Procese Moderne în Tehnologii Alimentare

TEHNICI DE PROCESARE MINIMĂ ATERMICĂ

1. Presiunile înalte în tehnologiile alimentare.

2. Conservarea alimentelor.

3. Instalaţii de înaltă presiune.

Presiunile înalte în tehnologiile alimentare

Presiunea osmotică

Osmoza inversă

Extrudarea

Extragerea cu CO2

Osmoza inversă

Osmoza inversă — prezintă caracteristică termodinamică a soluţiilor ce contactează cu membrana semipermiabilă. În soluţii diluate P.O. se determină cu relaţia Vant Goff, iar la concentraţii mari – cu relaţia Gibbs.

Osmoza inversă sau hiperfiltrarea reprezintă un proces de concentrare în soluţia unor substanţe cu masă moleculară mică (zaharuri, ioni, aciziorganici etc., cu MM < 500) prii) aplicarea unei presiuni hidrostatice tangenţiale la membrană. Se realizează, în consecinţă, o trecere prin difuziune a substanţei dizolvante sau în stare coloidală prin porii membranei cu diametrul 4 – 6 nmkm. Pentru realizarea acestui efect este necesară o presiune care poate atinge 100 bar (de regulă intre 10 şi 60 bai);.

Osmoza invresă

Tehnologia de fabricare a dulceţei. P = 8,0 – 9,0 MPa

Tehnologia de fabricare a vinului MADERA.

P = 4,0 – 12,0 MPa

Tehnologia de tratare a apei de mare cu obţinerea apei potabile. P = 0,80 – 0,90 MPa

Tehnologia de fabricare a produselor lichide concentrate. P = 4,0 – 15,0 MPa

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN EXTRUDARE

Extrudarea (expandarea) - proces complex care constă în creşterea volumului unor materiale la trecerea bruscă de la presiune şi temperatură înaltă la condiţiile mediului ambiant.

Materii prime: boabe de grâu, orez, ovăz, crupe de porumb etc.

Presiunea de ordinul 20—30 MPa. Ca urmare a presării şi a eforturilor puternice care apar, temperatura materialului creşte la 180 200ºC. Aceste condiţii conferă materialului starea plastică.

La ieşirea din capul extruderului materialul suferă o creştere bruscă a volumului, ca urmare a scăderii presiunii şi autoevaporării instantanee a unei pârti din umiditatea sa. Expandarea conferă produsului un aspect afânat şi calităţi senzoriale deosebite

Operaţiunile tehnologice: transportare, amestecare, încălzire, plastificare, formare

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN EXTRUDARE

EXTRUDAT - Produs obţinut prin trecerea materiilor prime printr-o presă elicoidală cu una sau două spirale, cu manta de răcire sau încălzire şi duză de extrudare la capăt.

Extruderul este utilizat pentru plastifierea, fierbere, deshidratare, expandarea unor produse sau materii prime alimentare granulare, cristaline sau pulverulente, singure sau în amestec, iar uneori cu adaos de soluţii pentru ameliorarea însuşirilor.

În funcţie de T şi P tehnolgiile de extrudare se clasifică:

Presiunea osmotică

Protoplasma celulei vii este semipermiabilă – reglează concentraţia soluţiilor în celulă şi spaţiul intercelular.

Presiunea osmotică, Pa: P = CRT,

- C - concentraţia molară a soluţiei, mol/m3;

- R - constanta gazelor 8,3 Dj/(mol * K);

- T – temperatura absolută, Kelvin.

Presiunea osmotică în celula 0,49 - 0,98 Mpa – turgor, plasmoliză

- conservarea prin sărare, P = 2,0 – 2,5 MPa

- conservare prin majorarea conţinutului de zahar, P = 34 54 MPa. La majorarea tem-rii cu 1 oC presiunea osmotică a siropului de zahar se măreşte cu 0,3-0,35 %

- extrudare la rece, 40 - 75°C şi 60 bar pentru produse făinoase (spaghete, tăieţei, produse zaharoase);

- moderat, prin gelificare la 70 – 120 C şi 80 - 130 bar (pentru obţinerea dextrinelor din amidon;

extrudare la cald, la 130 – 180 C şi 120 - 250 bar (pentru amidonuri modificate, pufuleţi şi alte expandate, produse tip snac, texturate proteice vegetale, descristalizarea zahărului şi a altor produse cristaline);

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN EXTRUDARE

- extrudare termoplastică a materiilor prime vegetale cu conţinut ridicat de proteine (50 – 70 %) la 120 – 180 °C şi o presiune de până la 10 bar, rezultând produse cu o structură fibroasă, utilizate că înlocuitori de carne. În toate cazurile durata de prelucrare este 5 20 secunde

Tehnologia de prelucrare a materiilor prime prin extrudare poate fi împărţită în trei etape:

- pregătirea materiei prime ;

- extrudarea ;

- prelucrarea produsului extrudat.

