Подготовка плодов и ягод перед извлечением сока
Заключается в дроблении сырья (получении 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 и других факторов, поэтому каждый вид сырья имеет свои особенности дробления и подготовки перед прессованием. Слишком мелкое дробление плодов дает мезгу, которая забивает поры фильтрующих материалов и плохо прессуется. При недостаточном дроблении из крупных кусочков не удается отжать весь сок, поэтому мезга должна быть рыхлой и однородной.
Технологические схемы производства плодово-ягодных соков натуральные, осветленные, купажированные, с сахаром
Сырье чаще всего дробят в машинах КДП-4М (рис. 29) производительностью 8 т/ч. Подготовленное к переработке сырье элеватором "гусиная шея" подают в приемный бункер, а из него - в рабочую часть дробилки, где сырье проходит между барабаном и прижимными колодками. Зазор между барабаном и прижимными колодками регулируется, что дает возможность получать мезгу различной степени измельчения. Расстояние между барабаном и колодками при дроблении ягод устанавливают 2...3 мм, яблок, айвы, груш 3...4, вишни Г)...8 мм. При обработке вишни следят за тем, чтобы количество раздробленных косточек было не более 15%. Ядро косточек содержит гликозид амигдалин, который в процессе последующей переработки и хранения вишневого сока может гндролизоваться с образованием синильной кислоты, накопление которой опасно.
Рис. 29. Дробилка для овощей и фруктов КДП-4М: 1 - барабан; 2 - ножи-гребенки; 3 - загрузочный бункер; 4 - прижимные колодки; 5 - пружина; 6 - привод; 7 - рама; 8 - лоток разгрузки
Для измельчения плодов и ягод успешно применяют дисковые дробилки: плодорезки КПИ-4, дробилки ВДР-5 и ДДС-5. Дисковые дробилки имеют устройство, обеспечивающее оптимальное измельчение любой партии яблок. В дробилке КПИ-4 имеется возможность регулировать измельчение плодов в широком диапазоне. Мезгу, полученную после дробления сырья, направляют из дробилки в накопительный бункер, который установлен над прессом, а затем в пресс для извлечения сока. Отдельные виды сырья (бруснику, клюкву, зрелую малину и землянику) не дробят, а сразу прессуют.
Сок из яблок, вишни, земляники, ежевики, красной смородины н облепихи отжимается сравнительно легко, поэтому мезгу из плодов и ягод этих культур сразу направляют в пресс. Из других плодов н ягод сок отжимается с большим трудом, а из мезги черной смородины, например, без специальной ее подготовки вообще нельзя получить сок. Для увеличения выхода сока специальная обработка мезги нужна и для плодов тех культур, которые легко отжимаются.
Некоторые виды сырья содержат значительное количество коллоидов, которые повышают вязкость сока, и поэтому он трудно отпрессовывается из мезги. Разрушение коллоидов способствует выделению сока. Обычно коллоиды заряжены отрицательно или положительно. Если заряды снять, коллоидная система разрушается. Для этого успешно применяют электроплазмолизатор ЭВ-1 производительностью 6...17 т/ч. Основные части прибора - горизонтальные вальцы- электроды из нержавеющей стали, смонтированные на диэлектрической станине (рис. 30). Во время работы на электроды подают напряжение. При прохождении мезги электродами происходит электроплазмолиз клеток, так как заряд коллоидов снимается. При прессовании такой мезги выход сока увеличивается на 8...10%.
Рис. 30. Схема электроплазмолизатора: 1 - рубильник; 2 - предохранитель; 3 - амперметр; 4 - вольтметр; 5 - контрольная лампа; 6 - щетки; 7 - вальцы; 8 - станина
Прогрессивной является обработка дробленого сырья электрическими импульсами высокой частоты (непосредственно в пакетах пресса). При укладке пакетов с мезгой па дренажные решетки накладывают электроды. После загрузки пресса давление доводят до 500...600 кПа. Через 10 мин, когда часть сока отожмется, включают на 2...3 мин импульсную установку. Рабочие во время работы установки выходят за ограждение пресса. Количество сока при обработке мезги импульсами увеличивается па 8%.
