UNITATEA ŞCOLARĂ
PROIECT Pentru examenul de certificare a competenţelor profesionale nivel 3 Calificare: Tehnician în industria alimentară
Îndrumător de proiect:
Elev: Clasa a XIII a
1
2011
2
2011
2
TEMA PROIECTULUI
PROCESUL TEHNOLOGIC DE FABRICARE A NECTARELOR
3
CUPRINS 1. Argument ……………………………………………………………………………..
4
2. Procesul tehnologic de fabricare a nectarelor ……………………………………...
5
2.1.
Fabricarea cremogenatelor şi nectarelor …………………………………...
5
2.2.
Schema tehnologică de obţinere a nectarelor ………………………………
6
2.3.
Descrierea materiei prime …………………………………………………..
6
2.4.
Recepţia cantitativ-calitativă a fructelor …………………………………...
10
2.5.
Spălarea, sortarea şi prelucrarea mecanică a fructelor …………………...
10
2.6.
Mărunţirea fructelor ………………………………………………………...
12
2.7.
Prefierberea fructelor şi strecurarea nectarelor …………………………...
12
2.8.
Separarea centrifugală şi dezaerarea ……………………………………….
14
2.9.
Dozarea, umplerea, preîncălzirea şi închiderea recipientelor …………….
15
2.10. Pasteurizarea, răcirea şi depozitarea nectarelor …………………………..
15
3. Determinări practice …………………………………………………………………
17
3.1.
Examenul organoleptic al fructelor ………………………………………...
17
3.2.
Examenul organoleptic al nectarelor ……………………………………….
17
3.3.
Determinarea acidităţii ……………………………………………………...
17
4. Concluzii şi propuneri ……………………………………………………………….
19
5. Anexe ………………………………………………………………………………….
20
6. Bibliografie …………………………………………………………………………...
27
4
1.
ARGUMENT
Sucurile de fructe sunt produse lichide, nealcoolice, cu grad diferit de claritate şi viscozitate, obţinute prin presarea sau mărunţirea fină a fructelor, cu sau fără adaos de zahăr sau bioxid de carbon. Pe rafturile magazinelor putem găsi sucuri dintr-o mare varietate de fructe, într-o mare varietate de ambalaje, de la o mare varietate de producători pentru o mare varietate de consumatori. La cutie sau sticlă, sub formă de nectar, suc concentrat de fructe sau sucuri din fructe proaspete, ori cremogenate, carbonatate sau necarbonatate, de la firme celebre sau mărci de renume la producători obscuri sau cunoscuţi numai la nivel local. Acest fapt a fost şi este posibil numai datorită proprietăţilor sucurilor din fructe: bogăţia în vitamine, minerale şi enzime care întăresc sistemul imunitar, dând vitalitate organismului şi ajutând la o mai bună digestie, marea diversitate de culoare, gust şi aromă, senzaţia foarte plăcută care ne poartă cu gândul în locuri exotice, unde numai cu gândul putem ajunge într-o viaţă. În mod indiscutabil, sucurile sunt un deliciu. Chiar şi numai atât şi este suficient să te întrebi: oare cum se obţin sucurile de fructe? Din acest motiv, proiectul pe care mi l-am ales îşi propune să ridice cortina de pe unul dintre procesele tehnologice care stau la baza fabricării unuia dintre cele mai apreciate sucuri de fructe: nectarele. Ca şi celelalte sucuri, nectarele se obţin dintr-o mare varietate de fructe având calităţi superioare sucurilor obişnuite, datorită faptului că valorifică şi pulpa fructului. Acest fapt creşte valoarea alimentară a produsului, făcându-l extrem de apreciat de către consumatori. Ca şi în alte procese tehnologice şi cel al obţinerii nectarelor are câteva repere de bază: recepţia, pregătirea şi prelucrarea fructelor, obţinerea, ambalarea şi tratarea termică a nectarelor. Ceea ce diferă o reprezintă operaţiile specifice fiecărui fruct în parte: modul în care se face spălarea, sortarea sau prelucrarea mecanică în vederea curăţirii, eliminării părţilor necomestibile şi pregătirii fructelor în vederea obţinerii nectarelor. Începând cu operaţiile de prelucrare termică procesele tehnologice sunt asemănătoare pentru o mare varietate de fructe deoarece fructele au devenit o masă omogenă, asemănătoare calitativ care va fi prelucrată la parametrii relativ identici pentru toate fructele. Prelucrarea şi transformarea fructelor în nectare se va încheia cu operaţiile de livrare către consumatori. Complexitatea deosebită a procesului tehnologic, care necesită un personal bine pregătit şi instruit, pentru a face faţă provocărilor puse de continua retehnologizare, gradul ridicat de automatizare-computerizare şi evoluţia constantă a pieţei în contextul unei globalizări extinse, poate conduce la oportunitatea unui tânăr absolvent de a lucra într-un domeniu cât mai dinamic şi mai activ al industriei alimentare şi la o carieră profesională de succes. 5
2.
