§ 1. Сульфитация плодов и ягод

Сульфитацией называется способ консервирования плодов, ягод и плодово-ягодных полуфабрикатов с помощью сернистого ангидрида SО₂ или его водного раствора, сернистой кислоты H₂SО₃, а также солей сернистой кислоты, в частности бисульфита натрия NaHSО₃.

Применение сернистого ангидрида для консервирования фруктовых полуфабрикатов и других подобных продуктов практикуется в промышленности с начала XX столетия. Этот способ, сыгравший в свое время известную положительную роль, в настоящее время не следует считать прогрессивным. Работа с сернистым ангидридом сопряжена с целым рядом трудностей и опасностью для рабочих, обслуживающих сульфитационные установки. Кроме того, и готовые засульфитированные, т. е. консервированные путем добавления к ним сернистого ангидрида, фруктовые продукты остаются непригодными и небезвредными для организма человека до тех пор, пока сернистые соединения не будут удалены из них. К тому же нельзя обеспечить совершенно полное удаление сернистого газа из фруктовых полуфабрикатов (так называемую десульфитацию) перед переработкой на другие упомянутые выше продукты. Остающееся ничтожное количество сернистого ангидрида в готовых джемах, повидле и других фруктовых продуктах в некоторых случаях сообщают им хотя и слабый, но все же заметный привкус. Поэтому фруктовые продукты, изготовленные из сульфитированных полуфабрикатов, не рекомендованы для питания детей. В народном хозяйстве принимаются меры для постепенного перехода от сульфитации к применению других методов, лишенных перечисленных выше недостатков. Одним из таких методов является консервирование с помощью сорбатов.

Однако быстрое внедрение таких новых методов и консервантов практически невозможно, так как это связано с необходимостью большой перестройки в промышленности- организации массового производства новых консервантов и соответствующего оборудования в масштабе промышленности всей страны и т. д.

Сульфитация хорошо освоена в пищевой промышленности, достаточно обеспечена и консервантами и оборудованием и, кроме отрицательных свойств, обладает рядом преимуществ (простота всего процесса, малая стоимость, доступность осуществления на любых, даже малооборудованных предприятиях). Поэтому этот способ будет еще на протяжении ряда лет оставаться одним из методов химического консервирования и лишь постепенно заменится другими методами.

Сведения о сернистом ангидриде

Сернистый ангидрид - газ, образующийся при сгорании серы. Он в 2,25 раз тяжелее воздуха и в помещениях или в сосудах концентрируется внизу, не горит и не поддерживает горения. При температуре ниже - 10° и нормальном атмосферном давлении сернистый газ превращается в жидкость. При обычной комнатной температуре для перехода его в жидкое состояние необходимо повысить давление. Сернистый ангидрид легко растворяется в холодной воде. При 0° можно получить раствор с концентрацией 18% сернистого ангидрида. Но с повышением температуры растворимость его резко падает; так при 25-30° она составляет лишь около 7%. При нагревании же до 100° и при кипячении растворенный ангидрид быстро улетучивается, и этим его свойством пользуются при дисульфитации, т. е. освобождении от консерванта фруктовых полуфабрикатов и других продуктов.

Сернистый ангидрид ядовит для всех видов микробов, которые погибают при концентрации ангидрида в плодовых и ягодных продуктах 0,1-0,2%. Однако для человека сернистый газ тоже ядовит. Сульфитированные продукты нельзя непосредственно употреблять в пищу, так как при этом появляются рвота и другие признаки отравления. При принятии большой дозы сернистого ангидрида отравление может быть очень сильным.

