Moguća termička oštećenja voćnih sokova prilikom koncentrisanja u višestepenim uparnim stanicama

Sulc, D. Tehnološki fakultet, Novi Sad

Uvod

Proizvodnja koncentrisanih voćnih sokova porasla je u svetu čak na 3. mil.t/godišnje, dok su se istovremeno veoma pooštrili kriteriji za kvalitet koncentrata, pa samo koncentrati visokog kvaliteta mogu naći siguran plasman na inostranom tržištu.

Kvalitet koncentrisanih sokova zavisi pre svega od kvaliteta polaznih sirovina, zatim od primenjene tehnologije i tehnike prerade sirovina u koncentrat, kao i od načina skladištenja, pakovanja i transporta koncentrata do mesta odredišta (finalizacije). Pri tome treba poštivati zahtev da se upravo proizvedeni koncentrat odmah pothladi i čuva u odgovarajućim cisternama na 2°C. (Šulc, D. 1984).

Na sve pomenute faktore u cilju proizvodnje što kvalitetnijeg koncentrata moguće je uticati, medjutim najvažnija tehnološka operacija tj. samo koncentrisanje prethodno depektiniziranog, izbistrenog i filtriranog soka, zavisi isključivo od primenjenog načina koncentrisanja soka. To znači da samo primenjeni uredja,j za koncentrisan,1e odred.jujie kako kvalitet koncentrata, tako i ekonomičnost provod,1en,1a procesa koncentrisan.1a.

Ekonomičnost koncentrisanja voćnih sokova danas se postiže pre svega primenom višestepenih cevnih i pločastih uparivača, kod kojih su u cilju što efikasnijeg sniženjja utroška energije ugradjeni odgovarajući parni injektori ili termokompresori. Na takove višestepene uparne stanice danas se već postavlja zahtev, da specifični utrošak energije ne prelazi 0,25 kg pare po 1 kg. isparene vode odnosno za hladjenje (kondenzaciju) bridovih para svega 5 do 4 litre rashladne vode za 1 kg. isparene vode. Kod primene niskotemperaturnih uparaih stanica, koje na principu toplotne pumpe (dizalice toplote) koriste amonijak kao grejni i rashladni medij, utrošak energije je još manji i on n.pr iznosi kod dvostepenog uparivača tipa NTI—4000/Jedinstvo, svega 0,03 kW ( ekv.cca 0,15 kg pare) i svega 2,5 lit. rashladne vode za 1 kg isparene vode (Tirić, S. 1983.).

Cevni filmski uparivači mogu voćne sokove koncentrisati kod niskih temperatura tj. ispod 35°C» zatim kod srednjih temperatura, polazeći ohično od temperature prvog stepena 80 do 85°C, a završavajući koncentrisanje u poslednjem stepenu kod 45 do 50°C, kao i kod visokih temperatura, gde prvi stepen uparavanja iznosi oko 100°C.

Pločasti filmski uparivači koncentrišu voćne sokove uglavnom kod srednjih temperatura, pri čemu se zbog opasnosti prigaranja koncentrata izbegavaju povišene temperature.

U našim fabrikama voćnih sokova koriste se za proizvođnju koncentrata uglavnom srednjetemperaturni cevni i pločasti višestepeni uparivači, dok niskotemperaturne dvostepene uparivače tip JTTI-Jedinstvo/Zagreb, koriste za sada samo tri fabrike.

Iz naše prakse je dobro poznato da se na pomenutim srednjetemperaturnim upamim stanicama mogu proizvoditi uglavnom kvalitetni koncentrati sokova jabučastog voća, dok kod koncentrisanja termosenzibilnih sokova jagodastog i bobičavog voća, redovito dolazi do tamnjenja i termičke razgradnje nekih važnih sastojaka soka. Ta zapažanja su potvrdjena i industrijskim opitima koncentrisanja soka jagode na jednom srednjetemperaturnom uparivaču tipa ACF 1000/Jedinstvo i na niskotemperaturnom uparivaču tip NTI 2000/Jedinstvo, koji su izvršeni juna 1978. godine u fabrici Vino Župa, Aleksandrovac (Šulc, D., Bardić, Ž. i VraSar Lj. 1981/82.).

To znači da srednjetemperaturne stanice mogu biti limitirajući faktor, da se proizvedu visokokvalitetni koncentrati od višnje kao i od jagodastog i bobičavog voća. Ako se uzme u obzir da se danas za kvalitetan koncentrat soka jabuke plaća svega 600 US $/po toni, a sa separiranom aromom do 900 US$ t, − dok se za kvalitetne koncentrisane sokove višnje te jagodastog i bobičavog voća, zavisno od vrste voća, sa ili bez isporuke alikvotnog dela separirane arome, plaća 2.800 do 3.500 US S/tona, onda je vidljivo koliko naša zemlja gubi deviza zbog toga što fabrike sokova ne mogu isporučiti pomenute koncentrate u kvalitetu, kakav se danas na inostranom tržištu traži.

Da bi bilo što manje đileme u pogledu procene dali neki filmski uparivač može proizvoditi kvalitetne koncentrate, daće se prikaz mogućih termičkih oštećenja voćnih sokova prilikom koncentrisanja u višestepenim upamim stanicama.

Na osnovu kinetike termičke razgradnje termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova, posmatrajući uparivač (pojedini stepen uparivanja) kao hemijski reaktor, razradjena je na osnovu potrebnih aktivirajućih energija (E) metodika izračunavanja faktora moguće termičke degradacije (D) izražene u količini aktiviranih molekula reaktanata.

Kinetika termičke razgradnje termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova

Ako se uzme u obzir da su voćni sokovi termosenzibilni produkti, jer sadrže odredjene na toplotu osetljive sastojke, onda je razumljivo da će kod koncentrisanja voćnih sokova u višestepenim upamim stanicama neminovno doći do manjeg ili većeg termičkog oštećenja soka, zavisno od temperature uparavanja i vremena zadržavanja soka u pojedinom stepenu uparavanja.

Usled termičkog tretiranja voćnih sokova može lako doći do senzornih promena prirodne hoje, ukusa, mirisa kao i do potamnjivanja i priokusa po kuvanome. Od nevidljivih promena dolazi pre svega do razgradnje vitamina 0, do inverzije saharoze, zatim do stvaranja hidroksimetilfurfurala kao indikatora neenzimatskog potamnjivanja soka itd. Iz raznih polifenola mogu se kod povišenih temperatura stvarati obojeni polimeri i kopolimeri. Sve pomenute i druge moguće reakcije nastavljaju se i za vreme skladištenja koncentrata, a njihov intenzitet zavisi od temperature i vremena skladištenja. Dobro je poznata činjenica da su voćni sokovi koji sadrže od bojenih materijala uglavnom antocijane (sokovi jagodastog i bobičavog voća, a od koštičavog voća uglavnom sok višnje) (Šulc, D. 1984.) veoma termosenzibilni tj. osetIjivi na povišene temperature, pa su Walker i saradnici (195^) još pre J0 godina postavili zahtev da se kod koncentrisanja pomenutih termosenzibilnih sokova ne prelaze temperature od 35°C. Znatno manje su termosenzibilni sokovi, koji od bojenih materijja sadrže uglavnom karotinoide (sokovi citrus plodova manga, kajsije, breskve, paradajza, paprike itd.), dok su najmanje termosenzibilni sokovi jabučastog voća koji uglavnom sadrže flavone i flavanole. Izneti podaci potvrdjuju praktička zapažanja da su pojedine prirodne bojene materije različito osetljive na toplotu i stepen njihove razgradnje tzv. degradacioni indeks može poslužiti kao kriterij za odredjivanje temiosenzibilnosti pojedine vrste voćnih sokova.

Hemijske reakcije termičke razgradnje termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova (n.pr. razgradnja antocijalna, inverzija saharoze itd.) odvijaju se po pravilu odvijanja reakcija prvoga reda. Pri tome su termička oštećenja molekula pojedinih sastojaka soka direktno proporcionalna vremenu zadržavanja soka u uparivaču odnosno u pojedinom stepenu uparavanja i pokazuju eksponencijalnu zavisnost od temperature uparavanja (Thijssen, H.A.C. 1970.).

Termičke promene posmatranog sastojka soka (n.pr antocijana, saharoze itd. mogu se izraziti đednačinom: gde c predstavlja koncentraciju posmatranog sastojka soka, tje prosečno vreme delovanja povišenih temperatura, a k označava konstantu brzine reakcije.

-dc/dτ = k.c, –

Kada se uparavanje soka vrši u višestepenom uparivaču tj. kod raznih temperatura u istom prosečnom vremenu zadržavanjja soka u pojedinom stepenu, onda se uticaj temperature na posmatrani termički proces odnosno na brzinu posmatrane reakcijje, može predstaviti Arheniusovom jednačinom:

k = k1 Tr exp. [E/R × (1/T1/Tr)]

gde k označava konstantu brzine reakcije, k1 Tr je konstanta brzine reakcije na referentnoj temperaturi, E označava energiju aktivacije, a R označava gasnu konstantu. Logaritmiranjem date jednačine brzina reakcijje se može izraziti kao:

ln k = In k − E/RT

Prema datom izrazu moguće je konstruisati Arrheniusov dijjagram, kojji prikazuje log k kao funkciju 1/T, iz čega se može izračunati aktivirajuća energija za posmatrani proces termičke razgradnjje odgovarajućeg sastojjka soka.

Aktivirajuće energije termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova kreću se od 41,8 do 125,6 KJ/mol tj u proseku 83,7 – 84 KJ/mol. Pri tome će kod konstantnog vremena zadržavanja soka u pojjedinom stepenu uparavanjja za svako povišenjje temperature za 10°C (faktor Q10) termičko oštećenje (brzina reakcije) porasti za 1,7 do 5 puta tj. u proseku 5,3 puta. Tako Q10 faktor za potamnivanje soka (neenzimatsko) iznosi 1,7 a za inverziju saharoza Q10 iznosi 3 itd.

Može se reći da je za praćenje kinetike razgradnje posmatranog termosenzibilnog sastojka za vreme uparavanja voćnog soka potrebno poznavati bemijska, fizička i termička svojstva soka koji se uparava, zatim je potrebno odrediti brzine reakcija k za posmatrani sastojak soka u svakom stepenu uparavanja, a iz konstruisanog Arrheniusovog dijagrama moguće je odrediti aktivirajuću energiju za hemijsku reakciju razgradnje posmatranog sastojka. Ovakova ispitivanja su veoma složena i dugotrajna, pa je Meffert (1964) kod posmatranja inverzije saharoze prilikom uparavanja voćnih sokova u raznim tipovima uparivača, koristio tzv. Damkelerov broj kao pokazatelj termičke razgradnje soka. Pri tome Damkelerov broj iznosi : Da k . ‘Cm, tj. on je jednak umnošku konstante brzine reakcije posmatranog sastojka koji se termički degradira (k) i prosečnog vremena zadržavanja čestice soka u uparivaču (Tm).

Tako je Meffert izračunao iz literaturnih podataka da brzina reakcije inverzije saharoze kod pH 3,3 i temperature t2 80°C iznosi k2 = 0,014/min-1, a kod t2 = 60°C k2 iznosi svega 0,00015 min-1.

