Domande Processi della tecnologia alimentare con elementi di packaging

DOMANDE PROCESSI

Domande a risposte lunghe.

1) Disegnare e descrivere il flow-sheet relativo al processo di produzione delle insalate di IV gamma.

Nel caso delle insalate di IV gamma si ha un flow-sheet specifico che contiene solo le operazioni per

produrre questa tipologia di prodotto con la sequenza adatta. Le fasi avvengono in aree diverse dello

stabilimento per evitare cross-contaminazione in quanto si hanno diversi gradi di pulizia del prodotto: la

zona più sporca è quella del ricevimento e dello stoccaggio, si hanno poi la zona di lavaggio e cernita che

caratterizzano la zona di pulitura e poi il risciacquo che è la fase più pulita dove si deve evitare l’incrocio con

il prodotto sporco. Nel diagramma sono presenti due percorsi paralleli in quanto si hanno due categorie di

prodotto: le sfalciate che non necessitano della fase di taglio ma vengono solo lavate e asciugate, mentre le

adulte prevedono la monda e il taglio e il lavaggio con coadiuvanti. Seguono la fase di asciugatura e la

preparazione di mastelle di semi-lavorato e successivamente si ha un ulteriore percorso parallelo: il

prodotto può essere in vassoio e coperto da un film oppure in busto senza vassoio; nel caso di vassoi si

hanno la porzionatura, l’inserimento e il confezionamento verticale, mentre nel caso delle buste si ha un

confezionamento orizzontale. Seguono la pallettizzazione e il trasporto in modo refrigerato. Il processo ha

inizio con il ricevimento della materia prima dove si hanno già punti critici di controllo per poter accettare o

rifiutare la merce e per poter adattare le condizioni di processo alla materia prima; si ha un controllo della

temperatura del mezzo di trasporto e di quella al cuore del prodotto con dei termometri a sonda, vengono

controllati la tracciabilità, il peso e le caratteristiche qualitative con limiti e criteri di accettabilità e si applica

il foglio identificativo del lotto. Avviene poi lo stoccaggio in cella per un tempo breve in quanto si tratta di

un prodotto che va incontro a una degradazione rapida. La fase di cernita può essere svolta in maniera

manuale grazie agli operatori che rimuovono i prodotti non idonei utilizzando un nastro continuo con dei

dislivelli in modo da avere un ribaltamento; questa fase può essere svolta anche in maniera automatica con

l’utilizzo di una selezionatrice ottica. Seguono le fasi di monda e taglio che avvengono solo per le insalate

adulte e che vengono svolte in maniera manuale per poter eliminare le parti non edibili. Il lavaggio deve

essere svolto immediatamente per rimuovere i succhi contenenti enzimi derivanti dalla fase di taglio e che

causerebbero un imbrunimento del prodotto; i CCP sono il tempo di permanenza in vasca del prodotto, la

temperatura dell’acqua che deve essere massimo 12°C e la concentrazione di coadiuvante. I coadiuvanti

vengono utilizzati solo se la materia prima presenta un’elevata carica microbica, soprattutto in estate. Per

questa fase si possono utilizzare lavatrici a barbottaggio con aria compressa in cui si instaurano moti

turbolenti nella vasca per facilitare il contatto con l’acqua e il distacco dello sporco; oppure si può usare

una lavatrice a cascata con sezioni a diversi livelli in modo da avere un ribaltamento del prodotto e una

corretta pulizia. Dopo il lavaggio avviene sempre una fase di sgrondatura su un piano inclinato.

L’asciugatura viene svolta per eliminare l’acqua in eccesso che causerebbe un deterioramento del prodotto

e la proliferazione microbica; si può utilizzare una centrifuga elettrica automatica a batch in cui si ha un

bolo e l’acqua viene allontanata nella sezione esterna. L’operazione è discontinua perché ci deve essere il

tempo di trattamento necessario, si hanno cicli abbastanza veloci perché la rotazione è rapida e si possono

avere danni da impatto meccanico e per questo deve essere calibrata per velocità e tempo. Oppure si può

usare un sistema a tunnel ad aria secca chiuso continuo in cui si ha un nastro trasportatore la cui velocità

regola l’operazione e grazie a cui si danneggia di meno la qualità del prodotto. La fase di raffreddamento

non è sempre presente, è specifica per le insalate di IV gamma e permette di ottenere un abbattimento

finale della temperatura da 12°C a 4°C; per questa fase si utilizza azoto in modo da avere un’evaporazione

istantanea e un raffreddamento rapido. Bisogna regolare la quantità di azoto per evitare danni da freddo. Il

