Производство соков: Производство Соков: описание технологии изготовления

CIP (clean in place) используется для промывки установок, устройств и трубопроводов в производственной линии в системе CIP .

В процессе производства сока и концентратов станция мойки обеспечивает чистоту и гигиену в технологических резервуарах и резервуарах для хранения, а также в трубопроводах, транспортирующих сырье в трубоукладчиках.

Моющие средства готовятся на станции в виде рабочих растворов и перекачиваются в очищаемый прибор или установку. Затем они циркулируют по замкнутому контуру между станцией CIP и данным устройством в течение времени, которое обеспечивает тщательную очистку при заданной температуре. Температура промывки и концентрация раствора постоянно проверяются и автоматически регулируются.

Процедура промывки состоит из следующих этапов:

• извлечение остатков продукции из технологической системы,
• предварительное полоскание поверхностного окрашивания,
• мойка с использованием чистящих средств (кислотная и щелочная),
• полоскание чистой водой,
• дополнительная дезинфекция

Промывка по замкнутому циклу позволяет экономить чистящие средства и сокращать сброс сточных вод.Рабочие растворы готовятся на станции CIP в рекомендованных производителем концентрациях и при соответствующих температурах. Растворы хранятся в трех резервуарах, изолированных двойным слоем, и при необходимости подаются насосом.

Если вы заинтересованы в сотрудничестве с B&P Engineering, свяжитесь с нами через форму на странице контакт .

Ниже представлены восемь видеороликов, в которых показано, как производится яблочный концентрат одним из ведущих производителей концентратов в Польше.Производство осуществляется с применением машин, оборудования и систем управления производства B&P Engineering.

Производство фруктовых соков — обзор

4 Термическая стабильность: различные точки зрения на эндоглюканазы

Экстремофилы, ценный источник определенных биокатализаторов, известных как экстремозимы, которые могут противостоять и эффективно работать в различных процессах, где физические факторы, такие как температура, ионная сила, pH, щелочность и кислотность находятся на пределе [74,75], и преобладающие ферменты, полученные из мезофилов (мезозимов), не могут удовлетворить эти требования, становятся денатурированными и в результате теряют свою каталитическую активность [64,76,77].В общем, термостабильность остается заметным и желательным свойством белков, которое дает огромные преимущества с экономической, терапевтической и промышленной точек зрения [54,78,79]. Современные промышленные процессы, в которых трудноразлагаемые полимеры и соединения необходимо разлагать и сжижать, требуют термостабильных и устойчивых к растворителям целлюлаз, которые сопротивляются разворачиванию и обладают оптимальной активностью при повышенных температурах [80]. Термостойкий целлюлолитический фермент, особенно эндоглюканазы, используемый в текстиле для биополирования тканей и биостонирования джинсов, при переработке целлюлозы, красящей бумаге, в моющих средствах для осветления и смягчения цвета, в напитках для очистки пива и производстве фруктовых соков, в хлебобулочных изделиях для улучшения качества уровень питательных веществ в сельском хозяйстве, при предварительной переработке промышленных отходов и при производстве биотоплива [40,63,81].Потенциальные коммерческие преимущества эффективных и прибыльных термостабильных целлюлолитических ферментов с низкой степенью ингибирования могут значительно снизить общую стоимость производства биоэтанола в процессе SSF [82].

Многие исследования сосредоточены на термотолерантном поведении белков и обсуждают различные факторы, которые могут быть ответственны за эту особенность. К сожалению, нельзя приписать какой-либо конкретный аспект, различные сравнительные исследования белков предполагают, что ионные пары играют решающую роль, но некоторые возражают против этого, потому что несколько белков при более низких значениях pH (например, 2.0) остаются стабильными даже после нейтрализации большинства ионных пар [83]. На самом деле ничего окончательного о природе теплолюбивого свойства нельзя сказать с уверенностью. В исследованиях белковой инженерии одно из основных направлений было направлено на введение термостабильности и определение различных аспектов для повышения их стабильности [31]. Многие подходы использовали концепцию протеомов термофильных и мезофильных организмов [19,84]. В предыдущих исследованиях термостабильных эндоглюканаз Mingardon et al.[85] проанализировали одно семейство белков от различных термофилов до мезофилов и подчеркнули важность правильной укладки белков, внутренних слабых взаимодействий, модулей и доменов в термостабильном ферментном комплексе. С другой стороны, Panasik et al. [83] проанализировали структурные особенности белков, принадлежащих к семействам GH, которые имеют сходные (α / β) ₈ TIM (триозофосфатизомеразы) стволовые складки и отсутствие остатка глицина (Gly) в термостабильных эндоглюканазах, идентифицированных как ответственный фактор.Однако они проанализировали только три структуры эндоглюканазы, и в исследовании не анализировались индивидуально эндоглюканазы. Вместо этого мы сосредоточились на отдельных белках GH в целом, что сделало невозможным сделать окончательный вывод о термостабильности эндоглюканазы.

Для идентификации термотолерантного поведения наиболее распространенным подходом является изучение эффективных и универсальных свойств, придающих термостабильность различным семействам белков, а состав различных аминокислотных остатков может определять термостабильность [30,32,86].Березовский и Шахнович [87] проанализировали несколько гипертермофильных белков из различных организмов и определили, что «структурные» и «последовательные» механизмы ответственны за их высокую стабильность; а также пришли к выводу, что термостабильные белки имеют тенденцию быть более компактными, чем их мезофильные аналоги. Suhre и Claverie [88] изучили геномные последовательности различных термостабильных белков и обнаружили, что термостабильность связана с аминокислотным составом. Некоторые другие исследования охарактеризовали различные точки зрения аминокислотных взаимодействий, которые могли привести к толерантности к белкам [33].Мэтью и др. [89] продемонстрировали, что присутствие высокого процента глутаминовой кислоты (Glu) и пролина (Pro) и более низкая частота гидрофильных и термолабильных остатков глутамина (Gln) улучшают термостабильность белка. Однако нейтральные остатки, такие как метионин (Met) и цистеин (Cys), отвечают за образование водородных связей и ионных пар / солевых мостиков, которые играют важную роль в стабилизации структуры. Кроме того, неполярные остатки, такие как лейцин (Leu), аланин (Ala), изолейцин (Ile) и валин (Val), также способствуют повышению термостабильности.Из-за высокого процента этих неполярных остатков белок имеет высокое значение алифатического индекса, что является статистическим подходом, используемым для определения термостабильности [90].

Термостабильные белки имеют больше внутримолекулярных взаимодействий (электростатические взаимодействия, гидрофобные взаимодействия, дисульфидные и водородные связи), более высокую эффективность упаковки, сильную сеть солевых мостиков, большую жесткость, укороченные / меньшие петли, повышенное спиральное содержание, высвобождение конформационной деформации и пониженную энтропию разворачивания, чем мезостабильные, что увеличивает их стабильность [91,92].Присущая белку термостабильность охватывает и дополнительно подтверждается их термодинамическим и кинетическим анализом [93,94]. Термодинамические параметры эндоглюканаз: энтальпия (Δ H *), энтропия (Δ S *), свободная энергия Гиббса (Δ G *) и энергия активации ( E _a ) играют решающую роль в описании стабильность белка. Значения отрицательной энтропии (ΔS *) и низкой энтальпии (ΔH *) объясняют образование упорядоченного и эффективного комплекса переходного состояния фермент-субстрат [95].

Термическая денатурация эндоглюканаз может быть объяснена с помощью классического двухэтапного процесса: стадия (i) включает разворачивание нативной структуры белка, которая может обратимо преобразовываться в врожденную конформацию, а на стадии (ii) необратимая денатурация может приводить к постоянной инактивации из-за к неправильной укладке и агрегации белка наряду с дезамидированием и окислением некоторых остатков [96]. Денатурация белка сопровождается нарушением гидрофобных взаимодействий (нековалентные связи) с сопутствующим увеличением энтальпии активации (Δ H * _D ) и случайности (беспорядка) или энтропии (Δ S * _D ) активации [97].Термодинамическая стабильность определяется свободной энергией стабилизации фермента, что указывает на разницу между свободными энергиями белка в развернутом и свернутом состояниях, а также на температуру плавления ( T _m ) белка. Долгосрочная стабильность и кинетика зависят от энергии, препятствующей необратимой инактивации, и выражаются как период полувыведения ( t _1/2 ) фермента при определенной температуре. Повышение устойчивости к разворачиванию (высокий T _m ) также увеличивает устойчивость ферментов к инактивации (высокая t _1/2 ), поскольку повышение стабильности нативного состояния приводит к более медленному накоплению развернутое состояние и, во-вторых, развернутое состояние обычно является основным состоянием, приводящим к необратимой денатурации или инактивации [46,98].

Таким образом, в этих исследованиях были выявлены различные параметры, ответственные за термостабильность белков, такие как гидрофобность, свободная энергия Гиббса, изменение гидратации, энергия разворачивания, остатки, участвующие во вторичной структуре, наличие и последовательность определенных аминокислот (Glu, Pro, Arg, Val, Met и Lys), водородные связи и силы Ван-дер-Ваальса на остаток и дальнодействующая несвязанная энергия [98–101]. Вычислительный анализ (например, моделирование гомологии) играет решающую роль в сравнительном анализе термостабильных и мезостабильных белков [31,53].Предыдущие отчеты помогают нам понять факторы, ведущие к термофильной природе белков, а также указывают на отсутствие какой-либо определенной характеристики, которая, как можно общепризнанно, связана с термостабильностью. Это продолжает оставаться серьезным препятствием в исследованиях белковой инженерии [49]. Исходя из вышеизложенного, можно считать, что не существует единого правила, определяющего термостабильность [83].

Многие исследователи теперь применяют направленную эволюцию как средство для получения термостабильных мутантов эндоглюканазы, чьи структурные свойства и свойства на уровне последовательностей затем могут быть обнаружены [102,103].При отсутствии предварительных знаний о параметрах термостабильности подход направленной эволюции может дать оперативную передышку. Очевидно, что направленная эволюция не будет верным подходом к достижению желаемой термостабильности, поскольку это в значительной степени метод проб и ошибок. Метод SCHEMA более специфичен по своей природе и предлагает более точный взгляд на термостабильность, поскольку он также учитывает структурные данные родительского белка. Он был использован для разработки термостабильных химерных целлобиогидролаз с удовлетворительными результатами [45,104].Высокая удельная активность и термостабильность грибковых целлюлаз, а также их высокий уровень продуцирования в организме хозяина делают их особенно интересными для промышленного применения.

Принципы и практика малых и средних предприятий

Существует ряд единичных операций, связанных с преобразованием целых фруктов в желаемый сок, пюре или целлюлозный продукт (Таблица 6.1). Обработка фруктов зависит от технологического процесса. Если сырье предназначено для многократного использования, такого как рынок свежих продуктов, цельная обработка, дополнительные продукты и сок, схема потока будет сильно отличаться от схемы для завода, производящего только сок. В некоторых случаях очистка, сортировка и осмотр предшествуют хранению на заводе, или операции могут быть отменены или повторены непосредственно перед приготовлением сока. Как указано, унция профилактики (предотвращение / удаление загрязняющих веществ из сырья) стоит фунта лечения (попытки очистить загрязненный сок).

Таблица 6.1: Работа агрегата по производству сока.

Хотя существуют ключевые различия в обращении с каждым типом фруктов, предназначенных для производства сока (Таблица 6.2), а также важные корректировки по сортам и сезонам, обобщенная схема потоков на Рисунке 6.1 показывает операции в перспективе. Обычно фруктовые соки не подвергаются обработке при упаковке, транспортировке или послеуборочной обработке, присущей свежим рыночным и твердым упакованным фруктам (Fellows, 1997; Arthey and Ashurst, 1996). Такие операции, как охлаждение, промывка, сортировка и проверка, требуют внимания к массо- и теплопередаче. Охлаждение зависит от передачи тепла от фруктов воздуху (возможно, воде). Охлаждение и очистка могут включать физическое удаление поверхностного мусора щетками или разделение воздушной струей перед промывкой водой.Эти шаги существенно сокращают расход воды и ускоряют поток продукта. Эффективное оборудование сводит к минимуму потребление энергии на охлаждение / нагревание и промывочной воды. При неправильном выполнении уровень загрязнения может действительно увеличиться. Таким образом, оборудование и водоотведение имеют решающее значение при хлорировании и рециркуляции, которые обычно необходимы.

Рисунок 6.1: Обобщенная схема потока сока.

Таблица 6.2: Характеристики плодов, влияющие на приготовление сока.

6.1.1 Предварительное хранение

Логистика производства, сбора урожая, транспортировки и созревания диктует, что многие фрукты должны храниться перед приготовлением сока. Сезонный период сбора урожая может быть намного короче времени, необходимого для обработки всего однолетнего урожая и стабилизации полученного сока и готовой продукции. Как и в случае с вышеупомянутыми шагами, необходимо тщательное выдерживание, чтобы обеспечить оптимальное созревание или предотвратить порчу и загрязнение. Производители и переработчики должны хорошо разбираться в послеуборочной физиологии, особенно в том, что касается рассматриваемых видов и сортов.

У некоторых климактерических плодов созревание и старение можно контролировать (задерживать, поддерживать постоянным, ускорять или равномерно стимулировать) путем разумного использования низкой температуры, умеренной влажности и регулирования уровней кислорода, углекислого газа и этилена (таблица 5.4). Эти методы, называемые хранением в контролируемой или модифицированной атмосфере, могут значительно продлить срок хранения некоторых фруктов и овощей (Arthey and Ashurst, 1996).

Что касается других фруктов, то хранение является краткосрочным и служит только временно для предотвращения загрязнения и повреждения во время обработки потока.Некоторые фрукты можно заморозить и хранить в течение длительного времени. Замораживание обходится дорого, но способствует разрушению клеток и облегчает транспортировку и приготовление сока. В жарком климате, где холодильное или морозильное оборудование может быть недоступно и нецелесообразно для сока, такие стратегии, как своевременный сбор урожая, более прохладные операции по сбору урожая в ночное время, быстрая транспортировка и тенистое, хорошо вентилируемое хранилище могут помочь сбалансировать нагрузку на переработку и хранение выключить ухудшение на несколько критических часов. Многие переработчики не осознают важность этих процедур; но каждый маленький кусочек помогает, и преимущества складываются.

Транспортная упаковка должна быть нежной и гигиеничной. Простое бросание фруктов в контейнер для массовых грузов и путешествие по пересеченной местности гарантирует частичное неприемлемое приготовление сока во время транспортировки до доставки. Более того, если время доставки велико или если партия должна выдерживаться более нескольких часов при повышенной температуре, начнется брожение. Основной проблемой при обращении с фруктами, предназначенными для производства сока, и их хранении является относительно низкая стоимость урожая. Таким образом, все послеуборочные операции, включая приготовление сока, часто не получают должного внимания.Такая продукция, не отвечающая требованиям GAP, представляет угрозу как для безопасности, так и для качества, и вскоре исключается из торговли на всех рынках, кроме самых бедных. Нормы безопасности пищевых продуктов и стандарты качества по-прежнему исключают предприятия, использующие такие некачественные методы ведения сельского хозяйства и производства.

В некоторых регионах местные переработчики заявили эту шовинистическую линию: «У нас все хорошо, наши продукты недорогие и являются единственной альтернативой для потребителей». Результатом стал резкий рост альтернативных напитков, таких как импортные соки, газированные безалкогольные напитки и другие напитки.А главное, местные фруктовые соки и все продукты местного производства получили незаслуженно некачественный имидж. Потребители не делают тонких различий, поскольку целую отрасль можно «одной кистью замазать».

6.1.2 Очистка, сортировка и осмотр

Если производитель фруктов соблюдал ГПЗ и сбор урожая и обработка были выполнены эффективно, фрукты, поступающие на перерабатывающий завод, должны быть достаточно гигиеничными и оптимального качества, что упрощает последующие операции.Тем не менее качество нельзя принимать как должное. Во многих случаях основанием для оплаты является состояние фруктов в том виде, в котором они были получены. Следовательно, отбор проб и анализ на состав и качество являются обязательными.

Государственные нормы, отраслевая ассоциация или соглашение между производителем и переработчиком до закупки урожая могут диктовать применимые стандарты качества. Некоторые соглашения являются сезонными или даже готовы до посадки или сбора урожая. Репрезентативный образец груза может быть взят в соответствии со статистическими процедурами, проверен на предмет видимых дефектов и посторонних веществ, а затем проанализирован на микробную нагрузку, патогены, остатки пестицидов, уровень афлатоксина, цвет, сахар, кислоту, ароматизатор или другие важные факторы безопасности и качества. атрибуты.(Таблица 6.3). На рисунках 6.2a и b показаны процедуры проверки поставки сырья для яблок и винограда.

Рис. 6.2a и b: Осмотр при доставке яблок и винограда.
Анализ при доставке является основанием для оплаты

Таблица 6.3: Некоторые критерии качества отжима сока.

Отказ от продажи на данном этапе — серьезный вопрос, поскольку в подозрительную партию уже вложено много времени, усилий и средств.Если дефект поддается устранению (очистка, исправление и осмотр), может быть наложен штраф или потребуется альтернативная обработка. Однако, если партия не может быть скорректирована, это приводит к загрязнению (микробному или химическому) или сильно нестандартному составу / качеству утилизации и ущербу репутации. В любом случае технологический поток нарушается, и работа завода страдает.

