खाद्य एवं पेय सांद्रता
खाद्य सांद्रण का अर्थ है बेहतर उत्पादन, संरक्षण और परिवहन के लिए तरल खाद्य पदार्थों से विलायक के अंश को हटाना। इसे वाष्पीकरण और हिम सांद्रण में वर्गीकृत किया जा सकता है।
वाष्पीकरण सांद्रता
वाष्पीकरण, विलेय और विलायक के बीच वाष्पशील अंतर के आधार पर कार्य करता है। जब विलयन में विलेय की वाष्पशीलता कम होती है और विलायक की वाष्पशीलता स्पष्ट होती है, तो विलयन को सांद्रित करने के लिए विलायक को गर्म करके वाष्पीकृत किया जाता है। सांद्रित किए जाने वाले खाद्य विलयन को एक वाष्पित्र में रखा जाता है और एक बाहरी ऊष्मा स्रोत द्वारा गर्म किया जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विलयन में मौजूद विलायक (जल) वाष्प में परिवर्तित हो जाएगा, क्योंकि जल का क्वथनांक अपेक्षाकृत कम होता है और इसे वाष्पीकृत करना आसान होता है।
वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान, विलायक वाष्प लगातार बाहर निकलता रहता है, जबकि विलेय (जैसे शर्करा, प्रोटीन, खनिज, विटामिन, वर्णक और अन्य अवाष्पशील या वाष्पशील न होने वाले घटक) अपने उच्च क्वथनांक और कम वाष्पशीलता के कारण शेष विलयन में ही बने रहते हैं। वाष्पित विलायक वाष्प को फिर एकत्रित किया जाता है और एक संघनित्र के माध्यम से ठंडा करके उसे पुनः द्रव रूप में परिवर्तित किया जाता है। इस प्रक्रिया से कुछ ऊर्जा की प्राप्ति हो सकती है और ऊर्जा की खपत कम हो सकती है। संघनित जल का पुनर्चक्रण या निस्सारण किया जा सकता है।
वाष्पीकरण और संघनन के बाद, विलेय की सांद्रता बढ़ने पर मूल विलयन छोटी मात्रा में सांद्रित हो जाता है। सांद्रित खाद्य विलयन का उपयोग बाद के प्रसंस्करण, जैसे आगे सुखाने, कैंडी, जैम, जूस बनाने या खाद्य उत्पादन के लिए मध्यवर्ती कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है।
व्यावहारिक औद्योगिक उत्पादन में बहु-चरणीय या बहु-प्रभाव वाष्पीकरण और सांद्रण प्रणाली का अक्सर उपयोग किया जाता है। विशिष्ट उत्पादन प्रक्रियाओं की आवश्यकताओं के अनुसार, स्थिर उत्पाद गुणवत्ता सुनिश्चित करने और सांद्रण दक्षता में सुधार के लिए खाद्य सांद्रण को वास्तविक समय में सटीक रूप से मापना आवश्यक है। संपर्क करेंलोनमीटर, एक ऑनलाइन सांद्रता मीटर आपूर्तिकर्ता, अधिक जानकारी के लिएऑनलाइन सांद्रता मीटरसमाधान.
