Бродянский В.М. От твердой воды до жидкого гелия (история холода)

6.3. ЧТО ЕЩЕ МОЖЕТ СДЕЛАТЬ ПОЛЕЗНОГО ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА

При всей жизненной важности для человечества "холодильной цепи" она далеко не исчерпывает всех возможностей, которые дает (и может дать в дальнейшем) холод в самых различных его приложениях.

Если описывать более или менее подробно все существующие и предлагаемые направления полезного использования холода, понадобилось бы несколько толстых томов. Поэтому мы сделаем иначе: дадим перечисление направлений и технологий, связанных с применением холодильных установок, снабдив их лишь краткими комментариями. Что же касается использования природного холода, и в частности водяного льда, то - этому посвящен § 6.4.

Начнем с применения холода в пищевых технологиях. При этом прежде всего нужно упомянуть традиционные области применения холода, и главную из них область пивоваренного производства, ведущие деятели которого - баварские пивовары так хорошо поддержали в свое время работы К. Линде. Для пивоваров, в отличие от виноделов, охлаждение особенно важно: ведь пивное сусло получают из исходных продуктов в результате варки, поэтому его нужно охладить от более высокой температуры, чем вино. Да и само брожение пива происходит при температуре от 5 до 1°С (вина - при 15-12°С). Кроме этого, хранение пива требует тоже более низкой температуры, чем хранение вина. Наконец, нельзя не упомянуть о том, что и пиво, и многие сорта вин (например, шампанское) необходимо подавать к столу охлажденными. Вспомним А. С. Пушкина:

Вдовы Клико или Моэта
Благословенное вино
В бутылке мерзлой для поэта
На стол тотчас принесено.

Кроме пивоварения, виноделия и охлаждения напитков уже начале ХХ в. появилось много и других приложений холода. Об этом много писали в журналах и газетах, поскольку общественный интерес к холодильным (как тогда говорили "фригорифическим") делам был достаточно большим. Приведем лишь один пример. Вот что писал в 1911 г. инж. В. Агафонов на страницах русской популярной газеты "Речь": "За последние 5-10 лет фригорифические машины нашли самое неожиданное применение. Вы встретите их и в шоколадном производстве, где холод применяется при процессе вынимания шоколада из форм, и на новейших фабриках искусственного шелка, и на стеариновых, маргариновых и каучуковых заводах, и на фабриках красок, духов, клея, бензола, вообще во многих производствах химических и фармацевтических продуктов, где холод фригорифической машины заменяет теперь прежнее охлаждение естественным льдом.

За самое последнее время потребовались обширные фригорифические установки, как на суше - в артиллерийских складах, так и на военных судах - для сохранения бездымного пороха, в состав которого входит нитроклетчатка; благодаря самопроизвольным взрывам этого пороха унесено много человеческих жизней и погибло несколько военных кораблей. Сохранение же этого пороха при определенной температуре, регулируемой фригорифической машиной, предупреждает эти самопроизвольные взрывы".

В последнее время список приложений холода почти полностью сохранился и значительно расширился. Многие производства вообще не могли бы существовать без широкого использования холодильной техники.

Все большее применение находит холодильная техника и в других, кроме существовавших в начале нашего века отраслях пищевой промышленности, благодаря тому, что охлажденные сырье и полуфабрикаты легче подвергаются обработке резанию, дроблению, формованию), чем имеющие комнатную температуру. Охлаждение помогает также экстракции сока из фруктов и овощей. Если одновременно с давлением подвергать их действию низкой температуры, то количество полученного сока увеличивается примерно на 10%, а содержание в нем полезных аминокислот и витаминов возрастает. Это объясняется тем, что холод разрушает структуру клеток, их мембраны и ядра.

При этом проявляется своеобразная "холодильная диалектика". При охлаждении и замораживании пищевых продуктов для хранения и транспортировки процесс ведут так, чтобы минимально нарушать структуру продукта; при экстракции, напротив, режим охлаждения должен быть максимально разрушающим.

Особое место занимает в пищевых технологиях и "сухой лед" - твердый диоксид углерода. Он не только поддерживает низкую температуру, но и увеличение содержания СО₂ в газовой среде, окружающей многие продукты, способствует более длительному их хранению. Он же идет для охлаждения, замораживания, транспортировки и хранения пищевых продуктов (в особенности мороженого), газификации питьевой воды, минеральных вод, напитков, шампанского, фруктовых соков и даже для тушения пожаров.

