Вперед, на главную страницу

 

 

 

Приготовление спиртованных морсов, настоев и ароматных спиртов

Принципиальная технологическая схема приготовления морсов

Морсы получают настаиванием на свежих и сушеных плодах и ягодах водно-спиртового раствора. В настоящее время способ прессования свежего сырья с последующим консервированием натурального сока почти полностью вытеснил способ настаивания. Последним способом перерабатывают главным образом сушеное плодово-ягодное сырье. Исключение составляют свежая рябина и клюква, спиртованные морсы из которых превосходят по качеству спиртованные соки. Способом морсования перерабатывают и другие свежие плоды и ягоды при одновременном поступлении их на завод в большом количестве, а также абрикосы, алычу, сливу, кизил и черную смородину при отсутствии ферментного препарата.

Спиртованные морсы приготовляют по приведенной ниже схеме

принципиальная технологическая схема приготовления морсов

Приемка, сортировка, мойка и измельчение сырья производятся в принципе так же, как и при получении соков прессованием. Отличие заключается в том, что из свежих вишни, смородины, рябины и черемухи полностью удаляют плодоножки и веточки, отрицательно сказывающиеся на вкусе морса. Сушеное сырье и абрикосы не моют. Из абрикосов удаляют косточки. Косточки дробят в свежей и сушеной вишне на 30 — 40%, в свежих сливе и алыче, а также в черносливе на 20 — 35%.

Свежие косточковые плоды и ягоды, покрытые плотной кожицей (клюква, брусника), подвергают грубому дроблению. Свежие ягоды с тонкой кожицей (земляника, малина) не дробят, так как они сами легко деформируются. Сушеные плоды и ягоды, как правило, дробят на вальцовых дробилках.

Настаивание ведут дважды с отбором морса первого и второго слива. Мезгу прессуют. Полученные морсы обычно соединяют. Из выжимок после прессования вываривают спирт.

 

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА НАСТАИВАНИЯ

Извлечение сахара, органических кислот и других веществ из плодово-ягодного сырья основано на диффузии, т. е. выравнивании концентраций растворенных веществ вследствие разности осмотического давления клеточного сока и растворителя.

Оболочка живой растительной клетки вместе с протоплазмой представляет собой полупроницаемую мембрану, пропускающую внутрь растворитель и препятствующую выходу растворенных веществ. Чтобы мембрана стала проницаемой для них, необходимо скоагулировать протоплазму (убить клетку). При настаивании водно-спиртового раствора это осуществляет спирт, проникающий внутрь клетки одновременно с водой. В сушеном сырье протоплазма уже скоагулирована. Клеточная оболочка не препятствует, а лишь замедляет диффузию.

Спирт не только коагулирует протоплазму, но уменьшает растворимость пектиновых и других высокомолекулярных веществ, консервирует морс.

Согласно закону Фика, количество вещества С, продиффундировавшего через некоторый слой растворителя (рис. 38), прямо пропорционально разности концентраций на границе этого слоя С — с, времени т и площади слоя Р и обратно пропорционально толщине слоя х, т. е. длине пути диффундирования. Следовательно:

В этом уравнении Dкоэффициент диффузии. Он численно равен количеству вещества (в молях), проходящего через единицу площади (1 см2)  за единицу времени (1 с) при градиенте концентрации, равном единице (т. е. изменению концентрации в 1 моль/см3 на расстоянии в 1 см). Подставляя эти величины в уравнение для G, легко видеть, что коэффициент диффузии D имеет размерность см2/с. Так как величина D обычно мала, то ее выражают в см2/сут.

Из уравнения Фика следует, что скорость процесса возрастает с увеличением поверхности частичек сырья (F), поэтому большинство плодов и ягод предварительно дробят. Однако, как и при прессовании, сильное измельчение сырья нежелательно, так как морс получается мутным, а сырье сильно слеживается, что затрудняет диффузию. Для устранения слеживания и более равномерного распределения экстрактивных веществ в объеме растворителя (что равнозначно сокращению пути диффундирования х) периодически производят перемешивание.

Из того же уравнения следует, что скорость диффузии возрастает с увеличением градиента концентрации C c / x. В отдельные промежутки времени она неодинакова. Вначале, когда разность С — с  велика, процесс идет быстро, затем постепенно замедляется по мере перехода в растворитель экстрактивных веществ и, наконец, при С=с совершенно прекращается. Полученный морс сливают, а остаток сырья для более полного извлечения экстрактивных веществ вновь заливают новой порцией водно-спиртового раствора. Экстрактивность морса первого слива, понятно, будет больше, чем второго.

