Operacje i procesy

związane z

przetwarzaniem

żywności

dr hab. Mirosław Słowiński prof. SGGW

Źródło rysunków:
Praca zbiorowa: Ogólna technologia żywności. Wydawnictwo ART.
Olsztyn, 1996
Praca zbiorowa: Ogólna technologia żywności. WNT Warszawa 2007

Proces technologiczny

to ciąg operacji i procesów jednostkowych,

następujących w określonej sekwencji czasowej,

począwszy od chwili odbioru surowców (roślinnych

lub zwierzęcych) do chwili otrzymania gotowego

produktu.

Wyróżnia się w nim:

•czynności zasadnicze – dokonywane

bezpośrednio na surowcu i wpływające w sposób

celowy na zmianę właściwości lub postać surowca;

•czynności pomocnicze – przenoszenie,

magazynowanie, kontrola;

•czynności usługowe – dostarczanie czynników

energetycznych i utrzymaniu higieny produkcji

Czynności zasadnicze:

operacje jednostkowe – gdy zachodzące zmiany mają

charakter fizyczny np. rozdrabnianie, przesiewanie,

mieszanie;

procesy jednostkowe – gdy zmiany mają charakter

chemiczny, biochemiczny lub biologiczny;

Operacje i procesy jednostkowe

dzieli się na:

1. operacje mechaniczne – rządzone prawami mechaniki ciał

stałych i cieczy;

2. operacje cieplne – związane z przenoszeniem ciepła;

3. operacje dyfuzyjne - podlegają prawom przenikania i

wymiany masy;

4. operacje fizykochemiczne – polegające na zmianie stanu

skupienia lub rozproszenia;

5. procesy chemiczne – ich istotę stanowią reakcje chemiczne

wymagające użycia reagentów chemicznych i zachodzące bez

udziału czynników biologicznych;

6. procesy biochemiczne – wymagające użycia czynników

biologicznych w postaci żywych mikroorganizmów lub

enzymów.

Wsad
peklowanyc
h surowców
podstawow
ych

Mięso

wieprzo

we kl. II

Mięso

wieprzo

we kl.

III

Mięso

wołow

e kl II

Podgard

le

skórowa

ne

20%

10%

40%

30%

Rozdrabnia
nie mm

3

3

3

3

Operacja
mechaniczna

Kutrowanie Mięso wieprzowe i wołowe kutruje się

z polifosforanami, dodaje lód i wodę, a
następnie dodaje się podgardle i
przyprawy. Kutrowanie kończy się po
dobrym

zemulgowaniu

farszu

i

wchłonięciu wody. Końcowa temp.
końcowa farszu maksymalnie 15

o

C

Operacja
mechaniczna
Operacja
fizykochemicz
na
Operacja
chemiczna

Dodatek [kg]:

lód/woda 32
polifosforany 0,25
izoaskorbinain

sodu 0,06
pieprz naturalny.

0,10
gałka

muszkatołowa.
0,06

Nadziewani
e osłonek

Farszem napełnia się ściśle osłonki

sztuczne lub jelita i odkręca batony o

długości 12-14 mm

Operacja
mechaniczna

Materiał

pomocnicze
osłonki

celofanowe
lub

jelita cienkie
przędza

Osadzanie

W temp. 20-30

o

C przez 20 min.

Operacja
mechaniczna
Chemiczna

Wędzenie

Nadmuch powietrza o temp. 40-60

o

C

do osuszenia powierzchni. Wędzenie

gorącym dymem o temp. 45-70

o

C

przez ok. 50 min. do barwy

jasnobrązowej z odcieniem złocisty.

Operacja
cieplna

Parzenie

Parzenie w temp. 74-76

o

C do

uzyskania wewnątrz batonu temp. 70-

72

o

C

Operacja
cieplna

Studzenie

Natrysk zimną wodą przez ok. 20

minut do osiągnięcia temp. 40

o

C

wewnątrz batonu.

Operacja
cieplna

Chłodzenie

Do temp. poniżej 10

o

C wewnątrz

batonu.

