ความเข้มข้นของอาหารและเครื่องดื่ม
การทำให้อาหารเข้มข้น หมายถึง การนำตัวทำละลายบางส่วนออกจากอาหารเหลว เพื่อการผลิต การเก็บรักษา และการขนส่งที่ดีขึ้น ซึ่งอาจแบ่งได้เป็นการทำให้อาหารเข้มข้นด้วยการระเหยและการแช่แข็ง

ความเข้มข้นของการระเหย
การระเหยทำงานโดยอาศัยความแตกต่างของสารระเหยระหว่างตัวถูกละลายและตัวทำละลาย เมื่อตัวถูกละลายในสารละลายมีความผันผวนต่ำและตัวทำละลายมีความผันผวนอย่างเห็นได้ชัด ตัวทำละลายจะถูกทำให้ระเหยด้วยความร้อนเพื่อทำให้สารละลายเข้มข้นขึ้น สารละลายอาหารที่ต้องการทำให้เข้มข้นจะถูกนำไปใส่ในเครื่องระเหยและให้ความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัวทำละลาย (น้ำ) ในสารละลายจะถูกเปลี่ยนเป็นไอ เนื่องจากจุดเดือดของน้ำค่อนข้างต่ำและระเหยได้ง่าย
ในระหว่างกระบวนการระเหย ไอของตัวทำละลายจะระเหยออกมาอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ตัวถูกละลาย (เช่น น้ำตาล โปรตีน แร่ธาตุ วิตามิน รงควัตถุ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ไม่ระเหยหรือระเหยยาก) จะยังคงอยู่ในสารละลายที่เหลือเนื่องจากมีจุดเดือดสูงกว่าและมีความระเหยต่ำกว่า จากนั้นไอของตัวทำละลายที่ระเหยแล้วจะถูกรวบรวมและทำให้เย็นลงผ่านคอนเดนเซอร์เพื่อเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว กระบวนการนี้สามารถกู้คืนพลังงานบางส่วนและลดการใช้พลังงาน น้ำที่ควบแน่นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือปล่อยทิ้งได้
สารละลายเดิมจะถูกทำให้เข้มข้นจนมีปริมาตรลดลงหลังจากการระเหยและการควบแน่น เนื่องจากความเข้มข้นของตัวถูกละลายที่เพิ่มขึ้น สารละลายอาหารเข้มข้นนี้สามารถนำไปใช้ในกระบวนการแปรรูปขั้นต่อไปได้ เช่น การอบแห้งเพิ่มเติม การทำขนม แยม น้ำผลไม้ หรือใช้เป็นวัตถุดิบขั้นกลางสำหรับการผลิตอาหาร
ระบบการระเหยและการทำให้เข้มข้นแบบหลายขั้นตอนหรือหลายผลมักใช้ในการผลิตเชิงอุตสาหกรรมจริง ความเข้มข้นของอาหารจำเป็นต้องได้รับการวัดอย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์ตามความต้องการของกระบวนการผลิตเฉพาะ เพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่มั่นคงและเพิ่มประสิทธิภาพในการเพิ่มความเข้มข้น ติดต่อลอนน์มิเตอร์ซัพพลายเออร์เครื่องวัดความเข้มข้นออนไลน์ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเครื่องวัดความเข้มข้นออนไลน์โซลูชั่น

คุณสมบัติหลักของการระเหยและความเข้มข้น
อุณหภูมิและเวลาในการให้ความร้อนควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังในการระเหยอาหารและเครื่องดื่ม “อุณหภูมิต่ำและระยะเวลาสั้น” เป็นหลักเพื่อให้มั่นใจถึงคุณภาพของอาหารให้ได้มากที่สุด ในขณะที่ “อุณหภูมิสูงและระยะเวลาสั้น” เป็นหลักเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
การให้ความร้อนที่มากเกินไปจะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพ การไหม้ และการเกาะตัวเป็นก้อนของโปรตีน น้ำตาล และเพกติน วัสดุที่ผ่านการแปรรูปซึ่งสัมผัสกับพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนอย่างใกล้ชิดมีแนวโน้มที่จะเกิดตะกรันเมื่ออุณหภูมิสูงที่สุดเมื่อเทียบกับอุณหภูมิโดยรอบของวัสดุ เมื่อเกิดตะกรันขึ้น จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนอย่างรุนแรงและอาจก่อให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัย มาตรการที่ดีที่สุดในการแก้ไขปัญหาการเกิดตะกรันคือการเพิ่มความเร็วของของเหลว จากประสบการณ์พบว่าการเพิ่มความเร็วของของเหลวสามารถลดการเกิดตะกรันได้อย่างมาก นอกจากนี้ ยังสามารถใช้วิธีการป้องกันการเกิดตะกรันด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและสารเคมีเพื่อป้องกันการเกิดตะกรันที่อาจเกิดขึ้นได้
ความหนืด
อาหารหลายชนิดอุดมไปด้วยโปรตีน น้ำตาล เพกติน และส่วนผสมอื่นๆ ที่มีความหนืดสูง ในระหว่างกระบวนการระเหย ความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นในขณะที่ความเหลวลดลง ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำความร้อนอย่างมาก ดังนั้น สำหรับการระเหยผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืด จึงมักใช้วิธีการหมุนเวียนหรือการกวนด้วยแรงภายนอก
ความสามารถในการเกิดฟอง
วัสดุอาหารที่มีโปรตีนมากกว่าจะมีแรงตึงผิวสูงกว่า เมื่อเกิดการระเหยและเดือด จะมีโฟมที่เสถียรมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งทำให้ของเหลวเข้าสู่คอนเดนเซอร์พร้อมกับไอน้ำได้ง่าย ทำให้ของเหลวสูญเสียไป การเกิดโฟมเกี่ยวข้องกับแรงตึงผิวระหว่างผิวสัมผัส แรงตึงผิวระหว่างผิวสัมผัสเกิดขึ้นระหว่างไอน้ำ ของเหลวร้อนจัด และของแข็งแขวนลอย และของแข็งมีบทบาทสำคัญในการเกิดโฟม โดยทั่วไป สารลดแรงตึงผิวสามารถใช้ควบคุมการเกิดโฟมได้ และยังสามารถใช้อุปกรณ์เครื่องกลต่างๆ เพื่อกำจัดโฟมได้อีกด้วย
การกัดกร่อน
อาหารบางชนิดที่เป็นกรด เช่น น้ำผักและน้ำผลไม้ มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนของเครื่องระเหยในระหว่างการระเหยและการทำให้เข้มข้น สำหรับอาหาร การกัดกร่อนเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดการปนเปื้อนที่ทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่ผ่านมาตรฐาน ดังนั้น เครื่องระเหยที่ใช้สำหรับอาหารที่เป็นกรดจึงจำเป็นต้องทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและนำความร้อนได้ดี และการออกแบบโครงสร้างควรเปลี่ยนได้ง่าย ตัวอย่างเช่น ความเข้มข้นของสารละลายกรดซิตริกสามารถใช้ท่อความร้อนกราไฟต์แบบกันน้ำ หรือเครื่องระเหยแบบแซนวิชเคลือบอีนาเมลทนกรด
ส่วนประกอบระเหยง่าย อาหารเหลวหลายชนิดมีส่วนประกอบที่ให้กลิ่นและรสชาติ ซึ่งระเหยง่ายกว่าน้ำ เมื่อของเหลวระเหย ส่วนประกอบเหล่านี้จะระเหยออกไปพร้อมกับไอน้ำ ส่งผลกระทบต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์เข้มข้น แม้ว่าการทำให้เข้มข้นที่อุณหภูมิต่ำจะช่วยลดการสูญเสียส่วนประกอบที่ให้รสชาติได้ แต่วิธีการที่ดีกว่าคือการนำส่วนประกอบเหล่านั้นกลับมาใช้ใหม่ แล้วจึงเติมลงในผลิตภัณฑ์หลังจากนำกลับมาใช้ใหม่

