ความเข้มข้นของอาหารและเครื่องดื่ม
การทำให้เข้มข้นในอาหาร หมายถึง การนำตัวทำละลายบางส่วนออกจากอาหารเหลว เพื่อการผลิต การถนอมอาหาร และการขนส่งที่ดีขึ้น ซึ่งอาจแบ่งได้เป็นการทำให้เข้มข้นด้วยการระเหยและการแช่แข็ง

ความเข้มข้นของการระเหย
การระเหยเกิดขึ้นจากความแตกต่างของสารระเหยระหว่างตัวละลายและตัวทำละลาย เมื่อสารระเหยในสารละลายมีปริมาณน้อยและตัวทำละลายมีปริมาณระเหยที่ชัดเจน ตัวทำละลายจะระเหยโดยการให้ความร้อนเพื่อทำให้สารละลายเข้มข้น สารละลายอาหารที่ต้องการให้เข้มข้นจะถูกวางในเครื่องระเหยและให้ความร้อนจากแหล่งความร้อนภายนอก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ตัวทำละลาย (น้ำ) ในสารละลายจะถูกแปลงเป็นไอ เนื่องจากจุดเดือดของน้ำค่อนข้างต่ำและระเหยได้ง่าย
ในระหว่างกระบวนการระเหย ไอตัวทำละลายจะระเหยออกมาอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่สารละลาย (เช่น น้ำตาล โปรตีน แร่ธาตุ วิตามิน เม็ดสี และส่วนประกอบที่ไม่ระเหยหรือระเหยได้ยากอื่นๆ) ยังคงอยู่ในสารละลายที่เหลือ เนื่องจากมีจุดเดือดที่สูงกว่าและระเหยได้น้อยกว่า จากนั้นไอตัวทำละลายที่ระเหยแล้วจะถูกเก็บรวบรวมและทำให้เย็นลงผ่านคอนเดนเซอร์เพื่อเปลี่ยนกลับเป็นของเหลว กระบวนการนี้สามารถกู้คืนพลังงานบางส่วนและลดการใช้พลังงานได้ น้ำที่ควบแน่นสามารถนำกลับมาใช้ใหม่หรือปล่อยทิ้งได้
สารละลายเดิมจะถูกทำให้เข้มข้นจนมีปริมาตรลดลงหลังจากการระเหยและการควบแน่นเนื่องจากความเข้มข้นของสารละลายที่เพิ่มขึ้น สารละลายอาหารเข้มข้นสามารถใช้สำหรับการแปรรูปในขั้นตอนต่อไป เช่น การอบแห้งเพิ่มเติม ลูกอม แยม น้ำผลไม้ หรือเป็นวัตถุดิบขั้นกลางสำหรับการผลิตอาหาร
ระบบการระเหยและการทำให้เข้มข้นแบบหลายขั้นตอนหรือหลายผลมักใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมในทางปฏิบัติ ตามความต้องการของกระบวนการผลิตที่เฉพาะเจาะจง จำเป็นต้องวัดความเข้มข้นของอาหารอย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพการทำให้เข้มข้น ติดต่อลอนน์มิเตอร์ซัพพลายเออร์เครื่องวัดความเข้มข้นแบบออนไลน์ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเครื่องวัดความเข้มข้นแบบออนไลน์โซลูชัน

คุณสมบัติหลักของการระเหยและการทำให้เข้มข้น
อุณหภูมิและเวลาในการให้ความร้อนควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังในการระเหยอาหารและเครื่องดื่ม "อุณหภูมิต่ำและระยะเวลาสั้น" เป็นหลักเพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของอาหารให้ได้มากที่สุด ในขณะที่ "อุณหภูมิสูงและระยะเวลาสั้น" เป็นหลักเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
