Первичная переработка плодово-ягодного сырья
При производстве вин используют различные соки: натуральные, спиртованные, сброженные и сброженно-спиртованные. Первый этап выработки этих соков общий, и до операции «сбор сока» включительно его принято называть первичной переработкой плодов и ягод. Завершение этого процесса является условным, так как полученный сок сразу же направляют на дальнейшие операции (см. схему на стр. 34, стрелками показана возможная последовательность технологических операций с учетом особенностей сырья). Сырье, используемое для плодово-ягодного виноделия, значительно различается по консистенции мякоти, размерам плодов и отделению сока. Поэтому при переработке различных видов плодов и ягод есть свои особенности в проведении отдельных технологических операций.
Мойка
Проводят ее для удаления с поверхности сырья загрязнений, механических примесей, ядохимикатов и микроорганизмов. Иногда сырье моют в два приема: в начале технологического процесса, что облегчает инспектирование, и после сортировки и инспектирования (ополаскивание под душем). Мойку проводят в холодной проточной воде, быстро, чтобы предотвратить переход растворимых веществ в воду. Механические повреждения плодов при мойке нежелательны, так как это способствует потере растворимых веществ.
Вода должна отвечать требованиям ГОСТ 2874-73 на питьевую воду. Общая жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л; количество солей тяжелых металлов не больше норм, присутствие аммиака и сероводорода недопустимо, содержание солей железа, которые могут вступить в реакцию с дубильными веществами сырья и вызвать потемнение сока, нежелательно. Вода должна быть чистой, прозрачной и всегда свежей.
Яблоки на завод доставляют чаще всего навалом на самосвалах или бортовых автомашинах, которые разгружают с помощью авторазгрузчиков ГУ АР (рис. 10), ППА или других в приемный бункер с водой (рис. 11). В бункере удаляются тяжелые примеси (камни, комки земли и т.п.), и плоды предварительно моются. Из бункера гидротранспортером плоды подаются к ковшовому транспортеру, а затем в моечную машину.
Яблоки и другие устойчивые к механическим повреждениям плоды моют на барабанной моечной машине КМ-1. Сырье поступает из приемного лотка в барабан. При вращении барабана плоды перебрасываются лопастями из первого барабана во второй, а затем в третий, и при выходе из него их ополаскивают водой из душа. Производительность машины 2,5-3 т в 1 ч. Более совершенными мойками являются унифицированные вентиляторные моечные машины КУМ-1 и КУВ-1 производительностью 3 и 10 т в 1 ч (рис. 12). Сырье скребковым или винтовым транспортером непрерывно загружают в ванну, где воздухом, продуваемым вентилятором, создается бурление воды. Затем сырье из ванны транспортером подается к разгрузочному лотку, где оно ополаскивается водой из душевого устройства.
Нередко для более тщательного удаления грязи с плодов сырье из первой мойки поступает во вторую, а затем уже на последующую операцию. Сильно загрязненные яблоки хорошо отмываются на моечной машине Т1-КУМ-Ш, которая оснащена щеточным устройством и предназначена для мойки плодов с твердой структурой. Из моечной машины яблоки поступают на инспекцию.
Плоды косточковых и ягоды привозят на заводы в небольшой таре: ящиках, корзинах, решетках, бочках и т.п. Их разгружают вручную или с помощью соответствующих машин и направляют на мойку. Нежные ягоды малины, ежевики, земляники и т.п. направляют на переработку без мойки. В отдельных случаях (при сильном загрязнении ягод) их моют холодной водой под душем. После мойки плоды и ягоды немедленно направляют на дальнейшую переработку: с них смыт восковой налет, и поэтому сырье может быстро загнить.
Очистка
Некоторые ягоды перед измельчением проходят очистку. У земляники и малины удаляют чашелистики, а у вишни - плодоножки, так как они придают неприятный вкус вину. Плодоножки удаляют на специальной машине М8-КЗП (рис. 13).
