OGÓLNA TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI

Dr hab. Agnieszka Wierzbicka, prof. SGGW

Egzamin pisemny z treści wykładowych,

pytania opisowe

Termin zerowy na ostatnich zajęciach

Literatura:

Pijanowski - OTŻ, 2006, WNT

Hajduk - OTŻ

Bednarski – OTŻ

Inżynieria procesowa - Lewicki

WYKŁAD 1

( 4.03.2013)

METODY UTRWALANIA ŻYWNOŚCI

Wybrane sposoby utrwalania żywności

• Metody termiczne

  • Chłodzenie i zamrażanie

    • Znaczenie stabilności temperatur, zmiany w żywności: fizyczne, biochemiczne oraz enzymatyczne, mikrobiologiczne

  • Ogrzewanie

    • Pasteryzacja

    • Sterylizacja

• Metody fizyczne poprzez odpowiednie pakowanie

  • Pakowanie próżniowe

  • MAP

  • Skin pack

• Metody biochemiczne poprzez zmianę pH

Chłodzenie i zamrażanie (Znaczenie stabilności temperatur, zmiany w żywności: fizyczne, biochemiczne oraz enzymatyczne, mikrobiologiczne)

• Chłodzenie: -2 do +6^oC

• Zamrażanie: -18 do -30^oC

Stabilności temperatur chłodniczych i mroźniczych ma wpływ na dynamikę zmian w żywności w zakresie

• Zmian fizycznych – krystalizacja wody (zależna od temp. Początkowej zamrażania od -0,9 do -2,2^oC)

• Zmian chemicznych i enzymatycznych

• Zmian mikrobiologicznych

Technologiczne aspekty zamrażania i rozmrażania. Zasady szybkiego zamrażania i rozmrażania. Technika szokowego zamrażania żywności

• W powietrzu (zamrażanie owiewowe, tunelowe, fluidyzacyjne)

• W cieczach (np. immersyjne, natryskowe, tunelowe, taśmowe)

• We wrzącym czynniku chłodniczym (np. azot, freon)

• W kontakcie z ciałem stałym (kontaktowe jedno- i dwustronne, kriogeniczne temp. Poniżej -153^oC)

• Technika szybkiego rozmrażania (np. w układzie glikolowym)

Termiczne metody utrwalania żywności: ogrzewanie (sterylizacja, pasteryzacja)

Inaktywacja drobnoustrojów w zależności od pH

• Sterylizacja temp. Powyżej 100^oC zależna od ciśnienia i czasu

• Apertyzacja (sterylizacja dwustopniowa: sterylizacja + pakowanie aseptyczne)

  • Powyżej 4,6 (działanie temp. Powyżej 100^oC)

• Pasteryzacja niska (63-65^oC) długotrwała temp + wydłużony czas do 30 min

>4,6 (np. mleko, mięso, drób)

3,7-4,6 (owoce: gruszki, morele; warzywa: pomidory, kapusta)

<3,7 (kapusta kiszona, ogórki, owoce)

Pakowanie

• Papier – 36%

• Tworzywa sztuczne – 34%

• Metal – 17%

• Szkło – 10%

• Inne – 3%

Opakowanie jako element produktu

• Kształtowanie opakowania jest ściśle zintegrowane ze strategią produktu. W rozwiniętym marketingu opakowania zalicza się do elementów tworzących produkt rzeczywisty.

• Funkcje opakowań

• Zabezpieczenie wartości użytkowej towaru

  • Promowanie produktu

  • Usprawnienie sprzedaży

  • Identyfikowanie produktu przez dostarczenie pełnej informacji

Identyfikowanie produktu przez dostarczenie pełnej informacji powinno obejmować

• Nazwę

• Markę

• Gramaturę

• Cenę

• Okres gwarancji

• Datę produkcji

• Niekiedy składniki produktu i instrukcję użytkowania

• Kod kreskowy

• Czasem reklama

• Rola etykiety dostarczające informacje o produkcie i marce

Względy ekologiczne i ekonomiczne powodują wyraźne tendencje do

• Obniżania masy i redukowania nadmiaru opakowań – np. redukcja grubości folii górnych w PA/PE o 10 mikronów to oszczędność rzędu 14%, a o 16 mikronów to już 25%

• Promowania opakowań wielokrotnego użycia

• Produkcji opakowań ekologicznych – np. z większościowym udziałem minerałów, które są mniej materiałochłonne, energochłonne i tańsze w wytworzeniu

• Rozwoju recyklingu

• W procesie projektowania nowego produktu na etapie doboru opakowań należy zwrócić szczególną uwagę na te cechy opakowania, które w maksymalny sposób będą

  • Chronić właściwości fizyko-chemiczne wyrobu

  • Spowalniać czynniki powodujące obniżenie jego jakości przez czas składowania i dystrybucji

• Opakowanie produktu zalicza się do podstawowych instrumentów strategii marketingowej związanej z produktem

Najczęściej są to niekorzystne zmiany spowodowane przez

• Zmiany fizyczne, zmiana aktywności wodnej (utrata wilgotności), zmiany tekstury produktu, ubytek masy, uszkodzenia mechaniczne itp.

• Reakcje chemiczne i biochemiczne spowodowane obecnością enzymów, procesami utleniania lub hydrolizy

• Zanieczyszczenia produktami działalności mikroorganizmów np. bakterii, grzybów, drożdży

Opakowanie to element wyposażenia produktu, który identyfikuje dany produkt wyodrębnia go spośród produktów konkurencyjnych, przekazuje informacje o jego jakości, zastosowaniu, sposobie użytkowania.

Kształt, barwa, szata graficzna są elementami wywierającymi bezpośredni wpływ na wybór produktu i przyciągającymi uwagę konsumenta.

Opakowanie przyjmuje rolę tzw. Cichego sprzedawcy. Opakowania w przedsiębiorstwie spełniają, zatem rolę wynikającą z ich podstawowych funkcji – ochronnej, informacyjnej, wyróżniającej i promocyjnej.

Opakowane jest dla produktu twarzą, tak jak reklama jest jego głosem

• Opakowanie spełnia istotną rolę w komunikacji wizerunku marki i cech produktu

• Wszystkie elementy komunikacji, z jakimi spotyka się konsument, powinny tworzyć spójną i unikalną całość

• Opakowanie jest najważniejszym środkiem komunikacji w miejscu zakupu

↓

Konieczność uwzględnienia szerszego kontekstu, w jakim opakowanie będzie funkcjonować.

Opakowanie

• Marka (wizerunek)

• Konsument (potrzeby)

• Produkt (cechy produktu)

• Kategoria (otoczenie konkurencyjne)

Zapewnienie stabilnych parametrów jakościowych bez zmian produktu ma istotne znaczenie w otrzymywaniu nowych produktów, jego wygodnych form, jak i w utrzymaniu trwałości przez określony czas.

Aktywną rolę w zapobieganiu lub zmniejszania zakresu zmian obniżających jakości produktów obok działań technologicznych mają odpowiednio zastosowane techniki i opakowania zmierzające do przedłużenia trwałości produktów.

WYKŁAD 11.03.2013

UTRWALANIE ŻYWNOŚCI OPARTE NA ODWADNIANIU I DODAWANIU SUBSTANCJI OSMOAKTYWNYCH

Woda

• Decyduje o szybkości przebiegu reakcji chemicznych w żywności

• Umożliwia działanie enzymów i rozwój mikroorganizmów

• Wolna – niezwiązana – w warunkach obserwacji mikroskopowej swobodnie wypływa z produktu, zamarza w 0^oC lub nieco poniżej. Może stanowić ok. 96% całej masy wody zawartej w żywności o wysokiej wilgotności

• Woda uwięziona – 5-96% - posiada te same cechy, co woda wolna, tylko że jej wypływ jest ograniczony siatką przestrzenną struktury tkankowej lub utworzeniem np. żelu

• Woda związana – nie jest dostępna dla mikroorganizmów i nie ma właściwości rozpuszczalnika

Aktywność wody (a_w – water activity) – stosunek ciśnienia pary wodnej nad żywnością do ciśnienia pary wodnej nad czystą wodą w tej samej temperaturze

• Wartość tę przyjęto w celu dokładniejszego określenia zapotrzebowania drobnoustrojów na wodę.

• Czysta chemicznie woda ma aktywność a_w=1

• Ze wzrostem stężenia związków rozpuszczalnych aktywność wody spada poniżej wartości 1

• W małym stopniu zależy od temperatury

• Większość drobnoustrojów może rosnąc w środowiskach, których aktywność wody wynosi powyżej 0,95

• Niektóre z drobnoustrojów mogą przeżyć przy aktywności wody wynoszącej 0,6

• Drobnoustroje zdolne do wzrostu

  • Przy niskiej wilgotności środowiska zaliczane są do kserofilnych

  • Dużym stężeniu cukrów do osmofilnych

  • W dużych stężeniach soli do halofilnych

Aktywność wody a efekty biologiczne

Survival of microorganisms on dry and dehydrated products

Metody utrwalania żywności oparte na regulacji aktywności wody

• Można je podzielić na

  • Metody oparte na dodawaniu substancji osmoaktywnych do żywności (głównie soli kuchennej lub cukru)

  • Metody oparte na usuwaniu wody z żywności

  • Metody kombinowane, stosujące jednocześnie odwadnianie i dodawanie substancji podwyższających ciśnienie osmotyczne

• Suszenie umożliwia najwyższy stopień odwodnienia, do zawartości wody od 3% (mleko w proszku) do 10% (susze owocowo-warzywne)

Metody odwadniania dzielimy na

• Mechaniczne (wirowanie, sączenie, prasowanie)

• Fizykochemiczne (zastosowanie środków absorbujących wodę)

• Zagęszczanie (usuwanie wody do ok. 30%)

• Suszenie (redukcja wody do 10-15% czasem 20%)

Metody fizyczne obniżenia aktywności wody

• Substancje osmoaktywne

• Usuwanie wody

  • Suszenie

  • Zagęszczanie

    • Metody jakośwagowe

      • Odparowanie – zagęszczenie 60-80% s.m., max 95%; zastosowanie: soki, przeciery, pasty owocowe i warzywne, dżemy, galaretki, mleko

      • Kriokoncentracja – zagęszczanie przez wymrażanie wody i oddzielenie lodu od roztworu (max zagęszczenie 35-50%); można wszystkie – w praktyce wrażliwe na temperaturę (soki owocowe, p. mleczne)

    • Metody inaczejjakośwagowe

      • Osmoza – samorzutne przenikanie rozpuszczalnika z roztworów o mniejszym stężeniu do roztworów o większym stężeniu; membrana przepuszcza tylko rozpuszczalnik (H₂O)

      • Dializa – jw. Ale membrana bardziej przepuszczalna – oprócz rozpuszczalnika (H₂O) przepuszcza także część innych cząstek

      • Hiper-, ultrafiltracja – hiperfiltracja (odwrócona osmoza); rozpuszczalnik (H₂O) przechodzi odwrotnie niż w osmozie i dializie (wbrew ciśnieniu osmotycznemu), dlatego wymaga zastosowania ciśnienia wewnętrznego

Metody osmoaktywne – polegają na dodawaniu do żywności substancji podwyższających ciśnienie osmotyczne. Stosowane są: cukier (sacharoza), sól kuchenna (chlorek sodu).