Газообразный сернистый ангидрид при вдыхании вызывает резкое удушье, раздражение слизистых оболочек и другие, признаки отравления. Поэтому при работе с ним необходимо надевать противогаз. Сернистый ангидрид вырабатывают на химических заводах. Поступает он в прочных стальных баллонах, где находится в жидком виде под большим давлением. В таком виде сернистый ангидрид применяют обычно для консервирования плодово-ягодных пюре или соков, а также целых или дробленых плодов и ягод (так называемой пульпы) в бочках с водой. Такой же по химическому составу сернистый ангидрид можно легко получить на месте при сжигании обыкновенной желтой комовой серы. При сгорании серы образующимся газообразным ангидридом окуривают плоды в ящиках или корзинах. В обоих случаях действие сернистого ангидрида на плоды совершенно одинаково: он растворяется в клеточном соке и в жидкости, окружающей плоды, и при достижении указанной выше концентрации вызывает отмирание микробов. Так как техника применения сернистого ангидрида неодинакова, принято различать два способа сульфитации: окуривание плодов в сухом виде сернистым газом при сжигании серы и консервирование их жидким сернистым газом из баллонов.

Окуривание плодов сернистым газом

Способ окуривания серой наиболее прост и им можно пользоваться на слабооборудованных переработочных предприятиях или пунктах. Окуриванию подвергают цельные плоды, обладающие достаточно плотной мякотью, главным образом яблоки, груши, айву, а также абрикосы, черешню, вишню, сливы.

Окуривают плоды в специальных бетонных, глинобитных или деревянных камерах с газонепроницаемыми стенами, а также в палатках из плотного брезента, пропитанного газо- и водонепроницаемыми составами. Камеры должны быть удобны для проветривания и вентиляции: с двумя дверями и вытяжной трубой. Для окуривания применяют чистую черенковую или комовую серу.

Подготовленные чистые плоды (например, яблоки) в чистых деревянных решетчатых ящиках устанавливают в камеры штабелями высотой не более 3 м в шахматном порядке. Между ящиками оставляют зазоры 2-3 см для лучшего проникновения сернистого газа. Серу зажигают в железных жаровнях на полу камеры, на специальной площадке из земли и песка, во избежание опасности загорания помещения. На площадке устанавливают противень с. бортами, в котором и сжигают серу. Крупные комья серы дробят на небольшие куски и рассыпают их в противень, куда заранее кладут немного сухих дров или щепок для разжигания. Дрова поджигают, от них загорается и сера. На 1 м³ емкости камеры сжигают 200 г серы.

Удобнее сжигать серу в специальных металлических жаровнях. Такие жаровни изготовляют из кровельного железа в виде цилиндра с дном диаметром 30-40 см и высотой 50-70 см. В стенах цилиндра, начиная с 5 см от дна и до верха, пробивают отверстия для воздуха. Снизу к жаровне прикрепляют ножки, на которых ее устанавливают на полу камеры на слой песка или на кирпичи. Серу засыпают в жаровню, куда заранее помещают мелкие дрова или древесный уголь. Жаровню устанавливают так, чтобы не допустить воспламенения ящиков с плодами. Для этого вокруг площадки устраивают борта из кирпича или устанавливают по бокам листы железа, чтобы брызги горящей серы не попадали на дерево. Разжигать жаровню можно вне камеры, а когда сера загорится, внести ее и установить на место. После этого камеру плотно закрывают, промазывают все щели в стенах и на потолке. Если этого не сделать, образующийся при сгорании серы газ быстро просочится наружу и плоды окажутся недостаточно окуренными и. следовательно, нестойкими в хранении. Сера быстро сгорает и газ заполняет всю камеру, пропитывая все плоды в ящиках. При этом плоды, имеющие красную или розовую окраску, становятся бледными, беловатыми с желтым оттенком. Для контроля за ходом окуривания в стене камеры обычно делают небольшое застекленное окошечко, на которое кладут несколько контрольных плодов. Через стекло наблюдают за изменением окраски этих плодов.

После сгорания серы камеру оставляют еще некоторое время закрытой, чтобы сернистый ангидрид достаточно полно проник во все ящики и оказал свое консервирующее действие на все плоды. Рекомендуемая длительность выдержки для яблок 16-20 ч, груш - 12-15, вишни и черешни - 14-16, слив, кизила - 12-14, ягод и абрикосов - 8-10 ч. Более длительная выдержка не вредна для плодов, но не вызывается необходимостью.

