1. Principii generale de conservare a fructelor și legumelor

Prin consevare se realizează stabilizarea realtivă a proprietăților unui produs. În domeniul produselor alimentare a conserva semnifică a stabili anumite proprietăți a unui produs în faza prelucrării. Scopul conservării printr-un anumit procedeu sau prin aplicarea unor multiple procedee de conservare este de a inhiba sau chiar de a distruge enzimele produselor și a microorganismelor astfel încât durata de păstrare a produselor să fie mai îndelungată.

Procedeele de conservare au la bază următoarele principii biologice : bioza, anabioza, ceanoanabioza și abioza.

anabioza care reprezintă pricipiul biologic al vieții latente a agenților  biovătămători ce pot produce alterarea alimentelor. Anabioza se poate realiza prin mijloace fizice (fizioanabioza) și chimice (chimioanabioza) ;

cenoanabioza, care constă în crearea în produsele alimentare a unor condiții sau în producerea unor substante care impiedică dezvoltarea microorganismelor și se poate realiza prin mijloace fizice (fiziocenoanabioza) sau chimice și biochimice (chimio-cenoanabioza);

abioza (lipsa de viață) care se realizează prin procedee fizice (fizioabioza), chimice(antiseptoabioza) și mecanice (mecanoabioza).

Legumele și fructele prezintă functii alimentare foarte variate, valoarea lor nutritivă fiind imprimată de aportul de vitamine C, A, B si K,elementele minerale  pe care le furnizează organismului (potasiu, calciu, magneziu, sodiu,fosfor, sulf, clor și toate oligoelementele biogene- fier, cupru, iod, zinc, mangan,cobalt, etc.) și de glucide ușor asimilabile de către organism (glucoză, fructoză,zaharoză, amidon). Proteinele furnizate sunt în proporție mai mică decât la alte alimente, însă acoperă 5-10 % din necesarul organismului. În general, structurile legumelor și fructelor sunt ușor metabolizate și asimilate de organismul uman.

Folosind metoda anabiozei, fructele și legumele sunt conservate fara a li se altera structura rezultând produse conservate prin congelare ( crioanabioză ).

1

2. Prezentare produs

Fasolea

Fasolea ( Phaseolus vulgaris ) este o plantă erbacee, anuală, cu rădăcina fusiformă, fibroasă

cu nodozități mici, tuplină erectă ramificată, frunzele fiind mari și triofilate, Fructul este o păstaie

care conține 4 – 8 semințe boabe. Pastăiile verzi ( la care semințele sunt slab dezvoltate ) se consumă

sub formă de salată ( după fierbere ) asezonată cu pătrunjel, busuioc, cimbru sau pregătită sub formă

de mâncare. Din păstăile uscate după batozare se obțin boabele de fasole și tecile.

Fasolea păstăi are un conținut de 10 ori mai mic de proteină și hidrați de carbon decât cea

uscată. Din punct de vedere terapeutic , fasolea păstăi este diuretică, depurativă, antiinfecțioasă,

stimulent nervos și tonic hepatic și al pancreasului. Consumul este indica în litiază renală, oligurie,

diateze urice, acnee, inflamții cutanate la copii.

Tecile uscate sunt indicate în diabetul zaharat, edeme renale, acnee, erupții ale pielii, cistite,

intoxicații, gută, afecțiuni pulmonare.

Fasolea boabe are proprietăți nutritive, energetice și reparator al sistemului nervos .

3. Consevarea prin congelare

Conservarea prin congelere implică respectarea unor condiții specifice în ceea ce privește

materia primă, tratamentele preliminare, viteza, metoda si procedeul de congelare, ambalrea,

depozitarea și modul de utilzare.

Congelarea este caracterizată prin scăderea temperaturii produsului sub 0ºC (–18ºC),

putându-se realiza o durată de conservare de câteva luni şi chiar mai mult. Are ca efecte:

– blocarea multiplicării microorganismelor şi distrugerea unor germeni sensibili

(criosterilizare);

– oprirea celor mai multe dintre reacţiile biochimice.