Коэффициент диффузии возрастает с повышением температуры и уменьшается с увеличением радиуса диффундирующих частиц и вязкости. Повышение температуры увеличивает скорость движения молекул и осмотическое давление раствора и, кроме того, уменьшает вязкость растворителя. Чтобы морс не приобрел привкуса «вареного» и не терялись летучие вещества (эфирные масла), настаивание ведут при температуре не выше 20° С.

С увеличением молярной массы растворенного вещества Мв коэффициент диффузии уменьшается (табл. 35).

При диффузии через мембрану коэффициенты диффузии будут меньше. Вязкость сока может быть понижена предварительной обработкой сырья ферментным препаратом.

Т а б л и ц а 35

ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ОТ МОЛЯРНОЙ МАССЫ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА

Растворенное вещество Мв

г/моль

О при

20"С, см-'/суг

 

КС1 74,6 1,71
Глюкоза 180,1 0,57
Лимонная кислота 192,0 0,55
Сахароза 342,0 \37
Альбумин 34500 ОДЮ88

Уравнение Фика позволяет проанализировать роль ряда факторов, влияющих на процесс настаивания. Количественные расчеты на основании этого уравнения возможны лишь после экспериментального изучения процесса диффузии в условиях, близких к производственным, которое пока не проведено.

 

ТЕХНОЛОГИЯ НАСТАИВАНИЯ

Морсы приготовляют в настойных чанах (рис. 39), изготовленных из дубовой клепки, стянутой стальными обручами. Чанам придают форму усеченного конуса, обращенного большим основанием вниз. В зависимости от производительности соко-морсового цеха, емкость чанов бывает от 250 до 600 дал; нижний диаметр 1,58—2,13 м, верхний 1,46—1,9 м, высота 1,75—2,38 м.

На расстоянии около 20 см от днища устанавливают второе решетчатое или перфорированное («ложное») днище с шириной (диаметром) отверстий от 2 до 5 мм, на которое укладывают редкий хлопчатобумажный холст и затем загружают сырье.

Чан имеет два люка, один из которых загрузочный (на крышке), другой разгрузочный (на стенке около ложного днища). Загрузочный люк плотно закрывается крышкой, разгрузочный — дверкой с ригелем, заклиниваемым болтом.

В нижней части чана между днищами установлен бронзовый луженый кран, который с внутренней стороны закрыт сеткой в виде конуса, служащей для защиты от засорения частичками сырья при спуске морса. Устанавливается чан на деревянные брусья с уклоном 4—5° в сторону сливного крана.

Новые настойные чаны подготавливают к работе так же, как новые дубовые буты и бочки.

Полезный объем настойного чана обычно принимается равным 90% от геометрического. Объем свежего сырья при настаивании почти не изменяется, сушеного, наоборот, сильно увеличивается вследствие набухания (табл. 36).

Таблица 36

ОБЪЕМ 1 КГ СУШЕНОГО СЫРЬЯ

Сырье До настаивания После набухания
Вишня 0,94 1,45
Рябина 1,2 1,75
Чернослив 0,93 1,67
Черника 1,21 1,76
Черная смородина 1,20 1,83

Настаивание проводят в следующем порядке. Измельченное сырье загружают в настойный чан и заливают водно-спиртовым раствором крепостью 45% об. при переработке свежего сырья (за исключением клюквы и рябины) и 50% при переработке сушеного сырья (за исключением вишни и малины). Крепость водно-спиртового раствора при настаивании его на свежих клюкве и рябине и сушеных плодах и ягодах поддерживается более высокой, что предупреждает, а в некоторых случаях уменьшает выпадение осадка в готовых напитках.

Крепость растворителя определяется также допустимым содержанием спирта в готовом морсе (возможностью его использования при изготовлении напитков) и содержанием влаги в исходном сырье. Если пренебречь контракцией водно-спиртовой смеси, то при первом заливе 1 кг сырья можно составить следующее уравнение баланса спирта:

где V объем водно-спиртового раствора, л;

 а — крепость его, % об.;

 w влажность сырья, %;

 aм —допустимое содержание спирта в морсе, %об.

 К — потери спирта при настаивании.