Operacja
cieplna

Parówki (kiełbasa homogenizowana)

Prawo zachowania masy

–

w danym układzie

zamkniętym suma mas poszczególnych składników przed
procesem i po jego zakończeniu jest stała

G = G

1

+ G

2

gdzie:
G - masa surowca podlegającego przetwarzaniu;
G

1

- masa gotowego produktu;

G

2

- masa produktów odpadowych;

Prawo zachowania energii

–

w danym układzie

zamkniętym suma wszystkich rodzajów energii jest stała, a
zmiany jednego jej rodzaju w inny nie zmieniają tej sumy.

Równowaga mechaniczna, cieplna,
fizykochemiczna

– osiągana przez układ cechuje się

stałością właściwości w dowolnie długim czasie

Operacje mechaniczne

Operacje mechaniczne

Mają one na celu:

• ujednolicenie surowca na podstawie określonych

kryteriów jakości;

• rozsortowanie niejednorodnego pod względem

wymiarów surowca na określone przedziały wielkości;

• usunięcie części niejadalnych i mniej wartościowych oraz

nieszkodliwych ciał obcych;

• rozdrobnienie surowca;

• rozdzielenie składników;

• dozowanie surowców i produktów

.

Operacje mechaniczne

Obróbka wstępna

Obejmuje:
1. sortowanie – wyrównanie przerabianego

surowca wg określonych kryteriów jakości

2. kalibrację - podział przerabianego

surowca na określone przedziały
wielkości

3. oczyszczenie, płukanie

ad.1. np.. barwy, zapachu, stopnia dojrzałości
ad.2. zapewnia jednakowe zachowanie się przerabianego

surowca podczas procesów technologicznych

Operacje mechaniczne

A. Rozdrabnianie surowca

Operacje mechaniczne

Rozdrabnianie -

zmniejszenie wymiarów

materiału bez nadania mu określonego kształtu

Krajanie -

zmniejszenie wymiarów materiału z

nadaniem mu określonego kształtu

Cel:

• rozwinięcie powierzchni materiału, w wyniku czego
wpływ na tempo procesów fizycznych (ekstrakcji,
suszenia, rozpuszczania) oraz szybkość i wydajność
reakcji chemicznych w układach niejednorodnych;

• operacja wstępna w wielu procesach

przemysłowych

Rodzaje rozdrabniania:

rozgniatanie

łupanie

gniecenie

rozcieranie

rozrywanie

rozłupywanie

Podział urządzeń rozdrabniających:

•maszyny łamiące – łamacze stożkowe i szczękowe;
•maszyny gniotące – gniotowniki, łamacze walcowe;
•maszyny udarowe – młyny młotkowe,
dezintegratory;
•maszyny rozcierające – młyny kulowe, wibracyjne, z
częściami obrotowymi, strumieniowe, koloidalne
•maszyny tnące - krajalnice

Maszyny łamiące

Mlewnik walcowy – rozdrabnianie i
mielenie ziarn, słodu, owoców wytłoków
Gniotowniki – gniecenie owoców miękkich

Udarowe maszyny

rozdrabniające

Rozdrabniarki
młotkowe -
rozdrabnianie ziarna,
ziemniaków, słodu,
wytłoków i wysłodków

Dezintegratory –
rozdrabnianie owoców
miękkich

Maszyny rozcierające

Młyny kulowe – do
drobnego mielenia

Młyny wibracyjne –
młyny kulowe, w których
rozdrabnianie zachodzi
dzięki szybkim ruchom
drgającym

Maszyny rozcierające

Młyny strumieniowe –
do mielenia drobnego i
bardzo drobnego;
rozdrabnianie surowców
zawierających olejki
eteryczne z jednoczesną
ich ekstrakcją

Młyny koloidalne –
bardzo drobne mielenie;
mielenie zachodzi przy
współudziale środowiska
rozpraszającego