Таким образом, из соображений качества и безопасности важно, чтобы ГПД существовали до начала сезона сбора урожая, согласовывались всеми сторонами, строго соблюдались и документировались на протяжении всей цепочки производства и доставки.На предприятии по переработке сока GAP взаимодействуют с системой процессора (GMP), которая должна быть одинаково хорошо спроектирована и применена. Неэффективно и нелогично брать фрукты, которые до этого момента хорошо обрабатывались, а затем подвергать их обработке низкокачественных соков. В этом тексте выделены компоненты систем GAP и GMP.

Перед приготовлением сока плоды можно мыть, тщательно проверять и иногда калибровать (зависит от плода). Осмотр и удаление поврежденных фруктов очень важны, особенно при переработке целых фруктов.В твердых упаковках один плохой фрукт может вызвать дефект в одном контейнере, но после приготовления сока тот же самый кусок дефектного фрукта может привести к загрязнению всей партии сока. В том же контексте несколько кусочков, содержащих патогенные микробные микроорганизмы или токсичные химические вещества, могут вызвать и действительно вызывают хаос при приготовлении сока.

В зависимости от наличия и санитарного качества воды могут потребоваться этапы сухой предварительной очистки и системы оборотного водоснабжения. GAP должны гарантировать, что грязные фрукты не будут переданы на переработку.Однако погодные условия и условия доставки могут потребовать удаления пыли, грязи или посторонних предметов, вызванных транспортировкой. Сброс / транспортировка воды может служить для бережной транспортировки фруктов, но это опасная практика, если сбросная вода не подвергается надлежащему хлорированию или другой обработке. Поддержание качества воды — дорогостоящая, но необходимая функция любого предприятия по производству качественного сока. Сетчатый шейкер в сочетании с воздушными форсунками и сухими щетками может эффективно снизить расход воды при условии, что фрукты выдерживают такое механическое обращение.

Осмотр может быть ручным, при условии, что работники наблюдают и устраняют дефекты, или автоматическим, осуществляемым с помощью датчиков, управляемых компьютером, для определения неправильного цвета, формы или размера (рис. 6.3). Сложные приборы, работающие на высоких скоростях, все чаще используются в современных технологических установках, хотя человеческий глаз, рука и разум по-прежнему обычно принимают окончательное решение.

6.1.3 Измельчение и отжим сока

Есть много способов отжима сока, специфичных для фруктов.Некоторые из них являются хорошо отработанными крупномасштабными процедурами для коммерческих фруктов и будут подробно объяснены для этих фруктов. Производственные операции варьируются от кухонных до промышленных, в зависимости от объема, конечного использования и сырья. В таблице 6.2 приведены некоторые общие рекомендации для различных типов фруктов. Целью производства сока является удаление как можно большего количества желательных компонентов из фруктов без удаления нежелательных. Тщательное измельчение максимизирует выход, но при этом извлекаются вещества из всего, т.е.е. семя, кожица, сердцевина и т. д.

Таким образом, компромисс между выходом сока и качеством диктует приготовление сока и последующие этапы. С фруктами с невкусной кожурой и семенами нужно обращаться более осторожно, чем с фруктами, которые можно полностью измельчить. Можно свести к минимуму извлечение кожуры и компонентов семян с помощью режима измельчения, при котором съедобная мякоть измельчается или удаляется при сохранении других порций. Однако перед приготовлением сока некоторые фрукты необходимо тщательно очистить от кожуры и удалить семена или сердцевину. Ручной труд в настоящее время является альтернативой, приносящей множество незначительных результатов, хотя есть экономический стимул для механизации, если это возможно.

Контурные ножи, такие как используемые для яблок (рис. 6.4), могут быть адаптированы для ряда фруктов, которые являются достаточно твердыми и однородными, чтобы облегчить вращательное очищение. Батарея аналогичных единиц была предшественником гинаки, успешно использовавшейся для ананаса (раздел 15.1). Системы очистки, которые эффективны для некоторых овощей, таких как щелочь, абразивные, ферментативные, взрывчатые вещества, менее эффективны для нежной мякоти фруктов. Тем не менее, грамотно спроектированное оборудование может значительно облегчить эти трудоемкие операции.При любых обстоятельствах обязательна окончательная проверка человеком и этап выбора / отклонения изделия.

Обычно целый плод более устойчив, чем сок, если быстро не консервируется после извлечения. Так что фрукты не должны сок до тех пор, пока материал не будет быстро стабилизирован или процесс не будет завершен. Внимание к качеству на этапе предварительной закуски чрезвычайно важно. В противном случае поверхностный мусор и части кожицы или семян могут легко испортить цвет или вкус всей партии сока.Конечно, в аналогичном смысле микробные и химические загрязнители при приготовлении сока могут и вызвали катастрофические последствия для здоровья населения.

Рисунок 6.3: Автоматически система проверки / оценки.
Предоставлено Key Technology, Inc. (Key, 2000)

Рисунок 6.4: Apple овощечистка / пробоотборник.
Предоставлено Basics Products, Inc. (Back to Basics Products, 2000)

а.

г.

Рисунки 6.5a и 6.5b: маленькие и большие плоды дробилки.
Производительность от ~ 100 кг до 40 тонн в час.

а. б.

г. d.

Рисунок 6.6a. до н.э. и d: Шнековый измельчитель фруктов, лопаточный измельчитель, лопаточный измельчитель с грубым ситом, лопаточный измельчитель с щетками для мягких фруктов.

Оборудование для экстракции сока варьируется от ручных дробилок до механических экстракторов тонны / час (Рисунок 6.5). Для мягких или измельченных фруктов конусный шнековый экспресс или лопастной измельчитель, снабженный соответствующими ситами, служит для отделения сока от твердых частиц (рис. 6.6). Там, где растрескивание кожуры или семян является проблемой, лопатки для щеток могут заменить металлические прутья. Два последовательно установленных измельчителя с ситами от ~ 1 до 0,2 мм могут эффективно очистить многие соки и часто дают полезный толстый побочный продукт.

Для более густых пюре может потребоваться этап прессования, и доступно несколько вариантов. Для огнеупорного материала предварительная обработка мацерирующим ферментом с нагревом до ~ 60 ° C или без него и выдержкой до ~ 40 минут может значительно увеличить выход и последующие этапы прессования / осветления.У поставщиков ферментов есть выбор смесей ферментов с гидролитической активностью против волокнистых растительных материалов, таких как пектин, гемицеллюлоза и целлюлоза, чтобы соответствовать составу большинства растительных материалов (Hohn, Somogyi, et al., 1996).

Даже без добавления фермента мацерации нагрев до ~ 70C смягчает фрукты, инактивирует нативные ферменты, снижает микробную нагрузку и влияет на увеличение выхода сока. Однако тонкий вкус можно испортить. и недопустимое потемнение из-за ферментативного и неферментативного потемнения. происходить.Быстрое нагревание и охлаждение перед приготовлением сока может решить некоторые из этих проблем с качеством. Традиционно пюре из фруктов и пюре нагревали до оптимальной температуры мацерационного фермента (от ~ 55 до 60 ° C) в открытых котлах с паровой рубашкой при перемешивании. Этот этап и последующее охлаждение могут быть выполнены с помощью теплообменников со скользящей поверхностью (рис. 8.4) или термических шнеков (полый нагретый паром шнек в желобе с паровой рубашкой). Пар или охлаждающая жидкость, протекающие как через шнек, так и через желоб, эффективно и непрерывно нагревают или охлаждают материал.Густое вязкое пюре нельзя пропустить через пластинчатый или трубчатый теплообменник из-за проблем с засорением, хотя после уменьшения содержания твердых частиц эти устройства подходят.

Термошнек — это система непрерывного действия, предназначенная как для транспортировки, так и для нагрева или охлаждения измельченных фруктов или целых мелких фруктов. В режиме горячего прессования материал проходит непосредственно из дробилки в резервуар для хранения пресса через шнек, настроенный для доставки измельчения при температуре, соответствующей активности фермента, ~ 60 ° C. При непрерывном прессовании шнек можно даже замедлить настолько, чтобы выдержать время выдержки, а затем подать прямо в пресс (или на другой подающий / удерживающий шнек).Таким образом можно обрабатывать только достаточно мелкие частицы, и необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить равномерный нагрев и избежать ожога раздавливания.

Мацерирующие ферменты также облегчают осветление сока. В некоторых случаях присутствующим в природе ферментам (в первую очередь пектиназам) можно дать возможность действовать при температуре окружающей среды перед прессованием. Однако длительное хранение может способствовать появлению организмов, вызывающих порчу, и естественная гидролитическая активность, как правило, будет ниже, чем при добавлении промышленных ферментов. Для фруктов с нежным вкусом или плодов, для которых выделение цвета из семян или кожуры нежелательно, предпочтительным является немедленный отжим при температуре окружающей среды (так называемый холодный отжим) с ферментами или без них.При этом снижается выход сока; компромисс, продиктованный тем, чтобы избежать нежелательного потемнения, вызванного высокой температурой.

Предупреждение относительно коммерческих ферментов, ферментных препаратов, доступных в порошковой или жидкой форме, имеют ограниченный срок хранения и должны храниться в холодильнике, поскольку активность быстро снижается при температуре окружающей среды. Эти вспомогательные средства обработки довольно дороги, и их следует использовать с осторожностью. Гарантия на растворы и порошки распространяется только тогда, когда ценность дополнительного выхода сока и его качество превышают стоимость фермента.Кроме того, они представляют собой смеси, содержащие отдельные ферменты, некоторые из которых могут вызывать нежелательные реакции, поэтому рекомендуется проконсультироваться с поставщиками и провести пилотные испытания.

Другим способом извлечения водорастворимых компонентов из фруктов и растительного сырья является экстракция настоя. Мякоть измельчают с добавленной водой для растворения твердых частиц, которые затем отделяются от мякоти, как описано. Многократные экстракции с регулировкой температуры и pH и обработкой ферментами позволяют извлекать практически все растворимые твердые вещества.Противоточный поток, при котором свежий растворитель (обычно вода) контактирует с последней стадией отработанной целлюлозы, весьма эффективен (рис. 6.7) и широко используется в цитрусовой промышленности (раздел 11.3.4). В этом случае необходимо последующее концентрирование экстракта для возврата к исходному плоду Брикса.

С мягкими, легко извлекаемыми фруктами многообещающая система отвода пара. Ранним примером является установка для извлечения в домашних условиях скандинавского происхождения (рис. 6.8). Фрукты находятся в сетчатом фильтре, который концентрически сливается из внутреннего контейнера с кипящей водой.Поднимающийся пар конденсируется в отделении для фруктов или на фруктах, нагревая их и вымывая растворимые вещества, стекающие с мякоти. Полунепрерывный агрегат французской конструкции в более крупном масштабе показан на рис. 6.8. Несмотря на использование высокой температуры, в этой системе пар инактивирует ферменты (бланширует), пастеризует фрукты и исключает кислород во время экстракции. Таким образом, сок имеет необычайно хороший цвет и сохраняет аромат.

Рисунок 6.7: Схема экстракции промывной целлюлозы.

а.

г.

Рисунок 6.8a. и b: паровые экстракторы. Макеты кухонь и опытных заводов.

Независимо от используемой системы, если экстракт затем концентрируется до исходного уровня твердых веществ, технически это сок. Однако маркировка сока зависит от правил конкретной страны. Мякоть или остатки от прессов ценных фруктов можно экстрагировать таким образом водой или другими растворителями с получением экстрактов, содержащих пигменты, питательные вещества, нутрицевтики, эссенции или другие полезные побочные продукты.

6.1.4 Прессование

Операция прессования также может варьироваться от ручного до механического (рис. 6.9) с использованием полностью автоматизированных систем, распространенных в производстве соков. Кухонные соковыжималки или кухонные комбайны эффективны для небольших количеств, но для больших количеств в несколько килограммов сопротивление потоку и расстояние, на которое должен пройти отжатый сок до поверхности пресса, усложняют отжим. Стеллажный пресс для ткани увеличивает соотношение площади поверхности к объему и является довольно эффективным, хотя и трудоемким.На рис. 6.10 показан простой пресс на основе гидравлического домкрата, разработанный Корнельским университетом (Даунинг, 1972 г.). Все опоры деревянные, включая стойки. Прочные хлопчатобумажные или синтетические ткани обеспечивают недорогой и долговечный пресс периодического действия, хотя его трудно чистить и дезинфицировать.

Рисунок 6.10: Простая гидравлическая стойка и тканевый пресс.
(Даунинг, 1972)

Рисунок 6.11: Баллонный пресс объемом 100 л.

Рисунок 6.9: Соковыжималки — ручная корзина, решетка, ткань и пневматическая камера.

Другие системы периодического действия включают гидравлические корзиночные прессы, в которых поршни опускаются в мешок пресса, в котором находится дробилка. Лучшее извлечение достигается за счет перемешивания крошки между несколькими нажатиями, чтобы обнажить свежую поверхность рядом с тканью. Этот этап смешивания выполняется в баллонных прессах путем вращения горизонтальной корзины, снабженной цепью или внутренним механизмом, для перераспределения лепешки и повторного надувания баллона для оказания давления на измельченный материал (Рисунок 6.11). Также используются вертикальные баллонные прессы, надуваемые давлением воздуха или воды. Периодическая дефляция камеры и перераспределение жмыха вручную необходимы для обеспечения свежей поверхности пресса.

Другой крайностью являются шнековые прессы непрерывного действия, способные обрабатывать много тонн измельченных фруктов в час. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы жмых не подвергался чрезмерному сдвигу; в противном случае семена и другие твердые вещества внесут в сок нежелательные компоненты. Более дорогой непрерывной, но щадящей системой является ленточный пресс, в котором пульпа прижимается роликами между пористыми лентами.В большинстве конфигураций пресса добавление нескольких процентов вспомогательного средства для прессования к измельченным фруктам может повысить урожайность. Вспомогательные средства для прессования состоят из чистой рисовой шелухи или целлюлозного волокна, которые обеспечивают дренажные каналы для отжатого сока. Многократные нажатия или вращения (в эластичных прессах) дополнительно увеличивают урожайность, но требуют больше времени и могут удалить нежелательные вещества, если переусердствовать. Вспомогательное средство для прессования также служит для удаления твердых частиц; сок, отжатый в конце цикла, имеет тенденцию быть более прозрачным (и темнее, если произошло потемнение).Однако вспомогательные средства для прессования могут представлять проблему для утилизации, могут быть дорогими и, если они не будут хорошо очищены, могут способствовать появлению неприятных запахов.

С некоторыми плодами, позволяющими измельчению осесть, обеспечивает естественный дренаж. Целлюлозная фракция либо всплывает, либо опускается на поверхность для легкого разделения и значительно сокращает объем, требующий прессования. Очистка с использованием бентоннезита или порошка с высокой адсорбцией, способного флокулировать коллоидный материал из сока, ускоряет осаждение и обычно используется при осветлении вина.Точно так же добавление белка или дубильных веществ в качестве осветляющих агентов может не только удалить взвешенные твердые частицы, но также образовать комплексы с макромолекулами, которые, если их не удалить, могут вызвать помутнение готового сока (Глава 13).

Рисунок 6.12: Отбор проб сока после ручного измельчения через нейлоновый мешок.

Таблица 6.4: Факторы прессования, влияющие на выход и качество сока.

6.1.5 Осветление сока

Для получения более жидких соков, где помутнение или помутнение недопустимы, первичный отжатый сок должен подвергаться дальнейшей обработке. Стадия отстаивания может помочь, если сок можно хранить в холодильнике в течение нескольких часов. При температуре окружающей среды выдержка не рекомендуется. Быстрые методы, такие как центрифугирование и фильтрация, позволяют получить прозрачный сок. Достаточно эффективна центрифуга непрерывного действия или декантирующая центрифуга с автоматическим удалением шлама для получения прозрачного или почти прозрачного сока. (Соки, для которых желательно образование помутнения, обычно не требуют фильтрации; достаточно центрифугирования.) Перед центрифугированием поток следует отстоять или грубо отфильтровать, чтобы уменьшить количество шлама в сырье, поступающем в центрифугу. Сито для встряхивания с мелкими ячейками может дополнительно удалять твердые частицы (рис. 6.13). Центрифуга — очень дорогая вещь; однако он значительно упрощает последующие этапы фильтрации и является важным компонентом многих операций по переработке сока (рис. 6.14).

Рисунок 6.13a: Сепарация шейкера экран.
Размер ячеек и частоту вибрации можно варьировать в зависимости от вязкости сырья

Рисунок 6.13b: разделительный экран шейкера, используемый в сочетании с центрифугой непрерывного действия.

Рисунок 6.13c: Коммерческий обезвоживатель / обезжириватель.
Courtesy Keys Technology, Inc.

Рисунок 6.14: Непрерывный центрифуги.
Коммерческий ~ 200-1 000 л / час, пилотная установка ~ 5-20 л / час

6.1.6 Фильтрация

Как и в случае предварительного центрифугирования, поток сока следует максимально очищать, чтобы уменьшить обрабатываемый объем и увеличить пропускную способность.Существует множество систем фильтрации, подходящих для различных соков. Они варьируются от пластинчатых и рамных фильтров, снабженных подушками из пористой целлюлозы (рис. 6.15), до пластиковых, керамических или металлических мембран. Диатомит, смешанный с жидкостью, служит для значительного увеличения площади поверхности и пористости фильтрующего слоя и, следовательно, способности фильтра поглощать частицы.

