Зразок роботи
3.1. Опис технологічного процесу виробництвa сокового безалкогольного напою тa розроблення aпaрaтурно-технологічної схеми
Технологія сокових безалкогольних напоїв передбачає такі технологічні стадії: підготовка води, приготування білого цукрового сиропу, приготування купажного сиропу, змішування купажного сиропу з підготовленою водою, розлив напою, бракераж готової продукції, зовнішнє оформлення пляшок, пакування.
Напої купажування – це водні розчини сиропів, які готують із підготовленої води, цукру, есенцій та інших ароматичних речовин, фруктово-ягідних соків, морсів, виноградних вин, харчових кислот і барвників. Виробництво напоїв купажування складається з таких основних стадій: підготовка води, приготування білого цукрового сиропу, приготування колеру (якщо не передбачені інші барвники), приготування купажного сиропу, змішування купажного сиропу з підготовленою водою та розлив напою.
Напої купажування різняться вмістом сухих речовин, кислотністю, кольором, ароматом і смаком, що визначається вмістом їх основних компонентів. Кисло-солодкий смак утворюється під впливом органічних кислот і цукру. Смак і аромат напоям надають фруктово-ягідні соки, смако-ароматичні композиції, ароматизатори, настої, есенції.
Підготовка води. Місце видобутку води для безалкогольних напоїв повинно бути надійно убезпечено від забруднення. Спершу відбувається відстоювання води для попереднього очищення її від грубо-дисперсних домішок. Під час цього процесу осаджуються завислі частинки під дією сили тяжіння, при цьому відбувається як вільне, так і сполучне їх осадження.
Далі відбувається процес укрупнення частинок у дисперсній системі внаслідок їх злипання – коагулювання. Коагуляція складається з трьох стадій: гідроліз коагулянтів і утворення розчинних золів гідроксидів; взаємодія золів гідроксидів із колоїдами і зависсю води; утворення пластівців і випадання їх агрегатів у осад. Існує два основних способи коагулювання: в об’ємі та контактне. Для коагулювання в об’ємі воду з коагулянтом змішують у камері пластівцеутворення, після чого коагулянт відокремлюють відстоюванням або фільтруванням. Воду пропускають крізь шар піску та гравію для зменшення крупності зерен. Пластівці затримуються на насадці піску та гравію, утворюють фільтрувальний шар, здатний затримувати навіть тонкодисперсні частинки. Контактним коагулюванням досягається вищий порівняно з коагулюванням в об’ємі ефект освітлення води за менших кількостей коагулянта.
Фільтрування води полягає у розділенні суспензії за допомогою пористих речовин, що пропускають рідину, але затримують тверді частинки. Як правило, воду фільтрують для її доочищення після певної водопідготовки (відстоювання, коагулювання тощо). У практиці фільтрування води найпоширеніші піщані, вугільно-піщані, керамічні фільтри, фільтрпреси. Піщаний фільтр під`єднують до водопровідної мережі через редуктор або проміжний збірник, який встановлюють над фільтром для забезпечення самопливу води під постійним тиском. Фільтр періодично очищають пропусканням води у зворотному напрямку та дезінфікують. Воду, яка має забарвлення та (або) неприємний запах, фільтрують на вугільно-піщаних фільтрах, в яких фільтрування здійснюють через додатковий шар активного вугілля, яке є адсорбентом пахучих і барвних речовин. Відфільтрована вода збирається у закритий збірник, звідки подається на виробництво.
До іонообмінних способів водопідготовки відносять катіонітовий та аніонітів. Їх сутність полягає в обміні катіонів або аніонів солей, що містяться у воді, на іони катіонітів або аніонітів. Обладнання для пом’якшення води катіонітовим способом, який є більш поширеним, складається з катіонітового фільтра, солерозчинника (або збірника розчину кислоти), збірників пом’якшеної води та зворотних вод.
Знезаражуванням води називається санітарно-технічний спосіб знищення у воді мікроорганізмів, зокрема збудників інфекційних захворювань. Відомо багато фізичних, хімічних, фізико-хімічних способів знезаражування води. На безалкогольних заводах може бути використане хлорування, стерилізаційне фільтрування, оброблення ультрафіолетовими променями та іонами срібла, озонування, електрохімічне оброблення та інших способи.
