Élelmiszeripari technológia 2. ea. Élelmiszeripari műveletek I/1. reális. Shankey diagram. Művelet: pácolás BMEVEMBA606_02. Tömeg és energiamérleg

Átírás

1 (Élelmiszeripari ) Élelmiszeripari technológia 2. ea. Műveletek jellemzői: tömeg és energiamérlegek E1, x kj I1, a kg Művelet: pácolás I2, b kg Élelmiszeripari műveletek I/1. I3, c kg Általános ismertetés 1 tömeg és energiamérlegek Technológiai folyamatra O2, e kg E2, y kj a+b+c=d+e (Élelmiszeripari) műveletek jellemzői: Egy adott műveletre! O1, d kg Output kódlista Input kódlista E1 = Ea + Eb + Ec Jel Megnevezés Jel I1 Hús O1 Pácolt hús E2 = Ed + Ee I2 Pácsó keverék O2 Páclé I3 Víz E2 Energiaelvonás E1 = E2 Megnevezés E1 Energiabevitel 2 Input kódlista Jel Megnevezés Tömeg I1 Alapanyag - 1 a kg I2 Alapanyag - 2 b kg I3 Víz c kg I4 Adalékanyag d kg Tömeg és energiamérleg ábrázolása: Shankey diagram Közbenső kapcsolatok Jel Megnevezés Tömeg O1I5 Köztitermék e kg O2I6 Félkész t.-1 f kg O3I7 Félkész t.-2 g kg O3 Input O1 O2 Input kódlista Jel Megnevezés Tömeg O4 Termék 1 a kg O5 Termék 2 b kg O6 Melléktermék c kg O7 Hulladék 3 Input = O1 + O2 + O3 4 d kg Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag Tömeg és energiamérleg O3 Input O1 O2 Input = O1 + O2 + O3 reális Shankey diagram 5 Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag Bruttó tömegekre: Ai = Tj + Hk Komponensekre: Ai = ai * xi Tj = tj * xj Hk = hk * xk 6 Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag 1

2 Technológiai folyamatok hatékonyságának mérőszámai: A Technológiai folyamatok hatékonyságának mérőszámai: T A T Művelet Művelet v ve Kitermelés: Konverzió: 7 8 Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag Élelmiszeripari műveletek csoportosítása (SzE) mechanikai (vágás, őrlés, aprítás,...) kémiai (vegyi tartósítás, elszappanosítás, hidrolízis,...) (erjesztés, fermentáció,...) hidromechanikai (ülepítés, szűrés, centrif.,...) kalorikus (sterilizálás, főzés, előfőzés, kondenzálás,...) diffúziós (szárítás, be- és lepárlás, szorpció,...) termodinamikai (hűtés, mélyhűtés, szellőzés,...) 9 Pátzay Gy Tungler A Mika LT 2011, Kémiai technológia, E tananyag (Hidro-)Mechanikai műveletek csoportosítása (NZ) Méretcsökkentési műveletek: - darálás, - vágás - emulzifikálás. Elválasztási műveletek: - centrifugálás, - szűrés - rostálás Keverési műveletek: - szilárd komponensek - porkeverés - folyadékok keverése Műveletek csoportosítása (VM) Anyagátadási műveletek csoportosítása (VM) Hőtechnikai (kalorikus, termodinamikai) műveletek: - hőkezelések (blansírozás, pasztőrözés, sterilezés) - speciális hőkezelések (sütés, pörkölés, extrudálás) - hűtések (hűtés, fagyasztás) - nem hagyományos (µhullám, PEF, dielektr., infra) 1.fázis 2.fázis Anyagátmenet iránya Művelet neve Gáz Folyadék gáz folyadék Desztilláció folyadék Abszorpció folyadék gáz Deszorpció gáz Gáz Szilárd Egyensúlyi (anyagátadási, diffúziós) műveletek: - (gáz)adszorpció - kristályosítás - extrakció - membránszeparáció - desztilláció (elpárologtatás, bepárlás), - vízelvonás (OD, szárítás, instantizálás) - ioncsere 10 Earle RL Earle MD 1983, Unit operation in Food Processing, WEB edition: Jankóné Forgács J 2006, Élelmiszeripari technológiák, SzE jegyzet szilárd Adszorpció szilárd gáz Deszorpció szilárd gáz Szárítás szilárd gáz Szublimáció gáz gáz szilárd L2 Folyadék Folyadék L1 Folyadék Szilárd folyadék szilárd 11 szilárd Extrakció szilárd Adszorpció folyadék Deszorpció szilárd folyadék folyadék Deszublimáció szilárd folyadék Ioncsere Kristályosítás Extrakció 12 Deák A Farkas T Hanák L - Mika LT 2011, Vegyipari műveletek, E tananyag 2