Рисунок 6.15: Пластина, рама и вакуумный фильтр.

В крайнем случае фильтр может иметь достаточно маленькие поры для физического удаления микроорганизмов из сока (стерильная фильтрация) или даже для удаления макромолекул, таких как белки и углеводные полимеры (ультрафильтрация).Эти этапы обработки будут рассмотрены позже. Производство прозрачного или совершенно прозрачного сока и предотвращение помутнения после фильтрации являются обычными целями. Засорение мембраны является проблемой для любого фильтра, поэтому важна предварительная обработка для минимизации твердых частиц и структуры потока, которые самоочищают мембрану.

Систему можно сделать непрерывной с помощью роторного вакуума. фильтр (рисунок 6.15). Вакуум осаждает свежий фильтрующий агент, взвешенный в соке. на поверхности барабана.Сок проходит во вращающийся барабан через фильтрующий слой, который постоянно обновляется за счет соскабливания отработанного материала с поверхности после вращения. В различных других фильтрах используются прочные керамические или металлические пористые мембраны с возможностью обратной промывки и схемами потока, которые сводят к минимуму засорение. Эти системы работают параллельно для обеспечения непрерывной работы и могут уменьшить или устранить потребность в вспомогательном фильтре; расходы на покупку и продажу.

6.1.7 Деаэрация

Во время описанных операций дробления, измельчения, прессования, сепарации в шейкере, центрифугирования и фильтрации фрукты и сок подвергаются значительной аэрации.Включение кислорода может способствовать ферментативному потемнению, разрушать питательные вещества, изменять вкус и иным образом ухудшать качество. Поэтому следует позаботиться о быстром выполнении этих шагов при низкой температуре и / или защите материала от кислорода, если это возможно. Иногда полезен предварительный нагрев для инактивации природных и / или добавленных ферментов, если следует быстрое охлаждение.

Деаэрация может быть осуществлена ​​путем мгновенного испарения нагретого сока в вакуумную камеру или насыщения сока инертным газом.Азот или углекислый газ пропускают через сок перед хранением в инертной атмосфере. Очевидно, что после удаления воздуха или его замены инертным газом сок необходимо защищать от атмосферы на всех последующих этапах обработки. Деаэрация, особенно выпаривание при высокой температуре, также может удалить некоторый желаемый летучий аромат, что является еще одним компромиссом, с которым сталкивается технолог по производству соков.

6.1.8 Предупреждение относительно систем обработки

Отличное исследование, содержащее подробные сведения о соке — приготовление, обработка, состав, качество хранения и т. Д.скорее всего, поступили из академических или институциональных исследовательских лабораторий, работающих с небольшими, хотя и репрезентативными образцами фруктов. Обработка обычно идеальна с упором на повторяемость, скорость и внимание к деталям. Редко проводятся исследования, связанные с логистикой обработки больших, то есть коммерческих объемов, в промышленных условиях, поэтому не акцентируется внимание на масштабировании и сопутствующих трудностях. Тот факт, что фрукт может давать отличный сок в лаборатории, не означает, что он коммерчески жизнеспособен.Оборудование от сбора урожая до хранения должно разрабатываться для эффективного выполнения множества операций в различных, а зачастую и в очень разных и сложных условиях эксплуатации. Кроме того, эти операции должны достаточно хорошо соответствовать схеме технологического процесса. Несовместимость по производительности или высокочувствительные процедуры с чрезмерным временем простоя вызывают хаос в производственном потоке и недопустимы. Изобретательность и / или технологии могут в конечном итоге преодолеть эти препятствия, но только при наличии значительного терпения и времени.

Ручной труд и уход могут стать первым шагом в расширении масштабов производства соковой продукции для местных нишевых рынков. Однако это не замена хорошо продуманной механизации, которая могла бы заменить или хотя бы дополнить человеческий труд. Тысячи рабочих не могут долго соответствовать нескольким высокоскоростным экстракторам. Некоторые фрукты, упомянутые здесь, обладают превосходными вкусовыми качествами, но будут иметь скудный потенциал сока (или твердой упаковки) до тех пор, пока в систему не будет введена некоторая степень снижения затрат.

Обычно наибольшие проблемы возникают при операциях осмотра, очистки, сортировки, отслаивания / удаления сердцевины / варки целлюлозы. (После выделения плоти в достаточно чистую форму последующие операции довольно легко масштабируются.) Это серьезная проблема для небольших процессоров. Если они не будут постоянно стремиться к повышению эффективности производства сока, это сделает кто-то другой, иначе фрукты останутся недоиспользованными в ущерб региону выращивания и потребителям.

Любопытно, что удивительная изобретательность и мастерство, продемонстрированные механиками из стран третьего мира в ремонте и обслуживании сложных машин и оборудования (автомобильного, холодильного, электрического) с небольшим обучением или запасами запчастей, не были распространены на проектирование и разработку оборудования для пищевой промышленности.Конечно, все такое оборудование эксплуатируется долгое время по истечении ожидаемого расчетного срока службы, после нулевого износа. Новые и инновационные механические решения для утомительных этапов обработки либо явно отсутствуют, либо не используются в местной пищевой промышленности. В таких инновациях существует острая потребность, особенно с учетом того, что существующие (крупные / многонациональные) производители оборудования, обладающие опытом и талантами, рассматривают это как нишевый рынок, не достойный вложений. И наоборот, если соответствующее малое / среднее оборудование действительно существует, оно ужасно дорого и / или сложно в эксплуатации и обслуживании.

Переработка фруктов | Оранжевая книга

В этой главе вы прочитаете о:

• Этапы производства на перерабатывающем предприятии.
• Доставка фруктов и то, что делается в зоне приема фруктов для подготовки апельсинов для отжима сока.
• Как отжимается максимальное количество сока из фруктов и два основных типа отжима.
• Удаление мякоти путем осветления, чтобы сок можно было выпарить до концентрирования или переработать в сок одинарной крепости.
• Производство ЯТЦ, включая термообработку и складирование.
• Производство концентрата и потребность в эффективных испарителях.
• Восстановление пилингового масла. Как из-за зимовки выпадает воск.
• Производство кормов для животных из стоков.
• Производство целлюлозы и различные виды ее использования.
• Промывка пульпы для извлечения ценных твердых частиц.

5.1 Обзор перерабатывающего завода

Заводы по переработке апельсина расположены в непосредственной близости от зоны выращивания фруктов.Фрукты следует обрабатывать как можно скорее после сбора урожая, потому что фрукты быстро портятся при высоких температурах, характерных для районов выращивания цитрусовых. Апельсиновые продукты, с другой стороны, производятся в форме, позволяющей хранить их в течение длительного времени и отправлять на большие расстояния.

В апельсиновой промышленности основной единицей отчетности о потреблении урожая и растений обычно является ящик для фруктов.

Коробка апельсинов определяется как содержащая 40,8 кг (90 фунтов) фруктов. Во Флориде малые и средние заводы обычно обрабатывают 5-10 миллионов коробок (200 000-400 000 тонн) за сезон, а крупные заводы — до 25 миллионов коробок.Большинство бразильских цитрусовых растений обладают гораздо большей урожайностью. Крупнейший в мире завод по производству апельсинового сока Citrosuco в Матао, Бразилия, может принимать 60 миллионов коробок (2,4 миллиона тонн) фруктов за сезон. В большинстве других регионов выращивания апельсинов заводы по переработке цитрусовых значительно меньше, чем во Флориде и Бразилии. Рисунок 5.1 показывает типичные этапы обработки оранжевого цвета.

Рисунок 5.1.

Блок-схема, показывающая типичные этапы обработки на заводе по переработке апельсинов

Прием фруктов

Фрукты доставляются грузовиками, которые выгружают свои грузы в зоне приема фруктов.Плоды можно предварительно вымыть, чтобы сразу избавиться от поверхностной грязи и остатков пестицидов, прежде чем удалять все еще прикрепленные листья и стебли. Затем следует предварительная сортировка путем ручного осмотра, чтобы удалить все неподходящие фрукты. Здоровые фрукты отправляются в складские места. Поврежденные фрукты отправляются прямо на комбикормовый завод.

Экстракция

Экстракция заключается в отжиме или расширении сока из целых или половинных апельсинов с помощью механического давления. После окончательной мойки и проверки фрукты разделяются по размеру на разные потоки или полосы.Отдельные апельсины направляются в наиболее подходящий экстрактор для достижения оптимального выхода сока. Поскольку от процесса отжима зависит выход и качество сока, очень важна правильная настройка условий работы экстрактора.

Разъяснение

После экстракции мякоть сока (около 50% фруктов) осветляется первичными отделителями, которые отделяют сок от мякоти. Завершающий процесс — это метод механической сепарации, основанный на просеивании. Далее поток сока очищают центрифугированием.Поток мякоти, содержащий кусочки разорванных мешочков для сока и стенки сегментов, затем может быть направлен на извлечение мякоти или на промывку мякоти.

Производство замороженного концентрированного апельсинового сока (FCOJ)

Из буферных резервуаров / смесительных резервуаров и после осветления сок поступает в испаритель. В контуре испарителя сок сначала предварительно нагревается и выдерживается при температуре пастеризации. Затем он проходит стадии процесса испарения, где он концентрируется до 66 ° Брикса. В процессе испарения летучие ароматические компоненты испаряются и могут быть восстановлены в установке для регенерации эссенции.

Концентрат сока охлаждается и смешивается с другими производственными партиями по мере необходимости, чтобы нивелировать колебания качества. Затем он отправляется на замороженное хранение в резервуары или бочки как FCOJ, иногда на несколько лет.

Производство сока без концентрата (NFC)

Альтернативой производству концентрата является переработка сока одинарной крепости как продукта NFC. Осветленный сок перед хранением пастеризуется. Удаление масла может потребоваться для снижения уровня масла в соке, а деаэрация для удаления кислорода является частью надлежащей практики.

NFC хранится в замороженном виде или в асептических условиях. Срок хранения может составлять до года, поскольку потребление является круглогодичным, а производство — сезонным.

Производство целлюлозы

Для извлечения мякоти сок мякоти из экстрактора пропускается через систему, которая устраняет дефекты, в которых удаляются нежелательные компоненты мякоти, такие как семена и тряпка. Затем поток чистой целлюлозы концентрируется в устройстве первичной отделки. После термообработки пульпа обычно дополнительно концентрируется перед отправкой на хранение в замороженном виде.

Промывка целлюлозы

Если фракция мякоти не восстанавливается для коммерческой продажи, целлюлозу из конечных соковыжималок и осветлителей можно промыть водой для извлечения растворимых в соке веществ. Этот поток называется промывкой мякоти и может, если это разрешено законодательством, смешиваться с соком перед концентрированием.

Восстановление масла из кожуры

Выделенное масло из кожуры составляет около 0,3% от потребления фруктов. Эмульсия масла и воды из секции экстрактора осветляется центрифугированием в два этапа.Очищенное масло содержит растворенные парафины, которые удаляются путем вымораживания (охлаждения) масла в течение определенного времени.

Комбикормовый завод

Экономически целесообразно включить комбикормовый завод в более крупные перерабатывающие предприятия. Отбракованные фрукты после сортировки, кожура и тряпка после экстракции, а также промытая мякоть и другие твердые отходы отправляются на комбикормовый завод, где они сушатся и гранулируются для получения корма для животных. Небольшие предприятия обычно доставляют твердые отходы на предприятие с комбикормовым заводом или утилизируют их другими способами, например, на свалках.

5.2 Этапы производства апельсинового сока

Все этапы производства апельсинового сока, от апельсиновых фруктов до упакованного продукта, показаны на Рис. 5.2 . Шаги, выполняемые на заводе по переработке фруктов, как показано на схеме, более подробно обсуждаются в этой главе.

Рисунок 5.2.

Этапы производства апельсинового сока

5.3 Прием фруктов

После сбора урожая фрукты, собранные в рощах, загружаются на грузовики (обычно 20 тонн во Флориде) и доставляются на перерабатывающий завод. Рисунок 5.3. показывает последующий поток обработки на приемке фруктов.

Рисунок 5.3.

Технологический поток для приема фруктов

Разгрузка грузовиков

Грузовики разгружаются на специально сконструированную рампу для опрокидывания. Пандус поднимает переднюю часть грузовика, чтобы фрукты скатывались с задней части прицепа прямо на конвейер. Затем фрукты поступают на станцию ​​предварительной мойки. В качестве альтернативы грузовик можно повернуть задним ходом по пандусу, чтобы фрукты выгружались прямо на конвейер.

Предварительная мойка, удаление стеблей и предварительная сортировка

Плоды можно подвергнуть первоначальной мойке для удаления пыли, грязи и остатков пестицидов. Многие переработчики прекратили мыть фрукты перед хранением в контейнерах, потому что влажные фрукты в контейнерах могут затруднить санитарную очистку ниже по потоку. Затем плод переходит к очистке от стеблей и предварительной сортировке.

Роликовый конвейер столов для удаления стружки и сортировки позволяет любым листьям или веткам проваливаться через конвейерную платформу. Предварительная сортировка вручную позволяет удалить гнилые и явно поврежденные плоды.Бракованные фрукты, известные как отбраковка, могут быть отправлены на комбикормовый завод.

Существует сильное желание сократить общее потребление воды на заводах по переработке апельсинов. Вода, используемая для предварительной мойки, часто представляет собой конденсат, полученный в процессе испарения. Конденсат охлаждают и / или обрабатывают дезинфицирующим средством для ограничения микробного загрязнения, в частности, Alicyclobacillus .

Отбор проб

Образцы фруктов берутся из каждого грузовика для анализа. Основными анализируемыми параметрами являются выход сока, градусы Брикса, кислотность и цвет.Это дает переработчику признак спелости фруктов. Когда фрукты попадают в бункер, каждая загрузка может быть помечена и идентифицирована. Затем можно выбрать подходящие фрукты из различных источников для смешивания во время процесса экстракции для достижения желаемого качества конечного продукта. Измеренный выход сока также может служить основанием для оплаты поставщику фруктов.

Хранение фруктов

Предварительно очищенные фрукты хранятся в специальных емкостях с наклонными многоуровневыми внутренними перегородками.Они равномерно распределяют фрукты в корзине, чтобы на них не давил слишком большой вес. Процедуру хранения фруктов в бункерах для хранения с целью снижения кислотности сока и увеличения конечного соотношения сока необходимо применять с осторожностью, потому что прохождение фруктов через бункеры обычно снижает конечный выход сока по сравнению с прямой обработкой.

Помимо основной функции хранения фруктов с различными характеристиками, обеспечивающих возможности обработки и получения желаемого качества сока, правильное управление хранящимися фруктами также позволяет избежать больших колебаний соотношения Брикса / кислоты в сыром соке.Такие колебания обычно являются основной причиной связанных с гесперидином дефектов, образующихся во время работы испарителя и обнаруживаемых в конечном концентрате сока. Хорошая процедура — свести к минимуму время хранения фруктов в ящиках для хранения, предпочтительно менее 24 часов. Однако хранение на более длительное время все же имеет место.

Вспомогательный бункер

Фрукты забираются из складских бункеров в промежуточный бункер, где фрукты из одного или нескольких складских бункеров могут быть объединены.

Окончательная промывка фруктов

Фрукты тщательно промываются непосредственно перед процессом экстракции.В промывочную воду может входить мягкое дезинфицирующее средство, помогающее уменьшить присутствие микробов на поверхности фруктов. Пресная вода или конденсат, собранные из испарителей, используются для окончательной промывки.

Окончательная оценка

Плод проходит через ряд таблиц сортировки для окончательного визуального осмотра, при котором удаляются поврежденные или неподходящие плоды.

5,4 Отжим сока

Рисунок 5.4.

Процесс отжима сока

Цель процесса отжима сока (см. Рисунок 5.4 ) состоит в том, чтобы получить как можно больше сока из фруктов, не допуская попадания тряпки, масла и других фруктовых компонентов в сок. Это может привести к появлению горечи во вкусе или другим дефектам при последующем хранении сока.

Операция экстракции определяет качество продукта и выход и, таким образом, оказывает большое влияние на общую экономику операции по переработке фруктов. После того, как плод промыт и отсортирован (осмотрен), он готов к процессу экстракции. Чтобы оптимизировать производительность экстрактора, сырые фрукты необходимо отсортировать по размеру, поскольку отдельные экстракторы настроены на работу с фруктами только определенного диапазона размеров.

Калибровка фруктов

После сортировки фрукты проходят через калибровочный стол, который разделяет фрукты на разные потоки в зависимости от диаметра плодов. Калибровочный стол обычно состоит из ряда вращающихся роликов, по которым проходят фрукты. Расстояние между роликами задано заранее и увеличивается по мере перемещения фруктов по столу. На первом наборе роликов наименьшие фрукты падают между зазором на конвейер, который переносит их к экстрактору, установленному для их определенного диапазона размеров.

По мере увеличения зазора более крупные фрукты будут проходить через ролики на экстракторы, установленные для их определенного диапазона размеров. Таким образом, все фрукты выбираются в соответствии с индивидуальными настройками экстракторов. Обычно в линии экстрактора есть два-три разных размера.

Полнофункциональный сортировщик фруктов необходим для производства сока высокого качества и / или урожайности. Если плод слишком большой или маленький, то (в зависимости от типа экстрактора) он будет слишком сжат, и в сок попадет излишняя тряпка и кожура, что приведет к горечи.Если плод не выжат, урожай будет недостаточным.

