Concentració d'aliments i begudes
La concentració d'aliments significa eliminar part del dissolvent dels aliments líquids per a una millor producció, conservació i transport. Es podria classificar en concentració d'evaporació i congelació.
Concentració d'evaporació
L'evaporació funciona sobre la base de les diferències de volàtils entre solut i dissolvent. Quan la volatilitat del solut a la solució és petita i el dissolvent té una volatilitat evident, el dissolvent es vaporitza escalfant per concentrar la solució. La solució alimentària a concentrar es col·loca en un evaporador i s'escalfa per una font de calor externa. A mesura que augmenta la temperatura, el dissolvent (aigua) de la solució es convertirà en vapor, perquè el punt d'ebullició de l'aigua és relativament baix i és fàcil de vaporitzar.
Durant el procés d'evaporació, el vapor del dissolvent escapa contínuament, mentre que el solut (com ara sucre, proteïnes, minerals, vitamines, pigments i altres components no volàtils o difícils de volàtil) roman a la solució restant a causa del seu punt d'ebullició més alt i menor volatilitat. A continuació, el vapor de dissolvent evaporat es recull i es refreda a través d'un condensador per convertir-lo de nou en forma líquida. Aquest procés pot recuperar una mica d'energia i reduir el consum d'energia. L'aigua condensada es pot reciclar o abocar.
La solució original es concentra en un volum més petit després de l'evaporació i la condensació a mesura que augmenta la concentració de solut. La solució alimentària concentrada es pot utilitzar per al processament posterior, com ara un assecat addicional, caramels, melmelades, sucs o com a matèria primera intermèdia per a la producció d'aliments.
El sistema d'evaporació i concentració multietapa o multiefecte s'utilitza sovint en la producció industrial pràctica. Segons les necessitats dels processos de producció específics, la concentració d'aliments s'ha de mesurar amb precisió en temps real per garantir una qualitat estable del producte i millorar l'eficiència de la concentració. ContacteLlonmetre, un proveïdor de mesuradors de concentració en línia, per obtenir més informaciómesurador de concentració en líniasolucions.
Característiques principals d'evaporació i concentració
La temperatura i el temps d'escalfament s'han de tenir en compte seriosament en l'evaporació d'aliments i begudes. "Baixa temperatura i curt temps" és principalment per garantir la qualitat dels aliments tant com sigui possible, mentre que "alta temperatura i curt temps" és principalment per millorar l'eficiència de la producció.
L'escalfament excessiu provocarà la degeneració, l'acumulació i l'acumulació de proteïnes, sucres i pectina. El material processat en contacte estret amb la superfície de transferència de calor és propens a escalar per a la temperatura més alta, en comparació amb la temperatura circumdant del material. Un cop formada l'escala, afectarà seriosament l'eficiència de la transferència de calor i fins i tot causarà problemes de seguretat. La mesura positiva per resoldre el problema d'escala és augmentar la velocitat del líquid. L'experiència ha demostrat que augmentar la velocitat del líquid pot reduir significativament la formació d'escala. A més, es poden utilitzar mètodes anti-escalada electromagnètics i químics per prevenir l'escalat potencial.
Viscositat
Molts aliments inclouen proteïnes riques, sucre, pectina i altres ingredients amb una alta viscositat. Durant el procés d'evaporació, la viscositat de la solució augmenta amb la concentració a mesura que disminueix la fluïdesa, la qual cosa dificulta significativament la conducció de la calor. Per tant, per a l'evaporació de productes viscosos, generalment s'adopten mesures de circulació o agitació forçades per força externa.
Escumabilitat
Els materials alimentaris amb més proteïnes tenen una tensió superficial més gran. Quan s'evapora i bull, hi ha cada cop més escumes estables, que fan que el líquid entri fàcilment al condensador amb el vapor, fent que el líquid es perdi. La formació d'escuma està relacionada amb la tensió interfacial. La tensió interfacial es produeix entre el vapor, el líquid sobreescalfat i els sòlids en suspensió, i els sòlids tenen un paper fonamental en la formació d'escuma. En general, els tensioactius es poden utilitzar per controlar la formació d'escuma, i també es poden utilitzar diversos dispositius mecànics per eliminar l'escuma.
Corrosivitat
Alguns aliments àcids, com el suc de verdures i el suc de fruita, són propensos a la corrosió de l'evaporador durant l'evaporació i la concentració. Per als aliments, fins i tot una corrosió lleu sovint provoca contaminació que fa que el producte no estigui qualificat. Per tant, l'evaporador utilitzat per als aliments àcids ha d'estar fet de materials resistents a la corrosió i conductors tèrmics, i el disseny estructural ha de ser fàcil de substituir. Per exemple, la concentració de solució d'àcid cítric pot utilitzar tubs d'escalfament de grafit impermeables o evaporadors de sandvitx d'esmalt resistents a l'àcid.
Components volàtils Molts aliments líquids contenen components aromàtics i de sabor, que són més volàtils que l'aigua. Quan el líquid s'evapora, aquests components s'escaparan juntament amb el vapor, afectant la qualitat del producte concentrat. Tot i que la concentració a baixa temperatura pot reduir la pèrdua de components del sabor, un mètode més perfecte és prendre mesures de recuperació i afegir-les al producte després de la recuperació.
Concentració de congelació
El líquid de matèria primera alimentària (com ara sucs, productes lactis o altres solucions que contenen una gran quantitat d'aigua) es refreda en un ambient de baixa temperatura. Quan la temperatura baixa per sota del punt de congelació, les molècules d'aigua de la solució precipitaran en forma de cristalls de gel. Això es deu al fet que l'aigua arriba a l'equilibri sòlid-líquid a una temperatura i pressió específiques. Per sota d'aquesta temperatura, l'excés d'aigua lliure es congelarà primer, mentre que els soluts (com ara sucres, àcids orgànics, pigments, sabors, etc.) no són fàcils de congelar amb aigua a causa de la diferent solubilitat, però romanen en el concentrat no congelat.
Separació de cristalls de gel
Els cristalls de gel formats es separen del concentrat per centrifugació, filtració o altres mètodes físics. Aquest procés no implica l'evaporació de soluts, de manera que pot prevenir eficaçment la degradació dels ingredients sensibles a la calor i la pèrdua d'aroma. El concentrat després de separar els cristalls de gel és el producte de concentració congelat, que té una concentració de solut significativament més alta que la solució original, alhora que conserva el color, el gust, el valor nutricional i el sabor originals dels aliments en la major mesura.
Control de les condicions de congelació
Durant el procés de concentració de congelació, s'han de controlar amb precisió factors com la velocitat de congelació, la temperatura de congelació i el temps per optimitzar la mida del cristall de gel, la morfologia i la separació del concentrat per garantir la qualitat del producte final. La tecnologia de concentració de congelació és especialment adequada per a aliments i begudes sensibles a la calor, com ara sucs de fruites i verdures fresques, productes biològics, productes farmacèutics i condiments de gamma alta. Pot maximitzar la qualitat natural de les matèries primeres i té les característiques d'estalvi d'energia i alta eficiència. Tanmateix, aquest mètode també té certes limitacions. Per exemple, el procés de concentració no es pot esterilitzar eficaçment i pot requerir un tractament d'esterilització addicional. A més, per a algunes solucions amb alta viscositat o que contenen ingredients especials, la dificultat de separar els cristalls de gel del concentrat pot augmentar, donant lloc a una reducció de l'eficiència de concentració i un augment dels costos.
Hora de publicació: 13-feb-2025