Maszyny szarpiące

do rozdrabniania owoców i warzyw
Rozdrabniarka szarpiąca dwuwalcowa –
dwa walce obracające się w przeciwnych
kierunkach wyposażone w kolce, zęby lub
pazury
Rozdrabniarka szarpiąca tarczowa - jw.
ale tarcze
Tarki –zasada działania taka jak tarki
domowej do rozdrabniania warzyw

Maszyny tnące

Krajalnice –
rozdrabnianie owoców i
warzyw, buraków
cukrowych, konserwy;
nadają materiałowi
określony kształt

Wilki - rozdrabnianie
mięsa

Operacje mechaniczne

B. Rozdzielanie składników

Rozdzielanie materiałów

niejednorodnych

Trzy kategorie ośrodków:

• ciekły

• stały – sypki

• półstały – soczysty

Rodzaje w zależności od rodzaju

rozdzielanego materiału:

• rozdzielanie zawiesin i emulsji

• rozdzielanie mas półstałych – soczystych

• rozdzielanie ciał stałych

• rozdzielanie ciał stałych od cieczy i gazów

Rozdzielanie zawiesin i emulsji

Sedymentacja – polega
na samoczynnym
rozwarstwieniu się
zawiesin w wyniku
różnicy gęstości cząstek
zawieszonych (ośrodek
zdyspergowany) w
stosunku do ośrodka
dyspersyjnego (woda,
sok komórkowy).
Mała wydajność,
Niska sprawność

Flotacja – proces
odwrotny do
sedymentacji; stosowana
do zagęszczanie osadów
– osad odpływa górą a
woda pozostaje w
zbiorniku; proces ten jest
wspomagany przez
napowietrzanie

Rozdzielanie zawiesin i emulsji

Filtracja – operacja polegająca na zatrzymaniu

stałych (niekiedy ciekłych) cząstek – zawiesin – na
porowatej przegrodzie (filtrze), a przepuszczeniu
cieczy lub gazu, stanowiących ośrodek dyspersyjny.

Oddzielenie cząstek fazy rozproszonej od fazy

rozpraszającej.

Zastosowanie:

• produkcja klarownych ekstraktów i roztworów np. soki i

syropy owocowe

• oddzielenie produktu od towarzyszących mu w trakcie

przerobu części stałych np. proces produkcji piwa, wina,
olejów

Produktem może być osad lub odciek.

Rodzaje filtracji:

• izobaryczna

• pod zwiększonym ciśnieniem od strony cieczy
filtrowanej

• podciśnienie od strony filtratu

Rodzaje przegród filtracyjnych:

• tkaninowe (len, bawełna, jedwab, nylon)

• metalowe (siatka fosforobrązowa zwykła i
posrebrzana, niklowana, aluminiowa, ze stali
nierdzewnej)

• ceramiczne (porowata porcelana),

• szklane (porowata masa szklana, wata szklana)

• celulozowe,

• inne.

Przykłady filtrów:
filtr ramowy (prasa filtracyjna) –

Przykłady filtrów:

filtr komorowy –

filtr próżniowy -

Rozdzielanie zawiesin i emulsji

Wirowanie – rozdzielanie pod wpływem siły

odśrodkowej mieszanin niejednorodnych:

•

ciał stałych z cieczami,

•

cieczy z cieczami lub

•

mieszaniny dwóch cieczy z ciałem stałym.

Rozdział faz następuje przez wprowadzenie

mieszaniny w ruch obrotowy, w wyniku którego
cząstki cięższe są odrzucane na zewnątrz ku
obwodowi bębna, a lżejsze gromadzą się przy osi.

Rodzaje wirówek:
1. ciągłe, periodyczne;
2. sedymentacyjne, filtracyjne

Wirówki sedymentacyjne

Bęben osadzony na wale obrotowym ma pełne ściany
boczne; wewnątrz zamontowane są talerze
ułatwiające rozdział faz.

