PROGRAMUL DE STUDIU: SIGURANȚĂ ȘI SECURITATE AGROALIMENTARĂ [307327]
UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE PROTECȚIA MEDIULUI
PROGRAMUL DE STUDIU: SIGURANȚĂ ȘI SECURITATE AGROALIMENTARĂ
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: CU FRECVENȚĂ
DISERTAȚIE
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
Șef lucr.dr. ing. POPOVICI MARIANA
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE PROTECȚIA MEDIULUI
PROGRAMUL DE STUDIU: SIGURANȚĂ ȘI SECURITATE AGROALIMENTARĂ
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT: CU FRECVENȚĂ
TEHNOLOGIA CONGELĂRII CRIOGENICE CU AZOT LICHID A CIUPERCILOR DE PĂDURE
COORDONATOR ȘTIINȚIFIC
Șef lucr.dr. ing. POPOVICI MARIANA
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
CUPRINS
INTRODUCERE
Congelare criogenică constă în utilizarea căldurii latente de vaporizare la presiune atmosferică a unor substanțe (agenți criogenici) precum și a căldurii pe care vaporii formați o [anonimizat].
Congelarea criogenică menține calitatea naturală a alimentelor. [anonimizat]. [anonimizat]. [anonimizat], este congelarea rapidă a produsului la temperaturi criogenice.
Produsele congelate rapid trebuie să respecte următoarele reguli:
produsul inițial să fie în cea mai bună stare posibilă;
înainte de congelare se fac tratamente specifice (pentru produse vegetale: spălare, cernere, mărunțire, decojire, opărire);
scăderea de temperatură în zona de cristalizare maximă (-1°C … -5°C) [anonimizat] -18°C;
produsul este protejat cu un ambalaj impermeabil apropiat produsului și condițiilor de folosire;
temperatura este menținută la -18°C sau la valori inferioare (până la -30°C) [anonimizat].
Folosirea produselor congelate rapid a fost o explozie impresionantă în S.U.A., imediat după al doilea război mondial. Alte țări industrializate se conformă acestui procedeu cu o întârziere de 15 ani, începând cu 1960. Acest aspect a dus la o creștere a capacității depozitelor la o temperatură joasă pentru produse congelate și supracongelate.
Produsele supracongelate prin metoda criogenică reprezintă aproximativ 8-10 % din cantitatea totală de produse congelate (8% în Franța), [anonimizat].
Sistemele de supraînghețare criogenică utilizează energia fluidelor criogenice (N2 sau CO2) ca sursă de frig. Aceste sisteme au fost introduse în Franța în 1966 și, [anonimizat] S.U.A. sau Japonia.
Ciupercile comestibile constitue o [anonimizat], [anonimizat] o sursă alternativă de proteine pentru vegetarieni.
[anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat].
[anonimizat]. Proteinele din ciuperci sunt comparabile cu cele din carne și chiar dacă din punct de vedere cantitativ ciupercile conțin mai puține proteine decât carnea, ele sunt suficiente pentru organismul uman, fapt pentru care pot fi considerate un aliment complet. Ciupercile conțin aminoacizii esențiali pentru organism, vitamine și minerale și sunt bogate în acid folic, vitamina B12 și fier.
Ciupercile trebuie să aibă un aspect proaspăt, suprafața trebuie să fie uscată, lucioasă dacă membrana de sub pălărie este deschisă, aroma este puternică, dacă este închisă, aroma este delicată. Ele se pot prepara tăiate fâșii sau cubulețe, sote (în unt), prăjite (în ulei), fripte pe grătar (stropite cu ulei), fierte sau pur și simplu ținute la cuptorul cu microunde două trei minute, la putere maximă (fără ulei sau unt).
Datorită proprietăților nutritive pe care le posedă, a nivelului energetic redus și a diverșilor componenți esențiali pe care îi conțin, ciupercile au devenit un aliment important în asigurarea nesarului de hrană, în special în dieta persoanelor vegetariene.
Deoarece ciupercile fac parte din categoria produselor vegetale perisabile, care se depreciază foarte repede la temperaturi ridicate, păstrarea acestora pe o perioadă scurtă, de la recoltare până la prelucrare, trebuie să se facă în spații frigorifice.
Pentru păstrarea calităților nutritive și energetice pe care le au, ciupercile de pădure pot fi conservate prin diferite metode: refrigerare, congelare, deshidratare, sărare, acidifiere artificială, în vederea consumului în tot timpul anului.
Congelarea ciupercilor cu agenți criogenici presupune utilizarea căldurii latente de vaporizare a agentului frigorific, la presiune atmosferică. Agenții frigorifici trebuie să îndeplinească următoarele condiții:
• să fie inerți față de produsele alimentare;
• să nu fie toxici, inflamabili sau explozibili;
• să nu polueze mediul;
• să aibă costuri reduse.
Având în vedere aceste cerințe, agenții frigorifici ce pot fi utilizați pentru congelare sunt azotul lichid și bioxidul de carbon lichid; se mai utilizează protoxidul de azot și aerul, de asemenea în stare lichidă și freonul.
În momentul actual, din cantitatea totală de ciuperci de pădure recoltată, o parte redusă este consumată de populația autohtonă pentru consum propriu, iar cantități însemnate sunt congelate sau deshidratate și sunt valorificate la export în țările Uniunii Europene: Italia, Germania și alte țări occidentale.
În lucrarea de față am prezentat tehnologia de congelare criogenică cu azot a ciupercilor de pădure, ca o alternativă eficientă la tehnologia clasică de congelare, la S.C. ROM-FUNGHI SRL, cu sediul în Pocola, județul Bihor.
Speciile de ciupercile de pădure pe care societatea le achiziționează în principal sunt: Boletus edulis – Hribi, Cantharellus cibarius – Gălbiori, Amanita Caesarea – Crăițe.
I.IMPORTANȚA CIUPERCILOR
Ciupercile comestibile reprezintă un produs agroalimentar foarte valoros prin conținutul bogat în substante nutritive și prin gustul și aroma lor specifice, fiind apreciate în toate țările și în toate anotimpurile. Ele pot fi consumate atât proaspete cât și conservate. Ciupercile prin conservare nu își modifică parametrii organoleptici.
Problema alimentației insuficiente a oamenilor este condiționată de deficitul de proteine, care după datele savanților, anual constituie circa 15 milioane t. Această problemă poate fi soluționată folosind toate resursele existente, concomitent căutând noi surse de obținere a produselor alimentare cu conținut sporit de proteine. În acest context, alături produsele tradiționale și produsele mărilor și oceanelor, un loc de seamă îl ocupă și ciupercile. Cerințele față de rația alimentară a oamenilor se schimbă mereu. Acest fapt condiționează necesitatea extinderii culturii de ciuperci, întrucât ele posedă un conținut sporit de proteine, vitamine, elemente extractive și minerale, corespund tot mai mult cerințelor actuale de alimentare a omului.
Ciupercile sunt foarte apreciate pentru calitățile nutritive deosebite și pentru valoarea energetică ridicată(calorii/100g produs), care se situează între 16-43, motiv pentru care ciupercile sunt considerate un aliment dietetic.
Datorită compoziției chimice complexe pe care o au, conțin elemente esențiale de care are nevoie organismul uman: proteine, aminoacizi, glucide și sunt considerate un aliment valoros. În alimentația omului, 100-200 grame de ciuperci uscate pot să mențină un echilibru azotat normal în absența totală a cărnii. Denumirea ciupercilor de ,,carne vegetală” se datorează faptului că, glucidele pe care le conțin sunt formate în proporție de 50% din glicogen, asemănător cu cel din carnea animală.
Ciupercile sunt izvoare de vitamine, cele din complexul B, precum și în vitamina D, care nu se mai găsește în nici o altă plantă, fiind specifică unturii de pește și cărnii(fig 1).
Fig.1 Ciuperci – gălbiori și hribi
Ciupercile se caracterizează printr-o valoare senzorială ridicată, fiind apreciate și ca amelioratori de gust pentru diverse produse alimentare conservate prin sterilizare, congelare termică, murare sau valorificare sub formă de preparate culinare.
Multe ciuperci au un rol benefic în natură. Pentru a se dezvolta, ele absorb substanțele nutritive din frunzele moarte și resturile lemnoase adunate pe sol; astfel, ele contribuie la descompunerea și dezagregarea acestor elemente vegetale care, fără acțiunea ciupercilor, ar acoperi rapid pădurile. Alte specii (hribi, amanite) formează micorize, pe rădăcinile arborilor din păduri (pini, stejari, castani). Datorită acestora, arborii absorb mai ușor substanțele necesare pentru creștere și în schimb, ciupercile beneficiază de adăpost și de hrană. Dimpotrivă, alte ciuperci sunt dăunatoare, ele sunt parazite, cum este cazul manei sau tăciunelui, tipuri inferioare de ciuperci care pot distruge câmpuri întregi de grâu sau porumb iar altele parazitează omul, producând maladii numite micoze.
Studiul ciupercilor este numit micologie, iar astăzi există micologiști în toate marile universități. Ciupercile sunt crescute pe jeleu transparent, fiind studiate creșterea și viața. Dintr-o astfel de cultură, de Penicillium, obișnuita ciuperca verde care crește pe fructe și pe gem, a fost descoperită penicilina.
I.1. Valoarea nutritivă a ciupercilor
Valoarea alimentară a unui produs depinde de cantitățile de substanțe nutritive pe care le conține. Ciupercile au o compoziție chimică complexă și variabilă de la o specie la alta. Deasemenea există variații în cadrul aceleași specii, în funcție de varietate, condițiile climatice, particularitățile terenului, gradul de maturitate în momentul recoltării.
Compoziția chimică medie a ciupercilor este prezentată în tabelul 1.
Tabel 1
Compoziția chimică a ciupercilor
(După I. Gonțea)
Ciupercile sunt foarte hrănitoare, sunt o sursă de vitamine, au un conținut considerabil de proteine, sunt sărace în calorii (un kilogram de ciuperci proaspete are aproximativ 350 calorii). În formă uscată, ciupercile au aproape la fel de multe proteine ca și carnea de vită și o cantitate semnificativă de glucide complexe numite polizaharide. Sunt bogate în proteine vegetale, zinc, fier, fibre, vitamine și minerale.
Cele mai importante componente din punct de vedere nutritiv sunt substanțele azotoase, formate mai ales din proteine. Ciupercile comestibile sunt o sursă importantă de proteine cu 18 aminoacizi (2,7-5%), hidrați de carbon (3,5-10%), săruri minerale de K, Mg, P, Ca, Cu, Fe, Zn, Mn, Se, vitamine mai ales cele din grupa B: B1, B2, B3, B5, B6, B12, vit. C, D, E, acid folic, sunt sarace în grasimi (1-2,2%)dar acestea sunt numai sub formă nesaturată și combinată (agaricine, lecitine, ergosterine, fosfatide).
Ciupercile sunt o sursă de vitamina B, inclusiv riboflavină, niacină și acid pantotenic, care furnizează energie prin descompunerea de proteine, grăsimi și carbohidrați. Vitaminele B joacă, de asemenea, un rol important în funcționarea sistemul nervos. Acidul pantotenic ajută la producerea de hormoni și joacă, de asemenea, un rol important în sistemul nervos.
Riboflavina ajută la menținerea sănătoasă a celulelor roșii din sânge. Niaciana promovează pielea sănătoasă și face ca sistemul digestiv și nervos să funcționeze corect.
Ciupercile sunt o sursă de minerale importante: Seleniul este un mineral care funcționează ca un antioxidant, pentru a proteja celulele organismului de daune care ar putea duce la boli de inimă, anumite tipuri de cancer și alte boli de îmbătrânire. De asemenea, s-a dovedit a fi important pentru sistemul imunitar. Multe alimente de origine animală și cerealele sunt surse de seleniu, dar ciupercile sunt printre cele mai bogate surse de seleniu, produc și furnizează 8-22 mg/ porție. Acestea reprezintă pentru vegetarieni, o sursă importantă de seleniu, deoarece resursele acestora sunt limitate.
Ergothioneine este un antioxidant natural care, de asemenea, poate ajuta la protejarea celulelor organismului. Ciupercile oferă 2,8 – 4,9 mg de ergothioneine/porție.
Cuprul ajută celulele roșii din sânge, care transportă oxigenul în tot corpul, ajută la menținerea oaselor sănătoase și la nervi.
Potasiul este un mineral important și mulți oameni nu primesc destul; ajută la menținerea unui fluix normal și echilibru mineral, care contribuie la controlul tensiunii arteriale. De asemenea, joacă un rol important în a hrăni nervii și mușchii, inclusiv inima. Ciupercile au 98-376 mg de potasiu/ porție, adică 3-11 % din necesarul zilnic.
Beta-glucanii, găsiți în numeroase specii de ciuperci, au arătat efecte stimulatoare a imunității, conferă rezistență împotriva alergiilor și pot participa, de asemenea, în procesele fiziologice legate de metabolismul grăsimilor și zaharurilor din corpul uman. Beta-glucanii conținuți în stridii, ciuperci Shiitake sunt considerate a fi cele mai eficiente.
Ciupercile conțin puțin sodiu, nu conțin colesterol, iar prezența glicogenului în ciuperci, care e caracteristic regnului animal, face ca acestea sa fie numite “carne vegetala”. Din totalul de substanță uscată din ciuperci, proteinele reprezintă în medie 23%, iar din 104 elemente cunoscute, ciupercile conțin 50. Structura proteinelor din ciuperci este asemanatoare cu cea din cazeina laptelui, albumina din ou si gliadina din grâu. Unele specii conțin și acizi organici, malic, tartic.
Ciupercile conțin antioxidanți și recent s-a descoperit cu ajutorul unui aparat performant și mai sensibil că cea mai cultivată specie de ciuperci comestibile, Agaricus bisporus, conține de 40 de ori mai multă ergotioneină față de germenii de grâu, produs considerat puternic antioxidant, și ce este mai important, prin fierbere cantitatea de antioxidant nu scade.
Un dezavantaj al ciupercilor ar fi acela că proteinele sunt conținute în celule cu membrană bogată în celuloză și chitină care este greu de digerat.
1.2. Valoarea alimentară a ciupercilor
Ciupercile comestibile au o mare valoare alimentară datorită glucidelor și proteinelor pe care le conțin, substanțelor minerale: săruri de potasiu, fosfor, calciu, magneziu; substanțe organice: diferite zaharide(manoză, glucoză, glicogen, celuloză, trelaloză); substanțe azotoase; grăsimi, vitamine sub formă de caroten, vitaminele B1 și B2, vitamina D, acizi organici:malic, citric, tartric.
Astfel ciupercile comestibile reprezintă un aliment nutritiv complet. Alături de substanțele componente se adaugă și aroma lor, cea ce le conferă calități apetisante.
Se recomandă ca ciupercile să fie consumate în stadiu tânăr și imediat după recoltare, deoarece conțin substanțe ușor alterabile, care în cursul descompunerii pot da naștere la compuși toxici. Înainte de pregătire ciupercile trebuie să fie bine curățate de pământ, nisip, resturi de substrat și apoi bine spălate.
