СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ВИНОГРАДНОГО СОКА Российский патент 2009 года по МПК A23L2/00 A23L2/385 

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.

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/м². 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.

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/м², 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.

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/м². При обработке при плотности тока в пределах 100-120 А/м² 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.

После включения электродиализного аппарата плотность тока доводят до 100-120 А/м². 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.

Пример 1. Натуральный виноградный сок с содержанием сухих веществ 15,2%, ионов калия 980 мг/дм³ кальция 130 мг/дм³, титруемой кислотностью 8,4 г/дм³, 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/м² и удельной производительности 125 дм³/м²·ч, что соответствует производительности 12,5 т/ч для электродиализатора с минимальной рабочей площадью мембран одного знака, равной 100 м².

Сок после обработки содержит калия 192 мг/дм³, кальция 52 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 2,0 г/дм³. Температура сока на выходе из аппарата составляет 45°С. Содержание сухих веществ не изменяется.

Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,2%, калия 735 мг/дм³, кальция 175 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 7,6 г/дм³. Концентрат имеет соответствующий золотистый цвет, характерные аромат и вкус. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 7,3 балла.

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/м² и удельной производительности 150 дм³/м²·ч (15 т/ч).

Сок после обработки содержит калия 184 мг/дм³, кальция 48 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 1,9 г/дм³. Температура сока на выходе из аппарата составляет 50°С. Содержание сухих веществ не изменяется.

Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 710 мг/дм³, кальция 162 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 7,4 г/дм³. Концентрат имеет соответствующий янтарный цвет, характерные аромат и вкус. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 7,2 балла.

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/м² и удельной производительности 160 дм³/м²·ч (16 т/ч).

Сок после обработки содержит калия 180 мг/дм³, кальция 46 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 1,8 г/дм³. Температура сока на выходе из аппарата составляет 56°С. Содержание сухих веществ не изменяется.

Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 705 мг/дм³, кальция 160 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 7,3 г/дм³. Концентрат имеет темно-коричневый цвет, в аромате и вкусе чувствуются уваренные тона и легкая горечь. Стабильный против кристаллических помутнений. Дегустационная оценка - 5,7 балла.

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/м² и удельной производительности 125 дм³/м²·ч (12,5 т/ч).

Сок после обработки содержит калия 276 мг/дм³, кальция 88 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 2,6 г/дм³. Температура сока на выходе из аппарата составляет 42°С. Содержание сухих веществ не изменяется.

Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,4%, калия 1105 мг/дм³, кальция 328 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 10,4 г/дм³. 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.

Сок после обработки содержит калия 238 мг/дм³, кальция 72 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 2,4 г/дм³. 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.

Концентрат виноградного сока, обработанного электродиализом, содержит сухих веществ 60,3%, калия 925 мг/дм³, кальция 276 мг/дм³, имеет титруемую кислотность 9,5 г/дм³. Концентрат имеет коричневый цвет, в аромате и вкусе чувствуются сильные уваренные тона. Против кристаллических помутнений нестойкий. Дегустационная оценка - 5,9 балла.

Таким образом, предварительная обработка виноградного сока в камерах обессоливания электродиализного аппарата при плотности тока 100-120 А/м² 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.

Изобретение реализуют следующим способом. Виноградный сок проходит электродиализ в камерах обессоливания электродиализатора при плотности тока 100-120 А/м² и концентрирование. В камеры концентрирования электродиализатора подают коньячную барду. Изобретение позволяет увеличить производительность процесса предварительного снижения кислотности и содержания калия в виноградном соке перед концентрированием.

Способ получения концентрата виноградного сока, включающий электродиализ и концентрирование виноградного сока, отличающийся тем, что электродиализ исходного сока проводят в камерах обессоливания электродиализатора при плотности тока 100-120 А/м², при этом в качестве промежуточного раствора в камерах концентрирования электродиализатора используют коньячную барду.