فرایند وخط تولید انواع آب میوه ها

فرآیندتولید آبمیوه و کنسانتره

آب میوه مایعی است که بطور طبیعی از میوه و یا سبزیجات تهیه می‌شود. آب ‌میوه از فشردن میوه و سبزیجات و یا خیساندن آن بدون استفاده از حرارت و یا حلال تهیه می‌شود. مثلا آب پرتقال از عصاره پرتقال تهیه می‌شود. آب ‌میوه را می‌توان در منزل از میوه و سبزیجات تازه با کمک دستگاه‌های آب ‌میوه گیری دستی و یا الکترونیکی تهیه نمود.
آب‌ میوه‌هایی که در بازار عرضه می‌شوند معمولاً فیبر و یا تفاله میوه را از آب آن جدا می‌کنند. در تولید آب میوه برای افزایش قوام و نیز خواص تغذیه ای و بهبود احساس دهانی و طعم از استابیلایزرهایی همچون پکتین، CMC (سی ام سی)، زانتان استفاده می کنند.
براي توليد آب ميوه ، نکتار و شربت ميوه، ابتدا ميوه را به کنسانتره تبديل مي کنيم و سپس ازکنسانتره محصولات مورد نظر را بدست مي آوريم. علت تبديل آب ميوه به کنسانتره و مجددا تبديل آن به آب ميوه هايي که در دسترس مصرف کننده قرار مي گيرند، سهولت نگهداري کنسانتره بدليل حجم کمتر نسبت به آب ميوه است.

انواع بسته بندی آب میوه ها:

در حال حاضر نوشیدنی های میوه ای صنعتی به صورت بسته‌بندی در بطری‌های شیشه‌ای ، فلزی، پلیمری، مقوایی و پاكت‌های آلومینیومی چند لایه در طعم‌ها و نام‌های مختلف در بازار به چشم می‌خورد.

طبق استاندارد نوشیدنی ها ی میوه ای به سه دسته طبقه بندی می شوند :

آبمیوه (juice) :

فرآورده ای است که با محتوای آبمیوه صد درصد بدست آمده واز فشردن میوه یا پوره طبیعی میوه و یا رقیق نمودن آبمیوه تغلیظ شده (کنسانتره) با آب آشامیدنی تا رسیدن به غلظت مطلوب بدست می آید.در مورد میوه های ترش مانند آلبالو و انار شکر نیز می تواند جزو فرمولاسیون باشد.

نکتار :

از مخلوط آبمیوه طبیعی ویا معادل آن کنسانتره یا پوره میوه (پوره در واقع قسمت‌ گوشتی میوه است كه پس از جدا شدن هسته، دم و پوست به صورت له شده در می‌آید) به همراه آب ، شکر و سایر افزودنیهای مجاز(اسید خوراکی ،….) بدست می آید. این محصول نسبت به آبمیوه حاوی درصد کمتری از آب میوه بوده و حداقل محتوای آبمیوه در آن بر حسب نوع میوه از 30 تا 50 درصد متغیر می باشد.

نوشیدنی میوه ای بدون گاز (drink) :

این محصول از نظر درصد آبمیوه حاوی حداقل 20% آبمیوه بوده یا معادل آن کنسانتره و آب می باشد و حاوی سایر مواداز قبیل شکر ، اسید خوراکی ، طعم دهنده و رنگ طبیعی خوراکی است.
صرفا استفاده ازشیرین کننده های طبیعی در این محصولات مجاز می باشد که شامل ساکارز (شکر )،گلوکز ، فروکتوز ، شربت اینورت و شربت ذرت با فروکتوز بالا است.

