Technologická linka na výrobu rajčatové šťávy
V potravinářském průmyslu mnoha zemí jsou rajčata považována za nejoblíbenější plodinu díky svým cenným nutričním a dietním kvalitám, široké škále odrůd a vysoké citlivosti na použité metody pěstování. Současný stav technologií a zařízení na zpracování rajčatových surovin však vyžaduje další vývoj a zdokonalování. Konzervárenský průmysl je odvětvím Dagestánské republiky tvořící rozpočet. Až 30 % finančních zdrojů republiky pochází ze zpracovatelského průmyslu, včetně konzervárenského. V ukazatelích kvality a způsobu balení však konzervy vyráběné v ČR zatím nemohou konkurovat obdobným výrobkům na mezinárodním trhu. Nízká konkurenceschopnost domácích rajčatových produktů je v mnoha ohledech určována iracionálním vztahem mezi cenou a kvalitou vyráběných produktů. Pečlivým výběrem odrůd rajčat a použitím high-tech výrobních procesů je možné zlepšit kvalitu vyráběných konzerv a snížit jejich cenu. Vědecký arzenál technologů z Dagestánské státní technické univerzity a Kubánské státní technické univerzity již zahrnuje špičkové technologie a mechanismy pro ovlivňování kvalitativního složení rajčatových surovin elektromagnetickými a ultrazvukovými poli různých frekvencí. Metody preparativní separace surovinových složek pomocí zkapalněných a stlačených plynů mají velký potenciál pro high-tech zpracování surovin. Nové technologické postupy nám umožňují vyrábět produkty bez konzervantů, plniv, nežádoucích chemikálií a aromatických látek a dalších přísad. V tomto příspěvku navrhujeme efektivní způsoby řešení zjištěného problému pomocí fyzikálních, fyzikálně chemických a chemických metod ovlivnění rajčatových surovin, polotovarů, pomocných materiálů a hotových výrobků. Patří mezi ně nízko a ultravysokofrekvenční elektromagnetická pole, ultrazvuk, úprava CO2, používané v jiných průmyslových odvětvích.
Klíčová slova: Suroviny, rajčata, odrůdy, technologie, sušení, koncentrace, EMF, ultrazvuk, extrakce CO2.
Zvláštnosti vysoce technologického zpracování rajčat V potravinářských odvětvích průmyslu mnoha zemí jsou rajčata považována za nejoblíbenější kulturu pro cenné nutriční a dietetické vlastnosti, širokou škálu druhů a vysokou citlivost na používané metody pěstování. Současný stav technologie a zařízení pro zpracování rajčatové suroviny však vyžaduje další vývoj a zdokonalování. Konzervárenský průmysl je odvětví tvořící rozpočet Republiky Dagestan. Z toho zpracování, včetně konzervárenského průmyslu, pochází 30 % finančních zdrojů republiky. Konzervárenská produkce dosud vyráběná v republice však podle ukazatelů kvality a způsobu balení nemůže konkurovat obdobné produkci na mezinárodním trhu. Nízká konkurenční schopnost domácích rajčatových výrobků v mnoha ohledech určuje iracionální vztah mezi cenou a kvalitou vyráběných výrobků. Zvýšení kvality konzervárenského výstupu a snížení jeho primárních nákladů je možné díky pečlivému výběru druhů rajčat a použití vysoce technologických výrobních postupů. Ve vědeckém arzenálu technologů Daghestan State Technical University a Kuban State University of Technology již existují špičkové technologie a nalévají mechanismy působení na kvalitativní složení rajčatové suroviny multi-frekvenční elektromagnetické a ultrazvukové. Vzhledem k velkému potenciálu vysoce technologického zpracování suroviny existují metody preparativní separace složek suroviny ze zkapalněných a stlačených plynů. Nové technologické postupy umožňují vyrábět bez konzervantů, plniv, chemikálií, nežádoucích aromatických látek a dalších přísad. V této práci navrhujeme efektivní způsoby řešení tohoto problému pomocí fyzikálních, fyzikálních chemických a chemických metod působení na rajčatové suroviny, polotovary, pomocné materiály a hotovou výrobu. Patří mezi ně elektromagnetické pole nízkých a supervysokých frekvencí, ultrazvuk, SO2 pracující, využívané v jiných průmyslových odvětvích.
Klíčová slova: Surovina, rajčata, druh, technologie, sušení, koncentrace, EMP, ultrazvuk, СО2- extrakce
Dagestánská republika (RD) produkuje asi jeden milion tun zeleniny, což je 7 % celkové produkce v Rusku. Významná část populace Dagestánu se podílí na procesu pěstování a zpracování rajčat. V současné době se v obci Krasnoarmejsk RD realizuje investiční projekt „Čerstvá zelenina“. V rámci tohoto projektu se bude ve sklenících pěstovat čerstvá, organická zelenina. Za tímto účelem se v současné době vysazují elitní holandské odrůdy rajčat. Plánuje se také pěstování lesních plodů, salátů a paprik. V plánu je prodej výrobků mimo republiku.