• Utrwalanie przez zwiększenie koncentracji cukru

  • Powyżej 60% powoduje bardzo duże zwiększenie ciśnienia osmotycznego

  • Działa odwadniająco na komórki drobnoustrojów

• Stężenie cukru w środowisku wodnym

  • 25-35% hamuje rozwój większości bakterii

  • 65% hamuje rozwój większości drożdży

  • 75-80% hamuje rozwój pleśni

• Utrwalanie przez solenie

  • Działanie dużej ilości soli NaCl (12-16%)

  • Silne odwodnienie środowiska oraz samych komórek drobnoustrojów

  • ↑ciśnienia osmotycznego w komórce uniemożliwia rozwój mikroflory

Zagęszczanie (koncentracja) – polega na częściowym usunięciu wody z ciał płynnych, zwykle do zawartości ok. 30%.

• Powoduje to skoncentrowanie składników suchej substancji w mniejszej masie produktu, który nosi wtedy nazwę koncentratu

• Metody zagęszczania dzieli się na

  • Równowagowe

  • Nierównowagowe

Odparowywanie

• Wysokie znaczenie praktyczne (mleczarki, owoc-warz.)

• Najintensywniej w temp. Wrzenia

• Obniżenie ciśnienia – wrzenie i parowanie wody w niższej temp

• Wyparki

• Wyparki próżniowe – 70^oC (31,2 kPa), 50^oC (12,3 kPa)

• Obniżenie temp. Wrzenia do 20-30^oC z zastosowaniem termokompresji pośredniej

• Odzyskiwanie substancji aromatycznych (ekstrakcja lub destylacja frakcjonowana skroplonych oparów)

Suszenie

• Zespół operacji technologicznych mających na celu zredukowanie wody w produkcie przez wyparowanie i zmniejszenie przez to aktywności wody do wartości

  • Uniemożliwiającej rozwój mikroorganizmów

  • Ograniczenie do minimum przemian enzymatycznych

  • Ograniczenie do minimum przemian nieenzymatycznych

• Optymalna temperatura dla procesu suszenia to 60^oC (140^oF)

• Jeśli stosowane są wyższe temp. To gotowanie/pieczenie

• Niewłaściwe warunki – uwięzienie wody w produkcie

• Niska wilgotność poprawia wydajność

• Zwiększenie prądu powietrza przyspiesza suszenie

• Suszenie pozwala na

  • Zmniejszenie masy i objętości produktu

  • Usprawnienie transportu i przechowywania

  • Zwiększenie wygody stosowanie produktu przez konsumenta (mleko w proszku, koncentraty zup i dań gotowych)

• Kształt krzywej suszenia zależy od

  • Rodzaju produktu

  • Typu urządzenia do suszenia

  • Temperatury

  • Prędkości powietrza

  • Wilgotności powietrza

  • Grubości/wielkości produktu

• Suszenie może powodować zmiany

  • Barwy

  • Smaku

  • Tekstury

  • Lepkości

  • Stopnia rekonstrukcji (ang. Reconstitution Rate)

  • Wartości odżywczej

  • Stabilności w przechowywaniu

Barwa

• Zmiana właściwości powierzchni = zmiana stopnia odbicia i barwy

• Zmiany chemiczne pigmentów (karotenoidów i chlorofili) przez ciepło i utlenianie

• Zapobiega temu blanszowanie owoców, dodatek kw. askorbinowego lub ditlenku siarki

• Wskaźnik brązowienia (reakcje Maillarda) w produktach mlecznych i prod. Owocowych zależy od aktywności wody żywności i temperatury przechowywania

• Szybkość ciemnienia znacznie wzrasta w wysokich temperaturach suszenia, gdy zawartość wilgoci w produkcie przekracza 4-5% i w temperaturze przechowywania 38^oC powyżej

Smak i zapach

• Odparowanie wody – utrata związków lotnych

• Utrata lotnych zależy od temperatury i zawartości wilgoci w żywności i ciśnienia par substancji lotnych i ich rozpuszczalności w wodzie

• Dlatego zioła i przyprawy suszy się w niskiej temperaturze

• Zmiany w smaku – spowodowane enzymami utleniającymi lub hydrolitycznymi

• Ograniczanie

  • W owocach za pomocą dwutlenku siarki, kwasu askorbinowego, kwasu cytrynowego

  • W mleku i sokach owocowych za pomocą pasteryzacji

  • W warzywach za pomocą blanszowania

Tekstura

• Zmiany w teksturze mogą pogorszyć jakość

• Zmiany w teksturze spowodowane

  • Żelatynizacją skrobi

  • Krystalizacją celulozy

  • Lokalnymi zmianami w zawartości wilgoci powodującymi wewnętrzne naprężenia

• Pęknięcia, ściśnięcia – pomarszczony wygląd

• Po rehydratacji nie odzyskuje pierwotnej struktury świeżego materiału

• Różne produkty – różne zmiany

Wartość odżywcza

• Różnice w stratach witamin związane są z różnicami w procedurach przygotowania, temperatury i czasu suszenia oraz warunków przechowywania

• W owocach i warzywach, straty w przygotowaniu zwykle przekraczają te spowodowane operacją suszenia

Do żywności suszonej ciepło może być dostarczane przez

• Przewodzenie (niebezpośrednie)

• Konwekcję (bezpośrednie)

• Promieniowanie (bez kontaktu z medium czy powierzchnią urządzenia)

Suszenie

• Najczęściej stosuje się ogrzewanie konwekcyjne, w którym czynnik grzejny obmywa materiał lub przepływa przez warstwę suszonego produktu.

• Rzadziej stosuje się ogrzewanie przez przewodzenie, w którym materiał suszony spoczywa bezpośrednio na powierzchni grzejnej.

• Nagrzewanie materiału promieniami podczerwonymi stosuje się tylko w szczególnych przypadkach.

• Odbywa się w urządzeniach zwanych suszarkami, które składają się z 3 elementów

  • Podgrzewacza (w którym czynnik suszący – powietrze – doprowadza się do żądanej temperatury)

  • Komory suszenia (w której czynnik suszący kontaktuje się z materiałem)

  • Mechanizmu wywołującego ruch czynnika suszącego

• Materiał w komorze suszenia może być nieruchomy lub wprawiany w ruch

• Suszarki

  • Konwekcyjne

    • Komorowe

    • Taśmowe

    • Tunelowe

    • Bębnowe

    • Talerzowe i daszkowe

    • Rozpyłowe

    • Fluidyzacyjne

  • Kontaktowe

    • Walcowe

    • Z mieszadłami

Klasyfikacja produktów jako obiektów suszenia

	Grupa I	Grupa II
Podstawowe kryterium wyboru metody	Optymalna wilgotność końcowa produktu	Optymalne warunki temperaturowe procesu
Metoda określania podstawowego kryterium	Ocena kserostabilności i wilgotności krytycznej produktu	Ocena termostabilności i granicznej temp. Nagrzewania
Główne wymagania stawiane w metodzie suszenia	Możliwość regulacji wilgotności końcowej produktu	Intensywność procesu, stosowanie standardowej aparatury
Zalecane sposoby suszenia	Adsorpcyjno - kontaktowe	Rozpyłowe lub w złożu fluidalnym z wcześniejszą granulacją

Trendy w suszeniu

• Zwiększenie sprawności termicznej

• Podwyższenie jakości produktu

• Osiągniecie optymalnej wydajności

• Wprowadzanie układów wieloprocesowych, np. kombinacji suszenia z reakcją chemiczną

• Wprowadzenie suszarek dedykowanych

• Wprowadzenie dodatkowego ogrzewania

• Zastosowanie promieniowania akustycznego lub naddźwiękowego

Nowoczesne techniki suszenia

• Suszenie mikrofalowe i dielektryczne

• Odśrodkowe suszenie fluidyzacyjne

• Ultradźwiękowe suszenie cieczy

Zastosowanie suszenia mikrofalowego

Produkt	Szczegóły	Skala	Państwo
Bekon	Wstępne gotowanie	I (przemysłowa)	USA
Pulpety mięsne	Gorące powietrze, próżnia	P	Niemcy
Kawałki kurczaka	Gorące powietrze	P	Japonia
Żółtko jaj	Podczerwień	I	Japonia
Warzywa	Gorące powietrze, próżnia	I	Wielka Brytania, Japonia
Cebula	Gorące powietrze	I	USA
Plastry ziemniaków	Gorące powietrze	I	Niemcy, Wielka Brytania
Makaron	Gorące powietrze	I	USA, Włochy
Ryż	Gorące powietrze	I	Wielka Brytania, USA
Ziarna, orzechy	Próżnia	P	USA, Kanada
Kakao, kawa	Prażenie	I	USA
Herbatniki	Po pieczeniu	I	powszechnie

Suszenie mikrofalowe

• Zastosowanie mikrofal powoduje znaczne skrócenie czasu suszenia, szczególnie w połączeniu z suszeniem konwekcyjnym, o możliwość usunięcia większej ilości wilgoci

Porównanie suszenia różnymi metodami owoców czarnej porzeczki

Parametr	Suszenie atmosferyczne	Suszenie sublimacyjne
	Suszarka taśmowa IR	Konwekc. Suszarka taśmowa
Czas suszenia (h)	0,85 – 2,5	4-6
Zużycie energii (kWh/kg wody)	1,0	1,65
Pocz. Zaw. H2O (%)	98	98
Końc. Zaw. H2O (%)	2,0	6,0
Temperatura (^oC)	30-60	50-110
Strata wit. C (%)	56	91