Три потока выходят из секции экстракции
Нефтяная эмульсия, содержащая масло из кожуры и воду, направляется на извлечение кожуры из кожуры.
Влажная кожура вместе с мякотью, ветошью и семенами поступает непосредственно на комбикормовый завод.
Мясистый сок идет на осветление с последующим получением концентрата или NFC. Целлюлоза предназначена для продажи по мере поступления целлюлозы на производство целлюлозы. Остаточная пульпа поступает на промывку или на комбикормовый завод.

5.4.1 Типы экстракторов

На заводах по переработке апельсинов преобладают два типа экстракторов: отжимной и расширительный. Для этих двух типов существует два основных бренда: JBT (ранее FMC) для типа соковыжималки и Brown для типа развертки. Обе системы экстракции предназначены для цитрусовых.

Система экстракции расширительного типа обеспечивает отличное отделение сока, масла и кожуры апельсиновых компонентов.

Этот процесс лучше всего работает как с точки зрения продукта, так и с точки зрения урожайности, с фруктами округлой формы и однородной спелости, например, с фруктами Флориды.Экстракторы соковыжималки менее чувствительны к размеру и форме фруктов, но могут приводить к более высокому содержанию масла в соке и большему количеству поврежденной мякоти, чем экстракторы с расширителем. Для поддержания низкого уровня масла и / или улучшения качества целлюлозы могут потребоваться регулировки стандартного экстрактора соковыжималки.

Соковыжималки соковыжималки являются наиболее распространенными на мировом уровне. Однако во Флориде установленная мощность экстракции примерно одинакова для обоих типов экстракторов. Большая часть NFC, производимого во Флориде, добывается с помощью экстракторов расширительного типа.

Ротационный пресс-экстрактор — это еще один тип экстракционного оборудования — универсальная машина, которая также может использоваться для обработки других видов фруктов.

Ротационный пресс-экстрактор разрезает фрукты пополам и пропускает половинки между вращающимися цилиндрами, которые выдавливают сок. Масло извлекается из кожуры на отдельном этапе перед экстракцией. Хотя процесс экстракции прост, выход и качество сока менее оптимальны по сравнению с экстракторами соковыжималки и расширителя.

Ротационные пресс-экстракторы, обладающие высокой производительностью на единицу продукции и требующие меньших инвестиций, популярны в Средиземноморском регионе. Однако в глобальном масштабе они имеют второстепенное значение по сравнению с экстракторами с отжимом и расширителем.

После установки на заводе вытяжные системы нелегко заменить из-за различных требований к окружающему оборудованию.

5.4.2 Экстрактор соковыжималки

На рисунке 5.5 показан отжим соковыжималки.Это оборудование размещается рядами в вытяжной, по 15 вытяжек на линию. Каждый экстрактор может быть оснащен пятью головками, которые доступны в разных размерах, чтобы они могли работать с фруктами любого типа и качества. Типичные размеры — 2 3⁄8, 3, 4 и даже 5 дюймов (используются в основном для грейпфрута). Размер головки для каждого экстрактора в линии выбирается таким образом, чтобы оптимизировать работу с крупными фруктами. Экстрактор разделяет фрукты на четыре части — мякоть сока, кожуру, сердцевину (тряпку, семена и мякоть) и масляную эмульсию.

Рисунок 5.5.

Соковыжималка для апельсинов

Головка экстрактора состоит из верхней и нижней чашек (см. Рисунок 5.6 ). У чашек металлические пальцы, которые сцепляются вместе, когда верхняя чашка опускается на нижнюю. Резак проходит через центр нижней чашки, чтобы проделать отверстие в кожуре, чтобы позволить внутренним частям апельсина вытечь. Резак является частью перфорированной сетчатой ​​трубки, которую иногда называют предварительной отделкой.

Рисунок 5.6.

Работа соковыжималки апельсинового типа

Когда сетчатая трубка врезается в плод, верхняя чашка сдавливает нижнюю чашку. Это давление первоначально заставляет сок вырываться из пузырьков сока и проходить через отверстия в фильтрующей трубке. Остатки разорванных мешочков сока будут проходить сквозь сок в виде мякоти. Верхняя чашка продолжает сжимать нижнюю чашку, чтобы извлечь как можно больше сока.

В конце концов, давление, направленное вниз, заставляет кожуру разрушаться, распадаться и проходить сквозь пальцы каждой чашки. Сок течет через сетчатую трубку в коллектор для сока. Материал сердечника выводится из нижней части сетчатой ​​трубки через дроссельную трубку.

Когда кожура проталкивается пальцами в чашке на последнем этапе цикла экстракции, из кожуры выделяется масло. Фрагменты кожуры промывают оборотной водой, чтобы извлечь масло из масляных мешочков.Масло сливается из экстракторов в виде эмульсии с водой.

Экстрактор соковыжималки разделяет фрукты на четыре основных потока продукта за одну базовую операцию. Утверждается, что избегают контакта между соком и маслом, а также соком и кожурой.

Для успешной работы этого оборудования первостепенное значение имеют правильный выбор размера чашки и регулировка работы чашки и ножа. При использовании чашек меньшего размера к фруктам прилагается избыточное давление, и фрукт может вылететь, и / или кожура может попасть в поток сока.Если приложить слишком маленькое давление, урожайность упадет.

Пропускная способность экстрактора с пятью головками зависит от качества и размера плодов. Стандартная рабочая скорость составляет 100 об / мин или 500 апельсинов в минуту. Фрукты не всегда будут течь в каждую чашку: использование 90% — это высокий показатель. Типичная производительность для фруктов среднего размера составляет 5 т / ч фруктов на одну экстрактор, что соответствует примерно 2500 л / ч сока.

Поскольку экстракторы работают с фиксированным количеством апельсинов, обрабатываемых в минуту, производительность завода по переработке цитрусовых очень чувствительна и зависит от размера фруктов.Обработка мелких фруктов (350 апельсинов / ящик) приведет к расходу сока 1500 л / ч вместо 3000 л / ч при переработке крупных фруктов (180 апельсинов / ящик). Эта разница означает удвоение объема сока и побочных продуктов, которые будут обрабатываться последующим оборудованием. Эти цифры показывают важность правильного управления складскими ячейками и размером фруктов для бесперебойной работы фабрики.

Существуют два основных типа системы экстракции: тип соковыжималки и тип развертки.

Модификации для высококачественной целлюлозы

По мере того, как мякоть сока проходит через отверстия в фильтрующей трубке стандартного экстрактора, мякоть имеет тенденцию к дроблению. на мелкие кусочки, обычно длиной 2-3 мм или меньше.Это приемлемо, если целлюлоза предназначена для промывки целлюлозы и в качестве товарной целлюлозы для определенных рынков.

Рыночный спрос на рынке соков меняется, и возрастает потребность в более «натуральной» мякоти, которая подвергалась меньшему сдвигу. В соковыжималке модифицированной конструкции с потоком сока протекают более крупные куски мякоти длиной до 15-20 мм. Основное отличие конструкции заключается в использовании модифицированной сетчатой ​​трубки с большими отверстиями, что позволяет большему количеству мякоти оставаться в потоке сока.Затем мякоть отделяется от сока и обрабатывается в модифицированной системе восстановления мякоти.

Модификации экстрактора соковыжималки для производства целлюлозы высшего качества были внесены в 1990-е годы. Есть несколько установок во Флориде и Бразилии.

Экстрактор сока премиум-класса с низким содержанием масла

Некоторые сорта фруктов, такие как Флорида Валенсия, выделяют больше масла в поток сока, чем другие сорта. Это может привести к превышению допустимого уровня содержания масла в соке (например, 0.035%, максимальный уровень, разрешенный во Флориде для сока сорта A).

Это проблема с NFC, но в меньшей степени с соком, предназначенным для концентрата, потому что большая часть масла испарится в испарителе. В варианте с низким содержанием масла экстрактор сжимающего типа изменена конструкция сетчатой ​​трубки и площади диафрагмы. Этот аппарат разрезает меньшую сердцевину и оказывает меньшее давление на плод во время экстракции, тем самым уменьшая количество масла кожуры, которое попадает в сок. Эти модификации также могут привести к снижению выхода сока.Прекращение верхнего распыления воды уменьшает количество восстанавливаемого кожного масла.

В качестве альтернативы можно использовать герметичные центрифуги или вакуумное мгновенное испарение в сочетании со стандартными экстракторами для обезжиривания сока одинарной крепости. Это позволяет поддерживать более высокий выход сока во время экстракции, а излишки масла удаляются после процесса экстракции.

5.4.3 Экстрактор развертки

Экстрактор развертки основан на том же принципе, что и типичная ручная кухонная соковыжималка, используемая для приготовления апельсинового сока на завтрак.Линия экстракции состоит из нескольких экстракторов, и очень важно настроить каждый экстрактор в соответствии с размером загружаемых в него фруктов. Экстрактор типа расширителя показан на рис. 5.7 .

Рисунок 5.7.

Апельсиновая соковыжималка с расширителем

Фрукты загружаются в подающее колесо и разрезаются пополам. Половинки ориентируются и собираются в колпачки из синтетического каучука, установленные на непрерывной ленточной системе. Ряд нейлоновых расширителей (конических вставок с выступами, отформованными по форме от кончика до основания расширителя) установлен на вращающемся поворотном столе.

Развертки, выровненные в вертикальной плоскости на большинстве моделей, входят в каждую половину плодов и вращаются по мере проникновения в них. Скорость вращения меняется по мере того, как расширитель проникает в плод, и к концу операции она становится медленнее. Сок, мякоть, тряпка и семена выходят через одно выпускное отверстие, а оставшаяся кожура выходит через желоб для кожуры.

Ситечко отделяет сок и мякоть от тряпки и семян, а затем поток проходит к секционерам. Размер, давление и скорость вращения расширителя можно регулировать в соответствии со зрелостью, размером и качеством плодов.

Система расширителя обычно дает более качественную пульпу (более длинные и крупные фрагменты клеток), чем стандартные экстракторы сжимающего типа. Выходы сока в двух системах сопоставимы.

Система экстракции масла

Масло кожуры можно извлечь из кожуры апельсина с помощью отдельной системы экстракции масла, которая размещается перед соковыжималками. Он работает по принципу прокалывания масляных мешочков во флаведо и вымывания масла для получения эмульсии (см. Рисунок 5.8 ). На первом этапе системы экстракции масла целые плоды проходят через серию роликов с небольшими, но острыми игольчатыми выступами. Сальные железы прокалываются, а не соскабливаются, поэтому кожура практически не повреждается. Следовательно, количество не содержащего масла материала, смываемого маслом, минимально. Это, в свою очередь, делает поток воды отделенным от очистителя эмульсии и упрощает переработку.

Рисунок 5.8

Маслоэкстракционная система

Ролики, транспортирующие фрукты, помещаются в водяную баню, и масло из проколотых желез смывается водой.После стадии отделки (процеживания) для удаления любых крупных частиц кожуры водо-масляная эмульсия может быть сконцентрирована и отполирована в серии центрифуг (см. Подраздел 5.8 по извлечению кожуры). Вода в основном повторно используется.

Система экстракции расширительного типа требует двух отдельных этапов для извлечения сока и масла из фруктов. Тем не менее, масляная эмульсия часто считается более чистой, ее легче центрифугировать по сравнению с другими типами систем сбора масла, а экстрагированный сок меньше контактирует с маслом.

5.4.4 После соковыжималок

Потоки сока из линии экстрактора соковыжималки или системы экстрактора развертки направляются на осветление, а затем на выпаривание или пастеризацию, если конечным продуктом является NFC. Масляная эмульсия течет на кожух для извлечения масла для отделения центрифугированием. Кожура, ветошь, семена и другие твердые материалы транспортируются на комбикормовый завод.

5.5 Разъяснение

Сок, выходящий из процесса экстракции, осветляется, поскольку он содержит слишком много пульпы и мембранного материала для обработки в испарителе или в качестве NFC. Рисунок 5.9 показывает типичные этапы процесса осветления сока.

Рисунок 5.9

Процесс разъяснения

Мякоть сока из экстракторов обычно содержит около 20-25% плавающей и тонущей жижи. Осветление включает в себя отделку сока, при котором удаляется мякоть. Финишер — это, по сути, цилиндрическое просеивающее сито, которое бывает двух типов: винтовой и лопастной. На рисунках 5.10 и 5.11 показано, как они работают.

Шнековые отделочные машины

Шнековые отделочные машины имеют винт из нержавеющей стали, который передает мякоть мякоти через устройство и прижимает мякоть к цилиндрическому сито. Сок течет через отверстия в сетке.

Таким образом, пульпа «концентрируется» внутри грохота и выгружается в конце финишной машины. Поскольку мезга выходит через ограниченное отверстие, возникающее в результате противодавление в отделочной машине помогает выжать больше сока из массы мезги.

Лопастные финишеры

Лопастные финишеры включают в себя набор лопастей, вращающихся на центральном валу внутри цилиндра.Лопатки прижимают мякоть к сетке, применяя центробежную силу, а не давление, чтобы отделить мякоть от сока. Обычно это обеспечивает более бережную обработку целлюлозы и более высокую скорость потока, чем шнековые финишеры.

Два финишера часто устанавливаются последовательно в конце линии экстракции. Первичный отделочный аппарат, расположенный выше по потоку, не установлен так жестко, как вторичный блок, расположенный ниже по потоку, и, следовательно, будет иметь более высокую пропускную способность.

Точная конфигурация стадии осветления зависит от производителя системы экстракции и типа целлюлозы, которую процессор намеревается извлечь.Поток сока с мякотью из системы расширителя или экстрактора с отжимом для мякоти премиум-класса может сначала пройти через сортировочную машину (с большими отверстиями) для удаления кожуры и кусочков мембраны перед извлечением мякоти.

Стандартный экстрактор соковыжималки включает в себя трубку предварительной отделки в экстракторе, и мякоть сока течет непосредственно к первичной отделочной установке.

Центробежное осветление

Содержание мякоти сока, выходящего из вторичной отделочной машины, обычно составляет около 12%.Эта пульпа представляет собой преимущественно тонущую пульпу. Сок может также содержать фрагменты семян (черные пятна), волокна материала сердцевины и другой нежелательный материал с высокой плотностью. Для удаления этих дефектов из сока используется центробежное оборудование. Осветляющие центрифуги также используются для снижения содержания мякоти до уровня, установленного рынком для конечного сока.

Двухфазный осветлитель разделяет сок на жидкую фазу и твердую фазу. Разделение в центрифуге со стопкой дисков происходит в промежутках, образованных между несколькими коническими дисками, которые уложены друг на друга, чтобы обеспечить большую площадь разделения.Большинство моделей вращаются со скоростью от 4 000 до 10 000 об / мин. Накопившиеся твердые частицы можно удалить без остановки центрифуги, быстро открыв кольцевую прорезь на периферии вращающегося барабана. Осветленный сок выходит из центрифуги под давлением. Осветление центрифугированием часто приводит к улучшению работы испарительной системы, обеспечивая постоянный уровень мякоти сока.

Производители апельсиновых напитков и нектаров часто указывают FCOJ с «очень низким» или «низким» содержанием мякоти, что означает <1% и <3% тонущей мякоти соответственно (измеряется в восстановленном соке).Чтобы достичь таких низких уровней в традиционной центрифуге, интервалы выгрузки пульпы должны быть очень короткими, что приводит к колебаниям потока и высокому износу оборудования. В качестве альтернативы можно использовать новый тип герметичной центрифуги для депульпирования, чтобы преодолеть эти проблемы при достижении желаемого качества. Трехфазная центрифуга для удаления пульпы непрерывно выбрасывает сок с низким содержанием мякоти и концентрированную пульпу, что позволяет отделить большие количества пульпы с высокой концентрацией. Периодически выделяется только твердая фаза, содержащая черные пятна.Обычно машины этого типа размещаются в системе испарителя, между ступенями, чтобы обрабатывать теплый сок. Центрифуга контролирует содержание мякоти сока, а также сухость выдавленной мякоти. Это устраняет необходимость в системе рециркуляции сока.

Турбофильтры

Турбофильтры были представлены в Бразилии в середине 1990-х годов в качестве альтернативы винтовой и лопастной чистовой машине. Утверждается, что турбофильтры обеспечивают более стабильный уровень опускания мякоти в готовом соке, чем обычные финишеры.Они включают в себя конвейер из нержавеющей стали, который вращается быстрее, чем винтовые финишеры, и толкает мясной сок к пластиковому сито. Содержание мякоти сока можно регулировать путем изменения наклона турбофильтра.

Смешивание

После осветления сок часто подвергается некоторой степени смешивания с соком из других партий, чтобы сбалансировать его вкус, цвет, кислотность и уровни ° Brix перед дальнейшей обработкой. Если он предназначен для производства NFC, сок, выходящий из секции осветления, должен быть охлажден до 4 ° C, чтобы минимизировать потенциальную микробиологическую активность, прежде чем попадать в буферные резервуары / резервуары для смешивания.

Рисунок 5.12

Производство ЯТЦ до складского хранения

5.6 Производство NFC

Целью обработки NFC является производство апельсинового сока с минимальной термической обработкой. Тем не менее, термическая обработка должна быть достаточной для обеспечения физической и микробиологической стабильности продукта. Поскольку сбор фруктов является сезонным, а сок потребляется круглый год, продукт должен быть достаточно стабильным, чтобы его можно было хранить от нескольких месяцев до одного года, чтобы можно было переходить между сезонами.

