Как работает соковыжималка

Соковыжималка превращает фрукт или овощ в жидкость и твёрдый остаток одним из двух принципиально разных способов. Одни модели раскручивают тёрку на огромной скорости и отбрасывают сок центробежной силой через сетчатый фильтр, другие медленно продавливают мякоть через сужающийся шнек, как через отжимной пресс. От того, какой из этих двух механизмов стоит внутри корпуса, зависит почти всё: сколько сока получится из одного и того же яблока, как быстро он потемнеет в стакане, получится ли вообще отжать пучок зелени и что в итоге останется в жмыхе.

Центробежная соковыжималка: тёрка и сетчатый барабан

В основе центробежной модели - плоский металлический диск с мелкими зубцами по краю, закреплённый на валу электродвигателя. Мотор раскручивает этот диск с очень высокой скоростью - обычно в диапазоне от нескольких тысяч до пятнадцати тысяч оборотов в минуту, в зависимости от модели и мощности. Кусок яблока или моркови, который толкают через загрузочную горловину, попадает на зубцы диска и мгновенно превращается в мелкую стружку - фактически диск работает как тёрка, только вращается он намного быстрее, чем способна провернуть рука.

Раздробленная масса тут же отбрасывается к стенкам вращающегося барабана-сита. Здесь и вступает в дело центробежная сила: она прижимает влажную мякоть к мелкой сетке, и жидкая часть - собственно сок - продавливается через отверстия наружу, в приёмный стакан, а твёрдые волокна остаются внутри барабана и постепенно выталкиваются к отдельному выходу для жмыха. По сути это тот же физический принцип, что использует стиральная машина на отжиме - только там через сетку продавливается вода из ткани, а здесь сок из растительных клеток.

Загрузочная горловина у центробежных моделей обычно широкая - в неё целиком проходят яблоко средних размеров или морковка, и это не случайность конструкции, а следствие самого принципа работы: чем крупнее кусок, тем сильнее и равномернее его прижимает к тёрке при подаче, а мелко нарезанные кусочки чаще проскакивают мимо зубцов, не успев раздробиться. У части моделей есть переключатель скорости - на низкой мотор бережнее обрабатывает мягкие фрукты вроде персиков и винограда, где слишком быстрое вращение просто разбрызгивает мякоть, а на высокой перемалывает твёрдые корнеплоды, для которых нужна максимальная сила измельчения.

Почему центробежный сок пенится и быстро темнеет

Высокая скорость вращения - одновременно и сильная, и слабая сторона центробежного способа. Она позволяет отжать сок за считаные секунды, но заодно взбивает его вместе с большим количеством воздуха, поэтому в стакане почти всегда образуется плотная пена. Воздух, попавший в жидкость, запускает окисление: ферменты, высвободившиеся из разрушенных клеток, вступают в реакцию с кислородом, и сок из свежих фруктов и особенно из зелёных овощей темнеет уже через десять-пятнадцать минут после отжима.

Дополнительно нагревается сама тёрка - трение зубцов о плотную мякоть при такой скорости выделяет заметное количество тепла, и температура сока на выходе оказывается на несколько градусов выше комнатной. Для однократного стакана сока это не критично, но именно эти два фактора - воздух и нагрев - определяют, почему сок из центробежной соковыжималки принято пить сразу, а не хранить в холодильнике до вечера.

Шнековая соковыжималка: медленное сжатие вместо удара

Шнековая, или, как её часто называют, “медленная” соковыжималка устроена совершенно иначе. Вместо тёрки внутри корпуса вращается шнек - винт с постепенно сужающимся диаметром витков, похожий на архимедов винт или на мясорубочный шнек. Мотор вращает его медленно, обычно на скорости порядка нескольких десятков оборотов в минуту - это в десятки раз медленнее, чем скорость центробежного диска.

Продукт, попадая между витками шнека и стенкой сетчатого цилиндра, постепенно продвигается вперёд и одновременно сжимается: чем дальше по ходу шнека, тем меньше становится свободное пространство. Это сжатие и выдавливает сок через отверстия сетки наружу, а обезвоженная мякоть выходит с противоположного конца в виде плотного жгута. По принципу действия это ближе не к тёрке, а к прессу для отжима, только сжатие здесь непрерывное и постепенное, а не одномоментное.