Разгружают камеру осторожно, помня, что она заполнена ядовитым сернистым газом. Сначала открывают обе двери и оставляют камеру для естественного проветривания на 2-3 ч, проверяя при этом, сгорела ли вся сера, а также, какой внешний вид имеют плоды.

При хорошем окуривании яблоки и груши становятся бледными, достаточно мягкими, легко разламываются и имеют заметный запах сернистого ангидрида. Для более быстрого освобождения камеры от сернистого газа рекомендуется ставить в ней вентилятор, который включают по окончании окуривания. Когда проветривание закончено, можно заходить в камеру, но обязательно в противогазе, так как в нижней части камеры, между ящиками и между плодами в ящиках, еще долго остается сернистый газ. Окуренные плоды в ящиках вывозят из камеры и отправляют на хранение.

Яблоки и айву хранят в тех же ящиках, устанавливая их плотными штабелями, без промежутков. Помещение для хранения должно быть чистым, сухим, без вентиляции. Рекомендуемая температура хранения от 0 до +10°. При такой температуре яблоки можно хранить 3-4 месяца. При более высокой температуре хранения или при более длительном хранении штабеля ящиков следует укрыть сверху и с боков плотным брезентом, чтобы уменьшить потери газа. Другие плоды после окуривания нельзя хранить в ящиках, так как они теряют часть сока. Поэтому косточковые плоды и ягоды помещают в бочки и заливают водой, чтобы они не мялись. Груши хранят в бочках без воды.

Сульфитации жидким сернистым ангидридом

Баллон с сернистым ангидридом (рис. 76) снабжен вентилями для выпуска ангидрида. Вентиль на баллоне открывается с помощью маховика. Чтобы не повредить случайно вентиль при перевозке или обращении с баллоном, имеется предохранительный колпак. Когда баллон установлен, колпак снимают и можно открывать и закрывать вентиль. К выходному отверстию присоединяют резиновый шланг, по которому ангидрид выходит из баллона при открывании вентиля. Так как сернистый ангидрид легко улетучивается, необходимо, чтобы он сразу же по выходе из баллона попал в воду, иначе начнется его испарение, что не только приводит к большим потерям ангидрида, но и вредно для здоровья работающих.

Рис. 76. Баллон для сернистого ангидрида (продольный разрез): 1 - корпус баллона, 2 - выходное отверстие с глухой гайкой, 3 - вентиль для выпуска газа, 4 - предохранительный колпак, 5 - маховичок

Жидкий ангидрид с большой силой давит на стенки баллона, с повышением температуры это давление значительно повышается (при 0°-1,5 ат, при +10°-2,23, при +20°-3,24, при +30°-4,51, а при +40°-6,15 ат). Из соображений безопасности не допускается хранение баллонов с ангидридом на солнце и вообще при высокой температуре. При открывании вентиля жидкий ангидрид выходит из баллона с большим давлением в пространство с обычным атмосферным давлением и сразу переходит в газообразное состояние, стремясь улетучиться.

Сернистый ангидрид применяют и при окуривании плодов в камерах (как это описано выше) вместо сжигания серы. В этом случае в камеры вместо жаровни вводят выпускной конец резинового шланга, соединенного с баллоном, в котором находится ангидрид. Баллон ставят на весы, определяя количество сернистого ангидрида, которое необходимо выпустить в камеру. Когда такое количество газа будет выпущено (что проверяют, установив заранее гири или противовесы на весы в нужном положении), вентиль закрывают. Расчет при этом сравнительно простой. Выше мы говорили, что при окуривании на 1 м³ емкости камеры надо сжечь 200 г серы. Из 1 г серы при сгорании, т. е. при соединении ее с кислородом воздуха, образуется 2 г сернистого ангидрида, следовательно, на 1 м³ емкости камеры надо выпустить из баллона 400 г ангидрида. Если, например, камера имеет длину 5 м, ширину 4 м, а высоту 2,5 м, то ее объем равен 50 м³ (5×4×2,5). Для такой камеры требуется 20 кг ангидрида (50×0,4) Окуривание плодов в камерах с помощью сернистого газа из баллонов удобнее и безопаснее, чем при сжигании серы.

