9.3.2009 1 prof. dr. sc. Damir Ježek Sven Karlović, dipl.ing. Laboratorij za tehnološke operacije Prehrambeno – biotehnološki fakultet UREĐAJI ZA OBRADU NAMIRNICA VISOKIM TLAKOM Tlakovi prilikom obrade kreću se i preko 1000 MPa (10000 bara) Usporedbe radi, tlak u najdubljoj točci Zemlje u Marijanskoj brazdi je 10x manji (svega 108.6 MPa). OSNOVNE JEDINICE IZOSTATSKI TLAK - djeluje u svim točkama unutar cilindra istovremeno i istom silom (za razliku od npr. toplinskog tretiranja namirnica) - po Le Chatelier-Braunovom zakonu djelovanje tlaka će uzrokvati promjenu volumena sustava -sustav teži uravnoteženju, te sve rekacije (promjena faze, konformacije molekula…) u sustavu idu k smanjenju volumena. Ostale reakcije su inhibirane. -Tekućine se također mogu tlačiti, ali do određene granice te će se volumen vode smanjiti za oko 15 % na 600 MPa - Korištenjem fleksibilne ambalaže i zahvaljujući vodi u namirnicama moguće je provesti obradu visokim tlakom. - Potpuno suhe namirnice (ili sa malim udjelom vode) bi se uništile Obrada tekuće ili krute hrane • u fleksibilnoj ambalaži (do 15 % elastičnosti) • bez ambalaže Tlak •preko 1000 MPa •obično 100-600 MPa u industriji Temperatura • Ispod 0 o C do preko 100 o C Volumen • od 0.1 mL do 687 L OSNOVNE KARAKTERISTIKE UREĐAJA Uređaj se sastoji od: spremnika za tretiranje uređaja za generiranje tlaka kontrolne jedinice
5
Embed
Copy of In enjerstvo 3 - Predavanje - Visoki tlak 2-+Visoki+tlak+2.pdfUsporedbe radi, tlak u najdubljoj točci Zemlje u Marijanskoj brazdi je 10x manji (svega 108.6 MPa). OSNOVNE JEDINICE
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
9.3.2009
1
prof. dr. sc. Damir JežekSven Karlović, dipl.ing.
Laboratorij za tehnološke operacijePrehrambeno – biotehnološki fakultet
UREĐAJI ZA OBRADU NAMIRNICA VISOKIM TLAKOM
Tlakovi prilikom obrade kreću se i preko 1000 MPa(10000 bara)
Usporedbe radi, tlak u najdubljoj točci Zemlje u Marijanskoj brazdi je 10x manji (svega 108.6 MPa).
OSNOVNE JEDINICE
IZOSTATSKI TLAK- djeluje u svim točkama unutar cilindra istovremeno i istom silom (za razliku od npr. toplinskog tretiranja namirnica)
- po Le Chatelier-Braunovom zakonu djelovanje tlaka će uzrokvati promjenu volumena sustava
-sustav teži uravnoteženju, te sve rekacije (promjena faze, konformacije molekula…) u sustavu idu k smanjenju volumena. Ostale reakcije su inhibirane.
-Tekućine se također mogu tlačiti, ali do određene granice te će se volumen vode smanjiti za oko 15 % na 600 MPa
- Korištenjem fleksibilne ambalaže i zahvaljujući vodi u namirnicama moguće je provesti obradu visokim tlakom.
- Potpuno suhe namirnice (ili sa malim udjelom vode) bi se uništile
Obrada tekuće ili krute hrane• u fleksibilnoj ambalaži (do 15 % elastičnosti)• bez ambalaže
Tlak•preko 1000 MPa•obično 100-600 MPa u industriji
Temperatura • Ispod 0 oC do preko 100 oC
Volumen• od 0.1 mL do 687 L
OSNOVNE KARAKTERISTIKE UREĐAJA
Uređaj se sastoji od:spremnika za tretiranjeuređaja za generiranje tlakakontrolne jedinice
9.3.2009
2
Namirnica (u fleksibilnoj ambalaži)
Okvir
Cilindar
Žičani namotaj
Tlačna tekućina
1• Punjenje namirnica u ambalažu• (opcionalno, može i bez ambalaže)
2• Ubacivanje pakiranih namirnica u prihvatnu posudu• Ubacivanje prihvatne posude u cilindar
3• Punjenje cilindra tekućinom• Tlačenje tekućine unutar cilindra
4• Zadržavanje tlaka kroz određeni vremenski period• Snižavanje tlaka na atmosferski
5 • Vađenje namirnica iz ambalaže
Primjer industrijskog postrojenja za obradu namirnica visokim tlakom
Podjela sustava za obradu• Diskontinuirani sustavi
– ručno ili robotizirano punjenje namirnica u cilindar– danas najčešći postupak zbog relativno niske
cijene uređaja– Najduže vrijeme trajanja postupka
-Jedini način obrade krutih namirnica- Uređaji u industriji od 2 – 350 L
Podjela sustava za obradu• Polukontinuirani sustavi
• Nakon zatvaranja cilindra medij se komprimira.