3 Mechanikai műveletek Műveletek csoportosítása : Mechanikai (fizikai átalakulással járó) műveletek Elválasztási (egyensúlyi?): fizikai alap: gravitáció, diffúzió Kalorikus (hőátadással járó) műveletek - rostálás, szitálás - centrifugálás, ülepítés - szűrés (?), membránszűrés Kémiai (átalakítással járó) műveletek Mikrobiológiai (folyamatokkal járó) műveletek Keverés (elválasztás ellentéte): - por/por keverés - folyadék/folyadék keverése: oldás, emulgeálás - szilárd/folyadék keverés: oldás, szuszpendálás, instantizálás(?) - gáz/folyadék keverése: szorpció, habosítás Kikészítő műveletek Csomagolási műveletek Kombinált műveletek 13 Mechanikai műveletek 14 Mechanikai műveletek Méretcsökkentés: - darálás, törés, őrlés(szitálással) - vágás, darabolás, kutterezés(emulgeálással) - emulgeálás, szuszpendálás, Egyensúlyi: Speciális (tisztítási) műveletek: - kivágás, csontozás, belezés, magozás, szárazás, - szőrtelenítés, nyúzás, tollfosztás, hámozás, koptatás, - stb. fizikai alapja: anyagátadás - (gáz)(ad)(ab)szorpció/deszorpció - kristályosítás - extrakció, - ioncsere, reverzozmózis,? - hidratálás/dehidratálás/dúsítás: OD(?), pácolás - desztilláció (elpárologtatás(?), kondenzálás(?), bepárlás(?)) 15 Kalorikus műveletek 16 Kémiai műveletek Hűtés, fagyasztás Hőkezelés: Hidrolízis, (át)észterezés Oxidáció / redukció blansírozás, pasztőrözés, sterilizálás Mikrobiológiai műveletek UHT kezelés: sütés, pörkölés, olajban sütés, extrudálás(?) Nem hagyományos: mikrohullám, PEF, dielektromos, infra, indukciós kémiai tartósítás, HP, OD(só, cukor,) 17 Anaerob fermentáció Aerob fermentáció Mikróba-gátlás/pusztítás: 18 3

4 Kombinált műveletek Kikészítő műveletek Szárítás: diffúzió + párologtatás (+hőközlés) Őrlés: darálás + szitálás Extrudálás: drazsírozás, mártás, ballírozás, battering, breading, pácolás(?), stb keverés + hidratálás + hőközlés(htst) + szárítás Csomagolási műveletek Instantizálás: (Ki)mérés: V, m, n, stb. alapján Cs.eszközbe juttatás: MAP, CAS, ULO Zárás, címkézés, dátumozás Gyűjtőcsomagolás, betárolás szorpció + szárítás (+ keverés) Kutterezés: darabolás(vágás) + keverés(emulgeálás) Légkondicionálás: 19 hűtés/melegítés + párologtatás + gázkeverés/kivonás 20 előkészítés Tárolás Friss fogyasztás Biztonság és Minőség Feldolgozás Hőkezelés Főtermékek Előkészítés, bevezető műveletek: Hőelvonás ok Melléktermék Speciális műv. Hulladék Csomagolás, raktározás, forgalmazás Technológia bevezető műveletei: Élelmiszergyártás alapanyagai: nyersanyag: mezőgazdasági termékek NYERSANYAG keresés Növényi részek (gyűjtött, termesztett) Tárgyalás Minősítés Beszerzés, osztályozás

