Пиво и напитки

Технология переработки, схема производства соков

Соки получают из плодов и ягод, разрушая растительную ткань таким образом, чтобы можно было отделить находящийся в вакуолях, межклеточном пространстве и самой протоплазме сок.

Подготовка сырья

Сортировка – необходима для удаления недоброкачественных плодов. Большое значение для получения высококачественного сока имеют сорт, степень зрелости, размер, цвет и другие отличительные особенности плодов и ягод.

Плоды и ягоды многих сортов имеют такое строение, что при применении современной технологии они не отдают сока. Плоды и ягоды других сортов выделяют сок, но химический состав и вкусовые качества его мало пригодны к употреблению.

Степень зрелости плодов и ягод, их окраска определяют в значительной степени качество сока. Зеленые и с невыраженной для данного сорта плоды дают кислый, с неопределенным вкусом сок.

Недопустимо перерабатывать гнилые и плесневые плоды. Даже небольшое количество их ухудшают вкус и цвет сока.

Чтобы избежать осложнений при сортировке сырья на заводе, следует собирать урожай по сортам и степени зрелости.

Мойка — плоды и ягоды моют в чистой проточной воде до полного удаления загрязнений и химических препаратов, которыми они были обработаны.

Хорошая мойка достигается при движении сырья и воды по принципу противотока.

Сильно загрязненные плоды замачивают в воде, но это не нарушает непрерывности процесса

Моют все виды сырья, включая клубнику, малину и другие нежные ягоды. Если плоды целые, неповрежденные то для мойки может быть использована горячая вода.

Особенно важно при мойке плодов удалить с их поверхности вредные (ядовитые) свинцовые, мышьяковистые и подобное препараты, которыми опрыскивают деревья для уничтожения различных вредителей.

После мойки плоды отправляют на дальнейшую обработку.

Предварительная обработка сырья

Извлечение сока, который находится в вакуолях, в клеточной протоплазме и отчасти в межклеточном пространстве живой плодовой ткани, весьма затруднено или невозможно.

Клеточную проницаемость протоплазмы можно увеличить воздействием на клетку различными методами: механическим, тепловым, электрическим или замораживанием.

 Дробление

Чтобы сохранить натуральные свойства сока, клеточную проницаемость часто увеличивают механическим способом – дроблением.

При дроблении плоды не режут, а разрывают на небольшие кусочки. Только при таком измельчении осуществляются правильное и полное вытекание сока из растительной ткани.

Часто для измельчения применяют одновальцовые дробилки с рифлеными валками, для дробления ягод часто применяют ножевые дробилки, также применяют центробежные терочные машины, молотковые дробилки.

Вместо дробилок можно использовать машину, в которой плоды подвергаются не измельчению, а определенному отжиму.

Виноград, клубника, малина и другие нежные ягоды легко раздавливаются.

Несмотря на то, что способы измельчения и прессования сырья непрерывно совершенствуют, все же полностью разрушить все клетки обрабатыванием сырья не удается. Следовательно, измельчение и прессование недостаточны для отделения всего сока, находящегося в тканях сырья.

Замораживание и нагревание – термические способы.

Механическая обработка плодов – дробление, раздавливание, резка – не может вызвать плазмолиз всех клеток ввиду мало го их размера. Нагревание и замораживание плодов с последующим оттаиванием облегчает извлечение сока при прессовании,так как жизненные функции протоплазмы нарушены.

При замораживании плодов клеточная вода замерзает, объем не увеличивается, а образовавшиеся кристаллы льда нарушают целостность клеточной оболочки. При нагревании некоторые  вещества, содержащиеся в клетке в коллоидном состоянии, например белковые, коагулируют (необратимый процесс) и клеточная проницаемость увеличивается.

Нетепловые способы

Ультразвуковая обработка – при такой обработке плодовой мякоти, происходят необратимые изменения, ведущие к разрушению клеточных стенок. Обработка ультразвуком повышает выход из различных плодов на 10% и более.

Электроплазмолиз при нагревании электрическим током можно денатурировать клеточный белок, что приводит к повышению проницаемости клеток и более легкому выделению сока.

Частично обезвоженную мезгу обрабатывают в валковом электроплазмолизаторе.

