Tập trung thực phẩm và đồ uống
Cô đặc thực phẩm có 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 bốc hơi
Quá trình bay hơi hoạt động dựa trên sự khác biệt về 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 đun nóng để cô đặc dung dịch. Dung dịch thực phẩm cần cô đặc được đặt trong máy bay hơi và được đun nóng bằng nguồn nhiệt bên ngoài. Khi nhiệt độ tăng lên, dung môi (nước) trong dung dịch sẽ được chuyển thành hơi, vì điểm sôi của nước tương đối thấp và dễ bốc hơi.
Trong quá trình bay hơi, hơi dung môi thoát ra liên tục, 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 ở trong dung dịch còn lại do điểm sôi cao hơn và độ bay hơi thấp hơn. Hơi dung môi bay hơi sau đó được thu thập và làm mát qua bình ngưng tụ để chuyển đổi trở lại dạng lỏng. Quá trình này có thể thu hồi một số năng lượng và giảm mức tiêu thụ năng lượng. Nước ngưng tụ có thể được tái chế hoặc thải ra.
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 lên. Dung dịch thực phẩm cô đặc có thể được sử dụng để chế biến tiếp theo, chẳng hạn như sấy khô thêm, kẹo, mứt, nước trái cây hoặc làm nguyên liệu thô trung gian để sản xuất thực phẩm.
Hệ thống cô đặc và bốc hơi nhiều giai đoạn hoặc nhiều hiệu ứng thường được sử dụng trong sản xuất công nghiệp thực tế. Theo nhu cầu của các 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 bốc hơi và cô đặc
Nhiệt độ và thời gian gia nhiệt trong quá trình bốc hơi thực phẩm và đồ uống cần được cân nhắc nghiêm túc. "Nhiệt độ thấp và thời gian ngắn" chủ yếu là để đảm bảo chất lượng thực phẩm ở mức cao nhất có thể, 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 cục của protein, đường và pectin. Vật liệu đã qua xử lý tiếp xúc chặt chẽ với bề mặt truyền nhiệt dễ bị đóng cặn ở nhiệt độ cao nhất, so với nhiệt độ xung quanh của vật liệu. Một khi đóng cặn hình thành, nó sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả 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 chất lỏng. Kinh nghiệm cho thấy rằng việc tăng vận tốc 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 khả năng đóng cặn.
Độ nhớt
Nhiều loại thực phẩm có 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, cản trở đáng kể quá trình dẫn nhiệt. Do đó, đối với quá trình bay hơi các sản phẩm có độ nhớt, biện pháp tuần hoàn hoặc khuấy cưỡng bức bằng lực bên ngoài thường được áp dụng.
Khả năng tạo bọt
Nguyên liệu thực phẩm có nhiều protein hơn có sức căng bề mặt lớn hơn. Khi bốc hơi và sôi, bọt ổn định ngày càng nhiều, dễ khiến chất lỏng đi vào bình ngưng tụ cùng với hơi nước, khiến chất lỏng bị mất. Sự hình thành bọt liên quan đến sức căng giao diện. Sức căng giao diện 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. Nhìn chung, chất hoạt động bề mặt có thể được sử dụng để kiểm soát quá trình hình thành bọt và nhiều thiết bị cơ học khác nhau cũng có thể được sử dụng để loại bỏ bọt.
Tính ăn mòn
Một số loại thực phẩm có tính axit như nước ép rau và nước ép trái cây dễ bị ăn mòn bộ phận 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, bộ phận bay hơi dùng cho thực phẩm có tính axit cần được làm bằng vật liệu chống ăn mòn và dẫn nhiệt, 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 hoặc bộ phận bay hơi sandwich tráng men chống axit.
Thành phần dễ bay hơi Nhiều loại thực phẩm dạng lỏng chứa các thành phần thơm và hương vị, dễ bay hơi hơn nước. Khi chất lỏng bốc hơi, các thành phần này sẽ thoát ra cùng với hơi nước, ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm cô đặc. Mặc dù 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 thực hiện các biện pháp phục hồi và sau đó thêm chúng vào sản phẩm sau khi phục hồi.

Đông đặc
Nguyên liệu thực phẩm dạng lỏng (như nước trái cây, sản phẩm từ sữa hoặc các dung dịch khác có chứa một lượng lớn nước) được làm lạnh trong môi trường nhiệt độ thấp. Khi nhiệt độ giảm 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 đến trạng thái cân bằng rắn-lỏng ở nhiệt độ và áp suất cụ thể. Dưới nhiệt độ này, nước tự do dư thừa sẽ đóng băng trước, trong khi các chất tan (như đường, axit hữu cơ, sắc tố, hương vị, v.v.) không dễ đóng băng với nước do độ hòa tan khác nhau, nhưng vẫn nằm trong chất cô đặc chưa đông lạnh.
Tách tinh thể băng
Các tinh thể băng hình thành được tách ra khỏi chất 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 của các thành phần nhạy cảm với nhiệt và mất hương vị. Chất cô đặc sau khi tách các 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, mùi vị, giá trị dinh dưỡng và hương vị ban đầu của thực phẩm ở mức độ lớn nhất.
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 băng, hình thái và tách khỏi chất cô đặc để đảm bảo chất lượng của 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 điểm 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 khử trùng hiệu quả và có thể yêu cầu 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 băng khỏi chất cô đặc có thể tăng lên, dẫn đến hiệu quả cô đặc giảm và tăng chi phí.
Thời gian đăng: 13-02-2025