Forma de învățământ: bugetzi [310016]

UNIVERSITATEA DUNĂREA DE JOS DIN GALAȚI

FACULTATEA DE STIINȚA ȘI INGINERIA ALIMENTELOR
INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator științific:

Conf.dr.ing. Liliana MIHALCEA

Nume Absolvent: [anonimizat]

2018

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS” DIN GALAȚI

FACULTATEA ȘTIINȚA ȘI INGINERIA ALIMENTELOR

PROIECT DE DIPLOMĂ

ABSOLVENT: [anonimizat]: INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

Forma de învățământ: buget/zi

PROIECTAREA UNEI UNITĂȚI DE OBȚINERE A

SUCULUI DE CĂTINĂ TRATAT LA PRESIUNI ÎNALTE (HPP)

DATE INIȚIALE:

Proiectarea unei unități pentru obținerea sucului de cătină folosind ca metodă de conservare tratarea la presiuni înalte (HPP-High Pressure Processing).??????? Aici mai trebuie de scris ceva

DATA PRIMIRII TEMEI_____________________________________

TERMEN DE PREDARE A PROIECTULUI_____________________

SEMNĂTURA ABSOLVENT: [anonimizat]

______________________________

DIRECTOR DEPARTAMENT: PROF.DR.ING. ALEXE Petru

INDRUMĂTOR PROIECT: CONF.DR.ING. MIHALCEA Liliana

DECLARAȚIE

Subsemnatul (a), _______________, absolvent: [anonimizat], [anonimizat] ________________________________, [anonimizat]. 292 [anonimizat]/diplomă cu titlul _________________________________________________________________________________________________________________ având drept coordonator științific pe __________________________________, [anonimizat]. Lucrarea este scrisă de mine și nu a mai fost prezentată niciodată la o altă facultate sau instituție de învățământ superior din țară sau străinătate.

Partea originală a proiectului nu include anexele.

[anonimizat], voi fiexmatriculat (ă) sau, [anonimizat].

Galați,

Data:___________

Absolvent :

_________________________

Lista figurilor

Lista tabelelor

Introducere

O întreprindere ca să fie proiectată și ca să se poată realiza o [anonimizat]. [anonimizat] (Guțulescu, 1977).

Scopul acestei lucrări este de a prezenta o linie de producție a sucului de cătină prin proiectarea unei unități de obținere a acestuia și tratarea lui la presiuni înalte (HPP-High Pressure Processing), ca metodă de conservare.

Conform , [anonimizat].

[anonimizat], [anonimizat] (Hippophae rhamnoides), care poate fi cu sau fără adaos de zahăr sau bioxid de carbon. [anonimizat] ”clean label”, cu etichetă „curată”, [anonimizat], conservante sau colorante.

[anonimizat], în mod special industria sucurilor. Lucrarea încearcă să convingă și să prezintă atât elementele economice cât și cele tehnice în vederea investiției în acest domeniu.

Pe lângă aceasta se urmărește susținerea producătorilor locali, prin oferirea șansei de valorificare a plantațiilor cu fructe de cătină aici în țară, aceștia ne mai fiind nevoiți să-și exporte marfa peste hotare țării.

Unitatea proiectată va avea o capacitate de procesare zilnică a 2670 kg cătină ( cu aproximație) cu obținerea a 1750 litri de suc proaspăt presat ce urmează a fi tratat HPP. Din motive economice, pentru ca unitatea proiectată să fie rentabilă economic, s-a optat pentru o instalație HPP de capacitate mică (Hiberbaric 55). Astfel bilanțul de materiale, alegerea utilajelor, proiectarea secției s-au realizat strict corelat cu acest aspect.

Lucrarea este structurată pe 9 capitole, 6 dintre acestea fiind părți teoretice și experimentale, documentative, 1 capitol ce cuprinde partea practică (sau tehnică de proiectare) și părți ce cuprind Bibliografia, Justificări etc. Lucrarea de licență se sfârșește cu capitolul de Anexe.

Capitolul 3, intitulat Elemente de inginerie tehnologică, prezintă informații privind analiza tehnologiei mondiale privind valorificarea fructelor de cătină, cu specificarea marilor producători mondiali și a celor autohtoni. Se definesc informații privind compoziția chimică, importanța tratamentului la presiuni înalte ca metodă modernă de conservare, schema tehnologică de obținere a sucului de cătină (concepută individual) și a factorilor de influență, descrierea operațiilor și calculul bilanțului de materiale și a celui termic (realizat pentru valorifcarea ulterioară a borhotului de cătină).

Capitolul 4, intitulat Elemente de operații și utilaje, prezintă alegerea utilajelor aferente industriei sucurilor în vederea asigurării continuității fluxului tehnologic, dimensionarea acestora care ne permite ulterior să determinăm suprafețele de producție a unității de proiectare. Se realizeză cronogramele de funcționare a utilajelor și a utilităților necesare, se specifică elementele de automatizare și măsurile de protecția muncii în timpul și după funcționarea utilajelor.

Capitolul 5, cu titlul Managementul calității și siguranței alimentare, prezintă informații necesare în vederea stabilirii pericolelor, punctelor critice de control (PCC) și a măsurilor, procedeelor de control pentru asigurarea siguranței alimentare – aspect de importanță mondială în orice unitate de producție.

Capitolul 6, denumit Igiena obiectivului proiectat, vizează stabilirea și asigurare igienei în unitatea de producție proiectată, aceasta asigurând siguranța alimentară cu evitarea maxim posibil a încrucișărilor microbiologice care pot să apară. Igiena într-o unitate de producție este premisa consumatorilor sănătoși și mulțumiți.

Capitolul 7, prezintă informații privind Calculul economic, rentabilitatea și justificarea din punct de vedere economic a unității proiectate. Se prezintă astfel informații despre valoarea investiției, antecalculația de preț și durata de recuperare a investiției, care se preferă să fie mai mică de 5 ani.

Capitolul 8, denumit Material grafic, oferă informații tehnice cuprinzînd planșe anexate a schemei de operații, de legături, cronogramele de funcționare a utilajelor și a consumului de utilități și amplasare generală și a utilajelor.

Lucrarea de diplomă se încheie cu partea Bibliografică ce cuprinde sursele, articolele, referințele de documentare accesate și Anexe, ce reprezintă părți documentare a subcapitolelor.

Capitolul 2

Justificarea necesității și oportunității realizării elementului proiectat

Asigurarea populației cu produse de înaltă calitate, reprezintă unul dintre prioritățile politicii fiecărui stat. Din acest aspect, apare necesitatea cercetării de noi metode și perspective de studiu a substanțelor biologic active din produsele proaspete.

Sucul de cătină este un produs de o valoarea deosebită, datorită conținutului bogat în vitamine și a substanțelor lipolitice. În țările europene apare tot mai des tendința produselor eco-friendly, prin creșterea numărului de consumatori care nu acceptă folosirea de „substanțe chimice” în procesări și tehnologii.

La nivel mondial, există totuși puține tehnologii de procesare a fructului de cătină, în pofida faptului că repartizarea acestuia pe glob este cuprinsă de toată zona temperată. Ca resursă naturală se găsește în regiunile muntoase din China și Rusia, în România găsindu-se în zona subcarpatică din Moldova și Muntenia și cu o frecvență mare pe văile râurilor.

În primul rând, un produs alimentar se alege ca să fie nutritiv, nu doar savuros, gustos. Cătina se numără ca fiind una dintre cele mai nutritive și bogate în vitamine din toate fructele, cu un conținut excepțional de antioxidanți, apreciați ca fiind cheia opunerii îmbătrânirii și bolilor.

În al doilea rând marii producători de cătină din România, își exportă aproape 80-90% din materia primă spre țări din UE (Germania, Grecia, Franța, Ungaria) unde aceasta este valorificată pentru industria extractivă a uleiului de cătină și obținerea propriu-zisă a produselor derivate. La nivel de țară se remarcă totuși puțini producători de suc și procesatori ai fructului de cătină (Anexa 3.1). Deasemenea nu există structuri asociative care ar putea aborda valorificarea și dezvoltarea strategică a fructelor și produselor de cătină.

Analizând nevoile pieței, se poate ajunge la concluzia că există totuși o nevoie acută a serviciilor din domeniul agricol deoarece toată piața este invadată de produse de import. Produsele de cătină sunt încă stab cunoscute în România, piața este slab informată, neexistând reglementări sub aspectul standardelor de calitate.

Deasemenea, pe piață se găsesc puține produse alimentare tratate la presiuni înalte, tratamentul HPP fiind unul încă unul nou pentru industria alimentară românească, poate din cauza investiției mari asupra utilajului și a prețului produsului finit mai ridicat decât a celor obișnuite. S-au studiat de-a lungul anilor efectele inofensive ale presiunilor înalte asupra calității nutriționale și senzoriale ale alimentelor, păstrându-se „tot ce e mai bun”, tehnologia trebuie să reprezinte un punct de plecare pentru produse mai puțin procesate și în țara noastră.

Capitolul 3. Elemente de inginerie tehnologică

3.1. Analiza comparativă a tehnologiilor existente pe plan mondial pentru realizarea producției proiectate

De-a lungul existeței sale, omul a folosit plantele și fructele acestora în scopuri farmaceutice, terapeutice, comerciale, nutritive etc. În prezent apare nevoia din ce în ce mai mare de a asigura necesarul oportun de vitamine, microelemente, substanțe necesare creșterii organismului, dezvoltării și menținerii vitalității acestuia.

Cătina (Hippophae rhamnoides) este denumită până în prezent o plantă miracol, datorită întrebuințării și eventualelor aplicații ale acesteia. Este cunosută de majoritatea oamenilor ca un simplu și atrăgător arbust ornamental cu frunze căzătoare argintii și fructe de un oranj îmbietor.

Industria cătinii a început să aibă o perioadă înfloritoare în Rusia încă din anii 1940 când cercetătorii au început investigările asupra componenților biologic-activi descoperiți în fructe, frunze și scoarță. Astfel, prima fabrică pentru procesarea fructului este localizată în Biisk, Rusia. Produsele se utilizau în dieta cosmonauților ruși și ca cremă de protecție împotriva radiației cosmice (Delabays and Slacanin 1995; Xu et al.2001).

Procesarea industrială a fructului de cătină în China a devenit un obicei practic mai nou, apărut în deceniile trecute, în pofida faptului că tradițional aceasta era cunoscută de secole. Cercetările și plantațiile au luat naștere și au fost inițiate în anii 1980. Începând cu anul 1982 peste 300 000 ha de cătină au fost plantate în China. În plus, 150 de fabrici de procesare au fost construite.

Există o varietate largă de produse ce se pot obține din fructul de cătină, datorită liniilor largi de producție. (A se vedea anexa 3.1).

3.2 Elemente definitorii ale produselor utilizate în proiect (caracteristici, standarde, alte reglementări)

3.2.1 Scurt istoric. Răspândire. Clasificare.

Cătina albă (Hippophae rhamnoides L.) este o plantă unică, care a început de curând să fie îndomesticită, datorită calității superioare a produselor ce se pot obține din aceasta. Fructul este componentul principal de valoare, cu toate că și frunzele sunt ocazional folosite ca ceai din cătină albă.

În Grecia antică, frunzele și crenguțele tinere erau adăugate în nutrețul cailor, care ducea la creșterea în greutate și la o strălucire a pieii animalului. Numele în latină, Hippophae, derivă din practică și înseamnă „cal strălucitor”.

În fapt fructele de cătin au fost utilizate mii de ani de către băștinașii din China. În prezent cătina se regăsește atât sub formă sălbatică (peste 1 milion de ha), cât și cultivată (aproximativ 300 000 ha) pe întreg teritoriul chinez .

Este răspândită în Europa, Asia, America de Nord și Canada, crescând în pâlcuri sau tufărișuri întinse, de-a lungul rîurilor, islazurilor, coastelor pietroase, stânci chiar și munți (până la 2000 m în Alpi și până la 5000 m în Himalaya). Planta poate suporta temperaturi de la -43oC pînă la +40 oC.

În România cătina se întinde din zona litoralului până spre lanțul muntos, întinzându-se pe suprafețe destul de mari, în special în Subcarpați, între Olt și Siret, compoziția chimică a acesteia variind în funcție de climă, dar și zona în care se regasește. Este o plantă care cere multă lumină direct, intolerând semiumbra sau acoperirea.

Se găsește cu ușurință în teritoriile cu dealuri, văile versante ale Carpaților Estici din Moldova și Muntenia, precum și cele din zona Dunării. Centrul insular al cătinii este în Delta Dunării, pe litoralul Mării Negre, numită Sulina (5 km). Se mai regăsește în regiuni ca văile Ialomiței, Lăculețe, Prahova (Câmpina, Comarnic), Telega, Slanic, Homoraciu, văile Buzăului, Nehoiași, Râmnicu Sărat, văi din județul Vrancea etc.. În bazinul rîului Buzău, cătina găseste cea mai largă răspândire.

Genul Hippophae aparține familiaei Elaeagnaceae, arbuștii pot crește pînă la 5-6 metri înălțime. Ramurile arbustului pot prezenta numeroși țepi, destul de ascuțiți, cu frunze de un verde-argintiu, înguste. Cătina înflorește în luna martie-aprilie, fructificând anual, însă cu productivitate mai mare în anii 4-5. Fructul atinge maturitatea deplină pe la sfârșitul lunii august pînă iarna, rămânând pe ramuri. Arbustul are însușirea de a asimila azotul din atmosferă, fiind azotofixator, prin intermediul nodozităților, ușor vizibile cu ochiul liber ale rădăcinilor .

De-a lungul anilor, s-a tot încercat o clasificare a subspeciilor de cătină mai ales de mărime, formă, numărul de vene laterale ale frunzelor, structura solzos-păroasă a frunzei, culoare și comportament climatic .

Conform , în prezent se cunosc 6 specii și 12 subspecii ale genului Hippophae:

H. salicifolia- adaptată climatului umed și cald de pe versanții de Sud ai Himalyei.

H. rhamnoides L.

Subsp. carpatica

Subsp. caucasica

Subsp. fluviatilis

Subs. mongolica

Subsp. rhamnoides- cea mai răspândită, atât în Asia, cât și Europa

Subsp. sinesis

Subsp. turkestanica

Subsp. yannanensis

H. goniocarpa

Subsp. litangensis

Subsp. goniocarpa

H. gyantsensis

H. neurocarpa

Subsp. stellatopilosa

Subsp.neurocarpa

H. tibetana – se întinde în Tibe, la foarte mari altitudini (2000-4500m), fiind adaptată climatului uscat.

Pe coline și dealurile României, cea mai des întâlnită subspecie este H.rhamnnoides, subsp.mongolica. Dintre cele 6 specii de cătină, suprafețe mari de ssp. carpatica pot fi deseori întâlnite pe teritoriul țării de la țărmul Mării Negre (Sulina,Cordon,Sfiștofca-Tulcea) până în regiunile Subcarpatice.. Deasemenea în zona Depresiunilor colinare ale Transilvaniei, se pot întâlni subsp. fluviatilis. .

3.2.2 Caracteristici și Cercetare

Numeroase centre și asociații de cercetare studiază în ultimii ani proprietățile și anumite probleme ce țin de procesarea fructelor de cătină. Obiectivele principale sunt concentrate spre dezvoltarea tehnologiilor care să permită creșterea producției comerciale și obținerea produselor de înaltă calitate.

Problemele de producție des întâlnite sunt: prezența spinilor, persistența boabelor, bolile, insectele și controlul dăunătorilor, nevoia unei recoltări mecanizate .

Majoritatea speciilor de Hippophae încep să dezvolte spini (2-5cm) pe suprafața crenguțelor în anul doi sau trei de creștere. Aceasta caracteristică este nedorită dacă recoltarea se efectuează manual. Având în vedere înălțimea la care pot ajunge arbuștii (2-4 m) este necesar adoptarea unui sistem de curățire pentru a menține masa și forma boabelor.

Crescătorii de cătină albă trebuie să protejeze plantațiile de dăunători și insecte, prin aplicarea de măsuri de protecție, fie chimice, fie organice. Dăunătorii și insectele reprezintă factorul major care afectează succesul unei culturi de cătină.

Una din cele mai grave și dăunătoare afecțiuni sunt cauzate de specii ca Verticillium albo-atrum și Verticillium dahliae, mucegaiuri aparținând clasei Deutermomycetes (Fungi Imperfecti) care sunt deseori întâlnite în zona temperată. Au un ciclul de dezvoltare optim la 25-28oC, putând supraviețui în sol pentru mulți ani (10 ani sau mai mult). https://projects.ncsu.edu/cals/course/pp728/Verticillium/Vertifin.htm [accessat 23.11.2017 ora 17.56].

Acestea produc ofilirea în masă a frunzelor arbustului infestat, acesta pierzîndu-și activitatea metabolică în decursul a 1-2 sezoane de creștere . Efectele se manifestă prin îngălbenirea și ofelirea masivă a frunzelor, fructele infestate își dezvoltă culoarea pre-matur, se usucă și cocoșează. . Nu există măsuri preventive odată ce planta a fost infectată.

În anul 2014, în țara noastră, mai exact în Timișoara, n caz de contaminare cu Verticillium dahliae a fost întâlnit în ferma S.C. Classic Agro SRL Variaș. Din cele 6 varietăți cultivate și suspecte luate spre analiză, 94 % din probe au avut rezultat pozitiv, ducând astfel la pierderi de circa 2,5 ha de plantații.

Un mucegai întîlnit recent în culturile din Finlanda, produce daune semnificative în plantațiile fermelor crescătoare de cătină. Coloniile de mucegai de Aureobasidium pullulans provoacă înmuierea fructului, schimbă culoarea acestuia de la roz spre negru, putând chiar altera fructele la depozitare.

Un nou patogen întîlnit în plantațiile din China este Phellinus hippophaeicola, izolată din crenguțele moarte . Aparține familiei Hymenochaetaceae, se prezintă ca fructificare noduroasă de circa 4-8 cm de culoare brun-ruginiu. Nu se cunosc daunele care le poate provoca. [https://fr.wikipedia.org/wiki/Phellinus_hippophaeicola, accesat 25 iunie 2018, 17:47]

Dintre insectele dăunătoare plantațiilor de cătină, în ultimii ani, sunt mai des întâlnite afidele (Aphidoidea spp.), acarieni cu două pete (Tetranychus urticae), tizanoptere (Thysanoptera) numite popular și tripși și urechelnițe (o.Dermaptera).

Cea care aduce cele mai mari pierderi, este afida verde (Capithophorus hippophae), care încetinește creșterea fructului și cauzează îngălbenirea frunzelor, ducând la contactarea acestora de-a lungul axului central și în final, la căderea frunzei .

