Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературы 7
1.1. Общие понятия о сокоматериалах, как о гетерогенных системах 7
1.2. Методы осветления плодово-ягодных сокоматериалов 11
1.3. Роль ферментных препаратов в производстве плодоовощной консервной продукции 23
1.3.1. Применение мацерирующих ферментных препаратов 23
1.3.2. Использование ферментных препаратов для осветления сокоматериалов 41
Глава 2. Объекты и методы исследований 52
2.1. Объекты исследований 52
2.2. Методы определения показателей качества сырья и получаемых продуктов 52
2.3. Методы определения активности ферментных препаратов 53
2.4. Определение оптимальных условий действия и стабильности ферментных препаратов 57
Глава 3. Экспериментальная часть 60
3.1. Изучение технологических аспектов применения ферментных препаратов мацерирующего действия в производстве пюре, соков и нектаров с мякотью 60
3.1.1. Результаты испытаний препарата Рохамент Р (Rochament Р). 60
3.1.2. Испытание отечественного препарата Фитолиаза в производстве пюре, соков и нектаров с мякотью 64
3.1.3. Испытание отечественных препаратов Пектомацерин, Пекталлиацин и Протопекталлиацин мацерирующего действия 74
3.1.3.1. Испытание отечественных препаратов Пектомацерин с различной активностью 74
3.1.3.2. Испытания отечественных ферментных препаратов Пекталлиацин и Протопекталлиацин 86
3.1.4. Цитологические исследования ферментолиза растительной ткани 92
3.1.5. Испытание в полупроизводственных условиях препаратов мацерирующего действия, выработка опытно промышленных партий продукции 94
3.2. Изучение технологических аспектов применения ферментных препаратов для осветления сокоматериалов 96
3.2.1. Испытание в лабораторных условиях новых ферментных препаратов различного действия при производстве соков 96
3.2.1.1 Амилолитические препараты. 96
3.2.1.2. Пектолитические препараты. 99
3.2.1.3. Протеолитические препараты 102
3.2.2. Обоснование разработки промышленной технологии осветления яблочного сока ферментными препаратами 113
3.3. Технологический процесс осветления сока на непрерывно действующей установке 116
Заключение 125
Список использованных литературных источников 127
Приложения 138
- Общие понятия о сокоматериалах, как о гетерогенных системах
- Использование ферментных препаратов для осветления сокоматериалов
- Испытание отечественных препаратов Пектомацерин с различной активностью
- Технологический процесс осветления сока на непрерывно действующей установке
Общие понятия о сокоматериалах, как о гетерогенных системах
Плодовый сок представляет собой водный раствор Сахаров, кислот, солей, пектиновых, белковых и полифенольных веществ, а также других ценных биологически активных компонентов сырья.
Извлекаемый путем прессования продукт содержит не только «сок» в строгом смысле этого слова, но и частицы плодовой ткани. Размеры и количественное содержание этих частиц в соке чрезвычайно разнообразны и зависят, в основном, от вида сырья, метода подготовки мезги и техники прессования.
Свежеотжатый сок содержит взвешенные частицы различной величи-ны. В его состав входят: грубые взвеси с размерами частиц более 10 см; тонкие взвеси, имеющие размеры частиц от 10 "2 до 5 10 5 см; коллоидные растворы с размерами частиц от 10 "5до 10 "7 см. Таким образом, сок представляет собой полидисперсную систему. Для получения кристально прозрачного продукта плодовые соки должны быть освобождены от видимых простым глазом взвешенных частиц. Свежеотжатый сок плохо поддается освобождению от суспендированных в нем взвесей. Из-за относительно высокой вязкости сока медленно оседают даже сравнительно крупные по размеру частицы. Не только путем отстаивания или центрифугирования, но даже при применении фильтрации не удается получить прозрачный продукт. Фильтрование протекает крайне медленно, поры фильтра легко закупориваются, а фильтрат получается очень опалесцирующий и даже мутный.