În vederea asigurării unor durate mari de conservare , produsele alimantare, e congelează la

temperaturi cu mult inferioare fața de punctul de soldidificare al apei conținute de acesta. În

2

funcție de natura produsului, punctul de solidificare este situat intre -0,5oși -4o . Congelarea

mărește durata de păstrare a produselor de peste 5 – 50 ori față de conservarea prin refrigerare.

Procesul de congelare trebuie dirijat astfel încât produsul să treacă cât mai repede peste faza

maximă de cristalizare a apei, care se află între -1 și -5o, timp în care se produce solidificarea a

60 – 75% din conținutul total de apă.

Procesul tehnologic trebuie apoi continuat prin subrăcirea produsului până la o temperatura

finală de -18.... -25o, la care 90 – 95% din apa conținută se solidifică.

Pentru relizarea congelării în aceste condiții, temperatura mediului de răcire trebuie să fie de

-30...-35o, respectiv agentul frigorific folosit în instalație să se vaporizeze la temperaturi de -40...-

45o.

În timpul congelării temperatura în produs variază în funcție de poziția punctului. Cea mai

ridicată temperatura se menține în centrul termic al produsului, care, la materialele omogene

coincide cu centrul geometric. Temperatura centrului termic la produsului reprezintă un indicator

al incheierii procesului de congelare, deoarece temperatura medie u poate fii măsurată.

Temperatura în centrul termic al produsului la sfârșitul congelării poate fii cu cel mult 3...5o

mai mare decît temperatura la care urmează să se facă depozitarea.

În cazul unei congelări lente rezultă un număr mic de cristale de gheață cu dimensiuni mari și

neregulate, în timp ce în cazul unei congelări rapide rezultă un număr mare de cristale de

dimensiuni mici și formă regulată.

La congelare lentă unde predomină cristalizarea intracelulară, tensiunile create de cristalele

mari si neuniforme formate, dertermină modificări în structura țesuturilor prin deformare,

dislocarea și perforarea pereților celulei.

Datorită diferenței de presiune osmotică creată, sucul concentrat din interiorul celulei

migrează în spațiul intercelular. Efectul de plasmoliză are ca efect deshidratarea celulei pe de o

parte și acumularea gheții în spațiul intercelular pe de altă parte. Acestui șoc osmotic i se atribuie

în principal în vatămarea și moartea celulelor în cazul produselor supuse congelării lente. La

decongelarea acestor produse apar pierderi mari de suc.

La congelarea rapidă, unde predomină cristalizarea intracelulară, se formează o structură

microcristalină uniformă, repartizată atât în spațiile intercelulare, cât și în cele intracelulre, ceea

ce determinătensiuni locale multa mai slabe și difernțe de presiuni osmotice ult mai mici, având

3

ca efect modificări structurale alețesuturilor mai puțin vătămătoare. La decongelarea acestor

produse , pierderile de suc sunt mai reduse, o mare parte din apă fiind în celule împreunăcu

elementele din care s-a separat, membrna celulelor fiind neperforată.

În consecință este necesar să se adopte procedee și tehnologii de congelare specifice

produselor respective, care să asigure viteze mare de congelare astfel încât , prin scăderea rapidă

a temperaturii, să se obțină o structură microcristalină uniformă, atât în spațiile intercelulare , cât

și în cele intracelulare, cu forme regulate , care are o acțiune redusă de vătămare a țesuturilor și

nu provoacă perforarea membranei celulare.

Mărirea conservabilității prin congelare (și depozitarea corespunzătoare) se bazează ăe efectele

temperaturilor scăzute de încetinire puternică sau inhibare completa a dezvoltării microorganismelor,

de reducere sau stopare a proceselor metabolice în cazul produselor cu viață și de reducere a

reacțiilor chimice și biochimice.