Se cunosc puține insecticide și pesticide pentru contorul atacului insectelor în producția de cătină.

Datorită proprietăților sale specifice, cătina este pe drumul între știință și interacțiune industrială începând cu anii 2000, anume prin fondarea și activarea asociațiilor de cercetare a fructului.

La nivel mondial, cu peste 60 de reprezentanți din China, Rusia, Germania și India activează „ Asociația Internațională a Cătinii ”- eng. International Seabuckthorn Association. A apărut la cerințele de promovare a industriei de cătină în lume, analizând oportunitățile dar și provocările ce pot surveni la procesarea cătinii. Oportunități, datorită proprietăților chimice ale fructului și efectele sale asupra sănătății, rolului ca aliment funcțional, produs cosmetic și farmaceutic. Provocări de marketing mai mult, cătina fiind un produs, încă puțin cunoscut de la America de Nord până la Asia Centrală.

Toate acestea se analizează și discută în cadrul conferințelor organizate odată la doi ani: Germania (2003,2013), China (2005,2011), Canada (2007), Rusia (2009), India (2015) și Mongolia (2017), cu peste 150 de participanți din aproape 30de țări, inclusiv România. [http://www.sanddorn.net/I_S_A_/i_s_a_.html accesat 15 martie, 21:45]

În anul 2000, se fondează cu ajutorul oamenilor de știință și a antreprenorilor „Societatea Germană pentru Cătină și Fructe Sălbatice”-eng. The German Society of Seabuckthorn and Wild Berries; în scopul cercetării potențialului de dezvoltare economică a industriei cătinii în Germania. Societatea cuprinde la momentul actual peste 60 de membri din alte țări, precum: Argentina, Canada, Danemarca, Finlanda, Franța, Polonia, Elveția, SUA etc.

În România, în scopul stimulării înfințării, precum și modernizării plantațiilor de cătină, activează „Asociația Producătorilor și Procesatorilor de Cătină, Pomi și Arbuști Fructiferi (APPCPAF)”. Misiunea generală presupune sprijinul dezvoltării generale a agriculturii românești, precum și consultanță de specialitate în proiectare, lucrări de pregătire a plantațiilor și a terenului.

În țara noastră marii producători de cătină (Andrei Miklosi, Octavian Bobică, Alexandru Vulpe) având cumulat aproximativ 63 ha de culturi de cătină, exportă în proporții de 60-90% materii prime spre Europa.

3.2.3 Standarde, directive și legislație

Sucurile de fructe nu sunt doar sănătoase, sunt deasemenea un subiect legislativ care necesită garantarea siguranței, a calității produsului și asigurarea necesarului de informații privind compoziția, natura și beneficiile nutriționale

Compoziția și calitatea produselor este cuprinsă și oarecum dictatată de Directivele Europene specifice sucurilor de fructe. Acestea stipulează caracteristicile specifice sucurilor de fructe și a băuturilor pe bază de fructe pentru a garanta existența pe piața europeană a celor mai bune produse.

Directivele sunt implementate de Parlamentul European și Consiliul Uniunii Europene, fiind adresate statelor membre.

Respectiv, conform Directivei 2012/12/EU din 19 aprilie 2012 cu privire la sucurile de fructe și produsele similare pentru consumul uman, se definește sucul proaspăt ca fiind: „ Produs fermentabil sau nefermentabil, obținut din partea comestibilă a fructelor, care este sănătoasă și coaptă, fructe conservate prin răcire sau congelare, având culoare caracteristică, aromă și gust tipic sucului de fructul din care provine. În cazul în care sucurile sunt prelucrate din fructe cu sâmburi, semințe și coajă (cum e în cazul cătinii), părți sau componente de sâmburi, semințe și coajă nu se încorporează în suc, dacă acestea nu se pot îndepărta prin bune practici de fabricație.”

În sucurile și produsele aferente, dacă e cazul se pot adăuga ingrediente, ca:

Vitamine și minerale autorizate prin Regulamentul Nr. 1925/2006 a Parlamentului European și a Consiliului din 20 decembrie 2006;

Aditivi alimentari, în concordanță cu Regulamentul Nr. 1333/2008;

Pentru sucul de fructe, suc din concentrate: arome restaurate și pulpă;

Pentru nectare de fructe: arome restaurate, pulpă, zaharuri sau miere (Directiva 2001/110/EC) pînă la 20% din greutatea produsului finit și/sau îndulcitori, conform Directivei 2001/111/EC din 20 decembrie 2001;

Specific nectarelor de cătină, se specifică ca conținutul de fruct sau piure din masa produsului finit , nu trebuie sa fie mai mică de 25%.

Un produs care în viitor necesită ambalare, trebuie să fie etichetat cu indicarea valorii energetice, conținutului de grăsimi, proteine, glucide, zaharuri și sare. Aceste valori vor fi exprimate per 100 ml (pentru produse lichide), conform Regulamentului 1169/2011.

Aspecte legate de comercializarea, controlul și procesarea cătinii pe teritoriul României se găsește în Anexa 7 al ordinului MAPAM nr.564/2003.

[ http://www.incs.ro/anexa_7%20(564).htm ]

3.2.4 Compoziția chimică. Valoarea nutrițională și terapeutică

Dezvoltarea interesului pentru această plantă a fost determinat de compoziția chimică neobișnuită a fructelor de cătină (Hippophae rhamnoides L.) în substanțe biologic active. Astfel, după (Manea, -), fructele constituie o sursă destul de bogată de vitamina A, vitamina E, carotenoizi și flavonoizi. Vitamina C se găsește în mari cantități, ca și vitaminele B1, B2, K și P, microelemente, acizi grași esențiali și fotosteroli.

FRUCTUL, subspecia analizată: sinensis, are în compoziția sa: , (Manea, -), , ,

Tabel 3.2.1 Compoziția chimică a fructului de cătină
** Cantitatea variază în funcție de perioada recoltării de la 12-170 mg/100 g fruct).

*** Concentrația acestora poate varia în funcție de tipul de extracție și proveniența uleiului (pulpă, semințe), 193,6- presare din fruct; 1298,4 – extracția cu hexan din semințe.

Studiile și cercetările estimează prezența peste 100 de substanțe prezente în întreaga plantă de Hippophae rhamnoides, cu aplicații multiple în alimentație și medicină.

Au fost identificate 14 vitamine prezente în fructele de cătină, dintre care vitamina A, C, D, E, F, K, P și cele din complexul B (B1, B6, B2) .

VITAMINA C. Valoarea deosebită a cătinii e bazată deseori pe valoarea nutritivă a fructului. Vitamina C (acidul ascorbic) reprezintă un nutrient major, important în sucul de cătină, găsindu-se în cantități mari de la 105-2500 mg/100 ml suc . Considerând că sucul de portocale poate aduce în organismul uman în medie 35-56 mg/100 ml suc , valoarea sucului de cătină crește considerabil. Valorile sunt relativ destul de mari, încât acoperind nivelul zilnic necesar de vitamina C de 70-75 mg, sunt nevoie de 30-50 g fructe.

Conținutul de vitamina C poate scădea repede, dacă fructele sunt depozitate la temperaturi de +4oC. Cea mai bună metodă de a conserva proprietățile vitaminice se face prin congelarea rapidă a fructelor după culegere. Deși fructele de cătină sunt asociate unui conținut bogat de vitamina C, concentrații mai mari de 150 mg % în fructele de pe teritoriul țării nostre nu se înregistrează .

PIGMENȚI. Culoarea sucului este dată de pigmenții carotenoidici, raportați la valori de la 2-34,5 mg/100 mL suc. Variația acestora se datorează, probabil metodei de producție a sucului și tehnicii folosite. Conținutul pigmenților poate varia în funcție de factorii de mediu și de faza de vegetație.

ACIZI ORGANICI. Sucul are un conținut ridicat de acizi organici, care reflectă nivelul ridicat al acidității titrabile și explică și valoarea scăzută a pH-ului, aproape 2,7. Cantitativ, cel mai important acid, este acidul malic (1,11-6,08 %).

PROTEINE. Nivelul de proteine este totuși destul de ridicat pentru un suc de fructe și probabil acesta reflectă faptul că sucul de cătină este un produs opalescent. Opalescența este dată, de prezența în membranele celulare a unei cantități considerabile de proteine, care conferă turbiditate sucului.

Cătina conține deasemenea și un conținut ridicat de aminoacizi. În cantitatea cea mai mare și cantitativ cel mai important este acidul aspartic, care se găsește în proporție de 426,6 mg/100 g, în cantitatea cea mai mică fiind metionina (2,3 mg/100g).

ELEMENTE MINERALE. Există și o gamă largă de micro-, semimicro-, ultramicro- și inframicroelemente pe care cătina le conține. Acestea variază în perioada de maturitate. Pe lângă cele enumerate în tabelul 3.2.1 se pot găsi în cantități mai mici și Al, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Rb, Zn chiar și Au (94-260 ppm).

LIPIDE. Fructele sunt o bogată sursă de lipide. Acestea sunt localizate în pericarpul fructului sau în semințe . Uleiul de cătină are efecte terapeutice remarcabile. Acesta poate proveni din două surse: din semințe care conțin 0,26-1,43 % (m/m) ulei și 6,47-12 % (m/m) ulei provenit din pulpa, respectiv sucul extras..

Dacă un singur fruct are avea în medie 350 mg și sămânța acestuia 16 mg, la un randament de extracție al sucului de 73%, atunci s-ar obține în medie 2,44-4,88 mg ulei din pulpă și 1,6-2,4 mg ulei din semințe. Rezultă, cel puțin cantitativ, că se poate obține mult mai mult ulei din pulpă decît din semințele de cătină.

Uleiul din semințe este mai mult nesaturat, cu peste 73% din acizii grași fiind reprezentați de acizii linoleic și linolenic. Pe de altă parte, uleiul din pulpă este mai mult saturat, cu peste 38% din totalul acizilor grași dat de acidul palmitic și în proporții de 14-50 % dat de acidul palmitoleic. Se pare că diferența dintre cele 2 tipuri de ulei este faptul că cel din pulpă ar conține în cantități ridicate C16 acizi, iar cel din semințe C18 acizi.

FITOSTEROLII. Sunt sterolii (monoalcooli secundari ciclici, derivați ai steranului) din plantele superioare și semințele acestora. Rolul lor în organismul uman este extrem de important, în special în cadrul unei alimentații fără colesterol, prin menținerea nivelului colesterolului la un nivel cât mai mic. Nivelul ridicat de colesterol este unul dintre bine cunoscuții factori ai bolilor cardiace coronariene și scăzînd acest indicator, probabil, se poate reduce incidența bolilor cardiace.

După , cel mai important fitosterol din uleiul de cătină este sitosterolul (β-sitosterolul), urmant cantitativ de 5-avenasterol. Concentrația procentuală a acestora variază de la 72.1-84.9 % pentru sitosterol și 5.1-23.2 % pentru 5-avenasterol.

VALOAREA TERAPEUTICĂ și NUTRIȚIONALĂ. Valoarea nutritivă și terapeutică a fructelor de cătină este bazată pe relația dintre compoziția propriu-zisă a acestora și cerințele nutriționale ale organismului uman. Fructele, incluzând semințele, conțin o cantitate largă de uleiuri esențiale și vitamina C, compuși care se pot numi „promotori” ai sănătății corpului omenenesc.

Preparatele pe bază de cătină sunt o sursă vitaminoasă valoroasă, în cazul unei alimentații dificitare, în special în regiunile reci și pe timp de iarnă. Astfel prin prezența vitaminelor, fructele de cătină au efecte antioxidante, de protecție a capilarelor și a sistemului nervos. Uleiul de cătină protejează tegumentele de radiațiile ultraviolete și are efect emolient .

În mai multe studii din Marea Britanie, s-a constatat că administrarea timp de 8 săptămâni a sucului de cătină, a dus la o creștere a colesterolului „bun” (HDL-colesterol) și o scăderea a susceptibilității la oxidare a LDL-colesterol .

Numeroase studii efectuate în Turcia, Bulgaria și China au arătat că fructele de cătină au efect protector împotriva apariției de leziuni ulceroase la nivelul stomacului, au confirmat proprietățile regeneratoare ale extractelor, uleiul jucând un rol protector pentru celulele hepatice lezate.

Extractele de cătină pot induce îmbunătățiri în microcirculația vaselor sangvine ale scalpului, astfel reducând căderea părului .

3.3 Alegerea definitivă a tehnologiei utilizate în realizarea proiectului și descrierea schememi tehnologice cu detalierea operațiilor și a factorilor care influențează producția (schema controlului pe faze, regim de lucru al instalației)

*pierderile pentru fiecare operație se pot vedea la capitolul de bilanț.

Sucurile sunt semifabricate care se obțin, de obicei, prin presarea fructelor. Pentru rezultate rentabile și randamente mari se folosesc fructe ajunse la stadiul de coacere de 100%, uneori chiar supracoapte, stadiul în care se poate obține cea mai mare cantitate de suc (Ceaușescu & Vieru, 1981). Pentru păstrarea intactă a conținutului valoros al fructului de cătină, recoltarea va începe din luna august și va continua pînă la primul îngheț, când are loc pierderea conținutului de vitamina C .

Există o gamă largă de produse posibile din fructele de cătină, pentru care se adoptă un proces separat de obținere. Multe cereri apar pe piață datorită eficienței acestor produse ca aliment, fructe în stare proaspătă, alimente funcționale, furaje, produse cosmetice pentru îngrijirea pielii etc. . Un aspect important în manipulare și procesare, de care trebuie ținut cont este pielița (coaja) fructului. Aceasta tinde să fie afectată la capătul pedicelului, în cadrul proceselor de recoltare, manipulare, depozitare, cauzând astfel pierderi de producție mai mari și afectarea calității fructului. Cea mai evidentă metodă de a preveni separarea pieliței de pulpă este aplicarea procesului de extracție a sucului din fruct .

Sucul de cătină se poate păstra fără adaosuri de conservanți, un timp îndelungat la temperaturi reci, datorită conținutului mare de acid ascorbic și uleiuri eterice .

Recoltarea cătinii

În general, recoltarea produselor horticole se realizează manual, semimecanizat sau mecanizat. La culesul fructelor trebuie ținut cont de câteva astepte morfologice importante:

Majoritatea soiurilor de cătină, dar nu toate, prezintă spini puternici și groși pe suprafața crenguțelor, astfel că culesul acestora este un proces anevoios și dificil;

Dimensiuni mici ale fructului;

Neafectarea pedicelului, care ar duce la păstrarea formei fructului și la nezdrobirii acestuia;

Densitatea mare a tufei.

Procedeul de recoltare manual, se realizăează cu utilaje simple, care necesită mult imp și manoperă: platforme, scări, coșuri, galeți de recoltare. Totuși, produsele astfel obținute sunt de foarte bună calitate, fără impurități. Procedeul este totuși unul neplăcut și laborios, fiind nevoie de aproximativ 1500 persoane-oră/hectar pentru a asigura o recoltă eficientă .

Mulți procesatori de cătină, realizează recoltarea pe baza principiului de tăiere a crenguței cu fruct și culegerea sau colectarea fructelor prin scuturarea ramurei în plan axial . Se poate practica și tăierea crenguțelor fructifere, congelarea acestora la -36oC, apoi baterea acestora pentru îndepărtarea fructului. Dezanvantajul major al acestor metode este că odată cu tăierea crenguțelor din „coroana” arbusutului, o următoare roadă s-ar putea obține abia după 2 ani.

Recoltarea semimecanizată presupune folosirea anumitor platforme tractante, prevăzute cu puncte fixe de sol sau mobile, fie verticale sau orizontale, acționate cu sisteme hidraulice.

Totuși, cea mai de succes recoltare cunoscută la moment este cea prin așa zisa metodă de scuturare „in situ” descrisă de , prin folosirea unui „tractor” specializat care asigură baterea ușoară și individuală a fiecărei crenguțe la diferite frecvențe și colectarea fructelor într-un prinzător la baza arbustului. Folosirea de mașini mecanizate speciale de scuturare a ramurilor sau a copacilor este una dintre cele mai ușoare și rapide metode.

Se mai pot folosi astfel, mașini de tipul bielă-manivelă, cu deplasare fixă, cu bară, cu inerție, pneumatice etc . Vătămarea fructelor poate fi redusă prin folosirea de colectoare cu prelate etajate, la 2-4 nivele în fucție de înălțimea arbustului, care se asigure micșorarea ănălțimii de cădere a fructului.

Indiferent de metoda de recoltare, fructele trebuie imediat supuse curățării, îndepărtării impurităților. Acestea pot fi păstrate în coșuri căptușite cu hârtie, evitându-se îngrămădirea și tasarea lor. Recomandat e ambalarea acestora, pentru transportul la locul de prelucrare, în lădițe în straturi subțiri .

Recepția cantitativă și calitativă

Recepția se poate realiza cantitativ, prin cântărirea fructelor transportate în lădițe și calitativ, în primul rând, prin analiza organoleptică (aspect, culoare, starea de frăgezime și sănătate).

Aprecierea calitativă și examinarea produselor recepționate, se face prin analiza anumitor indici fizici, senzoriali și chiar chimici, care dau valoare fructelor, în vederea ulterioarei manipulări, depozitări, industrializări.

2.1 Indici de calitate ai produsului

Autencitatea soiului- privind omogenitatea lotului recepționat și apartenența la soiul prevăzut. Originea soiului se stabilește prin însușirilor produsului, preluate din standarde, lucrări de specialitate etc.

Forma- fruct cărnos de formă ovoid-cilindrică globuloasă. Se poate prezenta și eliptic, cu forme iregulate.

Mărimea fructelor- valoarea dată de greutatea, diamentrul și masa produsului, care se determină prin cântărire, măsurare propriu-zisă . Greutatea medie a fructului de cătină variază între 270-480 mg, cu valori medii de 350 mg, în funcție de soiul ales, specie, maturitate și condițiile climaterice de creștere . Masa specifică variază de la 4 la 60 g/100 fructe.

Culoarea și aspectul pieliței- se studiază suprafața pieliței. Aceasta trebuie să fie curată, lucioasă, fără crăpături, netedă, fără loviri sau zbârcituri. Se urmărește uniformitatea culorii, să fie specifică soiului. Culoarea cătinii este una atrăgătoare, variind de la galben spre oranj, până la roșu.

Starea de prospețime – este un indiciu ce dă indicații asupra momentului recoltării fructelor și despre modul cum acestea au fost păstrate.

Prezența peduncului- reprezintă un indiciu important de calitate, deoarece lipsa sau vătămarea acestuia, duce la pierderea integrității fructului, a formei, respectiv produsul este ușor supus atacului microorganismelor.