Почему из шнековой выходит больше сока и он дольше не портится

Медленное сжатие вместо удара даёт сразу два практических преимущества. Во-первых, шнек почти не насыщает сок воздухом: жидкость стекает по стенкам сита спокойно, без взбивания, поэтому пены почти нет, а окисление идёт заметно медленнее - сок из шнековой соковыжималки в закрытой ёмкости в холодильнике может сохранять цвет и часть питательных свойств в течение суток и дольше, тогда как центробежный за это время обычно успевает потемнеть и расслоиться.

Во-вторых, постепенное сжатие вытягивает из клеток больше жидкости, чем однократный удар и центробежный отброс: там, где центробежная модель уже “отпустила” часть сока вместе с волокнами в жмых, шнек продолжает выдавливать его дальше. В результате из одного и того же объёма сырья шнековая соковыжималка обычно даёт больше готового сока, а её жмых на ощупь заметно суше.

Двухшнековые модели: ещё один этап дробления перед прессом

Есть и более сложная разновидность шнековой техники - двухшнековая, или шестерёнчатая соковыжималка. Внутри неё стоят не один винт, а два, расположенные параллельно и вращающиеся навстречу друг другу, как пара сцепленных зубчатых колёс. Продукт сначала попадает в узкий зазор между шнеками и там раздавливается и разрывается волокнами - это отдельный этап дробления, которого нет у одношнековой модели, - и только после него измельчённая масса идёт дальше, к прессующей части, где из неё окончательно выдавливается сок.

Дополнительный этап дробления особенно заметен на очень волокнистых продуктах - сельдерее, имбире, пророщенной пшенице: одиночный шнек с ними иногда справляется не полностью, часть волокон проскакивает почти нетронутой, а пара встречных шнеков разрывает их гораздо тщательнее. Плата за это - более сложная конструкция с бо́льшим числом деталей, которые нужно мыть по отдельности, и обычно более высокая цена по сравнению с одношнековыми моделями.

Почему шнековая соковыжималка работает заметно тише

Разница в скорости вращения между двумя типами - это ещё и разница в шуме. Мотору центробежной модели, чтобы раскрутить тёрку до нескольких тысяч оборотов в минуту, не нужен большой крутящий момент, но именно высокая скорость вращения лёгких деталей порождает характерный высокий гул и заметную вибрацию корпуса - при таких оборотах даже незначительная неточность балансировки диска ощущается очень сильно.

Мотор шнековой соковыжималки устроен по-другому: ему, наоборот, требуется высокий крутящий момент при низкой скорости, чтобы продавить плотную мякоть через сужающийся зазор, а такая задача решается не за счёт скорости вращения, а за счёт редуктора - зубчатой передачи, которая понижает обороты двигателя в десятки раз, одновременно увеличивая силу на выходном валу. Медленно вращающиеся тяжёлые детали почти не создают вибрации, поэтому шнековая соковыжималка работает на кухне заметно тише центробежной - это тот же самый редуктор, который в конечном счёте отвечает и за низкую скорость шнека, и за спокойную, без пронзительного гула, работу мотора.

Что остаётся в жмыхе и почему это важно

Жмых - не просто отход, а показатель того, насколько полно сработала машина. У центробежной соковыжималки жмых обычно влажный: сетка успевает выпустить только ту часть сока, которую вытолкнула центробежная сила за доли секунды контакта, а часть жидкости остаётся зажатой внутри волокон и уходит вместе с ними. У шнековой соковыжималки, где мякоть находится под давлением заметно дольше, жмых суше и легче на вид - жидкость из него выдавлена почти полностью.

Разница ощутима и в дальнейшем использовании остатка: суховатый жмых шнековой соковыжималки многие пускают на выпечку, овощные оладьи или компост именно потому, что он не сочится жидкостью, а влажный жмых центробежной модели скорее годится только для компоста, поскольку удерживает много влаги и быстро закисает.

На конечный результат влияет и размер отверстий в сетке фильтра. Мелкая сетка задерживает больше твёрдых частиц и даёт более прозрачный сок, но сама быстрее забивается волокнами, из-за чего скорость отжима падает, а часть жидкости всё равно остаётся в застрявшей у сетки мякоти. Крупная сетка, наоборот, пропускает жидкость вместе с мелкой взвесью - сок получается более плотным, “с мякотью”, зато сетка забивается медленнее и отжим идёт равномернее до самого конца порции.

