Производство концентрированных томатных продуктов начинается с изготовления протертой томатной массы (пульпы), которую затем уваривают до требуемого содержания сухих веществ.
Технологический процесс получения протертой томатной массы строится по следующей схеме: подача томатов в переработку; мойка сырья; инспекция; ополаскивание плодов и стекание воды; отделение семян; дробление томатов; подогревание массы; протирание массы.
Подача томатов в переработку. Для подачи томатов в переработку широко используют гидравлические транспортеры. Гидравлический транспортер представляет собой канал, имеющий уклон 8—12 мм на 1 м. По каналу протекает вода, которая подает томаты в нужном направлении, одновременно промывая их.
Гидравлический транспортер чаще всего устраивают в виде бетонированного канала, расположенного в полу. Борта канала слегка выступают над полом. Канал перекрывается съемными металлическими плитами или досками. Стоки на сырьевой площадке направлены в сторону канализационных трапов, так чтобы промывные воды не попадали в транспортер.
Рукава транспортера должны охватывать всю сырьевую площадку, чтобы можно было подавать сырье из любой ее точки.
При наличии нескольких производственных томатных линий должна быть предусмотрена возможность передачи сырья из одного канала в другой. Подачу потока в том или ином направлении регулируют при помощи шарнирно укрепленных заслонок.
Наибольшей скорость потока будет при полукруглом сечении русла, соответствующем максимальному гидравлическому радиусу. Однако на практике во избежание заиливания русло делают чаще всего овального сечения. Скорость движения потока вода — томаты составляет 0,4—1,0 м/сек.
Для улавливания тяжелых посторонних примесей (камни, гвозди от ящиков и пр.) в руслах транспортера устраивают ловушки в виде углублений или невысоких перегородок.
Гидравлический транспортер расходует 4—5 л воды на 1 кг сырья. Во время гидротранспортирования, как и при других моечных операциях, теряются ценные экстрактивные вещества томатов. Для того чтобы эти потери были невелики, плоды должны быть целыми, без трещин и других повреждений.
Для удобства разгрузки транспорта, доставившего сырье, иногда применяют гравитационные рольганги. Ящики с сырьем передвигаются по роликам под действием силы тяжести благодаря наклону рольганга под углом 1,5—5°. Ролики имеют диаметр 50—75 мм, так что ящик опирается одновременно не менее чем на три ролика. Для удобства обслуживания желательны передвижные рольганги, составляемые из отдельных звеньев.
Механизированная подача томатов на переработку может производиться следующим путем. Автомашины доставляют на завод ящики с сырьем, установленные на поддоне. Автопогрузчик с вилочным захватом снимает с машины штабель ящиков вместе с поддоном и подает его на разгрузочную площадку. Здесь при помощи гидравлического сталкивателя ящики по одному подаются на транспортер, где переводятся из вертикального положения в горизонтальное. Томаты выгружаются в моечную машину, а ящики уносятся транспортером и поступают на санитарную обработку.
На линии томатной пасты «Ланг» производительностью 12,5 г сырья в час ящики с томатами подаются рольгангом на опрокидывающий механизм, который представляет собой решетчатую площадку. При помощи рычага тяга вводится в зацепление с зубчатым колесом, сидящим на валу приемного ленточного транспортера. При этом опрокидывающий механизм поворачивается, выгружая томаты из ящика на транспортер, с которого они поступают в гидрожелоб. Вода распыляется при помощи форсунок, расположенных в начале и в конце гидрожелоба перпендикулярно к направлению движения томатов, что обеспечивает их вращение и интенсивное отмывание. Гидрожелоб длиной 16 м имеет четыре ловушки — углубления, покрытые крупной решеткой. Из гидрожелоба томаты наклонным скребковым транспортером подаются в моечную машину.
Мойка сырья. Томаты моют в вентиляторной моечной машине, которая обеспечивает удаление загрязнений и не повреждает сырья. Расход воды должен составлять 0,7 л/кг томатов. Напор в душевых точках 196—294 кн/м2 (2—3 ат). В качестве связующего звена между гидравлическим транспортером и вентиляторной моечной машиной используют наклонный транспортер или элеваторную моечную машину.
За границей практикуют обработку томатов струями воды, подаваемой под напором 2060—2256 кн/м2 (21—23 ат).
Инспекция, ополаскивание плодов и стекание воды. При инспекции отбраковывают плоды гнилые, плесневелые, битые, пораженные болезнями и сельскохозяйственными вредителями. Отсортировывают также зеленые, недозрелые плоды, которые могут быть использованы для засолки. Кроме того, с плодов удаляют плодоножки. Местные повреждения на плодах, пятна прозелени и другие дефектные места вырезают. Удаляются также случайные посторонние примеси.