Iz ovih vrednosti izračunati Damkelerovi brojevi po

Meffertu iznose n.pr.: kod 80°C i kod 60°C

1. kod filmskog uparivača sa recirkulacijom soka i vremenom zadržavanja 40 min. 0,056 i 0,0060
2. kod LUWa uparivača sa vremenom zadržavanja 1,8 min. 0,024 i 0,00026
3. kod filmskog uparivača sa padajućim fiomom i vremenom zadržavanja 1 minuta 0,016 i 0,00017

Što je Damkelerov broj niži to su i manja termička oštećenja soka u posmatranoj uparnoj stanici. Odredjivanje Damkelerovog broja je moguće samo onda kada je posmatrana reakcija termičke razgradnjje upravo započela i traje intenzitetom koji je zavistan od visine temperature i vremena zadržavanja soka u uparnoj stanici. Medjutim, taj broj nam ništa ne kazuje da li će se uistinu očekivana termička degradacija odvijati tj. da li će ona započeti. Ako se uzme u obzir da normalni molekuli bez obzira na visinu temperature u datom vremenu neće i ne mogu medjusobno reagovati, već to mogu samo aktivirani molekuli, onda je za posmatranje moguće termičke degradacije voćnih sokova za vreme uparavanja od osnovne važnosti energije aktivacije nekog procesa (E).

Energija aktivaci,1e (E) kao kriteri.i za ocen,iivan,ie moguće termičke razgradn,je termosenzibilnih sasto.jaka voćnih sokova za vreme uparavanja.

Hemijska reakcija termičke razgradnje nekog termosenzibilnog sastojka voćnog soka predstavlja endotermički proces tj. za njegovo odvijanje potrebno je dovesti toplotu sa strane. Dovodjenjem toplote sok se zagreva pri čemu se ubrzava medjusobna difuzija i medjusobno sudaranje molekula, koje treba da stupe u reakciju. To znači da dovodjenjem toplote raste broj energijom bogatih tj. aktiviranih molekula (i atoma), čime raste verovatnoća odvijanja termičke degradacije termosenzibilnog sastojka. Medjutim, u reakciju će ući samo oni molekuli (i atomi) koji poseduju odgovarajuću energiju aktivacije, dok normalni atomi i molekuli, unatoč dovedene toplote, neće ući u reakciju.

Tako je poznato da gas vodonik i kiseonik na normalnoj temperaturi ne reaguju, a kada se dovede potrebna toplota tj. energija aktivacije, oni medjusobno reaguju uz snažnu eksploziju.

Ne ulazeći u tumačenje pojma „energije aktivacije“ koji je u stručnoj literaturi opširno opisan (vidi n.pr. S. Gleston, 196?),potrebno je reći da energija aktivacije nekog endotermnog procesa mora u najmanju ruku biti jednaka toploti apsorbovanoj pri odvijanju date hemijske reakcije. Drugim rečima termička degradacija sastojaka voćnih sokova kao endotermna reakcija odvijati će se na normalnoj temperaturi veoma usporeno, a brzina reakcije će rasti srazmerno vrednosti Q10 faktora za posmatranu reakciju.

Tako su Thijssen i Oyen (1978) u svojim proračunima uzeli da prosečna vrednost energije aktivacije (E) za termičku razgradnju voćnih sokova iznosi 84 KJ/mol. kod 100°C/sec pa su prema toj vrednosti procenili moguća termička oštećenja voćnih sokova prilikom koncentrisanja u raznim uredjajima, sledećim redosledom:

1. Kriokoncentrisanje,
2. Reverzna osmoza i ultrafiltracija,
3. Centrifugalni uparivač tip Centriterm,
4. Uparivač tipa Luwa sa rotirajućim telima,
5. Cevni i pločasti filmski uparivači.

Ovaj redosled je dopunio Šulc, D. (1980.) time da na drugOm mestu posle kriokoncentrisanja a uz reverznu osmozu i ultrafiltraciju, dolaze niskotemperaturni filmski uparivači.

Koliko god je ovaj redosled u svetu danas prihvaćen, on ipak ne kazuje tačnije kakove se termičke promene uparavanih sokova mogu očekivati u pojedinim tipovima uparnih stanica, a pre svega u višestepenim stanicama koje koncentrišu voćne sokove na srednjim i visokim temperaturama, pri čemu je i vreme zadržavanja soka u pojedinom stepenu uparavanja kod pojedinih tipova uredjaja veoma različito.

Uzimajući energiju aktivacije (E) kao odlučujući faktor za procenu mogućih termičkih oštećenja soka za vreme uparavanja u višestepenim uparnim stanicama, razradjena je metodika računskog odredjivanja degradacionog indeksa mogućeg termičkog oštećenja soka „DI“, izraženog u broju molova aktiviranih molekula termosenzibilnih sastojaka voćnog soka.

Odredjivanje degradacionog indeksa „DI“ mogućeg termičkog oštećen.ja voćnih sokova za vreme koncen— trisanja uparavan.jem

Uzimajući u obzir da prosečna vrednost energije aktivacije hemijskih procesa termičke razgradnje termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova (prirodne boje, mirisa, vitamina 0, saharoze, stvaranje HMF-a i td.).iznosi kod 100°C u vremenu od jedne sekunde 84 KJ/mol. (Thijssen i 0yen, 1978), − u tabeli 1. su prikazane izračunate vrednosti aktivirajuće energije (E) kao i mogući broj aktiviranih molova reagirajuće substance (H mol.x) u zavisnosti od relevantne temperature (Tr) i relevantnog vremena ( č^), pri čemu je uzeto da vrednost Q1Q faktora iznosi 5.

Tabela 1. Prosečne vrednosti aktivira.iuće energi,je (E) i bron’a mogućih aktiviranih molova reagira,1uće substance (U mol.x) u zavisnosti od temperature, vremena i S10 faktora = 5.

Uzimajući u obzir da Q1Q faktor iznosi 5, iz tabele 1. je vidljivo da će vrednosti potrebne energije aktivacije u KJ/mol./sek. 1 za svako sniženje temperature za 10°C tri puta porasti, kako bi se aktivirao jedan mol reagirajuće substance. To znači ako je kod 100°C potrebno u jednom sekundu dovesti 84 KJ/toplote da se aktivira jedan mol, kod 90°C potrebno je u jednom sekundu dovesti 5 x 85 = 252 KJ toplote da se aktivira jedan mol reagirajuće substance itd.

Kod 0°C bilo bi potrebno u jednoj sekundi dovesti čak (59.04-9 x 84) = 4,960.115 KJ/toplote da se aktivira samo jedan mol substance, što znači da se reakcije termičke degradacije soka na toj temperaturi u tako kratkom vremenu uopšte ne mogu odvijati, Jer ako bi se dovela potrebna toplota, sok bi se jako zagrejao i koncentrisanje se više ne bi vršilo na niskim temperaturama.

Prosečne vrednosti aktivirajuće enerp;i,je (E) i broja (if not) u zavisnosti od temperature, x vremena i Q10 faktora − 5.

Tabela 1. Prosečne vrednosti aktivirajuće energije (E) i broja mogućjii aktivirajućih molova reagiranje substance (Nmolx) u zavisnosti od temperature, x vremena i Q10 faktora –

Izostavljeno iz prikaza

Oznake:

T°C (Tr.) = relevantna temperatura u stepenima Celzija,
E u KJ/mol= Energija aktivacije u KJ potrebna da se aktiviše jedan mol reagirajuće substance na relevantnoj temperaturi.
τ1 vreme u sekundama, minutama i časovima koje je potrebno da se aktiviše jedan mol reagirajuće substance na relevantnoj temperaturi (Tr)
1/τ1 = N mol. − Broj aktiviranih molova (mol ) u vremenu 1 od jedne sekunde odnosno od jednog minuta, na relevantnoj temperaturi (Tr).

Teoretski posmatrano kada se vrednosti E u KJ/mol. na relevantnoj temperaturi (Tr) podele sa 84 KJ/mol., koja vrednost predstavlja potreban broj KJ da se na temperaturi od 100°C u vremenu od jedne sekunde aktivira jedan mol reagirajuće substance (E = 84 KJ/mol kod 100°C/sek. ( polazna vrednost) dobije se vreme ( ^) u sekundama, odnosno minutima i časovima (kod nižih temperatura), koje je potrebno da se na relevantnoj temperaturi aktiviše jedan mol reagirajuće substance. Vrednosti na referentnim temperaturama predstavljaju ujjedno vrednosti faktora sa kojim treba pomnožiti polaznu vrednost 84 KJ/mol. da se dobiju E vrednosti u KJ/mol. na referentnim temperaturama (Tr).

Iz Tabele 1. je vidljivo da se dovodjenjem toplote 84 KJ/mol. po sekundi može na 100°C aktivirati jedan mol reagirajuće substance, dok se u jednom minutu može aktivirati na 100°C 60 molova substance, ukoliko se dovede potrebnih 60 x 84 = 5.040 KJ/toplote. Snižavanjem temperature za 10°C tj. na 90°C moći će se aktivirati u jednoj sekundi 1:3 = O»335 mola substance, a u vremenu od jednog minuta 60 : 3 = 20 molova substance. Drugim rečima vrednost predstavlja broj mogućih aktiviranih molova (N molx) reagirajuće substance na relevantnoj temperaturi (Tr), u vremenu od jedne sekunde odnosno kada se to vreme pomnoži sa 60 dobije se broj mogućih aktiviranih molova reagirajuće substance u vremenu od jednog minuta na relevantnoj temperaturi (Tr).

Na tabeli 1. su prikazane vrednosti presečene paralelom kod 85°C i kod 35°C, pa se mogu prikazane vrednosti posmatrati u tri temperatuma područja i to 1) područje visokih temperatura uparavanja od 85°C do 100°C, 2) područje srednjih temperatura uparavanja tj. od 55 do 85 °C i 5) područje niskih temperatura uparavanja, tj. od 0° do 55°C.

Ako bi se neki voćni sok koncentrisao u visokotemperatumoj upamoj stanici na temperaturama od 85 do 100°C i ako bi pojedine čestice soka bile izložene povišenim temperaturama samo jedan minut (u stvari je to znatno duže vreme), onda bi se broj aktiviranih molova kretao od 10 do 50, što bi uvetovalo jaku aktivaciju procesa termičke razgradnje soka. Da bi se to sprečilo, vreme zadržavanja čestice soka u visokotemperatumim upamim stanicama kreće se svega 2 do 5 sekunde po stepenu uparavanja.

Kod uparavanja voćnih sokova u srednjetemperatumim upamim stanicama kod temperatura od 4-0 do 80°C, u vremenu zadržavanja čestica soka u upamoj stanici od jednog minuta, aktiviralo bi se od 0,08 do 6,6 mola reagirajuće substance po pojedinom stepenu uparavanja, što takodje predstavlja dokaz da bi došlo do termičke razgradnje pojedinih termosenzibilnih sastojaka. Pri tome bi termička oštećenja soka zavisila od stepena termosenzibilnosti soka.

Nasuprot toga kod uparavanja voćnih sokova u niskotemperatumim stanicama n.pr. NTI upamoj stanici gde temperatura prvog stepena ne prelazi 17°C a drugog stepena 52°C, broj mogućih aktiviranih molekula reagirajjuće substance bio bi toliko malen u vremenu od jednog minuta (ispod 0,05), tako da su u tom slučaju termička oštećenja soka praktički isključena.

Tačnije prognoze mogućeg termičkog oštećenja voćnih sokova prilikom koncentrisanja u višestepenim upamim stanicama moguće je dati na osnovu izračunavanja indeksa termičke degradacije soka.

