Тэг: фильтрация

Этапы производства яблочного сока: центрифугирование, термическая обработка сока, осветление и фильтрация

Сок, полученный после отжима, содержит много взвешенных частиц и механических примесей, поэтому перед дальнейшей переработкой и хранением его необходимо грубо осветлить. Взвешенные частицы удаляются из сока с помощью центробежной силы. В промышленности для такого грубого осветления соков обычно применяют центробежные сепараторы - центрифуги, с автоматической разгрузкой.

После центрифугирования сок пастеризуют кратковременным нагреванием в течение нескольких секунд при температуре около 90°С. Этот кратковременный нагрев уменьшает количество микроорганизмов, инактивирует пектолитические ферменты, способствует депектинизации сока и коагулирует белки в соке, что облегчает последующие операции осветления и фильтрации. Воздействие высокой температуры должно быть кратковременным из-за деградации цвета плодов и осаждения белка.

Сок пастеризуют в пластинчатых или трубчатых теплообменниках. Пластинчатый теплообменник состоит из прямоугольных нержавеющих рельефных пластин. Между пластинами есть узкое пространство, через которое протекает среда, с отверстиями на каждом углу для входа и выхода сока. Большая поверхность пластин и тонкий слой, через который стекает сок, позволяют быстро его нагревать до необходимой температуры. Пластинчатые теплообменники, используемые в производстве фруктовых соков, имеют три секции: подогрева, поддержания температуры и охлаждения. Для более экономичной работы в секции предварительного нагрева сок нагревается термически обработанным соком, который одновременно охлаждается. В зависимости от необходимости каждую секцию можно увеличить, уменьшить или полностью отключить, добавив или убрав пластины. В качестве наиболее подходящего теплоносителя используется горячая вода или перегретый водяной пар

Яблочный сок обычно мутный из-за присутствия нерастворимых в воде растительных остатков (целлюлоза, гемицеллюлоза, протопектин, крахмал и жиры) и коллоидных макромолекул (пектин, белок, растворимые фрагменты крахмала, некоторые полифенолы и их окисленные или конденсированные производные). При производстве чистых соков эти дисперсные вещества необходимо частично или полностью удалять во избежание последующего помутнения и выпадения осадка, а также для повышения органолептических характеристик (вкуса, запаха, цвета). Но, по некоторым данным, антиоксидантная активность и содержание фенольных соединений в конечном сокосодержащем продукте значительно ухудшаются в процессе осветления при производстве яблочного сока.

Фруктовый сок можно осветлить физико-химическими и механическими методами или их комбинацией. При осветлении образуются сложные агрегаты макромолекул, которые в дальнейшем удаляются путем осаждения. Оптимальная температура для качественного осветления сока 48°С, время осветления 1 час. Более высокие и более низкие температуры не дают удовлетворительных результатов осветления ни в плане сокращения времени осветления, ни требуемого количества осветляющих препаратов.

В процессе осветления фруктовых соков должны разлагаться так называемые защитные коллоиды (пектины, крахмал, арабаны, белки), так как они препятствуют образованию агрегатов дисперсных частиц и их осаждению. При гидролизе эти макромолекулы теряют свойство защитных коллоидов; тем самым обеспечивается осаждение дисперсных частиц. В дополнение к этой основной цели депектинизация оказывает и другие положительные эффекты на производство сока. Ингредиенты, образующиеся в результате гидролиза пектина, такие как галактуроновая кислота, остаются в соке, что способствует приданию соку большей «полноты». Гидролиз пектина снижает вязкость сока и выпадает меньшее количество осадка, что облегчает последующую операцию фильтрования. Необходимое количество ферментных препаратов, необходимых для этой фазы процесса, зависит от содержания пектиновых веществ. Необходимое количество пектолитического препарата точно определяется испытанием в лаборатории, причем для каждой части сока отдельно. Осветление этими препаратами продолжается 1—2 ч при температуре около 50°С. При производстве прозрачного яблочного сока особое внимание необходимо уделять гидролизу крахмала и арабана.