PROCESUL TEHNOLOGIC NECTARELOR
DE
FABRICARE
A
2.1 Fabricarea cremogenatelor şi nectarelor După cum am scris în Argument, sucurile de fructe sunt produse lichide, nealcoolice, cu grad diferit de claritate şi viscozitate, obţinute prin presarea sau mărunţirea fină a fructelor, cu sau fără adaos de zahăr sau bioxid de carbon. Componentul principal al sucurilor de fructe îl reprezintă fructoza, un glucid uşor asimilabil, dar acesta este însoţit de acizi organici (acidul malic, tartric şi citric, cu acţiune stimulatorie asupra activităţii glandulare prin mărirea salivaţiei, secreţiei gastrice şi intestinale, care cresc apetitul şi favorizează digestia), substanţe minerale, considerate din anumite puncte de vedere ca substanţe-tampon sau catalizatori, precum şi vitaminele şi substanţele aromatizante. Valoarea sa alimentară şi energetică, împreună cu lipsa aproape completă a celulozei (un puternic iritant al tractului intestinal), sporesc interesul consumatorilor pentru sucurile de fructe. Tonicitatea şi valoarea lor intrinsecă le impun tot mai mult ca băuturi reconfortante şi hrănitoare. Principalele sortimente de sucuri de fructe sunt: - sucurile perfect limpezi , obţinute în urma centrifugării, limpezirii şi filtrării sucului brut extras prin presare. - sucurile opalescente, reprezintă stadiul iniţial al sucurilor clare înaintea fazei de limpezire (sunt sucuri brute centrifugate şi au o stare coloidală stabilă, astfel că nu depun prin depozitare). - cremogenatele şi nectarele , rezultate printr-o mărunţire deosebit de fină a pulpei fructului; se prezintă sub forma unei creme omogenizate şi se deosebesc prin faptul că nectarele sunt mai fluide (deoarece provin prin diluarea cremogenatelor cu sirop de zahăr). Calitatea sucurilor de fructe este determinată de corectitudinea procesului tehnologic, dar mai ales de calitatea materiei prime. Soiul fructului joacă un rol hotărâtor, prin raportul acid/zahăr şi conţinutul în arome (multe soiuri de fructe folosite singure, produc un suc prea dulce sau prea astringent, pregnant sau slab aromat). Practic, pentru a obţine un suc aromat şi plăcut la gust (raportul acid/zahăr), este necesar să se utilizeze un amestec de 3-5 soiuri. Momentul optim de recoltare al fructelor corespunde cu gradul maturării de consum. Recoltate mai înainte, fructele dau un randament scăzut la presare şi un suc nearomat, astringent şi dificil de limpezit. În ce priveşte compoziţia sucurilor, zahărul este cel mai important component solubil al lor. Raportul cel mai favorabil de acid/zahăr se află cuprins între 10/1 şi 15/1. Fructele de pădure nu îndeplinesc această condiţie esenţială şi pentru a fi consumate cu plăcere, aceste sucuri se corectează cu sirop de zahăr, fapt care scoate în evidenţă aroma caracteristică a acestor 6
fructe. Dintre glucidele conţinute în sucuri, fructoza se află în raportul de 2,7 faţă de glucoză iar zaharoza reprezintă, în medie, 20%. Acizii organici se găsesc liberi sau combinaţi: de exemplu acidul citric, tartric (ca ditartrat de potasiu în struguri), oxalic, succinic (agrişe), ascorbic, benzoic (afine) etc.. Substanţele tanante condiţionează gustul în măsură însemnată şi joacă rolul de antioxidant. Substanţele pigmentare sunt reprezentate de carotenoide (galben-roşu, în special în caise, piersici), pigmenţii flavonici (galben) şi antocianici (roşu, violet, albastru) în vişine, afine, mure etc.. Uleiurile eterice care imprimă mirosul şi aroma caracteristică sucurilor, sunt uşor volatile şi volatilizabile. Vitaminele conţinute sunt foarte variate, precum carotenul, tiamina, riboflavina, biotina, vitamina C etc.. Sunt reprezentate şi polizaharidele, constituite din celuloză, hemiceluloză, substanţe pectice (protopectină, pectină, acizi pectici).
2.2 Schema tehnologică de obţinere a cremogenatelor şi nectarelor Schema tehnologică de obţinere a cremogenatelor şi nectarelor este prezentată în fig. 1. 2.3 Descrierea materiei prime 2.3.1 Structura celulei vegetale Descrierea celulei vegetale este esenţială pentru prezentarea materiei prime, deoarece ea intră în alcătuirea ţesuturilor vegetale ale fructelor ce urmează să fie prelucrate, având importanţă în desfăşurarea procesului tehnologic. Celula vegetală poate fi prezentată ca un sistem binar, format dintr-o membrană şi conţinutul celular pe care îl cuprinde. Membrana acţionează ca un schelet exterior al celulei şi este formată în cea mai mare parte din celuloză. Dar, partea vitală a celulei este reprezentată de conţinutul celular, format din următorii constituenţi: - protoplasmă ; caracterizată de un conţinut însemnat de apă, ea este alcătuită din substanţe pectice în amestec cu mici cantităţi de glucide, săruri minerale şi grăsimi. Supunând-o unor tratamente termice, masa protoplasmatică are tendinţa de a coagula, datorită conţinutului proteic termolabil. Un fenomen interesant îl reprezintă procesul de turgescenţă: în funcţie de concentraţia în care se găsesc dizolvate diverse substanţe în conţinutul celular, acestea creează o presiunea osmotică în interiorul celulei, care face ca membrana să fie supusă unei presiuni din interior spre exterior. Această tendinţă dispare ca urmare a unor tratamente aplicate în timpul procesului tehnologic (evaporarea apei, tratarea cu soluţii de sare sau zahăr etc.), iar protoplasma se contractă, dând naştere fenomenului de plasmoliză a celulei, care modifică aspectul exterior al ţesuturilor.