confezionamento può essere svolto con diverse tecnologie: nel caso delle buste si ha una bilancia

multiteste e la confezione viene creata contemporaneamente al confezionamento in atmosfera normale

oppure si possono avere vassoi che vengono riempiti e poi sigillati con una pellicola. Altrimenti è possibile

avere un confezionamento in atmosfera protettiva in vaschette che passano in una campana ermetica dove

viene aspirata l’aria dalla confezione che viene sostituita con la miscela di gas desiderata. Un punto

importante di controllo è il metal detector in quanto grazie a un campo magnetico consente di individuare

la presenza di residui metallici che potrebbero derivare dalla raccolta o dagli impianti all’interno della

confezione; se si ha un’anomalia si blocca la linea e si va a vedere la causa del problema, è un CCP. Avviene

poi la preazione in pallet o cassette della confezione secondaria in maniera manuale per avere un ultimo

controllo visivo dell’etichetta e del contenuto. Vengono svolti controlli a campione per determinare la

presenza di materiali estranei e per fare analisi specifiche in laboratorio. La distribuzione deve avvenire

rispettando la catena del freddo del prodotto e nel modo più rapido possibile in quanto si hanno alimenti

deperibili.

2) Disegnare e descrivere il flow-sheet relativo al processo di produzione dell’albume in polvere.

Il processo di produzione dell’albume in polvere ha inizio con il ricevimento delle uova e con la valutazione

della qualità che viene definita dalla legge: il guscio delle uova non deve presentare incrinatura, la forma,

l’integrità e la pulizia ma anche l’altezza della camera d’aria, l’altezza dell’albume e l’Haugh Unit, ovvero un

indice che tiene in considerazione dell’altezza dell’albume e del peso dell’uovo. Più è elevato il valore,

maggiore è la freschezza delle uova; viene valutata anche la forza del guscio in quanto deve sopportare

lavorazioni meccaniche. Il prodotto viene poi avviato alla lavorazione che prevede l’utilizzo di macchine

veloci e delicate che presentano delle ventose e che pongono le uva su un nastro trasportatore per

consentire l’operazione di cernita, la quale viene svolta dagli operatori che rimuovono le uova danneggiate

o sporche; inoltre, è presente una fase automatizzata per la speratura, la quale consiste nell’osservazione

delle uova con una fonte luminosa per verificare l’integrità del tuorlo e la presenza dell’embrione che deve

essere assente. Segue la fase di sgusciatura che deve essere svolta su uova pulite e asciutte per mantenere

al minimo la contaminazione; proprio per questo è vietato svolgere una centrifugazione o schiacciatura e la

zona sporca deve essere separata dalle successive. La materia prima non deve essere contaminata e nel

caso degli ovoprodotti è permesso svolgere un trattamento di lavaggio con sanitizzanti a cui deve seguire

un’asciugatura indispensabile in modo da garantire la qualità e la salubrità. In questa fase si ha anche la

separazione di tuorlo e albume grazie a una macchina che possiede coppette forate e che raccoglie in modo

diversificato i due componenti; viene svolto un controllo della contaminazione dell’albume con il tuorlo

grazie a una selezionatrice ottica in quanto influenza notevolmente le proprietà tecnologiche del prodotto.

Seguono le fasi di filtrazione, dezuccheraggio e di standardizzazione del pH in modo da eliminare i residui di

guscio; il dezucherraggio viene svolto con fenomeni di fermentazione attuati da specifici microrganismi o

con trattamenti enzimatici per poter eliminare i residui di zuccheri che causerebbero le reazioni di Maillard

e una perdita della funzionalità delle proteine. Questa operazione rende il processo semicontinuo in quanto

è necessario aspettare il tempo di reazione che abbassa il pH del prodotto che quindi viene riportato a 7,5 o

5-5,5 per avere una costanza nel prodotto finito e proprietà schiumogene e gelificanti specifiche. Avviene

anche l’estrazione del lisozima che viene poi utilizzato come additivo antimicrobico in altri prodotti

alimentari. A questo punto, se l’albume non viene indirizzato direttamente alle fasi successive di

lavorazione deve essere mantenuto congelato o sotto i 4°C per massimo 48 ore. Segue una fase di

concentrazione per consentire l’allontanamento dell’acqua in modo da migliorare l’efficienza

dell’essiccamento e che viene svolta con l’utilizzo di membrane con pori di piccole dimensioni; questa fase

può essere svolta con un’ultrafiltrazione a 5-6 bar e con cui vengono trattenuti anche gli zuccheri e i Sali

