Domande Processi della tecnologia alimentare con elementi di packaging

Il processo di produzione dell'acqua e delle bibite

L'acqua utilizzata per la produzione delle bibite è in genere proveniente da un pozzo profondo e viene filtrata con un processo di osmosi inversa per garantire la standardizzazione. In seguito, l'acqua può essere sottoposta al processo di carbonazione per produrre l'acqua gassata. Questo processo prevede una deareazione per eliminare l'ossigeno e gli altri gas presenti, seguita dall'iniezione di CO2.

L'acqua gassata può essere avviata al riempimento e all'imbottigliamento oppure utilizzata per la miscelazione con lo sciroppo al fine di produrre una bibita. L'imbottigliamento della bibita può essere svolto in diverse tipologie di contenitori.

Il sistema più complesso è quello del vetro a rendere. In questo caso, le bottiglie sporche arrivano in azienda all'interno di cassette che devono essere sottoposte al decassamento e a un ciclo di 3/5 lavaggi con bagni di soda caustica per 20 minuti, al fine di garantire la sicurezza igienica.

Le bottiglie vengono riutilizzate per un massimo di 10 volte e sono sottoposte a un'ispezione con fotografie o con una tecnologia a raggi X che permettono di individuare le bottiglie con graffi o fratture che quindi devono essere eliminate. A questo punto, avviene il riempimento delle bottiglie con una macchina agiostra rotante a pressione che lavora a velocità elevata e permette di non avere la perdita di CO2; seguono la tappatura, la marcatura e il controllo del livello. Le bottiglie possono essere sottoposte a pastorizzazione e poi avviene la pallettizzazione e l'incassamento.

Nel caso delle lattine queste arrivano vuote e già stampate in bancali in azienda quindi devono essere depallettizzate con un sistema automatico che prevede un nastro monofilare in modo da non rovinare le confezioni che sono molto fragili; le lattine vengono avviate alla fase di risciacquo che avviene con un'asciugatrice lunga 10 metri che le rigira da sotto in modo da far entrare l'acqua.

Grazie a un sistema twistle lattine vengono poste con l'apertura in prossimità della testa di riempimento della riempitrice a giostrarotante e poi interviene l'aggraffatrice: l'aggraffatura prevede l'intervento di due teste che applicano due forze meccaniche e permettono di unire le due lamine insieme. Il controllo del livello viene svolto con un sistema a raggi X e poi le lattine possono essere sottoposte a pastorizzazione e poste nel packaging secondario.

Nel caso dell'imbottigliamento in PET in azienda arrivano delle preforme di dimensioni diverse che vengono sottoposte a un processo di stiro-soffiaggio in un forno per rendere la plastica malleabile; la plastica viene posta grazie a uno stiro nello stampo che è caratterizzato da un fondello e due corpi e poi viene esercitata una pressione elevata di 38 bar grazie all'utilizzo di aria compressa per consentire il soffiaggio nello stampo. A questo punto, si ha la riempitrice che è la

macchina più lenta e non deve essere mai fermata quindi si hanno dei punti di accumulo in quanto si vogliono evitare maggiori consumi energetici; seguono la tappatura, l'etichettatura con etichette o sleeve, il controllo del livello e la palletizzazione.

Un altro caso è l'imbottigliamento asettico APET dove le bottiglie sono caratterizzate dall'avere un tappo più grosso; avvengono la pastorizzazione e l'omogeneizzazione della bevanda sfusa e poi la sterilizzazione asettica del packaging che può avvenire in due modi: il metodo WET prevede il soffiaggio della bottiglia, il lavaggio con acido e acqua sterile, il riempimento e la chiusura, mentre il metodo DRY prevede la sterilizzazione della preforma con perossido. Tutte le operazioni avvengono in camera bianca in quanto bisogna lavorare in sterilità.

Infine, si può avere il confezionamento in Tetrapack dove la sterilizzazione avviene con il metodo DRY: si ha una bobina del materiale.di packaging che viene posta in un bagno con perossido, poi si hanno l'avvolgimento, il riempimento e la saldatura longitudinale e trasversale. La pastorizzazione può avvenire sul prodotto finito quindi sulle lattine e sul vetro a rendere in tunnel dove si ha un riscaldamento progressivo e un raffreddamento con docce di acqua fredda e la cui durata è di circa 18 minuti a 70°C. Altrimenti si può avere il trattamento sul prodotto sfuso quindi sulla bevanda che avviene in scambiatori a fascio tubiero o a piastre dove avviene prima deareazione per eliminare i gas, poi si ha il passaggio sottovuoto per il riscaldamento e la pastorizzazione che avviene a 96°C per circa 33 secondi, a cui segue il raffreddamento. Se le bevande hanno un pH inferiore a 4,5 allora possono essere pastorizzate altrimenti devono essere sottoposte a sterilizzazione che avviene con le stesse modalità ma con condizioni più drastiche e con un maggiorcontrollo.L'omogeneizzazione viene svolta soprattutto nel caso di succhi che possono andare incontro a una separazione di fasi; essa viene svolta in doppio stadio per garantire la stabilità e la texture. 7) Flow-sheet e processo produttivo del gelato. Il processo di produzione del gelato ha inizio con il bilanciamento della miscela gelato secondo la ricetta ottimale; per far questo bisogna avere una conoscenza delle interazioni che si hanno tra i diversi componenti e ingredienti e il loro ruolo. Si hanno ingredienti di base che sono sempre presenti: latte, panna, latte magro in polvere per aumentare il contenuto di solidi e diminuire la percentuale di acqua e che può essere sostituito con sieroproteine, caseinati o proteine in polvere, zuccheri e il neutro che è una miscela di emulsionanti e stabilizzanti; ci sono poi gli ingredienti caratterizzanti che possono essere diversi come paste zuccherine e oleose, frutta, polpe, succhi, aromi e ingredienti vari. Dopo aver

