Procesarea prin indepartarea caldurii - alimente

PROCESAREA PRIN INDEPARTAREA CALDURII - ALIMENTE

1 Racirea, inghetarea (G.1)

Obiectiv

Obiectivul racirii si inghetarii este reducerea ratei de schimbari biochimice si microbiologice pentru a extinde durata de viata a produselor poraspete sau procesate. Racirea poate fi definita ca tehnica de procesare care se foloseste pentru reducerea temperaturii alimentului de la temperatura de pocesare la temperatura de depozitare. Inghetarea este o tehnica de procesare in care temperatura alimentului este mentinuta la o temperatura intre -1 °C si 8 °C.

Domeniu de aplicabilitate

Racirea este o etapa de procesare in multe procese de productie ale produselor alimentare. Inghetarea pentru conservarea alimentelor este aplicata pe larg pentru numeroase produse perisabile.

Livrarea produselor alimenare inghetate catre consumatori necesita un sistem de distributie sofisticat care implica depozite cu frig, transport cu frig si vitrine frigorifice pentru comertul en-detail.

Alimentele inghetate pot fi grupate in 3 categorii functie de temperatura de stocare:

(Hendley, B. (1985) Piete pentru produse inghetate. Procesare 52, 29-33):

- -1°C la +1°C (peste proaspat, carne proaspata, carnati, carne si peste afumat )

- 0°C la +5°C (carne pasteurizata conservata, lapte si produse din lapte, salate preparate, produse de panificatie, paste, pizza, paste si foitaje necoapte)

- 0°C la +8°C (carne complet preparata, peste preparat, carne sarata gatita sau negatita, unt,

margarina, branza si fructe usoare).

Descrierea tehnicilor, metodelor si echipamentului

Racirea alimentelor lichide este in general facuta prin trecerea produsului printr-un schimbator de caldura (cooler).Mediul de racire din cooler poate fia apa freatica, apa recirculata printr-un turn de racire sau apa (eventual amestecata cu agenti precum glicolul) care este recirculata printr-un sitem mecanic de refrigerare (apa cu gheata).

Racirea si inghetarea produselor solide este facuta prin contactul dintre aliment si aerul rece sau direct cu un refrigerent pcum ar fi dioxid de carbon lichid sau azot lichid. Cateva aplicatii tipice sunt date mai jos:

a) Racirea zaharului

Zaharul care se depoziteaza in silozuri trebuie desprafuit si racit la temperatura de depozitare.Acest lucru se face intr-un cooler de zahar, care este un aparat in care zaharul cald si uscat este aerat intensiv cu aer rece, filtrat adus din exterior pentru a racii zaharul la temperatura de depozitare care este aproximativ 20 °C. Cele mai comune sisteme in utilizare sunt coolerele (de obicei coolere cilindrice sau in pat fluidizat) cu sisteme de racire in contra-curent sau cross-curent.

b) Racirea Criogenica

In racirea criogenica alimentul ete in contact direct cu refrigerentul care poate fi dioxid de carbon solid sau lichid, azot lichid sau freon lichid . Refrigerentul evapora sau sublimeaza indepartand caldura din aliment si determinand o racire rapida.

Atat azotul lichid cat si dioxidul de carbon sunt refrigerenti fara culoare, fara miros si inerte.

Probleme de mediu

Energia electrica, apa de racire (folosindu-se suflarea sau buclele inchise), zgomotul si poluarea aerului sunt probleme majore in racirea criogenica.

2 Congelarea (G.2)

Obiectiv

Congelarea este o metoda de conservare. In congelare, temperatura alimentului este redusa sub punctul de congelare, si o proportie din apa trece in stare de cristale de gheata.

Domeniu de aplicabilitate

Mai multe tipuri de alimente pot fi congelate ex. fructe, legume, peste, carne, produse de panificatie si manaruri gata preparate (inghetate, pizza, etc.).

Descrierea tehnicilor, metodelor si echipamentului

In timpul procesului de congelare, mai intai caldura ete sensibil modificata asa incat temperatura alimentului ajunge la punctul de congelare; aceasta include caldura produsa prin respiratie (ca in cazul alimentelor proaspete) apoi caldura latentnta de cristalizare este indepartata formandu-se cristale de gheata.

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

Sunt disponibile numeroase metode si echipamente pentru congelarea alimentelor. Cele mai obisnuite sunt.

a) Congelatoare cu racire brusca

Aer rece la -30 la -40°C este circulat deasupra alimentelor cu o viteza de 1.5 la 6 m/s. In congelatoarele discontinue cu racire brusca, alimentele sunt puse pe rafturi in camere sau cabinete. In echipamentele continue, rafturile cu alimente sunt asezate pe trailere sau alimentele sunt deplasate printr-un tunel de congelare cu benzi transportoare.