 

Отсюда

Первое настаивание при ежедневном периодическом перемешивании продолжается для свежего сырья — 6 суток, для сушеного сырья — 10 суток. Перемешивание проводят перекачиванием морса центробежным насосом из нижней части чана в верхний люк. После отбора морса первого слива в чан наливают водно-спиртовой раствор крепостью 30% об. при переработке свежего сырья и 45% об. при переработке сушеного сырья (с отклонением от этой крепости для видов сырья указанных выше).

Крепость растворителя для второго залива должна быть больше крепости морса только на величину потерь спирта, следовательно:

Продолжительность второго настаивания и периодичность перемешивания такие же, как при первом настаивании.

При обоих настаиваниях соотношение между количеством водно-спиртового раствора и сырья должно быть таким, чтобы сырье полностью погружалось в растворитель и слой растворителя над ним был не менее 10 см.

 

 

ВЫХОД И ХАРАКТЕРИСТИКА СПИРТОВАННЫХ МОРСОВ

По известным содержанию экстрактивных веществ в сыр! влажности его и расходе растворителя можно определить возможную экстрактивность морса.

Обозначим через Эсодержание экстрактивных веществ сырье (в %); wсодержание в нем воды (в%); V1 удельный расход растворителя. Очевидно, что в 1 кг сырья будет находиться Э / 100, или 0,01 Э кг  экстрактивных веществ и w / 100,  или 0,01 w кг воды. После достижения диффузионного равновесия экстрактивность морса первого слива будет равна:

Для выражения экстрактивности в г/100 мл полученную величину нужно умножить на плотность морса при данном содержании экстрактивных веществ.

Выход спиртованных морсов из 1000 кг свежих плодов в ликеро-водочном производстве

Как показывает табл. 37, выход морса первого слива из свежего сырья получается в одних случаях такой же, как количество залитого растворителя (свежие барбарис и кизил), в большинстве других — больше, в некоторых (рябина, яблоки) — меньше. Из сушеного сырья (табл. 38) выход морса первого слива всегда значительно меньше. Поэтому при определении экстрактивности морса второго слива необходимо учитывать количество экстрактивных веществ, оставшихся в сырье после первого слива.

Очевидно, что оно равно количеству оставшейся в сырье жидкости, умноженному на его экстрактивность:

(0,01w + V') * 0,01 * Э1

где V' количество жидкости, удерживаемой сырьем в расчете на 1 кг его, кг.

Если выход морса первого слива будет больше, чем количество залитого растворителя, то перед V' надо поставить знак минус; если выход морса первого слива будет равен количеству растворителя, то V' =0.

 

После второго залива и настаивания до выравнивания концентраций экстрактивность морса второго слива будет равна

 

Фактическая экстрактивность морса второго слива будет немного меньше, так как полного выравнивания концентраций не достигается.

Определим возможный выход экстрактивных веществ из сырья в морсы (в процентах). При содержании экстрактивных веществ в сырье, принятом за 100%, с морсом первого слива, с учетом экстракта, остающегося с сырьем, будет выведено экстрактивных веществ

Поскольку содержание жидкости в сырье при втором сливе морса остается практически тем же, что и после первого слива морса, то общий выход экстрактивных веществ после второго слива (в процентах) составит:

 

Из данных, приведенных в табл. 37, 38 и 39, следует, что с морсами первого и второго слива извлекается 90% экстрактивных веществ, содержащихся в исходном сырье, причем с морсом первого слива извлекается 50—65%, с морсом второго слива — 40—25%. Выход морса первого слива из 1 т свежего сырья составляет от 790 до 1307 л, из 1 т сушеного сырья — от 1750 до 3500 л; выход морса второго слива — соответственно 865—1700 л и 2100—4000 л. Общий выход спиртованного морса из свежего сырья 1655—2830 л, из сушеного — от 3850 до 7500 л. Общее содержание экстрактивных веществ в морсах из свежего сырья 2,6—6,5 г/100 мл, из сушеного — 5,4—13,7 г/100 мл. Содержание спирта в морсах из свежего сырья 25—26% (в клюквенном 32—33%, в рябиновом 34—35%), из сушеного сырья — от 35 до 47%.

 

Спиртованные морсы хранят так же, как спиртованные соки. Срок хранения морсов из свежего сырья не более 12 месяцев, из сушеного — не более 6 месяцев.

Способ получения спиртованных морсов из свежего плодово-ягодного сырья имеет ряд существенных недостатков. Так как количество морсов, получаемых из единицы сырья, в 2,5 — 3 раза больше, чем спиртованных соков, они содержат меньше экстрактивных веществ. Производственный цикл получения морсов дольше, чем соков, в 2 —2,5 раза, соответственно больше и потери спирта (7% против 3,7%).