Avînd în vedere nivelele minime de înmulțire a microorganismelor psihrofile, valoarea

maxima a temperaturii de congelare este de -10°C. Sub această temperatură, dezvoltarea

microrganismelor este neglijabilă. În cadrul tehnologiilor de congelare a diferitelor produse

alimentare de origine vegetală, se folosesc însă temperaturi mai scăzute și se utilizează metode de

inactivare a enzimelor, în vederea reducerii activităților tuturor agenților modificatori.

Condiții de congelare

Congelarea necesita respectarea următoarelor condiții:

- utilizarea unor materii prime și produse de calitate corespunzătoareș introducerea apoi a

acestora în spațiile sau aparatele de congelare cât mai repede posibil;

- asigurarea tuturor elementelor igieno-sanitare pentru evitarea contaminării cu

microorganisme înainte de congelare, sau după congelare;

- asigurarea unor temperaturi de refrigerare aecvate în cazuirle în care produsele nu sunt

introduse direct în spațiile sau aparate de congelare sau nu sunt utilizate imediat după

decongelare.

- evitarea congelării produselor improprii consumului; această metodă de conservare nu

îmbunătățește calitățile inițiale.

Tipuri de congelare în funcție de temperatură și timp:

lentă – temperatura de -18…-20°C, timp de 80 de ore; semirapidă – temperatura de -20…-24°C, timp de 60 de ore;

4

rapidă – temperatura de -30…-35°C, timp de 24 de ore; ultrarapidă – temperatura de -35…-40°C

În cazul conservării prin conglare se impune inactivarea totală a enzimelor , pentru a evita degradările calitative de natură enzimatică în timpul depozitării.

4. Tratamente preliminare

5

Fructele și legumele sunt de obicei supuse tuturor operațiilor necesare pentru ca după decongelare să

poată fii consumate ca atare sau gătite. Unele fructe și legume necesită tratamente suplimentare pentru

prevenirea unor modificări enzimatice.

1.Recepția materiei prime – materia prima are o importanță hotărâtoare asupra calității

produsului finit prin comportarea la congelare a speciei și soiurilor, influența condițiilor

pedoclimatice, stadiul de maturitate, integritatea sa, starea de sănătate și prospețime.

Stadiul de maturitate din momentul congelării trebuie să corespundă cu maturitatea de consum.

Momentul recoltării trebuie ales în funcție de intervalul și condițiile de temperatură până la

congelare. Unele produse primite la maturitatea insuficientă pot fi maturate printr-o depozitare

corespunzătoare.

Pentru conservarea prin congelare se utilizează în special 2 soiuri de fasole galbenă : Beste von

allen și Dubla olandeză. Se vor folosi păstăi întregi sau bucăți cu lățimea de maxim

- 6 mm ( foarte fină )

- 8 mm ( fină )

- 10 mm ( obișnuită )

2.Curățire – constă în îndepărtarea părților needibile și a corpurilor străine. Operația se

execută pe benzi transportoare sau utilaje specifice.

3. Spălarea – are drept scop eliminarea impurităților existente la suprafața produsului , inclusiv o

parte din microflora epifită. Cercetările microbiologice au demonstrat ca o bună spălare are o

eficacitate asemănătoare cu tratarea termică la 100 grade Celsius, timp de 2-5 minute.

Pentru a asigura o bună eficacitate a procesului de spălare se recomandă ca operația să decurgă în

contracurent, astfel ca, în ultima fază a spălării, produsul să vină în contact cu apa cât mai curată,

presiunea dușurilor la clătire să fie cît mai ridicată și să asigure o spălare uniformă.

4. Sortarea – în funcție de aspectul produsului, sortatrea calitativă se face în mod obișnuit pe

benzi de sortare. În ultimul timp , pentru sortarea după culoare , se folosesc instalații de sortare

automate prevăzute cu celule fotoelectrice.