WYKŁAD 18.03.2013

PROCESY MEMBRANOWE

Wiadomości ogólne

• Rozdzielanie mieszanin ciekłych i gazowych w procesach membranowych polega na permeacji(separacji) składników tych mieszanin przez przegrody o różnym stopniu porowatości

• Przegrody membrany

• Membrana – przegroda między dwoma płynami, umożliwiająca przenikanie wszystkich lub niektórych składników tych płynów

Podział membran ze względu na pochodzenie

• Syntetyczne

  • Nieorganiczne

  • Organiczne (polimerowe)

• Biologiczne

  • W organizmach żywych

  • Poza organizmami (fosfolipidowe)

Podział membran ze względu na strukturę

• Symetryczne

  • Z porami cylindrycznymi

  • Porowate

  • Nieporowate

• Niesymetryczne

  • Porowate

  • Z selektywną warstewką

  • Kompozytowe

Schemat rozdzielania składników za pomocą membrany

Schemat rozdziału strumieni w technice separacji membranowej

Efektywność lub sprawność rozdzielcza membrany i modułu membranowego

• Szybkość permeacji – wyrażona przez gęstość strumienia przenikającego przez membranę

  • Gęstość strumienia masy [kg/(m²s)]. [mol/(m²s)]

  • Gęstość strumienia objętości [m³/(m²s)]

• Selektywność membrany wyrażona współczynnikiem retencji R

$$R = 1 - \frac{\text{Cp}}{\text{Cp}}$$

Membrana płaska

• Moduł płytowo – ramowy

a = 100 – 400 m²/m³

• Moduł zwijany spiralnie

a = 300 - 1000m²/m³

Membrana cylindryczna

• Moduł rurowy

a = m²/m³

• Moduł kapilarny

a = 600 – 1200 m²/m³

• Moduł hollow fiber

a = do 30 000 m²/m³

Transport masy w procesach membranowych

• Bierny

• Bierny ułatwiony

• Aktywny

Zestawienie procesów membranowych

Różnica siły napędowej
Różnica ciśnień
Mikrofiltracja Ultrafiltracja Nanofiltracja
Osmoza odwrócona

Procesy filtracji membranowej

• Mikrofiltracja

• Ultrafiltracja, nanofiltracja

• Osmoza odwrócona

Siłą napędową tych procesów jest różnica ciśnień panująca po obu stronach membrany w module membranowym.

Roztwór surowy poddawany oczyszczaniu lub rozdzielaniu w procesach filtracji membranowej

• Zawiesina mikrometrowych lub submakrometrowych cząstek

• Roztwór wielkocząsteczkowych związków organicznych

• Roztwór makrocząsteczkowych związków nieorganicznych

Mikrofiltracja

• Proces membranowy najbardziej zbliżony do filtracji zawiesin w filtrach konwencjonalnych

• Rozmiary porów w membranach wynoszą od 0,05µ do 10µm

• Zatrzymywanie w retentacie cząstek o średnicy większej od 0,1µm

• Proces ten pozwala na oddzielenie wodnych roztworów cukrów, soli, a także niektórych białek jako filtratu, pozostawiając w koncentracie najdrobniejsze cząstki stałe i koloidy

• Siłą napędową procesu jest różnica ciśnień wynosząca od 0,01 MPa do 0,1 MPa

• Zastosowanie

  • Przemysł spożywczy – przy sterylizacji i klarowaniu soków, wina i piwa

  • Przemysł farmaceutyczny – sterylizacja

  • Biomedycyna – oddzielanie plazmy krwi

  • Otrzymywanie bardzo czystej wody w przemyśle materiałów elektronicznych

Ultrafiltracja

• Zastosowanie membran o rozmiarze porów od 1 do 50 nm

• Umożliwia rozdzielanie składników na poziomie molekularnym – zatrzymanie w retentacie związków o dużej masie cząsteczkowej – rzędu kilku tysięcy Daltonów i więcej

• Stosowane ciśnienia nie przekraczają na ogół 1 MPa

• Zastosowanie

  • W przemyśle spożywczym

    • Zatężanie mleka

    • Separacja białek

    • Odzysk skrobi ziemniaczanej

    • Oczyszczanie soków owocowych, piwa i wina

  • W przemyśle farmaceutycznym

    • Wyodrębnianie enzymów

    • Wyodrębnianie antybiotyków

  • W biotechnologiach

    • Jako metody wyodrębniania produktów o dużych masach cząsteczkowych

Nanofiltracja (ultraosmoza)

• Zatrzymaniu na membranie ulegają białka i pozostałe polimery, a także część cukrów i kwasów organicznych

• Zastosowanie

  • Odsalanie serwatki

  • Odsalanie półproduktów biotechnologii

• Umożliwia modyfikację składu mineralnego wielu produktów spożywczych

Osmoza odwrócona

• Zastosowanie

  • Odsalanie wody morskiej i zasolonej

  • Produkcja ultraczystej wody wykorzystywanej w przemyśle elektronicznym

• Różnica ciśnień 2-10 MPa

• Historia … -_-

Porównanie procesów filtracji membranowej

Parametr	Mikrofiltracja	Ultrafiltracja	Osmoza odwrócona
Substancje zatrzymywane	Cząstki (bakterie, grzyby)	Makrocząsteczki (białka)	Małocząsteczkowe związki organiczne i nieorganiczne
Ciśnienie osmotyczne	Znikome	Nie znaczące, rzędu 1 kPa	Wysokie, rzędu 1 MPa
Różnica ciśnień	<0,2 MPa	0,1 – 1,0 MPa	>1 MPa
Membrana	symetryczna	asymetryczna	Nieporowata
Mechanizm separacji	Różnica rozmiarów cząstek i porów w membranie	Różnica rozpuszczalności i dyfuzyjności w membranie

Techniczne aspekty procesów membranowych

• Trudności w realizacji procesu

  • Polaryzacja stężeniowa

  • Adsorpcja na powierzchni membrany

  • Tworzenie warstwy żelowej na powierzchni membrany

  • Zatykanie porów membrany stałymi mikrozanieczyszczeniami – fouling

  • Deformacja porów pod wpływem ciśnienia

• Wszystkie wymienione procesy wywołują powstawanie dodatkowych oporów w stosunku do transportu poszczególnych składników roztworu

Niekonwencjonalne metody utrwalania żywności

• Wysokie ciśnienie hydrostatyczne (HHP)

• Pulsujące pole elektryczne (PEF)

• Pulsujące pole magnetyczne

• Pulsujące światło

• Radiacyjne (promieniowanie jonizujące, nadfioletowe, podczerwone)

• Drgania naddźwiękowe

Pulsujące pole elektryczne

Poddanie produktów krótkotrwałym impulsom elektrycznym o wysokiej intensywności powodującym uszkodzenie błon komórkowych drobnoustrojów.

Czynniki determinujące letalne działanie PEF na drobnoustroje

• Właściwości pola – natężenie, częstotliwość pulsów, czas ekspozycji

• Właściwości drobnoustrojów – gatunek, koncentracja, stadium wzrostu

• Właściwości środowiska produktu – przenikalność elektryczna, siła jonowa, temperatura, pH

W zależności od rodzaju drobnoustrojów i ich gatunku czas trwania jednego pulsu wynosi od mikro- do milisekund.

Stosuje się od kilku do 60 pulsów w odstępach 1s.

Przyrost temperatury materiału wynosi około 0,3^oC/impuls.

Eksperyment

Pseudomonas fluorescens – natężenie pola 22,5 kV/cm, 20 impulsów w odstępach 1s spowodowało obniżenie liczby komórek o 4 cykle logarytmiczne.

Bakterie Gramujemne są mniej odporne na działanie PPE niż Gramdodatnie.

Schemat oddziaływań PPE na membranę komórki bakteryjnej.

Krytyczne natężenie pola elektrycznego (Ec)

Ec = Vc / f*a

Gdzie:

Vc – napięcie krytyczne

f – współczynnik kształtu komórki

a – promień komórki

Dla komórek o kształcie zbliżonym do kulistego f = 1,5.

Dla komórek o kształcie cylindrycznym współczynnik f wyznacza się z równania:

f = L / (L – D/3)

gdzie: L – długość, D – średnica komórki

PPE i trwałość produktu

Produkt: masa jajowa
↓
Dodatek kw. cytrynowego 0,15%
↓
Oddziaływanie PPE E = 30 kV/cm τ = 489 µs (266 imp.) W = 6331 J/ml
↓
Trwałość 20 d (4^oC)

Celka przepływowa (V = 5ml)

Celka stacjonarna (V = 20ml)

Pulsacyjne pole elektryczne – podsumowanie

• Pulsacyjne pola elektryczne w istotny sposób wpływają na redukcję mikroflory w produktach spożywczych

• Główną trudnością przy stosowaniu tej metody jest prawidłowy dobór parametrów PPE uwzględniający zarówno rodzaj drobnoustrojów, przeciwko którym skierowane jest oddziaływanie, jak również właściwości fizykochemiczne samego produktu

• Właściwości funkcjonalne reologiczne i sensoryczne produktów żywnościowych utrwalonych pulsacyjnymi polami elektrycznymi są najczęściej lepsze od właściwości produktów utrwalanych metodami klasycznymi

• Nie potwierdzono do tej pory skuteczności metody PPE w odniesieniu do przetrwalników

• W praktyce przemysłowej metoda PPE będzie prawdopodobnie w większości przypadków wykorzystywana równolegle z innymi metodami utrwalania żywności zgodnie z „teorią plotków”

Pulsujące pole magnetyczne

• Natężenie pola – od 5 do 50 T (tesli)

• Częstotliwość – od 5 do 500 kHz

• Czas trwania jednego pulsu – od 10µs do 1s

• Mięso zakażone Streptococcus thermophillus – natężenie pola 12T jeden puls o częstotliwości 6 kHz powoduje obniżenie liczby drobnoustrojów z 25000 do 970/cm²

• Sok pomarańczowy – natężenie pola 40T, jeden puls o częstotliwości 4,6 kHz (?) powoduje obniżenie liczby drobnoustrojów z 25000 do 6/cm²