7
ZAHĂR
APĂ
FRUCTE
ACID CITRIC
AMBALAJE
SPĂLARE FRUCTE
SORTARE FRUCTE
PRELUCRARE MECANICĂ
PREFIERBERE FRUCTE
STRECURARE
EXTRACŢIE SUC
SUC DE FRUCTE
SEPARARE CENTRIFUGALĂ
CORECTARE
DEZAERARE
ÎMBUTELIERE NECTAR
PASTEURIZARE RECIPIENTE
RĂCIRE RECIPIENTE
DEPOZITARE ŞI LIVRARE
Fig. 1 Schema tehnologică de fabricare
-
nucleul constituie cel mai important organ al celulei vegetale deoarece este implicat direct în procesul de înmulţire a celulei prin diviziune. El este format asemănător celulei vegetale de care aparţine, dintr-o membrană şi plasmă nucleară, un sistem polifazic de hidrosoli, cu predominarea substanţei proteice. - plastidele sunt granulaţii de formă sferică sau ovală, formate din substanţă proteică în amestec cu alte substanţe, a căror natură şi proporţie variază după rolul pe care plastidele îl joacă în viaţa celulei (principala atribuţie a plastidelor este de a elabora
8
substanţe nutritive). 2.3.2 Fructele folosite la fabricarea cremogenatelor şi nectarelor La fabricarea cremogenatelor şi nectarelor se folosesc următoarele fructe: - mere, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Malus domestica, cu valoare biblică şi mitologică, reprezentând arborele vieţii şi credinţa ţăranilor în rodnicie, belşug şi permanenţă; au o valoare energetică de 60 kcal/100 g şi este intens folosit, nu numai în industria conservelor de fructe, ci şi în alte ramuri ale industriei alimentare (obţinerea cidrului, ţuicii, oţetului etc.). - pere, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Pyrus communis, răspândit mai ales în zonele temperate ale celor două emisfere ale globului pământesc; au o valoare energetică şi utilizare asemănătoare cu cea a merelor. - prune, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Prunus domestica, răspândit în Asia, Europa, Africa de Nord şi America; sunt extrem de nutritive şi energetice, având proprietatea de a stimula sistemul nervos. Sunt utilizate la obţinerea conservelor clasice de fructe (gem, marmeladă, magiun, dulceaţă, compot, suc), se pretează a fi consumate în stare uscată şi, bineînţeles, la fabricarea ţuicii. - piersici, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Prunus persica, originar din China, unde este cultivat de 4000 de ani; în industrie sunt folosite la fabricarea diverselor conserve de fructe (gem, dulceaţă, marmeladă, suc, nectar, compot). - caise, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Prunus armeniacum, originar, de asemenea, din China, de unde a fost adus în Europa în secolul I, via India şi Orientul Mijlociu, de către soldaţii romani; au o valoare energetică de 50 kcal/100 g. Din punct de vedere industrial, sunt folosite ca şi piersicile dar şi pentru obţinerea unei băuturi alcoolice plăcut aromate, caisata, ori pentru a fi consumate în stare uscată. - cireşe, vişine, fructe ale unor arbori cultivaţi, din familia Rosaceae, Prunus cerasus avium (cireş) şi Prunus cerasus vulgaris (vişin); sunt arbori indigeni, cultivaţi de peste 2500 de ani, vişinul având o rezistenţă mai mare la condiţiile pedoclimatice; au o valoare energetică de 57 kcal/100 g. Sunt folosite pentru obţinerea unora dintre cele mai căutate şi apreciate conserve de fructe (gem, dulceaţă, sucuri, nectare, compoturi), fiind folosite şi pentru obţinerea unor băuturi alcoolice foarte aromate (lichioruri, vişinate etc.). - căpşuni, fragi, fructe (bace) ale unei plante erbacee perene, din familia Rosaceae, Fragaria grandiflora (căpşun) sau frag (Fragaria moschata – care, de fapt este un fruct de pădure extrem de aromat); aroma deosebită le recomandă pentru obţinerea unor produse conservate deosebite (dulceaţă, compot, gem, suc, nectar). - zmeură, mure, fructe (bace) ale unor arbuşti tufoşi, din familia Rosaceae, Rubus idaeus (zmeur) şi Rubus fructicosus (mur), cultivaţi în ultima perioadă, datorită proprietăţilor alimentare şi de gust; au o valoare energetică de 40 kcal/100 g. Este utilizat la obţinerea a numeroase conserve de fructe dar, datorită structurii sensibile şi mai delicate chiar şi decât la căpşun, necesită tratamente speciale de prelucrare mecanică. Este folosit la obţinerea dulceţei, compotului, gemului, sucului şi nectarului). - gutui, fructe ale unui arbore cultivat, din familia Rosaceae, Cydonia oblonga, originar din regiunea mediteraneană şi Asia de Sud-vest unde a fost cultivat încă de 9
-
acum 4000 de ani; se caracterizează prin structura lor tare, care necesită condiţii speciale de prelucrare mecanică şi a conţinutului de substanţe pectice; are o gamă mai redusă de folosire (gem, dulceaţă, compot). struguri, fructe ale unui arbust târâtor cultivat, din familia Vitaceae, cultivat pe teritoriul României, de acum 3000 de ani; se folosesc la nivel industrial, în primul rând pentru obţinerea băuturilor alcoolice (vinuri, tescovină) dar sunt intens folosiţi şi pentru obţinerea conservelor de fructe (gem, dulceaţă, suc) dar şi pentru consum sub formă uscată (stafide), fiind mult mai bogaţi în substanţe minerale chiar şi decât alte fructe conservate astfel.
2.3.3 Compoziţia chimica a legumelor şi a fructelor Ţesuturile vegetale în fructe au o compoziţie variată din care se fac evidenţiate: a. apa, conţinută în proporţie de 80-90% şi care se prezintă sub trei forme: apa liberă, care formează cu substanţele minerale sau organice soluţii în vacuolele celulelor; apa de îmbibare, legată coloidal, care se găseşte în protoplasma dar şi în nucleu şi membrană şi apa de constituţie, legată în compuşii chimici. b. glucidele , care reprezintă circa 90% din substanţa uscată, şi se găsesc sub formă de:
monozaharide , (pentozele, neasimilabile de organismul uman, hexozele, reprezentate prin glucoză, fructoză, galactoză, monoză, sorboză); au proprietatea de a fi reducătoare şi a fi fermentate de către drojdii.
oligozaharide , reprezentate prin zaharoză, maltoză, rafinoză, pectiobioză etc. (fructele conţin 8-12% zaharuri).
polizaharidele , reprezentate prin amidon şi celuloză; în cantităţi mai mici se mai găsesc şi galactani, manani, fructozani, xilani etc. (cantitatea de amidon din fructe este mult mai mică decât în legume).
celuloza , insolubilă în apă, se găseşte în proporţii de 0,5-4%, fiind, întotdeauna, însoţită de diverse răşini, pectină, lignină etc..
substanţele pectice , care se găsesc sub formă de protopectină, pectină şi acizi pectici, în proporţie de până la 2%. substanţe azotate , sub formă de aminoacizi, amine, amide, protide etc. (în proporţie de circa 1% în fructe). acizi organici (malic, citric şi tartric, în proporţii mai însemnate dar şi oxalic, benzoic, salicilic, formic etc., în proporţii reduse). substanţe grase şi uleiuri eterice . Fructele conţin cantităţi de până la 0,5% esteri ai acizilor graşi cu glicerina; cantităţi mai însemnate se găsesc în seminţe şi sâmburi în timp ce uleiurile eterice se găsesc în coaja fructelor, cărora le conferă arome specifice. substanţe taninoase. Se găsesc în proporţie de circa 0,1-0,3% şi dau naştere la precipitate în prezenţa protidelor, procedeu pe care se bazează limpezirea sucurilor de fructe şi a vinului. O altă proprietate a acestor substanţe este oxidarea lor rapidă la contactul cu aerul, proces ce duce la închiderea culorii fructelor decojite şi care are loc ca urmare a oxidării polifenolilor din taninuri, sub influenţa polifenoloxidazei, o enzimă specifică. Prin inactivarea enzimei sau înlăturarea contactului cu oxigenul se evită fenomenul de brunificare, care ar duce la scăderea calităţii produselor fabricate.
c. d. e.
f.