ماشين آلات خطوط کامل تولید آبمیوه و شربت:

1- سیستم تخلیه کنسانتره                  6-دستگاه پاستوریزاتور
2- توربو میکسر                                   7- دستگاه هموژنایزر
3- تانک انحلال شکر                           8- دی ایرتور
4- بالابر شکر                                          9- تانک ذخیره آبمیوه
5- تانک ایجینگ میکس                   10- تونل پاستوریزاتور آبمیوه
11- دستگاه بسته بندی آبمیوه در ظروف PET (تری بلوک، لیبل زن، شیرینک پک)
12- دستگاه بسته بندی آبمیوه و شربت در ظروف شیشه (پالاتایزر، تری بلوک، لیبل زن، شیرینک پک)

تکنيک توليد کنسانتره شفاف از ميوه :

1- ماده خام
آلبالو، سيب، انگور و انار مواد خام اصلي براي توليد کنسانتره شفاف را تشکيل مي دهند. گلابي و به ، هم بصورت کنسانتره شفاف و همچنين کدر مورد فرآيند قرار مي گيرند.
2- شستشو
به منظور جدا کردن خاک، شن ، گرد و غبار ، برگ ، آشغال و غيره که توسط ميوه حمل مي گردند و نيز به منظور دور نمودن بقاياي حشره کش هاي موجود بر روي ميوه ها انجام مي گيرد. علاوه بر اين، با انجام اين عمل بار ميکروبي ميوه ها نيز تا حد معيني کاهش مي يابد.
عمل شستشو در يک سيستم متشکل از شناورسازي، ته نشين سازي، تکان دادن و حل نمودن انجام مي گيرد. رايج ترين سيستم مورد استفاده در شستشوي ميوه ها، از يک حوضچه و يک بالابر شيب دار تشکيل مي گردد. ميوه ها در حوضچه توسط هوايي که به داخل اب تزريق مي گردد، تکان داده شده . شسته مي شوند. مواد خارجي سبک درقسمت فوقاني حوضچه جمع و بوسيله سرريز کردن آب جدا مي گردند. مواد خارجي سنگين در قسمت در قسمت تحتاني 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 جداسازي نيز انجام گرفته و يا تکرار مي گردد.کفايت عمل شستشو به وسيله تعيين خاکستر نامحلول در اسيد کلريدريک رقيق ( ١٠ % ) در آبميوه و يا کنسانتره کنترل مي گردد که اين انديس شامل ترکيبات سيليس دار نمي باشد.
3- جداسازي
ميوه هايي که در توليد آب ميوه مورد استفاده قرار مي گيرند بايد قابل خوردن باشند. از سوي ديگر، ترکيب ميوه ها با توجه به درجه رسيدگي آنها، متفاوت بوده که روي ويژگيهاي آب ميوه مانند رنگ و طعم تاثير مي گذارد. بدين جهت، جداکردن ميوه هاي پوسيده، له شده و غيره از ماده خام عملي است که بايد قبل از همه فرآيندهاي ديگر انجام پذيرد جداسازي توسط کارگراني که در دو طرف ميز سورتينگ وجود دارند انجام مي گيرد. به منظور تشخيص ميوه هاي معيوب، اين عمل اکثرا بعد از شستشو انجام مي گيرد.
4- دم گيري
در مورد آلبالو انگور اجرا مي گردد. دستگاه دم گيري آلبالو، از تعداد زيادي غلطک کائوچوئي که در جهت مخالف هم حرکت نموده و فاصله آنها قابل تنظيم مي باشد، تشکيل شده است. سيستمي که غلطک ها بوجود مي آورند شيب دار بوده و هنگام حرکت ميوه ها در قسمت رويه غلطک ها دم آنها در ميان غلطک ها گير کرده و جدا مي گردد. دستگاه جداسازي ساقه انگور ، لز يک غربال استوانه اي شکل که قطر سوراخ خهاي آن از قطر حبه هاي انگور بزرگتر مي باشد و يک غلطک که داراي دندانه هاي فنري بوده و در محور غربال و استوانه مي چرخد تشکيل شده است. ساقه هاي جداشده از طرف ديگر استوانه بيرون ريخته و خود ميوه از قسمت غربال استوانه بيرون مي افتد.
5- خرد کردن
قبل از پرس کردن بايد بافت ميوه متلاشي شده و ديواره سلول تا حدي تجزيه گردد. بدين منظور،آلبالو و انگور از ميان دو غلطک که در جهت مخالف هم چرخيده و فاصله آنها قابل تنظيم مي باشد عبور داده مي شود. در آلبالو شکستن بيش از حد هسته ها سبب نفوذ آميگدالين موجود در هسته به آب ميوه مي گردد. در اثر تجزيه، اين گلوزيد، همراه بنزآلدهيد ( آروماي مخصوص بادام ) اسيد ئيدروسيانيک بوجود مي آيد. بدين جهت اين موضوع بايد با دقت بيشتري مورد توجه قرار گيرد.
سيب، گلابي و به در آسياب ميوه خرد مي گردند. به ميوه خردشده ” مش” گفته مي شود.
6– گرم کردن مش
به محض متلاشي شدن بافت، قهوه اي شدن رنگ ميوه شروع مي گردد. اين پديده که قهوه اي شدن آنزيمي ناميده مي شود توسط آنزيمهاي ارتو- دي فنيل اکسداز، و پار- دي فنيل اکسيداز ، که به طور طبيعي در ميوه وجود دارد کاتاليز مي گردد. ترکيباتي که به عنوان سوبسترا، در واکنش شرکت مي کنند اکثرا داراي بافت ارتو- دي ئيدروکسي فنوليک مي باشند.
يکي از روش هاي اساسي جلوگيري از اين تغييرات نامطلوب، غير فعال کردن حرارتي آنزيم ها مي باشد بدين منظور مش آلبالو و انگور در درجه حرارت ٨٥-90 درجه سانتيگراد به مدت 4-2 دقیقه حرارت داده مي شوند. به طور متداول براي اين منظور از مبدل هاي حرارتي لوله اي دو جداره استفاده مي گردد. 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 سيب، گلابي و غيره عموما عمل گرم کردن مش انجام نمي گيرد.
7- فرمانتاسيون مش
فرمانتاسيون مش در حقيقت عمل آنزيم زني مي باشد. بدين منظور، آنزيم هاي مورد استفاده علاوه بر فعاليت پکتوليتيک، داراي فعاليت سلولوتيک، همي سلولوتيک و پروتوليتيک نيز مي باشند. بدين ترتيب، متلاشي شدن ديواره سلول هنگام پرس کردن اسان گشته و راندمان پرس افزايش مي يابد. مقدار آنزيم مورد نياز بسته به ميزان فعاليت آن، به ازاي هر تن مش در مورد آنزيم هاي جامد 20-10 گرم و در مورد آنزيم هاي مايع ١٠٠ -200 ميلي ليتر مي باشد. در جه حرارت مناسب براي اين فرآيند بين ٤٥- 50 درجه سانتيگراد و زمان تاثير آن بسته به نوع آنزيم مصرفي بين ١ – 2 ساعت مي باشد. مقدار بهينه آنزيم مورد نياز بوسيله ” تست چکاندن ” تعيين مي گردد.