Трудность отделения взвешенных частиц и получения прозрачного сока объясняется тем, что продукт богат частицами коллоидной степени дисперсности.
Как известно, коллоидная система может быть образована высокодисперсными частицами или растворами высокомолекулярных веществ. Частицы, образующие высокодисперсные коллоидные системы, нерастворимы. Они образуют поверхность раздела со средой и обладают свободной поверхностной энергией. Эта энергия стремится к уменьшению, что приводит к агрегации частиц и выпадению их в осадок. Поэтому высокодисперсные системы устойчивы только в присутствии стабилизатора, адсорбирующегося на поверхности частиц.
Высокомолекулярные системы состоят из макромолекул, дающих истинные растворы, но с очень длинными цепными молекулами, приближающимися по размерам к частицам коллоидной степени дисперсности (10 5-10" см). Поэтому такие растворы имеют ряд свойств, присущих коллоидным растворам. Вместе с тем, высокополимеры не имеют поверхности раздела со средой и поэтому стойки даже в отсутствии стабилизатора.
Плодовые соки содержат природные высокомолекулярные вещества — пектин, белковые, а также некоторые красящие и дубильные вещества, полисахариды (в частности, камедь). Учитывая то, что в плодовых соках дисперсионной средой является жидкость (вода), а дисперсной фазой - твердое тело, они с коллоидно-химической точки зрения относятся к суспензиям или лиозолям.
Общее количество коллоидов в соке зависит от вида и сорта сырья, а также от климатических условий его произрастания. Если в период созревания плодов погода холодная, то количество коллоидов в соке снижается, В виноградном соке общая концентрация коллоидов колеблется от 4 до 12 г/дм3.
Коллоиды сока поддерживают во взвешенном состоянии гру-бодисперсные частицы ткани. В частности, защитным коллоидом мути плодовых соков является пектин.
Для того, чтобы можно было отделить взвешенные частицы и получить кристально прозрачный продукт, нужно нарушить коллоидную систему сока. При этом взвешенные частицы выпадают в осадок. Такой сок можно декантировать с осадка и отфильтровать. Процесс разделения плодового сока на осадок и прозрачную жидкость (собственно сок) получил название осветления. Исследования показали, что для осветления сока нет необходимости в полном разрушении коллоидной системы. Осветление различными методами (оклейкой, ферментированием, самоосветлением и пр.) уменьшает общее количество коллоидов в виноградном соке на 20—30%, в яблочном соке — на 10—20% [Фан-Юнг А.Ф, 1953, 1956].
Удаление части веществ, образующих коллоидную систему, достаточно, чтобы грубодисперсные частицы осели. Оставшиеся коллоиды настолько малы по размерам, что простым глазом не улавливаются и содержащий их сок является кристально прозрачным. Полное разрушение коллоидной системы связано с техническими трудностями. Вещества, входящие в состав коллоидной системы, принимают участие в образовании комплекса вкусовых восприятий и полная их потеря ухудшила бы качество сока.
Однако оставление в продукте частиц коллоидной степени дисперсности таит в себе опасность помутнения сока в процессе длительного его хранения. Помутнение может явиться следствием слияния между собой отдельных коллоидных частиц и их укрупнения. При этом вначале появляется опа-лесценция сока, затем легкая, постепенно увеличивающаяся муть и, наконец, происходит выпадение осадка.
При выработке прозрачных соков ставятся две задачи. Во-первых, нужно удалить из сока нестойкие коллоиды, препятствующие седиментации частиц грубодисперсной фазы. Во-вторых, следует обеспечить стабилизацию оставшихся в осветленном и фильтрованном соке коллоидов. Таким образом, для технологии прозрачных соков важное значение имеют условия стойкости коллоидной системы.
