Pārtikas un dzērienu koncentrācija
Pārtikas koncentrēšana nozīmē daļas šķīdinātāja atdalīšanu no šķidras pārtikas, lai uzlabotu ražošanu, saglabāšanu un transportēšanu. To var iedalīt iztvaikošanas un sasaldēšanas koncentrēšanas kategorijā.
Iztvaikošanas koncentrācija
Iztvaikošana darbojas, pamatojoties uz gaistošo vielu un šķīdinātāja gaistamības atšķirībām. Ja šķīdinātāja gaistamība šķīdumā ir maza un šķīdinātājam ir izteikta gaistamība, šķīdinātāju iztvaicē, karsējot, lai koncentrētu šķīdumu. Koncentrējamo pārtikas šķīdumu ievieto iztvaicētājā un karsē ar ārēju siltuma avotu. Temperatūrai paaugstinoties, šķīdinātājs (ūdens) šķīdumā pārvēršas tvaikā, jo ūdens viršanas temperatūra ir relatīvi zema un to ir viegli iztvaicēt.
Iztvaikošanas procesā šķīdinātāja tvaiki nepārtraukti izplūst, savukārt izšķīdušās vielas (piemēram, cukurs, olbaltumvielas, minerālvielas, vitamīni, pigmenti un citas neiztvaikojošas vai grūti iztvaikojošas sastāvdaļas) paliek atlikušajā šķīdumā, pateicoties to augstākajai viršanas temperatūrai un zemākai gaistamībai. Iztvaikojušās šķīdinātāja tvaikus pēc tam savāc un atdzesē caur kondensatoru, lai tos atkal pārvērstu šķidrā formā. Šis process var atgūt daļu enerģijas un samazināt enerģijas patēriņu. Kondensēto ūdeni var pārstrādāt vai izvadīt.
Pēc iztvaikošanas un kondensācijas sākotnējais šķīdums tiek koncentrēts mazākā tilpumā, palielinoties izšķīdušās vielas koncentrācijai. Koncentrēto pārtikas šķīdumu var izmantot turpmākai apstrādei, piemēram, žāvēšanai, konfektēm, ievārījumiem, sulām vai kā starpproduktu pārtikas ražošanā.
Praktiskajā rūpnieciskajā ražošanā bieži tiek izmantotas daudzpakāpju vai daudzefektu iztvaikošanas un koncentrēšanas sistēmas. Atbilstoši konkrētu ražošanas procesu vajadzībām pārtikas koncentrācija ir jāmēra precīzi reāllaikā, lai nodrošinātu stabilu produkta kvalitāti un uzlabotu koncentrēšanas efektivitāti. KontaktinformācijaLonmetrs, tiešsaistes koncentrācijas mērītāju piegādātājs, lai uzzinātu vairāktiešsaistes koncentrācijas mērītājsrisinājumi.
Iztvaikošanas un koncentrācijas galvenās iezīmes
Pārtikas un dzērienu iztvaicēšanas procesā nopietni jāņem vērā sildīšanas temperatūra un laiks. "Zema temperatūra un īss laiks" galvenokārt paredzēts, lai pēc iespējas labāk nodrošinātu pārtikas kvalitāti, savukārt "augsta temperatūra un īss laiks" galvenokārt paredzēts ražošanas efektivitātes uzlabošanai.
Pārmērīga karsēšana izraisīs olbaltumvielu, cukuru un pektīna degradāciju, pārkaļķošanos un salipšanu. Apstrādātais materiāls, kas cieši saskaras ar siltuma pārneses virsmu, ir pakļauts kaļķakmens veidošanās procesam visaugstākajā temperatūrā, salīdzinot ar materiāla apkārtējās vides temperatūru. Kad kaļķakmens ir izveidojies, tas nopietni ietekmēs siltuma pārneses efektivitāti un pat radīs drošības problēmas. Pozitīvs līdzeklis kaļķakmens veidošanās problēmas risināšanai ir šķidruma ātruma palielināšana. Pieredze rāda, ka šķidruma ātruma palielināšana var ievērojami samazināt kaļķakmens veidošanos. Turklāt, lai novērstu iespējamu kaļķakmens veidošanos, var izmantot elektromagnētiskās un ķīmiskās kaļķakmens novērsšanas metodes.
Viskozitāte
Daudzi pārtikas produkti satur daudz olbaltumvielu, cukura, pektīna un citu sastāvdaļu ar augstu viskozitāti. Iztvaikošanas procesā šķīduma viskozitāte palielinās līdz ar koncentrācijas samazināšanos, samazinoties plūstamībai, kas ievērojami kavē siltuma vadīšanu. Tāpēc viskozu produktu iztvaikošanai parasti tiek izmantoti cirkulācijas vai maisīšanas pasākumi, ko piespiež ārējs spēks.
