신선한“냉압”주스에 점점 더 중점을 둔 세계에서, 글로벌 주스 산업에서 가장 중요한 기술 중 하나는 과일 주스를 끓이는 것과 관련이 있다는 것이 반 직관적 인 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 농도 과정은 효율성, 선반 안정성 및 비용 절감에 필수적입니다. 이용 가능한 다양한 방법 중에서, 진공 증발은 고품질 과일 주스 농축 물을 생산하기위한 지배적이고 선호되는 기술로 등장했다.

이 선호도는 임의적이지 않습니다. 진공 증발이 과일 주스와 같은 섬세하고 열에 민감하며 맛이 좋은 물질을 집중시키는 데있어 근본적인 과제를 숙달하는 방법의 직접적인 결과입니다. 이 기사는이 기술의 과학과 경제를 해부하여 왜 그것이 업계 골드 표준으로 남아 있는지 설명합니다.

핵심 도전 : 물을 제거하는 동안 섬세한 맛을 보존합니다

“어떻게”에 뛰어 들기 전에“이유”를 이해하는 것이 중요합니다. 과일 주스를 집중시키는 것은 단지 더 작게 만드는 것이 아닙니다. 상당한 이점이있는 전략적 프로세스입니다.

운송 및 저장 비용 절감 : 물을 제거하면 주스의 부피와 무게가 크게 줄어 듭니다. 예를 들어, 농축 사과 주스는 단일 강도 주스를 운송하는 것보다 5 배 이상 더 효율적입니다.

향상된 선반 안정성 : 수분 활성을 낮추면 농도는 박테리아, 효모 및 곰팡이와 같은 미생물의 성장을 억제하여 동결 또는 무균 포장과 같은 추가 보존 전에도 제품의 저장 수명을 연장시킵니다.

공급망 유연성 : 농축액은 오랫동안 저장 한 다음 일년 내내 물로 재구성하여 계절 수확에 관계없이 일관된 제품을 제공 할 수 있습니다.

그러나 중심 문제는 과일 주스에 신선한 맛과 아로마를 정의하는 휘발성 방향족 화합물 (에스테르, 알데히드, 테르펜)이 포장된다는 것입니다. 또한 열과 산소에 민감하며, 이는 색상을 저하시키고 비타민 C와 같은 영양소를 파괴하고 "요리 된"미래를 만듭니다. 효과적인 집중 방법은 이러한 섬세한 성분의 손상을 최소화하면서 물을 제거해야합니다.

게임 체인저 : 진공 증발의 작동 방식

심장에서 증발은 단순히 물을 끓이기 위해 열을 적용하는 것입니다. 진공 증발 기계의 혁신적인 측면은 운영 환경 인 진공 챔버입니다.

끓는점을 낮추는 원리

표준 대기압 (1 atm)에서 물은 100 ° C (212 ° F)에서 끓습니다. 이 온도에서 과일 주스는 완전히 파괴 될 것입니다. 그 맛은 제거 될 것이며, 조림이없는 맛이 나지 않을 것입니다.

진공 펌프는 증발 챔버 내부의 압력을 줄입니다. 압력이 떨어지면 내부의 액체의 끓는점도 떨어집니다. 현대의 다중 효과 진공 증발기에서 과일 주스의 끓는 온도는 40-70 ° C (104-158 ° F) .

이것이 선호하는 가장 중요한 이유입니다. 이러한 저온에서 작동함으로써 주스의 열 응력이 최소화됩니다.

현대 주스 증발기의 주요 구성 요소

일반적인 시스템은 진공 상태에서 간단한 냄비보다 더 복잡합니다. 그것은 다음으로 구성됩니다.

사료 펌프 : 정화 된 (종종 필터링 된) 주스를 시스템에 소개합니다.

가열 요소/칼란드 리아 : 일반적으로 증기 나 온수를 사용하여 주스로 열을 전달합니다.

