Šiukšlių paviršiaus vakuumo koncentracijos talpa: vaisių džemų koncentravimas be spalvos, pektino ar aromato nudegimo

Užpildykite džemų katilą braškių tyrė, įjunkite garus ir palikite vieną valandą – gausite džemą. Taip pat gausite blėškų raudonai rudas spalvos atspindį, plokščią aromatą, išdegusių vaisių sluoksnį, prilipusį prie katilo sienelės, ir valymo darbą, kurio niekas nenori atlikti. Problema ne recepte. Problema – ten, kur šiluma susiduria su vaisiais.

Švarinamasis vakuumo koncentracijos indas iškart išsprendžia abi šias problemas: jis sumažina vaisių masės virimo temperatūrą iki maždaug 45–60 °C ir kiekvienoje sukimosi aplinkoje nuolat švarina įkaitintą indą, todėl produktas niekada nepabūna vietoje ilgiau nei reikia, kad nudegtų.

Šiame straipsnyje paaiškinama, kaip veikia abu mechanizmai, kokios pasikeičia galutinio produkto savybės, mūsų RY-GBNS / RY-ZN serijos standartiniai parametrai ir kaip parinkti tinkamo dydžio įrenginį savo produktui.

Stovinčiojo tipo švarinamasis vakuumo koncentracijos indas su apšiltintu indu, švarinimo įrenginio varikliu, kondensatoriaus stulpu ir distiliato priėmimo talpa

Kodėl džemas yra sunkiausias produktas koncentruoti

Dauguma garintuvų suprojektuota aiškioms, laisvai tekėjančioms skystoms medžiagoms. Džemai vienu metu pažeidžia tris jų prielaidas.

Jis yra šiluminės pažeidžiamybės linkęs. Antocianinai braškėse, avietėse, vyšnose ir serbentuose greitai suskyla virš 80 °C. Pektinas – medžiaga, kuri suteikia džemui konsistenciją – ilgai veikiant karščiui depolimerizuojasi. Aromato lakiosios medžiagos, kurios verčia žmones sakyti „šis skonis tikrai primena tikrus vaisius“, pradeda išgaruoti nuo to momento, kai mišinys stipriai užverda. Laikydami vaisių purė atmosferos slėgyje virimo temperatūroje, visiems laikams prarandame visas tris savybes.

Jis yra klampus, o klumpumas didėja, kai procesas tęsiamas. Vaisių purė įeina į rezervuarą su 12–20 °Brix koncentracija ir išeina su 65–68 °Brix koncentracija. Šiame diapazone klumpumas padidėja kelis kartus, kol mišinys tampa nebe skysčiu, o labiau panašus į tyrę. Siurbliai, vamzdžiai ir įprasti krentančio plėvelės tipo paviršiai tiesiog nustoja veikti.

Jis užteršia šildomą sienelę. Bet kuriame apšildomame inde susidaro nejudanti ribinė sluoksnio zona prie karšto metalo. Vandens atveju šis sluoksnis yra plonas ir nekenksmingas. O cukrumi turtingo vaisių tyrės atveju jis storėja, perkaista, karamelizuoja ir galiausiai suanglėja – tai pridegęs plėvelė, kuri izoliuoja indą, lėtina gamybos ciklą, pablogina skonį ir turi būti nušluostoma ranka. Pridegimas yra brangiausia nesėkmės rūšis džemų gamyboje: ji kainuoja energijos, išeigos, spalvos ir darbo jėgos išteklius vienu metu.

Du mechanizmai, kurie tai ištaiso: vakuumas ir nuolat judantis šluostytuvas

Sumažinkite virimo tašką vietoj to, kad pridėtumėte daugiau šilumos

Vanduo virš savo temperatūra 100 °C tik todėl, kad jis yra vienos atmosferos slėgio sąlygomis. Pašalinus šį slėgį, virimo taškas stačiai sumažėja.

Iš to išplaukia du inžineriniai padariniai, kurie abu sutaupo pinigų:

1. Produktas niekada nepašyla tiek, kad pažeistų save. 45–60 °C temperatūroje pektinas išlieka nepažeistas, antocianinai išlaiko spalvą, o lakieji aromato junginiai lieka produkte, o ne kondensatoriuje.
2. Varomasis temperatūrų skirtumas tampa didesnis, o ne mažesnis. Garai esant slėgiui ≤ 0,15 MPa yra apie 111 °C sotieji garai. Priešais masės virimą 50 °C temperatūroje temperatūrų skirtumas viršija 60 K – todėl pakanka nedidelės šildymo paviršiaus ploto, o žemo slėgio ar atgauti atliekų garai gali būti naudojami kaip šilumos šaltinis.

