Томат-пюре концентрацией 12, 15 или 20% варят обычно в открытых выпарных чанах, представляющих собой цилиндрические баки — деревянные, стальные эмалированные или изготовленные из нержавеющей стали.
Чаны оборудуют змеевиками, изготовленными из меди или нержавеющей стали, которые обогреваются паром.
Для того чтобы не происходило выбрасывания томатной массы из чана при кипении, рабочая емкость чана составляет 25—30% от его полной емкости.
Коммуникация, обслуживающая выпарные чаны, состоит из следующих труб: загрузочной для подачи массы в чан; разгрузочный, по которой томат-пюре поступает на расфасовку; паровой для подачи пара в змеевики; водяной для подачи в змеевики воды; конденсационной для отвода конденсата и охлаждающей воды из змеевиков (возле конденсатоотводчика имеется обводная труба, позволяющая его выключать); водяной, подающей в чан воду для его мойки; канализационной.
Чан соединен с разгрузочной и канализационной трубами при помощи общего патрубка через трехходовой кран.
Выпаривание томатной массы ведут следующим образом.
Подготовка чана. Чан после разгрузки томат-пюре промывают сильной струей воды. Первые промывные воды содержат значительное количество продукта, поэтому их добавляют к томатной массе, поступающей на выпаривание. После промывки чана проверяют отсутствие на змеевиках нагара, представляющего собой обуглившуюся массу клетчатки и других углеводов, а также белков. Образование нагара наблюдается в случае недостаточной конвекции томатной массы в чане при уваривании. Нагоранию массы способствует несвоевременное охлаждение змеевика в конце варки, малое давление греющего пара, наличие на поверхности нагрева царапин, углублений, а также остатков старого нагара.
Нагар резко ухудшает теплопередачу, удлиняя этим время выпаривания. Кроме того, частицы обуглившейся массы, попадая в продукт, придают ему горьковатый привкус. Вещества, образующиеся в результате карамелизации сахаров, растворяются в томат-пюре, которое приобретает темно-бурый цвет.
Нагар удаляют со змеевиков перед загрузкой массы в чан. Очистку производят вручную при помощи скребков или ножей. Нагар можно удалить обработкой змеевиков горячим раствором каустической соды с последующей тщательной промывкой чана водой. Однако этот способ требует значительного расхода щелочи и является длительным. Ускорить очистку можно орошая змеевики 30—40%-ным раствором каустической соды. После прогрева в течение 5 мин на поверхности нагрева образуется корка, которая при пуске в змеевики холодной воды растрескивается и легко смывается.
При правильном проведении процесса выпаривания образования нагара не происходит и змеевики остаются чистыми.
После того как змеевики очищены, выпарной чан тщательно промывают водой вторично, спускают промывные воды в канализацию и закрывают трехходовой кран на разгрузочной трубе.
Загрузка массы. Массу загружают в чан с таким расчетом, чтобы она покрывала змеевики. Нельзя допускать оголения змеевиков при выпаривании, так как это приводит к высыханию оставшихся на них частиц массы и к образованию нагара. Загрузка слишком больших количеств массы также нерациональна, так как уменьшает интенсивность выпаривания.
Подаваемая на выпаривание масса должна быть горячей (90°С), чтобы кипение началось сразу после пуска пара в змеевики. Этим устраняется опасность пригорания массы в период ее нагревания до кипения, когда интенсивная конвекция отсутствует.
Предварительный подогрев массы приводит также к удалению содержащегося в ней воздуха и предупреждает вспенивание во время выпаривания.
Воздух содержится в межклеточных ходах томатов (1,3—4,1% по объему), а кроме того, поглощается массой при дроблении томатов и особенно при протирании. Пузырьки воздуха находятся в равновесии с окружающей их холодной томатной массой. При подогревании пузырьки быстро всплывают, образуя пленку. В томатной массе содержатся пенообразователи — белки, пектин, органические кислоты и их соли. Эти вещества делают пленку пузырьков стойкой. Накапливаясь на поверхности, пузырьки слипаются и образуют ячейки пены.
Если масса подверглась достаточному предварительному нагреванию, во время варки пенообразования не наблюдается. Дробленую массу нагревают в закрытых аппаратах. Происходящее внутри таких аппаратов вспенивание не сопровождается потерями продукта, как в открытых выпарных чанах. Выделение воздуха и коагуляция белков при предварительном нагревании исключают вспенивание во время варки.
