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食品饮料浓缩技术

食品饮料浓缩液

食品浓缩是指从液态食品中去除部分溶剂,以改善生产、保存和运输。它可以分为蒸发浓缩和冷冻浓缩。

食品饮料浓缩设备

蒸发浓缩

蒸发浓缩的原理是利用溶质和溶剂挥发性的差异。当溶液中溶质的挥发性较小而溶剂的挥发性较大时,通过加热使溶剂汽化,从而浓缩溶液。将待浓缩的食品溶液放入蒸发器中,并用外部热源加热。随着温度升高,溶液中的溶剂(水)会转化为蒸汽,因为水的沸点相对较低,容易汽化。

在蒸发过程中,溶剂蒸汽不断逸出,而溶质(例如糖、蛋白质、矿物质、维生素、色素和其他非挥发性或难挥发性成分)由于沸点较高、挥发性较低而留在剩余溶液中。蒸发的溶剂蒸汽随后被收集并通过冷凝器冷却,重新凝结成液体。该过程可以回收部分能量并降低能耗。冷凝水可以循环利用或排放。

随着溶质浓度的增加,原溶液经蒸发和冷凝后浓缩成较小体积。浓缩后的食品溶液可用于后续加工,例如进一步干燥、制成糖果、果酱、果汁,或作为食品生产的中间原料。

在实际工业生产中,通常采用多级或多效蒸发浓缩系统。根据具体生产工艺的需要,需要实时精确测量食品浓缩度,以确保产品质量稳定并提高浓缩效率。联系方式朗米特一家在线浓度计供应商,了解更多信息在线浓度计解决方案。

在线密度浓度计

蒸发和浓缩的主要特点

食品饮料蒸发过程中,加热温度和时间的选择至关重要。“低温短时”主要是为了尽可能保证食品质量,而“高温短时”主要是为了提高生产效率。

过热会导致蛋白质、糖类和果胶发生变质、炭化和结块。与周围环境温度相比,与换热表面紧密接触的加工物料在较高温度下更容易结垢。一旦形成水垢,将严重影响传热效率,甚至引发安全问题。解决结垢问题的有效措施是提高液体流速。经验表明,提高液体流速可以显著减少水垢的形成。此外,还可以采用电磁防垢和化学防垢方法来预防潜在的结垢问题。

粘度

许多食品富含蛋白质、糖、果胶和其他高粘度成分。在蒸发过程中,溶液的粘度随浓度增加而增大,流动性降低,从而显著阻碍热传导。因此,对于高粘度产品的蒸发,通常采用外力强制循环或搅拌等措施。

起泡性

蛋白质含量较高的食品原料具有更大的表面张力。在蒸发和沸腾过程中,会产生越来越多稳定的泡沫,这些泡沫容易导致液体随蒸汽进入冷凝器,造成液体损失。泡沫的形成与界面张力密切相关。界面张力存在于蒸汽、过热液体和悬浮固体之间,其中固体在泡沫的形成过程中起着核心作用。通常可以使用表面活性剂来控制泡沫的产生,也可以使用各种机械装置来消除泡沫。

腐蚀性

某些酸性食品,例如蔬菜汁和果汁,在蒸发浓缩过程中容易腐蚀蒸发器。对于食品而言,即使是轻微的腐蚀也常常会导致污染,使产品不合格。因此,用于酸性食品的蒸发器需要采用耐腐蚀且导热性能良好的材料制成,并且结构设计应便于更换。例如,浓缩柠檬酸溶液时可以使用不透水的石墨加热管或耐酸搪瓷夹层式蒸发器。

挥发性成分 许多液态食品含有芳香和风味成分,这些成分比水更易挥发。当液体蒸发时,这些成分会随蒸汽逸出,影响浓缩产品的品质。虽然低温浓缩可以减少风味成分的损失,但更理想的方法是采取回收措施,回收后再将其添加到产品中。

冷冻浓缩

冷冻浓缩

食品原料液体(例如果汁、乳制品或其他含水量高的溶液)在低温环境下冷却。当温度降至冰点以下时,溶液中的水分子会以冰晶的形式析出。这是因为水在特定的温度和压力下达到固液平衡。低于此温度时,过量的游离水会首先冻结,而溶质(例如糖类、有机酸、色素、香精等)由于溶解度不同,不易与水同时冻结,而是留在未冻结的浓缩液中。

冰晶分离

通过离心、过滤或其他物理方法将形成的冰晶从浓缩液中分离出来。该过程不涉及溶质的蒸发,因此能有效防止热敏成分的降解和香气的流失。分离冰晶后的浓缩液即为冷冻浓缩产品,其溶质浓度显著高于原溶液,同时最大程度地保留了食品原有的色泽、口感、营养价值和风味。

控制冻结条件

在冷冻浓缩过程中,需要精确控制冷冻速率、冷冻温度和时间等因素,以优化冰晶的尺寸、形态及其与浓缩液的分离,从而保证最终产品的质量。冷冻浓缩技术尤其适用于对热敏性食品饮料,例如鲜榨果蔬汁、生物制品、药品和高端调味品。它能够最大限度地保留原料的天然品质,并具有节能高效的特点。然而,该方法也存在一定的局限性。例如,浓缩过程无法有效灭菌,可能需要额外的灭菌处理。此外,对于一些高粘度或含有特殊成分的溶液,冰晶与浓缩液的分离难度可能会增加,导致浓缩效率降低,成本上升。


发布时间:2025年2月13日

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