Koncentrace potravin a nápojů
Koncentrace potravin znamená odstranění části rozpouštědla z tekutých potravin pro lepší výrobu, konzervaci a přepravu. Mohlo by být kategorizováno na odpařování a zmrazování koncentrace.
Koncentrace odpařování
Odpařování funguje na základě těkavých rozdílů mezi rozpuštěnou látkou a rozpouštědlem. Když je těkavost rozpuštěné látky v roztoku malá a rozpouštědlo má zjevnou těkavost, rozpouštědlo se odpaří zahříváním, aby se roztok koncentroval. Potravinový roztok, který se má koncentrovat, se umístí do výparníku a zahřeje se vnějším zdrojem tepla. Jak teplota stoupá, rozpouštědlo (voda) v roztoku se přemění na páru, protože bod varu vody je relativně nízký a snadno se odpařuje.
Během procesu odpařování pára rozpouštědla nepřetržitě uniká, zatímco rozpuštěná látka (jako je cukr, bílkoviny, minerály, vitamíny, pigmenty a další netěkavé nebo obtížně těkavé složky) zůstává ve zbývajícím roztoku díky vyššímu bodu varu a nižší těkavosti. Odpařené páry rozpouštědla se pak shromažďují a chladí přes kondenzátor, aby se přeměnily zpět na kapalnou formu. Tento proces může získat zpět část energie a snížit spotřebu energie. Zkondenzovanou vodu lze recyklovat nebo vypustit.
Původní roztok se po odpaření a kondenzaci koncentruje do menšího objemu jako zvyšující se koncentrace rozpuštěné látky. Koncentrovaný potravinářský roztok lze použít k následnému zpracování, jako je další sušení, bonbony, džemy, džusy nebo jako meziprodukt pro výrobu potravin.
V praktické průmyslové výrobě se často používá vícestupňový nebo víceúčinný systém odpařování a koncentrace. Podle potřeb konkrétních výrobních procesů je potřeba přesně měřit koncentraci potravin v reálném čase, aby byla zajištěna stabilní kvalita produktu a zlepšena účinnost koncentrace. Kontaktlonmetr, online dodavatel měřidel koncentrace, víceonline měřič koncentraceřešení.
Hlavní rysy odpařování a koncentrace
Při odpařování potravin a nápojů je třeba vážně zvážit teplotu a dobu ohřevu. „Nízká teplota a krátký čas“ má především zajistit co největší kvalitu potravin, zatímco „vysoká teplota a krátký čas“ má především zlepšit efektivitu výroby.
Nadměrné zahřívání způsobí degeneraci, zuhelnatění a spékání bílkovin, cukrů a pektinu. Zpracovávaný materiál, který je v těsném kontaktu s teplosměnným povrchem, je náchylný k tvorbě kotelního kamene pro nejvyšší teplotu ve srovnání s okolní teplotou materiálu. Jakmile se vytvoří vodní kámen, vážně to ovlivní účinnost přenosu tepla a dokonce způsobí bezpečnostní problémy. Pozitivním opatřením k vyřešení problému tvorby vodního kamene je zvýšení rychlosti kapaliny. Zkušenosti ukázaly, že zvýšením rychlosti kapaliny lze výrazně omezit tvorbu vodního kamene. Kromě toho mohou být použity elektromagnetické metody proti usazování a chemické metody proti usazování, aby se předešlo potenciálnímu usazování.
Viskozita
Mnoho potravin obsahuje bohaté bílkoviny, cukr, pektin a další přísady s vysokou viskozitou. Během procesu odpařování se viskozita roztoku zvyšuje s koncentrací, jak klesá tekutost, což výrazně brání vedení tepla. Proto se pro odpařování viskózních produktů obecně používají cirkulační nebo míchací opatření vynucená vnější silou.