Известно [Думанский А.В.] что, для существования коллоидной системы необходимы следующие условия:
1. Большая степень дисперсности коллоидных частиц (10" — 10 " см). Чем меньше частицы, тем интенсивнее броуновское движение, препятствующее седиментации. При слиянии отдельных частиц в крупные агрегаты, по мере увеличения размеров частиц, силы тяжести, характеризующие кинетическую устойчивость, начинают преобладать над силами взаимного притяжения частиц, обусловливающими агрегативную устойчивость, что приводит к нарушению коллоидной системы и выпадению осадка.
2. Наличие у коллоидных частиц одноименного электрического заряда, вследствие чего они при контакте отталкиваются друг от друга. Электрический заряд, как известно, обусловлен наличием потенциалообразующих ионов, адсорбированных на поверхности ядра коллоидной частицы. Вокруг частицы в жидкости расположены ионы обратного заряда. Сумма зарядов равна нулю.
Возникновение заряда может быть объяснено физическими или химическими явлениями. С позиций физических явлений образование электрического заряда происходит в результате сорбции ионов из раствора на поверхности частиц. Согласно химической теории коллоидная частица диссоциирует на ионы, образуя один крупный ион-гранулу того или иного заряда и один или несколько ионов обычного размера, носящих противоположный заряд.
Дисперсная фаза, как известно, наименее стойка в изоэлектрической точке. Потеря заряда или даже частичное снижение его до критического потенциала приводит к исчезновению или резкому уменьшению сил взаимного отталкивания частиц. При этом, преобладающее значение получают силы взаимного притяжения. Частицы соединяются между собой, и их размеры увеличиваются. Укрупненные частицы оседают под действием силы земного тяготения.
Изменение заряда, ведущее к нарушению коллоидной системы, может быть вызвано добавлением к коллоидному раствору раствора, содержащего коллоиды обратного заряда. Аналогичное влияние может оказать изменение концентрации ионов в результате выпаривания или вымораживания воды, изменения кислотности и т. п. Добавление коллоидов одноименного заряда может вызвать перераспределение ионов системы и также привести к седиментации. 3. Устойчивость коллоидной системы в значительной степени зависит от наличия на поверхности частиц прочной водной оболочки, которая препятствует их сталкиванию, укрупнению, а следовательно, и седиментации. Коллоиды, имеющие такую оболочку, относительно стойки и не коагулируют даже в случае потери заряда. Гидрофобные коллоиды, у которых водная оболочка невелика или вовсе отсутствует, с потерей заряда легко коагулируют.
Водная оболочка коллоидов может быть удалена путем добавления влагоотнимающих веществ, которые разрушают сольватные комплексы. К таким веществам относится, в частности, спирт. Этим можно объяснить то обстоятельство, что спиртованные плодовые соки легче осветляются, чем натуральные.
Одним из признаков стойкости коллоидной системы является, обратимость коллоидов. Коагулят обратимых коллоидов путем пептизации водой может быть снова превращен в коллоидный раствор. Необратимые коллоиды после пептизации коллоидной системы не восстанавливают.
В виноградном соке количество обратимых коллоидов составляет от 50 до 83% к общему количеству коллоидов. Особенно велико оно у винограда красных гибридных сортов. В яблочном соке обратимых коллоидов содержится 75—83,5% от общего количества коллоидов. 1.2. Методы осветления плодово-ягодных сокоматериалов.
Использование ферментных препаратов для осветления сокоматериалов
В мировой практике широко используются ферментные препараты для осветления соков и вин. В своей монографии «Ферменты в пищевой промышленности» [Рид Джеральд, 1971] отмечал, что использование ферментов для осветления фруктовых соков было введено в 30-х гг. Кертешем [Kertesz D., 1930] и Уилломаном [Williaman JJ.,1931] в США и Мелитцем [Mehlitz А., 1939] в Германии.
