Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
1. Wpływ surowca na jakość koncentratów soków owocowych.
Jakość koncentratu zależy w dużej mierze od jakości surowca, dlatego należy zwrócić na to szczególną uwagę. Surowiec przeznaczony do produkcji soku decyduje m.in. o poziomie jego kwasowości i barwie, o zawartości patuliny oraz pozostałości pestycydów w gotowym produkcie. Dlatego przy produkcji soków zagęszczonych jakość surowca ma bardzo duże znaczenie. Jabłka przeznaczone do produkcji koncentratu winny charakteryzować się następującymi cechami:
- wysoką zawartością ekstraktu,
- zharmonizowanym zapachem i smakiem,
- małą podatnością na brązowienie,
- dużą wydajnością soku.
Kwasowość jest zaliczana do podstawowych wyróżników jakościowych soku, dlatego przy produkcji koncentratów szczególnie cenione są jabłka o dużej zawartości kwasów. Niestety, odmiany jabłek kwaśnych, jak Antonówka, Reneta Landsberska, Boiken są obecnie uprawiane w kraju w małych ilościach.
Bardzo ważną rolę odgrywa stopień dojrzałości surowca. Cechami obniżającymi przydatność niedojrzałych owoców są:
- niewielka ilość soku komórkowego, a tym samym mała wydajność soku,
- niska zawartość cukrów,
- słabo wykształcone cechy smakowo – zapachowe
- wysoka zawartość garbników.
W niedojrzałych jabłkach znajduje się też skrobia, która przechodzi do soku i jest przyczyną powstawania zmętnień. Mało przydatny jest również surowiec przejrzały. Wskutek przejścia protopektyn w rozpuszczalne pektyny owoce stają się miękkie. Zmniejszają się też możliwości utworzenia kapilar w miazdze, przez które odpływa sok podczas tłoczenia. Wzrost zawartości pektyn w soku zwiększa jego lepkość, przez co obniża się szybkość i wydajność tłoczenia. Użycie surowca nadgniłego, porażonego pleśniami powoduje obniżenie zdrowotności produktu jak i pogorszenie jego cech sensorycznych. W jabłkach uszkodzonych stwierdza się obecność patuliny, która jest zaliczana do trucizn szkodliwych dla zwierząt kręgowych i ludzi. Jest to mykotoksyna będąca produktem przemiany materii grzybów pleśniowych, a w szczególności przez rodzaje Penicillium i Aspergillus. Przedostaje się ona do moszczu, a jej obecność można wykryć w soku zagęszczonym, gdyż tylko w niewielkim stopniu ulega ona rozkładowi podczas termicznych procesów obróbki technologicznej. Obecność patuliny w moszczu i soku zagęszczonym świadczy o użyciu surowca nieodpowiedniej jakości, a także o niestarannym procesie sortowania lub jego braku.
2. Ogólny schemat produkcji koncentratów owocowych.
Rys.1. Ogólny schemat produkcji koncentratów owocowych
2.3 Proces produkcji koncentratu jabłkowego.
Na proces otrzymywania zagęszczonych soków owocowych składają się następujące etapy:
- otrzymywanie moszczu,
- oddzielenie substancji aromatycznych (dearomatyzacja),
- obróbka moszczu przed zagęszczaniem,
- zagęszczanie,
- przechowywanie zagęszczonych soków owocowych.
Rys.2. Przykład linii do produkcji koncentratu jabłkowego
Na rys.1 przedstawiono ogólny schemat produkcji zagęszczonych soków owocowych. Schemat produkcji koncentratu jabłkowego praktycznie niczym się nie różni. Natomiast rys.2 to przykładowe rozmieszczenie maszyn i urządzeń na linii do produkcji zagęszczonego soku jabłkowego.
