Etiket Arşivleri: °Bx

Fruit Juice Processing ( Şemsi PULAT )

FRUIT JUICE PROCESSING

PREPARED BY:ŞEMSİ PULAT

Fruit Juice

Fruit juice comes from squeezed or pressed fruit. Fruit juices and concentrates used in Frucor’s products are chosen for their flavour and quality. Citrus, berry and tropical fruit juices come from all over the world including New Zealand

What does the term Brix (°Brix, °Bx) refer to?

Brix is a measure of the concentration of soluble solids in a solution and is based upon the relationship between the specific gravity and %w/w soluble solids of a pure sucrose solution, i.e.

1° Brix = 1% sugar w/w (weight by weight)

Whilst this relationship is only strictly applicable to sucrose solutions, the Brix provides a useful indication of the soluble solids of a fruit juice. The range of extracted orange juice and grapefruit juice is 9 -12° and for lemon and lime juice 7° Brix.

Measurement of either specific gravity or refractive index is widely used in the fruit juice and soft drink industry to provide a quick, empirical measure of soluble solids in solution.

Why is the Brix value relevant to the production of fruit juice?

The soluble solids to acid ratio is the best criterion to determine citrus quality. The Brix/acid ratio also known as the Maturity Index alters according to the growing regions and the effect of early and late season fruit.

An international code of practice is also available which sets out recognised Brix levels for fruit juices produced from various fruits in order to ensure the high standard expected.

Fruit juice can be adulterated by the addition of various ingredients. Why does this happen and how can it be detected?

The Brix and acid levels of juices are two of the most important parameters which determine the organoleptic (taste) quality of juices. These can be used to help to detect when fraudsters are attempting to import adulterated product into the market place. They do this in order to take advantage of higher prices which tend to occur during times of shortage.

Take for example, apple juice. High acid apple juices are preferred to sweet apple juices by a majority of consumers. In times of shortage, the prices of the high acid apple juice tends to be higher, therefore increasing the potential risks of possible adulteration by people who want to take advantage of the higher prices.

In the past the industry has discovered synthetic D-malic acid in adulterated juice. D-malic acid is not naturally present in apple juice. Apple juice contains only L-malic acid (L stands for Levogyre and D for Dextrogyre). Techniques can be used to detect both D and L forms in apple juice, hence determining whether a juice has been tampered with.

What is ‘Juice from Concentrate’?

This term may be found on packs of pure fruit juice. In this case the fruit has been picked, squeezed and concentrated (through the evaporation of a large quantity of the natural water present in the juice by continuous evaporators) in the country of origin. The ‘concentrated juice’ is then frozen and shipped to the country of use for packing. Fruit juice packers then reconstitute the juice restoring it to its original strength by adding the same amount of water. They use brix and acid ratios to ensure that this meets the internationally recognised standards

So what’s the difference between “Not from concentrate” and “Freshly squeezed juice”?

Not from concentrate juice is taken from fruit which is squeezed in the country of origin and then lightly pasteurised and frozen or aseptically packed for shipment to the country where it will be sold. Freshly squeezed juice is taken from fruit which is shipped to the country of use and squeezed there for immediate use. It may be unpasteurised or lightly pasteurised.

What are the main ingredients in a soft drink?

The basic ingredients of a soft drink are always water, a sweetener, an acid and a flavour. Optional extra ingredients often include fruit and / or fruit juice, carbon dioxide, preservative and colour. Water is always the major ingredient and represents approximately 86% of a carbonated drink, 90% of a fruit juice and 100% of bottled waters

How much acid is used in a soft drink?

The amount of acid used in soft drinks depends on the individual product recipe and the type of acid used; the stronger the acid the less is required to make the final drink. For example very little phosphoric acid needs to be added to a cola drink as it is a very strong acid.

B: Fruit Juices% acidpH levelOrange0.75 – 1%3.4 – 3.6Apple [5]0.4 – 0.7%3.4 – 3.8Grapefruit1.1 – 1.6%3.2 – 3.4Pineapple0.4 – 1%3.3 – 3.7Lemon4.6 – 6.4%3.0 – 3.2Tomato [6]0.3 – 0.45%4.0 – 4.5Sweetened

Why do soft drinks contain sugar?

A number of soft drinks, such as pure fruit juices, dilutables, squashes and juice drinks, contain natural fruit sugars (sucrose, fructose and glucose). It is also a fact that humans have a preference for products which taste sweet. So sugars are normally added to assist taste

Water

Water is the major ingredient in all soft drinks. It represents at  90% of a fruit juice

Which vitamins can be found in soft drinks?

In general, any soft drink which contains a quantity of fruit juice as an ingredient will contain some amount of vitamins. In addition it is becoming increasingly popular for manufacturers to add a variety of vitamins to the final product.

For example in pure fruit juice there are often significant levels of folates (folic acid) present. These aid the development of genetic material and are involved in red blood cell production. A deficiency or low level in the diet can cause gastrointestinal disorders, anaemia and cracking of the lips, particularly for premature infants and pregnant women.

