Curs 9 Congelarea produselor alimentare _ partea.pdf

7/25/2019 Curs 9 Congelarea produselor alimentare _ partea.pdf

1/58

Curs 9 Congelarea produselor

alimentareProf. Popa Mona Elena

Facultatea de Biotehnologii

2015


2/58

Metode de congelare - decongelare

CONGELAREA presupune:

Transformarea APAGHEATA Scaderea indicelui aw Inhibarea multiplicarii microbiene

Extinderea conservabilitatii de la zile la saptamani.... ani O mare cantitate de caldura trebuie extrasa pentru a

transforma apa in gheata Modificari majore ale proprietatilor termice odata cu

modificarea temperaturii

Conductivitatea termica a ghetii este de trei ori mai maredecat cea a apei deci e mai usor de extras caldura dupa ce aajuns in stadiul de gheata


3/58

Factorii determinanti pentru timpul de

congelare

Produs

Ambalarea

Dimensiunea si forma

produsului

Temperatura initiala

Temperatura finala Proprietatile termice


4/58

Factorii determinanti pentru timpul de

congelare Tipul sistemului frigorific

Temperatura mediului (aer) de racire

Viteza aerului din mediul de racire

Tipul metodei: - aer- cu placi

- prin imersie

- criogenie Abilitatea sistemului de congelare de amentine temperatura ceruta


5/58

Echipament de congelare

Congelatoare cu aer Congelatoare cu

circulatie fortata de aer

Tunele stationare

Congelatoare cu banda Congelatoare in pat

fluidizat

Congelatoare prin

contact Congelatoare criogenice

Congelatoare combinate


6/58

Congelatoare cu placi


7/58

Placi orizontale/verticale


8/58

Congelator tip dulap - discontinuu


9/58

Congelatoare prin contact cu suprafete

racite


10/58

Tunel cu circulatie fortata


11/58

Tunel cu caile de rulare pentru rastele


12/58

Tunel plin cu rastele de produse


13/58

Congelatoare in pat fluidizat - IQF


14/58

Congelator IQF spiral


15/58

Congelator IQF tunel cu banda


16/58

Congelator tip tunel cu banda- o singura trecere


17/58

Congelator tip tunel cu banda

- mai multe treceri


18/58

Congelator tip tunel cu carucioare

si rastele


19/58


20/58

Congelatoare criogenice (cu N2)


21/58

Congelator cu N2


22/58

Comparatie intre metode de congelare

Congelare in aer: multifunctionale, cost scazutde capital , timpi de congelare mai mari,costuri energetice ridicate, pierderi mari ingreutate pentru produsele neambalate

Congelare prin contact ( c. cu placi): rapide,

eficiente dpdv energetic, necesita contact bunintre placi si produs, forme regulate aleprodusului, ambalajele reduc eficientaenergetica

Congelarea criogenica( azot sau dioxid decarbon) : foarte rapide pentru produse dedimensiuni mici, pierderi mici in greutate,costuri de capital mici, costuri de functionaremari, pot conduce la probleme de calitate aprodusului


23/58

Decongelare si temperare

DECONGELAREA presupune: Produs fara gheata reziduala Toate temperaturile produselor peste

0C

Cerinta de prelucrare manuala cum ar fitransarea, sortarea carnii, dezosarea etc.TEMPERAREA presupune:

Produs cu gheata reziduala Temperaturi -5 -2C

Fara decongelare Indicata pentru procesarea cu masini

precum maruntirea, felierea


24/58

Restrictii de decongelare

Decongelarea este in mod inerentmai lenta decat congelarea

Conductivitatea termica a carnii decongelate esteaproximativ 1/3 din cea a carnii congelate

Ca progres al decongelarii, un strat de conductivitatetermica redusa se formeaza la suprafata, acesta actioneazaca strat izolator impiedicand transferul termic

Adancimea stratului izolator creste odata cu avansareaprocesului de decongelare

Problemele cu cresterea microbiana restrictioneazatemperaturile la suprafata produsului sau temperaturamediului


25/58

METODE DE DECONGELAREPrin transfer de caldura conductiv de la suprafata catre

centrul termic al produsului In aer In apa

In abur prin condensare

Prin generare interna de caldura folosind radiatiaelectromagnetica Microunde

Radio Frecventa

( nu sunt indicate metodele

electromagnetice daca se ceredecongelarea totala datorita

problemelor de instabilitate termica sitransferului termic tranzitoriu)