a) otrzymywanie moszczu
Jabłka są dostarczane do zakładu przetwórczego luzem, przy użyciu transportu samochodowego. Przed rozładunkiem następuje ocena jakościowa surowca. Obecnie powszechny jest hydrauliczny rozładunek samochodów z jabłkami. Przy użyciu armatek wodnych jabłka są spłukiwane do betonowych basenów o dużej pojemności. W niektórych zakładach stosowany jest rozładunek „na sucho” za pomocą wywrotnic, dzięki czemu jabłka dłużej mogą oczekiwać w basenach na przerób. Z basenów jabłka przepływają kanałami spławiakowymi (spławiakami) do zbiornika, z którego przenośnikiem kubełkowym podawane są na taśmę inspekcyjną. Tam usuwane są jabłka zepsute, zafermentowane i spleśniałe. Po sortowaniu jabłka są myte natryskiem czystej wody. Należy pamiętać, że wstępne mycie jabłek następuje już podczas rozładunku i transportu hydraulicznego w spławiakach. Umyte jabłka poddaje się rozdrobnieniu, które można określić jako rozszarpanie, rozerwanie, rozbicie lub rozgniecenie tkanki owocowej w taki sposób, aby sok komórkowy łatwo mógł się z niej wydostać.
Najczęściej stosowane urządzenie do rozdrabniania to rozdrabniacz (młynek) Bucher – Guyer (rys.3.), który jest wyposażony w wirnik oraz wymienne noże – piłki, dzięki którym można regulować stopień rozdrobnienia miazgi, przez dobór noża z ząbkami o odpowiedniej wielkości.
Rys.3. Młynek Bucher Guyer
Innym często stosowanym rozdrabniaczem jest szarpak udarowy (dezintegrator) Rietza (rys.4.), gdzie stopień rozdrobnienia jabłek jest regulowany wielkością otworów wymiennego sita, z otworami 3 – 10 mm, przez które musi przejść miazga.
Rys.4. Młynek Rietza
Elementami rozrywającymi owoce jest szybko obracający się wał zaopatrzony w młotki. Do silnie miażdżącego działania młotków dołącza się działanie siły odśrodkowej, która rzuca rozdrobniony materiał na umieszczone na obwodzie sito wymienne.
Stosowany stopień rozdrobnienia zależy od stopnia dojrzałości jabłek. Przy jabłkach niedojrzałych jest wymagane większe rozdrobnienie, a przy dojrzałych – mniejsze. Zarówno zbyt mały jak i zbyt duży stopień rozdrobnienia powodują obniżenie wydajności tłoczenia.
Jeżeli rozdrobniona miazga jest uzyskana z jabłek niezbyt dojrzałych lub przechowalniczych, poddaje się ją przed tłoczeniem specjalnej obróbce zwiększającej wydajność tłoczenia. Najczęściej jest to dodawanie do miazgi preparatów pektynolitycznych. Powodują one rozkład substancji pektynowych i zmniejszają lepkość wydzielonego soku, co ułatwia jego wypływ.
Obróbka enzymatyczna miazgi jabłkowej zwiększa wydajność soku, szybkość tłoczenia i przepustowość pras oraz ułatwia tłoczenie owoców odmian deserowych i z przechowalni.
Podczas enzymacji miazgi przy zastosowaniu specjalnej pektynazy następuje w miazdze przede wszystkim rozkład rozpuszczalnych pektyn. Dochodzi przy tym do znacznego zmniejszenia lepkości soku. Sok o niskiej lepkości może łatwiej wypłynąć z miazgi. Równocześnie przez właściwie skomponowany enzym w znacznym stopniu oszczędzane są nierozpuszczalne protopektyny, dzięki czemu utrzymana zostaje struktura miazgi. Nie dochodzi do musowania miazgi.
Zalety stosowania preparatów enzymatycznych do obróbki miazgi jabłkowej:
- wzrost wydajności tłoczenia o 20 – 50 % przy zachowaniu tego samego uzysku poprzez zwiększenie bezciśnieniowo wypływających części soku. (prasę Bucher HP 5000 można napełnić 11 zamiast 8 – 9 tonami przy zachowanym czasie tłoczenia),
- wzrost uzysku soku o 5 – 20 % w zależności od stanu wyjściowego jabłek przy tej samej wydajności tłoczenia,
- możliwość dostosowania mocy tłoczenia do plonów. Przy małych plonach i wysokich cenach surowca można przyspieszyć uzysk soku. Przy dużych plonach i odpowiednio niskich cenach surowca można optymalizować wydajność tłoczenia.