Какие продукты каждая машина отжимает лучше

Центробежная соковыжималка хорошо справляется с твёрдыми и сочными плодами - яблоками, морковью, свёклой, апельсинами без кожуры: у них достаточно плотная структура, чтобы тёрка успела её измельчить, а сок - жидкий и легко проходит через сетку под действием центробежной силы. А вот с листовой зеленью, сельдереем или пророщенной пшеницей такая машина справляется плохо: волокнистые стебли наматываются на диск или проскакивают через тёрку, почти не отдавая сок.

Шнековая соковыжималка, наоборот, создана именно для волокнистых и нежных продуктов: она продавливает через сетку зелень, сельдерей, пшеницу, ягоды, не требуя от сырья особой твёрдости - работает само сжатие, а не измельчение ударом. При этом с очень твёрдыми корнеплодами шнек тоже справляется, хотя и медленнее, чем центробежная модель, - здесь выигрыш во времени остаётся за первым типом.

С мягкими водянистыми плодами вроде огурца или арбуза разница между типами почти стирается: в них и так много свободной жидкости, которая легко выходит что под ударом тёрки, что под медленным сжатием шнека, поэтому для таких продуктов выбор машины сильнее всего сказывается не на объёме сока, а на скорости работы и количестве пены в стакане. А вот с цитрусовыми без кожуры оба типа обычной универсальной соковыжималки работают не лучшим образом: тонкие плёнки долек забивают сетку быстрее, чем плотная мякоть яблока, поэтому для апельсинов и лимонов чаще применяют отдельную конструкцию - соковыжималку для цитрусовых с конусной насадкой, где сок выдавливается прижимом половинки плода к ребристому конусу без тёрки и без шнека вовсе.

Похожий принцип в других приборах на кухне

Центробежное разделение частиц по массе - не изобретение соковыжималки, тот же приём используют и другие бытовые машины, просто с другими веществами. Похожим образом устроен бытовой пылесос с циклонным фильтром: вместо сока и мякоти он центробежной силой отделяет от воздушного потока частицы пыли и мусора, отбрасывая их к стенкам конусной камеры, пока очищенный воздух уходит через центр. Меняются вещества и скорости, но сама физика - тяжёлые частицы летят по инерции дальше, чем лёгкий поток вокруг них, - остаётся одной и той же.

Общий у этих машин и сам мотор: и в соковыжималке, и в пылесосе стоит электродвигатель, рассчитанный на высокие обороты при относительно небольшой нагрузке, а не на медленное вращение с большим усилием, как у миксера теста или мясорубки. Конструкторам в обоих случаях приходится решать одну и ту же задачу - удержать вал строго по оси вращения, чтобы даже при нескольких тысячах оборотов в минуту деталь не начала вибрировать и разбалтывать крепления корпуса.

Как выбрать между скоростью и качеством сока

Выбор между двумя типами - это в конечном счёте выбор между скоростью и результатом. Центробежная соковыжималка отжимает стакан сока за считаные секунды, проще устроена, обычно стоит дешевле и легче моется - у неё меньше деталей с узкими зазорами. Плата за это - пена, более быстрое окисление и не идеальная работа с зеленью.

Шнековая модель работает медленнее и почти всегда дороже, зато даёт больше сока с того же объёма сырья, дольше сохраняет его свежим на вид и вкус и одинаково хорошо справляется и с твёрдыми плодами, и с зеленью. Для утреннего стакана сока из пары яблок разница может быть не так заметна, а вот для регулярного отжима большого объёма овощей и зелени именно принцип работы машины, а не бренд или цена, определяет, сколько сока получится в итоге и сколько его останется в жмыхе.

Разнится и мытьё после работы. У центробежной модели обычно меньше деталей и более простая форма сетчатого барабана, поэтому его проще ополоснуть под струёй воды, хотя мелкие ячейки сетки всё равно приходится прочищать щёткой от застрявших волокон. У шнековой соковыжималки деталей больше - сам шнек, сито, камера прессования, - и застрявшие в узком зазоре волокна иногда приходится выковыривать вручную, зато благодаря более медленной работе мякоть в целом меньше размазывается по внутренним поверхностям корпуса. В обоих случаях чем раньше начать мытьё после отжима, тем легче отделяется подсохшая мякоть от металла и пластика.