Спиртовая промышленность

Приготовление спиртованных соков

Приготовление спиртованных соков производится на специальных соко-морсовых заводах. Принципиальная технологическая схема показана на рисунке 1.

Рисунок 3 - Принципиальная технологическая схема производства спиртованного плодово-ягодного сока
Рисунок 1 — Принципиальная технологическая схема производства спиртованного плодово-ягодного сока

Плодово-ягодное сырье, поступающее для приготовления соков, сортируют для удаления из него примесей и сырья низкого качества. Сырье с твердой кожицей моют водой, с нежной кожицей — не моют. Затем сырье измельчают на дробилках и отжимают сок на прессах. Сок консервируют спиртом-ректификатом, отстаивают, сливают с образовавшегося осадка и хранят в деревянных чанах, бутах или эмалированных резервуарах.

Сортировка и мойка сырья

Сортировку ведут на специальных сортировочных столах или на инспекционных транспортерах при больших объемах производства. При сортировке удаляют примеси, испорченные и незрелые плоды и ягоды. Отсортированное сырье взвешивают и подают для мойки (с твердой корочкой) или прямо на дробление.

В качестве моечных машин применяют душевые и барабанные мойки. Душевая мойка (рисунок 2) представляет собой ленточный или вибрационный транспортер. Ленту 1 выполняют из проволочной сетки, а вибрационный желоб из перфорированного листа. Транспортер заключен в кожух 2, снабженный внутри душевыми форсунками 3. Сырье подается в загрузочный бункер 4, проходит под перегородкой 5, с помощью которой регулируют высоту слоя. При движении по транспортеру сырье орошается водой из форсунок и удаляется по лотку 6. Кожух мойки наполнен водой до уровня, показанного на рисунке пунктирной линией. Вода подается по трубе 7 и сливается через патрубок 8. Загрязненную воду периодически спускают, для чего вынимают гильзы из трубы 9. Для лучшего отмывания сырья воду в мойке приводят в движение при помощи мешалки 10.

Рисунок 4 - Душевая мойка
Рисунок 2 — Душевая мойка

Барабанная моечная машина (рисунок 3) имеет насаженный на вал барабан 1, набранный из продольных деревянных планок (металлических прутков), с просветами между ними 10 мм, или выполненный из листовой стали с круглыми отверстиями. Барабан до половины погружен в ванну 2, через которую протекает вода. Он имеет небольшой уклон и проводится в движение от электропривода через шкив 3. Сырье загружают в барабан через бункер 4, далее оно перемещается к другому его концу, на котором расположены лопасти 5, поднимающие и выбрасывающие сырье в лоток 6. Загрязненная вода периодически выпускается через лючок 7.

Рисунок 5 - Барабанная мойка
Рисунок 3 — Барабанная мойка

На мойку сырья расходуется 100-150% воды к массе сырья.

Измельчение сырья

Почти все виды плодов и ягод, за исключением клубники, земляники и малины, перед прессованием подвергают механической обработке (дроблению, раздавливанию, резке и т.д.), при которой они как живой организм погибают. При измельчении сырья повреждается только часть клеток, но это вызывает отмирание соседних клеток, что облегчает сокоотдачу. Абрикосы не дробят, а только разламывают пополам для удаления косточек. Яблоки и айву режут на шинковальных машинах или измельчают на центробежных дробилках на кусочки толщиной 2-5 мм, причем из айвы предварительно вырезают сердцевину. Косточковые плоды (вишня, слива), а также ягоды, покрытые плотной кожицей (брусника, клюква), подвергают грубому дроблению.

Дробление осуществляют на вальцевой дробилке (рисунок 4), рабочим органом которой служат два горизонтальных рифленых валка 1, вращающихся навстречу один другому. Валки закрыты съемным кожухом и покоятся в подшипниках, укрепленных на станине 2. Один из валков установлен в неподвижных подшипниках, другой — в подвижных, перемещающихся по горизонтальным направляющим и подпружиненными. Эта конструкция дает возможность регулировать зазор между валками и предохранять дробилку от поломки при попадании твердых предметов.