Putojamība
Pārtikas materiāliem ar lielāku olbaltumvielu saturu ir lielāks virsmas spraigums. Iztvaikojot un vāroties, veidojas arvien stabilākas putas, kas viegli izraisa šķidruma nonākšanu kondensatorā kopā ar tvaiku, izraisot šķidruma zudumu. Putu veidošanās ir saistīta ar starpfāžu spraigumu. Starpfāžu spraigums rodas starp tvaiku, pārkarsētu šķidrumu un suspendētām cietvielām, un cietvielām ir galvenā loma putu veidošanā. Parasti virsmaktīvās vielas var izmantot, lai kontrolētu putu veidošanos, un putu likvidēšanai var izmantot arī dažādas mehāniskas ierīces.
Kodīgums
Daži skābi pārtikas produkti, piemēram, dārzeņu sulas un augļu sulas, iztvaikošanas un koncentrēšanas laikā ir pakļauti iztvaicētāja korozijai. Pārtikas produktos pat viegla korozija bieži izraisa piesārņojumu, kas padara produktu nekvalificētu. Tāpēc skābiem pārtikas produktiem izmantotajam iztvaicētājam jābūt izgatavotam no korozijizturīgiem un siltumvadītspējīgiem materiāliem, un konstrukcijas dizainam jābūt viegli nomaināmam. Piemēram, citronskābes šķīduma koncentrēšanai var izmantot necaurlaidīgas grafīta sildīšanas caurules vai skābes izturīgus emaljas sviestmaižu iztvaicētājus.
Gaistošās sastāvdaļas Daudzi šķidri pārtikas produkti satur aromātiskas un garšas sastāvdaļas, kas ir gaistošākas nekā ūdens. Šķidrumam iztvaikojot, šīs sastāvdaļas izplūst kopā ar tvaiku, ietekmējot koncentrētā produkta kvalitāti. Lai gan koncentrēšana zemā temperatūrā var samazināt garšas sastāvdaļu zudumu, labāka metode ir veikt atgūšanas pasākumus un pēc atgūšanas pievienot tās produktam.
Saldēšanas koncentrācija
Pārtikas izejvielu šķidrums (piemēram, sula, piena produkti vai citi šķīdumi, kas satur lielu ūdens daudzumu) tiek atdzesēts zemā temperatūrā. Kad temperatūra nokrītas zem sasalšanas punkta, šķīdumā esošās ūdens molekulas nogulsnējas ledus kristālu veidā. Tas notiek tāpēc, ka ūdens noteiktā temperatūrā un spiedienā sasniedz cietvielas-šķidruma līdzsvaru. Zem šīs temperatūras vispirms sasalst brīvā ūdens pārpalikums, savukārt izšķīdušās vielas (piemēram, cukuri, organiskās skābes, pigmenti, aromatizētāji utt.) atšķirīgās šķīdības dēļ nav viegli sasaldēt ūdenī, un tās paliek nesasaldētajā koncentrātā.
Ledus kristālu atdalīšana
Izveidojušies ledus kristāli tiek atdalīti no koncentrāta, izmantojot centrifugēšanu, filtrēšanu vai citas fizikālas metodes. Šis process neietver izšķīdušo vielu iztvaikošanu, tāpēc tas var efektīvi novērst termiski jutīgu sastāvdaļu degradāciju un aromāta zudumu. Koncentrāts pēc ledus kristālu atdalīšanas ir sasaldēts koncentrācijas produkts, kuram ir ievērojami augstāka izšķīdušo vielu koncentrācija nekā sākotnējam šķīdumam, vienlaikus saglabājot pārtikas produkta sākotnējo krāsu, garšu, uzturvērtību un aromātu.
Saldēšanas apstākļu kontrole
Saldēšanas koncentrēšanas procesa laikā ir precīzi jākontrolē tādi faktori kā sasaldēšanas ātrums, sasaldēšanas temperatūra un laiks, lai optimizētu ledus kristālu izmēru, morfoloģiju un atdalīšanos no koncentrāta, tādējādi nodrošinot galaprodukta kvalitāti. Saldēšanas koncentrēšanas tehnoloģija ir īpaši piemērota karstumjutīgiem pārtikas produktiem un dzērieniem, piemēram, svaigām augļu un dārzeņu sulām, bioloģiskiem produktiem, farmaceitiskajiem produktiem un augstas klases garšvielām. Tā var maksimāli palielināt izejvielu dabisko kvalitāti un tai piemīt enerģijas taupīšanas un augstas efektivitātes īpašības. Tomēr šai metodei ir arī daži ierobežojumi. Piemēram, koncentrēšanas procesu nevar efektīvi sterilizēt, un tam var būt nepieciešama papildu sterilizācijas apstrāde. Turklāt dažiem šķīdumiem ar augstu viskozitāti vai īpašām sastāvdaļām var palielināties grūtības atdalīt ledus kristālus no koncentrāta, kā rezultātā samazinās koncentrēšanas efektivitāte un palielinās izmaksas.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 13. februāris
