Технология приготовления абрикосового сока концентрированного

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Наименование и область применения продукции

Наименование  продукта – абрикосовый сок концентрированный. Абрикосовый сок является широко применяемым продукцией, всеми возрастными  категориями потребителей и разными  слоями населения.  Кроме того, абрикосовый  сок является источником  различных  витаминов, органических кислот, заменимых  и незаменимых аминокислот, благодаря  пищевой ценности абрикосов.  И  приятный вкус абрикосового сока делает его востребованным взрослыми и  детьми. На рынок Кыргызской Республики поступают более сотни наименований  абрикосового сока с ближнего и дальнего зарубежья. Производство отечественного абрикосового сока не  достаточно развито, чтобы обеспечивать свои внутренние потребности. Одной из главных причин этого является  - отсутствие сырьевой базы. Также использование устаревшего  оборудования.  

2. Основание для разработки

Главным основанием для разработки  концентрированного абрикосового сока послужило то, что  бурное развитие производства плодовых соков вызвало определенные трудности  в отношении их сохранения и сбыта. Потребовались большие емкости  и складские помещения для  соков, усложнилась их транспортировка. Для преодоления этих затруднений  потребовалось уменьшить их объем  без изменения состава и качества. Сгущенный сок должен полностью  восстанавливать свои исходные свойства после прибавления к нему отнятого при  сгущении количества воды.

Производство  концентрированных плодовых соков  дает большую экономию сооружений, складов, транспорта, тары. Оно обеспечивает переработку плодов в урожайные  годы и создания запасов сока на случай неурожая, а также дает возможность  равномерно в течении года снабжать население натуральным напитком.

Главным превосходством производства  концентрированного абрикосового является то, что можно  заготавливать концентрацию летом, а зимой восстанавливать эту  концентрацию и получить  сок. И  тем самым исключается сезонная переустановка оборудования в зимнее время, когда нужно вести производство из доступного сырья [1].   

3. Цель и назначения разработки

Основной  целью разработки проекта производства абрикосового сока является получение  безопасного и в тоже время  качественного продукта, способного создать конкуренцию на международном  рынке. В производство абрикосового сока должно интегрироваться системы  по обеспечению безопасности продукции, такие как НАССР, GMP. Это дает возможность минимизировать  риски по выпуску не безопасного и не качественного продукта. 

  Главное назначение разработки улучшение ранее известных схем производства абрикосового сока, путем применения  современных  оборудований и технологических решений.

1.4 Технические требования

Для производства  абрикосового сока должны руководствоваться межгосударственным стандартом – «Соки фруктовые». Настоящий стандарт распространяется на соки консервированные из семечковых, косточковых, цитрусовых плодов и ягод и винограда.

Согласно  данному стандарту фруктовые  соки вырабатывают одного вида или  их смеси (купажированные)  натуральные, с добавками и концентрированные.

Соки  натуральные (с мякотью или без  мякоти) – соки без добавок, с  содержанием растворимых сухих  веществ, близких к их количеству в свежих плодах технической стадии зрелости.

Соки  с добавками (с мякотью или  без мякоти) – соки с добавлением  сахара не более 25% или сахарозаменителей  в эквивалентном количестве, витаминов, ароматических веществ, диоксида углерода и других веществ.

Соки  концентрированные – соки, в которых  снижено содержание влаги физическими  методами не менее чем вдвое по отношению к исходному сырью.   

Соки  без мякоти и концентрированные  могут быть:

• осветленные;
• неосветленные.

Осветленные соки – соки, подвергнутые обработке  физическими и (или) биохимическими методами для удаления взвесей, плодовые ткани и коллоидных веществ.

Неосветленные соки – соки, подвергнутые обработке  механической обработке (процеживанию, сепарированию или отстаиванию) для удаления взвешенных частиц.

Соки  с мякотью – соки, содержащие тонкоизмельченную мякоть плода  в количестве не более 40%.

Соки  должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта, стандартов и технических условий  на конкретные виды соков, по технологическим  инструкциям  и рецептурам с соблюдением  санитарных норм и правил, утвержденных в установленном порядке [2]. 

