Konsentrasi Makanan & Minuman
Konsentrasi makanan berarti menghilangkan sebagian pelarut dari makanan cair untuk produksi, pengawetan, dan transportasi yang lebih baik. Hal ini dapat dikategorikan menjadi konsentrasi penguapan dan konsentrasi pembekuan.
Konsentrasi Penguapan
Penguapan bekerja berdasarkan perbedaan volatilitas antara zat terlarut dan pelarut. Ketika volatilitas zat terlarut dalam larutan rendah dan pelarut memiliki volatilitas yang nyata, pelarut diuapkan dengan pemanasan untuk mengentalkan larutan. Larutan makanan yang akan dikonsentrasikan dimasukkan ke dalam evaporator dan dipanaskan oleh sumber panas eksternal. Seiring kenaikan suhu, pelarut (air) dalam larutan akan berubah menjadi uap, karena titik didih air relatif rendah dan mudah menguap.
Selama proses penguapan, uap pelarut terus-menerus keluar, sementara zat terlarut (seperti gula, protein, mineral, vitamin, pigmen, dan komponen non-volatil atau sulit menguap lainnya) tetap berada dalam larutan karena titik didihnya yang lebih tinggi dan volatilitasnya yang lebih rendah. Uap pelarut yang menguap kemudian dikumpulkan dan didinginkan melalui kondensor untuk mengubahnya kembali menjadi bentuk cair. Proses ini dapat memulihkan sebagian energi dan mengurangi konsumsi energi. Air yang terkondensasi dapat didaur ulang atau dibuang.
Larutan asli dipekatkan menjadi volume yang lebih kecil setelah penguapan dan kondensasi seiring dengan meningkatnya konsentrasi zat terlarut. Larutan makanan pekat ini dapat digunakan untuk proses selanjutnya, seperti pengeringan lebih lanjut, pembuatan permen, selai, jus, atau sebagai bahan baku antara untuk produksi makanan.
Sistem penguapan dan konsentrasi multi-tahap atau multi-efek sering digunakan dalam produksi industri praktis. Sesuai kebutuhan proses produksi tertentu, konsentrasi makanan perlu diukur secara akurat dan real-time untuk memastikan kualitas produk yang stabil dan meningkatkan efisiensi konsentrasi. HubungiLonnmeter, pemasok pengukur konsentrasi online, untuk informasi lebih lanjutpengukur konsentrasi onlinesolusi.
Fitur Utama Penguapan dan Konsentrasi
Suhu dan waktu pemanasan harus dipertimbangkan secara serius dalam proses penguapan makanan dan minuman. "Suhu rendah dan waktu singkat" terutama ditujukan untuk memastikan kualitas makanan semaksimal mungkin, sementara "suhu tinggi dan waktu singkat" terutama ditujukan untuk meningkatkan efisiensi produksi.
Pemanasan yang berlebihan akan menyebabkan degenerasi, pengarangan, dan penggumpalan protein, gula, dan pektin. Material olahan yang bersentuhan langsung dengan permukaan perpindahan panas rentan terhadap kerak pada suhu tertinggi, dibandingkan dengan suhu sekitar material. Kerak yang terbentuk akan sangat memengaruhi efisiensi perpindahan panas dan bahkan menyebabkan masalah keamanan. Langkah positif untuk mengatasi masalah kerak adalah dengan meningkatkan kecepatan cairan. Pengalaman menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan cairan dapat mengurangi pembentukan kerak secara signifikan. Selain itu, metode anti-kerak elektromagnetik dan anti-kerak kimia dapat digunakan untuk mencegah potensi kerak.
Viskositas
Banyak makanan mengandung protein, gula, pektin, dan bahan-bahan lain yang kaya viskositas. Selama proses penguapan, viskositas larutan meningkat seiring dengan peningkatan konsentrasi karena fluiditas menurun, yang secara signifikan menghambat konduksi panas. Oleh karena itu, untuk penguapan produk kental, tindakan sirkulasi atau pengadukan yang dipaksakan oleh gaya eksternal umumnya digunakan.
