Канцэнтрацыя ў ежы і напоях
Канцэнтрацыя харчовых прадуктаў азначае выдаленне часткі растваральніка з вадкіх прадуктаў для лепшай вытворчасці, захавання і транспарціроўкі. Яе можна падзяліць на выпарванне і канцэнтрацыю замарожваннем.
Канцэнтрацыя выпарэння
Выпарванне працуе на аснове адрозненняў у лятучасці растворанага рэчыва і растваральніка. Калі лятучасць растворанага рэчыва ў растворы невялікая, а растваральнік мае відавочную лятучасць, яго выпараюць шляхам награвання для канцэнтрацыі раствора. Харчовы раствор, які трэба канцэнтраваць, змяшчаюць у выпарнік і награваюць знешняй крыніцай цяпла. Па меры павышэння тэмпературы растваральнік (вада) у растворы ператвараецца ў пару, таму што тэмпература кіпення вады адносна нізкая, і яна лёгка выпараецца.
Падчас працэсу выпарвання пары растваральніка бесперапынна выходзяць, у той час як растворанае рэчыва (напрыклад, цукар, бялок, мінералы, вітаміны, пігменты і іншыя нелятучыя або цяжкалятучыя кампаненты) застаецца ў астатнім растворы з-за яго больш высокай тэмпературы кіпення і меншай лятучасці. Выпараныя пары растваральніка затым збіраюцца і астуджаюцца праз кандэнсатар, каб ператварыць іх назад у вадкую форму. Гэты працэс можа рэкупераваць частку энергіі і знізіць спажыванне энергіі. Кандэнсаваную ваду можна перапрацоўваць або скідаць.
Зыходны раствор пасля выпарвання і кандэнсацыі канцэнтруецца ў меншым аб'ёме па меры павелічэння канцэнтрацыі растворанага рэчыва. Канцэнтраваны харчовы раствор можа быць выкарыстаны для наступнай апрацоўкі, напрыклад, для далейшай сушкі, цукерак, варэння, сокаў або ў якасці прамежкавай сыравіны для вытворчасці прадуктаў харчавання.
У практычнай прамысловай вытворчасці часта выкарыстоўваюцца шматступенныя або шматэфектыўныя сістэмы выпарвання і канцэнтрацыі. У залежнасці ад патрэб канкрэтных вытворчых працэсаў, канцэнтрацыю харчовых прадуктаў неабходна дакладна вымяраць у рэжыме рэальнага часу, каб забяспечыць стабільную якасць прадукцыі і павысіць эфектыўнасць канцэнтрацыі. КантактЛанметр, пастаўшчык інтэрнэт-канцэнтрацыйных вымяральнікаў, каб даведацца большонлайн-вымяральнік канцэнтрацыірашэнні.
Асноўныя характарыстыкі выпарэння і канцэнтрацыі
Пры выпарванні ежы і напояў варта сур'ёзна ўлічваць тэмпературу і час нагрэву. «Нізкая тэмпература і кароткі час» прызначаны ў асноўным для забеспячэння максімальнай якасці ежы, а «высокая тэмпература і кароткі час» — для павышэння эфектыўнасці вытворчасці.
Празмернае награванне прывядзе да дэгенерацыі, абгарання і злежвання бялкоў, цукроў і пекціну. Апрацоўваны матэрыял, які цесна кантактуе з паверхняй цеплаперадачы, схільны да ўтварэння акаліны пры самых высокіх тэмпературах у параўнанні з тэмпературай навакольнага асяроддзя матэрыялу. Пасля ўтварэння акаліны гэта сур'ёзна паўплывае на эфектыўнасць цеплаперадачы і нават прывядзе да праблем бяспекі. Пазітыўнай мерай вырашэння праблемы акаліны з'яўляецца павелічэнне хуткасці вадкасці. Вопыт паказвае, што павелічэнне хуткасці вадкасці можа значна паменшыць утварэнне акаліны. Акрамя таго, для прадухілення магчымага ўтварэння акаліны можна выкарыстоўваць электрамагнітныя і хімічныя метады барацьбы з акалінай.
Вязкасць
Многія прадукты ўтрымліваюць шмат бялку, цукру, пекціну і іншых інгрэдыентаў з высокай глейкасцю. Падчас выпарвання глейкасць раствора павялічваецца з канцэнтрацыяй, а цякучасць памяншаецца, што значна перашкаджае цеплаправоднасці. Таму для выпарвання глейкіх прадуктаў звычайна выкарыстоўваюцца меры цыркуляцыі або перамешвання, прымусовае знешняй сілай.