По  показателям качества соки вырабатывают с подразделением на сорта ( марочный, высший, первый) или без подразделение  на сорта.   

Для производства соков должны применяться:

• свежие плоды и ягоды;
• полуфабрикаты заготовленные из плодов и ягод (консервированные асептическим способом, горячим розливом, холодильного хранения – охлажденные и замороженные ).

Сырье и вспомогательные материалы, применяемые  для изготовления соков, должны отвечать требованиям нормативно – технической  документации. Не допускается на переработку  сырье, в котором остаточное количество пестицидов и токсичных элементов  превышает допустимые уровни, утвержденные Минздравом Кыргызской Республики. Также  добавки и химические    консерванты, используемые при производстве соков, должны быть разрешены  к применению Минздравом  Кыргызской Республики.  

Внешний вид соков должен соответствовать  требованиям, указанным в табл.1

Таблица 1 –  Внешний вид 

В таблице 2 указаны показатели безопасности фруктового сока [2].

Таблица 2 –  Показатели безопасности

Основные (базовые ) химико – технические  показатели качества, устанавливаемые  в стандартах  и технических  условиях на конкретные виды соков, должны соответствовать   значениям, указанным  в табл. 3 [3].

Таблица 3 –  Общие показатели

5. Стадии и этапы разработки, порядок контроля и приемки

Существует 4 стадии проектирования:

1. Техническое предложение;
2. Эскизный проект;
3. Технический проект;
4. Рабочая конструкторская документация.

Техническое предложение – это совокупность конструкторских документов, которые  должны  содержать технико- экономическое  обоснование целесообразности разработки технической документации с учетом всех вариантов.

Эскизный  проект – это совокупность конструкторских  документов, которые должны содержать  принципиальные конструкторские решения, которые могут дат общее представление  об устройстве, принципах работы изделия, а также данные которые определяют основное назначение, параметры, габариты  изделия.    

Согласно  эскизному проекту  составляется технический проект. В техническом  проекте производится всевозможные расчеты доработки по эскизному  проекту. Затем составляется рабочая  конструкторская документация, по которому должно осуществиться разработанный  проект.

Необходимым условием, обеспечивающим рациональное ведение технологического процесса, высокое качество выпускаемой продукции  и соответствие  ее требованиям  стандартов, является хорошая организация  технохимического и бактериального контроля  производства.

Контроль  должен осуществляться на всех этапах производственного процесса, начиная  от поступления сырья до выпуска  готовой продукции [4].

В настоящее время для регулирования  и управления ходом технологического процесса и контроля качества готовой  продукции в ряде отраслей пищевой  промышленности применяют математико – статистические методы. Использование  этих методов дает возможность  предупреждать  образование брака на каждой производственной операции и на основании сравнительно небольшого количества надлежащим образом  отобранных образцов правильно оценивать  качество всей партии готовой продукции.

В таблице 4 приводится схемы химико –  технологического контроля производства основных видов фруктовых соков [4].

Таблица 4 - Схемы  химико- технологического контроля

Правила приемки абрикосового сока осуществляется — по ГОСТ 26313.

Реквизиты документа о качестве устанавливают  в соответствии с порядком санитарно-гигиенического контроля консервов на производственных предприятиях, оптовых базах, в розничной  торговле и на предприятиях общественного питания, утвержденным Минздравом КР.

Периодичность проверки токсичных элементов и  микотоксина патулина в соках  устанавливают в соответствии с  порядком санитарно-технического контроля консервов на производственных  
предприятиях, оптовых базах, в розничной торговле и на предприятиях общественного питания, утвержденным Минздравом КР.

  Партия соков, не соответствующая  требованиям стандарта по любому  из показателей, за исключением  показателей безопасности, может  быть реализована по согласованию  с потребителем как продукция  второго сорта [3].

