СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ВИНОГРАДНОГО СОКА
PRODUCTION METHOD OF GRAPE JUICE CONCENTRATE

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам получения соковых концентратов.
Известен способ производства соковых концентратов, основанный на удалении из исходных соков большей части содержащейся в них воды, в результате чего концентрация сухих веществ повышается до такого уровня, при котором дрожжи и другие микроорганизмы становятся нежизнеспособными и продукт может сохраняться продолжительное время [1].
Указанный способ имеет ряд существенных недостатков, в частности по данному способу перед концентрированием предусматривается удаление из соков избытка органических кислот путем обработки чистым карбонатом кальция. При взаимодействии мела с содержащимися в соке кислотами образуются нерастворимые соли кальция, которые выпадают в осадок в виде мелких кристаллов. После отстаивания в течение 4-5 часов сок снимают с осадка и передают на концентрирование. При этом весь процесс снижения кислотности длится до 8 часов, используется посторонний химический реагент - карбонат кальция, образуются осадки, которые необходимо утилизировать, часть сока теряется с осадками.
2
Наиболее близким по технической сущности является способ снижения кислотности и содержания калия в виноградном соке с помощью электродиализа [2]. Известный способ предусматривает удаление ионов калия и винной кислоты из виноградного сока на 42-48% в электродиализной установке с ионитовыми мембранами МА-40 и МК-40 при плотности тока 34-43,5 А/м. В качестве промежуточного раствора используется водопроводная вода. При наложении напряжения катионы калия передвигаются к катоду, переходят через мембраны МК-40 и попадают в промежуточный раствор, с которым выводятся из аппарата, а анионы винной кислоты передвигаются к аноду, переходят через мембраны МА-40, также попадают в промежуточный раствор и выводятся из аппарата.
Недостатком данного способа является низкая производительность - 3-8 т/ч.
Целью изобретения является сокращение потерь сока и увеличение производительности процесса предварительного снижения кислотности и содержания калия в виноградном соке перед концентрированием.
2
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения сокового концентрата, предусматривающем предварительное снижение кислотности и содержания калия в виноградном соке с помощью электродиализа, удаление воды из сока выпариванием до увеличения количества сухих веществ в соке в 4 раза, электродиализ исходного сока проводят в камерах обессоливания электродиализатора при плотности тока 100-120 А/м, а в качестве промежуточного раствора в камерах концентрирования электродиализатора используют коньячную барду.
Необходимость предварительной обработки виноградного сока перед концентрированием связана с тем, что после выпаривания исходного сока количество наряду с увеличением концентрации сухих веществ возрастает также содержание кислот и ионов калия в 4 раза. Соковые концентраты не должны иметь такую высокую кислотность, особенно если они используются в качестве купажных материалов в виноделии и производстве безалкогольных напитков и кондитерских изделий. Кроме того, они склонны к выпадению кристаллических осадков тартратов.
2
2
При электродиализной обработке виноградного сока с увеличением используемых значений плотности тока в аппарате процесс массопереноса интенсифицируется как за счет роста подаваемого на электроды напряжения, так и за счет повышения температуры обрабатываемого продукта с определенным градиентом - 4°С на каждые 10 А/м. При обработке при плотности тока в пределах 100-120 А/м температура сока поднимается до 45-50°С, что способствует повышению электропроводности в растворах между электродами.
Циркуляция в промежуточных камерах электродиализатора коньячной барды (отхода коньячного производства) предотвращает осадкообразование на мембранах в тракте промывочной жидкости, так как она имеет рН 3,0-3,4.
Способ реализуется следующим образом.
Осветленный виноградный сок направляют в камеры обессоливания электродиализатора, ограниченные с катодной стороны ионитовыми мембранами МК-40 и с анодной стороны мембранами МА-40. В промежуточные камеры подают коньячную барду.
2
После включения электродиализного аппарата плотность тока доводят до 100-120 А/м. Электродиализную обработку виноградного сока проводят с производительностью, обеспечивающей снижение содержания калия в соке до 200 мг/л и его титруемой кислотности до 2,0 г/л.
Режимы работы электродиализного аппарата выбирают исходя из начальных показателей химического состава сока и требуемой глубины обработки. После предварительной обработки виноградный сок температурой 45-50°С, не охлаждая, направляют на концентрирование выпариванием.
Соковый концентрат, полученный из виноградного сока, обработанного предлагаемым способом, имеет титруемую кислотность 7-8 г/л, соответствующие органолептические показатели и устойчив к кристаллическим помутнениям.
