مضاد الرغوة - أو عامل إزالة الرغوة - هو مكون غذائي يُستخدم لمنع أو تكسير الرغوة أثناء التصنيع. تبدو الرغوة غير ضارة، لكنها تحبس الهواء، وتقلل من انتقال الحرارة، وتسبب أخطاء في مستشعرات مستوى السائل، وتبطئ خطوط التعبئة، وقد تتسبب في فيضان الخزانات. تعمل كميات صغيرة من مضاد الرغوة على منع الفقاعات من تكوين طبقات مستقرة، مما يسمح بتدفق السوائل وطهيها وتبخرها وتخمرها وتعبئتها بشكل صحيح. الهدف هو استقرار عملية التصنيع دون أي تأثير على الطعم أو الرائحة أو اللون أو القيمة الغذائية.

لماذا تتكون الرغوة في الأنظمة الغذائية؟

تتميز السوائل الغذائية بغناها بالجزيئات الفعالة سطحياً. تنتقل البروتينات والببتيدات والصابونين والسكريات المتعددة وآثار الدهون إلى السطح الفاصل بين الهواء والسائل، مكونةً أغشية مرنة حول فقاعات الغاز. تعمل عمليات التحريك والغليان والتهوية والتخمير على حقن الغاز الذي تعمل هذه الأغشية على تثبيته. وبمجرد تكوّن الرغوة، فإنها تقاوم الانهيار للأسباب التالية:

• مرونة السطح يسمح ذلك للغشاء بالتمدد دون أن يتمزق.

• تأثيرات مارانغوني اسحب السائل الطازج إلى المناطق الرقيقة وقم بمعالجتها.

• اللزوجة والمواد الصلبة تصريف بطيء، لذا تستمر الفقاعات.

• الجسيمات الدقيقة يمكن أن تستقر مواد مثل النشا أو اللب في الأسطح البينية وتقويها.

تعمل مصانع الأغذية على تكثيف كل هذه العمليات من خلال المضخات والخلاطات والمبخرات وأجهزة الرش. ويعمل مضاد الرغوة على مقاومة الخصائص الفيزيائية عند السطح الفاصل بحيث لا تتشكل الفقاعات أبدًا أو تنفجر بسرعة.

كيف يعمل مضاد الرغوة

معظم المواد المضادة للرغوة عبارة عن قطرات كارهة للماء منتشرة في السائل الرغوي. وتتضمن آلية عملها ثلاث خطوات متناسقة يتم وصفها بشكل متكرر في علم الأسطح البينية:

1. دخول
   يجب أن تخترق القطرة طبقة الرغوة. تساعد خاصية كراهية الماء وانخفاض التوتر السطحي القطرة على عبور السطح الفاصل بدلاً من أن تُصد.

2. انتشار
   بمجرد دخول القطرة إلى الغشاء، تنتشر لتشكل بقعة رقيقة. ويؤدي هذا الانتشار إلى خفض التوتر السطحي الموضعي ودفع السائل بعيدًا، مما يؤدي إلى ترقيق الغشاء.

3. تمزق
   تُشكّل الرقعة جسراً فاصلاً بين طوري الغاز. يُصرّف هذا الجسر السائل المتبقي، مما يؤدي إلى تمزق الغشاء. في مصطلحات مكافحة الرغوة، يُعرف هذا بتكوين الجسر الفاصل، وهو الخطوة الحاسمة التي تُؤدي إلى انهيار الفقاعات.

تستخدم المواد المضادة للرغوة المصممة جيدًا مزيجًا من السوائل والمواد الصلبة الدقيقة لضمان انتشار موثوق به وتمزق عند جرعة منخفضة.

الأنواع الرئيسية المستخدمة في تصنيع الأغذية

تتراوح مستويات الاستخدام النشط عادةً بين 5 و100 جزء في المليون من المادة الفعالة، على الرغم من أن بعض المنتجات الزيتية قد تحتاج إلى أكثر من ذلك. دائمًا ما تكون أقل جرعة فعالة هي الهدف.

حيث يتم استخدام مضاد الرغوة

• معالجة السكر والشراب
  أثناء التبخير وفي أواني التفريغ، تُكوّن البروتينات والصابونينات الموجودة في العصير رغوة كثيفة تُقلل من انتقال الحرارة. يعمل مضاد الرغوة على تثبيت الغليان ويسمح بتركيز أعلى دون فقدان أي مواد.

• ألبان
  تتسبب بروتينات الحليب في تكوّن الرغوة في أجهزة البسترة وخطوط المعالجة الحرارية الفائقة ومبخرات مصل اللبن نتيجةً للقص والحرارة. يسمح مضاد الرغوة الغذائي بتدفق ثابت عبر خزانات التوازن وأجهزة إزالة الهواء والفواصل، ويمنع حدوث تجويف في المضخة.