2. Разработка технологического процесса производства

2.1 Описание технологической схемы

2.1.1 Подготовка  сырья

Сортировка

Большое значение для получения высококачественного  сока имеют сорт, степень зрелости, размер, цвет и другие отличительные  особенности фруктов и овощей. Плоды и  овощи многих сортов и  имеют такое строение, что даже при применении современной технологии они не отдают сока. Плоды и овощи  других сортов выделяют сок, но химический состав и вкусовые  качества его  мало пригодны к употреблению.

Степень зрелости    плодов и овощей, их окраска определяют в значительной степени качество сока. Зеленые и  с невыраженной для данного сорта  окраской плоды дают кислый, с неопределенным вкусом сок.

Недопустимо перерабатывать гнилые и плесневелые  плоды. Даже небольшие количества их ухудшают вкус и цвет сока. При переработке  таких плодов не уничтожаются полностью  споры плесеней. Это неизбежно  отражается на вкусе сока.

Отсортированные  плоды могут быть частично использованы только в том случае, если будет  тщательно вырезана и удалена  поврежденная часть.

Сортировка  сырья необходимо для удаления недоброкачественных  плодов.

Чтобы избежать осложнений при сортировке сырья на заводе, следует собирать урожай по сортам и степени зрелости. При транспортировке и хранении сырья также нельзя допускать  смешивания плодов разных сортов и  зрелости.

Для сортировки сырья используют транспортеры с вращаюшимися роликами. Плоды переворачиваются на непрерывно движущемся транспортере, что позволяет удалять негодные экземпляры [1].

Мойка

Плоды моют в чистой протонной воде до полного удаления загрязнений и  химических препаратов, которыми  они  были опрысканы.

Хорошая мойка достигается при движении сырья  и воды по принципу противотока.

Сильно  загрязненные плоды замачивают в  воде, но это не нарушает прерывности  процесса.

Для мойки плодов могут быть использованы известные в консервной промышленности вентиляторные моечные машины.

Доставленное  на предприятие сырье после взвешивания  хранится на крытой сырьевой площадке. По длине площадки проходят цементированные  каналы – гидравлические транспортеры с уклоном 5-8⁰ , покрытые съемными деревянными решетками. Площадка по обе стороны канала также имеет уклон, и это облегчает передвижение плодов.

По  каналу протекает вода, которая подает плоды в нужном направлении, одновременно промывая их. Чтобы плоды были хорошо вымыты и тяжелые посторонние  примеси (камни, металлические предметы т пр.) удалены, гидравлический транспортер  прерывается и плоды  попадают на роликовый транспортер; здесь  с плодов вытекает вода. Отсюда сырье  направляется в резервуар с чистой водой, где оседают случайно попавшие тяжелые предметы, а плоды по цементированному желобу   направляются в душевые  устройства для ополаскивания, а  оттуда на дальнейшую переработку.

Особенно  важно при мойке плодов удалить  с их поверхности вредные (ядовитые) свинцовые, мышьяковистые и подобные препараты, которыми опрыскивают деревья  для уничтожения различных вредителей. Эти препараты трудно растворимы в воде, и чтобы удалить их с  поверхности плодов, необходимо подкислять воду соляной кислотой (от2 до 4 %) и  выдерживать опрысканные плоды  несколько минут с последующим  тщательным ополаскиванием (до полного  исчезновения остатков HCL). После мойки плоды направляют на дальнейшую переработку.   

При мойке одновременно ведут инспекцию  плодов. Негодные для производства  гнилые, помятые, разбитые плоды не пропускают на дальнейшую переработку [1]. 

2.1.2 Предварительная  обработка

Дробление

При дроблении плоды не режут а  разрывают на небольшие кусочки. Только при таком измельчении  осуществляется правильное и полное вытекание сока из растительной ткани.

Объем дробленных кусочков должен находится  в пределах 0,3- 1 см³ , так как кусочки менее 0,3 см³  пройдут через фильтр, а более 1 см³ будут плохо отдавать сок , в центре такого кусочка клетки останутся неповрежденными . Установлено,  что при дроблении на кусочки таких размеров непосредственному повреждению подвергается лишь 15 % общего количества клеток. Сравнительно большой выход сока при этом объясняется тем, что повреждение части клеток вызывает плазмолиз соседних здоровых клеток.