Pulsujące światło

• Działanie bakteriobójcze ma pulsujące światło o długości fali między 170 a 2600nm i intensywności 0,01-50 J/cm²

• Światło generowane jest przez lampę ksenonową, która emituje impulsy światła o czasie ok. 300µs i długości fali pokrywającej zakres od ultrafioletu (UV) do podczerwieni (od 200 do 1100nm)

• Doświadczenie wykonane ze Staphylococcus aureus pokazało, że dwa impulsy światła o intensywności 0,75 J/cm² każdy są w stanie zniszczyć 107 komórek/cm²

• Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Bacillus subtilis i Aspergillus Niger w ilości 105 komórek/cm² nie przeżywały pojedynczego błysku o natężeniu od 0,5 do 1 J/cm²

WYKŁAD 22.04.2013

Niekonwencjonalne metody utrwalania żywności

• Radiacyjne (promieniowanie jonizujące)

• Wysokie ciśnienie hydrostatyczne (HHP)

Zgodnie ze standardami Kodeksu Żywnościowego napromieniowanie żywności jest dozwolone, o ile:

• Nie powoduje żadnych zagrożeń zdrowotnych

• Jest korzystne i bezpieczne dla konsumenta

• Nie zastępuje podstawowych wymagań sanitarno – higienicznych zawartych w funkcjonujących systemach zapewnienia jakości (dobra praktyka higieniczna, system HACCP, dobra praktyka produkcyjna lub rolnicza)

Zgodnie z obowiązującą Ustawą z dnia 11 maja 2001r. o warunkach zdrowotnych żywności i żywienia (DzU nr 63, poz. 634) napromienianie promieniowaniem jonizującym jest dopuszczalne, jeżeli nie stanowi zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka oraz jest technologicznie uzasadnione. Nie może zastępować prawidłowych warunków sanitarnych i zasad higieny. Również nie może być stosowane do żywności zawierającej konserwanty i stabilizatory.

Użyteczność promieni X, Beta i Gamma w utrwalaniu żywności determinuje ich zdolność do penetracji produktów żywności, działanie letalne na drobnoustroje oraz wpływ, jaki wywierają na jej jakość sensoryczną.

Promienie Beta posiadają bardzo ograniczoną przenikliwość i nie są stosowane w utrwalaniu żywności.

Promienie X mają wprawdzie znaczną zdolność penetracji, ale nie mogą być kierowane bezpośrednio na produkt. Ich energia ulega więc rozproszeniu i tym samym efektywność letalna jest mała.

Zastosowanie w praktyce znalazły głównie promienie gamma (fotony), posiadające znaczną zdolność penetracji materii i zabijania drobnoustrojów.

Ich źródłem są promieniotwórcze izotopy kobaltu (⁶⁰Co) i cezu (¹³⁷Cs).

W technologii radiacyjnej sterylizacji zwykle używany jest ⁶⁰Co. Radioaktywny izotop, którego energia promieniowania w następstwie eksploatacji uległa znacznemu obniżeniu.

Maksymalna dawna promieniowania, jaką można stosować bez wywołania niekorzystnych zmian w żywności nie może przekraczać 10 kGy. Tak utrwalana żywność nie wykazuje zmian jakościowych i uznawana jest za bezpieczną dla zdrowia konsumentów.

Promieniowanie jonizujące. Stosowane dawki

• Niskie – do 1 kGy (1 grej) – wykorzystywane do hamowania kiełkowania, zwalczania szkodników magazynowanych zbóż (tzw. Radiodezynsekcja), regulacji dojrzewania warzyw i owoców. Tak niskie dawki promieniowania jonizującego nie obniżają wartości odżywczej i jakości żywności ani nie pogarszają jej właściwości organoleptycznych.

• Średnie – 1 – 10 kGy – redukują lub eliminują mikroorganizmy (tzw. Radiopasteryzacja). W tym zakresie dawek promieniowania jonizującego mogą pojawić się zmiany chemiczne i organoleptyczne utrwalanych produktów.

• Wysokie – 10 – 50 kGy – powodują radiosterylizację żywności. Nie przyczyniają się natomiast do powstawania czynników niebezpiecznych dla zdrowia, ale powodują znaczne zmiany chemiczne i organoleptyczne, wywołując pogorszenie jakości napromieniowania produktów. Dawki te nie zostały dotychczas zatwierdzone do powszechnego stosowania.

Efekt letalny promieni jonizujących wzrasta ze wzrostem zastosowanej dawki. Skuteczność ich ogranicza jednak brak dostępu tlenu do produktów, niska aktywność wody (Aw) w ich środowisku, a także stan zamrożenia. Wrażliwość mikroorganizmów na dawki promieniowania jest funkcją ich rozmiarów i zawartości wody.

W procedurach radiacyjnego utrwalania żywności używane są następujące metody:

• Radapertyzacja – redukuje liczebność drobnoustrojów do poziomu, w którym nie są one zdolne do spowodowania zepsucia żywności. Nazywana jest radiacyjną pasteryzacją. Jej celem jest niszczenie mikroflory gnilnej w żywności wysokim pH, w szczególności gram-ujemnych psychotrofów oraz drożdży i pleśni w produktach kwaśnych. W tym procesie stosowane są umiarkowane dawki promieniowania. Produkty tak utrwalane muszą być przechowywane w warunkach chłodniczych.

• Radycyzacja – niszczy formy wegetatywne drobnoustrojów patogennych. W tym celu stosowane są wyższe dawki promieniowania od 2,5 do 5 kGy. Nie niszczą one jednak spor, a także niektórych opornych na ich działanie szczepów patogennych bakterii, np. Salmonella Typhimurium. Z tych powodów i te produkty muszą być przechowywanie w warunkach chłodniczych.

• Raduryzacja – w tej metodzie stosowane są wysokie dawki promieniowania (30 kGy), zapewniające niszczenie spor Cl. Botulinum, podobne jak w przypadku sterylizacji termicznej, tzn. ich redukcję na poziomie 12D. Metoda ta jednak nie może być stosowana ze względu na zmiany sensoryczne produktów eksponowanych na tak duże dawki promieniowania.

Polska nie prowadzi napromieniowania żywności na skalę komercyjną, a podwarszawski zakład, który ma pozwolenie na taki proceder, stosuje tę technologię tylko eksperymentalnie. Polska, podobnie jak wszystkie kraje UE, dopuszcza także do obrotu napromieniowane przyprawy. W Polsce napromieniowanie przypraw ziołowych wykonywane jest w Stacji Pilotowej we Włochach należącej do Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej w Warszawie wyposażonej w akcelerator liniowy LAE 13/9 o mocy 10 kW i energii elektronów 10 MeV oraz w komorze radiacyjnej Instytutu Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej wyposażonej w izotopowe źródła kobaltowe.

Radura – symbol, którym znakowana jest żywność utrwalana przez napromieniowanie.

Wyraźnie oznakowane poprzez umieszczenie napisu: „napromienione” albo „poddane działaniu promieniowania jonizującego”.

Wprowadzenie do obrotu handlowego żywności poddanej napromieniowaniu wymaga zezwolenia Głównego Inspektora Sanitarnego.

Artykuły rolno-spożywcze dopuszczone w Polsce do zabiegu utrwalania promieniowaniem jonizującym.

Kodeks Żywnościowy FAO/WHO podaje, iż utrwalaniu radiacyjnemu mogą być poddawane takie środki spożywcze jak:

• Kurczaki – w celu przedłużenia okresu przechowywania i/lub zredukowania liczby bakterii patogennych, tj. Salmonella

• Ziarno kakaowe – w celu ochrony przed szkodnikami podczas przechowywania oraz obniżenie zakażeń mikrobiologicznych

• Suszone daktyle – w celu ochrony przed szkodnikami podczas przechowywania

• Owoce mango – aby chronić przed szkodnikami, zminimalizować procesy gnilne, obniżyć skażenia mikrobiologiczne (połączenie radiacji i obróbki termicznej)

• Papaja – w celu ochrony przed szkodnikami, zminimalizowaniu procesów gnilnych

• Ziemniaki i cebula – zabezpieczenie przed kiełkowaniem podczas przechowywania

• Jadalne nasiona roślin strączkowych (np. fasola, groch) oraz ryż – ochrona przed szkodnikami podczas przechowywania

• Przyprawy – ochrona przed szkodnikami, obniżenie skażeń mikrobiologicznych, obniżenie ilości mikroorganizmów patogennych

• Surowe truskawki – w celu przedłużenia okresu przechowywania

• Surowe ryby i przetwory rybne – w celu ochrony przed szkodnikami podczas przechowywania i sprzedaży, zredukowania skażeń mikrobiologicznych, wyeliminowania mikroflory patogennej

• Zboże – skuteczniejsza ochrona przed szkodnikami

Urządzenia do radiacyjnego utrwalania żywności

W większości instalacji przeznaczonych do napromieniania żywności wykorzystuje się źródła kobaltowe zawierające γ-promieniotwórczy izotop kobaltu-60.

Obecnie znaczną popularność zdobywa technika akceleratorowa. Wykorzystuje się przyspieszone elektrony, które mają jednak ograniczoną przenikliwość lub powstałe w tzw. Procesie konwersji promieniowanie X.

Schemat instalacji z akceleratorem liniowym do napromieniania różnych produktów spożywczych bezpośrednio elektronami lub po konwersji promieniowaniem X.

High Pressure Processing

Metoda obróbki żywności polegająca na poddaniu produktu działaniu wysokiego ciśnienia (100-1000 MPa) – z lub bez dodatku ciepła w celu inaktywacji mikroorganizmów lub aby osiągnąć jakość pożądaną przez konsumenta.

Wysokie ciśnienie w komorze może być uzyskiwane

• Sposobem bezpośrednim przez sprzężenie medium za pomocą tłoka, stosowane zwykle w urządzeniach laboratoryjnych i półtechnicznych

• Sposobem pośrednim za pomocą pompy, stosowanym w urządzeniach technicznych

Działanie destrukcyjne jest tym większe im wyższe jest ciśnienie i dłuższy czas trwania ciśnienia, chociaż są wyjątki od tej reguły, wskazujące na złożony charakter oporności drobnoustrojów na wysokie ciśnienia.

Wysokość ciśnienia potrzebnego do zmniejszenia liczby wybranych drobnoustrojów patogennych o 5 cykli logarytmicznych.

