ખોરાક અને પીણાની સાંદ્રતા
ખોરાકની સાંદ્રતા એટલે વધુ સારા ઉત્પાદન, જાળવણી અને પરિવહન માટે પ્રવાહી ખોરાકમાંથી દ્રાવકનો ભાગ દૂર કરવો. તેને બાષ્પીભવન અને સ્થિર સાંદ્રતામાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.
બાષ્પીભવન સાંદ્રતા
બાષ્પીભવન દ્રાવ્ય અને દ્રાવક વચ્ચેના અસ્થિર તફાવતોના આધારે કાર્ય કરે છે. જ્યારે દ્રાવણમાં દ્રાવ્યની અસ્થિરતા ઓછી હોય છે અને દ્રાવકમાં સ્પષ્ટ અસ્થિરતા હોય છે, ત્યારે દ્રાવણને કેન્દ્રિત કરવા માટે ગરમ કરીને દ્રાવકનું બાષ્પીભવન થાય છે. કેન્દ્રિત કરવા માટે ખોરાકના દ્રાવણને બાષ્પીભવકમાં મૂકવામાં આવે છે અને બાહ્ય ગરમી સ્ત્રોત દ્વારા ગરમ કરવામાં આવે છે. જેમ જેમ તાપમાન વધે છે, તેમ તેમ દ્રાવણમાં રહેલું દ્રાવક (પાણી) બાષ્પમાં રૂપાંતરિત થશે, કારણ કે પાણીનો ઉત્કલન બિંદુ પ્રમાણમાં ઓછો હોય છે અને તેનું બાષ્પીભવન કરવું સરળ હોય છે.
બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા દરમિયાન, દ્રાવક વરાળ સતત બહાર નીકળે છે, જ્યારે દ્રાવ્ય (જેમ કે ખાંડ, પ્રોટીન, ખનિજો, વિટામિન્સ, રંગદ્રવ્યો અને અન્ય બિન-અસ્થિર અથવા મુશ્કેલ-થી-અસ્થિર ઘટકો) તેના ઉચ્ચ ઉત્કલન બિંદુ અને ઓછી અસ્થિરતાને કારણે બાકીના દ્રાવણમાં રહે છે. બાષ્પીભવન થયેલ દ્રાવક વરાળને પછી કન્ડેન્સર દ્વારા એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને ઠંડુ કરવામાં આવે છે જેથી તેને ફરીથી પ્રવાહી સ્વરૂપમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય. આ પ્રક્રિયા થોડી ઊર્જા પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકે છે અને ઊર્જા વપરાશ ઘટાડી શકે છે. કન્ડેન્સ્ડ પાણીને રિસાયકલ અથવા ડિસ્ચાર્જ કરી શકાય છે.
મૂળ દ્રાવણ બાષ્પીભવન અને ઘનીકરણ પછી નાના જથ્થામાં કેન્દ્રિત થાય છે કારણ કે દ્રાવ્યની સાંદ્રતા વધે છે. સંકેન્દ્રિત ખાદ્ય દ્રાવણનો ઉપયોગ અનુગામી પ્રક્રિયા માટે થઈ શકે છે, જેમ કે વધુ સૂકવણી, કેન્ડી, જામ, રસ, અથવા ખાદ્ય ઉત્પાદન માટે મધ્યવર્તી કાચા માલ તરીકે.
વ્યવહારુ ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનમાં મલ્ટી-સ્ટેજ અથવા મલ્ટી-ઇફેક્ટ બાષ્પીભવન અને સાંદ્રતા પ્રણાલીનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે. ચોક્કસ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓની જરૂરિયાતો અનુસાર, સ્થિર ઉત્પાદન ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા અને સાંદ્રતા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે ખોરાકની સાંદ્રતા વાસ્તવિક સમયમાં ચોક્કસ રીતે માપવાની જરૂર છે. સંપર્ક કરોલોન્મીટર, એક ઓનલાઈન કોન્સન્ટ્રેશન મીટર સપ્લાયર, વધુ માટેઓનલાઇન સાંદ્રતા માપકઉકેલો.
બાષ્પીભવન અને સાંદ્રતાના મુખ્ય લક્ષણો
ખોરાક અને પીણાના બાષ્પીભવનમાં ગરમીના તાપમાન અને સમયને ગંભીરતાથી ધ્યાનમાં લેવો જોઈએ. "ઓછું તાપમાન અને ટૂંકા સમય" મુખ્યત્વે શક્ય તેટલું ખોરાકની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે છે, જ્યારે "ઉચ્ચ તાપમાન અને ટૂંકા સમય" મુખ્યત્વે ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે છે.
