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胶体磨应用于果蔬浆生产的技术

文章来源:未知 发布日期:2016-06-29 17:35:45作者:admin 点击次数:
果蔬浆生产技术要点包括原料挑选以及清洗去杂等原料预处理、破碎、热烫和打浆、磨细等。


 
(一) 原料挑选
与制汁原料一样,用于制浆的果蔬原料的质量极为重要。水果应选用新鲜、色泽好的成熟果实,蔬菜应选用新鲜、细嫩、纤维质少的原料。
(二) 原料预处理
1. 清洗
果蔬原料的清洗目的、方法和要求可参见本章第五节,因为果蔬浆直接进入饮料内,没有澄清和精滤等过程,因此果蔬原料更应充分洗净。对于被除虫剂或除草剂等农药污染的果蔬原料要采用特殊清洗剂进行化学清洗,使果蔬原料中的农药残留量在允许范围内。另一方面,减少农药污染的最好办法是在果树开始结果,至少在收获前的相当一段时间内停止喷洒农药。
2. 挑选与去杂
制浆的水果原料应剔除病虫果和霉烂果,剔除有机械伤或污垢的部位。
在制浆前还应去除果蔬的不可食部分,例如苹果、菠萝、梨等水果原料要先去皮除芯、桃等去核去皮、樱桃等去柄、葡萄去梗、香蕉剥皮等,防止皮、种子、梗等不可食杂质混入果浆内。山楂果除了去核外,还应去除花萼处的黑色杂质,防止污染果浆。
以上果蔬的不可食部分可以在破碎和加热软化前用专用设备,例如去核机、去梗机等进行,也可在热烫处理后用打浆机去除。
(三) 破碎与加热
1. 破碎与加热方式
在制造果蔬浆时,有些果蔬原料需要破碎,以便加热和打浆。破碎方式视果蔬原料而定,仁果类和浆果类的水果以及番茄等可用装有蒸汽夹套的齿辊式破碎机破碎,葡萄可选用挤压式破碎机在合成橡胶辊或凹凸配合的破碎辊中压碎,或用去梗破碎机去梗、破碎、打浆,叶茎类和块根类蔬菜则需用相应的设备进行破碎或磨碎。在破碎或打浆前通常将果蔬加热至80~85℃或更高的温度,加热目的主要有以下几方面:
① 软化果蔬组织,便于打浆和磨细;
② 破坏酶的活力,防止变色和果胶分解;
③ 使果肉组织中的果胶溶出,提高浆的黏稠度;
④ 将果蔬煮熟,提高风味。
目前,果蔬的破碎一般采用热破碎方式,在破碎前先将果蔬原料加热,然后破碎,可是现行的生产方法多是在破碎后立即将果蔬破碎物或浆加热。热破碎可以提高果蔬浆的黏稠度。对于果蔬浆的生产,为了较多保留果胶,使果蔬汁保持一定的稠度,增加浑浊稳定性,采用热破碎方式是比较理想的。


 
果蔬破碎物或果蔬浆加热软化的条件可参见果蔬汁提汁前的预处理一节有关内容。加热一般采用间接加热方式,有时也采用蒸汽直接加热,但直接加热时的蒸汽冷凝水也进入果蔬浆内,引起稀释作用降低了浆的可溶性固形物含量,因此所得是已稀释的果蔬浆。对于浓缩浆的加工来说,要求达到同样的浓度,被水稀释的果蔬浆在浓缩时就要消耗更多的能源,而且对用于直接加热的蒸汽的纯度要求高。
2. 加热设备
间接加热的设备主要有管式换热器和圆筒式加热器,批量加热时用夹层锅。
(1)  管式换热器
由加热、保温、冷却等部分组成,新型管式换热器为三套管式,果浆在中间管内通过,内外管中通入加热或冷却的介质。果蔬浆由螺杆泵泵入后,首先进入换热段,预热至50~60℃后,进入加热段,加热至105℃左右或工艺要求温度后保温,进行杀菌和灭酶,然后用新鲜果蔬浆或冷却水冷却至50℃左右,以进行酶处理。在不经过酶处理时,可以适当冷却,并趁热打浆。
(2)  卧式圆筒加热器
又称螺旋式煮果机或热破碎机(Thermbreaker),为一夹套结构,加热圆筒内有搅拌轴,实际是一个断续的螺旋输送机,具有搅拌和推进物料的作用。圆筒外面是蒸汽夹套,夹套内通入蒸汽,用以加热物料。夹套外面是保温层,用来减少散热损失。破碎的果浆由进料口进入加热筒后,由螺旋向前输送,在搅拌过程中由夹套内的蒸汽进行加热。螺旋轴可无级调速,用以控制果浆的流量。卧式圆筒加热器生产能力2t/h,圆筒直径φ350mm,长6m,螺旋转速73~265r/min,功率3.7kW。
(3)  夹层锅
夹层锅由球形锅体内外两层组成,内层为不锈钢材料,外层可用普通钢板也可用不锈钢板制作,内外锅体之间的夹套为加热室,夹套内通入蒸汽,加热面积就是夹套的内表面积。蒸汽通过加热面与物料进行热交换,用以加热物料。固定式夹层锅的蒸汽直接从半球壳体进入夹套中,冷凝水的排出口不在锅的最底部,但出料口在锅的底部。可倾式夹层锅具有倾复装置,出料时要将锅体倾斜。锅的倾斜度依靠涡轮涡杆机构调节。夹层锅的容量一般100~600L,工作蒸汽压力0.25~0.4MPa。当锅的容积大于 500L或用于黏稠性物料加热的夹层锅,一般装有搅拌装置,搅拌器转速36r/min左右。
 


