食品加工液濃縮，風(fēng)味真的能留住嗎？

濃縮這道工序，問(wèn)題出在哪？

在食品加工生產(chǎn)線上，濃縮是去除多余水分、提高固形物含量、便于儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)暮诵墓ば颉９⒉栾嫛⒅参锾崛∫骸⑷槠贰l(fā)酵液——都繞不開(kāi)這一步。

但這道工序長(zhǎng)期面臨一個(gè)老問(wèn)題：濃縮完，東西還是原來(lái)的味道嗎？

傳統(tǒng)蒸發(fā)濃縮通常在60~80℃甚至更高溫度下運(yùn)行。在這個(gè)溫度區(qū)間，低沸點(diǎn)香氣物質(zhì)大量揮發(fā)，維生素降解，糖類發(fā)生焦糖化反應(yīng)，產(chǎn)生“煮過(guò)的味道”。一項(xiàng)專利明確指出，現(xiàn)有濃縮設(shè)備蒸發(fā)溫度往往在60℃~80℃，會(huì)導(dǎo)致物料中的低沸點(diǎn)香氣物質(zhì)以及維生素、熱敏性內(nèi)含物發(fā)生變性和蒸發(fā)損失。糖類在長(zhǎng)時(shí)間受熱下容易焦化，含蛋白質(zhì)的原料則可能部分變性。

更麻煩的是，當(dāng)食品黏稠度因濃縮顯著提高后，尤其是熱敏性物料如乳制品、果蔬汁，加熱和輸送過(guò)程中還可能出現(xiàn)焦香味、燒煮味，使產(chǎn)品風(fēng)味大打折扣。

于是食品企業(yè)長(zhǎng)期面臨兩難：要濃縮效率，就得犧牲風(fēng)味；要保留風(fēng)味，就得接受高成本。

幾種主流技術(shù)，各有短板

目前食品濃縮領(lǐng)域的技術(shù)路線主要有幾條：

傳統(tǒng)蒸發(fā)濃縮：加熱讓水汽化，效率高但溫度也高。真空濃縮雖然能把沸點(diǎn)降下來(lái)一些，但市面上多數(shù)設(shè)備最低也只能到40~50℃，對(duì)熱敏物料的保護(hù)仍然有限。

膜濃縮：反滲透在常溫下操作，能耗低、品質(zhì)好。但實(shí)際生產(chǎn)中膜容易堵塞，需要大量水沖洗，濃縮效率較低，濃度提高有限。

冷凍濃縮：零下溫度讓水結(jié)成冰晶再分離，風(fēng)味保留極好。GEA的資料顯示，冷凍濃縮幾乎沒(méi)有揮發(fā)性物質(zhì)損失，被稱為“市場(chǎng)上最溫和的濃縮技術(shù)”。但設(shè)備投資大、效率較低，殘留冰晶中有效物質(zhì)的損失也不容忽視，還存在蛋白質(zhì)成分冷凍變性產(chǎn)生沉淀的問(wèn)題。

這幾條路各有適用場(chǎng)景，但始終沒(méi)能在“低溫、低能耗、高效率”三個(gè)目標(biāo)上同時(shí)做好。

低溫?zé)岜脻饪s：第三條路

近年來(lái)的技術(shù)探索指向了一條不同路徑——低溫?zé)岜谜舭l(fā)濃縮。

技術(shù)原理上，核心思路是通過(guò)真空降低沸點(diǎn)、通過(guò)熱泵回收熱能。一項(xiàng)中國(guó)專利提出了一種低溫高真空度濃縮系統(tǒng)，其方案是：將蒸發(fā)器與冷凝器一體化布局，使冷凝器與蒸發(fā)器的壓力差極小，從而實(shí)現(xiàn)更高真空度下的低溫蒸發(fā)。同時(shí)采用多層層疊布置的雙面蒸發(fā)錐結(jié)構(gòu)，配合旋轉(zhuǎn)噴頭與刮板裝置，在有限空間內(nèi)獲得更大的蒸發(fā)面積。

該系統(tǒng)使用熱泵機(jī)組進(jìn)行冷凝吸熱和蒸發(fā)供熱，使整個(gè)系統(tǒng)的能耗大幅降低，避免了蒸汽供熱方式的高能耗缺點(diǎn)。蒸發(fā)溫度可以控制在25~30℃區(qū)間，有效避免香氣物質(zhì)和熱敏性成分的損失。

學(xué)術(shù)研究也提供了數(shù)據(jù)支撐。天津科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)以糖度為15°Brix的橙汁進(jìn)行了測(cè)試，在料液溫度38℃、吹掃氣溫度26℃的條件下，裝置的體積蒸發(fā)通量可達(dá)219 kg/(m3·h)，節(jié)能倍率可達(dá)3.3。該裝置可在常壓下實(shí)現(xiàn)低溫濃縮，兼具低溫品質(zhì)優(yōu)勢(shì)與低能耗特性。

另一項(xiàng)針對(duì)蘋果汁的研究也表明，熱泵與膜蒸餾集成裝置可在常壓下實(shí)現(xiàn)水分低溫分離，在47.7℃工況下，裝置節(jié)能倍率為1.61，具有良好的應(yīng)用前景。

解決思路

上海拜晨的低溫?zé)岜脻饪s設(shè)備，幾個(gè)核心參數(shù)比較明確：

蒸發(fā)溫度：26~40℃寬溫區(qū)可調(diào)，最低可達(dá)26℃。工作真空度-93~-98KPa，遠(yuǎn)低于常規(guī)低溫濃縮設(shè)備的真空度水平。在這個(gè)溫度區(qū)間運(yùn)行，熱敏性風(fēng)味物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分的損失得到有效控制。

熱泵COP：穩(wěn)定在6.2~7.1區(qū)間。噸水綜合電耗92~110kWh（常規(guī)工況）。對(duì)比行業(yè)多數(shù)同類設(shè)備熱回收結(jié)構(gòu)單一、COP大多在3.5~4.5的現(xiàn)狀，能效差距明顯。

其他特點(diǎn)：設(shè)備內(nèi)置動(dòng)態(tài)刮刀結(jié)構(gòu)和防垢系統(tǒng)，解決高粘度物料濃縮時(shí)的結(jié)垢問(wèn)題；西門子PLC控制系統(tǒng)支持24小時(shí)無(wú)人值守連續(xù)運(yùn)行；

適用場(chǎng)景

果蔬汁加工：橙汁、蘋果汁、漿果果汁濃縮，減少維C和香氣損失

茶飲行業(yè)：茶濃縮液、花草提取液濃縮，保留茶多酚和香氣成分

植物提取：植物提取物濃縮，保護(hù)活性物質(zhì)

乳品加工：發(fā)酵液、乳清濃縮，減少蛋白質(zhì)熱變性

食品配料：糖漿、調(diào)味液、天然色素提取液濃縮

結(jié)語(yǔ)

低溫濃縮不是新技術(shù)，但能把“低溫+熱泵+自動(dòng)化”系統(tǒng)化落地、做到噸水綜合電耗110kWh以內(nèi)的方案并不多。對(duì)食品加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，如果濃縮工序正在被“高溫丟風(fēng)味”和“能耗成本高”兩個(gè)問(wèn)題困擾，這套低溫?zé)岜梅桨富蛟S值得認(rèn)真看一看。

畢竟，濃縮完的東西如果喝不出原來(lái)的味道，那濃縮的意義在哪？