Deasemenea, ciupercile au un rol important și în dieta vegetariană, fiind o excelentă sursă de proteine. Proteina ciupercilor este diferită de proteina animală cât și de cea vegetală, fiind situată undeva "între" acestea. Conținutul de proteină este de 15-30% raportat la masa uscată. Prin comparație, carnea conține în medie 33% proteină și ouăle 50%.
În același timp conținutul de fibre, minerale și vitamine este ridicat, iar conținutul de grăsimi este redus, aceste caracteristici făcând din ciuperci un aliment sănătos.
Gama largă de preparate culinare, precum și posibilitatea conservării pentru iarnă, explică interesul tot mai mare de care se bucură acestea.
I.3. Biologia ciupercii
Ciupercile reprezintă un grup heterogen de organisme care au o deosebită importanță teoretică și practică. Ele degradează substraturile organice contribuind astfel la desfășurarea circuitului materiei în natură și la formarea humusului; participă la simbioze cu algele formând lichenii și cu rădăcinile plantelor superioare, formând micorizele. Multe specii produc enzime, vitamine, hormoni, antibiotice; unele realizează fermentația alcoolică, proces extrem de important în industria alimentară. Din punct de vedere sistematic, ciupercile alcătuiesc un regn aparte – Regnul Fungi – acesta cuprinzând peste 100.000 specii care trăiesc în mediul terestru și foarte puține în mediul acvatic. În trecut erau încadrate în regnul Plantae (care include plantele verzi). Deoarece nu conțin clorofilă și nu fac fotosinteză (nu sunt autotrofe), iar peretele celular este constituit din chitină (și nu din celuloză), au fost grupate într-o unitate sistematică special – Regnul Fungi. Cercetările de ultimă oră au demonstrat că din punct de vedere chimic, ciupercile sunt mai apropiate de animale decât de plante. Partea comestibilă a fungilor este denumită uneori “carne”.
Ciupercile constituie un grup aparte, diferit de plante deoarece, spre deosebire de acestea din urmă, el nu conține clorofilă. Se hrănesc cu organisme vii sau moarte, exact ca animalele. Nu au nici rădăcină, nici tulpină, nici frunze și nici flori și se reproduc într-un mod specific.
Ciupercile trăiesc pe animale vii sau moarte, pe plante, în aer, pe sol și în apă, foarte multe dintre acestea fiind însă atât de mici încât nu se pot observa cu ochiul liber. Din această cauză ciupercile se împart în ciuperci superioare (bureții) și ciuperci inferioare (mucegaiul, drojdia de bere). Pe lângă această clasificare, ciupercile se grupează în patru clase:
Arhimicete – ciuperci microscopice și parazite;
Zigomocete – ciuperci de obicei saprofite;
Ascomicete – ciuperci saprofite sau parazite;
Bazidiomicete – ciuperci superioare.
1.Arhimicete – cuprind ciupercile cele mai primitive și mai simple, lipsite de miceliu. Au aparatul alcătuit dintr-un gimnoplast sau plasmodiu și sunt ciuperci endoparazite. Se înmulțesc prin zoospori sau spori imobili, care provin din transformarea întregii celule. Înmulțirea sexuată se face prin izogamie .Din această clasă fac parte ciupercile care produc însemnate pagube culturilor de cartof, varză, plante furajere etc.
2.Zigomicetele – cuprind ciuperci care au talul unicelular, polinucleat, simplu sau ramificat, care în acest caz se numește sifonoplast. Cele mai multe și în acelși timp cele mai dăunătoare, sunt endoparazite. Unele zigomicete sunt saprofite. Înmulțirea asexuată se face prin spori la cele inferioare sau prin conidii, care în realitate sunt zoospori caduci.
3.Ascomicetele – se caracterizează printr-un aparat vegetativ bine dezvoltat. Majoritatea ciupercilor din această clasă au un tal filamentos, miceliul fiind alcătuit din hife pluricelulare, adeseori ramificate, izolate sau anastomozate. Înmulțirea asexuată se face prin diferite feluri de spori: conidii, picnospori, etc.
4.Bazidiomicetele – se impart în ciuperci superioare și ciuperci inferioare.
Ciupercile superioare sunt alcătuite dintr-un picior și o pălărie cărnoasă. Sub această pălărie, se află lamele dispuse în raze. Piciorul și pălăria constituie un întreg – carpoforul, care este partea vizibilă a ciupercii. Ciuperca desfășoară sub pământ o rețea de filamente subțiri și fragile numite miceliu. Miceliu joacă rolul rădăcinii, care extrage din sol elemente necesare pentru dezvoltarea ciupercii(fig.2).
Fig. 2 Secțiune prin carpoforul ciupercii
Ciupercile inferioare sunt foarte diferite. Ele nu au carpofor, ci se compun numai din miceliu. Cele mai cunoscute sunt ciupercile de mucegai, care se dezvoltă pe mâncare și drojdia de bere, folosită la fabricarea berii sau pâinii.
Ciupercile sunt organisme eucariote, unicelulare sau pluricelulare, microscopice sau macroscopice. Corpul este alcătuit din celule multinucleate numite hife, care formează un miceliu. De asemenea, ele prezintă un perete celular de natură chitinoasă, sau (rar) celulozică, în citoplasmă existând glicogen și picături de ulei. Ciupercile nu au clorofilă, din aceasta rezultând o nutriție heterotrofă, fie saprofită, fie parazită.
Hrănire. Pentru că ciupercile nu au clorofilă în componența lor, ele nu își pot produce propria hrană. Din această cauză ele se hrănesc cu ceea ce se numește hrană organică, adică hrană ce a fost preparată în prealabil de o plantă sau un animal viu. Ciupercile folosesc enzime pentru a transforma hrana într-un lichid. Nutrienții lichizi sunt apoi absorbiți în ciupercă și folosiți pentru a furniza energie. Ciupercile saprofite sunt cele care trăiesc pe plante și animale moarte. Ciupercile parazite sunt cele care se hrănesc folosind plante sau animale vii, ca Plasmopara viticola, care atacă via.
Reproducere. Ciupercile prezintă alternanța de generații: gametofitică și sporofitică, în care predomină faza diploidă, adică generația sporofitică. Carpoforul ciupercilor (piciorul și pălăria) constituie un fel de fruct; lamelele pălăriei produc nenumărate celule microscopice, sporii, granule foarte fine, invizibile pentru ochiul liber. Acești spori se desprind de pălărie, cad pe sol, germinează și produc un nou miceliu. Acesta crește puțin câte puțin; se asociază cu un alt miceliu și formează un nou carpofor, adică o nouă ciupercă. Miceliul ciupercilor poate trăi și se poate dezvolta timp îndelungat, atingând uneori o mărime exagerată.
Din punct de vedere al mediului de creștere, ciupercile se împart în:
ciuperci de cultură;
ciuperci din flora spontană.
Ciupercile din flora spontană pot fi:
– ciuperci comestibile;
– ciuperci necomestibile.
Pentru valorificarea ciupercilor în scop alimentar, prezintă interes atât ciupercile comestibile cât și ciupercile necomestibile, pentru evitarea acestora.
1.4.1. Ciuperci comestibile
Principalele specii de ciuperci comestibile care pot fi valorificate pentru consum sunt:
Hrib, mănătarcă, pitarcă: Boletus edulis(fig.3) face parte din familia Boletacee, are pălăria brună deschis, bombată, sferică și aproape întinsă. Pulpa sa este albă cu gust și miros plăcut. Crește în pădurile de foioase, de conifere, din primăvară până în toamnă și este comestibilă, foarte bună pentru consum proaspăt sau conservată.
Ciupercă de câmp – Psalliota arvensis(fig.4): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria ovoidă sau globuloasă, albă sau galbenă-ocracee. Inelul este alb, apoi gălbui și membranos. Carnea este moale, albă și cu gust plăcut. Crește în pajiști, poieni și fânețe, vara și toamna. Este comestibilă, foarte bună.
Fig. 3. Boletus edulis Fig. 4 Psalliota arvensis
(https://www.google.ro/search?q= (https://www.google.ro/search?q=
boletus+edulis&client) ciuperca+de+camp&client)
3. Crăițe – Amanita caesarea(fig.5): face parte din familia Agaricaceae are pălăria de culoare galben – aurie, sferică, apoi întinsă. Inelul este galben, carnea albă, cu miros și gust foarte plăcută. Crește în păduri de foioase vara și toamna. Este comestibilă, foarte bună, considerată cea mai bună dintre ciuperci.
4. Iuțari – Lactarius piperatus (fig.6): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria hemisferică, apoi întinsă în formă de pâlnie de culoare galbenă. Carnea este albă, apoi gălbuie. Crește în păduri de foioase sau de conifere vara și toamna. Este comestibilă.
Fig. 5. Amanita caesarea Fig. 6. Lactarius piperatus
(https://www.google.ro/search?q=ciuperci+ (https://www.google.ro/search?q=
craite&client=firefox-b-ab&tbm) bureti+iutari&client)
5. Râșcov – Lactarius deliciosus(fig.7): face din familia Agaricaceae, are o pălărie convexă, apoi se întinde și ia forma de pâlnie. Are o culoare galbenă portocalie, carnea este albă, sau galbenă, cu miros plăcut, aromatic. Latexul este roșu și dulce. Crește în păduri de conifere vara și toamna; este o ciupercă comestibilă.
6. Bureți galbeni – Gălbiori – Cantharellus cibarius(fig.8): are pălăria de culoare galbenă vie, la început este sferică apoi galbenă în formă de pâlnie, cu marginea ondulată. Carnea este galbenă având un gust dulce. Crește în păduri de foioase și conifere, din primăvara până în toamnă. Este comestibilă, foarte bună.
Fig. 7. Lactarius deliciosus Fig. 8 Cantharellus cibarius
(https://www.google.ro/search?q= (https://www.google.ro/search?q=
bureti+rascov&client) bureti+galbiori&client)
1.4.2. Ciuperci necomestibile
Printre ciuperci sunt unele otrăvitoare, iar altele necomestibile. Cele mai cunoscute sunt:
1.Muscaria – Amanita muscaria (fig.9): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria de culoare roșie, acoperită cu numeroși solzi albi; piciorul de asemenea este alb, cu un inel membranos. Crește prin păduri de conifere și foioase vara și toamna. Este otrăvitoare.
2. Burete pestriț, Buretele panterei – Amanita pantherina(fig.10): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria convexă, cărnoasă, de culoare cafenie-cenușie. Crește în păduri de foioase și conifere vara și toamna. Este otrăvitoare.
3.Amanita phalloides(fig.11): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria la început sferică, apoi întinsă, având o culoare galbenă-verzuie. Piciorul este albicios, diluat la bază. Carnea este albă cu miros și gust neplăcut. Crește în păduri de foioase și de conifere, vara și toamna. Este o ciupercă foarte otrăvitoare.
Fig. 9. Amanita muscaria Fig. 10. Amanita pantherina
(https://www.google.ro/search?q= (https://www.google.ro/search?q=ciuperci
ciuperci+necomestibile&client) +necomestibile&client)
Fig. 11 Amanita phalloides
(https://www.google.ro/search?q=Amanita+phalloides&client)
4. Pâinișoara piperată – Rusula emetica(fig.12): face parte din familia Agaricaceae, are pălăria cărnoasă, convexă, de culoare roșie. Carnea este albă, cu gust acru sau piperat. Crește pe sol în păduri umede vara și toamna. Este otrăvitoare.
5. Hrib țigănesc – Boletus satanas (fig.13), face parte din familia Boletaceae, are pălăria albă – cenușie convexă. Carnea este albă, galbenă deschis, uneori roșie. Crește în păduri de foioase vara și toamna. Este otrăvitoare.
Fig. 12 Rusula emetica Fig. 14 Boletus satanas
(https://www.google.ro/search?q= http://www.wikiwand.com/ro
Russula+emetica&client) Ciuperci_otr%C4%83vitoare
I.4. Recunoașterea ciupercilor
Recunoașterea ciupercilor este cea mai dificilă operație și din această cauză, recunoașterea sigură se face ținând seama în primul rând de caracterele botanice și anume forma aparatului fructifer și a părților componenete: talie, aspect, pălărie, picior, suprafața pălăriei, lamele sau tuburi etc., luate în complexitatea lor și nu după celelalte caractere, care pot duce la confuzii cu urmări grave.
Forma ciupercilor(talie, aspect) este un caracter ce se referă mai mult la aparatul fructifer. Acesta prezintă o formă proprie pentru fiecare specie de ciupercă. Aparatul fructifer poate avea forme diferite: de umbrelă, de sferă, de ou, de clopot, de cupă, ovoidă, conică etc. Forma cea mai des întâlnită în stadiul de maturitate la ciupercile superioare, de altfel comună la cele mai multe ciuperci, este cea de umbrelă.
O ciupercă trece până la stadiul de maturitate printr-o serie de forme: în tinerețe este ca un ou, apoi ca o măciucă, ca un clopot, iar la maturitate ajunge la forma unei umbrele.
Pălăria poate fi dreaptă, mai mult sau mai puțin boltită, luând forma unei pâlnii în dreptul piciorului sau a unei ridicături(gheba). Partea superioară a pălăriei este acoperită de o membranã numită peridium, care poate să fie netedă, lucioasă, mată, umedă, cleioasă, uscată, cu circomvoluțiuni sau linii, catifelată, acoperită cu solzi sau țepi. Aceasta se poate desprinde de țesuturile (false) care acoperă pălăria sau nu.
La unele dintre ciuperci, aparatul fructifer este acoperit în tinerețe de un înveliș care odată cu dezvoltarea ciupercii se rupe de jur împrejurul pălăriei și rămâne sub forma unui inel în partea superioară a piciorului.
Inelul poate să fie fix sau mobil pe piciorul ciupercii și se găsește pe la mijlocul piciorului, sau la jumătatea lui superioară. Forma inelului constituie un caracter de indentificare a ciupercilor care-l poartã.
La unele ciuperci, corpul fructifer este acoperit în tinerețe de două învelișuri prin dezvoltarea piciorului și a pălăriei, iar învelișul exterior se rupe. Partea inferioarã a piciorului rămâne învelită într-un manșon, ca într-o teacă, care se numeste volvă.
Cele mai multe ciuperci necomestibile prezintă volvă (buretele viperii, buretele panterei, buretele de lămâie etc.), dar sunt și ciuperci comestibile cu volvă(crăițele). Alte ciuperci sunt acoperite cu o membrană fină, denumită cortina.
Ciupercile se identifică și după forma și alcătuirea părții inferioare a pălăriei. Astfel, ciupercile cu pălărie se împart în: ciuperci cu lamele, cu tuburi sau cu țepi.
Piciorul ciupercilor constitue un criteriu de identificare: poate fi central (în pălărie), excentric sau lateral (situat la marginea pălăriei). Înălțimea piciorului variază de la o specie la alta și chiar la aceeasi specie. În tinerețe este scurt și se alungește odată cu creșterea ciupercii.