Wykorzystanie:

• usuwanie zawiesin
z soków owocowych i wina

• oddzielenie tłuszczu od
mleka pełnego

Wirówki filtracyjne

Bęben osadzony na wale obrotowym ma ściany
boczne perforowane pokryte materiałem filtracyjnym.
W czasie wirowania ciecz przesącza się przez materiał
i odpływa do przestrzeni między bębnem a obudową;
faza stała zatrzymywana jest wewnątrz bębna

Wykorzystanie:

• oddzielenie wody sokowej z surowego mleczka
krochmalniczego

• oddzielenie wykrystalizowanego cukru od melasy

Rozdzielenie mas półstałych -

soczystych

Tłoczenie – oddzielenie fazy ciekłej zawartej w dużych

ilościach fazy stałej

Prasy
1. pracujące w pokojowej lub podwyższonej temperaturze
2. pracujące pod mniejszym lub większym ciśnieniem
3. praca okresowa (prasy warstwowe, koszowe) lub

ciągła (prasy ślimakowe, taśmowe, walcowe)

Wykorzystanie:

•

tłoczenie oleju z nasion oleistych,

•

otrzymywanie soków z miazgi owocowej i warzywnej,

•

wytłaczanie tłuszczu z mączki mięsno-kostnej

•

odwadnianie osadów ściekowych

Rozdzielenie ciał stałych

Rozdział mieszanin ciał stałych różniących się:

• kształtem lub wielkością cząstek,

• prędkością opadania w środowisku ciekłym lub gazowym,

• właściwościami elektrycznymi lub magnetycznymi.

Przesiewanie

– rozdział cząstek różniących się wielkością

(sita) lub kształtem (tryjery);

Rodzaje sit:

• tłoczone (cienka blacha stalowa z wyciętymi
otworami),

• druciane (plecione z metalowego drutu)

• tkane (z nici jedwabnych, włókien sztucznych)

Wykorzystanie:

• sortowanie zbóż,

• sortowanie owoców i warzyw

• sortowanie jaj

• przesiewanie krochmalu

Oddzielenie ciał stałych i cieczy

od gazów

Cel:

• oczyszczenie gazów

• gdy odzyskuje się fazę stałą lub ciekłą – zmniejszenie strat
materiałowych

Wykorzystuje się do tego:
cyklon – oddzielenie cząstek stałych od fazy gazowej;
hydrocyklon – oddzielenie cząstek stałych od fazy ciekłej

Operacje mechaniczne

C. Mieszanie składników

Mieszanie

Cel:

•

zapewnienie możliwie jednorodnego składu produktów

ciekłych lub stałych;

• zabezpieczenie przed rozdzieleniem się komponentów;

• zapobieganie przegrzewaniu się podczas odwadniania;

• ułatwianie wymiany ciepła przy obróbce termicznej
metodą przeponową

• intensyfikacja procesów dyfuzji;

• wywołanie zjawisk fizycznych np. zmaślanie śmietanki

Rodzaje:

• mieszanie w fazie ciekłej;

• mieszanie ciał stałych;

• mieszanie układów o dużej lepkości.

Mieszanie w fazie ciekłej

Realizowane w mieszalnikach;

Rodzaje:

• mechaniczne – przy użyciu
mieszadeł;

• hydrauliczne – wymieszanie się
dwóch lub więcej strumieni cieczy;

• pneumatyczne – mieszanie przez
pęcherzyki gazu.

Przykłady:

• mieszanie mleka

• mieszanie soków

• mieszanie podłoży hodowlanych

Mieszanie ciał stałych

Realizowane w mieszarkach;

Rodzaje:
1. periodyczne, ciągłe
2. wolnoobrotowe (łopatkowe,
ślimakowe, bębnowe),
szybkoobrotowe (odśrodkowe,
udarowe);

Przykłady:

•

produkcja koncentratów deserów,

zup;

•

wymieszanie mąki

Rodzaje mieszadeł

Mieszanie układów o dużej lepkości

Realizowane w zagniatarkach, ugniatarkach, wygniatarkach;

Rodzaje:
periodyczne (zbiornik z mieszadłem), ciągłe (ślimak)

Przykłady:

•

homogenizacja twarogu;

•

przygotowanie ciast;

•

przygotowanie farszów

mięsnych.