При недостаточном предварительном подогревании вспенивание во время варки бывает настолько интенсивным, что продукт переливается через край чана. Это приводит к потерям томатной массы и может вызвать ожоги обслуживающего персонала. Если пена образовалась, выключение пара не сразу останавливает дальнейшее вспенивание. Пену разрушают механическим путем, сбивая ее струей холодной воды.
Выпаривание затягивается, если в томатной массе много целлюлозы, что характерно для недозрелого сырья. Переработка томатов с прозеленью недопустима также и потому, что хлорофилл при выпаривании переходит в феофитин, придающий продукту бурую окраску.
Пуск пара. После заполнения чана томатной массой змеевик продувают 1 мин паром для удаления воздуха и воды, оставшихся в нем после предыдущей варки. Это необходимо сделать, так как воздух препятствует передаче тепла, а наличие воды может вызвать при пуске пара гидравлический удар. Продувку проводят через обводную трубку при выключенном конденсатоотводчике, слегка приоткрывая паровой вентиль. После продувки вентиль на обводной трубке у конденсатоотводчика закрывают и полностью открывают паровой вентиль. При этом начинается бурное кипение, исключающее возможность образования нагара. Так как вязкость продукта невысокая, в искусственном перемешивании нет необходимости.
В течение всего процесса выпаривания давление греющего пара должно быть 686—883 кн/м2 (7—9 ат). Резкое падение давления замедляет конвекцию массы и создает условия для образования нагара.
Во время выпаривания воздух из греющей камеры удаляют периодически через обводную трубку у конденсатоотводчика или непрерывно, используя автоматические воздухоотводчики, которые устанавливают на конденсатопроводе (перед конденсатоотводчиком).
Долив массы. В процессе выпаривания объем томатной массы уменьшается в 3—4 раза. Для того чтобы не оголились змеевики, в чан периодически или непрерывно доливают свежую массу. Периодический долив производят 2—3 раза в течение одной варки. При такой работе в чане приходится держать запас массы, обеспечивающий покрытие змеевика.
При работе с непрерывным доливом в чане находится минимальное количество массы, необходимое для покрытия змеевиков. Долив производят с таким расчетом, чтобы поступающая масса компенсировала испарившуюся влагу и уровень продукта в чане был постоянным.
Работа с непрерывным доливом ускоряет выпаривание, так как при этом в чане находится сравнительно небольшое количество массы и кипение идет интенсивно. При периодическом доливе добавление значительного количества массы приостанавливает кипение, что может привести к образованию нагара. Для лучшей конвекции томатную массу следует доливать по центру чана.
Приведена схема автоматического регулирования уровня массы, для чего на корпусе чана должен быть установлен датчик, воздействующий через вторичный прибор и регулятор на исполнительный механизм, который расположен на загрузочном трубопроводе. Чувствительный элемент датчика, выполненный в виде гофрированной металлической мембраны, реагирует на изменение высоты слоя массы в чане, подавая сигнал на исполнительный механизм, регулирующий долив.
Окончание варки и разгрузка чана. Когда концентрация сухих веществ в увариваемой массе приближается к требуемой, долив прекращают и повышение концентрации на последние 2—3% проводят без долива.
При достижении нужной концентрации продукта подачу пара прекращают, открывают вентиль на обводной трубке у конденсатоотводчика и пускают в змеевики холодную воду. Если поверхность нагрева не охладить, то по мере выпуска массы и обнажения змеевиков остающиеся на них частицы томатной массы будут высыхать и обугливаться, образуя нагар, удаление которого связано с большими трудностями. Конденсатоотводчик на период охлаждения змеевиков выключают. Одновременно с охлаждением змеевиков начинают разгрузку чана.
Средняя продолжительность варки при выработке томат-пюре концентрацией 15% составляет 25—30 мин, концентрацией 20%—40—50 мин.
Соковые пары, образующиеся при кипении томатной массы, могут быть использованы для обогрева аппаратов, работающих с применением пара низкого давления, или для подогрева воды.
С целью обеспечения безопасности рабочих во время осмотра и чистки змеевиков чан следует отключить от общего трубопровода, предназначенного для отвода соковых паров. Лазы чанов устраивают так, чтобы их можно было открыть только после полного отключения трубопровода.