Piciorul poate fi cilindric, îngroșat în partea inferioară, subțiat spre pălărie sau spre bază. În interior, piciorul poate fi plin sau gol, la exterior este neted acoperit cu o rețea regulată de fire fine.
Forma, dimensiunile și culoarea sporilor sunt caractere de care trebuie să se țină seama, deoarece prezintă o importanță deosebită în determinarea ciupercilor. Deoarece sporii nu se văd cu ochiul liber, ci numai la microscop, recunoașterea ciupercilor după aceste caractere se poate fi realiza numai în laborator.
Pe lângă caracterele botanice, la recunoașterea ciupercilor sunt luate în considerare: stațiunea, culoarea, schimbarea culorii, mirosul, gustul, consistența și vârsta, dar acestea singure nu pot constitui caractere de deosebire a ciupercilor comestibile de cele necomestibile.
Stațiunea: unele ciuperci cresc numai pe un anumit sol, nisipos, argilo-nisipos, mai mult sau mai puțin bogat în humus, mai umed sau mai uscat, altele preferă locurile însorite, în timp ce altele locurile umbroase. Pe un loc cu aceleași condiții de vegetație poate fi întâlnită o ciupercă toxică lângă una comestibilă, astfel că stațiunea nu constituie un caracter sigur de recunoaștere.
Culoarea nu constituie singură un mijloc de detereminare. Prezintă interes schimbarea culorii la carnea ciupercii, prin ruperea pălăriei sau piciorului, caracter întâlnit la cele mai multe ciuperci necomestibile.
Sunt și ciuperci comestibile, care prin rupere se înnegresc sau capătă nuanțe verzui sau albăstrui. Trebuie evitate ciupercile care se albăstresc prin rupere.
Mirosul și gustul, nu constituie indici de deosebire. Totuși se poate spune că ciupercile cu miros și gust de făină, de castane, de alune sau de anason sunt comestibile.
Vârsta, ciupercile necomestibile conțin elemente toxice la orice vârstă, în timp ce multe ciuperci comestibile, în tinerețe sunt bune, iar la maturitate și la bătrânețe devin indigeste sau chiar toxice. Este bine să se evite ciupercile bătrâne și cele atacate de viermi și melci.
Cea mai mare parte a accidentelor de intoxicații cu ciuperci, se datoreză unor metode empirice sau a unor prejudecați de recunoaștere eronată a caracterelor acestora:
– înnegrirea unei piese de argint sau a inelului de aur, schimbarea culorii unui cățel de usturoi sau a unei cepe plasate în sosul în care fierb ciupercile, nu dă nici o indicație asupra proprietăților comestibile sau toxice;
– nu sunt juste criteriile, prin faptul că toate ciupercile din locurile umblate sunt inofensive;
– nu este just să se creadă că toate ciupercile din pădurile de pin sunt periculoase;
– schimbarea culorii ciupercilor rupte, mirosul, fermitatea cărnii, prezența sucului lăptos, nu furnizează nici o indicație precisă;
– fierberea, uscarea, tratamentul cu sare, oțet etc. nu transformã ciupercile periculoase în comestibile, iar un singur caracter al genului(ciupercilor) nu este suficient pentru a o recunoaște.
Pentru a deosebi ciupercile comestibile de cele necomestibile, trebuie să se țină seama de toate caracterele la fiecare specie.
Cel mai sigur mijloc pentru deosebirea unei ciuperci comestibile de una necomestibilã, este recunoașterea caracterelor botanice, alături de o descriere amănunțită, de planșe colorate și luând în considerare cele amintite mai sus.
Ciupercile de pădure pentru comerț și industrie sunt riguros și științific controlate. Personalul care colectează (culege) aceste ciuperci este instruit temeinic și în repetate rânduri. Până în prezent la noi nu s-au înregistrat nici un fel de reclamații, la livrarea sutelor de tone de ciuperci, anual.
I.5. Recoltarea, transportul și depozitarea ciupercilor
Metoda de recoltare a ciupercilor influențeză în mod direct traumatizarea ciupercilor. Recoltarea ciupercilor prin rupere sau smulgere bruscă, are influență negativă asupra producției de ciuperci, iar lovirea și sfărâmarea corpurilor fructifere duce la deprecierea calității acestora. Prin tăierea piciorului ciupercii, porțiunea de picior rămasă în sol este invadată de microorganisme și dăunători, care distrug restul de picior și miceliul productiv.
Recoltarea ciupercilor trebuie să se facă prin răsucire și desprinderea ușoară a piciorului cu corpul fructifer(pălăria) și acoperirea cu pământ a locului de unde s-a recoltat. În acest fel ciuperca se desprinde de miceliul productiv din sol, fără ca acesta să fie afectat, asigurând astfel baza miceliană pentru producția viitoare.
Ciupercile trebuie recoltate pe timp însorit, nu după ploaie când sunt umede, îmbibate cu apă și se pot deteriora și oxida rapid. La recoltare se folosesc coșuri de nuiele, săculeți de pânză, pungi de hârtie, cutii din carton sau din folie de aluminiu.
Nu este recomandată recoltarea ciupercilor de la marginea șoselelor, autostrăzilor, drumurilor, a complexelor industriale, chimice, deoarece acestea sunt zone poluate. Ciupercile pot fi toxice și din cauza metalelor grele sau radioactive acumulate în sol, a emanațiilor de plumb, a pesticidelor, ierbicidelor folosite pentru alte culturi.
Recoltarea ciupercilor de pădure trebuie să fie făcută pe categorii, iar cele asupra cărora sunt dubii se vor recolta separat.
Transportul ciupercilor proaspete pentru prelucrare are o importanță deosebită asupra calității produsului obținut.
La prelucrarea industrială prin congelare, ciupercile proaspete trebuie obligatoriu să fie transportate numai cu mijloace frigorifice, în interiorul cărora trebuie menținută o anumită temperatură(1…2oC și o umidiate de 80%. Transportul produselor perisabile, în grupa cărora intră și ciupercile, trebuie să se facă în cel mai scurt timp de la recoltare(2-3 ore).
Ambalajele în care sunt transportate ciupercile trebuie să fie numai lădițe de scândură sau material plastic de capacități mijlocii, care să ofere posibilități de aerisire.
Prin folosirea ambalajelor necorespunzătoare, cum sunt sacii de pânză sau material plastic, ciupercile se încing și începe procesul de alterare.
Depozitarea ciupercilor proaspete până la intrarea în prelucrare trebuie redusă la minimum de timp(cel mult 24 ore de la recoltare, la o temperatură cuprinsă între 0 și 2oC), deoarece ciupercile, fiind o materie primă de origine vegeală au tendința de a se încinge, datorită activităților enzimatice și a fenomenului de respirație intensă care are loc la ciuperci, mai ales când temperatura mediului ambiant este mai ridicată.
Dacă la temperatura de 0oC 1 tonă de ciuperci eliberează o cantitate de căldură de 2300-2500 kcal/24 ore, la temperatura de 20oC, cantitatea de căldură crește la 12000-13000 kcal/24 ore. Având în vedere acest fapt, trebuie evitată stocarea materiei prime, deoarece duce la deprecierea acesteia.
Depozitarea ciupercilor trebuie să fie de scurtă durată(câteva ore) și să aibă loc în depozite frigorifice(1-2 oC). Ciupercile care se introduc în spațiile frigorifice, trebuie să fie de calitate bună și nu cu început de alterare, deoarece la temperatura de păstrare, activitatea microorganismelor este doar încetinită.
Calitatea produselor obținute din ciuperci, depinde exclusiv de calitatea materiei prime(ciuperci proaspete) și în special de prospețimea acesteia.
II. TEHNICA CONGELĂRII CU AGENȚI
CRIOGENICI
II.1. Aspecte generale ale procesului de congelare
Congelarea constă în răcirea produselor alimentare până la temperaturi inferioare punctului de solidificare a apei conținute în produs, adică o răcire cu formare de cristale de gheață. Congelarea este cunoscută ca o metodă de păstrare pe termen lung a calităților naturale atribuite alimentelor perisabile.
Scopul principal al congelării este conservarea produselor alimentare perisabile. Din acest punct de vedere, congelarea ca metodă de conservare, mărește durata admisibilă de păstrare a produselor alimentare de 5… 50 ori față de conservarea prin refrigerare.
Mărirea conservabilității obținute prin congelare și ulterior, depozitare în stare congelată se bazează pe efectele temperaturilor scăzute de încetinire puternică sau inhibare completă a dezvoltării microorganismelor și de reducere a vitezei reacțiilor chimice și biochimice.
Având în vedere nivelele temperaturilor minime de înmulțire a microorganismelor psihrofile, se consideră că valoarea maximă a temperaturii de congelare a produselor alimentare, este de -10oC. Sub această temperatură, dezvoltarea microorganismelor este practic neglijabilă. În unele cazuri, se folosesc însă temperaturi mai scăzute în produs și eventual, se utilizează metode de inactivare a enzimelor proprii, în vederea reducerii activității tuturor agenților modificatori.
Prin congelare un produs este răcit la o temperatură finală de -18…-25°C, inferioară punctului crioscopic, proces în urma căruia peste 95% din conținutul de apă al produsului solidifică sub formă de gheață.
În timpul congelării unui produs alimentar au loc fenomene fizice importante:
– mărimea volumului produsului;
– solidificarea într-o anumită proporție a apei conținute în produs;
– întărirea consistenței.
Temperatura în produsele alimentare supuse congelării variază în timpul procesului de răcire în funcție de timp și de locul punctului de măsură. Punctul cu temperatura cea mai ridicată la un moment dat se numește centrul termic al corpului respectiv și reprezintă un indicator al aprecierii stadiului congelării.
Congelarea este finalizată în momentul în care temperatura sa medie este egală cu temperatura la care urmează să aibă loc depozitarea. Astfel, se poate lua drept criteriu de apreciere a stadiului răcirii temperatura centrului termic, care trebuie să fie cu 3…5°C mai ridicată decât temperatura la care urmează să aibă loc depozitarea produsului respectiv.
Procesul de solidificare a apei conduce la formarea unor nuclee de cristalizare, în jurul cărora cresc și se formează cristalele de gheață. Ca să se formeze un nucleu stabil de cristalizare este necesar să se precizeze temperatura de subrăcire a lichidului, mai mare în cazul nucleelor omogene și mai mică în cazul celor eterogene, la care prezența particulelor străine favorizează crearea centrilor de cristalizare. La o temperatură de subrăcire inferioară celei minime cerute, crește numărul nucleelor de cristalizare în unitate de timp și prin urmare viteza de cristalizare.
Valoarea temperaturii de subrăcire, pe de altă parte, este strict legată de intensitatea fluxului termic și ca urmare, influențează astfel timpul de congelare. Ca urmare calitatea unui produs congelat este puternic influențată de temperatură în cazul unei congelări rapide, deoarece se obțin cristale mici de gheață, care produc daune minime în structura celulară.
Viteza de congelare are și un efect important asupra localizării cristalelor de gheață: la viteză mică de congelare, apa intracelulară poate părăsi celulele și să se solidifice în afara lor.
Inițierea cristalizării se face cu un consum energetic mai mare decât desfășurarea acesteia. Odată cu scăderea temperaturii, viteza de creștere a cristalelor de gheață scade ca urmare a creșterii vâscozității fazei congelabile din produs.
Scăderea temperaturii superficiale a produsului supus congelării mărește diferența de temperatură dintre suprafață și faza încă necongelată, contribuind astfel la mărirea vitezei de creștere a cristalelor de gheață.
Congelarea și depozitarea în stare congelată a produselor alimentare pot determina scăderea valorii nutritive prin denaturarea proteinelor, scăderea capacității de reținere a vitaminelor esențiale, pierderile de valoare nutritivă la decongelare.
Sub acțiunea temperaturilor scăzute, în produsele alimentare se produc o serie de modificări fizice, determinate în special de transferul de căldură și de masă în timpul procesului de răcire și depozitare, iar pentru produsele congelate și în timpul decongelării. O astfel de modificare importantă este pierderea în greutate, în special prin deshidratare, a produselor supuse răcirii.
Ca urmare a aplicării răcirii se pot produce transformări nedorite ale pigmenților naturali, modificări de consistență, modificări de formă. Cele mai multe modificări de natură fizică se produc în strânsă intercorelare cu modificările de natură chimică, biochimică sau microbiologică. Apa se poate solidifica în sistem cristalin sau amorf, iar mărimea cristalelor depinde, în mare măsură, de viteza de congelare.
În cazul unei congelări lente rezultă un număr redus de cristale cu dimensiuni mari și neregulate, pe când la congelarea rapidă se obține un număr mare de cristale cu dimensiuni reduse și forme regulate. După cristalizare crește volumul specific al apei (cu 9% la 0°C), iar volumul specific al gheții se reduce odată cu scăderea temperaturii, dar rămâne mai mare decât al apei.
Astfel, este necesar să se adopte procedee și tehnologii de congelare specifice produselor respective, care să asigure viteze mari de congelare, astfel încât, prin scăderea rapidă a temperaturii, să se obțină o structură microcristalină uniformă, atât în spațiile intercelulare cât și-n cele intracelulare, cu forme regulate, care au o acțiune redusă de vătămare a țesuturilor și nu perforarea membranei celulare.
Institutul Internațional al Frigului (I.I.F) a stabilit pentru produsele alimentare congelate prin procedee rapide următoarele condiții de temperatură:
– temperatura finală în centrul termic al produsului: ≤ -15°C;
– temperatura medie finală: ≤ -18°C;
– temperatura de depozitare: ≤ -18°C;
– temperatura în mijloacele de transport: ≤ -18°C;
– temperatura de desfacere: ≤ -15°C.
În timpul procesului de congelare au loc următoarele transformări fizice: solidificarea apei, creșterea volumului și a consistenței. Temperatura în produsul supus congelării variază în timp și spațiu. Din punct de vedere structural și biologic, formarea de cristale mari de gheață în timpul congelării determină în majoritatea cazurilor modificări ireversibile nefavorabile și a căror amploare depinde de: natura celulei, rezistența membranei, conținutul de apă etc. Aceste modificări sunt cauzate de acțiuni mecanice ale cristalelor de gheață asupra
celulelor și țesuturilor și de acțiuni fizico-chimice ale soluțiilor concentrate în urma separării apei prin solidificare.
Viteza de congelare caracterizează modul de avansare a frontului de cristale de gheață, de la suprafața produsului spre interiorul acestuia.
w=dδ/dτ , (cm/h) sau (mm/h)
unde dδ reprezintă grosimea stratului de produs congelat în timpul dτ.
Wm=δ0/τ0 , (cm/h)
δ0 – distanța cea mai mică dintre centrul termic al produsului și suprafața acestuia, în cm sau m;
τ0 – durata congelării de la 0 °C la -15 °C, în ore.
