کنسانتره
قبیل از پرداختن به فرایند تولید کنسانتره به طور مختصر با مفهوم کنسانتره آشنا می شویم. کنسانتره (Concentrate) به معنی افشرده ، شکل غلیظ شده ماده و یا ماده ای که آب آن تحت فشار گرفته شود، است. در واقع کنسانتره به ماده ای گفته می شود که ترکیبات متراکمی از یک یا چند نوع ماده دیگر داشته باشد و به عبارت دیگر ماده ای که عمده‌ی اجزای تشکیل دهنده و حلال یا آب آن حذف شده باشد که این عمل ممکن است طی چندین مراحل و فرایند های مختلف صورت بگیرد.
کنسانتره میوه
با گرفتن آب موجود از میوه جات و یا مواد دیگر، مثلا آب موجود در آبمیوه و تبدیل آن به عصاره، کنسانتره میوه یا مواد دیگر حاصل می شود. در تولید کنسانتره میوه در واقع از میوه‌ها اسانس یا عصاره تهیه می کنند که از مخلوط نمودن این اسانس با شکر و آب، انواع نوشیدنی و آبمیوه بدست می آید. مواد مغذی موجود در کنسانتره میوه ها عبارتند از : اسید آمینه، مواد معدنی، انواع ویتامین های میوه، فسفر وکلسیم.
برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه کنسانتره میوه می توانید به وب سایت تارانوش بخش مقالات مراجعه نمایید.
فرایند تولید کنسانتره میوه به صورت مختصر
کنسانتره میوه یا آب تغلیظ شده میوه از مراحل مختلف تشکیل شده و طی فرآیندی مرتب و متوالی که در نهایت به تغلیظ میوه منتهی می گردد، تولید می شود. در ابتدا میوه به کارخانجات تولید کنسانتره وارد شده و پس از تخلیه در مخازن به وسیله حرکت آب به سمت پرس ها هدایت می شود.
در مراحل بعدی پس از آبگیری به سمت فیلتراسیون و تغلیظ می رسد در پایان آب غلیظ شده میوه جات که کنسانتره نامیده می شود پس از فرآیندها ی پاستوریزاسیون به مرحله بسته بندی و پکینگ انتقال داده می شود.
به طور کلی و خلاصه فرایند تولید کنسانتره میوه بصورت زیر می باشد:
- تهیه ميوه
- شستشو
- آب‌گيري
- فيلتراسيون (حداقل در دومرحله)
- هوا زدایی
- تغليظ یا کنسانتره کردن
- انبار کردن کنسانتره در مخازن بزرگ
لازم به ذکر است در این بین فيلتراسيون عموماً تحت خلاء يا به صورت سراميكی انجام میشود و آب حاصل از آن برای شفاف شدن بايد تمام فيبرها و آنتي‌اكسيدن‌های خود را در پشت درام فيلترها يا استوانه‌هاي سراميكی از دست بدهد. كنسانتره تولید شده در مخازن يا بشكه نگهداری میشود و برای مصرف باید شش برابر حجم، به آن آب و در صورت لزوم عطر، بو، اسانس و ويتامين های از دست رفته را اضافه کرد.
در فرایند تولید کنسانتره پس از حمل مواد اوليه، انواع میوه نظیر آلبالو، سيب، انگور، انار و پرتقال و … به كارخانه و انتقال آن به وسيله فشار آب به درون كانال‌هاي مخصوص و شستشوي اوليه، روي نوار ریلی مخصوص، مواد نامرغوب جدا شده و سپس ميوه‌هاي مناسب به خرد كن منتقل می شود و از آنجا پس از حرارت‌دهي مقدماتي وارد دستگاه پرس مي‌شوند تا آب ميوه جدا شود و در نهایت آبمیوه بدست آمده برای تولید کنسانتره وارد مرحله تغلیظ می شود.
