Maisto ir gėrimų koncentracija
Maisto koncentravimas reiškia dalies tirpiklio pašalinimą iš skysto maisto, siekiant geresnio gamybos, konservavimo ir transportavimo. Jį galima suskirstyti į garinimo ir užšaldymo koncentravimo rūšis.
Garavimo koncentracija
Garinimas pagrįstas ištirpusios medžiagos ir tirpiklio lakiųjų savybių skirtumais. Kai tirpale esančios medžiagos lakumas yra mažas, o tirpiklio lakumas akivaizdus, tirpiklis išgarinamas kaitinant, kad tirpalas sukoncentruotųsi. Koncentruojamas maisto tirpalas dedamas į garintuvą ir kaitinamas išoriniu šilumos šaltiniu. Kylant temperatūrai, tirpiklis (vanduo) tirpale virs garais, nes vandens virimo temperatūra yra santykinai žema ir jis lengvai garuoja.
Garinimo proceso metu tirpiklio garai nuolat išsiskiria, o ištirpusios medžiagos (pvz., cukrus, baltymai, mineralai, vitaminai, pigmentai ir kiti nelakūs arba sunkiai lakūs komponentai) lieka likusiame tirpale dėl aukštesnės virimo temperatūros ir mažesnio lakumo. Išgaravusių tirpiklio garų vanduo surenkamas ir aušinamas kondensatoriumi, kad vėl paverstų jį skystu. Šis procesas gali atgauti dalį energijos ir sumažinti energijos suvartojimą. Susikondensavusį vandenį galima perdirbti arba išpilti.
Pradinis tirpalas po išgarinimo ir kondensacijos sukoncentruojamas į mažesnius tūrius, didėjant ištirpusios medžiagos koncentracijai. Koncentruotas maisto tirpalas gali būti naudojamas tolesniam apdorojimui, pavyzdžiui, tolesniam džiovinimui, saldainiams, uogienėms, sultims arba kaip tarpinė žaliava maisto gamybai.
Praktinėje pramoninėje gamyboje dažnai naudojamos daugiapakopės arba daugiapakopės garinimo ir koncentravimo sistemos. Atsižvelgiant į konkrečių gamybos procesų poreikius, maisto produktų koncentraciją reikia tiksliai išmatuoti realiuoju laiku, kad būtų užtikrinta stabili produkto kokybė ir pagerintas koncentravimo efektyvumas. KontaktasLonmetras, internetinis koncentracijos matuoklių tiekėjas, norėdami sužinoti daugiauinternetinis koncentracijos matuoklissprendimai.
Pagrindinės garavimo ir koncentracijos savybės
Garinant maistą ir gėrimus, reikia rimtai atsižvelgti į kaitinimo temperatūrą ir laiką. „Žema temperatūra ir trumpas laikas“ daugiausia skirti kuo geresnei maisto kokybei užtikrinti, o „aukšta temperatūra ir trumpas laikas“ – gamybos efektyvumui gerinti.
Per didelis kaitinimas sukels baltymų, cukrų ir pektino degeneraciją, apdegimą ir sukepimą. Apdorota medžiaga, glaudžiai besiliečianti su šilumos perdavimo paviršiumi, yra linkusi į nuosėdų susidarymą esant aukščiausiai temperatūrai, palyginti su aplinkos temperatūra. Susidariusios nuosėdos rimtai paveiks šilumos perdavimo efektyvumą ir netgi sukels saugos problemų. Teigiama priemonė nuosėdų susidarymo problemai išspręsti – padidinti skysčio greitį. Patirtis rodo, kad padidinus skysčio greitį galima žymiai sumažinti nuosėdų susidarymą. Be to, siekiant išvengti galimo nuosėdų susidarymo, galima imtis elektromagnetinių ir cheminių nuosėdų susidarymo prevencijos metodų.
Klampumas
Daugelyje maisto produktų gausu baltymų, cukraus, pektino ir kitų didelio klampumo ingredientų. Garinimo proceso metu tirpalo klampumas didėja didėjant koncentracijai ir mažėjant takumui, o tai labai sutrikdo šilumos laidumą. Todėl klampiems produktams garinti paprastai naudojama išorinė jėga, skatinama cirkuliacija arba maišymas.