5. Divizarea – operaţia de tăiere a vârfurilor se execută cu scopul de a îndepărta părţile necomestibile ale păstăilor, respectiv capetele acestora.realizarea necorespunzătoare a acestei operaţii are drept consecinţă conservarea păstăilor cu vârfurile şi cozile netăiate ceea ce duce la

6

scăderea calităţii şi aspectului comercial al produsului. Tăierea în bucăţi a păstăilor care au o lungime prea mare se realizează pentru uşurarea operaţiei de dozare şi pentru îmbunătăţirea aspectului comercial al produsului.

 6. Blanșarea – este o operație obligatorie pentru majoritatea proceselor tehnologice deoarece

se realizează următoarele obiective :

- inactivarea enzimelor

- eliminarea aerului din țesuturi

- reducerea numărului de microorganisme – opărirea chiar și de scurtă durată realizează o

pasteurizare a produsului, ceea ce favorizează procesele de conservare ulterioare

- fixarea culorii produselor vegetale

- se face o spălare suplimentară, cu efecte pozitive pentru eliminarea pesticidelor

În procesul de opărire o importanță deosebită prezintă calitatea apei. În apa dură, pierderile

sunt mici , dar se paote folosi și pentru acele produse care au tendința de a se dezintegra la

temperaturi ridicate. Astfel fasolea opărită în apă dură își pierde elasticitatea . Durata de opărire este

de 2 – 6 minute la 90 - 95oC.

Opărirea trebuie urmată de o răcire rapidă, pentru a evita dezvoltarea microorganismelor

remanente, deoarece legumele opărite prezintă condiții optime pentru dezvolatrea bacteriilor

termofile.

7. Congelarea – congelarea în strat fluidizant constă în suflarea unui curent puternic de aer ,

în sens ascendent, având o viteză suficient de mare pentru a imprima particulelor de produs o

mișcare permanentă. Produsul capătă astfel unele proprietăți specifice fluidelor. Una dintre

proprietăți este aceea de cugere a particuleor printr-un jgheab având nivelul descărcării mai jos de

cel al încărcării. Fiecare particulă vine în contact cu aerul rece, procesul de congelare fiind foarte

rapid, iar particulele nu aderă unele la altele, congelând în stare răzleață.La fasolea galbenă grosimea

stratului ( mm ) este de 75 – 130, iar durata congelării e de 5-12 minute. Acestă metodă permite

păstrarea formei naturale a produsului și asigură mecanizarea ușoară a manipulării și ambalării.

8. Ambalarea

a) mici (pentru desfacere): pungi (0,3-1kg), pungi de polietilenă (PE) (3-5kg), saci hârtie parafinată(20kg)

b) mari (de transport):

7

lăzi carton căptușit cu PE (12-20kg), palate-lăzi sau containere (500kg)

9. Depozitarea – se face la temperaturi care să nu fie mai ridicate de – 18 grade Celsius.

- 15 luni la -18oC ;

- 24 luni la - 25oC ;

- > 24 luni la – 30oC .

Pe lângă asigurarea unor temperaturi scăzute constante de depozitare la un nivel cel puțin

egal cu temperatura finală a produsului, este necesar să se asigure o serie de condiții referitoare la:

- umiditatea relativă a aerului

- ventilația și distribuția aerului la nivelul produsului

- congelarea prealabila a produsului introdus în depozit

- compatibilitatea de depozitare mixtă a mai multor feluri de produse

- gradul de încărcare cu produse a depozitului

- ambalarea și așezarea produselor în depozit

- asigurarea igienei oe tot parcursul depozitării produselor

- mod de funcționare și exploatare a instalației frigorifice

- rulajul și manipularea produselor

* Culoarea începe să se modifice la fasole după 100 de zile.

10. Transportul – condițiile și miljoacele de transport sunt stabilite în concordanță cu modul

de ambalare , cu destinația și durata transportului, astfel încât să fie evitate trepidațiile, contactul

direct cu factorii atmosferici și să se asigure o poziție cât mai corectă a produselor în miljoacele de

transport.pentru transportl acestora se vor folosi miljoace frigorifice.