فرایند تولید کنسانتره میوه بصورت کامل
۱- تهیه میوه و انتقال آن به کارخانه تولید کنسانتره
بعد از تهیه میوه مناسب و مرغوب از باغات، میوه ها بوسیله کامیون و وانت به کارخانه منتقل می گردد. وانت ها و کامیون های حامل میوه پس از ورود به کارخانه ها به قسمت توزین رفته و توسط باسکول وزن آن را مشخص می کنند. پس از این مرحله به قسمت تخلیه می رود. در این قسمت میوه وزن شده به قسمت سیلو و یا انبار برده می شود.
۲- سیلوگذاری و انبار کردن میوه ها
انبارها معمولاً سیلوهای فلزی جهت نگهداری میوه هستند که با کناره ها و پایانه های غربالی جهت تهویه مناسب طراحی شده اند. معولاً سیلوها دارای صفحاتی می باشند تا فشار روی میوه را کاهش دهند و هیچ میوه ای در طول ذخیره شدن تحت فشار اضافی قرار نگیرد.
معمولاً به علت تنفس و بالا رفتن درجه حرارت و متعاقب آن فساد میوه، اندازه و مدت زمان نگهداری میوه در سیلوها کم است. به همین دلیل اکثرا زمان نگهداری میوه ها در این سیلوها به مدت ۱۲ تا ۴۸ ساعت قبل از فرآیند کنسانتره کردن می باشد.
۳- شست و شو
قبل از کنسانتره کردن میوه ها به منظور جدا کردن خاک، شن، گرد و غبار، برگ، آشغال و غيره که توسط ميوه حمل شده است و نيز به منظور از بین بردن بقايای حشره کش های موجود بر روي ميوه ها انجام مي گيرد. همچنین با انجام اين عمل بار ميکروبی ميوه ها نيز تا حد معيني کاهش پیدا مي کند.
نحوه ی شستشو
عمل شستشو در يک سيستم متشکل از شناورسازي، ته نشين سازي، تکان دادن و حل نمودن انجام مي گيرد. متداول ترين مکانیسم در شستشوي ميوه ها، استفاده از يک حوضچه و يک بالابر شيب دار تشکيل مي باشد بدین صورت که ابتدا ميوه ها در حوضچه توسط هوايي که به داخل آب تزريق مي گردد، تکان داده شده و سپس شسته مي شوند.
مواد خارجي سبک درقسمت فوقاني حوضچه جمع و بوسيله سرريز کردن آب جدا مي گردند. مواد خارجي سنگين در قسمت زیرین حوضچه زير صفحه مشبک جمع مي گردند. ميوه هايي که بوسيله بالابر از حوضچه خارج مي شوند، بوسيله دوش آب، آبکش مي گردند. اين عمل بعد از عمل جداسازی نيز انجام گرفته و يا تکرار مي گردد.
عمل شست و شو
میوه ای که قرار است عمل آبگیری و شست وشو روی آن انجام گیرد ابتدا در داخل استخر پر از آب تخلیه شده تا گل و لای چسبیده به میوه پاک شود، این گل و لای در کف استخر ته نشین می شود که بعداً آن را پاکسازی می کنند. میوه ها را به اندازه ای می ریزند تا سطح خارجی میوه ها به یکدیگر مالیده شود و زودتر تمیز شوند. کف این استخر دارای شیب می باشد و یک دریچه نیز در قسمت گودی حوضچه وجود دارد که آب از آن خارج و یا توسط یک پمپ از اطراف دیگر و بالای استخر پمپاژ می شود.
۴- جداسازی یا درجه بندی میوه ها
ميوه هايي که در توليد کنسانتره و آب ميوه مورد استفاده قرار مي گيرند بايد قابل خوردن باشند. از سوي ديگر، ترکيب ميوه ها با توجه به درجه رسيدگی آنها، متفاوت بوده که روي ويژگي های ميوه مانند رنگ و طعم تاثير مي گذارد. بدين جهت، جداکردن ميوه های پوسيده، له شده و غيره از ماده خام عملي است که بايد قبل از همه فرآيندهای ديگر انجام پذيرد.