Нагревание мезги

Для получения хорошего выхода сока из некоторых видов ягод и косточковых плодов, а иногда и семечковых плодов необходимо в них перед прессованием провести ферментативное расщепление пектина при повышенных температурах. Для этого применяют различные теплообменники: трубчатые, спиральные, кожухотрубные, «труба в трубе» и другие модификации.

К теплообменнику для мезги предъявляются следующие требования: непрерывность работы, возможно большая турбулентность потока и благодаря этому быстрое нагревание мезги, легкая сборка и разборка, небольшая занимаемая площадь.

Различные косточковые плоды и ягоды содержат довольно большое исходное количество пектиновых веществ, что затрудняет и уменьшает выход сока. Это препятствие устраняют путем обработки мезги пектолитическими ферментами.

Транспортировка мезги от дробилок к прессу, теплообменнику и от теплообменника производится с помощью бесклапанных эксцентриковых винтовых насосов, вращающихся поршневых насосов, медленно работающих поршневых насосов с выталкивателем или дисковых поршневых насосов.

Для обеспечения бесперебойной работы соединительные шланги должны иметь достаточный диаметр – минимум 70 мм.

Извлечение сока

Большая часть методов и конструкций для извлечения сока из плодов и ягод основана на издавна применяемом процессе прессования.

Рост производительности и развитие технологии привели к появлению многочисленных типов прессов. Кроме того, возникли и новые методы, например извлечение сока при помощи вибрации, центрифугирования и новейший метод – экстрагирования.

Основные требования к установкам для производтсва сока на современном этапе – непрерывность работы, и одновременно максимально высокий выход сока.

Прессование

Прессование – это процесс разделения, при котором «из пространства между движущимися поверхностями» вытесняются твердые, жидкие или газообразные вещества.

В настоящее время в промышленности используют как прессы периодического действия (вертикальные корзиночные прессы – в промышленности не применяются; пакпрессы; автоматический пакпресс; гидравлический горизонтальный корзиночный пресс; механический горизонтальный корзиночный пресс; пневманический горизонтальный корзиночный пресс), так и прессы непрерывного действия (винтовые прессы вертикальные и горизонтальные, и ленточные прессы).

Извлечение сока методом вибрации

Плоды и ягоды, которые после раздавливания и измельчения легко отдают свой сок, можно подвергнуть предварительной обработке для получения сока с помощью вибрации или вибрирующих сит. Примером устройства с использованием вибрации является центрифуга системы Боултон.

Извлечение сока в центрифуге

Извлечение сока плодов и ягод в центрифугах не нашло широкого распространения в Европе, однако очень распространено в Австралии, где сообщали, что соки, полученные таким способом, обладают более выраженным ароматом, по сравнению с соками, полученными методом прессования.

Извлечение сока методом вакуум-фильтрации

Разрушение клеток при мелком дроблении с помощью коллоидных дробилок позволяет добиться такого измельчения, какого невозможно добиться прессованием. Плодовую мезгу большей или меньшей вязкости, полученную таким образом, нагревают в подогревателе непрерывного действия (обычно с добавлением воды) и ферментируют (расщепление пектина), затем отделяют ароматические вещества. Микроорганизмы при этом погибают, а ферменты оксидазы разрушаются. Еще в теплом виде измельченную мезгу фильтруют через вакуум-фильтр с предварительным фильтрованием через намывной фильтр. Полученный при этом осветленный сок можно сразу концентрировать.

Извлечение сока методом экстрагирования

Метод основан на экстрагировании противотоком, т.е. соответствующим образом подготовленные плоды подаются снизу в наклонно стоящий цилиндр и с помощью спиральных транспортеров медленно передвигаются вверх. Противотоком идет вода температурой 60 — 65ºС и происходит экстрагирование сока.

Сверху выжимки выходят из установки и попадают в пресс непрерывного действия для извлечения оставшейся влаги. В нижней части цилиндра вытекает слегка расжиженный сок.

Ферментативное расжижение плодов

При этом методе весь плод можно перерабатывать ферментативным путем сначала на сок с мякотью, а затем на осветленный сок.

По сравнению с плодами и ягодами цитрусовые плоды имеют свои особенности, у них есть кожура, которая непригодна для переработки на сок.

При извлечении сока из цитрусовых плодов необходимо как можно более тщательно отделить сок от кожуры. Следовательно, нельзя плоды измельчать и прессовать в виде однородной массы.

