Tập trung thực phẩm và đồ uống
Cô đặc thực phẩm nghĩa là loại bỏ một phần dung môi khỏi thực phẩm dạng lỏng để sản xuất, bảo quản và vận chuyển tốt hơn. Có thể phân loại thành cô đặc bay hơi và cô đặc đông lạnh.

Nồng độ bay hơi
Quá trình bay hơi hoạt động dựa trên sự chênh lệch độ bay hơi giữa chất tan và dung môi. Khi độ bay hơi của chất tan trong dung dịch nhỏ và dung môi có độ bay hơi rõ ràng, dung môi được bốc hơi bằng cách gia nhiệt để cô đặc dung dịch. Dung dịch thực phẩm cần cô đặc được đặt trong thiết bị bay hơi và được gia nhiệt bằng nguồn nhiệt bên ngoài. Khi nhiệt độ tăng, dung môi (nước) trong dung dịch sẽ chuyển thành hơi, vì điểm sôi của nước tương đối thấp và dễ bay hơi.
Trong quá trình bay hơi, hơi dung môi liên tục thoát ra, trong khi chất tan (như đường, protein, khoáng chất, vitamin, sắc tố và các thành phần không bay hơi hoặc khó bay hơi khác) vẫn còn trong dung dịch còn lại do nhiệt độ sôi cao hơn và độ bay hơi thấp hơn. Hơi dung môi bay hơi sau đó được thu gom và làm lạnh qua thiết bị ngưng tụ để chuyển trở lại dạng lỏng. Quá trình này có thể thu hồi một phần năng lượng và giảm mức tiêu thụ năng lượng. Nước ngưng tụ có thể được tái chế hoặc thải ra môi trường.
Dung dịch ban đầu được cô đặc thành thể tích nhỏ hơn sau khi bay hơi và ngưng tụ khi nồng độ chất tan tăng dần. Dung dịch thực phẩm cô đặc có thể được sử dụng cho các quá trình chế biến tiếp theo, chẳng hạn như sấy khô, làm kẹo, mứt, nước ép, hoặc làm nguyên liệu thô trung gian cho sản xuất thực phẩm.
Hệ thống cô đặc và bốc hơi đa giai đoạn hoặc đa hiệu ứng thường được sử dụng trong sản xuất công nghiệp thực tế. Tùy theo nhu cầu của từng quy trình sản xuất cụ thể, nồng độ thực phẩm cần được đo chính xác theo thời gian thực để đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định và nâng cao hiệu quả cô đặc. Liên hệMáy đo độ dài, một nhà cung cấp máy đo nồng độ trực tuyến, để biết thêmmáy đo nồng độ trực tuyếngiải pháp.

Các tính năng chính của sự bay hơi và cô đặc
Nhiệt độ và thời gian gia nhiệt cần được cân nhắc kỹ lưỡng trong quá trình bốc hơi thực phẩm và đồ uống. "Nhiệt độ thấp và thời gian ngắn" chủ yếu là để đảm bảo chất lượng thực phẩm tối đa, trong khi "nhiệt độ cao và thời gian ngắn" chủ yếu là để nâng cao hiệu quả sản xuất.
Nhiệt độ quá cao sẽ gây ra sự thoái hóa, cháy xém và đóng cặn của protein, đường và pectin. Vật liệu được xử lý tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt truyền nhiệt dễ bị đóng cặn ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ xung quanh vật liệu. Một khi cặn hình thành, nó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất truyền nhiệt và thậm chí gây ra các vấn đề về an toàn. Biện pháp tích cực để giải quyết vấn đề đóng cặn là tăng vận tốc dòng chảy của chất lỏng. Kinh nghiệm cho thấy việc tăng vận tốc dòng chảy của chất lỏng có thể làm giảm đáng kể sự hình thành cặn. Ngoài ra, có thể áp dụng các phương pháp chống đóng cặn điện từ và chống đóng cặn hóa học để ngăn ngừa nguy cơ đóng cặn.
Độ nhớt
Nhiều loại thực phẩm chứa nhiều protein, đường, pectin và các thành phần khác có độ nhớt cao. Trong quá trình bay hơi, độ nhớt của dung dịch tăng theo nồng độ khi độ lưu động giảm, điều này cản trở đáng kể việc dẫn nhiệt. Do đó, để bay hơi các sản phẩm có độ nhớt cao, biện pháp tuần hoàn hoặc khuấy cưỡng bức thường được áp dụng.
Khả năng tạo bọt
Nguyên liệu thực phẩm chứa nhiều protein có sức căng bề mặt lớn hơn. Khi bay hơi và sôi, bọt hình thành ngày càng nhiều, dễ khiến chất lỏng cùng với hơi nước đi vào bình ngưng, làm mất chất lỏng. Sự hình thành bọt liên quan đến sức căng bề mặt. Sức căng bề mặt xảy ra giữa hơi nước, chất lỏng quá nhiệt và chất rắn lơ lửng, và chất rắn đóng vai trò cốt lõi trong quá trình hình thành bọt. Thông thường, chất hoạt động bề mặt có thể được sử dụng để kiểm soát sự hình thành bọt, và các thiết bị cơ học khác nhau cũng có thể được sử dụng để loại bỏ bọt.
Tính ăn mòn
Một số thực phẩm có tính axit, chẳng hạn như nước ép rau củ và nước ép trái cây, dễ bị ăn mòn thiết bị bay hơi trong quá trình bay hơi và cô đặc. Đối với thực phẩm, ngay cả sự ăn mòn nhẹ cũng thường gây ra ô nhiễm, khiến sản phẩm không đạt tiêu chuẩn. Do đó, thiết bị bay hơi dùng cho thực phẩm có tính axit cần được chế tạo bằng vật liệu chống ăn mòn và dẫn nhiệt, đồng thời thiết kế cấu trúc phải dễ thay thế. Ví dụ, để cô đặc dung dịch axit citric, có thể sử dụng ống gia nhiệt graphite không thấm nước hoặc thiết bị bay hơi sandwich tráng men chống axit.
Thành phần dễ bay hơi: Nhiều loại thực phẩm dạng lỏng chứa các thành phần hương liệu và hương vị dễ bay hơi hơn nước. Khi chất lỏng bay hơi, các thành phần này sẽ thoát ra ngoài cùng với hơi nước, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cô đặc. Mặc dù việc cô đặc ở nhiệt độ thấp có thể làm giảm sự mất mát các thành phần hương vị, nhưng một phương pháp hoàn hảo hơn là áp dụng các biện pháp thu hồi và sau đó bổ sung chúng vào sản phẩm sau khi thu hồi.