Инспекция
Инспекция - технологическая операция, при которой визуально устанавливают пригодность сырья для данного вида переработки и одновременно удаляют плоды, непригодные для виноделия. Инспекцию проводят, как правило, после мойки на ленточных транспортерах КИТ или ТСИ. Для яблок и айвы более широко применяют роликовые транспортеры типа КТО и КТВ (рис. 14), на которых плоды при движении по транспортеру постоянно переворачиваются и хорошо просматриваются со всех сторон. На транспортерах удаляют высохшие, гнилые и заплесневелые плоды и ягоды, а также различный сор: листья, веточки, траву и т.п. Отсортированные, непригодные для переработки плоды и весь сор взвешивают для учета при установлении количества сырья, поступившего на измельчение.
Инспекция сырья играет большую роль в получении продукции высокого качества. Небольшое количество гнилых плодов и ягод сильно ухудшает вкусовые качества сока и вина. Поэтому нельзя пренебрегать этой технологической операцией.
Обработка плодов и ягод перед извлечением сока
Предварительная обработка плодов и ягод необходима для получения максимального выхода сока. Каждый вид сырья имеет свои особенности предварительной подготовки.
Выделение сока из сырья зависит от проницаемости протоплазмы. При коагуляции (свертывании) белков протоплазма теряет способность удерживать сок. Пектиновые вещества, входящие в состав клеток, оказывают большое влияние на водоудерживающую способность растительных тканей, на коллоидную систему клеток. Форма и количество пектиновых веществ не одинаковы в различных культурах и сильно меняются при созревании и перезревании плодов.
Нарушить целостность растительной ткани можно механическими, термическими, биохимическими, микробиологическими и другими способами обработки, а также сочетанием этих методов.
Измельчение плодов и ягод проводят на дробилках и измельчителях. Наибольшее количество сока выделяется из равномерно раздробленного сырья. Слишком мелкое измельчение дает мезгу, которая забивает поры фильтрующих материалов и плохо прессуется. Сок из такой мезги отжимается только из ее наружных слоев. При недостаточном дроблении для извлечения сока необходимо большее давление, и все равно из крупных кусочков не удается отжать весь сок. Мезга должна быть рыхлой и однородной, состоящей из сока и небольших кусочков плодов, обеспечивающих дренаж (проходы, каналы) мезги во время ее прессования.
Степень измельчения устанавливают пробным дроблением для каждого вида плодов и ягод с учетом плотности их мякоти, способности к отделению сока и др. Для измельчения плодово-ягодного сырья наиболее широкое распространение получили однобарабанные ножевые дробилки КДВ производительностью 2-3 т плодов в 1 ч, КДП-ЗМ и КДП-4М (рис. 15) производительностью 8 т в 1 ч (две последние обеспечивают хорошее равномерное измельчение, если плоды одинакового размера).
Степень измельчения плодов и ягод зависит от зазора между барабаном и прижимными колодками. Расстояние между барабаном и колодками дробилки устанавливают с таким расчетом, чтобы плоды яблок, айвы и груш в технической спелости были измельчены на кусочки размером 2-5 мм. Таких кусочков должно быть не менее 70% от общей массы мезги. Лежалые и перезревшие плоды с мягкой мякотью рекомендуется измельчать на частички размером 6-10 мм, плоды косточковых и ягоды - около 10 мм.
Ягоды клюквы, брусники, черники, голубики раздавливают на валковых дробилках до образования трещин в оболочке. Если ягоды этих культур перезрели, их прессуют без измельчения. При измельчении плодов вишни следят за тем, чтобы количество раздавленных косточек не превышало 20%. Ядро косточек содержит гликозид амигдалин, который в процессе переработки и хранения вишневого сока может гидролизоваться с образованием синильной кислоты. Косточки вишни не удаляют, так как, находясь в мезге, они облегчают прессование. Обычно при измельчении расстояние между валками дробилок устанавливают для ягод 1-3 мм, вишни - 5-7 мм, яблок - 10-30 мм. При переработке плодов и ягод для получения не только сока, но и семян необходимо более тщательно следить за работой дробилки. В дробилке КДП-4М расстояние между барабаном и колодками регулируют с учетом крупности семян так, чтобы они не дробились.