• Nakon obrade proizvod se prebacuje u drugi spremnik
• Ulančavanjem više spremnika uz pomak u fazi dolazi do konstantnog toka materijala
9.3.2009
3
Podjela sustava za obradu• Polukontinuirani sustavi za tekućine Zamjena ili nadopuna pasterizaciji i sterilizaciji
• mlijeka• voćnih i povrtnih sokova• umaka• jogurta, dresinga i dr.
Redukcija broja ili potpuno uništenje virusa, spora, plijesni, kvasaca, priona i dr.
Efikasno inaktivira mikroorganizme, ispitano na: DJELOVANJE NA SASTOJKE HRANE
VODA
-smanjuje se volumen za cca 15 % (pri 600 MPa)
-raste temperatura (oko 3 oC za svakih 100 MPa)
-ubrzava se samoionizacija vode, te se smanjuje pH (oko 0-3-0.5 za svakih 100 MPa)
9.3.2009
4
DJELOVANJE NA SASTOJKE HRANE
PROTEINI
- mijenja se konformacija
- djeluje na nekovalentne interakcije
- mijenja se hidratacija i volumen proteina
DJELOVANJE NA SASTOJKE HRANE
LIPIDI
-reverzibilan fazni prijelaz lipida
-smanjenje specifičnog volumena
-posljedično dolazi do kristalizacije
UTJECAJ OBRADE VISOKIM TLAKOM NA BOJU PREHRAMBENOG PROIZVODA
-promjene u proteinima mogu dovesti do promjene boje
-mioglobulin u mesu se moze promijeniti (istiskivanje hema ili otpuštanje i oksidacija atoma željeza)
-zbog toga može doći do promjene boje svježeg mesa (ali ne i već kuhanog ili polukuhanog).
- na bijelom mesu, ribi i sl. nema promjena u boji
UTJECAJ OBRADE VISOKIM TLAKOM NA TEKSTURU PREHRAMBENOG PROIZVODA
-fizička struktura namirnica sa većom količinom vode ostaje netaknuta
-kod namirnica koje sadrže neki plin može doći do istiskivanja plina iz namirnice, te nadomještanja s tekućinom
-dolazi do promjene oblika namirnice
UTJECAJ OBRADE VISOKIM TLAKOM NA TEKSTURU PREHRAMBENOG PROIZVODA
-promjena u teksturi kod nekih namirnica je dobrodošla-stvaraju se novi proizvodi
-povećava se funkcionalnost nekih sastojaka
-Mlijeko se bolje pjeni, Mozzarella sir ima bolju topljivost, i sl.
UTJECAJ OBRADE VISOKIM TLAKOM NA ORGANOLEPTIČKA SVOJSTVA PREHRAMBENOG PROIZVODA
- produžuje se trajnost obrađenih proizvoda te se pri tome zadržavaju organoleptička svojstva
-panelisti nisu uspjeli razlikovati toplinski obrađeno meso od obrađenog HPP
-kod nekih namirnica dolazi do razlike u okusu, ali u prilog HP obrađenoj hrani
9.3.2009
5
UTJECAJ OBRADE VISOKIM TLAKOM NA PRINOS- prinos je vrlo važni faktor za proizvođača prehrambenih proizvoda
-gubitak na masi je značajno manji kod namirnice obrađene visokim tlakom u usporedbi sa toplinskom obradom
-obrada traje puno kraće nego sterilizacija ili pasterizacija, te je uz to postupak (osim inicijalnog ulaganja) znatno jeftiniji
Upotreba visokog tlaka za smrzavanje i odmrzavanje namirnica
Primjena obrade visokim tlakom
Procesi potpomognuti tlakom (1 → 2 → 5 → 6)- promjena faza odvija se pri konstantnom tlaku
Procesi s pomakom(1 → 2 → 3 → 7 → 8)- fazna promjena posljedica je promjene (povišenja) tlaka
Procesi uzrokovani tlakom (1→ 2 → 3 → 4)- početak faznog prijelaza je posljedica djelovanja visokog tlaka- prijelaz se nastavlja odvijati pri konstantnom tlaku