به منظور تشخيص ميوه های معيوب، عمل جداسازی اکثرا بعد از شستشو توسط کارگران انجام می گيرد. میوه ها پس از شستشو و زدوده شدن از گل و لای بر روی سطحی نواری قرار می گیرند و در دو طرف کارگرانی هستند که میوه های له شده یا صدمه دیده و یا شاخ و برگ زاید دیگر را هنگام عبور از این قسمت از دیگر میوه های سالم جدا می کنند و این کار معمولا بصورت دستی انجام می شود. در خصوص بعضی میوه ها نظیر آلبالو، انگور و … عمل دیگری به نام دُم گیری وجود دارد که در بعضی کارخانه ها توسط دستگاه انجام می گیرد.
۵- خرد کردن میوه یا مش
قبل از مرحله پرس کردن میوه بايد بافت ميوه متلاشی شده و ديواره سلول تا حدی تجزيه گردد. بدين منظور، میوه ها از ميان دو غلطک عبور داده مي شود. به هنگام پرس کردن میوه های هسته دار نظیر آلبالو و گیلاس احتمال نفوذ مواد موجود در هسته به آب ميوه وجود دارد. به همین دلیل اين موضوع بايد با دقت بيشتری مورد توجه قرار گيرد. میوه هایی همچون سيب، گلابي و بِه در آسياب ميوه خرد مي گردند. اصطلاحا به ميوه خردشده ” مش” گفته مي شود.
۶- حرارت دهی به مش یا میوه خرد شده
گرم کردن مش
به محض متلاشی شدن بافت میوه، تغییر رنگ ميوه شروع مي شود. اين پديده که تغییر رنگ آنزيمی ناميده مي شود توسط آنزيمهايی که به طور طبيعی در ميوه وجود دارد کاتاليز مي گردد. يکي از روش هاي اساسي جهت جلوگيری از اين تغييرات نامطلوب میوه ها، غير فعال کردن حرارتی آنزيم ها مي باشد بدين منظور مش میوه ها در درجه حرارت مناسب به مدت چند دقیقه حرارت داده مي شوند.
معمولا برای انجام عمل حرارت از مبدل هاي حرارتي لوله اي دو جداره استفاده مي کنند. در اين سيستم براي گرم کردن آب ميوه از بخار و براي سرد کردن تا دماي ٥٠ درجه سانتيگراد با هدف فرمانتاسيون ( آنزيم زني) از آب سرد استفاده مي شود. در مورد میوه هایی مانند سيب، گلابي و غيره عموما عمل گرم کردن مش انجام نمی گيرد.
۷- فرمانتاسيون مش
فرمانتاسيون مش همان عمل آنزيم زني مي باشد. با این عمل، متلاشی شدن ديواره سلول به هنگام پرس کردن آسان گشته و راندمان پرس افزايش می يابد. مقدار آنزيم مورد نياز بسته به ميزان فعاليت آن، به ازای هر تن مش در مورد آنزيم های جامد ۱۰-۲۰ گرم و در مورد آنزيم های مايع ۱۰۰-۲۰۰ ميلی ليتر مي باشد. درجه حرارت مناسب برای اين فرآيند معمولا بين ۴۵-۵۰ درجه سانتيگراد و زمان تاثير آن بسته به نوع آنزيم مصرفي بين ۱-۲ ساعت مي باشد.
۸- پرس کردن میوه (مش) و آبمیوه گیری
بعد از خرد کردن میوه و بدست آوردن مش نوبت جدا کردن آب میوه از آن می باشد. متداول ترين روش برای استخراج آب ميوه از مش، پرس کردن می باشد. ديفيوژن و آبگونه سازی از روش های ديگری هستند که در اين مورد می توان بکار برد.
به منظور استخراج آب ميوه از مش، انواع مختلف پرس مورد استفاده قرار می گيرد که بر حسب طرز کارشان به دو گروه مداوم و غير مداوم تقسيم مي گردند. بسته به نوع پرس، ترکيب آب ميوه و راندمان آن متفاوت مي باشد. راندمان آب ميوه در پرس های بسته ای در مورد میوه هایی همچون سيب، انگور و آلبالو ۶۵-۸۰ درصد تغيير می کند.