Пенаўтварэнне
Харчовыя прадукты з большай колькасцю бялку маюць большае павярхоўнае нацяжэнне. Пры выпарэнні і кіпячэнні ўтвараецца ўсё больш стабільная пена, якая лёгка прымушае вадкасць трапляць у кандэнсатар разам з парай, што прыводзіць да яе страты. Утварэнне пены звязана з міжфазным нацяжэннем. Міжфазнае нацяжэнне ўзнікае паміж парай, перагрэтай вадкасцю і завіслымі цвёрдымі рэчывамі, і цвёрдыя рэчывы гуляюць ключавую ролю ва ўтварэнні пены. Як правіла, для кантролю ўтварэння пены можна выкарыстоўваць павярхоўна-актыўныя рэчывы, а для ліквідацыі пены можна выкарыстоўваць розныя механічныя прылады.
Каразійнасць
Некаторыя кіслыя прадукты, такія як агароднінныя і фруктовыя сокі, схільныя да карозіі выпарніка падчас выпарвання і канцэнтрацыі. У выпадку ежы нават лёгкая карозія часта выклікае забруджванне, якое робіць прадукт непрыдатным. Таму выпарнік, які выкарыстоўваецца для кіслых прадуктаў, павінен быць выраблены з каразійна-ўстойлівых і цеплаправодных матэрыялаў, а яго канструкцыя павінна быць лёгка замяняльнай. Напрыклад, для канцэнтрацыі раствора цытрынавай кіслаты можна выкарыстоўваць непранікальныя графітавыя награвальныя трубкі або кісластойкія эмаляваныя сэндвіч-выпарнікі.
Лятучыя кампаненты Многія вадкія прадукты ўтрымліваюць араматычныя і смакавыя кампаненты, якія больш лятучыя, чым вада. Пры выпарэнні вадкасці гэтыя кампаненты вылучаюцца разам з парай, што ўплывае на якасць канцэнтраванага прадукту. Нягледзячы на тое, што канцэнтрацыя пры нізкай тэмпературы можа паменшыць страту смакавых кампанентаў, больш дасканалым метадам з'яўляецца прыняцце мер па аднаўленні, а затым даданне іх у прадукт пасля аднаўлення.
Канцэнтрацыя замарожвання
Вадкая харчовая сыравіна (напрыклад, сок, малочныя прадукты або іншыя растворы, якія змяшчаюць вялікую колькасць вады) астуджаецца ў асяроддзі з нізкай тэмпературай. Калі тэмпература падае ніжэй за кропку замярзання, малекулы вады ў растворы выпадаюць у асадак у выглядзе крышталяў лёду. Гэта адбываецца таму, што вада дасягае цвёрда-вадкаснай раўнавагі пры пэўнай тэмпературы і ціску. Ніжэй за гэтую тэмпературу лішак свабоднай вады замярзае спачатку, у той час як раствораныя рэчывы (напрыклад, цукры, арганічныя кіслоты, пігменты, араматызатары і г.д.) не так лёгка замарожваць з вадой з-за рознай растваральнасці, і застаюцца ў незамарожаным канцэнтраце.
Падзел крышталяў лёду
Утвораныя крышталі лёду аддзяляюцца ад канцэнтрату цэнтрыфугаваннем, фільтрацыяй або іншымі фізічнымі метадамі. Гэты працэс не прадугледжвае выпарэння раствораных рэчываў, таму ён можа эфектыўна прадухіліць дэградацыю адчувальных да цяпла інгрэдыентаў і страту водару. Канцэнтрат пасля аддзялення крышталяў лёду з'яўляецца замарожаным канцэнтраваным прадуктам, які мае значна вышэйшую канцэнтрацыю раствораных рэчываў, чым зыходны раствор, пры гэтым у максімальнай ступені захоўваючы першапачатковы колер, смак, пажыўную каштоўнасць і водар ежы.
Кантроль умоў замярзання
Падчас працэсу замарожвання канцэнтрацыі неабходна дакладна кантраляваць такія фактары, як хуткасць замарожвання, тэмпература і час замарожвання, каб аптымізаваць памер, марфалогію і аддзяленне крышталяў лёду ад канцэнтрату і забяспечыць якасць канчатковага прадукту. Тэхналогія замарожвання канцэнтрацыі асабліва падыходзіць для адчувальных да тэмпературы прадуктаў і напояў, такіх як свежыя фруктовыя і агароднінныя сокі, біялагічныя прадукты, фармацэўтычныя прэпараты і высакаякасныя прыправы. Яна дазваляе максімальна выкарыстоўваць натуральную якасць сыравіны і валодае характарыстыкамі энергазберажэння і высокай эфектыўнасці. Аднак гэты метад мае і пэўныя абмежаванні. Напрыклад, працэс канцэнтрацыі нельга эфектыўна стэрылізаваць і можа патрабаваць дадатковай стэрылізацыйнай апрацоўкі. Акрамя таго, для некаторых раствораў з высокай глейкасцю або якія змяшчаюць спецыяльныя інгрэдыенты, можа павялічыцца складанасць аддзялення крышталяў лёду ад канцэнтрату, што прывядзе да зніжэння эфектыўнасці канцэнтрацыі і павелічэння выдаткаў.
Час публікацыі: 13 лютага 2025 г.