8- پرس کردن
متداول ترين روش براي استخراج آب ميوه از مش ، پرس کردن مي باشد. ديفيوژن و آبگونه سازي کل روش هاي ديگري هستند که در اين مورد مي توان بکار برد. به منظور استخراج آب ميوه از مش ، انواع مختلف پرس مورد استفاده قرار مي 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 ها بسته اي در مورد سيب، انگور و آلبالو 65-83 % 70-85 و 65-75% تغيير مي کند.
9- آروماگيري
عمل آروماگيري در مورد ميوه هايي که مي خواهيم آنها را تغليظ نمائيم بايستي قبل از عمل تغليظ انجام گيرد اين عمل يا قبل از شفاف سازي و يا قبل از عمل تغليظ انجام مي شود. انجام آروماگيري قبل از شفاف سازي به دليل تهيه آروماي طبيعي تر و بيشتر، مطلوبتر مي باشد. اين عمل در سيستمي به نام ” آروماگير ” انجام مي گيرد که از بخش هاي اواپراتور، تجزيه جزء به جزء و سرد کن تشکيل شده است . از ١٥٠-200٢٥٠ ليتر آب ميوه کنسانتره به منظور تهيه آب ميوه حدود ١ ليتر(0.6-0.4) کنسانتره آروما بدست مي آيد. اين آروما در موقع رقيق کردن کنسانتره به منظور تهيه آب ميوه مجددا به آن اضافه مي گردد.
10 – شفاف سازي
دماي اب ميوه خروجي از آروماگير ٩٠- ٩٢ درجه سانتيگراد است که توسط مبدل حرارتي به ٤٥ – ٤7 درجه سانتيگراد رسيده و به تانک هاي شفاف سازي منتقل مي شود. ابتدا، به روش آنزيمي، پکتين و در صورت وجود نشاسته تحزيه مي شود. سپس با افزودن مواد کمکي در همان دما و يا در دماي ٢٠-٢٥ درجه سانتيگراد فلوکاسيون ( لخته) ايجاد مي گردد. براي جدا کردن لخته آب ميوه مدتي در داخل تانک نگهداري مي شود تا لخته رسوب نمايد و يا با اجراي عمل فلوتاسيون (شناورسازي) ، از آب ميوه جدا مي گردد.
11- فيلتراسيون
بعد از جدا کردن رسوب ، عمل صاف کردن انجام مي گيرد. براي صاف کردن آب ميوه از صافي هاي صفحه اي و يا پوششي استفاده مي شود. در سالهاي اخير ، اجراي فيلتراسيون خلاء نيز رايج شده است.
12 – کنسانتره کردن ( تغليظ کردن )
آبميوه شفاف اکثرا تغليظ شده و نگهداري مي شود. بدين ترتيب، هم در برابر فساد ميکروبيولوژيکيو تغييرات شيميايي مقاوم گشته و هم حجم آن کاهش مي يابد. آب ميوه تغليظ شده، بعدا در تهيه آب ميوه مورد استفاده قرار مي گيرد.