Významnou událostí v republice byla realizace investiční akce společnosti Dagagrocomplex sro, která zajišťuje zavedení technologií pro pěstování základních zemědělských plodin, zavedení zpracovatelského průmyslu a organizaci logistického zázemí pro agrokomplex. Za účelem realizace stanovených cílů zpracovali organizátoři investičního projektu podnikatelský plán, který je v současné době aktualizován v souladu s požadavky věřitelské banky (JSC Rosselkhozbank).
Vláda Republiky Dagestán vyčlenila na realizaci tohoto investičního projektu 3500 3018 hektarů půdy z republikového fondu do pronájmu a 5000 XNUMX hektarů půdy bylo přiděleno okresu Kizlyar a více než XNUMX XNUMX hektarů okresu Tarumovsky.
Teoretické zdůvodnění a rozvoj inovativních technologií zpracování rajčatových surovin fyzikálními a chemickými technologickými metodami je tedy velmi naléhavým úkolem.
Cílem výzkumu je teoretické zdůvodnění a vývoj inovativních technologií pro komplexní zpracování rajčatových surovin pomocí fyzikálních a chemických technologických metod na bázi CO2– extrakce, elektromagnetická pole a expozice ultrazvuku.
K dosažení tohoto cíle byly vyřešeny následující úkoly:
– teoretické zdůvodnění a experimentální potvrzení technologické a ekologické proveditelnosti využití perspektivních odrůd rajčat pěstovaných v Dagestánské republice v technologii výroby kvalitních potravinářských výrobků;
– teoretické zdůvodnění inovativních fyzikálních a chemických metod zpracování rajčatových surovin:
– používání elektromagnetických polí extrémně nízkých a ultravysokých frekvencí;
– aplikace ultrazvukových efektů a CO2– extrakce;
– zdůvodnění perspektiv využití inovativních technologických postupů při výrobě džusů a nápojů.
Materiály a výzkumné metody
Jako předměty studie byly použity následující odrůdy rajčat: Juliana, Dubrava, Betta, Bychye Serdtse, Hybrid Rally F1, Gnome, Zagadka, Lyana, Raspberry Lamp, Pink Tomato, Khurma, Tsifomandra, stejně jako hybridy rajčat různých odrůd, složení a období zrání, pěstované v zóně Dillage na úpatí Republiky a na úpatí kopců.
Použili také rajčata pěstovaná v jižních oblastech Dagestánu, která jsou plně obohacena o užitečné složky. Plody takových rajčat obsahují 5-6% sušiny, včetně 0,13% pektinu, 0,84% vlákniny, 0,5% organických kyselin; 0,6% minerálních látek atd. Čerstvá rajčata takových ekonomických a botanických odrůd jako Volgogradskiy 5/95, Ranniy-83, Gloria, Kolkhozny-34, Podarok mají intenzivní červenou barvu podle GOST 1725-85. Takové plody rajčat se používaly pro výrobu rajčatového protlaku. Byly ve fázi technické vyspělosti, kdy mají vysokou nutriční hodnotu.
Výzkum kvalitativních charakteristik rajčatových výrobků byl prováděn v laboratorních a výrobních podmínkách s využitím řady ukazatelů, organoleptickými, fyzikálně-chemickými, biochemickými, mikrobiologickými a hygienicko-hygienickými metodami.
Rajčata musí být podle požadavků evropské normy čistá, bez viditelného poškození, nepodléhají zkáze nebo hnilobě, není povolena přítomnost cizí chuti nebo zápachu, vlákna plísní viditelná pouhým okem, jasně patrné plochy se změněnou barvou, povrchové vady, skvrny pokrývající více než 5 % povrchu rajčat. Výjimkou je chuť chloridu sodného a koření. Sušená rajčata musí vydržet nakládku, vykládku, přepravu a musí být dodána na místo určení v uspokojivém stavu.
Při provádění prací jsme použili původní vybavení a instalace, kterým se budeme věnovat v samostatném článku.
Výsledky a diskuse
Nevýhody známých způsobů výroby rajčatové šťávy jsou:
— po kontrole se rajčata rozdrtí a rozdrcená hmota se zahřeje na 80 °C, načež tato hmota prochází extraktorem (k získání šťávy) a rmutovacím strojem (k získání zbylé dužniny); po tepelném ošetření rajčatové hmoty nelze semena rajčat použít jako sadební materiál;
— poměrně velké plýtvání surovinami; Experimentálně jsme stanovili procento odpadu při různých teplotách ohřevu drcené rajčatové hmoty;
— potíže s regulací množství dužiny v rajčatové šťávě.
Studium chemického a biochemického složení rajčatových výrobků
Je třeba si uvědomit, že nutriční hodnota a chemické složení rajčat do značné míry závisí na odrůdě, stavu zralosti, klimatických podmínkách a pěstitelských oblastech. V průměru rajčata obsahují 5 % sacharidů, z nichž převažuje glukóza a fruktóza; organické kyseliny obsahují od 0,3 do 0,7 % (hlavně jablečná, citrónová, vinná, šťavelová a jantarová); sušina – od 4 do 6 %, bílkoviny – od 0,6 do 1,6 %; vláknina – asi 0,84 %; pektinové látky – od 0,03 do 0,23 %; vitamin C – od 20 do 40 mg %. Glykosidy: solanin a tomatin byly nalezeny v nezralých plodech rajčat. Obsahuje také vitamíny K, PP, B1, B2 a B3. Slupka a dužina rajčat obsahují chlorofyl a karotenoidy. Červenou barvu plodům dává lykopen, oranžově žlutou barvu β-karoten a xantofyl. Mezi minerální látky patří draslík, sodík, hořčík, fosfor, železo, kobalt, zinek atd.