В последнее время широкое применение в плодово-ягодном виноделии нашли дисковые измельчители: плодорезка КПИ-4, дробилки ВДР-5 (рис. 16) и ДДС-5. Дисковые дробилки хорошо сочетаются со шнековым прессом Для отжатая сока. Дробилка ВДР-5 имеет регулировочное устройство, обеспечивающее оптимальное измельчение любой партии плодов. В дробилке КПИ-4 более широкий диапазон размеров измельчения плодов (рис. 17).
В мезге при соприкосновении с воздухом более интенсивно происходят окислительные процессы, развиваются микроорганизмы. Поэтому сразу же после измельчения плодов и ягод в мезгу вводят сернистый ангидрид из расчета не более 100 мг на 1 кг. Если сок будут использовать для изготовления кальвадоса, крепких плодовых напитков или плодового спирта, сульфитацию не проводят.
Увеличить выход сока можно вибрационной обработкой. Для этого вначале сырье загружают в вибрационное устройство (целые плоды на 1-2 мин, половинки на 30 с), затем дробят и прессуют. Вибрация повреждает клетки плодов, в результате чего выход сока увеличивается на 8-10% по сравнению с дроблением без предварительной вибрации. Повышение пористости мезги также способствует увеличению выхода сока. К мезге прибавляют различные инертные вещества: кизельгур, перлит, древесную стружку и др. В хозяйствах юга страны, где выращивают рис, успешно применяют рисовую лузгу. При загрузке на пакпресс (см. далее) добавляют 4-5% лузги (из расчета на ее сухую массу).
Лузгу перед использованием обрабатывают вначале кипящей водой в течение 2-5 мин, а затем промывают холодной проточной водой 5-6-кратиым количеством по объему. Промывку заканчивают тогда, когда промывная вода будет бесцветной, а лузга не будет иметь посторонних запахов. После промывки воду из чешуек лузги отжимают на специальном шнековом приспособлении или стряхивают на вибросите. Выжимку, содержащую лузгу, можно использовать повторно в количестве 4-5% к массе мезги с добавлением 2-2,5% свежей лузги. Прессование мезги яблок с добавлением лузги увеличивает выход сока из биологически спелых плодов на 15-20% и из яблок технической зрелости - на 10-12%. Совхоз «Сад-Гигант» Краснодарского края успешно применяет рисовую лузгу при выработке сброженно-спиртованных соков.
Сок из яблок, груши, айвы, малины, вишни, земляники, ежевики, красной смородины и облепихи отжимается сравнительно легко. Поэтому мезгу этих культур можно сразу после измельчения плодов и ягод направлять на прессование. Однако предварительная обработка мезги также желательна и для них. Из других плодов и ягод сок отжимается с трудом, а из мезги черной смородины и кизила, например, без специальной подготовки вообще нельзя его получить.
Некоторые виды сырья содержат значительное количество коллоидов, которые повышают вязкость сока, и поэтому он трудно отпрессовывается. Если растительную ткань подвергнуть электрическому воздействию, то в протоплазме происходят необратимые изменения, коагуляция белковых веществ. Протоплазма у различных плодов и ягод различается по строению, поэтому и чувствительность к воздействию током у разных плодов и ягод неодинакова. Яблоки, слива, вишня обладают большей токоустойчивостью, чем ягоды, т.е. для коагуляции их белковых веществ требуется меньшее время обработки.
Для электрического воздействия на яблоки при их измельчении успешно применяют валковый электроплазмолизатор ЭВ-1 с производительностью 6-17 т в 1 ч. (рис. 18). Основные части прибора - горизонтальные валки-электроды, сделаны из нержавеющей стали, смонтированы на диэлектрической станине. Во время работы на электроды подают напряжение 200-220 В при силе тока 50-75 А. Сырье непрерывно проходит через валки и замыкает электрическую цепь. Продолжительность обработки измеряется долями секунды. Расстояние между электродами (валками) для плодов и ягод 1-3 мм. Для косточковых плодов расстояние увеличивают до 4-5 мм, чтобы не допустить дробления косточек. Выход сока при прессовании обработанной электричеством мезги увеличивается на 4-8%. Сейчас электроплазмолизатор ЭВ-1 выпускают серийно.