Uneori in tunele multifazice sunt prevazute mai multe benzi. Produsul cade de pe o banda pe alta ceea ce determina si desfacerea blocurilor de alimente congelate. Grosimea stratului de alimente de pe benzi poate varia de la 25 la 125 mm. In congelatoarele cu racire brusca, volume mari de aer sunt recirculate aceasta cauzand arderea congelatorului si oxidari ale alimentelor neambalate. Umiditatea din alimente este transferata, prin aer, in serpentine de refrigerare, ceea ce face ca decongelarea utilajelor sa fie deseori necesara.

b) Congelatoare cu banda (congelatoare in spirala)

Principiul congelatorului cu banda este acelasi ca pentru congelatoarele cu racire brusca. O banda continua flexibila in forma de sita avand etaje sub forma de spirala. Alimentele sunt aduse in camera de refrigerare pe o banda. Aer rece sau azot lichid se directioneaza in jos catre banda (curgere in contra-curent). Aceasta reduce evaporararea apei din alimente.

c) Congelatoare in pat fluidizat

Alimentele sunt fluidizate cu aer la -25 la -35°C prin trecerea aerului vertical de jos in sus printr-un taler perforat sau banda transportoare pe are se afla un pat de alimente cu o grosime de 2 - 13 cm. Forma si dimensiunea alimentelor determina grosimea patului fluidizat si viteza aerului folosit la fluidizare. Alimentele vin in contact mai extins cu aerul decat in cazul congelarii rapide, toate suprafetele sunt congelate simultan si uniform. Aceasta duce la o congelare mai rapida si la o deshidratare mai redusa, ceea ce duce si la un numar mai redus de decongelari. Congelarea in pat fluidizat este restrinsa la alimentele in particule mici (fasole, nuclee de porumb dulce, creveti, capsuni etc.)

d) Congelatoare cu suprafete reci

Placi verticale sau orizontale cu perforatii sunt racite cu refrigerent la circa -40°C. Alimentul este asezat pe suprafata in straturi subtiri. Cateodata placile sunt usor presate una spre cealalta. Aceasta imbunatatteste contactul dintre alimente si placile de congelare. Un avantaj al acestor congelatoare este o deshidratare redusa a alimentelor ceea ce educes frecventa decongelarilor.

O forma speciala a congelatoarelor cu placi sunt congelatoarele cu raclete de suprafata. Acestea constau dintr-un cilindru de congelare care contine cutite rotative care indeparteaza material inghetat de pe suprafata de congelare. Acest tip de echipament este folosit, de exemplu pentru productia de inghetata.

e) Congelatoare cu imersie

alimentele ambalate sunt trecute printr-o baie refrigerata de glicol, saramura, glicerol sau solutie de clorira de calciu prin intermediul unui transportor submersibil. Rate inalte de congelare sunt   obtinute prin aceasta metoda Ea se foloseste, de exemplu pentru congelarea concentratului de suc de portocale si pre-congelarea carnii de pui ambalate inaintea congelarii rapide.

f) Congelatoare criogenice

In congelarea criogenica alimentul este in contact direct cu refrigerentul care poate fi dioxid de carbon solid sau lichid sau azot lichid . Refrigerentul se evaporeaza sau sublimeaza indepartand caldura din aliment si determinand congelarea rapida.

Atat dioxidul de carbon si azotul lichid sunt fara culoar, fara misros si inerte.

Probleme de mediu

Energia este problema principala; apa reziduala produsa in congelarea prin imersie, poluarea aerului in congelarea criogenic sunt de asemenea probleme.

3 Uscarea prin congelare, liofilizarea (G.3)

Obiectiv

Liofilizarea, denumita curent uscarea prin congelare este procesul de indepartare a apei din produs prin sublimare si desorbtie.

Scopul procesului este conservarea materialului sensibil care nu poate fi uscat prin evaporare la temperaturi ridicate datorita degradarii unor componenti specifici la temperaturi inalte care ar duce lao pierdere a gustului si a altor calitati legate de aspect.

Domeniu de aplicabilitate

Tehnica este folosita pentru uscarea extractului de cafea, a condimentelor, supelor de legume, alimentelor instant, a pestelui, a carnii etc.

Descrierea tehnicilor, metodelor si echipamentului

Acest proces este realizat in echipamnetul de liofilizare si consta din:

- o camera de uscare cu temperatura controlata a sistemului de suspendare (aceasta poate fi o camera discontinua in care talerele raman fixe pe placile de incalzie pe parcursul operatei de uscare sau semicontina, in care talerele se deplaseaza dintr-o camera cu vacuum intr-un tunel de inghetare)

- un condensator de preluare a apei indepartate din produs este amplasat in camera de uscare

- un sistem de racirea care alimenteaza cu refrigerent sistemul de suspendare si condensatorul

- un sistem cu vacuum pentru a reduce presiunea in camera

- un condensator pentru facilitarea procesului de uscare

Daca produsul de alimentare este lichid (ex. Extract de cafea) lichidul este congelat in 2 pasi (cu

temperaturi si perioade de congelarea de diferite) si uscat. Apoi materialul solid este alimentat (manual sau mecanica) pe talere in camera de uscare. Temperatura camerei de uscare este mult sub 0 °C. Temperatura exacta depinde de produsul care este uscat. Vacuumul este aplicat in

camera. Gheata se evapora in aceste conditii. Aceasta evaporare cauzeaza o descrestere a temperaturii produsului, care este compensata prin adaugarea caldurii (prin placile de incalzire) la produs prin talerele cu temperatura controlata. Apa evaporata este re-congelata la suprafata condensatorului care are o temperatura mult sub temperatura de sublimare in conditiile existente in camera. Din timp in timp condensatorul este curatat de gheata prin incalzirea suprafatei condensatorului. Apa este lichefiata si drenata. Vacuumul este mentinut de o pompa cu vacuum. Iesirea pompei cu vacuum se face in aer. Pentru a preveni intrarea solidelor si distrugerea pompei de vacuum in general se aplica un filtru in partea frontala a pompei.

Probleme de mediu

Energie si apa reziduala