Koncentracija hrane i pića
Koncentracija hrane znači uklanjanje dijela rastvarača iz tečne hrane radi bolje proizvodnje, očuvanja i transporta. Može se podijeliti na isparavanje i koncentraciju smrzavanjem.
Koncentracija isparavanja
Isparavanje funkcioniše na osnovu razlika u isparljivosti između rastvorene supstance i rastvarača. Kada je isparljivost rastvorene supstance u rastvoru mala, a rastvarač ima očiglednu isparljivost, rastvarač se isparava zagrijavanjem da bi se rastvor koncentrisao. Rastvor hrane koji se koncentriše se stavlja u isparivač i zagrijava vanjskim izvorom toplote. Kako temperatura raste, rastvarač (voda) u rastvoru će se pretvoriti u paru, jer je tačka ključanja vode relativno niska i lako isparava.
Tokom procesa isparavanja, para rastvarača kontinuirano izlazi, dok rastvorena materija (kao što su šećer, proteini, minerali, vitamini, pigmenti i druge nehlapljive ili teško hlapljive komponente) ostaje u preostalom rastvoru zbog svoje više tačke ključanja i niže isparljivosti. Isparena para rastvarača se zatim sakuplja i hladi pomoću kondenzatora kako bi se vratila u tečni oblik. Ovaj proces može povratiti dio energije i smanjiti potrošnju energije. Kondenzovana voda se može reciklirati ili ispustiti.
Izvorni rastvor se koncentriše u manju zapreminu nakon isparavanja i kondenzacije kako se povećava koncentracija rastvorene supstance. Koncentrovani rastvor hrane može se koristiti za kasniju obradu, kao što je dalje sušenje, slatkiši, džemovi, sokovi ili kao međusirovina za proizvodnju hrane.
Višestepeni ili višeefektivni sistemi isparavanja i koncentracije često se koriste u praktičnoj industrijskoj proizvodnji. U skladu sa potrebama specifičnih proizvodnih procesa, koncentracija hrane mora se precizno mjeriti u realnom vremenu kako bi se osigurala stabilna kvaliteta proizvoda i poboljšala efikasnost koncentracije. KontaktLonmetar, online dobavljač mjerača koncentracije, za više informacijaonline mjerač koncentracijerješenja.
Glavne karakteristike isparavanja i koncentracije
Temperaturu i vrijeme zagrijavanja treba ozbiljno razmotriti prilikom isparavanja hrane i pića. "Niska temperatura i kratko vrijeme" prvenstveno služe za osiguranje što većeg kvaliteta hrane, dok "visoka temperatura i kratko vrijeme" uglavnom služe za poboljšanje efikasnosti proizvodnje.
Prekomjerno zagrijavanje uzrokovat će degeneraciju, naslage i sljepljivanje proteina, šećera i pektina. Obrađeni materijal koji je u bliskom kontaktu s površinom za prijenos topline sklon je stvaranju kamenca na najvišim temperaturama u usporedbi s okolnom temperaturom materijala. Nakon što se kamenac stvori, on će ozbiljno utjecati na učinkovitost prijenosa topline, pa čak i uzrokovati sigurnosne probleme. Pozitivna mjera za rješavanje problema stvaranja kamenca je povećanje brzine tekućine. Iskustvo je pokazalo da povećanje brzine tekućine može značajno smanjiti stvaranje kamenca. Osim toga, mogu se poduzeti elektromagnetske i kemijske metode protiv stvaranja kamenca kako bi se spriječilo potencijalno stvaranje kamenca.
Viskoznost
Mnoge namirnice sadrže bogate proteine, šećer, pektin i druge sastojke visoke viskoznosti. Tokom procesa isparavanja, viskoznost rastvora se povećava s koncentracijom kako se fluidnost smanjuje, što značajno otežava provođenje toplote. Stoga se za isparavanje viskoznih proizvoda obično primjenjuju mjere cirkulacije ili miješanja prisilno djelovanjem vanjske sile.