Kadangi tirpę cukrus ir pektinas padidina tirpalo virimo temperatūrą, 65 °Brix vaisių masė virsta kelias laipsnių aukščiau nei gryno vandens virimo temperatūra. Todėl praktinį darbo diapazoną nurodome kaip 45–60 °C, o ne teorinį minimumą.

Kiekvienoje sukimosi fazėje palaikykite šildomą sienelę švarią

Vien tik vakuumas neapsaugo nuo klampaus produkto. Sumažinus virimo temperatūrą, šildymo korpuse vis tiek išlieka ribinė sluoksnio zona, kuri vis tiek yra nejudama ir vis tiek peršyla.

Šiškuojantis įtaisas užpildo tarpą. Viduje, ant centro veleno pritvirtintos maistui tinkamos mentės sukasi prie apšildomos sienelės su kontroliuojamu tarpeliu. Kiekvieną kartą jos nuima produktų plėvelę nuo karšto metalo ir išmeta ją atgal į bendrą masę. Rezultatas:

• Nebūna stovinčios plėvelės, todėl nekyla vietinio perkaitymo – ir neatsiranda apdegusios, karamelizuotos sluoksnio, kurį reikėtų valyti.
• Šilumos perdavimo paviršius nuolat atsinaujina, todėl šilumos perdavimo koeficientas ne sumažėja per visą procesą, kaip tai būna nejudančioje vakuumo katilo vonelėje.
• Masė lieka homogeniška, todėl °Brix vertė yra vienoda nuo pirmojo litro iki paskutinio, o ne susluoksniuota tarp karštos sienelės ir šaltesnio centro.
• Labai klampūs ir tiršti produktai išlieka tvarkomi iki pat proceso pabaigos. Ruiyuan šiškuojamieji koncentratoriai yra projektuoti koncentruoti iki specifinės masės virš 1,4 – sritis, kurioje paprastas apšildomas vakuumo katilo indas nebeveikia.

Talpos kūno geometrija pritaikyta produktui ir išleidimo reikalavimams: sferinis kūnas (GNQ) – vienodam sienų kontaktui ir sklandžiam produkto tekėjimui, arba kūginis kūnas (GNZ) – patikimam tirščių, kietų koncentratų išleidimui.

Kas yra šveičiamojo paviršiaus vakuumo koncentracijos talpykloje

Standartinė Ruiyuan konfigūracija sudaryta iš penkių funkcinių blokų, taip pat pavarų ir valdymo sistemų:

• Koncentratoriaus kūnas - apvyniotas indas su išlenktu viršumi, įgaubtu dugnu, veidrodinio blizgesio drėgminamaisiais paviršiais, žmogaus anga, stebėjimo langeliu su šluostytuvu ir šveičiamuoju maišytuvu, kuris varomas per stačiakampį pavaros mechanizmą.
• Garų-skysčių separatorius - pašalina į garus įtrauktus lašus, kad produktas nepatektų į kondensatorių.
• Kondezatorius - vamzdžių ir korpuso tipo, suprojektuotas taip, kad sumažintų garų tūrį, kurį turi apdoroti vakuumo siurblys.
• Šaldiklis - ritininio tipo, sumažina kondensatą iki saugios išleidimo temperatūros.
• Priėmimo talpa - surenka distiliatą; jo tūris parenkamas atsižvelgiant į partijos dydį, kad vieną koncentracijos ciklą būtų galima atlikti be vakuumo nutraukimo.

Apie šį pagrindą pridedame vakuumo sistemą, apvalkalo šildymo grandinę (garas, karštas vanduo arba elektra), CIP purškimo rutulį, įrangą (vakuumo manometrą, skaitmeninį temperatūros rodiklį, pavyzdžių ėmimo vožtuvą) ir valdymo skydelį – nuo rankinių vožtuvų ir skaitmeninių indikatorių iki PLC + HMI su receptų saugojimu ir partijų duomenų registracija.

Inde: šepečio mentės kiekvieną sukimosi kartą valo šildomą sienelę, todėl neatsiranda stovinčios plėvelės ir niekas neperdegina.

