L'evaporazione è un'operazione fondamentale nell'industria alimentare, ampiamente utilizzata per concentrare i liquidi. Nella sua forma più semplice, l'evaporazione rimuove l'acqua (o altri solventi volatili) da un prodotto, aumentando così il contenuto di sostanza secca, la ricchezza di sapore e migliorando la stabilità della struttura della soluzione. Tuttavia, l'evaporazione atmosferica tradizionale richiede spesso temperature elevate, che possono portare alla degradazione di componenti sensibili del prodotto e a variazioni indesiderate di colore, sapore o valore nutrizionale.
Per questo motivo, la maggior parte dei produttori alimentari moderni utilizza sistemi di evaporazione sotto vuoto, che sfruttano il vuoto per abbassare il punto di ebollizione, consentendo l'evaporazione a temperature significativamente inferiori rispetto alla pressione atmosferica. Questo rende l'evaporazione sotto vuoto una scelta sempre più popolare per le aziende che lavorano con ingredienti sensibili al calore o che cercano di migliorare la qualità dei prodotti finali.
Come funziona l'evaporazione sotto vuoto
L'evaporazione sotto vuoto si basa sulla relazione tra pressione e punto di ebollizione. A pressione atmosferica standard (≈1 bar), l'acqua bolle a 100 °C. Tuttavia, al diminuire della pressione, diminuisce anche il punto di ebollizione. Ad esempio, a 0,2 bar, l'acqua può bollire a circa 60 °C. Pertanto, il funzionamento sotto vuoto consente l'evaporazione a una temperatura inferiore alla pressione atmosferica.
In un tipico evaporatore sotto vuoto, il liquido riscaldato entra in una camera a vuoto, dove una pompa a vuoto o un sistema di espulsione crea il vuoto. All'ingresso, il liquido bolle immediatamente, convertendosi in vapore, che viene rimosso dall'unità tramite un sistema di recupero e condensazione del vapore. Il punto di ebollizione più basso rallenta la decomposizione termica dei composti termosensibili (come aromi, pigmenti e vitamine).
Il sistema sotto vuoto deaera parzialmente il prodotto finale, creando una struttura più densa e prolungandone la durata di conservazione rimuovendo le bolle d'aria che potrebbero ospitare agenti patogeni e causare ossidazione.
Vantaggi dell'evaporazione sotto vuoto rispetto ai metodi atmosferici
- Temperatura di esercizio inferiore: questo preserva nutrienti, aromi e colori sensibili al calore, rendendo questo metodo ideale per prodotti delicati come succhi di frutta, concentrati di latte, estratti vegetali, miele, ecc.
- Elevata qualità del prodotto: la ridotta degradazione termica preserva le proprietà organolettiche e nutrizionali del prodotto finale.
- Ridotta ossidazione e contaminazione: nel vuoto è presente meno aria. Ciò significa meno bolle d'aria, un rischio ridotto di ossidazione e una minore probabilità di formazione di odori volatili o di penetrazione di microrganismi attraverso l'aerazione.
- Lunga durata di conservazione: i prodotti concentrati sotto vuoto presentano una minore attività dell'acqua, meno microbolle e un contenuto di ossigeno inferiore, contribuendo a una maggiore stabilità del prodotto.
L'utilità pratica dell'evaporazione sotto vuoto deriva dalla sua capacità di mantenere il controllo sia sulla temperatura che sulla pressione, che determinano direttamente i tassi di concentrazione e la qualità del prodotto. Il processo di evaporazione può essere regolato regolando la temperatura e il livello di vuoto. Questi fattori consentono alla stessa tecnologia di gestire liquidi con viscosità o concentrazioni zuccherine molto diverse, dai succhi limpidi agli sciroppi densi.
Principali applicazioni nell'industria alimentare
L'evaporazione sotto vuoto è ampiamente utilizzata in molti segmenti dell'industria alimentare. Ecco alcuni esempi:
- Concentrati di frutta e verdura: succhi, puree e polpe possono essere concentrati sotto vuoto per ridurne il volume e prepararli per ulteriori lavorazioni (ad esempio, aromatizzazione, pastorizzazione, essiccazione).