10
g. glucozide , care se găsesc în cantităţi mici în fructe (în fructele citrice se găsesc: citronina, hesperidina sau naringina, în coacăze vaccinina, iar în sâmburii de vişine, prune, mere sau migdale, amigdalina, în proporţie de 0,6-3%). h. substanţe minerale, care se găsesc sub forma unor săruri ale acizilor organici sau anorganici (fosfaţi, sulfaţi, cloruri şi carbonaţi ai următoarelor metale: Ca, Mg, Na, Fe şi Mn). i. enzime sau biocatalizatori, formaţi din substanţe organice complexe, produse de celula vie şi care stau la baza biochimismului celular, inactivate în cazul depăşirii anumitor condiţii de temperatură şi pH). Au un rol important în timpul coacerii, acţionând drept catalizatori la transformarea diferiţilor compuşi. j. vitaminele , care contribuie, în mare măsură, la mărirea valorii alimentare a acestor produse.
2.4 Recepţia cantitativ-calitativă a fructelor Recepţionarea materiilor prime şi ambalajelor este o operaţie de verificare cantitativă şi calitativă prin care se identifică cantitatea şi calitatea produselor primite, funcţie de prevederile contractuale şi de prevederile standardelor în vigoare. 2.4.1 Recepţionarea cantitativă Pentru recepţionarea cantitativă se folosesc: metoda gravimetrică (stabilirea greutăţii), metoda volumetrică (stabilirea volumelor), măsurători şi numărători utilizând orice mijloc de cântărire acreditat de organele de resort şi acceptat de către unitatea de producţie. 2.4.2 Recepţionarea calitativă Recepţionarea calitativă are loc în momentul recepţionării cantitative, constând în verificarea calităţii materiei prime: - examinarea integrităţii produselor care se recepţionează şi a dimensiunilor caracteristice, - determinarea proprietăţilor organoleptice, - analiza fizico-chimică:
determinarea umidităţii,
determinarea substanţei uscate,
determinarea acidităţii totale,
stabilirea gradului de maturitate, analiza bacteriologică;
-
depistarea miceliilor de mucegai,
depistarea gradului de infectare bacteriană.
2.5 Spălarea, sortarea şi prelucrarea mecanică a fructelor Procesul tehnologic general de obţinere a nectarelor se obţine prin parcurgerea, de către fructe, a mai multe faze. Prima dintre acestea o reprezintă pregătirea fructelor, compusă din operaţiile de spălare, sortare, îndepărtarea părţilor necomestibile şi mărunţire/divizare. Spălarea are drept scop îndepărtarea impurităţilor şi a microflorei epifite, aflată la 11
suprafaţa fructelor (drojdii, bacterii şi mucegaiuri). Ea este precedată de o prespălare în rezervoare, unde apa se află în permanentă agitaţie datorită unui curent de aer, urmată de spălarea cu duşuri de apă sub presiune. Operaţia va fi folosită apoi în procesul tehnologic ori de câte ori va fi nevoie. Sortarea cuprinde îndepărtarea fructelor scurse, rănite, mucegăite, putrezite, care constituie puternice focare de microorganisme, precum şi a celor verzi sau insuficient maturizate (necoapte). Sub denumirea generică de prelucrare mecanică sunt cuprinse mai multe operaţii de pregătire a fructelor pentru operaţiile care urmează a fi efectuate şi cuprind: îndepărtarea părţilor necomestibile (caliciul la căpşuni, codiţele la sâmburoase şi seminţoase, casele seminale la seminţoase, sâmburii la sâmburoase, tăierea, divizarea, mărunţirea etc.). Pentru a putea fi urmărit mai uşor procesul tehnologic general va fi particularizat pe câteva linii de prelucrare. Linia de cireşe şi vişine : spălarea fructelor se realizează cu maşina de spălat (fig. 2). Ea este urmată de o sortare calitativă preliminară care are loc la mesele transportoare de sortare (fig. 3 şi 4) prin care se îndepărtează fructele necorespunzătoare. Fructele apte sunt preluate de o bandă distribuitoare cu trei căi şi dirijate la maşinile de scos cozi şi spălat (fig. 5) care sunt alcătuite dintr-un plan înclinat, compus din vergele subţiri îmbrăcate cu cauciuc 1, care se rotesc în sens invers una faţă de alta. Fructele aruncate în pâlnia de alimentare 2 sunt repartizate manual pe planul înclinat. Codiţele sunt prinse între vergele, smulse şi aruncate sub maşină. Se elimină fructele necorespunzătoare şi apoi se sortează pe diametre la un calibrator (fig. 6). Ultima operaţie este aceea de îndepărtare a sâmburilor. Linia de caise şi piersici : operaţiile de sortare preliminară, spălare şi calibrare au loc la un grup de utilaje (fig. 7) care este comun şi liniei de compot mere-pere-gutui. Fructele sunt duse apoi la un elevator care alimentează maşina de tăiat fructe şi scos sâmburi, alimentată de o bandă metalică din aluminiu cu alveole, care au şi funcţia de calibrare. Fructele intră între două rânduri de lamele tăietoare din oţel inoxidabil plasate deasupra şi sub banda de alimentare care taie pulpa fructului pe linia de sudură, deci pe diametrul mare. Scoaterea sâmburelui este efectuată de două cuţite-furculiţă, care se răsucesc în interiorul cuţitelor lamelor. Fructele tăiate împreună cu sâmburii, cad pe o bandă transportoare, sunt preluate de un elevator şi deversate în spălătorul scuturător cu găuri (fig. 8) format dintr-un plan vibrator prevăzut cu canale de ghidaj, unde jumătăţile de caise sau de piersici sunt răsturnate cu cupa în jos, precum şi din al doilea plan vibrator din sită de material plastic, unde are loc cernerea (îndepărtarea sâmburilor), şi care este prevăzut în continuare cu un stropitor cu duşuri de apă. Linia de mere, pere şi gutui : fructele sunt supuse unor operaţii de sortare preliminară, spălare şi calibrare (grupul de utilaje din fig. 7), sunt supuse operaţiei de extragere (scoatere) a casei seminţelor şi divizare. Fructele seminţoase se decojesc (răzuiesc) prin curăţire mecanică, dar la ea se pretează mai ales fructele cu forma regulată şi rotunjită. Se foloseşte răzuitorul mecanic (fig. 9) compus dintr-un coş de alimentare 1, în care cad fructele spălate şi aduse de o bandă transportoare sau
12