در اين رابطه سه روش تغليظ به شرح زير وجود دارد :

١- تغليظ آب میوه به روش حرارتي
٢- تغليظ کردن آب میوه به روش انجماد
٣- تغليظ کردن آب میوه به روش اسمز معکوس

متداولترين روش، تبخير و يا به عبارت ديگر تغليظ حرارتي مي باشد. در تغليظ به روش انجماد، آب ميوه ابتدا منجمد شده و قسمت معيني از آب موجود در آن بسته به درجه حرارت انجماد به حالت يخ در مي آيد. سپس کريستال هاي يخ بوسيله سپراتور جدا مي گردد و مقدار ماده خشک موجود در قسمت منجمد شده افزايش مي يابد. آب سيب هنگامي که حاوي ١١ % ماده خشک باشد در دماي مابين – ٥ الي – ٨ درجه سانتيگراد منجمد مي گردد، ٨١,٥ آب آن به صورت کريستال يخ جدا گرديده و مقدار ماده خشک تقريبا به ٤٠ % مي رسد. با وجود اينکه در اين روش ميزان انرژي مورد نياز براي انجماد هر واحد آب ( ٨٠ کيلوکالري براي منجمدکردن يک کيلوگرم آب) نسبت به روش حرارتي کمتر مي باشد ( تقريبا ٣٠ % اواپراتور سه مرحله اي ) ، ولي به دليل گران بودن فرم انرژي و نيز بالا بودن هزينه تاسيسات، اين سيستم در مقايسه با سيستم حرارتي بسته به ظرفيت ٢-7 برابر گرانتر مي باشد. بدين جهت تغليظ به روش انجماد فقط در مورد آب پرتقال که در مقابل حرارت حساس مي باشد در سطح محدودي اجرا مي گردد. در اين مورد ميزان ماده خشک نهايي به گرانروي بستگي دارد که در مورد آب ميوه ها حدود 40-50% می باشد.
  