Для извлечения сока из цитрусовых плодов разработаны устройства в которых каждый плод обрабатывается отдельно.

Кожура используется для производства ароматических выжимок. Выжимки, оставшиеся после получения соков используются для получения пектина, производства компота, идут на корм скоту, или сжигаются.

Обработка плодово-ягодных соков

Осветление соков с применением различных средств

Осветление соков преследует три цели:

  • предварительное осветление для облегчения последующего отделения взвешенных частиц мякоти в сепараторе;
  • стабилизация сока для такого удаления всех веществ вызывающих помутнение, чтобы они позднее не могли привести к вторичному помутнению сока;
  • в некоторых случаях улучшение органолептических свойств.

Средства, применяемые для осветления не должны содержать никаких токсичных веществ, которые бы переходили в сок, и должны по возможности полностью удаляться из соков. Для осветления применяют пектолитические ферменты как самостоятельно осветляющее средство или в смеси с другими видами ферментов или осветляющих веществ (Тресслер, Дональд, 1987).

Осветление желатином

Желатин применяют как осветляющее средство для снижения в соке содержания полифенолов. Вкус соков становится менее вяжущим, и они менее подвержены помутнению. При осветлении желатином не происходит нейтрализации положительно заряженных молекул желатина отрицательно заряженными взвешенными частицами и растворенными веществами (в первую очередь полифенолами), а создается комплекс путем образования водородных мостиков между фенольными гидроксильными и пептидными группами в молекуле желатина.

Успех осветления желатином зависит в значительной степени от температуры: при низкой температуре (10ºС) эффект осветления выше. Изменение метода производства (сокращение продолжительности ферментативного расщепления пектинов) потребовало перехода от к осветлению при более высокой температуре (45ºС). Удовлетворительные результаты осветления при этом получаются лишь при применении комбинированного осветления желатином и кизельзолем (водный коллоидный раствор кремниевой кислоты мутно-молочного опалового вида).

Осветление поливинилполипирралидоном (ПВПП)

ПВПП – Это полимерный материал с трехмерными сетчатыми молекулами, нерастворимый в воде, кислотах и большей части органических растворителей и имеющийся в торговой сети в виде белого порошка. Дозировка этого вещества должна быть минимальной, т.к. оно растворяется в соке. ПВПП отличается очень высокой и очень специфической адсорбционной способностью к полифенолам.

Осветление танином и желатином

Танины – это легко растворяющиеся в воде вещества, которые в зависимости от происхождения имеют различный химический состав.

Добавляют раствор танина в осветляемый сок обязательно перед раствором желатина.

Осветление бентонитом

Бентониты – это натриевые или калиевые набухающие глины, активным компонентом которых является коллоидальный гидрат силиката алюминия слоистой структуры.

Бентониты применяют как осветляющее средства из-за их высокой адсорбционной способности к низкомолекулярным протеинам.

Механические способы осветления соков

Механическое отделение суспензированных частиц из сока можно проводить с помощью осаждения, фильтрации или центрифугированием. Отделение взвешенных частиц методом осаждения проводится различными химическими средствами. Для повышения эффекта осветления указанные механические методы разделения часто комбинируют.

Фильтрация

При фильтровании сок пропускают через пористый слой, задерживающий взвешенные частицы. Различают три вида фильтраций: поверхностную (сита), глубокую и адсорбционную.

При поверхностной фильтрации задерживаются те взвешенные частицы, которые не проходят через самое узкое поперечное сечение капиллярно-образных каналов фильтрующего слоя. Большая часть взвешенных частиц задерживается на поверхности в том месте, где сок поступает в фильтр, но какой-то процент их проходит в фильтрующий слой и оседает там в зависимости от постоянно меняющегося направления и неравномерного размера капилляров, закупоривая проход путем образования мостиков (глубокая фильтрация). При адсорбционной фильтрации взвешенные частицы задерживаются под действием электростатических сил на стенках капилляров, которые значительно меньше, чем поперечное сечение частиц.

Для фильтрации применяются пластинчатые фильтры, намывные и барабанные вакуум-фильтры.

