Koncentration af mad og drikkevarer
Fødevarekoncentrering betyder at fjerne en del af opløsningsmidlet fra flydende fødevarer for bedre produktion, konservering og transport. Det kan kategoriseres som fordampning og frysekoncentrering.
Fordampningskoncentration
Fordampning fungerer på baggrund af forskelle i flygtighed mellem opløst stof og opløsningsmiddel. Når flygtigheden af det opløste stof i opløsningen er lille, og opløsningsmidlet har tydelig flygtighed, fordampes opløsningsmidlet ved opvarmning for at koncentrere opløsningen. Den fødevareopløsning, der skal koncentreres, placeres i en fordamper og opvarmes af en ekstern varmekilde. Når temperaturen stiger, vil opløsningsmidlet (vand) i opløsningen blive omdannet til damp, fordi vands kogepunkt er relativt lavt, og det er let at fordampe.
Under fordampningsprocessen slipper opløsningsmiddeldampen kontinuerligt ud, mens det opløste stof (såsom sukker, protein, mineraler, vitaminer, pigmenter og andre ikke-flygtige eller vanskeligt flygtige komponenter) forbliver i den resterende opløsning på grund af dets højere kogepunkt og lavere flygtighed. Den fordampede opløsningsmiddeldamp opsamles derefter og afkøles gennem en kondensator for at omdanne den tilbage til flydende form. Denne proces kan genvinde noget energi og reducere energiforbruget. Det kondenserede vand kan genbruges eller udledes.
Den oprindelige opløsning koncentreres til et mindre volumen efter fordampning og kondensering, i takt med at koncentrationen af det opløste stof stiger. Den koncentrerede fødevareopløsning kan bruges til efterfølgende forarbejdning, såsom yderligere tørring, slik, marmelade, juice eller som et mellemliggende råmateriale til fødevareproduktion.
Flertrins- eller multieffektfordampnings- og koncentreringssystemer anvendes ofte i praktisk industriel produktion. I henhold til specifikke produktionsprocessers behov skal fødevarekoncentrationen måles nøjagtigt i realtid for at sikre stabil produktkvalitet og forbedre koncentreringseffektiviteten. KontaktLønnmeter, en online leverandør af koncentrationsmålere, for mereonline koncentrationsmålerløsninger.
Hovedtræk ved fordampning og koncentration
Opvarmningstemperatur og -tid bør tages alvorligt i betragtning ved fordampning af fødevarer og drikkevarer. "Lav temperatur og kort tid" er primært for at sikre fødevarekvaliteten så meget som muligt, mens "høj temperatur og kort tid" primært er for at forbedre produktionseffektiviteten.
Overdreven opvarmning vil forårsage degeneration, forkulning og kagning af proteiner, sukkerarter og pektin. Det forarbejdede materiale, der er i tæt kontakt med varmeoverføringsoverfladen, er tilbøjeligt til at danne skal ved den højeste temperatur sammenlignet med materialets omgivende temperatur. Når der først er dannet skala, vil det påvirke varmeoverføringseffektiviteten alvorligt og endda forårsage sikkerhedsproblemer. Den positive løsning på skalaproblemet er at øge væskehastigheden. Erfaring har vist, at en forøgelse af væskehastigheden kan reducere dannelsen af skala betydeligt. Derudover kan elektromagnetiske og kemiske metoder til at forhindre skaladannelse anvendes for at forhindre potentiel skala.
Viskositet
Mange fødevarer indeholder rige proteiner, sukker, pektin og andre ingredienser med høj viskositet. Under fordampningsprocessen øges opløsningens viskositet med koncentrationen, efterhånden som flydeevnen falder, hvilket hæmmer varmeledningen betydeligt. Derfor anvendes der generelt cirkulations- eller omrøringsforanstaltninger, der fremtvinges af en ekstern kraft, til fordampning af viskøse produkter.