بعد از پرس کردن به منظور جدا کردن بقایای مواد زاید در مایع مستقیم از جدا کننده سانتریفوژ در خط تولید استفاده می کنند. که به منظور استخراج عصاره است. این عمل باعث ته نشین شدن و جدا کردن ذرات جامد باقی مانده در محلول می شود. سپس برای تغلیظ آماده و برای اواپراتور فرستاده می شود.
۹- آروماگیری
آروماگيری در مورد ميوه هايی که تغليظ خواهند شد بايستي قبل از عمل تغليظ انجام گيرد اين عمل يا قبل از شفاف سازی و يا قبل از عمل تغليظ انجام مي شود. انجام آروماگيری قبل از شفاف سازی به دليل تهيه آرومای طبيعی تر و بيشتر، مناسب می باشد.
اين عمل در سيستمی به نام ” آروماگير ” انجام مي گيرد که از بخش های اواپراتور، تجزيه جزء به جزء و سرد کن تشکيل شده است . تقریبا از ۲۰۰ ليتر آب ميوه کنسانتره به منظور تهيه آب ميوه حدود ١ ليتر کنسانتره آروما بدست می آيد. اين آروما در موقع رقيق کردن کنسانتره به منظور تهيه آب ميوه مجددا به آن اضافه می گردد.
۱۰- شفاف سازي
در بعضی میوه ها عمل شفاف سازی هم انجام می گیرد. دمای آب ميوه خروجی از آروماگير ٩٠- ٩٢ درجه سانتيگراد است که توسط مبدل حرارتی به ۴۵-۴۷ درجه سانتيگراد رسيده و به تانک های شفاف سازی منتقل مي شود. ابتدا، به روش آنزيمی، پکتين و در صورت وجودی نشاسته تجزيه می شود. سپس با افزودن مواد کمکی در همان دما و يا در دمای ٢٠-٢٥ درجه سانتيگراد فلوکاسيون ( لخته) ايجاد می گردد. برای جدا کردن لخته آب ميوه مدتی در داخل تانک نگهداری می شود تا لخته رسوب نمايد و يا با اجرای عمل فلوتاسيون (شناورسازي) ، از آب ميوه جدا مي گردد.
۱۱- فیلتراسیون
بعد از جدا کردن رسوب، عمل صاف کردن انجام می گيرد. برای صاف کردن آب ميوه از صافی های صفحه ای و يا پوششی استفاده مي شود. عمل اجرای فيلتراسيون خلاء نيز رايج است.
۱۲- تغلیظ کردن (کنسانتره کردن)
در این رابطه ۳ روش تغلیظ کردن بصورت زیر می باشد:
- تغليظ به روش حرارتي
- تغليظ کردن به روش انجماد
- تغليظ کردن به روش اسمز معکوس
متداولترين اين ها، تبخير و يا به عبارت ديگر تغليظ حرارتی می باشد. در تغليظ به روش انجماد، آب ميوه ابتدا منجمد شده و قسمت معينی از آب موجود در آن بسته به درجه حرارت انجماد به حالت يخ در می آيد. سپس کريستال های يخ بوسيله سپراتور جدا می گردد و مقدار ماده خشک موجود در قسمت منجمد شده افزايش می يابد.
آب سيب هنگامی که حاوی ١١ % ماده خشک باشد در دمای مابين ۵-۸ درجه سانتيگراد منجمد مي گردد، ۸۰ درصد آب آن به صورت کريستال يخ جدا گرديده و مقدار ماده خشک تقريبا به ٤٠ % مي رسد. با وجود اينکه در اين روش ميزان انرژی مورد نياز برای انجماد هر واحد آب نسبت به روش حرارتی کمتر می باشد، ولی به دليل گران بودن فرم انرژی و نيز بالا بودن هزينه تاسيسات، اين سيستم در مقايسه با سيستم حرارتی بسته به ظرفيت ۲-۷ برابر گرانتر می باشد.
