Procesare la cald a alimentelor

PROCESARE LA CALD A ALIMENTELOR

1 Inmuierea (E.1)

Obiectiv

Obiectivul inmuierii este obtinerea unei schimbari de faza din solida in lichid, pentru a pregatii materialul pentru alte procesari (grasimi, branza) sau de a recupera fractiile moi (recuperarea grasimilor).

Domeniu de aplicare

Principalele aplicatii ale inmuierii in industria alimentara sunt in producerea ciocolatei, a branzei a recuperarii grasimilor din reziduurile de carne.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

Pentru inmuiere sunt folosite cazane de procesare,care sunt operate discontinuu si continuu. Caldura poate fi indusa direct pin injectia aburului sau indirect prin mantale cu abur. Cazanele de procesare sunt disponibile in forme si dimensiuni diverse. In procesarea continua schimbatoare de caldura gratar sunt aplicate. Anumite exemple tipice sunt descrise mai jos

a) Inmuierea in productia branzei

Branza cruda si celelalte ingrediente sunt puse intr-un cazan de procesare si incalzite pana la o temperatura care in mod normal nu este mai mica de 75 °C pentru a asigura pasteurizarea completa a branzei.

Agitatia in timpul procesarii este importanta pentru completa emulsifierii a branzei.

Temperatura si durata procesului depinde de tipul branzei care se obtine si de tipul branzei crude folosite ca materie prima.

b) Inmuierea pentru recuperarea grasimilor din reziduurile de carne

Pentru recuperarea grasimilor din reziduurile de carne sunt folosite 2 metode: inmuierea umeda si inmuierea uscata.

In inmuierea umeda materia prima este incalzita in vasul de proces prin injectarea directa a aburului pana la o temperatura de circa 90°C. Aceasta da nastere la o faza apoasa si o faza continand grasimi. Fazele sunt separate prin decantare si centrifugare.

In inmuierea uscata materia prima este indirect incalzita in cazanul de procesare (un cazan cu manta cu abur). Toata apa care se evapora este indepartata din cazan (sub vacuum).

Faza lichida (grasime inmuita) si faza uscata (grasime fara reziduuri de carne) sunt separate prin decantare.

Probleme de mediu

Energie, miros, continut ridicat BOD in apele reziduale dupa spalare si in anumite cazuri reziduuri solide.

2 Albirea (E.2)

Obiectiv

Operatiile de albire sunt proiectate pentru a expune intregul produs la temperaturi inalte pentru o scurta perioada de timp. Prima functie a acestei operatii este inactivarea bacteriana si a actiunii enzimelor, care ar putea sa determine o rapida degenerare a calitatii. Doua alte efecte dezirabile ale albirii include eliminarea aerului si gazelor din produs, si o reducere a volumului produsului.

Domeniu de aplicare

Albirea este un pas important in procesarea legumelor verzi si fructelor.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

In functie de produs si/sau echipamentmentul disponibil albirea poate fi realizata prin imersia in apa fierbinte (80 la 100°C) sau expunerea la abur. Operatia este in mod normal facuta in camere orizontale. Timpul de trecere pentru albire poate varia de la aproximativ 1 minut la 5 minute in functie de legumele sau fructele care sunt albite.

Probleme de mediu

Energie, nivel inalt BOD si solide suspendate in apa, reziduurile solide si mirosurile sunt problemele principale.

3 Gatirea, fierberea (E.3)

Obiectiv

Gatirea si fierberea sunt tehnici de procesare la cald aplicate alimentelor pentru a modifica textura, culoarea si continutul de umiditate al alimentelor.

