Производство сока яблочного спиртованного

В шнековом прессе получают сок 3-х фракций: сок –  самотек, сок, отпрессованным шнеком, и сок, отжимаемый в концевой части пресса, у конусного затвора.

Шнековые прессы обеспечивают высокую производительность, но дают сок с большим количеством взвесей.

Диффузионный  способ получения сока, заключается  в извлечении водой экстрактивных  веществ из плодовой мезги. В сок  переходят растворимые вещества, а нерастворимые остаются в отходах. При этом теряется часть белковых, пектиновых, красящих и других веществ, сок не обладает натуральным вкусом. Диффузионный сок используют в дальнейшем для получения концентрированных соков и напитков.

В процессе извлечения экстрактивных веществ из сырья  преобладают диффузионные процессы, основанные на выравнивании концентраций между растворителем (водой) и раствором веществ, содержащихся в клетке.

Скорость процесса извлечения, как и скорость диффузии, будет пропорциональна градиенту концентрации и площади поверхности, через которую происходит перемещение жидких фаз. Для их увеличения процесс диффузии проводят в диффузионной батате (8-12 аппаратов), разделяя на несколько стадий. Фрукты предварительно измельчают.

Чтобы сок не приобрел приварной вкус и не терял  летучие  ароматические вещества, процесс проводят при температуре воды 10-30 ^оС. Большое значение имеют и такие факторы, как продолжительность воздействия экстрагента на плодовую мезгу, коэффициент диффузии, размер диффундирующих веществ и т.д.

Диффузоры представляют собой резервуары, имеющие дырчатое дно, на которое помещают грубую ткань, а затем мезгу. Вода, проходя по батарее диффузоров, заполненных плодовой мезгой, насыщается экстрактивными веществами. Количество экстрагента принимают минимальным при соотношении мезги и воды 1:1. Этим способом можно извлечь 90-94% сухих веществ, содержащихся в сырье.

Замораживание плодов с последующим оттаиванием  применяют для увеличения выхода сока. Гибель клеток при этом – результат совместного воздействия на растительную ткань ряда факторов: обезвоживания клеток в процессе льдообразования, токсического действия повышенных концентраций кислот и солей клеточного сока: механического давления образующихся внутри клеток кристаллов льда на цитоплазменные мембраны. Замораживание дает хороший эффект особенно для ягод, но этот способ длителен и трудоемок.

Обработка ферментными  препаратами основана на воздействии  пектолитических ферментов на пектиновые вещества, цементирующие отдельные  клетки растительной ткани между собой и входящие в состав внешних оболочек клеток. При этом повреждаются белковые мембраны, снижается вязкость сока, облегчается и ускоряется процесс прессования и увеличивается выход сока на 5-20%. Ферментный препарат добавляют в виде суспензии в количестве 0,01-0,03% к массе сока из расчета стандартной активности препарата 9 ед./г по пектиназе.

Плоды поступают  в приемный бункер с водой, откуда они по гидротранспортеру попадают в барабанные мойки. Вымытое сырье поступает на ленточные транспортеры на инспекцию для удаления гнилых, плесневелых и других непригодных к переработке плодов.

Подготовка  плодов к извлечению сока, заключается  в дроблении сырья (получение  мезги) и в обработке мезги  различными способами для увеличения выхода сока. Выход сока зависит от степени измельчения сырья, количества пектиновых веществ, состояния коллоидной системы мезги.

Сырье подают в  приемный бункер, а из него в рабочую  часть дробилки, где оно проходит между барабаном и прижимными колодками. Зазор между ними регулируется (для яблок 3-4 мм).

Полученную  после дробления мезгу направляют из дробилки в накопительный бункер, который установлен над прессом, а затем в пресс для извлечения сока. Затем сок пропускают через фильтры различных систем или сепарированием на центрифугах. Наиболее распространено фильтрование соков на фильтр-прессе. Пресс состоит из  фильтрованных плит с полыми ребордами для подачи сока.  Между плитами зажимают асбестоцеллюлозные пластины. Сок подогревают до  температуры 40-50 ^оС.

Обработка ферментными  препаратами.