W przypadku obróbki enzymami pektynolitycznymi miazga jest zwykle ogrzewana dla uzyskania temperatury optymalnej dla działania stosowanych enzymów. W przypadku jabłek obróbkę enzymatyczną przeprowadza się w temperaturze 25 – 35oC, wyższe temperatury powodują zmiany smaku. W celu bardziej równomiernego rozprowadzenia enzymu w miazdze, preparat jest dodawany w postaci roztworu w sposób ciągły do rozdrabnianych owoców (dozowany do młynka podczas rozdrabniania). Czas pektolizy zależnie od warunków prowadzenia procesu wynosi od 1 do3 godzin.
Do tłoczenia soku używane są różnego rodzaju prasy. W polskim przemyśle najbardziej rozpowszechnione są prasy koszowe Becher Guyer (rys.5.). Prasa ta ma postać cylindra z jednej strony zamkniętego płytą. Wewnątrz cylindra przesuwa się napędzany hydraulicznie tłok ściskający miazgę. Sok wypływa poprzez dreny w postaci elastycznych, rowkowanych węży w specjalnych osłonkach. Węże łączą tłok z płytą zamykającą płaszcz z drugiej strony. Jest ich około 200, a ich powierzchnia stykająca się z miazgą wynosi w nowych typach tych pras 35m2/m3 miazgi.
Rys.5. Prasa Becher Guyer.
Prasa pracuje okresowo. Załadunek prasy jest zmechanizowany, a miazga jest podawana do środka kosza przewodem o dużej średnicy, umieszczonym osiowo. Już podczas napełniania kosza część soku (30 – 50%) odpływa wężami drenującymi. Wydajność prasy zależy w dużym stopniu od tłoczonego surowca. Można wytłoczyć ok. 5 ton jabłek w ciągu godziny (cykl tłoczenia wynosi 60 – 90 min), ale porzeczek można wytłoczyć nawet 30 ton w ciągu godziny.
Prasa podczas tłoczenia obraca się, co ułatwia wypływ soku z tłoczonej masy. Ciśnienie w miazdze podczas tłoczenia wynosi ok. 1 MPa. Proces tłoczenia jest zautomatyzowany i przebiega zgodnie z ustalonym programem. Rozładunek prasy po zakończonym cyklu tłoczenia polega na odciągnięci tłoka, otworzeniu kosza, wprowadzeniu prasy w ruch obrotowy i wysypaniu wytłoków do rynny pod prasą, skąd są odprowadzane przenośnikiem ślimakowym.
Wydajność tłoczenia na tej prasie wynosi 80 – 85 %. Zwiększanie wydajności tłoczenia wydłuża czas tłoczenia. W procesie tłoczenia możliwa jest ekstrakcja wstępnie wytłoczonej miazgi przez dodatek wody pod koniec cyklu, co zwiększa wydajność tłoczenia. Przy tłoczeniu miazgi poddanej obróbce enzymatycznej można uzyskać wydajność tłoczenia dochodzącą do 90%.
Szerokie zastosowanie mają też w przemyśle sokowniczym prasy taśmowe, są to urządzenia o działaniu ciągłym. Mogą być one prasami samodzielnie tłoczącymi, nawet z wydajnością do 85%, jak też mogą pracować w połączeniu z prasami koszowymi tłocząc wstępnie z wydajnością 45 – 50%. Jednak częściowo wytłoczona miazga jest trudna do transportu przy użyciu pomp i przewodów i wymaga zwykle niewielkiego dodatku wody, co ułatwia jej przepompowanie i załadunek prasy koszowej. Zasada działania prasy taśmowej jest podana na rys.6.
Rys.6. Schemat działania prasy taśmowej.