В процессе осветления используются желатин и танин. Взвешенные частицы после проведения гидролиза осаждаются при добавлении желатина. Желатин с танином образует комплекс «танин — желатин». Нейтральный танин — желатин комплекс перестает быть стабильной фазой и медленно выпадает в осадок, нарушая баланс всей системы. Выпадая в осадок, этот комплекс слипается с другими частицами, что облегчает осветление. Чтобы избежать потери вкуса сока из-за удаления дубильных веществ, которые связываются с желатином, перед осветлением можно добавить немного дубильной кислоты. Требуемое количество желатина и танина определяется лабораторным путем. На практике необходимое количество желатина колеблется от 0,02% до 0,03%. В случае, когда желатин остается свободным, осветлить сок будет очень трудно; фильтрация будет затруднена, а в дальнейшем может произойти помутнение сока.

Наряду с желатином для более полного и быстрого осаждения на практике обычно применяют также бентонит. Эта комбинация дает очень хорошие результаты. Бентонит (кларол) отрицательно электризуется и при контакте с положительно электризованными катионами металлов теряет наэлектризованные катионы и быстро выпадает в осадок, оставляя после себя кристально чистый сок. Эту реакцию нейтрализации электрического разряда бентонита можно провести и с желатином. Бентонит суспендируют в воде или прозрачном соке и добавляют суспензию при интенсивном перемешивании. Чаще всего требуется 700—1500 г/т сока. При производстве прозрачного яблочного сока поливинилполипирролидон также можно использовать для осаждения полифенолов или для удаления темного цвета яблочного сока в процессе ферментативной обработки яблочного сусла.

После процесса осветления фруктового сока все частицы, которые делают сок мутным и не отделились в осадок при осветлении, удаляются в процессе фильтрации. Если осветление и фильтрация проведены правильно, то в последующем при хранении сока не происходит выпадения осадка или появления опалесценции. Для фильтрации фруктовых соков чаще всего используются рукавные фильтры, грубые сетки, фильтры-отстойники или песочные фильтры. В последнее время этот классический очистительный процесс осветления все чаще заменяется мембранными методами: микрофильтрацией и ультрафильтрацией. Эти методы позволяют одновременно проводить осветление и фильтрацию. Для продления действия мембран сок перед фильтрацией обычно обрабатывают ферментами. В ультрафильтрационных установках мембранный процесс разделения суспензии осуществляется на мембранах с пористостью от 1 до 20 нм при давлении около 10 бар, где в качестве предфильтра используется микропористая мембрана. На сегодняшний день все современные линии по производству сока и концентратов из яблок отдают приоритет ультрафильтрационному оборудованию, так как было показано, что оно значительно влияет на сохранение питательных и органолептических характеристик получаемого сока.

О прессовании яблок при производстве яблочного сока можно узнать здесь.

Заказать оборудование для вакуумной сушки яблок и яблочного жмыха, отжима и осветления яблочного сока: +7-906-968-1922

Очистка растительного масла

Когда вы производите прессовое или экстракционное масло, одной из важных технологических задач является очистка готового продукта. Так как масло после отжима и экстракции содержит остатки растительных волокон – твердые нежировые включения – для обеспечения товарного вида и стабильности в хранении масла их удаляют. Полный спектр очистки масла от кислот, красящих, ароматных воскоподобных веществ называется рафинацией.

Метод удаления твердых нежировых примесей в промышленности в настоящее время является хорошо освоенным на практике. Наиболее популярными методами для удаления таких примесей являются метод фильтрации и метод отделения примесей под действием центробежной силы. Дополняет их метод статического гравитационного осаждения в резервуарах. 

1. Гравитационное осаждение – самый простой, малопроизводительный и малоэффективный процесс, который требует много трудозатрат и времени. 
2. Метод центробежного разделения. Отличный современный метод, который реализуется в специальных роторных центрифугах и основывается на работе центробежной силы, увлекающей твердые нежировые примеси масла в зону выгрузки центрифуги. При этом, очищенное масло удаляется из центрифуги по специальному каналу вывода. Метод позволяет получать масло с качественными показателями согласно нормативной отраслевой документации быстро и при минимальных трудозатратах. Минусом метода является довольно высокая стоимость оборудования.
3. Метод фильтрации в рамных или листовых напорных фильтрах. Наиболее популярный метод, позволяющий добиваться получения готового масла с показателями качества в соответствии с нормативной отраслевой документацией. Оборудование для фильтрации стоит дешевле центрифуг, но предполагает ручные операции для очистки поверхности фильтрующих материалов от осадка твердых нежировых примесей. Ручные операции по очистке фильрационных поверхностей при применении листовых напорных фильтров с пневматическим встряхиванием пакета пластин требует меньше трудозатрат, чем очистка фильтрующей ткани рамного фильтр-пресса.