5. Calcul tehnologic

Să se întocmească bilanțul de materiale grafic și analitic pentru procesarea a 3000 kg fasole galbenă în fasole congelată având în vedere următoarele

8

- la operația de recepție se constată că 2% sunt impurități mecanice, iar randamentul este de 100%

- la operația de curățare pierderi tehnologice 3% , iar η la curățare este de 95%- la operația de spălare pierderi tehnologice 1% , η la spălare fiind de 100%, necesarul de apă

este de 2 litri / kg fasole- la operația de sortare pierderi tehnologice de 1,5%, η de sortare de 99,5%- la oprerația de tăiere sunt pierderi tehnologice de 3,25%, η de tăiere fiind de 95%- la operația de blanșare pierderi tehnologice 0,25%, η la blanșare de 100%- la operația de congelare pierderi tehnologice 0,25 %, iar η de congelare este de 99,99%.

1. Recepție

100 kg fasole galbenă impură........2 kg impurități mecanice......98 kg fasole galbenă pură

3000 kg fasole galbenă impură........x kg impurități mecanice......y kg fasole galbenă pură

X = 3000∗2

100 = 60 kg impurități mecanice

Y = 3000∗98

100 = 2940 kg fasole galbenă pură

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole galbenă impură

3000 Impurități mecanice 60

Fasole galbenă pură 2940

Total 3000 3000

2. Curățire

100 kg fasole galbenă pură...3 kg pierderi la curățare...97 kg fasole galbenă rămasă la curățare

2940 kg fasole galbenă pură ...x kg pierderi la curățare..y kg fasole galbenă rămasă la curățare

X = 2940∗3

100 = 88,20 kg pierderi la curățare

9

Y = 2940∗97

100 = 2851, 80 kg fasole galbenă rămasă la curățare

Randamentul la curățire

100 kg fasole rămasă......95 kg fasole curățată......5 kg fasole necurățată

2851,80 kg fasole rămasă.....X kg fasole curățată ......Y kg fasole necurățată

X = 2851,80∗95

100 = 2709,21 kg fasole curățată

Y = 2851,80∗5

100 = 142,59 kg fasole necurățată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole rămasă la curățare 2851,8

Fasole curățață 2709,21

Fasole necurățață 142,59

Total 2851,8 2851,8

3. Spălarea

1 kg fasole galbenă......................2 l de apă

2851,8 kg fasole galbenă...............x

X = 2851,8∗2

1 = 5703,6 l apă

100 kg fasole curățată...............1 kg deșeuri............99 kg fasole spălată

2709,21 kg fasole curățată..........X kg deșeuri..........Y kg fasole spălată

X = 2709,21∗1

100 = 27, 092 kg deșeuri

10

Y = 2709,21∗99

100 = 2682,11 kg fasole spălată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole curățată 2709,21 Fasole spălată 2682,11

Apă de spălare 5703,6 Apă reziduală ( apă + deșeuri )

5730,692

Total 8412,8 8412,802

4. Sortare

100 kg fasole spălată.................1,5 kg pierderi..............98,5 kg fasole rămasă

2682,11 kg fasole spălată..........X kg pierderi.................Y kg fasole rămasă

X = 2682,11∗1,5

100 = 40,231 kg pierderi

Y = 2682,11∗98,5

100 = 2641,878 kg fasole rămasă la sortare

Randament la Sortare

100 kg fasole rămasă la sortare................99,5 kg fasole sortată.......0,5 kg fasole nesortată

2641,878 kg fasole rămasă la sortare ......X.....................................Y

X = 2641,87∗99.5

100 =2628,668 kg fasole sortată

Y = 2641,87∗0,5

100 = 13,209 kg fasole nesortată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole rămasă la sortare