Прогрессивным является обработка измельченного сырья электрическими импульсами высокой частоты (непосредственно в пакетах пресса). При укладке пакетов с мезгой на дренажные решетки накладывают электроды, чередуя катод с анодом. К электродам подключают клеммы от высоковольтной установки и от заземления. После загрузки пресса давление доводят до 0,5-0,6 МПа. Через 10 мин, когда часть сока отожмется, включают на 2-3 мин импульсную установку, после чего повышают давление прессования до 1 МПа. Рабочие во время работы установки находятся за ограждением пресса. Выход сока при обработке электроимпульсами увеличивается на 8-10%.
В последнее время для увеличения выхода сока успешно применяют обработку мезги пектолитическими ферментными препаратами. Пектиновые вещества повышают водоудерживающую способность клеток и препятствуют выделению сока. При обработке мезги пектолитическими ферментными препаратами пектиновые вещества расщепляются, в результате облегчается прессование мезги и повышается выход сока. Кроме того, снижается количество осадка, улучшается осветляемость и фильтруемость соков и виноматериалов.
В Советском Союзе в основном применяют ферментные препараты Пектаваморин П10х и Пектофоетидин Г110х. Дозы ферментных препаратов, вносимых в обрабатываемую мезгу, зависят от вида сырья. Общее количество их не должно превышать 0,03% массы сырья в пересчете на стандартную активность 9 ед/г. Пектолитическая активность выпускаемых ферментных препаратов бывает различной. Поэтому перед их использованием проводят расчет потребного количества препарата с учетом фактической активности, указанной для данного препарата. Технология ферментации плодово-ягодного сырья зависит от культуры плодов и ягод. Для удобства применения препаратов все сырье разделено на три группы: I группа - плоды семечковых (яблоки, груши, айва, рябина); II группа - ягодные и вишня; III группа - косточковые (кроме вишни) и шиповник.
Пектолитические препараты выпускают в виде сухого порошка. Перед употреблением в смеситель ВВМ вместимостью 200, 500 или 1000 л (можно использовать и другие емкости с мешалкой) вносят необходимое количество препарата, добавляют 5-, 10-кратное количество сока или воды с температурой 30-45° С. Смесь тщательно перемешивают до получения гомогенной (однородной) суспензии, а затем настаивают 30 мин.
Мезгу плодов семечковых подают в смеситель с одновременным добавлением изготовленной суспензии ферментного препарата. В это же время вносят сернистый ангидрид 100 мг на 1 кг мезги. Затем мезгу нагревают до 40-45° С в течение 10 мин и направляют на выдержку в ферментаторы ВВЗ или ВВМ (на 1000 дал) на 3-4 ч. В период ферментации температуру поддерживают в пределах 40-45° С. После ферментации отжимают сок. Таким же образом обрабатывают ягоды и вишню с той лишь разницей, что мезгу подогревают 5 мин, а ферментацию проводят 4-6ч.
Плоды косточковых и шиповника (сырье III группы) обрабатывают следующим образом. В измельченное сырье добавляют воду: для сливовых плодов и кизила 15-20%, для шиповника 30-50% массы плодов. Затем мезгу подогревают до 80-85° С: сливовые в течение 10 мин, кизил 15 мин, шиповник 20 мин. После прогревания мезгу охлаждают до 45-50° С, добавляют требуемое количество ферментного препарата и проводят ферментацию в течение 3-6 ч. В период ферментации поддерживают температуру 45-50° С. Конец ферментации определяют в лаборатории по вязкости вискозиметром или визуально по степени прозрачности сока и скорости его фильтрации.
