Koncentracija hrane i pića
Koncentracija hrane znači uklanjanje dijela otapala iz tekuće hrane radi bolje proizvodnje, očuvanja i transporta. Može se kategorizirati u isparavanje i koncentraciju smrzavanja.
Koncentracija isparavanja
Isparavanje funkcionira na temelju hlapljivih razlika između otopljene tvari i otapala. Kada je hlapljivost otopljene tvari u otopini mala, a otapalo ima očitu hlapljivost, otapalo se isparava zagrijavanjem kako bi se otopina koncentrirala. Otopina hrane koja se koncentrira stavlja se u isparivač i zagrijava pomoću vanjskog izvora topline. Kako temperatura raste, otapalo (voda) u otopini će se pretvoriti u paru, jer je vrelište vode relativno nisko i lako se isparava.
Tijekom procesa isparavanja, para otapala kontinuirano izlazi, dok otopljena tvar (kao što su šećer, proteini, minerali, vitamini, pigmenti i druge nehlapljive ili teško hlapljive komponente) ostaje u preostaloj otopini zbog svoje više točke vrelišta i manje hlapljivosti. Isparene pare otapala zatim se skupljaju i hlade kroz kondenzator kako bi se ponovno pretvorile u tekući oblik. Ovaj proces može vratiti dio energije i smanjiti potrošnju energije. Kondenzirana voda se može reciklirati ili ispustiti.
Izvorna otopina koncentrira se u manji volumen nakon isparavanja i kondenzacije kao rastuća koncentracija otopljene tvari. Koncentrirana otopina hrane može se koristiti za naknadnu preradu, kao što je daljnje sušenje, bomboni, džemovi, sokovi ili kao međusirovina za proizvodnju hrane.
U praktičnoj industrijskoj proizvodnji često se koriste sustavi isparavanja i koncentriranja s više stupnjeva ili više učinaka. U skladu s potrebama specifičnih proizvodnih procesa, koncentraciju hrane potrebno je točno mjeriti u stvarnom vremenu kako bi se osigurala stabilna kvaliteta proizvoda i poboljšala učinkovitost koncentracije. KontaktLonnmetar, online dobavljač mjerača koncentracije, za višeonline mjerač koncentracijerješenja.
Glavne značajke isparavanja i koncentriranja
Temperaturu i vrijeme zagrijavanja treba ozbiljno razmotriti kod isparavanja hrane i pića. "Niska temperatura i kratko vrijeme" uglavnom je za osiguranje kvalitete hrane što je više moguće, dok je "visoka temperatura i kratko vrijeme" uglavnom za poboljšanje učinkovitosti proizvodnje.
Pretjerano zagrijavanje uzrokovat će degeneraciju, stvrdnjavanje i zgrušavanje bjelančevina, šećera i pektina. Obrađeni materijal koji je u bliskom kontaktu s površinom za prijenos topline sklon je stvaranju kamenca za najvišu temperaturu, u usporedbi s okolnom temperaturom materijala. Kad se kamenac jednom stvori, to će ozbiljno utjecati na učinkovitost prijenosa topline i čak uzrokovati sigurnosne probleme. Pozitivna mjera za rješavanje problema kamenca je povećanje brzine tekućine. Iskustvo je pokazalo da se povećanjem brzine tekućine može značajno smanjiti stvaranje kamenca. Osim toga, mogu se poduzeti elektromagnetske metode protiv kamenca i kemijske metode protiv kamenca kako bi se spriječilo potencijalno stvaranje kamenca.
Viskoznost
Mnoge namirnice sadrže bogate proteine, šećere, pektine i druge sastojke visoke viskoznosti. Tijekom procesa isparavanja, viskoznost otopine raste s koncentracijom kako se fluidnost smanjuje, što značajno otežava provođenje topline. Stoga se za isparavanje viskoznih proizvoda općenito koriste mjere cirkulacije ili miješanja koje se prisiljavaju vanjskom silom.