ความเข้มข้นของการแช่แข็ง
ของเหลววัตถุดิบอาหาร (เช่น น้ำผลไม้ ผลิตภัณฑ์นม หรือสารละลายอื่นๆ ที่มีน้ำปริมาณมาก) จะถูกทำให้เย็นลงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง โมเลกุลของน้ำในสารละลายจะตกตะกอนเป็นผลึกน้ำแข็ง เนื่องจากน้ำจะเข้าสู่ภาวะสมดุลระหว่างของแข็งและของเหลวที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด หากอุณหภูมิต่ำกว่านี้ น้ำส่วนเกินจะแข็งตัวก่อน ในขณะที่สารละลาย (เช่น น้ำตาล กรดอินทรีย์ รงควัตถุ สารแต่งกลิ่นรส ฯลฯ) ไม่สามารถแข็งตัวด้วยน้ำได้ง่ายเนื่องจากความสามารถในการละลายที่แตกต่างกัน แต่ยังคงอยู่ในสารละลายเข้มข้นที่ยังไม่แข็งตัว
การแยกผลึกน้ำแข็ง
ผลึกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นจะถูกแยกออกจากสารเข้มข้นโดยการปั่นเหวี่ยง การกรอง หรือวิธีการทางกายภาพอื่นๆ กระบวนการนี้ไม่จำเป็นต้องมีการระเหยของตัวถูกละลาย จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของส่วนผสมที่ไวต่อความร้อนและการสูญเสียกลิ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากแยกผลึกน้ำแข็งแล้ว สารเข้มข้นที่ได้จะเป็นผลิตภัณฑ์เข้มข้นแช่แข็ง ซึ่งมีความเข้มข้นของตัวถูกละลายสูงกว่าสารละลายเดิมอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ยังคงรักษาสี รสชาติ คุณค่าทางโภชนาการ และรสชาติดั้งเดิมของอาหารไว้ได้มากที่สุด
การควบคุมสภาวะการแช่แข็ง
ในระหว่างกระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยการแช่แข็ง จำเป็นต้องควบคุมปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการแช่แข็ง อุณหภูมิ และเวลาในการแช่แข็งอย่างแม่นยำ เพื่อปรับขนาด สัณฐานวิทยา และการแยกตัวของผลึกน้ำแข็งออกจากสารเข้มข้นให้เหมาะสมที่สุด เพื่อรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เทคโนโลยีการทำให้เข้มข้นด้วยการแช่แข็งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอาหารและเครื่องดื่มที่ไวต่อความร้อน เช่น น้ำผลไม้และผักสด ผลิตภัณฑ์ชีวภาพ ยา และเครื่องปรุงรสคุณภาพสูง สามารถเพิ่มคุณภาพตามธรรมชาติของวัตถุดิบให้สูงสุด มีคุณสมบัติในการประหยัดพลังงานและประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ยังมีข้อจำกัดบางประการ ตัวอย่างเช่น กระบวนการทำให้เข้มข้นไม่สามารถฆ่าเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอาจต้องผ่านกระบวนการฆ่าเชื้อเพิ่มเติม นอกจากนี้ สำหรับสารละลายบางชนิดที่มีความหนืดสูงหรือมีส่วนผสมพิเศษ อาจมีความยากในการแยกผลึกน้ำแข็งออกจากสารเข้มข้นมากขึ้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำให้เข้มข้นลดลงและต้นทุนเพิ่มขึ้น
เวลาโพสต์: 13 ก.พ. 2568