Pjenušavost
Prehrambeni materijali s više proteina imaju veću površinsku napetost. Prilikom isparavanja i ključanja, stvara se sve više i više stabilnih pjena, što lako uzrokuje da tekućina uđe u kondenzator s parom, uzrokujući gubitak tekućine. Stvaranje pjene povezano je s međupovršinskom napetošću. Međupovršinska napetost nastaje između pare, pregrijane tekućine i suspendiranih čvrstih tvari, a čvrste tvari igraju ključnu ulogu u stvaranju pjene. Općenito, surfaktanti se mogu koristiti za kontrolu stvaranja pjene, a razni mehanički uređaji mogu se koristiti i za uklanjanje pjene.
Korozivnost
Neke kisele namirnice, poput sokova od povrća i voćnih sokova, sklone su koroziji isparivača tokom isparavanja i koncentracije. Kod hrane, čak i blaga korozija često uzrokuje kontaminaciju koja proizvod čini nekvalitetnim. Stoga, isparivač koji se koristi za kiselu hranu mora biti napravljen od materijala otpornih na koroziju i toplotnu provodljivost, a strukturni dizajn treba biti jednostavan za zamjenu. Na primjer, za koncentraciju rastvora limunske kiseline mogu se koristiti nepropusne grafitne cijevi za grijanje ili kiselootporni emajlirani sendvič isparivači.
Isparljive komponente Mnoge tekuće namirnice sadrže aromatične i okusne komponente, koje su isparljivije od vode. Kada tekućina ispari, ove komponente će izaći zajedno s parom, što će utjecati na kvalitetu koncentriranog proizvoda. Iako koncentracija na niskim temperaturama može smanjiti gubitak okusnih komponenti, savršenija metoda je poduzeti mjere oporavka, a zatim ih dodati u proizvod nakon oporavka.
Koncentracija zamrzavanja
Tekući prehrambeni sirovinski materijal (kao što su sok, mliječni proizvodi ili drugi rastvori koji sadrže veliku količinu vode) hladi se u okruženju niske temperature. Kada temperatura padne ispod tačke smrzavanja, molekule vode u rastvoru će se taložiti u obliku kristala leda. To je zato što voda dostiže ravnotežu čvrsto-tekućine na određenoj temperaturi i pritisku. Ispod ove temperature, višak slobodne vode će se prvo smrznuti, dok se rastvorene materije (kao što su šećeri, organske kiseline, pigmenti, arome itd.) ne zamrzavaju lako s vodom zbog različite rastvorljivosti, već ostaju u nesmrznutom koncentratu.
Odvajanje kristala leda
Formirani kristali leda se odvajaju od koncentrata centrifugiranjem, filtracijom ili drugim fizičkim metodama. Ovaj proces ne uključuje isparavanje rastvorenih materija, tako da može efikasno spriječiti degradaciju sastojaka osjetljivih na toplotu i gubitak arome. Koncentrat nakon odvajanja kristala leda je smrznuti koncentrirani proizvod, koji ima znatno veću koncentraciju rastvorenih materija od originalnog rastvora, a istovremeno u najvećoj mjeri zadržava originalnu boju, ukus, nutritivnu vrijednost i aromu hrane.
Kontrola uslova smrzavanja
Tokom procesa koncentracije smrzavanjem, faktori poput brzine smrzavanja, temperature i vremena smrzavanja moraju se precizno kontrolisati kako bi se optimizirala veličina kristala leda, morfologija i odvajanje od koncentrata te osigurao kvalitet konačnog proizvoda. Tehnologija koncentracije smrzavanjem je posebno pogodna za hranu i pića osjetljiva na toplinu, kao što su svježi sokovi od voća i povrća, biološki proizvodi, farmaceutski proizvodi i vrhunski začini. Može maksimizirati prirodni kvalitet sirovina i ima karakteristike uštede energije i visoke efikasnosti. Međutim, ova metoda ima i određena ograničenja. Na primjer, proces koncentracije se ne može efikasno sterilizirati i može zahtijevati dodatni tretman sterilizacije. Osim toga, za neke rastvore s visokom viskoznošću ili one koji sadrže posebne sastojke, poteškoća odvajanja kristala leda od koncentrata može se povećati, što rezultira smanjenom efikasnošću koncentracije i povećanim troškovima.
Vrijeme objave: 13. februar 2025.