진공 챔버 (분리기) : 저압 끓는 곳. 주스는 증기와 농축 액체의 혼합물로 깜박입니다.

증기-액체 분리기 : 작은 농축 물방울이 수증기와 함께 운반되지 않도록합니다.

콘덴서: 수증기를 식히고 쉽게 제거 할 수 있도록 액체 (응축수라고 함)로 다시 바꿉니다.

진공 펌프 : 시스템 전체에서 저압 환경을 유지합니다.

제품 펌프 : 원하는 ° 브릭 (설탕 농도)이 달성되면 시스템에서 농축 주스를 제거합니다.

헤드 투 헤드 : 대체 농도 방법에 대한 장점

진공 증발을 진정으로 이해하려면 이용 가능한 다른 기술과 비교하는 것이 도움이됩니다.

vs. 동결 농도

동결 농도는 물이 얼음 결정으로 얼어 붙을 때까지 주스를 냉각시킨 다음 농축 액체로부터 분리됩니다.

품질: 동결 농도는 열에 민감한 향기를 보존하는 데 탁월하며, 종종 우수한 감각 품질의 생성물을 생성합니다.

비용 및 효율성 : 그러나 그것은 엄청나게 에너지 집약적이고 복잡한 과정입니다. 자본 투자는 높으며 매우 높은 농도 수준을 달성하기가 어렵습니다. 대부분의 대규모 상업용 응용 분야에서 한계 품질 개선은 진공 증발에 비해 상당한 비용 단점을 정당화하지 않습니다.

vs. 역삼 투 (RO)

역 삼투압은 고압을 사용하여 반 투과성 막을 통해 물을 강제하여 농축 된 고형물을 남겨 둡니다.

능률: RO는 물 제거의 초기 단계에 대해 매우 에너지 효율적입니다.

한정: 천장에 부딪칩니다. 주스가 더 집중 될 때, 삼투압은 기하 급수적으로 상승하여 RO가 증발기가 할 수있는 높은 고체 함량 (일반적으로 25-30 ° Brix 이상)을 달성 할 수 없습니다 (최대 65-70 ° Brix). RO는 종종 에너지를 절약하기 위해 증발기 전에 사전 컨택기로 사용되지만 완전히 대체하는 경우는 거의 없습니다.

평결 : 진공 증발은 에너지 효율, 최종 제품 농도, 운영 비용 및 가장 중요한 품질 보존 사이의 최적의 균형에 영향을 미칩니다.

진공 증발의 결정적인 장점

이 기술의 선호는 독특하고 강력한 장점의 기초를 기반으로합니다.

1. 우수한 제품 품질 및 향미 보존

이것은 초석입니다. 저온 작동 :

열 손상을 최소화합니다. 고온에서 발생하는 "요리 된"풍미와 갈색 (Maillard 반응)을 방지합니다.

영양소 보존 : 열이 늘어나는 비타민, 특히 비타민 C를 유지하는 데 도움이됩니다.

아로마 복구 활성화 : 이것은 중요한 하위 프로세스입니다. 첫 번째 증발 단계에서 끓인 수증기는 주스에 신선한 특성을 부여하는 휘발성 방향족 화합물이 풍부합니다. 현대식 증발기에는 장착되어 있습니다 아로마 복구 단위 . 이 단위는이 증기를 압축하고, 휘발성 향기를 포착 한 후 분리합니다. 그런 다음이 캡처 된 에센스는 농축 물 후 생산에 다시 추가하거나 귀중한 부산물로 판매 될 수 있습니다. 다른 방법은 이것을 효과적으로 통합하지 않습니다.

2. 놀라운 에너지 효율 : 다중 효과 원리

산업 증발기는 거의 단일 단계가 아닙니다. 그들은 불리는 훌륭한 디자인을 사용합니다 다중 효과 증발 에너지를 재활용합니다.