- Prodotti lattiero-caseari: latte condensato, concentrati di siero di latte e latte in polvere in polvere: l'evaporazione sotto vuoto aiuta a preservare proteine ​​delicate e componenti funzionali.
- Lavorazione del miele: la disidratazione e la concentrazione sotto vuoto aiutano a raggiungere la viscosità desiderata e a rimuovere l'umidità senza calore eccessivo.
- Estratti vegetali e concentrati di aromi: molti estratti vegetali contengono composti aromatici volatili; l'evaporazione sotto vuoto li protegge dai danni causati dal calore.
- Salse, sciroppi e paste: la riduzione del contenuto d'acqua sotto vuoto aiuta a controllare la viscosità finale, migliora la stabilità del prodotto a scaffale e riduce il peso durante la spedizione.
- Valore aggiunto degli scarti alimentari: ad esempio, concentrazione di sottoprodotti o coprodotti (ad esempio, sansa di frutta o siero di latte) per ripristinarne il valore in condizioni più delicate.
Nella progettazione di un processo di evaporazione sotto vuoto, è necessario considerare attentamente parametri quali il contenuto iniziale di solidi, l'innalzamento del punto di ebollizione e la concentrazione desiderata. La sensibilità al calore del prodotto definisce la temperatura massima consentita, mentre la viscosità ad alte concentrazioni determina il tipo di evaporatore più adatto, che si tratti di un evaporatore a circolazione forzata o di un evaporatore sotto vuoto a lotti con camicia di riscaldamento. La comprensione di queste relazioni fisiche e termodinamiche è essenziale per la scelta della capacità e della configurazione appropriate dell'apparecchiatura.
Ulteriori considerazioni per aziende di trasformazione e produzione alimentare
Se state pensando di investire nelle nostre apparecchiature di evaporazione sotto vuoto, è utile valutare quanto segue:
- Requisiti di prestazioni e produttività : determinare i volumi desiderati per la lavorazione sotto vuoto a lotti; selezionare la dimensione appropriata della macchina.
- Intervallo di pressione e temperatura di esercizio: determinare la temperatura di lavorazione del prodotto e la profondità del vuoto richieste, che influenzano anche la scelta della fonte di vuoto.
- Fluido termovettore (fonte di calore): fluido termovettore con camicia (vapore, acqua, olio diatermico), scambiatore di calore esterno con riscaldamento a flusso continuo e la sua compatibilità con le vostre fonti di energia. Generatore di vuoto: pompe per vuoto ad anello liquido, eiettori.
- Materiali di costruzione e requisiti igienici: acciaio inossidabile per uso alimentare, design facile da pulire, compatibilità con il lavaggio in loco (CIP), spazi morti minimi.
- Sistemi di controllo e monitoraggio: livello di automazione di processo desiderato nella scelta di una soluzione di controllo personalizzata.
- Manutenzione e riparabilità : la selezione e l'acquisto di un set completo di ricambi insieme all'apparecchiatura garantiscono un funzionamento e un'assistenza senza problemi.
L'evaporazione sotto vuoto è un metodo tecnicamente avanzato per la concentrazione di liquidi e la lavorazione di materiali alimentari in cui la qualità , l'uniformità e l'efficienza del prodotto sono fondamentali. Abbassando il punto di ebollizione attraverso una pressione ridotta, i produttori alimentari possono preservare l'integrità di ingredienti sensibili, migliorare la stabilità e ridurre l'impatto ambientale rispetto ai metodi atmosferici. L'evaporazione sotto vuoto viene spesso utilizzata per produrre concentrati di frutta, latticini, miele, estratti di erbe e basi per salse. Un'attenta selezione dell'apparecchiatura massimizzerà il valore a lungo termine e la produttività complessiva. Se state pensando di investire nella tecnologia di evaporazione sotto vuoto, valutate la vostra capacità , le caratteristiche del prodotto e l'infrastruttura di servizio per determinare quale modello di evaporatore si adatta meglio alle vostre esigenze di produzione.