Но сернистый ангидрид в баллонах чаще всего используют для сульфитации жидких фруктовых полуфабрикатов - пюре, пульпы, сока или же плодов, залитых водой или соком. В этом случае техника его применения несколько иная. Ангидрид из баллонов либо прямо выпускают в сок или в фруктовое пюре, где он должен полностью раствориться, либо готовят отдельно так называемый рабочий раствор, т. е. растворяют ангидрид в холодной воде, а затем полученный раствор с известной концентрацией в нем сернистого ангидрида точно дозируют в бочки или крупные емкости с фруктовыми продуктами. Первый способ, т. е. прямое растворение выходящего из баллона газообразного ангидрида в фруктовых продуктах, экономически более целесообразен, так как при нем фруктовая масса не разжижается от добавления воды с растворенным в ней ангидридом и, следовательно, более экономично используется емкость бочек, цистерн или бассейнов, в которых затем хранятся сульфитированные полуфабрикаты.

Кроме того, при этом способе не расходуется тепловая энергия на выпаривание добавленной воды, когда из сульфитированных полуфабрикатов варят джем или повидло.

Основным методом для всей промышленности является введение газообразного ангидрида прямо в продукт. Однако для того, чтобы ангидрид из баллонов прямо растворять в продукте, требуются смесители и другое дополнительное оборудование. Поэтому на некоторых небольших недостаточно оснащенных переработочных пунктах приходится использовать сернистый ангидрид в виде рабочего раствора.

Для приготовления рабочего раствора берут чистую плотную большую (200-300 л и более) бочку или чан и заполняют его холодной питьевой водой. Рядом ставят весы, на которые кладут баллон с ангидридом. Резиновый шланг, соединенный с выпускным отверстием баллона, опускают в воду так, чтобы конец его был у самого дна бочки или чана. Медленно открывают вентиль на баллоне, пока из шланга не начнут выходить пузырьки газа. Затем приоткрывают вентиль несколько больше, чтобы количество пузырьков увеличилось, но так, чтобы все пузырьки при прохождении через толстый слой воды успели полностью раствориться. Если пузырьки доходят до верха, значит, газ улетучивается в воздух и теряется без пользы; в этом случае вентиль несколько прикрывают. В нормальных летних условиях при температуре 15-20° в воде может раствориться не более 5-6% сернистого ангидрида. Поэтому в практике чаще всего и готовят рабочий раствор именно такой концентрации. Желательно иметь более концентрированный раствор, чтобы меньше воды попадало в сульфитируемые продукты.

Расчет при приготовлении рабочего раствора также простой. Если готовят раствор с концентрацией сернистого ангидрида 5%, а в чане налито 350 л воды, то надо растворить в ней

ангидрида. Установив противовес весов на 17,5 кг меньше начального веса баллона и добавляя разновески, мы можем быть уверены, что заданное количество газа выпущено из баллонов и попало в воду. Однако может случиться, что часть газа прошла через слой воды и, не успев в ней раствориться, потерялась в атмосферу. Тогда рабочий раствор будет иметь концентрацию ниже рассчитанной. Если это не учитывать, при сульфитации в полуфабрикатах может оказаться недостаточная концентрация сернистого ангидрида и они начнут портиться вследствие брожения.

Поэтому следует систематически проверять фактическую концентрацию рабочего раствора перед его использованием. Концентрацию сернистого ангидрида в воде можно проверить по удельному весу раствора, пользуясь ареометром и стеклянным цилиндром. Определив удельный вес, находят концентрацию рабочего раствора по следующей таблице (табл. 9).

Таблица 9. Зависимость между удельным весом водного раствора сернистого ангидрида и его концентрацией

Количество ангидрида, выходящего из баллона, можно измерять по объему с помощью сульфитометра (рис. 77). Впускное отверстие сульфитометра соединяют шлангом с баллоном, а шланг от выпускного отверстия опускается в чан с водой.

