Ruoan ja juoman pitoisuus
Ruoan tiivistäminen tarkoittaa osan liuottimen poistamista nestemäisestä ruoasta tuotannon, säilyvyyden ja kuljetuksen parantamiseksi. Se voidaan luokitella haihtumis- ja jäätymispitoisuuteen.
Haihtumispitoisuus
Haihdutus toimii liuenneen aineen ja liuottimen välisten haihtuvien erojen perusteella. Kun liuenneen aineen haihtuvuus liuoksessa on pieni ja liuottimella on ilmeinen haihtuvuus, liuotin höyrystetään kuumentamalla liuoksen väkevöimiseksi. Konsentroitava ruokaliuos laitetaan haihduttimeen ja lämmitetään ulkoisella lämmönlähteellä. Lämpötilan noustessa liuoksessa oleva liuotin (vesi) muuttuu höyryksi, koska veden kiehumispiste on suhteellisen alhainen ja se on helppo höyrystää.
Haihdutusprosessin aikana liuotinhöyry poistuu jatkuvasti, kun taas liuennut aine (kuten sokeri, proteiini, kivennäisaineet, vitamiinit, pigmentit ja muut haihtumattomat tai vaikeasti haihtuvat komponentit) jää jäljelle jääneeseen liuokseen sen korkeamman kiehumispisteen ja alhaisemman haihtuvuuden vuoksi. Haihtunut liuotinhöyry kerätään sitten ja jäähdytetään lauhduttimen läpi sen muuttamiseksi takaisin nestemäiseen muotoon. Tämä prosessi voi ottaa talteen jonkin verran energiaa ja vähentää energiankulutusta. Kondensoitunut vesi voidaan kierrättää tai tyhjentää.
Alkuperäinen liuos konsentroidaan pienempään tilavuuteen haihdutuksen ja kondensaation jälkeen liuenneen aineen kasvavana pitoisuutena. Konsentroitua elintarvikeliuosta voidaan käyttää myöhempään käsittelyyn, kuten jatkokuivaukseen, makeisiin, hilloihin, mehuihin tai väliraaka-aineena elintarviketuotannossa.
Käytännön teollisessa tuotannossa käytetään usein monivaiheista tai monivaikutteista haihdutus- ja väkevöintijärjestelmää. Erityisten tuotantoprosessien tarpeiden mukaan elintarvikkeiden pitoisuus on mitattava tarkasti reaaliajassa, jotta voidaan varmistaa tuotteiden vakaa laatu ja parantaa tiivistämistehokkuutta. Ota yhteyttäLonnmeter, online-pitoisuusmittareiden toimittajaonline-pitoisuusmittariratkaisuja.
Haihtumisen ja väkevöinnin tärkeimmät ominaisuudet
Lämmityslämpötilaa ja -aikaa tulee harkita vakavasti ruoan ja juoman haihduttamisessa. "Matala lämpötila ja lyhyt aika" on pääasiassa varmistaa ruoan laatu mahdollisimman paljon, kun taas "korkea lämpötila ja lyhyt aika" on lähinnä tuotannon tehokkuuden parantaminen.
Liiallinen kuumennus aiheuttaa proteiinien, sokereiden ja pektiinin rappeutumista, jähmettymistä ja paakkuuntumista. Lämmönsiirtopinnan kanssa läheisessä kosketuksessa oleva prosessoitu materiaali on altis hilseilylle korkeimmassa lämpötilassa verrattuna materiaalin ympäröivään lämpötilaan. Kun kalkki on muodostunut, se vaikuttaa vakavasti lämmönsiirtotehokkuuteen ja jopa aiheuttaa turvallisuusongelmia. Positiivinen toimenpide hilseilyongelman ratkaisemiseksi on lisätä nesteen nopeutta. Kokemus on osoittanut, että nesteen nopeuden lisääminen voi merkittävästi vähentää kalkkikiven muodostumista. Lisäksi voidaan käyttää sähkömagneettisia hilseilynestomenetelmiä ja kemiallisia hilseilynestomenetelmiä mahdollisen hilseilyn estämiseksi.
Viskositeetti
Monet ruoat sisältävät runsaasti proteiinia, sokeria, pektiiniä ja muita ainesosia, joilla on korkea viskositeetti. Haihdutusprosessin aikana liuoksen viskositeetti kasvaa pitoisuuden myötä juoksevuuden pienentyessä, mikä vaikeuttaa lämmönjohtavuutta merkittävästi. Siksi viskoosien tuotteiden haihduttamiseen käytetään yleensä ulkoisen voiman pakottamia kierrätys- tai sekoitustoimenpiteitä.