2641,87 Fasole sortată 2628,668

Fasole nesortată 13,209

11

Total 2641,87 2641,877

5. Tăiere

100 kg fasole sortată...........3,25 kg pierderi la tăiere........96,75 kg fasole rămasă la tăiere

2628,668 fasole sortată .........X............................................Y

X = 2628,668∗3,25

100 = 85,431 kg pierderi la tăiere

Y = 2628,668∗96,75

100 = 2543,236 kg fasole rămasă la tăiere

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole sortată 2628,668 Pierderi la tăiere 85,431

Fasole rămasă 2543,236

Total 2628,668 2628,668

Randament tăiere

100 kg fasole rămasă.................95 kg fasole taiată.............5 kg fasole netăiată

2543,236 kg fasole rămasă..........X........................................Y

X = 2543,236∗95

100 = 2416,074 kg fasole tăiată

X = 2543,236∗5

100 = 127,161 kg fasole netăiată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole rămasă 2543,236 Fasole tăiată 2416,074

12

Fasole netăiată 127,161

Total 2543,236 2543,236

6. Blanșare

100 kg fasole tăiată.................0,25 kg pierderi la blanșare.........99,75 kg fasole blanșată

2416,074 kg fasole tăiată...........X..................................................Y

X = 2416,074∗0,25

100 = 6, 040 kg pierderi la tăiere

X = 2416,074∗99,75

100 = 2410,033 kg fasole blanșată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole tăiată 2416,074 Pierderi la blanșare 6,040

Fasole blanșată 2410,033

Total 2416,074 2416,074

7. Congelare

100 kg fasole blanșată...........2 kg pierderi la congelare...........98 kg fasole rămasă la congelare

2410,033 kg fasole blanșată.....X...............................................Y

X = 2410,033∗2

100 = 48,200 kg pierderi la congelare

X = 2410,033∗98

100 = 2361,832 kg fasole rămasă la congelare

Randament la congelare

13

100 kg fasole rămasă................99,99kg fasole congelată..........0,01 kg fasole congelată

2361,832kg fasole rămasă..........X..............................................Y

X = 2361,832∗99,99

100 = 2361,595 kg fasole congelată

X = 2361,832∗0,01

100 = 0,236 kg fasole necongelată

Materiale intrare Cantitate (kg)

Materiale ieșite Cantitate (kg)

Fasole rămasă la congelare

2361,832 Fasole congelată 2361,595

Fasole necongelată 0,236

Total 2361,832 2361,832

Bilanț de materiale analitic

Etapa Materiale intrate

Cantitate ( kg ) Materiale ieșite Cantitate ( kg )

RecepțieFasole galbenă impură

3000 Impurități mecanice

60

Fasole galbenă pură

2940

CurățareFasole rămasă la curățare

2851,8 Fasole curățață 2709,21

142,59

SpălareFasole curățată 2709,21 Fasole spălată 2682,11Apă de spălare 5703,6 Apă reziduală

( apă + deșeuri )5730,692

SortareFasole rămasă la sortare

2641,87 Fasole sortată 2628,668

Fasole nesortată 13,209Tăierea vârfurilor

Fasole rămasă 2543,236 Fasole tăiată 2416,074Fasole netăiată 127,161

BlanșareFasole tăiată 2416,074 Pierderi la

blanșare6,040

Fasole blanșată 2410,033Congelare Fasole rămasă

la congelare2361,832 Fasole congelată 2361,595

Fasole necongelată

0,236

TOTAL 24227,622 24227.618

14

Bilanț de materiale grafic

.

15

Congelare

Fasole galbenă

Fasole congelată

6. Bibliografie

1. Constantin Banu și colaboratori, Procese tehnice, tehnologice și științifice în industria

alimentară, I și II, Editura TEHNICĂ, București 1992

2. Constantin Banu și colaboratori, Manualul Inginerului de industrie alimentară, II,

Editura TEHNICĂ, București 1999

3. Constantin Banu și colaboratori, Principiile conservării produselor alimentare

16