Miazga podawana ze zbiornika dostaje się między dwie taśmy siatkowe, o dużej wytrzymałości, wykonane ze sztucznego tworzywa. Miazga jest tłoczona między taśmami w wyniku ich napinania przez walce. Zdolność przerobowa pras taśmowych wynosi od kilku do kilkunastu ton miazgi owocowej w ciągu godziny. Do ich niewątpliwych zalet należą ciągłość tłoczenia i dość duża elastyczność pojemności pozwalająca tłoczyć miazgę w ilościach nawet 200% w stosunku do nominalnej pojemności.
Wadą pras taśmowych jest trudność w utrzymaniu ich czystości, ze względu na wiele miejsc niedostępnych do mycia.
Do tłoczenia soku używane są w polskim sokownictwie też inne prasy jak choćby prasa warstwowa (POK), ale prasy tego typu są już rzadko stosowane. Prowadzone są też próby wykorzystania poziomych urządzeń wirówkowych – dekanterów, ale nie znalazły one na razie szerszego zastosowania.
Świeżo wyciśnięty sok jest kierowany na pierwszy stopień stacji wyparnej, gdzie przeprowadzona jest dearomatyzacja. Pod zmniejszonym ciśnieniem następuje odparowanie 10 – 20% wody i skierowanie oparów bogatych w lotne związki zapachowe na kolumnę rektyfikacyjną. Następuje na niej zagęszczenie związków lotnych i otrzymanie kondensatu substancji aromatycznych. Kondensaty aromatów są to wodno – etanolowe roztwory związków zapachowych. Stopień ich koncentracji w stosunku do surowca wyjściowego kształtuje się na poziomie 100–200 krotnym.
Kondensat przechowywany jest w warunkach chłodniczych i następnie wykorzystywany przy odtwarzaniu soków z koncentratów w celu przywrócenia sokom ich naturalnego aromatu.
b) klarowanie moszczu
Moszcz po dearomatyzacji poddaje się procesowi klarowania. Surowy sok zawiera zawiesiny mechaniczne oraz cząsteczki substancji wielkocząsteczkowych, takich jak białka, pektyny, polisacharydy, tworzące układ koloidalny. Zawiesiny mechaniczne mające rozmiary cząstek powyżej 10-5 cm można łatwo oddzielić z moszczu, np. przez jego odwirowanie lub filtrację. Natomiast układ koloidalny, o wymiarach cząsteczek 10-7 – 10-5 cm jest trwały i może długo się utrzymać w moszczu, powodując zmętnienie, a także zwiększając lepkość moszczu. Zawartość koloidów w soku jabłkowym wynosi 3 – 6g/l. Zabieg klarowania usuwa tylko ok. 1/3 koloidów, jednak pozostałe nie mają tendencji do tworzenia zmętnień.
Proces zagęszczania najbardziej utrudniają substancje o dużej masie cząsteczkowej, takie jak pektyny i skrobia. Skutecznym sposobem ich usunięcia jest obróbka moszczu preparatami enzymatycznymi, powodującymi rozkład pektyn i skrobi do substancji o małych cząsteczkach.
Pektyny są rozkładane przy użyciu preparatów pektolitycznych, a skrobia przy użyciu preparatów amylolitycznych. Jeżeli sok został uzyskany z miazgi poddanej depektynizacji w soku mogą znajdować się arabany – substancje wielkocząsteczkowe wchodzące w skład ścianek komórkowych. Usunięcie ich z moszczu wymaga zastosowania preparatu zawierającego enzym arabanazę.
