Συγκέντρωση Τροφίμων & Ποτών
Συγκέντρωση τροφίμων σημαίνει αφαίρεση μέρους του διαλύτη από υγρά τρόφιμα για καλύτερη παραγωγή, συντήρηση και μεταφορά. Θα μπορούσε να κατηγοριοποιηθεί σε συγκέντρωση εξάτμισης και κατάψυξης.
Συγκέντρωση εξάτμισης
Η εξάτμιση λειτουργεί με βάση τις πτητικές διαφορές μεταξύ διαλυμένης ουσίας και διαλύτη. Όταν η πτητικότητα της διαλυμένης ουσίας στο διάλυμα είναι μικρή και ο διαλύτης έχει εμφανή πτητικότητα, ο διαλύτης εξατμίζεται με θέρμανση για να συμπυκνωθεί το διάλυμα. Το προς συμπύκνωση τροφικό διάλυμα τοποθετείται σε εξατμιστήρα και θερμαίνεται από εξωτερική πηγή θερμότητας. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο διαλύτης (νερό) στο διάλυμα θα μετατραπεί σε ατμό, επειδή το σημείο βρασμού του νερού είναι σχετικά χαμηλό και είναι εύκολο να εξατμιστεί.
Κατά τη διαδικασία εξάτμισης, ο ατμός του διαλύτη διαφεύγει συνεχώς, ενώ η διαλυμένη ουσία (όπως ζάχαρη, πρωτεΐνες, μέταλλα, βιταμίνες, χρωστικές και άλλα μη πτητικά ή δύσκολα πτητικά συστατικά) παραμένει στο υπόλοιπο διάλυμα λόγω του υψηλότερου σημείου βρασμού και της χαμηλότερης πτητικότητας. Ο εξατμισμένος ατμός του διαλύτη στη συνέχεια συλλέγεται και ψύχεται μέσω ενός συμπυκνωτή για να μετατραπεί ξανά σε υγρή μορφή. Αυτή η διαδικασία μπορεί να ανακτήσει κάποια ενέργεια και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας. Το συμπυκνωμένο νερό μπορεί να ανακυκλωθεί ή να απορριφθεί.
Το αρχικό διάλυμα συμπυκνώνεται σε μικρότερο όγκο μετά την εξάτμιση και τη συμπύκνωση ως η αυξανόμενη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας. Το συμπυκνωμένο διάλυμα τροφίμων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μεταγενέστερη επεξεργασία, όπως περαιτέρω ξήρανση, καραμέλες, μαρμελάδες, χυμούς ή ως ενδιάμεση πρώτη ύλη για την παραγωγή τροφίμων.
Το σύστημα εξάτμισης και συγκέντρωσης πολλαπλών σταδίων ή πολλαπλών αποτελεσμάτων χρησιμοποιούνται συχνά στην πρακτική βιομηχανική παραγωγή. Σύμφωνα με τις ανάγκες συγκεκριμένων διαδικασιών παραγωγής, η συγκέντρωση των τροφίμων πρέπει να μετράται με ακρίβεια σε πραγματικό χρόνο για να διασφαλιστεί η σταθερή ποιότητα του προϊόντος και να βελτιωθεί η αποτελεσματικότητα της συγκέντρωσης. ΕπαφήLonnmeter, ένας διαδικτυακός προμηθευτής μετρητών συγκέντρωσης, για περισσότεραδιαδικτυακός μετρητής συγκέντρωσηςλύσεις.
Κύρια χαρακτηριστικά εξάτμισης και συγκέντρωσης
Η θερμοκρασία και ο χρόνος θέρμανσης πρέπει να λαμβάνονται σοβαρά υπόψη στην εξάτμιση τροφίμων και ποτών. Η «χαμηλή θερμοκρασία και σύντομος χρόνος» είναι κυρίως για τη διασφάλιση της ποιότητας των τροφίμων όσο το δυνατόν περισσότερο, ενώ η «υψηλή θερμοκρασία και σύντομος χρόνος» είναι κυρίως για τη βελτίωση της αποδοτικότητας της παραγωγής.