Putojimo gebėjimas
Maisto medžiagos, kuriose yra daugiau baltymų, turi didesnį paviršiaus įtempimą. Garuojant ir verdant susidaro vis daugiau ir daugiau stabilių putų, todėl skystis lengvai patenka į kondensatorių kartu su garais ir praranda skystį. Putų susidarymas susijęs su tarpfaziniu įtempimu. Tarpfazinis įtempimas atsiranda tarp garų, perkaitinto skysčio ir suspenduotų kietųjų dalelių, o kietosios dalelės atlieka pagrindinį vaidmenį putų susidaryme. Paprastai paviršinio aktyvumo medžiagos gali būti naudojamos putų susidarymui kontroliuoti, o putoms pašalinti taip pat gali būti naudojami įvairūs mechaniniai įtaisai.
Koroziškumas
Kai kurie rūgštūs maisto produktai, pavyzdžiui, daržovių ir vaisių sultys, garinimo ir koncentravimo metu yra linkę į garintuvo koroziją. Maisto produktams net ir nedidelė korozija dažnai sukelia užterštumą, dėl kurio produktas tampa netinkamas naudoti. Todėl rūgštiniams maisto produktams naudojamas garintuvas turi būti pagamintas iš korozijai atsparių ir termiškai laidžių medžiagų, o konstrukcijos konstrukcija turi būti lengvai pakeičiama. Pavyzdžiui, citrinų rūgšties tirpalo koncentravimui galima naudoti nepralaidžius grafito kaitinimo vamzdelius arba rūgštims atsparius emalio sumuštinio tipo garintuvus.
Lakieji komponentai Daugelyje skystų maisto produktų yra aromatinių ir skonio komponentų, kurie yra lakesni nei vanduo. Kai skystis išgaruoja, šie komponentai išsiskiria kartu su garais, o tai turi įtakos koncentruoto produkto kokybei. Nors koncentravimas žemoje temperatūroje gali sumažinti skonio komponentų praradimą, geresnis būdas yra imtis regeneravimo priemonių ir tik po regeneravimo įmaišyti juos į produktą.
Užšaldymo koncentracija
Maisto žaliavų skystis (pvz., sultys, pieno produktai ar kiti tirpalai, kuriuose yra daug vandens) aušinamas žemos temperatūros aplinkoje. Kai temperatūra nukrenta žemiau užšalimo taško, tirpale esančios vandens molekulės nusėda ledo kristalų pavidalu. Taip yra todėl, kad tam tikroje temperatūroje ir slėgyje vanduo pasiekia kietos-skystos fazės pusiausvyrą. Žemesnėje nei ši temperatūra, pirmiausia užšąla laisvo vandens perteklius, o ištirpusios medžiagos (pvz., cukrus, organinės rūgštys, pigmentai, kvapiosios medžiagos ir kt.) dėl skirtingo tirpumo sunkiai užšąla vandenyje ir lieka neužšalusiame koncentrate.
Ledo kristalų atskyrimas
Susidarę ledo kristalai iš koncentrato atskiriami centrifuguojant, filtruojant arba kitais fiziniais metodais. Šis procesas neapima ištirpusių medžiagų garinimo, todėl gali būti veiksmingai išvengta šilumai jautrių ingredientų skaidymosi ir aromato praradimo. Koncentratas, atskyrus ledo kristalus, yra užšaldytas koncentruotas produktas, kuriame ištirpusių medžiagų koncentracija yra žymiai didesnė nei pradiniame tirpale, tuo pačiu išlaikant pirminę maisto spalvą, skonį, maistinę vertę ir aromatą.
Užšalimo sąlygų kontrolė
Šaldymo ir koncentravimo proceso metu reikia tiksliai kontroliuoti tokius veiksnius kaip užšaldymo greitis, užšaldymo temperatūra ir laikas, siekiant optimizuoti ledo kristalų dydį, morfologiją ir atskyrimą nuo koncentrato, siekiant užtikrinti galutinio produkto kokybę. Šaldymo ir koncentravimo technologija ypač tinka karščiui jautriems maisto produktams ir gėrimams, pavyzdžiui, šviežių vaisių ir daržovių sultims, biologiniams produktams, vaistams ir aukščiausios klasės pagardams. Ji gali maksimaliai padidinti natūralią žaliavų kokybę ir pasižymi energijos taupymo bei didelio efektyvumo savybėmis. Tačiau šis metodas taip pat turi tam tikrų apribojimų. Pavyzdžiui, koncentravimo proceso negalima efektyviai sterilizuoti ir gali prireikti papildomo sterilizavimo. Be to, kai kuriems tirpalams, kurių klampumas yra didelis arba kuriuose yra specialių ingredientų, gali padidėti ledo kristalų atskyrimo nuo koncentrato sudėtingumas, todėl sumažėja koncentravimo efektyvumas ir padidėja išlaidos.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 13 d.