W przemyśle stosuje się wiele preparatów pektolitycznych, niektóre z nich oprócz pektyn rozkładają arabany i skrobię, choć do rozkładu skrobi stosuje się zwykle oddzielne preparaty. Obróbka enzymatyczna soku prowadzona jest zwykle w temperaturze około 50oC przez 1 – 3 godz. Dokładną dawkę preparatu i czas enzymacji jest ustalany doświadczalnie przez laboratorium zakładowe. Depektynizację należy uważać za zakończoną, jeśli lepkość soku jest zbliżona do lepkości wody (mniejsza bądź równa 130% lepkości wody), bądź próba alkoholowa jest ujemna. W jabłkach późno dojrzewających, w okresie dojrzałości technicznej, w momencie przerobu stwierdza się znaczne ilości skrobi. Ponadto produkuje się moszcze z jabłek spadowych już w drugiej połowie sierpnia, co sprawia, że miazga jabłka zawiera skrobię, która przechodzi do moszczu.
Ziarna skrobi jabłczanej są okrągłe o średnicy od 2 do 15 nm., przy czym ziarna drobne stanowią 80% ogólnej ilości. Przewaga frakcji drobnoziarnistej stwarza trudności przy jej mechanicznym oddzieleniu od moszczu (wirowanie, filtracja). Dlatego też stosuje się enzymatyczny rozkład skrobi. Należy zwrócić uwagę na fakt, że tylko skleikowana skrobia ulega działaniu enzymów amylolitycznych. Proces kleikowania skrobi zaczyna się w temperaturze 60oC, a kończy się w temperaturze 92oC – stąd też podgrzewanie soku do tej temperatury w procesie dearomatyzacji gwarantuje skleikowanie całej skrobi zawartej w soku. Skuteczność działania preparatu amylolitycznego sprawdza się za pomocą testu jodowego. Aby uzyskać w pełni stabilny koncentrat, z soku przed zagęszczeniem należy usunąć niestabilne białka oraz garbniki. Związki te można usunąć w procesie klarowania. Klarowanie prowadzi się w soku zdepektynizowanym i pozbawionym skrobi. Polega ono zwykle na dodawaniu do soków samej żelatyny, bądź też kombinacji z dodatkiem bentonitu i/lub zolu krzemionkowego.
Gdy do klarowania stosuje się samą żelatynę to proces ten powinien przebiegać w temp. 10 – 25oC (tzw. klarowanie „na zimno”). Natomiast, gdy proces klarowania prowadzi się w temp. 45 – 50oC (klarowanie „na gorąco”), konieczny jest dodatek zolu krzemionkowego. Użycie samej żelatyny w tej temperaturze nie dałoby żadnego efektu ( w wyższej temperaturze upłynnia się i nie spełnia swojej roli).
Zol krzemionkowy to koloidalny roztwór kwasu krzemowego w wodzie. W handlu znajdują się zole o zawartości kwasu krzemowego od 13 do 30% wagowych. Zol krzemionkowy posiada przeciwny ładunek niż żelatyna i dzięki temu reaguje z niewykorzystaną żelatyną.
Bentonit jest to minerał krystaliczny, ułożony warstwowo hydrokrzemian glinu. Klarowanie bentonitem w pierwszej kolejności ma na celu stabilizację na zmętnienie białkowe. W soku jabłkowy zawartość białka jest niska, bentonit służy tu przede wszystkim do usunięcia zastosowanych preparatów enzymatycznych, które jako związki białkowe mogą powodować zmętnienie wtórne.
Dodanie do soku środków klarujących (bentonit, żelatyna, zol krzemionkowy) powoduje powstawanie dużych aglomeratów, które szybko opadają na dno zbiornika. Po zakończonym procesie klarowania sok ściąga się znad osadu i wiruje się wirówką lub poddaje się procesowi filtracji. Natomiast osad kieruje się przeważnie na bębnowy filtr próżniowy (rys.7). Są to najczęściej używane filtry do osadu.
Rys.7. Schemat działania obrotowego filtra próżniowego.