Drobnoustroje	Ciśnienie (MPa)
Yersinia enterocolitica	275
Aeromonas hydrophila	300
Salmonella typhimurium	350
Listeria monocytogenes	375
Salmonella eneritidis	450
Campylobacter jejuni	500
Escherichia coli O157:H7	680
Staphylococcus aureus	700

Konfitury, dżemy owocowe

Wartość ciśnienia 400-600 MPa przez około 10-30 minut sprawia, że połączenie świeżych owoców z cukrem i pektyną daje przyspieszoną penetrację cukru i żelowanie oraz jednocześnie pasteryzację. Okres przechowywania tak przetworzonego wyrobu wynosi ok. 2 miesięcy. Cena jest 2,5 krotnie wyższa od produktu wyprodukowanego metodą tradycyjną.

Produkty mięsne, szynki gotowane, mięso wieprzowe

Wartość ciśnienia 250 MPa, w temp. 20-40^oC przez około 3 godziny sprawia, że uzyskana zostaje poprawa jakości organoleptycznej, mikrobiologicznej oraz więcej wody zatrzymujemy w produkcie.

Ryż hipoalergiczny

Przy ciśnieniu 400 MPa w temp. 20^oC przez około 10 minut wyeliminowano 95% białek wywołujących alergię.

Śledzie wędzone

Śledzie w plastrach marynowane lub w winie bądź oleju podano ciśnieniu 185 MPa w temp. 15^oC przez około 30 minut uzyskano unikalną teksturę oraz 10 – 100-krotną redukcję liczby mikroorganizmów. Okres przechowywania tak przetworzonego wyrobu wynosi ok. 1 roku.

Ostrygi, krab

Wartość ciśnienia 400 MPa w temp. 7^oC przez ok. 10 min dało efekt bezpieczeństwa mikrobiologicznego oraz łatwiejsze oddzielenie mięsa od skorupy. Okres przechowywania tak przetworzonego wyrobu wynosi ok 5 tygodni.

USA: guacamole, szynka, sok i ostrygi

Europa i Japonia: dżemy, galaretki, ryby, produkty mięsne, plasterkowana szynka, sosy sałatkowe, ciastka ryżowe, soki i jogurty

HPP – jakie korzyści dla konsumenta?

• Zalety

  • Zwiększenie trwałości produktów w wyniku niszczenia drobnoustrojów

  • Modyfikacja biopolimerów np. białek

  • Aktywacja jednych enzymów i inaktywacja innych

  • Ukierunkowanie odpowiednich przemian np. usuwanie białek powodujących alergię u konsumentów

  • Zachowanie dobrej jakości organoleptycznej, zwłaszcza barwy i zapachu, wynikające z tego, że w metodzie HPP nie uszkadza się wiązań kowalencyjnych

  • Zwiększenie dyspozycyjności produktu, poprzez zmianę jego zwartości, temperatury zamarzania i topnienia

• Wady

  • Duża odporność przetrwalników bakterii na działanie wysokich ciśnień i związane z tym bezpieczeństwo żywnościowe

  • Duży nakład inwestycyjny

  • Duże późniejsze nakłady eksploatacyjne

HPP – wyposażenie i koszty

• USA, Avure Technologies (Kent, WA)

• Pojemność 215 l.

• 4,5 miliona kg żywności w ciągu roku

• Koszt urządzenia 500 000$ - 2 500 000$

Fakty i mity o HPP

• MIT: proces eksperymentalny,

FAKT: wiele produktów pasteryzowanych ciśnieniowo jest dostępnych na rynku

• MIT: proces okresowy – mała wydajność,

FAKT: wyposażenie dostępne na rynku – kilka ton/h, dostępne również systemu pół okresowe

• MIT: proces bardzo drogi,

FAKT: koszt mniej niż 5 centów za kg dla produktów wysokiej jakości

WYKŁAD 20.05.2013

WYBRANE TECHNIKI I TECHNOLOGIE STOSOWANE W PRODUKCJI WYBRANYCH SUROWCÓW, PÓŁPRODUKTÓW I PRODUKTÓW ROŚLINNYCH

Surowce – naturalne produkty pochodzenia roślinnego, zwierzęcego lub mineralnego stanowiące materiał wyjściowy do wszelkich procesów technologicznych i uzyskania gotowego wyrobu

Półprodukty – surowce żywnościowe poddane częściowej obróbce technologicznej, wymagające przed spożyciem odpowiedniego przygotowania, np. warzywa i owoce obrane, warzywa i owoce mrożone itp.

Produkty – środki spożywcze powstałe w wyniku procesu produkcyjnego

Surowce pochodzenia roślinnego

• Zboża

• Rośliny okopowe

• Rośliny strączkowe

• Owoce

• Warzywa

• Rośliny oleiste

Etapy w przetwórstwie roślinnym

Produkcja roślinna
↓
Konsument

Obróbka wstępna surowca – czynności wykonywane na surowcu przed jego przerobem m.in.

• Czyszczenie

• Sortowanie

• Kondycjonowanie

• Usuwanie części niejadalnych

• Rozdrobnienie

• Wytłaczanie

Cel obróbki wstępnej

• Zwiększenie wartości użytkowej i trwałości surowca

• Obniżenie kosztów transportu i magazynowania

• Ułatwienie procesu technologicznego

• Uzyskanie gotowego produktu o wyższej jakości

Czyszczenie surowca.

• Podział zanieczyszczeń

  • Mineralne – np. ziemia, piasek, kamienie

  • Roślinne – np. plewy, słoma, nasiona chwastów

  • Zwierzęce – np. sierść, pierze

  • Chemiczne – metale ciężkie, pozostałości środków chemicznych używanych do zwalczania chwastów, szkodników

  • Mikrobiologiczne – spowodowane zakażeniem różnego typu drobnoustrojami

  • Biologiczne – pierwotniaki, roztocza, pajęczaki

• Metody czyszczenia

  • Na sucho

    • Przesiewanie

    • Szczotkowanie

    • Ocieranie

    • Aspiracja (powietrzem, odpylające)

    • Magnetyczne rozdzielanie

  • Na mokro

    • Mycie

    • Flotacja (separację frakcji lżejszych od cieczy)

    • Czyszczenie ultrasoniczne (z wykorzystaniem fal akustycznych)

    • Filtracja

• Odbywa się przy użyciu urządzeń i maszyn, służących do mycia, moczenia i przenoszenia surowca, jak np. zamaczalniki, kanały spławiakowe (transport wodny) i myjki

Zamaczalniki

• Zbiorniki zaopatrzone w doprowadzenie czystej wody (lub wody pochodzącej z następnych etapów mycia) oraz w odprowadzenia wody zużytej

• Dolne – do usuwania brudnej wody z zanieczyszczeniami ciężkim

• Górne – do odprowadzania wody z zanieczyszczeniami, unoszącymi się na jej powierzchni

Procesy zachodzące podczas mycia

• Oddzielanie przyległych do powierzchni owoców zanieczyszczeń następuje w wyniku działania siły mechanicznej wywoływanej przez nich szczotek, łopatek, przetłaczania powietrza oraz działania natrysków wodnych

• Na rozpuszczalność molekuł w roztworach ma wpływ zarówno natura cząsteczki rozpuszczonej jak również właściwości fizykochemiczne rozpuszczalnika

• Powszechnie znana jest zasada: „podobne rozpuszcza podobne”. Polarne cząsteczki są zatem dobrze rozpuszczalne w polarnych rozpuszczalnikach, a nie przechodzą do niepolarnej fazy ciekłej

Płuczki (myjki)

• Myjki łapowe – zbudowane z wanny, o zaokrąglonym dnie rusztowym, zawierającej wał z łapami umocowanymi spiralnie, które mieszają i przesuwają surowiec w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu wody myjącej

• Płuczki szczotkowe – zawierające w wannie zestaw szczotek myjących, wykonanych z materiałów różnej twardości i obracających się w kierunku przeciwnym do ruchu surowca. Służą do mycia ogórków, ziemniaków, pomidorów, jabłek, patisonów itp.

• Myjki bębnowe – mają postać cylindrycznego bębna zbudowanego z perforowanej blachy lub pryzmatycznych prętów, do którego jest doprowadzany surowiec i woda w postaci natrysku; ruch surowca od wlotu do wylotu bębna jest wywołany nachyleniem bębna lub przez listwę nawiniętą śrubowo na wewnętrznej powierzchni bębna. Myjka ta znajduje zastosowanie we wszystkich zakładach produkujących przetwory owocowo – warzywne.

• Myjki natryskowe – surowiec na taśmie jest myty natryskiem strumienia wody regulowanym ciśnieniu, dostosowanym do mechanicznej wytrzymałości mytego materiału

• Myjki wodno – powietrzne – ruch surowca (delikatnego) i wody w czasie mycia w wannie jest wymuszony przez unoszące się pęcherzyki powietrza, doprowadzonego pod ciśnieniem

• Myjki ślimakowe – częścią roboczą jest ślimak, umieszczony w korycie nachylonym do poziomu; ślimak obracając się przesuwa myty surowiec z dołu do góry, w kierunku przeciwnym do ruchu myjącej wody

• Płuczki wibracyjne – działają na zasadzie wibrowania surowca i wody myjącej w wannie wprawionej w drgania mechaniczne. Służą głównie do płukania zielonego groszku

Sortowanie

• Rozdzielanie surowca na grupy, różniące się cechami fizycznymi, przede wszystkim wielkością, kształtem i masą jednostkową

• Ułatwia przeprowadzenie dalszych operacji i procesów jednostkowych

• Poprawia wygląd surowca i czyni go bardziej atrakcyjnym dla nabywców

• Wyróżniamy

  • Sortowanie rolkowe

  • Sortowanie prętowe

  • Ślimakowe

  • Tarczowe

  • Sortowniki kaskadowe

Urządzenia do sortowania

• Sortowniki – surowiec rozdzielany jest na frakcje wielkościowe na podstawie najmniejszego wymiaru

• W urządzeniach tych elementami roboczymi są

  • Sita

  • Linki i taśmy na kołach pasowych

• Sortowanie wg koloru (fotokomórka)

Schemat, który nie ma tytułu i nic na nim nie widać -_-

Urządzenia do sortowania. Separacja elektrostatyczna

• Separacja rozdrobnionych materiałów roślinnych np. nasion rzepaku

• Wykorzystuje właściwości cząstek wynikające z różnic w ich ładunku elektrycznym, przewodnictwie elektrycznym oraz przewodności elektrycznej

• Jest możliwa głównie dzięki sile elektroforezy – oddziaływaniu pola elektrycznego na cząstkę posiadającą ładunek, znajdującą się w tym polu

• Ładunek „powierzchniowy” otrzymujemy poprzez elektryzację cząstek

Wytłaczanie

• Stosuje się w celu wydobycia z tkanek roślinnych żądanych frakcji – oddzielenia części stałych od płynnych

• Proces musi być zawsze poprzedzony dezintegracją materiału, który poddaje się wytłaczaniu (tkanki należy rozerwać, zniszczyć struktury komórkowe)

• Przerabiany materiał powinien charakteryzować się odpowiednim stopniem dojrzałości

Produkcja soków owocowych i warzywnych oraz soków zagęszczonych

START

↓

Przygotowanie hali produkcyjnej

↓

Surowce Przyjęcie surowca

↓

Woda Mycie surowca Ścieki

↓

??? Odpady

↓

???

