ריכוז מזון ומשקאות
ריכוז מזון פירושו הסרת חלק מממס ממזון נוזלי לייצור, שימור ושינוע טובים יותר. זה יכול להיות מסווג לריכוז אידוי והקפאה.

ריכוז אידוי
אידוי פועל על בסיס הבדלים נדיפים בין מומס לממס. כאשר התנודתיות של המומס בתמיסה קטנה ולממס יש נדיפות ברורה, הממס מאדה על ידי חימום כדי לרכז את התמיסה. תמיסת המזון לריכוז מוכנסת למאייד ומחוממת על ידי מקור חום חיצוני. עם עליית הטמפרטורה, הממס (המים) שבתמיסה יהפוך לאדים, מכיוון שנקודת הרתיחה של המים נמוכה יחסית וקל לאידוי.
במהלך תהליך האידוי, אדי הממס בורח ברציפות, בעוד שהמומס (כגון סוכר, חלבון, מינרלים, ויטמינים, פיגמנטים ושאר רכיבים לא נדיפים או קשים להנדיף) נשאר בתמיסה שנותרה בשל נקודת הרתיחה הגבוהה שלו ותנודתיות נמוכה יותר. לאחר מכן נאסף אדי הממס המאוד ומקורר באמצעות מעבה כדי להמיר אותו בחזרה לצורה נוזלית. תהליך זה יכול לשחזר מעט אנרגיה ולהפחית את צריכת האנרגיה. ניתן למחזר או לפרוק את המים המעובה.
התמיסה המקורית מרוכזת לנפח קטן יותר לאחר אידוי ועיבוי כריכוז הגובר של המומס. ניתן להשתמש בתמיסת המזון המרוכזת לעיבוד אחר כך, כגון ייבוש נוסף, סוכריות, ריבות, מיצים, או כחומר גלם ביניים לייצור מזון.
מערכת אידוי וריכוז רב שלבים או רב אפקטים משמשים לעתים קרובות בייצור תעשייתי מעשי. בהתאם לצרכים של תהליכי ייצור ספציפיים, ריכוז המזון צריך להימדד במדויק בזמן אמת כדי להבטיח איכות מוצר יציבה ולשפר את יעילות הריכוז. מַגָעלונמטר, ספק מד ריכוז מקוון, לעודמד ריכוז מקווןפתרונות.

תכונות עיקריות של אידוי וריכוז
יש לקחת בחשבון ברצינות את טמפרטורת החימום והזמן באידוי מזון ומשקאות. "טמפרטורה נמוכה וזמן קצר" נועד בעיקר להבטיח את איכות המזון ככל האפשר, בעוד "טמפרטורה גבוהה וזמן קצר" נועד בעיקר לשפר את יעילות הייצור.
חימום מוגזם יגרום להתנוונות, התפחה והתעכנות של חלבונים, סוכרים ופקטין. החומר המעובד הנוגע בקשר הדוק עם משטח העברת החום נוטה לקנה מידה עבור הטמפרטורה הגבוהה ביותר, בהשוואה לטמפרטורה הסובבת של החומר. ברגע שנוצר אבנית, זה ישפיע ברצינות על יעילות העברת החום ואף יגרום לבעיות בטיחות. המדד החיובי לפתרון בעיית קנה המידה הוא הגדלת מהירות הנוזל. הניסיון הראה שהגדלת מהירות הנוזל יכולה להפחית באופן משמעותי את היווצרות האבנית. בנוסף, ניתן לנקוט בשיטות נגד אבנית אלקטרומגנטיות ושיטות כימיות נגד אבנית כדי למנוע אבנית פוטנציאלית.
צְמִיגוּת
מזונות רבים מכילים חלבון עשיר, סוכר, פקטין ומרכיבים אחרים בעלי צמיגות גבוהה. במהלך תהליך האידוי, צמיגות התמיסה עולה עם הריכוז ככל שהנזילות יורדת, מה שמפריע להולכת החום באופן משמעותי. לכן, עבור אידוי של מוצרים צמיגים, בדרך כלל מאומצים אמצעי זרימה או ערבוב הנכפים על ידי כוח חיצוני.
יכולת קצף
לחומרי מזון עם יותר חלבון יש מתח פנים גדול יותר. בעת אידוי והרתחה, יש יותר ויותר קצפים יציבים, הגורמים בקלות לנוזל להיכנס למעבה עם הקיטור, מה שגורם לאיבוד הנוזל.היווצרות קצף קשורה למתח בין הפנים. מתח בין פנים מתרחש בין קיטור, נוזלים מחוממים ומוצקים מרחפים, והמוצקים ממלאים תפקיד מרכזי ביצירת קצף. בדרך כלל, ניתן להשתמש בחומרי שטח כדי לשלוט על היווצרות קצף, וניתן להשתמש גם במכשירים מכניים שונים כדי לחסל קצף.
קורוזיביות
כמה מזונות חומציים, כמו מיץ ירקות ומיץ פירות, נוטים לקורוזיה של המאייד במהלך האידוי והריכוז. למזון, אפילו קורוזיה קלה גורמת לעתים קרובות לזיהום שהופך את המוצר ללא כשיר. לכן, המאייד המשמש למזונות חומציים צריך להיות עשוי מחומרים עמידים בפני קורוזיה ומוליכים תרמית, והעיצוב המבני צריך להיות קל להחלפה. לדוגמה, הריכוז של תמיסת חומצת לימון יכול להשתמש בצינורות חימום אטומים מגרפיט או במאיידי אמייל עמידים לחומצה.
רכיבים נדיפים מזונות נוזליים רבים מכילים רכיבים ארומטיים ומרכיבי טעם, שהם נדיפים יותר ממים. כאשר הנוזל מתאדה, רכיבים אלו יברחו יחד עם הקיטור, וישפיעו על איכות המוצר המרוכז. למרות שריכוז בטמפרטורה נמוכה יכול להפחית את אובדן מרכיבי הטעם, שיטה מושלמת יותר היא לנקוט באמצעי התאוששות ואז להוסיף אותם למוצר לאחר ההחלמה.