В верхней части кожуха установлен приемный бункер 3 с решеткой и питающий валик 4. Дробилка приводится в движение через ременную передачу от индивидуального электродвигателя. Производительность дробилки — 1-1,5 т/ч.

Рисунок 6 - Вальцовая дробилка
Рисунок 4 — Вальцовая дробилка

Для дробления айвы, яблок, а также вишни, слив, абрикосов, алычи и кизила можно пользоваться дисковой дробилкой (центробежной). Рабочим органом дробилки служит горизонтальный диск 1 (рисунок 5) с закрепленными на нем стальными прямоугольными шипами 2 размером 4×4 мм, выступающими на 6 мм. Вблизи от шипов по периферии диска прорезаны отверстия диаметром 10 мм.

Рисунок 7 - Дисковая дробилка
Рисунок 5 — Дисковая дробилка

В центре проходит вертикальный стальной валик 3, на верхнем конце которого закреплен контрнож 4, напоминающий по форме виток шнека. Контрнож доходит до середины диска, его назначение-регулировать подачу и прижимать сырье. Между диском и контрножом оставляется зазор в 1 -2 мм. Вертикальный валик дробилки получает вращение от горизонтального валика через конические шестерни 5.

Горизонтальный валик соединен с электроприводом (на рисунке не показан) эластичной муфтой 6. Приводной и дробильный механизмы закрыты алюминиевым прямоугольным кожухом 7 с бункером 8 для загрузки сырья и нижним отверстием для выгрузки дробленой массы.

Средняя производительность дисковой дробилки 2 т/ч. Частота вращения диска 1000 об/мин.

Измельченная плодово-ягодная масса (мезга) из дробилки поступает в сокостекатель-торпан, представляющий собой деревянный чанок, в котором установлено ложное дно, набранное из дубовых планок трапецеидальной формы с зазором 10-15 мм. Ложное дно обтягивают мешковиной редкой фактуры.

Сок-самотек стекает и фильтруется через ложное дно, попадая в пространство между ложным и основным дном, откуда его направляют в смеситель для спиртования.

Современные крупные соко-морсовые заводы оборудуются линиями, в которых применяют шнековые стекатели или камерные стекатели-настойники. Применение стекателей перед прессованием мезги позволяет увеличить производительность прессов и выход сока.

Выдержка мезги

Выход сока из мезги зависит от количества и состояния пектиновых веществ в плодах. При небольшом их содержании (вишня) или присутствии в виде нерастворимого протопектина (яблоки) сок отделяется полнее. Плоды, богатые растворимым пектином (сливы, абрикосы, алыча, черная смородина, кизил, айва) отдают меньше сока. Кроме того, полученные из них соки, за исключением черносмородинового, мутны и не поддаются фильтрации.

Мезгу из яблок и вишни после отделения сока-самотека немедленно подвергают прессованию, мезгу из остальных видов сырья выдерживают в торпанах или стекателях-настойниках определенное время, что дает возможность под действием ферментов преобразовать растворимые пектиновые соединения в нерастворимые и гидролизовать стенки клеток. Температуру при настое поддерживают 20°С, так как повышение температуры может вызвать быстрое развитие дрожжей, плесеней и других микроорганизмов.

Мезгу из малины и земляники выдерживают 2-3 ч, из черной смородины 6-8 ч, из слив, абрикосов, алычи и кизила 12-15 ч.

Так как пектолитических ферментов в свежей мезге содержится мало и они мало активны, в настоящее время разработаны способы обработки мезги ферментными препаратами, полученными из плесневых грибов (пектовамарин П10Х). Продолжительность ферментации с помощью ферментных препаратов 2-4 ч при температуре 18-25°С.

Прессование мезги

Мезгу, от которой отделен сок-самотек, прессуют на прессах различных конструкций. Пресса бывают периодического и непрерывного действия.