การให้ความร้อนมากเกินไปจะทำให้โปรตีน น้ำตาล และเพกตินเสื่อมสภาพ ไหม้เกรียม และจับตัวเป็นก้อน วัสดุที่ผ่านการแปรรูปซึ่งสัมผัสใกล้ชิดกับพื้นผิวถ่ายเทความร้อนมีแนวโน้มที่จะเกิดตะกรันเมื่ออุณหภูมิสูงที่สุดเมื่อเทียบกับอุณหภูมิโดยรอบของวัสดุ เมื่อเกิดตะกรันขึ้น จะส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนอย่างร้ายแรงและอาจก่อให้เกิดปัญหาความปลอดภัยได้ มาตรการเชิงบวกในการแก้ปัญหาตะกรันคือการเพิ่มความเร็วของของเหลว ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าการเพิ่มความเร็วของของเหลวสามารถลดการเกิดตะกรันได้อย่างมาก นอกจากนี้ สามารถใช้วิธีการป้องกันตะกรันด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าและสารเคมีเพื่อป้องกันตะกรันที่อาจเกิดขึ้นได้
ความหนืด
อาหารหลายชนิดมีโปรตีน น้ำตาล เพกติน และส่วนผสมอื่นๆ ที่มีความหนืดสูง ในกระบวนการระเหย ความหนืดของสารละลายจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นในขณะที่ความลื่นไหลลดลง ซึ่งทำให้การนำความร้อนลดลงอย่างมาก ดังนั้น สำหรับการระเหยของผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืด มักใช้วิธีการหมุนเวียนหรือการกวนที่บังคับด้วยแรงภายนอก
ความสามารถในการเป็นฟอง
วัสดุอาหารที่มีโปรตีนมากขึ้นจะมีแรงตึงผิวที่มากขึ้น เมื่อระเหยและเดือด จะมีโฟมที่เสถียรมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งทำให้ของเหลวเข้าสู่คอนเดนเซอร์พร้อมกับไอน้ำได้ง่าย ทำให้ของเหลวสูญเสียไป การเกิดโฟมเกี่ยวข้องกับแรงตึงผิวระหว่างส่วนต่อประสาน แรงตึงผิวเกิดขึ้นระหว่างไอน้ำ ของเหลวที่ร้อนจัด และของแข็งที่แขวนลอย และของแข็งมีบทบาทสำคัญในการเกิดโฟม โดยทั่วไป สารลดแรงตึงผิวสามารถใช้เพื่อควบคุมการเกิดโฟมได้ และยังสามารถใช้เครื่องจักรต่างๆ เพื่อกำจัดโฟมได้อีกด้วย
การกัดกร่อน
อาหารที่มีกรดบางชนิด เช่น น้ำผักและน้ำผลไม้ มีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนของเครื่องระเหยในระหว่างการระเหยและทำให้เข้มข้น สำหรับอาหาร การกัดกร่อนเพียงเล็กน้อยมักทำให้เกิดการปนเปื้อนที่ทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่ผ่านเกณฑ์ ดังนั้น เครื่องระเหยที่ใช้สำหรับอาหารที่มีกรดจะต้องทำจากวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนและนำความร้อนได้ และการออกแบบโครงสร้างควรเปลี่ยนได้ง่าย ตัวอย่างเช่น ความเข้มข้นของสารละลายกรดซิตริกสามารถใช้ท่อความร้อนกราไฟต์ที่ไม่ซึมผ่านหรือเครื่องระเหยแบบแซนวิชเคลือบอีนาเมลที่ทนกรด
ส่วนประกอบที่ระเหยได้ อาหารเหลวหลายชนิดมีส่วนประกอบที่มีกลิ่นหอมและรสชาติ ซึ่งระเหยได้มากกว่าน้ำ เมื่อของเหลวระเหย ส่วนประกอบเหล่านี้จะระเหยออกไปพร้อมกับไอน้ำ ทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์เข้มข้นลดลง แม้ว่าการทำให้เข้มข้นที่อุณหภูมิต่ำจะช่วยลดการสูญเสียส่วนประกอบที่มีรสชาติได้ แต่แนวทางที่ดีกว่าคือการใช้มาตรการกู้คืนแล้วจึงเติมส่วนประกอบเหล่านี้ลงในผลิตภัณฑ์หลังจากกู้คืนแล้ว

