Toidu ja jookide kontsentratsioon
Toidu kontsentreerimine tähendab vedelast toidust lahusti osa eemaldamist parema tootmise, säilitamise ja transportimise eesmärgil. Seda võib liigitada aurustamise ja külmutamise kontsentreerimise alla.
Aurustumiskontsentratsioon
Aurustamine toimib lahustunud aine ja lahusti lenduvuse erinevuste põhjal. Kui lahustunud aine lenduvus lahuses on väike ja lahustil on ilmne lenduvus, aurustatakse lahusti kuumutamise teel, et lahus kontsentreerida. Kontsentreeritav toidulahus asetatakse aurustisse ja kuumutatakse välise soojusallika abil. Temperatuuri tõustes muutub lahuses olev lahusti (vesi) auruks, kuna vee keemistemperatuur on suhteliselt madal ja see aurustub kergesti.
Aurustamisprotsessi käigus eraldub lahusti aur pidevalt, samal ajal kui lahustunud aine (näiteks suhkur, valk, mineraalid, vitamiinid, pigmendid ja muud mittelenduvad või raskesti lenduvad komponendid) jääb oma kõrgema keemistemperatuuri ja madalama lenduvuse tõttu ülejäänud lahusesse. Seejärel kogutakse aurustunud lahusti aur ja jahutatakse kondensaatori abil, et muuta see tagasi vedelaks. See protsess võimaldab taastada osa energiast ja vähendada energiatarbimist. Kondenseerunud vett saab taaskasutada või ära juhtida.
Pärast aurustamist ja kondenseerimist kontsentreeritakse algne lahus väiksemaks mahuks, kuna lahustunud aine kontsentratsioon suureneb. Kontsentreeritud toidulahust saab kasutada edasiseks töötlemiseks, näiteks edasiseks kuivatamiseks, kommide, mooside, mahlade valmistamiseks või toidutootmise vahetoormena.
Praktilises tööstuslikus tootmises kasutatakse sageli mitmeastmelisi või mitme efektiga aurustamis- ja kontsentreerimissüsteeme. Vastavalt konkreetsete tootmisprotsesside vajadustele tuleb toidu kontsentratsiooni reaalajas täpselt mõõta, et tagada stabiilne tootekvaliteet ja parandada kontsentreerimise efektiivsust. KontaktLonnmeeter, veebipõhine kontsentratsioonimõõturite tarnija, et saada lisateavetveebipõhine kontsentratsioonimõõturlahendused.
Aurustumise ja kontsentreerimise peamised omadused
Toidu ja jookide aurustamisel tuleks kuumutamistemperatuuri ja -aega tõsiselt kaaluda. „Madal temperatuur ja lühike aeg” on peamiselt mõeldud toidu kvaliteedi tagamiseks nii palju kui võimalik, samas kui „kõrge temperatuur ja lühike aeg” on mõeldud peamiselt tootmise efektiivsuse parandamiseks.
Liigne kuumutamine põhjustab valkude, suhkrute ja pektiini lagunemist, kõrbemist ja paakumist. Töödeldav materjal, mis puutub tihedalt kokku soojusülekande pinnaga, on katlakivi tekkimise suhtes vastuvõtlikum kõrgeima temperatuuri korral võrreldes materjali ümbritseva temperatuuriga. Kui katlakivi on tekkinud, mõjutab see tõsiselt soojusülekande efektiivsust ja võib põhjustada isegi ohutusprobleeme. Katlakivi tekkimise probleemi lahendamiseks on positiivne meede vedeliku kiiruse suurendamine. Kogemused on näidanud, et vedeliku kiiruse suurendamine võib katlakivi teket oluliselt vähendada. Lisaks saab katlakivi tekkimise vältimiseks võtta elektromagnetilisi ja keemilisi katlakivivastaseid meetodeid.
Viskoossus
Paljud toiduained sisaldavad palju valku, suhkrut, pektiini ja muid kõrge viskoossusega koostisosi. Aurustamisprotsessi käigus suureneb lahuse viskoossus koos kontsentratsiooniga ja voolavuse vähenemisega, mis takistab oluliselt soojusjuhtivust. Seetõttu kasutatakse viskoossete toodete aurustamiseks tavaliselt välise jõu abil sunnitud tsirkulatsiooni- või segamismeetmeid.