Domeniu de aplicare

Gatirea si fierberea sunt aplicate pe scara industriala pentru pregatirea preparatelor gata de mancare, la pregatirea completa a mancarii sau pentru componente cum ar fi diferite produse de carne.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

Gatirea este facuta in cuptoare. Cuptoarele pot fi de diferite tipuri: apa, in dus, abur si circulatie aer/abur. Cuptoarele cu apa permit cea mai buna omogenizare a caldurii obtinute. Imersia in apa fierbinte cauzeaza pierderi de greutate, si are ca rezultat trecerea in apa a proteinelor si grasimilor. Cuptoarele cu dus realizeaza o buna uniformizeaza a caldurii si includ actiunea simultana a apei transmise prin dusuri si aburul saturat care se ridica de la baza bazinului de colectare, care este

Incalzit cu serpentine. In cuptoarele cu abur, apa dusurilor este eliminata si incalzirea se face numai datorita aburului produs in bazinul de colectare. Cuptoarele cu aer includ, cand este necesar controlul umiditatii si recircularea aerului cald, obtinut prin trecerea prin schimbatoare de caldura. Fierberea este facuta prin imersia in apa la temperatura de fierbere.

Probleme de mediu

Energia, mirosul si apele reziduale.

4 Coacerea(E.4)

Obiectiv

Scopul coacerii este de a creste calitatile gustative (gust, textura) a alimentelor prin incalzire cu aer cald. Un al doilea obiectiv al coacerii este conservarea prin distrugerea micro-organismelor si reducerea activitatii apei la suprafata alimentului. In orice caz, durata de viata a alimentelor coapte este limitata, in afara cazurilor in care produsele sunt refrigerate sau ambalate.

Domeniu de aplicare

Coacerea poate fi aplicata fructelor si legumelor. Legumele coapte pot fi folosite ca umpluturi sau

topping -uri pentru numeroase produse alimentare cum ar fi placinte, pizza si snack foods.

Este o problema comuna faptul ca umpluturile (in special cele din legume proaspete) contin umiditate care afecteaza carcasa sau componentul de baza al produsului alimentar in timpul depozitarii prin trecerea uiditatii din umplutura. Alternativa deshidratarii conventionale a legumelor nu este dorita, deoarece acestea au calitati nedorite ale gustului si texturii care necesita rehidratarea inaintea folosirii. Legumele coapte nu au aceste probleme secundare. Legumele care se pot pregatii prin acest proces, includ zucchini, ardeii. Ciupercile, cartofii, conopida, ceapa,ansois si vinete.

Lucrare: Floarea - floarea la angiosperme Referat: Plante erbacee din paduri

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

In cuptorul de coacere alimetul este expus aerului fierbinte (110 - 240°C) sau la radiatii infrarosii. Umiditatea de la suprafata este evaporata si indepartata prin aerul circulat. Cand rata de reducere a umiditatii la suprafata depaseste rata de transport a umiditatii din interiorurul produsului catre suprafata, suprafata se usuca si se formeaza o crusta.

Cuptoarele folosind aer fierbinte ca mediu transfer medium al caldurii, sunt clasificate fiind cu incalzire directa sau indirecta Pentru coacerea fructelor si legumelor se folosesc cuptoare cu radiatii infrarosii. Toate cuptoarele pot fi discontinue sau continue.

a) Cuptoarele cu incalzire directa

In acest tip de cuptor, aerul si gazele de combustie sunt recirculate (prin convectie naturala sau ventilatoare) in jurul produsului care este copt. Temperatura in cuptor este controlata prin reglarea aerului si a vitezei de curgere a combustibilului in arzatoare. Combustibili folositi in mod normal sunt gazul natural, propanul si butanul. Gazul este ars in arzatoare panglica plasate deasupra sau uneori dedesubtul benzii trasportoare si a produsului. Avantajele cuptoarelor cu incalzire directa sunt: perioade scurte de coacere, eficienta termica mare, aprindere apida si un control bun al temperaturii. Este necesara multa grija si un bun management pentru a preveni contaminarea alimentelor cu produse nedorite de combustie.

b) Cuptoarele cu incalzire indirecta

In acest tip de cuptoare, aerul din camera de coacere este incalzit printr-un schimbator de caldura cu abur sau cu combustibil

Aerul din camera de coacere este in general recirculat prin camera si prin schimbatorul de caldura. Alte metode includ: trecerea gazelor de combustie prin tuburile radiatorului in camera de coacere, sau a combustibilului ars printr-un perete dublu in timp ce exhaustarea gazelor de combuste se face prin partea de sus a cuptorului.