В некоторых случаях NFC пастеризуется и упаковывается для розничного рынка в течение сезона без длительного хранения навалом. В этом случае после стадии осветления может происходить некоторое смешивание, чтобы минимизировать почасовые колебания кислотности и ° Брикса. Некоторое количество целлюлозы также может быть добавлено в зависимости от требований рынка.

Чаще сок перерабатывают и хранят оптом в асептических или замороженных условиях в течение нескольких месяцев, пока он не будет переработан и упакован. Для крупномасштабного производства NFC, как, например, во Флориде и Бразилии, фермы с асептическими резервуарами являются наиболее распространенной формой хранения NFC.

5.6.1 Уменьшение количества масла

Содержание масла в соке после экстракции может превышать допустимые количества, в зависимости от сорта фруктов и работы экстрактора. Уровни могут быть продиктованы регулирующими стандартами. Например, сок Флориды сорта А может иметь максимальное содержание масла 0,035%. В качестве альтернативы, содержание масла может определяться на основе предпочтений потребителя. Допустимые уровни масла в готовом к употреблению соке от 0,015 до 0,030%.

Содержание масла можно уменьшить разными способами:

Регулировка экстрактора
Во время экстракции к фруктам прилагается меньшее давление или используется экстрактор с низким содержанием масла (соковыжималка).Оба варианта могут снизить выход сока.

Вакуумное испарение предварительно нагретого сока
Этот метод основан на равновесии давления пара между водой, d-лимоненом и летучими ароматическими соединениями. Когда предварительно нагретый сок попадает в вакуумную камеру, он начинает кипеть, испаряя соединения с низкой температурой кипения, масло и 1-2% воды. Пары конденсируются во внешнем пластинчатом теплообменнике, а охлажденный конденсат поступает в декантерную емкость. Здесь водная фаза отделяется от масла под действием силы тяжести и возвращается обратно в основной поток сока.Масляная фаза (d-лимонен) собирается в другом потоке для других целей.

Центробежное отделение масляной фазы от осветленного сока
Этот метод позволяет поддерживать выход сока из экстракторов на высоком уровне без нагрева сока.

Удаление масла с помощью центрифуг

Удаление масла из сока одинарной крепости с помощью центрифуг практикуется в течение многих лет. Это сложная задача разделения, поскольку капли масла хорошо эмульгируются, особенно в соке из соковыжималок.Герметичные центрифуги дают хорошие результаты при отделении масла даже от сока, обработанного с помощью соковыжималок.

В герметичной центрифуге вращающийся стакан полностью заполнен жидкостью. Это позволяет избежать воздушных карманов и любых свободных жидких поверхностей в барабане, что, в свою очередь, позволяет избежать вовлечения воздуха и высоких сдвиговых усилий.

Корм ​​поступает в стакан центрифуги снизу через полый шпиндель (см. Рисунок 5.13 ). Плавное ускорение продукта при его входе в центрифугу предотвращает рассеяние масляных шариков, тем самым улучшая разделение.Герметичная (газонепроницаемая) конструкция также предотвращает потерю летучих компонентов с соком и попадание кислорода.

Рисунок 5.13

Принцип работы герметичной центрифуги для обезжиривания сока

Удаление масла сока одинарной крепости с помощью герметичных центрифуг обычно позволяет снизить концентрацию масла с 0,04–0,08% до 0,02–0,035%. Что касается выхода сока, использование центрифуги для обезжиривания в сочетании со стандартными экстракторами дает увеличение выхода на 2-4% по сравнению с экстрактором, оснащенным компонентами с низким содержанием масла.

Обезмасленный сок перед пастеризацией недолго хранится в буфере. Может быть выполнено некоторое смешивание, чтобы сбалансировать вариации качества.

5.6.2 Первичная пастеризация

Пастеризация перед хранением — первичная пастеризация — должна достигать двух целей. Он должен деактивировать ферменты, присутствующие в соке, и сделать сок микробиологически стабильным (см. Подраздел 4.4). Осуществляется с помощью трубчатых или пластинчатых теплообменников. Выбор теплообменника зависит от количества и типа целлюлозы в продукте, а также от предпочтений переработчика.Трубчатые теплообменники лучше всего подходят для сока, содержащего плавающую мякоть (см. Подраздел 7.5). После хранения в больших количествах сок обычно пастеризуется, по крайней мере, второй раз перед розливом в розничные упаковки.

Длительный срок хранения, необходимый для NFC, предназначенного для бестарного хранения, требует строгого соблюдения гигиены. Сок одинарной крепости более чувствителен к микробному загрязнению, чем концентрат (где высокое осмотическое давление, возникающее из-за высокого содержания сахара, замедляет рост микробов). Использование холодного хранения вместо замороженного также налагает гораздо более строгие гигиенические требования для производства NFC, чем те, к которым могут быть привыкли производители FCOJ.

Надлежащая производственная практика требует, чтобы система пастеризатора была предварительно стерилизована при температуре 95 ° C или выше перед производством и чтобы программа CIP была интегрирована с системой управления. Объемы NFC для обработки обычно большие, поэтому рекомендуется высокая степень рекуперации энергии.

Растворенный кислород в соке вызывает потерю витамина С во время хранения

Термообработка является проблемой для многих производителей ЯТЦ. Следует избегать чрезмерной тепловой нагрузки на сок.Важен тщательный контроль температуры и времени пребывания с использованием хорошо спроектированных теплообменников. Низкая разница температур между теплоносителем (горячей водой) и продуктом сводит к минимуму «шок» для продукта.

• Деактивировать ферменты
• Сделать сок микробиологически стабильным

5.6.3 Деаэрация

Воздух имеет тенденцию попадать в сок в экстракторах и отделителях.Часть увлеченного воздуха может улетучиваться во время буферного хранения, но сок, идущий на пастеризацию, обычно насыщен растворенным кислородом. Он также содержит немного свободного воздуха. Во время хранения продукта растворенный и свободно пузырьковый кислород в соке может разрушить значительное количество доступного витамина С в результате окисления (см. Раздел 4). Пузырьки воздуха, присутствующие в продукте во время пастеризации, также могут привести к недостаточной термической обработке.

Поэтому при производстве NFC рекомендуется включать деаэрацию как часть процесса пастеризации.Деаэрацию обычно проводят, пропуская продукт через вакуумную камеру. Свободные пузырьки воздуха расширяются в вакууме и имеют тенденцию довольно легко выходить из сока, хотя растворенный кислород удалить труднее.

Эффективность деаэрации или уменьшение растворенного кислорода зависит от нескольких рабочих факторов, включая применяемый вакуум и площадь поверхности сока в деаэраторе. Работа и оборудование деаэратора описаны в подразделе 7.5.

Летучие вещества, испаряющиеся во время деаэрации, конденсируются и возвращаются в поток сока.В качестве альтернативы их иногда удаляют и хранят отдельно от основной массы сока.

5.6.4 Долгосрочное хранение в замороженном состоянии

Апельсиновый сок после первичной пастеризации хранится в больших количествах в замороженных или асептических условиях. Производство ЯТЦ предполагает большие объемы продукции. Для того же количества конечного сока объемы NFC в пять-шесть раз выше, чем FCOJ.

Замораживание сводит к минимуму деградацию витаминов и изменение вкуса в течение периода хранения, но затраты энергии и складские расходы на замораживание и хранение замороженного NFC высоки.

Замораживание NFC приводит к проблемам при обращении, поскольку он замерзает в твердом состоянии, тогда как замороженный апельсиновый концентрат очень вязкий, но его можно перекачивать. Замороженное хранилище NFC больше подходит для небольших объемов NFC. Крупные производители хранят NFC в очень больших резервуарах в асептических условиях.

Сок, предназначенный для хранения в замороженном виде, разливается в 200-литровые (55 галлонов США) бочки из мягкой стали, заполненные полиэтиленовым пластиковым пакетом. Поскольку продукт подлежит замораживанию, чистый объем заполнения составляет около 170 литров (45 галлонов США).

В качестве альтернативы сок можно налить в блокообразующие машины и затем заморозить (в основном для хранения на месте).Замороженный продукт обычно хранится при -18 ° C или ниже.

Размораживание NFC для подготовки к окончательной обработке также приводит к некоторым логистическим трудностям и трудностям в обращении. Для оттаивания сыпучих продуктов в барабанах при температуре окружающей среды требуется несколько дней или недель. Внешний слой сока может подвергнуться микробиологическому загрязнению во время оттаивания, что отрицательно скажется на качестве продукта. Системы дробления обеспечивают более быстрое перемещение, но требуют более высокого энергопотребления и капитальных вложений.

Системы для замораживания больших блоков сока, включающие новые методы быстрого замораживания и оттаивания, были внедрены, но пока имеют ограниченное коммерческое использование.

Существует три основных варианта долгосрочного хранения сока NFC
Замороженное хранение
Асептическое хранение в резервуарах
Асептическое хранение в контейнерах для массовых грузов типа «мешок в коробке»

5.6.5 Асептическое хранение в резервуарах

В качестве альтернативы Для замороженного хранения NFC можно хранить охлажденным в асептических емкостях.Существуют технологии для создания очень больших резервуаров емкостью до 6 миллионов литров для асептического хранения сока. Для покрытия внутренних поверхностей резервуаров из углеродистой стали эпоксидной футеровкой используются уникальные производственные технологии. Хотя футерованные резервуары распространены во Флориде, бразильские производители используют в основном резервуары из нержавеющей стали для хранения ЯТЦ.

Резервуары стерилизуются перед заполнением путем заполнения их стерилизующей жидкостью, например йодоформом. Чтобы снизить потребление воды, бразильские переработчики также применяют альтернативный метод стерилизации, при котором стерилизующее средство (перуксусная кислота) впрыскивается в резервуар в виде мелкодисперсного тумана.Микрочастицы достигают поверхностей из нержавеющей стали и обеспечивают желаемый эффект стерилизации обычно через 24 часа контакта.

Предпочтительная температура хранения составляет около -1 ° C, что чуть выше температуры замерзания сока. Вместо охлаждающих рубашек резервуары размещаются в большом холодильном здании.

Сок необходимо периодически перемешивать, чтобы избежать отделения опускающейся мякоти и сохранить однородность по шкале Брикса. Над поверхностью сока часто поддерживают азотную подушку под давлением, чтобы свести к минимуму риск потери витамина С из-за окисления.

Когда продукт требуется из резервуаров, он обычно откачивается, смешивается с соком из другого времени сезона (и, возможно, с мякотью) и повторно пастеризуется.

Технология работы с очень большими асептическими резервуарами была впервые применена во Флориде и привела к быстрому увеличению емкости хранилищ в 1990-х и начале 2000-х годов. Рост производства ЯТЦ в Бразилии после 2000 года также привел к строительству больших резервуаров для хранения. Во Флориде NFC в основном хранится и используется на сайте процессора.Однако NFC, производимый в Бразилии, в первую очередь предназначен для экспорта. Поэтому первые фермы асептических резервуаров были установлены на причале экспортного терминала. Ограниченность портовых площадей означает, что на заводах по производству соков теперь строится дополнительное асептическое хранилище, необходимое для увеличения производства NFC.

Осветленный сок, предназначенный для хранения на экспортном терминале, предварительно пастеризуется и охлаждается до 0 ° C на участке переработки. Затем он транспортируется автоцистерной в порт. (Расстояние от одного из крупных предприятий по переработке цитрусовых до порта Сантос составляет 450 км.) Полная пастеризация сока происходит на терминале до того, как сок будет переведен в большие асептические резервуары для длительного хранения, чтобы избежать времен года.

Разработана технология, позволяющая избежать повторной пастеризации перед экспортом. Технология позволяет осуществлять асептическую передачу сока из наземного хранилища на морские суда, оснащенные асептическими резервуарами для хранения наливных продуктов. Сок транспортируется в США и Европу в охлажденных асептических условиях на специально спроектированных судах (см. Подраздел 6.3.3). По прибытии в пункт назначения сок в асептических условиях переносится в асептические док-цистерны на приемном терминале с использованием технологии, аналогичной той, что используется на экспортных объектах.

Большие асептические резервуары для хранения сейчас существуют в других регионах, производящих ЯТЦ, например, в Испании. Автоцистерны круглый год перевозят охлажденный NFC оптом от испанских переработчиков фруктов до упаковщиков сока по всей Европе.

Асептическая технология NFC требует значительных предварительных вложений, а стоимость продукта, подверженного риску при хранении в таких больших резервуарах, является значительной. Однако сегодня риски сведены к минимуму за счет проверенных на практике конструкций, передовых асептических технологий и более чем 20-летнего опыта установки множества крупных резервуарных систем.

В качестве альтернативы хранению в замороженном виде NFC может храниться охлажденным в больших асептических емкостях

5.6.6 Асептическое хранение в контейнерах для массовых грузов типа «мешок в коробке»

В качестве альтернативы асептическим емкостям сок можно заливать в Асептические контейнеры bag-in-box на 1000 литров (300 галлонов) (см. , рис. 5.14, ). Пакеты, помещенные в бункеры, обычно сделанные из дерева, затем хранятся в холодильных условиях. После хранения продукт можно получить, открыв пакет и откачав продукт.В качестве альтернативы мешок можно опорожнить, а сок в асептических условиях переложить в наполнитель.

Рисунок 5.14

Наполнитель для контейнеров типа bag-in-box

Использование асептических контейнеров bag-in-box вместимостью «одну тонну» для хранения NFC требует больше труда для наполнения и опорожнения контейнеров по сравнению с большими резервуарами. Однако это дает дополнительную гибкость в отношении емкости хранения из-за умеренного уровня инвестиций, необходимых для хранения дополнительных объемов сока. Недостатком асептического резервуара является ограниченный объем хранения при отсутствии крупных инвестиций в резервную емкость.Следовательно, решение «мешок в коробке» часто предпочтительнее для начальных операций по производству NFC. Процессоры NFC, у которых уже установлены асептические резервуары, могут также использовать контейнеры bag-in-box для обеспечения дополнительной емкости хранения и транспортировки NFC.

Асептическая безопасность при розливе продукта и хранении в пакете должна быть высокой. Любое загрязнение может привести к взорванию пакетов во время хранения и транспортировки. Излишне говорить, что одна взорванная сумка во время транспортировки может вызвать серьезные проблемы.

Для длительного хранения сока (шесть месяцев и более) рекомендуется использовать материал мешка с очень эффективным кислородным барьером.Пакеты, изготовленные из алюминиевого ламината на основе фольги, обеспечивают более высокую защиту от кислорода, чем металлизированные ламинаты, в которых алюминиевый слой намного тоньше.

Для асептических контейнеров bag-in-box (BiB) работает несколько систем розлива. Некоторые из них произошли от обычных (не асептических) систем BiB. Стерильная камера окружает наполняющую головку, и для стерилизации используются химические стерилизаторы.

Другие системы были разработаны специально для асептического розлива, пример которых показан на Рисунке 5.14. Он включает в себя простую систему наполнения (носик и клапан наполнения) и использует пар в качестве стерилизующего агента.

5.6.7 Повторная обработка NFC

В США часть NFC перевозится навалом автомобильными и железнодорожными цистернами в упаковщики сока по всей стране, но большая часть NFC заполняется в розничных упаковках во Флориде и распространяется оттуда. Доставка из Флориды в Европу оптом осуществляется в замороженных бочках и асептических контейнерах типа bag-in-box. Для бразильского NFC морские перевозки также осуществляются навалочными морскими танкерами.Морские перевозки упакованного продукта обходятся дешевле, чем доставка сока в больших количествах. Более того, дополнительная задержка во времени транспортировки усложняет логистику и прогнозирование упакованного продукта.

Традиционно NFC, взятый из хранилища на участке переработки фруктов для переработки, смешивается с соком, полученным в другое время сезона, и / или с мякотью. Затем смесь сока повторно пастеризуют перед розливом в потребительские упаковки.

В качестве альтернативы можно использовать специально разработанное оборудование для переноса сока из асептических мешков для массовых грузов в потребительские упаковки через асептический резервуар без необходимости повторной пастеризации.

Когда NFC отправляется за границу, смешивание с другими сортами апельсинового сока и мякотью осуществляется на соковых предприятиях приемного терминала или в помещении для смешивания.

5.7 Производство концентрата

Во всем мире большая часть апельсинового сока производится в виде концентрата. Сок, полученный на стадии осветления, выпаривают, чтобы удалить большую часть воды (см. , рис. 5.15, ). В настоящее время наиболее распространенные испарители для цитрусовых имеют трубчатую конструкцию, хотя на некоторых заводах для цитрусовых используются пластинчатые и кассетные испарители.

Рисунок 5.15

Технологическая схема производства концентрата

Испарители предназначены для обработки огромных объемов сока, обычно перерабатываемого на крупных цитрусовых заводах. Производительность испарителя может превышать 100 000 кг / ч (около 220 000 фунтов / ч) испаряемой воды. Используются версии с семью эффектами (семь эффектов, по сути, означают, что пар повторно используется для испарения воды в семь этапов). Такие системы имеют очень низкий удельный расход пара: всего 1 кг (2.2 фунта пара используются для испарения 6 кг (13,2 фунта) воды. Однако дополнительные эффекты увеличивают время пребывания продукта в испарителе.

В 1970-е и 1980-е годы произошел значительный рост мощностей по производству концентратов на основных рынках цитрусовых в Бразилии и Флориде. Сегодня в этих регионах требуется небольшое увеличение мощности испарителей, но устанавливаются новые испарители, чтобы удовлетворить потребности других регионов, где выращивают апельсины.