Una volta bilanciata la miscela, avviene il dosaggio e la miscelazione degli ingredienti che possono essere svolte per via gravimetrica o volumetrica; i solidi e i liquidi vengono miscelati separatamente e poi la miscelazione avviene con un ordine preciso di addizione: i liquidi vengono scaldati a 50-55°C e i solidi vengono aggiunti a pioggia. Nel caso del processo artigianale, la miscelazione avviene nella vasca del pastorizzatore e l'aggiunta è manuale; nel processo industriale si utilizzano tank in cui i liquidi sono in agitazione e sottoposti a riscaldamento, si ha un ricircolo con un sistema a pompa che permette un risucchio e l'aggiunta dei solidi poco alla volta con una tramoggia.

A questo punto, avviene la pastorizzazione per garantire la sicurezza igienico-sanitaria e il miglioramento della struttura per renderla più omogenea e favorire l'interazione degli ingredienti; essa avviene a 80-85°C per 5 secondi o a 72°C per 15 secondi o a 65°C per 30 secondi.

minuti se si ha una miscela contenente uovo. Nel processo artigianale si ha una vasca con una struttura incamiciata e un emulsore per simulare gli effetti dell'omogeneizzazione, ovvero si ha l'applicazione di sforzi di taglio con una pompa di ricircolo per consentire la disgregazione dei globuli di grasso e aumentare la destabilizzazione. Nel processo industriale si utilizzano tini di pastorizzazione termostatati con un miscelatore o scambiatori di calore a piastre o tubolari a superficie raschiata.

L'omogeneizzazione può essere svolta prima o dopo la pastorizzazione ed è caratteristica solo del processo industriale; la miscela viene scaldata a 70°C e sottoposta a un'agitazione per consentire la riduzione dei claster di grasso e una loro destabilizzazione in modo da ottenere poi un prodotto fine, morbido e omogeneo. Essa viene svolta in due stadi: il primo avviene a pressioni più elevata e poi il secondo a pressione inferiore per disgregare i

claster rimasti.Avviene poi la fase di maturazione che consiste in una sosta a 4°C per almeno 4 ore fino a 16-24 ore inquanto il suo effetto è legato alla composizione della miscela e alla quantità di stabilizzanti ed emulsionanti;si ha la completa idratazione delle proteine, degli stabilizzanti, la creazione di una nuova membrana attornoai globuli, la parziale cristallizzazione dei grassi e l’aumento dell’over-run. A livello artigianale viene svoltanella vasca del pastorizzatore o in tini di maturazione, mentre nel processo industriale avviene in tankincamiciati con un sistema agitante.Si ottiene così la miscela gelato che è poi sottoposta a mantecazione che è la fase di strutturazione chepermette di ottenere il prodotto finito grazie a una sottrazione di calore che causa la cristallizzazioneparziale dell’acqua e all’applicazione di un’energia meccanica che consente l’inglobamento di aria;avvengono quindi

principalmente tre fenomeni: si ha la formazione di cristalli di ghiaccio e andando a vedere il rapporto tra acqua congelata e acqua totale si nota che al momento dell'estrusione si ha circa il 60% di acqua congelata a -6°C quindi si ha un prodotto cremoso; i cristalli si formano per nucleazione dell'acqua che deve formare cristalli di piccole dimensioni. Si ha poi l'inglobamento di aria che viene misurato con l'over-run, ovvero con l'aumento di volume del prodotto; nel caso del gelato artigianale è pari al 30-40% in quanto avviene in modo naturale per sbattimento della miscela e in base alla sua viscosità, mentre per il gelato industriale è pari all'80-120% in quanto l'aria viene pompata nella miscela quando la temperatura è ancora maggiore agli 0°C. Infine, si ha la destabilizzazione dei globuli di grasso che consentono la strutturazione del prodotto. A livello artigianale questa fase avviene in

mantecato, orizzontali che sono caratterizzati da una vasca con un cilindro con un sistema rotante dotato di pale che raschiano la parete fredda; viene svolta un'azione montante grazie alla continua rotazione e si ha sempre un volume vuoto per consentire l'inglobamento di aria. L'elemento rotante è dotato di pattini per far aderire le pale alla parete interna, si ha un sistema di allarme collegato a un misuratore dell'energia assorbita che è legata alla viscosità del prodotto; quando l'allarme suona, si apre lo sportello e avviene l'estrusione per forza centrifuga. Nel processo industriale si utilizzano freezer continui con scambiatori a superficie raschiata e all'estremità opposta dell'impianto si ha l'uscita del gelato strutturato. Avvengono poi la raccolta e la formatura che può essere molto differente in quanto si hanno formati diversi di gelati in confezioni differenti. Il gelato deve essere poi

sottoposto a indurimento per ottenere la stabilità della struttura e consentire la nucleazione dell'acqua rimasta libera che avviene a -20/-25°C per il tempo necessario. Il gelato artigianale è sottoposto a rinvenimento con una lenta termostatazione fino a -14°C per consentire