de un transportor vertical elicoidal. Din coş sunt preluate de şnecul 8, care se găseşte în corpul 2, împinse între paletele 3 şi cuţitele din oţel inoxidabil 4 şi transformate într-o răzătură fină, care iese din maşină prin gura 5. Debitul de fructe se reglează cu ajutorul unui lanţ 7 , care acţionează o clapă de reglare. Toate piesele sunt confecţionate din oţel inoxidabil. Linia de căpşune: fructele se spală în coşuri perforate de aluminiu prin cufundare întrun curent slab de apă. Fructele se curăţă apoi de codiţe şi frunzuliţe (îndepărtarea caliciului) şi se sortează pe dimensiuni. Pentru asigurarea integrităţii ţesuturilor şi a fermităţii texturii lor, în apa de limpezire se adaugă clorură de calciu în proporţie de 0,4-0,5%. Linia de afine, zmeură, mure : afinele se spală în coşuri de aluminiu prin cufundare în apă. Operaţia de curăţire şi sortare constă în îndepărtarea fructelor verzi sau alterate, a codiţelor, frunzuliţelor, acelor de brad. Datorită texturii extrem de delicate zmeura şi murele nu se spală. Linia de struguri se prepară din anumite soiuri precum: Muscat de Hamburg, Muscat de iarnă, Afuz-Ali. Această fază de prelucrare a fructelor cuprinde operaţiile de spălare, dezbrobonire/desciorchinare, sortare.
În general, operaţia de spălare a fructelor se va realiza în funcţie de textura fructelor astfel: pentru fructele cu o consistenţă mare şi medie se va face mecanizat, în timp ce pentru fructele cu o consistenţă mică se vor spăla în rezervoare în care apa este agitată cu ajutorul unui curent slab de aer, pentru a le proteja textura delicată. O ultimă categorie de fructe, cele cu textura delicată nu se spală.
2.6 Mărunţirea fructelor Mărunţirea şi divizarea fructelor se fac în maşini specifice tipului de fructe divizat, dar în general se aplică fructelor cu textură medie şi tare, pentru a favoriza operaţia de extracţie a sucului. Difuzia , se aplică sâmburoaselor mici (cireşe, vişine), strugurilor, căpşunilor şi fructelor de pădure (fragi, zmeură, mure) precum şi fructelor moi ori a celor desâmburite sau pulpelor de fructe, unele dintre ele deja mărunţite, în scopul eliminării la maximum, a sucului extras prin presare. 2.7 Prefierberea fructelor şi strecurarea nectarelor Prefierberea este o operaţie termică aplicată, în primul rând, pentru înmuierea texturii fructelor şi pregătirii lor în vederea strecurării. Ca scop secundar îl constituie inactivarea aparatului enzimatic al fructelor. Se realizează în cazane duplicat. Fructele mărunţite şi difuzate se preîncălzesc cu scopul de a încălzi fragmentele de pulpă astfel încât la operaţia de strecurare, părţile de coajă, neeliminate la operaţiile anterioare să poată fi uşor detaşate dar şi pentru a înlesni extragerea culorilor, care se găsesc în cantităţi mai mari tot în coajă. Preîncălzirea se practică în două feluri: - prin procedeul obişnuit denumit ,,cold-break”, încălzirea care se aplică după 13
zdrobire efectuându-se la temperatura de 60-70°C. - prin procedeul ,,hot-break”, încălzirea efectuându-se la temperatura de circa 95°C, la această temperatură procesele enzimatice fiind oprite prin inactivarea enzimelor care în mod normal acţionează asupra substanţelor pectice imediat după zdrobire. Aplicarea temperaturii la acest procedeu trebuie să fie de scurtă durată, deoarece poate apărea pericolul distrugerii pigmenţilor fructului, influenţând culoarea finală a produsului. S-a stabilit că încălzirea mai realizează, totodată, şi o pasteurizare a produsului destinat strecurării. Preîncălzirea se face cu ajutorul unor aparate continue cu şnec numite preîncălzitoare (fig. 10). Un preîncălzitor este format dintr-un cilindru inoxidabil orizontal 1, îmbrăcat într-o carcasă de oţel exterioară cilindrică 2. Între cel doi cilindri se găseşte spaţiul de încălzire cu abur 3. Prin centrul cilindrului interior trece un ax 4 prevăzut cu un şnec 5 din ţeava de oţel inoxidabil, prin care, de asemenea, trece abur de încălzire. La rotirea axului, spira amestecă materialul de la un capăt la celălalt al maşinii. În partea ei superioară sunt prevăzute două guri de vizitare şi curăţire 6 . La evacuare, aparatul este prevăzut cu o gură de descărcare 7 şi una pentru curăţire 8. Aparatul funcţionează prin preaplin, şnecul având rolul numai să asigure o bună încălzire a produsului, fără să-l transporte însă. Strecurarea se face pentru a obţine o pulpă semifluidă, necesară fabricării nectarului dar şi pentru a îndepărta, în acelaşi timp, părţi necomestibile ale fructelor (codiţe, seminţe, sâmburi, coji etc.) care ar mai putea exista în masa de fructe. Operaţia se efectuează cu ajutorul unei maşini de strecurat (fig. 11), având sită cu orificii de 1-1,2 mm. Extracţia se face cu scopul de a elibera sucul din masa de fructe încălzită şi strecurată. Aceasta este pompată la extractorul de suc (fig. 12), în pâlnia de alimentare 1, de unde intră în corpul maşinii 2, ajungând la şnecul 3, care la început are un pas mare dar care se micşorează pe măsură ce se apropie de gura de descărcare 4. Corpul de extracţie este format din două jumătăţi. Fiecare jumătate este compusă dintrun cadru puternic de oţel inoxidabil 5, pe care este fixată o sită din tablă 6 , de 2 mm grosime şi cu ochiuri de 0,15 mm. În spatele acestei site se găseşte sita cu găuri de 10,4 mm, care foloseşte la extracţia sucului. Toate elementele arătate mai înainte au ca scop să asigure rezistenţa sitei cu orificii de 0,4 mm, la presiunile mari la care este supusă în timpul extracţiei. Presiunea şnecului se reglează prin rotirea rozetei 7 , care apropie sau depărtează tamponul 8, ce închide ieşirea produsului din cilindrul cu site. Extracţia se reglează astfel încât să se obţină sub formă de suc, maximum din cantitatea de fructe introdusă, ştiut fiind că aceasta variază în funcţie de specia fructului şi compoziţia sa chimică (tabela 1). O extracţie prea mare duce la prezenţa unei cantităţi mai mari de celuloză în suc, care se depune, şi a unui gust neplăcut, datorat trecerii anumitor substanţe nedorite în soluţie. Sucul care se obţine şi se colectează în pâlnia 9 va fi trimis la instalaţia de preparare a
14
sucului. Masa de fructe care rezultă după extracţie, poate fi valorificată prin introducerea în diverse procese de fabricare.