Homogenizacja – daleko posunięte mieszanie z

jednoczesnym rozdrobnieniem zawieszonych cząstek.

Operacje mechaniczne

D. Dozowanie

Dozowanie

Końcowy etap wielu procesów wytwarzania produktów

spożywczych, których produkcja kończy się formowaniem,

porcjowaniem, rozlewem produktu do opakowań

jednostkowych wraz z ich zamknięciem.

Składa się ono z kilku operacji: transport, rozdzielenie i

częściowo mieszanie.

Typy urządzeń:

ślimakowe – materiały sproszkowane

bębnowe – materiały sypkie

walcowe – materiały zbrylające się i wilgotne

tarczowe – materiały sypkie i ziarniste

Operacje termiczne

Wykorzystanie:

•wstępna obróbka surowców np przy myciu,

czyszczeniu, wstępne schładzanie przed
magazynowaniem;

•właściwe przetwarzanie surowców np. gotowanie,

pieczenie, smażenie, wymrażanie wody, procesy
mechaniczne, dyfuzyjne, chemiczne i biotechniczne w
przetwarzaniu żywności

•termiczne utrwalanie żywności np. pasteryzacja,

sterylizacja, mrożenie

•utrzymanie higieny procesu produkcyjnego np. mycie,

wyjaławianie urządzeń, opakowań, pomieszczeń

Temperatury najczęściej wykorzystywane w

technologii żywności: -30

o

C do +120

o

C;

ciągła sterylizacja mleka 160

o

C (1 s);

prażenie ziarna zbóż 220

o

C

Ciepło a jakość żywności

Ważna nie tylko temperatura a także czas jej działania.

Termolabilne są:
• witaminy głównie C, B

1

B

12

• niektóre białka: globuliny i albuminy

• niektóre aminokwasy np.. siarkowe, lizyna

Długie ogrzewanie powoduje także:

• obniżenie wartości biologicznej żywności;

• denaturację białek

Umiarkowane ogrzewanie korzystne:

• poprawa strawności kolagenu i innych białek

• nadanie smakowitości

• zniszczenie mikroflory

Źródła ciepła w technologii

żywności

Przy wyborze ważne są:

• koszt

• możliwość zanieczyszczania żywności

• stopień niebezpieczeństwa wybuchu

• maksymalna elastyczność użycia

1. Paliwa stałe: węgiel kamienny, węgiel brunatny, koks, drewno;

węgiel –wartość opałowa 22-30 MJ/kg, zawartość siarki, ślady
substancji silnie trujących, kurz – ogrzewanie pośrednie

2. Paliwa płynne: ropa naftowa, olej opałowy – wartość opałowa ok.

40 MJ/kg, mniej zanieczyszczeń ale nieprzyjemny smak i zapach –
ogrzewanie pośrednie

3. Paliwo gazowe: gaz ziemny, koksowniczy – wartość opałowa 34

MJ/kg, niebezpieczeństwo wybuchu

4. Energia elektryczna – droga, jednak ma wiele zalet

Ogrzewanie pośrednie – para wodna nasycona lub przegrzana

(energia cieplna pary o temp powyżej 100

o

C wynosi

2679 kJ/kg

- suche powietrze

Mechanizmy przenoszenia ciepła

1. Przewodzenie lub kondukcja
Wywołana różnicą temperatur – drganie cząstek - głównie
ciała stałe

2. Konwekcja lub przenoszenie ciepła
Wywołane przemieszaniem się płynów – głównie ciecze;
rodzaje: konwekcja wolna, konwekcja wymuszona
wpływa na warunki doprowadzania ciepła do przegrody

3. Promieniowanie cieplne (radiacja)
Przenoszenie ciepła między dwoma ciałami o różnej
temperaturze za pomocą fal elektromagnetycznych o długości
0,1-100 μm nie wymaga substancji pośredniczącej
energia cieplna promieniowania zwykle nie przechodzi przez
ciała stałe i ciecze; gdyż większość jest absorbowana (100%
absorpcji ciała doskonale czarne) lub odbijana (100% odbicia
ciała doskonale białe)
Ogrzewanie oporowe – elektryczne; spirala nagrzana do ok. 1000

o

C

Mechanizmy przenoszenia ciepła

c.d.

