Concentração de Alimentos e Bebidas
Concentração de alimentos significa remover parte do solvente de alimentos líquidos para melhor produção, preservação e transporte. Pode ser categorizada em concentração por evaporação e congelamento.
Concentração de evaporação
A evaporação funciona com base nas diferenças voláteis entre o soluto e o solvente. Quando a volatilidade do soluto na solução é pequena e o solvente apresenta volatilidade evidente, o solvente é vaporizado por aquecimento para concentrar a solução. A solução alimentícia a ser concentrada é colocada em um evaporador e aquecida por uma fonte externa de calor. À medida que a temperatura aumenta, o solvente (água) na solução se transforma em vapor, pois o ponto de ebulição da água é relativamente baixo e ela é facilmente vaporizada.
Durante o processo de evaporação, o vapor do solvente escapa continuamente, enquanto o soluto (como açúcar, proteínas, minerais, vitaminas, pigmentos e outros componentes não voláteis ou dificilmente voláteis) permanece na solução restante devido ao seu ponto de ebulição mais alto e menor volatilidade. O vapor do solvente evaporado é então coletado e resfriado por um condensador para convertê-lo novamente à forma líquida. Esse processo pode recuperar parte da energia e reduzir o consumo de energia. A água condensada pode ser reciclada ou descartada.
A solução original é concentrada em volumes menores após evaporação e condensação, à medida que a concentração de soluto aumenta. A solução alimentícia concentrada pode ser usada para processamentos subsequentes, como secagem adicional, doces, geleias, sucos ou como matéria-prima intermediária para a produção de alimentos.
Sistemas de evaporação e concentração multiestágio ou multiefeito são frequentemente utilizados na produção industrial prática. De acordo com as necessidades de processos de produção específicos, a concentração dos alimentos precisa ser medida com precisão e em tempo real para garantir a qualidade estável do produto e melhorar a eficiência da concentração. ContatoLonnímetro, um fornecedor de medidores de concentração online, para maismedidor de concentração onlinesoluções.
Principais Características da Evaporação e Concentração
A temperatura e o tempo de aquecimento devem ser considerados com seriedade na evaporação de alimentos e bebidas. "Baixa temperatura e tempo curto" visam principalmente garantir a máxima qualidade possível dos alimentos, enquanto "alta temperatura e tempo curto" visam principalmente melhorar a eficiência da produção.
O aquecimento excessivo causará degeneração, carbonização e aglutinação de proteínas, açúcares e pectina. O material processado em contato próximo com a superfície de transferência de calor é propenso à formação de incrustações em temperaturas mais altas, em comparação com a temperatura ambiente do material. Uma vez formadas, as incrustações afetarão seriamente a eficiência da transferência de calor e até mesmo causarão problemas de segurança. A medida positiva para resolver o problema da incrustação é aumentar a velocidade do líquido. A experiência demonstrou que o aumento da velocidade do líquido pode reduzir significativamente a formação de incrustações. Além disso, métodos anti-incrustação eletromagnéticos e anti-incrustação química podem ser utilizados para prevenir a potencial formação de incrustações.
Viscosidade
Muitos alimentos são ricos em proteínas, açúcar, pectina e outros ingredientes com alta viscosidade. Durante o processo de evaporação, a viscosidade da solução aumenta com a concentração, à medida que a fluidez diminui, o que dificulta significativamente a condução de calor. Portanto, para a evaporação de produtos viscosos, geralmente são adotadas medidas de circulação ou agitação forçada por força externa.
Espumabilidade
Alimentos com maior teor de proteína apresentam maior tensão superficial. Ao evaporar e ferver, formam-se espumas cada vez mais estáveis, o que faz com que o líquido entre facilmente no condensador com o vapor, causando a perda de líquido. A formação de espuma está relacionada à tensão interfacial. A tensão interfacial ocorre entre o vapor, o líquido superaquecido e os sólidos em suspensão, e os sólidos desempenham um papel fundamental na formação da espuma. Geralmente, surfactantes podem ser usados para controlar a formação de espuma, e diversos dispositivos mecânicos também podem ser usados para eliminá-la.
Corrosividade
Alguns alimentos ácidos, como sucos de vegetais e sucos de frutas, são propensos à corrosão do evaporador durante a evaporação e a concentração. No caso de alimentos, mesmo a corrosão leve costuma causar contaminação, tornando o produto inapto. Portanto, o evaporador utilizado para alimentos ácidos precisa ser feito de materiais resistentes à corrosão e termicamente condutivos, e o projeto estrutural deve ser fácil de substituir. Por exemplo, a concentração de solução de ácido cítrico pode ser feita com tubos de aquecimento de grafite impermeáveis ou evaporadores tipo sanduíche de esmalte resistente a ácidos.
Componentes voláteis: Muitos alimentos líquidos contêm componentes aromáticos e de sabor, que são mais voláteis que a água. Quando o líquido evapora, esses componentes escapam junto com o vapor, afetando a qualidade do produto concentrado. Embora a concentração em baixa temperatura possa reduzir a perda de componentes de sabor, um método mais eficiente é tomar medidas de recuperação e adicioná-los ao produto após a recuperação.
Concentração de congelamento
Matérias-primas alimentícias líquidas (como sucos, laticínios ou outras soluções que contenham grande quantidade de água) são resfriadas em um ambiente de baixa temperatura. Quando a temperatura cai abaixo do ponto de congelamento, as moléculas de água na solução precipitam na forma de cristais de gelo. Isso ocorre porque a água atinge o equilíbrio sólido-líquido a uma temperatura e pressão específicas. Abaixo dessa temperatura, o excesso de água livre congela primeiro, enquanto solutos (como açúcares, ácidos orgânicos, pigmentos, aromas, etc.) não são fáceis de congelar com água devido à sua solubilidade diferente, mas permanecem no concentrado descongelado.
Separação de Cristais de Gelo
Os cristais de gelo formados são separados do concentrado por centrifugação, filtração ou outros métodos físicos. Este processo não envolve a evaporação de solutos, prevenindo eficazmente a degradação de ingredientes sensíveis ao calor e a perda de aroma. Após a separação dos cristais de gelo, o concentrado é o produto concentrado congelado, que apresenta uma concentração de soluto significativamente maior do que a solução original, mantendo ao máximo a cor, o sabor, o valor nutricional e o aroma originais do alimento.
Controlando as condições de congelamento
Durante o processo de crioconcentração, fatores como taxa de congelamento, temperatura e tempo de congelamento precisam ser controlados com precisão para otimizar o tamanho, a morfologia e a separação dos cristais de gelo do concentrado, garantindo a qualidade do produto final. A tecnologia de crioconcentração é particularmente adequada para alimentos e bebidas sensíveis ao calor, como sucos de frutas e vegetais frescos, produtos biológicos, produtos farmacêuticos e condimentos de alta qualidade. Ela pode maximizar a qualidade natural das matérias-primas e possui as características de economia de energia e alta eficiência. No entanto, esse método também apresenta certas limitações. Por exemplo, o processo de concentração não pode ser esterilizado de forma eficaz e pode exigir tratamento de esterilização adicional. Além disso, para algumas soluções com alta viscosidade ou contendo ingredientes especiais, a dificuldade de separar os cristais de gelo do concentrado pode aumentar, resultando em eficiência de concentração reduzida e custos aumentados.
Horário da publicação: 13 de fevereiro de 2025