Vitamin C, essential for the structure of bones, cartilage, muscle and blood vessels, and maintenance of capillaries and gums and the absorption of iron is found in citrus fruit juices in particular but also at varying levels in other fruit juices. Vitamin C is very sensitive to oxygen and heat but modern processing and packaging, such as resealable cartons and bottles, reduce the potential losses of vitamin C. For example a 250ml glass of orange juice contains up to 120mg of vitamin C, 200% of the recommended daily amount, and a 250ml glass of blackcurrant squash contains approximately 14 mg of vitamin C, nearly 25% of the recommended daily amount

Which drinks are most likely to include preservatives and why?

Not all soft drinks contain preservatives. The need for a preservative is dependent upon the type of product and the processing used. For example aseptically filled or in-pack pasteurised drinks do not require preservatives. In addition the presence of carbon dioxide prevents mould growth and high levels of acidity and carbonation also help to inhibit the growth of yeasts and lactic acid bacteria.

However the presence of fruit or fruit juice in a product provides additional nutrients which may enable organisms to grow despite the high levels of acidity and/or carbonation. Therefore the soft drinks most likely to ferment are mildly acid types with low carbonation and containing fruit juice. In these cases a preservative must be added to prevent microbiological spoilage

 1  Processing the Fruit into Juice  

Once the fruit is pressed the juice can be concentrated. The concentration process involves heating the juice to evaporate some of the water contained in the juice, while still maintaining the taste. This removal of water makes the concentrate a lot easier and cheaper to transport – which is particularly important given that some of our exotic juices, like Calamansi, come from far away places!

The concentrates may be blended with other fruit such as guava, mango or orange, depending on the juice variety being produced. The essences or flavours that were recovered during the juice concentration process, are added back at this stage to ensure the distinct aroma of the juice is maintained. Ascorbic acid (Vitamin C) is also added here to replace what has been lost during processing. These natural flavours are declared on the ingredients panel, in line with the requirements of the new food standards.

The blended concentrates are then diluted with water to create a single strength juice, the same strength as the juice was when it was pressed from the fruit. The juice is then ready to be filled into bottles, cans or cartons

  Bottling Juice  

Ever wondered how juice made from concentrate is bottled? The following provides a step-by-step guide to making your own bottling line and producing your own juice

Juices are mixed together.
The juice is transferred
and stored in tanks

The juice is pastuerised

Pasteurisation is a heat treating process that destroys natural micro-organisms and maintains the quality of the juice. A similar process is also used for many milk and food products and has been safely used for decades.

Micro-organisms are always floating in the air around us. These are the same things which cause fruit to “go off” or spoil in your fruit bowl at home. When juice concentrate is diluted during production, it’s exposed to the air and a very low level of micro-organisms. If these organisms are not removed, they will feed on and spoil the juice, causing yeasts and mould to grow.

The way we remove any micro-organisms is to pasteurise or heat treat the juice. Quick heating, then cooling ensures that the juice maintains the best possible flavour.

The trick then is to get the pasteurised juice into an airtight container without any further exposure to micro-organisms

The bottles are hot filled

The bottles are capped then cooled with water spray in a cooling tunnel.

The bottles are then date coded with expiry date (usually 9 months

The bottles are packed into trays and shrink-wrapped on pallets

The pallets are labelled with use by date.

Quality control occurs usually 7 days incubation and testing

COMMON JUICE PRESERVATIVES AND ADDITIVES

Ingredient                        ( Use)

Sulphur Dioxide (Retards microbial and enzymatic activity )

Benzoates (Antimicrobial @ pH <4.5 )

Sorbates (Antimicrobial @ pH <6.5 )

Carbon Dioxide (pH reduction, anaerobic atmosphere )

Ascorbic Acid (Retards enzymatic browning )

Dimethylpyrocarbonate (Antimicrobial )

 Unit operation involved in juice manufacture

      Mass transfer                         Fruit delivered, dry cleaned

Extraction                               Washed

Separation                             Sized, graded

Separation                             Peeled, cored and deseed

Size reduction                       Crushed, comminuted

Pressure application             Juice extracted

Separation                            Solids screened

Deaeration                            Oxygen removed

Centrifugation                       Solids separated

Filtration                               Clarification

Fluid flow                              Juice transferred, pumped

Heat transfer                        Enzymes inactivated, juice  pasteurized and cooled

Concentration/evaporation   Volume reduction, stability

Mass transfer                       Packaging, shipping

( Generalized juice flow Chart

  1. Fruit production6. Yield and quality sampling2. Load weighing and recording7. Segregated storage3. Fruit unloading8. Fruit washing4. Rough grading, debris removal9. Final grading and sizing5. Grading and cull removal10. Extractor surge bin

Flowchart of the process

Preparation of the fruit

Fruit should be washed in clean water, peeled and the stones removed. All fruit should be ripe and free from bruising. Any rotten or bruised fruit should be thrown away as this will spoil the flavour of the juice. Pineapple contains an enzyme that damages the skin.

