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《八食品濃縮機(jī)械與設(shè)備》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第八章食品濃縮機(jī)械與設(shè)備第一節(jié)概述第二節(jié)真空濃縮設(shè)備第三節(jié)真空濃縮裝置的附屬設(shè)備第四節(jié)冷凍濃縮設(shè)備第一節(jié)概述一、濃縮的概念濃縮是從溶液中除去部分溶劑的單元操作，是溶質(zhì)和溶劑均勻混合液的部分分離過程。濃縮過程中，水分在物料內(nèi)部借對流擴(kuò)散作用從液相內(nèi)部達(dá)液相表面而后除去，最低水分含量約為30%（質(zhì)量），一般為穩(wěn)定狀態(tài)的過程。濃縮方法從原理上說分為：平衡濃縮和非平衡濃縮兩種物理方法。（1）平衡濃縮利用兩相在分配上的某種差異而獲得溶質(zhì)和溶劑分離的方法，如蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮即屬此法。蒸發(fā)是利用溶劑和溶質(zhì)揮發(fā)度的差異，從而獲得一個有利的汽液
2、平衡條件，達(dá)到分離的目的，在實踐上是利用加入熱能使部分溶劑汽化，并將此汽化水分從余下的被濃縮溶液中分離出去，這種方法目前仍然是食品工業(yè)最廣泛應(yīng)用的一種濃縮方法。冷凍濃縮是利用有利的液固平衡條件，冷凍濃縮時，部分水分因放熱而結(jié)冰，而后用機(jī)械方法將濃縮液與冰晶分離。蒸發(fā)和冷凍濃縮，兩相都是直接接觸的，故稱平衡濃縮。（2）非平衡濃縮利用半透膜來分離溶質(zhì)和溶劑的過程，兩相用膜隔開，因此分離不是兩相的直接接觸，故稱非平衡濃縮。利用半透膜的方法不僅可以分離溶質(zhì)和溶劑，而且也可以分離各種不同大小的溶質(zhì)，因此，統(tǒng)稱為膜分離。二、濃縮的目的1.除
3、去食品中大量水分，減少包裝，貯藏和運(yùn)輸費(fèi)用。例如，100T含5%固形物的番茄榨出汁濃縮至含固形物28%的番茄醬，重量減至18T，體積也大大縮小。這樣可大大降低包裝，貯藏和運(yùn)輸費(fèi)用。2.提高制品濃度，增加制品的保藏性。用濃縮方法提高制品的糖分或鹽分可使水分活度降低，使制品達(dá)到微生物學(xué)上安全的程度，延長制品的有效保藏期。3.濃縮經(jīng)常用作干燥或更安全的脫水的預(yù)處理過程。這種情況特別適用于原液含大量水分，而用濃縮法排除這部分水分比用干燥法更為節(jié)約時間，如制造奶粉時，牛奶先經(jīng)預(yù)濃縮至固形物45%~52%以后再進(jìn)行干燥。4.濃縮用作某些結(jié)晶
4、操作的預(yù)處理過程。三、食品物料蒸發(fā)濃縮的特點(diǎn)料液的性質(zhì)對蒸發(fā)有很大的影響，特別是食品多屬生物系統(tǒng)的物料，比一般化工遇到的物料更為復(fù)雜多變，在選擇和設(shè)計蒸發(fā)器時，要充分認(rèn)識這種影響。食品物料的蒸發(fā)濃縮具有如下幾方面的特點(diǎn)：1.熱敏性生物系統(tǒng)的物料多由蛋白質(zhì)、脂肪、糖漿、維生素以及其他許多色、香、味成分所組成，這些物質(zhì)在高溫下或長期受熱時受破壞，變性、氧化等作用，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，許多食品的蒸發(fā)要嚴(yán)格考慮加熱溫度和加熱時間，加熱溫度和加熱時間是不可分割的。食品蒸發(fā)的安全性與此二因素同時相關(guān)，這就是“溫時結(jié)合”的概念，即把溫度
5、和時間作為統(tǒng)一體來考慮。從食品蒸發(fā)的安全性看，力求“低溫短時”，但還要考慮工藝上的經(jīng)濟(jì)性。在保證食品質(zhì)量的前提下，為提高生產(chǎn)能力，常采用“高溫短時”蒸發(fā)。由于料液的沸點(diǎn)與外壓有關(guān)，低溫相應(yīng)就是低壓，所以真空蒸發(fā)是食品工業(yè)蒸發(fā)應(yīng)用的顯著特點(diǎn)之一。為了縮短蒸發(fā)操作時的加熱時間，一方面必須縮小料液在蒸發(fā)器內(nèi)的平均停留時間，另一方面，還要解決局部性的停留時間問題。關(guān)于這一點(diǎn)，目前已發(fā)現(xiàn)長管膜式蒸發(fā)器在物料停留時間問題上具有很大的優(yōu)點(diǎn)，從而在食品工藝上獲得廣泛的應(yīng)用。2.腐蝕性特別是酸性食品，如果汁、蔬菜汁的濃縮，設(shè)計蒸發(fā)器必須考慮腐蝕性
6、問題，對于食品，即使是輕度的腐蝕，其所引起污染往往為產(chǎn)品規(guī)格所不允許。一般蒸發(fā)器接觸液體部分多采用不銹鋼結(jié)構(gòu)。3.粘稠性許多食品含有豐富的蛋白質(zhì)、糖份、果膠等成分，其粘稠性較高。高粘性物料的蒸發(fā)，首先從流體動力學(xué)觀點(diǎn)看，有一個層流傾向問題，即使物料受到強(qiáng)烈的攪拌，傳熱附近總存在不能忽視的層流內(nèi)層，這就會嚴(yán)重影響傳熱的速率。同時，由于上述原因，也還會產(chǎn)生結(jié)垢，局部停留時間等一系列問題。料液的粘稠性隨濃度而增加，隨著蒸發(fā)的進(jìn)行，料液的粘度也必然逐漸增加，所以蒸發(fā)過程中的傳熱速率預(yù)期也逐漸降低。對于粘性制品的蒸發(fā)，一般采用由外力強(qiáng)制的
7、循環(huán)或攪拌措施。4.結(jié)垢性：蛋白質(zhì)、糖、果膠等受熱過度會產(chǎn)生變性、結(jié)塊、焦化等現(xiàn)象。通常在傳熱面附近，物料溫度最高。發(fā)生這種現(xiàn)象就會在傳熱壁上形成污垢，嚴(yán)重影響傳熱速率.解決結(jié)垢問題的積極措施就是提高液速，經(jīng)驗證明，在其他條件相同時，提高液速，可顯著減輕污垢的形成，這是由于高液速的洗刷作用所致。因此在可能發(fā)生嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象的情況下，采用強(qiáng)制循環(huán)法是有效的。另外，對不可避免的結(jié)垢問題，必須有定期的清理措施。5.泡沫性某些食品物料沸騰時要形成穩(wěn)定的泡沫，特別是真空蒸發(fā)和液層靜壓低的場合下更為顯著。泡沫易被二次蒸汽帶走，一方面污染其他加
8、熱設(shè)備，另一方面，增加產(chǎn)品的損失，嚴(yán)重時會造成不能操作。一般，可使用表面活性劑以控制泡沫的形成，也可用各種機(jī)械裝置以消滅泡沫。6.易揮發(fā)成分不少液體食品含有芳香成分和風(fēng)味成分，其揮發(fā)性比較大。料液蒸發(fā)時，這些成分將隨同蒸汽一起逸出，影響濃縮制品的質(zhì)量。低溫濃縮雖