הקפאת ריכוז
נוזל חומר גלם מזון (כגון מיץ, מוצרי חלב או תמיסות אחרות המכילות כמות גדולה של מים) מקורר בסביבה בטמפרטורה נמוכה. כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת לנקודת הקיפאון, מולקולות המים בתמיסה ימוקעו בצורה של גבישי קרח. הסיבה לכך היא שהמים מגיעים לשיווי משקל מוצק-נוזל בטמפרטורה ולחץ ספציפיים. מתחת לטמפרטורה זו, עודפי מים חופשיים יקפאו תחילה, בעוד שמומסים (כגון סוכרים, חומצות אורגניות, פיגמנטים, חומרי טעם וריח וכו') אינם קלים להקפאה עם מים עקב מסיסות שונה, אלא נשארים בתרכיז הלא קפוא.
הפרדת גבישי קרח
גבישי הקרח שנוצרו מופרדים מהתרכיז בצנטריפוגה, סינון או שיטות פיזיקליות אחרות. תהליך זה אינו כרוך באידוי של מומסים, ולכן הוא יכול למנוע ביעילות את הפירוק של מרכיבים רגישים לחום ואובדן הארומה. התרכיז לאחר הפרדת גבישי הקרח הוא תוצר הריכוז הקפוא, בעל ריכוז מומסים גבוה משמעותית מהתמיסה המקורית תוך שמירה על הצבע, הטעם, הערך התזונתי והטעם המקורי של המזון במידה רבה.
שליטה בתנאי הקפאה
במהלך תהליך ריכוז ההקפאה, יש לשלוט במדויק על גורמים כמו קצב ההקפאה, טמפרטורת ההקפאה והזמן כדי לייעל את גודל גביש הקרח, המורפולוגיה וההפרדה מהתרכיז כדי להבטיח את איכות המוצר הסופי. טכנולוגיית ריכוז ההקפאה מתאימה במיוחד למזונות ומשקאות רגישים לחום, כגון מיצי פירות וירקות טריים, מוצרים ביולוגיים, תרופות ותבלינים יוקרתיים. זה יכול למקסם את האיכות הטבעית של חומרי הגלם ויש לו את המאפיינים של חיסכון באנרגיה ויעילות גבוהה. עם זאת, לשיטה זו יש גם מגבלות מסוימות. לדוגמה, תהליך הריכוז אינו יכול להיות סטריליזטיבי בצורה יעילה ועשוי לדרוש טיפול עיקור נוסף. בנוסף, עבור חלק מהתמיסות בעלות צמיגות גבוהה או המכילות מרכיבים מיוחדים, הקושי בהפרדת גבישי קרח מהתרכיז עלול לעלות, וכתוצאה מכך יעילות הריכוז מופחתת ועלויות גבוהות יותר.
זמן פרסום: 13-2-2025