Vaahtoutuvuus
Ruoka-aineilla, joissa on enemmän proteiinia, on suurempi pintajännitys. Haihduttaessa ja keitettäessä muodostuu yhä vakaampia vaahtoja, jotka saavat nesteen helposti pääsemään lauhduttimeen höyryn mukana, jolloin neste häviää. Vaahdon muodostuminen liittyy pintajännitykseen. Höyryn, tulistetun nesteen ja suspendoituneiden aineiden välillä esiintyy rajapintajännitystä, ja kiinteillä aineilla on keskeinen rooli vaahdon muodostumisessa. Yleensä pinta-aktiivisilla aineilla voidaan ohjata vaahdon muodostumista, ja myös erilaisia mekaanisia laitteita voidaan käyttää vaahdon poistamiseen.
Syövyttävyys
Jotkut happamat ruoat, kuten vihannesmehu ja hedelmämehu, ovat alttiita haihduttimen syöpymiselle haihduttamisen ja konsentroinnin aikana. Elintarvikkeissa jopa lievä korroosio aiheuttaa usein kontaminaatiota, joka tekee tuotteesta epäpätevän. Siksi happamien elintarvikkeiden höyrystin on valmistettava korroosionkestävistä ja lämpöä johtavista materiaaleista, ja rakennesuunnittelun tulee olla helposti vaihdettavissa. Esimerkiksi sitruunahappoliuoksen konsentraatiossa voidaan käyttää läpäisemättömiä grafiittikuumennusputkia tai haponkestäviä emaloituja sandwich-haihduttimia.
Haihtuvat komponentit Monet nestemäiset ruoat sisältävät aromaattisia ja makuaineita, jotka ovat haihtuvampia kuin vesi. Kun neste haihtuu, nämä komponentit poistuvat höyryn mukana, mikä vaikuttaa tiivistetyn tuotteen laatuun. Vaikka alhaisen lämpötilan pitoisuus voi vähentää makukomponenttien häviämistä, täydellisempi tapa on ottaa talteenottotoimenpiteet ja lisätä ne sitten tuotteeseen talteenoton jälkeen.
Jäädytyspitoisuus
Ruokaraaka-aineneste (kuten mehu, maitotuotteet tai muut runsaasti vettä sisältävät liuokset) jäähdytetään matalassa lämpötilassa. Kun lämpötila laskee jäätymispisteen alapuolelle, liuoksessa olevat vesimolekyylit saostuvat jääkiteinä. Tämä johtuu siitä, että vesi saavuttaa kiinteän nesteen tasapainon tietyssä lämpötilassa ja paineessa. Tämän lämpötilan alapuolella ylimääräinen vapaa vesi jäätyy ensin, kun taas liuenneet aineet (kuten sokerit, orgaaniset hapot, pigmentit, aromit jne.) eivät eri liukoisuuden vuoksi ole helppoja jäädyttää vedellä, vaan jäävät jäätymättömään tiivisteeseen.
Jääkiteiden erottaminen
Muodostuneet jääkiteet erotetaan rikasteesta sentrifugoimalla, suodattamalla tai muilla fysikaalisilla menetelmillä. Tämä prosessi ei sisällä liuenneiden aineiden haihtumista, joten se voi tehokkaasti estää lämpöherkkien ainesosien hajoamisen ja aromin katoamisen. Konsentraatti jääkiteiden erottamisen jälkeen on pakastettua tiivistetuotetta, jonka liuenneen aineen pitoisuus on merkittävästi korkeampi kuin alkuperäisessä liuoksessa, säilyttäen kuitenkin suurimmassa määrin ruoan alkuperäisen värin, maun, ravintoarvon ja maun.
Jäätymisolosuhteiden hallinta
Pakasteväkevöintiprosessin aikana tekijöitä, kuten jäätymisnopeutta, jäätymislämpötilaa ja -aikaa, on säädettävä tarkasti jääkidekoon, morfologian ja konsentraatista erottamisen optimoimiseksi lopputuotteen laadun varmistamiseksi. Pakastetiivistystekniikka soveltuu erityisen hyvin lämpöherkille elintarvikkeille ja juomille, kuten tuoreille hedelmä- ja vihannesmehuille, biologisille tuotteille, lääkkeille ja korkealaatuisille mausteille. Se voi maksimoida raaka-aineiden luonnollisen laadun ja sillä on energiansäästön ja korkean hyötysuhteen ominaisuuksia. Tällä menetelmällä on kuitenkin myös tiettyjä rajoituksia. Esimerkiksi tiivistysprosessia ei voida steriloida tehokkaasti ja se voi vaatia lisästerilointikäsittelyä. Lisäksi joissakin liuoksissa, joilla on korkea viskositeetti tai jotka sisältävät erityisiä ainesosia, jääkiteiden erottaminen konsentraatista voi vaikeutua, mikä johtaa heikentyneeseen konsentraatiotehokkuuteen ja kohonneisiin kustannuksiin.
Postitusaika: 13.2.2025
