Пеногаситель — также называемый противопенным агентом — это пищевой ингредиент, используемый для предотвращения или разрушения пены в процессе обработки. Пена выглядит безобидной, но она задерживает воздух, снижает теплопередачу, вызывает ошибки датчиков уровня, замедляет линии розлива и может привести к переполнению резервуаров. Небольшое количество пеногасителя предотвращает образование пузырьков и устойчивых пленок, благодаря чему жидкости текут, готовятся, испаряются, ферментируются и правильно разливаются. Цель — обеспечение стабильности процесса без влияния на вкус, аромат, цвет или питательную ценность.

Почему в пищевых продуктах образуется пена

Пищевые жидкости богаты поверхностно-активными молекулами. Белки, пептиды, сапонины, полисахариды и следовые количества липидов мигрируют к границе раздела воздух-жидкость и образуют эластичные пленки вокруг газовых пузырьков. Перемешивание, кипячение, аэрация или ферментация вводят газ, который эти пленки стабилизируют. После образования пена сопротивляется схлопыванию, потому что:

• эластичность поверхности позволяет пленке растягиваться, не разрываясь.

• эффекты марангони Притягивайте свежую жидкость к истонченным участкам и способствуйте их заживлению.

• вязкость и содержание твердых веществ Медленный отток жидкости приводит к тому, что пузырьки сохраняются.

• мелкие частицы Такие вещества, как крахмал или мякоть, могут застревать в межфазных слоях и укреплять их.

На предприятиях пищевой промышленности все эти процессы усиливаются с помощью насосов, смесителей, испарителей и барботеров. Пеногаситель противодействует физическим процессам на границе раздела фаз, поэтому пузырьки либо никогда не образуются, либо быстро лопаются.

Как работает пеногаситель

Большинство пеногасителей представляют собой гидрофобные капли, диспергированные в пенообразующей жидкости. Их действие включает три скоординированных этапа, часто описываемых в науке о межфазных явлениях:

1. вход
   Капля должна проникнуть сквозь пенную пленку. Гидрофобность и низкое поверхностное натяжение помогают капле пересечь границу раздела фаз, а не отталкиваться от нее.

2. распространение
   Попав внутрь пленки, капля растекается, образуя тонкое пятно. Растекание снижает локальное поверхностное натяжение и отталкивает жидкость, истончая пленку.

3. разрыв
   Образовавшаяся пленка создает мостик, препятствующий смачиванию газовых фаз. Этот мостик отводит оставшуюся жидкость, и пленка разрывается. В терминологии пеногасителей это называется мостиком-смачиванием, и это решающий этап, приводящий к схлопыванию пузырьков.

Грамотно разработанные пеногасители используют смесь жидкостей и мелкодисперсных твердых частиц, что обеспечивает надежное распределение и разрушение при низких дозах.

основные типы, используемые в пищевой промышленности

Уровни активного вещества обычно находятся в диапазоне от 5 до 100 частей на миллион, хотя для некоторых продуктов на масляной основе может потребоваться более высокая доза. Всегда целевым показателем является минимальная эффективная доза.

где используется пеногаситель

• переработка сахара и сиропа
  В процессе выпаривания и вакуумной обработки белки и сапонины из сока образуют стойкую пену, которая снижает теплопередачу. Пеногаситель стабилизирует кипение и позволяет достичь более высокой концентрации без потерь на унос.

• молочный
  Пастеризаторы, линии ультравысокотемпературной обработки и испарители сыворотки пенятся под действием сдвига и тепла из-за молочных белков. Пищевой пеногаситель обеспечивает стабильный поток через балансировочные резервуары, деаэраторы и сепараторы и предотвращает кавитацию насоса.

• пивоварение и ферментация
  Дрожжи производят CO₂ и пену, которые могут затопить бродильные емкости. Контролируемое пеногасение предотвращает образование кроны, защищает датчики и поддерживает выделение газа, сохраняя при этом качество пены в конечном напитке за счет контроля дозировки и времени.

• Напитки на растительной основе и протеиновые бульоны
  Белки сои, гороха и риса обеспечивают сильную стабилизацию пены. Пеногаситель обеспечивает надежную работу гомогенизаторов, смесительных емкостей и разливочных машин, а также уменьшает количество захваченного воздуха, приводящего к окислению.

• жарка и полужарка
  Выделение влаги и остатки теста могут вызывать образование пены на масле. Масляные пеногасители поддерживают чистоту масляных поверхностей, улучшают теплопередачу и способствуют равномерности покрытия.

• джемы, соусы и фруктовые концентраты
  Пектин и фруктовые твердые вещества задерживают пузырьки во время варки. Добавление пеногасителя перед закипанием регулирует высоту пены и предотвращает выкипание.

• переработка картофеля и овощей
  Промывочная вода и отбеливатели пенятся благодаря природным сапонинам. Пеногаситель предотвращает ошибки датчиков и повышает производительность в желобах и системах сточных вод от очистных сооружений.

• Резервуары для возврата отходов CIP и потоки сточных вод
  Поверхностно-активные вещества из моющих средств могут пениться в системах регенерации. Небольшая доза пеногасителя позволяет избежать проблем с контролем уровня и поддерживать насосы в рабочем состоянии.

свойства противопенных средств на основе силикона

• разбавляемый водой
  Силиконовый пеногаситель легко растворяется в водных системах без отдельного эмульгирующего оборудования. Операторы могут смешивать его непосредственно с технологической водой, обеспечивая равномерное распределение и немедленное подавление пены.

