno zmanjša nabiranje vodnega kamna. Poleg tega je mogoče za preprečevanje morebitnega nabiranja vodnega kamna uporabiti elektromagnetne in kemične metode proti vodnemu kamnu.
Viskoznost
Številna živila so bogata z beljakovinami, sladkorjem, pektinom in drugimi sestavinami z visoko viskoznostjo. Med procesom izhlapevanja se viskoznost raztopine povečuje s koncentracijo, saj se fluidnost zmanjšuje, kar znatno ovira prevajanje toplote. Zato se za izhlapevanje viskoznih izdelkov običajno uporablja kroženje ali mešanje, ki ga povzroča zunanja sila.
Penljivost
Živila z več beljakovinami imajo večjo površinsko napetost. Pri izhlapevanju in vrenju nastane več stabilnih pen, zaradi česar tekočina zlahka vstopi v kondenzator skupaj s paro, kar povzroči njeno izgubo. Nastanek pene je povezan z medfazno napetostjo. Medfazna napetost nastane med paro, pregreto tekočino in suspendiranimi trdnimi snovmi, trdne snovi pa igrajo ključno vlogo pri nastanku pene. Na splošno se za nadzor nastajanja pene lahko uporabljajo površinsko aktivne snovi, za odstranjevanje pene pa se lahko uporabijo tudi različne mehanske naprave.
Korozivnost
Nekatera kisla živila, kot so zelenjavni in sadni sokovi, so med izhlapevanjem in koncentriranjem nagnjena k koroziji uparjalnika. Pri živilih že blaga korozija pogosto povzroči kontaminacijo, zaradi česar izdelek ni primeren. Zato mora biti uparjalnik, ki se uporablja za kisla živila, izdelan iz korozijsko odpornih in toplotno prevodnih materialov, njegova konstrukcija pa mora biti enostavna za zamenjavo. Na primer, za koncentriranje raztopine citronske kisline se lahko uporabijo neprepustne grafitne grelne cevi ali kislinsko odporni emajlirani sendvič uparjalniki.
Hlapne sestavine Številna tekoča živila vsebujejo aromatične in aromatične sestavine, ki so bolj hlapne kot voda. Ko tekočina izhlapi, te sestavine uhajajo skupaj s paro, kar vpliva na kakovost koncentriranega izdelka. Čeprav lahko koncentriranje pri nizki temperaturi zmanjša izgubo aromatičnih sestavin, je boljša metoda, da se sprejmejo ukrepi za predelavo in se jih po predelavi doda v izdelek.
Koncentracija zamrzovanja
Tekoče živilske surovine (kot so sokovi, mlečni izdelki ali druge raztopine, ki vsebujejo veliko vode) se ohladijo v okolju z nizko temperaturo. Ko temperatura pade pod ledišče, se molekule vode v raztopini oborijo v obliki ledenih kristalov. To je zato, ker voda pri določeni temperaturi in tlaku doseže ravnovesje med trdno in tekočo snovjo. Pod to temperaturo se najprej zamrzne odvečna prosta voda, medtem ko topljenci (kot so sladkorji, organske kisline, pigmenti, arome itd.) zaradi različne topnosti v vodi ne morejo zlahka zamrzniti, temveč ostanejo v nezamrznjenem koncentratu.
Ločevanje ledenih kristalov
Nastali ledeni kristali se od koncentrata ločijo s centrifugiranjem, filtracijo ali drugimi fizikalnimi metodami. Ta postopek ne vključuje izhlapevanja topljencev, zato lahko učinkovito prepreči razgradnjo toplotno občutljivih sestavin in izgubo arome. Koncentrat po ločitvi ledenih kristalov je zamrznjen koncentriran produkt, ki ima bistveno višjo koncentracijo topljenca kot prvotna raztopina, hkrati pa v največji meri ohrani prvotno barvo, okus, hranilno vrednost in aromo živila.
Nadzor zmrzovalnih pogojev
Med postopkom koncentriranja z zamrzovanjem je treba natančno nadzorovati dejavnike, kot so hitrost zamrzovanja, temperatura in čas zamrzovanja, da se optimizira velikost, morfologija in ločevanje ledenih kristalov od koncentrata ter zagotovi kakovost končnega izdelka. Tehnologija koncentriranja z zamrzovanjem je še posebej primerna za toplotno občutljiva živila in pijače, kot so sveži sadni in zelenjavni sokovi, biološki proizvodi, farmacevtski izdelki in visokokakovostne začimbe. Lahko poveča naravno kakovost surovin in ima značilnosti varčevanja z energijo in visoke učinkovitosti. Vendar pa ima ta metoda tudi določene omejitve. Na primer, postopka koncentriranja ni mogoče učinkovito sterilizirati in lahko zahteva dodatno sterilizacijo. Poleg tega se lahko pri nekaterih raztopinah z visoko viskoznostjo ali s posebnimi sestavinami poveča težavnost ločevanja ledenih kristalov od koncentrata, kar povzroči zmanjšano učinkovitost koncentriranja in povečane stroške.
Čas objave: 13. februar 2025
