4.3. Выпаривание

Выпаривание – это тепловая обработка продуктов в ва­кууме в целях концентрации сухих веществ, содержащихся в жидкости. Основным назначением тепловой обработки про­дуктов в вакууме в общественном питании является получение пищевых концентратов при сохранении физико-химических свойств их компонентов, т. е. сохранении пищевой ценности кулинарных изделий.

В вакууме проводят тепловую обработку продуктов, неус­тойчивых к высоким температурам. Кроме того, широкое при­менение тепловая обработка в вакууме находит при сгущении (концентрации) ценных жидких пищевых продуктов: соков, молока, бульонов, соусов и других с тем, чтобы сохранить их высокую питательную ценность. Производство этих видов про­дуктов благодаря применению выпаривания возможно осуще­ствлять на центральных кулинарных комбинатах и обеспечи­вать ими столовые, буфеты. Концентрированные продукты проще транспортировать. Перед реализацией их требуется только разбавить кипяченой водой.

Аппараты, используемые для проведения процессов выпа­ривания. Для пояснения физической сущности выпаривания рассмотрим принципиальную схему вакуум-выпарной уста­новки (рис. 45). Любая выпарная установка должна состоять из трех основных элементов: собственно вакуум-аппарата, где продукт кипит при низкой температуре; конденсатора, где осу­ществляется конденсация образовавшихся при кипении паров; вакуум-насоса, предназначенного для отвода (отсоса) из конденса­тора несконденсированных газов и воздуха.

Рис. 45. Принципиальная схема вакуум-выпарной установки:

1 – вакуум-аппарат; 2 – патрубок для входа продукта;

3 – трубопровод для отвода вторичных паров; 4 – кон­денсатор;

5 – трубопровод для отвода несконденсированных газов; 6 – ва­куум-насос;

7 – патрубок для отвода несконденсированных газов в атмо­сферу;

8 – патрубок для отвода ох­лаждающего агента; 9 – патрубок для отвода

конденсата; 10 – патрубок для входа охлаждающего агента;

11 – патрубок для отвода сгущенного продукта

Аппараты, предназначенные для вакуумной варки, по своему устройству идентичны с вакуум-выпарными установками.

Работа вакуум-выпарной уста­новки заключается в следующем. Продукт поступает в вакуум-ап­парат. Здесь он за счет теплоты, воспринимаемой от теплоноси­теля, поступающего в калориза­тор, закипает. В результате этого образуется пар, называемый вто­ричным, или соковым. Вторичный пар переходит в конденсатор, где он конденсируется. Несконденсированные газы, выделенные из продукта, и воздух, попадающий в продукт через микрощели уп­лотнений аппарата, отводятся ва­куум-насосом.

В процессе кипения продукта и отвода образовавшихся из него вторичных паров он постепенно сгущается, т. е. концен­трация в нем сухих веществ повышается.

Температура кипения в вакуум-выпарных установках пред­определяется давлением, при котором осуществляется этот про­цесс. Чем ниже давление, тем ниже температура кипения жидкого продукта. В современных вакуум-выпарных установ­ках, применяемых в пищевой промышленности и общественном питании, температура кипения в зависимости от назначения продукта и типа установки составляет от 20 до 85 °С.

Эффект создания вакуума в установке можно объяснить тем, что при превращении пара в воду резко уменьшается его объем. При атмосферном давлении, чтобы получить 1 кг или 1 л воды, требуется сконденсировать 1,7 м³ паров. При давлении 4,9х10⁴ Па, т. е. равном половине атмосферного, требуется сконденсировать 3,3 м³ паров. Это значит, что объем, зани­маемый паром, при его конденсации уменьшается соответст­венно в 1700 и в 3300 раз.

Собственно вакуум-аппарат состоит из устройства для на­грева (калоризатор или кипятильник) и сепаратора (пароотделитель), предназначенного для отделения от пара части­чек продукта. Для этих целей служат также брызгоуловители, расположенные в сепараторе.

Конденсаторы, применяемые в вакуум-выпарных установ­ках, подразделяют на поверхностные конденсаторы и конден­саторы смешения. Поверхностные конденсаторы представляют собой трубчатые теплообменные аппараты. Внутри труб движется холодная вода, а вторичные пары по­ступают в межтрубное пространство. В результате контакта пара с наружной поверхностью труб происходит его конденса­ция. Достоинство поверхностных конденсаторов заключается в том, что получаемый конденсат является чистым и его можно использовать для различных технологических целей.

Существенным недостатком поверхностных конденсаторов являются их большие габаритные размеры.

Конденсаторы смешения подразделяются на два основных типа: прямоточные и противоточные. В кон­денсаторах смешения пар проходит через слой воды, стекающей в виде пленки или брызг.

Вакуум-насосы, применяемые в вакуум-выпарных установ­ках, подразделяют на суховоздушные, мокровоздушные и струй­ные. В качестве суховоздушных и мокровоздушных используют поршневые и роторные насосы. Суховоздушные насосы отводят из конденсаторов только воздух и несконденсированные газы, за счет чего в вакуум-выпарных установках поддерживается требуемый вакуум. Мокровоздушные насосы отводят из кон­денсаторов не только несконденсированные газы и воздух, но и конденсат. Известны мокровоздушные насосы, в которых в качестве составного элемента имеется конденсатор смешения, где осуществляется конденсация вторичных паров.

Струйные насосы, выполняющие роль вакуумных, примени­тельно к вакуум-выпарным установкам называют эжекторами.

К числу струйных насосов в вакуум-выпарных установках относятся также инжекторы, выполняющие роль термокомпрес­соров.

Классификация вакуум-выпарных установок. Классифика­цию вакуум-выпарных установок можно осуществить по мно­гим признакам. Рассмотрим основные из них.

1. По периодичности проведения процесса вакуум-выпарные установки подразделяют на установки периодического и непре­рывного действия.

2. По принципу использования вторичных паров их подраз­деляют на установки без использования вторичных паров и на установки с использованием вторичных паров. В свою очередь вакуум-выпарные установки, работающие с использованием и без использования вторичных паров, подразделяют на одно- и многокорпусные.

3. По типу калоризаторов вакуум-выпарные установки под­разделяют на установки с трубчатыми, пластинчатыми, змеевиковыми калоризаторами, а также установки, в которых калоризаторы выполнены в виде паровой рубашки.

4. По виду теплоносителя, применяемого для сгущения продукта, их делят на установки с нагревом водяными парами и на установки с аммиачным или хладоновым обогревом.