Cuptoarle electrice sunt incalzite prin inductie cu radiatoroare din placi sau bare.

In cuptoarele discontinue, peretii si baza sunt incalzite. In cuptoarele continue, radiatoarele sunt localizate deasupra, pe parti sau sub banda transportoare. Cuptoarele discontinue necesita costuri mai mari cu forta de munca decat cuptoarele continue. Un alt efect nedorit poate fi nonuniformitatea in perioadele de coacere, cauzate de intarzierea in incarcarea si descarcarea cuptoarelor.

c) Cuptoare cu infrarosii pentru coacerea legumelor

Pentru coacerea legumelor trebuie parcursi urmatorii pasi :

- scurta albire a legumelor in abur saturat pana la 100 %

- gatire a legumelor in abur saturat 35 la 65 %

- coacerea legumelor prin expunere la radiatii infrarosii

Materiile prime sunt taiate felii sau cubulete.

Bucatile de legume sunt albite pentru 60 - 80 secunde, in abur saturat 100 % intr-un cuptor cu

jet la o temperatura de 200 - 300 °C. Aburul este livrat in cuptor cu o viteza de aproximativ 500 la 540 kg/h. Viteza aerului in cuptor este17 - 25 m/s.

Produsul este ulterior transferat intr-un al doilea jetunde este gatit in abur la 270 -300 °C in abur saturat 50 % pentru o perioada de 65 - 85 secunde (aceleasi conditii ca in pasul anterior pentru abur si viteza aerului).

Produsul este apoi transferat intr-un cuptor pentru coacere cu infrarosi timp de 3.5 - 5 minutes. Temperatura aerul ui in cuptor creste de la 240 °C la 350 °C pe masura ce produsul circula prin cuptor pe o banda transportoare. In acest proces, legumele pierd aproximativ 30 - 60 % din continutul lor de apa in functie de tipul legumei.

Probleme de mediu

Energie, mirpsuri si reziduuri.

6 Frigerea/prajirea fara uleiuri (E.5)

Obiectiv

Scopul procesului este de a usca si de a mari aroma, si/sau de a schimba structura produsului.

Domeniu de aplicare

Produsele tipice care sunt prajite sunt cafeaua, cerealele, nuci, cacao, cicoare si fructe.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

Materia prima este uzual expusa aerului cald (temperaturi peste 100 °C).Cateodata materiile prime sunt pre-uscate . Mai intai apa este evaporata din produs. Continuutl de umiditate descreste de la 8 - 20 % la sub 1 %. Daca produsul ajunge la o temperatura suficient de inalta (peste 120 °C) reactii se produc in produs. Aceste asa numite reactii Maillard sunt importante in formarea aromei in cafea si cacao. Durata prajirii depinde de produs si de aromele specifice care sunt dorite. Durata prajrii pentru cafea variaza intre 1 si 20 minute, pentru cacao sau alte produse acesta poate fi pana la 120 minute. Cand temperatura produsului atinge nivelul necesar reactiile Maillard sunt oprite fie prin racirea produsului cu aer fie prin stropirea produsului cu apa urmata de racirea cu aer.

Metode si echipament

Prajirea poate fi facuta fie discontinuu fie continuu. Echipamentul tipica pentru prajire poate fi prajirea in prajitor cilindric, in prajitor coloana (cacao), in prajitor cu disc rotativ, in prajitor cu pat fluidizat, in prajitor cu pat cu spoturi etc. Punctul comun pentru toate echipamentele este ca produsul este incalzit si agitate in acelasi timp. Produsul poate fi in contact direct cu aerul cald (transfer convectiv de caldura) sau in contact cu o suprafata calda (transfer conductive de caldura). In general se foloseste o combinatie a celor doua. Racirea are loc in echipamente separate. Acestea pot fi cosuri de racier in care se introduce aer sau un racitor cu pat cu spoturi sau alt echipament in care produsul este in contact cu aerul curat. Racirea cu apa se poate face in camera de prajire si cateodata in echipamentul de racire.