Therefore, gloves should be worn when handling pineapple. The juice must be heated to a higher temperature for a longer time to destroy the enzyme (it must be boiled for 20 minutes). Soft fruit, such as berries and apricots, are delicate and should be handled carefully to avoid bruising

Added Ingredients

Pure fruit juices have no added ingredients, but sometimes preservatives such as sodium benzoate or citric acid are added. Fruit squashes have sugar added to preserve the squash after opening

Sugar

Sugar is added to fruit juice to make a fruit squash or cordial. It is added to give a final concentration of 12-14% sugar. The amount of sugar present in the fruit has to be taken into account when calculating the amount of sugar to add. The amount of sugar added to a fruit squash is also determined by consumer taste and demand for sweetness. The amount of sugar syrup to be added to the juice to give a final concentration of 12-14% can be calculated by using the Pearson Square. Sugar syrups should be filtered through a muslin cloth to remove particles of dirt that are present in the sugar.

Pulp/Juice Extraction

Juice is extracted in a number of different ways – steaming, reaming, pressing and pulping. Fruit can be pulped in a liquidiser. A range of fruit presses are available to extract the juice. Some machines combine pressing with filtration to remove the fine particles. To make fruit squash or cordial, the extracted fruit juice is mixed with sugar syrup to give a final sugar concentration of 12-14%. See added ingredients.

Filtration

To make clear bright juice, the juice should be filtered to remove the fine suspended particles. The juice can be strained in a muslin cloth bag, or filtered using a steel filter. Pectic enzymes are sometimes added to the juice to break down the pectin which is naturally present and which gives the juice a cloudy appearance

Fill and seal

At the small-scale, containers can be filled simply using a funnel and a jug. For larger scale operations a range of filling machines are available. The juice containers should be thoroughly washed and sterilised before filling. Bottles that are recycled should be checked for cracks and chips. Only new caps should be used for sealing the bottles

Heat Treatment/Pasteurise

At the small-scale, the filled bottles of juice can be pateurised in a stainless steel, enamelled or aluminium pan over a gas flame.
Care should be taken to avoid localised overheating.

A range of small-scale pasteurising units are available. To make fruit squash, the sugar syrup is heated to boiling in a large pan.
A measured amount of syrup is mixed with the fruit juice in a stainless steel pan, which increases the temperature of the juice to 60-70deg C.

The juice/syrup mixture is quickly heated to pasteurising temperature and hot filled into sterilised bottles and sealed. Fruit juice is pasteurised after it has been bottled.

The filled bottles are heated in boiling  water for 5-10 minutes depending on the size of the bottle.
Both the time and temperature of pasteurisation are critical to achieve the correct shelf life and to retain the colour and flavour of the juice

Cooling

After heating, the bottles are cooled to room temperature by immersing them in clean cold water. If the bottles are cooled too quickly they will crack and break

General

All equipment must be thoroughly cleaned each day to prevent contamination by insects and micro-organisms

Preservatives – permitted levels in fruit products

The use of chemical preservatives is regulated by maximum permitted levels. These amounts vary between countries. Processors should check with their local authorities for the local regulations and for the regulations in the country of sale.
Chemical preservatives cannot be used to cover up for poor quality raw materials. They are only added as a precaution to extend the shelf life of products by inhibiting microbial spoilage.
Some chemical preservatives can taint the flavour of fruit juices if the recommended level is exceeded. Some consumers prefer to consume fruit juices with no chemical additives. They may be prepared to pay a premium for these products

Recommended additives to inhibit micro-organisms

Both potassium sorbate and sorbic acid are used to inhibit microbial growth. Potassium sorbate is more water soluble than sorbic acid, but about 25% more of the sorbate is needed to acheive the same level of protection. Potassium sorbate is made into a concentrate for dipping and spraying fruit and vegetable products. Sorbates are effective at retarding the growth of many food spoilage organisms. They have many uses because of their milder taste, greater effectiveness and broader pH range (up to 6.5) when compared to either benzoate or proprionate. In foods with a very low pH, sorbate levels as low as 200ppm may give adequate protection. The solubility of potassium sorbate is 139g per 100ml at 20deg C. It can be used in beverages, syrups, fruit juices, wines, jams, jellies, pickles

Sodium benzoate is used as a preservative in acidic foods, where it is mainly used to prevent the growth of yeasts and moulds. Most yeasts and moulds are inhibited by levels of 0.05-0.1%. Benzoates are used in fruit juices, candied fruit peel, pie fillings, pickled vegetables, relishes and cheeses. Sodium benzoate is most effective in foods with a pH of 4.0 or lower.

Recommended additives to reduce PH

Organic acids, which are both naturally present in foods during fermentation or which are added to foods during processing, have been used for many years for food preservation. The most commonly used organic acids include citric, succinic, malic, tartaric, benzoic, lactic and propionic acids.