Đông đặc
Nguyên liệu thực phẩm dạng lỏng (như nước ép, sản phẩm từ sữa hoặc các dung dịch khác chứa nhiều nước) được làm lạnh trong môi trường nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ xuống dưới điểm đóng băng, các phân tử nước trong dung dịch sẽ kết tủa dưới dạng tinh thể băng. Điều này là do nước đạt trạng thái cân bằng rắn-lỏng ở một nhiệt độ và áp suất nhất định. Dưới nhiệt độ này, nước tự do dư thừa sẽ đóng băng trước, trong khi các chất tan (như đường, axit hữu cơ, chất tạo màu, hương liệu, v.v.) không dễ đóng băng cùng với nước do độ hòa tan khác nhau, nhưng vẫn nằm trong dịch cô đặc chưa đông lạnh.
Tách tinh thể băng
Tinh thể băng hình thành được tách ra khỏi dịch cô đặc bằng phương pháp ly tâm, lọc hoặc các phương pháp vật lý khác. Quá trình này không liên quan đến sự bay hơi của chất tan, do đó có thể ngăn ngừa hiệu quả sự phân hủy các thành phần nhạy cảm với nhiệt và mất hương vị. Dịch cô đặc sau khi tách tinh thể băng là sản phẩm cô đặc đông lạnh, có nồng độ chất tan cao hơn đáng kể so với dung dịch ban đầu, đồng thời vẫn giữ được màu sắc, hương vị, giá trị dinh dưỡng và hương vị ban đầu của thực phẩm ở mức tối đa.
Kiểm soát điều kiện đóng băng
Trong quá trình cô đặc đông lạnh, các yếu tố như tốc độ đông lạnh, nhiệt độ đông lạnh và thời gian đông lạnh cần được kiểm soát chính xác để tối ưu hóa kích thước tinh thể đá, hình thái và tách khỏi dịch cô đặc nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Công nghệ cô đặc đông lạnh đặc biệt phù hợp với thực phẩm và đồ uống nhạy nhiệt, chẳng hạn như nước ép trái cây và rau quả tươi, sản phẩm sinh học, dược phẩm và gia vị cao cấp. Nó có thể tối đa hóa chất lượng tự nhiên của nguyên liệu thô và có đặc tính tiết kiệm năng lượng và hiệu quả cao. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số hạn chế nhất định. Ví dụ, quá trình cô đặc không thể được khử trùng hiệu quả và có thể cần xử lý khử trùng bổ sung. Ngoài ra, đối với một số dung dịch có độ nhớt cao hoặc chứa các thành phần đặc biệt, khó khăn trong việc tách tinh thể đá khỏi dịch cô đặc có thể tăng lên, dẫn đến hiệu quả cô đặc giảm và chi phí tăng.
Thời gian đăng: 13-02-2025