TEHNOLOGII SPECIALE IN INDUSTRIA ALIMENTARA PROCESAREA PRIN (SUB) PRESIUNE INALTA Procesarea sub presiune presiune inalta (HPP) este de fapt un process process de pasteurizare pasteurizare non-termica in care un produs produs alimentar este supus presiunilor presiunilor intre 300 si 600 MPa(de la 3000 la 6000 de bari) si tinut acolo pentru un timp, in general sub 10 minute. Presiunea aplicata este de obicei transmisa prin intermediul apei in sistemele comerciale, dar materiale alternative, precum propilen-glicolul sau emulsii ulei-inapa sunt implicate in sisteme de laborator. O crestere a temperaturii mica se observa in timpul presurizari. Aceasta crestere este de obicei in jur de 3-4 ° C la 100 MPa a presiunii exercitate de obicei pentru materiale apoase, dar variaza in functie de compozitia produsului. Efectele tipice de incalzire de compresie pentru alimentele reale au fost raportate de catre diferiti autori si sunt sintetizate intr-o analiza separate. s eparate. Desi aceasta este o crestere mica a temperaturii , aceasta poate avea implicatii semnificative asupra letalitatii generale a procesului, mai ales atunci cand presiunea este combinata cu incalzire moderata, si cu siguranta trebuie sa fie luata in considerare dezvoltarea unui proces in conditii de siguranta. Presiunile extrem de mari implicate în HPP inactiveaza microorganismele vegetative, si pentru ca procesul nu implica incalzire, calitatile senzoriale si nutritionale ale produselor HPP pot fi uimitor de asemanatoare cu cele ale omologilor lor neprelucrate. Sporii bacterieni sunt foarte rezistenti la presiunile comerciale realizate si, ca rezultat, produsele care se gasesc regulat pe piata sunt refrigerate, iar multe dintre ele au continut mare de acid sau contin obstacole obstacole suplimentare de conservare conservare cum ar fi prezenta compusilor compusilor antimicrobieni. Tabelul 9.3 Exemple de produse rezultate in urma presiunii ridicate din USA si Europa Companie Compa nie Avomex (USA) Motivatit Seafood (USA) Odwalla (USA) Goose Point Oysters (USA) Hannah International (USA) Hornel Foods (USA) Joey Oysters (USA) Purdue Farms (USA) Pampryl (Franta) Frubaca (Portugalia) Espuna (importa in UK)
Produs Prod us Gama de guacamole si salsa Stridii Sucuri de fructe si vegetale, piureuri Stridii Humus Produse preparate din sunca Stridii Produse preparate din carne de pasare Diverse sucuri de fructe Sucuri de mere Diverse produse din carne
TEHNOLOGII SPECIALE IN INDUSTRIA ALIMENTARA Campofrio (Spania) Rodilla (Spania)
Diverse produse din carne Diverse sandwich-uri cu umpluturi
Aplicatii industriale Pasteurizatorul comercial utlizand presiune inalta ca si inlocuitor pentru incalzire a fost considerat nefezabil pana la sfarsitul anilor ’80. Munca de pionierat din Japonia a permis lansarea primului pasteurizator alimentar cu presiune inalta din lume in 1990 – unnou tip de produs realizat de catre Meidi –ya Food Factory Co. Apoi produse de inalta valoare cum ar fi sucuri sau deserturi lactate au aparut in Japonia la scurt timp dupa aceea. De atunci presiunea inalta a fost folosita ca o alternativa la incalzirea pasteurizatorului de catre un numar mare de companii din intreaga lume. Tabelul 9.3 ne arata o selectie a catorva producatori care folosesc HPP si cateva dintre produsele realizate in Europa si USA utilizand procesul de presiune inalta. Cresterea in utilizare comerciala a HPP pentru pasteurizare a fost constanta, in 2005 se estima ca erau in jur de 82 de astfel de echipamente in utilizare in intreaga lume. Aproximativ 6 vase si jumatate erau localizate in USA si aproximatix un sfert in Europa. Aceste vase au fost distribuite pentru aproximativ 55 de companii alimentare diferite. Din cele 82 de vase, 21% au fost folosite pentru productia de bauturi si sucuri, 32% pentru produse din fructe si vegetale, 24% pentru produse din carne si 17% pentru productia de crustacee, restul fiind reprezentat de aplicatii de specialitate. Productia totala la nivel mondial in 2004 a fost estimata la 100.000 de tone. Echipamentul
Sunt 2 tipuri principale de echipamente HPP valabile: lot si semicontinu. In procesul de lot, produsul este umplut vrac sau in ambalaje individualeprimare si incarcate in vas, intr-un fel de cos sau naveta asemenator cu un process conventional asemanator. Apa este pompata in vasul de presiune pana cand procesarea tinta este atinsa, iar lotul este tinut la aceasta presiune conform timpului necesar. Presiunea este eliberata, iar produsul este scos din vas. Intr-un sistem semi-continuu, produsul este pompat direct intr-o camera de tratament si este separate de mediul de presiune printr-un piston plutitor. Cum mediul de presiune este introdus, pistonul se deplaseaza in partea de sus pentru presurizarea produsului. Prin utilizarea unui numar
TEHNOLOGII SPECIALE IN INDUSTRIA ALIMENTARA de unitati paralele este posibil sa coordonezi procesul , astefel incat o unitate se galeste, alta se umple iar a treia se presurizeaza. In acest mod, un flux continuu de produs poate fi livrat la un sistem de curatat sau umplere aseptica. Sistemele lot sunt cele mai des utilizate in mediul industrial. Exemple de echipamente lot presiune procesare pentru alimente se pot vedea in Fig 9.4 si Fig. 9.5. Procesele economice sunt dependene de un numar de factori, cum ar fi tipul produsului, presiunea utilizata, raportul de umplere. Ca un exemplu, un process tipic de 300Mpa cu o retinere de 1 minut va cost in jur de 0,05/kg. Estimarea se bazeaza pe: umplerea vasului pana la 75%; 2,9 minute pentru incarcare si descarcare.