В виноделии для увеличения выхода сока широко применяют настаивание мезги с подбраживанием. В процессе спиртового брожения происходит коагуляция коллоидов, в результате чего сок легко отделяется. Для подбраживания используют специальные емкости, в которых мезга удерживается решеткой от всплывания. В таких емкостях лучше извлекаются красящие вещества. Мезгу загружают в емкости сразу же после измельчения плодов и ягод, немедленно вносят разводку чистой культуры винных дрожжей в количестве 2-3% объема мезги, перемешивают мешалками и настаивают 24-48 ч. Затем сливают сок-самотек, а мезгу направляют на прессование.
Тепловая обработка. При нагревании сырья белковые вещества протоплазмы коагулируют, проницаемость клеток повышается, в результате увеличивается выход сока. Нагревание уменьшает вязкость сока, способствует переходу красящих и ароматических веществ из кожицы и мякоти в сок.
Режим и способ нагрева тщательно подбирают для каждого вида плодов и ягод. Длительное нагревание при высокой температуре способствует экстрагированию (извлечению) дубильных веществ, увеличивает содержание растворимого пектина. В результате этого ухудшается вкус сока и затрудняется прессование и фильтрация. При высоких температурах возможно потемнение сока. Чаще всего сырье нагревают до 60-70° С. Лучше прогревать плоды и ягоды не в воде, где теряются растворимые вещества, а обрабатывать паром в шнековом подогревателе или на ленточном шпарителе-бланширователе (рис. 19).
Тепловым способом обрабатывают плоды и ягоды алычи, вишни, сливы, рябины, черной смородины и черники. Подогревают целые плоды и ягоды или мезгу. Сырье насыпают на ленточный шпаритель в один слой и обрабатывают острым паром: плоды в течение 3-4 мин, ягоды 20-30 с. Мезгу подогревают в мезгоподогревателях типа БРК-ЗМ (рис. 20) производительностью 5-20 т или ППНД-10 производительностью 10 т в сутки. Можно использовать емкости с паропроводом в виде змеевика или острый пар (пар под давлением).
Продолжительность нагрева плодов алычи, сливы и ткемали в мезгоподогревателях или приспособленных емкостях 15-20 мин при 80-85° С. Нагревают до растрескивания кожицы значительной части плодов. Остальные плоды и ягоды, а также мезгу нагревают в мезгоподогревателях до 60-70° С и выдерживают при этой температуре 10 мин.
Подогревание значительно увеличивает выход сока. Например, у непрогретых абрикосов выход сока около 6%, а обработанных горячим паром - 70%; у кизила без подогревания сок вообще не выделяется, после прогревания в течение 5 мин при 80° С выход сока около 70%. Однако тепловая обработка может вызвать нежелательные изменения сока, поэтому ее применяют лишь в случаях, когда нет возможности обработать мезгу пектолитическими ферментами или ее настаиванием с подбраживанием. Если плоды и ягоды перерабатывают для получения сока и семян, тепловая обработка сырья вообще недопустима.
Обработка замораживанием. При замораживании плодов и ягод в клетках и межклетниках плодовой ткани образуются из свободной воды сырья кристаллы льда, занимающие больший объем, чем вода. Поэтому они разрывают оболочки клеток. Низкие (отрицательные) температуры, как и высокие, вызывают денатурацию (изменение естественных свойств) протоплазмы. При кристаллизации воды клетки обезвоживаются. Все это приводит к тому, что сок из замороженного сырья после его оттаивания выделяется легко и в большом количестве.
Продолжительность выдержки замороженного сырья не влияет на выход сока. Поэтому, как только плоды и ягоды замерзнут, их направляют на размораживание. Замораживать можно при любой отрицательной температуре; чем ниже температура, тем быстрее идет замораживание. Размораживание на воздухе длится около суток, в холодной воде (в соотношении 1 часть ягод и 2 части воды) - 15-20 мин.