بدين جهت تغليظ به روش انجماد فقط در مورد آب پرتقال که در مقابل حرارت حساس می باشد در سطح محدودی اجرا مي گردد. در اين مورد ميزان ماده خشک نهايی به گرانروی بستگی دارد که در مورد آب ميوه ها حدود ۴۰-۵- درصد می باشد.
اسمز معکوس، عبارتست از عبور دادن اب ميوه ( با فشار) از ميان سوراخ های بسيار ريز يک غشاء انتخاب کننده. مقدار فشار مورد استفاده بايد از مقدار فشار اسموتيک سيستم بيشتر باشد. غشاء، آب و مقدار کمی از ترکيبات دارای مولکول های کوچک را مي تواند از خود عبور دهد. با توجه به رابطه نفوذپذيری غشاء و فشار، می توان با استفاده از اين سيستم مقدار ماده خشک آب ميوه را به صورت اقتصادی حداکثر تا ٢٥ % رساند.
تغليظ حرارتی در دستگاهي به نام اواپراتور انجام گرفته و آب بوسيله عمل تبخير جدا مي گردد. برای تغليظ کردن، انواع متعددی اواپراتور( لوله ای ، صفحه ای ، فيلم تراش و سانتريفيوژی) مورد استفاده قرار می گيرد. مقدار ماده خشک آب ميوه در اين روش تا ۷۰ درصد می رسد.
بعد از تمام این مراحل کنسانتره آماده و از بریکس اولیه پایین حدود ۱۰ به بریکس بالاتر حدود ۶۵ می رسد و از برج خارج و برای کاهش دمای آن به قسمتهای دیگر می رود.
۱۳- خنک کردن و انبار کردن کنسانتره
درجه حرارت کنسانتره هنگام خروج از اواپراتور ( بسته ب شرايط تبخير) متغير بوده و عموما بين ۴۰-۶۰ درجه سانتيگراد می باشد که بايد خنک گردد. اگر مقدار ماده خشک محلول ( بريکس) بين ۶۸-۷۲ باشد، در تانک های استيل ضد زنگ و يا در بشکه های مناسب در ٤ درجه سانتيگراد انبار مي گردد. اگر ماده خشک کمتر باشد، بايد از روش های مناسبی مانند منجمد کردن، پرکنی داغ، پرکنی استريل و غيره استفاده گردد.
۱۴- بسته بندی کنسانتره
امروزه بيشترين تلاش‌ها برآن است تا آبميوه تحت فرآيند توليد و بسته بندی كمترين زمان را در فرآيند حرارت دهی طی كند تا هم از لحاظ طعم، مزه و بو و هم از نظر ارزش غذايی در بهترين شكل ممكن تهيه و به مصرف‌كننده عرضه شود.
انواع بسته بندی آبمیوه و کنسانتره از لحاظ جنس بسته‌ها عبارتند از:
- ظروف شیشه ای
- ظروف فلزی (قوطی آلومينيومی و آهنی)
- ظروف کارتنی(تتراپك و…)
- كيسه‌های آلومينيومی مجوف (دوی پك و چيير پك و…)
- بطری های پلاستيكی (پت سبك و…)
ظروف تتراپك بيشترين سهم بازار جهانی را به خود اختصاص داده‌اند. به تازگی استفاده از ظروف تتراپك دردار با اشكال متنوع برای بسته بندی و عرضه انواع آبميوه، رشد چشم‌گيری داشته‌اند. يكی از ويژگي‌های عمده اين نوع بسته‌بندی، انعطاف‌پذيری آن به شكل دلخواه توليد كننده است. فرآيند توليد اين محصولات به گونه ای است كه نيازی به پركردن آبمیوه به صورت داغ و استفاده از بسته بندی های مقاوم به حرارت نيست. اين موضوع به حفظ ارزش غذايی و ماندگاری مناسب انواع آب ميوه منجر می شود.