Izračunavan.je deRradacionop; indeksa termičkog oštečen.ja soka (DI)

Ako se znade temperatura uparavanja soka po pojedinom stepenu uparavanja, zatim sređnje (prosečno) vreme zadržavanje pojedine čestice soka u pojedinom stepenu uparavanja (ćj,) u sekundama, kao i mogući broj aktiviranih molova (N mol.x) u vremenu od jedne sekunde, onda se vrednost DI može izračunati za svaki stepen uparavanja po sledećoj formuli:

DI = τ2 Nmol.x /Tr

Oznake znače:
DI = degradacioni indeks tj. stepen mogućeg termičkog oštećenja soka izražen brojem aktiviranih molova,
τ2 = srednje (prosečno) vreme zadržavanja pojedine čestice soka na relevantnoj temperaturi u sek.,
N mol.x = broj mogućih aktiviranih molova reagirajuće substance na relevantnoj temperaturi u vremenu od jedne sekunde, − (izračuna se iz tabele 1.),
τr = relevantna temperatura na kojoj se vrši uparavanje soka u pojedinom stepenu uparavanja.

Za tačno izračunavanje vrednosti DI od najvećeg je značaja poznavanje srednjeg tj. prosečnog zadržavanja pojedine čestice soka u uparivaču odnosno u pojedinom stepenu uparavanja. Ovo vreme izraženo u sekundima nije istovetno sa vremenom prolaza ukupne satne ili sekundne količine soka po pojedinom stepenu uparavanja odnosno ukupno kroz sve stepene uparavanja, koje se označava sa satnim ili sekundnim fluksom, − odnosno sa 51 kg/h ili 51 kg/sek.

Kako je termičko oštećenje voćnih sokova kod uparavanja direktno proporcionalno sa vremenom zadržavanja pojedine čestice soka (τ2) odnosno pojedinog molekula reagirajuće substance na relevantnoj temperaturi (Tr), to bi bilo potrebno ovo vreme ( z2) za svaku ispitivanu uparau stanicu odrediti. To tim više što je za termičko oštećenje voćnih sokova kod uparavanja manje značajna temperatura uparavanja koliko vreme zadržavanja pojedine čestice soka u aparatu (£,). Kako je odredjivanje tog vremena veoma komplikovano to su korišćeni literaturni podaci o ovim veličinama. Tako su Akse et al. (1972.) izračunali vrednost prosečnog vremena zadržavanja čestice soka kod uparivača Centriterm sa 7,6 sek. kod fluksa od 72 kg/h, a 5 sek. kod fluksa od 108 kg/h. Prema Pali i Bieligu (1978) srednje vreme zadržavanja čestice soka u trostepenoj uparnoj stanici iznosi oko jednog minuta tj. po 20 sekundi po stepenu uparavanja. Medjutim, to vreme u nekim upamim stanicama može po stepenu uparavanja iznositi 50 do 60 sekundi, a kod niskotemperaturnih upamih stanica ono se može kretati 2 do 5 minuta, po stepenu uparavanja. Isto tako kod onih uparaih stanica koje rade sa recirkulacijom soka, prosečno vreme zadržavanja pojedine čestice soka može iznositi 1 do 2 minuta, po stepenu uparavanja.

Uzimajući gore navedene podatke kao prosečne vrednosti u obzir, u tabeli 2 su prikazane vrednosti DI za pojedine tipove višestepenih uparnih stanica.

Tabela 2. Degradacioni indeksi (DI) mogućih termičkih oštećenja voćnih sokova, prilikom uparavanja u raznim tipovima višestepenih upamih stanica

Iz tabele 2. je vidljivo da DI vrednost kod niskotemperaturne upame stanice (tip NTI) iznosi svega 0,105 molx, što znači da su termička oštećenja soka kod uparavanja u takovim stanicama posve isključena. Kod visokotemperaturnih stanica, gde vrednost ne smela preći 5 sekunde, vrednost

Tabela 2. Begradacioni indeksi (DI) mogućih termičkih oštećenja voćnih sokova prilikom uparavan.ja u raznim tipovima višestepenih uparnih stanica

Izostavljeno iz prikaza

Uparna stanica tip
Stepen uparavanja
Tr u C° τ2
N mol. x
DI= broj aktiviranih molova x

1. Niskotemperaturna,dvostepena n.pr.NTI Δt = 15°C
2. Visokotemperaturn a, 5-stepena. Δt = 15°C
3. Visokotemperaturna, 5 -stepena Δt = 15°C
4. Srednjetemperaturna, 5-stepena t = 15°C
5. Srednjetemperaturna, 5-stepena. Δt = 15°C
6. Srednje temperatura, 5-stepena uz recirkulaciju soka. t = 10°C

Oznake:

Δt − temperaturna razlika izmedju pojedinih sbepeni uparavanja,
Tr − referentna temperatura po stepenu uparavanja, –
τ2 − prosečno zadržavanje čestica soka po stepenu uparavanja, –
N molx= hroj aktiviranih molova po sekundi odnosno po minutu, –
DI − degradacioni indeks, izražen u broju aktiviranih molova. −

DI već iznosi 3»63 molx. Zbog primera je pokazano da t>i kod prosećnog zadržavanja čestice soka od samo 30 sek. po stepenu uparavanja DI vrednost iznosila 36,3 mol , sto predstavIja znatno termičko oštećenje soka.

Kod srednjjetemperaturne trostepene uparne stanice uz vrednost CS, od 20 sekundi, moguća termička degradacija soka iznosila bi DI = 4,18. Ta ista stanica kod dvostruke vrednosti 2 sekundi, imala bi vrednost DI = 8,36 mol.

Kod srednjetemperatume peterostepene upame stanice DI vrednost kod vremena zadržavanja čestice soka po stepenu od 40 sekundi iznosi 20 molx, dok bi kod zadržavanja od 20 sekundi, vrednost DI iznosila 10 molx.

Na kraju je pokazan primer jedne trostepene uparne stanice, koja radi uz recirkulaciju soka, pa prosečno zadržavanjje čestice soka po stepenu uparavanja iznosi 2 minuta i u vezi toga raste DI vrednost na 19,08 molx. Ova vrednost je gotovo ista (20,0) kao kod peterostepene upame stanice sa vrednošću sek., tj. u pomenutim upamim stanicama se mogu očekivati ista termička oštećenja soka.

Ako bi se na osnovu tabele 2. uporedjivale DI vrednosti u zavisnosti od vremena zadržavanja čestice soka po stepenu uparavanja, onda bi se kod sredn jetemperatumih stanica, kakve uglavnom rade u našim fabrikama voćnih sokova, mogli uočiti sledeći odnosi:

• Srednjetemperaturna upama stanica
• Prosečno zadržavanje čestica
• 20 sek. 40 sek. soka (τ2)
• 120 sek.
• DI = cca 4 cca 8
• DI= – cca 20
• DI= 10 20

Uporedjujući tro-i peterostepene uparne stanice kod. istog prosečnog zadržavanja čestice soka u upamo;; stanici (20 i 4-0 sek. ) DI vrednosti kod peterostepene upame stanice su 2,5 puta veće tj. u njima su moguća 2,5 puta veća termička oštećenja soka.

Uporedjujući trostepenu upamu stanicu sa vremenom zadržavanja čestice soka od 40 sek. sa peterostepenom upamom stanicom kod koje vreme zadržavanja čestice soka iznosi 20 sek. tj. upola manje, moguća termička oštećenja soka su (10:8) = 1,25 puta veća u peterostepenoj upamoj stanici.

Na kraju ako se trostepene upame stanice uporede medjusobno, onda se najveće termičko oštećenje soka može očekivati kod upame stanice sa recirkulacijom soka (DI = 20). 2,5 puta manje termičko oštećenje soka biće u trostepenoj uparnoj stanici sa ukupnim vremenom zadržavanja čestice soka od 5 x 40 = 120 sekundi, a 5 puta manje biće u trostepenoj uparnoj stanici sa ukupnim vremenom zadržavanja čestice soka 5 x 20 = 60 sekundi.

Kriterijum za termičko oštećenje soka kod uparavann’a

Ako bi se željelo praktički vrednovati DI vrednosti mogućeg termičkog oštećenja voćnih sokova za vreme uparavanja, onda treba pre svega uzeti u obzir stepen termosenzibilnosti pojedinih vrsta voćnih sokova, a zatim odrediti DI vrednosti koje se ne bi smele za pojedine stepene termosenzibilnosti prekoračiti, kako ne bi došlo đo zapaženijeg termičkog oštećenja soka.

Po termosenzibilnosti bi se voćni sokovi mogli podeliti na:

1 stepen − sokovi jagodastog i bobičavog voća, sokovi višnje, višnje maraske kao i sokovi drugog voća crvene do Ijubičaste bojje crvenog groždja.
2 stepen − sokovi citrus plodova, ananasa, manga, kajsije, breskve, paradajza, mrkve i drugog voća i povrca koje sadrži karotinoide.
3 stepen − uglavnom sokovi jabučastog voća i belog groždja.

Što se tiče graničnih DI vrednosti treba uzeti u obzir da čim ta vrednost prekorači 1,00 tj. ako se aktiviše više od jednog mola reagirajuće substance, hemijski proces termičkog oštećenja soka ili tačnije termosenzibilnih sastojaka soka, intenzivno će se odvijati i to brzinom koja je proporcionalna visini temperature i vremenu zadržavanja čestice soka u aparatu.

To znači da se voćni sokovi prvog stepena termosenzibilnosti mogu bez opasnosti termičkog oštećivan,ja uparavati samo u niskotemperaturnim upamim stanicama. Za ove sokove dolazi u obzir i postupak kriokoncentrisanja pri čemu se sačuva i čitava aroma soka nepromenjena. Uslovno tj. uz minimalno termičko oštećenje bi se za ove sokove mogle preporučiti i visokotemperatume višestepene upame stanice, kod kojih vreme zadržavanja čestice soka po stepenu uparavanja ne bi smelo preći 2 do 3 sekunde, pri čemu se ne bi prekoračile DI vrednosti od 4 molax.

Za voćne sokove drugog stepena termosenzibilnosti ne bi se smele prekoračiti DI vrednosti od 8 molax, a za voćne sokove trećeg stepena termosenzibilnosti se ne bi smele prekoračiti DI vrednosti od 16 molax. Da bi se postavljeni uslovi mogli ispuniti potrebno je znatno skratiti vreme zadržavanja pojedine čestice soka u upamoj stanici odnosno na odgovarajući način povećati brzine kretanja soka i bridovih para. To znači da bi kod konstrukcije odgovarajućih višestepenih upamih stanica za uparavanje pojedinih vrsta voćnih sokova, trebalo pored ostalog poštivati i sledeće zahteve:

• Za voćne sokove: τ2 stepenu uparavanja
  I. stepena termosenzi bilnosti VTS.do 5 sek.
  II. stepena termosenzi bilnosti STs.do 20 sek.
  III. stepena termosenzi bilnosti STS.do 50 sek.
• Za voćne sokove: Brzine kretanja soka i bridovih para (V). –
  I. stepena termosenzi bilnosti 180 do 200 m/sek.
  II. stepena termosenzi bilnosti 100 do 150 m/sek.
  III. stepena termosenzi bilnosti 50 do 100 m/sek.

VTS = visokotemperaturne upame stanice
STS = srednjetemperaturne upame stanice

Prema tome samo one višestepene upame stanice koje odgovaraju postavljenim zahtevima u pogledu vremena zadržavanja pojedine čestice soka u upamoj stanici kao i u pogledu brzine kretanja soka i bridovih para, za pojedine stepene termosenzibilnosti voćnih sokova, − mogu odgovarajuće voćne sokove koncentrisati bez bojazni većeg termičkog oštećenja.