3
3
3
2
3
2
2
Пример 1. Натуральный виноградный сок с содержанием сухих веществ 15,2%, ионов калия 980 мг/дм кальция 130 мг/дм, титруемой кислотностью 8,4 г/дм, подают в камеры обессоливания электродиализатора, ограниченные с катодной стороны ионитовыми мембранами МК-40 и с анодной стороны мембранами МА-40. В качестве промывочной жидкости в промежуточных камерах циркулируют коньячную барду, предварительно осветленную и охлажденную до 20°С. Электродиализную обработку проводят при плотности тока 100 А/м и удельной производительности 125 дм/м·ч, что соответствует производительности 12,5 т/ч для электродиализатора с минимальной рабочей площадью мембран одного знака, равной 100 м.
3
3
3
Сок после обработки содержит калия 192 мг/дм, кальция 52 мг/дм, имеет титруемую кислотность 2,0 г/дм. Температура сока на выходе из аппарата составляет 45°С. Содержание сухих веществ не изменяется.
3
3
3
Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,2%, калия 735 мг/дм, кальция 175 мг/дм, имеет титруемую кислотность 7,6 г/дм. Концентрат имеет соответствующий золотистый цвет, характерные аромат и вкус. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 7,3 балла.
2
3
2
Пример 2. Электродиализной обработке подвергают виноградный сок с тем же составом, что и в примере 1. Обработку проводят аналогично, только при плотности тока 120 А/м и удельной производительности 150 дм/м·ч (15 т/ч).
3
3
3
Сок после обработки содержит калия 184 мг/дм, кальция 48 мг/дм, имеет титруемую кислотность 1,9 г/дм. Температура сока на выходе из аппарата составляет 50°С. Содержание сухих веществ не изменяется.
3
3
3
Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 710 мг/дм, кальция 162 мг/дм, имеет титруемую кислотность 7,4 г/дм. Концентрат имеет соответствующий янтарный цвет, характерные аромат и вкус. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 7,2 балла.
2
3
2
Пример 3. Электродиализной обработке подвергают виноградный сок с тем же составом, что и в примере 1. Обработку проводят аналогично, только при плотности тока 130 А/м и удельной производительности 160 дм/м·ч (16 т/ч).
3
3
3
Сок после обработки содержит калия 180 мг/дм, кальция 46 мг/дм, имеет титруемую кислотность 1,8 г/дм. Температура сока на выходе из аппарата составляет 56°С. Содержание сухих веществ не изменяется.
3
3
3
Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 705 мг/дм, кальция 160 мг/дм, имеет титруемую кислотность 7,3 г/дм. Концентрат имеет темно-коричневый цвет, в аромате и вкусе чувствуются уваренные тона и легкая горечь. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 5,7 балла.
2
3
2
Пример 4. Электродиализной обработке подвергают виноградный сок с тем же составом, что и в примере 1. Обработку проводят аналогично, только при плотности тока 90 А/м и удельной производительности 125 дм/м·ч (12,5 т/ч).
3
3
3
Сок после обработки содержит калия 276 мг/дм, кальция 88 мг/дм, имеет титруемую кислотность 2,6 г/дм. Температура сока на выходе из аппарата составляет 42°С. Содержание сухих веществ не изменяется.
3
3
3
Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 1105 мг/дм, кальция 328 мг/дм, имеет титруемую кислотность 10,4 г/дм. Концентрат имеет соответствующий светло-янтарный цвет, характерные аромат и вкус. Против кристаллических помутнений нестабилен. Дегустационная оценка - 6,2 балла.
Пример 5. Электродиализной обработке подвергают виноградный сок с тем же составом, что и в примере 1. Обработку проводят аналогично, только в качестве промывочной жидкости в промежуточных камерах циркулируют водопроводную воду температурой 20°С.
3
3
3
Сок после обработки содержит калия 238 мг/дм, кальция 72 мг/дм, имеет титруемую кислотность 2,4 г/дм. Температура сока на выходе из аппарата составляет 65°С. На поверхности мембран в промежуточных камерах образуются аморфные кристаллические осадки, снижающие работоспособность и сроки эксплуатации мембран. Содержание сухих веществ не изменяется.
3
3
3
Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,3%, калия 925 мг/дм, кальция 276 мг/дм, имеет титруемую кислотность 9,5 г/дм. Концентрат имеет коричневый цвет, в аромате и вкусе чувствуются сильные уваренные тона. Против кристаллических помутнений нестойкий. Дегустационная оценка - 5,9 балла.
2
Таким образом, предварительная обработка виноградного сока в камерах обессоливания электродиализного аппарата при плотности тока 100-120 А/м с использованием в качестве промывочной жидкости в промежуточных камерах коньячной барды позволяет увеличить производительность процесса снижения кислотности и содержания калия до требуемых значений с 3-8 т/ч до 12,5-15 т/ч и обеспечить стойкость сокового концентрата против кристаллических помутнений.
Литература
1. Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.265-269.
2. Зеленская М.И., Гажа П.А. Ускоренные способы производства виноградного сока (обзорная информация). Серия 18. Выпуск 8. - М.: АгроНИИТЭ-ИПП, 1987, с.11-15.