Citric acid is found in citrus fruits. This acid is more effective than acetic and lactic acids at inhibiting the growth of thermophilic bacteria.
Malic acid is widely found in fruit and vegetables. It inhibits the growth of yeasts and some bacteria due to a decrease in pH.
Tartaric acid is present in grapes and pineapples.
Benzoic acid is the oldest and most widely used preservative. It occurs naturally in cranberries, raspberries, plums, prunes, cinnamon and cloves.
Benzoic acid is primarily used as an antifungal agent in fruit-based and fruit beverages, fruit products, bakery products and margarine. Lactic acid is not naturally present in foods, but is formed during fermentation of sugar by lactic acid bacteria. Lactic acid inhibits the growth of spore forming bacteria at pH 5.0 but does not affect the growth of yeast and moulds.
Propionic acid occurs in foods by natural processing. It is found in Swiss cheese at concentrations of up to 1%. It is effective against moulds and bacteria.

Sulphuring or sulphiting

Sulphur dioxide is used to preserve the colour and increase the shelf life of dried foods. There are two main methods of adding sulphur to foods – sulphuring and sulphiting. Sulphuring is more common for fruits and sulphiting for vegetables. Sulphuring uses rock sulphur which may be more readily available than sodium or potassium metabisulphite. One of the disadvantages of sulphiting is that it wets the fruit (the fruit is dipped into a solution of metabisulphite). This prolongs the drying period required

 Sulphuring

Sulphuring involves burning elemental sulphur in an enclosed chamber. Sulphur dioxide gas is given off, which is absorbed by the food. The sulphur chamber is either a cabinet or tent in which perforated trays are stacked on top of each other. Food is placed on the trays inside the cabinet. The sulphur is placed in a box close to the trays and allowed to burn for 1-3 hours. A simple sulphur tent can be made from a rack of shelves that are covered with an airtight polythene sheet. It is essential that the cover does not have holes and that it is firmly anchored down at the ground to prevent sulphur dioxide gas from escaping. The amount of sulphur used and the time of exposure depends on the commodity, its moisture content, the sizes of the pieces and the permitted final levels in the product. For most fruits, 5-6g of sulphur per kg of food is adequate. For most vegetables, 10-12g sulphur per kg food is sufficient. Sulphuring should always be carried out in a well-ventilated place – preferably outdoors – as the fumes of burning sulphur are unpleasant and can be dangerous if inhaled. Sulphur dioxide gas is corrosive, therefore the cabinet used for sulphuring should not be made of metal. Wooden or plastic-coated metal shelves should be used within a wooden cabinet or a polythene tent.

 Sulphiting

Sulphiting uses sulphite salts such as sodium or potassium sulphite or metabisulphite. The fruit or vegetable is either soaked in a sulphite solution or, if the commodity is being blanched in water, sulphite can be added to the blanching water.
Adding sulphite to the blanching water is attractive since it combines two operations into one. However, if the vegetables are steam blanched, or if they are not blanched at all, they need to be dipped into a sulphite solution.
The strength of the sulphite solution and the dipping, spraying or blanching times depend on the type, size and composition of fruit or vegetable.
Dipping and spraying sulphite are not generally recommended for small-scale processors. Immersion blanching in a sodium metabisulphite solution is the most appropriate method, provided that the chemicals are available locally.
Sulphiting must be controlled accurately to obtain the correct levels of SO2 in the food. Too much SO2 gives the food an unpleasant smell and may be illegal according to local permitted levels. The strength of sodium metabisulphite solution is expressed as parts per million (ppm) or mg per kg. As a conversion, 10,000ppm SO2 is equivalent to a 1% solution. 1.5g of sodium metabisulphite dissolved in 1 litre of water will give 1000ppm (0.1%) SO2. The most practical way to make a sulphite solution is to prepare a stock solution of 8,000ppm (0.8%). This is done by dissolving 12g (2.5 level teaspoons) sodium metabisulphite in 1 litre of water. The stock solution can be diluted by adding extra water to give weaker solutions


Buhar Ekonomisi Sağlayıcı Yöntemler

Buhar Ekonomisi Sağlayıcı Buhar Ekonomisi Sağlayıcı Yöntemler

Buhar ekonomisi açısından evaporatörler Tek aşamalı evaporatörler Çok aşamalı evaporatörler

Buhar kullanımı aşama sayısı ile doğru orantılı olarak azalır.  Tek aşamalı: 1 kg suyun buharlaşması için ~ 1 kg buhar Ø 2 aşamalı: 1 kg suyun buharlaşması için ~ 1/2 kg buhar 3 aşamalı: 1 kg suyun buharlaşması için ~ 1/3 kg buhar harcanır.

Buhar ekonomisi sağlayıcı diğer yöntemler 1. Brüdenin sıkıştırılıp sıcaklığının yükseltilmesi 2. Evapore edilecek meyve suyunun ön ısıtılması

1. Brüdenin sıkıştırılıp sıcaklığının yükseltilmesi Brüde adyabatik olarak sıkıştırılır ve sıcaklık derecesi yükseltilirse evaporatörde tekrar sıcak buhar olarak kullanılabilir. Brüdenin sıkıştırılması, termokompresyon Øturbokompresyon

Termokompresor Yüksek basınçlı buhar bir memeden hızla çıkarken, buhar basıncı kinetik enerjiye dönüşerek, yüksek basınçlı buhar büyük bir hıza ulaşır ve düşük basınçlı buharı beraberinde sürükleyerek, onu sıkıştırır. Böylece, buhar ve brüde karışımı, ısıtmada kullanılacak niteliğe kavuşur. Bu yolla soğutma suyu kullanımı da azalır.