Ako bi se na osnovu svega iznjetog pokušala dati gruba procena mogućeg termičkog oštećenja soka kod uparavanja u našim fabrikama voćnih sokova, moglo bi se i reći sledeće:

1) Samo one naše fabrike koje koncentrišu voćne sokove na niskotemperatumoj NTI-stanici, mogu sve vrste sokova (I, II i III stepena) koncentrisati bez ikakvog termičkog oštećenja, –
2) Sve ostale fabrike koje koncentrišu voćne sokove na srednjetemperatumim upamim stanicama ne mogu koncentrisati voćne sokove I stepena termosenzibilnosti bez jačeg termičkog oštećenja, a drugog stepena termosenzibilnosti samo onda ako ispunjavaju gore postavljene uslove (Zg 20 sek. a brzine (V) 100 do 150 m/sek.).

Pomenute srednjetemperatume stanice mogu bez termičkog oštećenja koncentrisati uglavnom sokove jabučastog voća (III Stepen termosenzibilnosti), pri čemu za proizvodnju visokokvalitetnih koncentrata sokova jabučastog voća, moraju ispunjavati gore postavljene uslove (t2 do 30 sek. i (V) brzine 50 do 100 m/sek.)

Zaključak

U uvodnom delu su izneti potrebni tehnološko-tehnički uslovi, koji omogućavaju da se proizvode kvalitetni koncentrisani voćni sokovi. Pri tome je istaknuto da primenjeni uredjaj za koncentrisanje odlučujuće utiče kako na kvalitet proizvedenog koncentrata, tako i na ekonomičnost postupka (tehnološke operacije) koncentrisanja. Kako prilikom koncentrisanja voćnih sokova u višestepenim upamim stanicama neminovno dolazi do većeg ili manjeg termičkog oštećenja termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova, to je najpre ukazano na kinetiku termičke razgradnje pomenutih sastojaka pri čemu je energija aktivacije (E) postavljena kao kriterij za ocenjivanje stepena termičkog oštećenja uparavanog soka odnosno termosenzibilnih sastojaka soka. Zatim je opisana razradjena metodika za odredjivanje degradacionog indeksa (DI) mogućeg termičkog oštećenja termosenzibilnih sastojaka voćnih sokova na temperaturama od 0 do 100°C u relevantnim vremenima, (f2 u sek., minutama i časovima). − Kao osnova za izračunavanje degradacionog indeksa, termičkog oštećenja soka (DI) korišćene su izračunate vrednosti za aktivirajjuću energijju (E) kao i za mogući broj aktiviranih molova reagirajuće substance (N mol.x) na temperaturama od 0 do 100°C u relevantnom vremenu (^), prikazano u tabeli 1. Degradacioni indeks termičke razgradnje voćnog soka za vreme uparavanja izračuna se po formuli DI = molx/Tr i on je jednak umnošku vremena zadržavanja pojedine čestice soka u uparnoj stanici (^) na referentnoj temperaturi i broja aktiviranih molova reagirajuće substance (N mol.x) na referentnoj temperaturi (Tr) u referentnom vremenu (?^).

U Tabeli 2. su prikazane vrednosti degradacionih indeksa (DI) prilikom uparavanja voćnih sokova u raznim tipovima višestepenih uparnih stanica. Na osnovu izvršenih proračuna, moglo se je zaključiti sledeće:

1. Sve vrste voćnih sokova, bez obzira na njihov stepen termosenzibilnosti (I., II., III.) mogu se bez opasnosti termičkog oštećenja koncentrisati samo u niskotemperaturnim uparnim stanicama. To isto uslovno važi i za visokotemperaturne uparne stanice ukoliko vreme zadržavanja pojedine čestice voćnog soka u pojedinom stepenu uparavanja ne prelazi 5 sekunde, pri čemu se ne bi prekoračile DI − vrednosti od 4 molax, što bi još bilo tolerantno (uz minimalno termičko oštećenje) za koncentrisanje voćnih sokova I stepena termosenzibilnosti (sokovi jagodastog i bobičavog voća, višnje i td.).
2. Za voćne sokove II stepena termosenzibilnosti (sokovi citrus plodova, ananasa, manga, kajsije, breskve, paradajza, paprike itd.), koji se mogu koncentrisati i u srednjetemperaturnim uparnim stanicama, vreme zadržavanja pojedine čestice voćnog soka po stepenu uparavanja ne bi smelo preći 20 sekundi, pri čemu se ne bi smele prekoračiti DI vrednosti od 8 mola , − i
3. Za voćne sokove III stepena termosenzibilnosti (uglavnom sokovi jabučastog voća), koji se koncentrišu uglavnom u srednjetemperatumim upamim stanicama, vreme zadržavanja pojedine čestice soka po stepenu upravanja nebi smelo preći 30 sekundi, pri čemu se nebi smele prekoračiti DI vrednosti od 16 mola .

Konzervisanje hrane jonizujućim zracima

Crnčević, V.
Poljoprivredni fakultet, Beograd.

Ni jedna tehnika konzervisanja hrane nije izazvala u javnosti zadnjih nekoliko godina toliko interesovanja i reakcije kao konzervisanje jonizujućim zracima. Ovaj vid konzervisanja je u nekim oblastima već toliko napredovao da postoje svi uslovi za njegovu masovnu industrijsku primenu.

U januaru 1983. godine Sedmi evropski forum potrošača (SeptiSme forum europ&en des consomateurs) Organizovan od strane Biroa evropske unije potrošača (BEUC) objavio je objektivnu informaciju koja se odnosi na konzervisanje hrane jonizujućim zracima. U martu iste godine Vrhovni zdravstveni savet u Francuskoj (Le Conseil sup&rier d’hygiSne publigue) obavestio je javnost da je daleko manje štetno trošiti namimice konzervisane jonizujućim zracima nego tretirane hemijskim sredstvima. U julu 1985. godine komisija Codex alimentarius-a usvaja jednu opštu normu koja se odnosi na zračenje hrane, baziranu na zakIjučcima grupe eksperata AIEA, OMS-a i FAO-a i predlaže maksimalnu dozu zračenjja od 10 kGy f1 Gy × 100 rada; 1 rad, odnosno radiation absorbed dose, je količina bilo kog jonizujućeg zračenja kojja izaziva u kg biološke mase apsorpciju energijje 0,01 J. Zapravo grejj (Gy) je količina absorbovane energijje koja odgovara jednom džulu po kg tretirane substance. 1 J/kg ili 1 Gy 100 rada)3. Ovom dozom se omogućava eliminisanje parazita i inhibicija klijanja. 1984. godine se u SAD, na predlog FDA (Food and Drugs Administrations) prihvata jjonizujjuće zračenjje kao način konzervisanjja hrane.

Pomenimo, uzgred, da početak konzervisanja hrane jonizujućim zracima datira od pre četrdeset i dve godine, zapravo od 1945., kada su u OAK Ridge-u (Tennesee) u SAD, obavljeni prvi pokušaji u ovoj oblasti. Sedamnaest godina kasnijje, dakle 1960. godine, datiraju već i prvi naučni radovi koji se odnose na primenu jonizujućeg zračenja u konzervisanju namirnica. Od tada se mnoge istraživačke ustanove, širom sveta, bave ovim načinom konzervisanja, a u mnogim zemljama se jonizujuće zračenje već i primenjuje. Do sada je podignuto 150 industrijskih objekata za zračenje hrane jonizujućim zracima a u izgradnji su novi kako u razvijenim tako i u zemljama u razvoju. Važno je istaći da su se stručnjaci širom sveta složili da za sprečavanjje klijanja krompira, luka, začina i drugih proizvoda bude doza zračenja od 0,15 kGy, dok za uništavanje insekata na žitu i brašnu doza od 1 kGy.

Evropsko udruženje potrošača na osnovu ovih preporuka i zaključaka donosi odluku da prihvati primenu jonizacije hrane, ali zahteva da na ambalaži zračenih proizvoda budu posebne etikete koje će potrošaču pokazati o kakvom se vidu konzervisanja radi.

Da bismo shvatili širinu i efikasnost primene jonizujućeg zračenja hrane podsetimo se nekih činjenica. Najpre, zračenjem se uništavaju mikrobi u svim slojevima hrane do kojih zraci dopiru. Pri tome se toplota zračene namirnice ne povećava. Kao mesto smrtonosnog udara u mikrobnoj ćeliji su najčešće nukleinske kiseline, s tim da su DNA osetljivije od RNA. Ćelija pod uticajem zračenja ne mora odmah izumreti, ali gubi sposobnost razmnožavanja.

Dejstvo zračenja može biti neposredno ili posredstvom slobodnih radikala, koji nastaju ako je zračenje absorbovano vodom. Tokom zračenja dolazi do dialize vode, kojom prilikom slobodni radikali i ekscitirani molekuli reaguju medjusobno, ili sa drugim sastojcima hrane, usled čega nastaju jedinjenja koja nisu svojstvena prvobitnom sastavu proizvoda. Elektromagnetska jonizujuća zračenja, sa relativno znatnom dužinom talasa, direktno se absorbuju, dok se veoma „tvrde“ kratko talasne elektromagnetske ili korpuskularne emisije absorbujju posredstvom radikala.

Eventualna indukacija raćLioaktiviteta u jonizovanim namirnicama je najvažniji problem koji se postavlja kod ovog načina konzervisanja pred potrošače. Da bi se odgovorilo na ovaj problem neophodno je ukratko ukazati na postojeću tehniku jonizacije.

Koriste se tri vrste zračenja: gama-zracima, akcelerisanim elektronima i X-zracima. Najširu primenu imaju gamazraci za čiji se izvor koriste Co i Ce U Francusko se 59 gama-zraci dobijaju bombardovanjem Co neutronima u reaktoru. Što se tiče beta-zraka, odnosno katodnih, korpuskularnih, radi se o elektronima ubrzanim električnim poljem u jednom lineamom akceleratoru. Prodorna moć ovih zrakova je znatno slabija od gama-zraka. X-zraci su interesantni u izvesnim slučajevima, npr. prilikom zračenja različitih namimica veće gustine. Radijacijom nastaju joni, radikali i ekscitovani molekuli koji podležu medjusobnim reakcijama kao i sa okolnom sredinom obrazujući proizvode radijacije.

Faktori koji utiču na baktericidno dejstvo jonizujućeg zračenja još nisu dovoljno proučeni. Istraživanja su, u poslednje vreme, skoncentrisana na utvrdjivanje specifične otpomosti raznih grupa mikroorganizama, zatim na uticaj koncentracije mikroorganizama u ozračenoj sredini, na uticaj svojstava sredine u kojoj se mikroorganizmi nalaze kao i na uticaj dopunskih podstreka. Tako je poznato da na efikasnost zračenja utiče specifična osetljivost pojedinih mikroorganizama kao i njihova koncentracija. Od interesa je naglasiti da su u namimicama mikroorganizmi otpomiji nego u jednostavnim, osobito veštačkim sredinama.

Važno je istaći i činjenicu da su enzimi vrlo otporni na radioin-aktivaciju. To se posebno odnosi na oksidoreduktaze. Treba, dalje, imati u vidu da su proizvodi radiolize različiti od onih koji nastaju kao posledica termičkog tretiranja hrane, kako su to pokazala proučavanja obavljena 1970. godine.