Хлорування води – біологічне очищення води. Для даного процесу використовують газоподібний хлор, дозування якого здійснюється спеціальними приладами – газодозаторами або хлораторами. Хлорування може відбутися також водним розчином хлорного вапна. Обладнання для хлорування води хлорним вапном аналогічне обладнанню, що використовується для коагулювання води. Процес хлорування складається з двох операцій: приготування розчину хлорного вапна та додавання його до загальної маси води з подальшим перемішуванням і витримуванням (контакт). У виробництві безалкогольних напоїв хлорування води повинно супроводжуватися дехлоруванням (залишковий хлор надає їй неприємного смаку та запаху).
Ефективним способом біологічного очищення води є озонування. Озон одержують у спеціальних апаратах-озонаторах в результаті електричних розрядів у повітряному середовищі. Для цього між двома електродами пропускають очищене від пилу, охолоджене та висушене повітря. Утворену озоноповітряну суміш подають з озонатора до ежектора для змішування з оброблюваною водою.
Оброблення води іонами срібла полягає у пропусканні постійного електричного струму крізь два занурених у воду срібних електроди. При цьому відбувається електролітичне розщеплення анода. До складу іона торів входять електролізуючий пристрій, срібні електроди та збірник, крізь який проходить вода.
Оброблення води ультрафіолетовими променями ґрунтується на властивості променів з довжиною хвиль 200…295 нм знищувати всі бактерії і спори. Термін оброблення становить кілька хвилин. Як джерело ультрафіолетових променів використовують ртутно-кварцові та аргонно-ртутні лампи, які встановлюють в апаратах для опромінення води в потоці.
Бактерицидне (знепліднювальне) фільтрування застосовують для біологічного очищення води. Значного поширення набули свічкові керамічні фільтри. Там вода під тиском 0,2…0,25 МПа потрапляє в корпус фільтра та проникає крізь пори свічок у їх середину, залишаючи на зовнішній поверхні мікроорганізми та інші дрібні частинки. Із свічок крізь отвори в їх голівках вода потрапляє до верхньої частини корпусу, з якого і відводиться до виробничих збірників. У процесі фільтрування пори свічок забиваються, тому щодня після закінчення роботи потрібно їх промивати.
Приготування білого цукрового сиропу. Існують два способи приготування білого цукрового сиропу: гарячий і холодний. Як правило, застосовують гарячий спосіб, оскільки кип’ятіння, якому піддають сироп, потрібне для його стерилізації.
Білий цукровий сироп одержують розчиненням цукру у воді з подальшим кип`ятінням, фільтруванням й охолодженням готового сиропу. Цукровий сироп готують у сироповарильних апаратах. Апарат обладнано подвійним днищем і двома патрубками для підведення пари і відведення конденсату. У корпусі апарату розміщено якірний перемішувач. Верхня частина апарата обладнана люком із засувом для завантаження цукру, патрубком для заливання води і витяжною трубою для виходу водяної пари. Для виведення сиропу в днищі вмонтовано спеціальний патрубок із клапаном, який перекриває вивідний отвір. Клапан переміщується за допомогою спеціального штурвала. Тривалість варіння цукрового сиропу близько двох годин.
Сироп готують так. Спочатку в апарат заливають воду і підігрівають до 55…60°С. Після цього вмикають перемішував і завантажують розрахункову кількість цукру (за масою). Після повного розчинення цукру утворений розчин нагрівають до кипіння і видаляють утворену на його поверхні піну. У процесі варіння сиропу двічі знімають піну. Тривалість варіння становить не менше як 30 хв, що зумовлено потребою знищення слизоутворювальних бактерій та інших термостійких мікроорганізмів. Тривале кип’ятіння небажане через можливе термічне розкладання сахарози та появи характерного жовтого або бурого кольору. Закінчення операції визначають за вмістом сухих речовин у сиропі.