Cicloanele sunt folosite ca parte integranta a procesului pentru a inlatura particulele/praf (in special constind din reziduuri de produs si piele ) din aer inainte de exhaustarea in atmosfera. Material recuperate este apoi reprocesat. Aerul de racier este si el emis in atmosfera.

Probleme de mediu

VOC si mirosuri in aer, energie, si reziduuri solide.

7 Prajirea (E.6)

Obiectiv

Prajirea este o operatie prin care alimentele sunt pregatite in ulei comestibil la temperature din

regiunea de 200°C. In general se folosesc uleiuri vegetale sau un amestec de grasimi animale si ulei vegetal.

Domeniu de aplicare

Materiile prime cum ar fi pestele, cartofii, carnea de pui pot fi prafite producind produse precum fish fingers, potato chips si chicken nuggets.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

Produsul este introdus intr-un prajitor o banda transportoare. Prajitorul este o camera orizontala care contine uleiul. Produsul cade in ulei iar expansiunea il adduce la suprafata uleiului. Transportoarele pe banda alimenteaza produsul in prajitor, care preiau produsul dupa prajire si care controleaza timpul de prajire. Cureaua de preluare la iesirea din prajitpr, scoate produsul din ulei , permite dremarea si transfera produsul pentru inspectie si ambalare la liniile de ambalare. Prajitoarele sunt echipate cu ventilatoare de extractie a fumului pentru a elimina scaparile de fum. Temperature de prajire variaza in functie de produsul care este procesat. Temperaturile difera de la 190 la 205°C iar timpul de rezidenta in prajitor este in mod normal de 35 secunde dar poate ajunge pana la 6 minute.

Probleme de mediu

Debordari de ulei, energie, VOC si miros in aer, deversari de grasimi in apa.

8 Temperarea(E.7)

Obiectiv

Temperarea serveste 3 scopuri:

1. asigura produsului calitatea si aspectul

2. permite manipularea ciocolatei lichide pentru diverse aplicatii ex. inmuierea

3. asigura controlul viscozitatii si permite satisfacerea cantararirilor corecte.

Temperarea inseamna si decongelarea controlata a carnurilor.

Domeniu de aplicare

Temperarea este aplicata in fabricarea ciocolatei si a produselor continand ciocolata.

Retetele de ciocolata contin unt de cacao sau echivalenti de unt de cacao, care trebuie temperate inainte de folosire. Aceasta deoarece untul de cacao exista in diverse forme cristaline care, daca ar ramane netemperate s-ar transforma in forme instabile cu impact severe asupra capacitatii de productie si a caltatii produsului. Procesul de temperare asigura ca cristalizarea grasimilor sa se faca in forme stabile care sa permita producerea produsului sa fie fabricat cu o culoare stralucitoare, la taria necesara sau cu forma dorita si sa intarzie formarea petelor alb la suprafata care sunt cunoscute ca florile grasimii. Ciocolata prost temperate da nastere la formarea unor forme crystalline slabe care determina aparitia unu aspect si a unei texturi slabe.

Ciocolata poate fi sub-temperata, bine-temperata sau peste-temperata in functie de aplicatia particulara.

Descrierea tehnicilor,metodelor si echipamentului

Procesele de temperare implica inmuierea tuturor cristalelor de grasime prezente prin incalzirea la

40 °C sau peste, si apoi racirea masei in general sub 30 °C (cunoscuta ca temperature de insamantare). Aceasta permite formarea unor forme cristaline stabile care se mentin si care permit continuarea unoor transformari ulterioare. In final masa este usor incalzita pentru a inlatura orice forme instabile ramase si pentru a realize cristalizarea in forme stabile.

Functie de reteta sauformula temperaturile si perioadele de mentinere vor varia pentru a asigura calitatea optima a produsului.