26/58

Sistem de decongelare in aer


27/58

Decongelare comerciala in apa


28/58

Decongelare in vacuum/abur


29/58

Decongelare in cabinete mici cu

microunde


30/58

Tunel de decongelare cu microunde


31/58

Factori determinanti in decongelare

Aspectul final al produsului

Duratele critice

Grosimea produsului

Heat requirements Temperatura suprafetei/ timpul

Pierderile de greutate

Cresterea bacteriana


32/58

TEHNICI FRIGORIFICE ALTERNATIVE in

dezvoltare

Ciclu magnetic

Ciclu termoacustic

Ciclu Stirling Ciclu cu aer

Trio-generare

Ejector

Sisteme frigorifice cu CO2 Paneouri izolatoare vacuumate


33/58

CICLU FRIGORIFIC MAGNETIC

Presupune un material solidmagnetic drept agent frigorific Materialul se incalzeste in prezenta

campului magnetic si se raceste inabsenta lui

Absorbtia si cedarea de caldura este

facilitata de prin contactul termic almaterialului magnetic cu sursa caldasi respectiv cu sursa rece utilizandun fluid de transfer termic

Fortele implicate in aplicarea siindepartarea campului magneticasigura energia necesara cicluluipentru a pompa caldura de la sursacatre consumator

Deja exista prototipul, si se estimacomercializarea lui curand


34/58

Sistem frigorific termoacustic

Opereaza folosind unde sonore si un gazinert intr-un rezonator pentru a producerefrigerare.

Se afla in stadiul de cercetare- dezvoltare,dar are un COP (coef of performance)mic, in jur de 1 pana in prezent.

Nu este disponibil comercial. Are potential de aplicare pe domenii largide temperaturi de la refrigerare lacriogenie.

Poate fi folosit pentru aplicatii de micacapacitate precum frigidere casnice sicabinete frigorifice mici.

Foloseste pierderile de caldura saactioneze un motor termoacustic care inschimb actioneaza un motor termoacusticfrigorific.

Fig 1 Motor termoacustic cuunde sonore

Fig 2. A travelling-wave thermoacoustic

refrigerator (Source: Sounds Cool! The Ben &Jerrys Project, 2005)


35/58

SISTEM FRIGORIFIC STIRLING

Ciclul de racire Stirling este un sistem regenerativin care gazul din sistem este deplasat inainte siinapoi intre spatiile finale rece si respectiv cald.Caldura este cedata printr-un schimbator decaldura la capatul cald, si absorbita din spatiul ce

trebuie racit printr-un schimbator de caldura lacapatul rece.

-Sistem disponibil comercial in sectoare de nisa,pana la 300 W cap de racire. Valori ale COP intre

2 si 3 au fost raportate pentru temp. de 0C, si injur de 1 pentru cca. -40C.

-Aplicatiile pentru echipamente frigorificeportabile sunt recomandate.

Free Piston StirlingModule and Freezer


36/58

CICLU FRIGORIFIC CU AER

Exploateaza faptul ca atunci cand aerul se destinde, aceastaeste asociata cu o scadere a temperaturii Aerul este comprimat cu ajutorul unor turbo compresoare Compresia duce la cresterea temperaturii Aceasta caldura este indepartata prin trecerea aerului prin

schimbatoare de caldura dupa fiecare stagiu de comprimare

Aerul este apoi destins folosind o turbina, obtinandu-se oscadere instantanee in temperatura aerului care poate ajungemai mica decat 6 0C

Este eficient daca se utilizeaza caldura de deseu pentru scopuride racire

Este in mod uzual utilizat pentru conditionarea aerului dinavioanele cu reactie, folosit la finalul secolului 19 pentruaplicatii alimentare, a suscitat interes in ultimii ani pentru caeste prietenos pentru mediul inconjurator

Cateva sisteme comerciale sunt disponibile.


37/58

TRIO-GENERARE

Potential bun pentru reducereaemisiilor GHG (greenhousegases) si a energiei consumate

S-a inregistrat progres in sistemede putere ( microturbine, fuelcells)

Sisteme de recuperare a caldurii Proiectare si controlAPLICABILITATE Companii mari de industria

alimentara de multi ani Mai recent in supermarkets

pentru aplicatii HVAC (heat,ventilation, air conditioning) Potential pentru utilizare de

biocombustibil


38/58

Sisteme frigorifice cu ejector

Este o tehnologie bazata peantrenarea termica,

utilizata de multi ani in aplicatiilefrigorifice.