15
Denumirea fructului Mere Pere Struguri Cireşe Fragi, căpşuni Vişine
Extracţie % 65-80 60-80 70-75 65-75 70-85 70-85
Denumirea fructului Afine Coacăze Mure Agrişe Zmeură
Extracţie % 80-90 70-85 75-90 70-80 70-85
Tabela 1 Randamentul de extracţie al sucurilor de fructe obţinut prin presare
2.8 Separarea centrifugală şi dezaerarea Sucul rezultat la extracţie este constituit dintr-un lichid tulbure (sucul brut), având particule de ţesuturi în suspensie, precum şi de substanţe pectice, albuminoide, tanante etc., şi se colectează în rezervoare emailate sau din oţel inoxidabil ori aluminiu şi de aceea el este supus operaţiei de separare centrifugală cu ajutorul unui separator centrifugal. În fig. 13 este prezentat separatorul centrifugal de tip Alfa-Laval, cu funcţionare ermetic închisă, prevăzut cu dispozitiv automat de reglare şi cu posibilitatea de eliminare automată a reziduurilor de la centrifugare. Corectarea se efectuează cu sirop de zahăr astfel încât în masa de produs, raportul dintre pulpă şi siropul de zahăr să fie de (4:6) ± 1. Nectarul de fructe are o concentraţie de zahăr de aproximativ 11-15%. Se mai efectuează şi o corecţie cu acid citric, astfel încât să se obţină o concentraţie de acid citric de 0,5-1,2%. Această corecţie va ţine cont şi de aciditatea naturală a fructelor. Dezaerarea se efectuează pentru eliminarea aerului din produs pentru a evita crearea unui mediu propice de dezvoltare a microorganismelor, precum şi declanşarea anumitor procese bio-chimice, ca o consecinţă a prezenţei oxigenului. Operaţia se continuă cu cea de omogenizare, care are un rol important, deoarece printr-o mărunţire fină pulpa de fructe devine uşor asimilabilă de organism şi totodată se împiedică depunerea produsului în cazul unei depozitări prelungite. Această operaţie se execută cu ajutorul omogenizatorului (fig. 15). Maşina se compune dintr-un sistem de 2-3 pompe cu piston, care împing lichidul cu o presiune de 70-150 daN/cm 2 în blocul de omogenizare 1. Lichidul împins cu această presiune, pătrunde prin canalul 2 şi se loveşte de conul 3, confecţionat dintr-un oţel foarte rezistent la uzură. Lichidul este obligat să parcurgă şanţurile 4 şi pragurile 5, fiind supus astfel la comprimări şi destinderi succesive, care duc la o mărunţire avansată a ţesuturilor vegetale (10-100 microni). Această mărunţire este atât de avansată, încât se poate spune că practic se obţine o soluţie în care nu va avea loc vreo separare între faza lichidă şi solidă. Lichidul omogenizat este colectat în orificiul 6 şi scos din maşină prin ţeava 7 . Gradul de mărunţire se obţine prin apropierea sau depărtarea piesei 8 de piesa 9, ceea ce se realizează prin manevrarea şurubului 10. Blocul de omogenizare este prevăzut şi cu un manometru 11, care indică presiunea de lucru, precum şi cazurile când, din cauza impurităţilor, dispozitivul de omogenizare se înfundă. Lichidul omogenizat este trecut într-un pasteurizator cu plăci (fig. 16).