Этот способ длительный и стоимость замораживания высокая. Кроме того, при медленном оттаивании дубильные вещества окисляются с потемнением и ухудшением качества сока, так как замораживание не разрушает ферментов. Поэтому специально для увеличения выхода сока замораживание не применяют. Его используют для хранения ягод, например клюквы, брусники. В этом случае замораживание способствует не только сохранности сырья, но и увеличению выхода сока. При запаздывании с уборкой урожая и неблагоприятных погодных условиях возможно замораживание яблок на деревьях. Такие плоды необходимо быстро дефростировать (оттаять) и немедленно переработать.
Из рассмотренных методов предварительной обработки мезги для увеличения выхода сока наиболее широко применяют электроплазмолизаторы и повышение пористости - для яблок и обработку пектолитическими ферментными препаратами - для большинства плодов и ягод.
Извлечение сока
Для извлечения сока применяют прессование, центрифугирование, диффузионный метод.
Диффузионный метод заключается в извлечении водой растворимых веществ из мезги плодов, ягод и другого сырья. Мезгу загружают в аппараты (8-12 шт.) диффузионной батареи, соединенные между собой. Чистую воду подают в первый аппарат, где происходит экстрагирование (извлечение) растворимых соединений. Вода после обогащения ее сухими веществами, теперь уже раствор сока, поступает во второй аппарат, затем в третий и т.д. После экстрагирования растворимых веществ мезгу из первого аппарата удаляют и заполняют его свежей мезгой. Первый аппарат становится последним, а второй - первым и т.д. Диффузионный метод для извлечения сока из плодов и ягод применяют редко, так как здесь необходимо добавление воды, что приводит к разбавлению сока. Этот метод широко используют в сахарной промышленности.
Центрифугирование. Метод основан на разделении твердой и жидкой фракций мезги под воздействием центробежной силы в аппаратах, называемых центрифугами. Применяют его главным образом при выработке сока с мякотью.
Прессование - основной метод извлечения сока из плодов и ягод или из мезги в виноделии. При этом используют прессы периодического (корзиночные и пакетные) или непрерывного действия (шнековые). Прессы периодического действия по устройству привода разделяют на гидравлические и с механическим приводом.
Гидравлический пакпресс 2П-41 имеет две платформы (рис. 21). Одна платформа с пакетами находится под давлением для отжатия сока, а вторая - на разгрузке выжимки и загрузке мезги. Производительность пресса при получении сока из яблок 1,35 т в 1 ч.
На многих плодоперерабатывающих заводах колхозов и совхозов успешно используют польский гидравлический пакпресс РОК-200с с тремя платформами, производительностью 3,3 т в 1ч (рис. 22). Платформы вращаются вокруг станины пресса. Одна платформа находится под давлением, вторая - на разгрузке выжимки, а третья - на загрузке мезги.
После отжатия сока платформы меняют местами: платформа с мезгой поступает на отжатие сока, а бывшая под давлением - на разгрузку и т.д. Преимущество пакпрессов по сравнению с корзиночными заключается в их большей производительности. Сущность отжатия сока на пакпрессах состоит в следующем. На дно поддона пресса кладут дренажную решетку, затем рамку высотой 8 см. Рамку накрывают салфетками из прочной льняной, паковочной или лавсановой ткани. Если сок отжимают на винтовом прессе, салфетки делают с отверстием для винта или из двух половинок.
Из накопительного бункера, который находится над прессом, на салфетку загружают мезгу, выравнивают ее и закрывают свисающими концами салфетки. Рамку с получившегося пакета снимают и кладут на него следующую дренажную решетку, а на нее рамку, салфетку и т. д. Высота слоя мезги в одном пакете составляет 3-5 см и зависит от вида и степени зрелости сырья. Мезгу яблок обычно загружают более толстым слоем, чем ягоды.
Количество пакетов с учетом толщины слоя мезги бывает 15-25 шт. Общая высота штабеля из пакетов на поддоне 100-120 см. На верхний пакет кладут прессующую доску и бруски. При укладке пакетов следят за тем, чтобы они лежали строго горизонтально. В противном случае ухудшается прессование и возможна поломка пресса.