5.7.1 Трубчатые испарители

Наиболее распространенным типом трубчатых испарителей, используемых для апельсинового сока, является термически ускоренный кратковременный испаритель (ВКУС).Обычно его описывают как непрерывный высокотемпературный кратковременный испаритель с длинной вертикальной трубкой с падающей пленкой. Он был разработан и разработан во Флориде, но сегодня производится во многих странах. Эти испарительные системы предназначены для цитрусовых.

Рисунок 5.16 показывает блок-схему испарителя с семью ступенями продукта. Сок предварительно подогревают до 95-98 ° C. Выдержка при температуре пастеризации стабилизирует сок за счет инактивации микробов и ферментов.Затем продукт проходит несколько стадий под вакуумом до тех пор, пока не будет достигнута концентрация до 66 ° Брикса. К этому времени температура продукта упала примерно до 40 ° C. Время пребывания в испарителе обычно составляет 5-7 минут или больше.

Рисунок 5.16

Упрощенная технологическая схема трубчатого испарителя

Хорошее распределение имеет первостепенное значение при проектировании испарителя. Это гарантирует, что весь продукт обрабатывается равномерно и что поверхность теплообмена используется с максимальным потенциалом.

Особенностью испарителя TASTE является способ распределения продукта по пучку труб. В распределительную секцию сок подается при температуре и давлении выше, чем в зоне входа трубного пучка. Он входит через расширяющееся сопло, которое превращает весь продукт в смесь жидкости и пара. Расширяющийся пар ускоряет смесь жидкости и пара через второе сопло и узел конуса. Дальнейшее мгновенное расширение пара вызывает распыление жидкой фазы в турбулентный туман.Эффект ускорения может привести к тому, что скорость тумана при выходе из пучка труб может превысить 50 метров в секунду! Высокая степень турбулентности увеличивает скорость теплопередачи и снижает выгорание, что помогает достичь длительных рабочих пробегов.

Другие трубчатые испарительные системы

Существуют также другие трубчатые испарительные системы аналогичной конструкции для цитрусовых, включая традиционный механический метод распределения продукта по пучкам труб. Они включают термическую рекомпрессию для увеличения экономии пара без увеличения времени пребывания.Относительно немногие из этих испарительных систем были установлены для продуктов с высокой производительностью.

5.7.2 Пластинчатые и кассетные испарители

Помимо трубчатых систем, пластинчатые и кассетные испарители также используются для концентрирования апельсинового сока. Как следует из названия, пластинчатые испарители состоят из пластин, скрепленных вместе в раме с прокладками между ними. Чаще используются кассеты (сварные двойные пластины) вместо одинарных пластин, поскольку они упрощают обслуживание. Теплоноситель (пар или пар) протекает через пространство между сварными пластинами, составляющими кассету.

Продуктовые каналы образуются между отдельными кассетами, разделенными прокладками. Эта конфигурация позволяет легко осматривать поверхности продукта.

Некоторыми преимуществами пластинчатых / кассетных испарителей по сравнению с другими типами являются легкое увеличение производительности путем добавления большего количества кассет и упрощенное обслуживание и осмотр путем открытия рамы. Кроме того, компактность кассетных испарителей устраняет необходимость в нескольких проходах на разных уровнях, как это требуется для трубчатых систем.Одноуровневая конфигурация обеспечивает простое управление оператором и удобный доступ для выполнения работ по техническому обслуживанию.

Для этого типа испарителя достаточно небольшой разницы температур между продуктом и теплоносителем. Это позволяет использовать более низкие рабочие температуры, чем в традиционных трубчатых испарителях. Основным типом кассетного испарителя является установка с восходящей пленкой.

Кассетный испаритель с восходящей пленкой

В кассетном испарителе с восходящей пленкой продукт входит в нижнюю часть кассеты и во время кипения поднимается над поверхностью нагрева ( Рисунок 5.17 ). Никакого механического устройства распределения корма не требуется, и равномерное распределение достигается за счет силы тяжести.

Рисунок 5.17

Кассетный испаритель с восходящей пленкой

Пленка равномерно течет вверх, обеспечивая очень короткое время удерживания на поверхности нагрева. На выходе из короткого нагревательного канала скорость жидкости / пара очень высока. Возможно испарение продуктов с более высокой вязкостью и более высоким содержанием пульпы, чем в испарителе с падающей пленкой.

Поскольку системы тарелок могут быть гибкими, некоторые установки, установленные на цитрусовых заводах, используются для обработки других типов сока вне сезона апельсинового сока.

5.7.3 Гомогенизация

Гомогенизация концентрата иногда происходит в системе испарителя. Затем продукт обычно проходит через гомогенизатор перед седьмой и последней стадией концентрирования. На этом этапе концентрация составляет примерно 40-42 ° Брикса. Гомогенизация разрушает пектин, тем самым снижая вязкость концентрата.Это увеличивает эффективность последней ступени испарителя.

Еще одним важным преимуществом гомогенизации является распад хлопьев гесперидина, которые могут присутствовать в концентрате. Гесперидин — это флавоноид, который образует белые кристаллы в соке (и является частью облака сока). Во время испарения скорость кристаллизации увеличивается, в результате чего образуются большие белые хлопья. Они имеют тенденцию к образованию пленки загрязнения на поверхностях испарителя и могут попадать в концентрат во время производства.Известно, что изменение соотношения Брикса / кислота обработанных соков приводит к отслаиванию белых хлопьев от металлических поверхностей. Это требует очистки испарителя на месте (CIP). Присутствие хлопьев гесперидина в концентрате является дефектом и приводит к снижению оценки качества Министерства сельского хозяйства США.

Также утверждается, что гомогенизация снижает уровень оседания целлюлозы в продукте. Это может позволить подавать сок с более высоким содержанием мякоти в испаритель.

В случае особых требований к концентрату с очень низким содержанием пульпы (<1%) в систему испарителя могут быть включены специально разработанные герметичные осветляющие центрифуги для снижения уровня пульпы до очень низкого уровня.

5.7.4 Восстановление эссенции

В процессе выпаривания летучие компоненты сока удаляются из сока вместе с водой. Эти компоненты часто рекуперируются в системе регенерации эфирных масел, подключенной к испарителю. Сущностный процесс обычно составляет неотъемлемую часть массового и теплового баланса испарительной системы. Д-р Джеймс Редд из Флориды был пионером в разработке конструкции блоков регенерации эфирных масел, первая коммерческая система была установлена ​​в 1963 году.

Пары с ранних стадий испарителя содержат большую часть летучих веществ из сока. Они улавливаются и отправляются в куб, установленный на испарителе. Важные летучие вещества отделяются от воды перегонкой в ​​вакууме и конденсируются при охлаждении. Эссенция продукта представляет собой концентрированную смесь водных и маслорастворимых ароматических соединений. Эта эссенция разделяется на масляную и водную фазы декантацией или центрифугированием.

В более поздней конструкции систем регенерации эссенции используется структурированная насадка в дистилляционной колонне вместо традиционного устройства с перфорированной тарелкой.Этот новый подход приводит к уменьшению удерживаемого объема ароматической жидкости и времени пребывания, а также к повышению эффективности разделения. Эти свойства помогают улучшить выход как ароматических компонентов водной фазы, так и эфирного масла.

Аромат водной фазы и эфирное масло

Водная фаза (называемая ароматом водной фазы или ароматом эссенции) содержит верхние ноты аромата. Крепость спирта обычно составляет 12-15%. Масляная фаза (эфирное масло) сохраняет фруктовый и сладкий вкус свежего сока.Его вкусовые качества отличаются от свойств кожуры масла (см. Раздел 8). Добавление в концентрат аромата водной фазы и эфирного масла заменило предыдущую практику добавления сока одинарной крепости (так называемого сокращения) для улучшения вкуса концентрата.

Во Флориде апельсины Валенсии, поздний сорт, используются для производства лучшей эссенции. Напротив, апельсиновые сорта, собранные в начале сезона, дают мало эссенции и часто имеют более низкое качество.

Ароматические масла и эфирные масла продаются как отдельные продукты для предприятий по смешиванию концентратов и упаковщиков соков, или продаются по контракту компаниям, производящим специальные ароматизаторы.

5.7.5 Хранение концентрата

После выпаривания концентрат 65 ° Brix охлаждается до -10 ° C и затем направляется на хранение. Смешивание различных партий продукции и добавление кожуры масла и эссенций может производиться по пути для хранения концентрата. Хранение происходит в емкостях для хранения наливом или 200-литровых бочках с пластиковым вкладышем. Барабанное хранение обычно поддерживается при температуре от -20 до -25 ° C, бестарное хранение в больших резервуарах часто при -10 ° C. Непосредственно перед отправкой с завода концентрат, взятый из различных резервуаров для хранения, часто смешивается, чтобы обеспечить соответствие техническим характеристикам продукта.Концентраты иногда разбавляют целлюлозой, например, для снижения уровня Брикса. Для перевозки замороженного концентрата используются бочки, цистерны или балкеры.

Концентрат торгуется как FCOJ. Термин «замороженный» может вводить в заблуждение, поскольку концентрат при температуре 65 ° Brix не замерзает при температуре -10 ° C из-за высокого содержания сахара. Наиболее распространенная концентрация FCOJ составляет 65-66 ° Brix, но также доступны нерасфасованные концентраты с более низким ° Brix. FCOJ 55-58 ° Brix обычно поставляется на молочные предприятия.

5.7.6 Альтернативные методы концентрирования

Были разработаны и испытаны альтернативы выпариванию для концентрирования апельсинового сока, но пока они имеют ограниченное коммерческое применение. Более низкие уровни концентрата по шкале Брикса и высокие эксплуатационные расходы по сравнению со стандартными испарительными системами препятствовали коммерциализации новых систем.

Два метода, в которых не используется тепло для концентрирования, — это концентрирование замораживанием и мембранная фильтрация.

Концентрация замораживания

Этот метод основан на том факте, что вода образует кристаллы льда при замораживании растворов сахара.Их можно отделить от раствора, тем самым увеличив концентрацию сахара. При замораживании сока необходимо инактивировать ферменты. Инактивация ферментов может быть достигнута пастеризацией сока перед замораживанием или пастеризацией полученного концентрата.

Несколько исследований показали, что концентрация замораживания дает превосходные вкусовые качества по сравнению с обычным выпариванием. Однако низкие температуры приводят к высокой вязкости концентрированных продуктов.Они ограничивают как степень достигаемого концентрирования, так и количество мякоти и нерастворимых твердых веществ, которые могут присутствовать в соке, подлежащем концентрированию (Braddock and Sadler, 1989). С помощью этого метода можно получить концентраты до 40 ° Брикса.

Мембранная фильтрация

Мембранная фильтрация — еще один проверенный метод концентрирования апельсинового сока без использования тепла. Однако высокая вязкость концентрата снижает эффективность фильтрации и ограничивает достижимую степень концентрирования.Чтобы свести к минимуму вязкость, мякоть сначала отделяется от сока, например, ультрафильтрацией (УФ), чтобы получить прозрачную жидкость (сыворотку), которая концентрируется обратным осмосом.

Богатая ферментами пульпообразная масса пастеризуется перед рекомбинацией с концентратом сыворотки. Обратное перемешивание потока нерастворимых твердых веществ, по существу, при концентрации сока одинарной крепости, снижает значение Брикса концентрата. Сообщалось о концентрациях до 42 ° Брикса.

Системы концентрирования, использующие другие мембранные процессы, также были протестированы.Однако необходимость удержания сахаров, кислот и ароматических соединений для поддержания сбалансированного вкуса цитрусового сока предъявляет высокие требования к потенциальным мембранным системам.

5.8 Восстановление шелушащегося масла (масла холодного отжима)

Водно-масляная эмульсия, или масляная фритта, из процесса экстракции направляется в секцию сбора шелушащегося масла. Фруктовые вещества, в том числе частицы кожуры и мякоти, растворимый пектин и сахара, присутствуют в эмульсии вместе с маслом и водой. Системы сбора масла с пилингом предназначены для извлечения чистого масла путем удаления всех других веществ с минимальными потерями масла.

Масло для пилинга обычно называют маслом холодного отжима.

5.8.1 Стадия процеживания и концентрирования

Первый шаг включает использование чистовой машины в качестве метода процеживания для удаления крупных кусочков кожуры и других оранжевых частей, которые необходимо исключить из последующих центрифуг (см. Рисунок 5.19 ). После процеживания масляная эмульсия, содержащая около 0,5-2,0% масла, поступает в центрифугу первой ступени (также называемую очистителем или концентратором). Центрифуга концентрирует масло до 70-90%.

Рисунок 5.19

Технологическая схема добычи коркового масла

Первая центрифуга — трехфазная машина. Легкая фаза — это концентрированная нефть, тяжелая фаза — это вода, а третья фаза — это остаточные твердые частицы. Контроль выброса твердых частиц из илового пространства имеет решающее значение для общей производительности системы сбора нефти. Продукт теряется, если частота разряда слишком высока. И наоборот, эффективность разделения теряется, если пространство для ила заполняется.

Водяной поток часто возвращается обратно в систему экстракции масла в виде распыляемой воды, хотя важно, чтобы из системы было удалено некоторое количество воды, чтобы обеспечить поступление дополнительной пресной воды. Если одна и та же вода используется постоянно, могут возникнуть микробиологические проблемы. Кроме того, центрифугированная вода содержит нежелательные компоненты, такие как растворимый пектин.

По мере увеличения концентрации этих компонентов в эмульсии эффективность отделения масла снижается, а выход масла снижается.Опять же, это ограничивает объем возможного повторного использования воды.

Центрифугированная вода также содержит микроскопические масляные шарики, которые слишком малы для разделения на центрифуге. По мере того, как этот уровень масла увеличивается за счет повторного использования воды, эффективность воды для извлечения масла из кожуры снижается. Это также приведет к общему снижению эффективности извлечения нефти.

Тип используемой экстракции масла и производительность центрифуг определяют количество воды, которая может быть переработана.Чем чище эмульсия пилингового масла, тем выше выход масла из системы извлечения пилингового масла и тем выше будет объем оборотной воды. Утверждается, что система экстракции масла перед соковыжималкой-расширителем дает более чистую масляную эмульсию, чем одноступенчатая система экстракции соковыжималки.

Для сбора нефти герметичная центрифуга имеет несколько преимуществ по сравнению с конструкцией с открытым барабаном. Полностью заполненная емкость герметичной машины предотвращает контакт масла с воздухом.Точный контроль границы раздела нефть-вода приводит к более высокой эффективности разделения.

На рис. 5.20 показана герметичная центрифуга для концентрирования масляной эмульсии кожуры.

Рисунок 5.20.

Герметичная центрифуга для концентрирования пилингового масла

5.8.2 Полировка

Концентрированный поток масла затем проходит на второй этап процесса центрифугирования (полировки). Здесь масло дополнительно концентрируется до чистоты> 99%. Расходы чрезвычайно малы (1-2%) по сравнению с расходами на первой стадии или при осветлении сока и обезжиривании сока одинарной крепости.

После одного процесса центрифугирования продукт практически не содержит твердых частиц. Для небольших объемов используется машина со сплошной дежой, из которой непрерывно сливаются вода и масло. Периодическая очистка удаляет любой твердый материал, который собирается на периферии чаши. Для большей скорости потока используется полировальная машина с выбросом твердых частиц, в которой вода и масло покидают машину под давлением. Накопившиеся твердые частицы удаляются примерно один или два раза в час.

Из одной тонны фруктов обычно получается 200-300 литров эмульсии на первой центрифуге и 3-6 литров концентрированного масла на полировальной машине.

Трехфазные центрифуги для депульпирования, которые непрерывно выгружают легкую и тяжелую фазы и периодически выбрасывают твердые частицы, также могут быть использованы в системах добычи нефти холодным отжимом. Они могут увеличить выход масла благодаря своей способности удалять пектины и нерастворимые твердые вещества из потока «желтой воды». Центрифуги для депульпирования были первоначально разработаны для эффективного удаления мякоти при производстве соков с низким содержанием мякоти (см. Раздел 5.5).

5.8.3 Процесс подготовки к зиме

Полированное масло содержит следовые количества растворенного воска, полученного из кожуры плодов.При температуре выше 15 или 20 ° C воск полностью растворяется. Однако при более низких температурах продукт может помутнеть. Чтобы избежать этой проблемы, полированное масло подвергают депарафинизации, или, как его еще называют, «зиме».

Процесс подготовки к зиме включает осаждение парафина путем его кристаллизации и последующего осаждения. Масло хранится в резервуарах при температуре 1 ° C или ниже, что вызывает выпадение парафина в осадок. Обычно процесс занимает 30 дней и более, хотя при более низких температурах этот период может быть значительно короче.Затем вымороженное масло сливают из резервуара. Более крупные перерабатывающие предприятия собирают ил из различных резервуаров для подготовки к зиме, так что, как только накопится достаточное количество материала, парафин можно удалить центрифугированием для извлечения остаточного масла.

Зимнее масло фасуется в бочки емкостью 200 литров (55 галлонов США) или автоцистерны. Обычно масло хранится при охлаждении (-10 ° C) и продается как масло холодного отжима (CPO). Иногда его называют пилинговым маслом холодного отжима (CPPO). Он используется в качестве сырья в промышленности по производству ароматизаторов, а также в цехах по смешиванию концентратов и производителях напитков.