Zasada działania obrotowego filtra próżniowego polega na utworzeniu na powierzchni bębna (powleczony jest bardzo drobną siateczką ze stali lub tworzywa) warstwy filtracyjnej z ziemi okrzemkowej grubości kilku centymetrów. W wyniku różnicy ciśnień (obniżone ciśnienie wewnątrz bębna)sok przepływa przez warstwę ziemi do wnętrza bębna, a zanieczyszczenia pozostają na powierzchni ziemi okrzemkowej, skąd są zeskrobywane wraz z bardzo cienką warstwą ziemi. Obrotowy ruch bębna, częściowo zanurzonego w filtrowanym soku, zapewnia półciągłą pracę filtru, a usuwanie warstewki osadów przy użyciu skrobaka - noża zabezpiecza przed zaklejeniem powierzchni warstwy filtracyjnej osadami. Cykl filtracji kończy się w chwili całkowitego zeskrobania ziemi okrzemkowej z powierzchni bębna, co trwa zazwyczaj kilka godzin.
Filtrat po filtrze próżniowym zawiera jeszcze sporo zanieczyszczeń i dlatego, podobnie jak sok ściągnięty znad osadu, kierowany jest do filtracji na filtrach ciśnieniowych.
Obecnie najczęściej sok po klarowaniu jest filtrowany w filtrach napływowych, poziomych lub pionowych, w których najpierw wytwarza się wstępną warstwę filtracyjną z ziemi okrzemkowej, a następnie przeprowadza się filtrację z ciągłym dozowaniem ziemi okrzemkowej do soku, co ma na celu zmniejszenie ściśliwości tworzącego się z zanieczyszczeń osadu oraz przedłużenie cyklu filtracji.
Najczęściej używane są filtrami poziomymi z warstwą filtracyjną poziomą, znajdująca się na górnej powierzchni elementu filtracyjnego. Konstrukcja taka zapewnia stabilniejszą pracę filtru przy zakłóceniach przepływu, ponieważ warstwa filtracyjna nie może sama opaść, np. przy przerwie w zasilaniu filtrowanym płynem. Schemat filtru poziomego z nanoszona warstwą filtracyjną i ciągłym dozowaniem ziemi podczas filtracji przedstawia rys.8.
Rys.8. Poziomy filtr sitowy z horyzontalnymi elementami sitowymi
W przemyśle sokowniczym zastosowanie mają także filtry ciśnieniowe pionowe i świecowe. W filtrach ciśnieniowych najpierw przyrządza się zawiesinę ziemi okrzemkowej w wodzie lub klarownym moszczu, a następnie w obiegu zamkniętym nanosi się zawiesinę na elementy filtru (talerze poziome, talerze pionowe, świece). Dopiero wówczas następuje dozowanie soku, do którego doprowadzana cały czas dawka ziemi okrzemkowej. Dozowana ziemia razem z zanieczyszczeniami odkłada się na powierzchni wstępnej warstwy i tworzy luźny osad, przez który sok przepływa z mniejszymi oporami. Proces filtracji kończy się w momencie, kiedy ciśnienie podawanej cieczy osiąga wartość maksymalną dla danego filtru (zwykle 0,8 – 1,2 MPa) lub kiedy dozowana ziemia wypełni całkowicie przestrzeń między talerzami lub świecami filtru. Ilość dodawanej ziemi okrzemkowej w trakcie filtracji zależy od charakteru i intensywności zmętnienia oraz stopnia uzyskiwanej klarowności. Wydajność filtrów jest duża i wynosi od kilku do kilkunastu tysięcy litrów w ciągu godziny.
W małych i średnich zakładach zamiast ciśnieniowych filtrów na ziemię okrzemkową stosuje się czasami filtr ramowo – płytowy na ziemię okrzemkową. W tych urządzeniach ramy zawieszone są pionowo na prowadnicach w obudowie filtra. Ramy mają kształt kwadratowy i oferowane są w różnych wielkościach (20 – 100 cm) w zależności od żądanej wydajności filtra, natomiast szerokość ramy to z reguły 40 mm. Filtry ramowo – płytowe stosowane są w połączeniu z regenerowalnymi kartonami nośnymi. Zbudowane są one z celulozy i służą jako nośnik nanoszonej ziemi. Po zakończeniu filtracji, filtr jest rozkręcany i z kartonów usuwana jest warstwa filtracyjna strumieniem wody. Rys. 9 pokazuje schemat działania takiego filtra.