Gradul de maturitate- se determină prin determinarea și evaluarea unor indici de calitate cum ar fi: mărime, gust, consistența pulpei, conținutului de glucide simple, poliglucide, aciditate etc..

Gustul și aroma- se apreciază prin degustare. Gustul trebuie să fie echilibrat, dulce-acid cu o ușoară astringență. Aroma plăcută, fină și specifică soiului.

Indicele de structură- se determină în special la produsele care sunt destinate prelucrării industriale, prin calcularea proporției (%) de părți needibile (peduncul, casă seminală, pieliță și sâmburi etc.). Astfel, cu cât acesta se apropie de valoarea 100, cu atât are valoare mai mare, respectiv, se vor obține consumuri specifice mai mici la procesare.

După , pentru cătină, valoarea indicelui de structură ajunge la 120 kg materie primă, pentru 100 kg parte comestibilă. Limita părților needibile se clasează între 8-23%.

Pe lângă indicii organoleptice, la recepție se mai pot determina următorii indici fizici, în scopul realizării calculelor de dimensionare a depozitelor de păstrare:

Masa volumetrică este un indice util la dimensionarea utilajelor și stabilirea spațiilor de depozitare. Reprezintă masa unui m3 de produs, cu valori de 360-650 kg/m3, care diferă în fucție de mărimea, forma și masa specifică a produsului .

Capacitatea termică masică, indice ce depinde în bună parte de conținutului în substanță uscată a fructului, cu valori între 3,3-4,1 kJ/kg/K. Aceasta servește la evaluarea și stabilirea temperaturii de manipulare, de transport a fructelor de la procesator la producător, la calculul intensității aerisirii etc..

Temperatura de îngheț, reprezintă acea valoare critică a temperaturii la care apa liberă din fruct trece în stare solidă.

Temperatura de cristalizare. Uleiul de cătină are caracteristici unice privind proprietățile sale fizice. Acesta cristalizează la -59oC, temperatură mult mai mică decât a uleiurilor vegetale tipice, precum canola (-49 oC) și floarea soarelui (-45 oC) . La o depozitare necorespunzătoare și în prezența aerului, se produce o degradare a uleiului, prin micșorarea temperaturii de cristalizarea la valori de -62 până la -65 oC .

Congelarea

Fructele proaspăt culese, sunt trasportate cât mai curând posibil spre secția de depozitare. Acestea trebuie pre-răcite imediat la temperaturi de 4-6 oC sau mai puțin pentru a reduce creșterea și dezvoltarea microorganismelor. Pre-răcirea se impune deasemenea, în scopul reducerii metabolismului produselor ușor perisabile, ce prezintă intensitate respiratorie ridicată și alterabilitate rapidă .

Fructele se vor transporta spre secția de procesare (fabrică), cu ajutorul vehiculelor izoterme sau refirgerate, pentru a menține temperatura optimă din depozitul de păstrare.

Materia primă recepționată la rampă, va fi supusă congelării la -18 oC sau -25 oC în scopul ulterioarei procesări. Această operație e necesară pentru extinderea durabilitații și integrității fructelor, a calității necesare pentru procesare.

Comparativ cu depozitele pentru produsele refrigerate, pentru cele pentru produsele congelate se recomandă o umiditate relativă a aerului cât ai mare posibil, optându-se pentru φ aproape de 100%, deoarece temperaturile scăzute le care se află produsele alimentare, nu favorizează dezvoltarea microorganismelor. Din acest punct de vedere, umiditatea ridicată reduce și pierderile de masă care pot să apară la congelare.

Deasemenea, prin asigurarea condițiilor de frig se poate asigura creșterea igienei produselor alimentare, prin reducerea semnificativă a dezvoltării microbiene.

Congelarea fructelor de cătină se practică în cazul respectiv, pentru asigurarea conservabilității fructelor pentru o durată de 2 zile de producție, pentru mențierea integrității fructelor în vederea ulterioarei procesări și a însușirilor calitative. În termeni generali, când se vorbește de congelare, se subînțelege deseori aplicarea de temperaturi negative, în valori mai mici de -18oC, faimoasa temperatură care servește un punct de referință mai mult psihologic decît fizic, reprezentând defapt 0o Fahrenheit .

Incintele pentru asigurarea congelării vor fi niște intalații frigorifice mecanice cu compresie mecanică de vapoi, acestea fiind și cele mai des utilizate în industria alimentară. Congelarea cu aer rece, transpus și circulat în plan orizontal, reprezintă avantajele că fructele de cătină nu au nicio restricție privind contactul cu aerul, nu se impune existența anumitor forme și dimensiuni etc. Procesul are loc în spații izolate termic, prevăzute cu răcitoarea de aer și ventilatoare pentru recircularea aerului rece. Fructul de cătină, vine în contact cu aerul rece care poate avea o temperatură de până la -25oC, având o viteză optimă în funcție de natura produsului și de aspecte tehnic-economice, precum sistemul utilizat, tipul aparatului, consumul de energie etc. Se pretează pentru viteze de congelare de 0,25- 3 m/s.

Spațiile de congelare sunt deasemenea prevăzute cu obturatoare și paravane, cu rolul de dirijare și circulație a debitului de aer, recomandându-se valori de 0,13- 0,3 m3/kJ .

Un aspect important de care se ține cont la congelearea fructului de cătină este vitamina C, factor de care depinde alegerea temperaturii de congelare. Conform , pierderile de vitamina C, la temperaturi de -18 oC sunt mult mai mari ( ≈50%) comparativ cu -25 oC, când aceasta prezintă stabilitate sporită. După experimentele efectuate de , fructele de cătină de origini diferite depozitate timp de 14 zile la +5oC au avut un conținut de 0,9 g/l suc, valoare care a rămas constantă în decursul tuturor zilelor de depozitare și chiar după 6 luni, la temperatura de -20 oC, aceasta nu a înregistrat modificări.

Motivația alegerii congelării fructelor de cătină este un aspect studiat privind accesabilitatea acesteia în decurusul anului, nu doar în perioada de recoltare, majoritatea procesatorilor plantațiilor de cătină obtând pentru congelearea acesteia pentru păstrare.

Sortare-Spălare

Operația de sortare are ca scop eliminarea și îndepărtarea din masa de produs a boabelor de fruct necoresunzătoare, mai mici decât cele mature, bolnave, infestate etc. Deasemenea se îndepărtează frunzulițele vizibile, resturi mici de ramuri și altele. Îndepărtarea frunzelor este dorită, deoarece acestea pot înduce o aromă specifică și au tendița de a înfunda pompele . Operația tehnologică este una opțională dacă fructele corespund cerințelor și standardelor prevăzute la recepția calitativă.

Sortarea se realizează manual la mesele de sortare prevăzute, de obicei, cu benzi trasportoare, realizate din cauciuc sau cu role. Se pot preta și pentru benzi transportoare înclinate, confecționate din plasă de sârmă. Viteza medie a acesteia fiind de 0,2 m/s .

Pentru operația de spălare se pretează pentru mașină de spălat cu dușuri tip 283, folosită pentru fructele cu textură moale, care nu ar necesita o spălare intensă.

Aceasta se folosește pentru spălarea fructelor cu o textură moale care nu necesită o spălarea intensă, realizându-se prin pulverizarea apei cu ajutorul duzelor. Eficacitatea spălării este direct corelată cu presiunea jetului de apă, recomandându-se p=0,2 MPa.

Constructiv, mașina este formată dintr-o bandă transportoare 2, confecționată din cauciuc prevăzută la partea superioară cu duze de pulverizare ce asigura spălarea produselor care trec pe bandă (în cazul produselor congelate, asigură o ușoară dezghețare, dezmorțire). Apa folosită este colectată într-un bazin și evacuată prin racorduri de evacuare la canal. Banda este acționată de doi tamburi (unul de acționare și altul de întindere) și antrenată de electromotor.

Tempertura apei de spălare este recomandată a fi de maxim 40oC, în primul rând pentru a realiza o ușoară dezghețare a fructelor congelete și pentru a nu afecta calitatea și integritatea pieliței.

Zdrobire-măcinare

Operațiile se realizează în scopul de a facilita extragerea sucului din fructele sortate și spălate și spre obținerea unei mase omogene pentru eficacitatea presării ulterioare a acesteia.

După , în industria conservelor se întâlnesc trei tipuri de zdrobire-mărunțire: grosieră, fină și menajată.

Zdrobirea grosieră se realizează prin procedee de tăiere-forfecare (tomate,mere, pere), cea fină prin centrifugare-frecare (tomate,fructe și legume de consistență semi-tare) sau detentă și cea menajată realizată prin laminare (struguri).

Pentru sucul de cătină, în scopul obținerii unei suspensii cât mai stabile în timp, a unor caracteristici organoleptice și nutritive ridicate: aspect plăcut, gust pronunțat, aromă, se pretează pentru zdrobirea-mărunțirea fină a fructelor. Din punct de vedere fizic, masa de fructe răzuite este defapt un sistem complex format din suc, un strat intermediar și partea solidă propriu-zisă .

Presare

Este metoda cea mai folosită pentru obținerea sucului. Procedeul presupune o separare a unui sitem bifazic: solid-lichid, cu condiția principală ca structura fazei solide a produsului supus presării să fie comprensibilă și să formeze capilare de scurgere prin care să se evacueze faza lichidă.

În industria sucurilor cu pulpă, se optează pentru prese continui, prin presarea ca atare a mustuielii, marcului de fructe zdrobite. După , presarea continuă prezintă o serie de avantaje:

Productivitate mare

Extragerea rapidă a mustului de fructe

Presele ocupă spații reduse și sunt economice, nefiind necesară o pregătire specială pentru exploatare

Se asigură un flux continuu.

Factorii care influențează presarea:

Suculența materiei prime. Fructele bogate în suc, vor separa mai ușor o parte importantă din partea lichidă, atât prin scurgere, cât și prin presare. Tot odată, fructele care după zdrobire elimină o cantitate mare de suc celular, permit o creștere a productivității preselor .

Grosimea stratului de material. Cu cât grosimea materialului de pe banda de presare e mai mare, cu atât există posibilitatea înfundării capilarelor, respectiv, sucul eliminându-se mai anevoios.

Consistența și structura stratului de presare. Fructele cu o consistență elastică contribuie la formarea structurii capilare, care favorizează pozitiv eliminarea sucului.

Tratamente prealabile de prelucrare. Prin analiza acestora, se urmărește posibilitatea măririi permeabilității protoplasmei celulelor , crescând astfel randamentul la presare. Dintre tratamentele posibile care ar putea fi aplicate fructelor de cătină, pot fi:

Congelarea. Se optează pentru o congelare rapidă la -15oC/-18 oC cu o decongelare la temperatura camerei sau în apă. Se constată formarea cristalelor de gheață, care distrug pereții celulelor, punând astfel în libertate sucul de fructe. Decongelarea se face fie în aer, fie în apă 15-20 minute, prin evitarea contactului prelungit, în vederea asigurări stabilității microbiologice . În procesul tehnologic, operația se va realiza prin pulverizarea cu ajutorul duzelor a apei calde, la temperaturi nu mai mari de 40 oC.

Macerare enzimatică. Tratamentul este favorabil pentru fructele care au pielița colorată intens, oferind posibilitatea extragerii mai complete a culorii. Integritatea pereților celulari este distrusă prin acțiunea enzimelor pectolitice în cantitați de 0,5-0,6% la temperaturi optime acțiunii lor de 40-45 oC.

Gradul de mărunțire. Reprezintă principalul factor asupra eficacității presării și a randamentului de obținere a sucului. Dimensiunile orificiilor rozătoarelor se stabilește în funcție de tipul de produs și de tipul de zdrobire (fină sau grosieră). Teoretic, cu cât zdrobirea este mai fină, cu atât randamentul de suc obținut va fi mai mare.

Presiunea și intensitatea presiunii. Parametrii nu au o influență hotărâtoare, operația de presare fiind optimizată în funcție de natura, starea fito-sanitară a materiei prime, dar și particularițățile constructiv-tehnice ale instalației. De obicei, acestea sunt dotate cu programatoare adecvate care determină calitate superioară și randament maxim, întru-un timp minim .

Conform , parametrii de presare se aleg în funcție de tipul de produs, per general optându-se pentru valori de 20-30 bar.

După experimentele efectuate de , folosind presele VORAN 60 K pentru sucul de cătină, se poate aplica o presiune de până la 300 bar, obținându-se un randament de 67,5 %.

În urma operației de presare rezultă borhot format din semințe de cătină și coji în proporție de 30%. Pentru valorificarea acestuia se poate opta pentru congelarea lui sau prelucrarea ulterioară prin uscare și finisare (separare semințe), cu ambalare colectivă sau separată pentru facilitarea distribuției și transportului.

Separare centrifugală/ Omogenizare

În tehnologia fabricării sucurilor cu pulpă, principalul obstacol întâlnit este legat de evitarea sedimentării particulelor în vederea asigurării stabilității sucului. Astfel, conform pentru a evita tendința particulelor să sedimenteze în timp, ceea ce ar înrăutăți aspectul comercial al sucului, se pretează pentru o micșorare a particulelor de la 0,4 mm până la 50-100 μm.

Pentru a ajunge la această valoare a gradului de mărunțire, se pot folosi mai multe tipuri de omogenizatoare, dintre care cele mai utilizatte sunt cele cu pistoane (tip plunger), sau în unelel linii tehnologice, cum e cea Bertuzzi, se folosește o instalație de centrifugare. Pentru reducerea dimensiunilor particulelor sub 100 μm , se realizeaza o omogenizare sub presiune la 50-250 bar.

La nivel de laborator am obținut la data de 16 ianuarie 2018 un suc din fructe de cătină din fructe din comerț (fig.7.1 A), folosind un storcător de bucătărie din domeniul casnic, prevăzut și cu sită de radere. Se observă culorația intensă, prezența particulelor solide din pulpă și în (fig.7.1.B) borhotul și semințele de la presare, care ulterior trebuie valorificate spre alte tehnologii.

În vederea asigurării omogenității suspensiei formate în suc (particule solide, ulei de cătină și faza apoasă), conform se poate aplica tehnologii de centrifugare, decantare, prin separarea celor trei faze. Deasemenea se mai poate aplica și ultrafiltarea ca alternativă folosită pentru îndepărtarea părților solide și obținerea unui suc clar. Recent se stabilește relația optimă între termosonificarea sucului de legume și fructe și proprietățile acestuia, în vederea asigurării stabilității în timp

La nivel de laborator, am încercat și noi centrifugarea sucului obținut anterior, în vederea separării celor 3 faze, folosind centrifuga Universal 320 R- Hettich Zentrifugen aplicând 5000-9000 rot/min timp de 10 minute, ambele la temperaturi de 30oC.

În urma experimentului realizat, am dedus concluzia că centrifugarea este cel mai bine pretabilă pentru obținerea unui suc limpede de cătină, fără particule solide. Discutabil aici este valoarea nutritivă a sucului, întrucât se elimină partea solidă valoaroasă și uleiul de cătină care a fost prezent în cantitate de maxim 0,5%. Separarea în timp a celor 3 faze este un aspect necomercial al sucului, însă prin eliminarea lor, scade direct proporțional valoarea nutritivă și utilitatea sucului.

În continuarea liniei tehnologice se va opta pentru omogenizare realizată la parametri optimi, asigurându-se o „mărunțire” a particulelor, pentru ca ulterior sucul să fie tratat HPP asigurândui-se gust și aromă deosebită, neschimbată.

În timpul omogenizării are loc o saturare a produsului cu aer, care ar putea influența negativ caracteristicile substanțelor organice din produs, micșorându-i valoarea nutritivă. Din acest motiv aceste omogenizatoare sunt prevăzute cu instalații sub vid sau combinate termice.

Ambalare

Procesul de dozare și ambalare este esențial în vederea asigurării manipulării, trasportului și comercializării sucului de cătină. Astfel se stabilește cantitatea și volumul de produs care se va introduce în ambalaj. Alegerea tipului de ambalaj se face strict corelat cu procedeul de tratament termic folosit. În cazul tratamentului HPP, ambalajele compatibile sunt cele flexibile (pungi sau butelii din plastic PET), deoarece acestea se consideră rezistente și sigure la presiuni mari de 600 MPa.

Materialele plastice sunt defapt niște compuși macromoleculari (polietilenă, polipropilenă, policloruri, policarbonați și alți copolimeri) obținuți prin reacții de polimerizare, policondensare care la încălzire trec într-o formă plastică, cu păstrarea formei obținute după răcire .

Ambalajul PET este unul relativ ușor și elastic, prezintă rezistență chimică foarte bună, stabil la temperaturi de la -60 la +220oC , fiind utilizate pentru ambalarea unei game largi de produse alimentare: apă plată și carbogazoasă, băuturi carbonatate și necarbonatate, ceaiuri, ulei, bere, oțet etc.

Produsul finit va fi ambalat în butelii PET sterilizate cu acid peracetic 12%, urmată de clătire cu apă sterilizată prin microfiltare cu ajutorul unor filtrare, parte integrantă a mașinii de igienizare. Acidul peracetic condensează pe pereții buteliilor PET, ajunge și în zona gâtului buteliei, realizând o sterifizare completă a ambalajului, iar temperatura de lucru ajunge la 70oC.

După clătire, buteliile ajung în zona de umplere a mașinii de îmbuteliat.

Pentru ambalarea sucului voi opta pentru butelii PET de volum mic de 250 ml sau chiar 150 ml, cu dimensiuni geometrice caracteristice. Se optează pentru astfel de ambalaje datorită caracteristicilor senzoriale (produsul având un pH acid, gust acru) ale sucului și pentru a putea fi consumat în termen scurt de la prima deschidere.

Butelia va fi închisă la partea superioară cu capac din plastic filetat cu inel de siguranță (Pilferproof), care asigură o închidere etanșă a buteliilor, inelul de siguranță fiind prefiletat, prin presare și strângerea garniturii pe gura de umplere-golire . Acest inel asigură inviolabilitatea ambalajului întrucât la deschidere are loc ruperea în zona pre-decupată și rămâne pe gâtul buteliei.

Se va opta pentru mașină automatizată de umplere liniare pentru producție mică, dotată cu 1-8 capete sau ventile de umplere. Aceste mașini fucționează discontinuu, nefiind necesară așezarea ambalajelor de către un operator sub capetele de umplere. În acest mod, ambalajele sunt aduse cu o bandă transportoare, în contratimp cu funționarea mașinii de umplere .

Tratamentul la presiuni înalte (HPP)

9.1 Introducere

Tratamentul mai poartă denumirea ca și (HHP- High hydrostatic pressure processing) sau (UHP- Ultra high-pressure processing). Produsele HPP au început să fie comercializate în Japonia din 1990 și în europa și Statele Unite din 1996 . Aplicația principală a tratamentului cu presiuni înalte (High Pressure Processing) constă în conservarea și asigurarea omogenității produselor alimentare.