Technologinio vaizdo failas: assets/web/scraper-wall-demo-h264.mp4

Kas pasikeičia baigtoje talpykloje

• Spalva išlieka nepakitusi. Uogos, vyšnios ir kauluotos vaisiai išlaiko spalvą, kurios tikisi pirkėjai, o ne tamsėja link rudo atspalvio.
• Aromatas lieka produkte. Aušinamas kondensatorius ir silpnas vakuumas užtikrina, kad lakieji komponentai kondensuotųsi ir grąžintųsi į produktą, o ne išgarintųsi; pasirinktinis aromato atgavimo stulpelis gali sugauti aromatinę frakciją ir vėliau ją pridėti atgal.
• Nėra perdegusių garsų. Skonio profilis – vaisinis, o ne karamelės ir pelenų.
• Pektinas vis dar kietėja. Trumpesnis pabuvimo laikas žemesnėje temperatūroje reiškia, kad geliuojančioji sistema veikia taip, kaip numatyta receptūroje, kas ypač svarbu sumažintos cukraus ir didelės vaisių koncentracijos formulėms.
• Didesnis išeigos kiekis. Produktas, kuris neprilimpa prie siurblio sienos, yra produktas, kurį galima parduoti. Prilipimo nuostoliai ir produktas, likęs šluostant valymo metu, abu sumažėja.
• Nuolatinis °Briksas. Vienodas koncentracijos lygis leidžia tiksliai prognozuoti pripildymo svorius, vandens aktyvumą ir tinkamumo vartoti laiką iš partijos į partiją.
• Greitesnis valymas. Veidrodinio blizgesio drėgnosios dalys, suapvalinta vidinė geometrija ir CIP purškimo rutuliai paverčia rankinį kaltu kabinėjimą paprastu plovimo ciklu. Sanitarinis dizainas visur atitinka maisto pramonės geriausios gamybos praktikos reikalavimus.

Standartiniai techniniai parametrai

Žemiau pateiktoje lentelėje nurodyta standartinė vakuumo koncentracijos serija. Talpos svyruoja nuo 10 L pilotinių įrenginių iki 500 L gamybos indų; didesnės talpos bei daugiapakopės arba šiluminės rekompresijos schemos projektuojamos pagal užsakymą. Kadangi šildymo plotas, kondensavimo plotas ir vakuumo lygis turi atitikti produktą, galutiniai rodikliai patvirtinami remiantis jūsų pomidorų padažu, tiksliniu °Brix rodikliu ir reikiamu garinimo našumu.

Parametrai taiko standartinę seriją ir kiekvienam produktui, klampumui bei naudojimui turi būti patvirtinti inžineriniu būdu.

Pasirinkimo galimybės ir pritaikymas individualioms reikmėms

• Talpos geometrija – rutulinis korpusas (GNQ) arba kūginis korpusas (GNZ), kad atitiktų produkto srautą ir išleidimą.
• Talpa – nuo 10 l iki 500 l – standartiniai dydžiai; gamybos masto talpos ir visos linijos gaminamos pagal užsakymą.
• Įmokusios medžiagos - SS304 arba SS316L, veidrodinė arba šilkinė apdaila, su medžiagos sertifikatais.
• Šildymo terpė - tiesioginis garas, karštas vanduo arba elektrinis šildymas, kai katilas neprieinamas.
• Vakuumo sistema - vandens žiedo siurblys, kai vandens aušinimas yra pakankamas, sausasis vakuumas, kai vandens nuvedimas ribojamas.
• Aromatų atgavimas - kondensatoriaus ir atgavimo kolonos išdėstymas produktams, kuriems būtina pačios aukščiausios garsų („top notes“) pagauti ir grąžinti.
• Automatizacija - nuo vietinių manometrų ir rankinių vožtuvų iki PLC su HMI, receptų valdymo, partijų registravimo ir įspėjimų valdymo.
• Sprogimui atsparūs elektros įrenginiai - prieinami alkoholiu turinčioms vaisių paruošimo medžiagoms ir spiritais pagrįstiems receptams.
• Mobilumas ir išdėstymas – judrų montuojamos mobilios rėmų sistemos bandymo gamybos įrenginiams ir daugiaprodukčių gamyklos įrenginiams.