• التخمير والتخمير
  تنتج الخميرة ثاني أكسيد الكربون والرغوة التي قد تغمر خزانات التخمير. تعمل مادة مضادة للرغوة يتم التحكم فيها على منع تكون الرغوة، وحماية أجهزة الاستشعار، والحفاظ على إطلاق الغاز مع الحفاظ على جودة الرغوة في المشروب النهائي من خلال التحكم في الجرعة والتوقيت.

• المشروبات النباتية ومرق البروتين
  تعمل بروتينات الصويا والبازلاء والأرز على تثبيت الرغوة بقوة. ويحافظ مزيل الرغوة على تشغيل أجهزة التجنيس وخزانات الخلط وآلات التعبئة بشكل موثوق ويقلل من الهواء المحتبس الذي يؤدي إلى الأكسدة.

• القلي والقلي الجزئي
  يمكن أن يتسبب إطلاق الرطوبة وبقايا العجين في ظهور رغوة في الزيت. تعمل المواد المضادة للرغوة الزيتية على الحفاظ على أسطح الزيت شفافة، وتحسين نقل الحرارة، والمساعدة في توحيد الطلاء.

• المربى والصلصات ومركزات الفاكهة
  تعمل البكتين والمواد الصلبة للفاكهة على حبس الفقاعات أثناء الطهي. إضافة مضاد الرغوة قبل الغليان تتحكم في ارتفاع الرغوة وتمنع فوران الماء.

• معالجة البطاطس والخضراوات
  يُنتج ماء الغسيل ومياه التبييض رغوة بسبب الصابونين الطبيعي. يمنع مزيل الرغوة أخطاء المستشعرات ويحسن الإنتاجية في قنوات تصريف المياه وأنظمة مخلفات التقشير.

• خزانات إعادة تدوير مياه الصرف الصحي ومجاري النفايات
  يمكن أن تتسبب المواد الفعالة بالسطح الموجودة في المنظفات في حدوث رغوة في أنظمة الاسترجاع. وتؤدي جرعة صغيرة من مضاد الرغوة إلى تجنب مشاكل التحكم في المستوى والحفاظ على جاهزية المضخات.

خصائص مضادة للرغوة مصنوعة من السيليكون

• قابل للتخفيف بالماء
  يتشتت مضاد الرغوة المصنوع من السيليكون بسهولة في الأنظمة المائية دون الحاجة إلى معدات استحلاب منفصلة. يمكن للمشغلين مزجه مباشرة في مياه المعالجة، مما يسمح بتوزيع متساوٍ وكبح فوري للرغوة.

• منع الرغوة في عمليات الأغذية والمواد الكيميائية
  صُممت هذه التقنية للاستخدامات الغذائية والتقنية على حد سواء، وهي تعمل بكفاءة في تركيز السكر، وتبخير منتجات الألبان، وتخمير المشروبات، وخلط المواد الكيميائية، مما يحافظ على استقرار العملية في مختلف الصناعات.

• اقتصادي
  يقلل النشاط العالي لكل جرعة من إجمالي استهلاك المواد الكيميائية. وبتركيزات فعالة منخفضة تصل إلى بضعة أجزاء في المليون، فإنه يوفر تحكمًا ثابتًا في الرغوة مع تقليل تكلفة المعالجة الإجمالية.

• سهل الاستخدام
  لا يتطلب تسخيناً أو خلطاً مسبقاً أو معالجة خاصة. ينسكب الشكل السائل ويضخ بسلاسة، وهو متوافق مع أنظمة الجرعات الشائعة ونقاط الحقن المضمنة.

• فعال في كل من الأنظمة الساخنة والباردة
  يحافظ على الأداء من خزانات الخلط الباردة إلى المبخرات المغلية. تقاوم التركيبة التدهور في درجات الحرارة القصوى، مما يجعلها مناسبة لتغطية المصنع بالكامل.

• فعال بتركيزات منخفضة
  تعمل المكونات النشطة على تكسير الرغوة بسرعة عند مستويات جرعات منخفضة للغاية، مما يضمن الامتثال لمعايير النقاء ويزيل أي تأثير على نكهة أو مظهر الطعام النهائي.

أفضل الممارسات في تحديد الجرعات والتطبيق

• أضف مبكرا
  يُعدّ منع تكون الرغوة أسهل من تدمير طبقة رغوية مستقرة. يتم وضع الجرعة عند نقطة القص الأولى أو قبل التسخين.

• يتوزع جيداً
  يُضخّ المحلول على شكل تيار دقيق إلى حلقة إعادة التدوير أو إلى جانب السحب في المضخة. يُخفف مسبقًا في مادة حاملة متوافقة إذا أوصى بذلك المورد.

• استهدف الواجهة
  بالنسبة للغلايات المفتوحة، قم بالتنقيط مباشرة حيث ترتفع الرغوة. أما بالنسبة للخزانات المغلقة، فقم بالحقن بالقرب من المحركات أو أجهزة التوزيع.