Letalitatea tratamentului este strict corelat în funcție de compoziția chimică a produsului supus presiunilor înalte (proteine lipide, poliglucide care au efect protector asupra microorganismelor), pH, activitatea apei.

Sucul de cătină este o băutură nutritivă, bogată în vitamina C și carotenoizi cu activitate antioxidantă mare. Procesarea acestor tipuri de fructe pentru industria băuturilor trebuie să aibă ca țintă mărirea stabilității microbiologice ale acestora, controlul enzimelor endogene și retenția comușilor atioxidanți. Principala cerința pentru sucul proapăt obținut în producție este stabilitatea și activitatea antioxidantă după procesare. Procesul de fabricație, trebuie conceput astfel, încât să se respecte condițiile de inactivare a pectin-metil-esterazei (PME), responsabilă pentru cloud loss , și pentru a preveni alterarea totală a activității antioxidante .

Procesul constă în mare parte în aplicarea presiunilor înalte alimentelor, în vederea inactivării microorganismelor și a enzimelor. Comparativ cu celelalte metode de conservare, tratamentul HPP induce modificări minore a proprietăților senzoriale și nutriționale ale alimentelor.

În anii recenți, pasteurizarea aplicată produselor alimentare folosind presiunile înalte la temperatura camerei a fost din ce în ce mai acceptată și aplicată pentru uzul comercial. Calitatea acestor produse se afișează a fi net superioară nutrițional; aroma proaspătă; culoare, textură și gust îmbunătățit(ă); și extinderea vieții la raft a produselor comparativ cu cele tratate termic.

Aplicațiile presiunilor înalte includ procesarea fructelor,a legumelor, a cărnii, produselor din pește, lapte și produse lactate, ouă și produse derivate. HPP a fost deasemenea cu succes folosit la pasteurizarea produselor alimentare cu conținut ridicat de acizi, mărindu-le considerabil viața la raft. Printre primele produse tratate au fost jeleurile japoneze, gemurile și sosurile, precum și sosul de avocado (guacamole), la începutul anilor 1990, în Statele Unite ale Americii. Începând cu anii 2000, s-a observat o creștere considerabilă a produselor tratate la presiuni înalte.

De ce HPP?

Metodele termice convenționale de conservare a produselor alimentare de oricare tip sunt bine cunoscute în industrie, asigurâd siguranța și prelungind viața la raf a produselor alimentare.

Pe lângă efectele pozitive aduse industriei, deseori acestea induc și schimbări nedorite a indicilor de calitate și a celor senzoriali a produselor conservate. Pentru cătină, autorii arată ca pasteurizarea termică pentru sucul de cătină la 80oC pentru 10 min duce la pierderi semnificative de vitamina C (aproximativ 86%), pentru o perioadă de 3 luni de depozitare în condiții de refrigerare. Alți cercetători , au observat că depozitarea sucului de cătină tratat HTST ( 90 oC, 45 s) pe o durată de 7 zile la 6 oC au dus la degradarea vitaminei C de la 11 la 12 %.

Printre toate acestea, tratamentul termic pentru sucul de cătină este unul care duce la efecte nedorite din punct de vedere nutrițional, chimic și cel al consumatorilor.

Deasemenea trebuie menționat și efectul tratamentului asupra activității pectin-metilesterazei (PME), care a fost motivul a mai multor studii prezentate în , conform cărora enzima nu este inactivată prin pasteurizare la temperaturi înalte.

De aceea apare necesitate unuit tratament al sucului de cătină care să păstreze în bună parte atributele senzoriale și nutritive ale produsului, dar și să-i asigure o conservabilitate de durată. Astfel procesarea la presiuni înalte este un tratament atermic folosit pentru inactivarea celulor bacteriene, drojdii și mucegaiuri, precum și a enzimelor cu efect minim asupra proprietăților senzoriale și nutritive, astfel îmbunătățind calitatea și caracterul fresh ale produselor alimentare procesate. Presiunile înalte au un impact major asupra structurii moleculor cu masă mare precum proteine și carbohidrați, în timp ce moleculele mai mici precum compușii volatili, pigmenți, vitamine, și alte componente corelate direct cu proprietățile senzoriale, nutriționale, și menținerea sănătății sunt neafectate .

Mecanismul de acționare

HPP presupune aplicarea uniformă a unei presiuni foarte mari asupra produsului din toată părțile acestuia în câteva minute . Presiunea este aplicată izostatic (Principiul lui Pascal unde aceasta este transmisă în manieră uniformă și egală în toate direcțiile). În combinație cu o încălzire blândă, aceasta inactivează microorganismele vegetativ-patogene și cele de alterare și enzimele de degradare calitativă, astfel se extinde durata vieții la raft și se conservă proprietățile originale ale produsului alimentar .

Pe durata presurizării, compresiunea creată induce și o creștere a temperaturii, ambele acționând atît asupra produsului alimentar, cât și a fluidului de transmisie, care înconjoară alimentul. Modificările de temperatură depind nu doar de presiune (P) dar și te temperatura procesului (T) și deasemenea de proprietățile termodinamice a fiecărei substanțe implicate:

unde: Cp= căldura specifică; V= volumul specific; α= coeficientul de dilatare termică.

În procesul tipic, produsul supus tratamentului este ambalat într-un amabalaj flexibil (pungă sau butelie din plastic (PET-polietilen tereftalat) și este încărcat într-un container de plastic cu ajutorul căruia produsul ajunge în camera de presurizare „umplută” cu fluid hidraulic de transmitere a presiunii ( cel mai des fiind folosită apă, sau poliglicol, etanol). Fluidul hidraulic în cameră este presurizat cu ajutorul unei pompei, astfel presiuea acestuia fiind transmisă prin ambalaj în produsul propriu-zis. Presiunea este aplicată pentru un timp specific, variind în funcție de produs (3-10 minute teoretic și 3-5 minute practic).

Produsul tratat este scos și depozitat/distribuit în mod convențional. Datorită faptului că presiunea este transmisă uniform (în toate direcțiile simultant), alimentul își păstrează forma, în pofida presiunii extreme. Și deoarece nu se aplică temperaturi mari, caracteristicile senzoriale sunt păstrate fără a compromite siguranța microbiologică .

Echipamente

Echipamentele HPP oferă o serie de caracteristici unice bazate pe parametri de operare diferiți, precum și presiuni diferite; sisteme folosite pentru presurizare, încălzire, răcire pe durata procesului; volumul camerei de presurizare diferit etc.

Presiunea tipică a echipamentului cu presiuni înalte este aproximativ 600 MPa, dar unele echipamente sunt capabile să atingă și presiuni de 1400 MPa. Temperatura poate să se schimbe de la 20oC până la 150 oC în câteva secunde.

Costul principal în HPP îl constituie echipamentul și instalarea acestuia. Costul mediu al unui produs conservat prin presiune înaltă poate fi cu U.S.$05-1 mai mare pentru un litru sau un kg depinzând de condițiile de procesare . Costul procesării în 2011 face tehnologia potrivită doar pentru produsele de calitate superioară, extra. Nivelul de presiune poate fi reglat în fucnție de tipul de produs, astfel că aplicarea de presiuni joase, duce la un cost mai mic al produsului.

Inactivarea microbiologică și enzimatică

În aplicațiile comerciale recente, HPP este în esență un proces de pasteurizare „nontermică”, în care produsul este supus presurilor de până la 600MPa și temperaturilor mai mici de 40oC pentru 1-15 minute, în dependență de tipul de produs .

Acest tratament a fost aplicat cu succes în procesele tehnologice comerciale împotriva bacteriilor patogene precum Listeria monocytogenes, Escherichia coli, Salmonella, Vibrio, drojdii, mucegaiuri și alte microorganisme de alterare.

Presiunea înaltă în combinație cu temperatura negativă a inactivat cu succes unele bacterii, precum L.monocytogenes, folosind presiuni de până la 200MPa (pentru 100 min) în combinație cu temperaturi variate de -18 oC și -10 oC (M.Ritz et al., 2008). Printre inactivările patogenilor la aceste condiții, trebuie menținut faptul că unele microorganisme rezistente pentru a fi distruse este suficientă doar aplicarea presiunii, necesitînd doar o blândă tratare termică (chiar la temperatura camerei) pentru inactivare.

Parametrii de inactivare a bacteriilor precum E.coli și Listeria innocua, prezinte în sucul de kiwi și ananas s-au considerat optimi la 0oC și -10oC folosind presiune de 300MPa. Inactivarea s-a observat după aproximativ 5 min a tratamentului (Buzrul et al.,2008). Deasemenea bacterii ca Staphylococcus aureus și Salmonella inclusiv pot fi distruse între 7 și 8 cicluri logaritmice cu valori ale presiunii între 250-500 MPa .

Inactivarea enzimatică

Inactivarea enzimelor pentru unele produse decurge sub contolul anumitor condiții specifice, întrucât în același produs, condiții diferite pot duce atât la inactivarea, cât și la activarea acțiunii enzimatice în decursul procesării . Presiunea singură nu este suficientă pentru a inactiva enzimele.

Efectul presiunilor înalte asupra enzimelor este dat de modificările conformației și structurii în celule proteice, schimbări în substratul de interacțiune și în membrana celulară .

Polifenoloxidaza (PFO) este de obicei enzima legată de îmbrunarea enzimatică a fructelor, și efectul HPP a fost studiat asupra unor fructe, cum ar fi : mere, caise, avocado, guava, pere, struguri, prune, căpșuni și roșii . Rezultatele acestor studii au arătat că presiunea înaltă crează o permeabilizare a celulei, o trecere a gazului în mediul celular , și, ca rezultat îmbrunarea este generată când stresul fizic creat de presiune este suficient ca să degradeze celula.

Pectin metilesteraza (PME) este un bun exemplu de enzimă care poate fi inactivată/activată. Aceasta este o enzimă fie de origine vegetală sau microbiană care catalizează demetoxilarea pectinei, un component major al peretelui celular polizaharidic contribuind la integritatea și rigiditatea țesutului. Aplicarea presiunilor înalte scade gradul de metil-esterificare în fructe și legume. Descreșterea observată este mai mare la produsele tratate HPP, comparativ cu cele tratate termic, acest fapt explicându-se prin stimularea demetoxilării chimice sub presiune . Pectin metilesteraza specifică cătinii s-a dovedit a fi mult mai rezistantă la aceleași condiții de inactivare comparativ cu cea din sucul de portocale (400 MPa și 25oC), dar mai senzibilă ca cea din fructul de banană, care necesit condiții mult mai intense de inactivare .

Specific fructelor de cătină, prin experimentele descrise de , valorile optime în care se sigură inactivarea au fost de 200-600 MPa și temperaturi de 25-35 oC cu durată de presurizare în intervalul 5-40 minute. Conform datelor obținute, inactivarea PME trebuie privită din două aspecte:

Temperatura: Scăderea activității enzimatice are loc progresiv la aceleași condiții izoterme (25oC) , dar condiții izobare diferite (200-600 MPa). Inactivarea până la valori subunitare are loc la 600 MPa după aproximativ 10 minute, comparativ cu cele 30 minute obținute la 200 MPa.

Presiunea: Asigurarea de aceleași condiții izobare , dar condiții izoterme diferite (25-35 oC). Atingerea valorii de inactivare aproape de zero este asigurată de temperatura 35 oC, într-un interval de aproximativ 10 min, comparativ cu 25-30 oC în timp de peste 12 minute.

În concluzie, la presiunea de 600 MPa și temperatura de 35 oC, tratarea sucului de cătină în timp de 5-10 minute va asigura inactivarea în proporție de 90 % a enzimei.

Efectul presiunilor înalte asupra caracteristicilor senzoriale

Presiunile înalte sunt considerate o opțiune excelentă pentru procesarea fructelor datorită modificărilor minime ale caracteristicilor senzoriale ale acestora. Păstrarea caracteristicilor senzoriale este parțial explicată de efectul mic al HPP asupra legăturilor covalente a compușilor cu masă moleculară mică, precum compușii de culoare și aromă.

Conservarea culorii indică efectul limitat al presiunilor înalte asupra pigmenților: clorofilă, carotenoizi, antociani etc., responsabili pentru colorația fructelor. Efectul HPP asupra acestora depinde de condițiile de procesare, de obicei, acesta nu prezintă o degradare a culorii la temperaturi moderate sau cele ale camerei ( mai mici de 40oC). Culoarea boabelor de cătină este dată în bună parte de carotenoizi, neînregistrându-se schimbări ale acestora la acțiunea presiunii.

Aroma fructului de Hippophae rhamnoides L. Este percepută ca fiind sărată și astringentă , datorită conținutului ridicat de acid, cel mai important fiind acidul malic . Efectul HPP asupra aromei este încă un subiect de cercetare, cu toate că componentele specifice aromei nu sunt afectate.

Textura este un major indicator de calitate al fructelor și este schimbat, modificat semnificant în timpul sterilizării termice, datorită depolimerizării pectinei din structura peretelui celular, cu solubilizarea acesteia, crescând astfel adeziunea celulară, rezultând astfel înmuierea țesutului . Aceasta depolimerizare este strict dependentă de pH, gradul de pectin-metil-esterificare. Se observă o îmbunătățire a texturii în timpul compresiunii la procesare.

Efectul presiunilor înalte asupra valorii nutritive

În general, concentrația de oxigen joacă un rol important în degradarea vitaminei C în timpul HPP. Atunci când concentrația este mică, degradarea acestei vitamine este limitată. În plus, atunci când concentrația de zaharuri este ridicată, degradarea acestei vitamine este limitată, datorită efectului protector dat de presiune. Combinarea presiunilor înalte cu temperaturi de aproximativ 60oC crește degradarea semnificativă a acidului ascorbic . Cu toate că presiunile înalte afectează legăturile de hidrogen, hidrofobice și ionice ale macromeloculelor, acestea nu au nicio influență negativă asupra moleculelor mici precum vitaminele, substanțele de gust și miros .

Concluzii și remărci

Una din pricipalele provocări în cercetarea tehnologiilor nontermale, precum procesarea la presiuni înalte, este de a stabili scurtarea timpului de procesare comparativ cu tratamentele clasice termice. Este o tehnologie nontermică promițătoare, datorită impactului minim asupra parametrilor de calitate a fructelor și a produselor din fructe. Condițiile optime pentru pasteurizarea non-termică s-au dovedit a fi la 600 MPa cu 35oC, pentru un timp de 5-10 minute. Aceste condiții pot fi folosite în aplicare pentru obținerea comercială a unui suc de cătină de calitate superioară, în vederea cererii pe piață a unui produs fresh-like.

Etichetare

Eticheta este un element esențial în scopul promovării vânzări produsului alimentar . După tratamentul la presiuni înalte, ambalajul este etichetat la mașina de etichetat. Se pretează pentru etichetă de corp sau jur-împrejur cu diamentru caracteristic, confecționată din material plastic flexibil, cum ar fi LDPE (Low Density Polyethylene), imprimată complet pe suprafața exterioară.

Aceasta este aplicată prin suprapunerea marginilor sale cu fixarea lor inclusiv pe suprafața buteliei cu adeziv (asigură o bună aderență și un timp scurt de fixare). Aceasta asigură funcția de comunicare, consumatorul beneficiind de informații ca: denumire produs, identificare producător și distribuitor, indici de calitate, informații privind termenul de valabilitate și modul de utilizare și păstrare, beneficii ale sucului tratat HPP, coduri de identificare ș.a.m.d.

Alegerea unei mașini de etichetat prezintă importanță în vederea proiectării prototipului produsului de ambalat. Se optează pentru mașini de etichetat cu o capacitate mai mare, care să permită opriri pentru igienizarea acesteia și asigurarea stării de curățenie.

Depozitare

Produsele HPP curent comercializate în marketele internaționale se pot găsi sub formă refrigerată. În unele cazuri acest lucru este necesar pentru siguranță (de a preveni creșterea sporilor în produsele slab acide). Pentru produsele acide, refrigerarea nu este necesară pentru a asigura stabilitatea microbiologică, dar este utilizată pentru a păstra calitățile aromatice și pentru a extinde termenul de valabilitate .Se vor opta pentru condiții optime de depozitare 4 oC până la un maxim de 12 oC (pentru borhotul uscat) la o umiditate relativă a aerului (φ=75%).

Sucului de cătină etichetat i se va face o ambalare secundară colectivă în cutii de carton în scopul ușurării operațiunilor auxiliare de manipulare, depozitare și transport spre centrul de desfacere. Cutiile de carton au formă paralelipipedică, prevăzute cu clape de închidere . Se vor folosi cutii de caton TIP T6 cu dimensiunile caracteristice: 760mm (lungime), 380mm (lățime și înălțime).

Uscarea borhotului cu semințe de cătină

Uscarea reprezintă acea operație de îndepărtarea totală sau parțială a umidității din produsele vegetale. Altfel spus, umiditatea unui material solid este dat de conținutul de apă care poate fi înlăturat prin uscare completă.

Uscarea borhotului cu semințe de cătină se realizează în scopul asigurării unei bune conservabilități, prin împiedicarea reacțiilor microbiologice care pot sa apară (fizico-chimice, enzimatice, biochimice) și nu în ultimul rând pentru a ușura operația ulterioară de transport, manipulare, depozitare, comercializare etc.

Borhotul de cătină uscat este valorificat astfel, prin folosirea ca colorant natural alimentar, ca supliment și o bună soluție pentru alimentația animalelor. Semințele de cătină sunt valorificate ulterior în vederea obținerii uleiului de cătină, un produs extrem de valoros folosit în industria farmaceutică.

Într-un produs alimentar, sub orice formă nativă a sa, apa se poate regăsi sub mai multe forme: de cristalizare (fiind greu îndepărtată cu păstrarea materialului intact, nedeteriorat), apă legată (prin procese de osmoză, adsorbție) și apa liberă (care se îndepărtează cel mai ușor).

Practic, prin procedeul de uscare are loc o trecere a apei din stare lichidă, în stare gazoasă. Pentru produsele solide, sub formă de borhot se pretează pentru uscarea prin convecție cu ajutorul aerului uscat și cald, aer capabil să cedeze căldura sa produsului supus uscării, producând evapoararea apei din materialul respectiv.

S-a ales ca metodă de uscare cea cu uilizarea de uscătoare în pat fluidizat. Este o metodă dinamică de uscare, materialul supus uscării fiind antrenat în mișcări turbinare. Atfel, borhotul va fi introdus într-o incintă străbătută ascendent de un curent de aer cald și uscat prin perforațiile unei plăci pe care este dispus borhotul. Curentul ascendent duce la o ridicare și o amestecare a borhotului ( seamănă ca o fierbere a lichidelor), permițând astfel o uscare completă, unifromă și relativ rapidă datorită suprafeței de contact mari și a posibilității reintroducerii borhotului în mod cotinuu. Aceste utilaje cu funcționare discontinuă, au capacități de până la 200 kg, cu o durată de uscare de 20-40 minute. [https://studfiles.net/preview/5749561/page:37/].