Большинство плодов содержат пектиновые вещества, которые затрудняют выделение сока и уменьшают его выход. Пектиновые вещества находятся в плодах в виде нерастворимого в воде протопектина и растворимого пектина. Протопектин входит в состав клеточных стенок и срединных пластинок растительных тканей. Основное влияние на процесс сокоотдачи оказывает растворимый пектин, который обладает водоудерживающей способностью и повышает вязкость сока, препятствуя его вытеканию. Поэтому при обработке мезги пектолитическими ферментами необходимо, прежде всего, разрушить нерастворимый протопектин. Протопектин должен быть гидролизован только частично, так чтобы отделить клетки одну от другой и частично разрушить их стенки для повышения клеточной проницаемости. Пектолитические ферментные препараты не только разрушают пектиновые вещества, но и действуют на клетки токсичными веществами неферментативной природы, которые входят в состав препаратов и вызывают коагуляцию белково-липидных мембран и гибель растительных клеток. В результате этих превращений клеточная проницаемость увеличивается, протоплазменные мембраны разрываются, и выход сока значительно облегчается.  Для обработки мезги плодов при производстве соков без мякоти используют ферментный препарат Пектофостидин, который выпускается в виде порошка. Препарат Novoferm 10х (выращивается поверхностным способом) представляет собой комплекс ферментов пектиназы, полигалактуроназы, пектинметил-эстеразы, целлюлазы и амилазы. Оптимальная температура действия пектолитических ферментных препаратов 35…40°C. Повышение температуры сверх 55°С инактивирует ферменты и действие препарата прекращается. Продолжительность обработки 1…2 часа. Novoferm 10х  применяется как для обработки мезги, так и для осветления соков. Новым видом ферментов, которые могут применяться для обработки мезги в целях повышения выхода сока, являются разжижающие ферменты, в состав которых входит пектиназа и целлюлаза.

Соки осветлённые  представляют собой жидкую фазу плодов с растворёнными в ней веществами, отжатую из плодовой ткани.

Доставка, приёмка  и хранение сырья осуществляются в производстве соков так же, как при изготовлении других видов фруктовых консервов. Мытое сырьё инспектируют, удаляя плоды, поражённые вредителями, загнившие и с другими дефектами. Механическое измельчение (дробление) является основным способом воздействия на растительную ткань в производстве соков. Однако чрезмерно мелкое измельчение превратит мезгу в сплошную массу, в которой не будет «каналов» для вытекания сока. Степень повреждения клеток при механическом измельчении зависит от вида плодов и конструкции измельчающего устройства. Степень повреждения клеточной структуры яблок при измельчении на шлифовальной машине порядка 30…35%. Однако, при измельчении яблок на тёрочно-ножевой дробилке доля клеток с повреждёнными мембранами может достичь 60…80%. При прессовании также происходит повреждение мембраны. В процессе нагревания растительного сырья коагулируются и обезвоживаются белки протоплазмы, что приводит к увеличению клеточной проницаемости. Тепловая обработка оказалась наиболее эффективной для плодов с низкой сокоотдачей. Нагревание не только повышает выход сока, но и оказывает другие воздействия на сырьё: инактивирует ферменты, снижает слизистость и вязкость, способствует переходу красящих веществ из кожицы и мякоти плодов в сок. Режим нагревания должен быть правильно подобран для каждого вида и сорта сырья. Дроблёные плоды нагревают в аппаратах непрерывного действия разного устройства.

Для получения  прозрачного продукта необходимо нарушить коллоидную систему и обеспечить оседание взвешенных частиц и удаления части коллоидов, прежде всего нестойких. Однако в процессе хранения возможно взаимодействие коллоидов между собой и образование более крупных частиц, которые могут вызвать помутнение сока и выпадение осадка. Стабильность коллоидной системы сока обеспечивается следующими свойствами:

- высокая дисперсность  коллоидных частиц;

-  наличие  у коллоидных частиц одноимённого  электрического заряда;

- наличие на  поверхности частиц водной оболочки, которая приближает плотность  частиц к плотности жидкой  фазы и препятствует их соединению.

Различают физические, биохимические и физико-химические способы осветления сока. К физическим относятся: процеживание, отстаивание, сепарирование. К биохимическим - обработка ферментами. К физико-химическим: отстойка, обработка бентонитом, мгновенный подогрев. [2]

Фильтрование.

После осветления сока для отделения скоагулировавших коллоидов и осевших частиц его  фильтруют. Фильтрование – механический процесс выделения взвешенных частиц из сока путём пропускания его через пористый слой. Различают 3 вида фильтрования: поверхностное, глубокое и адсорбционное. Для фильтрования фруктовых соков используют фильтры разных типов: пластинчатые (фильтр-прессы), намывные и барабанные. Барабанные фильтры представляют собой вращающийся барабан с решётчатой поверхностью из полипропилена, на которую натянуто фильтровальное полотно. Барабан, частично погружённый в неотфильтрованный сок, вращается с частотой 0,2…0,6 мин-¹. Внутри барабана создаётся вакуум. Первая стадия фильтрования заключается в формировании слоя фильтровального порошка на всей поверхности барабана. Для этого в ванну наливают суспензию порошка. При вращении барабана на всей его поверхности осаждается слой порошка толщиной 5…10 см. После образования фильтрующего слоя суспензию из ванны удаляют, наливают сок, подлежащий фильтрованию – начинается вторая стадия фильтрования. Сок, проходя через слой кизельгура под действием вакуума, собирается в сборнике, откуда откачивается насосом на дальнейшую обработку. Осадок наслаивается на поверхность кизельгура с внешней стороны и при вращении барабана срезается ножом.