Taikymo sritys

Tas pats principas – žema temperatūra kartu su šluostomąja siena – tinka bet kuriam vaisių produktui, kuris yra storas, šilumai jautrus arba abi šios savybės kartu:

• Uogų džemai ir uogų konservai – braškės, avietės, upėnės, juodųjų serbentų, juodųjų serbentų uogos, kur spalva yra pardavimo privalumas.
• Kauluotųjų vaisių ir tropinių tyrėlių mišiniai – abrikosai, persikai, mangai, pasiono vaisiai, gvajavos, figos, bananai.
• Džemai ir citrinos augalų paruošimai – žievelės įtraukimo formulės ir kartųjų apelsinų pagrindai.
• Pramoniniai vaisių paruošimai – konditerijos pildymai, pieno ir jogurto vaisių pagrindai, ledų sluoksniai, gėrimų komponentai.
• Datulės ir figų tyrės – labai aukštas kietųjų dalelių kiekis, labai aukšta klampumas.
• Obuolių tyrės ir lėtai viršintos vaisių tyrės .
• Mažo cukraus ir be papildomo cukraus vaisių užpilai – kur vaisių kietosios dalelės suteikia masės, o šiluminė žala matoma iš karto.
• Kūdikių maisto tyrės – kur maistingumo ir spalvos išlaikymas yra etiketėje nurodyta savybė, o ne pageidavimas.
• Pomidorų, pipirų ir sūrių vaisių tyrės koncentracija – tie patys užteršimo ir spalvos keitimosi reiškiniai, tas pats sprendimas.

Vaisių tyrės virimas giliame vakuumo inde, matoma per šluojamojo paviršiaus vakuumo koncentracijos indo stebėjimo langelį.

Apdoroti vaizdo failą: assets/web/jam-concentration-1-h264.mp4

Kaip parinkti įrenginio dydį savo produktui

Koncentracija – tai masės balansas, o įrenginio dydį nustato ne partijos tūris, o kiekis vandens, kurį reikia išgarinti, ir garinimo greitis.

Išgarintino vandens kiekis = M_pateikta × (1 - \frac{Brix_įėjime}{Brix_išėjime})

Išspręstas pavyzdys. 500 kg vaisių tyrės, kurios Brix rodiklis 12 °Brix, koncentruojamos iki 65 °Brix:

500 × (1 - (12) / (65)) = 500 × 0,815 = 408 kg vandens

Partija baigiasi maždaug 92 kg džemų. Padalinkite 408 kg iš norimo partijos paruošimo laiko – gausite reikiamą garinimo našumą kg/val., kuris nulemia šildymo paviršiaus plotą, kondensatoriaus dydį ir vakuumo siurblio galios reikalavimus.

Pateikite mums šiuos šešis duomenis, ir mes parinksime įrenginio dydį bei pateiksime pasiūlymą:

3. Produktas ir receptūra (vaisiai, cukrus, pektinas, pridėtas alkoholis ar kietieji komponentai).
4. Masinė arba tūrinė maitinimo medžiaga viename cikle ir ciklų skaičius per parą.
5. Briksai (arba bendroji sausosios medžiagos kiekis) įeinant ir išeinant.
6. Numatytas klampumas arba galutinis specifinis tankis – bei tai, ar yra vaisių gabalėlių.
7. Prieinamas šildymas: garų slėgis, karšto vandens temperatūra ar tik elektros energija.
8. Aušinamojo vandens temperatūra ir srautas, taip pat jūsų naudingųjų išteklių ir nuotekų išleidimo apribojimai.

Pasirinkimas tarp koncentracijos technologijų

Jei jūsų produktas liejasi kaip sultys, krentančios plėvelės garintuvas jį koncentruos pigiau už toną. Jei jūsų produktas sustorėja indelyje, šildymo korpuso vidinėje sienoje turi būti šepečio tipo maišytuvas.

Žiūrėkite veikiantį procesą

Visiškai integruota vakuumo koncentracijos sistema: koncentratoriaus korpusas, kondensatoriaus stulpelis, žvilgsnio langelis ir valdymo vožtuvai viename rėme.

Proceso vaizdo failas: assets/web/jam-concentration-2-h264.mp4

Kodėl dirbti su Ruiyuan

Šanghajaus „Ruiyuan Machinery Equipment Co., Ltd.“ nuo 2011 m. projektuoja ir gaminą ekstrakcijos, koncentracijos bei skystųjų medžiagų apdorojimo įrangą iš savo gamyklos Šanghajaus Fengsino rajone. Mūsų veiklos sritis apima laboratorinio ir bandymo masto vienetus bei pramonines linijas maisto, pieno, gėrimų, fermentacijos, farmacinės ir smulkiųjų chemijos pramonės sektoriams: ekstrakcijos ir koncentracijos įrenginius, krentamojo plėvelės ir vieno poveikio garintuvus, UHT sterilizatorius, kristalizatorius, purškiamuosius džiovintuvus bei visus komplektinius „raktas rankoje“ gamybos procesus.