În funcție de viteza medie liniară, wm, I.I.F. recomandă următoarea clasificare a metodelor de congelare;
– congelare lentă: wm=0,2 (cm/h)
– congelare rapidă: wm=0,5…3 (cm/h)
– congelare foarte rapidă: wm=5…10 (cm/h)
– congelare ultrarapidă: wm=10…100 (cm/h)
Procesul tehnologic de conservare prin congelare a unui produs alimentar cuprinde următoarele faze: tratamentele preliminare, congelarea propriu-zisă, ambalarea, depozitarea în stare congelată, transportul, decongelarea, păstrarea de scurtă durată în stare decongelată până la consum sau utilizare într-un proces de fabricație.
Procesul de congelare necesită, pe lângă condițiile impuse de specificul tehnologiei respective, respectarea unei serii de condiții general valabile:
– utilizarea unor materii prime și produse de calitate corespunzătoare;
– asigurarea tuturor elementelor igienico-sanitare necesare evitării contaminării cu microorganisme a produselor înaintea congelării și după decongelare;
– asigurarea unor temperaturi de refrigerare adecvate în cazul în care produsele nu sunt introduse direct în spațiile sau aparatele de congelare, sau nu sunt utilizate imediat după congelare.
II.2. Cinetica procesului de congelare
Cinetica procesului de cristalizare (congelare) a apei într-un produs alimentar se bazează pe apariția nucleelor de cristalizare când temperatura a atins punctul de congelare. Se deosebesc 2 situații:
a) Dacă procesul este lent(congelare lentă), nucleele de gheață sunt puține și se formează mai ales în spațiile intercelulare, formându-se o GHEAȚĂ EXTRACELULARĂ.
Apa din celule migrează, prin osmoză, către spațiile intercelulare și solidifică pe cristalele de gheață deja formate, care se măresc astfel și tind să ia o formă neregulată, unghiulară, deformând celulele și modificând structura țesuturilor.
b) Când viteza de congelare este mai mare(congelare rapidă), apar multe nuclee de cristalizare atât în spațiile intercelulare cât și în cele intracelulare, formându-se cristale de gheață mici și egal repartizate în spațiile inter și intracelulare.
În timpul congelării volumul lor crește foarte puțin față de mărimea inițială și au o formă regulată, fără asperități, așa încât structura grosieră a țesuturilor și membrana celulelor sunt mai puțin solicitate mecanic, deci mai puțin vătămate.
Conținutul celular devine opac datorită numărului mare de cristale mici de gheață, iar printre ele sunt prezente picături fine de suc celular, foarte concentrat, a cărui apă nu mai poate congela.
Din punct de vedere structural și biologic, formarea de cristale mari de gheață în timpul congelării determină, în majoritatea cazurilor, modificări ireversibile nefavorabile și a căror amploare depinde de natura celulei, rezistența membranei, conținutul de apă, etc.
Modificările sunt cauzate de acțiuni mecanice ale cristalelor de gheață asupra celulelor și țesuturilor și de acțiuni fizico-chimice ale soluțiilor concentrate în urma separării apei prin solidificare.
Formarea cristalelor de gheață începe întotdeauna în spațiile intercelulare, unde punctul de congelare este mai ridicat decât în spațiile intercelulare.
În funcțiie de viteza de congelare și de temperatura finală a produsului congelat, formarea cristalelor se poate limita la spațiile intercelulare (în cazul congelării lente), sau să se extindă și la spațiile intracelulare (în cazul congelării rapide)(fig.19).
Fig. 19 Formarea și dezvoltarea cristalelor de gheață în țesuturi
1 – celule fără cristale de gheață; 2,3,4 – formarea cristalelor de gheață extracelulare la congelarea lentă; 5,6 – formarea cristalelor de gheață extra- și intracelulare la congelarea rapidă (după O. Fennema).
Volumul cristalelor de gheață fiind mai mare decât al apei din care au provenit, apar tensiuni locale care afectează structura celulei prin dislocări mecanice, deformări și chiar perforarea membranei, în funcție de mărimea cristalelor, grosimea acestora depinzând de viteza de congelare și de natura produsului (1÷500μm).
La congelarea lentă, unde predomină cristalizarea intercelulară, tensiunile locale cauzate de cristalele mari și neuniforme determină deformarea țesuturilor, dislocarea și perforarea pereților celulari.
Datorită diferenței de presiune osmotică creată, sucul concentrat din interiorul celulei migrează în spațiul intercelular, deshidratând astfel celula. Acest ,,șoc osmotic“ are un rol determinant în vătămarea și moartea celulelor, iar la decongelare apar pierderi mari de suc, scurgerea acestuia făcându-se din rețeaua continuă de canale a spațiilor intercelulare .
La congelarea rapidă, unde predomină cristalizarea intracelulară, se formează o structură microcristalină uniformă, repartizată atât în spațiile intercelulare cât și în cele intracelulare, ceea ce determină tensiuni locale mult mai slabe și diferențe de presiuni osmotice mult mai mici, având ca efect modificări structurale ale țesuturilor, mai puțin vătămătoare.
La decongelare pierderile de suc sunt mai reduse, o mare parte din apă aflându-se în celule împreună cu elemente din care s-a separat, membrana celulelor nefiind perforată.
Pentru majoritatea produselor alimentare conservate prin congelare, pierderile de suc celular rezultate la decongelare constituie un indicator negativ de calitate, fenomenul ducând la pierderea fermității produsului, a gustului și chiar a aromei.
II.3. Metode de congelare
Metodele de congelare definesc mijloacele materiale și modul în care este preluată căldura de la un produs în vederea congelării acestuia. În cadrul aceleiași metode, există variante de realizare practică denumite procedee de congelare.
În funcție de modul de desfășurare a procesului de congelare se deosebesc trei sisteme de congelare și anume: cu funcționare discontinuă cu funcționare semicontinuă și cu funcționare continuă.
Sistemul de congelare cu funcționare discontinuă presupune introducerea produselor ce vor fi supuse congelării în incinte special amenajate, după care instalația de răcire aferentă intră în funcțiune. După atingerea în produs a temperaturii prescrise, instalația de răcire se oprește, iar produsele congelate sunt descărcate. Acest sistem de congelare este simplu, dar prezintă următoarele dezavantaje:
– necesită manipulări importante ale produselor supuse congelării, datorită gradului redus de mecanizare și automatizare a încărcării / descărcării acestora;
– posibilitatea supradimensionării instalației frigorifice datorită neuniformității sarcinii termice;
– durate relativ mari de congelare;
– staționare îndelungată a produselor până la începerea procesului de congelare.
Sistemul de congelare cu funcționare semicontinuă se caracterizează prin aceea că o anumită cantitate de produse este introdusă(spre congelare) sau scoasă (congelată) în aparatul de congelare la un interval de timp constant. În acest fel, aparatele de congelare sunt încărcate în permanență cu aceeași cantitate de produse, sarcina instalației frigorifice fiind constantă. Introducerea și scoaterea produselor congelate în sistemul semicontinuu se poate mecaniza și automatiza.
Sistemul de congelare cu funcționare continuă se caracterizează prin aceea că trecerea produselor prin aparatul de congelare se realizează continuu sau întrerupt ritmic. Aplicarea sistemul de congelare cu funcționare continuă presupune următoarele condiții:
– existența liniilor continue la tratamentele preliminare;
– limitarea grosimii produselor supuse congelării în scopul scurtării duratei de congelare și a reducerii gabaritului aparatelor;
– capacități de congelare relativ mari (capacități de peste 1 tonă/h ) deoarece la capacități mici costurile de amortizare ale mecanizării și automatizării devin inacceptabil de mari.
Principalele metode de congelare a produselor agroalimentare sunt:
congelarea cu aer răcit;
congelarea prin contact cu suprafețe metalice răcite;
congelarea prin contact cu agenți intermediari;
congelarea cu agenți criogenici.
Congelarea cu aer răcit
Metoda de congelare cu aer răcit este cea mai răspândită, datorită faptului că majoritatea produselor alimentare se pretează acestui tip de conservare. Aplicarea metodei de congelare cu aer răcit presupune existența unui spațiu închis, izolat termic, un răcitor de aer și un sistem de distribuție a aerului răcit peste produse.
În funcție de starea produsului, pe durata procesului de congelare în raport cu suportul material pe care sunt așezate, se deosebesc:
– sisteme de congelare cu poziție fixă a produselor;
– sisteme de congelare a produselor în strat fluidizat.
Sistemele de congelare cu poziție fixă a produselor în raport cu suportul material pe care sunt așezate pot fi:
– discontinue, caz în care produsele împreună cu suportul material pe care sunt așezate rămân în poziție fixă în spațiul de congelare până la terminarea procesului;
– semicontinue, caz în care, la anumite intervale de timp sunt introduse în spațiul de congelare produse care trebuiesc răcite și concomitent, sunt evacuate produsele deja congelate;
– continue, caz în care, în permanență, în spațiul de congelare sunt introduse produse care urmează să fie răcite și care parcurg spațiul răcit și în permanență sunt evacuate produsele deja congelate.
Principalii parametri ai aerului utilizat în procesul de răcire a produselor sunt temperatura, viteza la nivelul produselor și umiditatea relativă.
Temperatura aerului de răcire în cazul sistemelor discontinue și semicontinue este variabilă pe parcursul procesului de congelare. La începutul procesului, temperaturile sunt mai ridicate față de sfârșitul procesului, în acest caz, valorile temperaturi aerului ajung, în mod uzual, la -30o…-40 oC.
Pentru sistemele de congelare în flux continuu, temperatura aerului este constantă pe toată perioada procesului de răcire. Diferențele dintre temperatua aerului și cea de vaporizare a agentului frigorific în răcitoarele de aer sînt cuprinse între 5…12oC în funcție de tipul aparatului de congelare și de durata anuală de funcționare a acestuia.
Viteza aerului variază în funcție de natura și grosimea produsului, ambalaj, temperatură, sistemul și aparatul de congelare. La congelarea cu aer răcit a produselor alimentare, se adoptă viteze ale aerului la nivelul produselor de 2…8 m/s.
Umiditatea relativă a aerului are o influență mai redusă asupra pierderilor în greutate a produselor supuse congelării. Aceasta se datorește faptului că temperaturile aerului sunt mai scăzute, iar influența umidității relative asupra presiunii parțiale a vaporilor de apă din aer este net mai mică.
Sistemul de congelarea în strat fluidizat este un procedeu modern, aplicat pentru produsele alimentare de dimensiuni reduse, în special pentru legume și fructe.
Principiul stratului fluidizat constă în suflarea unui curent de aer pe la partea inferioară a unui material perforat, pe care află stratul de produse, acesta se afânează, iar la o anumită viteză optimă, particulele de produse devin foarte mobile, creându-se starea de fluidizare.
Fluidizarea unui produs este procesul gazodinamic prin care particulele de produs, execută sub influența curentului de aer o mișcare continuă. Fiecare particulă vine în contact cu aerul rece, pe toată suprafața exterioară, realizându-se rapid congelarea.
În situația congelării în strat fluidizat, produsele de congelat sunt puse pe o sită mobilă perforată(fig.15), situată deasupra unei site fixe. Curentul de aer rece pătrunde prin orificiile sitelor și antrenează particulele, formând stratul fluidizat. Grosimea stratului de produse este în funcție de dimensiunile particulelor, de maximum 150 mm.
Fig. 15. Principiul congelării în strat fluidizat
1-sită mobilă, 2-strat de produse, 3-sită fixă
Durata de congelare are valori cuprinse între 3…5 minute și 9…15 minute, în funcție de natura produsului.
La congelarea în strat fluidizat se evită aglomerarea particulelor, se realizează viteze mari de congelare și o productivitate mare a aparatelor.
Congelarea cu aer răcit, este o metodă foarte răspândită de conservare prin frig a produselor alimentare, prin urmare există o mare diversitate de aparate de congelare.
Congelarea prin contact cu suprafețe metalice răcite
În cazul congelării prin contact cu suprafețe metalice, căldura este preluată de la produse, prin transfer direct, de către suprafața răcită. Răcirea suprafeței se realizează fie cu un agent frigorific care vaporizează, fie cu un agent intermediar. Transferul de căldură se realizează în cele mai multe cazuri exclusiv prin conductibilitatea termică, fapt care reprezintă un avantaj energetic important în raport cu metoda de congelare prin convecție forțată la care se consumă energie electrică la ventilatoare.
Congelarea prin contact direct cu suprafețe metalice răcite asigură durate mici ale procesului de răcire, dar este pretabilă doar produselor cu forme relativ regulate, de grosimi relativ mici.
Congelarea prin contact direct cu suprafețe metalice răcite se realizează în aparate de congelare cu plăci, aparate de congelare cu bandă metalică răcită și aparate cu cilindri metalici răciți.
Congelarea prin contact cu agenți intermediari
Această metodă de congelare constă în răcirea produsului prin contactul cu un agent intermediar răcit (soluție apoasă de propilenglicol ș.a.).
Metoda de congelare prin contactul cu agenții intermediari oferă avantajul unor durate de congelare mai mici decât în cazul răcirii cu aer. Coeficientul de convecție termică la nivelul produsului este de cel puțin de 10 ori mai mare decât în cazul aerului. Acest fapt conduce, în cazul unor produse de dimensiuni relativ mici la scurtarea considerabilă a duratei congelării. În cazul unor produse cu grosimi mari, mărirea coeficientului de convecție termică la suprafața produsului nu mai conduce în aceeași măsură la scurtarea duratei procesului, din cauza frânării transferului de căldură determinat de rezistența termică, conductivă a produsului.
Pentru a se evita contactul direct cu produsele care urmează a fi congelate, evitându-se astfel penetrația agentului în produs, se practică ambalarea produselor sub vid în pelicule impermeabile, sau se utilizează ambalaje metalice etanșe. După congelare, produsele ambalate pot fi spălate cu apă rece pentru a îndepărta urmele de agent de pe suprafața ambalajului.
Cele mai multe aparate de congelare cu agenți intermediari sunt realizate în variante cu funcționare continuă.
II.4. Congelarea prin contact cu agenți criogenici
Congelarea prin contact cu agenți criogenici constă în utilizarea căldurii latente de vaporizare la presiune atmosferică a unor substanțe (agenți criogenici) precum și a căldurii sensibile pe care vaporii formați o absorb mărindu-și temperatura de la nivelul foarte scăzut al vaporizării până la un nivel apropiat temperaturii la care se congelează produsul.
Congelarea rapidă cu azot lichid a unor produse alimentare are o serie de avantaje, cel mai important fiind acela că, după decongelare, produsul își păstrează calitățile inițiale.
Agenții criogenici care se utilizează sunt: azotul lichid, oxidul de azot, dioxidul de carbon, freonul.
Metodele de congelare criogenică pot fi împărțite în trei grupe: prin imersie, prin pulverizare și metode de suflare a gazelor rezultate prin vaporizare.
