Тэг: пектин

Переработка яблочного жмыха

Яблочный жмых – это твердый остаток (25-30% от общего количества переработанных фруктов), полученный после извлечения сока из яблок.

Яблочные выжимки являются важным источником полифенолов и пектина. Во всем мире производится несколько миллионов тонн яблочного жмыха. Все части яблок содержат многочисленные фитохимические вещества, в том числе натуральные антиоксиданты, а также простые сахара, пектин и клетчатку.

Пектин

Производство пектина считается наиболее перспективным использованием яблочного жмыха, как экономически, так и экологически. Яблочный пектин характеризуется превосходными желирующими свойствами. Слегка коричневый оттенок яблочного пектина из-за ферментативного потемнения может привести к ограничению его использования в очень светлых пищевых продуктах. Отбеливание яблочных жмыхов щелочной перекисью приводит к потере полифенольных соединений и разложению пектина. Яблочный жом можно также использовать в качестве корма для животных или как удобрение для почвы. 

В яблочных пищевых волокнах содержится более высокий процент растворимой клетчатки, что обуславливает доступность полимерного пектина. Пектин обладает такими свойствами, как желирование и загущение, и может использоваться в качестве добавки-стабилизатора в пищевых продуктах. Кроме того, пектин является укрепляющим здоровье полимером и, как сообщается, эффективно снижает уровень холестерина и отсрочивает проблемы с желудком. Яблочный жмых имеет более высокое содержание общих пищевых волокон (74%) и другие функциональные свойства, такие как плотность, способность удерживать воду и масло, способность к набуханию. Большую часть (примерно 95%) генерируемой биомассы составляют ткани кожуры или мякоти, которые состоят из полисахаридов клеточных стенок (например, пектина, целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и камеди) и фенольных соединений, связанных с кожурой, то есть дигидрохалконов, флавонолов, флаванолов. и фенольных кислот. Кожура яблок содержит значительное количество кальция и магния и более высокие уровни цинка, железа, меди и марганца. Традиционное производство яблочного сока (прямой отжим яблочной мякоти или отжим после ферментации мякоти) приводит к получению сока с низким содержанием фенолов и только с 3%-10% антиоксидантной активности фруктов, из которых они были произведены. Ввиду того факта, что большая часть полифенолов остается в яблочном жмыхе, коммерческое использование этого отхода довольно перспективно. Для сохранения нативной структуры фитохимических компонентов в процессе длительного хранения рекомедуется косервирование яблочного жмыха обезвоживанием в холодных атмосферных сушилках. 

Другие направления использования яблочного жмыха

Яблочные выжимки считаются ценной биомассой для экстракции/производства таких продуктов, как органические кислоты, корма, обогащенные белком, ароматические соединения, ферменты, натуральные антиоксиданты и пищевые волокна. Яблочный жмых содержит 4%-5% семян, которые могут использоваться для экстракции масла методом сверхкритической СО2-экстракции. В составе жирных кислот масла яблочных косточек обнаружены высокие концентрации олеиновой (46,50 %) и линолевой кислот.

Прессование яблок при производстве яблочного сока

Целью прессования является удаление сока из твердой матрицы фруктов. Это важная технологическая операция при производстве яблочного сока; потому что от этого зависит качество и использование сока, а значит, и экономика производства. В дополнение к прессованию существуют и другие методы извлечения сока, такие как экстракция, центробежный процесс, обратный осмос и т. д., но прессование является наиболее часто используемым в промышленности.

Прессование предполагает приложение внешней силы для создания давления и сжатия плодов. Твердое вещество (выжимки) удаляют, а жидкость (сок) собирают в отдельный сосуд. Наиболее важным параметром прессования является количество полученного сока по сравнению с исходным количеством сырья (выход). Выход яблочного сока в основном зависит от типа пресса, качества плодов и подготовки плодов (степени спелости, степени разрушения тканей, термической обработки, депектинизации). В производстве фруктов используются прессы непрерывного и полунепрерывного действия. При выборе типа пресса преимущество отдается более производительному при непрерывной работе, более продуктивному с точки зрения обеспечения полноты выхода яблочного сока.