↓

???

↓

???

↓

???

↓

Tłoczenie Sok

↓

Woda Ekstrakcja i tłoczenie Odpad

↓

??? soków

↓

Pasteryzacja ???

↓

???

↓

???

↓

Filtracja Odpad

↓

Zagęszczanie

↓

Schładzanie

↓

Beczki Magazynowanie

↓

KONIEC

Kondycjonowanie

• Nawilżanie ziarna

• Podgrzewanie ziarna

• Podsuszanie ziarna

• Stosowane, aby zmiękczyć okrywę ziarna w celu łatwiejszego oddzielenia od bielma i poprawienia wartości wypiekowej mąki

• Ułatwia wypływ oleju w czasie tłoczenia nasion rzepaku

Usuwanie części niejadalnych

• Odszypulczanie

  • Polega na obrywaniu szypułek wiśni, czereśni, porzeczek, truskawek itp.

  • Do mechanicznego obrywania służą maszyny – obrywarki albo odszypulczarki, których podstawowymi elementami roboczymi są zespoły stalowych wałków, które nachylone w stosunku do poziomu, obracają się parami

  • Chwytają szypułki je odrywają, gdyż odstęp między wałkami jest tak ustawiony, że mieści się w nim tylko szypułka

• Drylowanie

  • Usuwanie pestek z owoców pestkowych. Stosowane urządzenia to tzw. Drylownice lub odpestczarki

    • Taśmowe

    • Bębnowe

  • Na powierzchni bębna lub taśmy znajdują się zagłębienia z otworami o średnicy pestek, a powyżej nich zamontowane są wybijacze pestek

Rozdrabnianie

• Zmniejszanie wymiarów cząstek materiałów

• Uzyskiwanie cząstek materiału rozdrobnionego o różnorodnych i nieregularnych kształtach

• Materiał poddawany jest działaniu sił zewnętrznych, w wyniku których ulega on rozpadowi na mniejsze cząstki

• Prowadzi do rozwinięcia powierzchni materiału, co decyduje o szybkości przebiegu innych procesów fizycznych jak np. ekstrakcji, suszenia, rozpuszczania oraz wpływa na szybkość i wydajność reakcji chemicznych

• Połączone z odsiewanie umożliwia uzyskanie frakcji o określonych rozmiarach cząsteczek, wykorzystywanych w różnych procesach do dalszego przetwarzania

• Podobne przedziały wielkości ułatwiają proces mieszania różnych materiałów

• Poprawia, a nieraz umożliwia przydatność konsumpcyjną surowców oraz ich wykorzystanie do dalszych procesów, ale równocześnie dezintegrując tkanki zapoczątkowuje procesy psucia

• Typy

  • Szarpanie (owoce i warzywa)

  • Gniecenie (owoce, ziarna zbóż)

  • Przecieranie (owoce i warzywa)

  • Rozcieranie (owoce i warzywa)

  • Śrutowanie (nasiona oleiste, ziarna zbóż)

  • Drobienie i mielenie (ziarna zbóż)

Podział produktów owocowych i warzywnych

Produkty owocowe i warzywne
↓
Półprzetwory owocowe i warzywne
↓
???

Technologia mrożenia owoców i warzyw

• Wstępne przebierania

• Czyszczenie, mycie

• Sortowanie wg wielkości i stopnia dojrzałości

• Usuwanie części niejadalnych

• Rozdrabnianie

• Blanszowanie

• Chłodzenie

• Ociekanie

• Mrożenie właściwe (np. tunele fluidyzacyjne)

• Składowanie zamrażalnicze (luzem lub w opakowaniach)

• Pakowanie

• Przechowywanie

• Rozmrażanie (w przypadku półproduktów)

Technologia produkcji soków klarownych

• Przebieranie, czyszczenie i mycie owoców

• Rozdrabnianie lub miażdżenie owoców

• Tłoczenie miazgi (możliwość obróbki enzymatycznej)

• Wirowanie moszczu

• Pasteryzacja przepływowa moszczu

• Pektynoliza soku (depektynizacja) tj. obróbka enzymatyczna

• Klarowanie właściwe

• Filtracja

• Rozlew do butelek

• Pasteryzacja

• Pakowanie do butelek

• Magazynowanie

Technologia produkcji konserw apertyzowanych

• Przebieranie, czyszczenie i mycie surowca

• Usuwanie części niejadalnych

• Sortowanie

• Blanszowanie 85 – 95^oC

• Chłodzenie

• Preparowanie owoców (nakłuwanie)

• Napełnienie opakowań i zalewanie zalewą

• Odpowietrzanie konserw

• Zamykanie

• Obróbka termiczna

• Chłodzenie

• Magazynowanie

WYKŁAD 3.06.2013

20 pytań testowych wielkokrotnego wyboru + 5 pytań otwartych

NOWOCZESNE SYSTEMY I TECHNIKI PAKOWANIA W PRZETWARZANIU ŻYWNOŚCI

Definicja opakowania

• Zewnętrzna warstwa służąca do zabezpieczania produktu spożywczego w trakcie transportu i przechowywania

• Stanowi element marketingowy, zachęcający do nabycia towaru

• To wyrób, który został użyty w celu stworzenia dodatkowej warstwy zew w stosunku do innego wyrobu, mającej za zadanie ochronę produktu opakowanego przed szkodliwym oddziaływaniem czynników zew i/lub ochronę otoczenia przed ewentualnym szkodliwym oddziaływaniem produktu

Klasyfikacja opakowań

	Opakowania
↓	↓	↓
Jednostkowe	Zbiorcze (pośrednie)	Transportowe
↓	↓ ↓	↓
Jednorazowego użytku	Wielokrotnego użytku (zwrotne)

Jednostkowe mogą być wielokrotnego użytku, ale transportowe nie mogą być jednorazowego użytku

Funkcje opakowań

• Ochronna

• Logistyczna (dystrybucyjna, transportowa)

• Informacyjna (sprzedażowa, edukacyjna)

• Promocyjna (estetyczna, reklamowa, sprzedażowa)

• Ekonomiczna

• Ekologiczna

Wymagania w zakresie opakowań żywności

Etap	Wymagania stawiane opakowaniom
Wytwarzanie opakowania	Prosta technologia wytwarzania, małe koszty
Pakowanie/ Napełnianie	Odpowiednia wytrzymałość, możliwość pakowania z dużą szybkością i wydajnością napełniania, przydatność do automatycznego pakowania
Manipulowanie/Transport	Mała objętość i mała masa opakowania w celu obniżenia energii transportu, opakowanie bezpieczne i wytrzymałe w celu minimalizacji strat

Etap	Wymagania stawiane opakowaniom
Marketing	Atrakcyjne wzory, przeźroczystość, ochrona pakowanego produktu, możliwość sztaplowania, minimalna przestrzeń zajmowana w handlu detalicznym
Zakupy konsumenta	Lekkie, łatwe i bezpieczne do przenoszenia, wygodne rozmiary i wielokrotność tych rozmiarów
Przechowywanie przez konsumenta	Utrzymanie świeżości i jakości pakowanego produktu przez długi okres w ekstremalnych warunkach, temperatury i wilgotności
Stosowanie przez konsumenta	Wygodne i łatwe otwieranie, dozowanie, zamykanie, wyrzucanie

CHARAKTERYSTYKA TECHNIK PAKOWANIA

Pakowanie próżniowe (VAC)

• Polega na ewakuacji powietrza z opakowania, które następnie jest szczelnie zamykane zwykle przez zgrzewanie

• Wytworzenie próżni w opakowaniu można osiągnąć poprzez

• Wdmuchiwanie silnego strumienia pary wodnej

• Odsysanie powietrza za pomocą dysz podłączonych do pomp próżniowych

• Obkurczane folii termokurczliwej pod wpływem ogrzewania

• Niezbędnym warunkiem jest użycie materiału opakowaniowego o odpowiedniej barierowości w stosunku do gazów, dającej możliwość utrzymania próżni w okresie przydatności do spożycia zabezpieczonego produktu

• Zalety

• Chroni przed rozwojem mikroorganizmów i wydłuża trwałość

• Ogranicza wysychanie

• Chroni przed utratą smaku i zapachu

• Chroni przed dotykiem i uszkodzeniami mechanicznymi

• Zmniejsza straty masy oraz eliminuje wpływy atmosferyczne z zewnątrz (wilgoć, tlen)

Modyfikowana atmosfera (MAP)

• MAP jest to sposób pakowania z wykorzystaniem mieszanin gazowych

• W opakowaniu powietrze zastąpione zostaje mieszaniną gazów o składzie odpowiednio dobranym w zależności od rodzaju pakowanego produktu

• Opakowanie z atmosferą gazów ochronnych uzyskuje się przez wypełnienie powstałej próżni. Wprowadzenie mieszanki gazowej następuje po uprzedniej ewakuacji powietrza lub powietrze wypycha się z wnętrza opakowania bezpośrednio za pomocą wprowadzanego strumienia gazu ochronnego.

• Pakowanie w zmodyfikowanej atmosferze ma na celu przede wszystkim lepsze zachowanie naturalnych cech sensorycznych produktów i ich początkowego stanu higienicznego.