Η υπερβολική θέρμανση θα προκαλέσει εκφυλισμό, απανθρακοποίηση και σχηματισμό συσσωματώματος πρωτεϊνών, σακχάρων και πηκτίνης. Το επεξεργασμένο υλικό που έρχεται σε στενή επαφή με την επιφάνεια μεταφοράς θερμότητας είναι επιρρεπές σε κλίμακα για την υψηλότερη θερμοκρασία, σε σύγκριση με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος του υλικού. Μόλις σχηματιστεί κλίμακα, θα επηρεάσει σοβαρά την απόδοση μεταφοράς θερμότητας και ακόμη και θα προκαλέσει προβλήματα ασφάλειας. Το θετικό μέτρο για την επίλυση του προβλήματος της κλιμάκωσης είναι η αύξηση της ταχύτητας του υγρού. Η εμπειρία έχει δείξει ότι η αύξηση της ταχύτητας του υγρού μπορεί να μειώσει σημαντικά τον σχηματισμό αλάτων. Επιπλέον, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι κατά της απολέπισης και χημικές μέθοδοι κατά της απολέπισης για την πρόληψη πιθανής απολέπισης.
Ιξώδες
Πολλά τρόφιμα περιέχουν πλούσιες πρωτεΐνες, ζάχαρη, πηκτίνη και άλλα συστατικά με υψηλό ιξώδες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εξάτμισης, το ιξώδες του διαλύματος αυξάνεται με τη συγκέντρωση καθώς μειώνεται η ρευστότητα, γεγονός που εμποδίζει σημαντικά την αγωγιμότητα της θερμότητας. Ως εκ τούτου, για την εξάτμιση των παχύρρευστων προϊόντων, υιοθετούνται γενικά μέτρα κυκλοφορίας ή ανάδευσης που εξαναγκάζονται από εξωτερική δύναμη.
Αφριστικότητα
Τα τρόφιμα με περισσότερη πρωτεΐνη έχουν μεγαλύτερη επιφανειακή τάση. Κατά την εξάτμιση και το βρασμό, υπάρχουν ολοένα και περισσότεροι σταθεροί αφροί, οι οποίοι κάνουν εύκολα το υγρό να εισέλθει στον συμπυκνωτή μαζί με τον ατμό, προκαλώντας απώλεια του υγρού. Ο σχηματισμός αφρού σχετίζεται με τη διεπιφανειακή τάση. Η διεπιφανειακή τάση εμφανίζεται μεταξύ ατμού, υπέρθερμου υγρού και αιωρούμενων στερεών και τα στερεά παίζουν βασικό ρόλο στο σχηματισμό αφρού. Γενικά, τα επιφανειοδραστικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο του σχηματισμού αφρού και διάφορες μηχανικές συσκευές μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την εξάλειψη του αφρού.
Διαβρωτικότητα
Ορισμένα όξινα τρόφιμα, όπως ο χυμός λαχανικών και ο χυμός φρούτων, είναι επιρρεπείς στη διάβρωση του εξατμιστή κατά την εξάτμιση και τη συμπύκνωση. Για τα τρόφιμα, ακόμη και η ήπια διάβρωση προκαλεί συχνά μόλυνση που καθιστά το προϊόν ακατάλληλο. Επομένως, ο εξατμιστής που χρησιμοποιείται για όξινα τρόφιμα πρέπει να είναι κατασκευασμένος από ανθεκτικά στη διάβρωση και θερμικά αγώγιμα υλικά και η δομική σχεδίαση θα πρέπει να αντικαθίσταται εύκολα. Για παράδειγμα, η συγκέντρωση διαλύματος κιτρικού οξέος μπορεί να χρησιμοποιήσει αδιαπέρατους σωλήνες θέρμανσης γραφίτη ή ανθεκτικούς στα οξέα σμάλτο εξατμιστήρες σάντουιτς.