Turbokompresör Brüde, bir mekaniki kompresör (turbokompresör) ile de sıkıştırılabilir. Böylece evaporatörde, bir kondensatöre gereksinim kalmaz ve soğutma suyu sarfiyatı da ortadan kalkar. L Sabit yatırım ve çalıştırılmasında elektrik sarfiyatı çok fazladır, bu nedenle evaporatörlerde pek uygulanmaz.

2. Evapore edilecek meyve suyunun ön ısıtılması Ø Brüde doğrudan bir ısı değiştiricide ısıtıcı buhar olarak kullanılarak, soğuk meyve suyu bir miktar ısıtılır. Bu ısı değiştirici kısmen bir kondensatör olarak görev yapar. Ancak brüdenin tam olarak kondensasyonu sağlanamadığından, bunu takiben sistemde ayrıca bir kondensatör yer almalıdır. Böylece, soğutma suyu tasarrufu da sağlanmaktadır. Ø Kondensat (yoğuşmuş olan yüksek basınçlı buhar), evaporatore giren soğuk meyve suyunun ısıtılmasında kullanılır. Özellikle çok aşamalı evaporatörlerde, ilk aşamadan uzaklaşan kondensatın sıcaklık derecesi, meyve suyunun giriş sıcaklığını ilk aşamadaki kaynama derecesine yükseltebilecek düzeydedir. Bu amaçla bir ısı değiştiriciden yararlanmak yeterlidir.

Evaporatör çeşitleri

Kısa Borulu Evaporatörler Ø Kesikli çalışır. Ø Her partinin konsantrasyonu 1- 6 saat sürer.  Yeterli bir ısı transferi sağlayabilmek ve ısıtma alanını uygun düzeyde tutabilmek için, yüksek sıcaklık derecesi farkında (ΔT = 30-45 °C ) çalışmak gerekir.  Sadece ısıya duyarlı olmayan ürünlerin konsantrasyonuna uygundur; çünkü konsantre edilen ürün, uzun süre yüksek sıcaklık derecesinde kalır.  Daha çok salça üretiminde kullanılır.

Tırmanan Film Evaporatörler  Besleme alttan yapılır.  Meyve suyu boruda yükselirken ısınıp kaynar.  Oluşan buhar boruların ortasından hızla yükselir.  Boru yüzeylerinde film halinde meyve suyu, ortada ise brüde bulunur.  Meyve suyunun borularda kalış süresi 1 dak.

İnen (düşen) Film Evaporatörler  Besleme üstten yapılır Ø Meyve suyu, boru iç çeperlerinden film halinde inerek hızla ısınır (film kalınlığı ~ 0.1 mm)  Meyve suyunun kalış süresi 1 dak.  Sıvı dolum hacmi çok küçüktür.

Zorlamalı sirkülasyonlu (flash) evaporatörler  Sıvı dolum hacmi fazla Ø Meyve suyunun evaporatorde kalış süresi min 30 dak.  Yüksek viskozitesi nedeni ile film haline getirilemeyen sıvılar için uygun  Pulpların konsantre edilmesine ve salça üretimine uygun

Sıyırma film evaporatörler  Rotorun dönüşüyle ms silindirin iç duvarına ince film halinde yayılır  Ms filmi santrifüj ve yer çekimi etkisiyle spiral şekilde yukardan aşağıya kayar ve çok güçlü bir evaporasyon olur.  Ms.nun evaporatorde kalış süresi çok kısadır. (30 saniye, 12 Bx → 72 Bx)

Plakalı evaporatörler  4 plaka 1 üniteyi oluşturur (1. buhar, 2. ms, 3. buhar,4. ms)  Ms, ilk hücrenin plaka yüzeyinde tırmanan film, ikinci ms hücresinde düşen film şeklinde hareket eder.  Meyve suyunun evap.de ort. kalış süresi 20 saniye

Santrifüj evaporatörler  Dönüş etkisiyle ms iç yüzeye film halinde yayılır  Toplam ısı transfer katsayısı çok yüksektir  Meyve suyunun kalış süresi 1 saniyeden daha azdır.

Düşük sıcaklık evaporatörleri  Isıya çok hassas sıvılar için uygun  Bir soğutma makinası gibi çalışır. Ø Soğutma makinası kondensatöründeki ısı, meyve suyunu ısıtır. Brüde ise,soğutma makinasının evap. ile yoğunlaştırılır. Kompresörde amonyak kullanılır.