Fig. 9.4 Vas de procesare cu presiune inalta – lot orizontal de la Avure Pressuere Systems (reproducere cu permisiunea lui Nigel Rogers, Avure Technologies) •
3,6 minute come-up-time
•
1 minut de tinere sub presiune
•
operational 16ore/zi pentru 280 zile/an
•
investitie 1,448,000 amortizata in 5 ani
• •
35,840 cicluri pe an 8,064 tone de produs pe an
•
90,000 de piese de uzura pe an
TEHNOLOGII SPECIALE IN INDUSTRIA ALIMENTARA Cerinte referitoare la ambalaj
Sunt relative putine descoperiri cu privire la efectul procesului de presiune inalta asupra ambalajului alimentelor. Lambert a investigat efectele presiunii pe o gama de PA/PE bazata pe filme de ambalare utilizand 200-500MPa pentru 30 minute si a gasit ca proprietati fizicochimice si mecanice ale filmelor au fost neafectate cu exceptia unui material co-extrudat. Dobiál a investigat efectele la 600MPa, tratament de o ora pe o gama de materiale de ambalare. Nu au existat diferente semnificative in rezistenta la intindere, absorbanta la 450 si 600 nm sau permeabilitatea vaporilor de apa in materialele omogene. Rezistenta la rupere a fost crescuta in unele laminate cum a crescut absorbanta de la 450 la 600 nm. Permeabilitatea la vaporii de apa a fost crescuta, de asemenea, la unele laminate. Migratia totala in ethanol si/sau izooctan a fost de asemenea crescuta in unele cazuri, dar a fost, conform autorului, mai jos decat maximum EU pemis. In timp ce unele modificari au fost observate in activitate de Dobial, este important sa recunoastem ca timpul de tratare a fost considerabil mai lung decat s-ar fi angajat pentru procesarea comerciala.
La nivel fundamental, principal cerinta a ambalarii HPP este de a fi capabil de reversibilitate, astfel incat orice denaturare ce apare in timpul procesului este pierduta la indepartarea presiunii. Exista o nevoie de cercetari suplimentare pentru a investiga modul in care proprietatile fizico-chimice si mecanice ale ambalajelor sunt afectate de presiunea inalta.
TEHNOLOGII SPECIALE IN INDUSTRIA ALIMENTARA Perioada de valabilitate si siguranta produselor.
Toate produsele HPP dupa piata sunt produse refrigerate. Nu exista o tehnologie specifica problemei sigurantei alimentelor adresata utilizarii tehnologiei cu presiune inalta alta decat asocierea cu producerea oricarui produs refrigerat, in cazul in care atentia trebuie cuvenita intregului spectru de agenti patogeni care ar putea fi capabili de cresterea peste termenul de valabilitate si conditiile de depozitare destinate. Una dintre provocarile pentru HPP este intelegerea raspunsului agentului patogen tinta la presiuni ridicate in produsele alimentare de interes. Raspunsul micro-organismelor la presiune inalta este influentat de substratul alimentar. In viitorul apropiat se pare ca procesul de stabilire a HPP va lua forma de testare decat folosirea modelelor generice care se pot folosi in prelucrarea termica. In realitate, pana si substratul procesul termic alimentar este cunoscut a influenta inactivitatea cineticii, dar modelele folosite procesul termin stabilit au recod dovedit de siguranta, care in multe feluri justifica utilizarea lor continua intr-un context commercial. Produsele comerciala HPP variaza privind termenul de valabiliatate in functie de tipul de produs. Spre exemplu, produse pe baza de fructe, produsele refrigerate HPP sunt atribuite de obicei unui termen de 21-28 zile. Unele produse spaniole din carne au o viat de raft cuprinsa intre 30 si 60 de zile, dar trebuie remarcat ca aceste produse au component suplimentari pentru a preveni cresterea de tulpini psychrotrophic de Clostridium botulinum , de exemplu prezenta unor agenti de intarire.