Для измельчения применяются одновальцевые  дробилки, на барабане которых укреплены  зубья. Плоды , попадая на быстро вращающийся  вал, раздирается на кусочки, но не раздавливается. Зубья на поверхности   валков могут быть заменены зубчатыми ножами, а в некоторых дробилках вместо самих валков имеется диск с зубьями. Вращаясь с большой скоростью, этот диск мгновенно дробит сырье.

Большое преимущество имеют машины, которые  снабжены  автоматическим устройством  для остановки на случай, если в  машину попадает твердый предмет.

  Начиная с момента измельчения  и далее необходимо предусмотреть  хранение плодовой массы только  в закрытых емкостях, трубопроводах  и машинах. Последние всегда  должны быть заполнены плодовой  массой или соком, чтобы соприкосновение  воздухом было исключено. 

После дроблении удаляются косточки [1].

2.1.3 Получение  сока

Прессование

Получить  сок из измельченного сырья можно  прессованием. Для полного извлечения сока и сохранения  его качества рекомендуется при прессовании  соблюдать следующие условия:

1. Применять для пакетов ткань, пропускающую сок и задерживающую твердые частицы;
2. Применять твердые поверхности для создания давления на плодовую массу;
3. Отделять получаемый самотек до прессования;
4. Использовать пакеты небольшой толщины;
5. Давать отделяемому соку стекать по каналам на периферию пакета, минуя слой мезги, из которого сок был отжат;
6. Разрыхлять во время прессования плодовую массу;
7. Прессование проводить с применением дренажного материала, который образует каналы для вытекания сока;
8. Следить, чтобы вытекание сока происходило спокойно во избежание сильного пенообразования с увеличением воздуха;
9. Прессование проводить непрерывно;
10. Исключить возможность микробного осеменения получаемого сока[ 1].

Особенно большое значение для  полного и правильного извлечения сока имеет подготовка сырья к  прессованию и тип пресса.

В данной работе для прессования абрикосов  используется горизонтальный  шнековый пресс  фирмы«Спейшим» (Франция). Пресс  состоит из двух шнеков – питательного и прессующего, расположенных  горизонтальном перфорированном цилиндре. Шнеки  приводятся в движение от индивидуальных электродвигателей через клиноременную  передачу  и редуктор, что позволяет  регулировать частоту их вращения. Давление прессования регулируется запорным конусом, который может  перемещаться вручную или автоматически, регулируя величину зазора для выжимок. Сок, выходящий из пресса, пропускается через вибросито для удаления крупных взвешенных частиц [4].

2.1.4 Обработка  полученных соков

Подогрев 

Техническое усовершенствование процесса подогрева  во многом способствует превращению  нерастворимого протопектина плодовой ткани в растворимый пектин, что  очень важно при изготовлении мутных соков, так как он улучшает стабильность коллоидной системы.

Нагретая  до 90⁰ С и охлажденная до 40 – 50⁰ С мезга представляет идеальную среду для быстрой депектинизации. Установка, применяемая для депектинизации  подогретой и охлажденной мезги, представляет собой три ванны из нержавеющей стали, емкостью каждая около 2 т мезги. Можно использовать для этих целей и деревянные чаны или бетонированные резервуары с крышками и мешалками.

После заполнения каждого резервуара к  соку добавляют пектолитический  препарат для разрушения протопектина и пектина.

При правильно организованной работе один резервуар загружается, а другой опорожняется, и, таким образом, линия  работает непрерывно.

Депектинизация  должна  проводится быстро и в  условиях, исключающих возможность  забраживание мезги. Мгновенный подогрев и охлаждение не сказывается отрицательно на качестве – аромат и вкус вока не изменяется, плодовая масса стерилизована, ферменты инактивированы [5].     

Сепарирование

Для сепарирования абрикосового сока используется электросепаратор.