Tabulka 1 ukazuje chemické složení tří odrůd rajčat.
Tabulka 1 – Chemické složení rajčat
rajčatový džus získané ze zralých rajčat ve formě homogenní hmoty obsahující dužinu a konzervované přírodní s přídavkem 0,6. 1,0% kuchyňská sůl. Rajčatová šťáva se vyrábí přírodní nebo koncentrovaná
Rozdrcená rajčata se protřou přes síta, aby se odstranily hrubé inkluze: stopky, zelené části ovoce a případné nečistoty. Rozdrcená hmota se zahřívá, aby se inaktivovaly oxidační a pektolytické enzymy a také se zničily mikroorganismy a usnadnilo se stírání. Požadované teploty ohřevu 75±5 stupňů C musí být dosaženo co nejrychleji, aby se zastavila aktivita pektolytických enzymů
Rajčatová šťáva se balí do skleněných nebo plechových dóz a také do papírových sáčků. Po vyčerpání jsou skleněné nádoby se šťávou hermeticky uzavřeny a odeslány ke sterilizaci nebo pasterizaci.
 |  |  |  |  |
Etapy technologického procesu. Konzervování rajčatové šťávy lze rozdělit do následujících fází:
— čištění, mytí a třídění surovin;
— drcení (mletí) rajčat;
— ohřev a extrakci rajčatové hmoty;
— odstřeďování a tření produktů z rajčat;
— balení, sterilizace (pasterizace) šťávy.
Schéma stroje a hardwaru výrobní linky rajčatové šťávy
Linka na výrobu rajčatové šťávy začíná sadou zařízení na čištění, mytí a třídění surovin, která zahrnuje ventilátorové myčky, dopravníky a hydraulické zásobníky. Součástí linky je sada zařízení na drcení (mletí) rajčat, sestávající z drtičů, nádob a čerpadel. Přední komplex zařízení zahrnuje vakuové ohřívače s vakuovými nádržemi a šroubové lisy s kolektory. Další sadu zařízení představují odstředivky nebo stírací stroje. Finální sadu zařízení na lince tvoří plnicí a uzavírací stroje, sterilizátory a pasterizátory.
Konstrukce a princip fungování linky na výrobu rajčatové šťávy. Linka na konzervování rajčatové šťávy se skládá ze dvou sekvenčně umístěných ventilátorových myček, válečkového revizního dopravníku, hydropodnosu, drtiče, sběrače drcené hmoty, čerpadla, dvou dvojitých vakuových ohřívačů, lisu, sběrače extrahované šťávy, dvojitého vakuový ohřívač extrahované šťávy, sběrač ohřáté šťávy, plnička kapalin, stroj na sešívání, zařízení na sterilizaci hotových výrobků.
Dvojité mytí ve ventilátorových myčkách 1 zajišťuje úplné odstranění nečistot. Při přemísťování rajčat na dopravníku 2 dochází k převracení surovin v důsledku otáčení válců, což umožňuje kvalitní třídění a kontrolu. Hydrozásobník 3 pod dopravníkem je určen pro odvoz odpadu.
Kontrolované suroviny se na nakloněné části dopravníku proplachují vodou, poté se drtí v drtiči 4. Drcená hmota se shromažďuje v kontejneru, odkud je čerpadlem 7 přečerpávána do duálního vakuového ohřívače 12 s el. vakuová nádrž 10, kde se ohřívá na teplotu 60. 65°C pro usnadnění extrakce šťávy ve šnekovém lisu 13. Linka je vybavena záložním šnekem pro zajištění nonstop provozu.
Šneky jsou umístěny na nadjezdu, takže vylisovaná šťáva samospádem odtéká do sběru 8 pod nadjezdem. Kolektor je vybaven plovákovým hladinovým spínačem. Šťáva z kolektoru 8 je čerpána čerpadlem 7 do vakuové nádrže 10 a poté do duálního vakuového ohřívače 9, kde je ohřívána na teplotu 85. 90 °C, a z ohřívače – do kolektoru 5. Při teplotě pod nastavenou teplotou je šťáva opět odeslána čerpadlem 7 k přihřátí do vakuového ohřívače 9. Při balení do nádob o objemu 0,25. 0,5 l přichází šťáva do balicího stroje 14 ze sběrače 5. Při stáčení za horka je šťáva ze sběrače 5 čerpána do výměníku 6 tepla k ohřevu na teplotu 97. 98 °C. Pokud bylo potrubí zastaveno a šťáva ve sběrači 5 vychladla, je znovu čerpána do vakuového ohřívače 9.
Šťáva cirkuluje v systému, dokud její teplota nedosáhne 85 °C.