5.8.4 Системы извлечения D-лимонена

Тяжелая фаза из центрифуги первой ступени пилингового масла обычно рециркулируется в экстракторы в виде «желтой воды». Часть этого потока (10-50%) необходимо заменить пресной водой, чтобы избежать чрезмерных концентраций нерастворимых веществ, таких как пектин, прежде чем эта плохая масляная эмульсия будет отправлена ​​обратно в соковыжималки.

Не рециркулируемая фракция желтой воды имеет некоторое остаточное содержание масла (0,5-1,0%), которое вместо отправки на комбикормовый завод или очистки сточных вод отделяется с использованием оборудования, предназначенного для извлечения остаточной нефти.Традиционная система извлечения d-лимонена нагревает желтую воду и дополнительно испаряет смесь водяного пара и d-лимонена в одной или нескольких последовательно соединенных камерах испарения. Затем пар конденсируется для извлечения терпеновой фракции.

Более эффективная новая конструкция исключает отдельные ступени мгновенного испарения за счет включения специально разработанной ректификационной колонны для обогащения пара. Это приводит к лучшему выходу и качеству d-лимонена, а также к более компактной установке для извлечения. В обе системы обычно можно подавать шлам, выгружаемый из центрифуги первой ступени, а также из полировальной (второй ступени) центрифуги в блоке извлечения очищенного масла.

5.9 Работа комбикормового завода

Около 50% плодов остается после отжима сока. Большая часть этого остаточного фруктового вещества представляет собой низкосортный материал в виде кожуры, ветоши, сердцевины, семян и мякоти, не используемых в коммерческих целях.

На большинстве крупных перерабатывающих предприятий есть комбикормовый завод, который дополнительно перерабатывает эти отходы и улавливает побочные продукты.

Операции комбикормового завода (см. Рисунок 5.21 ) составляют значительную часть общих эксплуатационных расходов завода. Сушка твердых частиц и испарение потока жидкости требуют больших затрат энергии.Меньше отходов и увеличенная рециркуляция жидкостей в других частях завода желательны как по финансовым, так и по экологическим причинам. Регулирующее давление в отношении экологического контроля цитрусовых продолжает расти.

Рисунок 5.21

Блок-схема работы комбикормового завода

Выручка от продажи побочных продуктов комбикормовых заводов вносит значительный вклад в общую прибыльность переработчиков апельсинов. Постоянно прилагаются усилия для выявления дополнительных продуктов, которые можно извлечь из кожуры и других потоков отходов.

Этапы процесса комбикормового завода

Комбикормовый завод принимает бракованные фрукты со сортировочных столов в приемной зоне и отходы от обработки сока. Этот комбинированный материал с влажностью около 80% подается шнековыми конвейерами в бункеры мокрой кожуры комбикормового завода. Затем молотковые мельницы разбивают его на мелкие кусочки. После этого этапа добавляется небольшое количество извести (0,15-0,25%) для облегчения процесса обезвоживания. После выдержки 10-15 минут смесь перекачивается или перекачивается в прессы для очистки кожуры.

Прессы для первичной отслаивания удаляют около 10% влаги. Винтовые прессы непрерывного действия в значительной степени заменили гидравлические прессы периодического действия для этой задачи. Дальнейшее добавление извести и вторичное прессование могут удалить 2-3% лишней влаги.

Жидкость из прессов — отжимная жидкость — содержит приблизительно 9-15% растворимых твердых веществ, большая часть которых представляет собой твердые частицы сахара. Содержание масла может составлять 0,2-0,8%. Жидкость для прессования обычно проходит через статические сита для удаления твердых частиц кожуры, а затем поступает в испаритель отходящего тепла.

Жидкость для прессования обычно концентрируется до 50 ° Брикса и снова добавляется к остатку кожуры перед прессованием. Кроме того, его можно сконцентрировать до 72 ° Брикса и использовать в качестве сырья для процесса ферментации для производства цитрусового спирта.

Пресс-щелок содержит высокую концентрацию взвешенных веществ и часто включает песчанистые вещества. Декантерные центрифуги, которые используются для осветления прессового раствора, должны быть оборудованы специальными внутренними плитами для минимизации эрозии. Осветление прессового раствора может продлить время работы испарителя отходящего тепла и существенно сократить время очистки, тем самым повышая рентабельность комбикормового завода.Нагреватель отходов отделяет d-лимонен, который может быть извлечен в виде отдельного потока из паровой фазы.

Прессованная кожура сушится в ротационной сушилке до содержания влаги около 10%, а затем гранулируется для получения корма для животных. Пар из сушилки кожуры используется в качестве теплоносителя в испарителе отходящего тепла.

5.10 Производство целлюлозы

Плавающая пульпа — более крупные твердые частицы в соке — состоит в основном из разорванных клеточных мешочков и стенок сегментов. Он отделяется от сока в отделителях.(Очень мелкие частицы мякоти текут вместе с потоком сока из финишера. Эти мелкие частицы имеют тенденцию оседать на дне сока и называются тонущей мякотью.) по окончании использования мякоти. Альтернативы:

• Восстановление для производства товарной целлюлозы. Мякоть используется как добавка в соки и сокосодержащие напитки.
• Производство промывки мякоти — сахарного сока, полученного промывкой мякоти водой.Оставшийся материал продается как «промытая пульпа» или отправляется на комбикормовый завод.
• Маршрут на комбикормовый завод для сушки в гранулы для корма для животных.

В прошлом большая часть целлюлозы шла на промывку целлюлозы и на комбикормовый завод. Однако, поскольку рыночная тенденция заключается в добавлении большего количества клеток мякоти в конечный сок, большая часть пульпы из экстракторов идет на промышленное производство целлюлозы. Однако большинство переработчиков получают больше мякоти из фруктов, чем требуется в соковой промышленности для добавления в сок или сокосодержащие напитки.Тип и работа экстрактора влияют на качество производимой целлюлозы. На некоторых заводах экстракторы, используемые для производства целлюлозы, регулируются для оптимизации качества мякоти, а не для максимального увеличения выхода сока.

Рисунок 5.22

Изображение относительного размера пульпы после экстракции

Рисунок 5.22 иллюстрирует визуальную разницу между пульпой из экстракторов с расширителями (Brown) и стандартных экстракторов с отжимным типом (JBT).

5.10.1 Факторы производства, которые влияют на качество товарной целлюлозы

В таблице 5.1 показаны некоторые из условий процесса, которые оказывают значительное влияние на свойства целлюлозы.

5.10.2 Этапы процесса производства целлюлозы

Точная конфигурация линии целлюлозы будет варьироваться от завода к заводу. Дизайн будет зависеть от типа системы экстракции и предпочтений процессора. Основные этапы производства целлюлозы показаны на Рис. 5.23 .

Рисунок 5.23

Этапы производства целлюлозы

Мякоть из первичной отделки при осветлении сока (а не мякотный сок из экстракторов) иногда используется в качестве сырья для линий по производству целлюлозы.Затем может потребоваться разбавление соком перед этапом устранения дефекта.

Экстракция

В процессе экстракции сока стенки сегментов и стенки клеточного мешка разрываются на части. Как экстрактор с расширителем, так и специально разработанный экстрактор выжимного типа для целлюлозы высшего качества оказывают меньшее усилие сдвига на целлюлозу по сравнению со стандартным экстрактором выжимного типа. В результате получаются более крупные и менее фрагментированные кусочки целлюлозы. Однако такие дефекты, как сердцевина и семена, также попадают в мясистый сок из экстракторов.Это предъявляет повышенные требования к системе устранения дефектов. Когда мезга от первичной отделки при осветлении сока (а не сока с мякотью) поступает на линию по производству мезги, перед удалением дефекта обычно требуется разбавление соком.

Удаление дефектов

Дефекты обычно описываются как небольшие фрагменты кожуры, мембраны или семян. Отсутствие дефектов в конечном продукте является важным параметром качества, поэтому их удаление из суспензии мезги / сока является приоритетной задачей.

Таблица 5.1 Влияние условий процесса на свойства целлюлозы

Дефекты устраняются в несколько этапов разделения. Первым шагом может быть классифицирующий финишер — лопаточный финишер, включающий сита с большими перфорациями, которые пропускают сок и клетки, но блокируют крупные семена и кусочки мембраны.Затем поток густого сока направляется в один или несколько гидроциклонов. При большом количестве дефектов последовательно используются два и более гидроциклона. Гидроциклоны основаны на гравитационном разделении и удаляют дефекты, которые имеют более высокую плотность, чем пульпа пульпы.

Рисунок 5.24 показывает поток жидкости и частиц в циклоне. Подача, вводимая в конус по касательной, начинает двигаться по нисходящей спирали вдоль стенки циклона. По мере приближения к выпускному отверстию конуса часть продукта выходит через отверстие для нижнего продукта, в то время как большая часть продукта меняет направление и течет вверх к сливу циклона по внутреннему спиральному пути.Если плотность частиц превышает плотность жидкости, центробежная сила прижимает частицы к стенке циклона, откуда они выталкиваются вниз и наружу через нижнее отверстие.

Рисунок 5.24

Гидроциклон для устранения дефектов

Разделение в циклоне улучшается при более низкой концентрации твердых частиц и более низкой вязкости жидкости. Мелкие незрелые семена легче, чем пульпа, и их трудно удалить. Таким образом, качество фруктов, доставляемых в переработчик, важно для удаления дефектов.

Концентрация (первичные финишеры)

«Очищенный» поток пульпы из системы удаления дефектов обычно концентрируется перед термообработкой по двум причинам:

• Меньшее нагревание / охлаждение продукта экономит энергию
• Меньше сока подвергается дополнительному нагреву обработка

Концентрирование производится с помощью винтовой или лопаточной машины для первичной чистовой обработки. Лопастные финишеры более бережно обрабатывают частицы мякоти. Функционирование финишера можно отрегулировать, чтобы гарантировать, что концентрация пульпы в выгружаемой суспензии пульпы имеет требуемую концентрацию для последующей стадии пастеризации.Во Флориде большинство переработчиков конфигурируют свое оборудование для достижения типичной концентрации целлюлозы 400-500 г / л в пульпе из первичной отделочной машины. В Бразилии концентрации растений различаются от 150-200 г / л до 500 г / л. Более низкий диапазон обусловлен использованием пластинчатых теплообменников в пастеризаторе.

Нельзя поддерживать постоянный поток целлюлозы от первичного финишера до пастеризации. Он будет варьироваться как по расходу, так и по концентрации пульпы (10-15%) во время производственной смены. В течение сезона различные сорта фруктов и настройки экстрактора дадут еще более широкие вариации.

Термическая обработка

Пастеризация пульпы преследует две цели:

• Инактивировать ферменты
• Уничтожить соответствующие микроорганизмы

Необходимые степени инактивации ферментов и уменьшения количества микробов зависят от того, как пульпа будет далее обрабатываться и храниться. Требуемый уровень инактивации определяет условия пастеризации (температура и время). Поскольку ферменты в апельсинах расположены в стенках фруктовых клеток, концентрация ферментов в суспензии мякоти значительно выше, чем в осветленном соке.Для достижения полной инактивации ферментов тепловая обработка пульпы должна быть более интенсивной, чем сока. Однако полной инактивации фермента обычно не требуется. Активность ферментов должна быть снижена до такой степени, чтобы мякоть:

• была стабильной при хранении в больших количествах
• Не приводила к отделению мутности в восстановленном соке.

Если последующая обработка термообработанной целлюлозы не является асептической (например, в сушильном отделении), 100% уничтожение микроорганизмов не требуется.Это наиболее распространенный метод хранения целлюлозы, хранящейся в замороженном виде. Здесь термическая обработка называется «стабилизацией». Типичные условия нагрева: 90-100 ° C в течение 30 секунд.

Когда целлюлоза должна храниться охлажденной в асептических контейнерах типа «мешок в коробке», термическая обработка может называться «стабилизацией / стерилизацией мякоти». Обычно используются температуры выше 100 ° C. Для хранения в холодильнике требуется более высокая степень инактивации ферментов по сравнению с хранением в замороженном виде. Для асептического хранения также необходимо, чтобы термообработанная целлюлоза не имела микробной активности.Кроме того, оборудование, расположенное ниже по потоку, не должно повторно загрязнять продукт.

Какой теплообменник?

Теплообменники, используемые для пастеризации пульпы, обычно трубчатого типа. Следует избегать любых препятствий со стороны продукта, например, точек контакта в пластинчатом теплообменнике. Часто теплообменники включают одну трубку для продукта. С этим типом нет риска неравномерного потока продукта. Однако пропускная способность ограничена из-за падения давления.

Многотрубный теплообменник (см. Рисунок 7.12) может обрабатывать высокие скорости потока пульпы без чрезмерных перепадов давления. Вход в параллельные трубки требует тщательного проектирования, чтобы целлюлоза не прилипала к входам в трубки, вызывая закупорку и неравномерную скорость потока через трубки.

Термообработка пульпы при концентрациях, намного превышающих 500 г / л, в трубчатых теплообменниках практически невозможна, поскольку коэффициенты теплопередачи быстро снижаются при превышении этой концентрации. Эффективной теплопередаче препятствует высокое содержание целлюлозы в продукте.Использование трубчатых теплообменников для более высоких концентраций целлюлозы требует очень больших блоков, что влечет за собой медленное время нагрева и охлаждения и, как следствие, снижение качества продукта. Система пастеризации целлюлозы с использованием многотрубных теплообменников также может выполнять двойную функцию пастеризации NFC.

Процесс восстановления целлюлозы имеет тенденцию уносить воздух в поток продукта. Это необходимо учитывать при разработке процесса термообработки.

Концентрация (сушка или окончательная отделка)

Традиционно термообработанную целлюлозу дополнительно концентрируют до 950-1000 г / л с использованием конечной или сушильной отделочной машины.Хотя она еще влажная, ее называют «сухой» целлюлозой, потому что она не выделяет никакой свободной жидкости при приложении к ней давления. Остаточная жидкость в основном адсорбируется на целлюлозных мембранах.

Концентрация сухой пульпы измеряется в соответствии со спецификацией продукта специальным методом, называемым Quick Fiber (описанным в разделе 8). Жидкость в пульпе, в основном NFC, обычно соответствует 5-8% массы пульпы для стандартной пульпы и 9-13% для пульпы высшего качества. Таким образом, когда мякоть добавляется во время восстановления в соковыжималке, сок, все еще присутствующий в «сухой» мякоти, обеспечит дополнительный NFC.

Концентрированная пульпа обычно упаковывается в коробки из гофрированного картона по 20 кг, выстланные полиэтиленовым мешком, которые затем замораживаются. Замораживание может занять несколько дней. Мякоть также может быть упакована в бочки (200 л / 55 галлонов) для хранения в замороженном виде. Однако бочки не часто поставляются упаковщикам сока, поскольку они обычно слишком велики для партий восстановленного сока.

Концентрация фермента в пульпе выше, чем в осветленном соке. можно асептически упаковать мякоть и хранить ее в холодильнике.Упаковка производится сразу после термообработки. Следовательно, асептическая целлюлоза будет храниться в больших объемах при гораздо более низкой концентрации, чем замороженная целлюлоза.

Недостатком асептической упаковки целлюлозы при концентрации 500 г / л является то, что для того же количества сухой целлюлозы требуются большие объемы хранения (и транспортировки). Преимущество состоит в том, что с целлюлозой намного проще обращаться, поскольку она перекачивается и не требует размораживания или измельчения. Это также позволяет улучшить конечный продукт. Когда асептическая мякоть добавляется обратно к соку, восстановленному из концентрата, сок, присутствующий в асептической пульпе (фактически NFC), может обеспечить некоторый желаемый аромат, связанный с продуктами NFC.Асептическая целлюлоза производится несколькими переработчиками во Флориде.

5.11 Производство промывной целлюлозы

Промывка целлюлозы проводится для извлечения растворимых в соке веществ в мякоти, поступающей из соковыжималок и из центрифуг в процессе осветления или обезжиривания. Тщательная промывка целлюлозы может увеличить общий выход растворимых твердых веществ на 4-7%, что значительно влияет на общую экономику предприятия. Шаги процесса показаны на Рис. 5.25 .

Рисунок 5.25

Технологическая схема производства промывочной массы

Сахар в соке регенерируется с помощью противоточной системы промывки.Суспензия пульпы / воды фильтруется через отделочную машину между стадиями промывки. Отделенный «сок» называется промывкой мякоти. Развитие процесса включает использование статических смесителей для смешивания воды и мякоти и увеличения извлечения растворимого сока и компонентов мякоти в промывной поток. Промывка мякоти концентрируется путем выпаривания и снова добавляется в концентрированный апельсиновый сок (если это разрешено законом) или используется в качестве основы для сокосодержащих напитков.

Рентабельность определяет количество ступеней в системе промывки целлюлозы.Максимум четыре этапа могут восстановить до 50%, 63%, 75% и 80%, соответственно, доступных сахаров сока. Полученное количество зависит от соотношения воды и мякоти, а также от сорта и зрелости фруктов.

Снижение горечи

Промывка целлюлозы с высоким содержанием лимонина, вызывающего горечь. Поэтому необработанная промывка мякоти имеет ограниченное применение в качестве добавки к высококачественным сокосодержащим напиткам. Однако горький вкус можно удалить с помощью процесса удаления биттера, в котором очищенная смывка из целлюлозной массы проходит через слой полимерной смолы, которая адсорбирует горькие компоненты.