اسمز معکوس ، عبارتست از عبور دادن اب ميوه ( با فشار) از ميان سوراخ هاي بسيار ريز يک غشاء انتخاب کننده. مقدار فشار مورد استفاده بايد از مقدار فشار اسموتيک سيستم بيشتر باشد. غشاء، آب و مقدارکمي از ترکيبات داراي مولکول هاي کوچک را مي تواند از خود عبور دهد. با توجه به رابطه نفوذپذيري غشاء و فشار، مي توان با استفاده از اين سيستم مقدار ماده خشک آب ميوه را به صورت اقتصادي حداکثر تا ٢٥ % رساند.
تغليظ حرارتي در دستگاهي به نام اواپراتور انجام گرفته و آب بوسيله عمل تبخير جدا مي گردد.
براي تغليظ کردن ، انواع متعددي اواپراتور( لوله اي ، صفحه اي ، فيلم تراش و سانتريفيوژي) مورد استفاده قرار مي گيرد. مقدار ماده خشک آب ميوه در اين روش تا 70-72 % مي رسد.
13 – انبار کردن
درجه حرارت کنسانتره هنگام خروج از اواپراتور ( بسته ب شرايط تبخير) متغير بوده و عموما بين٦٠ -٤0درجه سانتيگراد مي باشدکه بايد خنک گردد. اگر مقدار ماده خشک محلول ( بريکس) بين ٦٨ -72% باشد، در تانک هاي استيل ضد زنگ و يا در بشکه هاي مناسب در ٤ درجه سانتيگراد انبار مي گردد. اگر ماده خشک کمتر باشد، بايد از روش هاي مناسبي مانند منجمد کردن ، پرکني داغ، پرکني استريل و غيره استفاده گردد.

** پیشنهاد می شود جهت افزایش ماندگاری نوشیدنی ها وممانعت از تغییرات نامطلوب طعم ورنگ ناشی از فعالیت کپک ومخمر ها ونیز باکتری های اسید دوست از نگهدارنده های طبیعی نایزینو  ناتامایسیناستفاده شود. **