Evaporatör Yardımcı Cihazları ØKondensatörler Vakum pompaları Konsantre soğutucuları Kontrol cihazları

Kondensatörler Evaporasyonun aynı koşullarda kesiksiz sürdürülebilmesi için brüde düzenli ve etkili bir şekilde sistemden uzaklaştırılmalıdır (oluşan buharın hacmi çok fazla) Evaporatörde meydana gelen buharı düzenli bir şekilde emen ve yoğunlaştıran cihaza “kondensatör” denir. Kondensatörler; Øyüzeysel kondensatörler püskürtmeli kondensatörler

Yüzeysel kondensatörler  Borusal veya plakalı bir ısı değiştiriciden oluşur. Buhar, soğuk su ile karışmaksızın yoğunlaşır.  Isınmış olan su, buhar üreticisinin beslenmesinde veya temizlikte kullanılabilir. Isı değiştiricinin bir bölümü, meyve suyu ile temas edebilir nitelikte materyalden yapılırsa, kondensatörün bu bölümünden soğutucu olarak meyve suyu kullanılabilir; böylece soğuk meyve suyuna ön ısıtma uygulanmış olur.

Püskürtmeli kondensatörler  Brüde üzerine su püskürtülerek yoğunlaştırılır. Böylece yoğunlaşmış brüde ile soğutma suyu karışarak, brüde gizli ısısı doğrudan suya transfer olur.  “Kontakt kondensatörler” de denir.  Püskürtmeli kondensatörlerin sabit yatırım masrafı daha düşükse de, su sarfiyatı çok fazladır.

Büyük bir hacim kaplayan buharın, kondensatörde aniden yoğunlaşması, burada bir düşük basınç oluşmasına neden olur. Düşük basınç, evaporatördeki Düşük basınç brüdeyi düzenli bir şekilde dışarı doğru emen esas etkendir.  Evaporatörde kaynayan sıvıdan, su buharı ile beraber, sıvıda çözünmüş gazlar da ayrılarak kondensatöre ulaşır. Kondensatörde toplanan bu gazlar, bir süre sonra gittikçe artan bir basınca neden olur, böylece gerekli vakum sağlanamaz. “kondense olmayan gazlar” denen bu unsurların kondensatöre bağlı bir vakum pompasıyla uzaklaştırılması gerekir. Böylece evaporatörlerde istenen düzeyde vakum sağlanabilir.

Yüzeysel kondensatörlerde oluşan kondensat vakum kırılmadan bir pompa ile sistemden devamlı uzaklaştırılır. Özel pompalar sayesinde içeri hava kaçmaz.  Püskürtmeli kondensatörlerde çok fazla su kullanıldığından, su ve kondensat karışımının pompa ile uzaklaştırılması çok masraflıdır. Bu nedenle bunlara “barometrik kolon” eklenir (barometrik kondensatörler)

Kolonun kondensatöre açılan ucunda vakum, alt ucunda ise normal atm basıncı vardır.  Kolon, yoğunlaşmış brüde ve soğutma suyunu vakum bulunan bölmeden, diğer tarafa güç sarfetmeden iletir.

Barometrik kondensatörler çok yer kapladığı için “yarı barometrik” kondensatörler kullanılabilir.  Ayrıca bir pompaya ihtiyaç vardır.  Pompanın işletme masrafı çok yüksektir.

Vakum Pompaları Kondense olmayan gazları emerek uzaklaştırır. o mekaniki pompalar o buhar ejektörleri o su halkalı vakum pompalar  Yaygın olarak kullanılan, buhar ejektörleridir; bunlar termokompresörde belirtilen ilkeye göre çalışırlar.

Konsantre soğutucuları Evaporatörü terk eden konsantre, yaklaşık 60 °C civarında bulunur. Depolamadan önce, min 10-15 °C’ye kadar soğutulmalıdır. ØSoğutma; konsantre soğutucu denen cihazda, bir buhar ejektörü yardımıyla sağlanan kuvvetli vakum altında tutularak yani evaporatif yolla (flash evaporatör) yapılır. Böylece, konsantrenin 5 °C’ye kadar soğutulması mümkün olmaktadır. J Evaporatif yolla soğutmada brix derecesinde doğal olarak 2-3 birim kadar bir yükselme belirir.

Kontrol cihazları Kontrol altında tutulması gereken unsurlar; vbasınç vsıcaklık vevaporatör beslemesi Örneğin; beslemede % 3 kadar azalma, üretilmekte olan konsantrenin brix derecesinin 50’den 70’e yükselmesine neden olur. vüretilen konsantre miktarı ve briksi

Evaporator seçimi Uygulanan sıcaklık ve süre konsantre edilecek meyve suyunun nitelikleri (ısıya duyarlığı, viskozitesi vs.) elde edilecek üründe ulaşılmak istenen kalite sabit yatırım ve işletme masrafları evaporator kapasitesi “saatte evapore edilen su miktarı”

Konsantrelerin Depolanması Meyve suları, eğer mikrobiyolojik açıdan bozulmadan saklanmak isteniyorsa, kuru madde içeriği mutlaka % 68’e ulaşana kadar konsantre edilmelidir. 68 °Bx ve üzerindeki konsantreler içi laklı veya polietilen torba yerleştirilmiş 200 litrelik metal varillere veya son yıllarda yaygın olarak uygulandığı gibi doğrudan plastik materyalden yapılmış varillere doldurulup, serin bir depoda olabildiğince düşük sıcaklıkta, tercihen +10 °C’nin altında depolanmalıdırlar.