Целлюлозу и другие взвешенные твердые частицы следует удалить из жидкости перед подачей в реактор, чтобы предотвратить блокирование слоя смолы. Разделение пульпы обычно выполняется с помощью ультрафильтрационных мембран (0,1-0,01 мкм). Иногда перед установкой ультрафильтрации устанавливают осветительную центрифугу, чтобы снизить нагрузку на мембранные фильтры и увеличить время работы между очистками фильтров. Использование высокоэффективной центрифуги для депульпирования с непрерывной выгрузкой пульпы снижает содержание твердых частиц до <1%.Затем жидкость может поступать непосредственно в реакторы для удаления битумов без ультрафильтрации.

Слой смолы обладает определенной адсорбционной способностью. Когда эффективность удаления битумов снижается или возникает высокий перепад давления, реактор останавливается для обратной промывки и регенерации слоя смолы с помощью щелочного раствора. Параллельное использование двух реакторов для удаления биттера обеспечивает непрерывную работу: пока один реактор находится в рабочем состоянии, другой находится в режиме очистки / регенерации.

После выхода из реактора дебитированная жидкость рекомбинируется с отделенным потоком пульпы и направляется в испарители.

Обработка ферментом

Высокое содержание пектина в промывной массе приводит к большему увеличению вязкости при испарении по сравнению с чистым соком. Это может привести к пределу 40 ° Брикса для концентрации промывной целлюлозы. В результате процесс промывки мякоти часто включает стадию обработки ферментами для расщепления пектина. Типичные условия — время удерживания до одного часа при 45 ° C в резервуаре реактора. После центрифугирования обработанную ферментом промывную целлюлозу можно сконцентрировать до нормального уровня 65 ° Brix, а затем смешать с концентратом апельсинового сока или упаковать в 200-литровые бочки и заморозить.

Промывка целлюлозы может увеличить общий выход растворимых твердых веществ на 4-7%

Промытые ячейки

Промытые ячейки могут быть отправлены на комбикормовый завод или упакованы навалом в картонные коробки по 25 кг или 200-литровые бочки, которые хранятся в замороженном виде. Продукт продается в виде промытой мякоти или промытых ячеек и используется в некоторых напитках.

Правила использования промывки мякоти

Промывка мякоти часто используется в качестве источника сухих веществ фруктов в приготовленных напитках и сокосодержащих напитках, а также в качестве помутнителя для придания консистенции и ощущения во рту.Промывка целлюлозы может быть включена в концентрат апельсинового сока в Бразилии и США при условии, что она производится как часть процесса отжима сока. С 2001 года правила ЕС также разрешают поточную экстракцию мякоти водой для производства концентрата апельсинового сока. Аналогичным образом, действующие стандарты Codex Alimentarius для фруктовых соков, выпущенные в 2005 году, следуют тем же принципам.

Тем не менее, стандарты качества и маркетинговые подходы некоторых переработчиков или организаций могут по-прежнему препятствовать добавлению промывной целлюлозы в концентрат.Промывку целлюлозы нельзя добавлять в NFC.

Промывка целлюлозы также упоминается как водорастворимые твердые вещества оранжевого цвета (WESOS).

5.12 Промывка сердцевины

Экстракторы выжимного типа производят отдельный поток, содержащий сердцевину плода из тряпки, семян и мякоти (см. Рисунок 5.6). Как и в случае с промывкой мякоти, к этой смеси можно добавить воду для извлечения растворимых твердых веществ из центрального фруктового материала. Получающаяся в результате промывка сердцевины очень горькая и должна пройти процесс удаления битумов (как описано в разделе 5.11) до того, как его можно будет использовать в производстве напитков.

«Сок» промывки сердцевины очень непрозрачен и обеспечивает высокую емкость облака. Это желательный ингредиент для мутных напитков, как негазированных, так и газированных, и заменяет синтетические замутняющие вещества, такие как бромированные растительные масла и сложноэфирная камедь.

5.13 Апельсиновый сок с пониженной кислотностью

Кислотность апельсинового сока можно снизить, удалив из него часть лимонной кислоты. Снижение кислотности, которое в основном применяется в США, позволяет цитрусовой промышленности:

• Обслуживать растущее число потребителей, которые чувствительны к кислой пище и поэтому воздерживаются от употребления апельсинового сока
• Используйте больше фруктов с низким показателем Брикса / кислоты соотношение для производства сока

Развитие раскисления началось в конце 1970-х годов во Флориде.В 1992 г. «замороженный концентрированный апельсиновый сок с пониженным содержанием кислоты» стал одобренным соковым продуктом в США и был включен в Федеральные стандарты идентификации. Десять лет спустя NFC с пониженной кислотностью был представлен на рынке США.

В других странах регулирующие органы более неохотно соглашаются с понижением кислотности при производстве апельсинового сока. В Европе апельсиновый сок, продаваемый как «с низким содержанием кислоты», производится из фруктов с низким содержанием кислоты.

Раскисление

Процесс раскисления (см. Рисунок 5.26 ) аналогичен процессу удаления битумов в том случае, когда сок с очень низким содержанием взвешенных веществ (<1%) протекает через слой полимерной смолы. Лимонная кислота удаляется из сока ионным обменом с использованием анионной смолы со слабым основанием. Смола в основном обменивает свои гидроксид-ионы (OH ^— ) на цитрат-ионы (C ₆ H ₅ O ₇ ^3- ) в соке, оставляя цитрат на смоле.

Рисунок 5.26

Процесс раскисления

Эффективность смолы падает, когда она насыщается цитратом.Требуется регулярная регенерация с использованием основного раствора.

Апельсиновый сок, помимо лимонной кислоты, содержит очень полезные питательные кислоты. К счастью, анионные смолы со слабым основанием, используемые для снижения кислотности, способствуют удалению лимонной кислоты (являющейся сильной кислотой) по сравнению со слабыми пищевыми кислотами. Анализы показывают, что этот процесс мало влияет на содержание аскорбиновой кислоты и фолиевой кислоты.

Уровень pH сока и микробиологический риск повышаются по мере удаления кислоты. Поэтому очень важно смешивать раскисленный сок с обычным соком сразу после процесса раскисления, чтобы обеспечить pH ниже 4.6.

5.14 Извлечение эссенции

Извлечение эссенции является неотъемлемой частью процесса выпаривания и описывается в разделе, посвященном производству концентрата.

Завод по производству соков Зувамеса — Технологии пищевой промышленности

]]>

Завод по производству соков Zumos Valencianos del Mediterraneo (Zuvamesa) расположен в Пуэрто-де-Сагунто, Испания. Завод стоимостью 126 млн евро является одним из крупнейших заводов по производству соков без концентрата (NFC) в Европе. Около 75% продукции завода идет на экспорт.

Завод был официально открыт в феврале 2011 года, хотя производство началось в марте 2010 года. Его годовая мощность составляет 250 000 тонн местных цитрусовых для производства почти 100 миллионов литров апельсинового и клементинового сока.

Zuvamesa стремится достичь в будущем мощности переработки 400 000 тонн.

Завод был построен для повышения конкурентоспособности апельсинов и мандаринов местного производства. Большая часть сока NFC, потребляемого в Европе, импортируется, в результате чего в регионе производится избыток фруктов.

Кроме того, местные фермеры не могли устанавливать цены на свою продукцию.

Для решения этой проблемы в 2005 году консорциум из 60 крупнейших производителей свежих цитрусовых в Испании основал компанию Zuvamesa. Консорциум контролирует более 60% производства цитрусовых в Испании.

Современное и рентабельное предприятие обеспечивает Zuvamesa конкурентное преимущество на международном рынке, позволяя производить сок высшего качества для экспорта.

Проект завода по производству сока Зувамеса

«Консорциум из 60 крупнейших производителей свежих цитрусовых в Испании основал компанию Zuvamesa в 2005 году.Консорциум контролирует более 60% производства в Испании ».

Завод расположен на площади 140 000 м² с застроенной площадью 45 000 м². Он оснащен 28 промышленными экстракторами и 80 асептическими баками из нержавеющей стали. Каждый бак вмещает 500 000 литров, что составляет 40 миллионов литров.

Зувамеса выбрала Tetra Pak для поставки технологических решений для завода.

Компания была выбрана исходя из требований безопасности и эффективности пищевых продуктов, качества продукции, а также снижения эксплуатационных расходов и воздействия на окружающую среду.

Tetra Pak поставила на завод оборудование для пастеризации, асептического наполнения и опорожнения резервуаров для хранения, очистки, стерилизации, смешивания и доставки наливом. Он также поставил для завода свои высокоавтоматизированные системы управления технологическими процессами.

Технология позволяет рассчитывать производственные данные в режиме реального времени и позволяет оптимизировать эксплуатационные расходы.

Zuvamesa планирует установить дополнительное упаковочное оборудование в будущем.

Обработка фруктов

Цитрусовые сначала поступают в приемную зону завода, где сортируются и отправляются в силосы для хранения.Из силосов фрукты забираются для очистки и сортировки. Затем его отправляют в камеру для отжима, где извлекается весь сок.

«Современное и рентабельное предприятие обеспечивает Zuvamesa конкурентное преимущество на международном рынке».

Отжатый сок поступает в отделочную комнату, где отделяется мякоть. Мякоть отправляется в установку для наполнения жмыха, где хранится в асептических барабанах.

Центробежная сепарация используется для удаления эфирных масел из отжатого сока, после чего он охлаждается и отправляется в буферные емкости.

Из буферных резервуаров сок направляется в камеру пастеризации, где он подвергается деаэрации и обезжириванию. Затем сок в асептических условиях переносится в охлаждаемое помещение для асептического хранения. Его снова в асептических условиях переносят в камеру смешивания, откуда он направляется в макробаки.

Из резервуаров сок поступает в погреб, а затем в комнату розлива, где он заливается в Тетра Пакш. Упакованный сок затем поступает на автоматизированный склад, откуда он транспортируется на рынки.

Управление отходами на предприятии по производству сока цитрусовых

Отходы, образующиеся после отжима, отправляются на завод по производству пеллет, который перерабатывает цитрусовые отходы в приятные на вкус корма для молочного или крупного рогатого скота. Проект получил финансовую поддержку от местного правительства.

Мощность завода составляет 50 тонн цитрусовых отходов в час. Он оснащен испарителем-утилизатором, сушилками и прессами.

Подрядчики, работающие на заводе по производству соков в Испании в Зувамесе

Zuvamesa заключила контракт с JBT FoodTech в ноябре 2008 года на поставку технологического оборудования для завода.По контракту на сумму 5,2 млн евро JBT FoodTech поставила оборудование для разгрузки фруктов, а также для производства сока и мякоти цитрусовых.

Grupotec отвечала за управление работами и координацию работ по охране труда и технике безопасности при проведении инженерных работ и работ по установке оборудования на объекте.

Знаете ли вы, каковы этапы переработки сока перед ГЭС?

Приготовление соков — модный тренд! — Согласно прогнозам, к 2024 году мировой рынок фруктовых и овощных соков достигнет 173 миллиардов долларов США, при этом среднегодовой темп роста составит 3.17%. Рост рынка фруктовых и овощных соков обусловлен увеличением спроса на здоровую пищу со стороны все более заботящихся о своем здоровье потребителей. В частности, производство соков холодного отжима является наиболее быстрорастущей категорией, а HPP — наиболее подходящей технологией для их хранения.

Обработка сока

HPP может быть столь же простой, как эти 4 шага ниже, но массовое производство требует правильного оборудования и правильной технологии, чтобы гарантировать безопасность пищевых продуктов и отслеживаемость на протяжении всего процесса.

Сбор урожая

Заготовка фруктов и овощей для производства сока. Зрелость — самый важный фактор на этом этапе. Важно убедиться, что мы собираем фрукты самого высокого качества, и свести к минимуму пищевые отходы. Таким образом, сбор урожая происходит в нужное время, чтобы получить максимум плодов. После сбора плод быстро обрабатывается, чтобы сохранить в нем витамины и питательную ценность.

Мойка, выбор и калибровка

Мойка — один из самых важных этапов обработки на промышленном уровне.Практически все изделия можно мыть под холодной проточной водой. Мойка предназначена для удаления грязи, пыли и некоторых пестицидов, а также для удаления насекомых. Это улучшает не только безопасность и качество, но и срок годности продукта.

После мытья отбираются фрукты и овощи в оптимальном состоянии, отбрасывая те, которые могут повлиять на качество конечного продукта.

Калибровка фруктов — ключ к получению максимального урожая от фруктов, особенно цитрусовых, во избежание выдавливания масла из кожуры.

Отжим сока

Цитрусовые выжимают, а не прессуют, чтобы избежать выделения нежелательного привкуса из-за масла кожуры цитрусовых. С другой стороны, все остальные фрукты и овощи прессуются, чтобы получить хорошо известные соки холодного отжима.

Существует еще один процесс удаления косточек из фруктов, таких как персики, сливы и т. Д., Когда перед прессованием требуется машина для измельчения мякоти.

Процесс розлива

Розлив в бутылки — это последняя часть процесса, готовый продукт готов, чтобы поделиться с миром.Должны использоваться только бутылки пищевого качества, которые не требуют очистки перед розливом, предоставленные производителем / поставщиком. Рекомендуется использовать герметичное укупорочное устройство без помощи рук.

Разливочные машины

могут иметь до 120 разливочных головок, а самое быстрое оборудование может обрабатывать ПЭТ-бутылки со скоростью до 1.000 единиц в минуту.

Такие компании, как Zumex и Goodnature, широко известны производством промышленного оборудования и представлены во всем мире.

Продукт готов к ГЭС

Обработка под высоким давлением (HPP) в настоящее время является одной из самых востребованных технологий.Он продлевает срок хранения соков и напитков без повышения температуры продукта и сохраняет органолептические и питательные свойства свежего продукта.

Технология

HPP — это метод холодной пастеризации, при котором продукты, уже запечатанные в окончательной упаковке, помещаются в сосуд и подвергаются воздействию высокого изостатического давления для уничтожения таких микроорганизмов, как Salmonella , E. coli и Listeria , значительно продлевает срок хранения без добавления консервантов в исходный продукт.HPP также сохраняет качество свежих соков, открывает возможности для выхода на новые рынки за счет увеличения срока хранения и защищает бренды от отзывов. Более того, соки и напитки — это самая быстрорастущая категория продуктов среди множества применений этой технологии.

Технология In-Bulk HPP

Новая технология Hiperbaric Bulk — это глобальная инновация, которая обеспечивает наиболее эффективную переработку сока HPP. Эта революционная концепция для больших объемов жидкостей позволяет обрабатывать соки и напитки наливом перед розливом в бутылки.

Он обеспечивает самую высокую производительность в мире при минимальных затратах на обработку и минимальном потреблении энергии. Более того, это позволяет использовать после ГЭС любую упаковку, независимо от материала, дизайна или размера.

Пример переработки сока ГЭС

Это видео Ортороми, одного из наших клиентов, является наглядным примером предыдущих шагов перед применением HPP:

Домашние или промышленные производства соков используют одни и те же принципы производства и обработки.Большая разница в основном во времени, когда готовый продукт употребляется. Промышленные производители поняли и приняли вызов: подавать промышленные соки такими же свежими, как и домашние.

Свяжитесь с нами, если вы хотите узнать больше о соках и напитках HPP, а также о многочисленных преимуществах, которые эта технология может предоставить вашим продуктам.

Полная линия по производству фруктовых соков и задействованное оборудование

AGICO предоставляет комплексные линии по производству фруктовых соков для манго, ананаса, апельсина, граната, яблок и т. Д.Вся линия по производству фруктовых соков включает в себя машину для сортировки фруктов, машину для мойки фруктов, элеватор для фруктов, машину для очистки от кожуры и измельчения, машину для измельчения фруктов, машину для очистки сока, машину для розлива сока, стерилизатор для сока и т. Д. Все части, контактирующие с сырьем, изготовлены из нержавеющей стали. . Бесступенчатый регулятор скорости обеспечивает высокую производительность для разных фруктов.

Линия по производству сока манго

Процесс производства сока манго включает сортировку, промывку, очистку от кожуры, измельчение и т. Д.Мы предоставляем машины для производства сока манго для каждого процесса и всей линии …. Подробнее>

Линия по производству апельсинового сока

Линия по производству апельсинового сока охватывает процессы сортировки, мойки, транспортировки, очистки и экстракции апельсинов, фильтрации сока, дегазации, стерилизации и розлива …. Подробнее>

Завод по переработке яблочного сока

Яблочный сок имеет много преимуществ для нашего организма.Процесс производства яблочного сока включает сортировку фруктов, очистку, дробление, извлечение сока, гомогенизацию, осветление, розлив и стерилизацию …. Подробнее>

Линия по производству виноградного сока

Процесс производства виноградного сока включает отбор винограда, очистку, удаление стеблей, извлечение виноградного сока, смешивание, пастеризацию и розлив. Мы предоставляем полную линию по производству виноградного сока …. Подробнее>

Линия по производству молока

Процесс производства молока включает сбор сырого молока, фильтрацию, предварительный нагрев, гомогенизацию, стерилизацию, охлаждение и розлив.Линия по производству молока включает в себя это оборудование …. Подробнее>

Завод по переработке личи / лонган

Завод по переработке личи может очищать и очищать личи, удалять сердцевины личи и извлекать сок личи и мякоть личи. Используется для предварительной обработки сока личи и вина …. Подробнее>

Свяжитесь с нами сейчас!

.