Центрифугирование

Разделение веществ с помощью центробежной силы производится в центрифугах. Различают центрифуги, применяемые в основном для разделения крупных твердых частиц и жидкой фазы, и скоростные фильтрующие сепараторы для разделения жидкостей или удаления небольших количеств взвесей. В соковой промышленности применяют сепараторы с высокой скоростью вращения ротора и сплошным барабаном.

Деаэрация соков

В процессе производства в сок попадает и растворяется в нем большое количество воздуха. Кислород воздуха вызывает органолептические изменения и влияет на некоторые компоненты сока (α- аскорбиновую кислоту).

Деаэрация проводится с помощью вакуум-деаэрации, газообмена или ферментативным путем.

Стабилизация взвешенных частиц в соках

Большую часть не цитрусовых соков осветляют, однако производят и неосветленные соки, взвешенные частицы мякоти в которых не должны превышать определенного размера и не должны оседать.

В соках из семечковых плодов этого можно добиться кратковременной обработкой мезги пектолитическими ферментативными препаратами, содержащими как можно меньше пектинметилэстеразы.

Розлив плодово-ягодных соков

В настоящее время плодово-ягодные соки все еще разливают в бутылки различной вместимости: 0,2; 0,5 и 1 л. При этом схема розлива следующая.

Пустые бутылки через роликовый конвейер попадают в устройство для выгрузки, где их автоматически выгружают и передают по конвейеру в моечную машину. После мойки бутылки нагревают до температуры выше температуры розлива для предотвращения микробиальной обсемененности и уменьшения тепловой нагрузки на разливаемый сок. После светового контроля эти бутылки идут к однокамерному вакуум-наполнителю для горячего розлива в них плодово-ягодного сока.

После этого бутылки укупоривают кронен-пробками, крышками пильферпруф или твист-офф.

Затем горячие бутылки с соком попадают в охлаждающую установку непрерывного действия, где охлаждаются до температуры 35ºС. Это исключает возможность проявления отрицательных изменений вкуса и цвета продуктов при длительном воздействии высоких температур.

После выхода бутылок из охлаждающей установки их подают в этикетировочную машину, при этом остаточное тепло бутылок используют для сушки их внешней поверхности, так что этикетки приклеиваются очень быстро.

Последней операцией является упаковка этикетированных бутылок с соком в картонные коробки или в ящики с помощью специального упаковочного устройства и отправка ящиков и коробок в соответствующие хранилища до транспортировки.

Упаковка и маркировка соков

В консервном производстве тара необходима для фасовки продукции. При выработке, требующих герметизации и стерилизации, используют металлические и стеклянные банки, бутыли, бутылки, полимерные коробки.

Стеклянная тара в плодоовощной консервной промышленности занимает ведущее место, так как её можно использовать несколько раз. Более 70% применяемых стеклянных банок имеют вместимость 650 см3. Большим преимуществом стеклянной тары является то, что стекло устойчиво к кислотам, солям и другим веществам, что позволяет фасовать в стеклянную тару любые виды продуктов. Наиболее широко распространены стеклянные банки и бутылки для фасовки плодово-ягодной продукции. Согласно ГОСТ 5717-81 банки бывают трёх типов. В основу разделения тары на типы положен способ её укупорки: 1 – обкатная, 2 – обжимная, 3 – резьбовая.

Способ укупорки зависит от устройства венчика горловины банки. Применяют, главным образом, стеклянную тару 1 типа укупорки. Эта тара известна под названием СКО (стеклянная консервная обкатная). Для неё изготавливают крышки с уплотнительным резиновым кольцом. Тара СКО обладает высокой прочностью. Тару 2 типа укупоривают жестяными крышками нажимом на крышку и вакуумом, который создаётся в стерилизованных банках после их охлаждения. Для герметизации на крышку вместо резинового кольца наносят уплотняющую пасту. Этот  способ укупорки обеспечивает лёгкость вскрытия банки. Он широко применяется за границей под название «Еврокат».

Узкогорлые бутылки укупоривают крышками с корончатыми краями и корковой или полиэтиленовой прокладкой. Крышки для всех видов стеклянной тары изготавливают из белой или лакированной жести или алюминия. Вся стеклянная тара имеет условное обозначение, которое состоит из обозначения типа, диаметра венчика горла (мм) и вместимости банки или бутылки (см3). Стеклянные бутылки изготавливают вместимостью 500, 330 и 200 см3 из бесцветного, полубелого, зелёного и коричневого стекла. На дне банок и бутылок должны быть чёткий оттиск марки завода-поставщика, номер формы и год выработки.