В значительной степени сок осветляется на сепараторах. При центрифугировании взвешенные частицы отбрасываются к стенкам центрифуги. Центрифугирование – перспективный метод осветления.

Яблочный сок  осветляют бентонином. Частички мути склеиваются, укрупняются и выпадают в осадок. Бентонит размещают в соке, затем фильтруют на фильтр-прессах. Далее сок фильтруют для удаления остатков мякоти через редкую ткань или сито из нержавеющей стали и сразу спиртуют, что предохраняет сок от заражения микробами.

Сок готовят  из яблок разных сортов и сроков созревания, поэтому по химическому составу яблочные соки могут значительно различаться, хотя большинство промышленных сортов яблок имеет незначительный диапазон в содержании сухих веществ (19…21%) и органических кислот (0,3…0,6%), также они содержат пектиновые вещества (0,5…1,0%), богаты витаминами. Для получения соков лучшими являются яблоки осенне-зимних сортов с плотной тканью, которые при дроблении дают мезгу зернистой структуры, хорошо поддающуюся  прессованию. Выход сока составляет 80% и более. После дробления мезга должна сразу поступать на прессование, так как при измельчении нарушается целостность клеточных стенок, и высвобождаются полифенольные ферменты. При этом с участием кислорода воздуха окисляются полифенольные и другие легкоокисляемые соединения, что приводит к потемнению и ухудшению вкуса и запаха сока. Продукты окисления полифенолов могут иметь красную, оранжевую, коричневую окраску и, соответственно, менять цвет сока. Отжатый сок, который содержит пектиновые и полифенольные вещества и некоторую часть крахмала и азотистых соединений, необходимо осветлить комбинированными способами с применением пектолитических и амилолитических ферментов и других осветляющих веществ. Для получения яблочного сока применяют комплексные механизированные линии, включающие приёмку сырья и получение готового продукта.

Для спиртования  используют ректификационный (очищенный) спирт крепостью 96% об. Сок со спиртом смешивают в герметически закрываемых емкостях-смесителях, имеющих измерительные стекла. Спирт приливают постепенно при постоянном перемешивании, так при одновременном добавлении большого количества  спирта и плохом перемешивании многие вещества свертываются и выпадают в осадок. Спиртуют сок для производства ликеро-водочных продуктов до 25% об., безалкогольных напитков до 16% об.

После спиртования  начинается самоосветление сока. Значительная часть пектиновых веществ, дубильных, белковых и некоторых красящих веществ выпадают в осадок. Осветление сока проводят в отстойниках с хорошей герметизацией. Продолжительность осветления 10-30 суток, в зависимости от особенностей сырья и качества ферментативной обработки мезги. Осветленный сок декантируют и перекачивают в емкости на хранение. Из осадка фильтрацией или прессованием извлекают сок, дополнительно его очищают и приливают к основной партии.

Спиртованные  соки, хранят в деревянных бочках вместимостью 25-30 дал (1 дал=10 л), бутах и чанах 500-2000 дал; в металлических из нержавеющей стали или алюминия и эмалированных емкостях на 2000 и более дал; железобетонных резервуарах прямоугольной или цилиндрической формы на 1,5-27 тыс. дал. Наиболее выгодными являются металлические, покрытые изнутри лаком, либо эмалированные емкости. Их легче мыть и дезинфицировать, они хорошо герметизируются, стенки обладают хорошей теплопроводностью их можно устанавливать в два, три и более ярусов, что' позволяет более рационально использовать объем производственного помещения. Все емкости должны иметь плотно закрывающиеся люки и измерительные мерные стекла.

Наиболее выгодными  являются металлические, покрытые изнутри  лаком, либо эмалированные емкости. Их легче мыть и дезинфицировать, они хорошо герметизируются, стенки обладают хорошей теплопроводностью. Все емкости должны иметь плотно закрывающиеся  люки и измерительные мерные стекла. Транспортируют спиртованные соки в основном в дубовых бочках на 250-500 л. Пробки в бочках дополнительно закрепляют металлическими кружками, которые прибивают к бочке мелкими гвоздями.

Температуру воздуха  в помещениях для хранения соков  поддерживают на уровне 5-15° С, относительную  влажность воздуха - 78-80%. Резкие колебания температуры могут привести к помутнению соков. При хранении возможно выпадение осадка и изменение вкуса, ослабление аромата. Срок хранения не более одного года. [3]

3. Требования к качеству сырья для производства спиртованного сока