Считалось, что основную роль в реакции, которая приводит к осветлению соков, играют пектолитические ферменты [Сейдер А.И., 1973]. Это подтверждалось тем, что во фруктовых соках содержится некоторое количество пектина, а в винограде и других фруктах - пектинрасщепляющие ферменты. Было показано позже, что высокоочищенные полигалактуроназы и пектинэ-стеразы осветляют яблочный сок, и что другие ферменты для этого не требуются [Endo А., 1965].
Заслуживают внимания работы Эндо А. по исследованию действия фракций высокоочищенных пектолитических ферментов при осветлении яблочного сока [Endo А.. 1963, 1964, 1965]. Из промышленного препарата пектолитических ферментов, выделенных из С. diplodiella, были получены три эндополигалактуроназы, одна экзополигалактуроназа и две пектинметилэ-стеразы. Было установлено для данного конкретного случая, что все выделенные фракции, смешанные в таких соотношениях, в каких они находятся в неочищенном препарате, при сравнении с самим препаратом, показали такую же активность по осветлению яблочного сока, как и для неочищенных препаратов. Автор делает вывод, что по активности выделенных и очищенных пектолитических ферментов можно установить осветляющую активность неочищенного препарата и что содержащиеся в нем целлюлазы, геми-целлюлазы, протеазы и амилазы не нужны для осветления соков. При практическом применении ферментов необходимо учитывать влияние продолжительности, температуры, рН среды и концентрации ферментов. Решающее влияние в данном процессе оказывает температура. При рН 3 и при определенной концентрации ферментов продолжительность, требующаяся для полного осветления равна 250 мин при 5С; 90 мин - при 20С и 30 мин - при 40С [Endo А., 1961]. Этим же автором установлено, что увеличение концентрации фермента уменьшает примерно втрое необходимую продолжительность обработки. Маршаллом Р. Е. также установлена прямая зависимость между концентрацией ферментов и скоростью осветления соков [Marshall R.E., 1952].
Осветление соков ферментными препаратами аналогично процессам обработки виноградного сусла этим же методом в виноделии. Технологические режимы, разработанные для виноградного сусла, могут быть использованы и в консервной промышленности.
В США [Патенты, 110] запатентован способ осветления плодовых соков, имеющих степень мутности менее 300 нефелометрических единиц. Он предусматривает следующие этапы: извлечение жидкой фракции из плодов, отделение пульпы и, при необходимости, пастеризацию жидкой фракции; термостатирование жидкой фракции с ферментным препаратом, содержащим пектинэстеразу, и, при необходимости, в присутствии ионов Са в течение 0,5-48 час; внесение жидкой фракции, обработанной ферментом, в флотацион ный резервуар и её последующая пастеризация; сброс давления в резервуаре, приводящий к всплыванию твёрдых частиц на поверхность жидкой фракции; удаление нерастворимых частиц, плавающих на поверхности; сбор осветлённого сока. Извлечение жидкой фракции из плодов может быть осуществлено механическим способом, ферментативным способом или путём их комбинирования. Термостатирование сока с пектинэстеразой проводят до получения конечной концентрации 100-100.000 единиц фермента.
Эффективное осветление сусла, особенно 2-й и 3-й фракций, может быть достигнуто за счет энзиматического разрушения защитных гидрофильных коллоидов. Зинченко И.И. предложил использовать очищенный цитоли-тический ферментный препарат гриба Trichothecium roseum. При подаче сусла в отстойные емкости в него в потоке вводился раствор очищенного препарата в количестве от 0,005 до 0,01% (в зависимости от активности препарата и рН сусла). В отстойнике сусло выдерживалось в течение 10-18 часов при температуре 40 - 45С. Затем для инактивации ферментов осветленное сусло в течение 15-30 мин подвергалось нагреву при температуре 60С [Зинченко И.И., 1971].
Введение ферментных препаратов в виноградную мезгу или в неосвет-ленное сусло вызывает ряд сложных превращений. Препараты Aspergillius flavus и Аваморин ПИК в дозах 0,001% благоприятно воздействуют на процесс первичной переработки винограда. При этом в полтора раза увеличивается скорость фильтрации сусла, снижается вязкость и ускоряется осветление [Датунашвили Е.Н.].