Prema najnovijim istraživanjima, obavljenim 1975. godine, sa jednim standardnim prehrambenim proizvodom, sastavljenim od 80% vode; 6,6% masti; 6,6% proteina i 6,6% šećera, uz primenu doze zračenja od 10 kGy, stvara se ispod 20 mg proizvoda radiolize po kg namirnice. 60% ovih proizvoda radiolize identični su sa proizvodima koji nastaju prilikom termičkog tretiranja. Da bi se utvrdila eventualna toksičnost ovih proizvoda radiolize u Karlsruhe-u su 1972. godine, u okviru jednog medjunarodnog istraživačkog projekta koji se odnosio na zračenje hrane jonizujućim zracima, izvršeni ogledi sa pacovima, kako bi se našao odgovor na postavljeno pitanje. U toku ovog ogleda pacovi su 24 meseci hranjeni kako delimično tako i potpuno zračenom hranom. Napomenimo da su slični ogledi vršeni i u Francuskoj, Engleskoj, Holandiji, Madjarskoj, Z. Nemačkoj). Doze zračenja su bile do 10 kGy i iznad ove doze. Analize zračene hrane su pokazale da nije došlo ni do kakve specifične modifikacije jonizovane hrane, što se odrazilo i na normalno ponašanje pacova. Ukoliko je do promena i došlo one su bile slične onima koje se javljaju i kod drugih načina konzervisanja hrane. Interesantno je da se vitamin C pokazao slabo osetljiv na zračenje, što nije slučaj sa vitaminima A, E, B1, B6 i K. Ova radiosenzibilnost vita − mina je utoliko veća ukoliko je veći sadržaj vode u zračenoj namirnici. Pri jakim dozama zračenja dolazi i do depolimerizacije drugih molekulskih lanaca. Sve ovo je konstatovano kod doza zračenja iznad 10 kGy.

Sa nutricionističkog gledišta teško je prepoznati zračenu hranu, izuzev kad je pitanju hrana koja sadrži nezasićene masne kiseline; ovakva hrana jonizovana u prisustvu kiseonika, razume se pri dozvoljenim dozama i ispod njih, podleže delimičnoj transformaciji uz obrazovanje vodonikperoksida koji joj daje loš ukus. To je i razlos da se mlečni proizvodi ne konzervišu jonizujućim zracima. Da bi se ova neželjena pojava izbegla zračenje se vrši u osustvu kiseonika i pri niskoj temperaturi.

Pri visokim dozama zračenja, iznad ovih preporučenih od strane svetske zdravstvene organizacije i FAO-a može pored već pomenutih promena doći i do transformacije proteina i drugih azotnih materija, uz obrazovanje NH^, H^, COp, HpS. Aminokiseline se gube u ovakvom slučaju čak i do 50% od prvobitne količine. Osobito je na zračenje osetljiv cistin. Promene trpe i pektini, kao i antocijani koji se prevode u leukoantocijane. Saharoza se hidrolizuje pa se tako povećava sadržaj monosaharida. Otuda je važno kod konzervisanja hrane jonizujućim zracima strogo voditi računa o dozi zračenja i pridržavati se onih doza koje ove pojave ne izazivaju.

Podvucimo još jjednom da se na osnovu brojnih ispitivanja u toku zadnjih deset godina došlo do zaključaka da upotrebom dopuštenih doza radijacije Co®° i Ce1^ ne postoji mogućnost da indukcijom namirnice postanu radioaktivne. Ispitivanja obavljena u SSSR-u, SAD-u, Engleskoj su pokazala da ne postoje nikakvi znaci koji bi ukazivali na to da zračenjem dolazi do obrazovanja toksičnih proizvoda i kancerogenih materija. Ističe se, čak, da je prehrambena vrednost zračenih proizvoda bolja od namirnica konzervisanih konvencionalnim metodama.

Sterilizacija začina i aromatičnih proizvoda se danas u mnogim zemljama obavlja jonizujućim zracima, pri čemu se prema preporuci FDA primenjuju doze do 50 kGy. Dezinsektizacija je takodje široka oblast primene jonizujućeg zračenja. Tako se cerealije zrače dozama od 0,1 do 0,5 kGy, dok brašno upakovano u džakove dozama od 0,1 do 1 kGy. Ove su doze dovoljne da se na pomenutim proizvodima unište jaja i larve insekata. Za uništavanje insekata i sprečavanje njihovog razmnožavanja dovoljne su daleko manje doze, koje se kreću od 0,05 do 0,08 kGy. Veliki uspesi postignuti su u sprečavanjju klijanja krompira, luka, kvarenja raznih vrsta voća kao što je slućaj sa urmama, kajsijama, mangom itd., što pruža mogućnost da se zračeni proizvodi dugo očuvaju bez promena i pod običnim uslovima skladištenja.

Pomenuli smo već da se jonizujuće zračenje kao način konzervisanja hrane primenjuje u mnogim zemljama. Tako vidimo da najstariji uredjaj, koji koristi C060 kao izvor zračenja, radi već od 1970. godine u kooperativi Shidor 5 Hokkaido u Japanu. Instalisan je u posebnom regionu, specijalizovanom za proizvodnju i preradu krompira. Ovaj uredjaj godišnje ozrači JO.000 tona krompira, primenjujući dozu zračenja od 0,10 kGy. Ova kooperacija se priprema da uskoro predje i na zračenje luka. U Belgiji se već od 1971« godine jonizujućim zracima tretiraju začini, smrznuti morski proizvodi i stočna hrana. Na jednoj farmi blizu Leipzig-a u DR Nemačkoj radi pogon za zračenje luka kapaciteta 5 t/čas. U Južnoafričkoj republici podignut je u Transval-u pogon 1982. godine, koji koristi C060, a namenjen je tretiranju različitih vrsta voća i povrća. Kapacitet mu je 1000 tona godišnje. Skoro je u ovoj zemlji otvoren i drugi pogon u Kempton Park-u, godišnjeg kapaciteta od 7«000 tona voća i povrća. U West Memphis-u, država Arkanzas, u SAD, radi pogon za uništavanje insekata na žitima, kapaciteta 250 t/čas; u Turskoj je sličan kapaciteta 500 t/čas; u SSSR-u ovakav uredjaj ima kapacitet od 25.000 t/god. dok u Kanadi 12.500 t/godišnje, namenjen sprečavanju klijanja krompira. U Odesi, SSSR-u, je montiran uredjaj kapaciteta 200 t/čas, namenjen dezinsektizaciji žita, a u pripremi je instalacija kapaciteta 2.000 t/čas. Kooperativa Fucino u Italiji instalisala je uredjaj za zračenje krompira, belog i crnog luka, kapaciteta 25.000 tona/godišnjje. Interesantno je napomenuti da je i Madjarska prihvatila ovajj vid konzervisanja. Agroster je u toj zemlji instalisao pogon za jjonizacijju krompira, belog i crnog luka i začina. Na Havajima je podignuta linija za zračenje manga i papaje. Ni Izrael se nije oglušio o ovaj savremeni napredak u tehnici konzervisanja hrane. Već je montirana instalacija u Ashbodu. U Tajlandu i Bangladešu su već završeni projekti za izgradnju prvih ovakvih pogona. Francuska podiže 1986. godine, dakle dogodine, instalaciju u Marcelju koja će tretirati začine, voće iz prekomorskih zemalja, suvo voće, kajsije, urme i sve drugo što je u tranzitu, kao i voće i povrće lokalnih proizvodjača, uključujući ovde i žito, brašno, meso, ribe, itd. Bredvidja se i osnivanje istraživačke laboratorije koja bi se bavila proučavanjem jonizacije novih proizvoda. U projektu je i osnivanje Centra za informaciju proizvodjača i potrošača u ovom domenu konzervisanja hrane.

Ovde smo pomenuli samo jonizaciju biljnih proizvoda. Medjutim, uporedo rade i pogoni za jonizaciju mesa, riba, jaja, itd.

Na uvodjenju jonizacije u konzervisanju hrane intenzivno se radi u mnogim zemljama uz pomoć eksperata iz celog sveta. Tako vidimo da se ovim bave eksperti AIEA./OMS/FAO u Brislu, zatim u Francuskoj, Kanadi, SSSR-u, Italiji, Holandiji, Nemačkoj, Izraelu, Japanu, Australiji, Južnoj Africi, Južnoj Americi, pojedinim zemljama Azije i Pacifika i razume se u SAD.

Napomenimo da se danas najviše primenjuju uredjaji sa Co. Uredjaji sa korišćenjem ubrzanih elektrona ne prelaze 20% od instalisanih kapaciteta u svetu, dok uredjaji sa X-zracima oko 1,5%.

Posle 5 godina istraživanja francusko društvo GGR-MeV, specijalizovano za proizvodnju lineamih akceleratora, lansiralo je nov model uredjaja za zračenje moći 10-20 kW i energije 10 MeV akcelerisanih elektrona.

Investicije za jedan uredjaj sa CoSo se kreću danas od 10 do 55 miliona francuskih franaka. Što se tiče uredjaja sa ubrzanim elektronima on staje 17 miliona. 1984. godine je u Francuskoj zračenje jedne tone hrane dozom od 1 kGy stajalo od 50 do 200 franaka.

Od problema koji se postavljaju kod primene jonizujućeg zračenja u konzervisanju hrane je i taj kako kontrolisati i utvrditi da je hrana jonizovana, i koja je doza primenjena. Dosadašnje iskustvo je pokazalo da je ovo vrlo teško utvrditi. U praksi se za sada u ovu svrhu koriste posebne adhezivne pilule, koje menjaju boju posle prolaza hrane kroz komoru u kojoj se vrši zračenje. Promena boje pilule služi kao dokaz da je hrana zračena ali ne i sa kojom dozom.

Evropsko Udruženje potrošača BEVC (Bureau europSen des union de consommateurs) kao i nacionalna udruženja potrošača smatraju da svi jonizovani proizvodi treba da bude obeleženi. To je istovremeno i mišljenje FDA. U decembru 1984. godine je doneta medjunarodna preporuka da za sve jonizovane proizvode bude jedinstvena etiketa sa naglaskom da je proizvod zračen. Na uvodjenju ovakve etikete se u svetu već intenzivno radi.

Eto pokušao sam da u kratkim crtama prikažem stremljenja na području konzervisanja hrane u svetu. Mi smo u ovom pogledu daleko zaostali iza mnogih zemalja, pa bi bilo potrebno da se zainteresujemo za ovaj vid konzervisanja, koji omogućava skladištenje velikih količina hrane.

Mogućnost primene zasladjujućih sredstava u proizvodnji sokova

Gordana Niketić-Aleksić
Poljoprivredni fakultet, Beograd

Korekcija slasti predstavlja gotovo obavezni deo tehnologije voćnih sokova, sa malim izuzetkom odredjenog asortimana. Medjutim, svedoci smo nastojanja, zahteva i potreba da se učešće šećera u ukupnoj suvoj supstanci sokova, a i nekih drugih proizvoda, smanji. Ovo proističe s jedne strane zbog pravilnije i zdravije ishrane kao i apsolutnih zdravstvenih razloga, a s druge strane i ekonomski momenat nije za zanemarivanje s obzirom na sve veću cenu šećera. No i čisto tehnološki aspekt ne treba zanemarivati jer bi se time u izvesnom smislu proširio asortiman sokova, s obzirom na vrlo različite ukuse potrošača.

Kako se kod nas ovim saharoze druga zasladjujuća sredstva u proizvodnji voćnih sokova ne koriste, smatrali smo od interesa da se ispita uticaj nekih najpoznatijih prirodnih i veštačkih zasladjujućih sredstava na organoleptička svojstva, a samim tim i mogućnost njihovog korišćenja u proizvodnji.