Rys.9. Schemat funkcjonowania filtra ramowo płytowego.
Zwykle filtracja na filtrach ciśnieniowych okazuje się niewystarczająca i stosuje się jeszcze dodatkową filtrację na filtrach płytowych. Filtrację przy zastosowaniu płyt filtracyjnych stosuje się bezpośrednio po filtrze na ziemię okrzemkową i w przeciwieństwie do filtracji na ziemię okrzemkową, przebiega bez dozowania środków filtracyjnych. Filtracja ta ma na celu poprawienie klarowności, a także zredukowanie liczby mikroorganizmów. Płyty filtracyjne składają się głównie z celulozy oraz dodatków (perlity i ziemie okrzemkowe).
Procesy klarowania i filtracji coraz częściej są zastępowane przez ultrafiltrację, która polega na oddzieleniu makrocząsteczek przez specjalne membrany o właściwościach błon półprzepuszczalnych. Stosowane membrany zbudowane są z różnych materiałów (np. poliamidy, polisulfony, spieki ceramiczne i metali) o małej średnicy porów od 1 do 200 nm. (mogą zatrzymywać cząsteczki większe niż 1,0 nm). Dla uniknięcia powstawania warstwy osadu na błonie, która zmniejsza szybkość filtracji, stosuje się przepływ cieczy styczny do powierzchni błon.
Stosując ultrafiltrację pomija się uciążliwy proces klarowania, przy użyciu bentonitu, żelatyny i zolu krzemionkowego, oraz filtracji przy użyciu ziem okrzemkowych. Ultrafiltracja najczęściej jest poprzedzana obróbką enzymatyczną. Prawdopodobnie ultrafiltracja niedługo stanie się powszechnie stosowana ze względu na wiele istotnych zalet, takich jak:
- uzyskanie w pełni klarownego soku bez zmętnień i osadów. Jest to wynik nie tylko usunięcia substancji pektynowych i innych wielkocząsteczkowych węglowodanów, ale także dzięki zmniejszeniu związków białek z taninami. Polifenolooksydaza odpowiedzialna za brunatnienie enzymatyczne soków jest również zatrzymywana przez membrany,
- wydajności soków są o 5 – 8% wyższe w stosunku do uzyskiwanych metodami tradycyjnymi,
- koszty materiałów filtracyjnych są bardzo zredukowane, dzięki eliminacji pomocniczych środków filtracyjnych i środków do klarowania,
- koszty enzymów klarujących mogą być istotnie zmniejszone, potrzebna jest jedynie częściowa pektynoliza,
- proces może być prowadzony w sposób ciągły, w pełni automatyczny, dzięki czemu oszczędza się na kosztach robocizny, kosztach inwestycyjnych instalacji tanków i na skrócenie czasu rozruchu urządzenia,
- organoleptyczne właściwości soków są wyższe, gdyż ogranicza się obróbkę termiczną soków.
c) zagęszczanie soku
Klarowny sok, po procesie filtracji lub ultrafiltracji zagęszcza się w aparatach wyparnych, pod zmniejszonym ciśnieniem, co pozwala obniżyć temperaturę wrzenia soku. W skład wielostopniowej stacji wyparnej wchodzi także
dearomatyzator. W nowoczesnych stacjach wyparnych jednorazowe przejście soku przez wielostopniowe wyparki umożliwia jego 4 – 8-krotne zagęszczenie.