68 °Bx derecesinin altında üretilmiş konsantreler, mikrobiyolojik yolla kolaylıkla bozulabileceklerinden, mutlaka dondurulmuş halde, -10 °C’nin altında, tercihen -18 °, -20 °C’lerde depolanmalıdırlar. Ø Briks derecesi hangi düzeyde olursa olsun, turunçgil suyu konsantreleri dondurulmuş halde, -18°, -20 °C’lerde depolanmak zorundadır. Aksi halde başta renk ve flavor nitelikleri hızla değişerek kalitelerini kaybederler.

Ozmotolerant mayalarla bozulmalara dikkat! Konsantre ambalaja ılık olarak doldurulup kapatılırsa, daha sonraki düşük depolama sıcaklıklarında ambalajın tepe boşluğundaki su buharı konsantre yüzeyinde damlacıklar halinde yoğunlaşır. Böylece ozmotolerant mayaların gelişebileceği briks düzeyi oluşur. Mayaların faaliyeti sonucu briks hızla düşer ve bozulma tüm ürüne yayılır.

Aroma Ayırma

Aroma;  Meyvelerin flavorunu oluşturan en önemli unsur  Bir meyvedeki aroma sayısı bazen yüzlerce ifade edilebilir, ama her birinin miktarı çoğu kez mikrogram/L düzeyinin altındadır. Hepsinin toplam miktarı ise ancak en çok 100 mg/L düzeyine ulaşabilir.  Aroma komponentleri, çeşitli alkoller, aldehitler, ketonlar, esterler, hidrokarbonlar vb. gibi bileşik gruplarından oluşur.

Kolay uçucu özelliktedir. Meyve sularının konsantre edilmelerinde uzaklaştırılan brüde, beraberinde o meyveye özgü aroma bileşiklerini de sürükleyip götürür. Bu nedenle, konsantrasyondan önce “aroma ayırıcılarda” aromanın ayrılması zorunludur.

Aroma hangi aşamada ayrılmalıdır?  Aroma genellikle durultmadan önce uygulanır; böylece daha güçlü bir aroma konsantresi üretilebilir. Bu şekilde bir uygulama ile, depektinizasyon aşaması için gerekli ısıtma da sağlanmış olur.  Presten alınan meyve suyu, gerekirse bir separatörden geçirildikten sonra, doğrudan aroma tutucuya verilerek aroması ayrılır. Aroması alınmış ve kısmen, konsantre olmuş meyve suyu, aroma ayırıcının plakalı soğutucusunda, depektinizasyon sıcaklığı olan 45-50 °C’ye kadar soğutularak tanklara alınır. Depektinizasyon sonunda berraklaştırılıp (durultulup) filtre edilerek evaporatöre verilir.

Bir meyve suyundan ayrılan aromanın nitelikleri,  meyve çeşidine, Øyetişme yöresine meyvenin depolanmış olup olmadığına, meyve suyunun üretiminde uygulanan işlemlere aroma ayırma yöntemine göre değişir.

Aroma ayırıcılar, bir evaporator ile, brüdeden evaporator aroma maddelerini ayıran “ters akım destilasyon ters akım destilasyon kolonundan” ibaret bir sistemdir. kolonundan Meyve suyunun bir kısmı aroma tutucunun evaporator bölümünde buharlaştırılır ve elde edilen brüde bir separatörde, meyve suyundan ayrılır. Brüde, bir zıt akım kolonuna (rektifikasyon kolonu) verilerek aroma konsantresi ile suya ayrılır ve su kısmı atılır.

Rektifikasyon kolonunda yukarı doğru yükselen brüde, kısmen yoğunlaşarak geri akar. Fraksiyon kolonunda yukardan aşağı doğru bir sıvı akımı, aşağıdan yukarı doğru ise buhar (brüde) akımı vardır. Böylece brüde kolonda, yoğunlaşmış suya ve aromaca zengin buhara ayrılır. Yoğunlaşmış brüde genellikle “Lutter suyu” adını Lutter suyu alır ve kolonun altından atılır.

Aromatik maddelerce çok zenginleşmiş az miktardaki buhar ise, kolonun son kısmındaki kondensatörde yoğunlaştırılır ve yıkama kolonuna verilir. Kondensatörde yoğunlaştırılamamış gazların (karbondioksit, azot, oksijen) içinde, çok düşük derecelerde uçabilir aroma maddeleri bulunduğundan, bunlar da yıkama kolonuna geçerler ve kondansatörde ayrılmış aroma konsantresi yardımıyla yoğunlaştırılıp, kondense olmayan gazlardan ayrılırlar. Böylece yıkama kolonu altından aroma konsantresi alınır.