Pregled zaslađujućih sredstava: Pored saharoze, glukoznog i glukoznofruktoznog sirupa, kao zasladjujuća sredstva i kao supstituenti za ova osnovna sredstva, poznati su: od prirodnih − sorbitol, ksilitol i manitol, a od veštačkih − saharin, ciklamati i aspartam. Ima i drugih kao što je napr. neohesperidindihidro-šalkon čija se upotreba dozvoljava u proizvodnji bezalkoholnih osvežavajućih pića u koncentraciji do 50 mg/lit., ali su oni i manje poznati i redje se koriste.

Pored fruktoze, koja se kao prirodni šećer može da koristi za zasladjivanje dijetetskih proizvoda, sorbitol je poznat kao zasladjujuće sredstvo prirodnog porekla. Ovaj šestovalentni alkohol podleže u procesu metabolizma razgradnji bez učešća insulina, u čemu i jeste njegova prednost u poredjenju sa saharozom, glukozom i glukoznim sirupom. Nedostatak mu je što veće koncentracije (iznad 40%) deluju laksativno, izazivajući nadimanje. Dnevno se može uneti u organizam 40 do 70 g sorbitola, a da ne dodje do ovih nepoželjnih pratećih pojava. Da bi se i ova koncentracija smanjila primena sorbitola može da se kombinuje sa nekim od veštačkih zasladjujućih sredstava. U ovom slučaju se postiže izvesna punoća, što nije slučaj ako se dodaju samo veštački zasladjivači. Suva materija koja se unosi dodavanjem sorbitola, a posebno njegova humektantska svojstva (2,1984) deluju pozitivno na organoleptička svojstva. Intenzitet slasti sorbitola je za oko 50% manji pri istoj koncentraciji u poredjenju sa saharozom.

Saharin − natriumova so sulfoamino-benzoeve kiseline je najpoznatije i najstarije zasladjujuće sredstvo. Javila se bojazan i sumnja da on može da bude izazivač kancerogenih obolenja, medjutim, ovo ne samo da nije utvrdjeno, već su i najnovija ispitivanja potvrdila njegovu bezopasnost.

Ciklamati (soli cikloheksilsulfaminske kiseline) su iz istih razloga skinuti sa liste dozvoljenih sredstava koja mogu da se koriste u prehrambenoj industriji, ali njihova zabrana nije sprovedena u svim zemljama. Ndvija ispitivanja i njihovi rezultati ukazuju da će se u najskorije vreme (najverovatnije do kraja ove godine) dozvoliti njihova primena kao bezopasnih sredstava.

Aspartam je novije sredstvo. To je dipeptid (1-metil’ -N-L-aspartil-L-fenilalanin) nastao od dve amino kiseline: metil estar fenilalanina i aspartinske kiseline. Prema literamim podacima sladji je za oko 200 puta od saharoze. Kao estar razlaže se na višim temperaturama, što otežava njegovu primenu u proizvodnji sokova. Majardova reakcija je jedan od čestih načina razgradnje aspartama u hrani. Kao dipeptid može da reaguje sa redukujućim šećerima u prisustvu vode u procesu Majjardovih reakcija. Kao rezultat ovih interakcija dolazi do promene u ukusu, boji i gubitka slasti (1,1985).

Materijal i metode rada

Ogledi su vršeni sa sokom breskve i kruške. Kaša breskve (mešane sorte) i kruške sorte viljamovka (Bartlett) i butira (Moretinieva rana) proizvedena je industrijski (PKB hladnjača i Boleč), a sok je pripreman u laboratorijskim uslovima. Od zasladjujućih sredstava korišćeni su: sorbitol domaće proizvodnje u obliku sirupa, saharin, ciklamati i aspartam i saharoza za kontrolne uzorke. Ispitivanja su obuhvatila proizvodnju niskoenergetskih sokova i dijetetskih. Kod prvih, 50% od dodate saharoze kontrolnog uzorka, zamenjivano je drugim zasladjujućim sredstvima, a za dijetetske korišćena su isključivo pojjedina od navedenih zasladjjujućih sredstava u koncentracijjama navedenim u tabl. 1. Pasterisan sok je čuvan kratko vreme u običnim uslovima, a onda je obavljeno organoleptičko ocenjivanjje i analiza. Ocenjjivanje je vršeno po bod sistemu − poenima do 20 kao maksimalne granice, a rezultati su prikazani kao srednje vrednosti svih ocenjivanjja.

Diskusija i prikaz rezultata

Na tabeli 1. dat je pregled korišćenih zasladjjujućih sredstava i primenjene koncentracijje, kao i literatumih podataka sa kojima smo raspolagali o maksimalno dozvoljenojj koncentracijji. Podaci o maksimalnojj koncentracijji objavljeni su u biltenu Intemational Federation of fruit-juice producers, Nbv. 1984 (3) a odnose se na bezalkoholna pića uopšte. Do podataka koji su navedeni u tabeli za koncentraciju koji smo mi

Uticaj načina rezanja i blanširanja mrkve na gubitak suve tvari i ekonomičnost procesa dehidratacije mrkve sušenjem

Pozderović, A., Lovrić, T., Šašlić, R.
Prehrambeno-tehnološki fakultet Osijek Prehrambeno-biotehnološki fakultet Zagreb

Uvod

Pored uvodjenja novih tehnologija sušenja većina povrća se još uvijek suši u tunelskim i komornim sušarama sa toplim zrakom, zato što je to najjednostavnija i najjeftinija metoda sušenja. Osim toga dobiveni dehidratizirani proizvodi imaju zadovoljavajuću stabilnost tijekom skladištenja a jednostavna je manipulacija, transport i skladištenje tih proizvoda. Nedostaci postupka dehidratacijje toplim zrakom u sušarama su značajjno kvrćenjje do kojjeg dolazi zbog kolapsa stanica usljed gubitka vode, loša rehidratacijska svojjstva, nepovoljne promjjene bojje, teksture, arome i nutricione vri jjednosti.

Kod proizvodnjje dehidratiziranog korjenastog povrća (mrkve, peršuna, pastrnjjaka i dr.) primjenjuju se različiti postupci guljenja, rezanjja i blanširanjja.

Brojni autori u svojim radovima su istraživali utjecaj različitog tretmana povrća prije sušenja na kvalitetu gotovog proizvoda, brzinu sušenjja i gubitak suhe tvari povrća.

Speck, Escher i Solms (1977), Curry, Bums i Heidelbaugh (1976), Neumann (1972) i drugi su pokazali da tretiran;je rezanog povrća sa NaCl, šećerom i glikolom prijje dehidratacije poboljšava rehidrataciona svojjstva, bojju, teksturu i okus finalnog proizvoda.

Pojedini autori su istraživali prijenos vode difuzijom u hrani tijekom procesa sušenja. Becker i Sallans (1955) su istraživali sušenje zrna pšenice i dali proračun prividnog koeficijenta difuzije vode „Da” (m2/sec) kod pojedinih temperatura. Prividni koeficijent difuzije su izračunali pomoću jednadžbe Arrheiius-ovog tipa.

Da − Do exp ( − Em/RT )

gde je Do − konstanta (m2/sec.), Em − energija aktivacije (J/mol), R − univerzalna plinska konstanta (J/K mol), T − apsolutna temperatura (K). Prividni koeficijent difuzije (Da) je bio ovisan o temperaturi. Prema gore danoj jednadžbi koju su predložili citirani autori drugi istraživači su izračunali vrijednosti „Da“ za difuziju vode tijekom sušenja i za difuziju topljivih tvari tijekom blanširanja u vodi i vodenim otopinama šećera i soli.

Saravacos i Charm (1962) su utvrdili da prividni koeficijent difuzije vode (Da) kod sušenja voća i povrća pokazuje veliku ovisnost o temperaturi te da blanširanje krumpira u vodenoj pari ne utjeće na brzinu sušenja. Alzamora i Chirife (1980) izvjestili su da blanširanje i smrzavanje malo utjeću na brzinu sušenja avokada. Mazza (1985) je utvrdio da blanširanje u vodi odnosno smrzavanje i otapanje mrkve prije sušenja povećavaju brzinu transporta vode tijekom sušenja, odnosno povećavaju brzinu sušenja s tim što blanširanje u vodi više utjeće na povećanje brzine sušenja nego smrzavanje i otapanje. Takodjer je utvrdio da sulfitiranje blanširane mrkve, odnosno uranjanje u otopinu škroba ne utjeće na brzinu sušenja a da se brže smanjuje količina vode tijekom sušenja u mrkvi koja je nakon blanširanja a prije sušenja potapana u otopinu saharoze manje koncentracije u odnosu na onu koja je potapana u otopinu saharoze veće koncentracije.

Blanširanjem u vodi dolazi do difuzije topljivih sastojaka hrane u vodu, usljed čega dolazi do gubitka dijela suhe tvari. Gubitak karakterističnih sastojaka hrane utječe na kvalitetu finalnog proizvoda i na ekonomičnost procesa proizvodnjje, pošto se smanjuje sadržaj suhe tvari u hrani prije sušenja. Više istraživača je istraživalo gubitak hranjivih tvari mrkve tijekom blanširanja u vodi, Gooding (1956), Sistrunk (1969), Dan i Jain (1971)» Mirza i Morton (1974), Baloch, Buckle i Edwards (1977). Selman i Rolfe (1979) su dali mehanizme koji uzrokuju gubitak suhe tvari mrkve tijekom blanširanja u vodi.

Lathrop i Leung (1981) su našli da prividni koeficijent difuzije (Da) askorbinske kiseline kod blanširanja graška u vodi na temperaturi 85°C ima relativno visoku vrijednost Da = 1,4 x 103 (m /sec). Selman, Rice i Abdul − Rezzak (1985) su utvrdili da je kod blanširanja valjkastih komadića mrkve u vodi gubitak suhe tvari iz tkiva mrkve veći što je vrijeme blanširanja dulje i temperatura blanširanja viša, te da je prividni koeficijent difuzije otopljenih tvari staničnog soka veći kod duljeg vremena blanširanja odnosno kod više temperature blanširanja. Pored toga našli su da je gubitak suhe tvari mrkve tijekom blanširanja u vodi veći kada je promjer valjkastih komadića mrkve manji. Zatim da kod blanširanja mrkve u otopini saharoze iste koncentracije kao i koncentracija suhe tvari staničnog soka ne dolazi do gubitka suhe tvari iz tkiva mrkve. Kada je koncentracija otopine saharoze veća od koncentracije suhe tvari staničnog soka koncentracija suhe tvari u tkivu mrkve povećava se tijekom blanširanja.

U ovom radu autori su istraživali utjecaj rezanja mrkve na kockice i flekice te blanširanja u vodi i vodenoj pari na gubitak suhe tvari mrkve. Osim toga izračunavanjem normativa utrošaka sirovine, vode i energije pokušao se odrediti utjecaj količine početne suhe tvari u mrkvi i utjecaj gubitka suhe tvari tijekom blanširanja, na troškove proizvodnje dehidratizirane mrkve.

Materijal i metode

Istraživanjje je provedeno u pogonu za proizvodnju dehidratizirane mrkve sušenjem sa toplim zrakom, uzorci su uzimani neposredno sa linije prerade. Za vrijeme ispitivanja preradjivana je mrkva sorte „Mantes“ i „Chantenay“. Osim sirove mrkve uzorci su uzimani nakon guljenja, blanširanja i sušenja. U uzorcima je odredjena ukupna suha tvar sušenjem i suha tvar odredjena refraktometrom. Prije odredjivanja suhe tvari svi uzorci su usitnjeni i homogenizirani. Guljenje je provedeno u uredjaju za guljenje sa vodenom parom, kožice su isprane u stroju za ispiranje sa perforiranim bubnjem.