Skumbarhed
Fødevarer med mere protein har større overfladespænding. Ved fordampning og kogning dannes der mere og mere stabilt skum, hvilket let får væsken til at trænge ind i kondensatoren med dampen, hvilket forårsager tab af væske. Skumdannelse er relateret til grænsefladespænding. Grænsefladespænding opstår mellem damp, overophedet væske og suspenderede faste stoffer, og faste stoffer spiller en central rolle i dannelsen af skum. Generelt kan overfladeaktive stoffer bruges til at kontrollere dannelsen af skum, og forskellige mekaniske anordninger kan også bruges til at fjerne skum.
Ætsende egenskaber
Nogle sure fødevarer, såsom grøntsagsjuice og frugtjuice, er tilbøjelige til at korrosionere fordamperen under fordampning og koncentrering. For fødevarer forårsager selv mild korrosion ofte forurening, der gør produktet ukvalificeret. Derfor skal fordamperen, der bruges til sure fødevarer, være lavet af korrosionsbestandige og termisk ledende materialer, og det strukturelle design skal være let at udskifte. For eksempel kan koncentreringen af citronsyreopløsningen bruge uigennemtrængelige grafitvarmerør eller syrebestandige emaljerede sandwichfordampere.
Flygtige komponenter Mange flydende fødevarer indeholder aromatiske og smagsgivende komponenter, som er mere flygtige end vand. Når væsken fordamper, vil disse komponenter slippe ud sammen med dampen, hvilket påvirker kvaliteten af det koncentrerede produkt. Selvom lavtemperaturkoncentrering kan reducere tabet af smagskomponenter, er en mere perfekt metode at træffe genvindingsforanstaltninger og derefter tilsætte dem til produktet efter genvinding.
Frysekoncentration
Flydende fødevareråvarer (såsom juice, mejeriprodukter eller andre opløsninger, der indeholder en stor mængde vand) afkøles i et miljø med lav temperatur. Når temperaturen falder til under frysepunktet, vil vandmolekylerne i opløsningen udfældes i form af iskrystaller. Dette skyldes, at vand når faststof-væske-ligevægt ved en specifik temperatur og tryk. Under denne temperatur vil overskydende frit vand først fryse, mens opløste stoffer (såsom sukkerarter, organiske syrer, pigmenter, smagsstoffer osv.) ikke let kan fryses med vand på grund af forskellig opløselighed, men forbliver i det ufrossede koncentrat.
Separation af iskrystaller
De dannede iskrystaller adskilles fra koncentratet ved centrifugering, filtrering eller andre fysiske metoder. Denne proces involverer ikke fordampning af opløste stoffer, så den effektivt kan forhindre nedbrydning af varmefølsomme ingredienser og tab af aroma. Koncentratet efter adskillelse af iskrystallerne er det frosne koncentrerede produkt, som har en betydeligt højere koncentration af opløst stof end den oprindelige opløsning, samtidig med at den oprindelige farve, smag, næringsværdi og aroma af maden bevares i videst muligt omfang.
Kontrol af frostforhold
Under frysekoncentreringsprocessen skal faktorer som frysehastighed, frysetemperatur og tid kontrolleres præcist for at optimere iskrystallernes størrelse, morfologi og separation fra koncentratet og dermed sikre kvaliteten af det endelige produkt. Frysekoncentreringsteknologi er særligt velegnet til varmefølsomme fødevarer og drikkevarer, såsom frisk frugt- og grøntsagsjuice, biologiske produkter, lægemidler og high-end-krydderier. Den kan maksimere råmaterialernes naturlige kvalitet og har egenskaber som energibesparelse og høj effektivitet. Denne metode har dog også visse begrænsninger. For eksempel kan koncentreringsprocessen ikke steriliseres effektivt og kan kræve yderligere steriliseringsbehandling. Derudover kan vanskeligheden ved at adskille iskrystaller fra koncentratet for nogle opløsninger med høj viskositet eller som indeholder specielle ingredienser øges, hvilket resulterer i reduceret koncentreringseffektivitet og øgede omkostninger.
Opslagstidspunkt: 13. feb. 2025