Pěnivost
Potravinové materiály s větším množstvím bílkovin mají větší povrchové napětí. Při odpařování a varu se objevují stále stabilnější pěny, které snadno způsobí, že kapalina vstoupí s párou do kondenzátoru, čímž dojde ke ztrátě kapaliny. Tvorba pěny souvisí s mezipovrchovým napětím. Mezi párou, přehřátou kapalinou a suspendovanými pevnými látkami dochází k mezipovrchovému napětí a pevné látky hrají klíčovou roli při tvorbě pěny. Obecně lze ke kontrole tvorby pěny použít povrchově aktivní látky a k odstranění pěny lze také použít různá mechanická zařízení.
Žíravost
Některé kyselé potraviny, jako je zeleninová šťáva a ovocná šťáva, jsou náchylné ke korozi výparníku během odpařování a koncentrace. U potravin i mírná koroze často způsobuje kontaminaci, která činí produkt nekvalifikovaným. Proto musí být výparník používaný pro kyselé potraviny vyroben z korozivzdorných a tepelně vodivých materiálů a konstrukční řešení by mělo být snadno vyměnitelné. Například pro koncentraci roztoku kyseliny citrónové lze použít nepropustné grafitové topné trubky nebo kyselinovzdorné smaltované sendvičové výparníky.
Těkavé složky Mnoho tekutých potravin obsahuje aromatické a chuťové složky, které jsou těkavější než voda. Když se kapalina odpaří, tyto složky budou unikat spolu s párou, což ovlivňuje kvalitu koncentrovaného produktu. Ačkoli nízkoteplotní koncentrace může snížit ztrátu chuťových složek, dokonalejší metodou je přijmout opatření pro obnovu a poté je přidat do produktu po regeneraci.
Koncentrace zmrazení
Tekutá potravinářská surovina (jako je džus, mléčné výrobky nebo jiné roztoky obsahující velké množství vody) se chladí v prostředí s nízkou teplotou. Při poklesu teploty pod bod mrazu se molekuly vody v roztoku vysrážejí ve formě ledových krystalků. Voda se totiž dostává do rovnováhy pevná látka-kapalina při určité teplotě a tlaku. Pod touto teplotou nejprve zmrzne přebytečná volná voda, zatímco rozpuštěné látky (jako jsou cukry, organické kyseliny, pigmenty, příchutě atd.) nelze snadno zmrazit vodou kvůli různé rozpustnosti, ale zůstávají v nezmraženém koncentrátu.
Separace ledových krystalů
Vzniklé ledové krystaly se oddělují od koncentrátu odstředěním, filtrací nebo jinými fyzikálními metodami. Tento proces nezahrnuje odpařování rozpuštěných látek, takže může účinně zabránit degradaci složek citlivých na teplo a ztrátě aroma. Koncentrát po oddělení ledových krystalků je mražený koncentrační produkt, který má výrazně vyšší koncentraci rozpuštěné látky než původní roztok, přičemž si v nejvyšší míře zachovává původní barvu, chuť, nutriční hodnotu a chuť potraviny.
Ovládání podmínek zamrznutí
Během procesu zahušťování zmrazováním je třeba přesně kontrolovat faktory, jako je rychlost zmrazování, teplota tuhnutí a čas, aby se optimalizovala velikost, morfologie a separace ledových krystalů z koncentrátu, aby byla zajištěna kvalita konečného produktu. Technologie zmrazování je zvláště vhodná pro potraviny a nápoje citlivé na teplo, jako jsou čerstvé ovocné a zeleninové šťávy, biologické produkty, léčiva a špičková koření. Dokáže maximalizovat přirozenou kvalitu surovin a má vlastnosti úspory energie a vysoké účinnosti. I tato metoda má však určitá omezení. Například proces koncentrace nemůže být účinně sterilizován a může vyžadovat další sterilizační ošetření. Navíc u některých roztoků s vysokou viskozitou nebo obsahujících speciální přísady se může zvýšit obtížnost oddělování ledových krystalků z koncentrátu, což má za následek sníženou účinnost koncentrace a zvýšené náklady.
Čas odeslání: 13. února 2025