Metoda cea mai utilizată este metoda pulverizării, care se pretează la producția continuă, cu rezultate economice importante. Principalul avantaj al lichidelor criogene este marea rezervă de frig care dă posibilitatea unei congelări ultrarapide și obținerea unor produse de calitate superioară. Un litru de azot lichid, care trece de la -196oC la 0oC, furnizează 80 frigorii. Jumătate din aceste frigorii sunt disponibile chiar la temperatura de -196oC, când azotul trece din stare lichidă în stare gazoasă.
II.4.1.Congelarea cu azot lichid
Azotul lichid este un produs secundar obținut în fabricile de oxigen, prin separarea din aer, sau este obținut în instalații speciale de producere a azotului. Se îmbuteliază în butelii sau cisterne speciale izolate termic prin vacuum avansat în spațiul dintre pereți; presiunea fiind de 2 bari la o temperatură de -189°C. Din studiile efectuate comparativ a rezultat că azotul lichid este cel mai indicat agent criogenic pentru congelare rapidă.
Aparatele de congelare cu azot lichid pot fi cu funcționare discontinuă sau continuă.
Aparatele de congelare cu azot lichid cu funcționare discontinuă sunt realizate sub formă de dulapuri sau celule de congelare cu capacități de congelare relativ mici, de 100…500 kg. produse/or. Consumul de azot pentru congelare depinde de natura produselor și de temperaturile lor inițiale și finale, ținând seama de căldura pe care o poate absorbi 1 litru de azot.
Un dulap de congelare cuprinde o incintă izolată termic, două distribuitoare cu duză, două ventilatoare pentru convecția forțată a vaporilor de azot, un termostat pentru reglarea temperaturii ce acționează un robinet electromagnetic montat pe conducta de azot lichid. Azotul lichid este distribuit dintr-un recipient montat lângă aparat.
Caracteristici constructive ale aparatului de congelare cu azot, cu funcționare discontinuă sunt:
– puterea electrică instalată la motoarele celor două ventilatoare: 2,3 kW;
– suprafața ocupată pe pardoseală: 1,5 m2;
– dimensiunile aparatuluit: 1,3×1,2×2,2 m;
– capacitate de congelare: 100…400 kg/h.
Produsele sunt așezate pe tăvi dispuse pe un rastel mobil, care poate fi introdus sau scos din aparat.
Consumul de azot pentru congelare depinde de natura produselor și de temperaturile lor inițiale și finale, ținând seama de căldura pe care o poate absorbi 1 litru de azot lichid. În fig.16, se prezintă căldura pe care o poate absorbi 1 litru de azot lichid.
Fig.16. Cantitatea de căldură absorbită de un litru de azot lichid.
Se observă că, dacă temperatura de evacuare a vaporilor de N2 este de -25°C, efectul frigorific aproape se dublează, față de situația când s-ar utiliza doar căldura latentă de vaporizare (73 kcal/kg față de 38 kcal/kg).
Aparatele de congelare cu azot lichid cu funcționare continuă pot fi cu imersie în azot lichid, prin pulverizare cu azot lichid sau cu răcire cu azot gazos. Cel mai utilizat procedeu este cel cu pulverizare cu azot lichid, caz în care aparatele sunt realizate cu banda în mișcare liniară sau cu bandă spirală.
Aparatele de congelare cu pulverizare cu azot lichid cu bandă în mișcare cuprind trei secțiuni: secțiunea pentru răcirea preliminară cu azot gazos, secțiunea pentru congelare cu azot lichid și secțiunea pentru egalizarea temperaturilor produsului gazos(fig.17).
Fig. 17. Congelarea cu azot lichid prin pulverizare
Produsele alimentare așezate pe banda transportoare, trec succesiv prin cele trei secțiuni. Temperatura finală a produsului poate fi reglată prin variația vitezei benzii și prin reglarea debitului de azot lichid pulverizat.
În fig. 18 este prezentat un aparat de congelarea criogenică cu azot gazos. Pe o bandă aflată într-o incintă izolată produsele circulă în contracurent cu vaporii de azot, care sunt evacuați la o temperatură de aproximativ -40°C.
Fig.18. Aparat de congelare criogenică cu azot gazos
Acești vapori pot fi utilizați în continuare pentru răcirea unui depozit de produse congelate, apoi evacuați în atmosferă. Transferul termic de căldură este intensificat printr-o circulație intensă a vaporilor realizată cu ventilatoare axiale. Carcasa aparatului este executată din tablă inoxidabilă (pereți dubli, cu izolație de poliuretan sau perlită între ei), iar banda este realizată din plasă de sârmă din oțel inoxidabil.
Durata cea mai mare din cadrul procesului de răcire o reprezintă faza de prerăcire cu azot gazos: 5 – 6 min. din durata totala de aproximativ de 9 min.
Consumul specific de azot lichid pentru congelarea unui kg de produs variază, în funcție de natura produsului și durata procesului, fiind între 0,4 – 1,5 kg N2.
Acest sistem de congelare criogenică este superior metodei de imersie, care determină tensiuni mari în produs și consum ridicat de azot.
Principalele avantaje ale procedeului sunt:
consum de azot mai redus, 1-1,2 kg/kg produs, față de 2kg/kg produs la imersie;
cheltuieli mai reduse;
dimensiuni de gabarit mici;
construcție simplă;
posibilitatea realizării procesului în flux continuu;
automatizare simplă și eficientă;
posibilitatea reglării multiple a regimului de lucru al instalației.
Durata procesului de congelare se poate regla prin acționarea asupra vitezei de deplasare a benzii și prin modificarea cantității de lichid criogen pulverizată în zona de lucru.
Aparatele de congelare cu bandă spirală au avantajul unor suprafețe ocupate pe pardosea mai mici, permițând congelarea unor produse de grosimi mai mari care necesită o durată de congelare mai mare și, implicit o lungime mai mare a benzii transportoare.
Astfel pentru o capacitate de 1 t produse congelate/h, suprafața pardoselei ocupată de un aparat de congelare cu bandă liniară este de 25 de m2, față de suprafața de pardosea ocupată de un aparat de congelare cu bandă spirală, care este de 6m2 .
Azotul lichid cu toate că întrunește condițiile necesare unui agent frigorific folosit pentru congelare directă, are și câteva dezavantaje specifice:
– datorită temperaturii foarte scăzute corespunzătoare presiunii atmosferice, produsul capătă o crustă dură, apărând astfel tensiuni puternice în produs, care pot duce la fisurarea crustei și la degradarea produsului.
– în timpul procesului de congelare se produc pierderi importante de azot, prețul de cost al acestuia fiind relativ ridicat;
– din cauza temperaturilor scăzute, diferitele mecanisme ce compun congelatorul, sunt supuse unor condiții foarte grele de funcționare (problema ungerii mecanismelor, etc.).
Chiar dacă acest procedeu de congelare este mai scump în comparație cu altele, în unele situații se impune folosirea lui (în cazul unor capacități mici de congelare), durata optimă anuală de funcționare fiind de aproximativ 500 ore.
II.4.2.Congelarea cu dioxid de carbon lichid
Congelarea cu dioxid de carbon lichid este aplicată la conservarea produselor alimentare de dimensiuni mici(cotlete, bucăți de carne, etc). Congelarea are loc într-un mediu format din CO2 gazos și lichid, fin dispersat(gheață uscată). În zona de lucru amestecul este deplasat cu viteză mare(25-35m/s) sub acțiunea ventilatoarelor. Produsul se congelează prin transfer de căldură, prin convecție și contact, temperatura amestecului fiind de -65…-75 oC. La temperaturi mai scăzute are loc sublimarea dioxidului de carbon și se formează exces de fază solidă care îngreunează funcționarea aparatului.
În zona de congelare, dioxidul de carbon se introduce prin injectoare de construcție specială repartizate pe colectoare, care sunt legate cu rezervorul de CO2 lichid.
Congelarea produselor alimentare cu dioxidul de carbon lichid poate fi utilizat în aparate cu funcționare discontinuă sau continuă.
II.4.3. Congelarea cu freon
Congelarea cu freon necesită o purificare înaintată a agentului pentru a se asigura condițiile igienice solicitate. Caracteristic acestor instalații este faptul că freonul se folosește de mai multe ori, evaporându-se la contactul cu produsul ce congelează și este transformat din nou în lichid, în condensatorul-evaporator. Astfel, freonul servește ca mediu de transfer de căldură între produsul ce se congelează și agentul de răcire din condensatorul-evaporator.
Instalația de răcire a aparatului funcționează la o temperatură mai mică decât cea de fierbere. Congelatoarele cu freon folosesc ca agent de congelare difluordiclor-metanul(F12) cu temperatura de -30oC, care este pus în contact direct cu produsul care este congelat. Metoda permite o transmisie ridicată de căldură datorită contactului direct și a faptului că lichidul se găsește la temperatura de fierbere. Agentul frigorific astfel evaporat este recuperat prin condensare într-o instalație de răcire clasică.
Partea principală a instalației cuprinde un bazin de congelare cu un dispozitiv de condensare. La una din exremități, un transportor conduce către bazinul de imersie produsul ce trebuie congelat și-l deversează în curentul de agent frigorific. Ca urmare are loc congelarea rapidă a produselor, după care sunt evacuate.
Sistemul de congelare cu freon prezintă următoarele avantaje:
asigură o maximă eficacitate termică;
pierderile de agent frigorific sunt minime;
construcția de oțel inoxidabil asigură condiții optime de igienă;
sistemele de antrenare asigură o bună fiabilitate;
instalația este complet automatizată;
durata procesului de congelare se poate regla în limite strânse;
automatizarea întregii linii este mult simplificată;
instalația poate fi folosită la congelarea a numeroase produse.
Benzile de alimentare și evacuare sunt cuprinse în carcase etanșe. De la banda de alimentare, produsele trec prin baia de congelare unde procesul decurge foarte rapid. Vaporii de freon care se formează, determină separarea produselor, chiar și a celor care au tendința de aglomerare. Procesul poate fi programat astfel ca să se realizeze o congelare optimă, ceea ce nu se poate realiza cu ajutorul azotului.
În cursul congelării, cantități mici de lichid se pot fixa pe suprafața produsului, dar el se elimină în timpul depozitării și nu prezintă nici o toxicitate.
II.5. Proprietățile agenților criogenici
Lichidele criogenice în condiții normale de presiune și temperatură sunt în stare de gaz, dar ele pot fi lichefiate, au temperatura de fierbere la presiune normală inferioară temperaturii de -70oC.
Utilizarea lichidelor criogenice trebuie să îndeplinească următoarele condiții pentru a fi utilizate la congelarea produselor alimentare:
un punct de fierbere cât mai coborât;
o căldură latentă de evaporare cât mai mare;
o bună inerție chimică;
absența totală a toxicității.
Cele mai des utilizate fluide criogenice sunt azotul și dioxidul de carbon.
Azotul lichid se caracterizează printr-un punct de fierbere scăzut(-195,8oC), căldura latentă de vaporizare este de 47,7 kcal/kg. Până la 0oC se dispune și de căldura sensibilă de 48 kcal/kg.
Anhidrida carbonică(CO2) în condiții normale este în stare gazoasă(presiune atmosferică; t=15…30 oC). La presiune de 5,17 bar și t= – 56,6 oC…+31,1 oC, anhidrida carbonică se găsește sub formă lichidă(din cauza acestor condiții, CO2 lichid nu poate fi folosit la congelarea prin imersie). La – 78,9 oC și presiune atmosferică, CO2 se găsește sub formă solidă(zăpadă) prin a cărei sublimare(la -78,9 oC) căldura latentă de sublimare este de 137kcal/kg. Până la 0 oC se dispune și de căldura sensibilă de 16 kcal/kg. Anhidrida carbonică poate fi folosită și în domeniul supercritic ca fluid de extracție. Punctul critic este caracterizat prin presiunea critică de 73,8 bar și temperatura critică de cca 31,3 oC.
Sistemele criogenice de congelare utilizează frigul obținut prin vaporizarea azotului lichid și a CO2, care apoi sunt eliminate în atmosferă. Se observă din tabelul 2 că frigul dat de 1litru de N2 lichid este aproape echivalent cu frigul obținut de la 1litru de CO2, dar modalitățile de al schimba sunt diferite: în cazul azotului se poate obține temperatura cea mai joasă (-196°C), iar jumătate din frig se obține la vaporizare, cealaltă jumătate se obține prin reîncălzirea vaporilor reci (-196°C) până la temperaturi cât mai ridicate posibil.
Tabel 2
Proprietățile frigorifice ale N2 și CO2
În cazul azotului, 48% din capacitatea frigorifică totală este reprezentată de căldură latentă de schimbare de fază, iar restul de 52% îl reprezintă căldura sensibilă a vaporilor, care, din acest motiv, sunt recirculați în tunel în scopul de a utiliza la maxim capacitatea frigorifică.
Comparativ cu CO2, consumul de azot este mai redus, dar pierderile la depozitare sunt mai mari.
II.6. Tipuri de aparate pentru congelarea criogenică
II.6.1. Aparate și instalații de congelare cu azot lichid
Congelarea cu azot lichid se poate realiza într-un proces discontinuu sau continuu.
Aparatele cu funcționare discontinuă sunt realizate sub formă de dulapuri sau celule de congelare, având capacități relativ mici (100…500 kg produse/h). În fig. 21 este prezentată schema de principiu a unui dulap de congelare cu azot lichid.
Produsele sunt introduse în incinta (1), fiind așezate în tăvi; prin rampele cu duze (4) în incintă se introduce azot lichid, care este pulverizat asupra produselor de congelat. Ventilatoarele (6) asigură circulația și repartiția picăturilor de azot și a vaporilor.
Fig. 21 Schema unui aparat de congelare cu azot cu funcționare discontinuă
1- incinta izolată, 2 – termostat, 3 – traductor de temperatură,
4 – distribuitoare de azot, 5 – robinet electromagnetic, 6 -ventilatoare
Aparatele cu funcționare continuă sunt reprezentate de tunele de congelare
Tunelele de congelare realizează congelarea criogenică a produselor în sistem de funcționare continuu. Ca regulă generală, ele au întotdeauna o zonă ,,rece“, unde se efectuează injecția azotului lichid, și o zonă de recuperare a căldurii sensibile a gazului.
La tunelul cu azot lichid pentru o capacitate dată, lungimea zonei de recuperare a căldurii sensibile rămâne constantă, așa că lungimea zonei ,,reci“ poate varia în funcție modul de injectare a azotului în sistem(fig.22 a):
• imersia produsului în azot lichid: zona ,,rece“ de lungime foarte redusă;
• aspersia produselor cu azot: zona ,,rece“ de lungime redusă;
• convecția gazoasă: zona ,,rece“ de lungime aproape egală cu aceea a recuperării căldurii sensibile.
Pentru congelarea rapidă se folosește tunelul cu azot, iar temperatura minimă la care se poate ajunge este de -35 grade(fig.22 b).
