Koncentrácia potravín a nápojov
Koncentrácia potravín znamená odstránenie časti rozpúšťadla z tekutých potravín pre lepšiu výrobu, konzerváciu a prepravu. Dalo by sa kategorizovať na odparovanie a zmrazovanie koncentrácie.
Koncentrácia odparovania
Odparovanie funguje na základe prchavých rozdielov medzi rozpustenou látkou a rozpúšťadlom. Keď je prchavosť rozpustenej látky v roztoku malá a rozpúšťadlo má zjavnú prchavosť, rozpúšťadlo sa odparí zahrievaním, aby sa roztok skoncentroval. Potravinový roztok, ktorý sa má koncentrovať, sa umiestni do výparníka a zahrieva sa vonkajším zdrojom tepla. Keď teplota stúpa, rozpúšťadlo (voda) v roztoku sa premení na paru, pretože bod varu vody je relatívne nízky a ľahko sa odparuje.
Počas procesu odparovania výpary rozpúšťadla nepretržite unikajú, zatiaľ čo rozpustená látka (napríklad cukor, bielkoviny, minerály, vitamíny, pigmenty a iné neprchavé alebo ťažko prchavé zložky) zostáva v zostávajúcom roztoku v dôsledku vyššieho bodu varu a nižšej prchavosti. Pary odpareného rozpúšťadla sa potom zbierajú a ochladzujú cez chladič, aby sa premenili späť na kvapalnú formu. Tento proces môže získať späť časť energie a znížiť spotrebu energie. Skondenzovanú vodu je možné recyklovať alebo vypustiť.
Pôvodný roztok sa po odparení a kondenzácii koncentruje na menší objem ako zvyšujúca sa koncentrácia rozpustenej látky. Koncentrovaný potravinový roztok je možné použiť na následné spracovanie, ako je ďalšie sušenie, cukríky, džemy, džúsy alebo ako medziprodukt na výrobu potravín.
V praktickej priemyselnej výrobe sa často používa viacstupňový alebo viacúčinný systém odparovania a koncentrácie. Podľa potrieb špecifických výrobných procesov je potrebné presne merať koncentráciu potravín v reálnom čase, aby sa zabezpečila stabilná kvalita produktu a zlepšila sa účinnosť koncentrácie. KontaktovaťLonnmeter, online dodávateľ meračov koncentrácie, pre viaconline merač koncentrácieriešenia.
Hlavné vlastnosti odparovania a koncentrácie
Teplota a čas ohrevu by sa mali vážne zvážiť pri odparovaní potravín a nápojov. „Nízka teplota a krátky čas“ má hlavne zabezpečiť čo najväčšiu kvalitu potravín, kým „vysoká teplota a krátky čas“ má hlavne zlepšiť efektivitu výroby.
Nadmerné zahrievanie spôsobí degeneráciu, spálenie a spekanie bielkovín, cukrov a pektínu. Spracovávaný materiál, ktorý je v tesnom kontakte s teplovýmenným povrchom, je náchylný na tvorbu vodného kameňa pri najvyššej teplote v porovnaní s okolitou teplotou materiálu. Akonáhle sa vytvorí vodný kameň, vážne to ovplyvní účinnosť prenosu tepla a dokonca spôsobí bezpečnostné problémy. Pozitívnym opatrením na vyriešenie problému tvorby vodného kameňa je zvýšenie rýchlosti kvapaliny. Skúsenosti ukázali, že zvýšenie rýchlosti kvapaliny môže výrazne znížiť tvorbu vodného kameňa. Okrem toho je možné použiť elektromagnetické metódy proti usadzovaniu vodného kameňa a chemické metódy proti usadzovaniu vodného kameňa, aby sa zabránilo potenciálnemu usadzovaniu.
Viskozita
Mnohé potraviny obsahujú bohaté bielkoviny, cukor, pektín a ďalšie zložky s vysokou viskozitou. Počas procesu odparovania sa viskozita roztoku zvyšuje s koncentráciou, pretože klesá tekutosť, čo výrazne bráni vedeniu tepla. Preto sa na odparovanie viskóznych produktov všeobecne prijímajú opatrenia cirkulácie alebo miešania vynútené vonkajšou silou.
