12. Сущность процесса выпаривания, области его применения.

Выпаривание — процесс концентрирования (сгущения) растворов, суспензий и эмульсий при кипении. Концентрация растворенных веществ увеличивается из-за превращения в пар растворителя или дисперсионной среды эмульсий и суспензий. Выпаривают водные растворы самых разных веществ (соки), эмульсии (молоко), суспензии и пр. При выпаривании вода из раствора удаляется в виде пара, а растворенное вещество или дисперсная фаза эмульсий и суспензий остается в неизменном количестве.

Выпаривание ведут в технологических устройствах, называемых выпарными аппаратами.

В качестве греющего агента при выпаривании используют водяной пар, который называют греющим или первичным. Пар, образующийся при выпаривании кипящего раствора, называют вторичным

Процессы выпаривания проводят под вакуумом, при повышенном и атмосферном давлениях. Выпаривание под вакуумом имеет и другие преимущества. При разрежении увеличивается полезная разность температур между греющим агентом и раствором, что позволяет уменьшить площадь поверхности нагрева аппарата (при прочих равных условиях). Выпаривание проводят как в одиночных выпарных аппаратах (однокорпусные выпарные установки), так и в установках с несколькими выпарными аппаратами (многокорпусные выпарные установки). Однокорпусные выпарные установки применяют лишь в производствах малой мощности для сгущения относительно небольших количеств раствора, когда экономия теплоты не имеет большого значения. Принцип действия многокорпусных выпарных установок основан на многократном использовании теплоты греющего пара, поступающего в первый корпус. Все последующие корпуса обогреваются вторичным паром, поступающим из предыдущего корпуса. Метод выпаривания применяется при производстве многих подливов, соусов (соус томатный), варенья, повидла из яблок или других фруктов, экстрактов. Широкое применение нашел метод при изготовлении консервов. Сгущениювыпариванию чаще всего подвергают овощные и плодово-ягодные культуры. Таким образом, изготавливают концентрированные соки, сиропы, пюре из кабачков и тыквы.

Благодаря методу выпаривания появляется сгущенное молоко. В процессе выпаривания отжатого сока сахарной свеклы или тростника, происходит кристаллизация вещества (глюкозы, фруктозы) и получается сахарный песок. При выпаривании уменьшается объем готового продукта (концентрация), он приобретает необходимую густую консистенцию (сгущается), более насыщенный вкус и аромат. Иногда выпаривают жидкость из всей смеси ингредиентов, а иногда только из части компонентов. Технология выпаривания при производстве молочных консервов заключается в подборе температур испарения воды из молока в корпусах вакуум-выпарной установки. Производство концентрированных соков. Технологический процесс выпаривания при производстве концентрированных соков проходит три стадии:

1. На первой стадии выпаривания, сок поступает в установку, где под действием вакуума и кратковременного нагрева освобождается от воды на 20-25%.

2. После первого этапа выпаривания сок осветляют на установке ультрафильтрации. Система мембранных фильтров пропускает растворённые низкомолекулярные образования (кислоты, ароматические вещества, сахар) и задерживает «лишние» высокомолекулярные частицы (пектины, взвеси, крахмал).

3. После ультрафильтрации осветлённый сок проходит окончательное выпаривание, охлаждается и поступает на хранение в крупнотоннажные маркированные емкости (танки).

13. Дисциплина "Процессы и аппараты пищевых производств". Основные понятия и определения. Предмет и задачи курса.

Основной задачей этой дисциплины является разработка методов расчета аппаратурного оформления типовых технологических процессов, являющихся составными частями всех пищевых производств. Любое промышленное производство пищевых продуктов состоит из ряда последовательно проводимых технологических процессов, в каждом из которых вещества претерпевают физические и (или) химические изменения. В соответствии с этим все процессы разделяются на химические и физические. Химические процессы – это процессы, при которых вещества подвергаются химическим превращениям под воздействием различных видов энергии с образованием новых веществ.

Физические процессы – это процессы, при проведении которых происходит изменение физических свойств обрабатываемого вещества (в том числе его формы и размеров) без изменения их химической природы. К физическим процессам относятся растворение, нагрев, измельчение и др. Традиционно в курсе «Процессы и аппараты пищевых производств» рассматриваются физические процессы, которые делятся на четыре основные группы:

1. Механические процессы – заключаются в механической обработке твердых веществ под воздействием внешней силы. Изучение этих процессов основано на законах механики твердых тел. Данная группа процессов включает в себя процессы измельчения твердых материалов, прессования, сортировки, смешения твердых веществ, гранулирования и др. 2. Гидромеханические процессы – протекают в подвижных веществах (жидкостях и газах, также в их смесях с твердыми веществами). К их числу относятся транспортировка жидкостей и газов, а также процессы получения и

(или) разделения неоднородных систем. Изучение этих процессов основывается на законах гидродинамики.

3.Тепловые процессы – процессы, связанные с переносом тепловой энергии (теплоты) как внутри вещества, так и от одного вещества к другому. Изучение этих процессов основывается на законах термодинамики и теплопередачи. К числу тепловых процессов относятся охлаждение, нагревание, пастеризация (стерилизация), выпаривание, конденсация, замораживание и др.

4.Массообменные процессы – процессы, связанные с переносом целевых компонентов во взаимодействующих между собой веществах и через границу раздела между ними. Изучение этих

процессов основывается на законах диффузии и гидродинамики. К этой группе процессов относятся процессы разделения однородных систем на молекулярном уровне, физическая абсорбция, кристаллизация, экстракция, десорбция, сушка, адсорбция, ректификация и др.

Отдельной группой в дисциплину «Процессы и аппараты пищевых производств» входят химические и биохимические процессы.

Химические процессы – это процессы, связанные с изменением химического состава и свойств исходного вещества в результате возникающих химических реакций. Эти процессы направлены на получение вещества с новой химической формулой, а следовательно, и новыми теплофизическими свойствами.

Биохимические процессы – это процессы, связанные с изменением химического состава и свойств исходного вещества в результате жизнедеятельности (метаболизма) микроорганизмов.

Предметом изучения курса ―Процессы и аппараты пищевых производств‖ являются процессы, искусственно создаваемые в определенных технологических целях. В курсе ‖Процессы и аппараты пищевых производств― рассматриваются не только процессы, но и аппараты, в которых протекают эти процессы. Под словом аппарат понимается любое устройство, в котором протекает технологический процесс. По организационно-технологическому признаку процессы пищевой технологии делятся на: 1 непрерывный процесс – все стадии процесса протекают одновременно в различных аппаратах или различных частях одного аппарата; 2 периодический процесс – все стадии процесса протекают в одном аппарате, но в разное время; 3 комбинированный процесс – отдельные стадии процесса сочетают в себе либо непрерывный, либо периодический процессы. Предпочтение отдают непрерывным процессам, потому что они обладают рядом преимуществ – отсутствуют затраты времени на загрузку и выгрузку материалов; возможность более полной механизации; большая компактность оборудования (что сокращает капитальные и эксплуатационные расходы); более полное использование тепла (за счет отсутствия остановок во время работы). Цель и задачи дисциплины заключаются в подготовке решения следующих профессиональных задач: анализ проблемных производственных ситуаций, связанных с гидромеханикой, тепломассообменом в технологических средах; анализ состояния и динамики показателей качества работы технологического оборудования; интенсификация реализуемых процессов; разработка технологических линий, включающих гидромеханические, тепловые и массообменные устройства при производстве продуктов питания.