Воробьева Е.В. [1973] исследовала применение ферментных препаратов Пектаваморин ШОх с различной активностью при переработке винограда. Исследуемые ферментные препараты, кроме ферментов пектолитического комплекса, содержат целлюлозолитические ферменты, воздействующие на стенки растительных клеток, вызывая тем самым обогащение сусла различными веществами. Ею установлено, что ферменты проявляют свою активность в определенном интервале рН: эндополиметилгалактуроназа, экзопо лиметилгалактуроназа и Сх-фермент активны в зоне рН 4,0-4,8; пектинэсте-раза при рН 4,5-5,0. Максимальная активность протеиназы проявляется в кислой среде (рН 2,0-2,2).
В СССР в 1992 году получено авторское свидетельство [Патенты, 116] на способ приготовления виноградного сока. По данному предложению виноград сортируют и перерабатывают на сусло с последующим отстаиванием. При отстаивании сусло охлаждают до температуры от 0 до 5С в течение 18-24 час. По окончании отстаивания сусло декантируют, обрабатывают ферментным препаратом пектолитического действия и выдерживают при температуре 35-40С в течение 2 час. Затем сок направляют на фильтрацию, которую проводят на полимерных изделиях пространственно-глобулярной структуры. Для ферментативной обработки используют ферментный препарат Пектофоетидин ШОХ в количестве 0,02% к объёму сусла.
В 1991 году ВНИИ по переработке фруктов и винограда получено авторское свидетельство на способ осветления сока [Патенты, 117]. Прессовое сусло (сок) с массовой долей осадка до 5% предварительно подвергают нагреву до 75С со скоростью нагрева 0,8-1,0С/ в сек и охлаждают до 52-55С, обрабатывают ферментным препаратом с пектолитической активностью в количестве 0,01-0,03% или ферментными препаратами с пектолитической и амилолитической активностью при общей сумме их 0,01-0,03% в течение 40-50 мин при 52-55С и фильтруют через ультрамембраны с диаметром пор 400-450 ангстрем под давлением на входе 0,25-0,30 МПа со скоростью 4,5-5,0 м/с. Сок, полученный таким способом, является готовым продуктом, который можно концентрировать и разливать в асептических условиях.
Во Всесоюзном заочном институте пищевой промышленности получено авторское свидетельство на способ получения плодово-ягодных и овощных соков [Патенты, 118]. Овощи, плоды или ягоды подвергают дроблению и прессованию с получением сока и выжимок. Сок обрабатывают пектолитиче-ским ферментным препаратом в количестве 0,01-0,05% к массе продукта при 35-45С в течение 2-5 час. Одновременно в сок вносят, % мас-: желатин 0,005 0,05; антиоксидант 0,01-0,1; консервант 0,001-0,02. Затем сок сепарируют и под давлением 0,05-0,6 МПа подвергают ультрафильтрации при 40С. Ультрафильтрат концентрируют обратным осмосом с образованием пермеата. После прессования выжимку экстрагируют с использованием пермеата при 10-60С. Полученный экстракт, аналогично соку, обрабатывают Пектофоетиди-ном ПЮх, желатином, антиоксидантом и консервантом, затем выдерживают и сепарируют. В процессе ультрафильтрации в ультраконцентрат последовательно вводят экстракт в соотношении 1:10 - 1:100 и пермеат в количестве 0,5-5% с убывающей его концентрацией, при этом перед и после введения экстракта ультраконцентрат сока подвергают дополнительному сепарированию.
В последние годы исследовалась возможность ферментной обработки фруктов и овощей с помощью пектолитических ферментов с трансэлиминаз-ным механизмом распада.