Рис. 77. Сульфитометр: 1, 4, 6 - клапаны, 2 - резиновая прокладка, 3 - градуированный стеклянный цилиндр, 5 - распределительное устройство

Готовый рабочий раствор желательно, не сохраняя длительное время, использовать сразу; при необходимости же - хранить в прикрытой таре в прохладном помещении. Нельзя хранить рабочий раствор, а также и вообще все сульфитированные полуфабрикаты в железных емкостях, так как сернистый ангидрид вступает в реакцию с железом, вызывая сильное ржавление его. Все вентили, патрубки и другие детали оборудования и инвентаря, соприкасающиеся с раствором, должны быть изготовлены из латуни или других некорродирующих материалов.

При применении рабочего раствора рассчитывают количество, которое следует добавить в бочку или в другую емкость с сульфитированными полуфабрикатами, чтобы получить концентрацию консерванта, обеспечивающую консервирующее действие. Так, при консервирований яблочного пюре концентрация сернистого ангидрида в нем должна составлять от 0,12 до 0,18%, т. е. от 1,2 до 1,8 г/л. Если принять среднюю концентрацию 0,15%, т. е. 1,5 г/л, то на бочку пюре емкостью 200 л потребуется чистого сернистого ангидрида 200X1,5=300 г (0,3 кг) или рабочего раствора с концентрацией

Действующими технологическими инструкциями установлены следующие дозы внесения сернистого ангидрида в сульфитируемые продукты, (в % к весу продукта):

Пюре яблочное, алычовое, сливовое..............0,1-0,18
Пюре ягодное...................................0,1-0,15
Пюре дынное, персиковое, абрикосовое и др......0,12-0,20
Целая вишня, черешня, черная смородина.........0,2
Целые абрикосы, слива..........................0,15

При сульфитации тех или иных плодов, ягод или продуктов из них сначала проводится обычная их технологическая подготовка - мойка, инспекция и удаление всех дефектных экземпляров.

Если сульфитируют целые плоды и ягоды в водном растворе, то эти плоды загружают в бочки, наливают туда рассчитанное количество рабочего раствора ангидрида. При этом расчет ведется на общее количество продукта, включая фрукты и жидкость, так как ангидрид распределяется равномерно во всем объеме. Обычно при сульфитации (например, вишни или черешни) в бочку, заполненную плодами, заливают 1%-ный раствор сернистого ангидрида в количестве 20% от веса плодов. Этим и обеспечивается необходимая концентрация консерванта - 0,2%. Бочки укупоривают и прокатывают, чтобы раствор полностью распределился на поверхности плодов. После этого бочки оставляют на 3-4 дня и, когда плоды несколько осядут, их вскрывают, добавляют сверху сульфитированные плоды из других бочек, снова укупоривают и оставляют на хранение. Таким образом, в бочки с плодами добавляется сравнительно немного воды.

При сульфитации фруктовых пюре промытые плоды шпарят в шахтных шпарителях или дигестерах, а когда они достаточно размягчатся, пропускают через протирочные машины. Горячее пюре сульфитировать нельзя, потому что большая часть введенного в него ангидрида почти немедленно испарится и такое пюре после охлаждения уже будет нестойким в хранении. Поэтому пюре сначала охлаждают до температуры 35-40°, а желательно и более низкой. Затем пюре смешивают с раствором ангидрида в смесительном аппарате. Наиболее простой смеситель представляет собой большой (300-500 л) деревянный чан или бочку, укрепленную горизонтально на вращающемся валу. На боковой поверхности чана имеется плотно закрывающийся люк, через который в верхнем его положении загружают охлажденное пюре и рабочий раствор сернистого ангидрида. Затем люк закрывают болтами с барашками и с помощью мотора вращают бочку в течение 2-3 мин. За это время пюре достаточно смешивается с сернистым ангидридом; такое пюре можно разлить в плотно укупориваемые бочки для дальнейшего хранения.

