2. Мойка сырья

После сбора с полей овощи сильно загрязнены землей, песком, пылью, а на плодах и ягодах, кроме того, могут быть остатки ядохимикатов, которые используют для борьбы с сельскохозяйственными вредителями. Поэтому все виды сырья тщательно моют холодной проточной водой до полного удаления механических загрязнений, а также частичного удаления микроорганизмов.

Мойка часто открывает технологический процесс, иногда она следует после сортировки и инспекции. Предварительно вымытое сырье облегчает обнаружение дефектов. Для очень загрязненного сырья, которое произрастает в земле, также следует начинать технологический процесс с мойки. При консервировании же плодов их чаще всего сначала сортируют и калибруют, а затем уже моют.

Процесс мойки является непростым. Частицы грязи удерживаются на поверхности плодов и овощей силами межмолекулярного притяжения. Величина этих сил различная и зависит от химического строения молекул и расстояния между ними. Эти силы особенно проявляются при очень плотном соприкосновении тел (плоды, овощи и частицы грязи).

Расстояние, на котором действуют молекулярные силы сцепления, очень мало и с увеличением этого расстояния силы взаимодействия резко уменьшаются. Поэтому основной задачей процесса мойки является отделение частиц грязи от моющей поверхности, к которой они прилипли. Это можно достичь, если увеличить расстояние между частицей грязи и поверхностью плодов и овощей. При этом поверхностные связи могут полностью нарушиться. Такое отделение возможно в результате набухания, т.е. когда жидкость проникает в межмолекулярные пространства грязевой частицы, а также в зазоры между частицей и загрязненной поверхностью. Для эффективного проникновения жидкости в мельчайшие поры она должна хорошо смачивать очищаемые поверхности.

Вода плохо смачивает поверхность многих плодов и овощей из-за того, что кожица их покрыта восковым налетом, который предохраняет их от механических повреждений и потери влаги. Это объясняется тем, что силы поверхностного сцепления между молекулами воды очень велики. Например, поверхностное натяжение воды равно 7,3 Н/м, а этилового спирта – 2,2 Н/м. Поэтому спирт хорошо растекается по любым поверхностям, а вода собирается в отдельные капли.

Растекание жидкости на поверхности твердого тела связано с поверхностной энергией на границе фаз. Существуют три межфазные границы: твердое тело-жидкость; твердое тело-газ; жидкость-газ. Когда силы поверхностного натяжения на границе фаз взаимно уравновешиваются и жидкость перестает растекаться, то поверхность капли образует с поверхностью твердого тела угол, который называется углом смачивания. Чем меньше этот угол, тем больше жидкость растекается по поверхности, т.е. смачивает ее. При этом силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше сил притяжения между молекулами жидкости. Такая поверхность по отношению к воде называется гидрофильной. Если же силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости меньше, чем между молекулами жидкости, то поверхность не смачивается жидкостью. Такая поверхность является гидрофобной (водоотталкивающей) – поверхность большинства плодов и овощей.

Повысить смачивающую и моющую способность воды можно путем понижения ее поверхностного натяжения. Это достигается путем добавления поверхностно-активных веществ. К таким веществам относятся спирты, органические кислоты и соли высокомолекулярных жирных кислот – мыла. Молекулы поверхностно-активных веществ имеют два конца с взаимно противоположными свойствами. Один конец – длинная углеводородная симметричная неполярная цепь, которая обладает гидрофобными свойствами. Другой конец короткий, содержит кислород, азот или серу, несимметричен, полярный и обладает гидрофильными свойствами.

Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н

H – C – C – C – С – С - С – С – С – С – С – С – С - СООNa

Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н Н

неполярная часть, полярная,

гидрофобный конец гидрофильная часть

Из-за наличия гидрофильного конца молекула мыла растворима в воде, но другой, гидрофобный конец пытается оттолкнуться от воды и вытянуть молекулу мыла на поверхность, т.е. на границу раздела с воздухом, который также является гидрофобным веществом. Таким образом, молекулы мыла вытесняют молекулы воды из поверхностного слоя и поверхностное натяжение уменьшается. Поэтому вода, в которую добавлены поверхностно-активные вещества, представляет собой жидкость с уменьшенным поверхностным натяжением и обладает лучшими смачивающими и моющими свойствами.

С хема моющего процесса показана на рисунке 26.