Испытание отечественных препаратов Пектомацерин с различной активностью
Отечественные препараты Пектомацерин ПОх, содержащие пектоли тические и целлюлозолитические ферменты, действующие синергетически при воздействии на субстрат, были испытаны на ряде фруктов и овощей.
В лабораторных условиях все виды Пектомацерина ПОх испытывали при переработке яблок сорта Старкинг, яблок импортных и на сливах. Полученные результаты по использованию фермента Пектомацерин ПОх №1 с полигалактуроназной и пектинлиазной активностями представлены в табл. 5 - 9 и графически на рис.5- 8.
В результате исследований было установлено, что увеличение выхода гидролизованной мезги из яблок сорта Старкинг достигает 13 % по отношению к контролю, что отображено на рис.5, кривой 1 при оптимальной продолжительности ферментативной обработки в течение 60 минут и оптимальных концентрациях энзима 0,05-0,06 %мас. (рис. 6, кривая 1) Увеличение выхода гидролизованной мезги из яблок импортных и слив при том же режиме обработки составляет 8-9 %.
На рис.7 показано изменение выхода жидкой фазы в зависимости от массовой доли внесенного ферментативного препарата. Увеличение жидкой фазы продукта составляет для ферментолизата из яблок сорта Старкинг - 8%, яблок импортных - 6%, а из слив - до 17%. Однако, обработка данным ферментным препаратом снижает содержание пектиновых веществ в жидкой фазе гидролизованной мезги из яблок в 1,8-2,0 раза, слив - в 1,4.
Результаты ферментативной обработки того же сырья Пектомацери-ном ПОх №2 с полигалактуроназной и целлюлазной активностями представлены в табл. 10 - 14 и на рис. 9-12. Увеличение выхода гидролизованной мезги от массовой доли этого ферментного препарата с указанным полиэнзимным комплексом для яблок сорта Старкинг и яблок импортных соответственно составляет 13% и 15%, для слив -11 % (рис. 9 , кривые 1,2,3) и табл. 10.
Таким образом, нами было установлено увеличение выхода жидкой фазы из ферментолизатов при переработке яблок на 10-12% (рис.10, кривые 1, 2), слив - на 13% (кривая 3) и соответственное снижение выхода твердой фазы. Снижение содержания пектиновых веществ в жидкой фазе ферментолизатов из яблок сорта Старкинг и сливовом в 1,5 раза, а в ферментолизате из яблок импортных в 2,2 раза по сравнению с контролем, что коррелируется со снижением вязкости жидкой фазы в 1,5 для яблок и в 2,3 раза - для слив.
Характерно увеличение выхода гидролизованной мезги при увеличении продолжительности ффментшивной обработки до 60 мин. Дальнейшее уве личение продолжительности обработки не приводит к увеличению выхода гидролизованной мезги (рис. 11).
Анализ полученных данных показывает, что оптическая плотность жидких фаз (ферментолизатов) гидролизованной мезги различна: для яблок сорта Старкинг она снизилась в 1,1 раз, для яблок импортных - в 2,5 раза, для слив - в 4 раза (рис.12).
Кроме этого было установлено, что наиболее перспективным является ферментный препарат Пектомацерин Г10х №3, обладающий полигалакту-роназной, пектинлиазной и целлюлазной активностями (табл4, п.З) особенно при обработке яблочного сырья. Таким образом, полиэнзимный комплекс охватывает довольно большой спектр сырьевого субстрата, что позволяет достичь мацерирующего эффекта на сырье с гетерогенными свойствами. Результаты исследований подтверждаются иллюстративным материалом, который представлен в табл. 13 - 14 и на рис. 13-15.
В результате ферментативной обработки увеличен выход гидролизованной мезги для яблок сорта Старкинг на 16%, из импортных- на 14% (табл. 13 и рис.13, кривая 1,2), однако для слив увеличение выхода гидролизованной мезги составило лишь 9% (кривая 3).