5 Élelmiszergyártás alapanyagai: nyersanyag: mezőgazdasági termékek Élelmiszergyártás alapanyagai: nyersanyag: mezőgazdasági (?) termékek Állati szervezetek (vad, tenyésztett) Növényi részek (gyűjtött, termesztett) Állati szervezetek (vad, tenyésztett) Gombák, egysejtűek(!), fermentáció! 25 Zöldség növényi alapanyag szántóföldi kertészeti zöldség gyümölcs gabona, napraforgó 27 Gyümölcs Szamóca - magbuga Kesualma csésze(levél) Füge kocsány Gránátalma - maghéj Ananász kocsány+jár.szövet Alma járulékos szövet Őszibarack - termés Paradicsom magkezdemény + keresztfal Narancs - kéreghatár Szőlő - termés Mangó mag húsborítás 26 Gyökérhajtás répa Gumó burgonya Póré (hagyma) Levél spenót Levélnyél zeller Főrügy káposzta Hajtás spárga Virágzat brokkoli Virágrügy articsóka Mellékrügy kelbimbó Föld alatti rügy hagyma Gyökérfej - retek 28 A sertés bontása, fő részei

6 A marha bontása, fő részei A baromfi bontása, fő részei 31 egyéb komponensek: adalékok 32 termelési tendenciák Hagyományos: kiskerti-háztáji-hobby Izjavítók: cukrok, savak, ízesítőszerek, aromaanyagok, ízfokozók,... Extenzív nagyüzemi-ipari (hagyományos) Állományjavítók: gélképzők, sűrítők, Tartósítószerek: kémiai, bio, Megjelenést javítók: színezékek, Stb. Integrált termelési rendszer Fejlődő: organikus (ökológiai, bio) GMO szervezetek ipari előállítása Technológia bevezető műveletei termelési tendenciák keresés Hagyományos: kiskerti-háztáji-hobby Extenzív nagyüzemi-ipari (hagyományos) Tárgyalás Minősítés Integrált termelési rendszer Beszerzés, osztályozás Fejlődő: organikus (ökológiai, bio) Növénynemesítés / molekuláris ismeretek

7 kiválasztási szempontok I. kiválasztás: I. Piaci, technológiai igények Piaci, technológiai igények II. Rendelkezésre állás III. minőség IV. Költség ár V. Technológiai lehetőség (létező-terv) 37 kiválasztási szempontok I. Szezont hosszabbító tárolás Konzervipar, hűtőipar Szárítás, aszalás Piaci forgalmazás Lé-, sűrítmény-gyártás Gyümölcsvelő, továbbfeldolgozás Erjesztéses iparágak, desztillálás, Melléktermék hasznosítás 38 kiválasztás II. Rendelkezésre állás Piaci, technológiai igények Időbeli hozzáférés: szezonális II. Rendelkezésre állás III. minőség Térbeli: klimatikus lehetőségek IV. Költség ár Organikus (bio) környezet v/és GMO mentesség V. Technológiai lehetőség (létező-terv) kiválasztási szempontok I. Piaci, technológiai igények II. Rendelkezésre állás III. minőség IV. Költség ár V. Technológiai lehetőség (létező-terv) Forrás: Audrey Heller 7

8 kiválasztási szempontok I. Technológia bevezető műveletei Piaci, technológiai igények II. Rendelkezésre állás Tárgyalás Minősítés III. minőség Beszerzés IV. Költség ár osztályozás V. A feldolgozás technológiai lehetőségei (létező-terv) beszállítás: kíméletes - hatékony - humánus Gyümölcs betakarítás fáról: rázással Betakarítás talajról: manuálisan Kíméletes!? Hatékony?! 45 minősítés: minőségi és biztonsági követelmények Betakarítás: banán Humánus!? Fajta Megjelenés Méret Fiziológiai állapot Fizikai állapot Összetételi jellemzők Mikrobiológiai állapot Csomagolás Eredet Dokumentáció Élelmiszeranalitika Élelmiszer-mikrobiológia Élelmiszerbiztonság Stb. 48 8

9 Alapanyag minősítés fizikai A feldolgozási műveletek lényeges minőségi kockázatai: (mikro-)biológiai, fiziológiai; enzimes romlás ágdörzsölés fizikai fizikai fonnyadás fagykár 51 fiziológiai fiziológiai héjbarnulás héjfoltosodás