Инспекцию сырья производят у транспортера, движущегося со скоростью не более 0,15 м/сек. Для возможности наблюдения за всеми плодами томаты должны быть расположены в один слой. Коэффициент заполнения ленты не должен превышать 0,6. Желательно применение транспортеров с несущей поверхностью, состоящей из вращающихся вокруг своей оси роликов. Ролики поворачивают плоды, что позволяет просматривать их со всех сторон и улучшает качество инспекции. На некоторых томатных линиях вентиляторная моечная машина и инспекционный транспортер объединены в агрегат, обслуживаемый общим роликовым транспортером.
Душевые точки для ополаскивания томатов устанавливают в конце транспортера, но не менее чем за 1 м до места разгрузки с тем, чтобы вода успела стечь с плодов.
Отделение семян. Перед дальнейшей обработкой, заключающейся в подогреве и протирании томатной массы, желательно отделить семена сортовых плодов, которые используют для посева. При протирании же нспрогретых томатов резко увеличивается количество отходов. Поэтому после инспекционного транспортера ставят семяотделитель.
Семяотделитель состоит из вальцов, дырчатого барабана, дробилки, финишера и сборника. Томаты с инспекционного транспортера попадают на вращающиеся вальцы. Поверхнос7ь вальцов имеет продольные зубья, которые раздавливают плоды. Дробленая томатная масса поступает во вращающийся барабан конической формы. Поверхность барабана имеет отверстия диаметром 12 мм, через которые проходят сок и семена. Этому способствуют резиновые прокладки бичей, вращающихся внутри барабана. Мякоть, выйдя из барабана, пропускается через дробилку и поступает в сборник. Сок, предварительно отделенный от семян на финишере, подается в тот же сборник.
Дробление томатов. При отсутствии семяотделителя томаты дробят для облегчения последующих процессов подогревания и протирания. Кроме того, измельченную массу можно транспортировать при помощи насоса по трубопроводу.
Для дробления томатов используют двухбарабанные или быстроходные ножевые дробилки.
Дробленую томатную массу, доставленную на завод с пунктов первичной переработки, сливают в цистерны, откуда перекачивают для дальнейшей обработки. В цистернах нередко наблюдается расслоение томатной массы — внизу скапливается сок, а сверху образуется пена, содержащая частицы кожицы и мякоти. Во избежание расслоения цистерну можно оборудовать циркуляционным насосом или же установить для загрузки массы воронку, оканчивающуюся внизу распределительной трубой и многолопастной пропеллерной мешалкой.
Подогрев массы. Подогрев дробленой томатной массы снижает отходы при протирании с 12 до 3,5—4%. Объясняется это тем, что в томатах содержится нерастворимый протопектин, затрудняющий отделение мякоти плода от кожицы. При протирании непрогретой массы происходят значительные потери мякоти. При подогреве протопектин переходит в растворимый пектин и кожица легко отделяется.
Подогрев способствует сохранению пектина в продукте. При работе без подогрева нерастворимый протопектин уходит в отходы. Пектин обеспечивает однородность массы, препятствуя ее расслоению на сок и мякоть, что нередко наблюдается в продуктах невысокой концентрации.
Предварительный подогрев томатной массы важен также для обеспечения нормальных условий уваривания, особенно если оно ведется при атмосферном давлении. Горячая масса быстро закипает в выпарном аппарате. При этом создаются конвекционные токи и выпаривание протекает интенсивно. Недостаточно прогретая масса в начале выпаривания малоподвижна, что может привести к образованию нагара на поверхности нагрева выпарного аппарата.
При подогреве удаляется воздух, который содержится в межклеточных ходах плодов и остается в дробленой томатной массе. Деаэрация благоприятно сказывается на сохранении витаминов. Удаление воздуха препятствует также вспениванию массы при выпаривании.
При подогреве инактивируются содержащиеся в сырье ферменты и уничтожаются микроорганизмы. Это способствует сохранению химических компонентов томатов. Если оставить непрогретую дробленую томатную массу на 10 мин, то под действием ферментов разрушается до 70% имеющегося в ней пектина.
Дробленую томатную массу подогревают (без выдержки) до 85—95° С. Однако такой подогрев не обеспечивает ее стерильности. Для того чтобы полностью уничтожить плесени и дрожжи и свести содержание спор до 1—3 колоний в 1 мл, протертую томатную массу следует стерилизовать в потоке при температуре 110—120° С в течение 32—35 сек.
Дробленую томатную массу подогревают в трубчатом многоходовом теплообменнике паром давлением 49 кн/м2 (0,5 ат). В таком аппарате вследствие последовательного включения трубок продукт проходит значительный путь (до 35 м), движется с большой скоростью (порядка 0,9 м/сек) и быстро (за 40 сек) подогревается. Благодаря этому устраняется опасность пригорания массы в трубках.