oltre all’acqua, oppure con un’osmosi inversa a 20-30 bar trattenendo solo l’acqua ma con costi maggiori e

un maggiore dispendio energetico. Nell’essiccamento le variabili da tenere in considerazione sono la

temperatura dell’aria, la temperatura del prodotto, il tempo di trattamento e la portata; i controlli sono

relativi alla temperatura del prodotto e alla sua umidità. I metodi per effettuare l’essiccamento sono tre:

l’essiccamento spray prevede la nebulizzazione dell’albume con atomizzatori in una camera in cui è

presenta aria calda a 120-130°C; l’evaporazione avviene in modo istantaneo, le temperature del prodotto

vengono mantenute basse e la polvere viene separata dall’aria con sistemi a filtri o a ciclone. L’aria umida

viene deumidifcata e riciclata; il prodotto può essere sottoposto a istantaneizzazione per poter facilitare la

solubilizzazione aumentando la superficie di contatto e creando granelli con porosità. Seguono il

confezionamento e la pastorizzazione a secco. L’essiccamento in strato sottile porta alla produzione di

cristalli gialli di albume, le temperature devono essere al massimo di 50°C, i tempi di trattamento sono

lunghi e il prodotto viene messo su vassoi con aria calda. Infine, la liofilizzazione viene raramente utilizzata,

solo per i prodotti ad alto valore biologico. La pastorizzazione viene svolta per eliminare i patogeni e gli

alteranti dal prodotto e per poter ottenere un miglioramento delle proprietà tecnologiche in quando

l’essiccamento e gli stress meccanici causano una denaturazione parziale delle proteine e grazie a questo

trattamento si ha un recupero di parte della funzionalità. Essa può avvenire a secco in camere termostate in

pastorizzatori ad armadio oppure su vassoi; altrimenti si ha la pastorizzazione a letto fluido con cui però si

ha un minor recupero delle proprietà tecnologiche.

3) Disegnare e descrivere il flow-sheet relativo al processo di produzione del latte pastorizzato.

Durante il processo di produzione del latte pastorizzato è fondamentale il mantenimento della catena del

freddo dalla stalla al consumo finale. La prima fase prevede la mungitura, il raffreddamento e il trasporto

refrigerato in quanto il latte deve essere raffreddato sotto gli 8°C o 6°C per evitare le degradazioni; il

trasporto deve avvenire sotto i 10°C e quando il latte arriva allo stabilimento deve essere portato a una

temperatura inferiore a 6°C. All’accettazione vengono svolti dei controlli sui parametri specifici come il pH,

l’’acidità, il punto crioscopico, gli inibenti, i microrganismi, le proteine e i grassi che stabiliscono il valore

della merce. Segue poi una fase di preriscaldamento in controcorrente con il latte caldo in uscita fino a una

temperatura di 40-50°C per poter facilitare la scrematura e l’omogeneizzazione; in questo modo, si ha un

recupero di calore efficiente. Si hanno poi la scrematura e la standardizzazione del grasso in modo da avere

la quantità desiderata; sulla base della quantità di grasso contenuta, i latti si dividono in diverse tipologie:

scremato <0,5, parzialmente scremato 1,5-1,8 e intero >3,5. La scrematura consiste nella separazione della

crema dal latte scremato con l’utilizzo di una centrifuga a calotte in continuo; la panna viene controllata

con un densimetro per stabilire poi la portata e la densità e può essere riaggiunta al latte scremato o

utilizzata per altre produzioni come quella del burro. Si utilizza un flussimetro per consentire di ottenere un

latte con contenuto di grassi standardizzato. L’omogeneizzazione può essere svolta sulla crema o sul latte

ricostituito e si ha dopo il trattamento di pastorizzazione deve avvenire in sterilità; essa consiste nella

riduzione della dimensione dei globuli di grasso con un trattamento meccanico in modo da aumentare la

superficie specifica con una diversa conformazione della membrana lipoproteica. Si ha il passaggio

attraverso fori di piccole dimensioni 0,1 mm con sforzi di taglio a 50-80°C e con l’utilizzo di pressioni

elevate; l’omogeneizzazione si basa su due fenomeni: la turbolenza in quanto il latte viene fatto passare da

un tubo in fori di piccole dimensioni ad alta pressione creando dei moti turbolenti e aumentando la velocità

del flusso causando una rottura dei globuli; maggiore è la pressione applicata, minori saranno le dimensioni

dei globuli. Inoltre, si hanno fenomeni di cavitazione in quanto il latte viene fatto passare in una valvola per

l’uscita in cui si ha una caduta di pressione causando la formazione di bolle di vapore e la rottura dei

globuli; maggiore è la differenza di pressione, maggiore è il fenomeno di cavitazione. L’omogeneizzazione

può essere svolta a 1 o 2 stadi: nel caso di due stadi si hanno pressioni maggiori e il secondo passaggio

avviene a pressione inferiore per rompere gli aggregati e le condizioni ideali di operazione sono P1/P2 = 0,2.