Gazul(azot) și produsul (P)circulă, în general, în contracurent, în afară de cazul sistemului cu imersie. În acest caz imersia se face la capătul sistemului și se obține astfel o crustă înghețată instantaneu pentru produs.
a) b)
Fig. 22 Tunelul criogenic de congelare cu azot lichid
a- principii de funcționare, b – vedere generală
1-încărcare; 2-evacuare vapori; 3-ventilatoare; 4-ventil pentru azot;
5-panou de comandă; 6-descărcare; 7-rampă de injecție;
8-covor transportor; 9-motoreductor
Schema unei instalații de congelare cu azot lichid, cu funcționare continuă, este prezentată în fig. 23. În principiu aceasta este formată din incinta (3), în interiorul căreia se deplasează banda transportoare (4), realizată din plasă de oțel inoxidabil. Produsele sunt introduse prin gura de încărcare (1) și sunt congelate prin pulverizare de azot lichid din rampa (6). Vaporii de azot din incintă sunt vehiculați de către ventilatoarele (2) și în zona de prerăcire, iar ventilatorul (7) asigură circulația vaporilor în zona de uniformizare a temperaturii. Picăturile de azot lichid sunt colectate în tava (10) pentru a se folosi și efectul lor de răcire.
Ventilatorul (9) realizează evacuarea vaporilor de azot din incintă. În funcție de dimensiunile instalației și natura produselor de congelat, capacitatea acesteia poate fi cuprinsă între 90…230 kg/h și 680…1800 kg/h. Durata totală a congelării este de aproximativ 8 minute, din care prerăcirea durează 5…6 minute, iar congelarea propriu-zisă durează un minut.
Fig. 23 Instalație de congelare cu azot lichid, cu funcționare continuă
1-gură de alimentare; 2, 7, 9- ventilatoare; 3-incintă izolată termic; 4-bandă transportoare; 5-conductă de alimentare cu azot lichid; 6-rampă de pulverizare; 8-gură de evacuare a produselor; 10-tavă.
Instalația din fig. 24 realizează congelarea produselor prin imersarea acestora într-o baie de azot lichid, timp de 1…10 secunde; acest proces are loc în incinta (3), în care se găsește o baie cu azot lichid. Produsele introduse prin gura de alimentare (1) ajung pe banda (2), parțial imersată în azot lichid, iar apoi sunt descărcate pe banda transportoare (7), aflată în tunelul de uniformizare a temperaturii (11); aici are loc răcirea prin convecție și uniformizarea temperaturii, ventilatoarele (5) și (6) asigurând circulația vaporilor reci de azot peste produse.
Fig. 24 – Instalație de congelare prin imersare în azot lichid;
1-gură de alimentare; 2, 7-benzi transportoare; 3-baie cu azot lichid; 4-racord alimentare cu azot lichid; 5, 6-ventilatoare; 8-racord evacuare azot; 9-gură de evacuare produse congelate; 10, 12-mecanismele de antrenare ale benzilor transportoare; 11-tunel de uniformizare a temperaturii.
II.5.2.Aparate de congelare cu dioxid de carbon
Aparatele care realizează congelarea cu ajutorul dioxidului de carbon lichid au o construcție asemănătoare celor care utilizează azot lichid, putând fi cu funcționare discontinuă sau continuă.
Aparatele de congelare cu dioxidul de carbon lichid cu funcționare discontinuă sunt realizate sub formă de celule sau dulapuri de congelare similare cu cele care utilizează azotul lichid ca agent criogenic. Pentru o capacitate de congelare de 300kg/ șarjă, o astfel de celulă are dimensiunile 1300mm. lățime, 1350mm. adâncime și 2145mm. înalțime.
Aparatele de congelare cu dioxidul de carbon lichid cu funcționare continuă se realizează similar celor cu azot lichid, respectiv cu bandă în mișcare liniară și cu bandă spirală
Tunelele cu CO2 funcționează aproape la temperatură constantă, în general cuprinsă între -60 și -70 °C. Tunelele comercializate în Europa funcționează toate pe principiul convecției gazoase.
Ventilarea și injecția de CO2 sunt realizate pentru a sublima în totalitate zăpada carbonică produsă prin detenta la presiune atmosferică. Trebuie să se evite antrenarea zăpezii carbonice cu produsul și acumularea acesteia în tunel.
Zonele de recuperare a căldurii sensibile a CO2 sunt scurte, chiar pot lipsi, fără a influența mult consumul de CO2 (81% din frig se obține prin sublimare).
În ceea ce privește construcția acestor tunele, s-au conceput diverse soluții constructive pentru a îmbunătăți și mai mult performanțele acestora. Printre acestea se numără și construcția în care ventilatoarele sunt plasate sub banda transportoare pentru a produce vârtejuri de vapori care duc la dublarea productivității, reduc consumul de azot cu 20% și reduc nivelul de deshidratare (deja scăzut) cu 60%.
În fig. 25 este prezentat un aparat cu bandă transportoare spirală, construcția acestuia este în principiu asemănătoare cu cea a aparatelor cu aer răcit.
Dioxidul de carbon lichid este pulverizat asupra produselor ce trebuie congelate, având o temperatură de -79oC. Dioxidul de carbon în stare gazoasă este preluat de ventilatoare și evacuat în atmosferă, consumul de bioxid de carbon lichid fiind de 1…2 kg/kg produs. În unele cazuri (aparatele având capacități foarte mari) se utilizează o instalație de recuperare și comprimare a bioxidului de carbon.
Congelatorul în spirală este o aparatură compactă care permite obținerea unor capacități de producție foarte ridicate ocupând un spațiu extrem de redus. Este constituit dintr-o cameră izolată, în care produsul este introdus cu ajutorul unei benzi transportoare, în buclă, din oțel inoxidabil, care se deplasează în spirală.
Azotul lichid este introdus în partea superioară unde, prin vaporizare, creează o zonă de congelare rapidă. Cu ajutorul unui sistem de ventilare, gazele reci sunt îndreptate către partea inferioară, unde prerăcesc produsele care intră. Congelatorul în spirală este dotat cu un sistem automatizat pentru reglarea temperaturii și a vitezei benzii transportoare.
b)
Fig. 25. Instalație de congelare cu CO2, cu bandă
transportoare în spirală
a-vedere generală, b-secțiune
1 – capătul de alimentare al benzii; 2 – gură de evacuare; 3 – tambur; 4 – dispozitiv de întindere a benzii; 5 – ventilator; 6 – alimentare cu azot lichid; 7 – tavan fals;
8 – sistem de actionare; 9 – panou electric; 10 – sistem de spalare a benzii;
11 – ventilator pentru uscarea benzii.
Deoarece produsele supuse congelării rămân în poziție fixă în raport cu banda transportoare pe toată durata procesului de congelare, se asigură congelarea individuală și integritatea produselor, evitându-se totodată aglomerarea lor. Acest fapt permite automatizarea ambalării produselor după congelare.
Pentru asigurarea condițiilor igienico-sanitare, aparatul are prevăzut un sistem automat de spălare, dezinfectare și uscare a benzii, în cazul în care se congelează produse neambalate. Pereții aparatului sunt izolați termic, podeaua și tavanul sunt perfect etanșe. Toată carcasa este realizată în așa fel încat să poată fi demontată, pentru a face posibilă igienizarea interioară. Suprafețele interioare ale carcasei sunt netede și rezistente la coroziune.
II.6.3.Aparate de congelare cu freon
Procedeul de congelare cu freon asigură congelarea individuală a fiecărei particule de produs(IQF- Individual Quick Freezing), o calitate superioară, polivalența exploatării și reducerea pierderilor de greutate la zero.
Vaporii de freon sunt mai grei decât aerul, astfel este posibil să congelăm un produs alimentar într-o atmosferă de freon 100%. Prin utilizarea freonilor lichizi la punctul lor de fierbere(-30oC pentru R12 și -40 oC pentru R22) se asigură un transfer de căldură de la produs la agentul de răcire de 3-4 ori mai mare decât în curent de aer forțat la care α=10-60W/m2h.
O instalație de congelare cu freon este formată din următoarele componente(fig.26):
o incintă izolată termic, sub formă de tunel;
o bandă de alimentare a tunelului cu produse alimentare, care au temperatura de 20-25 oC;
un bazin cu freon lichid cu adâncimea de 0,3-0,9 m, care este separat de incintă printr-un paravan;
Fig. 26. Instalație de congelare cu freon
1-incintă izolată termic, 2-bandă de alimentare, 3-bazin de freon lichid, 4-paravan, 5-bandă de transport pentru produse, 6-conductă de pulverizare a freonului, 7-rezervor freon lichid, 8-pompă, 9-condensator, 10-condensator de recuperare, 11-bandă de evacuare a produselor, 12-butelie de stocare a freonului, 13,14,15- vane
Produsele alimentare sunt aduse de către bandă de alimentare și deversate în bazin, unde sunt congelate individual, iar procedeul se numește ,, Individual Quick Freezing”. În bazinul cu freon lichid viteza de congelare a produselor este de 15-20 cm/s, iar timpul de staționare a produselor este de aproximativ 5 s.
bandă de transport din oțel inox care preia produsele din bazinul cu freon lichid, prevăzută cu borduri laterale, pentru a evita căderea produselor;
o conductă de pulverizare cu freon lichid pe suprafața produselor aflate pe bandă;
un rezervor care colectează freonul lichid rezultat de la stropire și prin condensare;
un condensator care este cuplat cu o instalație frigorifică cu amoniac și care realizează condensarea vaporilor de freon rezultați în zona de aspersie a produselor;
o bandă de evacuare care preia produsele congelate;
o butelie de stocare și distribuție a freonului.
II.7. Avantajele congelării criogenice
Prin congelarea criogenică cu azot a produselor alimentare se urmărește măsurarea și calcularea unor mărimi fizice:
• temperatura în diverse puncte ale produsului congelat;
• timpul de congelare;
• temperatura vaporilor de azot de-a lungul tunelului de congelare;
• se vor analiza proprietatile organoleptice ale produselor inainte și după congelare/ decongelare;
• analiza microscopică a produselor congelate/decongelate ;
• evaluarea formarii cristalelor de gheață.
Durata de congelare a produselor alimentare în funcție de metoda de congelare: cu aer rece în strat fix sau strat fluidizat(Gyrofreeze sau Flofreeze), individual(Individual Quick Freezing), cu agenți criogenici și în tunel clasic este prezentată în tabelul 3.
Tabel 3
Date comparative la congelarea produselor alimentare
cu diferite congelatoare
(după Banu C., 1992)
Principalele avantaje ale congelării criogenice cu azot sunt:
– pot fi integrate ușor în liniile de producție deja existente;
– costuri de investiție /închiriere reduse;
– instalare și punere în funcțiune ușoare;
– congelare flexibilă și eficientă;
– productivitate ridicată;
– produse de calitate criogenică ridicată;
– întreținerea acestor utilaje este practic nulă, iar operațiile recomandate se referă la curățirea înainte și după funcționare;
– pierderi de masă prin deshidratare mai mici (0.5% față de 1.0…8.0% la tunelele de congelare cu convecție forțată a aerului);
– congelare rapidă (coeficienți superficiali de transfer de căldură de cca. 1500 W/m2-K, față de max. 500 W/m2-K la congelare prin imersiune – cea mai rapidă dintre toate celelalte metode)
– excluderea oxigenului în timpul congelării (lipsa oxidării);
– pornire rapidă și lipsă timpi morți pentru decongelare.
Principalul dezavantaj îl reprezintă costul relativ ridicat al fluidului criogenic.
Aparatele de congelare criogenică reprezintă o perspectivă de viitor datorită calității produselor congelate și costului acestora:
• simplitate și economie de instalație, de exploatare și de întreținere;
• flexibilitate pentru adaptarea capacității după nevoi;
• înserierea unității de supraînghețare într-o linie de congelare continuă, pentru reducerea timpului de congelare;
• ameliorarea calității produsului.
• vitezele mari de congelare ameliorează textura și reduc pierderile în greutate;
• dintre procedee se impune aspersia cu azot lichid;
• supraînghețarea se poate face într-un ciclu de congelare: în amonte sau în aval, în funcție de scopul urmărit;
• congelarea criogenică are o investiție redusă (50% din valoarea corespunzătoare congelării ,,mecanice“).
• prețul de cost al înghețării cu gaze lichefiate rămâne un obstacol care va depinde de progresele viitorului asupra prețului de producere și distribuție a acestor fluide și de randamentul termic al aparatului;
III. TEHNOLOGIA CONGELĂRII CRIOGENICE CU AZOT LICHID A CIUPERCILOR DE PĂDURE
Congelarea prin contact cu agenți criogenici este o metodă utilizată în prezent la conservarea produselor alimentare, care constă în aplicarea unui șoc termic produsului prin contact direct cu agenți criogenici, care au temperaturi foarte scăzute.
Cei mai utilizați agenți criogenici utilizați sunt: azotul lichid, dioxidul de carbon, aerul lichid, protoxidul de azot.
Produsele obținute prin supraînghețarea cu azot lichid se clasifică în 6 categorii:
produse de înaltă calitate și mare valoare (creveți și languste);
industria patiseriei;
păsări;
fructe roșii (fragi, afine, mure) și produse vegetale sezoniere;
conopidă și ciuperci;
carne și preparate pe bază de carne.
Ciupercile constitue o materie primă foarte atractivă pentru industria produselor alimentare, iar preparatele din ciuperci cu calitățile lor deosebite privind: gustul, aroma și valoarea nutritivă, completează alimentația omului, făcând-o mai variată.
În ultimul timp, se observă un interes crescut față de ciuperci, prin intensificarea solicitărilor la export a principalelor specii, cum sunt gălbiorii și hribii.
Pe plan mondial și în țara noastră se folosește cu mare succes – congelarea – ca tehnică de conservare a produselor vegetale, atât pentru export cât și în vederea prelucrării.
Tehnologia de conservare prin congelare se bazează pe proprietatea frigului, de a frâna dezvoltarea și activitatea vitală a microorganismelor, de menținerea însușirilor naturale ale produselor și de a nu provoca modificări deosebite în compoziția chimică a produselor vegetale, în grupa cărora intră și ciupercile.
Piața de produse congelate este în continuă dezvoltare și este caracterizată de ciclurile de viață tot mai scurte ale produselor, având drept consecință o schimbare tot mai rapidă a numărului și tipului de produse noi.
Din acest punct de vedere, congelarea cu azot lichid îndeplinește toate condițiile tehnologice privind calitatea produselor, dar prețul de cost al procedeului rămâne încă un obstacol pentru aplicarea sa pe scară largă, la toate produsele alimentare.
III.1. Cerințe de calitate ale ciupercilor de pădure congelate
Ciuperci congelate – sunt produse obținute din ciuperci comestibile aparținând aceleiași specii, care după spălare și opărire, sunt supuse unui proces de congelare rapidă, utilizandu-se echipamente adecvate. Procesul de congelare rapidă se consideră finalizat în momentul în care temperatura în centrul termic al produsului a atins valoarea de -18oC după stabilizarea termică.
