В настоящее время существует три основных способа получе­ния виноградных концентратов: выпариванием, вымораживани­ем и с помощью мембран.

Концентрирование выпариванием. Выпаривание воды — наи­более распространенный способ концентрирования. Он заклю­чается в превращении части растворителя — воды в пар при тем­пературе, соответствующей точке кипения для данного давле­ния. В качестве теплоносителя при выпаривании соков обычно используют насыщенный пар. Эффективность выпаривания обес­печивается тем, что температура кипения сока выше, чем тем­пература кипения воды, при том же давлении. Разница между ними  называется температурной депрес­сией. Ее величина зависит от высоты слоя кипящей жидкости и площади поверхности испарения.

Для сохранения натуральных свойств соков выпаривание должно проводиться при возможно более низких температурах в течение короткого времени. Чтобы не было карамелизации са­харов и пригорания продукта, скорость теплообмена должна быть как можно большей, что зависит от вязкости, плотности и удельной теплоемкости сока, а также от конструкции выпарно­го аппарата.

При выпаривании в открытых сосудах испарение происходит за счет пузырьков, лопающихся на поверхности кипящей жид­кости. В вакуум-выпарных аппаратах вода испаряется с поверх­ности тонкой пленки, которая образуется в пучке на­греваемых паром труб. В ваку­умном пространстве испарите­ля соковые пары уходят вверх, а сконцентрированный сок падает в узкую трубу и отводится или смешивается со свежим соком. Пар, образующийся при выпа­ривании жидкости, действует как движущая сила и проталкивает продукт через аппарат. Увеличи­вающаяся при этом скорость па­ра содействует преодолению воз­растающей вязкости сока. При­нудительное вакуумирование сни­жает температуру кипения сока и ускоряет отделение водяных паров.

Из виноградного сусла путем выпаривания готовят концентра­ты двух видов: бекмес и вакуум- сусло.

Концентрирование вымора­живанием. Вымораживание воды основано на принципе образова­ния кристаллов льда при доведении жидкости до температуры замерзания. Так как температура замерзания водного раствора сухих веществ ниже температуры замерзания чистой воды, то при замораживании соков сначала замерзает вода и ее в виде кристаллов льда отделяют от основной массы. При этом концентрация сухих веществ в оставшемся соке увеличивается.

Низкие температуры не вызывают существенных изменений в составе сока, за исключением некоторого уменьшения титруемой кислотности. При вымораживании сохраняются все ценные ве­щества свежего сока, в том числе сортовые ароматические, по­этому этот способ концентрации считается наиболее перспектив­ным.

Процесс вымораживания является многоступенчатым, так как одновременно с понижением температуры происходит диффузия молекул воды и растворенных частиц, и на определенном этапе охлаждения сока дальнейшее снижение температуры неэффек­тивно до отделения накопившихся кристаллов льда. Максималь­ное содержание сухих веществ в концентрате определяется эв­тектической точкой (температурой) раствора, характе­ризующей полное замерзание влаги в продукте, при которой не­возможно отделить ее в виде льда. Экспериментальные данные и производственный опыт показывают, что лучше всего концент­рировать сок вымораживанием до 50—55% сухих веществ, что достигается при двукратном замораживании.

Образование кристаллов льда происходит при криоскопической температуре, т. е. температуре, при которой на­чинается выделение кристаллов льда без переохлаждения. Криоскопическая температура различных соков зависит от содержа­ния в них сухих веществ, состава кислот, коллоидов и других экстрактивных соединений. Температура замерзания виноград­ных соков лежит в пределах минус 2 — минус 3 С.

Практически вместе со льдом выносится часть сухих веществ, потери которых составляют от 1 до 15%.

С помощью вымораживания готовят полуконцентраты и нек­тары. В зависимости от применяемого оборудования процесс вы­мораживания соков может быть периодическим и непрерывным.

Концентрирование с помощью мембран. Одним из наиболее прогрессивных способов сгущения соков является концентриро­вание их с помощью полупроницаемых мембран. Этот способ ос­нован на использовании явлений прямого и обратного осмоса: если воду и сок разделить специальной мембранной перегородкой, то вода будет проникать в сок и разбавлять его до тех пор, пока не установится равновесие. Возникающая при этом разность уровней соответствует осмотическому дав­лению. При действии на сок давления через полупроницае­мую мембрану выделяется вода, благодаря чему сок сгущается. Это явление называется обратным осмосом, или гиперфильтрацией. Примененное давление должно быть всегда больше, чем осмотическое давление системы, и возрастать по мере сгущения сока. Пропускная способность мембраны за­висит от размера и устройства перегородки, а также состава отделяемой от воды среды. Коллоидные вещества виноградного сока особенно снижают разделительную способность мембран. По этой причине соки перед концентрированием должны быть как можно лучше осветлены, обработаны пектопротеолитическими ферментными препаратами.

Осмотическое давление виноградного сока с содержанием су­хих веществ 14—16% составляет 1,8—2,0 МПа, в полуконцент­рате сахаристостью 40—45%—до 10 МПа. Поэтому обезвожи­вание с помощью мембран приходится проводить при очень вы­соком механическом давлении от 4 до 20 МПа, а мембранные фильтры должны обладать особой механической прочностью. Та­ким образом, обратный осмос представляет собой фильтрацию сока под высоким давлением через полупроницаемую мембрану.

По мнению У. Шобингера, концентрирование соков обратным осмосом экономически оправдано только при содержании в них сухих веществ до 25%; при более высокой концентрации происходит неоправданно высокий рост коэффициента вязкости и дав­ления, что значительно снижает пропускную способность мем­бран. Обратный осмос можно применить как предварительную стадию перед концентрированием соков с помощью холода.

Patboot.ru - спецобувь для сельского хозяйства в Санкт-Петербурге. .