Очистка соков  электросепарированием основана на частичном их электролизе. При  электролизе выделяется много пузырьков  водорода, которые направляют к поверхности  сока. Поднимаясь к поверхности, пузырьки встречают на своем пути частицы  мякоти, которые вызывают мутность сока, прилипают к ним и вместе всплывают на поверхность. Всплывшие  примеси отделяют декантацией. Этим способом сок очищается сравнительно хорошо.

На  дне сепаратора установлен анод, изготовленный  из графита и угля. Металлический  анод не пригоден, так как возможен переход ионов металла в сок  и ухудшение его качества. Графитный  или угольный электрод не взаимодействует  с соком. Катодом является   металлическая перфорированная  пластина. Сепаратор разделен вертикальными  перегородками, которые через одну доходят до дна. Сок в сепараторе находится все время в движении. К электродам подводится постоянный ток напряжением 20-25 В и стлой 20-25 ма/см² катода. Под действием электрического тока начинается электролиз сока. У анода выделяется кислород, у катода – водород. Пузырьки водорода вместе с частицами мякоти всплывают на поверхность сока и непрерывно отводятся в сосуд. Кислород, который выделяется на аноде, может вызвать окисление сока. Чтобы предотвратить соприкосновение пузырьков кислорода со всеми слоями сока, дно электросепаратора сделано наклонным под углом 7-8⁰ , а кроме того, над анодом и под катодом укреплена специальная диафрагма. Это дает возможность отводить кислород по трубе, сок при этом почти не смешивается с кислородом.

При нормальной работе электросепаратора  степень очистки составляет  70-75 % (% взвешенных частиц уменьшается с 9-12 до 2-3,5). Оптимальная сила тока находится  в пределах 18-22 ма/см² катода. Производительность сепаратора при этом составляет около 3 т/ч с 1 м²  катода. Расход электроэнергии при сепарировании составляет от 0,9 до 1,5 квт*ч.

Большое влияние на степень очистки сока при электросепарировании оказывает  температура. С повышением температуры   сока увеличивается и степень  очистки. Поэтому целесообразно  вести процесс электросепарирования при низких температурах – 10-15⁰ С [5].         

Пастеризация 

Самым старым и до настоящего времени наиболее распространенным методом консервирования  плодовых соков является пастеризация. Она основана на инактивировании  ферментов и уничтожении микроорганизмов  тепловым воздействием  без изменения  химического состава и ухудшения  качества.

Существуют  множество видов пастеризации:

• Пастеризация теплообменом;
• Пастеризация соков инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами;
• Пастеризация соков токами высокой частоты;

Но  для пастеризации абрикосового сока применены традиционные виды пастеризации. После сепарирования абрикосового сока используется широко распространенный пластинчатый пастеризатор.

Пластинчатый пастеризатор состоит  из металлических пластин, расположенных  одна по отношению к другой также, как рамки фильтра. Для уплотнения отверстий пластин используется резиновые прокладки.

При соединении отдельных платин образуется непрерывные герметически закрытые каналы. По одним из них течет  теплая вода или пар, которая омывает  одну сторону пластин, а по другим – сок, которая омывает обратную сторону нагретой пластины.

Обе стороны пластины рифленые таким  образом, что сок стекает в  определенном направлении, а поверхность  нагрева увеличивается.

Существует много   различных  конструкций пластинчатых пастеризаторов – с горизонтальными пластинами, с укрепленными на пластинах резиновыми уплотнителями для получения  определенного профиля, направления  потока сока и увеличения поверхности  нагрева и охлаждения.

Наиболее существенными элементами в конструкции пастеризаторов являются секции регенерации тепла – холодный сок здесь нагревается, отбирая  тепло у горячего, и  секция охлаждения холодной водой или другим хладагентом [1].

Процесс пастеризации соков этих пастеризаторах протекает следующим образом. Подготовленный свежий сок поступает в  пастеризатор по трубопроводу, проходит секцию регенерации  и направляется в секцию для нагрева  до определенной температуры. Нагрев производится паром , который поступает в эту  же секцию. Нагрев сока до необходимой  температуры происходит мгновенно, так как пар подается  по трубе  с высокой температурой и  подача регулируется вентилем.