В промышленности применяются более совершенные и высокопроизводительные смесители для сульфитации плодов и пюре. Вместо рабочего раствора в пюре вводится непосредственно чистый сернистый ангидрид.

При больших объемах производства применение бочек для расфасовки сульфитированных полуфабрикатов нерационально и вызывает много трудностей. Поэтому на крупных заводах для хранения сульфитированных продуктов применяют крупные емкости: деревянные дошники, такие же, как и для квашения овощей, либо бетонные прямоугольные или цилиндрические бассейны на 20-50 т и более. Однако при прямом контакте сульфитированной фруктовой массы с бетоном последний может разрушаться от действия кислоты и других веществ, в результате чего в продукт может попасть песок и даже мелкие камешки. Чтобы этого не произошло, внутренние стенки бетонных емкостей покрывают слоем химически стойких составов. В течение нескольких десятилетий для сульфитации применяют бетонные емкости, покрываемые различными защитными составами. Однако следует обратить особое внимание на одно очень важное обстоятельство: инструкциями предусматривается и рекомендуется несколько составов "смолок" для таких покрытий и почти во все составы входит битум. Битум же, согласно новейшим данным медицинских исследований, может оказывать вредное действие на организм человека, если пищевые продукты были в контакте с ним. Поэтому в настоящее время применение покрытий, в состав которых входит битум, запрещено. Разрабатываются новые составы. Впредь до их введения в практику следует воздерживаться от применения смолки на основе битума; в случае необходимости надо проконсультироваться с учреждениями санитарной инспекции. Ориентироваться надо на применение деревянных дошников.

Десульфитация

Сульфитация проводится во время сезона уборки урожая фруктов, т. е. в летнее и осеннее время, переработка же сульфитированных полуфабрикатов может продолжаться в течение многих месяцев и даже года. В течение всего этого времени сульфитированные полуфабрикаты надежно сохраняются под действием сернистого ангидрида.

Все сульфитированные полуфабрикаты, т. е. главным образом пюре и пульпа, а также целые плоды, предназначаются для последующей выработки из них новых фруктовых продуктов - джемов, повидла, мармелада, начинок для кондитерских изделий, сиропов, желе и т. д. Во всех случаях первой и важнейшей операцией является десульфитация, т. е. удаление из полуфабрикатов сернистого ангидрида. Наличие этого консерванта в перечисленных готовых продуктах не допускается за исключением ничтожных следов (тысячных долей процента), которые практически невозможно удалить. Десульфитация основана на том, что при нагревании до точки кипения сернистый ангидрид быстро улетучивается. Оставшиеся в продукте следы его представляют собой сернистую кислоту, связанную с некоторыми составными частями продукта прочными химическими связями. Для десульфитации сульфитированный полуфабрикат помещают в двутельный котел либо другой варочной или выпарной аппарат и нагревают его при кипении в течении 15-20 мин.

Несмотря на всю простоту метода, необходимы некоторые меры для нормального проведения процесса десульфитации. Прежде всего следует постоянно учитывать то, что сернистый газ ядовит для человека. Выделяясь из сульфитированных полуфабрикатов в процессе десульфитации, он может попадать в помещение цеха и вызывать серьезные отравления рабочих. Поэтому все аппараты, в которых производится десульфитация, должны быть оборудованы достаточно мощной местной вытяжной вентиляцией. Кроме того, в цехе должна быть и общая приточно-вытяжная вентиляция для удаления из помещения следов сернистого ангидрида, выделяющегося из бочек с сульфитированными полуфабрикатами или другим путем попадающего в цех.

Все оборудование цеха, особенно детали, соприкасающиеся с продуктом, должны быть из некорродирующих материалов. От действия сернистого газа очень сильно страдает железная арматура всяких трубопроводов и сами трубопроводы водяных, паровых и прочих коммуникаций, и особенно изготовленные из листового железа вентиляционные трубы и каналы. Там, где невозможно заменить железо на другие материалы, следует тщательно покрыть поверхности труб, вентиляционных каналов и т. д. слоем олифы и покрасить их прочной и долговечной краской.

душевые кабины в Молдове