Корзиночный пресс – высокий выход, сложное осветление яблочного и другого сока

В настоящее время полунепрерывный корзиночный пресс является наиболее часто используемым прессом в производстве яблочных соков. Наиболее часто используемая производительность этого оборудования составляет 5 тонн в час, но есть и более крупные. В этом типе оборудования операция прессования длится около 90 минут, интенсивность давления очень хорошая, поскольку можно найти горизонтальные прессы с давлением прессования более 200 бар. Преимуществом этого пресса также является производство в закрытой системе, что снижает возможность возникновения процессов окисления. Как правило, для производства качественного фруктового сока важно обеспечить как можно более быстрый процесс от измельчения до прессования в закрытой системе, чтобы сырье меньше подвергалось воздействию воздуха, вызывающего процессы окисления.

Пресс-корзина в таком оборудовании герметично закрыта и представляет собой пучок правильно расположенных резиновых трубок с заделанными на их поверхности канавками. Поверх труб натягиваются так называемые рукава с соответствующей пористостью. Роль резиновой трубчатой балки заключается в предотвращении уплотнения массы при прессовании, то есть в поддержании свободного дренажа массы в корзине и, таким образом, в ускорении прессования. Роль рукавов на трубах заключается в фильтрации сока перед попаданием в канавки, по которым сок будет поступать в сборный трубопровод, где его удаляют из пресса.

Операция прессования заключается в загрузке корзины и уплотнении засыпанной массы, после чего лицевая панель возвращается назад, пресс растягивается, снова заполняется и снова запрессовывается масса. В конце прессования добавляется вода для извлечения остаточного сахара, цветных и ароматических веществ, что приводит к лучшему использованию. В конце прессования обеспечивается автоматическая разгрузка пресса. После разгрузки пресса он снова заполняется.

КПД такого пресса достигает 75%. Слабыми сторонами являются низкая мощность, высокое потребление электроэнергии и цена. Также это нецелесообразно при меньших количествах поступающего сырья и, если пресс работает не на полную мощность, происходит окисление сырья. Кроме того, еще одним недостатком такого оборудования является то, что оно производит сок, состоящий из большого количества взвешенных мелких частиц фруктов, что затрудняет осветление.

Ленточный пресс – средний выход, отличная технологичность

В соковой промышленности также используются ленточные прессы непрерывного действия (непрерывного отжима сока и подачи мезги). Давление для прессования создается между двумя лентами. Эти прессы не создают высоких давлений и выходов, но способны обеспечить производство сока высокого качества. Сок разделяется на несколько фаз, и отсутствует движение сусла при прессовании, что уменьшает количество осадка и облегчает осветление, то есть фильтрацию сока. По окончании прессования жмых снимается с рабочей (нагруженной) ветви ленты, а полоса холостой ветви ленты промывается водой. Сок отводится в приемный бассейн по собирающим каналам. Для ленточных прессов выход около 70% реализуется примерно за 5 мин, а весь цикл прессования длится в общей сложности около 10 мин. К преимуществам ленточных прессов относятся: непрерывная работа и высокая производительность (0,5—20 т/ч), низкое энергопотребление и простота в обращении. Обычно ленточный пресс обеспечивает выход сока около 70 % при прессовании яблок. Дожим остатков сока можно осуществлять отжимом жмыха на корзиночном прессе, если это экономически целесообразно. Таким образом получают два вида сока: сок из первого пресса и сок из второго пресса. Сок из второго пресса более низкого качества по сравнению с первым, так как содержит больше воды. Эти два сока смешиваются и достигается выход до 90%.

Сушка яблочного жмыха и правильная сушилка для последующего производства пектина

Жмых, полученный в качестве побочного продукта на этом этапе производства сока, вывозится с завода с помощью прицепа-тягача или утилизируется в специально построенных силосах, а затем вывозится с завода. Выжимки, остающиеся после прямого прессования плодов яблока, содержат высокую концентрацию пектина и поэтому могут быть использованы для дальнейшего производства пектина. Если жмых получают способом, в котором применяется этап депектинизации, то из-за ферментативной обработки яблочной сетки и разрушения пектина его нельзя использовать в дальнейшем для производства пектина.

Также надо учитывать, что при обычной конвективной сушке яблочного жмыха горячим воздухом происходит деградация пектина, и высушенный жом становится непригодным для производства пектина. Для производства качественного пектина используют яблочные выжимки, высушенные методом холодной сушки при температуре от 35°С до 45°С.

