Procesarea produselor alimentare cu presiune înaltă

Există numeroase tehnologii de procesare bine-recunoscute, dezvoltate în întreaga lume în domeniul științei și tehnologiei alimentelor și fiind comercializate în prezent pentru transformarea materiilor prime în diverse produse alimentare comestibile. Aceste tehnologii au câștigat recunoașterea globală pentru aplicațiile lor potențiale și versatile. Mai mult, cererea crescândă de consumatori de alimente proaspete, sigure, chimice cu aditivi sau fără conservanți și procesate în mod minim a insistat pe oamenii de știință și tehnologi din industria alimentară să dezvolte multe tehnologii de procesare a alimentelor non-termice care cauzează deficiențe minime nutritive și senzoriale în alimentele procesate .

În acest demers, consumatorii preferă alimentele prelucrate în mod minim sau non-termic, mai degrabă decât cele prelucrate termic. Astăzi, tehnologiile non-termice precum prelucrarea în câmp electric intens pulsator (HPEF), procesarea înaltă a presiunii hidrostatice (HPP), iradierea alimentelor, lumina ultravioletă, ultrasunetele, descărcarea arcului, câmpurile magnetice oscilante, pulsurile luminoase, dioxidul, argonul), iar metodele combinate ale acestor tehnologii reprezintă principalele domenii de cercetare în proces și inginerie alimentară, pentru a-și găsi adecvarea pentru prelucrarea diferitelor produse alimentare. În prezentul articol a fost făcută o încercare de a oferi o perspectivă asupra prelucrării la presiune înaltă a alimentelor, a principiului său, a procesului de proiectare și a aplicațiilor la diferite produse alimentare, pentru a explora aplicarea prelucrării la presiune înaltă în industria alimentară.

Introducere

Consumatorii solicită alimente de înaltă calitate și convenabile cu aromă și gust natural și apreciază foarte mult produsele alimentare procesate în mod minim.

Pentru a armoniza cerințele lor fără a compromite calitatea și siguranța alimentelor, este necesar să se pună în aplicare sau să se dezvolte tehnologii noi de prelucrare a alimentelor în industria alimentară. Deși prelucrarea la înaltă presiune a fost introdusă pentru prima dată de oamenii de știință japonezi în 1899 și a fost utilizată pe scară largă cu succes în industria chimică, ceramică, alotropia de carbon, oțel, materiale compuse și industria plastică de zeci de ani, industria alimentară.

Prelucrarea la presiune ridicată este similară conceptului de presare izostatică la rece, metale și ceramică, cu excepția faptului că necesită presiune mult mai mare, ciclism mai rapid, capacitate mare și canalizare.

Progresele recente în ceea ce privește proiectarea înaltă a echipamentelor sub presiune hidrostatică, combinate cu creșterea cererii consumatorilor de alimente de înaltă calitate, alimentate în mod minim, fără aditivi și cu siguranță din punct de

vedere microbiologic, au asigurat recunoașterea la nivel mondial a potențialului tehnologic ridicat de procesare a presiunii hidrostatice în industria alimentară.

Principiul procesării înalte a presiunii hidrostatice

Principiul de bază din spatele prelucrării presiunii hidrostatice este că presiunea provoacă o scădere a spațiului molecular disponibil sau creșterea interacțiunilor în lanț. Reacțiile implicate în formarea legăturilor de hidrogen sunt favorizate prin presiune ridicată, deoarece legarea are ca rezultat o scădere a volumului. Legea lui Pascal afirmă că presiunea exercitată în orice moment asupra unui lichid limitat este transmisă în toate direcțiile. În procesarea de înaltă presiune, alimentele sunt supuse unei presiuni ridicate prin comprimarea mediului înconjurător al alimentelor.

În procesul de prelucrare a presiunii hidrostatice înalte, presurizarea materialelor se realizează în următoarele moduri.

a. Presare izostatică la rece (CIP): Acest tip de echipament este folosit în mod esențial pentru a forma materiale pulverulente care sunt tratate ulterior cu o presiune izostatică ridicată la temperatura camerei. Nivelurile de presiune variază în domeniul de la 50 la 600 MPa pentru aplicațiile industriale, iar volumul produselor compacte variază de la centimetri cubi până la mai mult de un metru cub. Timpul tipic al ciclului variază între 0,3 și 5 minute.

b. Presare izostatică caldă (WIP): Este similar cu CIP, prin care presiunea izostatică este aplicată în combinație cu temperaturile care variază de la ambient la 200 °C. WIP este în mod normal utilizat pentru produse care necesită o reacție chimică în timpul fazei de compresie. Timpul tipic al ciclului variază de la 10 la 30 de minute.

c. Presare izostatică caldă (HIP): Este un procedeu de formare care utilizează gaz sub formă de presiune, cum ar fi argon, azot, heliu sau chiar aer la temperatura aerului până la 2200 °C. Acest procedeu este utilizat în cea mai mare parte pentru a forma pulberi metalice și ceramice, pentru densificarea turnării și pentru îmbunătățirea proprietăților mecanice. Timpul tipic al ciclului variază între 6 și 12 ore.

d. Cresterea cuarțului: Acest echipament funcționează la o temperatură de aproximativ 400 °C și o presiune de 200 MPa. Timpul tipic al ciclului variază între 24 și 36 de zile.

e. Reacția chimică: Se folosește pentru temperaturi ridicate până la 350 °C și presiune de până la 200 MPa pentru a crește reacția dorită a produsului, cum ar fi polietilena de joasă densitate.