Cerințe generale
a) Sunt admise la prelucrare toate soiurile de ciuperci comestibile admise prin reglementarile în vigoare pentru comercializare în stare proaspată.
b) Materia primă constituită din ciuperci proaspete trebuie să fie curată, sănătoasă, fără pete și leziuni cauzate de boli, insecte sau alți dăunători și să prezinte caracteristicile specifice familiei, genului și speciei în care se încadrează. La fel ca materia primă, ciupercile conservate, utilizate la prepararea diferitelor produselor, trebuie să fie curate, sănătoase, în perfectă stare, cu cât mai puține leziuni cauzate de larve și să își păstreze mirosul și gustul proprii speciei din care provin.
c) Asemănarea ciupercilor comestibile cu ciupercile necomestibile sau otrăvitoare impune acordarea unei atenții deosebite la recoltarea, colectarea și sortarea ciupercilor din flora spontană.
d) Ciupercile pot fi prelucrate preliminar într-o largă varietate de forme: întregi cu picior, pălării, butoni, felii, sferturi etc., dar orice alte forme de divizare sunt admise, cu condiția ca produsele respective să fie distincte de cele standardizate, să se deosebească între ele, să îndeplinească criteriile de calitate și siguranță alimentară cuprinse în normativ.
e) Exceptând cazul produselor care sunt fabricate exclusiv din pălării sau în care raportul pălării-piciorușe este impus, în celelalte produse numarul de piciorușe nu trebuie să depășească numărul de pălării.
Conform Ordinului 381/866/229 din 25 mai 2004, sunt admise următoarele defecte:
a) impuritati minerale – maximum 0,2% m/m;
b) impuritati de origine vegetala – maximum 0,02% m/m;
c) ciuperci viermănoase – maximum 6% m/m, din care maximum 2% cu defecte grave.
III.2. Materia primă
Principalele ciuperci de pădure pe care la S.C. ROM-FUNGHI SRL, le prelucrează prin congelare sunt:
Gălbiori (Bureți galbeni) – Cantharelus cibarius
Ciuperca comestibilă este întâlnită în păduri de foioase și rășinoase, prin pășuni, în locuri umede, crescând în grupuri de primăvara până toamna(fig.27).
Mediul variabil în care gălbiorii sunt întâlniți face dificilă precizarea condițiilor ecologice în care aceștia se dezvoltă, în general ei preferă soluri bine drenate, cu cantități reduse de azot și pH-ul cuprins între 4 și 5,5, miceliul lor dezvoltându-se bine la adâncimi în pământ până la 10 cm.
Fig. 27.Gălbiori
Specia prezintă două varietăți, ambele cu valoare alimentară foarte ridicată:
-var. palludis cu corpul de fructificație mai mare, de culoare galben-deschis răspândită în păduri de foioase mai ales prin stejerete și gorunete;
-var. amethysteus cu pălăria acoperită cu un puf liliachiu și crescând prin făgete montane.
Corpul de fructificație. Pălăria ciupercii, de culoare galbenă-aurie, este în tinerețe boltită, cu marginile ușor răsfrânte în jos. La maturitate, aceasta capătă forma unei pâlnii mult adâncite, cu suprafața prezentând mici cocoașe și cu marginea vălurată, și are diametrul până la 9 cm. Pe partea inferioară a pălăriei se găsește stratul fertil, de aceeași culoare cu pălăria, având forma unor lamele prelungite mult pe picior și ramificate.
Piciorul, înalt până la 6 cm și îngustat spre bază, este plin, tare, de culoare de asemenea galbenă. La exemplarele îmbătrânite, acesta capătă aspect pielos și are tendința de a deveni gol în interior.
Creșterea corpului de fructificație este foarte lentă, până în cea de a patra zi de viață masa acestuia ajunge la numai 9 g.
Durata de viață a corpului de fructificație, este de peste o lună de zile, spre deosebire de multe alte ciuperci cu lamele, la care aceasta este doar de circa o săptămână. Dimensiunile sale definitive sunt realizate în una-două săptămâni, dar himeniul care produce sporii continuă să se dezvolte și mai târziu.
Creșterea la gălbiori este înceată, astfel toamna, în perioada răcirii vremii, aceasta poate dura și o lună de zile.
Spre deosebire de majoritatea ciupercilor cu lamele, care în condițiile unei durate de viață mult mai scurte sunt foarte repede atacate de larve de insecte, gălbiorii sunt foarte rar atacați.
Carnea este de culoare galben-aurie, fibroasă, compactă, cu gust dulceag, plăcut, uneori piperat, chiar amar, cu miros de fructe.
Recoltarea.Gălbiorii sunt întâlniți o perioadă lungă de timp, de la sfârșitul primăverii, respectiv din lunile mai-iunie, până aproape de sfârșitul perioadei de vegetație, constituind singura specie al căror corpuri de fructificație nu se sfărâmă și se pot recolta și transporta în saci. Pentru asigurarea unui nivel cât mai ridicat al valorii alimentare, se recomandă ca recoltarea să se facă în stadiul tânăr, când pălăria nu depășește diametrul de 5 cm, evitându-se exemplarele mucegăite, oxidate (cu început de înroșire a marginilor pălăriei), sau cu urme de atacuri de insecte (vizibile la secționarea bazei piciorului).
Gălbiorii proaspăt recoltați au primăvara și în prima parte a verii o umiditate ceva mai mare decât la sfârșitul verii și toamna, mai cu seamă în primăveri bogate în precipitații, fapt care conduce la o anumită creștere a consumurilor specifice de materie primă la conservarea prin sărare în prima parte a sezonului. Gălbiorii reprezintă una din speciile cu pondere mare în producția realizată an de an în țara noastră.
Valoarea alimentara a gălbiorilor este foarte mare, aceștia fiind apreciați ca excelenți din punct de vedere culinar. La gălbiorii în stare proaspătă, valoarea energetică este de 95,7 J/100 g.
Gălbiorii care se valorifică în stare proaspătă trebuie să fie întregi, sănătoși, tari, elastici, curați, fără alte corpuri străine. Piciorul se secționează în partea inferioară, perpendicular pe ax când se verifică și încadrarea în numărul de canale de larve admis. Nu se admit ciuperci umede deoarece se alterează ușor. Prin sortare, se procedează și la repartizarea pe categorii de mărime conform cerințelor beneficiarului.
Ambalarea se face în coșulețe sau lădițe, pe categorii de mărime. Transportul ciupercilor proaspete se execută cu autodube frigorifice, la temperatura de 1…2°C.
Conservarea gălbiorilor se face în mod obișnuit prin congelare și în saramură, fiind necesar a se executa pe cât posibil imediat după ce ciupercile sunt recoltate. Gălbiorii nu se pretează la uscare.
Hribi, mânătărci – Boletus edulis
Hribul este o ciupercă comestibilă care crește în păduri de rășinoase și foioase, prin pajiști, în condiții staționale aparent foarte diverse, foarte adesea aceasta se ascunde printre ierburile joase și printre mușchi, sub frunze sau sub straturile groase de cetină căzută(fig 28).
Fig. 28. Hribi
Un factor limitativ important asupra hribilor este căldura din sol, în arboretele cu o consistență plină, cu litieră groasă, unde solul se încălzește greu nu sunt întrunite condiții favorabile pentru creșterea și dezvoltarea ciupercilor: pentru hrib, consistența optimă în arboretele de peste 40 ani, se consideră a fi cuprinsă între 0,4 și 0,7. În funcție de arboretele în care apar, se pot distinge mai multe forme de hrib:
-hrib de stejar – cu pălărie mică și picior scurt și gros;
-hrib de molid – cu picior lung și pălărie mică, la început de culoare roz, apoi de culoare palidă;
-hrib de pin – cu picior scurt și pălărie brun-violetă;
-hrib de mesteacăn – cu pălărie brun-deschis, adesea brumată.
Corpul de fructificație este cărnos și constă din pălărie și un picior central.
Pălăria la început este aproape globuloasă, apoi se întinde, devenind convexă, aproape plană, cu diametrul până la 20 cm și are o culoare gălbui-cenușie până la brun-deschis. Suprafața pălăriei este netedă, lucioasă, pe timp umed puțin cleioasă. Pe fața inferioară se află tuburile sporifere albicioase, mai târziu galben-verzui. Hribul fiind una din speciile la care corpul de fructificație se sfărâmă foarte ușor, manipulările impuse de diferitele operații executate la punerea lui în valoare trebuie efectuate cu multă grijă, din același motiv, transportul de la locul de recoltare trebuie făcut în coșuri de nuiele, care să conțină o cantitate de cel mult 5-6 kg împiedicându-se astfel tasarea și permițându-se o bună desfășurare în continuare a proceselor fiziologice.
Piciorul gros până la 6 cm și înalt până la 15 cm, este plin, în partea superioară brun deschis, ornamentat cu o rețea poligonală, iar în partea inferioară de culoare mai închisă.
Creșterea. Hribul se caracterizează printr-un ritm de creștere al corpului de fructificație destul de rapid, masa realizată de acesta până în cea de a patra zi de la apariția sa realizându-se la 160 g. Durata de timp necesară corpului de fructificație pentru a ajunge la maturitate este de 4-10 zile.
Sensibilitatea la atacul insectelor, comparativ cu cea a altor ciuperci este medie, proporția de exemplare viermănoase (cu mai mult de jumătate din corpul de fructificare atacat)ridicându-se la 18,5% (față de valori ajungând la aproape 40%, în cazul ciupercilor foarte sensibile).
Carnea este albă, tare este foarte prețuită atât pentru gustul și mirosul său, cât și sub raport nutritiv.
Recoltarea se efectuează de la sfârșitul primăverii până toamna târziu, pe timp uscat. Se recomandă ca în timpul primăverii și verii ciupercile să se recolteze imediat după apariție, deoarece sunt repede atacate de insecte, totodată nu trebuie ținute mai mult de 8 ore până la conservare, deoarece se înmoaie și se alterează ușor. Toamna, datorită temperaturilor mai scăzute, ciupercile rezistă mai bine la păstrare, iar atacul insectelor slăbește în intensitate.
În țara noastră, condițiile pedo-climatice favorabile permit ca anual să se realizeze recolte însemnate de hrib.
Hribul, alături de alte specii de ciuperci comestibile spontane din genurile Cantharellus, Morchella, Tuber ș.a., se recoltează în cantități mari în țara noastră, în ultimele două decenii, prețurile acestora la export au crescut de 3-4 ori.
Valoarea alimentară. Hribul este considerat una din cele mai valoroase ciuperci cu pălărie. Pe piața mondială, hribul este apreciat ca având excepționale calități culinare, ocupând locul al doilea după trufa de iarnă. Spre deosebire de calitatea din primele zile după apariția corpului de fructificație, la maturitate piciorul are o valoare inferioara comparativ cu pălăria: este mai tare, se fierbe greu și își pierde mirosul, rămâne mai sărac în substanțe nutritive și conține mai multe galerii de larve. De reținut că, la rupere, carnea ciupercii nu își schimbă culoarea.
În ceea ce privește valoarea energetică a hribului în stare proaspătă aceasta se cifrează la 141,4 J/100 g, iar a celui în stare uscată la 1177,3 J/100 g .
Conservare. Ciupercile pot fi consumate în stare crudă sau conservate prin congelare pentru a fi consumate în perioada de iarnă.
Metodele folosite cu predilecție în cazul hribului sunt congelarea și deshidratarea. Se poate de asemenea recurge la conservarea în saramură și prin marinare.
Umiditatea ciupercilor proaspete recoltate variază între 79,9 și 90,2%, aceasta se datorează diferențelor de stare a vremii caracteristice momentului și locului de recoltare a ciupercilor.
III.3.Tratamente preliminare
Înainte de congelare ciupercile de pădure sunt supuse la o serie de tratamente preliminare cum sunt: prerăcirea, recepția, sortarea, ambalarea, marcarea.
Prerăcirea
Prerăcirea este o operație importantă pentru buna desfășurare a procesului de congelare și asigurarea calității corespunzătoare a produselor.
Prerăcirea ciupercilor de pădure are loc începând de la centrele de colectare, utilizându-se sistemul de răcire în mijlocul de transport și continuă în celule frigorifice din Societatea Comercială(fig.29).
Fig. 29. Prerăcirea în camera frigorifică
După terminarea prerăcirii, pe durata transportului până la locul de destinație a încărcăturii, trebuie asigurată temperatura optimă de păstrare de 0oC…+2oC.
Recepția constă în identificarea cantitativă și calitativă a lotului în sensul respectării normelor interne pentru ciuperci comestibile de pădure.
Sortarea constă în eliminarea manuală a ciupercilor necomestibile, eliminarea ciupercilor alterate și sortarea pe calități I, II, III(fig.30).
Ciupercile recoltate sunt curățate cu grijă de pământ, frunze și alte impurități. Ulterior sunt selectate pe tip de prelucrare întreagă, tăiată felii, tăiată cuburi.
După curățare ciupercile sunt sortate a II-a oară pe banda transportoare, eliminându-se eventuale ciuperci necorespunzătoare care au mai rămas.
Fig. 30. Sortarea
Spălarea
După sortare, la sosirea în hala de procesare ciupercile sunt spălate imediat. Prin urmare ciupercile sunt așezate pe o bandă transportoare, pe care sunt montate mai multe duze pe o linie transversală pe bandă, și care stropesc ciupercile cu o anumită presiune, sub forma unor dușuri(fig.31). Datorită presiunii cu care este căzută apa, impuritățile sunt îndepărtate.
Fig. 31. Spălarea ciupercilor
Albirea
Pentru a crește rezistența ciupercilor conservate ca produs finit acestea sunt albite. Albirea reprezintă un tratament de șoc termic(încălzire) pentru câteva minute la temperatură înaltă(98oC). Albirea inactivează enzimele, care duc la alterarea ciupercilor. Injectarea de abur permite obținerea unei temperaturi înalte în timp scurt. Albirea la o presiune mare, 3-4 bari, crește eficiența acesteia.
Evacuarea apei, uscarea ciupercilor
În timpul spălării și albirii ciupercile pot absorbi o cantitate mare de apă. Scurgerea apei din ciuperci în etapa următoare a tăierii ciupercilor este nedorită. Apa poate fi înlăturată printr-un agitator pentru uscare. Prin urmare ciupercile sunt transportate de-a lungul unei benzi inoxidabile prevazută cu găuri și cu agitator. Apa va fi elimininată prin găuri într-un bazin.
Când ciupercile urmează să fie congelate este necesar ca acestea sa fie deshidratate cu ajutorul unui al doilea agitator de scurgere a apei.
III.4.Congelarea criogenică a ciupercilor
Congelarea este un proces care se realizează la temperaturi de -25oC…-40oC, când apa liberă este transformată în cristale de gheață mai mici sau mai mari în funcție de viteza de congelare.
Produsul prelucrat poate fi conservat prin două metodologii diferite:
• congelare la – 5oC în care produsul este congelat în tunel adecvat de scădere a temperaturii;
• congelare la –20oC în care produsul este congelat într-o instalație cu azot.