На первой стадии – замачивании молекулы ПАВ своими гидрофобными концами проникают в гидрофобную поверхность грязевой частицы А, которая прилипла к поверхности плодов или овощей и удерживается на ней силами межмолекулярного притяжения. Они образуют на поверхности частицы грязи гидрофильный чехол. Некоторые молекулы ПАВ проникают в зазор между поверхностью плодов или овощей и частицей грязи, увеличивают зазор и ослабляют силы молекулярного сцепления грязевой частицы с поверхностью. Все это создает предпосылки для отрыва частицы грязи от загрязненной поверхности. На этой же стадии молекулы ПАВ проникают в тончайшие щели и трещины грязевой частицы и дробят ее на мельчайшие кусочки, вокруг которых также образуется гидрофильный чехол.

На второй стадии ПАВ полностью отделяют частицу грязи от поверхности плодов и овощей, переводят ее в раствор и там она удерживается во взвешенном состоянии.

На третьей стадии свежая порция моющего раствора уносит отделившуюся грязевую частицу (Б) в канализацию.

Хороший эффект при мойке овощей дают растворы калийного мыла в концентрации 0,25-0,50 % при рН 7-8. С микробиологической точки хороший эффект достигается при мойке шпината, фасоли, томатов. Однако, в настоящее время ПАВ используются, в основном, только для мойки тары и для улучшения смачивания овощей при щелочной очистке их от кожицы.

Чтобы улучшить процесс мойки используют напор воды под давлением 0,2-0,3 МПа. Но при этом увеличивается расход воды до 1,5 дм³ на 1 кг сырья. Если моется сильно загрязненное сырье, то расход ее может увеличиться в 2-3 раза. Вода, используемая для мойки сырья, должна отвечать требованиям, предъявляемым к питьевой воде.

В зависимости от вида сырья и степени его загрязнения для мойки используют различные моечные машины, в которых сырье замачивается при интенсивном перемешивании, при этом создается трение плодов или клубней друг о друга. Для усиления перемешивания используют сжатый воздух.

Д ля мойки сильно загрязненных овощей и корнеплодов используют лопастные и барабанные моечные машины (рисунок 27). Представляют собой ванну, заполненную водой, в которой либо вращается вал с лопастями, с помощью которых происходит перемещение сырья (лопастная) или расположен цилиндрический барабан, обтянутый металлической сеткой (барабанная). Корнеплоды при вращении барабана передвигаются вдоль него из-за его наклона. Такие машины хорошо отмывают сырье, но возможно механическое повреждение овощей, на поверхности образуются трещины, потертости.

Для мойки нежных овощей и фруктов (томатов, перца, слив, абрикосов) используют вентиляторные и элеваторные моечные машины (рисунок 28). Вентиляторные машины оборудованы вентилятором, который нагнетает воздух, вызывающий бурление воды и хорошее качество мойки без повреждения сырья. Сырье проходит через моечную ванну и на наклонном участке ополаскивается под душем. Кроме ополаскивания этот участок служит для стекания воды. Элеваторная моечная машина имеет аналогичную конструкцию (наклонный транспортер с жесткой лентой, с душевым ополаскиванием на выходе), но без вентилятора. Унифицированные элеваторные машины (рисунок 29) имеют роликовый наклонный транспортер, который выносит сырье из ванны. На этом транспортере сырье поворачивается на роликах и ополаскивается водой под душем. В этих машинах также имеется устройство для нагнетания воздуха и создания бурления воды для лучшей мойки.

Д ля ополаскивания сырья после резки, охлаждения, блан-ширования, а также для мойки отдель-ных плодов и овощей (томаты, вишни, сливы) используют моечно-встряхивающие машины (рисунок 30). Сырье находится на сетчатом лотке и из-за его возвратно-поступательного движения и небольшого уклона медленно продвигается. При передвижении по лотку оно встряхивается и одновременно интенсивно промывается водой из распылителей, которые находятся над лотком.

Для мойки нежных ягод (земляника) используют душевые устройства с небольшим напором воды.

Щ еточными машинами пользоваться не рекомендуется, так как они небезопасны для сырья в микробиологическом отношении. Но они весьма эффективны при мойке овощей и корнеплодов с неров-ной поверхностью (огурцы, картофель) (рисунок 31). Представляют собой ванну, в которой находятся пять блоков из капроновых и резиновых щеток, с помощью которых сырье очищается от загрязнений и одновременно продвигается вдоль ванны к элеватору. С его помощью сырье поднимается из ванны на роликовый транспортер, где с помощью шприцевых устройств на выходе обмывается водой.