Firma germană specializată în implementarea acestor tipuri de utilaje este Glatt GmbH, care pune la dispoziție uscătoare în pat fluidizat verticale sau continue, cu capacități specifice de la 20 g- 1500 kg/h. https://www.glatt.com

Borhotul poate fi uscat în strat fluidizat, cu o viteză a aerului de 0,8-3,0 m/s la dimensiuni ale particulelor de 800-2000 μm . Pentru economisirea de energie se utilizează uscătoare în pat fluidizat în mai multe trepte, cu temperatura aleasă în funcție de tipul de produs. După operația de răcire produsele uscate se ambalează în materiale flexibile sau din hârtie pentru comercializare sau spre industria extractivă.

Conform sursei http://www.findpatent.ru/patent/226/2262864.html uscarea borhotului rezultat în urma presării este recomandat de a fi tratat la temperaturi blânde în jur de 55-60oC, până la o umiditate admisă de 14,0 ± 0,5 %. Deasemenea studii efectuate în Rusia privind uscarea brhotului de cătină, de specifică o vitează de uscare de 1,66-2 m/s (valori care pot ajunge până la 3-8 m/s) pentru un interval de temperatură de 50-80 oC.

Borhotul uscat se va depozita la temperatura mediului ambiant (+18…+22oC) la o umiditate relativă nu mai mare de 70%.

3.4 Calculul bilanțului de materiale (total și parțial), consumul specific și randamentul de fabricație

Un bilanț de materiale presupune în sine o evidență a circuitului materialelor într-o instalație analizată. Acesta reflectă transformările la care este supus unul sau mai multe materile pe parcursul întregului proces tehnologic.

Scopul acestuia este de a distinge informațiile necesare pentru o bună conducere economică a procesului tehnologic și e important la dimensionarea utilajelor și a instalațiilor.

Conform schemei tehnologice descrise în subcapitolul 3.3, bilanțul de materiale pentru obținerea a 250 kg de suc de cătină tratat HPP va începe de la procedeul de Ambalare, fiind prezentat astfel:

Operația de Ambalare

BT:

Operația de Omogenizare

BT:

Operația de Presare

La întocmirea bilanțului total de materiale la această operație, se va ține cont de randamentul de suc și borhot obținut la presarea boabelor mărunțite (Mi). Respectiv, pentru suc randamentul este de (70%) și borhot (30%).

Se determină cantitatea de suc și borhot total (x) obținut în urma presării:

Astfel cantitatea de borhot, va fi :

BT:

Operația de Mărunțire

BT:

Operația de Sortare și Spălare

BT:

Operația de Recepție cantitativă și calitativă

BT:

Valorile pentru Consumul specific și randamentul de fabricație sunt:

Bilanțul de materiale sub formă tabelată

3.5 Bilanț termic la uscarea borhotului cu semințe de cătină

Borhotul de cătină cu semințe rezultat la presarea fructelor de cătină este uscat ulterior folosind un uscător în pat fluidizat până la o umiditate de 4-7% în vederea asigurării stabilității și conservabilității.

Astfel, pentru asigurarea operației, drept agent de uscare este folosit aerul din mediu, cu anumiți parametri (fig.1.)

Cunoscând:

Bi- debitul masic de borhot umed, kg/h;

Bu- debitul masic de borhot uscat, kg/h;

p- pierderile la uscare, kg/h (0,5%);

SUi- conținutul în substanță uscată a borhotului umed, %;

SUf- conținutul în substanță uscată a borhotului uscat, %;

se va determina L= debitul masic total de aer complet uscat, kg/h.

Aerul proaspăt cu parametrii t0us, t0um, φ0, x0, h0 este încălzit în uscător până la temperatura de 65oC, la un conținut de umezeală constant (x0= x1). Practic acest aer este folosit în cadrul procesului de uscare.

Calcularea bilanțului masic la uscare

Ecuația generală de bilanț:

BT: , unde W- cantitatea de apă îndepărtată din material (kg apă/h)

;

În vederea stabiliri conținutului în SUi și SUf după uscare a borhotului, s-a determinat experimental umiditatea prin uscare la etuvă timp de 3h, la 105oC a borhotului proapăt presat și la aceiași parametri, umiditatea borhotului în prealabil uscat în pat fluidizat la 65 oC, timp de 1h, cu ajutorul aparatului Sherwood, Tornado Model 501, Fluid Bed Dryer.

Astfel, cunoscând:

Ui= 40,74% și Uf= 7% (valoare impusă teoretic în vederea asigurării conservabilității și stabilității produsului, conform sursei X??????) (conform relației (4) și (5) ) se poate determina:

Bi- cantitatea de borhot rezultat de la presare (conform bilanțului de materiale, cap.X.X) = 110 kg/h

,

Din relația (2) se poate calcula:

Determinarea bilanțului termic la uscare

Determinarea umidității inițiale și finale (conform experimentului efectuat anterior)

unde:

– umiditatea inițială, %;

– umiditatea finală, %;

-cantitatea de borhot înainte de uscare, kg;

cantitatea de borhot după uscare, kg;

cantitatea de borhot uscat fluidizat înainte de uscare, kg;

cantitatea de borhot uscat fluidizat după uscare, kg;

Calcularea debitului masic de apă evaporată din produs

,

unde M1= debitul de borhot umed, kg/s.

Pe baza datelor experimentale, se trasează operația de uscare în diagrama h-x

Astfel, la operația de uscare, aerul proaspăt a fost utilizat având următorii parametri, determinați cu ajutorul psihometrului Asseman: t0us= 22,4oC și t0um= 15,2oC. Cu ajutorul diagramei h-x, determinându-se:

φ0= 52%

x0= 0,0085 kg/kg

h0= 48 kJ/kg

Aerul e încălzit în uscătorul în pat fluidizat la t1= 65 oC, procesul de încălzire derulând la x0= x1=ct, rezultă astfel :

x0= x1= 0,0085 kJ/kg

h1= 92 kJ/kg

φ1= 6%

Aerul încălzit asigură uscarea borhotului în uscătorul în pat fluidizat fără recircularea lui cu h2= h1=ct și impunându-se umiditatea relativă a aerului uzat la ieșire din uscător φ= 70 %, rezultă astfel parametrii aerului uzat :

h2= h1= 92 kJ/kg

t2= 33 oC

x2= 0,022 kg/kg

t2um= 26 oC

Astfel, pe diagrama h-x, se vor obține 3 puncte, reprezentate in fig. X

A= reprezintă parametrii aerului uzat;

B= caracterizează parametrii aerului încălzit;

C= reprezintă parametrii aerului uzat la evacuare din uscător

Parametrii aerului pentru toate cele 3 stări citite din diagrama h-x sunt reprezentate sistematizat în tabelul X.

Cunoscând valorile parametrilor, se poate determina debitul masic total de aer complet uzat, kg/h.

Determinarea debitului de aer

Cunoscând valoarea L, se poate determina consumul specific de aer (l) necesar la uscare:

Capitolul 4. Elemente de operații și utilaje

La alcătuirea schemei tehnologice de legături trebuie să se țină cont de asigurarea continuității fluxului liniar al tuturor utilajelor, cu reprezentarea tuturor conductelor,armăturilor, aparatelor de măsură, de control și automatizare, precum și a celorlalte elemente tehnologice ale instalațiilor folosite pentru a realiza producția proiectată.

Materia primă (fructele de cătină) este transportată la secția de producție cu vehicule izoterme, fie în stare refrigerată (0-4oC) sau congelată (-15/-18oC). Lădițele cu cătină sunt așezate pe euro paleți cu dimensiuni de 80×120 cm. Din mașina de transportat, paleții cu lădițe sunt descărcate cu ajutorul unei transpalete electrice sau a unui mototraspaletă (poz.tehn.X) și sunt introduse în depozitul pentru materia primă unde se menține temperatura de -15oC sau -18 oC și o umiditate relativă cât mai aproape de valoare 100%.

La recepția cantitativă se va folosi un cântar tip platformă (poz.tehn.X). Din depozitul pentru materia primă, lădițele cu bobițele de cătină, așezate pe europaleți sunt aduse cu ajutorul transpaletei la baza benzii transportoare de sortare (poz.tehn. X) unde este ridicată la nivelul X cu ajutorul personalului. Banda transportoare din cauciuc are o viteză de 0,1-0,2 m/s. La nivelul benzii pe de-o parte și de alta, personalul responsabil realizează o inspecția a fructelor cu eliminarea ulterioară a frunzulițelor și impurităților ce pot exista sau a eventualelor fructe neconform, pe care le introduc în niște coșuri laterale.

Banda de transportat (X) aduce materia primă sortată la capătul benzii transportoare cu sistem de spălare cu dușuri (poz.tehn.X). Spălarea are loc prin stropirea apei prin intermediul duzelor cu o presiune de 0,2 MPa. Banda este acționată de un electromotor de 0,75 kW și cu o viteză de 0,2 m/s. Construcitv se pretează pentru benzi de 800 mm lățime și înălțimea stratului de produs de 1/10 din lățimea ei.

La capătul benzii transportoare cu sistem de spălare cu dușuro, fructele ajung în cuva transportorului cu raclete (poz.tehn.X) antrenat de un motor cu 0,75 kW putere și sunt ridicate la nivelul zdrobitorului (poz.tehn.X). Fructele mărunțite ajung în gura de alimentare a presei tip bandă (poz.tehn.X) unde are loc presarea cu colectarea sucului de cătină în rezervor de colectare (poz.tehn.X) cu sită de filtrare și pompă integrată pentru presa bandă. Borhotul rezultat este colectat în căruciorul de colectare și transport (poz.tehn.X).

Sucul de cătină este pompat cu ajutorul pompei cu rotor flexibil (poz.tehn.X) cu o presiune de 10 bar și o putere instalată de 0,37 kW/h la omogenizatorul

Sucul omogenizat este depozitat într-un tanc tampon (poz.tehn.X). pentru a asigura condiții optime de păstrare intermediară a sucului, având o capacitate de 1000 kg/h.

Cu ajutorul pompei centrifugale (poz.tehn.X) sucul colectat intermediar în cantitate de 250 L/h , este adus la mașina de dozat prevăzută și cu sistem de închidere (poz.tehn.X), unde are loc mai întâi igienizarea la interior cât și exterior a buteliilor cu apă caldă, urmată ulterior de ambalarea sucului în butelii PET de 250 mL.

După închiderea ambalajelor acestea ajung pe masa de aglomerare (poz.tehn.X) unde sunt încărcate manual în cărucioare pentru transport și distribuite în cilindrii mașinii de tratament la presiune înaltă. Acești cilindri sunt alimentați în instalația de tratament la presiuni înalte HPP ( High Pressure Processing) (poz.tehn.X) cu respectarea parametrilor de tratare de 600 MPa, 35oC, timp de 5 minute.

După aplicarea tratamentului, buteliile PET sunt descărcate manual din cilindrii mașinii HPP și aranjate de către operatori pe masa de aglomerare (poz.tehn.X) cu o ușoară îndepărtare a excesului de apă din timpul tratamentului și aranjate pe banda transportoare a mașinii de etichetat (poz.tehn.X), având o viteză de ambalare de minim 20 butelii/min cu o durată de funcționare de 7h.

După operația de etichetare, ambalajele sunt ambalate colectiv în cutii de carton de formă paralelipidedică, prevăzute cu clape de închidere.

Sucul de cătină tratat HPP, ambalat și etichetat este depozitat și aranjat pe rafturile depozitului unde se asigură temperatura maximă de 12 oC la o umiditate relativă a aerului (φ=75%).

Spre sfârșitul turei de muncă, se va realiza igienizarea spațiilor de producție și a instalațiilor cu ajutorul unui sistem descentralizat de spălare-igienizare.

Borhotul uscat se va depozita la temperatura mediului ambiant (+18…+22oC) la o umiditate relativă nu mai mare de 70%.

4.1. Alegerea și dimensionarea utilajelor și instalaților necesare

Zilnic, în secția de producție se va prelucra cu aproximație 2667 kg cătină proaspătă sau congelată. Pentru dimensionarea și alegerea utilajelor și a instalațiilor pentru atingerea scopului propus, se va ține seama de următoarele aspecte:

Europaleți

Fructele de cătină sunt aduse la secția de producție cu ajutorul autovehiculelor termoizolante. Întrucât capacitatea unei navetei se estimează a fi de 5 kg cătină, cu o dimensiune a navetei de 600mmx 400 mm, pe un europalet de dimensiunile de 800×1200 mm, pot fi așezate suprapus astfel:

4 navete în 5 rânduri suprapuse = 20 navete cu greutatea totală:

20 navete x 5 kg = 100 kg cătină/europalet

Transpaletă electrică (poz.tehn.X)

Se estimează capacitatea autovehiculului de 5500 kg, astfel pot fi încărcate într-un camion 5500 kg / 100 kg/ europalet = 55 europalete.

Se poate calcula durata de descărcare a unui camion:

Considerând că o transpaletă poate ridica a câte 2 palete concomitent, rezultă: 55 europalete / 2 ≈ 28 europalete x 4 minute = 112 minute = 1,86 h, adică 1 h 52 min.

Cântar tip platformă (poz.tehn.X)

Întrucât transpaleta (poz.tehn.X) poate descărca a câte 2 palete cu masa totală: 2 x 75 kg = 150 kg materie primă, luându-se în considerare și masa paletelor și a nevetelor, alegerea cântarului trebuie trebuie corelată cu capacitatea maximă a acestuia, asigurând cântărirea a minim 250 kg fructe de cătină.

Bandă transportoare de sortare (poz.tehn.X)

Este confecționată din cauciuc, prevăzută cu postament plasat la nivelul 0.0 m, tamburi de acționare și întindere și electromotor ce asigură o viteză a benzii de 0,1-0,2 m/s. Pe de-o parte și alta a benzii, se află muncitori care inspectează fructele de pe bandă, cu eliminarea celor neconforme și a impurităților. Banda e prevăzută la capăt cu duze de spălare a fructelor, acestea fiind poziționate între cele 2 benzi.

Se estimează cantitate de fructe de cătină pe care o persoană le poate sorta de aproximativ 180-200 kg/h cu o capacitate a benzii de sortat de 1000 kg/h, rezultă:

N (numărul de persoane necesar pentru asigurarea operației de sortare) :

N= 1000 kg/h / 200 kg/persoane = 5 persoane/h.

Rezultă că pentru 1 m lungime și 0,6 m lățimea locului de muncă, se poate calcula lungimea totală de activitate a benzii, după :

L=

în care:

P-cantitatea de materie primă sortată, t/h;

a- lățimea locului de muncă, m;

q- norma efectuată de muncitori, t/h;

l- lungimea de bandă pentru un muncitor, m;

p- lungimea neîntrebuințată din trasnportor (lungime tamburi),m.

Astfel, se recomandă o bandă de sortare cu aceste caracteristici tehnice:

Lățime 600 mm

Lungime 4000 mm

Debitul masic de materie primă de 1000 kg/h

Putere instalată de 0,75 kW

presiunea apei = 0,2 Mpa

Debit apa = 0,106 m3/h

TIMPUL TOTAL de funcționare al benzii transportoare este : 2667 kg/zi / 1000 kg/h = 2.66 ( adică 2h 40 minute deoarece 0,66h*60 min ≈ 40 minute).

Bandă transportoare cu sistem de spălare cu dușuri (poz.tehn.4)

Alegerea benzii transportoar se face în corelație cu cantitatea de materie primă ce poate fi prelucrată în interval de 1h și cu banda de sortare și spălare (poz.tehn.3), cu rolul de a favoriza eliminarea surplusului de apă de pe suprafața frcutelor de cătină și pentru alimentarea buncărului utilajului următor. Considerăm că această bandă are lungimea de 2 m și adoptăm un singur loc de muncă.

Spălarea fructelor se realizează cu un sistem de dușuri cu duze de pulverizare poziționate la capătul dintre cele două benzi.

Se adoptă un număr de 30 de duze de pulverizare. Cunoscând numărul acestora, se poate calcula debitul necesar de apă/h:

,

, unde:

– constantă (3,14);

d- diametrul unei duze, m;

– viteza benzii, m/s;

n-numărul de duze de pulverizare;

Această bandă va avea deasemenea o capacitate de 1000 kg/h asigurând funcționarea continuă a instalației. Astfel timpul de funcționare al acesteia va fi de 2,66 h/zi, cu următoarele carcateristici tehnice:

capacitate 1000 kg/h

viteza bandă = 0,2 m/s

presiunea apei = 0,2 MPa,

Debit apa = 0,106 m3/h

putere electromotor 0,75 kW

TIMPUL TOTAL de funcționare al benzii transportoare cu sistem de spălare cu dușuri este : 2,66 h/zi ( adică 2h 40 minute deoarece 0,66h*60 min ≈ 40 minute).

Transportor cu raclete (poz.tehn.X)

La achiziționarea unui transportor cu raclete se iau în considerare aspecte constructive și funcționale precum: lungimea benzii de transport, lățimea și înălțimea unei raclete, unghiul de înclinare și viteza de transport ale benzii; valori care sunt corelate cu tipul de produs transportat.

După , viteza lanțului transportor w, variază de la 0,2-0,45 m/s (maxim 1,25 m/s) pentru leguminoase și materiale granulare, cu unghi de înclinare a benzii de 0o-45o cu raclete de dimensiuni variabile de 500 mm (lățime) x 100-125 mm (înălțime). Lungimea maximă admisă pentru transportor fiind de 30 m.

Deoarece presa (poz.tehn.X) asigură o capacitate de până la 1000 kg/h și considerând o cantitate de ≈ 372 kg/h boabe de cătină spălate, se impune ca transportorul tip raclete să aibă o capacitate de 1000 kg/h maxim.

Se va opta pentru o bandă transportoare cu următoarele carcateristici:

Capacitate minimă 400 kg/h

Capacitate maximă 1000 kg/h

Lungime 4 m (se consideră faptul că ridicarea materiei prime la mașina de zdrobit are loc până la nivelul 3,5 m )

Puterea instalată 2,2 kW

TIMPUL TOTAL de funcționare al mașinii de spălat cu dușuri este: 2661 kg/zi cătină spălată / 1000 kg/h = 2,66 h/zi (adică 2h 40 minute deoarece 0,66h*60 min ≈ 40 minute).