વધુ પડતી ગરમીથી પ્રોટીન, શર્કરા અને પેક્ટીનનું અધોગતિ, ચાર્કિંગ અને કેકિંગ થશે. ગરમી સ્થાનાંતરણ સપાટી સાથે નજીકથી સંપર્ક કરતી પ્રક્રિયા કરેલી સામગ્રી સામગ્રીના આસપાસના તાપમાનની તુલનામાં સૌથી વધુ તાપમાન માટે સ્કેલ થવાની સંભાવના ધરાવે છે. એકવાર સ્કેલ બની ગયા પછી, તે ગરમી સ્થાનાંતરણ કાર્યક્ષમતાને ગંભીર અસર કરશે અને સલામતી સમસ્યાઓ પણ ઊભી કરશે. સ્કેલિંગ સમસ્યાને ઉકેલવા માટેનો સકારાત્મક ઉપાય પ્રવાહી વેગ વધારવો છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે પ્રવાહી વેગ વધારવાથી સ્કેલની રચનામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થઈ શકે છે. વધુમાં, સંભવિત સ્કેલિંગને રોકવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક એન્ટિ-સ્કેલિંગ અને રાસાયણિક એન્ટિ-સ્કેલિંગ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
સ્નિગ્ધતા
ઘણા ખોરાકમાં પ્રોટીન, ખાંડ, પેક્ટીન અને ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતા ધરાવતા અન્ય ઘટકો ભરપૂર હોય છે. બાષ્પીભવન પ્રક્રિયા દરમિયાન, પ્રવાહીતા ઘટતા દ્રાવણની સ્નિગ્ધતા સાંદ્રતા સાથે વધે છે, જે ગરમીના વહનમાં નોંધપાત્ર અવરોધ ઉભો કરે છે. તેથી, ચીકણા ઉત્પાદનોના બાષ્પીભવન માટે, બાહ્ય બળ દ્વારા દબાણ કરાયેલ પરિભ્રમણ અથવા હલાવવાના પગલાં સામાન્ય રીતે અપનાવવામાં આવે છે.
ફીણક્ષમતા
વધુ પ્રોટીન ધરાવતા ખાદ્ય પદાર્થોમાં સપાટીનું તાણ વધુ હોય છે. બાષ્પીભવન અને ઉકળતા સમયે, વધુને વધુ સ્થિર ફીણ બને છે, જે પ્રવાહીને વરાળ સાથે કન્ડેન્સરમાં સરળતાથી પ્રવેશવા માટેનું કારણ બને છે, જેના કારણે પ્રવાહી ખોવાઈ જાય છે. ફીણનું નિર્માણ ઇન્ટરફેસિયલ ટેન્શન સાથે સંબંધિત છે. વરાળ, સુપરહીટેડ પ્રવાહી અને સસ્પેન્ડેડ ઘન પદાર્થો વચ્ચે ઇન્ટરફેસિયલ ટેન્શન થાય છે, અને ઘન પદાર્થો ફીણના નિર્માણમાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. સામાન્ય રીતે, ફીણના નિર્માણને નિયંત્રિત કરવા માટે સર્ફેક્ટન્ટ્સનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, અને ફીણને દૂર કરવા માટે વિવિધ યાંત્રિક ઉપકરણોનો પણ ઉપયોગ કરી શકાય છે.
કાટ લાગવો
કેટલાક એસિડિક ખોરાક, જેમ કે શાકભાજીનો રસ અને ફળોનો રસ, બાષ્પીભવન અને સાંદ્રતા દરમિયાન બાષ્પીભવકના કાટ માટે સંવેદનશીલ હોય છે. ખોરાક માટે, હળવો કાટ પણ ઘણીવાર દૂષણનું કારણ બને છે જે ઉત્પાદનને અયોગ્ય બનાવે છે. તેથી, એસિડિક ખોરાક માટે વપરાતું બાષ્પીભવક કાટ-પ્રતિરોધક અને થર્મલી વાહક સામગ્રીથી બનેલું હોવું જોઈએ, અને માળખાકીય ડિઝાઇન બદલવા માટે સરળ હોવી જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, સાઇટ્રિક એસિડ દ્રાવણની સાંદ્રતા અભેદ્ય ગ્રેફાઇટ હીટિંગ ટ્યુબ અથવા એસિડ-પ્રતિરોધક દંતવલ્ક સેન્ડવિચ બાષ્પીભવકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.
અસ્થિર ઘટકો ઘણા પ્રવાહી ખોરાકમાં સુગંધિત અને સ્વાદ ઘટકો હોય છે, જે પાણી કરતાં વધુ અસ્થિર હોય છે. જ્યારે પ્રવાહી બાષ્પીભવન થાય છે, ત્યારે આ ઘટકો વરાળ સાથે બહાર નીકળી જાય છે, જે સંકેન્દ્રિત ઉત્પાદનની ગુણવત્તાને અસર કરે છે. જોકે ઓછા તાપમાનની સાંદ્રતા સ્વાદ ઘટકોના નુકસાનને ઘટાડી શકે છે, વધુ સંપૂર્ણ પદ્ધતિ એ છે કે પુનઃપ્રાપ્તિના પગલાં લેવા અને પછી પુનઃપ્રાપ્તિ પછી તેમને ઉત્પાદનમાં ઉમેરવા.