Заказать ленточный пресс, холодную атмосферную и вакуумно-импульсную сушилку с рабочей температурой 35°С и 45°С для сушки яблочного жмыха (жома, выжимок): +7-906-968-1922

Другие статьи о переработке растительного и животного сырья можно найти здесь.

Первичная термическая обработка измельченных яблок перед прессованием

Первичную термическую обработку проводят таким образом, чтобы фруктовое сусло быстро нагревалось до 85—90°С в течение 5 мин, а затем быстро охлаждалось. Это кратковременное воздействие высокой температуры способствует гидролизу протопектинов, что влияет на размягчение клеточных стенок и повышает их проницаемость, тем самым ускоряя диффузию водорастворимых веществ. Таким образом дезактивируются ферменты, вызывающие потемнение сока (прежде всего, все полифенолоксидазы), воздух выталкивается из тканей, снижается количество микроорганизмов. При слишком длительном воздействии высокой температуры ткани становятся слишком мягкими и поврежденными, что затрудняет прессование плодов, а также изменяет вкус.

Трубчатые теплообменники

Трубчатые теплообменники с тремя секциями в основном используются для нагрева: секция нагрева при заданной температуре, секция поддержания заданной температуры и секция охлаждения. Это оборудование позволяет экономно использовать тепло, так как холодная дробленка нагревается в противотоке с ранее подогретой дробленкой из третьей секции, тем самым достигается и охлаждение подогретой дробленки из третьей секции. Холодная дроленка нагревается до 50—60°С, а заданная температура 85—90°С достигается за счет дополнительного нагрева непрямым паром. В зоне поддержания температуры дробленка выдерживают 10—30 с в зависимости от сорта фруктов, а затем охлаждается в зоне охлаждения до 45—50°С, оптимальной температуры для следующей операции — депектинизации.

Депектинизация фруктового пюре

Охлажденное фруктовое пюре подвергается дальнейшей депектинизации.

Как правило, в промышленной практике яблочное пюре обычно подвергают прямому прессованию, а депектинизацию перед прессованием избегают. Депектинизация представляет собой ферментативную обработку фруктового пюре с целью снижения вязкости пюре путем разложения пектиновых веществ и облегчения отделения сока. Помимо пектина, расщепляются также молекулы крахмала и арабана, поэтому в этом процессе также используются амилазы и арабаназы.

В производстве яблочного сока избегают депектинизированного предварительного прессования, так как яблоко содержит большое количество полифенолоксидазы, которая из-за присутствия кислорода и высокой концентрации фенольных соединений вызывает очень быстрое и интенсивное потемнение сусла. Конечным результатом такого процесса является получение темно-желтого фруктового сока.

Тем не менее, в производстве яблочного сока есть случаи, когда применяется процесс депектинизации. Если его применять, то для депектинизации дробленки, предназначенной для производства чистых фруктовых соков, обычно применяют пектолитические препараты в виде порошка или экстракта, содержащие разделительные ферменты (пектинметилэстеразу, пектинлиаз). Сепарационные ферменты обеспечивают оптимальную деполимеризацию (деградацию глюкозидных связей) и деэтерификацию пектиновых веществ плодов и тем самым снижают вязкость и липкость сусла, что в дальнейшем облегчает отжим, осветление и фильтрацию полученного сока. Пектолитические препараты обычно содержат как ферменты целлюлазы, так и гемицеллюлазы, чтобы разрушить клеточную стенку и увеличить проницаемость. Оптимальное количество пектолитического препарата зависит от количества и качества пектиновых веществ плодов, рН среды, температуры и др. и определяется лабораторными исследованиями. На практике наиболее распространены дозы 0,01—0,04% пектолитического препарата.

Поскольку ферменты на самом деле представляют собой молекулы, состоящие из белков, они чувствительны к теплу и активны только при определенных значениях рН. Если температурные условия и значения рН не являются оптимальными, для успешной депектинизации необходимо увеличение времени процесса или более высокая концентрация ферментов. Оптимальными условиями для депектинизации являются температура от 45°С до 50°С, рН фруктового сусла от 3,5 до 4,0, правильное перемешивание для достижения хорошего контакта фермент-субстратной системы и оптимальное количество пектолитического препарата. В оптимальных условиях депектинизация занимает 1—2 часа.

Купить оборудование для производства яблочного сока: +7-906-968-1922