فصل ۳: واحدهای صنعتی تبخیر

۱. تیتر

انواع تبخیرکننده‌ها، اصول طراحی، محاسبات و کاربرد در صنایع غذایی

۲. محتوا

تبخیر فرآیندی است که در آن بخشی از آب موجود در ماده غذایی به‌صورت بخار جدا می‌شود تا محصولی با ماده خشک بیشتر تولید گردد.

۲.۱. اهداف تبخیر

• کاهش حجم و وزن
• افزایش عمر ماندگاری
• آماده‌سازی برای عملیات بعدی (خشک کردن، تغلیظ، بسته‌بندی)

۲.۲. اصول انتقال حرارت در تبخیر

گرما از بخار به جداره و سپس به ماده منتقل می‌شود.

مهم‌ترین عوامل:

• ضریب انتقال حرارت کلی
• فشار و دمای بخار
• ویسکوزیته محلول
• رسوب‌گذاری (Fouling)

۲.۳. انواع تبخیرکننده‌ها

• Long‑tube vertical evaporator
• Falling film evaporator (رایج‌ترین در رب گوجه)
• Forced circulation evaporator
• Multi‑effect evaporator (چندمرحله‌ای برای کاهش مصرف انرژی)
• Vacuum evaporators (حفظ کیفیت رنگ و ویتامین‌ها)

۲.۴. سیستم‌های چنداثره (Multi‑effect)

در این سیستم بخار خروجی اثر اول، نیروی گرمایی اثر دوم است.

مزایا:

• صرفه‌جویی شدید انرژی
• افزایش راندمان بخار

۲.۵. محاسبات تبخیر

۱. تعیین میزان آب تبخیرشده

۲. محاسبه نیاز انرژی

۳. محاسبه ظرفیت تجهیزات

۴. انتخاب تعداد اثرها

۳. مثال

اگر ۲۰٪ ماده خشک گوجه به ۳۸٪ برسد و محصول نهایی ۱۰ تن باشد:

جرم ماده خشک در محصول:

۳۸٪ × ۱۰۰۰۰ = ۳۸۰۰ کیلوگرم

جرم گوجه خام:

$3800 / 0.20 = 19000 kg$

آب تبخیرشده:

۱۹۰۰۰ – ۱۰۰۰۰ = ۹۰۰۰ کیلوگرم

۴. تمرین پایان فصل

۱. تفاوت Falling Film و Forced Circulation را توضیح دهید.

۲. اثر خلأ بر کیفیت محصول چیست؟

۳. برای تغلیظ شیر از ۱۲٪ چربی به ۴۰٪، حجم آب تبخیرشده را محاسبه کنید.

۴. چرا در سیستم‌های چنداثره مصرف بخار کاهش می‌یابد؟

۵. نکات کلیدی

• تبخیر یکی از اساسی‌ترین عملیات واحد در رب‌سازی، شیر و عصاره‌هاست.
• خلأ دمای جوش را کاهش می‌دهد و کیفیت محصول را افزایش می‌دهد.
• سیستم‌های چنداثره مصرف انرژی را به‌شدت کاهش می‌دهند.