Concentración de alimentos e bebidas
A concentración de alimentos significa eliminar parte do disolvente dos alimentos líquidos para unha mellor produción, conservación e transporte. Podería clasificarse en evaporación e concentración de conxelación.
Concentración de evaporación
A evaporación funciona en función das diferenzas de volátiles entre soluto e disolvente. Cando a volatilidade do soluto na disolución é pequena e o disolvente ten unha volatilidade evidente, o disolvente vaporízase quentando para concentrar a solución. A solución alimentaria a concentrar colócase nun evaporador e quéntase mediante unha fonte de calor externa. A medida que aumenta a temperatura, o disolvente (auga) da solución converterase en vapor, porque o punto de ebulición da auga é relativamente baixo e é fácil de vaporizar.
Durante o proceso de evaporación, o vapor do disolvente escapa continuamente, mentres que o soluto (como azucre, proteínas, minerais, vitaminas, pigmentos e outros compoñentes non volátiles ou difíciles de volátil) permanece na solución restante debido ao seu maior punto de ebulición e menor volatilidade. Despois, o vapor do disolvente 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 verter.
A solución orixinal concéntrase nun volume máis pequeno despois da evaporación e da condensación a medida que aumenta a concentración de soluto. A solución alimentaria concentrada pódese usar para o procesamento posterior, como un secado posterior, doces, marmeladas, zumes ou como materia prima intermedia para a produción de alimentos.
O sistema de concentración e evaporación multietapa ou multiefecto úsase a miúdo na produción industrial práctica. Segundo as necesidades de procesos de produción específicos, a concentración de alimentos debe medirse con precisión en tempo real para garantir unha calidade estable do produto e mellorar a eficiencia da concentración. ContactoLonímetro, un provedor de medidores de concentración en liña, para obter máisMedidor de concentración en liñasolucións.
Principais características da evaporación e concentración
A temperatura e o tempo de calefacción deben considerarse seriamente na evaporación de alimentos e bebidas. "Baixa temperatura e pouco tempo" é principalmente para garantir a calidade dos alimentos na medida do posible, mentres que "alta temperatura e pouco tempo" é principalmente para mellorar a eficiencia da produción.
O quecemento excesivo provocará a dexeneración, o encharcado e a aglutinación de proteínas, azucres e pectina. O material procesado que entra en contacto estreitamente coa superficie de transferencia de calor é propenso a escalar para a temperatura máis alta, en comparación coa temperatura circundante do material. Unha vez que se forma a escala, afectará seriamente a eficiencia da transferencia de calor e incluso causará problemas de seguridade. A medida positiva para resolver o problema de escalado é aumentar a velocidade do líquido. A experiencia demostrou que o aumento da velocidade do líquido pode reducir significativamente a formación de escamas. Ademais, pódense adoptar métodos anti-escalado electromagnético e químico para evitar a posible escala.
Viscosidade
Moitos alimentos presentan ricas proteínas, azucre, pectina e outros ingredientes con alta viscosidade. Durante o proceso de evaporación, a viscosidade da solución aumenta coa concentración a medida que diminúe a fluidez, o que dificulta significativamente a condución da calor. Polo tanto, para a evaporación de produtos viscosos, adoitan adoptarse medidas de circulación ou axitación forzadas pola forza externa.
Escumabilidade
Os alimentos con máis proteína teñen unha maior tensión superficial. Ao evaporarse e ferver, hai cada vez máis espumas estables, que fan que o líquido entre facilmente no condensador co vapor, facendo que o líquido se perda. A formación de escuma está relacionada coa tensión interfacial. A tensión interfacial prodúcese entre o vapor, o líquido superquecido e os sólidos en suspensión, e os sólidos xogan un papel fundamental na formación de escuma. Xeralmente, os surfactantes pódense usar para controlar a formación de escuma, e tamén se poden usar varios dispositivos mecánicos para eliminar a escuma.
Corrosividade
Algúns alimentos ácidos, como o zume de vexetais e o de froita, son propensos á corrosión do evaporador durante a evaporación e a concentración. Para os alimentos, incluso a corrosión leve adoita causar contaminación que fai que o produto non sexa cualificado. Polo tanto, o evaporador utilizado para alimentos ácidos debe estar feito de materiais resistentes á corrosión e condutores térmicamente, e o deseño estrutural debe ser fácil de substituír. Por exemplo, a concentración de solución de ácido cítrico pode usar tubos de calefacción de grafito impermeables ou evaporadores de bocadillos de esmalte resistentes ao ácido.
Compoñentes volátiles Moitos alimentos líquidos conteñen compoñentes aromáticos e de sabor, que son máis volátiles que a auga. Cando o líquido se evapora, estes compoñentes escaparán xunto co vapor, afectando a calidade do produto concentrado. Aínda que a concentración a baixa temperatura pode reducir a perda de compoñentes do sabor, un método máis perfecto é tomar medidas de recuperación e engadilos ao produto despois da recuperación.
Concentración de conxelación
O líquido de materia prima alimentaria (como zumes, produtos lácteos ou outras solucións que conteñan unha gran cantidade de auga) arrefríase nun ambiente de baixa temperatura. Cando a temperatura cae por debaixo do punto de conxelación, as moléculas de auga da solución precipitarán 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, sabores, etc.) non son fáciles de conxelar con auga debido á diferente solubilidade, pero 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 soluto significativamente maior que a solución orixinal, mentres conserva a cor, o sabor, o valor nutricional e o sabor orixinais dos alimentos na maior medida.
Controlando as condicións de conxelación
Durante o proceso de concentración de conxelación, hai que controlar con precisión factores como a velocidade de conxelación, a temperatura e o tempo de conxelación para optimizar o tamaño, a morfoloxía e a separación do cristais de xeo do concentrado para garantir a calidade do produto final. A tecnoloxía de concentración de conxelación é especialmente adecuada para alimentos e bebidas sensibles á calor, como zumes de froitas e vexetais frescos, 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 provoca unha redución da eficiencia da concentración e un aumento dos custos.
Hora de publicación: 13-feb-2025