• استخدم أقل جرعة فعالة
  قم بإنشاء منحنى الجرعة أثناء التجارب وحدد حدود التحكم حول أدنى نقطة تلبي معايير وقت التشغيل ومعايير الفائض.

• تراكم الشاشة
  قد تتراكم مواد السيليكون والشمع في حالة الإفراط في استخدامها. لذا، يُنصح بجدولة فحوصات الفلاتر وتنظيف الخزانات بناءً على البيانات.

اختبار الجودة والأداء

• ارتفاع الرغوة ووقت التحلل
  قياس ارتفاع الرغوة تحت التحريك القياسي والوقت اللازم لانهيارها مع وبدون مادة مضادة للرغوة.

• استعادة الحرارة المنقولة
  قياس فرق درجة حرارة المبخر أو الغلاية قبل وبعد المعالجة. يشير تحسن نقل الحرارة إلى فعالية إزالة الرغوة.

• استقرار المستشعر
  تسجيل الإنذارات الكاذبة من أجهزة استشعار المستوى أو التدفق. انخفاض مستوى السائل يشير إلى استقرار العملية.

• دقة التعبئة
  مراقبة معدلات نقص أو زيادة التعبئة على خط التعبئة والتغليف. انخفاض التباين يعكس تحكمًا أفضل في الرغوة.

• الفحوصات الحسية
  إجراء اختبارات تذوق للتأكد من أن مضاد الرغوة لا يترك أي طعم ملحوظ وأن خصائص الكربنة أو الرأس تفي بالمواصفات عند الاقتضاء.

دليل استكشاف الأخطاء وإصلاحها

• يعود الرغوة بعد بضع ساعات
  قم بزيادة عدد الجرعات الصغيرة بدلاً من جرعة واحدة كبيرة. تحقق من تراكم المواد الفعالة سطحياً من المكونات أو من بقايا المبيدات.

• يفقد مضاد الرغوة فعاليته بعد تغيير التركيبة
  قد تؤدي البروتينات أو المستحلبات الجديدة إلى تحييد المنتج القديم. جرب تركيبة كيميائية بديلة، غالباً ما تكون مزيجاً من السيليكون والزيت، عند ظهور المقاومة.

• تم ملاحظة الطعم أو اللمعان السطحي
  من المحتمل أن تكون الجرعة أعلى من اللازم. خفّض تركيز المادة الحاملة أو استخدم مادة حاملة ذات لمعان أقل. تحقق من تشتت المادة وأضفها في وقت أبكر.

• تصبح رغوة البيرة أو المشروبات الأخرى ضعيفة
  قم بتطبيق الجرعة في وقت مبكر من العملية حتى يتبدد مضاد الرغوة قبل التعبئة. اختبر المستويات المخفضة وتأكد من مقاييس استقرار الرغوة النهائية.

• يزيد التلوث الغشائي
  اختر منتجًا مصممًا للتوافق مع الأغشية أو قلل من جرعات المرحلة المتأخرة وقم بتثبيت مرشح مسبق.

اعتبارات الاستدامة

يُحقق التحكم الفعال في الرغوة فوائد بيئية مباشرة:

• يؤدي تقصير أوقات الغليان والتبخر إلى تقليل استهلاك الطاقة.

• انخفاض عدد حالات الفيضان يعني انخفاض فقدان المنتج وتقليل كمية مياه الصرف الصحي.

• خطوط التعبئة الثابتة تقلل من معدلات الرفض ونفايات التغليف.

• إن استخدام أقل جرعة فعالة واستعادة الحاويات يتماشى مع أهداف الاستدامة المؤسسية.

خاتمة

• مضاد الرغوة هو أداة دقيقة تحافظ على سلاسة عمليات تصنيع الأغذية عن طريق منع أو انهيار الفقاعات عند السطح الفاصل.

• يعتمد اختيار التركيبة الكيميائية المناسبة - السيليكون، أو الزيت، أو البولي إيثر، أو الإستر - على درجة الحرارة، والمواد الصلبة، والبروتينات، واحتياجات المراحل اللاحقة.

• يؤدي إعطاء الجرعات مبكراً، وتوزيعها بشكل جيد، واستخدام الحد الأدنى من الكمية الفعالة إلى عمليات مستقرة دون تأثير حسي.

• تضمن الاختبارات القوية وعمليات التحقق من الامتثال السلامة ودقة الملصقات والاستعداد للتدقيق.

تُحوّل الإدارة الفعّالة للرغوة الأنظمة الهشة والفقاعية إلى عمليات قابلة للتنبؤ وعالية الإنتاجية. مع وجود برنامج صحيح لمكافحة الرغوة، يحقق الطهاة وصانعو الجعة والمعالجون خزانات أنظف، ونقلًا أسرع للحرارة، وآلات تعبئة أكثر هدوءًا، وجودة متسقة من دفعة إلى أخرى.