Концентрација хране и пића
Концентровање хране значи уклањање дела растварача из течне хране ради боље производње, очувања и транспорта. Може се поделити на испаравање и концентрацију замрзавањем.
Концентрација испаравања
Испаравање функционише на основу разлика у испарљивости између растворене супстанце и растварача. Када је испарљивост растворене супстанце у раствору мала и растварач има очигледну испарљивост, растварач се испарава загревањем да би се раствор концентровао. Раствор хране који се концентрише се ставља у испаривач и загрева спољним извором топлоте. Како температура расте, растварач (вода) у раствору ће се претворити у пару, јер је тачка кључања воде релативно ниска и лако испарава.
Током процеса испаравања, пара растварача континуирано излази, док растворена супстанца (као што су шећер, протеини, минерали, витамини, пигменти и друге неиспарљиве или тешко испарљиве компоненте) остаје у преосталом раствору због своје више тачке кључања и мање испарљивости. Испарена пара растварача се затим сакупља и хлади помоћу кондензатора да би се вратила у течни облик. Овим процесом се може рекуперити део енергије и смањити потрошња енергије. Кондензована вода се може рециклирати или испустити.
Оригинални раствор се концентрише у мању запремину након испаравања и кондензације како се повећава концентрација растворене супстанце. Концентровани раствор хране може се користити за накнадну прераду, као што је даље сушење, бомбоне, џемови, сокови или као међусировина за производњу хране.
Вишестепени или вишеефективни системи испаравања и концентрације се често користе у практичној индустријској производњи. У складу са потребама специфичних производних процеса, концентрација хране мора се прецизно мерити у реалном времену како би се осигурао стабилан квалитет производа и побољшала ефикасност концентрације. КонтактЛонметар, добављач онлајн мерача концентрације, за више информацијаонлајн мерач концентрацијерешења.
Главне карактеристике испаравања и концентрације
Температура и време загревања требају се озбиљно узети у обзир приликом испаравања хране и пића. „Ниска температура и кратко време“ су углавном да би се осигурао што бољи квалитет хране, док су „висока температура и кратко време“ углавном да би се побољшала ефикасност производње.
Прекомерно загревање ће изазвати дегенерацију, наслаге и згрушавање протеина, шећера и пектина. Обрађени материјал који је у блиском контакту са површином за пренос топлоте склон је стварању каменца на највишим температурама у поређењу са околном температуром материјала. Када се каменца формира, то ће озбиљно утицати на ефикасност преноса топлоте, па чак и изазвати безбедносне проблеме. Позитивна мера за решавање проблема наслаге је повећање брзине течности. Искуство је показало да повећање брзине течности може значајно смањити стварање каменца. Поред тога, могу се предузети електромагнетне и хемијске методе против наслаге како би се спречило потенцијално наслаге.
Вискозност
Многе намирнице садрже много протеина, шећера, пектина и других састојака са високим вискозитетом. Током процеса испаравања, вискозност раствора се повећава са концентрацијом како се флуидност смањује, што значајно отежава проводљивост топлоте. Стога се за испаравање вискозних производа генерално користе мере циркулације или мешања принуђене спољашњом силом.
Пенушавост
Прехрамбени материјали са више протеина имају већи површински напон. Приликом испаравања и кључања, ствара се све више и више стабилних пена, што лако доводи до тога да течност уђе у кондензатор са паром, што доводи до њеног губитка. Формирање пене је повезано са међуповршинским напоном. Међуповршински напон се јавља између паре, прегрејане течности и суспендованих чврстих материја, а чврсте материје играју кључну улогу у формирању пене. Генерално, сурфактанти се могу користити за контролу формирања пене, а различити механички уређаји се такође могу користити за уклањање пене.
Корозивност
Неке киселе намирнице, попут сокова од поврћа и воћног сока, склоне су корозији испаривача током испаравања и концентровања. Код хране, чак и блага корозија често изазива контаминацију која чини производ неквалификованим. Стога, испаривач који се користи за киселу храну мора бити направљен од материјала отпорних на корозију и топлотну проводљивост, а структурни дизајн треба да буде лако заменљив. На пример, за концентрацију раствора лимунске киселине могу се користити непропусне графитне грејне цеви или киселински отпорни емајлирани сендвич испаривачи.
Испарљиве компоненте Многе течне намирнице садрже ароматичне и укусне компоненте, које су испарљивије од воде. Када течност испари, ове компоненте ће изаћи заједно са паром, што утиче на квалитет концентрованог производа. Иако концентрација на ниској температури може смањити губитак укусних компоненти, савршенији метод је предузимање мера за опоравак, а затим њихово додавање у производ након опоравка.
Концентрација замрзавања
Течност као сировина за храну (као што су сок, млечни производи или други раствори који садрже велику количину воде) хлади се у окружењу са ниском температуром. Када температура падне испод тачке смрзавања, молекули воде у раствору ће се таложити у облику кристала леда. То је зато што вода достиже равнотежу чврсто-течног стања на одређеној температури и притиску. Испод ове температуре, вишак слободне воде ће се прво смрзнути, док се растворене материје (као што су шећери, органске киселине, пигменти, ароме итд.) не замрзавају лако са водом због различите растворљивости, већ остају у незамрзнутом концентрату.
Одвајање кристала леда
Формирани кристали леда се одвајају од концентрата центрифугирањем, филтрацијом или другим физичким методама. Овај процес не укључује испаравање растворених материја, тако да може ефикасно спречити разградњу састојака осетљивих на топлоту и губитак ароме. Концентрат након одвајања кристала леда је замрзнути концентровани производ, који има знатно већу концентрацију растворених материја од оригиналног раствора, уз највећу задржавање оригиналне боје, укуса, нутритивне вредности и ароме хране.
Контролисање услова смрзавања
Током процеса концентрације замрзавањем, фактори као што су брзина замрзавања, температура и време замрзавања морају бити прецизно контролисани како би се оптимизовала величина кристала леда, морфологија и одвајање од концентрата и осигурао квалитет финалног производа. Технологија концентрације замрзавањем је посебно погодна за храну и пића осетљива на топлоту, као што су свежи сокови од воћа и поврћа, биолошки производи, фармацеутски производи и висококвалитетни зачини. Може максимизирати природни квалитет сировина и има карактеристике уштеде енергије и високе ефикасности. Међутим, ова метода такође има одређена ограничења. На пример, процес концентрације се не може ефикасно стерилисати и може захтевати додатни третман стерилизације. Поред тога, за неке растворе са високим вискозитетом или који садрже посебне састојке, тешкоћа одвајања кристала леда од концентрата може се повећати, што резултира смањеном ефикасношћу концентрације и повећаним трошковима.
Време објаве: 13. фебруар 2025.