Zdrobitor (poz.tehn.X)

Cantitate de fructe de cătină de mărunțit va fi de 2730 kg/zi, cu o durată de funcționare egală cu cea a transportorului cu raclete (poz.tehn.X) de 2,66 h/zi.

Capacitatea minimă a zdrobitorului de 2634,31 kg/zi / 2,66 h/zi = 990,34 kg/h.

Se recomandă astfel o mașină de mărunțit grosier având următoarele carcateristici tehnice:

Capacitate maximă 1000 kg/h

Putere integrată 2,2 kW

Presă tip bandă (poz.tehn.X)

Cantitatea de fructe de cătină mărunțită zilnic este de 2611 kg/zi.Presa trebuie să asigure o continuitate a procesului tehnologic, astfel că timpul de funcționare va fi de 2,66 h/zi.

Se va alege o presă care să proceseze: 2611 kg/zi / 2,66 h/zi = 981,58 kg/h.

Se recomandă alegerea unei mașini de presare cu următoarele aspecte tehnice:

Capacitatea minimă de procesare 1000 kg/h

Capacitatea maximă de procesare 1000 kg/h

Puterea instalată 0,75-1 kW/h

Presiunea aplicată 2-3 MPa

Rezervor colectare cu sită de filtrare și pompă integrată pentru presa bandă (poz.tehn.X)

În urma operației de presare, sucul de cătină obținut este colectat într-un bazin cu o capacitate minimă de 260l/h. Rezervorul e prevăzut cu o sită din material inoxidabil cu ochiuri de 1 mm, pentru a filtra eventualele impurități regăsite în suc după presare.

Cărucior de colectare și transport borhot (poz.tehn.9)

În urma operației de presare se elimină borbot în cantitate de 110 kg/h minim, respectiv 770 kg/zi. Astfel, pentru a asigura o rezervă de capaitate și un coeficient de umplere de 0,8, se va alege o cuvă de colectare de o cantitate de 150 kg/h maxim, pentru colectarea borhotuui și transportul acestuia spre secție de uscare-standardizare.

Pompă cu rotor flexibil (poz.tehn.11)

În vederea asigurării continuității liniei de producție, alegerea pompei trebuie corelată cu caracteristicile tehnice ale presei și rezervorului (poz.then.XX)

Se recomandă o pompă cu următoarele caracteristici tehnice:

debit minim 260 kg/h

debit maxim 1000 kg/h

presiune de pompare 10 bar

putere instalată 0,37 kW și turație de 900 rot/min

Omogenizator (poz.tehn.X)

Cantitatea de suc de cătină ce trebuie omogenizată este de 1790 L/zi. Pentru funcționarea continuă a utilajelor, durata de funcționare a omogenizatorului se impune: 2,66h/zi. Se alege un omogenizator cu următoarele caracteristici tehnice : 1790 kg/zi / 2,66 h/zi = 673 kg/h.

Se va adopta un omogenizator:

Capacitate minimă ≈ 675 l/h

Capacitate maximă 1000 l/h

Presiune aplicată maxim 140-800 bar

Putere instalată 11 kW

Tanc tampon izoterm(poz.tehn.X)

În vederea asigurării condițiilor optime de păstrare intermediară a sucului de cătină, se alege un tanc tampon izoterm care să permită desfășurarea în regim continuu a procesului tehnologic, adică în 2,66 h/zi. Tancul va avea o capacitate minimă de : 1763 kg/zi /2,66 h/zi = 663 kg/h.

Se va alege un tanc tampon izoterm cu următoarele caracteristici:

Capacitate maximă 1000 kg/h

Dotat cu sistem de agitare 1000 rot/min, gură de vizitare și afișaj de temperatură.

Putere instalată 4,4 kW/h

14) Pompă centrifugală

În vederea asigurării continuității liniei de producție, alegerea pompei trebuie corelată cu caracteristicile tehnice ale tancului tampon (poz.then.XX)

Se recomandă o pompă cu următoarele caracteristici tehnice:

debit minim 260 kg/h

debit maxim 1000 kg/h

presiune de pompare 6 bar

putere instalată 0,37 kW și turație de 900 rot/min

Mașină de îmbuteliere. de dozat prevăzută și cu sitem de închidere (poz.tehn.X)

Cantitatea de suc care trebuie ambalat zilnic este de 250 L/h, adică 1750 L/zi.

Considerând ambalarea sucului de cătină în butelii PET de 0,25 L, rezultă capacitatea mașinii de ambalat: 250 L/h / 0,25 L/butelie = 1000 butelii/h, respectiv 7000 butelii zilnic.

Durata de funcționare a mașinii de ambalat va fi : 1750 kg/zi / 250 kg/h = 7 h

Astfel, se va alege o mașină de ambalat cu următoarele caracteristici tehnice:

Capacitate minimă 1000 butelii/h

Capacitate maximă 1200 butelii/h

Putere instalată 2,5 kW/h

Consumul de apă folosit la igienizare 0,5 m3/h

Linia de îmbuteliere are o structură complexă, cu o configurație rotativă constând din 5 zone: zona de alimentare cu butelii PET formate, zona de sterilizare butelii, zona de clătire cu apă sterilă , zona de umplere butelii și închidere.

În zona de igienizare-sterilizare a buteliilor se folosește un amestec de agent sterilizant și aer ce conține 12% acid peracetic. Se estimează un consum de agent de sterilizare de 1,5 L/h soluție concentrată pentru 1000 butelii/h. Agentul acționează timp de 4-5 s, asigurându-se o eficiență maximă în distrugerea bacteriilor .

În zona de clătire, are loc clătirea cu apă obținuă de la un sistem de microfiltrare dotată cu filtre.Acest sistem de microfiltrare se montează pe conducta de alimentare cu apă rece de la rețea. Zona de clătire are două bucle circulare, ce permit eliminarea urmelor de apă din interiorul buteliilor și readucerea buteliei în poziție normală înainte de intrarea în zona de îmbuteliere. +

Mașină de ambalat DOSIMAQ RF-25 6/1. Este o mașină de dozat automată, prevăzută cu sistem de rotativ intermitent cu placă tip stea și 6 locașuri pentru mișcarea buteliilor. Unitatea este echipată cu pompă și generator de impulsuri pentru selectarea dozei de la contorul electronic, ideală pentru doze de 250 mL. Mașina este prevăzută și cu sistem de închidere automat.

Mașina de îmbuteliat este parte componentă a liniei de amblare dotată cu mașină de igienizare-sterilizare. (poz.16A, 16B).

Masă de aglomerare (poz.tehn.X)

De pe banda mașinii de dozat, buteliile PET cu suc de cătină gata ambalat ajung pe masa de aglomerare, unde vor fi preluate și transportate spre instalația de tratament HPP cu ajutorul unor cărucioare tractibile. Capacitatea acesteia trebuie corelată astfel încât să asigure continuitatea procesului tehnologic cu 1000 butelii abalate per oră.

Instalație HPP (High Pressure Processing) (poz.tehn.X)

Alegerea unui echipament de la Hiperbaric a fost o alegere destul de grea, încrucât acesta trebuia corelat cu capacitatea de producție pe care trebuia s-o realizez, cât și datorită prețului instalației. Conform , o instalație variază de la $500.000 până la $ 2.500.000. Conform , instalația Hiberbaric 55 costă 0,5 milioane dolari.

Astfel, din motive economice procesul tehnologic a fost conceput în concordanță cu cea mai mică capacitate pe care instalația poate s-o prelucreze timp de o oră = 250 L/h. Deasemenea acest aspect a fost luat în considerare și la timpul de recuperare al investiției calculat în capitolul X.

Cantitatea de suc de cătină care trebuie tratat la presiuni înalte este de 250 L/h, adică 1750 L/zi.

Se va opta pentru o instalație cu o capacitate de minim 250 L/h. Potrivit https://www.hiperbaric.com, instalația HPP Hiberbaric 55, cu o capacitate de 260 L/h, realizează circa 10 cicluri/h. Un ciclul de tratament presupune încărcarea-descărcarea, creșterea presiunii până la 600 MPa, presurizarea propriu-zisă (3 min), scăderea presiunii și alte operațiuni adiționale, cu o durată de aproximativ 5,8 minute.

Volumul ocupat de o singură butelie PET este 0,25 L / 0,8 (coeficientul de umplere) = 0,32 L.

Se poate calcula numărul de butelii care pot fi încărcate într-un cilindru :

55 L / 0,32 L/butelie = 172 butelii.

Prin impunerea folosirii a 2 cilindri, numărul total de butelii supuse unui ciclu de tratament HPP va fi: 2 cilindri*172 butelii= 344 butelii/ciclu, care vor fi tratate în 6 minute, cu aproximație 10 minute (cele 4 minute remanente fiind un timp de rezervă, inclunzând transportul dintr-o cameră în alta).

Rezultă că cele 1000 butelii PET ambalate în decursul unei ore, vor putea fi tratate HPP în: 1000 butelii/h / 344 butelii/ciclu ≈ 3 cicluri de tratament HPP, adică cu aproximație de 30 minute fucționalitate instalație per oră, cu 30 minute pauză de încărcare per total 3 cicluri.

* Un ciclul de tratament presupune încărcarea-descărcarea, creșterea presiunii până la 600 MPa, presurizarea propriu-zisă (3 min), scăderea presiunii și alte operațiuni adiționale.

În vederea stabilirii consumului de energie utilă pentru realizarea a 3 cicluri pe oră, cu o funcționalitate totală de 30 minute în decursul unei ore, consumul total de energie electrică pe ora va fi : 62 kW/ 2 = 31 kW/h.

În vederea stabilirii consumului de apă utilă pentru realizarea unui ciclu de tratament, conform instalația Hiberbaric de cea mai mică capacitate aleasă consumă în medie 55-60 litri apă pentru realizarea presurizării.

Astfel, timp de oră se realizează 3 cicluri x 0,05 m3/ciclu = 0,15 m3/h. În decursul unei zile se vor realiza 21 de cicluri x 0,05 m3/ciclu = 1,55 m3/zi.

Mașină de etichetat (poz.tehn.X)

După tratamentul la presiuni înalte ale sucului de cătină, buteliile PET sunt descărcate din cilindrii intalației HPP și dispuse pe masă de aglomerare (poz.tehn.X).

Întrucât în cadrul operației de tratament la presiuni înalte pierderile sunt practic nule, se va lua în vedere că spre etichetare vor fi supuse circa 1000 butelii/h ambalate și tratate HPP.

Astfel, se poate estima viteza benzii mașinii de etichetat de 1000 butelii/h ≈ 17 butelii/min.

Se va opta pentru o mașină de etichetat cu următoarele aspecte tehnice:

Viteza de etichetare minimă de 20 butelii/min

Viteza de etichetare maximă de 50 butelii/min.

Puterea instalată 1,2 kW

Dimensiuni caracteristice: 1950mm x 1200mm x 1530 mm

Rezultă astfel că mașina de etichetat va avea o durată totală zilnică de funționare de 7 h.

Produsul finit este ambalat colectiv în cutii de carton și depozitat pe europaleți în depozit cu condițiile optime de păstrare. Cutiile de carton au formă paralelipipedică, prevăzute cu clape de închidere . Se vor folosi cutii de carton cu dimensiunile caracteristice: 600 mm (lungime), 400×200 mm (lățime și înălțime).

Ambalarea și transportul se va realiza manual.

Spre finalul turei de muncă, se va realiza igienizarea spațiilor de producție cu ajutorul unui sistem descentralizat de spălare-igienizare. Pentru igienizarea realizată în sistem deschis, inclusiv manuală se va impune un debit de apă de 0,3 m3/h.

DURATA

Uscător în pat fluidizat

Borhotul rezultat în urma operației de presare este valorificat prin uscare în pat fluidizat cu ajutorul uscătorului (poz.tehn.X).În vederea asigurării continuității se va opta pentru o instalație cu capacitatea minimă de 110 kg/h. Uscarea se va realiza la temperaturi cuprinse între 50-80oC, cu o viteză a aerului impusă de 1,66-2 m/s.

Borhotul uscat, gata ambalat se va depozita la temperatura mediului ambiant (+18…+22oC) la o umiditate relativă nu mai mare de 70%.

TIMPUL TOTAL de funcționare al uscătorului în pat fluidizat este: 770 kg/zi borhot cu semințe uscat / 200 kg/h = 3,85 h/zi (adică 3h 51 minute deoarece 0,85h*60 min ≈ 51 minute).

4.2. Realizarea diagramei operațiilor și a cronogramei de funcționare a utilajelor și a diagramelor de utilități

În vederea asigurării de condițiilor reale de funcționare a unității proiectate, se iau în considerare mai multe instalații tehnice strict necesare, cum ar fi cea: electrică, de încălzire, sanitară și ventilație.

Cronogramele de funcționare ale utilajelor proiectate în unitatea de producție ne dau informații exacte referitor la intervalul de timp în care acestea funcționează. Sunt reprezentări grafice ce permit corelarea funcționalității utilajelor într-o unitate de timp sau cantitatea de produse ce pot fi prelucrate, stabilind momentele optime de instrare în funcțiune a utilajelor .

Cronograma de funcționare a utilajelor este reprezentată în planșa X.

Orice utilaj, pe lângă consumul de energie, pentru a-și desfăsura activitatea mai are nevoie și de alte utilități, precum: apă rece sau caldă, abur, aer uscat etc.

Centalizarea sistematică a consumului de energie electrică a utilajelor proiectate este reprezentată în tabelul XX:

Tabelul XX. Consumul de utilități (energie electrică) a unității proiectate

Cu ajutorul cronogramei consumului de apă se poate detarmina și estima consumul specific de apă precum și capacitatea sursei de apă. Aceasta se stabilește în corelație cu cronograma de funcționare a utilajelor (planșa X). Consumul de apă rece necesar desfășurării activității în unitatea de producție este centralizat în Tabelul X.

Tabelul XX. Consumul de utilități (apă tehnologică) a unității proiectate

**Deasemenea se impune un debit de apă consumat zilnic pentru vestiare și grupurile sanitare de 1,5 m3/zi.

4.3. Calculul suprafețelor de producție

Dimensionarea depozitului de materie primă

Fructele de cătină sunt aduse la secția de producție cu ajutorul autovehiculelor termoizolante.

Cantitatea care este depozitată este de 5500 kg (capacitatea unui camion) cu o producție de 2667 kg/zi, rezultând asigurarea stocului de producție: 5500 kg/ 2667 kg/zi = 2 zile cu o cantitate remanentă de 166 kg, până la reînnoirea stocului.

Întrucât capacitatea unei navetei se estimează a fi de 5 kg cătină, cu o dimensiune a navetei de 600mmx 400 mm, pe un europalet de dimensiunile de 800×1200 mm, pot fi așezate suprapus astfel:

0,96 m2 ( suprafața unui europalet) / 0,24 m2 (suprafața unei navete) = 4 navete per europalet.

4 navete în 5 rânduri suprapuse = 20 navete cu greutatea totală: 20 navete x 5 kg = 100 kg cătină/europalet

Respectiv pentru a depozita materia primă adusă de un camion sunt nevoie de :

5500 kg / 100 kg/ europalet = 55 europalete. Se presupune că pentru depozitare, se vor forma seturi suprapuse de palete (câte 2), rezultând astfel 28 seturi de europalete.

Astfel suprafața utilă a depozitului este :

28 seturi europaleți suprapuse x 0,96 m2 (suprafața unui europalet) = 26,88 m2.

Considerând circulația într-un singur sens cu electrostivuitorul cu suprafața de 2,8 m2 și un coeficient de ocupare de 0,95, rezultă suprafața minimă necesară depozitului :

(26,88+2,8) / 0,95 = 31,24 m2≈ 32 m2.

Dimensionarea depozitului de produs finit (suc de cătină)

Sucul de cătină tratat HPP este dozat și ambalat în butelii PET de 0,25 L. Numărul de butelii ambalate zilnic este de 7000 butelii/zi.

Pentru ambalarea colectivă se vor folosi cutii de carton cu dimensiunile caracteristice: 600 mm (lungime), 400×200 mm (lățime și înălțime).

Se estimează că într-o cutie vor fi ambalate a câte 20 butelii PET. Respectiv :

7000 butelii PET/ 20 butelii/cutie = 350 cutii

Pe un palet cu dimensiunea de 0,96 m2 ( suprafața unui europalet) / 0,24 m2 (suprafața unei cutii) = 4cutii per europalet. Cutiile vor fi așezate ssuprapus în 5 rânduri, astfel :

4 cutii în 5 rânduri suprapuse = 20 cutii/ europalet.

Respectiv 350 cutii / 20 cutii (europalet) ≈ 18 europaleți.

Suprafața utilă a depozitului, cu suprafața de 0,96 m2 ocupată de un europalet , va fi :

18 europlaeți x 0,96 m2 = 17,28 m2

Considerând circulația într-un singur sens cu electrostivuitorul cu suprafața de 2,8 m2 și un coeficient de ocupare de 0,95, rezultă suprafața minimă necesară depozitului :

(17,28+2,8) / 0,95 = 21,13 m2 pentru 1 zi de producție.

Respectiv, pentru cele 2 zile de stoc, depozitul va ocupa o suprafață de 21,13 m2 x 2 = 42,26 m2≈ 43 m2.

Dimensionarea depozitului de produs finit (borhot uscat cu semințe)

Borhot uscat și ambalat se va stoca în saci de 25 kg. în depozit separat pe rafturi de depozitare tip EcoRack cu dimensiuni caracteristice ( H x L x l)= 250 cm x 152 cm x 59 cm.

[ https://rafturionline.ro/ro//raft-de-depozitare-ecopack-250x152x59-cm ]

Cantitatea de borhot uscat ce se va supune ambalării și stocării va fi de 69,77 kg/h, respectiv de 490 kg/zi.

Pentru calculul suprafeței utile, Fu ( m2), se va folosi relația:

, unde:

G-cantitatea de materiale auxiliare, kg;

N- încărcătura specifică (100-150 kg/m2)

Astfel , Fu= 980/ 150= 6,53 m2≈ 7 m2

Pentru calculul suprafeței reale construite, se determină Fc (m2) cu ajutorul relației:

Fc= β* Fu ,

unde se alege în funcție de suprafața utilă determinată, având valoarea =1,6.

Astfel, Fc= 1,6*7= 11,2 ≈ 12 m2

Considerându-se și coefiecientul de ocupare de 0,9 și gradul de ocupare al spașiilor de circulație de 0,7, rezultă Suprafața minimă necesară a depozitului la temperatură normală :

Su= 12/0,9/0,7= 19 m2.