10 fiziológiai állati kártevők almaeszelény kára húsbarnulás állati állati kártevők kártevők Filoxera: Viteus vitifolii szőlő gyökértetű almailonca kára 57 állati állati kártevők kártevők Burgonyabogár Bélféreg

11 (virális) (virális) Glöosporiumos rothadás Alternariás rothadás (virális) (virális) monilia Lisztharmat: Peronospóra (virális) (virális) Madárinfluenza Botrytis cinerea

12 Enzimes minőségromlás A növényi sejt (bakt., állati, ) Színváltozások Vízoldható anyagcsere termékek enzimes barnulás, klorofillbomlás, vakuolum Szénhidrát bontó folyamatok: - depolimerizáció (keményítő, pektin, inulin,...) - oxidáció: glikolízis, aerob/anaerob,. tonoplast Fehérjék bomlása: Citoplazma: depolimerizáció dekarboxileződés dezaminálás, Enzimek PPO enzim Polifenol(ok): flavonoidok,. pirokatechin kávésav katechin klorogénsav Enzimes barnulás 0. lépés: hidroxilálás PPO enzim OH OH OH ½ O2 tirozináz (PPO) 71 R R monofenol poli(di)fenol 72 12

13 Enzimes barnulás 1.lépés: enzimes oxidáció OH Enzimes barnulás 2.lépés O. O O PPO 2Cu2+ 2Cu+ tautomeria OH O O poli(di)fenol kinon kinon 73 Enzimes barnulás 3. xxx lépés O. kettős gyök 3% 74 Enzimes barnulás 3a. lépés: O O gyűrűkialakulás (záródás) dimerizáció polimerizáció O O MELANIN O DOPA-kinon O leuko-dopakróm 75 Enzimes barnulás x. lépés 76 Enzimes barnulás x. lépés dekarboxilezés MELANIN

14 Enzimes minőségromlás Színváltozások enzimes barnulás, klorofillbomlás, Szénhidrát bontó folyamatok: - depolimerizáció (keményítő, pektin, inulin,...) - oxidáció: glikolízis, aerob/anaerob,. Fehérjék bomlása: depolimerizáció dekarboxileződés dezaminálás, 79 Keményítő 2 formája Keményítő 6-8 glükóz / Jód rezonáns polijódlánc hidrofób kötés kék komplex α-1-4 és α-1-6 glikozidos kötések Amilóz: α-1-4 glikozidos kötések Amilopektin Keményítőbomlás: érésindikátor forrás: Hoschke Ágoston Élelmiszertechnológia ea. diasor (Corvinus) Keményítőbontó enzimek hatása glükoamiláz -amiláz pullulanáz -amiláz Nem redukáló láncvég Redukáló láncvég forrás: Hoschke Ágoston Élelmiszertechnológia ea. diasor (Corvinus) 14

15 Növényi sejtfal - pektin Növényi sejtfal - pektin Pektin: oldalláncok Pektin: oldalláncok elágazó arabinán galaktán Ramno-Galakturonán-I RamnoGalakturonán-II arabinogalaktán elágazó galaktán arabinán HomoGalakturonicAcid sima tartomány elágazó tartomány sima tartomány ramnóz galaktóz arabinóz galakturonsav Pektin: Poligalakturonsav (metilészter) karboxil Pektinbontó enzimek 1. Pektin-észteráz hidroxil Poligalakturonáz Arabinogalaktanáz Ramnogalakturonáz Pektin-liáz Arabanáz metil 15

16 Pektinbontó enzimek: Pektin(metil)észteráz: P(M)E Poligalakturonáz: PG Glikogén elágazó arabinán galaktán elágazó galaktán arabinán arabinogalaktán arabanáz arabinogalaktanáz galakturonsav ramnóz galaktóz arabinóz Az izomműködés energiaszolgáltató anyaga: GLIKOGÉN - biológiai oxidáció»» CO2 + víz + energia»» kreatin-foszfát - elégtelen oxigén»» tejsav (izomláz) - kreatin-foszfát lebomlásából származó energia»» beépül az ADP-be és átalakítja ATP-vé Rigor Mortis Hullamerevség: marha: 6-12 óra sertés: 1-6 óra ATP»» ADP + energia - a foszfát molekula lehasadása makroerg energia átadást eredményez Pihentetés: fehérjebontás proteázok 16