• Gazy stosowane w metodzie MAP

• Dwutlenek węgla CO₂

• Zasadniczy wpływ na przedłużenie okresu trwałości pakowanych produktów

• Inhibituje rozwój flory bakteryjnej w mięsie

• Dobra rozpuszczalność w wodzie i przenikanie przez błony komórkowe

• Nie wchodzi w reakcję z materiałem opakowaniowym

• Azot N₂

• Zachowuje się neutralnie w stosunku do pakowanych produktów

• Nie wchodzi w reakcję z innymi gazami

• Zapobiega deformacji zapakowanego produktu

• Stosowany jest do ewakuacji tlenu i innych gazów atmosferycznych z wnętrza opakowania

• Nie posiada barwy ani zapachu

• Nie wchodzi w reakcję z materiałem opakowaniowym

• Tlen O₂

• Używany wyłącznie w mieszankach gazowych

• Wysokie stężenie tlenu pozwala kontrolować ilość mikroorganizmów (60-80% stabilizacja rozwoju bakterii tlenowych, powyżej stężenia 40% zanika rozwój mikroorganizmów beztlenowych)

• Argon Ar

• Ma takie same właściwości jak azot

• Jest chemicznie obojętny, bezwonny, nie ma smaku

• Tlenek węgla CO jest gazem

• Toksyczny, bezbarwny, bezwonny i palny

• Trwały (nie rozpada się na węgiel i tlen) do temp 40C

• Ozon O₂

• Nietrwała forma tlen

• Działanie utleniające i dezynfekcyjne

• Zastosowania do konserwacji żywności

Rodzaj produktu	Skład mieszaniny gazów (%) w metodzie MAP
	O2
Mięso surowe	60-85
Mięso świeże mielone	35

Materiały stosowane do pakowania w MAP

Materiał opakowaniowy	Właściwości
Symbol	Materiał
PE-LD	Polietylen małej gęstości
PE-LLD	Polietylen liniowy małe gęstości
PE-HD	Polietylen wysokiej gęstości
PP	Polipropylen
EVAC	Kopolimer etylen-octan winylu
PA	Poliamidy
PET	Politereftalan glikolu etylenowego
PVC	Polichlorek winylu
PVDC	Kopolimer polichlorek winylidenu
EVAL	Kopolimer etylenu z alkoholem winylowym
PS	Polistyren
PU	Poliuretan

MAP – nowe kierunki badań

• TOTR (Tailored Oxygen Transmission Rate) – opakowanie o ograniczonej przepuszczalności w stosunku do tlenu

• Folie „inteligentne” zwiększające przepuszczalność gazową wraz ze wzrostem temperatury

• Antifog films – folie opakowaniowe w powłokami antyroszeniowymi, uniemożliwiającymi skraplanie się pary wodnej od środka opakowania

Pakowanie typu skin-pack

• Jest to rodzaj opakowania, w którym produkt (lub produkty) są umieszony na tacce, a cienka folia przezroczystego tworzywa sztucznego otacza produkt i tackę

• Najczęściej jest to folia (LDPE, PCV, jonomerowe, itp.) o właściwościach termokurczliwych

• Opakowanie skóra nieco przypomina blister z tą istotną różnicą, że z tworzywa sztucznego otaczająca produkt jest utworzony przez produkt, a nie jest…

• Zalety

• Estetyczna prezentacja produktu

• Możliwość eksponowania wyrobu na zawieszkach

• Możliwość wielobarwnego nadruku i reklamy firmy lub prezentacji wyrobu i instrukcji obsługi

• Ochronne działanie folii przed działaniem czynników zewnętrznych

• Możliwość pakowania małych serii, bowiem nie wymaga specjalnych form do wytłoczek i zgrzewania

• Trudniejsze uszkodzenie opakowania

Kontrolowana atmosfera (CAP)

Controlled Athmosphere Packaging – opakowanie w którym pożądany skład gazowy atmosfery jest utrzymywany dzięki różnym dodatkom do opakowania

Określane bywają one również jako APS (Active Packaging System) – opakowania aktywne, w których wykorzystuje się oddziaływanie opakowania na atmosferę lub na zapakowany produkt

Systemy opakowań aktywnych

• Opakowania aktywne

• Wpływają na warunki panujące wewnątrz opakowania, w których produkt, pakowanie i otoczenie wzajemnie na siebie oddziałują

• Mają one za zadanie nie tylko wydłuży trwałość, ale przede wszystkim dążą do polepszenia a zarazem ulepszenia

• Przy wprowadzaniu opakowań aktywnych bierze się pod uwagę

• Właściwości pakowanego produktu

• Charakterystykę opakowania

• Koszty

• Względy bezpieczeństwa

• Przepisy prawne regulujące zastosowanie środków chemicznych do kontaktu z żywnością

• Pochłaniacze tlenu

• Absorbują one tlen, który znajduje się wewnątrz opakowania oraz pochłaniają tlen przenikający przez materiał opakowania w trakcie przechowywania

• Stosuje się

• Sproszkowane żelazo, kwas askorbinowy, nienasycone kwasy tłuszczone, nienasycone węglowodory oraz enzymy w postaci mikrokapsułek lub światłoczułe barwniki

• Zalety aktywnych opakowań

• Opóźnienie lub całkowite zahamowanie wzrostu pleśni, drożdży oraz bakterii tlenowych

• Ograniczają utlenianie tłuszczu

• Ograniczają zmianę barwy mięsa

• Pochłaniacze wody

• Celem stosowania jest zmniejszenie biologicznej aktywności wody, a co za tym idzie zahamowanie wzrostu bakterii

• Sposoby osuszania opakowania

• Folie osuszające, zbudowane najczęściej z 2 warstw poliolefin (PE lub PP) lub tworzywa sztucznego o dużej przepuszczalności pary (alkohol poliwinylowy – PVOH), między które umieszcza się środek osuszający w postaci warstwy glikolu propylenowego, stanowiącego barierę dla wilgoci

• Saszetek wykonanych z tworzyw zawierające celulozę b parę wodną

• Podkładki absorbujące nadmierny wyciek.

• Emitery i absorbenty zapachów

• Mają zastosowanie w przypadku, gdy z opakowania z tworzywa polimerowego wydzielany jest niepożądany zapach, osłabiany jest zapach składników produktu lub zmieniają się cechy sensoryczne podczas obróbki cieplnej

• Folie antybakteryjne

• Interesującym rozwiązaniem w produkcji opakowań aktywnych jest nasycanie materiału opakowaniowego substancjami antybakteryjnymi

• Substancje te dodaje się bezpośrednio do tworzywa sztucznego, z którego wykonane jest opakowanie (polimery) lub umiejscawia się je w nim poprzez wiązania jonowe albo kowalencyjne

• Innym ze sposobów jest powlekanie powierzchni folii opakowaniowej substancją aktywną lub umieszczanie jej w saszetce bądź wkładce wewnątrz opakowania

Systemy opakowań inteligentnych

• Zasada działania

• Śledzenie i informowanie o warunkach, w jakich znajduje się zapakowana żywność

• Cele stosowania

• Zbieranie informacji na temat stanu i jakości żywności podczas transportu i magazynowania. Opakowania tego typu posiadają „inteligentne cechy”: „wykrywanie, odczuwanie, zapisywanie, śledzenie”.

• Opakowanie inteligentne nie wpływa na poprawienie jakości zapakowanej w niej żywności poprzez uwalnianie swoich składników, lecz tylko dostarcza informacji wszystkim uczestnikom łańcuch w dystrybucji

• Wskaźniki czasu i temperatury TTI – Time Temperature Indicators

• Umieszcza się w kontenerach chłodniczych lub umieszcza się na opakowaniach jako naklejki bądź etykiety.

• W ten sposób są nierozłącznie powiązane z opakowaniem i mogą rejestrowa czas i temperaturę produktu podczas przechowywania chłodniczego

• Wskaźniki świeżości

• Działają dzięki wykrywaniu zmian pH wewnątrz opakowania, która jest następstwem psucia się produktu. Wskaźnik zmienia kolor w przypadku wykrycia produktów przemiany materii mikroorganizmów

• Wskaźniki nieszczelności

• Rozpoznanie, że opakowanie utraciło szczelność jest bardzo istotne w przypadku pakowania w zmodyfikowanej atmosferze, gdyż osłabia się jej ochronne działanie i może dojść do zanieczyszczenia mikrobiologicznego. Jako wskaźnik nieszczelności stosuje się wskaźnik zawartości tlenu i CO_2.

WYKŁAD 10.06.2013

TECHNIKI I TECHNOLOGIE STOSOWANE W PRODUKCJI WYBRANYCH SUROWCÓW, PÓŁPRODUKTÓR I PRODUKTÓW ZWIERZĘCYCH

Kruchość

• Najbardziej ceniony i pozytywny skutek poubojowych zmian proteolitycznych w tkance mięśniowej zwierząt rzeźnych

• Zależy od

• Rasy, gatunku, wieku, płci, sposobu żywienia, dobrostanu zwierząt

• Czynników poubojowych tj. stężenie pośmiertne, skurcz chłodniczy, dojrzewanie mięsa

Stopień otłuszczenia

Klasa otłuszczenia	Cechy dodatkowe
1 bardzo małe	Brak tłuszczów w jamie klatki piersiowej
2 małe	W jamie klatki piersiowej mięsnie między żebrami wyraźnie widoczne
3 średnie	W jamie klatki piersiowej mięsnie między żebrami jeszcze widoczne
4 duże	Wyraźne smugi tłuszczu na udźcu; w jamie klatki piersiowej mięśnie między żebrami mogą być poprzerastane tłuszczem
5 bardzo duże	Udziec niemal całkowicie pokryty tłuszczem, tak że smugi tłuszczu nie są wyraźnie widoczne; w jamie klatki piersiowej mięśnie między żebrami poprzerastane tłuszczem

Wędliny !!!!