Na całym świecie do zagęszczania soków stosuje się wyparki próżniowe wielodziałowe. Stosuje się na ogół wyparki cienkowarstwowe z opadającą warstwą. Komora grzejna zbudowana jest z wielu równoległych rurek. Zagęszczany sok jest podgrzewany do temperatury bliskiej wrzenia i rozprowadzany po wewnętrznej powierzchni rurek w postaci cienkiej warstwy. Spływający w dół sok jest podgrzewany i następuje częściowe odparowanie wody. Mieszanina zagęszczonego soku i oparów spływa do dolnej części korpusu podgrzewacza gdzie następuje częściowe oddzielenie zagęszczonego soku od oparów. Pozostała część mieszaniny wprowadzana jest stycznie do obwodu oddzielacza oparów, tutaj następuje oddzielenie koncentratu porwanego przez opary. W wyparkach wielodziałowych opary są kierowane do ogrzewania następnego działu wyparki, a w przypadku ostatniego działu do skraplacza. Obecnie stosowane są wyparki wielodziałowe składające się z 3 do 5 działów jeden z działów pełni jednocześnie rolę urządzenia dearomatyzującego. Każdy stopień posiada wyniesioną komorę grzejną z opadającym filmem i wydzieloną komorę oparów – separator. Zagęszczanie soków odbywa się w temperaturze poniżej 100oC w czasie nie przekraczającym zwykle 4 – 8 min. Wykorzystanie oparów do podgrzewania kolejnych działów umożliwia bardzo efektywne wykorzystanie ciepła. W wyparkach 5-cio działowych zużywa się około 0,25 kg pary/kg odparowanej wody. W Polsce zainstalowane są głównie wyparki firm: GEA Wiegand, Unipectin, Gulf, Manzini i Jedinstvo.
Rys.10. Schemat działania wyparki cienkowarstwowej z opadającym filmem:
1 – głowica zasilająca
2 – korpus grzejny
3 – dolna część wymiennika ciepła
4 – kanał łączący wymiennik ciepła z oddzielaczem oparów
5 – oddzielacz oparów.
Alternatywą dla zagęszczania soków przez odparowanie wody przy pomocy stacji wyparnych jest kriokoncentracja i metoda odwróconej osmozy. Zagęszczanie poprzez wymrażanie wody (kriokoncentracja) chociaż daje koncentrat wyższej jakości, jest metodą droższą, szczególnie ze względu na wysokie koszty inwestycji. Drogą również pozostaje metoda odwróconej osmozy. W metodach tych podstawową wadą jest to, że nie można otrzymać koncentratów o wysokiej zawartości ekstraktu, stąd konieczne jest ich dalsze zagęszczanie na drodze odparowania wody.
Gotowy zagęszczony sok należy przechowywać w magazynach chłodniczych w temperaturze nie wyższej niż 4oC. Ze względu na wysoką zawartość cukrów prostych i aminokwasów koncentraty łatwo ulegają reakcjom brązowienia nieenzymatycznego, co pogarsza barwę oraz smak soków. W temperaturze pokojowej zmiany te zachodzą bardzo szybko. Z tej przyczyny w handlu detalicznym nie ma koncentratów soku jabłkowego.
Spis literatury:
1. Czapski J., Karmiński R. „Technologia produkcji soku jabłkowego dziś i jutro”, PTTŻ, Poznań 1994
2. Jarczyk A., Berdowski J.B. „Przetwórstwo owoców i warzyw cz.1” WSiP, Warszawa 1997
3. Junker R. „Soki owocowe. Przetwórstwo owoców. Produkcja soków owocowych i koncentratów” Begerow Sandomierz 1997
4. Kubiak K. „Rynek zagęszczonego soku jabłkowego w Polsce i na świecie” Przemysł fermentacyjny i owocowo – warzywny 9/2001
5. Mierwiński J. „Produkcja i eksport soków z owoców „pozostałych” ” Przemysł fermentacyjny i owocowo – warzywny 9/2001
6. Praca zbiorowa „Ochrona środowiska w przemyśle owocowo – warzywnym” FAPA Warszawa 1998
7. Horubała A. „Postęp w technologii otrzymywania koncentratów owocowych i warzywnych”, materiały z konferencji, Milejów 1988
8. Kostrzewa E., Skąpska S. „Produkcja aromatów owocowych w Polsce i ich zastosowanie”, materiały z konferencji, Milejów 1988
9. „Instrukcja technologiczna produkcji koncentratu jabłkowego” (dokument wewnętrzny zakładu)
...