З досягненням концентрації сиропу 60…65% варіння припиняють. Сироп у гарячому стані подають на фільтрування, для чого використовують фільтри безперервної дії різних конструкцій. Для видалення механічних домішок використовують ситовий фільтр. У корпусі фільтра закріплено два циліндричних сита, вставлених одне в одне. У нижній частині корпус фільтра обладнано краном і штуцерами для введення і виведення сиропу. Для повного видалення домішок сироп фільтрують на рамних фільтр-пресах. Зняту у процесі варіння піну і зібрані з мішків залишки цукру розчиняють у воді у співвідношенні 1:3 і ретельно фільтрують. Фільтрат використовують у подальших варіннях сиропу. Після фільтрування цукровий сироп охолоджують льодяною водою або ропою у протиструмних теплообмінниках до температури 10…20°С і перекачують у збірники для зберігання.
За безперервного способу приготування цукрового сиропу цукор подають у завантажувальний бункер, звідки він надходить у дозатор. Відповідну дозу цукру засипають у безперервно діючий розчинник, куди одночасно заливають з дозатора-підігрівника воду. Розчинник цукру має сорочку для підігрівання і кип’ятіння сиропу, а також перемішувальний пристрій. Після стадії кип’ятіння готовий цукровий сироп фільтрують і перекачують через протиструминний теплообмінник у збірник для зберігання.
Якщо на підприємстві використовують рідкий цукор, то його з транспортної цистерни перекачують через сітчасті вловлювачі й проти струминні теплообміннники в збірники для зберігання, звідки подають на виробництво як цукровий сироп. У разі потреби рідкий цукор пастеризують або стерилізують.
Приготування білого інвертного сиропу. У білий цукровий сироп після кип’ятіння і охолодження до 80…90°С додають 25%-й розчин лимонної кислоти з розрахунку 100 г на кожні 100 кг продукту. Підкислений інвертований сироп витримують 2 год, безперервно перемішуючи, потім охолоджують до 15…20°С. В цих умовах інвертується до 55% сахарози і утворюється незначна кількість фурфуролу. Оскільки цей процес доволі енергоємний, то на підприємствах передбачено приготування тільки білого цукрового сиропу.
Білий цукровий сироп можна повністю або частково замінити на сиропи з глюкози, молочної сироватки та інуліновмісної сировини.
Приготування глюкозо-фруктозних, глюкозо-галактозних та фруктозних сиропів. Глюкозо-фруктозні сиропи готують ізомеризацією глюкози у фруктозу за допомогою ферменту глюкозоізомерази або за допомогою певних культур мікроорганізмів. Глюкого-галактозні сиропи одержують із молочної сироватки. Для цього спершу за допомогою термокислотного оброблення з сироватки видаляється білок, електродіалізом депротеїнізованої молочної сироватки виводяться мінеральні речовини, а потім застосовують ферментні препарати, що містять лактазу. Фруктозні сиропи готують з інуліновмісної сировини, зокрема цикорію та топінамбуру. Технологія їх виготовлення полягає у екстрагуванні інуліну з сировини та гідролізу його ферментом інуліназою. При цьому одержують фруктозо-глюкозний сироп із вмістом 80% фруктози і 20% глюкози.
Приготування купажного сиропу. Купажний сироп – напівпродукт, який готують змішуванням компонентів, що входять до складу напою, за винятком основної кількості води і діоксиду вуглецю. Перед купажуванням складові компоненти купажу піддають спеціальному обробленню. Для цього здійснюють детерпенізацію настоїв, розчиняють концентрати у воді і фільтрують соки на фільтрі. Потім компоненти насосом перекачують у мірники, звідки за потреби їх подають у купажний апарат. Купажний сироп готують змішуванням частини підготовленої води з білим цукровим сиропом та інгредієнтами згідно з рецептурою напою. У купажний апарат після внесення розрахункової кількості цукрового сиропу за увімкненої мішалки вносять компоненти, дотримуючись такої послідовності: бензоат натрію, лимонну кислоту, антиоксиданти, концентровані пастеризовані соки, ароматичні інгредієнти, барвники.
Після змішування всіх компонентів купажний сироп доводять підготовленою водою до потрібних об’єму і концентрації. Готовий купажний сироп ретельно перемішують протягом 10…15 хв, вимикають мішалку і залишають на 2 год для асиміляції ароматичних речовин і видалення бульбашок повітря із сиропу.
Магістр