वाष्पीकरण और सांद्रता की मुख्य विशेषताएं
खाद्य और पेय पदार्थों के वाष्पीकरण में तापन तापमान और समय पर गंभीरता से विचार किया जाना चाहिए। "कम तापमान और कम समय" का मुख्य उद्देश्य भोजन की गुणवत्ता को यथासंभव सुनिश्चित करना है, जबकि "उच्च तापमान और कम समय" का मुख्य उद्देश्य उत्पादन क्षमता में सुधार करना है।
अत्यधिक तापन से प्रोटीन, शर्करा और पेक्टिन का क्षरण, चूर्णीकरण और केकिंग हो सकता है। ऊष्मा स्थानांतरण सतह के निकट संपर्क में आने वाली प्रसंस्कृत सामग्री, सामग्री के आसपास के तापमान की तुलना में, उच्चतम तापमान पर स्केलिंग के लिए प्रवण होती है। एक बार स्केल बनने पर, यह ऊष्मा स्थानांतरण दक्षता को गंभीर रूप से प्रभावित करेगा और सुरक्षा संबंधी समस्याएँ भी पैदा करेगा। स्केलिंग की समस्या को हल करने का सकारात्मक उपाय द्रव वेग को बढ़ाना है। अनुभव से पता चला है कि द्रव वेग बढ़ाने से स्केल निर्माण में उल्लेखनीय कमी आ सकती है। इसके अलावा, संभावित स्केलिंग को रोकने के लिए विद्युत चुम्बकीय एंटी-स्केलिंग और रासायनिक एंटी-स्केलिंग विधियों का उपयोग किया जा सकता है।
चिपचिपापन
कई खाद्य पदार्थों में प्रोटीन, शर्करा, पेक्टिन और अन्य उच्च श्यानता वाले तत्व प्रचुर मात्रा में होते हैं। वाष्पीकरण प्रक्रिया के दौरान, विलयन की श्यानता सांद्रता के साथ बढ़ती है क्योंकि तरलता घटती है, जिससे ऊष्मा चालन में काफी बाधा आती है। इसलिए, श्यान उत्पादों के वाष्पीकरण के लिए, आमतौर पर बाह्य बल द्वारा परिसंचरण या विगलन के उपाय अपनाए जाते हैं।
झागशीलता
अधिक प्रोटीन वाले खाद्य पदार्थों का पृष्ठ तनाव अधिक होता है। वाष्पीकरण और उबलने पर, अधिक से अधिक स्थिर झाग बनते हैं, जो आसानी से तरल को भाप के साथ संघनित्र में प्रवेश करा देते हैं, जिससे तरल का तापमान कम हो जाता है। झाग का निर्माण अंतरापृष्ठीय तनाव से संबंधित है। अंतरापृष्ठीय तनाव भाप, अतितापित द्रव और निलंबित ठोस पदार्थों के बीच होता है, और ठोस पदार्थ झाग के निर्माण में मुख्य भूमिका निभाते हैं। सामान्यतः, झाग के निर्माण को नियंत्रित करने के लिए सर्फेक्टेंट का उपयोग किया जा सकता है, और झाग को खत्म करने के लिए विभिन्न यांत्रिक उपकरणों का भी उपयोग किया जा सकता है।
क्षयकारिता
कुछ अम्लीय खाद्य पदार्थ, जैसे कि सब्जियों का रस और फलों का रस, वाष्पीकरण और सांद्रण के दौरान वाष्पीकरणकर्ता में क्षरण का खतरा बना रहता है। खाद्य पदार्थों के लिए, हल्का क्षरण भी अक्सर संदूषण का कारण बनता है जिससे उत्पाद अयोग्य हो जाता है। इसलिए, अम्लीय खाद्य पदार्थों के लिए प्रयुक्त वाष्पीकरणकर्ता संक्षारण-रोधी और ऊष्मा-चालक पदार्थों से बना होना चाहिए, और संरचनात्मक डिज़ाइन को बदलना आसान होना चाहिए। उदाहरण के लिए, साइट्रिक अम्ल विलयन की सांद्रण के लिए अभेद्य ग्रेफाइट हीटिंग ट्यूब या अम्ल-रोधी इनेमल सैंडविच वाष्पीकरणकर्ता का उपयोग किया जा सकता है।