Penivosť
Potravinové materiály s väčším množstvom bielkovín majú väčšie povrchové napätie. Pri vyparovaní a vare sú stále stabilnejšie peny, ktoré ľahko spôsobujú, že kvapalina vstupuje s parou do kondenzátora, čím dochádza k jej strate. Tvorba peny súvisí s medzipovrchovým napätím. Medzi parou, prehriatou kvapalinou a suspendovanými pevnými látkami dochádza k medzipovrchovému napätiu a pevné látky zohrávajú kľúčovú úlohu pri tvorbe peny. Vo všeobecnosti možno na kontrolu tvorby peny použiť povrchovo aktívne látky a na odstránenie peny možno použiť aj rôzne mechanické zariadenia.
Korozívnosť
Niektoré kyslé potraviny, ako je zeleninová šťava a ovocná šťava, sú náchylné na koróziu výparníka počas odparovania a koncentrácie. Čo sa týka potravín, dokonca aj mierna korózia často spôsobuje kontamináciu, ktorá robí výrobok nekvalifikovaným. Preto musí byť výparník používaný pre kyslé potraviny vyrobený z materiálov odolných voči korózii a tepelne vodivých materiálov a konštrukčné riešenie by malo byť ľahko vymeniteľné. Napríklad na koncentráciu roztoku kyseliny citrónovej možno použiť nepriepustné grafitové vykurovacie rúrky alebo kyselinovzdorné smaltované sendvičové odparky.
Prchavé zložky Mnohé tekuté potraviny obsahujú aromatické a chuťové zložky, ktoré sú prchavejšie ako voda. Keď sa kvapalina odparí, tieto zložky uniknú spolu s parou, čo ovplyvní kvalitu koncentrovaného produktu. Hoci koncentrácia pri nízkej teplote môže znížiť stratu chuťových zložiek, dokonalejšou metódou je prijať opatrenia na obnovu a potom ich pridať do produktu po regenerácii.
Koncentrácia zmrazenia
Tekutá potravinová surovina (ako je džús, mliečne výrobky alebo iné roztoky obsahujúce veľké množstvo vody) sa ochladzuje v prostredí s nízkou teplotou. Keď teplota klesne pod bod mrazu, molekuly vody sa v roztoku vyzrážajú vo forme ľadových kryštálikov. Je to preto, že voda dosiahne rovnováhu tuhá látka-kvapalina pri určitej teplote a tlaku. Pod touto teplotou najskôr zamrzne prebytočná voľná voda, zatiaľ čo rozpustené látky (ako sú cukry, organické kyseliny, pigmenty, príchute atď.) nie je ľahké zmraziť s vodou kvôli rozdielnej rozpustnosti, ale zostávajú v nezmrazenom koncentráte.
Separácia ľadových kryštálov
Vzniknuté kryštály ľadu sa od koncentrátu oddelia odstredením, filtráciou alebo inými fyzikálnymi metódami. Tento proces nezahŕňa odparovanie rozpustených látok, takže môže účinne zabrániť degradácii zložiek citlivých na teplo a strate arómy. Koncentrát po oddelení ľadových kryštálikov je zmrazený koncentračný produkt, ktorý má výrazne vyššiu koncentráciu rozpustenej látky ako pôvodný roztok, pričom si v najväčšej miere zachováva pôvodnú farbu, chuť, nutričnú hodnotu a chuť jedla.
Kontrola podmienok mrazu
Počas procesu zmrazovania je potrebné presne kontrolovať faktory, ako je rýchlosť mrazenia, teplota mrazenia a čas, aby sa optimalizovala veľkosť, morfológia a separácia ľadových kryštálov od koncentrátu, aby sa zabezpečila kvalita konečného produktu. Technológia koncentrácie zmrazovania je vhodná najmä pre potraviny a nápoje citlivé na teplo, ako sú čerstvé ovocné a zeleninové šťavy, biologické produkty, liečivá a špičkové koreniny. Dokáže maximalizovať prirodzenú kvalitu surovín a má vlastnosti úspory energie a vysokej účinnosti. Táto metóda má však aj určité obmedzenia. Napríklad proces koncentrácie nemožno účinne sterilizovať a môže vyžadovať dodatočné sterilizačné ošetrenie. Okrem toho v prípade niektorých roztokov s vysokou viskozitou alebo obsahujúcich špeciálne prísady sa môže zvýšiť obtiažnosť oddeľovania kryštálov ľadu z koncentrátu, čo má za následok zníženú účinnosť koncentrácie a zvýšenie nákladov.
Čas odoslania: 13. február 2025