Nakon guljenja i ispiranja mrkva Je rezana u uredjaju za rezanje na kockice dimenzija 10 x 10 x 10 mm i na flekice dimenzija 10 x 8 x 3 mm. Blanširanje je provedeno u blanšeru za blanširanje u vodenoj pari i u blanšeru za blanširanje u vodi. Blanširanje u vodi je provedeno sa vodom temperature 90°C kroz 5 minuta. Nakon blanširanja mrkva je ohladjena tuširanjem sa vodom i transportirana na sušenje. Mrkva je sušena u kontinuiranoj sušari sa beskonačnim trakama od žičanog pletiva u koju se pomoću ventilatora ubacuje zrak zagrijan preko izmenjivača topline sa vodenom parom.

Podaci za suhu tvar dani u tablicama 1, 2 i 3 su prosječne vrijednosti dobivene iz nekoliko mjerenja. Gubitak suhe tvari nakon guljenja i blanširanja izračunat je u odnosu na početnu suhu tvar u sirovoj mrkvi. Na temelju dobivenih podataka napravljen je materijjalni i energetski bilans te su izračunati normativi po jedinici gotovog proizvoda.

Rezultati i diskusija

Iz podataka za suhu tvar u tablicama 1 i 2 vidi se da je gubitak suhe tvari kod blanširanja u vodi mrkve rezane na kockice i flekice bio isti (34%) iz čega se može zaključiti da izmedju ta dva načina rezanja nema značajne razlike s obzirom na gubitak suhe tvari kod blanširanja u vodi. Prema istim podacima i podacima u tablici 5. vidi se da je gubitak ukupne suhe tvari kod blanširanja u vodi veoma velik cca 54% od početne suhe tvari, te da se tri puta više izgubi suhe tvari kod blanširanja u vodi nego kod blanširanja u vodenoj pari, gdje gubitak iznosi cca 10% od početne suhe tvari.

Tablica 1. Suha tvar mrkve u pojedinim fazama pripreme kod rezanja mrkve na kockice i blanširanja u vodi

Izostavljeno iz prikaza

• Faza prerade Suha tvar odredjena sušenjem u %
• Sirova mrkva 10,15
• Nakon guljenja 9,6
• Nakon rezanja i blanširanja u vodi 6,15
• Faza prerade Gubitak suhe tvari u %
• Sirova mrkva —
• Nakon guljenja 5,2
• Nakon rezanja i blanširanja u vodi 54,2
• Ukupno: 39,4 %

Tablica 2. Suha tvar mrkve u pojedinim fazama pripreme kod rezanja mrkve na flekice i blanširanja u vodi

Izostavljeno iz prikaza

• Faza prerade Suha tvar odredjena refraktometrom u %
  Sirova mrkva 9,80
  Nakon guljenja 8,97
  Nakon rezanja i blanširanja
  u vodi 4,65
• Faza prerade Gubitak s.t. odredjene refraktometrom u %
  Sirova mrkva —
  Nakon guljenja 8,5
  Nakon rezanja i blanširanja
  u vodi 44,5 _
• Faza prerade Suha tvar odredjena sušenjem
  Sirova mrkva 12,10
  Nakon guljenja 10,70
  Nakon rezanja i blanširanja
  u vodi 6,50
• Faza prerade Gubitak ,s.t.odredjene sušenjem u %
  Sirova mrkva
  Nakon guljenja 11,6
  Nakon rezanja i blanširanja
  u vodi 54.7
• Ukupno: 52,8% ili Ukupno: 46,3%

Prema poćlacima za suhu tvar odredjenu refrakbometrom uočava se da se tijekom blanširanja u vodi gubi topljiva suha tvar tako da se sadržaj ove suhe tvari nakon guljenja, ispiranja i blanširanja smanji za više od 50 %. Ukupna suha tvar nakon istih operacija smanjji se nešto manje od 50% u odnosu na početnu suhu tvar. Ukupni gubitak suhe tvari odredjene refraktometrom i ukupne suhe tvari nakon istih operacija kod blanširanja u vodenoj pari od 26% i 21,5%. Prema tome primjenom blanširanja u vodenoj pari ukupni gubitak suhe tvari nakon guljenja, ispiranja i blanširanja je dvostruko manjji nego nakon istih operacija i blanširanjja u vodi.

Tablica 3. Suha tvar mrkve u pojedinim fazama pripreme kod rezanja mrkve na flekice i blanširanja u vodenoj pari

Izostavljeno iz prikaza

• Faza
  Suha tvar odredjena refraktometrom u %
  Sirova mrkva 9,80
  Nakon guljjenja 8,97
  Nakon blanširanja u pari vodenoj 7,25
• Faza
  Gubitak s.t. odredjene refraktometrom u %
  Sirova mrkva —
  Nakon guljenja 8,5
  Nakon blanširanja u pari vodenoj 17,5
• Faza
  Suha tvar odredjena sušenjem u %
  Sirova mrkva 12,1
  Nakon guljenja 10,7
  Nakon blanširanja u pari vodenoj 9,5
• Faza
  Gubitak s.t. odredjene sušenjem u %
  Sirova mrkva —
  Nakon guljenja 11,6
  Nakon blanširanja u pari vodenoj 9,9
• Ukupno: 26,0
• Ukupno: 21,5

Početna suha tvar u sirovini te količina suhe tvari koja se izgubi nakon blanširanja direktno utječe na materijalni bilans i utrošak energije za sušenje a to znači da značajno utječe na ekonomičnost procesa. Osim suhe tvari na utrošak energije utječe temperatura i vlažnost zraka koji se uzima za sušenje.

Na temelju dobivenih podataka načinjeni su hilansa i normativi za sušenje mrkve koja je ima 6,5% i 7,5% suhe tvari odredjene sušenjem nakon blanširanja u vodi.

Normativi za sušenje mrkve sa 6,5% ukupne suhe tvari nakon blanširanja u vodi:

• Ulaz sirovine 2500 kg/h
• Ukupna suha tvar 12,10 %
• Ukupna suha tvar nakon blanširanja 6,5 %
• Otpad nakon guljenja i probiranja 500 kg/h
• Ulaz mrkve u sušaru 2000 kg/h
• Izlaz osušene mrkve 145,6 kg/h
• Ukupna suha tvar osušene mrkve 90,54 %
• Normativ sirovine 17,4 kg/kg
• suhog proizvoda
• Utrošak vode 4500 1/h
• Nbrmativ vode 31,5 1/kg. suhog proizvoda
• Normativ električne energije 0,51 kwh/kg suhog proizvoda
• Utrošak vodene pare 4344,8 kg/h
• Nonnativ vodene pare 30,25 kg/kg suhog proizvoda

U tablici 4. su komparativno dani normativi za sušenje mrkve sa 6,5% i 7»5% ukupne suhe tvari nakon blanširanja. Uz pretpostavku da su svi ostali uvjeti sušenja identični, izračunata je razlika izmedju normativa i dana u postotku. Prema tim podacima vidi se ako je sadržaj suhe tvari mrkve nakon blanširanja 7»5% a ne 6,5%, da je utrošak sirovine, vode i električne energije po jjedinici proizvoda manjji za 14% dok je utrošak vodene pare manjji za 15%. Utvrdjeno je takodjer da su l_od sadržaja ukupne suhe tvari 8,5% u odnosu

Tablica 4. Normativi utrošaka sirovine, vode i energije kod ulazne ukupne suhe tvari mrkve 6,5% i 7,5%

Izostavljeno iz prikaza

• Vrsta utroška po kg. gotovog proizvoda Utrošak kod ulazne s.t. mrkve 6.5%
• Sirovina 17,4 kg/kg
• Voda 51,5 1/kg
• Elek. energija 0,51 kwh/kg
• Vodena para 50,2 kg/kg
• Vrsta utroška po kg. gotovog proizvoda Utrošak kod ulazne s.t. mrkve 7.5%
• Sirovina 15,0 kg/kg
• Voda 27,0 1/kg
• Elek. energija 0,44 kwh/kg
• Vodena para 25,7 kg/kg
• Vrsta utroška po kg. gotovog proizvoda Razlika utrošaka u %
• Sirovina 14
• Voda 14
• Elek. energija 14
• Vodena para 14

Na količini suhe tvari u mrkvi na ulazu u sušaru osim gubitaka suhe tvari tjekom blanširanja, utječe i sadržaj suhe tvari u sirovoj mrkvi pa prema tome na troškove proizvodnje značajno utječe i sadržaj suhe tvari u sirovini.

Zaključak

Gubitak suhe tvari iz mrkve kod blanširanja u vodi je bio isti kod rezanja mrkve na kockice i flekice.

Nakon guljenja, ispiranja i blanširanja mrkve u vodi izgubi se 46% ukupne suhe tvari i preko 50% topljive suhe tvari u odnosu na početnu suhu tvar. Nakon istih operacija i blanširanja mrkve u vodenoj pari izgubi se dvostruko manje ukupne i topljive suhe tvari nego kod blanširanja u vodi

Početna suha tvar mrkve te gubitak suhe tvari tjekom blanširanja značajno utječu na utrošak sirovine i energije za proizvodnju dehidratizirane mrkve.

Sažetak

Količina suhe tvari u povrću utječe na kvalitetu povrća a kod sušenja povrća osim što utječe na kvalitetu utiječe i na ukupne troškove proizvodnje dehidratiziranog proizvoda. Pošto se blanširanjem povrća u vodi difuzijom otopljenih tvari iz povrća u vodu gubi značajan dio suhe tvari povrća, mnogi autori su istraživali difuziju topljivih tvari u vodu pokušavajući smanjiti gubitak suhe tvari.

U ovom radu autori su istraživali utjecaj rezanja mrkve na kockice i flekice te blanširanja u vodi i vodenoj pari na gubitak suhe tvari mrkve.

Rezultati istraživanja su pokazali da se blanširanjem mrkve u vodi gubi 50% prisutne suhe tvari dok se tijekom blanširanja u vodenoj pari gubi dvostruko manje. Kod rezanja mrkve na kockice i flekice i blanširanja u vodi gubitak suhe tvari je bio isti.

Mikroračuuarsko upravljanje procesom proizvoduje voćnih sokova i BAP-a

Konjević, P.
„ISKRA − DELTA“, Ljubljana
Vračar, Lj.
TEHNOLOŠKI FAKULTET, Novi Sad

1. Uvod

Proizvodnja dovoljnih količina kvalitetnih voćnih sokova i osvežavajućih bezalkoholnih pića (BAP) podrazumeva širu primenu naučnih i tehnološko-tehničkih dostignuća. Konstantaa nastajanja za iznalaženjem savremenijih tehnoloških rešenja, motivisana su, u prvom redu, potrebom za kvalitetnijim i ekonomičnijim proizvodima. Samo ovakvi proizvodi mogu danas da izdrže oštru konkurenciju na domaćem i stranom tržištu.

Prema opštoj oceni, sve naše novoizgradjene i rekonstruisane fabrike za proizvodnju voćnih sokova i BAP-a su, izuzev opreme za pripremu (korekciju), opremljene sa savremenom tehnološkom opremom. Naime, prema sadašnjim rešenjima ovog dela procesa u našim fabrikama, ovaj tz. najosetljiviji deo procesa, je potpuno ovisan od čoveka i njegovih prirodnih osobina. Iz tih razloga, i pored vrlo kvalitetaih polaznih komponenata, vrlo često imamo proizvode neujednačenog kvaliteta; varira suva materija, kiselost, harmoničnost ukusa itd. Zato ne iznenadjuju česte reklamacije sa tržišta, diskvalifikacije od strane ocenjivačkih komisija itd.