16
2.9 Dozarea, umplerea, preîncălzirea şi închiderea recipientelor Instalaţiile folosite pentru umplerea buteliilor de sticlă sunt diferite maşina de umplut în vid şi capsulatoare (fig. 17). Sticlele goale, aduse pe transportorul 1, sunt aşezate pe talerele 2 ale maşinii de umplut. În prima parte a cursei, talerele se ridică, astfel încât sticla se fixează la garnitura de cauciuc 3. Împingând placa 4, lichidul din rezervorul 5, trece prin spaţiul 6 , şi curge în sticlă. În timpul ridicării, sticla este dirijată de inelul 7 . Curgerea lichidului în sticlă este activată de absorbţia aerului din sticlă de către pompa rotativă 8, prin ţeava 9, rezervorul de lichid 5 şi conductele 10 şi 11. Intrarea lichidului în rezervor se face prin conducta 12, iar nivelul lichidului este reglat de plutitorul 13. O dată umplute, sticlele sunt aduse pe transportorul 1, care le duce la maşina de capsulat 14, şi de aici la pasteurizatorul-tunel pentru butelii. Staţionarea recipientelor pline înainte de pasteurizare şi deschidere, are efecte negative asupra calităţii şi conservabilităţii produselor finite, favorizând acrirea fără bombaj, prin dezvoltarea microflorei termofile. De asemenea, prin scăderea drastică a temperaturii produsului pasteurizat şi proaspăt ambalat, se îngreunează termopenetraţia (pătrunderea căldurii în masa de suc) şi se reduce vidul din recipiente. 2.10 Pasteurizarea, răcirea şi depozitarea nectarelor Pasteurizarea se aplică produselor alimentare care nu suportă temperaturi ridicate fără a-şi pierde valoarea nutritivă şi care reprezintă un mediu favorabil în general dezvoltării drojdiilor şi mucegaiurilor. Prin pasteurizare, formele vegetative ale microorganismelor existente în produs sunt distruse sau inactivate, astfel că nu mai au posibilitatea de înmulţire. Temperaturile de pasteurizare sunt cuprinse între 80 şi 90°C. În practica industrială sunt tratate prin pasteurizare în special produse care prezintă o reacţie acidă, adică un pH cu o valoare mai mică de 4,5. O pasteurizare repetată de trei ori la intervale de circa 24 de ore (cunoscută sub numele de tindalizare) poate echivala cu o sterilizare. Procedeele de pasteurizare folosite sunt următoarele: - pasteurizarea joasă sau de durată, în care se cuprind următoarele faze:
încălzirea până la temperatura necesară (65-75°C),
menţinerea temperaturii de pasteurizare propriu-zisă (10-25 min),
răcirea produsului pasteurizat. Cele trei faze ale operaţiei totalizează un timp de ordinul a 15-30 min, în funcţie de natura produsului şi de condiţiile în care se desfăşoară pasteurizarea. - pasteurizarea rapidă sau înaltă, de scurtă durată, se realizează la temperaturi de 8590°C, pe o durată de ordinul secundelor (10-60 s), urmată de o răcire rapidă a produsului. Acest procedeu prezintă avantajul menţinerii proprietăţilor organoleptice şi a valorii
17
alimentare, asigurând distrugerea microorganismelor şi inactivarea enzimelor, care în cazul unor sucuri de fructe pot duce la degradarea aromelor şi a culorii specifice. Pentru produsele ambalate în recipiente, precum cazul sucului de tomate, se utilizează pasteurizatoare de construcţie specială cu funcţionare discontinuă sau continuă. Pasteurizatorul cu funcţionare continuă, din care cel mai utilizat este pasteurizatorul cu transportor (tunel) este un utilaj de mare capacitate, cu funcţionare continuă, care execută pasteurizarea recipientelor (sticle, cutii şi borcane) umplute cu produse şi închise. Principiul de funcţionare constă în trecerea recipientelor prin mai multe zone succesive de încălzire, până la temperatura de pasteurizare, menţinerea la această temperatură şi apoi trecerea prin zonele de răcire până la temperatura mediului ambiant. Temperatura şi timpul de pasteurizare se pot stabili în funcţie de necesităţi. Schema de principiu al unui pasteurizator-tunel (fig. 18) este următoarea: transportorul transversal 2 aduce recipientele 1 de la maşina de închis, la capătul transportorului principal 3, pe care recipientele trec cu ajutorul unui mecanism de împingere. Transportorul principal poartă recipientele până la gura de ieşire, unde sunt trecute pe o bandă de evacuare transversală 4. Drumul parcurs de recipiente străbate şase zone, cu următoarele temperaturi:
zona I încălzeşte recipientele de la temperatura de intrare, care este de circa 60°C, la temperatura de preîncălzire, de circa 70°C;
zona a II-a şi zona a III-a ridică recipientele la temperatura de pasteurizare propriuzisă, de 90°C;
zona a IV-a, a V-a şi a VI-a realizează coborârea temperaturii recipientelor progresiv, la 70°C, 45°C şi 20°C, temperatură cu care recipientele sunt evacuate din pasteurizator. Încălzirea recipientelor se execută cu ajutorul apei trimise de la instalaţiile de încălzire. În fiecare zonă, apa este împrăştiată peste recipientele ce trec pe bandă sub formă de ploaie. Împrăştierea apei se face printr-o instalaţie cu duze, în care apa este pompată sub presiune sau cu ajutorul unor bazine 5 cu fundul perforat, amplasate la partea superioară, care primesc apa din conductele 6 şi o lasă să curgă liber peste recipiente, sub formă de ploaie. În curgerea ei, apa acoperă complet suprafaţa recipientelor şi se scurge apoi prin transportor în bazinele de recuperare de la partea inferioară 7 . Instalaţia de încălzire menţine constantă temperatura apei, iar cu ajutorul pompelor apa este recirculată. Temperatura apei este astfel reglată încât recipientele de sticlă să nu fie supuse unei diferenţe de temperatură mai mari de 25°C la trecerea de la o zonă la alta. Depozitarea recipientelor cu nectar se va face în spaţii închise (magazii) curate, uscate, bine aerisite, ferite de îngheţ, la temperaturii de 18-20 ̊ C şi umiditate relativă a aerului de maxim 80%. Temperatura scăzută frânează procesele de degradare dar în cazul de îngheţ, ea contribuie la deprecierea produselor, prin modificarea consistenţei. Temperatura ridicată pe timpul depozitării provoacă degradarea culorii, gustului, consistenţei produselor şi reducerea conţinutului de vitamine. Umiditatea neadecvată a aerului va influenţa procesele de coroziune ale capacelor metalice. Depozitarea se va face paletizat, după efectuarea operaţiilor de condiţionare indicate mai sus. Paletele cu conserve se protejează cu folie de polietilenă prin care se asigură şi un
18
aspect exterior corespunzător.