Πτητικά συστατικά Πολλά υγρά τρόφιμα περιέχουν αρωματικά και γευστικά συστατικά, τα οποία είναι πιο πτητικά από το νερό. Όταν το υγρό εξατμιστεί, αυτά τα συστατικά θα διαφύγουν μαζί με τον ατμό, επηρεάζοντας την ποιότητα του συμπυκνωμένου προϊόντος. Αν και η συγκέντρωση σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να μειώσει την απώλεια γευστικών συστατικών, μια πιο τέλεια μέθοδος είναι να λάβετε μέτρα ανάκτησης και στη συνέχεια να τα προσθέσετε στο προϊόν μετά την ανάκτηση.
Συγκέντρωση κατάψυξης
Το υγρό της πρώτης ύλης τροφίμων (όπως χυμός, γαλακτοκομικά προϊόντα ή άλλα διαλύματα που περιέχουν μεγάλη ποσότητα νερού) ψύχεται σε περιβάλλον χαμηλής θερμοκρασίας. Όταν η θερμοκρασία πέσει κάτω από το σημείο πήξης, τα μόρια του νερού στο διάλυμα θα καθιζάνουν με τη μορφή κρυστάλλων πάγου. Αυτό συμβαίνει γιατί το νερό φτάνει σε ισορροπία στερεού-υγρού σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και πίεση. Κάτω από αυτή τη θερμοκρασία, η περίσσεια ελεύθερου νερού θα παγώσει πρώτα, ενώ οι διαλυμένες ουσίες (όπως σάκχαρα, οργανικά οξέα, χρωστικές ουσίες, αρώματα κ.λπ.) δεν είναι εύκολο να παγώσουν με νερό λόγω διαφορετικής διαλυτότητας, αλλά παραμένουν στο μη παγωμένο συμπύκνωμα.
Διαχωρισμός κρυστάλλων πάγου
Οι σχηματιζόμενοι παγοκρύσταλλοι διαχωρίζονται από το συμπύκνωμα με φυγοκέντρηση, διήθηση ή άλλες φυσικές μεθόδους. Αυτή η διαδικασία δεν περιλαμβάνει την εξάτμιση των διαλυμένων ουσιών, επομένως μπορεί να αποτρέψει αποτελεσματικά την υποβάθμιση των ευαίσθητων στη θερμότητα συστατικών και την απώλεια αρώματος. Το συμπύκνωμα μετά τον διαχωρισμό των κρυστάλλων πάγου είναι το κατεψυγμένο προϊόν συγκέντρωσης, το οποίο έχει σημαντικά υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένης ουσίας από το αρχικό διάλυμα, ενώ διατηρεί το αρχικό χρώμα, τη γεύση, τη θρεπτική αξία και τη γεύση του τροφίμου στο μέγιστο βαθμό.
Έλεγχος των συνθηκών κατάψυξης
Κατά τη διαδικασία συμπύκνωσης κατάψυξης, παράγοντες όπως ο ρυθμός κατάψυξης, η θερμοκρασία και ο χρόνος κατάψυξης πρέπει να ελέγχονται επακριβώς για να βελτιστοποιηθεί το μέγεθος, η μορφολογία και ο διαχωρισμός του παγοκρυστάλλου από το συμπύκνωμα για να διασφαλιστεί η ποιότητα του τελικού προϊόντος. Η τεχνολογία συγκέντρωσης κατάψυξης είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για ευαίσθητα στη θερμότητα τρόφιμα και ποτά, όπως φρέσκους χυμούς φρούτων και λαχανικών, βιολογικά προϊόντα, φαρμακευτικά προϊόντα και καρυκεύματα υψηλής ποιότητας. Μπορεί να μεγιστοποιήσει τη φυσική ποιότητα των πρώτων υλών και έχει τα χαρακτηριστικά της εξοικονόμησης ενέργειας και της υψηλής απόδοσης. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς. Για παράδειγμα, η διαδικασία συμπύκνωσης δεν μπορεί να αποστειρωθεί αποτελεσματικά και μπορεί να απαιτεί πρόσθετη επεξεργασία αποστείρωσης. Επιπλέον, για ορισμένα διαλύματα με υψηλό ιξώδες ή που περιέχουν ειδικά συστατικά, η δυσκολία διαχωρισμού των κρυστάλλων πάγου από το συμπύκνωμα μπορεί να αυξηθεί, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση συγκέντρωσης και αυξημένο κόστος.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-13-2025
