Используем жару и холод
Давайте посмотрим, каким ценным при сохранении съестных продуктов может быть умение использовать температуру внешней среды, жар и холод.
Появившиеся очень давно технологии консервации продуктов — вяление, засолка, маринование, копчение — довольно эффективны, но часто меняют вкус пищи и не безупречны в плане сохранения всех питательных веществ. В начале XIX в. один французский кондитер предложил новый метод консервации: закупоривать продукты в стеклянные банки с притертой пробкой, запечатывать ее воском и ставить на несколько часов в горячую воду.
Вскоре вошли в обиход герметичные оловянные жестянки. Оловянные или покрытые оловом изнутри консервные банки мы используем и сейчас, поскольку олово — один из немногих металлов, который не разрушается под воздействием содержащихся в продуктах кислот
[21].
Кстати, консервировать еду в банках люди могли начать на несколько столетий раньше. Скажем, искусные древнеримские стеклодувы могли бы изготовить герметично закрывающиеся сосуды, а уж граждане постапокалиптической Земли и подавно без труда освоят закатывание провизии в жестянки.
Идея такого консервирования состоит в том, что нагревание уничтожает микроорганизмы, которые уже присутствуют в банке, а герметичная упаковка не допускает туда новых, которые могут испортить содержимое. Похожая процедура, называемая пастеризацией, предполагает деактивацию микроорганизмов и патогенов кратковременным нагреванием продукта до 65–70 °C. Особенно хороша пастеризация для молока: не сквашивая его, она помогает предотвратить заражение людей туберкулезом и желудочно-кишечными заболеваниями. Для надежного сохранения продукты, не подвергшиеся маринованию и не кислотные от природы, нужно закупоривать и нагревать до температуры выше обычной температуры кипения: при такой методике продукты стерилизуются и погибают даже устойчивые к перепадам температур споры микроорганизмов, в том числе ботулиновые.
Таким образом, высокая температура позволяет создать стратегический запас продовольствия на долгие годы. А что может холод?
С понижением температуры жизнедеятельность и размножение микроорганизмов замедляются — как и химические реакции, приводящие к прогорканию масла и подгниванию фруктов. Консервирующий эффект холода известен людям с давних времен. Китайцы уже 3000 лет назад запасали зимой лед, чтобы в течение всего года сохранять провизию в подземных ледниках, а в 1800-х гг. Норвегия была главным экспортером льда в Западную Европу.
Но искусственное создание холода — это выдающееся достижение современной технической цивилизации и гораздо более сложная задача, чем получение жара. Холодильный аппарат удобен для хранения скоропортящейся пищи и глубокой заморозки продуктов на долгое время, но также годится для хранения запасов крови в больницах и транспортировки вакцин, для кондиционирования воздуха в помещениях и для получения жидкого воздуха, из которого дистиллируется кислород. Мы довольно подробно рассмотрим устройство холодильника, потому что оно иллюстрирует интересный момент, касающийся внедрения технических новшеств, и показывающий, что цивилизация после апокалипсиса может пойти совсем другими путями, чем шла нынешняя.
Работа холодильной техники построена на том, что жидкости при испарении забирают необходимое для этой трансформации тепло из окружающей среды. Именно поэтому наш организм, когда ему нужно охладиться, выделяет пот, и примитивным прототипом холодильника может послужить запотевший глиняный горшок. Распространенный в Африке сосуд-холодильник состоит из неглазированной глиняной бадьи и накрывающегося крышкой глиняного сосуда чуть меньшего диаметра. Его ставят внутрь, а зазор между стенками двух посудин заполняют сырым песком. Влага, испаряясь из песка, отнимает тепло от внутреннего сосуда, так что в таком холодильнике фрукты и овощи, доставленные на рынок, не портятся неделю и дольше.
Все механические холодильники работают на том же принципе — управляемом испарении и реконденсации охлаждающего агента. Испарение (кипение) требует тепловой энергии; конденсация ее, напротив, высвобождает. Если испарение будет происходить в трубках внутри закрытого ящика, оно заберет из этого замкнутого пространства тепло, охладив положенные туда продукты, и отдаст его в окружающий воздух через черную решетку радиатора на задней стенке аппарата.
Практически все современные холодильники ускоряют этап конденсации — возвращение охладителя в жидкое состояние, чтобы его снова можно было испарить и отвести тепло из холодильной камеры, — при помощи электрического компрессора. Но есть и альтернативные методы, простейший из которых известен как абсорбционная холодильная установка (к изобретению одного из вариантов этой конструкции приложил руку сам Альберт Эйнштейн).
В этой системе охладитель, например нашатырный спирт, конденсируется без компрессии: ему просто дают раствориться (абсорбироваться) в воде. Чтобы возобновить цикл, водно-нашатырную смесь нагревают, дистиллируя нашатырь, у которого точка кипения гораздо ниже, чем у воды. Подойдет газовая горелка, электрический термоэлемент или просто солнечное тепло. Таким образом, абсорбционный холодильник использует для охлаждения тепло. Притом ему не нужен электромотор для компрессора, а значит, нет движущихся частей, снижается риск поломки и не нужно почти никакого обслуживания. А еще он работает бесшумно.
Если история — это просто «одна чертовщина за другой», то история техники — это изобретение чертовщины за чертовщиной: последовательность технических устройств, в которой каждое побивает своего предшественника. Но так ли это? Действительность редко бывает столь проста, и не надо забывать, что историю техники пишут победители: успешные новации создают иллюзию прямого и размеренного прогресса, а неудачные идеи забываются и растворяются во тьме. Но успех изобретения не всегда объясняется его функциональным превосходством над аналогами.
В истории техники компрессорная и абсорбционная системы появились практически одновременно, но компрессорный вариант оказался коммерчески успешным и сегодня лидирует. В значительной степени он обязан этим первым электрическим компаниям, которым очень хотелось обеспечить своему продукту растущий спрос. Так что нынешнее отсутствие абсорбционных холодильников (кроме газовых, которыми оснащаются жилые трейлеры, где решающее значение имеет способность оборудования работать без электричества) объясняется не тем, что их принцип менее удачен, а социальными и экономическими факторами. Распространение получают те продукты, которые сулят промышленникам бóльшую прибыль, а это в значительной степени зависит от существующей хозяйственной структуры. Короче, холодильник на вашей кухне гудит — то есть использует электрический компрессор, а не бесшумную абсорбционную установку — не потому, что эта конструкция лучше, а вследствие особенностей социально-экономической ситуации начала 1900-х гг., когда решалось, какая модель закрепится на рынке. Возрождающееся постапокалиптическое человечество вполне может двинуться другим путем.