Congelarea la – 5 oC
După uscare ciupercile sunt imediat congelate. Prin urmare sunt plasate pe o bandă transportoare lată și congelate separat una de alta. Prin congelare ciupercile își păstrează consistența, rămân tari și nu aderă una la alta. În acest proces ciupercile sunt congelate rapid la – 5oC. Ciupercile congelate pot fi ambalate în pungi de plastic.
Congelarea la -20 oC
Ciupercile sunt congelate la -20oC după împachetare în pungi. Deoarece ciupercile sunt deja răcite la -5oC, congelarea la -20oC nu afectează calitatea produsului. Calitatea ciupercilor este îmbunătățită dacă timpul de congelare este cât mai scurt posibil. Ciupercile nealbite congelate au un termen de valabilitate de câteva luni. Ciupercile congelate care au fost albite în prealabil pot fi păstrate câțiva ani.
Fig. 32. Congelarea criogenică a ciupercilor
Caracteristicile congelatoarelor
Un tunel este format dintr-o carcasă izolatoare, executată din poliester alimentar, prin care trece o bandă transportoare din oțel inox care transportă produsul care va congelat dintr-un capăt în altul al tunelului.
Congelarea ultrarapidă se obține prin pulverizarea benzii transportoare cu un lichid criogenic care poate fi: azot lichid (la -196 °C) sau CO2 (la -65°C). Astfel, produsul intră în tunel la temperatura ambiantă și iese complet congelat.
Ciupercile sunt congelate într-un tunel de congelare cu azot de tip Cryoline AGH XL 1260-6(Fig.).
Fig. Tunel de congelare cu azot de tip CRIOLINE AGH XL 1260-6
Principii de funcționare
Congelarea în aceste tuneluri se obține prin pulverizarea produsului cu un fluid criogenic. Debitul de fluid este întotdeauna proporțional cu cantitatea de produs care va fi congelat. La intrarea produsului în tunel, în zona I de refrigerare, are loc un transfer intens de căldură între fluidul criogenic și produs, a cărui suprafață se refrigerează în contact cu vaporii de fluid criogenic.
În continuare, în zona II de congelare propriu-zisă, produsul este stropit direct cu fluidul criogenic care îl congelează și în interior.
După aceasta, în zona III de egalizare, temperaturile din produs se echilibrează datorită circulației forțate a vaporilor reci de către ventilatoare.
La intrarea în tunel, fluidul criogenic se află în stare lichidă. Când este pulverizat, datorită variației de presiune și diferenței de temperatură, el trece rapid în stare gazoasă, și este trimis de ventilatoare către produs.
Densitatea vaporilor descrește pe măsură ce acestea își pierd capacitatea calorică, facilitând acumularea lor în partea superioară a camerei de congelare. Folosind un sistem de extracție amplasat în exteriorul tunelului, acești vapori sunt redirecționați către intrarea produsului și apoi evacuați. Atât forma tunelului cât și sistemul de distribuție a fluidului criogenic și elementele de ventilare sunt calculate pentru a obține o eficiență maximă a fluidului.
Camera de congelare
Camera de congelare constă într-o carcasă în formă de U întors și un postament (șasiu, soclu) pe care se sprijină carcasa pe întreaga ei lungime. Între postament și carcasă există o garnitura de silicon acoperită cu o țesătură de tip Akron, care etanșează și izolează camera atunci când tunelul este în funcțiune. Pereții camerei, atât cei ai carcasei cât și cei ai postamentului, sunt confecționați din poliester armat, umplut cu spumă de poliester. În vederea accesului în interiorul camerei, carcasa poate fi ridicată de pe postament prin intermediul unui sistem hidraulic.
Banda transportoare
Banda transportoare este confecționată în întregime din oțel inox și constă dintr-un covor sau o plasă pe care sunt așezate produsele care vor fi congelate și două lanțuri de antrenare dispuse în lateral. Banda este antrenată de către un arbore amplasat la ieșirea produselor, prin intermediul unui angrenaj cu roți dințate care transmit mișcarea lanțurilor de antrenare ale benzii(fig ).
Fig. Bandă transportoare
Mișcarea sistemului provine de la un sistem motor-reductor printr-un lanț cu role. Motorul este fixat de carcasa tunelului. Viteza benzii poate fi variată cu ajutorul unui potențiometru amplasat pe panoul de control. Arborii care produc deplasarea benzii sunt prevăzuți pe lungimea lor cu un set de role de sprijin pentru a împiedica ca banda să se sprijine pe arbore doar la extremitățile acestuia
Pentru a împiedica banda să se deplaseze lateral, arborele de la intrarea produselor este prevăzut cu două role laterale de ghidare. Pentru a asigura o tensiune corectă în banda transportoare în timpul funcționării, tunelul este echipat cu un sistem de întindere automată care menține constantă rigiditatea benzii indiferent de dilatațiile sau contracțiile datorate variațiilor de temperatură.
Sistemul de injecție a azotului lichid
Acesta este format dintr-un sistem de țevi fixate de carcasă, prevăzute cu duze (injectoare) – a căror număr, dispunere și orientare depinde de model – distribuite uniform în zona de congelare, cu scopul de a pulveriza azotul lichid pe bandă cât mai uniform(fig. ).
Țevile sunt din oțel inox (de ex. AISI 304) cu diametrul de 14-18 mm, iar injectoarele sunt din alamă (de ex. Veejet H-VV 1/8”) cu racorduri de conectare de la 1/8” la 1/2”, debite de până la 3.9 l/min la presiunea de 3 bar și unghiuri de dispersie de la 15° la 110°.
Fig. Duze
Ventilația.
Pentru ventilare se folosesc ventilatoare cu diametrul de 400 mm, cu palete din poliester armat și turația de 1500 r.p.m., antrenate de motoare electrice de 0.55 kW fixate de tavanul carcasei. Sensul de rotație și dispunerea lor depinde de modelul tunelului.
Evacuarea vaporilor de azot
Tunelul trebuie echipat cu un sistem de evacuare conectat la o hotă amplasată la intrarea produsului, care are o tubulatură de ieșire cu diametrul de 200 mm. Conexiunea dintre extractor și tunel se face printr-o conductă rigidă. Lungimea și geometria acestei conducte rezultă în urma studierii amplasării tunelului și a poziției gurii de extracție și a sistemului disponibil pentru evacuarea vaporilor. Sistemul de control este reglat astfel încât, în cazul defectării sistemului de extracție, pulverizarea azotului este oprită automat.
În general, sistemul de evacuare trebuie amplasat în exterior, departe de tunel, pentru a evita, pe cât posibil, zgomotul. Deși puterea de extracție este constantă, cantitatea de azot extrasă efectiv poate fi variată printr-o trapă de by-pass amplasată în hotă; astfel poate fi reglat amestecul de aer/azot aspirat de sistemul de extracție.
Debitul maxim care poate fi aspirat este evident mult mai mare decât cantitatea de azot care trebuie extrasă, și astfel, această trapă de reglare trebuie lăsată întotdeauna deschisă pentru a se evita aspirarea de prea mulți vapori din tunel.
Reglarea temperaturii
Aceasta se face cu ajutorul unui regulator de temperatura care primește un semnal de la un sondă de tip PT100 amplasată în zona de pulverizare(fig.42). Acest regulator asigură injecția cantității de azot necesare pentru atingerea și menținerea temperaturii impuse. Semnalul primit de regulator de la sonda de temperatură este folosit pentru comanda robinetelor simple sau proporționale al căror rol este de a regla cantitatea de azot care intră în tunel.
Panoul de comandă
Toate dispozitivele de comandă și elementele de indicare sunt centralizate pe panoul de comandă, cu excepția butoanelor pentru oprire de urgență care se află de-a lungul carcasei(fig.43).
Fig. Regulator de temperatură Fig. Panou de comandă
III.5. Depozitarea ciupercilor congelate
Ciupercile de pădure congelate pot fi păstrate în vrac sau pot fi ambalate în saci de polietilenă, care sunt apoi sunt introduși în cutii de carton (fig ).
Fig. 44 Ambalarea ciupercilor de pădure în saci de polietilenă
Depozitarea ciupercilor are loc imediat după congelare. Ciupercile sunt depozitate în celule frigorifice, în condiții de temperatură minimă de -18…-20oC și umiditatea relativă a aerului de 90-95%. Durata admisibilă de păstrare variază de la 180 de zile la 360 de zile.
Produse congelate sunt stocate în depozite frigorifice, în astfel de condiții, încât temperatura în centrul produselor să fie întotdeauna mai mică sau egală cu cea definită prin condițiile de STAS (- 18 ° C)(fig ).
Fig. Depozitarea ciupercilor congelate
Realizarea parametrilor de temperatură și umiditate relativă se face cu ajutorul evaporatoarelor, instalații de răcit care sunt calculate pentru o anumită capacitate frigorifică.
În aceste depozite, temperaturile de depozitare a produselor congelate sunt mai frecvent în gama de – 25°C și chiar – 30°C. Acestea sunt monitorizate continuu de către termometre de înregistrare, ceea ce este o garanție pentru o bună conservare.
Congelarea IQF aplicată asupra produsului la temperaturi criogenice este modalitatea prin care gheața formează cristale mici și uniform distribuite, atât în exterior cât și în interiorul celulelor, astfel calitatea și gustul produsului congelat este una superioară.
Congelarea criogenică asigură o congelare imediată ceea ce permite păstrarea calității organoleptice și nutrițională a produselor proaspete.
CONCLUZII
Metoda de congelare prin contact cu agenți criogenici constă în utilizarea căldurii latente de vaporizare la presiune atmosferică a unor substanțe (agenți criogenici) precum și a căldurii pe care vaporii formați o absorb mărindu-și temperatura de la nivelul foarte scăzut al vaporizării până la un nivel apropiat temperaturii la care se congelează produsul.
Agenții criogenici care se utilizează sunt: azotul lichid, dioxidul de carbon, freonul.
Utilizarea azotului lichid pentru congelarea rapidă a alimentelor este una dintre cele mai întâlnite aplicații ale gazelor în industria alimentară.
Congelarea în domeniul alimentar este un proces de conservare utilizat nu numai din motive tehnice legate de distribuția produselor alimentare, ci și datorită necesităților practice ale societății moderne care are puțin timp de dedicat preparării alimentelor fiind din ce în ce mai înclinată către consumul în afara casei (cantine, restaurante, baruri etc.).
Aceste cerințe au condus firmele producătoare de alimente către perfecționarea tehnicilor de congelare, cu scopul de a menține cât mai mult calitatile produsului, atât din punct de vedere organoleptic, cât și nutrițional. De aici rezultă importanța noilor tehnologii care permit coborârea rapidă a temperaturii la valori mai mici de -18°C în interiorul produsului, astfel încât să inhibe activitatea microorganismelor.
De fapt, dacă scăderea temperaturii se realizează lent, se obține o formare progresivă a cristalelor de gheață (în număr redus și de dimensiuni mari) care pot să distrugă structura celulară a produsului și să distrugă în mod ireparabil țesuturile. Dacă, dimpotrivă, se ajunge rapid la aceste temperaturi, cristalizarea poate fi evitată prin crearea unei faze amorfe care favorizează stabilitatea produselor pe durata perioadei de păstrare care urmează.
Metoda cea mai rapidă pentru răcirea produselor alimentare constă în utilizarea azotului lichid, care intră în contact direct cu alimentul ce urmează a fi congelat. Azotul, componenta principală a atmosferei, este inodor, incolor, insipid și inert și nu are niciun efect dăunator asupra alimentelor.
La presiune atmosferică azotul lichid se găseste la temperatura de -196°C, caracteristica sa principală constând în capacitatea de a absorbi o cantitate ridicată de energie chiar la temperatură mai scazută, permițând randamente frigorifice ridicate și coeficienți de transfer de energie mult superioare sistemelor mecanice.
Introducerea aparaturilor criogenice pentru congelare în liniile de producție alimentară a adus avantaje calitative și economice indiscutabile și a deschis noi posibilități; de exemplu, a permis formarea de cruste sau de intărire rigidă superficială a produselor și a facilitat realizarea operațiunilor automatizate de ambalare.
Congelarea cu azot lichid permite:
• reducerea pierderilor prin deshidratare sub 0,5% din greutatea produsului;
• evitarea distrugerii structurii celulare și superficiale a alimentelor;
• menținerea nealterată a aspectului superficial;
• realizarea operațiilor de congelare și depozitare în absența oxigenului;
• reducerea semnificativă a costurilor de investiție a instalațiilor de producție.
Piața de produse congelate este în continuă dezvoltare și este caracterizată de ciclurile de viață tot mai scurte ale produselor, având drept consecință o schimbare tot mai rapidă a numărului și tipului de produse noi.
Din acest punct de vedere, congelarea cu azot lichid îndeplinește toate condițiile tehnologice privind calitatea produselor, dar prețul de cost al procedeului rămâne încă un obstacol pentru aplicarea sa pe scară largă, la toate produsele alimentare.
Avantaje ale congelării cu azot lichid
Flexibilitate. Aparatele de congelare criogenică sunt extrem de flexibile și sunt capabile să lucreze cu eficiență ridicată într-un interval variabil de la 50% la 120% din capacitatea proiectului.
Un avantaj al instalațiilor de congelare cu azot lichid sau cu dioxid de carbon solid este dat de posibilitatea de a opera în tot intervalul de temperaturi criogenice. Acest lucru permite obținerea unor viteze de congelare foarte ridicate. În plus, atingerea temperaturii de lucru în faza de pornire necesită doar cateva minute.
Investiții și costuri reduse. Instalarea unui aparat de congelare cu azot lichid necesită o investiție redusă de capital, și, în orice caz, incomparabilă cu cea necesară pentru o instalație de congelare tradițională având aceeași capacitate de producție. Chiar și întreținerea și curățarea unei aparaturi de congelare criogenică implică costuri reduse și nu necesită personal specializat.
BIBLIOGRAFIE
https://www.google.ro/search?q=boletus+edulis&client
https://www.google.ro/search?q=ciuperca+de+camp&client
https://www.google.ro/search?q=ciuperci+ craite&client=firefox-b-ab&tbm https://www.google.ro/search?q=bureti+iutari&client
https://www.google.ro/search?q=bureti+rascov&client https://www.google.ro/search?q=bureti+galbiori&client
https://www.google.ro/search?q=ciuperci+necomestibile&client
https://www.google.ro/search?q=Russula+emetica&client https://www.wikiwand.com/ro/Ciuperci_otr%C4%83vitoare
DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A
LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR
Titlul lucrării __________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Autorul lucrării ________________________________________________________
Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor organizat de către Facultatea _________________________________ din cadrul Universității din Oradea, sesiunea Iulie 2017 a anului universitar 2016 – 2017.
Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, CNP ____________________________
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor neautorizat și că nici o parte a lucrării nu conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.
Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.
Oradea,
Data Semnătura
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: PROGRAMUL DE STUDIU: SIGURANȚĂ ȘI SECURITATE AGROALIMENTARĂ [307327] (ID: 307327)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.