夹层锅
(四) 果浆酶解
果蔬清汁加工时,在破碎后进行酶解是为了有效降解果蔬组织中的果胶,促进果蔬细胞中可溶性物质的抽提,同时降低汁的黏度,以利榨汁,提高出汁率,增加果汁产量。与果汁不同,生产果浆时的酶解过程是为了部分或全部液化果蔬组织,获得黏稠的果蔬浆。
果蔬浆生产时酶处理所用的酶制剂应能分解植物组织,但在将水果和蔬菜组织部分或全部液化时,通过酶促水解细胞间的果胶膜,可使果浆中的大部分植物细胞完好无损。这种果浆处理酶称为浸软酶(Macerases),又称植物组织松解酶,主要活性成分为内切多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶,其作用是分解植物细胞之间的连接成分和薄壁组织,并大量分解原果胶,释放高酯化度和高聚合度的天然果胶,因此酶解最终产物一般都是高黏度的,这样就可以使果蔬浆保持较高的黏度和稳定的浑浊状态。
用浸软酶处理所获得的果蔬浆,其质量优于热破碎等机械加热方法所得,尤其是苹果,经过浸软酶处理,可达到理想的稠度和爽口程度。将浸软酶与果胶酶结合使用,不用加水就可生产直接饮用的胡萝卜果肉汁。酶解工艺一般在加热至80~85℃进行巴氏杀菌后,冷却至50℃左右,作用2~4h。酶制剂用量一般在0.05%~0.1%范围内,添加量过大,会使果蔬浆过于黏稠。
经验表明,只有将果胶酶与纤维素酶和半纤维素酶结合使用,才能获得较好的效果。
(五) 打浆
果蔬组织软化后,趁热打浆。打浆的目的是为了去除果梗、子、核、皮及粗纤维部分,得到果蔬浆。一般打浆1~3次,打浆机筛板孔径由大到小。与出汁率一样,出浆率也与许多因素有关,主要水果的出浆率(%)如下: 桃70~80、杏78~80、梨85~95、李80~ 85,浆果类水果90~95。
打浆机根据圆筒筛的安装位置可分为卧式和立式两种类型。卧式打浆机的圆筒筛水平安装在机壳内部,筛孔直径0.6~3.0mm,根据需要选用。筛孔总面积为筛筒面积的 50%左右。两块刮板对称装在轴的两侧,刮板与轴线之间有一夹角,这夹角称为导程角,一般1.5°~3.0°。刮板与筛筒内壁之间的距离1~4mm。刮板擦碎物料用,为了保护圆筒筛,有时在刮板上装有耐酸橡胶板。螺旋推进器将物料移向碎浆器和刮板。
刮板和碎浆器由主轴传动,轴的转速300~600r/min。需打浆的果蔬物料先由碎浆器切碎后进入打浆机。由于刮板的旋转作用和导程角的存在,物料沿着圆筒筛向出口端移动,物料在刮板和筛筒之间的移动过程中被擦碎,在滤网作用下,浆液进入集料斗,皮、核、梗等从筛筒另一端的出渣口排出。
打浆机的性能与下列各因素有关: 物料特性、轴的转速、筛孔直径、开孔率、导程角的大小、刮板与筛筒内壁的间隙等。
单道打浆机往往不能满足工艺要求,例如在制作果酱和果茶时,往往需要二次或三次打浆,将单道打浆机串联使用或用多道打浆机,每台打浆机的筛孔直径不同,后道筛孔的直径比前道的小,使打成的浆一道比一道细。三道打浆机的各道筛孔直径一般分别为 0.8mm、0.6mm、0.4~0.5mm。多道打浆机与单道打浆机的主要区别除几台打浆机组合联动外,有的仅第一道打浆机有碎浆器,甚至有的连第一道打浆机也无碎浆装置,破碎专门由破碎机进行。山楂加工建议采用两道打浆,筛孔直径分别为3.5mm和0.8mm。打浆机生产能力2.5~7.0t/h。
(六) 磨细
有些果蔬原料,例如胡萝卜等不适合用打浆法制浆,必须磨碎或粉碎。另一方面,果肉型果蔬汁饮料是带有果肉浆粒的浑浊汁,为了减少肉汁分层现象,固形物的颗粒愈细小越好。因此果肉型果蔬汁饮料都是要经过均质的,均质机的均质效果与物料的初始粒径有很大关系,要求将进料颗粒的粒径控制在30~50μm范围内。因此在均质前,果蔬浆需要进一步微粒化处理。胶体磨(Colloid mill)是用于物料磨碎、混合液体的乳化和固体微粒悬浮液均质化的设备。胶体磨的工作部分是两个磨片,其中动磨片以3000~12000r/ min的速度高速旋转。静磨片静止,两磨片保持0.05~0.75mm的窄小间隙。胶体磨的基本工作原理是剪切和磨碎作用。磨碎是依靠两个齿面的相对运动,通过两齿面间的物料既受到很大的剪切力和摩擦力,又受到高频振动、旋涡等复杂力的作用,因而物料能被有效地分散、破碎、均化、乳化和混合。另一方面,由于均质机要求进料颗粒的大小应控制在一定范围以内,因此胶体磨也是均质前的预操作。
物料可以经过1次或2次磨细。两次磨细时,要调节胶体磨两磨片之间的间隙,第二次的磨片间隙比第一次小。也可以选用两级胶体磨,连续两次磨细。经过胶体磨以后,果肉颗粒的细度应在2~50μm范围内。

 
 

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