19
3. DETERMINĂRI PRACTICE 3.1 Examenul organoleptic al materiilor prime Fructele trebuie să fie întregi, sănătoase, proaspete, fără umiditate exterioară anormală, curate (fără urme de produse fito-farmaceutice), tari, neatacate de dăunători sau paraziţi, fără defecte cauzate de lovire, arsuri, crăpături, fără gust şi/sau miros străin. Se admit fructe fără codiţe, dar fără început de zemuire în cavitatea pedunculară. Conţinutul de substanţă uscată solubilă trebuie să fie de minimum 10 %. 3.2 Examenul organoleptic al nectarelor Nectarul de fructe se prepară din fructe proaspete, astfel încât toate proprietăţile organoleptice vor fi influenţate pozitiv. Aspectul nectarului este acela al unui lichid tulbure, omogen, uşor sedimentat. Culoarea nectarului este caracteristică fructului din care provine. Gustul şi mirosul este plăcut, bine exprimat, caracteristic fructului din care provine. Nu se admit corpuri străine. 3.3 Determinarea acidităţii Pregătirea probei pentru analiză se va face prin omogenizare, din nectarul omogenizat cântărindu-se aproximativ 20 g cu precizie de 0,01 g care se trec într-un vas conic de 250 cm 3 cu 50 cm 3 apă distilată proaspăt fiartă, amestecându-se bine, până se obţine un lichid omogen. Se adaptează la vasul conic un refrigerent cu reflux şi se încălzeşte pe baie de apă la fierbere timp de 30 de minute. Se lasă apoi să se răcească la temperatura camerei agitând din timp în timp după care se transvazează cantitativ într-un balon cotat de 250 cm 3. Se aduce la temperatura de 20°C şi apoi se completează la semn cu apă distilată proaspăt fiartă şi răcită. Se omogenizează conţinutul balonului prin agitare şi se filtrează printr-o hârtie de filtru calitativă, într-un vas uscat. Filtratul se va folosi în analiză. Principiul metodei: se titrează proba de analizat cu hidroxid de sodiu, în prezenţa fenolftaleinei ca indicator. Reactivi: hidroxid de sodiu, soluţie 0,1 n şi fenolftaleină, soluţie alcoolică 1 %. Modul de lucru: din filtratul obţinut în urma pregătirii probei se iau 50 cm 3 cu ajutorul 20
unei pipete, se introduc într-un vas conic, se adaugă câteva picături de soluţie de fenolftaleină şi se titrează cu soluţie de hidroxid de sodiu până la coloraţia roz care persistă circa 30 secunde. Se fac două determinări paralele din aceeaşi probă de analiză şi se calculează media rezultatelor obţinute. Aciditatea totală (exprimată în acid malic %) determinată a fost în jur de 0,6 %, faţă de minimum 0,4%, cât prevedea standardul pentru nectare.
21
4.
CONCLUZII ŞSI PROPUNERI
Marea varietate de nectare care se găsesc pe piaţă dar sunt obţinute şi în gospodării, se bucură de o mare apreciere din partea consumatorilor fiind extrem de bogate în principii active, avândo o influenţă majoră asupra sănătăţii. Procesul tehnologic este reprezentat de o succesiune de operaţii a căror parametrii trebuie respectaţi cu stricteţe altfel vor influenţa calitate produsului obţinut. Activitatea de supraveghere a utilajelor şi instalaţiilor, înseamnă, în primul rând, monitorizarea acestor parametrii, sarcină de lucru esenţială în activitatea unui tehnician de industria alimentară. De aceea, o bună cunoaştere a materiei prime şi a procesului tehnologic este crucială pentru un tehnician în industria alimentară. Calitatea fructelor şi a nectarelor sunt strâns corelate, după s-a demonstrat chiar în acest proiect. Conducerea corectă a procesului tehnologic influenţează şi ea, în mod direct. obţinerea unor nectare superioare calitativ. Cum această ramură a industriei alimentare este într-o continuă expansiune, pe viitor se preconizează descoperirea unor noi tipuri de nectare, care au la bază combinaţii variate de fructe sau procesarea unor fructe noi, nefolosite până în prezent.
22
5. ANEXE
Fig. 2 Maşina de spălat cu ventilator 1: 2: 3: 4: 5:
Bazin cu apă Bandă transportoare Instalaţie cu duşuri Ventilator centrifugal Conductă de barbotare
Fig. 3 Masă de sortare cu bandă transportoare
Fig. 4 Bandă de sortare Fig. 5 Maşină de scos codiţe şi spălat 1: vergele subţiri 2: pâlnia de alimentare
23
Fig. 6 Calibrator pentru vişine şi cireşe
Fig. 7 Grup de utilaje pentru sortarea, spălarea şi calibrarea fructelor sămânţoase şi sâmburoase mari 1: 2: 3: 4: 5:
elevator masă transportoare de sortare elevator maşină de spălat calibrator
Fig. 8 Spălătorul scuturător cu găuri 1: 2: 3: 4: 5:
elevator masă transportoare de sortare elevator maşină de spălat calibrator
24
Fig. 9 Răzuitor mecanic: a – vedere generală, b – secţiune longitudinală 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8:
coş de alimentare corp palete cuţite din oţel inoxidabil gura de evacuare capac lanţ reglare debit şnec
a
b Fig. 10 Preîncălzitor: vedere generală (a), secţiune longitudinală (b) 1: 2: 3: 4:
cilindru orizontal carcasă de oţel spaţiul de încălzire ax
5: 6: 7: 8:
25
şnec două guri de vizitare şi curăţire gură de descărcare gură de curăţire
Fig. 11 Maşina de strecurat fructe
a
b
Fig. 12 Extractorul de suc: vedere generală (a), vedere de sus (b) 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9:
pâlnia de alimentare corpul maşinii şnecul gura de descărcare cadru din oţel inoxidabil sită de tablă cu ochiuri de 15 mm rozetă tampon pâlnie de colectare suc
Fig. 13 Separator centrifugal Alfa Laval 1: 2: 3: 4: 5:
26
intrarea sucului tulbure rame cu canturi conus evacuarea automată a reziduurilor ieşirea sucului limpede
Fig. 14 Separator centrifugal Alfa Laval modern
a
b
Fig. 15 Omogenizatorul: vedere generală (a) şi detaliu (b) 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: 11:
bloc de omogenizare canal con şanţuri praguri orificiu ţeavă piesei piesa şurub manometru
27
Fig. 16 Instalaţie de pasteurizare 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:
rezervor sector de pasteurizare conductă de menţinere zonă de răcire ventil de recirculare ventil de recirculare zonă de recirculare
a
b
Fig. 17 Instalaţie de umplere cu vacuum şi capsulare: vedere generală (a) şi schemă de funcţionare a instalaţiei de umplere cu vacuum şi capsulare (b) 1234567891011121314-
transportor talere garnitură de cauciuc placă rezervor spaţiu inel pompă rotativă ţeavă conductă conductă conductă de alimentare în rezervor plutitor maşina de capsulat
28
Fig. 18 Pasteurizatorul tunel 1234567-
recipiente transportor transversal transportor principal evacuare transversală bazine care alimentează instalaţia cu duze conducte de alimentare cu apă de spălare bazine de recuperare a apei de spălare
29