ความเข้มข้นของการแช่แข็ง
ของเหลววัตถุดิบอาหาร (เช่น น้ำผลไม้ ผลิตภัณฑ์นม หรือสารละลายอื่นๆ ที่มีน้ำในปริมาณมาก) จะถูกทำให้เย็นลงในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง โมเลกุลของน้ำในสารละลายจะตกตะกอนในรูปของผลึกน้ำแข็ง เนื่องจากน้ำจะเข้าสู่ภาวะสมดุลระหว่างของแข็งและของเหลวที่อุณหภูมิและความดันที่กำหนด หากอุณหภูมิต่ำกว่านี้ น้ำส่วนเกินจะแข็งตัวก่อน ในขณะที่สารละลาย (เช่น น้ำตาล กรดอินทรีย์ เม็ดสี สารแต่งกลิ่นรส เป็นต้น) ไม่สามารถแข็งตัวด้วยน้ำได้ง่ายเนื่องจากมีความสามารถในการละลายต่างกัน แต่จะยังคงอยู่ในสารเข้มข้นที่ยังไม่แข็งตัว
การแยกผลึกน้ำแข็ง
ผลึกน้ำแข็งที่เกิดขึ้นจะถูกแยกออกจากสารเข้มข้นด้วยการปั่นเหวี่ยง การกรอง หรือวิธีทางกายภาพอื่นๆ กระบวนการนี้ไม่เกี่ยวข้องกับการระเหยของสารละลาย จึงสามารถป้องกันการเสื่อมสภาพของส่วนผสมที่ไวต่อความร้อนและการสูญเสียกลิ่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ สารละลายเข้มข้นหลังจากแยกผลึกน้ำแข็งแล้วจะเป็นผลิตภัณฑ์เข้มข้นที่แช่แข็ง ซึ่งมีความเข้มข้นของสารละลายสูงกว่าสารละลายเดิมอย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่ยังคงรักษาสีเดิม รสชาติ คุณค่าทางโภชนาการ และรสชาติของอาหารไว้ได้มากที่สุด
การควบคุมสภาวะการแช่แข็ง
ในระหว่างกระบวนการทำให้เข้มข้นด้วยการแช่แข็ง ปัจจัยต่างๆ เช่น อัตราการแช่แข็ง อุณหภูมิในการแช่แข็ง และเวลา จะต้องได้รับการควบคุมอย่างแม่นยำ เพื่อปรับขนาด รูปร่าง และการแยกผลึกน้ำแข็งออกจากสารเข้มข้นให้เหมาะสมที่สุด เพื่อให้แน่ใจถึงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย เทคโนโลยีการทำให้เข้มข้นด้วยการแช่แข็งเหมาะเป็นพิเศษสำหรับอาหารและเครื่องดื่มที่ไวต่อความร้อน เช่น น้ำผลไม้และผักสด ผลิตภัณฑ์ทางชีวภาพ ยา และเครื่องปรุงรสระดับไฮเอนด์ เทคโนโลยีนี้สามารถเพิ่มคุณภาพตามธรรมชาติของวัตถุดิบให้สูงสุด และมีคุณสมบัติประหยัดพลังงานและมีประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ยังมีข้อจำกัดบางประการ ตัวอย่างเช่น กระบวนการทำให้เข้มข้นไม่สามารถทำให้ปราศจากเชื้อได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอาจต้องมีการบำบัดด้วยการทำให้ปราศจากเชื้อเพิ่มเติม นอกจากนี้ สำหรับสารละลายบางชนิดที่มีความหนืดสูงหรือมีส่วนผสมพิเศษ อาจมีความยากในการแยกผลึกน้ำแข็งออกจากสารเข้มข้น ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำให้เข้มข้นลดลงและต้นทุนเพิ่มขึ้น
เวลาโพสต์ : 13 ก.พ. 2568