Nowe technologie w produkcji mroŝonych owoców, warzyw i ich przetworów.

Transkrypt

1 WSPÓŁCZESNE TECHNIKI ZAMRAśANIA Temat seminarium: Nowe technologie w produkcji mroŝonych owoców, warzyw i ich przetworów. MAKOWSKI TOMASZ Sem. IX, SUChiKl

2 1) Wstęp. Aby uzmysłowić sobie jak waŝną dziedziną jest produkcja mroŝonych warzyw i owoców, wystarczy spojrzeć na poniŝsze tabele. Ukazują one nam wielkość zbioru wyŝej wymienionych w czterech kolejnych latach ZBIORY OWOCÓW W POLSCE (PODANE W TYSIĄCACH TON) ZBIORY WARZYW GRUNTOWYCH W POLSCE (TYS. TON) 2

3 Udział przetwórstwa w zbiorach wybranych owoców i warzyw w Polsce (Średnia z lat ) PowyŜszy diagram, przedstawia nam udział przetwórstwa wśród wybranych warzyw i owoców. Jak widzimy wśród niektórych udział przetwórstwa sięga 80%. Oczywiście mówiąc o przetwórstwie nie mamy na myśli wyłącznie zamraŝania, jednakŝe stanowi ono dość potęŝną jego część. Jak kaŝdy inny proces technologiczny, tak i produkcja mroŝonych warzyw i owoców jest ciągle udoskonalana. Celem tego jest zapewnienie optymalnej jakości wytwarzanych produktów, moŝliwej do osiągnięcia z przetwarzanych surowców. Poza tym ciągły rozwój tych procesów, ma na celu podniesienie ekonomicznej efektywności produkcji i rozszerzenie oferty rynkowej. Postęp ten uzyskuje się przez stałe doskonalenie praktycznie wszystkich operacji i procesów cyklu produkcyjnego. Etapy produkcji mroŝonych owoców, warzyw i ich przetworów: organizacja zaplecza surowcowego, zbiorów i dostaw sortowanie surowców obieranie i czyszczenie blanszowanie zamraŝanie dozowanie i pakowanie 3

4 2) Organizacja zaplecza surowcowego, zbiorów i dostaw. Tendencje w podwyŝszaniu jakości dostarczanych surowców, polegają na zwiększaniu roli przetwórni i wkraczaniu jej na plantacje. Osiągane jest to poprzez: zatrudnianie specjalistów od biotechnologii i inŝynierii genetycznej dostarczanie plantatorom materiałów siewnych wyznaczanie i kontrola terminów siewu i zabiegów uprawowych zapewnienie odpowiedniego parku maszynowego, umoŝliwiającego szybki zbiór zapewnienie transportu surowców do przetwórni bazy przetwórcze firm zlokalizowane jak najbliŝej plantacji Celem tych zabiegów jest podwyŝszenie jakości surowców, co osiągane jest poprzez: zapewnienie odpowiedniej ilości surowców w odpowiednim czasie zapewnienia dostarczania odpowiednich i jednolitych odmian surowców zapewnienie wysokiej jakości dostarczanych warzyw i owoców wysoka jakość surowców = wysoka jakość zamroŝonych produktów 3) Sortowanie surowców JuŜ od kilkunastu lat sortowanie ręczne, jako proces mało wydajny i nieekonomiczny jest zastępowane przez inne metody. Ujednolicanie stopnia dojrzałości przerabianych surowców, realizowane jest przez urządzenia elektroniczne: elektrometrycznego pomiaru barwy powierzchni surowców, niezaleŝny od ich wymiarów, kształtu i stopnia wilgotrności pełna automatyzacja tych urządzeń połączonych z precyzyjnymi urządzeniami zgarniakowymi ograniczenie stosowania ze względu na cenę 4