4. Całościowe ujęcie przeponowej wymiany ciepła

gdzie:
k – współczynnik przenikania ciepła (W/m

2

o

C)





1

współczynnik oddawania ciepła (W/m

2

o

C)





2

współczynnik pobierania ciepła (W/m

2

o

C)

 współczynnik przewodzenia ciepła (W/m

2

o

C)

l – grubość przepony

Podczas ogrzewania – proces wymiany ciepła limituje
współczynnik pobierania ciepła (

2

a podczas ochładzania

- współczynnik oddawania ciepła (

1



2

1

l

1

1

1

1















k

Wartość współczynnika przewodzenia ciepła (wynosi:

produkty ciekłe 0,071 – 0,71 W/m

2

o

C

produkty stałe 0,02 - 30 W/m

2

o

C

metale 15 - 380 W/m

2

o

C

Ciepło właściwe większości produktów

spożywczych 0,5 – 4,2x 10

3

J/kg

o

C (wyższe wartości

dotyczą produktów o większej zawartości wody)

Temperatura wpływa na:

• rozwój i aktywność drobnoustrojów

• katalizuje lub hamuje przebieg reakcji fizykochemicznych i
biochemicznych (współczynnik Q

10

)

np. ochładzanie o 10

o

C powoduje:

2-3 krotne zmniejszenie tempa reakcji chemicznych
1-2 krotne zmniejszenie tempa reakcji enzymatycznych
1-9 krotne zmniejszenie prędkości rozwoju

drobnoustrojów

W przetwórstwie żywności w celu przebiegu określonych
procesów stosowane są różne zakresy temperatur:
• intensyfikacja procesów chemicznych = 30 - 200

o

C

• intensyfikacja przemian biochemicznych = 30 - 80

o

C

• intensyfikacja przemian mikrobiologicznych = 20 – 50

o

C

Q = kFt (J)

gdzie:
Q – ilość oddawanego lub przyjmowanego ciepła
k – współczynnik wymiany ciepła (W/m

2

o

C)

F- powierzchnia przepony (m

2

)

 – czas wymiany ciepła (h)

t – różnica temperatur po obu stronach przepony (

o

C)

Intensyfikacja wymiany ciepła przez:

• zwiększenie powierzchni wymiany;

• burzliwość przepływu nośnika

• różnicę temperatur między nośnikiem ciepła a
produktem

Grzejnictwo elektryczne

Jest to system ogrzewania w zmiennym polu elektrycznym
średnich lub wielkich częstotliwości;

energia elektryczna

wykorzystywana jest do bezpośredniego ogrzewania
żywności

.

Sposoby ogrzewania:
mikrofalowe – napromieniowanie falami o częstotliwości
setek lub tysięcy MHz; powodują drganie cząstek – dipoli
kuchnie mikrofalowe – moc 0,2 do 2,5 kW częstotliwość
2450 MHz
zalety: szybkie nagrzewanie, lepsze zachowanie wartości
odżywczej
wady: nierównomierność rozkładu ciepła
zastosowanie: ogrzewanie, rozmrażanie

dielektryczne (pojemnościowe) – zastosowanie w
ośrodkach o charakterze dipoli elektrycznych; polega na
bardzo szybkich zmianach napięcia na okładkach
kondensatora i spowodowanych tym drganiom cząstek -
dipoli
zalety: szybkie nagrzewanie się materiałów głównie o
dużej zawartości wody, równomierność ogrzewania,
wady: drogie, materiał niehomogenny np. mięso –
nierównomierne nagrzewania
zastosowanie: dosuszanie suszonych prasowanych
warzyw, rozmrażanie, topienie tłuszczu, czekolady

indukcyjne – ogrzewanie wywołane wydzielaniem się
ciepła podczas przepływu prądu indukowanego w
materiale przez zmienne pole magnetyczne; materiał musi
przewodzić prąd (materiał jest rdzeniem cewki)

Grzejnictwo podczerwone

Wykorzystywana jest

pośrednia podczerwień

(10

-4

do 3 x

10

-4

cm) w suszarnictwie.