Dimensionarea secției de producție

Secția de producție se dimensionează luând în considerație dimensiunile utilajelor și a echipamentelor și asigurarea de spații de circulație. Deasemenea, se iau în calcul și spațiile aferente vestiarelor filtru, birourilor, sălilor de acces și a celor de repaos etc :

Secția de producție X

Vestiare filtru X

Birouri X

Sală de mese, de acces și ecluză X

4.4. Elemente de automatizare

4.5. Măsuri de protecția muncii și stingerea incendiilor

Capitolul 5. Managementul calității și siguranței alimentare

Un produs alimentar sigur este acela care nu prezintă contaminanți de natură fizică, chimică sau microbiologică, care ar putea cauza tulburări și nereguli alimentare după consumul acestora.

După , Centrul pentru Controlul și Prevenția Bolilor (CDC) în statisticile din 2013 au estimat ca anual 1 din 6 americani (sau 48 milioane de persoane) se îmbolnăvesc, 120.000 sunt spitalizați și 3000 mor din cauza bolilor generate de consumul de alimente.

Dintre factorii cei mai proemineți în dezvoltarea acestor boli sunt legați de condițiile improprii de igienă și nivelul scăzut de cunoștințe în domeniu. Cele mai comune greșeli de manipulare a produselor alimentare rămân a fi consumul de produse proaspete contaminte, tratamentul termic inadecvat, sau re-încălzirea produselor, suplimente alimentare nesigure și depozitarea neadecvată a aliemntelor .

Partea fundamentală a siguranței alimentelor este reprezentată de sistemul HACCP (Analiza riscurilor. Puncte Critice de Control- Hazard Analysis Critical Control Point), unde siguranța alimentară este adresată prin analiza și controlul pericolelor biologice, chimice și fizice din producția materilor prime, a cumpărării și manipulării, distribuției și consumului de produse finite etc. Istoria implementării unui sistem de siguranță global începe cu anii 1945, când ia naștere Organizația pentru Alimentație și Agrigultură a Națiunilor Unite (FAO) cu scopul primordial de eliminare la nivel mondial a foametei, îmbunătățirea alimentației globului etc. În anul 1972, în SUA prima companie care a aplicat conceptele HACCP a fost firma Pillsbury, menind să obțină produse sigure pentru membrii misiunilor spațiale, pornind cu 3 principii de bază: Analiza pericolelor, determinarea punctelor critice de control și montorizare acțiunilor corective.

Ulterior, în 1993 în cadrul celei de-a 20-a sesiuni a Comisiei Codex Alimentarius, ținută la Geneva, s-a ajuns la dezvoltarea și implementarea a 7 principii fundamentale incluse în așa numitul „Ghid” pentru aplicarea sistemului HACCP.

Analiza detaliată a acestor principii și documentele de referință a acestui sistem se pot studia în anexa 5.1

5.2. Identificarea pericole, CP/CCP, stabilirea măsurilor de control, a procedeelor de control și a acțiunilor corective pentru procesul tehnologic

Conform celui de-al doilea principiu al sistemului HACCP (anexa 5.1), identificarea punctelor critice de control este o operațiune importantă a echipei acestui sistem, în vederea asigurării siguranței alimentare de-a lungul întregului proces tehnologic. Atunci când în prcesul tehnologic pot apărea riscuri severe, e nevoie de a se aplica niște măsuri de control și monitorizare, etapă denumită CCP- Punct Critic de Control. Pentru identificare acestor puncte critice, se apelează la realizarea unui arbore decizional Codex Alimentarius, prezentat în Figura X.X. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/RO/TXT/PDF/?uri=OJ:C:2016:278:FULL&from=RO

Rezultatele aplicării arborelui decizional pentru a stabili dacă operațiile sunt CCP sunt incluse în tabelul X.X.

Schema tehnologică de obținere a sucului de cătină tratat la presiuni înalte este prezentată în figura X, capitolul XX. Astfel, pentru identificarea pericolelor în cadrul procesului tehnologic se recurge la descrierea materiilor prime și a operațiilor de manipulare a fructelor, care se vor prezenta în continuare în tabelul X.

Capitolul 6. Igiena obiectivului proiectat

În ultimii ani evoluția umană a prins avânt, ducând în acelați timp la creșterea nivelului de trai, la adoptarea unor măsuri de prelucrare, manipulare intensive a alimetelor, ducând astfel la creșterea cerințelor din partea consumatorilor privind calitatea produsului pe care aceștia î-l procură și consumă. Astfel apare nevoia unei îmbunătățiri continue a calității produsului procesat.

În industria alimentară, în mod special, obținerea unor produse de calitate superioară și menținerea proprietăților acesteia, de la procesul de fabricare și până la cel de desfacere, trebuie să constituie, în mod constant una și principala preocupare a specialiștilor din domeniu .

În proiectarea planului de ansablu, este necesar ca să se respecte anumite principii igienico-sanitare generale: nu se vor tolera incrucișări între produse și deșeuri, izolarea materiilor prime de produse finite, separarea zonelor de producție cu cele de stocare, circulație personalului și a produselor să fie realizată într-un timp cât mai scurt etc., dar se mai ține cont și de aspectele tehnice privind; iluminatul,ventilația, amenajarea clădirilor, încălzirea.

Amenajarea clădirilor.Respectând normele de igienă acestea trebuie să asigure o desfășurare normală a programului de lucru, a procesului tehnologic în general, evitându-se mxim posibil încrucișările între ambalaje curate și murdare, materie primă și produs finit etc.

Trebuie să se asigure un spațiu suficient pentru amplasarea utiljaelor sub formele dorite de : U,L,I. Înălțimea încăperilor de producție se va orienta în funcție de tipul de producție, variind între 3-4 m pentru industria sucurilor .

Se va alege ca pardoseala să fie netedă, impermeabilă, rezistentă la șocuri și sigură pentru muncitori, să fie ușor înclinată, cu o pantă de 1-2o.

Pentru a asigura o lumină și vetilație corespunzătoare, clădirile sunt prevăzute cu ferestre și luminatoare, montate la 1,5 m de pardoseală prevăzute cu site, pentru protecția împotriva insectelor.

Se va opte pentru uși netede, ușor de igienizat, de tip glisant sau batant, care se deschid în ambele sensuri.

Iluminatul.Cel mai favorabil pentru desfășurarea activității într-o fabrică este lumina naturală, cea de zi care influențează pozitiv starea generală a corpului. În cazul în care aceasta nu este posibilă ( noaptea), se pretează pentru iluminat artificial, cu o intesitate luminoasă de min 250lx (lucși) la nivelul fiecărui utilaj sau punct de lucru.

Ventilația. Este asigurată pe cale naturală, artificială sau combinat.Astfel, se poate asigura circulația aeruui exterior și cel interior prin ferestre, uși sau cu ajutorul unor ventilatoare mecanice care produc aer proaspăt și îl elimină pe cel uzat.

Încălzirea. Aceasta se folosește în scopul asigurării unui climat prielnic pentru desfășurarea activității personalului și pentru mențienera unei temperaturi constante. Muncitorii care lucrează la cald, fie la rece trebuie să dispună de îmbrăcămințe specifică mediului de lucru .

Canalizarea. În spațiile de producție, unde fie se realizează igienizări sau dezinfecții, sau operații tehnologice cu implicarea utilizării apei, se prevăd guri de canal. În mod normal se prevede o astfel de gură la fiecare 40 m2 de pardoseală.

Specific industriei alimentare, în care se prelucrează produse perisabile, apare necesitatea și obligativitatea igienizării spațiului de producție după fiecare șarjă, ciclu sau schimb de producție. Astfel igiena într-o astfel de locație se focusează spre trei mari sectoare privind calitatea produsului finit:

Igiena utilajelor și a echipamentelor tehnologice

Igiena spațiilor sociale

Igiena personalului.

În majoritatea fabricilor moderne, se implementează curățirea utilajelor și a conductelor inclusiv cu aparate automatizate sau semimecanizate pentru asigurarea eficienței maximă și a reduce eventualele neconformități care pot să apară. În anexa 6.1 se prezintă premisele importante privinf igiena utilajelor în activitatea unei fabrici de producție.

Omul reprezintă practic principala sursă de contaminare directă a produselor alimentare finite, fiind un catalizator al apariției riscurilor. Din acest motiv, instruirea acestuia, descrisă în Anexa 6.2 și 6.3, privind igiena atât individuală, cât și a spațiului în care activează este un criteriu inevitabil în activitatea fabricii.

Capitolul 7. Calculul economic

Stabilirea valorii investiției

Valoarea terenului, clădirilor și a amenjărilor

Valoarea utilajelor supuse montării

Valoarea utilajelor nesupuse montării

Valoarea mobilierului și a obiectelor de inventar

Valoarea primei dotări cu mijloace circulante

Aprovizionarea cu materie primă

Aprovizionarea cu materii auxiliare, ambalaje, etichete

*navetele preluate vor fi reîntoarse în fabrică

Aprovizionarea cu materiale de igienizare

Promovare, reclamă și publicitate, activitate de prospectare a pieții, precontracte

*se estimează 300 zile lucrătoare pe an

Taxe avizare și licență de fabricație (între 10-50.000 lei)-

Aprovizionarea cu materiale de întreținere, reparații și piese de schimb

Asigurări (cca. 1% din valoarea investiției) și fond de risc pentru lansarea producției (contravaloarea producției pentru 0,5-3 zile)

Valoarea totală capitolul 7.1.e

Valorile calculate la investiție sunt cu TVA inclus

Stabilirea cheltuielilor pentru prima lună de funcționare

Cheltuieli cu materiile prime

Cheltuieli cu materiile auxiliare, ambalajelor

*se consideră 20 zile muncitoare timp de o lună

** navetele se reîntorc în fabrică după fiecare recepție

Alte cheltuieli materiale (materiale igienizare, formulare, echipamente protecție, abonamente ș.a.)

Cheltuieli de transport

Cheltuieli cu utilitățile

Salarii directe brute

Cheltuieli întreținere- reparații a mijloacelor fixe

Cheltuieli de amortizare a mijloacelor fixe

Cheltuieli cu creditele

Dobânda lunară medie : 118.691 /5 = 29.977 lei

Comision bancar de 5% din suma vehiculată lunar: { 5% (Rata anuală credit + Dobânda anuală medie )}/12= 6497 lei

Cheltuieli generale ale societății comerciale

Se vor aprecia funcție de complexitatea societății (se poate utiliza 0-15% față de costul secției, recomandăm 5%).

h) Cheltuieli generale de secție ( elemente de birotică, furnituri, telefonie, imprimante etc)

Se vor lua în considerație 1% din cifra de afaceri:

Antecalculația de preț

Verificare proiect:

Preț de cost = Total costuri (lei) : cantitate produs finit lunar (kg,buc)

Profitul anual > Rata anuală de credit

Durata de recuperare a investiției < 5ani

Tabel cu produsele realizate în proiect

Indicatori de eficiență economică

Capitolul 8. Materialul grafic

Schema de operații (planșa 1)

Schema de legături (cu elemente de automatizare) (planșa 2)

Diagrama operațiilor și cronograma funcționării utilajelor(planșa 3)

Diagrama consumurilor de utilități(planșa 4

Planul de amplasare al spațiilor și utilajelor(planșa 5)

Schița de ansamblu a unității (amplasare generală) (planșa 6)

ANEXE

Documentare la capitolul 3.1: Analiza comparativă a tehnologiilor existente pe plan mondial pt realizarea producției proiectate

Cu toate că fructul de cătină se cunoaște din cele mai vechi timpuri, prelucrarea industrială a acesteia se face doar în ultimele decenii.

Fructul ajuns la maturitate (toamna târziu) se recoltează de obicei, până la primul ger,dar și după, culoarea acestuia fiind de un portocaliu închis. Există o mulțime de utilizări posibile a fructului cu rol ca și aliment , fruct proaspăt, produse funcționale (nutraceutice), hrană pentru animale, în cosmetologie (creme).

Produsele ce se pot obține sunt:

Suc de cătină

Ulei de cătină

Pigmenți

Ceai din frunze sau chiar fruct propriu-zis

Hrană pentru animale

Siropuri, nectare, marmelade, jeleuri, bomboane etc.

În România de peste 30 de ani se fac cercetări sistematice de către ICCF (Institutul de Cercetare Chimico-Farmaceutică, Institutul de Cercetări Alimentare, Întreprinderea Biofarm și, mai recent , SC HOFIGAL SA.[1].

Cercetările în domeniu urmăresc în special punerea în valoare a componentelor chimice din plantă, atât împreună, cât și separat.

Prin analiza tehnologiilor pe plan mondial, putem deduce faptul că astăzi, țări ca Rusia, China, Ucraina, Japonia, Germania, SUA, Canada, Franța, Italia prelucrează fructele de cătină în primul rând pentru valoarea lor biologic-nutritivă înaltă, dar și pentru obținerea de produse cosmetice, medicamentoase, parafarmaceutice. În domeniul alimentar, procesatoare , dar și producătoare se pot enumera:

Compania „ANEVA J”, Riga, Latvia, fondată în anul 2008. E specializată pe obținerea sucurilor de fructe sănătoase, și de uleiuri pe baza acestora, cu proprietăți de înaltă calitate, fără utilizare de aditivi sau conservanți artificiali. Asortimentul cuprinde: Suc de merișoare,suc de zmeură,suc de afine,suc de coacăze negre, suc de cătină, suc de mere, ulei de cătină,ulei de cânepă. Sucurile se obțin prin presare la rece și pasteurizare. [ http://anevaj.com/index.php/en/ , accesat 13.11.2017 ora 21:21]

„ALTAI-ZANDDORN”, Barnaul, Rusia, fondată în anul 2004 de o echipă de profesioniști ruși și germani din domeniu. Compania se ocupă exclusiv cu dezvoltarea continuă a fructelor de cătină, folosind tehnologii germane inovative, fără utilizarea de substanțe chimice, cu următoarea gamă de produse:

Ulei concentrat obținut din pulpa fructului de cătină

Suc de cătină separat de ulei (de-oiled)

Semințe de cătină

Pulpă uscată de fruct

Amestecuri pentru salate pe bază de ulei de cătină sub denumirea comercială de „Altyn Kel”, puse pe piață în toamna anului 2012

Calitatea produselor este bine-cunoscută în multe părți a lumii: Germania, Taiwan, Finanda, Armenia, Lituania, Japonia, USA, Polonia, Republica Moldova, România, Bulgaria , Grecia etc. [ http://hippophae.ru/en/about1 accesat 13.11.2017, ora 21:41]

„SAVA”, Tomsk, Rusia, care începînd cu 2013 implementează proiectul de începere a procesării fructelor de cătină. Tehnologia de fabricație a fost dezvoltată de centre științifice nemțești, după studii de peste 5 ani.

Procesarea completă permite obținerea directă a 3 produse din fruct: ulei de cătină, suc și semințe de calitate apreciabilă fără folosire de reactanți chimici. Fructele sunt colectate din regiunile nordice ale Siberiei, acestea fiind congelate rapid după recoltare. Produsele obținute sunt realizate pe piețele din Europa și Asia, o bună parte totuși fiind realizată pe piața rusă.

În anul 2014, compania obține certificatul organic pentru cătină și procesarea acesteia. Productivitatea lunară a fabricii e de aproximativ 100 tone de piure și suc presat direct.

[ http://www.tpksava.ru/catalog/cat/glubokaa-pererabotka-dikorosov accesat 13.11.2017 ora 23:23]

„AVEO”, Barnaul,Altai,Rusia- companie localizată în regiunea Altai, în Esteul Siberiei , deseori cunoscută și ca „aurul” plantelor medicinale. Prioritatea companiei o reprezintă obținerea de uleiuri esențiale cu valoarea biologică ridicată din fructe proaspete specifice regiunii (munții Altai). Respectiv, obținerea uleiului de cătină , impune prin sine procesarea fructului cu obținere și de suc, siropuri, nectare (fig.3.4 și 3.5).

Compania prezintă o gamă largă de suc de cătină, inclusiv combinații ale acestuia cu alte sucuri de fructe (fig.3.5). Acestea nu prezintă urme de conservanți, substanțe antiseptice sau GMO ( Genetically Modified Organism), ambalarea producându-se în condiții aseptice.

[ http://aveobio.com/shop/oblepihovye-soki-napitki-nektary/ accesat 14.11.2017, ora 00:02]

„NIG GmbH”, Magdeburg, Germania.

Companie germană cu sediul în Magdeburg, fondată în martie 1991 ca întreprindere de cercetare în domeniul ingineriei pentru procesarea fructelor și legumelor , cu experiență în tehnologia, procesarea, dezvoltarea produsului, asigurarea calității acestora. Unul dintre obiectivele companiei se numără a fi și „Procesarea fructelor de cătină”.

La data de 19,01,2017 a fost inaugurată dechiderea oficială a unei fabrici de procesare a sucului de cătină în Ulaan Baatar, Mongolia sub egida NIG GmbH. Fabrica oferă o gamă de produse de la piure la sucuri de înaltă calitate, ulei din pulpă, ulei de cătină obținut prin presare la rece, semințe uscate și sucuri concentrate de cătină etc.

[ http://www.nig-magdeburg.de/index.php?id=96&lang=2&hp=24 accesat 14.11.2017 ora 00:16]

În țara noastră, mari producători și procesatori de cătină pot și considerate următoarele întreprinderi:

„HIPY BIO SRL”, Iași, România. Plantația de cătină , situată în comuna Popricani, județul Iași are o suprafața de 20 hectare, înființată în anul 2012-2013 ,cultivată doar cu cătină ecologică din soi nemțesc certificat – Orange Energy.

Produsul este 100% suc și pulpă de cătină, conservat rapid prin congelare, nepasteurizat. Produsul ambalat este comercializat în stare congelată.

„SC BIOCAT PROD SRL”, Constanța România. Este un producător, dar și procesator de cătină a cărui plantații au fost înființate în 2012, acoperînd o suprafață de 16 hectare în Tivalea Moșteni, județul Teleorman și 10 hectare în localitatea Grădina, județul Constanța.

Produsele puse la dispoziția clienților sunt:

Suc de cătină, obținut prin presare la rece 250 ml și 500 ml

Nectar de cătină

Ceai și pudră de cătină, dar și ulei obținut prin presare la rece

[ http://biocat.ro/ , accesat 14.11.2017 ora 00:50

Documentare la capitolul 4.5: Măsuri de protecție a muncii

Fiecare loc de muncă este expus unor anumiți factori profesionali nocivi, care sub

acțiunea îndelungată asupra organismului angajatului, au ca urmare îmbolnăviri profesionale. Apare astfel necesitatea implementării anumitor măsuri de prevenire cât și protecție a muncii lucrătorilor. Acestea sunt reprezentate, pe larg, conform (Guțulescu și Dima, 1977), în anexa 4.5.

Măsurile de protecție a muncii se aplică în cadrul fiecărui loc de muncă, prin anumite dotări sepcifice și prin instruiri de personal.

