Пресування та центрифугування мезги
Вилучення соку з мезги в пресах представляється як процес закінчення соку по капілярних канальцях, що пронизують мезгу, під тиском пресування. При ламінарному русі рідини по капілярних каналах швидкість закінчення визначається за формулою Пуазейля:
де v - швидкість витікання рідини м/сек; р - тиск н/м 2 ; r і l - радіус і довжина капіляра м; n - в'язкість рідини в н • сек/м2. З рівняння випливає, що швидкість закінчення прямо пропорційна тиску, радіусу капіляра четвертою мірою і обернено пропорційна довжині капіляра і в'язкості рідини. У плодовій меззі радіус капілярних канальців залежить від ступеня подрібнення плодів; довжина їх - від шару пресованого мезги; в'язкість рідини - від вмісту екстрактивних і зокрема колоїдних речовин у плодовому соку. У процесі пресування з підвищенням тиску мезга зменшується обсягом, внаслідок чого радіус капілярних канальців зменшується при одночасному скороченні їх довжини. Тому швидкість закінчення соку перебуває у складнішій залежності від тиску і розмірів капілярних канальців, ніж це випливає з рівняння.
Важливе значення для повноти та швидкості вилучення соку з плодової мезги має проникність клітинних оболонок плодової м'якоті, яка залежить від ступеня подрібнення клітинних оболонок, а також від попередньої обробки мезги перед пресуванням ферментами або низьким струмом частоти.
Пресування мезги проводиться пресами різних конструкцій. Найпростіший гвинтовий прес (рис.26) складається з платформи 1 у вигляді чавунної чаші, що спирається на ніжки і покритої зсередини кислотостійким лаком або емаллю; вертикального сталевого гвинта 2 стаціонарно закріпленого в центрі платформи; знімного дерев'яного кошика 3, в якийзавантажується мезга; пресуючого механізму 4 (сталевої плити, гайки, важеля); кришки з дубових брусів і дерев'яних грат 8, закріпленої в чаші преса. Кошик преса збирається з вертикальних трапецеїдального перерізу дубових планок, що стягуються за допомогою гвинтів сталевими обручами. Планки прилягають до обручів своїми меншими підставами, утворюючи просвіти, якими при пресуванні мезги сік вільно витікає в чашу платформи; при цьому мезга утримується у кошику. Кошики мають такі розміри: діаметр від 0,6 до 1,5 м, висота від 0,8 до 1,2 м. При більшому діаметрі кошика подовжується шлях соку через вичавки; отже, у своїй збільшується час пресування. У дуже високих кошиках тиск нерівномірно розподіляється по шарах маси, що пресується.
Мал. 26. Гвинтовий прес: 1 - платформа; 2 - гвинт; 3 – кошик; 4 - пресуючий механізм; 5 – сталева плита; 6 - дубові бруси; 7 – кришка; 8 - дренажні грати.
Пресування мезги у гвинтовому пресі здійснюється в такий спосіб. На платформу преса встановлюють кошик. Стіни та дно кошика вистилаються чистим полотном з таким розрахунком, щоб краї його виходили назовні. Поршневим насосом у кошик преса подається плодова мезга. Вільні краї тканини загортають усередину, на мезгу укладають кришку, а на кришку бруса. Потім затягується гайка механізму пресування. Тиск на мезгу підвищується поступово в міру стікання соку. Пресування триває до повної віддачі соку мезгою. Сік, що отримується при цьому, називається пресовим соком першого тиску. Після першого пресування мезга утримує 15 - 20% соку, який отримується повторним пресуванням після розпушування мезги і називається соком другого тиску. Іноді розпушування та пресування повторюються кілька разів. Ті, що залишаються після пресуваннявичавки є відходом виробництва.
У гвинтовому пресі створюється тиск до 0,39 Мн/м 2 (4 кг/см 2 ). Один цикл пресування триває 3 - 4 в.
Гідравлічний прес відрізняється від гвинтового більш досконалим механізмом пресування, в якому використовується принцип передачі тиску через рідину в сполучених судинах.
Продуктивність гвинтового та гідравлічного пресів визначається за формулою:
де К – коефіцієнт заповнення кошика; К=0,9÷0,95; D і H - внутрішній діаметр та внутрішня висота кошика в м;
р - об'ємна маса подрібненої сировини; р = 0,9÷1,0 т/м 3 ;
r - тривалість обороту преса за хв; ця величина встановлюється для кожного виду сировини. Для вилучення соку з мезги, крім пресів, використовують фільтруючі центрифуги, що відокремлюють сік від мезги під впливом відцентрової сили.
З мезги, обробленої пектолітичних ферментів, з метою отримання максимального виходу соку він витягується в дві стадії. У першій стадії мезга центрифугується в осадовій центрифузі до вилучення 75% соку, що міститься в ній; у другій стадії мезга пресується для отримання інших 25% соку. Сік, що отримується в центрифугах, має високу якість, тому що тут мезга не перетирається і в сік не потрапляють частки шкірки та насіння.