Rodzaje:

• promienniki lampowe

• promienniki metalowe

• promienniki ceramiczne

Zastosowanie:

• obsuszanie materiałów – skóry, butelki

• suszenie materiałów w cienkich warstwach – owoce,
warzywa,
zboża, grzyby, makaron

• w piekarstwie – pieczenie, obżarzanie

• suszenie mięsa

Operacje termiczne

Typy operacji:

1. wysokie temperatury:

 podgrzewanie, ogrzewanie
 rozparzanie – parowanie
 pieczenie
 gotowanie
 tostowanie
 smażenie
 prażenie
 ekspandowaie i ekstrudowanie

2. niskie temperatury

 chłodzenie
 zamrażanie

Podgrzewanie, ogrzewanie

Cel:

podgrzanie ośrodka ciekłego w celu nastawienia go

np. na:

• optymalną temperaturę działania enzymów,

• ułatwienie rozpuszczania np. cukru,

• inne cele technologiczne (serowarstwo)

Stosowane temperatury – poniżej temperatury wrzenia

Urządzenia:

różne przeponowe aparaty grzejne:

periodyczne: kotły płomieniowe, kociołki z

płaszczem

grzejnym, kadzie z

wężownicami

ciągłe: podgrzewacze rurowe, rurowo-próżniowe,
wężownice, ślimakowe

Zastosowanie:

blanszowanie – szybkie ogrzanie żywności do określonej
temperatury, jej utrzymanie przez pewien czas, a
następnie szybkie oziębienie lub poddanie bezzwłocznemu
dalszemu przerobowi; głównie warzywa, czasami owoce,
mięso

metoda immersyjna – perforowany bęben

obracający się

w zbiorniku z wodą

metoda parowa – taśma perforowana umieszczona

w

komorze parowej

pasteryzacja – metoda utrwalania, będzie omówiona
później
tyndalizacja – j.w.

Rozparzanie – parowanie

Ogrzewanie materiałów (zwykle roślinnych) za pomocą
pary o ciśnieniu 0,4-0,5 MPa (140-150

o

C) w celu

przeprowadzenia masy w stan półpłynny.

Urządzenia:

wiele typów urządzeń

Zastosowanie

:

• przemysł owocowo-warzywny – produkcja przecierów

• gorzelnictwo – parowanie zboża, ziemniaków

• koncentraty spożywcze – preparowane przetwory
zbożowe

nadające się bezpośrednio do spożycia:

płatki owsiane i

kukurydziane, grzanki , granulki, ryż

błyskawiczny

Pieczenie

Ogrzewanie materiałów w suchym powietrzu w
temperaturze powyżej 100

o

C (najczęściej 180 – 250

o

C).

Urządzenia:

wiele typów pieców periodycznych i ciągłych; opalane
bezpośrednio (bardzo rzadko), pośrednio (kanałowe,
rurowo-parowe, gazowe, elektryczne)

Zastosowanie:

• piekarstwo

• ciastkarstwo,

• przemysł mięsny

• dania gotowe

Gotowanie

Ogrzewanie cieczy w stanie wrzenia; wiąże się często z
odparowaniem części rozpuszczalnika.

Urządzenia:

kotły z płaszczem parowym
pod normalnym, zwiększonym lub zmniejszonym
ciśnieniem

Zastosowanie:

• browarnictwo – gotowanie brzeczki piwnej

• owocowy – rozpuszczenie cukru

• usunięcie niepożądanych składników lotnych np.
dwutlenku

siarki

Tostowanie

Ogrzewanie wilgotną parą wodną w temperaturze 95-120

o

C surowców spożywczych, głównie roślin strączkowych

Smażenie

Ogrzanie surowca pod zwykłym ciśnieniem w ośrodku
pośredniczącym, zwykle w gorącym tłuszczu, syropie z
sacharozy; temperatura zwykle znacznie powyżej 100

o

C (150

– 250

o

C).