Kemampuan berbusa
Bahan pangan yang mengandung lebih banyak protein memiliki tegangan permukaan yang lebih tinggi. Saat menguap dan mendidih, busa yang terbentuk semakin stabil, yang dengan mudah menyebabkan cairan masuk ke kondensor bersama uap, sehingga cairan tersebut kehilangan massanya. Pembentukan busa berkaitan dengan tegangan antarmuka. Tegangan antarmuka terjadi antara uap, cairan super panas, dan padatan tersuspensi, dan padatan memainkan peran penting dalam pembentukan busa. Umumnya, surfaktan dapat digunakan untuk mengontrol pembentukan busa, dan berbagai perangkat mekanis juga dapat digunakan untuk menghilangkan busa.
Sifat korosif
Beberapa makanan asam, seperti jus sayuran dan jus buah, rentan terhadap korosi evaporator selama proses penguapan dan pemekatan. Pada makanan, korosi ringan sekalipun seringkali menyebabkan kontaminasi yang membuat produk tidak memenuhi syarat. Oleh karena itu, evaporator yang digunakan untuk makanan asam harus terbuat dari material tahan korosi dan konduktif termal, serta desain strukturnya harus mudah diganti. Misalnya, untuk pemekatan larutan asam sitrat, tabung pemanas grafit kedap air atau evaporator sandwich enamel tahan asam dapat digunakan.
Komponen volatil. Banyak makanan cair mengandung komponen aromatik dan rasa, yang lebih mudah menguap daripada air. Ketika cairan menguap, komponen-komponen ini akan ikut menguap bersama uap, sehingga memengaruhi kualitas produk konsentrat. Meskipun konsentrat suhu rendah dapat mengurangi hilangnya komponen rasa, metode yang lebih tepat adalah dengan melakukan langkah-langkah pemulihan dan kemudian menambahkannya ke dalam produk setelah pemulihan.
Konsentrasi Beku
Cairan bahan baku pangan (seperti jus, produk susu, atau larutan lain yang mengandung banyak air) didinginkan dalam suhu rendah. Ketika suhu turun di bawah titik beku, molekul air dalam larutan akan mengendap membentuk kristal es. Hal ini terjadi karena air mencapai kesetimbangan padat-cair pada suhu dan tekanan tertentu. Di bawah suhu ini, kelebihan air bebas akan membeku terlebih dahulu, sementara zat terlarut (seperti gula, asam organik, pigmen, perisa, dll.) tidak mudah membeku bersama air karena perbedaan kelarutannya, tetapi tetap berada dalam konsentrat yang tidak beku.
Pemisahan Kristal Es
Kristal es yang terbentuk dipisahkan dari konsentratnya melalui sentrifugasi, filtrasi, atau metode fisik lainnya. Proses ini tidak melibatkan penguapan zat terlarut, sehingga secara efektif dapat mencegah degradasi bahan yang sensitif terhadap panas dan hilangnya aroma. Konsentrat setelah pemisahan kristal es adalah produk konsentrat beku, yang memiliki konsentrasi zat terlarut yang jauh lebih tinggi daripada larutan aslinya, dengan tetap mempertahankan warna, rasa, nilai gizi, dan aroma asli makanan semaksimal mungkin.
Mengendalikan Kondisi Beku
Selama proses konsentrat beku, faktor-faktor seperti laju pembekuan, suhu, dan waktu pembekuan perlu dikontrol secara presisi untuk mengoptimalkan ukuran, morfologi, dan pemisahan kristal es dari konsentrat guna memastikan kualitas produk akhir. Teknologi konsentrat beku sangat cocok untuk makanan dan minuman yang sensitif terhadap panas, seperti jus buah dan sayur segar, produk biologis, farmasi, dan bumbu dapur kelas atas. Teknologi ini dapat memaksimalkan kualitas alami bahan baku dan memiliki karakteristik hemat energi serta efisiensi tinggi. Namun, metode ini juga memiliki beberapa keterbatasan. Misalnya, proses konsentrat tidak dapat disterilkan secara efektif dan mungkin memerlukan perlakuan sterilisasi tambahan. Selain itu, untuk beberapa larutan dengan viskositas tinggi atau mengandung bahan khusus, kesulitan memisahkan kristal es dari konsentrat dapat meningkat, sehingga mengurangi efisiensi konsentrat dan meningkatkan biaya.
Waktu posting: 13-Feb-2025