5 4) Obieranie i czyszczenie TakŜe i w tym etapie produkcji mroŝonych warzyw i owoców zanotowano znaczny postęp, poprzez: ciągłe udoskonalanie konstrukcji tych urządzeń jak i parametrów ich pracy wdroŝenie dwufazowego przerobu owoców delikatnych (czarne i czerwone porzeczki, jagody, borówki, poziomki) przerób warzyw korzeniowych metodą parową krótkotrwałe (90-240s) sparzanie produktów parą wysokopręŝną ( MPa) a następnie mechaniczne oddzielanie skórki. modyfikacje klasycznych metod termicznych (obieranie po zamroŝeniu, obieranie w podczerwieni, obieranie w warunkach próŝniowych) PoniŜszy schemat przedstawia typową linię do dwufazowego przerobu owoców delikatnych, na przykładzie porzeczek. ZamroŜone w pierwszej fazie owoce przechodzą przez pochylony, rotujący bęben wyłoŝony drewnianymi listwami lub Ŝłobkową gumą. Jagody są tu oddzielane od szypułek i zostaje z nich otarty okwiat, po czym są one podawane do oczyszczalni wentylatorowej. Wentylator zasysa jagody z lekkimi zanieczyszczeniami, a cząstki cięŝkie pozostają. Elementy lekkie oddzielane są od jagód w cyklonach, a jagody przesuwają się po sitach, które sortują je na trzy frakcje 5

6 wielkościowe. Wyselekcjonowany do dalszego przerobu owoc, jest podawany na separator spiralny, gdzie eliminowane są jagody zgniecione lub odkształcone. Następnie sortownik elektroniczny oddziela jagody niedostatecznie wybarwione. 5) Blanszowanie Przez blanszowanie rozumiemy kaŝdy proces cieplny, powodujący inaktywację enzymów tkankowych. Zabieg ten pozwala zachować naturalne walory sensoryczne przerabianych surowców. Przeprowadzanie tej operacji jest konieczne przy przerobie warzyw wykazujących po zbiorze aktywny metabolizm. W tradycyjnym wykonaniu ma on powaŝne wady: najbardziej energochłonny proces (ogrzewanie i schładzanie duŝej masy surowca) duŝa masa ścieków Z tego powodu, prowadzone są badania nad innymi procesami, eliminującymi konieczność tradycyjnego blanszowania: stosowanie inhibitorów chemicznych, blokujących reakcje enzymatyczne w przerabianych warzywach radykalne obniŝanie temperatury przechowywania zamroŝonych warzyw nie blanszowanych do temperatury ok C Metody te póki co nie są jednak stosowane, ze względu na trudności techniczne jak i na ich nieekonomiczność. Dlatego, równolegle do tych badań, trwają intensywne wysiłki nad udoskonalaniem przemysłowych metod blanszowania. Są one nastawione, na zapewnienie bardziej równomiernego rozkładu ciepła i identycznego czasu procesu w całej masie produktów, niezaleŝnie od zmiennego obciąŝenia urządzenia. DuŜym osiągnięciem, było wprowadzenie do praktyki przemysłowej blanszowników zawierających zintegrowane systemy schładzania i ogrzewania. Za pomocą tej metody, moŝna zaoszczędzić około 60% energii niezbędnej do podgrzania produktów do temperatury blanszowania i zredukować zuŝycie wody w tym procesie o 90%. Praca tego typu urządzeń, polega głównie na wstępnym ogrzaniu nowych partii surowców gorącą wodą, podgrzewaną w trakcie chłodzenia surowca zblanszowanego. 6

7 Urządzenie tego typu, przedstawia poniŝszy schemat: 6) ZamraŜanie Największym przełomem racjonalizacji procesów przemysłowego zamraŝania produktów luzem wniosła fluidyzacyjna metoda zamraŝania. W miejsce Ŝmudnego i pracochłonnego, parogodzinnego procesu mroŝenia na sitach i stelaŝach oraz jeszcze trudniejszego rozbijania bloków i zlepieńców,owoce i warzywa popłynęły przez aparat strumieniem, zamraŝając się w formie sypkiej w ciągu kilku minut. Zasadniczą cechą tej metody, jest omywanie poszczególnych cząstek produktów strumieniem powietrza, przedmuchiwanym z dołu do góry przez warstwę surowców, przemieszczanych na taśmie. Główne zalety: szybkość procesu kilka minut w tunelu w miejsce kilkugodzinnego zamraŝania na sitach i stelaŝach jakość owoce zamraŝane są w formie sypkiej, brak konieczności rozbijania bloków i zlepieńców 7