Кроме того, было установлено снижение выхода твердой фазы фер-ментолизата из яблок сорта Старкинг на 26%, из яблок импортных- на 15%, что увеличило объем жидкой фазы ферментолизата соответственно на 25 и 12% и придало ему более разжиженную консистенцию (табл. 14 и рис. 14, кривые 1и 2), в сливовом ферментолизате выход жидкой фазы увеличилось на 15% (табл. 14 и рис. 14, кривая 3).
Оптическая плотность соответственно снизилась для яблок сорта Старкинг в 8 раз (рис.15, кривая 1), в 3,5 раза - для яблок импортных (кривая 2) и почти в 6,0 раз - для слив (кривая 3), что характеризует эффект более глубокого ферментолиза сырья.
Полученные результаты исследований свидетельствуют о том, что исследуемые ферментные препараты оказывают на сырьё кроме мацерирую-щего эффекта также и разжижающее действие.
Испытания, проведенные на другом плодовом сырье, при концентрации препарата 0,05 %мас, также показали эффективность его применения (табл. 15).
Из данных табл. 15 видно, что динамическая вязкость пюре из яблок, слив, абрикосов, персиков и груш, полученного с использованием препарата Пектомацерина ПОх №3, снижается по сравнению с вязкостью контрольных образцов в 2 - 4 раза. Выход пюре из единицы массы сырья увеличивается по сравнению с контролем: при обработке яблок на 8-18 %, слив - 21 %, абрикосов - 8%, персиков - 18%, груш - 12%.
Технологический процесс осветления сока на непрерывно действующей установке
Установка для непрерывной обработки соков пектолитическими ферментными препаратами в сочетании с оклеивающими материалами предназначена для осветления яблочного сока в потоке при температуре не более 45С.
Применение непрерывно-действующих установок позволит значительно сократить потребность в резервуарах и производственных площадях для осветления сока за счет непрерывности процесса, снизить примерно в 1,5 раза потери сокоматериалов и повысить производительность труда в 2 раза.
Установка для непрерывного осветления и обработки соков ферментными препаратами состоит из следующих видов оборудования (рис. 36):
- насоса-дозатора, обеспечивающего заданную производительность по соку, дозируемому раствору ферментного препарата и раствору желатина - 2 шт;
- теплообменника трубчатого -1 шт;
- смесителя - 2 шт;,
- расходомера (ротаметра) - 3 шт;
- резервуара для приготовления раствора ферментного препарата -1 шт;
- резервуара для приготовления раствора желатина -1 шт;
- резервуара для депектинизации сока -1 шт (возможно параллельная установка нескольких резервуаров меньшей вместимости);
- осветлителя -1 шт (возможна параллельная установка нескольких осветлителей с меньшей вместимостью).
- сепаратора или центрифуги;
- бойлера для горячей воды (в случае подключения установки к горячему водоснабжению цеха, надобность в бойлере отпадает).
Установка должна представлять собой полный комплект оборудования, обеспечивающего поточно-механизированное и автоматизированное выполнение всех технологических процессов, начиная от подачи сырья из сокос-борника и до получения осветленного сока (рис. 37.).
Исходное сырье - сок, полученный из измельченных плодов и ягод зрелых, свежих, без грибковых заболеваний и признаков порчи.
Основные параметры установки
1. Производительность установки- 2500 - 3000 л/час
2. Продолжительность осветления сока - до 2 часов
3. Температура обработки сока- мах 45С
4. Процесс осветления - непрерывный
5. Подача суспензии ферментного препарата - непрерывная
6. Подача раствора ферментного препарата с концентрацией 300 г /м3
7. Подача 1% раствора желатина - непрерывная
8. Продолжительность процесса депектинизации - 30 -н 40 мин.
9. Рабочая вместимость резервуара для предварительного выдерживания сока (по расчету)
10. Рабочая вместимость осветлителя сока (по расчету)
11. Рабочая вместимость резервуара для желатина - 200 дм
12. Рабочая вместимость резервуара для суспензии ферментного препарата - 80 м3.