Metode si echipament

a) Temperarea intr-un singur debit

Foloseste tehnici standard de inducere a cristalizarii in forme stabile de lichid urmate de schimbari ale temperaturii. Produsul este transportat de un transportor cu surub intr-un tub de temperare unde este temperat in trei etape.

b) Temperarea cu debite gemene

Aceasta necesita un debit deja insamantat care se introduce intr-un debit de ciocolata netemperat.

c) Temperarea in mai multe etape

acesta are la baza racirea usoara pentru a produce cristalele de insamantare, urmata de o usoara reincalzire care sa permita formarea unor forme scristaline stabile. Racirea si reincalzirea zonei se face in mai multe etape mentinute la temperature dorita printr-un sistem de mantale cu sistem de recirculare a apei. Diverse tipuri de masini de temperare sunt disponibile pe baza acestui principiu si sunt folosite in industrie pentru nenumarate aplicatii.

Probleme de mediu

Energie si - intr- oarecare masura - apa de racire.

9 Pasteurizarea, sterilizarea, UHT (E.8)

Obiectiv

Tratarea la cald a produsului este une dintre principalele tehnici in industria alimentara folosita pentru conservare.Tratamentul la cald opreste activitatea bacteriana si a enzimelor; aceasta previne pierderea calitatii si mentine alimentul neperisabil.

In tratamentul la cald numeroase combinatii timp/temperatura pot fi aplicate in functie, de produs, proprietati si durata de viata a produsului.

In pasteurizare, in general se aplica o incalzire la o temperatura sub 100 °C. Aceasta reduce partia activitatea enzimelor si bacteriana si in consecinta marind valabilitatea produsului. Sterilizarea inseman in general aplicarea unui tratament la cald la peste 100 °C pentru o o perioada care sa determine cresterea durabilitatii produsului .

UHT are un teatament la cald de scurta durata la peste 100 °C si se aplica, in geral la produse lichide cu viscozitate redusa.

Domeniu de aplicare

Pasteurizarea si sterilizarea sunt folosite pentru tratarea a numeroase dipuri de produse alimentare care pot include: lapte, sucuri, bere si multe altele.

Descrerea tehnicilor, metodelor si echipamentelor

a) Pasteurizarea

Temperatura de pasteurizareeste in general cuprinsa intre 62 si 90 °C iar timpul de pasteurizare variaza de la secunde la minute.

Putem distinge:

- pasteurizarea prudenta: 62 - 65 °C, pana la 30 minute

- pasteurizarea de scurt timp: 72 - 75 °C, 15 - 240 s

- pasteurizarea la temperaturi inalte si timp scurt (HTST): 85 - 90 °C, 1- 2 s.

pasteurizarea prudenta se face in vase (agitate). Cateodata produsul (ex bere, suc de fructe) este pasteurizat dupa imbuteliere sau introducere in conserve. In acest caz producsul introdus in ambalaj este imersat in apa calda sau trecut printr-un tunel cu abur.

Pentru pasteurizarea continua se folosesc schimbatoare de caldura (tubulare, cu placi si cadru) care se aplica la sectiile de incalzire, mentinere si racire.

b) Sterilizarea

Temperaturile de sterilizare sunt cuprinse intre 110 la 120°C si perioadele de sterilizare de la 20 - 40 minute.

In general pentru sterilizare, produsul este imbuteliat sau conservat si apoi tratat la cald intr-o retort in apa fierbinte (sub presiune) sau abur.Retortele de sterilizare pot fi discontinue sau continue.

c) Tratament UHT

Tratament UHT insemna un tratament ment termic foarte scurt la o temperatura de aproximativ 140°C pentru numai cateva seconde. Rezultatul este un produs sterilizat cu minime modificari ale proprietatilor produsului datorate caldurii.

Tratamentul UHT este posibil numai in echpament in flux. Produsul sterilizat anterior este transferat din containere de pre-sterilizare in atmosfera sterila. Aceasta necesita procesare aseptica.

Pentru Tratamentul UHT, se aplica incalzire indirect in placa si cadru sau in schimbator de caldura tubular .

In oricecaz, se poate aplica injectie directa de abur sau infuzie cu abur.

Probleme de mediu

Energie, apa de racire si apa reziduala de la spalari.