Для увеличения выхода сока, кроме обработки мезги электрическим током, применяют и другие способы. Так, при нагревании плодов и ягод белки протоплазмы коагулируют. Лучше всего сырье прогревать не в воде, где теряются растворимые вещества, а обрабатывать паром в ленточном шпарителе.
Барбарис, кизил, терн, сливу и шиповник нагревают в воде (воды берут 15...20% от массы ягод) до появления трещин па кожице, а затем прессуют в горячем виде. Мезгу прогревать нежелательно, так как это ухудшает вкус сока. Если плоды и ягоды перерабатывают для получения сока и семян, тепловая обработка сырья недопустима, так как теряется всхожесть.
Для увеличения выхода сока успешно применяют обработку мезги пектолитическими ферментными препаратами. Пектиновые вещества повышают водоудерживающую способность клеток и препятствуют выделению сока. При обработке мезги пектолитическими ферментными препаратами пектиновые вещества расщепляются, в результате облегчается прессование мезги и повышается выход сока. Кроме того, снижается количество осадка, улучшается осветляемость и фильтруемость соков. Дозы ферментных препаратов, вносимых в обрабатываемую мезгу, зависят от вида сырья. Общее количество их не должно превышать 0,03% массы сырья в пересчете на стандартную активность 9 ед/г. Пектолитическая активность выпускаемых ферментных препаратов различна, поэтому перед их использованием рассчитывают потребное количество препарата с учетом фактической активности, указанной для данного препарата.
Вначале пектолитические препараты смешивают с 5...10-кратным количеством сока, подогретого до 30...45°С, тщательно перемешивают и полученную суспензию настаивают 30 мин. Затем мезгу в ферментаторах смешивают с суспензией препарата, подогревают до 40...45°С и выдерживают 3...6 ч в зависимости от вида сырья. После ферментации отжимают сок. Ферментативный препарат часто применяют для обработки мезги из айвы, алычи, голубики, крыжовника, рябины, черники, черной смородины, кизила, сливы и др. Обработка мезги препаратом увеличивает выход сока на 4...5%.
Увеличить выход сока можно и замораживанием плодов и ягод. При замораживании сырья кристаллы льда разрывают клетки и при размораживании сок легко отделяется. Метод применяют при обработке ягод. Например, бруснику, клюкву, облепиху вначале замораживают, затем оттаявшие ягоды нагревают до 30...35°С и прессуют.
Продолжительность выдержки замороженного сырья не влияет на выход сока, поэтому как только ягоды замерзнут, их размораживают. Замораживать можно при любой отрицательной температуре; чем ниже температура, тем быстрее идет замораживание. Размораживание на воздухе длится около суток. Этот способ длительный, стоимость замораживания высокая. Кроме того, при медленном оттаивании дубильные вещества окисляются, что вызывает потемнение сока и ухудшение его качества. Специально для увеличения выхода сока замораживание не применяют. Его используют для хранения ягод, например клюквы, брусники. В этом случае замораживание способствует не только сохранности сырья, но и увеличению выхода сока.
При запаздывании с уборкой урожая и неблагоприятных погодных условиях возможно замораживание яблок на деревьях. Такие плоды необходимо быстро дефросгировать и немедленно переработать. При вибрационном способе обработки вначале сырье загружают в вибрационное устройство (целые плоды на 1...2 мин, половинки на 30 с), затем плоды дробят и прессуют.
Извлечение сока. Основной способ извлечения сока из плодов и ягод - прессование на прессах периодического или непрерывного действия. Широко используют двухплатформенный пак-пресс 2П-41 (рис. 31), у которого одна платформа с пакетами находится под давлением для отжатия сока, вторая - па разгрузке выжимок и загрузке мезги. Производительность пресса при получении сока плодов и ягод до 1500 кг/ч.
Рис. 31. Гидравлический пак-пресс 2П-41: 1 - пульты управления; 2 - салфетка с мезгой; 3 - дренажная решетка; 4 - станина; 5 - поддон; 6 - рама
Для извлечения сока используют также пак-пресс РОК-200с карусельного типа с тремя платформами, производительность его более 3 т/ч (рис. 32). Платформы вращаются вокруг станины пресса. Первая платформа находится под давлением, вторая - па разгрузке выжимок, третья - на загрузке. После отжатия сока платформы меняют местами: платформа с новой мезгой поступает на отжатие сока, а бывшая под давлением - на разгрузку и т. д. Толщина слоя мезги в одном пакете 5...8 см, это способствует большему выходу сока.