સ્થિર એકાગ્રતા
ખાદ્ય કાચા માલના પ્રવાહી (જેમ કે રસ, ડેરી ઉત્પાદનો અથવા મોટા પ્રમાણમાં પાણી ધરાવતા અન્ય દ્રાવણ) ને નીચા તાપમાનવાળા વાતાવરણમાં ઠંડુ કરવામાં આવે છે. જ્યારે તાપમાન ઠંડું બિંદુથી નીચે જાય છે, ત્યારે દ્રાવણમાં રહેલા પાણીના અણુઓ બરફના સ્ફટિકોના સ્વરૂપમાં અવક્ષેપિત થાય છે. આનું કારણ એ છે કે પાણી ચોક્કસ તાપમાન અને દબાણ પર ઘન-પ્રવાહી સંતુલન સુધી પહોંચે છે. આ તાપમાન નીચે, વધારાનું મુક્ત પાણી પહેલા સ્થિર થશે, જ્યારે દ્રાવ્ય પદાર્થો (જેમ કે ખાંડ, કાર્બનિક એસિડ, રંગદ્રવ્યો, સ્વાદો, વગેરે) વિવિધ દ્રાવ્યતાને કારણે પાણી સાથે સ્થિર થવામાં સરળ નથી, પરંતુ તે સ્થિર ન થયેલા સાંદ્રતામાં રહે છે.
બરફના સ્ફટિકોનું વિભાજન
રચાયેલા બરફના સ્ફટિકોને સેન્ટ્રીફ્યુગેશન, ગાળણક્રિયા અથવા અન્ય ભૌતિક પદ્ધતિઓ દ્વારા સાંદ્રતાથી અલગ કરવામાં આવે છે. આ પ્રક્રિયામાં દ્રાવ્ય પદાર્થોનું બાષ્પીભવન શામેલ નથી, તેથી તે ગરમી-સંવેદનશીલ ઘટકોના અધોગતિ અને સુગંધના નુકશાનને અસરકારક રીતે અટકાવી શકે છે. બરફના સ્ફટિકોને અલગ કર્યા પછી સાંદ્રતા એ સ્થિર સાંદ્રતા ઉત્પાદન છે, જે મૂળ દ્રાવણ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ દ્રાવ્ય સાંદ્રતા ધરાવે છે, જ્યારે ખોરાકનો મૂળ રંગ, સ્વાદ, પોષણ મૂલ્ય અને સ્વાદ સૌથી વધુ હદ સુધી જાળવી રાખે છે.
ઠંડું થવાની સ્થિતિનું નિયંત્રણ
ફ્રીઝ કોન્સન્ટ્રેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન, બરફના સ્ફટિકના કદ, આકારશાસ્ત્ર અને કોન્સન્ટ્રેટથી અલગ થવાને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે ફ્રીઝિંગ રેટ, ફ્રીઝિંગ તાપમાન અને સમય જેવા પરિબળોને ચોક્કસ રીતે નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે જેથી અંતિમ ઉત્પાદનની ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત થાય. ફ્રીઝ કોન્સન્ટ્રેશન ટેકનોલોજી ખાસ કરીને ગરમી પ્રત્યે સંવેદનશીલ ખોરાક અને પીણાં, જેમ કે તાજા ફળો અને શાકભાજીના રસ, જૈવિક ઉત્પાદનો, ફાર્માસ્યુટિકલ્સ અને ઉચ્ચ-સ્તરના મસાલાઓ માટે યોગ્ય છે. તે કાચા માલની કુદરતી ગુણવત્તાને મહત્તમ કરી શકે છે અને તેમાં ઊર્જા બચત અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાની લાક્ષણિકતાઓ છે. જો કે, આ પદ્ધતિમાં પણ ચોક્કસ મર્યાદાઓ છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોન્સન્ટ્રેશન પ્રક્રિયાને અસરકારક રીતે વંધ્યીકૃત કરી શકાતી નથી અને તેને વધારાની વંધ્યીકરણ સારવારની જરૂર પડી શકે છે. વધુમાં, ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાવાળા અથવા ખાસ ઘટકો ધરાવતા કેટલાક ઉકેલો માટે, બરફના સ્ફટિકોને કોન્સન્ટ્રેટથી અલગ કરવાની મુશ્કેલી વધી શકે છે, જેના પરિણામે કોન્સન્ટ્રેશન કાર્યક્ષમતામાં ઘટાડો થાય છે અને ખર્ચમાં વધારો થાય છે.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-૧૩-૨૦૨૫