वाष्पशील घटक कई तरल खाद्य पदार्थों में सुगंधित और स्वाद घटक होते हैं, जो पानी से भी ज़्यादा वाष्पशील होते हैं। जब तरल वाष्पित होता है, तो ये घटक भाप के साथ बाहर निकल जाते हैं, जिससे सांद्रित उत्पाद की गुणवत्ता प्रभावित होती है। हालाँकि कम तापमान पर सांद्रण स्वाद घटकों के नुकसान को कम कर सकता है, लेकिन एक ज़्यादा बेहतर तरीका यह है कि पुनर्प्राप्ति उपाय किए जाएँ और पुनर्प्राप्ति के बाद उन्हें उत्पाद में मिला दिया जाए।
फ्रीज सांद्रता
खाद्य कच्चे माल के तरल पदार्थ (जैसे जूस, डेयरी उत्पाद या अन्य घोल जिनमें पानी की मात्रा अधिक होती है) को कम तापमान वाले वातावरण में ठंडा किया जाता है। जब तापमान हिमांक बिंदु से नीचे चला जाता है, तो घोल में मौजूद पानी के अणु बर्फ के क्रिस्टल के रूप में अवक्षेपित हो जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पानी एक विशिष्ट तापमान और दाब पर ठोस-द्रव संतुलन में पहुँच जाता है। इस तापमान से नीचे, अतिरिक्त मुक्त पानी पहले जम जाएगा, जबकि विलेय (जैसे शर्करा, कार्बनिक अम्ल, रंगद्रव्य, स्वाद, आदि) अपनी अलग घुलनशीलता के कारण पानी के साथ आसानी से नहीं जमते, बल्कि बिना जमे हुए सांद्र में ही रहते हैं।
बर्फ के क्रिस्टलों का पृथक्करण
बने बर्फ के क्रिस्टल को अपकेन्द्रण, निस्पंदन या अन्य भौतिक विधियों द्वारा सांद्रण से अलग किया जाता है। इस प्रक्रिया में विलेय का वाष्पीकरण नहीं होता है, इसलिए यह ऊष्मा-संवेदनशील अवयवों के क्षरण और सुगंध के ह्रास को प्रभावी ढंग से रोक सकता है। बर्फ के क्रिस्टल को अलग करने के बाद सांद्रण एक जमे हुए सांद्रण उत्पाद होता है, जिसमें मूल विलयन की तुलना में विलेय की सांद्रता काफी अधिक होती है, जबकि भोजन का मूल रंग, स्वाद, पोषण मूल्य और सुगंध अधिकतम सीमा तक बरकरार रहती है।
ठंड की स्थिति को नियंत्रित करना
फ्रीज सांद्रता प्रक्रिया के दौरान, अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए बर्फ के क्रिस्टल के आकार, आकारिकी और सांद्रता से पृथक्करण को अनुकूलित करने हेतु हिमीकरण दर, हिमांक तापमान और समय जैसे कारकों को सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। फ्रीज सांद्रता तकनीक विशेष रूप से ऊष्मा-संवेदनशील खाद्य पदार्थों और पेय पदार्थों, जैसे ताजे फल और सब्जियों के रस, जैविक उत्पादों, फार्मास्यूटिकल्स और उच्च-स्तरीय मसालों के लिए उपयुक्त है। यह कच्चे माल की प्राकृतिक गुणवत्ता को अधिकतम कर सकती है और इसमें ऊर्जा की बचत और उच्च दक्षता की विशेषताएं हैं। हालाँकि, इस विधि की कुछ सीमाएँ भी हैं। उदाहरण के लिए, सांद्रता प्रक्रिया को प्रभावी ढंग से निष्फल नहीं किया जा सकता है और इसके लिए अतिरिक्त निष्फलीकरण उपचार की आवश्यकता हो सकती है। इसके अलावा, उच्च श्यानता वाले या विशेष अवयवों वाले कुछ विलयनों के लिए, सांद्रता से बर्फ के क्रिस्टल को अलग करने की कठिनाई बढ़ सकती है, जिसके परिणामस्वरूप सांद्रता दक्षता कम हो जाती है और लागत बढ़ जाती है।
पोस्ट करने का समय: 13-फ़रवरी-2025