Для производства металлической тары применяю железо, алюминий и его сплавы. Как правило, применяют жесть лужёную (белую), т.е. покрытую с обеих сторон тонким слоем олова. Металлическая тара разового пользования лёгкая и прочная. Белую жесть выпускают двух видов – горячего и электролитического лужения. Для изготовления банок применяют жесть холодного проката марки ЖК (жесть консервная). Для предохранения от коррозии жесть покрывают пищевыми лаками и эмалями, которые не содержат вредных для человека веществ и не изменят вкус консервов, устойчивы к нагреванию и механическим воздействиям.

В настоящее время для упаковки нектаров применяют комбинированные многослойные материалы, полимеры, придавая им форму пакетов, пачек, бутылок, тубов, флаконов. Для удобства используют тару разового потребления, которую легко вскрыть без дополнительных приспособлений. Пакеты и пачки с нектаром снабжают соломкой, которая прикреплена и покрыта полимерной плёнкой для предохранения от загрязнения. Место для введения соломки в пакет указано на таре. Преимущества такой тары перед стеклянной и металлической заключается в её лёгкости, дешевизне, достаточной механической прочности, возможности получения упаковок любой формы и цвета, относительной простоте изготовления с использованием механизированных высокопроизводительных линий.

Фасование нектаров в полимерные бутылки осуществляются на линии типа «Рено-Пак» (Швейцария). Работа линии полностью автоматизирована, производительность её 2000-3000 упаковок в час, вместимостью 0,25-1,0 дм3.

Бутылки из полимерных материалов прозрачные, красивые, прочные и гигиеничные. В последние годы широко для упаковки нектаров применяют «стоячие» пакеты (Дой-Пак, Нико-Пак).

«Стоячие» пакеты могут быть прозрачные и непрозрачные. Для фасовки нектаров предпочтение отдают непрозрачным пакетам, на одной плоской стороне которых размещена красочно оформленная этикетка, на другой – необходимые сведения о продукте.

Большое распространение для фасовки нектаров имеет также полужёсткая тара из комбинированных материалов, которая имеет много разновидностей «Тетра-Пак», «Тетра-Брик», «Гипа».

Основу этой упаковки составляет плотная бумага или картон в сочетании с алюминиевой фольгой, полиэтиленом и другими полимерами. Многие из этих типов тары применяются для асептического консервирования. Например, «Тетра-Пак» асептик, «Тетра-брик» асептик.

Ко всем видам тары предъявляются определённые требования: она должна быть безвредной для человека, т.е. вещества из которых сделана тара, не должны переходить в продукт и вступать в реакцию с его химическими веществами; должна быть прочной при минимальных затратах материала на её изготовление; выдерживать нагревание при стерилизации и обеспечивать сохранность герметичности.

Металлическую и однослойную полимерную тару изготавливают на консервных заводах; стеклянную, картонную, комбинированную – на специальных предприятиях.

Маркировка, наносимая на упаковку должна содержать следующие данные: наименование продукта; наименование и место нахождение изготовителя (юридический адрес предприятия) и организации; товарный знак изготовителя; масса НЕТТО или объём продукта; товарный сорт (при наличии); состав продукта; массовая доля фруктовой или овощной части (для нектаров и напитков), добавки, ароматизаторы, биологически активные добавки, ингредиенты продуктов нетрадиционного состава,  ГМИ (при из применении); пищевая ценность продукта; указания на специальные способы обработки сырья, полуфабриката или готового продукта; условия хранения; дата изготовления и дата упаковывания; срок годности; срок хранения; обозначение стандарта или ТУ в соответствии, с которым изготовлен и может быть идентифицирован продукт; информация о сертификации.

Купажированные нектары хранят в чистых, сухих, хорошо  вентилируемых помещения, защищенных от попадания прямых солнечных лучей.

Температура складских помещений должна выдерживаться в пределах от 0 до 20°С при относительной влажности воздуха не более 75%. В этих условиях они могут сохранятся до двух лет.

После вскрытия пакет хранить в холодильнике не более суток, а при комнатной температуре не более трех часов.