Questa fase permette di avere un minor affioramento della parte grassa, migliorare il colore, il sapore, la

cremosità e la digeribilità; lo svantaggio è che si ha un danneggiamento dei globuli lipidici che sono

maggiormente soggetti a ossidazione. Si ha poi l’operazione principale di pastorizzazione che avviene in

continuo con scambio indiretto di calore a 72°C per 15 secondi in modo da consentire la distruzione dei

microrganismi patogeni non sporigeni e una riduzione degli alteranti, una denaturazione del 10-25% delle

sieroproteine e del 10% di acido ascorbico. Gli scambiatori utilizzati prevedono la presenza di un fluido

riscaldante e possono essere a piastre o tubolari. Le variabili che vanno prese in considerazione sono la

temperatura e il tempo di trattamento e si hanno due punti critici di controllo: la valvola di deviazione dopo

la pastorizzazione che permette di rinviare al tank di alimentazione il latte che non ha subito un

trattamento corretto; la pompa di alimentazione che permette di creare una sovrapressione nel prodotto

trattato in modo da evitare contaminazioni con il latte in entrata. La pastorizzazione porta ad avere

modifiche compositive come la denaturazione delle sieroproteine che avviene a 60-65°C e delle caseine a

causa della formazione di complessi tra la BLG e le micelle caseiniche a temperature maggiori di 60°C, la

denaturazione degli enzimi a temperature maggiori di 50°C e dove i più importanti sono la perossidasi

(>80°C), la catalasi (75°C mastite), la fosfatasi (negativa) e la lipasi (endogene o microbiche); si hanno anche

la denaturazione delle vitamine e lo squilibrio del complesso fosfato-calcio. Il confezionamento avviene in

contenitori ermetici subito dopo il trattamento termico e poi vengono svolti controlli sul prodotto finito. La

distribuzione deve essere fatta rispettando la catena del freddo e il trasporto deve avvenire a 0-4°C e

l’esposizione e la vendita a 1-6°C.

4) Disegnare e descrivere il flow-sheet relativo al processo di produzione del latte UHT con metodo

indiretto.

La prima fase prevede la mungitura, il raffreddamento e il trasporto refrigerato in quanto il latte deve

essere raffreddato sotto gli 8°C o 6°C per evitare le degradazioni; il trasporto deve avvenire sotto i 10°C e

quando il latte arriva allo stabilimento deve essere portato a una temperatura inferiore a 6°C.

All’accettazione vengono svolti dei controlli sui parametri specifici come il pH, l’’acidità, il punto

crioscopico, gli inibenti, i microrganismi, le proteine e i grassi che stabiliscono il valore della merce. Segue

poi una fase di preriscaldamento in controcorrente con il latte caldo in uscita fino a una temperatura di 40-

50°C per poter facilitare la scrematura e l’omogeneizzazione; in questo modo, si ha un recupero di calore

efficiente. Si hanno poi la scrematura e la standardizzazione del grasso in modo da avere la quantità

desiderata; sulla base della quantità di grasso contenuta, i latti si dividono in diverse tipologie: scremato

<0,5, parzialmente scremato 1,5-1,8 e intero >3,5. La scrematura consiste nella separazione della crema dal

latte scremato con l’utilizzo di una centrifuga a calotte in continuo; la panna viene controllata con un

densimetro per stabilire poi la portata e la densità e può essere riaggiunta al latte scremato o utilizzata per

altre produzioni come quella del burro. Si utilizza un flussimetro per consentire di ottenere un latte con

contenuto di grassi standardizzato. L’omogeneizzazione può essere svolta sulla crema o sul latte ricostituito

e si ha dopo il trattamento termico deve avvenire in sterilità; essa consiste nella riduzione della dimensione

dei globuli di grasso con un trattamento meccanico in modo da aumentare la superficie specifica con una

diversa conformazione della membrana lipoproteica. Si ha il passaggio attraverso fori di piccole dimensioni

0,1 mm con sforzi di taglio a 50-80°C e con l’utilizzo di pressioni elevate; l’omogeneizzazione si basa su due

fenomeni: la turbolenza in quanto