Извлечение сока из мезги в прессах представляется как процесс истечения сока по капиллярным канальцам, пронизывающим мезгу, под давлением прессования. При ламинарном движении жидкости по капиллярным каналам скорость истечения определяется по формуле Пуазейля:
где v - скорость вытекания жидкости в м/сек; р - давление в н/м2; r и l - радиус и длина капилляра в м; n - вязкость жидкости в н•сек/м2. Из уравнения следует, что скорость истечения прямо пропорциональна давлению, радиусу капилляра в четвертой степени и обратно пропорциональна длине капилляра и вязкости жидкости. В плодовой мезге радиус капиллярных канальцев зависит от степени измельчения плодов; длина их - от слоя прессуемой мезги; вязкость жидкости - от содержания экстрактивных и в том числе коллоидных веществ в плодовом соке. В процессе прессования с повышением давления мезга уменьшается в объеме, вследствие чего радиус капиллярных канальцев уменьшается при одновременном сокращении их длины. Поэтому скорость истечения сока находится в более сложной зависимости от давления и размеров капиллярных канальцев, чем это следует из уравнения.
Важное значение для полноты и скорости извлечения сока из плодовой мезги имеет проницаемость клеточных оболочек плодовой мякоти, которая зависит от степени измельчения клеточных оболочек, а также от предварительной обработки мезги перед прессованием ферментами или током низкой частоты.
Прессование мезги производится прессами различных конструкций. Простейший винтовой пресс (рис.26) состоит из платформы 1 в виде чугунной чаши, опирающейся на ножки и покрытой изнутри кислотоупорным лаком или эмалью; вертикального стального винта 2, стационарно закрепленного в центре платформы; съемной деревянной корзины 3, в которую загружается мезга; прессующего механизма 4 (стальной плиты, гайки, рычага); крышки из дубовых брусьев и деревянной решетки 8, закрепленной в чаше пресса. Корзина пресса собирается из вертикальных трапецеидального сечения дубовых планок, стягиваемых с помощью винтов стальными обручами. Планки прилегают к обручам своими меньшими основаниями, образуя просветы, через которые при прессовании мезги сок свободно вытекает в чашу платформы; при этом мезга удерживается в корзине. Корзины имеют следующие размеры: диаметр от 0,6 до 1,5 м, высота от 0,8 до 1,2 м. При большем диаметре корзины удлиняется путь сока через выжимки; следовательно, при этом увеличивается время прессования. В очень высоких корзинах давление неравномерно распределяется по слоям прессуемой массы.
Рис. 26. Винтовой пресс: 1 - платформа; 2 - винт; 3 - корзина; 4 - прессующий механизм; 5 - стальная плита; 6 - дубовые брусья; 7 - крышка; 8 - дренажная решетка.
Прессование мезги в винтовом прессе осуществляется следующим образом. На платформу пресса устанавливают корзину. Стены и дно корзины выстилаются чистой холстиной с таким расчетом, чтобы края ее выходили наружу. Поршневым насосом в корзину пресса подается плодовая мезга. Свободные края ткани заворачивают внутрь, на мезгу укладывают крышку, а на крышку брусья. Затем затягивается гайка прессующего механизма. Давление на мезгу повышается постепенно по мере стекания сока. Прессование длится до полной отдачи сока мезгой. Получаемый при этом сок называется прессовым соком первого давления. После первого прессования мезга удерживает 15 - 20% сока, который извлекается повторным прессованием после рыхления мезги и называется соком второго давления. Иногда рыхление и прессование повторяются несколько раз. Остающиеся после прессования выжимки являются отходом производства.
В винтовом прессе создается давление до 0,39 Мн/м2 (4 кГ/см2). Один цикл прессования продолжается 3 - 4 и.
Гидравлический пресс отличается от винтового более совершенным прессующим механизмом, в котором используется принцип передачи давления через жидкость в сообщающихся сосудах.
Производительность винтового и гидравлического прессов определяется по формуле:
где К - коэффициент заполнения корзины; К=0,9÷0,95; D и H - внутренний диаметр и внутренняя высота корзины в м;
р - объемная масса измельченного сырья; р = 0,9÷1,0 т/м3;
r - продолжительность оборота пресса в мин; эта величина устанавливается практически для каждого вида сырья. Для извлечения сока из мезги, кроме прессов, используют фильтрующие центрифуги, отделяющие сок от мезги под воздействием центробежной силы.
Из мезги, обработанной пектолитическими ферментами, с целью получения максимального выхода сока он извлекается в две стадии. В первой стадии мезга центрифугируется в осадочной центрифуге до извлечения 75% содержащегося в ней сока; во второй стадии мезга прессуется для извлечения остальных 25% сока. Сок, получаемый в центрифугах, имеет высокое качество, так как здесь мезга не перетирается и в сок не попадают частицы кожицы и семян.