Наиболее простыми по конструкции являются прессы периодического действия корзиночные с винтовым или гидравлическим зажимом.

Пресс с винтовым зажимом (рисунок 6) состоит из неподвижной платформы — чугунной чаши 1, покрытой изнутри кислотоупорным лаком или эмалью и опирающейся на три-четыре ножки; вертикального стального винта 2, стационарно закрепленного в центре платформы; съемной деревянной корзины 3 цилиндрической формы, в которую загружают мезгу; прессующего механизма 4 с неподвижной стальной плитой 5, дубовых брусков 6 и плотной крышки 7 из дубовых досок, подкладываемой под прессующие бруски; дренажной решетки 8 из дубовых планок, прикрепляемой к чаше пресса.

Рисунок 8 - Винтовой пресс
Рисунок 6 — Винтовой пресс

Ответственной деталью винтового пресса является прессующий механизм (рисунок 7). Прессующий механизм выполнен в форме гайки 1 с отверстием в центре и резьбой. По окружности диска гайки расположены отверстия, а в его нижней части с помощью специальных приливов прикреплена стальная пята 2, к которой привинчивается плоская дубовая доска, передающая давление на бруски и прессующую крышку. Вращательное движение гайки по винту пресса осуществляется шарнирно-поворотным рычагом 3 с двумя шатунами 4, которые соединены с гайкой свободно вынимаемыми стальными клиньями 5, имеющими скошенные в одном направлении (под углом 45°) концы. При передвижении рычага на определенный шаг по окружности диска клин одного из шатунов находится в гнезде диска и вращает гайку по винту, в то время как клин второго шатуна скользит по диску, пока не попадет в ближайшее гнездо. При обратном ходе рычага первый клин выходит из гнезда, а второй передвигает гайку. Для перемены направления вращения гайки по винту после окончания прессования клинья вынимают из гнезд и устанавливают срезами в обратном направлении.

Рисунок 9 - Прессующий механизм винтового пресса
Рисунок 7 — Прессующий механизм винтового пресса

Механизмы для подачи прессующей головки могут быть с приводом от электродвигателя, с ручным или механическим гидравлическим приводом. Гидравлические приводы бывают с нижним или верхним давлением.

Выход натурального сока при отжиме зависит от строения ткани сырья и подготовки мезги к прессованию (таблица 1).

Таблица 5 - Выход натурального сока (в % ) к массе плодово-ягодного сырья
Таблица 1 — Выход натурального сока (в % ) к массе плодово-ягодного сырья

Выход сока из абрикосов, алычи, земляники, кизила, крыжовника, сливы, красной и черной смородины получен после обработки пектолитическим препаратом. Количество извлеченных экстрактивных веществ 56-81 %. Выжимки после прессования являются отходом производства. Выжимки яблок, айвы и черной смородины рекомендуется сушить и использовать в качестве сырья для получения пектина.

Консервирование соков

В ликеро-водочном производстве основным способом консервирования соков является их спиртование этиловым спиртом. Лишь отдельные виды консервируют сахаром или сахаром и спиртом. Так как спирт неблагоприятно влияет на вкус безалкогольных напитков, то соки, идущие для этой цели, спиртуют до 16% об. Для ликеро-наливочного производства требуются соки с содержанием спирта не менее 25% об., во избежание выпадения осадков в готовых напитках. Исключением является земляничный сок, который спиртуют до 20% об., так как при повышении крепости сок приобретает горелый, горький привкус и теряет характерный аромат ягод.

Для консервирования соков используют герметически закрытые смесители, изготавливаемые из нержавеющей стали или из другого металла, покрытого антикоррозийным слоем, или из дуба. Смеситель (рисунок 8) оборудован механической мешалкой 1 и указательным стеклом 2 с мерной рейкой. Приводится мешалка в действие через редуктор 3 от электродвигателя.