Самые неожиданные результаты могут дать научные знания, если их используют жулики. Сразу после начала бегов на ипподроме города Богота (Колумбия) Литта - одна из самых заурядных лошадей - взяла бешеный темп и пришла к финишу первой. Допинговый контроль ничего не дал. Истина прояснилась позже: группа дельцов, сговорившись с жокеем, подложила под седло кусочек сухого льда, который, причиняя лошади боль, заставлял ее скакать на пределе сил. К финишу лед испарился, поэтому сразу установить жульничество не удалось. Надо быть очень сообразительным человеком, чтобы придумать такой "холодный" способ заработать деньги! Однако "изобретатель" не учел, что сухой лед оставляет ожог, не меньший, чем раскаленный металл.

"Сухой лед" в теплоизолирующея упаковке, как и жидкий диоксид углерода в баллонах и цистернах, выпускается сотняни тысяч тонн.

Особое место среди пищевых низкотемпературных технологий занимает приготовление быстрозамороженных разнообразных готовых блюд. При этом уже замораживаются не исходные продукты, а изделия из них, специальным образом упакованные. Потребитель может хранить их в морозильнике и за 10-15 мин приготовить обед (завтрак или ужин), выложив содержимое на сковороду или в кастрюлю. Известно, что качество таких блюд по вкусу и по питательным свойствам при соблюдении технологии очень высокое.

Если необходимо перевозить или переносить пищевые продукты без охлаждения, но при сохранении их потребительских свойств (в далеких экспедициях, в космосе, на отдаленных базах и т.п.), применяется еще один способ их обработки - сублимационное консервирование.

Идея этого процесса была предложена и запатентована инж. Г. И. Лаппо-Старженецким еще в 1921 г. Однако впервые она была реализована, как это часто случается, за рубежом, вернувшись на родину только в 50-е годы.

Основа сублимационной технологии - то самое древнее испарительное охлаждение, о котором мы упоминали еще в историческом обзоре. Если вести его форсированно, откачивая пар над слоем воды; то, как показал еще в 1775 г. В. Гюллен (см. гл. 3), можно даже заморозить воду. Для этого давление пара должно снизиться примерно до 600 Па, но этот процесс можно и продолжить. Тогда при дальнейшей откачке пара начнется сублимация - лед будет охлаждаться и до более низких температур, частично переходя непосредственно в пар (см. рис. 2.7).

Если вместо сосуда с водой поместить в вакуумной камере какой-либо продукт, содержащий воду (мясо, рыбу, молочные продукты и др.), то с водой, содержащейся в нем, будет происходить то же самое. Пар будет уходить через поры, а остающаяся вода постепенно замерзнет; испарение перейдет в сублимацию. Процесс можно продолжать до тех пор, пока в органических тканях не останется всего 2-5% влаги. Если вести это обезвоживание при нужной скорости, все биологические процессы в продукте замирают и останавливаются. микроструктура продукта не нарушается - сохраняются все его питательные и вкусовые качества.

Такой продукт при хранении в таре, непроницаемой для воздуха и паров воды, может сохраняться годами, не изменяя своих свойств. Перед использованием в него лишь нужно добавить воду - он разбухает до первоначального объема, а вкус, питательные качества и даже цвет - сразу восстанавливаются.

"Вкусная тема" "пища и холод" - поистине, неисчерпаема; можно говорить и писать об этом очень много. Но пора перейти и к другим приложениям холода. Однако, прежде чем это сделать, нельзя не упомянуть, хотя бы в нескольких словах, о русских национальных замороженных блюдах - сибирских пельменях, караваях хлеба и пирогах с разной начинкой - рыбой, ливером и др. После длительного пребывания на морозе хлеб и пироги делались, побывав в русской печи, пышными и румяными, а корочка на них хрустела не хуже, чем на только что испеченных. Особенно прославился изготовлением мороженого хлеба знаменитый московский булочник Филиппов. Благодаря ему сибиряки могли зимой иметь такой же хлеб, как москвичи и петербуржцы.

Следующая страница: Холодильные технологии в строительстве