8 kilkakrotnie wyŝsze współczynniki α niŝ w tunelach owiewowych (ok , przy W/m 2 K przy zamraŝaniu tradycyjnym) łatwiejsze składowanie, porcjowanie i pakowanie produktów zamroŝonych luzem, lepsze wykorzystanie pojemności chłodni Wady: wraŝliwość na wszelkie zmiany tj. nie rytmiczność podawania surowca, lub skierowanie do przerobu surowców o obniŝonej jakości wydajność zaleŝy od wymiarów zamraŝanych produktów i maleje wraz ze wzrostem ich cząstek W dzisiejszych czasach, bardzo popularną jest wersja tunelu fluidyzacyjnego dwutaśmowego w układzie kaskadowym. Tego typu urządzenie, przedstawione jest na poniŝszym schemacie: SBL 4L8N firmy SAMIFI-BABCOCK Na taśmie I zwanej taśmą omraŝania, zamarza woda powierzchniowa i cienka warstwa powierzchni cząstek, zaś na taśmie II następuje ich pełne zamroŝenie do temperatury ok C. 8

9 Dane techniczno- eksploatacyjne (temp. początkowa +20 C temp. końcowa -18 C) Obecnie 90% owoców i warzyw zamraŝanych jest metodą fluidyzacyjną. Inne metody zamraŝania warzyw, owoców i ich przetworów: zamraŝanie kontaktowe produkcja soków i przecierów owocowych i warzywnych zamraŝanie w urządzeniach kriogenicznych o aparaty LIC przy uŝyciu ciekłego CO 2 o aparaty LIN przy uŝyciu ciekłego azotu 7) Dozowanie i pakowanie W celu zapewnienia zakładanej funkcji ochronnej, opakowanie musi wykazywać określone cechy uŝytkowe: odporność na czynniki zewnętrzne i składniki produktów nieprzepuszczalność wobec pary wodnej, pary wodnej i lotnych substancji aromatycznych stałość podstawowych właściwości w szerokim zakresie temperatury moŝliwość formowania, dozowania i pakowania w urządzeniach mechanicznych i automatycznych niska cena 9

10 Proces pakowania integralnie wiąŝe się z operacją dozowania. W określonych warunkach produkcyjnych, wszystkie związane z tymi procesami czynności (formowanie opakowań, dozowanie i zamykanie napełnionych jednostek) wykonuje się w urządzeniach automatycznych, lub na wyspecjalizowanych liniach pakowania. Zapewnia to duŝą wydajność i niski koszt jednostkowy tej fazy produkcji. Dozowanie produktów moŝe odbywać się poprzez odmierzanie objętości lub masy, przy czym z uwagi na duŝą zawartość wody w zamroŝonych owocach i warzywach ich gęstość ma wartość zbliŝoną do 1kg/dm 3, co umoŝliwia ustalenie mniej więcej stałej relacji pomiędzy masą i objętością róŝnych produktów. 8) Przykłady innowacyjnych technologii: komputerowy groszek smaŝone pierścienie z cebuli, formowane metodą ekstruzji usuwanie pestek z wiśni po ich wcześniejszym zamroŝeniu stosowanie niewielkiej ilości uszlachetniaczy dla polepszenia walorów sensorycznych produktów produkcja zamroŝonej kostki z pomidorów bez skórki 10

11 Literatura: J. Postolski: Postęp technologiczny w produkcji mroŝonych owoców, warzyw i ich przetworów, seria artykułów na łamach TCHiK, rok 2001 Z. Gruda, J. Postolski: ZamraŜanie Ŝywności. Wyd. III, WNT W-wa 1999 Źródła internetowe 11