Рисунок 10 - Чан-смеситель для спиртованного сока
Рисунок 8 — Чан-смеситель для спиртованного сока

Вначале в смеситель задают определенное количество сока, а затем через специальный кольцевой разбрызгиватель 5 при непрерывном перемешивании раствора постепенно добавляют рассчитанное количество спирта. Несмотря на то, что спирт легче сока, изменять порядок введения компонентов не рекомендуется, так как это повлекло бы за собой образование обильного коллоидного осадка. Спирт отмеривают мерником обычного типа. Смеситель должен быть емкостью 250 дал. Для консервирования сока сахаром используют куб (реактор) со сферическим днищем с рубашкой, которая служит для поддержания необходимой температуры. Куб оборудован также мешалкой с электроприводом. Сначала в куб сливают определенное количество натурального сока, затем постепенно добавляют заранее отвешенное количество сахара при непрерывном перемешивании и подогревании сока черной смородины до 70°С, сока клубники — до 45°С.

На каждый литр сока дают 2 кг сахара, чтобы в полученном сиропе общая концентрация сахара составляла не ниже 65% по массе. После полного растворения сахара сироп пропускают через сито и перекачивают в эмалированную емкость для хранения. Сок лучше хранится, если к нему добавить 10% спирта. Иногда, наоборот, к спиртованному соку добавляют 20% сахара. При консервировании сахаром пектины и другие коллоиды остаются в растворе и в конце концов попадают в готовые напитки, вызывая их помутнение. Консервирование спиртом этого недостатка не имеет, так как коллоиды осаждаются и после отстаивания удаляются с осадком.

Отстаивание спиртованных соков

Отстаивание спиртованных соков производится с целью удаления природных высокомолекулярных коллоидов (пектин, белки, камеди, дубильные и красящие вещества), которые при добавлении спирта или сразу выделяются, или образуются в продолжении длительного времени. Одновременно осаждаются при отстое механические примеси (обрывки тканей и другие), увлеченные соком при прессовании мезги.

Примерная продолжительность отстаивания отдельных соков (в сут ) следующая:

  • Вишневого………..10
  • Малинового………25
  • Алычевого, сливового после  обработки ферментным препаратом…..10
  • Яблочного, айвового, абрикосового….20

Отстаивание производится в специальных герметически закрытых дубовых чанах — отстойниках высотой 2-2,5 м, емкостью от 200 до 1000 дал. Слив осветленного сока производят через штуцер, который расположен несколько выше днища, или через специальное поворотное устройство.

Осадок (фуз) из сока каждого вида собирают отдельно в отстойные чаны для уплотнения, второй отстой отбирают, уплотнившийся фуз фильтруют и передают на отгонку спирта.

При плохой осветляемости сок обрабатывают флокулянтами — бентонитом или смесью бентонита и полиакриламида. Количество бентонита, в зависимости от мутности сока, колеблется от 0,5 до 3% к массе сока.

Осветление сока бентонитом проводят следующим образом. В небольшом бачке с мешалкой отвешенную порцию бентонита заливают пятикратным количеством воды и оставляют для набухания на 10-12 ч. После набухания в суспензию добавляют такое же количество сока, который подлежит осветлению, производят перемешивание и перекачивают насосом в чан, содержащий основное количество мутного сока. Сок тщательно перемешивают с бентонитом и отстаивают 3-6 сут.

Таблица 6 - Выход и характеристика спиртованных соков
Таблица 2 — Выход и характеристика спиртованных соков

Хранение и отпуск спиртованных соков

Хранение и отпуск спиртованных соков производят в закрытых деревянных чанах или в стальных эмалированных цистернах. Возможно также применение резервуаров из черного металла с антикоррозийным покрытием.

Отпуск и транспортировку спиртованных соков производят в бочко-тару или в автомобильные цистерны, применяемые для перевозки вина.

Для хранения спиртованных соков на ликеро-водочных заводах оборудуют специальное помещение с минимальной площадью окон. В складе поддерживается температура 5-15°С и относительная влажность воздуха 75-80%. Резкие колебания температуры могут привести к помутнею соков.

Спиртованные соки хранят не более 12 мес.