Процесс приготовления спиртованных морсов можно интенсифицировать, например, извлечением растворимых веществ в непрерывно действующем дифузионном аппарате, работающем по принципу противотока; применением ультразвука, высоковольтного импульсного разряда и другими физическими способами.

Проведенные исследования показали, что эти способы позволяют уменьшить длительность производственного цикла в 2-5 раз.

 

ИЗВЛЕЧЕНИЕ СПИРТА ИЗ ПЛОДОВО-ЯГОДНОЙ МЕЗГИ

Плодово-ягодная мезга, выгруженная из настойных чанов и отжатая на прессах или центрифугах, удерживает до 40% жидкой фазы, в том числе 13—24% спирта. В производстве образуются и другие отходы, содержащие спирт: фуз, получающийся при отстаивании спиртованных соков, отработанное эфирномасличное сырье, грязный брак напитков, отгоны при извлечении спирта из отработавшего активного угля и др. Однако количество этих отходов по сравнению с количеством плодово-ягодной мезги невелико. Спирт из отходов извлекают на перегонных («выпарных») аппаратах периодического действия. На рис. 40 изображен типовой кубовый аппарат, состоящий из куба 1, ректификационной колонны 2, дефлегматора 3, конденсатора 4, холодильника 5, контрольного фонаря 6 и двух сборников 7 для отгона.

Куб — сварной, герметично закрытый резервуар, имеющий в нижней части решетку 8, на которую через люк 9 загружают мезгу. Люк 10 служит для выгрузки выпаренной мезги. Под решеткой расположен барботер 11 для подачи пара и штуцер 12 с краном

для удаления остатков жидкости. На крышке куба установлены манометр 13 и предохранительный клапан 14. Куб имеет диаметр 1,27 м, высоту 1,39 м и вмещает около 500 кг мезги. Ректификационная колонна диаметром 0,31 м, высотой 0,54 м снабжена тремя горизонтальными сетчатыми тарелками. Поверхности охлаждения дефлегматора и конденсатора по 2,6 м2, холодильника 1,3 м2. Расход на одну сгонку: пара 240 кг, воды 1,5 м3.

Работает аппарат следующим образом. После загрузки мезги на решетку куба закрывают люк и постепенно через барбогер подают пар, пуская одновременно воду в дефлегматор и холодильник. По мере нагревания мезги из нее начинают выделяться водно-спиртовые пары, которые поднимаются в ректификационную колонну, а оттуда в дефлегматор. Большая часть этих паров конденсируется в дефлегматоре и в виде конденсата (флегмы) возвращается в колонну для повторного испарения, а меньшая часть паров поступает в конденсатор. Здесь они конденсируются, жидкий отгон охлаждается в холодильнике до 18—20° С, проходит контрольный фонарь и стекает в сборники. В дефлегматор, конденсатор и холодильник подается холодная вода.

Крепость получаемого отгона 20—35% об. Сгонку спирта ведут со скоростью до 3 дал/ч при давлении в кубе (избыточном) 0,02 МПа. Крепость отгона регулируют подачей воды на дефлегматор, т. е. количеством возвращаемой в куб флегмы.

Когда спирт будет полностью выварен из мезги и спиртомер в контрольном фонаре покажет 0%, аппарат останавливают: прекращают подачу пара в куб, воды в дефлегматор, конденсатор и холодильник, открывают загрузочный люк и дают аппарату остыть. Спустив конденсат, через нижний люк при помощи скребка выгружают отработанную мезгу. Получаемый отгон используют для денатурации спирта :-)

Денатурацией спирта называется процесс приготовления технического спирта с добавлением различных веществ — денатурантов: эфиро-альдегидной фракции (получаемой при ректификации этилового спирта), спиртсодержащих отходов ликерно-водочного производства (в частности, получаемого отгона), керосина, скипидара, пиридиновых оснований и красителя «Основной фиолетовый к». Денатурированный спирт является ядом.

В соответствии с ОСТ 18-3—70 денатурированный спирт имеет крепость 82 ± 0,2%об., слабокислую или нейтральную реакцию, стойкий неприятный запах, не исчезающий при разведении 1 : 2, фиолетовый с различными оттенками цвет; горит спокойным пламенем без разбрызгивания и без выделения удушливых паров и газов.

 

Вперед, на главную страницу

 


Hosted by uCoz