Эффективный подогрев обеспечивает также двухтрубный подогреватель, состоящий из двух труб, смонтированных одна в другой. По внутренней трубе непрерывно проходит подаваемая насосом томатная масса. В межтрубное пространство поступает греющий пар давлением 98,1 —147 кн/м2 (1—1,5 ат). Сдвоенные трубы состоят из 8—12 витков, расположенных один над другим. Путь массы в подогревателе составляет от 20 до 30 м.
Подогреватели рассмотренных типов компактны, экономичны в работе и обеспечивают необходимый подогрев продукта.
На некоторых импортных томатных линиях установлены трубчатые теплообменники, состоящие из нескольких секций. Секции включены последовательно, а трубки в каждой секции параллельно (линия «Ланг»).
Такая схема замедляет передвижение массы в трубках, что снижает коэффициент теплопередачи и способствует пригоранию массы в трубках.
На линии «Манзини» применен подогреватель, представляющий собой горизонтальный двутелый цилиндр. Внутри цилиндра имеется полый вращающийся вал с приваренным к нему полым змеевиком. Продукт прогоняется насосом через цилиндр. Пар давлением 98 кн/м2 (1 ат) подается в рубашку и змеевик. Аппараты этого типа уступают трубчатым по величине поверхности нагрева и компактности.
Протирание массы. Протирание производят с целью отделения кожицы, а также семян (при работе без семяотделителя) и получения однородной томатной массы. Протирочная машина состоит из горизонтального сетчатого барабана, заключенного в кожух. По оси барабана проходит вращающийся вал с закрепленным на нем шнеком и винтообразными лопастями. С валом соединены два бича, расположенные вдоль сита.
Дробленая томатная масса поступает в загрузочный бункер и подается шнеком в протирочную камеру, Лопасти направляют дробленую массу под бичи, которые протирают ее через сито. Зазор между ситом и бичами составляет 2—3 мм. Бичи по отношению к валу находятся под углом 1,5—2°, который называется углом опережения. Благодаря наличию угла опережения масса продвигается вдоль сита, постепенно подвергаясь действию бичей. В конце сита остаются кожица и семена, которые через отверстие выбрасываются из машины. Протертая масса собирается в бункер и оттуда подается на следующую операцию. Для повышения производительности протирочные машины некоторых конструкций снабжены 3 или 4 бичами.
Отходы при протирании составляют 3,5—4%. Выжимки не должны быть влажными, так как это свидетельствует о потерях томатной массы. Вместе с тем чрезмерный отжим приводит к раздавливанию семян и ухудшению качества продукции.
Степень отжима массы регулируют преимущественно величиной зазора между бичами и ситом. Для изменения зазора необходимо снять с протирочной машины кожух, раскрыть сетчатый барабан и, отдав гайки болтов, изменить положение бичей. С целью удобства регулирования зазора протирочным машинам новых конструкций придают форму усеченного конуса. Вал с бичами можно передвинуть по оси, изменив этим зазор между бичами и ситом.
Сито и бичи машины должны быть изготовлены из нержавеющей стали, не реагирующей с продуктом. Детали из меди или бронзы, соприкасающиеся с продуктом, отрицательно влияют на содержащийся в томатах витамин С.
Степень измельчения продукта оказывает большое влияние на последующее выпаривание. Чем меньше частицы массы, тем ниже ее вязкость и интенсивнее идет кипение.
Протирание производят на двух или трех последовательно включенных машинах. В сдвоенной протирочной машине («дуплекс») первая из них имеет сита с отверстиями диаметром 1,2—1,5 мм и отделяет кожицу и семена, вторая — с отверстиями диаметром 0,75 мм («Финишер») — придает массе однородность.
В строенных протирочных машинах («триплекс») диаметры отверстий сит составляют соответственно 1,2; 0,7 и 0,5 мм. В этом случае достигается более тонкое измельчение массы и лучше идет уваривание.
В линиях томатной пасты фирм «Манзини» и «Ланг» первая протирочная машина имеет коническое сито. Зазор между ситом и бичами регулируют в пределах 5—10 мм путем перемещения вала с бичами по его оси. Сито второй и третьей машин цилиндрическое с нерегулируемым зазором 4 мм. В протирочном агрегате линии «Единство» зазор между бичами и цилиндрическим ситом первой протирочной машины регулируют радиальным перемещением бичей.
На югославской томатной линии «Единство» (малой мощности) для более тонкого измельчения томатная масса, пропущенная через три протирочные машины, дополнительно подвергается гомогенизации, которая производится при помощи коллоидной мельницы. Гомогенизация улучшает консистенцию томат-пасты.
Отходы, получаемые при протирании, могут быть использованы. Из семян целесообразно получать масло. Семена и кожица могут быть также применены в качестве корма для скота или для удобрения. Из томатных отходов можно изготовлять пищевой краситель, лак для жестяной консервной тары и др. Консервные заводы заготовляют и сушат семена, передавая их для дальнейшей переработки на маслозаводы.