Технологические параметры работы установки
1. Технологические операции.
В состав установки должно входить оборудование, обеспечивающее проведение следующих технологических операций:
- подача неосветленного сокоматериала в установку;
- подогрев неосветленного сока до температуры не более 45С;
- приготовление раствора ферментного препарата;
- непрерывное дозирование раствора ферментного препарата в поток неосветленного сока;
- предварительное выдерживание смеси сокоматериала с ферментным препаратом;
- приготовление раствора желатина;
- непрерывное дозирование раствора желатина в поток неосветленного сокоматериала, смешанного с ферментным препаратом;
- непрерывное осветление и сепарирование сокоматериала.
2. Подачу сокоматериала в установку и дозировку ферментного препарата рекомендуется осуществлять насосом-дозатором.
Насос-дозатор синхронно подает в установку сокоматериал и суспензию ферментного препарата. Тип насоса: для сокоматериала - ротационный; для суспензии ферментного препарата и раствора желатина -плунжерный.
Насос-дозатор состоит из кинематически связанных между собой ротационного насоса и дозирующего устройства плунжерного типа.
Дозирующее устройство устанавливается на крышке корпуса редуктора и представляет собой плунжерный насос, который состоит из рабочего цилиндра с всасывающим и нагнетательным патрубками, плунжера и лепестковых резиновых клапанов. Последние монтируются в резьбовые муфтовые соединения всасывающего и нагнетательного патрубков. Привод плунжера осуществляется от общего электродвигателя через вариатор скорости и редуктор. Возвратно-поступательное движение плунжеру сообщает кулачок, сидящий на верхнем валу редуктора.
Производительность дозатора регулируется от 0 до максимального значения, исходя из дозировки ферментного препарата и его концентрации в растворе.
Рабочие органы насоса и дозирующее устройство имеют общий привод и регулировка осуществляется только при включении электродвигателя (при проектировании устанавливается расчетом).
На продуктопроводах устанавливается запорная арматура, обеспечивающая возможность регулирования производительности установки, продолжительности пребывания сокоматериала в контакте с ферментным препаратом в осветлителе.
3. Приготовление ферментного препарата.
Расход сухого ферментного препарата составляет 300 гр. на I тонну обрабатываемого сокоматериала. Для приготовления суспензии сухой ферментный препарат из расчета 900 грамм сухого фермента на 60 литров сокоматериала (0,15%) засыпается в резервуар с соком. Рабочая вместимость ре-зервуара - 80 дм .
Равномерное распределение ферментного препарата осуществляется перемешиванием исходного раствора лопастной мешалкой.
Так как препарат теряет свою активность со временем, необходимо готовить ферментную суспензию не менее 2-х раз в течение смены.
Сосуд, в котором готовится ферментный раствор, должен быть изготовлен из кислотоупорной нержавеющей стали и представлять собой герметичный резервуар с открываемой крышкой или люком, позволяющим производить санитарную обработку внутренней поверхности стенок.
Для наблюдения за уровнем жидкости необходимо смотровое окно или мерная стеклянная трубка.
Контроль расхода жидкости осуществляется ротаметром.
Кроме входного и выходного отверстий резервуар в нижней части должен иметь спускной клапан.
4. Подогревание сокоматериала.
Подогревать неосветленный сок перед внесением ферментного препарата до температуры 45С рекомендуется в трубчатом теплообменнике непрерывного действия с терморегулятором.
Теплообменник должен обеспечивать заданную производительность по сокоматериалу и легко подвергаться санитарной обработке.
Теплоноситель - горячая вода с температурой 55-65С. Горячая вода поступает от бойлера или из системы горячего водоснабжения цеха.
5. Смешивание сока с суспензией ферментного препарата происходит в смесителе. Конструкция смесителя должна обеспечивать интенсивное перемешивание сокоматериала и вносимого препарата.