• Wędzonki

  • Szynka

  • Szynka surowa dojrzewająca

  • Szynka wysoko wydajna

  • Wędzonki szynkopodobne

  • Łopatka

  • Łopatka wysoko wydajna

  • Polędwica

  • Polędwica wysoko wydajna

  • Baleron

  • Baleron wysoko wydajny

  • Boczek wędzony, wędzonki boczkowe, wędzonki z okrywą tłuszczową i inne

  • Słonina wędzona

  • Podgardle wędzone

• Kiełbasy

  • Homogenizowane

  • Drobno rozdrobnione

  • Drobno rozdrobnione surowe

  • Drobno rozdrobnione wysoko wydajne

  • Średnio rozdrobnione

  • Średnio rozdrobnione surowe

  • Średnio rozdrobnione wysoko wydajne

  • …

• Wędliny podrobowe

  • Wątrobianki

  • Kiszki

  • Salcesony

  • pasztetowe

• Produkty blokowe

  • Drobno rozdrobnione

  • Średnio

  • Grubo

  • Podrobowe

  • Studzieniny

  • Rolady

Schemat procesu produkcji wędzonek: polędwicy wędzonej i polędwicy sopockiej

Schemat procesu produkcji (100kg) kiełbasy myśliwskiej średnio rozdrobnionej

Schemat procesu produkcji (100kg) serdelków drobno rozdrobnionych

Rozdrabnianie wstępne na wilku

• Ujednolicenie rozmiaru cząstek mięsa i ułatwienie procesu kutrowania poprzez wstępne naruszenie struktury tkankowej mięsa

Kutrowanie

• Odpowiednie rozdrobnienie mięsa

• Uwodnienie białek dodaną wodą w postaci lodu

• Zemulgowanie tłuszczu

Urządzenia

• Wilk

• Kuter

Mleko

• Płynna wydzielina gruczołów mlecznych ssaków

Składniki mleka krowiego	Zawartość (%)
Woda	87,7
Tłuszcz	3,4
Kazeina	2,5
Inne białka	0,7
Laktoza	4,8
Inne związki organiczne	0,2
Związki mineralne	0,7

Etapy produkcji mleka spożywczego

Odbiór mleka surowego

↓

Normalizacja zawartości tłuszczu

↓

Homogenizacja

↓

Obróbka termiczna

↓

Rozlew do opakowań

↓

Przechowywanie

Mleko pełne (3,2% tłuszczu)

Mleko półtłuste (2,5%, 2,0%, 1,5%, 1,0% tłuszczu)

Mleko odtłuszczone (najwyżej 0,5% tłuszczu)

Etapy produkcji mleka spożywczego

• Normalizacja – doprowadzenie zawartości tłuszczu w mleku do wysokości zwierającej się zazwyczaj w przedziale od 0,5% do 3,6 ustalonej i deklarowanej rzez producenta na opakowaniu

• Homogenizacja – rozdrobnienie kuleczek tłuszczowych i ujednolicenie ich rozmiarów w mleku. Mleko spożywcze homogenizowanie nie powinno zawiera więcej niż 15% kuleczek tłuszczowych o średnicy powyżej 2µm

• Obróbka termiczna – w zależności od jej rodzaju rozróżnia się mleko

  • Spożywcze pasteryzowane w temp nie niżej niż 71,7⁰C/15s

  • Spożywcze pasteryzowane w temp ponad 80⁰C

  • Spożywcze homogenizowane o przedłużonej trwałości poddawane obróbce UHT podczas przepływy w temp. nie niższej niż 135⁰C co najmniej przez 1s i aseptycznie pakowane w torebki z folii polietylenowej

  • Mleko UHT – poddane obróbce UHT podczas przepływu w temp nie niższej niż 135C co najmniej przez 1 s i aseptycznie pakowane w opakowania kartonowe

Sery

• Produkty otrzymane przez wydzielenie z mleka białka i tłuszczu w formie skrzepu i odpowiednią obróbkę skrzepu

• W zależności od metody wydzielenia skrzepu wyróżnia się

  • Kwasowe

  • Kwasowo – podpuszczkowe

  • Podpuszczkowe

Schemat technologiczny produkcji sera twarogowego

Mleko przerobowe (chude lub normalizowane; pasteryzowane)

↓

Szczepienie zakwasem

↓

Ukwaszenie i koagulacja

↓

Szczep (masa serowa)

↓

Obróbka masy serowej

↓

Prasowanie lub wyciskanie

↓

Ser biały (kwasowy)

Schemat blokowy produkcji jogurtu

Przyjęcie i ocena mleka

↓

Ogrzewanie 40-45⁰C

↓

Wirowanie i normalizacja tłuszczu śmietanka niepasteryzowana

↓

Normalizacja S.M. 20-25⁰C proszek mleczny

↓

Ogrzewanie wstępne

↓

Homogenizacja 65-70⁰C, 15-20MPa

↓

Pasteryzacja 92⁰C, 8 min

↓

Chłodzenie 42,5⁰C

↓

Mieszanie szczepionka

↓

Inkubacja 45⁰C, pH 4,5

↓

Chłodzenie 20⁰C

↓

Pakowanie kubeczki, wieczka

↓

Magazynowanie chłodnicze 4-6⁰C

Schemat technologiczny produkcji sera podpuszczkowego

Mleko przerobowe (chude lub normalizowane; pasteryzowane)

↓

Szczepienie zakwasem

↓

Zaprawianie podpuszczką

↓

Koagulacja

↓

Skrzep (masa serowa)

↓

Obróbka masy serowej

↓

Solenie

↓

Dojrzewanie

↓

Ser podpuszczkowy

Ogólny schemat produkcji mleka w proszku

Odbiór i klasyfikacja mleka

↓

Oczyszczanie i normalizacja

↓

Pasteryzacja wstępna i oziębianie

↓

Normalizacja końcowa

↓

Pasteryzacja wtórna

↓

Zagęszczanie

↓

Homogenizacja (dotyczy mleka w proszku pełnego)

↓

Suszenie i wychładzanie

↓

Pakowanie

↓

Przechowywanie

Suszenie rozpyłowe

Suszarka rozpyłowa

• Wyposażona w głowicę rozpylającą płynny produkt do postaci drobnych kropli

• Krople owiewane są przez gorące powietrze w komorze roboczej

• Woda natychmiast odparowuje z kropli ulatniając się, a proszek opada siłą grawitacji i jest odbierany w dolnej części cyklonu

Suszenie

• Polega na mechanicznym rozpyleniu mleka zagęszczonego przez wirujące dysze rozpyłowe w specjalnej wieży, gdzie w zetknięciu z gorącym powietrzem następuje odparowanie wody z opadających kropelek mleka

• Temperatura powietrza 150-300⁰C

• Czas suszenia 1-10s

• Każda suszarka rozpyłowa zawiera

  • Pompę dozującą produkt

  • Atomizer

  • Ogrzewacz powietrza

  • Rozpylacz powietrza

  • Komorę roboczą

  • System odprowadzania powietrza

  • System odbiory produktu

• Suszarka walcowa

  • Wolno poruszający się bęben od wewnątrz ogrzewany jest parą o temp 120-170

  • Dozowany na walec produkt gwałtownie jest ogrzewany i następuje szybkie odparowanie wody

  • Zanim walec wykona pełny obrót, produkt jest zeskrobywany z niego przy użyciu noża

Masło

• Produkt wysokotłuszczowy otrzymywany wyniku zmaślania wydzielonej i odpowiednio przygotowanej śmietanki.

• W trakcie zmaślania dochodzi do ok 20-ktornej w porównaniu z mlekiem koncentracji tłuszczu i rozpuszczonych w nim witamin, przy jednoczesnym obniżeniu zawartości białka, laktozy, soli min i wody.

• Surowiec do produkcji masła to śmietanka o kwasowości nie wyższej niż 6,0-8,0 ⁰SH.

• Powinna by uzyskana z mleka odpowiadającego normie jakościowej na mleko surowe do skupu.

Produkcja masła

Wydzielanie śmietanki z mleka

(zaw. tłuszczu 30-35% w metodzie periodycznej, 38-45% w metodzie ciągłej)

↓

Pasteryzacja śmietanki (95+-2)

↓

…

Drób

Typy użytkowe kur

• Nieśne – hodowlane produkcja jaj ok. 200szt/rok (rasy: Leghorn)

• Mięsne – użytkowe na mięso (rasy: Cornish, White Amerikan)

• Ogólnoużytkowe - jaja, mięso, pierze (White Rock, Sussex)

• Amatorskie - karłowate, ozdobne

Ubój i obróbka poubojowa

Odbiór drobiu

Ubój

↓

Oparzanie (w oparzelniku wodnym 58-60C/2-3 min)

↓

Skubanie

↓

Patroszenie

↓

Schładzanie

↓ porcjowanie

Pakowanie

↓ wysyłka

Zamrażanie

↓

Składowanie

Przetwórstwo drobiowe

Wykorzystywane są

• Całe tuszki

• Elementy tuszek

• Z kością lub bez kości

• Podroby drobiowe

• MDOM – mięso drobiowe odkostnione mechanicznie

Przetwory z mięsa drobiowego

Wyroby zawierające ponad 50% mięsa drobiowego

• Konserwy

• Wędliny

• Wyroby garmażeryjne

Jaja

Skład chemiczny jaj

Klasy wagowe jaj kurzych

• S – jaja małe - <53g

• M

• L

• XL

Znakowanie jaj kurzych spożywczych 3/PL/24071304

• 3 – oznaczenie chowu

• PL – oznaczenie kraju

• 24 – kod województwa

• 07 – kod powiatu

• 13 – kod zakresu działalności

• 04 – kod fermy w danym powiecie

Jaja

• Zmiany w treści jaj podczas przechowywanie

• Utrata wody, wzrost komory powietrznej (4mm 10-30mm)

• Zmniejszenie ciężaru własnego

• Przenikanie wody z białka do żółtka (do 21%)

• Zwiotczenie chalaz (żółtko w centrum żółtko przy skorupce)

• Spadek indeksu żółtka (0,45-0,25)

• Maleje udział białka gęstego a wzrasta rzadkiego

• Alkalizacja, wzrost pH (żółtka 6,06,7; białka 7,6 9)

• Wzrost zawartości NH3

Metody utrwalania jaj

• Chłodzenie 0-1C, wilg wzgl. Powietrza 85%

• Wapnowanie w wodzie wapiennej (10C)

• Atmosfera gazów obojętnych (0,3#Co2)

• Parafinowanie

• Polewanie masami plastycznymi

• Termostabilizacja (w wodzie 55C/8min, w oleju 90C/1-5s)

• …

Technologia masy mrożonej

Miód

Pozyskiwanie plastrów z dojrzały miodem i odsklepianie

Wirowanie

↓

Filtrowanie

↓

Dojrzewanie

↓

Krystalizacja

↓

Konfekcjonowanie

↓

Składowanie (8-12C)