Как работает вакуумное охлаждение
Вакуумное охлаждение основано на принципе испарительного охлаждения. Когда давление в герметичной камере снижается ниже давления насыщения воды при температуре продукта, вода на поверхности и внутри продукта начинает быстро испаряться. Этот фазовый переход из жидкости в пар требует скрытой теплоты (примерно 2,257 kJ/kg воды), которая отбирается от самого продукта, вызывая снижение его температуры.
Скорость охлаждения зависит от нескольких факторов: производительности вакуумного насоса, соотношения площади поверхности и объёма продукта, а также активности воды в продукте. Как правило, вакуумное охлаждение обеспечивает снижение температуры с 25°C до 2°C за 20-40 минут — в 6-10 раз быстрее, чем охлаждение принудительным воздухом.
Из этого следуют два следствия: охлаждение и потеря влаги происходят на одном этапе, поскольку пар, покидающий продукт, уносит тепло; и охлаждение распространяется от поверхности внутрь, тогда как влага мигрирует наружу, поэтому процесс ограничен тем, насколько легко влага достигает поверхности.
Ключевые параметры
- Рабочий вакуум: ≤660 Pa (5 Torr) для охлаждения растительной продукции
- Снижение температуры: до 25°C за партию
- Потеря массы: как правило, менее 2% для свежей растительной продукции
- Равномерность: ±1°C по всей партии
Равномерность обусловлена самим механизмом, а не функцией управления: поскольку температура кипения воды зависит от давления, а давление почти одинаково по всей камере, каждая часть загрузки выделяет пар в одинаковых условиях.
Применение принципа
Две группы продуктов, для которых применяется этот процесс, имеют разную начальную температуру. Свежая растительная продукция поступает при температуре окружающей среды, в диапазоне 25–30°C, характерном для овощей после уборки, и охлаждается до температуры холодильной цепи. Готовая кулинарная продукция поступает горячей, при 80–90°C, и быстро охлаждается через бактериальную опасную зону.
Продукты с высоким содержанием влаги и открытой пористой структурой легко выделяют пар. Плотные продукты, продукты с низким содержанием влаги и продукты, герметично упакованные в паронепроницаемую упаковку, затрудняют испарение; в этом случае достижимая скорость охлаждения и результирующая потеря массы отличаются от эталонного случая, поэтому режим устанавливают пробным испытанием, а не по предполагаемому значению. Если материал и масса партии отличаются, результат изменяется вместе с ними.
Ограничения метода
Поскольку процесс зависит от испарения с поверхности продукта, всё, что препятствует пути пара — герметичная плёнка, глубокая и плотно уложенная загрузка или охлаждённая поверхность в неподходящем месте — ограничивает его эффект. Влагоотделитель должен удалять пар до того, как он достигнет насоса; если его поверхность выше точки росы пара или его свободная площадь заблокирована инеем, пар достигает насоса и уровень вакуума теряется.