Produkt wchłania część tłuszczu (10-45% wagowych), a
oddaje część wody.

Urządzenia:

periodyczne (patelnie), ciągłe (taśmowe tunele smażalnicze)

Zastosowanie:

• produkcja frytek, chipsów ziemniaczanych

• niektóre konserwy warzywne, mięsne

• niektóre wyroby cukiernicze

• konfitury

• dania gotowe

Prażenie

Ogrzewanie w suchym powietrzu w temperaturze 200-
250

o

C.

Poddaje się niemu głównie surowce roślinne w celu
wytworzenia różnych substancji smakowo-zapachowych i
barwiących, a następnie rozkładu cukru.

Urządzenia:

specjalne piece np. piec kulowy

Zastosowanie:

• prażenie nasion kakaowych

• prażenie kawy

• mięsa

• obieranie ziemniaków

Ekspandowaie

Polega na gwałtownym rozprężeniu uprzednio ogrzanego i
będącego pod wysokim nadciśnieniem materiału w chwili
momentalnego przejścia do ciśnienia atmosferycznego.

Urządzenia:

periodyczne - armatka – poziomy bęben wypełniony
namoczonym ziarnem i ogrzewany
ciągłe – wielokomorowy zawór obrotowy

Zastosowanie:
produkcja produktów o porowatej strukturze

Ekstrudowanie

Polega na wytłaczaniu termoplastycznym materiału
poddanego uprzednio obróbce mechanicznej.

Urządzenia:

ekstrudery ciągłe

Zastosowanie:
produkcja produktów o porowatej strukturze

Chłodzenie, oziębianie,

zamrażanie

Jest to odbieranie ciepła od materiału.
Dotyczy ciał stałych, cieczy, gazów.

Zimno wykorzystywane do:

•celów technicznych: skraplanie oparów powstających w

czasie zagęszczania żywności w aparatach wyparnych;

•celów technologicznych: kriokoncentacja, suszenie

liofilizacyjne, produkcja lodów;

•przechowalnictwo żywności i jej utrwalanie.

1. Chłodzenie ośrodków o małej lepkości – proste, nie

nastarcza trudności; oziębiacze płaskościenne,
cylindryczne

2. Chłodzenie mas o wysokiej lepkości, półciekłych, stałych

– trudniejsze bo mały współczynnik przenikania ciepła;
najlepsze wyniki daje freezer (produkcja lodów)

Chłodzenie, oziębianie,

zamrażanie

Źródła zimna:
chłodzenie przeponowe: woda, sprężony amoniak, freon,
solanka
chłodzenie bezpośrednie: ciekły dwutlenek węgla, azot

Rodzaje:
chłodzenie +10

o

C

do temperatury krioskopowej

(przechowywanie)

zamrażanie od temperatury krioskopowej do -30

o

C

(utrwalanie)

Zamrażanie

Cel:

• utrwalenie żywności

• wytworzenie struktury lodów

• kriokoncentracja

• liofilizacja

Rodzaje zamrażarek:

• tunelowa (2-40h)

• kontaktowa (15-60 min)

• fluidyzacyjna (do 20 min)

• immersyjne (20 - 40 min)

Rozmrażanie

Trwa dłużej niż zamrażanie

Podział:

• metody ogrzewania powierzchniowego

– powietrzne
– cieczowe (woda, 5% r-r NaCl)
– próżniowe
– kontaktowe

• metody ogrzewania wewnętrznego:

– pojemnościowe (pole elektryczne wytwarzane przez prąd

o częstotliwości 27 – 100 MHz);

– mikrofalowe (915-2450 MHz; wzrost częstotliwości =

wzrost efektu grzejnego);

– opornościowe (napięcie prądu 50 V, częstotliwość 50 Hz,

tylko małe bloki filetów rybich)