Загруженную платформу подводят под отжимное устройство и включают гидравлический поршень давления. Давление повышают постепенно, иначе может мякоть попасть в сок или разорваться салфетка. Максимальное удельное давление на мезгу 2,5 МПа. Когда выделение сока прекращается, платформу откатывают на разгрузку. Общая продолжительность прессования одной платформы 15-20 мин. Выжимку вытряхивают из салфеток на транспортер, который подает ее к ковшовому элеватору, а элеватор - в накопительный бункер (рис. 23). Из него выжимку вывозят с территории завода для сушки и дальнейшего получения из нее пектина, на корм скоту или другие цели.
При переработке плодов и ягод на сок и семена для питомников сок отжимают так, чтобы не вызвать деформацию семян. Удельное давление на мезгу при отжиме сока из груш должно быть не выше 0,8 МПа, из яблок - 1,0-1,2 МПа. В каждом конкретном случае проводят пробное прессование.
При извлечении сока на корзиночных прессах дно накрывают салфеткой, концы которой выводят на край корзины. Затем нагружают мезгу до половины корзины, кладут дренажный круг и мезгу доверху. Мезгу закрывают концами салфетки, накладывают прессующую доску и несколько рядов дубовых брусьев и приступают к прессованию. Давление, как и в пакпрессах, увеличивают постепенно до прекращения выделения сока. В корзины можно закладывать 2-4 пакета, переслаивая их дренажными решетками.
Толщина слоя мезги в корзиночных прессах большая, поэтому и выход сока здесь меньше, чем в пакпрессах. Салфетки, которые используют для отжатия сока в пакпрессах или на винтовых корзиночных прессах, промывают и пропаривают не реже одного раза в смену. Сок, отжатый на пакпрессах, значительно чище сока, отжимаемого на других прессах. Однако пакпрессы отличаются высокой трудоемкостью: ручная загрузка и выгрузка пакетов, мойка использованных салфеток.
В настоящее время для отжатия сока применяют шнековые прессы непрерывного действия, специально сконструированные для яблок. Наиболее широко применяют прессы ПНДЯ-4, ВПО-5, ВПО-10 и ВПШ-5, производительность которых соответственно 4; 5; 10 и 5 т в 1 ч (при переработке яблок).
Для получения сока из рябины и дикорастущих яблок и груш, кроме указанных плодовых прессов, можно использовать и виноградные шнековые прессы. Для других видов сырья виноградные шнековые прессы не применяют, так как они сильно перетирают мезгу, ухудшая ее прессование.
Перед включением пресса ПНДЯ-4 в работу необходимо заполнить мезгой весь бункер (рис. 24). Толщина слоя мезги в бункере над транспортирующим шнеком не менее 200 мм.
Для устойчивости работы шнековых прессов в самом начале необходимо в цилиндре с камерой сформировать пробку из яблочной выжимки. Для этого включают пресс, закрывают выход из цилиндра регулировочным конусом и при давлении в гидросистеме 2,5-3 МПа заполняют бункер ранее полученной выжимкой, затем поднимают давление до 3,5-4 МПа. После этого отводят конус от барабана на 25-35 мм и подают мезгу. Если выжимки нет, пробку делают из свежей мезги в процессе отжатия и получения выжимки.
При работе бункер загружают мезгой непрерывно, не допуская его разгрузки. При неравномерной подаче мезги уменьшается производительность пресса и снижается выход сока. Ежедневно после работы пресс тщательно моют, но пробку из выжимки в предконусной части оставляют.
Для обеспечения максимального выхода сока и оптимального режима работы пресса опытным путем определяют необходимое давление для каждой партии сырья с учетом зрелости яблок, помологического сорта, степени измельчения и других факторов. При прессовании твердых яблок технической зрелости на прессах ВПШ-5 или ПНДЯ-4 зазор между конусом и барабаном должен быть 35-40 мм, а давление в гидросистеме 6-10 МПа. Если перерабатывают летние сорта яблок с мягкой мякотью или плоды в биологической спелости, давление снижают до 3-6 МПа, а расстояние между конусом и барабаном уменьшают до 25-35 мм. Отжать сок из перезревших плодов с рыхлой мякотью, особенно летних сортов яблок, а также из груш на шнековых прессах практически невозможно.