تهيه آب ميوه از کنسانتره

1- مخلوط کردن
با توجه به نوع نوشابه ( آب ميوه ، نکتارميوه، شربت ميوه) مورد تهيه ، کنسانتره بايد با مقداري آب ، آروما، شکر و اسيد مخلوط گردد.
براي آماده سازي آب ميوه ، کنسانتره يا بريکس اوليه آن را با آب عاري از مواد معدني و با آب قابل شرب رقيق مي کنند. به آب آلبالو که داراي اسيديته بالاتري است، مقداري شکر نيز اضافه مي گردد. بدين منظور بهتر است از آب عاري از مواد معدني استفاده شود. ولي آبي که ترکيب طبيعي آب ميوه را تغيير ندهد نيز مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. برا ي جلوگيري از تشکيل رسوب و تغييرات نامطلوب، آب بايد داراي ويژگيهاي مخصوصي باشد. در هنگام تهيه آب ميوه از کنسانتره، بايد آروما به نسبتي که هنگام تغليظ کردن آب ميوه گرفته مي شود ( ١:٢٥٠ و ١:١٥٠ ) مخلوط گردد.
در تهيه نکتار ميوه، نسبت آب ميوه در سيب و انگور حداقل ٥٠ % ، در گلابي و به ٣٥ % ، در آلبالو و انار ٣٠ % مي باشد. مقدار کنسانتره بايد با در نظر گرفتن اين مقادير محاسبه گردد. بايد ميزان شکر افزوده شده آنقدر باشد که مقدار ماده خشک نهايي در نکتار ١٣ % شود. اگر اسيديته کنسانتره از حد لازم کمتر باشد، بايد مقداري اسيد( سيتريک، ماليک و با تارتاريک) به مخلوط اضافه گردد. بعلاوه، آروما بايد با در نظر گرفتن مقدار آب ميوه طبيعي اضافه شود. شکر بصورت مستقيم و يا محلول با غلظت ٦٥ % اضافه مي گردد. شربت با آب گرم يا سرد تهيه مي شود. شکر مورد استفاده بايد داراي ويژگيهاي خاصي باشد. بويژه ساپونين به دليل ايجاد کدورت ثانويه اهميت زيادي دارد. در نوشابه هاي از نوع شربت، نسبت ميوه طبيعي در سيب و انگور اکثرا حداقل ٣٠ % ، در مرکبات ٦ % و در مورد ميوه هاي ديگر ١٠ % است. ميزان ماده خشک محلول در آب در نوشابه هاي گازدار10-13%و در نوشابه هاي بدون گاز حداقل ١٣ % پيشنهاد شده است. براي تهيه اين نوع نوشابه ها ، آب ، آروما و اسيد نيز افزوده مي شود.
مواد ذکر شده در بالا ، در يک تانک داراي همزن به صورت يکنواخت حل مي گردند.
2- فيلتراسيون
به منظور جداسازي موادجامد معلق حاصل از آب و شکر ، آب ميوه تهيه شده در نهايت از فيلترعبور داده مي شود.
3- هواگيري
هنگام بهم زدن، مقداري هوا نيز در آب ميوه حل مي شود. به منظور جلوگيري از تغييرات اکسيداتيو، آب ميوه از دستگاه هواگير عبور داده مي شود تا هواي داخل آن تا حد زيادي خارج شود. در اين سيستم، آب ميوه به صورت يک لايه نازک فيلم از سطح استوانه عبور داده شده و هواي داخل آن تحت خلاء ( 30-25 ميلي متر جيوه ) خارج مي گردد.

4-پرکني
اگر عمل پاستوريزاسيون بعد از عمل پرکني انجام گيرد، آب ميوه بايد به صورت ولرم ( تقريبا٦٠ درجه سانتيگراد) پر شود. ولي اگر بعد از پرکني عمل پاستوريزاسيون انجام نگيرد، آب ميوه در مبدل حرارت صفحه اي در دماي ٩٠-٩٢ درجه سانتيگراد به مدت ١ دقيقه پاستوريزه گرديده و سپس با دماي حداقل ٨٥ درجه سانتيگراد داخل بسته بندي مربوطه پر مي گردد.
براي پرکني از سيستم خلاء که بر اساس تعادل فشار به صورت اتوماتيک عمل مي کنند استفاده مي شود.
5- سرد کردن

بعد از پرکني داغ و يا عمل پاستوريزاسيون ، دماي آب ميوه سريعا تا 35-30 درجه سانتيگراد کاهش داده مي شود. اين امر، هم از نظر پايداري ميکروبيولوژيکي و هم از نظر حفظ کيفيت چشايي حائز اهميت مي باشد. اگر به منظور سرد کردن ، بطري ها به حال خود رها گردند، مدت مديدي طول خواهد کشيد که اين امر سبب تغييرات نامطولب در طعم و رنگ آبميوه خواهد شد. همينطور مقدار هيدروکسي متيل فورفورال توليدي در روش سرد کردن سريع نسبت به سرد کردن کند، کمتر مي نشیند.
6- انبار کردن
بعد از اتيکت زني و بسته بندي به صورت کارتني بهتر است آب ميوه ها به مدت ٥ روز در انبار قرنطينه نگهداري شوند. با اين کار سرعت اينورسيون افزايش يافته و تعادل در طعم آب ميوه بوجودمي آيد.

** یکی از راهکارهای افزایش ماندگاری نوشیدنی ها وممانعت از تغییرات نامطلوب طعم ورنگ ناشی از فعالیت کپک ومخمر ها ونیز باکتری های اسید دوست از نگهدارنده های طبیعی ناتامایسین و نایزینمی باشد. **