Au fost realizate sisteme cucapacitati de racire de

la cativa KW la 60.000 kW , COPmai mic de 0.2.

Nu sunt aplicatii comercialeApplicatii in industria alimentara Acolo unde caldura reziduala

este disponibila pentruantrenarea ejectorului

Transport frigorific Mayekawa cooling system -prototype


39/58

CO2 ca agent frigorific Agent frigorific natural

Presiuni mari de lucru in comparatie cufreonii si NH3 Potential bun de reducere a GHG S-a realizat in Nordul Europei A crescut nr. Sistemelor instalate in UK

CO2pack (Courtesy Linde)


40/58

VIPS(VACUUMINSULATEDPANELS)

panouri izolatoare vacuumate

Material izolator foarte eficient Conductivitati de 5 ori mai mici

decat izolantii obisnuiti capoliuretanul(PU)

Obtinute prin evacuarea aeruluidin materialul microporos deumplutura cu fete de inaltabariera

Foarte promitatoare in aplicatii

precum frigiderele casnice,containere izolate, cladiri,transport frigorific, masinistradale de vandut bauturiracoritoare, inghetata


41/58

Calitatea si siguranta produselor

alimentare congelate

Calitatea Atribute senzoriale aspect, gust,

aroma, textura Atribute ascunse compozitia

chimica, valoarea nutritiva,proprietati mecanice si functionale

Poate include de asemenea,degradarea microbiologica

Siguranta Microbiologica Chimica


42/58


43/58

EFECTELE GENERALE ALE CONGELARII

ASUPRA TESUTURILORCARNEA

Structura mult maiflexibila

Mai putine degradariasupra celulelor

PESTE

Denaturareaproteinelor Intarire, reducerea

capacitatii de legare aapei

FRUCTE SI LEGUME

Ruptura celulelorrigide normale Fructele congelate

decongelate capataun gust mai aciddatorita eliberarii de

acizi organici in timpulcongelarii


44/58

Pretratarea carnii si

pestelui

Carnea intotdeauna serefrigereaza inainte decongelare

Maturarea de pana la 1 saptla 0-4C este preferabila

Se procedeaza la glazurarea

carnii si pestelui pentru apreveni pierderea deumiditate in timpuldepozitarii in stare congelata


45/58

Pretratarea fructelor si legumelorBogate in enzime care pot cauza

modificari in aroma, culoare,textura, si continut in nutrienti intimpul procesarii si depozitarii.

Activitatea enzimatica poate fi

redusa sau prevenita prin blansare Tratament cu ac.ascorbic

Acoperire cu zahar Acoperire /ambalare pentru a evita

contactul cu aerul in timpuldepozitarii

Blansarea este de asemeneafolositoare si pentru reducereaincarcaturii microbiene, fixareaculorii, eliminarea aerului dintesuturi si deci a oxigenului


46/58

BLANSAREA (OPARIREA) Tratament termic scurt

Temperatura 85-100

Timpul uzual la 5 minute

Racirea rapida in apa rece/ cu gheata

Metode

Orice metoda pentru cresterea temperaturii Comun: apa fierbinte sau abur


47/58

ENZIME SI EFECTUL LOR ASUPRA CALITATIIAtribute Enzime Reactii Rezultate

Gust-aroma

Esteraze (lipaze )LipoxigenazePeroxidaze,catalaze, proteaze

Hydrolize ale lipidelorOxidarea acizilor grasinesaturatiHidrolize aleproteinelor

Rancezire hidroliticaRancezire oxidativaGust amar

Culoare PolifenoloxidazaClorofilaza

Oxidation of phenolsDegrading ofchlorophyll

Browning reactionsLoss of colour

Textura AmilazePoligalacturonazePectinmetilesteraza

Hidrolize aleamidonului sipectinelor

Inmuiere/pierdereavascozitatii

Nutrienti Ascorbic acidoxidazaTiaminaza

Oxidarea aciduluiascorbicHidroliza tiaminei

Pierderi de acidascorbic (vitamina C)Pierderi de tiamina(vitamina B1)


48/58

TIMP DE BLANSARE SI TEMPERATURA

PENTRU UNELE LEGUMESpecia vegetala Timp de blansare (min.)