Koncentracijos projektams tai reiškia, kad jūs neperkate paprasto indo. Jūs perkate vienetą, kuris yra tiksliai pritaikytas jūsų produkto klampumo kreivėje, pageidaujamam kietųjų medžiagų kiekiui, naudojamoms energijos rūšims ir valymo režimui – be to, mes palaikome jūsų įrenginį diegimo, paleidimo ir operatorių mokymo metu.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokį galutinį kietųjų medžiagų kiekį gali pasiekti įrenginys?

Standartinė serija yra suprojektuota taip, kad koncentruotų produktą iki tam tikrojo tankio virš 1,4, o praktinį ribojimą paprastai nulemia klampumas – ne vakuumo lygis. Daugumai vaisių džemų tai reiškia 65–68 °Brix. Praneškite mums norimą galutinį rezultatą, o mes patvirtinsime pasiekiama reikšmę jūsų produktui.

Ar šepečiai pažeis vaisių gabaliukus ar tekstūrą?

Plokščiosios mentės juda priešais sieneles su kontroliuojamu tarpeliu ir nuvalo įkaitintą paviršių, o ne sumaldo visą produktą. Vaisių gabaliukai dažniausiai pridedami po koncentracijos, kad išliktų nepažeisti; jei gabaliukams būtina išgyventi visą ciklą, mes atitinkamai parinkdami maišymo įrenginio geometriją ir sukimosi greitį.

Ar temperatūra pakankamai žema, kad būtų apsaugoti pektinas ir spalva?

Taip. Standartiniai vienetai veikia 600–700 mmHg manometrinio vakuumo sąlygomis, kurios atitinka maždaug 45–60 °C verdimo temperatūrą cukrumi turtingame vaisių mišinyje. Tai gerokai žemiau temperatūros diapazono, kuriame antocianinai ir pektinas greitai suskyla.

Kokios naudingosios priemonės man reikės?

Garso temperatūra ≤ 0,15 MPa (pakankama žemo slėgio arba atgautos garų), vanduo kondensatoriui ir aušintuvui bei standartinė elektros tiekimo sistema. Kadangi virimo temperatūra yra žema, šilumos keitiklio vidinės sienelės temperatūrų skirtumas lieka didelis, todėl pakanka nedidelės šildymo paviršiaus ploto.

Kiek trunka viena partija?

Tai priklauso nuo to, kiek vandens reikia pašalinti, ir nuo garinimo našumo, kuris parinktas jūsų įrenginiui. Naudokite aukščiau pateiktą masės balansą, kad nustatytumėte vandens kiekį kilogramais, tada padalykite jį iš reikiamo partijos trukmės – pagal šį skaičių parenkame šildymo ir kondensavimo paviršiaus plotus.

Ar įrenginys gali būti valomas vietoje?

Taip. Drėgnosios dalys yra veidrodinio blizgesio, su apvalintomis vidinėmis kraštinėmis, o CIP purškimo rutuliai įmontuoti kaip standartinė įranga. Šepečių montažas suprojektuotas taip, kad būtų galima reguliariai tikrinti ir keisti peilius be didelių išmontavimų.

Kokia dokumentacija pridedama prie įrangos?

Medžiagų sertifikatai drėgnoms detalėms, gamybos ir slėgio bandymų įrašai, elektros ir prietaisų dokumentacija bei eksploatacijos ir techninės priežiūros vadovas. Gamyklos priėmimo bandymai ir operatorių mokymas gali būti organizuojami prieš siuntimą.

Užsakyti kainos pasiūlymą

Pateikite mums savo produktą, partijos dydį, įtekėjimo ir tikslinio Brix rodiklius bei turimas naudingasias paslaugas. Mes parengsime atitinkamo dydžio įrenginį, procesų aprašymą ir pasiūlymą – be to, jei receptas jums naujas, galime atlikti koncentracijos bandymus su jūsų vaisių tyrė, kol nesprendžiate dėl gamybos pajėgumų.

Kontaktai

Tonis Džangas
Shanghai Ruiyuan Machinery Co., Ltd.
Kinija, Šanchajus, Fengsiano rajonas, Cinklingo kelias, 168, Cinkango parkas
Mobilusis / WhatsApp: +86 136 0188 4162
El. paštas: [email protected]
Svetainė: www.ruiyuanextraction.com