작동 방식 : 이 시스템은 점차 더 높은 진공 청소기 (따라서 더 낮은 비등 지점)에서 유지 된 다중 증발 챔버 ( "효과")로 구성됩니다.

과정 : 주스는 첫 번째 효과로 들어가고 증기로 가열되어 끓기 시작합니다. 첫 번째 효과로부터 생성 된 증기는 두 번째 효과의 가열 매체로 사용된다. 이 프로세스는 두 번째 효과의 증기와 함께 반복됩니다.

이점 : 초기 증기의 단일 단위는 여러 물의 물을 증발시킬 수 있습니다. 트리플 효과 증발기는 단일 효과보다 약 3 배 더 효율적입니다. 대규모 작업에 사용되는 7 가지 효과 증발기는 극적으로 효율적이며 프로세스가 매우 경제적입니다.

3. 고농도 비율과 운영 유연성

진공 증발기는 매우 조밀 한 시럽 농축 물을 생성 할 수 있습니다. 그들은 자연 상태 (예 : 오렌지 주스 용 12 ° 브릭스)에서 주스를 65 ° 브릭 이상의 집중 상태까지 안정적으로 가져올 수 있습니다. 이러한 유연성을 통해 제조업체는 동일한 장비의 다양한 고객 및 응용 프로그램에 대해 다양한 농축 사양을 생산할 수 있습니다.

4. 확장 성과 경제적 생존력

이 기술은 잘 이해되고 있으며, 파일럿 플랜트에서 매년 수백만 톤의 과일을 처리하는 대규모 시설에 이르기까지 광범위한 운영에 장비를 사용할 수 있습니다. 높은 처리량, 에너지 효율 (다중 효과 설계를 통한) 및 신뢰성의 조합은 대규모 생산을위한 가장 비용 효율적인 솔루션입니다.

실질적인 고려 사항과 현대 혁신

핵심 기술은 성숙하지만 계속 발전하고 있습니다.

열 증기 재 응봉 (TVR) 및 기계식 증기 재 감축 (MVR) : 이들은 효율성을 더욱 향상시키는 고급 방법입니다. 특히 MVR은 기계식 압축기를 사용하여 증기의 에너지를 재사용하여 오늘날 자본 비용이 높지만 오늘날 가장 에너지 효율적인 유형의 증발기가됩니다.

파울 링 및 청소 : 실질적인 도전은 열교환 기 표면의 펄프, 펙틴 및 설탕의 축적과 같은 파울 링입니다. 최신 시스템은이를 관리하기 쉬운 표면과 자동화 된 클리닝 장소 (CIP) 시스템으로 설계되어이를 관리합니다.

응용 프로그램 별 설계 : 증발기는 다른 주스 유형에 맞게 조정할 수 있습니다. Apple 또는 Pear와 같은 투명한 주스의 경우 떨어지는 필름 증발기가 이상적입니다. 더 많은 점성 또는 펄프 주스의 경우 강제 순환 증발기가 사용될 수 있습니다.

결론 : 까다로운 산업을위한 지속적인 솔루션

진공에 대한 선호 증발 농도 기계 단일 기능이 아니라 전체적인 우월성을 기반으로합니다. 세계 산업의 어려운 경제 요구를 충족시키면서 원료의 섬세한 특성을 존중하는 기술입니다.

진공 상태에서 급격히 낮은 끓는 온도로 작동하고, 놀라운 에너지 효율을위한 다중 효과 설계를 통합하고, 아로마 복구와 같은 필수 과정을 통합함으로써, 다른 방법을 달성 할 수없는 것을 달성합니다. 과일 자체의 본질을 보호하면서 부패 할 수 있고 부피가 큰 과일 주스를 효율적이고 부피가 큰 과일 주스를 과일 자체의 본질을 보호합니다. 품질, 비용 및 규모의 균형을 유지하려는 주스 프로세서의 경우 진공 증발은 명백하고 선호하는 선택으로 남아 있습니다.