Отдельные плоды и ягоды сразу же после измельчения и почти все виды плодово-ягодного сырья после предварительной обработки мезги (например, подбраживания) легко отделяют сок. В таких случаях для увеличения общего выхода сока и повышения производительности прессов рекомендуется перед прессованием отделять сок от мезги на стекателях периодического действия системы Бодянского (рис. 25) или непрерывного действия ВССШ-10 (рис. 26), ВССШ-20, ВСП-5 производительностью 10, 20 и 5 т в 1 ч. При этом получают сок-самотек, который объединяют с соком из-под пресса.
Плодово-ягодное сырье в большинстве случаев отличается повышенной кислотностью, и для доведения сока до кондиций сусла (суслом называют сок, поставленный на брожение) часто приходится добавлять воду. В таких случаях целесообразнее использовать сок второго или даже третьего отжима.
Выжимку, полученную после отжатия сока, перегружают в емкости, заливают водой (до 30% массы выжимки), перемешивают и настаивают 6-12 ч для экстрагирования растворимых и красящих веществ. При настаивании возможно закисание массы. Поэтому вместе с водой вводят сернистый ангидрид 150-200 мг на 1 л воды. После настаивания мезгу вновь прессуют и получают сок второго отжима. Можно получить сок и третьего отжима. Настаивание идет более быстро при использовании горячей воды. Мезгу из вишни, черной смородины, черники и другой ягоды заливают водой с температурой 70-80° С.
Для обогащения сока второго отжима экстрактивными и ароматическими веществами его используют вторично (заливают новую партию выжимки плодов тех же наименований).
Наиболее качественными являются сок-самотек и сок первого отжима (прессовая фракция), полученный прессованием свежей неэкстрагированной мезги. Сок-самотек и сок первого отжима объединяют и получают сок первой фракции. Соки второго и третьего отжимов (водные фракции) содержат небольшое количество экстрактивных веществ. Их объединяют вместе и получают сок второй фракции, который используют для снижения кислотности и доведения экстракта до требуемых норм при выработке сброженно-спиртованных или спиртованных соков. В отдельных случаях возможно объединение сока первой и второй фракций. Выжимка, полученная после водной экстракции, почти не содержит питательных веществ. Ее используют только для компостирования (на удобрение).
Свежеотжатый сок быстро портится, поэтому сок всех фракций сульфитируют. Сульфитацией называется добавление в сок сернистого ангидрида или раствора сернистой кислоты. Общее количество сернистого ангидрида должно быть в пределах 50-100 мг на 1 л сока, в зависимости от микробиологического его состояния и температуры окружающей среды. Чем больше микробов и выше температура, тем больше должна быть концентрация сернистого ангидрида.
На рисунках 27-29 показаны различные варианты технологических линий переработки плодов и ягод.
Полученный сок процеживают через ткань для удаления крупных частичек мякоти, а затем осветляют отстаиванием, сепарированием (на центрифугах) или фильтрацией. Количество полученного сока учитывают в декалитрах, содержание в нем сахара (по инвертному сахару) и кислот (в пересчете на яблочную кислоту) - в килограммах. Выход сока зависит от вида культуры, сорта, степени зрелости плодов и ягод, способа извлечения сока и т.п. (табл. 2).
Сахаристость и кислотность полученного сока в каждом конкретном случае определяют анализом в лаборатории перерабатывающего предприятия. Полученные данные используют для расчетов при дальнейшей переработке сока. В связи с тем, что при извлечении сока могли применять экстрагирование растворимых веществ водой, общий выход сока рассчитывают по кислотности. За основу берут кислотность сока первой фракции.