Rektifikasyon kolonları, dolgulu kolon, elek tablalı kolon Ø çan tablalı kolon şeklinde olabilir. En yaygın olarak kullanılan dolgulu kolonlarda, kolonun içi çeşitli şekillerdeki porselen veya metal parçacıklarla yani rasching halkalarıyla doldurulmuştur. Böylece, kolonda yoğunlaşan su, bu parçacıklar üzerinden ve arasından, ince bir film halinde aşağı akarken kolonun altından yukarı doğru yükselen brüde ile çok geniş bir yüzeyde karşılaşır, adeta yıkanır ve kolonun üstüne ulaşan buhar, aromatik maddelerce çok zenginleşmiş olur.

Aroma konsantresi Renksiz, berrak bir sıvıdır. Økonsantrasyon derecesi önemlidir. “kaç litre meyve suyundan ne kadar aroma konsantresi alındığı“ nı ifade eder. Örneğin, 250 litre meyve suyundan 1 litre aroma konsantresi elde edilmişse, konsantrasyon derecesi 1 : 250 dir. Buna “mekaniki konsantrasyon” da denir. Ø1 : 150 ile 1 : 1500 arasında mekaniki konsantrasyonda aroma ayıran cihazlar vardır.

Konsantrasyon derecesi arttıkça, elde edilen aroma konsantresinin depolama ve taşıma kolaylığı yükselir, ama bu tip aromalarda, meyvenin bazı aromatik unsurları kaybolur. Yani; konsantrasyon derecesi artırılırken bazı aromatik maddeler kaybedilmektedir. Örneğin 1 : 150 konsantrasyondaki aroma konsantresi, 1 : 500 olandan daha zengin ve üstün niteliklerdedir

Aroma konsantresinin depolanması Aroma konsantresi, buharla sterilize edilmiş cam damacanalarda saklanır. Hava oksijeninin, aroma maddelerinin zamanla bozulmasını önlemek için, konsantre damacananın ağzına kadar doldurulur ve hava almayacak şekilde kapatılır. Serin ve karanlık depolarda (2-3 °C) saklanır. Büyük çapta aroma üretilmesi halinde, aroma konsantresi steril tanklarda da depolanabilir.

Aroma tutucularda en önemli konulardan birisi, meyve suyundan buharlaştırılması gereken su oranıdır. Her meyve suyunun aromasının uçuculuk özelliği farklıdır. Bir meyve suyunun aroma bileşiklerinin uçuculuğu, sıcaklığa ve çözündüğü ortamın niteliklerine bağlıdır. Ø Bir meyve suyunun aramasının uçuculuğu, “suya göre nisbi uçuculuk” olarak tanımlanır. Örneğin elma suyunun aromasının uçuculuğu, suya göre; 21.9 misliyken çilek aromasınınki sadece 1.34 mislidir. Nisbi uçuculuk ne kadar yüksekse, o meyve suyundan aromanın ayrılması için gerekli evaporasyon oranı o kadar düşüktür.

“Döner Konik Kolon” (Spinning Cone Column-SCC) Geleneksel aroma ayırma yönteminde, sıvıfazdaki aroma komponentlerinin gaz fazına geçirilebilmesi için meyve suyu ısıtılır; yani ısı enerjisinden yararlanılır. “Döner Konik Kolon” (Spinning Cone Column-SCC) ünitelerinde ısı enerjisi kullanılmaksızın bir taşıyıcı gaz yardımıyla aroma ayrılmakta, böylece ne aroma ve ne de meyve suyu ısıdan zarar görmemektedir.

Döner Konik Kolon SCC aroma ayırma ünitesi, paslanmaz çelikten üretilmiş dikey bir kolon şeklindedir. Kolonun içi, bir tane sabit, bir tane dönen olmak üzere üst üste yer alan koniler serisinden oluşur.

Aroması ayrılacak meyve suyu, veya pulpu, kolonun tepesinden beslenir. Meyve suyu koniden koniye geçerek ve koni yüzeylerinde ince bir film oluşturarak aşağıya doğru yoluna devam eder. Ø Meyve suyunun yukarıdan aşağı doğru hareketine karşı, aromayı meyve suyundan çekip alacak ve taşıyacak gaz (çoğunlukla N ) kolonun altından 2 beslenir. Azot gazı yukarıya doğru, ancak koniler arasından geçerek yoluna devam eder.  Aroma komponentlerince zenginleşmiş gaz, kolonu terk ederek yoğunlaştırma ünitesine ulaşır. Burada, aroma bileşikleri soğutularak yoğunlaştırılır ve aroma konsantresi halinde gazdan ayrılır.

Döner konik kolon sistemleri, aroma ayırma dışında; Øturunçgil sularından kabuk yağını uzaklaştırma (deoiling) Ømeyve sularından istenmeyen uçucu bileşikleri, örneğin S0 ‘yi uzaklaştırma, 2 Øturunçgil kabuk yağlarından terpenleri ayırma, Øbir materyalden alkole aktarılmış aroma bileşiklerini alkolden ayırma gibi amaçlarla da kullanılabilir.