Temperatura (C)

Conopida 2-4 98-100Broccoli 2-4 98-100

Fasole pastai 7-8/2-3 95/99

Mazare 5 ( boabe mari)/2 (b.mici) 95

Morcovi 12 ( mari)/ 7 (mici) 93-95Varza deBruxelles

5 100

Spanac 2-4 90-98


49/58

PIERDEREA CALITATII PRIN

CONGELARE

Migrarea apei Suprafata produsului congelat devine

uscata rezultand ARSURA DECONGELARE ce consta din spoturi

brune unde tesutul devine uscat si tare Culoare gri, spoturi de tesut uscat carenu dispar dupa decongelare

Re-formarea cristalelor de gheata

Pentru a preveni: ambalarea esteindicata Pastrarea la temperaturi scazute si

stabile (nevariabile) fara intreruperi peverigile lantului frigorific de laproducator la consumator


50/58

LANTUL FRIGORIFIC


51/58

SHELFLIFECei 3P

PPP factors -Product-Process-PackagingProduct

Quality and handling of the product prior

to freezing

ProcessPerformance of freezing process and pre-treatment

PackagingSelection of packing material (oxygenbarrier) and method (removal of air)


52/58

EFECTUL TEMPERATURII DE

DEPOZITARE ASUPRA CALITATII

PRODUSELOR ALIMENTARE


53/58

SHELFLIFEPRODUSE CONGELATE(LUNI)PRODUS -18C -24C

Peste 8 >12

Peste gras 4 >9

Sunca (bacon) 2-4

Carne tocata 10 15

Pui 18 >24

Carnati 6

Brocoli 18 >24

Porumb dulce 12 >24

Spanac 18 >24


54/58

SIGURANTA PRODUSELOR CONGELATE Congelarea conserva alimentele prin

scaderea activitatii apei si a temperaturiisub pragul de crestere microbiana

Cele mai multe mo (si toxine) si substantechimice sunt rezistente din punct devedere fizic la efectele congelarii

De aceea, congelarea NU imbunatatestesiguranta alimentelor

Rezistenta microbiana la congelare estevariabila

In general temperaturile cerute pentruinhibarea microbiana sunt: Bacterii: sub -10C Drojdii: sub -12C Mucegaiuri: sub -18C


55/58

REZISTENTA GRUPURILOR DE

MICROORGANISME LA CONGELAREMicroorganism Rezistenta la congelare

Spori bacterieni,toxine

Foarte rezistenti

Drojdii si mucegaiuri Variabile (fungal spores resistant) dar in generalmai rezistenti decat bacteriile

Virusuri Rezistente in general

Bacterii Gram pozitive Mai rezistente decat cele Gram negative datorita

structurii peretilor celulariBacterii Gramnegative

Mai rezistente decat protozoarele

Protozoare (paraziti) Foarte sensibile Cresterearezistente

i


56/58

IMPACTUL ASUPRA UNOR MO SPECIFICE

Patogeni caStaphylococcus, Salmonella siListeria sunt rezistenti la congelare.

Salmonella a fost cu succes izolata dininghetata depozitata 7 ani la -23C!!

Bacteria Campylobacter este sensibila lacongelare. Acest atribut se explica prinabsenta proteinelor de soc frigorific.

Unele microorganisme nu supravietuiesccongelarii. Exemple:

Foot and mouth virus Trichinella spiralis (freezing used as

inactivation method for pork)

Af d l


57/58

Afecteaza decongelarea

microorganismele mai mult decat

congelarea? Decongelarea este in mod inerent mai lenta decat

congelarea Suprafata ajunge mai rapid la punctul de topire si

peste (depinde de temperatura de decongelare

folosita)

Expunerea mo la concentratii mari de solut Reactii chimice Mezofilele pot sa creasca pe suprafata Organismele cu motilitate se imprastie rapid in

sucul de la decongelare

Decongelarea lenta la temp. scazute (ex. Larefrigerare) este in general de dorit dar nu poatefi utilizata de fiecare data de consumatori datoritatimpului indelungat necesar


58/58

CONCLUZII...

Intotdeauna se va folosi materie prima debuna calitate

Niciodata nu se va folosi doar congelareasingura, pentru a asigura calitateamicrobiologica si siguranta alimentului

Desi congelarea extinde conservabilitatea (shelf life),viteza de degradare a unui produs decongelatva fi similara cu cea a produsului proaspat

Re-congelarea nu este indicata mai curanddin motive de pierdere a calitatii (e.g.textura, aroma, fragezimea, culoarea siproprietatile nutritionale) decat din motivemicrobiologice

Curs 9 Congelarea produselor alimentare _ partea.pdf

Documents

Transcript of Curs 9 Congelarea produselor alimentare _ partea.pdf