Рис. 32. Гидравлический пак-пресс РОК-200с: а - общий вид; 6 - вид сверху; 1 - станина (рама); 2 - платформа
При загрузке пак-пресса на дно поддона платформы кладут дренажную решетку, затем раму высотой до 8 см. Раму накрывают прочной мешковиной или специальными салфетками из лавсановой ткани. Из накопительного бункера подают мезгу, загружают ее до уровня бортиков рамы. Затем закрывают краями мешковины верхний слой мезги, снимают раму с получившегося пакета и кладут на него следующую дренажную решетку, а па нее опять раму, мешковину и т. д. На одну платформу укладывают до 15...25 пакетов.
Загруженную платформу подводят под отжимное устройство и включают гидравлический поршень малого давления. Давление повышают постепенно, в противном случае может произойти попала пне мякоти в сок или разрыв мешковины. Когда дальнейшее повышение давления затрудняется, вторым поршнем подают гидравлическую жидкость, поднимают давление до 2,5 МПа и держат его 5...10 мин до прекращения выделения сока. Затем платформу откатывают па разгрузку. Общая продолжительность прессования 15...20 мни. Выжимки выгружают на транспортер, который подает их к ковшовому элеватору, а элеватор - в накопительный бункер (рис. 33). Затем выжимки вывозят с территории завода для скармливания скоту пли на другие цели.
Рис. 33. Накопительный бункер: 1 - элеватор 'гусиная шея' № 9; 2 - бункер; 3 - шнек
При переработке плодов и ягод па сок и семена для питомников сок отжимают так, чтобы не вызвать деформацию семян. Удельное давление па мезгу при отжиме сока из груш должно быть не выше 0,8 МПа, из яблок 1,0...1,2 МПа. В каждом конкретном случае проводят пробное прессование.
Для увеличения выхода сока из мезги яблок и повышения производительности пак-пресса рекомендуется вначале отделить часть сока на стекателе непрерывного действия, а затем на пак-прессе. При таком методе нельзя допускать большого разрыва между отделением сока в стекателе и прессованием, так как соприкосновение продукта с воздухом ведет к его потемнению в результате окисления дубильных веществ.
Для получения сока из яблок применяют шнековые прессы РЗ-ВИШ-5 и ПНДЯ-4 непрерывного действия повышенного давления производительностью 5 и 4 т/ч.
Шнековые прессы объединяют в одну систему с дробилками (рис. 34), что позволяет наладить поточную систему переработки. Если вначале перед прессом поставить стекатель, то это увеличит выход сока.
Рис. 34. Дробилка ВДР-5 и шнековый пресс ВПШ-5: 1 - элеватор 'гусиная шея' А-9; 2 - дробилка ВДР-5: 3 - шнековый пресс (а - общий вид; б - без кожуха); 4 - перфорированный цилиндр; 5 - запорный конус; 6 - гидрорегулятор
Сок из винограда отжимают на двухшнековом прессе ВПНД-5 производительностью 5 т/ч. Использование шнекового пресса требует предварительного отделения гребней после дробления ягод на гребнеотделяющем агрегате. Шнек перетирает гребни, затем из них отжимают сок с высоким содержанием дубильных веществ, что ухудшает качество сока. Если виноградный сок получают на пак-прессе или корзиночном прессе барабанного типа, а также на пневматическом прессе, отделение гребней не обязательно. В этом случае они являются дренажным материалом, увеличивающим выход сока.
Перспективно получение сока методом центрифугирования, Метод основан на разделении твердой и жидкой фракций мезги под воздействием центробежной силы в центрифугах. Применяют его главным образом при выработке сока с мякотью.
Выход сока зависит как от культуры, гак и от способов подготовки мезги и прессования. Установлены следующие нормы выхода сока (%): для кизила, рябины и терна 50; яблок дикорастущих 52; терна 56; сливы 58; айвы, абрикоса, алычи, морошки и культурных сортов яблок и груш 60; крыжовника и черной смородины 63; брусники, вишни и земляники 65; голубики, красной смородины и черники 70; клюквы 74. Полученный сок направляют на последующие операции с учетом его назначения и вида вырабатываемой продукции.