Pjenjenost
Prehrambeni materijali s više proteina imaju veću površinsku napetost. Pri isparavanju i vrenju nastaje sve više stabilnih pjena, koje lako uzrokuju da tekućina zajedno s parom uđe u kondenzator, uzrokujući gubitak tekućine. Stvaranje pjene povezano je s međufaznom napetosti. Međufazna napetost javlja se između pare, pregrijane tekućine i suspendiranih krutih tvari, a krute tvari igraju ključnu ulogu u stvaranju pjene. Općenito, surfaktanti se mogu koristiti za kontrolu stvaranja pjene, a različiti mehanički uređaji također se mogu koristiti za uklanjanje pjene.
Korozivnost
Neka kisela hrana, poput sokova od povrća i voćnih sokova, sklona je koroziji isparivača tijekom isparavanja i koncentriranja. Što se tiče hrane, čak i blaga korozija često uzrokuje kontaminaciju koja proizvod čini nekvalificiranim. Stoga isparivač koji se koristi za kiselu hranu mora biti izrađen od materijala otpornih na koroziju i toplinski vodljivih materijala, a konstrukcijski dizajn treba biti jednostavan za zamjenu. Na primjer, koncentracija otopine limunske kiseline može koristiti nepropusne grafitne grijaće cijevi ili sendvič isparivače emajla otporne na kiseline.
Hlapljive komponente Mnoge tekuće namirnice sadrže aromatske komponente i komponente okusa, koje su hlapljivije od vode. Kada tekućina ispari, ove komponente će izaći zajedno s parom, što utječe na kvalitetu koncentriranog proizvoda. Iako koncentracija na niskim temperaturama može smanjiti gubitak komponenti okusa, savršenija metoda je poduzeti mjere oporabe i zatim ih dodati u proizvod nakon oporavka.
Koncentracija zamrzavanja
Tekućina prehrambenih sirovina (kao što su sok, mliječni proizvodi ili druge otopine koje sadrže veliku količinu vode) hladi se u okruženju niske temperature. Kada temperatura padne ispod točke smrzavanja, molekule vode u otopini će se istaložiti u obliku kristala leda. To je zato što voda postiže ravnotežu kruto-tekuće na određenoj temperaturi i tlaku. Ispod te temperature prvo će se smrznuti višak slobodne vode, dok otopljene tvari (kao što su šećeri, organske kiseline, pigmenti, arome i sl.) nije lako zamrznuti s vodom zbog različite topljivosti, već ostaju u nezamrznutom koncentratu.
Odvajanje ledenih kristala
Nastali kristali leda odvajaju se od koncentrata centrifugiranjem, filtracijom ili drugim fizikalnim metodama. Ovaj proces ne uključuje isparavanje otopljenih tvari, tako da može učinkovito spriječiti razgradnju sastojaka osjetljivih na toplinu i gubitak arome. Koncentrat nakon odvajanja kristala leda je proizvod smrznute koncentracije, koji ima znatno veću koncentraciju otopljene tvari od izvorne otopine, a pritom je u najvećoj mjeri zadržao izvornu boju, okus, hranjivu vrijednost i okus hrane.
Kontroliranje uvjeta smrzavanja
Tijekom procesa koncentriranja smrzavanjem, čimbenike kao što su brzina smrzavanja, temperatura smrzavanja i vrijeme potrebno je precizno kontrolirati kako bi se optimizirala veličina kristala leda, morfologija i odvajanje od koncentrata kako bi se osigurala kvaliteta konačnog proizvoda. Tehnologija koncentriranja zamrzavanjem posebno je prikladna za hranu i piće osjetljive na toplinu, kao što su sokovi od svježeg voća i povrća, biološki proizvodi, lijekovi i vrhunski začini. Može maksimizirati prirodnu kvalitetu sirovina i ima karakteristike uštede energije i visoke učinkovitosti. Međutim, ova metoda također ima određena ograničenja. Na primjer, proces koncentriranja ne može se učinkovito sterilizirati i može zahtijevati dodatni tretman sterilizacije. Osim toga, za neke otopine visoke viskoznosti ili koje sadrže posebne sastojke, poteškoće u odvajanju kristala leda od koncentrata mogu se povećati, što rezultira smanjenom učinkovitošću koncentracije i povećanim troškovima.
Vrijeme objave: 13. veljače 2025