Vahustusvõime
Suurema valgusisaldusega toiduainetel on suurem pindpinevus. Aurustamisel ja keetmisel tekib üha stabiilsem vaht, mis põhjustab vedeliku auruga kergesti kondensaatorisse sattumist, põhjustades vedeliku kadu. Vahu teke on seotud pindadevahelise pingega. Pindpinevus tekib auru, ülekuumenenud vedeliku ja hõljuvate ainete vahel ning tahketel ainetel on vahu tekkimisel keskne roll. Üldiselt saab vahu tekkimise kontrollimiseks kasutada pindaktiivseid aineid ja vahu eemaldamiseks saab kasutada ka mitmesuguseid mehaanilisi seadmeid.
Söövitavus
Mõned happelised toidud, näiteks köögiviljamahl ja puuviljamahl, on aurustamise ja kontsentreerimise ajal altid aurusti korrosioonile. Toidu puhul põhjustab isegi kerge korrosioon sageli saastumist, mis muudab toote kvalifitseerimata. Seetõttu peab happeliste toitude jaoks kasutatav aurusti olema valmistatud korrosioonikindlast ja soojusjuhtivast materjalist ning konstruktsiooniline disain peaks olema kergesti vahetatav. Näiteks sidrunhappe lahuse kontsentreerimiseks võib kasutada mitteläbilaskvaid grafiidist küttetorusid või happekindlaid emailitud võileiva-aurusteid.
Lenduvad komponendid Paljud vedelad toiduained sisaldavad aromaatseid ja maitsekomponente, mis on lenduvamad kui vesi. Vedeliku aurustumisel pääsevad need komponendid koos auruga välja, mõjutades kontsentreeritud toote kvaliteeti. Kuigi madalal temperatuuril kontsentreerimine võib vähendada maitsekomponentide kadu, on täiuslikum meetod võtta meetmeid nende taaskasutamiseks ja seejärel tootele lisamiseks pärast taaskasutamist.
Külmuta kontsentratsioon
Toidu tooraine vedelikku (näiteks mahla, piimatooteid või muid suures koguses vett sisaldavaid lahuseid) jahutatakse madalal temperatuuril. Kui temperatuur langeb alla külmumistemperatuuri, sadestuvad lahuses olevad veemolekulid jääkristallide kujul. See on tingitud asjaolust, et vesi saavutab teatud temperatuuril ja rõhul tahke-vedeliku tasakaalu. Sellest temperatuurist madalamal külmub esmalt liigne vaba vesi, samas kui lahustunud aineid (näiteks suhkruid, orgaanilisi happeid, pigmente, lõhna- ja maitseaineid jne) ei ole erineva lahustuvuse tõttu veega kerge külmutada, vaid need jäävad külmutamata kontsentraadi sisse.
Jääkristallide eraldamine
Moodustunud jääkristallid eraldatakse kontsentraadist tsentrifuugimise, filtreerimise või muude füüsikaliste meetoditega. See protsess ei hõlma lahustunud ainete aurustumist, seega saab see tõhusalt vältida kuumustundlike koostisosade lagunemist ja aroomi kadumist. Pärast jääkristallide eraldamist on kontsentraat külmutatud kontsentreeritud produkt, mille lahustunud aine kontsentratsioon on oluliselt kõrgem kui algsel lahusel, säilitades samal ajal toidu algse värvi, maitse, toiteväärtuse ja aroomi suurimal määral.
Külmumistingimuste kontrollimine
Külmkontsentreerimise käigus tuleb täpselt kontrollida selliseid tegureid nagu külmumiskiirus, -temperatuur ja -aeg, et optimeerida jääkristallide suurust, morfoloogiat ja kontsentraadist eraldamist ning tagada lõpptoote kvaliteet. Külmkontsentreerimise tehnoloogia sobib eriti hästi kuumustundlike toitude ja jookide, näiteks värskete puu- ja köögiviljamahlade, bioloogiliste toodete, ravimite ja kallite maitseainete töötlemiseks. See aitab maksimeerida tooraine loomulikku kvaliteeti ning on energiasäästlik ja tõhus. Sellel meetodil on aga ka teatud piirangud. Näiteks ei saa kontsentreerimisprotsessi tõhusalt steriliseerida ja see võib vajada täiendavat steriliseerimist. Lisaks võib mõnede kõrge viskoossusega või spetsiaalseid koostisosi sisaldavate lahuste puhul jääkristallide kontsentraadist eraldamine olla keerulisem, mis vähendab kontsentreerimise efektiivsust ja suurendab kulusid.
Postituse aeg: 13. veebruar 2025