Astfel pentru industria conservelor de legume și fructe, Ministerul Agriculturii și dezvoltării rurale a elaborat și editat norme de protecție a muncii care cuprinde prevederile generale pentru toate secțiile de activitate precum și urmările specifice fiecărei secții.

Astfel, în practica de zi cu zi se stabilesc 2 tipuri de măsuri:

Măsuri care au un caracter general

Intruirea personalului se face în mod obligatoriu la noul loc de muncă (entry-level)

Se practică instruirea personalului, cel puțin odată pe lună de către responsabilul cu protecția muncii, la sfârșitul căreia, fiecare muncitor trebuie să semneze fișa de instructaj prin care dovedește că i s-au reînoit cunoștințele de protecție în caz de accident.

Muncitorilor li se acordă echipament de protecție, cu obligația să-l folosească doar în timpul îndeplinirii însărcinărilor.

Sălile de lucru, indiferent de gradul de impurificare a aerului , cu gaze sau vapori de apă, vor fi prevăzute cu ventilație naturală sau mecanică, care să poată asigura desfășurarea muncii în condiții normale.

Toate utilajele cu acționare electrică se prevăd cu automate de protecție și legare la pământ și în mod obligatoriu se vor aplica note informative de atenționare.

Măsuri de protecție a muncii pe sectoare de activitate

Secția de prelucrare a materiilor prime. Se va verifica periodic modul de funcționare și de montare a pieselor active ale utilajelor de curățire, spălare etc.

Se vor marca gurile de alimentare, accesul la piesele tăietoare etc., ca locuri periculoase.

Secții de producție și intalația de uscare

În fața mașinilor de spălat, curățat etc., se plasează grătare de lemn pentru a se evita șederea muncitorului cu picioarele în apa de pe pardosea.

Este strict interzisă introducerea mâinilor într-un utilaj sau mașină, care este în funcțiune, pentru reparații sau reglări, înaintea deconectării sistemelor de acționare.Aceste operații se vor face de personalul tehnic special intruit în acest scop.

Se va realiza un control general al instalației și a sistemului automatizat, supraveghidu-se sistemele de evacuare și alimentare.

Se va monitoriza viteza aerului cald de uscare și temperatura acestuia.

La oprirea instalației, se va elimina borhotul uscat din uscător, atunci când temperatura acestuia va scădea sub 35oC.

Instalații de frig. Personalul care lucrează în spațiile răcite va fi dotat cu echipamentul de protecție prevăzut în normativele în vigoare.

Se vor afișa instrucțiuni de utilizare și funcționare precum și măsurile care trebuie luate în cazul apariției unor avarii la instalații (compresoare, conducte, izolații, etc.).

Măsuri de prevenire și stingere a incendiilor (P.S.I.)

În mod general, se poate spune că majoritatea materialelor folosite într-o unitate de prelucrare a fructelor sau legumelor sînt incombustibile; pot prezenta probabilitatea de incendiu numai ambalajele de lemn, carton sau hârtie, care sunt inflamabile.

Cauzele izbucnirii incendiilor pot fi: aprinderea de la o flacără întâmplătoare a unor materiale combustibile, sau aprinderea de la o instalație electrică de forță sau lumină datorită defecțiunilor pieselor de legătură, a întrerupătoarelor sau deteriorării izolației conductorilor.În cazul observării tuturor acestor nereguli, se va informa mecanicul-șef al întreprinderii în vederea remedierilor necesare și întreținerii în bune condiții a acestor instalații.

Toți salariații trebuie educați prin instruiri repetate și afișaje, pentru respectarea cu strictețe a normelor de pază contra incendiilor. În cazul izbucnirii acestora, trebuie create posibilități de evacuare a secțiilor incendiate. Căile de evacuare vor trebui să fie în permanență libere, nefiind permisă depozitarea de materii prime, ambalaje, utilaje sau orice lucru care ar putea împiedica accesul.

Dintre măsurile menținute permanent în întreprinderi în vederea intervenției în caz de incendiu sunt:

Folosirea de echipamentele speciale pentru stingerea incendiilor: extinctoare, motopompe, guri de incendiu etc.

Instruirea și pregătirea personalului în scopul cunoașterii aplicabilității acestor dotări tehnice împotriva incendiilor.

Personalul instruit în acest scopl poate fi organizat sub formă de echipe sau persoane voluntare, dar care au fost intruiți de organe P.S.I competente și sunt primii care intervin la combaterea incendiilor în momentul izbucnirii acestora.

Documentare la capitolul 5.1: Documente de referință

În vederea asigurării producției de orice tip în industri alimentară, apare necesitate implementării unui sistem sigur și eficient privind siguranța așiemntelor ce urmează a fi ulterior consumate de cetățeni. Apare necesitatea asigurării sănătății publice- ca obiectiv fundamental al legislaței din doemniul alimentar.

Astfel, la baza igienei produselor alimentare și siguranței alimentare stă Regulamentul nr.852/2004 (completată ulterior prin regulamentul nr.1019/2008) al Parlamentului European și al Consiliului, cu implementarea Legii nr.150 din 2004 (republicată ulterior în temeiul Legii nr.412/2004 pentru modificarea și completarea legii precedente) în România.

(link http://www.ansvsa.ro/download/legislatie/leg_igiena/Regulament-852_2004-privind-igiena-produselor-alimentare-forma-consolidata_10095ro.pdf )

Potrivit acesteia, obiectivul de bază al noilor norme speciale de inocuitate este asigurarea unui nivel avansat de protecție a consumatrului din punct de vedere al siguranței alimentare, de la locul de producție a materiei prime, până la expunerea pe piață și export al acestuia.

Riscurile alimentare care există în etapa de procesare primară trebuiesc identificate și monitozitate prin intermediul legislației de ordin interior.

Astfel, implementarea sistemului HACCP începe de la producția primară, în cadrul fermelor, plantațiilor și culturilor producătorilor. În mod general, acesta este mai rar implementat, totuși este încurajată aplicarea unor practici adecvate de igienă- Ghiduri de bună practică (GHPs- Good Hygienic Practices).

Odată ajunsă în fabrică, responsabili pentru manipularea ulterioară și asigurarea siguranței alimentare sunt operatorii din sectorul alimentar, aceștia fiind direct responsabili de aplicarea generală a procedurilor bazate pe principiile HACCP, îmbinate cu bunele practici de igienă.

Conform art.5 din Regulamentul 852/2004, principiile sistemului HACCP se defines astfel:

Identificarea și studiul acelor riscuri care pot să apară în urma manipulării, depozitării, distribuției, preparării materiilor prime și a celor auxiliare.

Identificarea și înțelegerea punctelor critice de control în cadrul procesului de producție

Pentru fiecare punct critic din principiul 2, se stabilesc niște limite de control, cum ar fi limetele de temperatură sau durată, presiune aplicată etc.

Punerea în aplicație a unor proceduri eficiente de monitorizare a punctelor critice identificate.

Se stabilesc niște măsuri de corecție pentru cazurile când un punct critic nu este controlat, adică pot apărea diverse variații în urmă monitorizării.

Aplicarea periodică a procedurilor menite să verifice funcționalitatea măsurilor menționate în (1) – (5).

Evidența și monitorizarea procedurilor executate, precum și rezultatele acestora cu ajutorul unor documente, pentru a demonstra aplicarea cu adevărat a acțiunilor (1) – (7).

Implementarea sistemului de calitate în asbolut orice domeniul al activității econmice pe plan mondial s-a realizat pornind de la concordanța sistemului cu prevederile standardelor din seria ISO 22000:2005 (Organizația Internațional de Standardizare- Sisteme de Management pentru Siguranța Alimentară).

Acest standard reprezintă și el un sistem de management al calității care are drept scopuri comune cu HACCP prevenirea și detectarea a oricăror tipuri de neconformități din timul procesului de fabricație, și aplicarea de măsuri corective care nu se vor repeta ulterior. Practic acest sistem, denotă faptul că produsul este în permanență conformitate cu specificațiile impuse și implementate, ajutând în mod constant la menținerea încrederii consumatorilor .

Sistemul HACCP este elementul de bază cu cerințe care reprezintă o parte intrinsecă al standartului ISO 22000. Astfel o companie din domeniul alimentar poate pur și simplu să pună în aplicare principiile HACCP, fără să dețină o certificare sau să pună în aplicare sistemul HACCP simultan certificând produsele prin ISO 22000 .

Documentare la capitolul 6.1: Igiena utilajelor și a echipamentelor tehnologice

În vederea asigurării eficinței maxime în procesul tehnologic, un aspect important urmărit este relația om-aliment. În vederea asigurării siguranței alimentare, prevenirii bolilor și toxiinfecțiilor care pot să apară, precum și pentru atingerea obiectivelor companiei este nevoie de respectarea regulilor de igienă.

Fructele își pierd după etape de recoltare imunitatea de a opune rezistență agenților de alterare (oxigen, căldură, lumină, enzime) , la care se mai adaugă și bolile parazitare. Sensibilitatea acestora depinde în bună parte de igiena producției, crescând pe măsura înrăutățirii igienei.

Procesul de curățire în industrie se poate realiza în trei moduri dinstincte :

Curățirea în timpul lucrului. Constă în strîngerea tuturor reziduurilor provenite de la curățarea cătinii (codițe, frunze, ramuri mici care nu trebuie să fie mai mult de 8-23% ) cu ajutorul unor fărașe de inox sau racleți cu bandă de cauciuc. Aceștia sunt colectați și ulterior depozitați în saci de plastic.

Curățirea între schimburi. Se realizează doar după scoaterea de sb tensiune a instalațiilor electice prin îndepărtarea de resturi organice etc.

Curățarea după terminarea programului. Are loc pe lângă scoaterea de sub tensiune a aparatelor electrice și ducerea utiljelor transportabile spre sala de spălare tăvi, cărucioare, lădițe etc.

În mod practic se realizează o spălare cu aparate ce folosesc simultan abur și substanțe chimice dozate automat, aduse la un ejector de abur, pentru o bună spălare și dezinfecție. Aburul este adus de la o centrală termică și amestecat cu apă .

Pentru igienizarea utilajelor în spațiul de producție proiectat, se va opta folosirea unui apart semimecanizat tip pistol de pulverizare. Se asigură debitarea unui jet cu un pulverizator, ce este acționat manual de către persoana ce efectuează curățirea . Aparate standard, consumă circa 3 litri soluție/min pentru o suprafață de 40 m2.

În vederea asigurării igienizării unor utilaje de tip închis (omogenizator, pompe, tanc tampon), a căror curățare este mai dificilă și care nu trebuiesc demontate, se va folosi o instalație CIP mobilă. Ciclul de curățire este compus din mai multe operații de curățire, spălare și clătire cu o durată cumulativă de aproximativ 20 min . Curățirea este influențată de o serie de factori, ce indică direct eficiența igienizării:

Timpul- acesta e influențat de lungimea circuitelor, de presiunea apei, de inspecția vizuală realizată și de marjele de securitate impuse de 5-10 minute.

Temperatura. Se pretează de obicei , pentru tancurile de depozitare temperaturi de 5-40oC.

Substanțele detergente- se pretează pentru cele economice, anticorozive, cu solubilitate rapidă etc. Pot fi alcalini (soda potasică, bicarbonatul de sodiu) , sau acizi (în general cei organici, acizii nitric, sulfamic etc).

Dezinfecia și alegerea dezinfectanților. Se pretează pentru folosirea aburului sau a substanțelor chimice: clorul, compușii peroxid, iodul etc.)

Transportul de suc de cătină este asigurat prin intermediul conductelor metalice, igienizarea cărora este foarte importantă, întrucât acestea reprezintă adevărate focare d einfecție la o exploatare îndelungată a acestora fară a fi curățate. Dezinfectarea conductelor se poate asigura cu ajutorul apei calde la 80-90oC, prin pomparea acesteia sau cu ajutorul aburului creat de un generator.

Materialul confecționant al utilajelor și echipamentelor va fi oțelul inoxidabil, CrNi, AISI 304,316 acestea având o rezinstență bună atât la temperaturi variabile, cât și la acțiunea detergenților și a substanțelor acide.

Documentare la capitolul 6.2: Igiena spațiilor social sanitare

Asigurarea stării de igienă în anexele sanitare precum: vestiare, toalete, băi este foarte importantă deoarece acestea pot fi o sursă reală de insalubritate.

Curățenia de realizează prin ștergerea prafului, ștergerea cu soluții dezinfectantă a dulapurilor, dușurilor, vestiarelor, spălarea cu apă fierbinte sub presiune cu soluție caustică. Pentru dulapurile individuale se poate folosi cloramină sau clorură de var (soluție 5%) ca fiind cel mai ieftin dezinfectant .

WC-urile și capacele acestora trebuie spălate și dezinfectate zilnic, înainte și după terminarea lucrului, ori de cîte ori este nevoie cu o soluție mai concentrată de cloruri 15%. Se mai poate opta și pentru curățarea cu apă fierbinte și sodă.

Geamurile și toate părțile lemnoase se șterg de praf ori de cîte ori este nevoie, ori când se murdăresc, cu condiția de spălare cel puțin odată pe săptămână.

Igiena grupurilor sanitare.

Este foare importantă menținerea într-o stare de igienă grupurile sanitare , precum: vestiare, garderobe, WC-uri și dușuri inclusiv.

Vestiarele trebuie aerisite și menținute permanent curate, uscate. Nu se va admite depozitarea obiectelor străine nespecifice programului de lucru. Persoanele ce folosesc vestiarele au obligația de a le menține permanent curate, inclusiv vestiarele individuale.

După folosirea WC-ului lucrătorul își va asigura o spălare corespunzătoare a mâinilor, va trece prin ecluza de igienizare și odată ajuns la locul de producție se va spăla din nou pe mâini cu apă și săpun, și le va usca cu un prosop de hârtie sau aparat electric și numai după aceea își va reîncepe activitatea. Curățena și dezinfecția grupurilor sociale pentru personal se va realiza de persoane special angajate în acest scop și care nu au dreptul să ajute la alte tipuri de munci.

Aceste grupuri sociale pot fi prevăzute cu anticamere, coridoare sau intrări izolate și în mod cert să fie izolate de încăperile de producție.

Documentare la capitolul 6.3: Igiena personalului

În industria alimentară, sănătatea muncitorilor reprezintă vectorul principal în vederea organizării unui regim tehnologic, sanitar corespunzător și rațional. Focarul principal în răspândirea de infecții și boli este omul bolnav și purtătorul de germeni și coliformi.

De aceea în vederea ulterioarei angajări, personalul este supus anumitor etape și reguli de control:

Controlul medical la angajare și periodic. Acesta costă în :

Examen clinic general, care ajută la identificarea diferitelor infecții ale pielii în primul rând (furunculoze, micoze, ciuperci ale pielii și unghiilor etc);

Examen serologic, care permite identificare sifilisului, boală care e contraindicată lucrătorilor din domeniul alimentar;

Examen radiologic pulmonar, în identificarea diferitor boli pulmonare, în special tuberculoză;

Examen coprobacteriologic, teste ce permit identificarea purtătorilor de salmoneloză și shigeloză.

Controlul periodic se realizează ori de cîte ori este nevoie, în care personalul e obligat să treacă o serie de analize periodice prevăzute de legislație. Conducerile tuturor întreprinderilor sunt obligate să monitorizeze prezentarea angajaților la controalele medicale.

Reguli de igienă individuală.

Menținerea și întreținerea unei igiene individuale a stării de curățenie a corpului reprezintă un vector deosebit a muncitorului din industria alimentară. Dacă acesta nu respectă curățenia individuală (mâini, corp, haine), el poate fi cauza contaminării produselor alimentare cu patogeni.

Respectiv există o serie de normative prevăzute pentru municitorii care manipulează, ambalează, transportă, prepară produse alimentare cu obligativitatea respectării acestora:

Lăsarea hainelor de stradă în vestiarele sepcial amenajate în acest scop;

Taierea unghiilor scurt, nu se admit ojă sau alte decorațiuni

Nu e permisă purtarea bihuterilor, cu excepția verighetei cu suprafață netedă

Strîngerea părului lung sub bonete, nu e permisă folisirea de clame, elasticuri și alte accesorii

Înainte de a ajunge la serviciu, persoanele sunt obligate să facă duș cu apă caldă și spăun din abundență pentru îndepărtarea transpirației și sebumului.

Spălarea mâiniloe se face ori de cîte ori este nevoie și de fiecare dată după accesul grupurilor sanitare cu o durată de 3-4 minute. Se face trecerea prin ecluza de igienizare atât înaintea cât și după finisarea programului de muncă;

Igiena echipamentului sanitar de protecție

În industria alimentară toți muncitorii trebuie să poarte echipamente de protecție sanitară a alimentelor, în scopul prevenirii contaminării acestora cu impurități mecanice sau provenite de la îmbrăcămintea proprie.

Echipamentul poate fi speciic fiecărei tip de secții de producție, variind după specificul muncii, fiind compus în general din: halte, șorțuri, jachete, bonete, pantaloni, mâneci etc. Pentru anumite sectoare se poate apare necesitatea folosirii: haine impermeaile, cizme de cauciuc etc.

Se pretează pentru echipamente de culoare albă, încrucât orice tip de murdărie se poate identifica mai ușor pe acestea. Acesta trebuie menținut într-o stare perfectă de curățenie și trebuie purtat pe toată durata turei de lucru. Se schimbă ori de câte ori este nevoie, nefiind permisă spălarea personală de către muncitori. În acest caz, în proiect se va apela la servicii speciale prestate de companii specializate în acest scop.

Personalul responsabil de curățenie în secția de producție trebuie să poarte echipamente de o altă culoare decât cea albă, pentru a se putea deosebi de personalul din secția de producție.

Este obligatoriu purtarea bonetelor în timpul lucrurui, astfel împiedicându-se pătrunderea firelor de păr în produsele alimentare.

Educația sanitară

Normativele legislației în vigoare obligă personalul muncitor în industria alimentară să înșușească, aplice și implementeze un minim de cunoștințe igienico-sanitare, pe care le redobândesc în cadrul cursurilor special programate în acest scop, efectuate periodic de organe sanitare.

Aceste cursuri au drept scop îmbogățirea și reîmprospătarea cunoștințelor igienico-sanitare ale angajaților privind noțiuni despre alimente, riscurile contaminărilor, efectele nerespectării condițiilor de igienă, de manipulare și păstrare a produselor alimentare.

Orișicare abatere înregistrată de organele sanitare , se sancționează prin amenzi aplicate atât persoanelor care au săvârșit, cât și celor care prin funcția și împuternicirea lor ar fi trebuit să asigure și să monitorizeze respectarea legislației și a normativelor în vigoare. „