Concentración de alimentos e bebidas
A concentración de alimentos significa eliminar parte do solvente dos alimentos líquidos para unha mellor produción, conservación e transporte. Podería clasificarse en concentración por evaporación e conxelación.
Concentración de evaporación
A evaporación funciona en función das diferenzas volátiles entre o soluto e o solvente. Cando a volatilidade do soluto na solución é pequena e o solvente ten unha volatilidade evidente, o solvente vaporízase quentándoo para concentrala. A solución alimentaria que se vai concentrar colócase nun evaporador e quéntase mediante unha fonte de calor externa. A medida que a temperatura aumenta, o solvente (auga) na solución converterase en vapor, porque o punto de ebulición da auga é relativamente baixo e é doada de vaporizar.
Durante o proceso de evaporación, o vapor do solvente escapa continuamente, mentres que o soluto (como o azucre, as proteínas, os minerais, as vitaminas, os pigmentos e outros compoñentes non volátiles ou difíciles de volátiles) permanece na solución restante debido ao seu punto de ebulición máis alto e á súa menor volatilidade. O vapor do solvente evaporado recóllese e arrefríase a través dun condensador para convertelo de novo en forma líquida. Este proceso pode recuperar algo de enerxía e reducir o consumo de enerxía. A auga condensada pódese reciclar ou descargar.
A solución orixinal concéntrase nun volume máis pequeno despois da evaporación e a condensación a medida que aumenta a concentración de soluto. A solución alimentaria concentrada pódese usar para procesamentos posteriores, como un secado adicional, doces, marmeladas, zumes ou como materia prima intermedia para a produción de alimentos.
Os sistemas de evaporación e concentración multietapa ou multiefecto úsanse a miúdo na produción industrial práctica. De acordo coas necesidades dos procesos de produción específicos, a concentración dos alimentos debe medirse con precisión en tempo real para garantir unha calidade estable do produto e mellorar a eficiencia da concentración.Lonnmeter, un provedor en liña de medidores de concentración, para obter máis informaciónmedidor de concentración en liñasolucións.
Principais características da evaporación e da concentración
A temperatura e o tempo de quecemento deben terse en conta seriamente na evaporación de alimentos e bebidas. "Baixa temperatura e curto tempo" serve principalmente para garantir a calidade dos alimentos na medida do posible, mentres que "alta temperatura e curto tempo" serve principalmente para mellorar a eficiencia da produción.
Un quentamento excesivo provocará dexeneración, carbonización e apelmazamento de proteínas, azucres e pectina. O material procesado que está en estreito contacto coa superficie de transferencia de calor é propenso a formar incrustacións á temperatura máis alta, en comparación coa temperatura circundante do material. Unha vez que se forman incrustacións, afectará seriamente a eficiencia da transferencia de calor e mesmo causará problemas de seguridade. A medida positiva para resolver o problema da incrustación é aumentar a velocidade do líquido. A experiencia demostrou que aumentar a velocidade do líquido pode reducir significativamente a formación de incrustacións. Ademais, pódense tomar métodos antiincrustación electromagnéticos e antiincrustación química para evitar a posible incrustación.
Viscosidade
Moitos alimentos conteñen proteínas ricas, azucre, pectina e outros ingredientes con alta viscosidade. Durante o proceso de evaporación, a viscosidade da solución aumenta coa concentración a medida que a fluidez diminúe, o que dificulta significativamente a condución da calor. Polo tanto, para a evaporación de produtos viscosos, xeralmente adóptanse medidas de circulación ou axitación forzadas por unha forza externa.
Espumabilidade
Os materiais alimenticios con máis proteínas teñen unha maior tensión superficial. Ao evaporarse e ferver, hai cada vez máis espumas estables, o que fai que o líquido entre facilmente no condensador co vapor, facendo que o líquido se perda. A formación de espuma está relacionada coa tensión interfacial. A tensión interfacial prodúcese entre o vapor, o líquido sobrequentado e os sólidos en suspensión, e os sólidos xogan un papel fundamental na formación de espuma. En xeral, os surfactantes pódense usar para controlar a formación de espuma e tamén se poden usar varios dispositivos mecánicos para eliminar a espuma.
Corrosividade
Algúns alimentos ácidos, como os zumes de vexetais e os zumes de froitas, son propensos á corrosión do evaporador durante a evaporación e a concentración. No caso dos alimentos, mesmo a corrosión leve adoita causar contaminación que fai que o produto non estea cualificado. Polo tanto, o evaporador utilizado para alimentos ácidos debe estar feito de materiais resistentes á corrosión e termocondutores, e o deseño estrutural debe ser doado de substituír. Por exemplo, para a concentración dunha solución de ácido cítrico pódense usar tubos de quecemento de grafito impermeables ou evaporadores tipo sándwich de esmalte resistentes aos ácidos.
Compoñentes volátiles Moitos alimentos líquidos conteñen compoñentes aromáticos e saborosos, que son máis volátiles que a auga. Cando o líquido se evapora, estes compoñentes escaparán xunto co vapor, o que afectará á calidade do produto concentrado. Aínda que a concentración a baixa temperatura pode reducir a perda de compoñentes saborosos, un método máis axeitado é tomar medidas de recuperación e engadilos ao produto despois da recuperación.
Conxelar a concentración
A materia prima líquida dos alimentos (como zumes, produtos lácteos ou outras solucións que conteñen unha gran cantidade de auga) arrefríase nun ambiente de baixa temperatura. Cando a temperatura baixa do punto de conxelación, as moléculas de auga da solución precipitan en forma de cristais de xeo. Isto débese a que a auga alcanza o equilibrio sólido-líquido a unha temperatura e presión específicas. Por debaixo desta temperatura, o exceso de auga libre conxelarase primeiro, mentres que os solutos (como azucres, ácidos orgánicos, pigmentos, aromas, etc.) non son fáciles de conxelar con auga debido á súa diferente solubilidade, senón que permanecen no concentrado non conxelado.
Separación de cristais de xeo
Os cristais de xeo formados sepáranse do concentrado mediante centrifugación, filtración ou outros métodos físicos. Este proceso non implica a evaporación de solutos, polo que pode evitar eficazmente a degradación dos ingredientes sensibles á calor e a perda de aroma. O concentrado despois de separar os cristais de xeo é o produto de concentración conxelado, que ten unha concentración de solutos significativamente maior que a solución orixinal, ao tempo que conserva a cor, o sabor, o valor nutricional e o sabor orixinais do alimento na maior medida posible.
Control das condicións de conxelación
Durante o proceso de conxelación e concentración, factores como a velocidade de conxelación, a temperatura e o tempo de conxelación deben controlarse con precisión para optimizar o tamaño, a morfoloxía e a separación dos cristais de xeo do concentrado para garantir a calidade do produto final. A tecnoloxía de conxelación e concentración é especialmente axeitada para alimentos e bebidas sensibles á calor, como zumes de froitas e verduras frescas, produtos biolóxicos, produtos farmacéuticos e condimentos de alta gama. Pode maximizar a calidade natural das materias primas e ten as características de aforro de enerxía e alta eficiencia. Non obstante, este método tamén ten certas limitacións. Por exemplo, o proceso de concentración non se pode esterilizar eficazmente e pode requirir un tratamento de esterilización adicional. Ademais, para algunhas solucións con alta viscosidade ou que conteñen ingredientes especiais, a dificultade de separar os cristais de xeo do concentrado pode aumentar, o que resulta nunha redución da eficiencia de concentración e un aumento dos custos.
Data de publicación: 13 de febreiro de 2025