• Предотвращение пенообразования в пищевых и химических процессах
  Разработанный как для пищевых, так и для технических применений, он эффективно работает в процессах концентрирования сахара, выпаривания молочных продуктов, ферментации напитков и смешивания химических веществ, поддерживая стабильность процесса в различных отраслях промышленности.

• экономичный
  Высокая активность на единицу дозы снижает общий расход химикатов. При эффективных концентрациях всего в несколько частей на миллион обеспечивается стабильный контроль пенообразования при минимизации общих затрат на обработку.

• простой в использовании
  Не требует нагревания, предварительного смешивания или специальной обработки. Жидкая форма легко наливается и перекачивается, совместима с распространенными системами дозирования и точками впрыска.

• эффективно как в системах горячего, так и холодного отопления.
  Сохраняет свои характеристики от емкостей для холодного смешивания до испарителей с кипящей водой. Состав устойчив к деградации при экстремальных температурах, что делает его пригодным для использования на всей территории предприятия.

• эффективен в низких концентрациях
  Активные компоненты быстро разрушают пену при очень низких дозировках, обеспечивая соответствие стандартам чистоты и исключая любое влияние на вкус или внешний вид готового продукта.

Рекомендации по дозированию и применению.

• добавить рано
  Предотвратить образование пены проще, чем разрушить устойчивый пенополиуретановый мат. Дозировка производится в первой точке сдвига или перед нагревом.

• хорошо рассеиваются
  Дозируйте в виде тонкой струи в контур рециркуляции или на всасывающую сторону насоса. Предварительно разбавьте в совместимом носителе, если это рекомендовано поставщиком.

• целевой интерфейс
  В открытых котлах капайте непосредственно туда, где поднимается пена. В закрытых резервуарах вводите раствор вблизи мешалок или распылителей.

• использовать минимальную эффективную дозу
  В ходе испытаний необходимо построить кривую дозирования и установить контрольные пределы вокруг самой низкой точки, соответствующей критериям времени выполнения и переполнения.

• накопление мониторов
  При передозировке силикон и воски могут накапливаться. Планируйте проверку фильтров и очистку резервуара на основе полученных данных.

тестирование качества и производительности

• высота пены и время затухания
  Измерить высоту пены при стандартном перемешивании и время её оседания с использованием и без использования пеногасителя.

• рекуперация тепла
  Отслеживайте разницу температур испарителя или котла до и после обработки. Улучшенная теплопередача свидетельствует об эффективном пеногасении.

• стабильность датчика
  Зафиксируйте ложные срабатывания датчиков уровня или расхода. Падение уровня сигнализирует о стабилизации процесса.

• точность заполнения
  Контролируйте показатели недозаполнения или переполнения на упаковочной линии. Меньшее отклонение свидетельствует о лучшем контроле пенообразования.

• сенсорные проверки
  Проведите дегустации, чтобы убедиться, что пеногаситель не оставляет заметного следа и что характеристики карбонизации или пены соответствуют требованиям, если это необходимо.

руководство по устранению неполадок

• Пена снова появляется через несколько часов.
  Увеличьте частоту микродоз вместо одной большой инъекции. Проверьте наличие накопления поверхностно-активных веществ из-за ингредиентов или остатков CIP.

• Пеногаситель теряет свою эффективность после изменения формулы.
  Новые белки или эмульгаторы могут нейтрализовать старый продукт. При появлении резистентности следует попробовать альтернативный химический состав, часто это смесь силикона и масла.

• наблюдался вкус или блеск поверхности
  Вероятно, доза выше необходимой. Снизьте концентрацию (ppm) или перейдите на носитель с меньшим блеском. Проверьте дисперсию и добавляйте на более раннем этапе.

• Пена в пиве или другом напитке ослабевает
  Переместите дозу на более ранний этап процесса, чтобы пеногаситель испарился до упаковки. Проверьте сниженные уровни и подтвердите окончательные показатели стабильности пены.

• увеличение загрязнения мембраны
  Выберите продукт, разработанный для совместимости с мембранами, или уменьшите дозировку на поздней стадии и установите предварительный фильтр.

соображения устойчивого развития

Эффективный контроль пенообразования имеет прямые экологические преимущества:

• Сокращение времени кипения и испарения снижает энергопотребление.

• Меньшее количество случаев перелива означает меньшие потери продукта и меньшую нагрузку на сточные воды.

• Стабильные линии розлива позволяют снизить процент брака и количество отходов упаковки.

• Использование минимальной эффективной дозы и переработка контейнеров соответствуют целям устойчивого развития компании.

заключение

• Пеногаситель — это высокоточный инструмент, который обеспечивает бесперебойность процессов обработки пищевых продуктов, предотвращая или разрушая пузырьки воздуха на границе раздела фаз.

• Выбор подходящего химического состава — силиконового, на масляной основе, полиэфирного или сложного эфира — зависит от температуры, содержания твердых веществ, белков и потребностей конечного продукта.

• Раннее дозирование, хорошее распределение и использование минимального эффективного количества обеспечивают стабильную работу без ухудшения вкусовых качеств.

• Тщательное тестирование и проверки на соответствие стандартам гарантируют безопасность, точность маркировки и готовность к аудиту.

Эффективное управление пенообразованием превращает хрупкие, пузырчатые системы в предсказуемые и высокопроизводительные процессы. Благодаря правильной программе предотвращения пенообразования, варщики, пивовары и переработчики получают более чистые резервуары, более быструю передачу тепла, более тихие разливочные машины и стабильное качество от партии к партии.