Prima etapă include următoarele operaţiuni: - dozarea componentelor şi adaosurilor; - amestecarea; - separarea impurităţilor metalice; - dozarea amestecului în extruder.

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN EXTRUDARE

Sortimentul:

Produse alimentare bogate în amidon: paste făinoase, franzele, produse de patiserie, malţ, produse pentru gustări din cereale, produse cu adaos de fibre alimentare, produse pentru copii.

Produse alimentare bogate în proteine: animaliere, proteine de lapte, proteine de sânge.

Produse extrudate din carne şi peşte, proteine vegetale (soia, seminţe de bumbac), boabe de orez, produse pentru profilactică, produse extrudate din germeni, alimente pentru copii

Produse cerealiere cu o caloricitate înaltă se obţin la extrudarea amestecului: făină de orez şi boabe nedegresate de soia şi năut etc. Amestecul de cereale se dozează cu o viteză de 27.2 kg/h, iar apa: 6.5 l/h, la turaţiile melcului 500 min., diametrul filierelor de 31mm, temperatura produsului: 95 97 ºC. Produsul extrudat se usucă la temperatura de 50 ºC , timp de 5 6 ore. Valoarea nutritivă creşte cu 25 30 %. Indicii senzoriali ai produsului arată că cele mai bune rezultate au produsele finite cu adaos de 20 % făină de soia. Sunt elaborate noi reţete de gustări cu adaos de până la 20 % concentrat de proteine. Aditivii sunt amestecaţi cu făină de orez, porumb, grâu. Extrudarea amestecului are loc la temperaturile de 80; 120; 160 ºC, conţinutul de umiditate iniţial fiind de 15 20 % În scopul îmbunătăţirii asimilării tărâţelor de cereale, se recomandă realizarea extrudării amestecului după mărunţire în extruderul cu doi melci, la temperatura de 160 170 ºC, timp de 10 30 s.

TEHNOLOGIA DE FABRICARE A PRODUSELOR ALIMENTARE PRIN EXTRUDARE

Firme producătoare de extrudere:

CONTINUA, Italia;

Werner und Pfleiderer, Germania;

Simon Foods Engineers, Testruder Enginiring, SUA;

Ohyama Foods Machinery Co., Japonia;

Cwaker Outus, Werner, S.U.A.;

Clextral, Franţa;

Textruder Engineering AG” ,Portugalia

Baker Perkins, Anglia.

Uzina mecanică Doneţk, extruder KMZ-2U, UkrNIIplastmaş Pĺk-125-8 Ucraina,;

Pişcemaş, Moldcoop, AŞM, Moldova.

MODIFICAREA COMPONENŢILOR MATERIEI PRIME ÎN PROCESUL DE EXTRUDARE

Compoziţia produselor alimentare este reprezentată de monozaharide (glucoză, fructoză), dizaharide (zaharoză), polizaharide (amidon, celuloză, pectină, hemiceluloză), proteine, grăsimi, acizi organici, micro-şi macroelemente etc.

Metoda de extrudare la cald se deosebeşte de procesele termice tradiţionale utilizate în industria alimentară.

Pocesul decurge la temperatură şi presiune înaltă, efort tangenţial, umiditate sporită a materiei prime, într-un interval mic de timp.

Aşa tip de prelucrare determină modificări nesemnificative în structura, compoziţia şi valoare a nutritivă a produsului extrudat

TEHNICI DE EXTRUDARE

EXTRUDARE - procedeu de prelucrare prin deformare plastică a materialelor, care constă în trecerea forţată a materialului printr-o matriţă de formă adecvată cu o deschidere rotundă sau profilată (numită matriţă de extrudare).

Primul extruder a fost elaborat în Anglia, 1869 pentru producerea salamurilor şi a servit ca prototip pentru primele extrudere elaborate în 1935 în calitate de pres la producerea pastelor făinoase.

În a. 1940 s-a utilizat extrudare la cald, care determina gelificarea amidonului.

Extrudarea se bazează pe două procese: deformarea chimico-mecanică şi şocul de decompresie.

TEHNICI DE EXTRUDARE

Aceste procese au loc sub acţiunea tensiunii de deformare, temperaturii şi presiunii cu anumite viteze de transfer şi îndepărtare a căldurii.

Procesele, care au loc în timpul extrudării se clasifică după gradul de acţiune: descompunere la nivel celular,

- texturare, sterilizare,

- eliminare a umidităţii,

- redarea formei [27, 83, 66].

TEHNICI DE EXTRUDARE

În rezultatul extrudării produselor se îmbunătăţeşte:

asimilarea substanţelor nutritive,

se măreşte rezistenţa la păstrarea,

asimilarea grăsimilor,

creşte volumul masei.