Нагревание, испарение, охлаждение и конденсация

Нагреванием называется процесс повышение температуры материалов путем подвода к ним теплоты. В пищевой технологии широко распространены методы нагревания горячей водой или другими жидкими теплоносителями, насыщенным паром, топочными газами и электротоком.

Испарение – процесс превращения жидкости в пар путем подвода к ней теплоты. Наиболее эффективно испаряется жидкость при кипении. Испарение в пищевой технологии используют для охлаждения и опреснения воды, концентрирования растворов. Испарение происходит в испарителях.

Аппараты, применяемые для опреснения воды, называют опреснителями, для повышения растворов – выпарными аппаратами.

Конденсация – переход вещества из паро- или газообразного состояния в жидкое, путем отвода из него теплоты. Процесс осуществляется в специальных аппаратах, называемых конденсаторами.

Процессы конденсации широко используются в пищевой технологии. Конденсацию можно проводить при отводе теплоты от конденсируемых веществ с помощью охлаждающего теплоносителя, отделенного стенкой, либо при непосредственном смешивании конденсируемых паров с охлаждающим теплоносителем – водой. В первом случае происходит поверхностная конденсация, во втором – конденсация смешиванием.

Охлаждение – процесс понижения температуры материалов путем отвода от них теплоты. Для охлаждения газов, паров, жидкостей до 15...20⁰С в пищевой технологии используют воду и воздух. Для охлаждения продуктов до низких температур используют низкотемпературные хладагенты – холодильные растворы, хладоны (фреоны) аммиак, диоксид углерода и другие.

Теплоиспользующие аппараты, применяемые в пищевых производствах для проведения теплообменных процессов, называются теплообменниками. Конструкции теплообменников весьма разнообразны, что объясняется разным назначением аппаратов и неодинаковыми условиями проведения процессов. Студенту следует ознакомиться с принципами работы различных видов теплообменников, их классификацией, достоинствами и недостатками их конструкций.

Выпаривание – процесс концентрирования растворов твердых нелетучих или мало летучих веществ путем испарения летучего растворителя и отвода образовавшихся паров. В промышленности выпаривание обычно проводят при кипячении.

При выпаривании растворов твердых веществ в некоторых пищевых производствах достигают насыщения раствора; при дальнейшем удалении растворителя из такого раствора происходит кристаллизация, в результате которой выделяется растворенное вещество. Выпаривание применяют для повышения концентрации разбавленных растворов или выделения из них растворенного вещества путем кристаллизации.

Процесс выпаривания широко используется в сахарном и консервном производстве при концентрировании сахарных и томатных соков, молока и др. В пищевой технологии выпаривают, как правило, водные растворы.

Выпаривание проводят в выпарных аппаратах непрерывного и периодического действия. Аппараты периодического действия используют в основном в малотоннажных производствах.

Выпаривание осуществляется как под вакуумом, так и при атмосферном и избыточном давлении.

При изучении раздела «выпаривание», следует ознакомиться с физико-химическими основами выпаривания, способами выпаривания и аппаратами при этом применяемыми.