Navedene činjenice ukazuju na potrebu da je tehnološki proces pripreme voćnih sokova i BAP-a neminovno objektivizirati uvodjenjem tz. upravljačkih uredjaja koji, neovisno od čoveka, upravljaju i vode proces.

Danas je to u svetu već uveliko učinjeno.

Polazeći od složenosti tehnoloških procesa pripreme, punjenja i pranja tehnološke opreme sa cevovodima, pred upravIjački uredjaj se postavlja niz veoma strogih zahtjeva.

Prvi je zahtjev fleksibilnosti.

Zahtjev fleksibilnosti podrazumeva takav upravljački uredjaj koji će u zanemarljivo kratko vrijeme biti sposoban za upravIjanje izmijenjenim proizvodnim programom, odnosno, biti sposoban da preuzme upravljanje proizvodnjom potpuno novog proizvoda. Ovo naročito dobija na značaju kod složenijih proizvodnih programa kakav je proizvodnja voćnih sokova i BAP-a jer je iste vrlo često potrebno menjati i prilagodjavati tržištu. Pored hrze adaptacije upravljačkog uredjaja na nove tehnološke zahtjeve, veoma je bitno da taj „prelaz“ ne iziskuje znatnija materijalna sredstva.

Prugi, često veoma strog, zahtjev je ujednačen kvalitet finalnog proizvoda.

Održavanje visokog i ujednačenog kvaliteta je često uslov opstanka. Zbog toga, upravljački uredjaj mora biti tako koncipiran da omogućava i podržava postavljeni tehnološki proces, odnosno da vrši veoma precizno mjerenje čitavog niza tehnoloških parametara i da po odredjenom algoritmu, preko svojih izvršnih organa, povratno dejstvuje na proces držeći ga u projektovanim granicama. Na taj način, postiže se željeni kvalitet.

Treći zahtjev je ekonomičnost proizvodnje.

Ovaj zahtjev implicira takav upravljački uredjaj koji, bez teškoća, može podržavati upravljanje sa niz paralelnih tehnoloških faza koje čine tehnološku celinu procesa. Na taj način se skraćuje vreme potrebno za proizvodnju jedinice finalnog proizvoda. S obzirom da je ovaj tehnološki proces kontinualan, to upravljački uredjaj mora da omogući nesmetano odvijanje istog, uz blokiranjje havarije kod ispada pojedinog elementa iz tehnološkog lanca. U slučaju nastanka kvara, vreme lociranja i otklanjanja kvara mora se svesti na minimum što za upravIjački uredjaj predstavlja neophodnost postojanja dijagnostike kako sopstvene tako i procesa kao celine. Sve skupa pridonosi ekonomičnosti tehnološkog procesa kao celine.

2. Prikaz mikroračunarskog upravljanja procesom proizvodnje voćnih sokova

Upravljački uredjaj može biti realizovan u vidu relejne logike sa klasičnim PID regulatorima ili pak kombinacija diskretne poluvodične tehnike i PID regulatora ili korištenjem mikroračunara odnosno, računara u celini. Kod komparacije ovih vidova upravljačkih uredjaja pri upravljanju tehnološkim procesima, kakav je ovaj u industriji voćnih sokova i BAP-a, upravljačkom uredjaju realizovanom na bazi mikroračunara nema alternative.

Razlozi za ovu konstataciju leže u veoma strogim zahtevima savremeno koncipiranog tehnološkog procesa kojima samo mikroračunarsko upravljanje odgovara u celini.

Ilustracija ovakvih tvrdnji je data na slici 2. gde je šematski predstavljen tehnološki proces proizvodnje sokova iz uobičajenih komponenata (označene od A do P). Poseban sastavni deo ovog procesa je centralna instalacija pranja (CIP) za ispiranje i dezinfekciju tehnološke opreme i cevovoda.

Kao što je sa sl. 2. vidljivo, tehnološki proces pripreme počinje doziranjem komponenti soka a završava punjenjem odnosno ispiranjem putem ClP-a.

Kompletan tehnološki algoritam za proizvodnju pojedine vrste voćnog soka ili BAP-a, unosi se u memoriju mikroračunara koji definiše redosled izvodjenja pojedinih operacija sa kojima i upravlja.

U ovom slučaju na osnovu zadatog algoritma (recepture) za proizvodnju odgovarajuće vrste soka, računar komunicira sa senzorima i izvršnim organima.

Senzore r ovom slučaju predstavljaju nivometri, protočni merači, davači položaja elektromagnetnih ventila, davači signala o (ne) ispravnosti pumpi, mešača, punjača, homogenizatora, deaeratora, pasterizatora i sl.

Izvršne organe predstavljaju elektromagnetni ventili, pumpe, mešači, punjač, homogenizator, deaerator, pasterizator i sl. Startovanje procesa odvija se tako što se u mikroračunaru pozove željna receptura ili se zada nova receptura sa zadanom količinom finalnog proizvoda.

Mikroračunar najpre ispita da li sudovi (A do F) sadrže dovoljne količine potrebnih komponenti. Ovu informaciju dobije očitavanjem nivometara u pomenutim sudovima. Očitavanje nivometara vrši se stalno u toku čitavog procesa radi obezbedjenja potrebnih količina i zaštite uključenih pumpi.

Dakle, kada mikroračunar „sazna“ od strane tehnologa recepturu i količinu finalnog proizvoda (soka), on izvrši proračun da bi saznao količine potrebnih komponenti. Po izračunavanju potrebnih količina zadanih komponenti iste se automatski doziraju u sudove (A do F) a količina reguliše ugradjenim nivometrima.

Jasno, prije startovanja bilo koje radnje moraju se prekontrolisati položaji efektromagnetnih ventila, odnosno, njihov odgovarajući referentni položaj. Ovu informaciju mikroračunar dobija od davača položaja koji se nalazi na svakom elektromagnetnom ventilu.

Upravljanje i kontrola elektromagnetnih ventila odvija se po strogo utvrdjenom algoritmu za svaku recepturu posebno.

Startovanje ostalih elemenata tehnološke linije vrši se sukcesivno po tačno utvrdjenom algoritmu koji je definisan i sprogo odredjen ređepturom.

Kontrola ispravnosti svih elemenata u tehnološkoj liniji je stalna a neispravnost jednpg elementa preko mikroračuhara zaustavlja kompletnu proizvodnu liniju. Istovremeno se na ekranu ispiše poruka o mestu kvara što znatno smanjuje vreme defektacije.

Kontrola ukupnog protoka svih komponenti obezbedjena je putem stalne kontrole protočnog merača.

Po završetku procesa pripreme i punjenja soka, mikroračunar aktivira CIP koji po utvrdjenom redosledu i tačno odredjenom vremenskom algoritmu izvrši pranje i dezinfekciju instalisane opreme i cevovoda.

Na slici 2. se primećuje da se predvidjeni CIP može staviti u funkciju pranja i dezinfekcije i ostale tehnološke opreme uključene u proces primame prerade voća.

Na osnovu iznetih činjenica, evidentno je, da je kontrola kvaliteta i njegovo obezbedjenje ovim načinom, neovisno od strane subjektivnih grešaka angažovanih radnika. Sam mikroračunar zbog svojih izuzetno velikih mogućnosti, ne unosi dodatnu grešku u tehnološki proces. Dakle, nivo postignutog kvaliteta zavisi isključivo od tačnosti nivometara i protočnog merača što je opet u direktnoj vezi sa cenom koštan ja.

Pored postizanja i održavanja standardnog kvaliteta voćnih sokova i BAP-a, primenom mikroračunara postiže se i znatne uštede, jer je izbegnuto suvišno doziranje pojedinih komponenti iz razloga „sigumog“ postizanja propisanog kvaliteta.

Sama fleksibilnost tehnološkog procesa korištenjem mikroračunara je dovedena do veoma visokog nivoa jer mikroračunar komunicira sa procesom preko svojih analognih i digitalnih ulaza odnosno izlaza. Svi signali iz procesa odnosno komande u proces mogu se svesti na ovakvu vrstu ulaza/izlaza. Prema tome, pomenuti izlazi/ulazi su univerzalni za sve vrste procesa. Sistemski „software“ je ovisan o konkretnom tipu mikroračunara i kao takav je univerzalan za sve vrste primene datog mikroračunara.

Jedina stvar koja se radi „po meri“ za svaki konkretan proces je aplikativni „software“ odnosno paket programa koji rešava problematiku svakog tehnološkog procesa posebno.

Što se tiče potrebe za brojem i vrstom ulaza/izlaza, mikroračunar je u modularnoj izvedbi, što znači,da po svakom modulu ima odredjen broj ulaza ili izlaza. Na taj način, modularnim proširivanjem, mikroračunar ima mogućnost da obezbedi i cca 1000 ulaza/izlaza što, svakako, zavisi od konkretne aplikacije i tipa mikroračunara.

Dakle, može se konstatovati da modularnim proširivanjem i preprogramiranjem postojećeg mikroračunara, ovako koncipiran upravljački uredjaj, može, za veoma kratko vreme i uz relativno male investicije, odgovoriti na svaki izazov u primeni tehnologije unutar tehnološkog procesa. Upravljački uredjaj na bazi mikroračunara, ne samo da dijagnosticira u slučaju kvara elemente tehnološke linije, već dijagnosticira i samog sebe ispisujući mesto kvara kao i neophodne postupke za njegovo otklanjanje. Otklanjanje kvara se vrši samo zamenom odgovarajućeg modula što znatno smanjuje zastoje u proizvodnji i povećava pouzdanost i ekonomičnost iste.

Za ilustraciju navedenog neka posluži podatak da je „srednje vreme izmedju dva kvara“ za većinu mikroračunara veće od 15.000 sati, a „srednje vreme popravki kvarova“ manje od dva sata.

3. Zaključak

Iz svega izloženog vidimo da upravljački uredjaj izveden na bazi mikroračunara ima izuzetno velike perspektive u pripremi i punjenja voćnih sokova i BAP-a. Pored toga, sasvim su realne mogućnosti primene i u tehnološki proces prerade voća od koncentrata, kaša ili sokova.

Osnovne prednosti koje se pružaju primenom mikroračunara u industriji voćnih sokova i BAP-a, ne leže samo u postizanju standardnog kvaliteta, pouzdanosti i ekonomičnosti, već i u oslobadjanju subjekta sa svim negativnim osobinama koje mogu štetno da se odraze na proces.

Veoma bitna činjenica kod primene mikroračunara je i mogućnost fazne izgradnje upravljačkog sistema. To je moguće naročito tamo gde se mikroračunarskim upravljanjem pokrivaju zaokružene tehnološke celine. Ovaj momenat je veoma bitan za naše uslove vezane za ograničena finansijska sredstva.

Takodje ova činjenica je veoma korisna kod rekonstrukcije postojećih proizvodnih linija gde mikroračunarskim upravljanjem obuhvatamo one faze tehnološkog procesa u zavisnosti od njihovog značaja za proces kao celinu ili u zavisnosti od finansijskih mogućnosti investitora.

Kako vidimo, primena mikroračunara je približila upravljačke uredjjaje gotovo univerzalnim za upravljanje svih vrsta procesa što nam pruža mogućnosti da projektujemo tako fleksibilne tehnološke procese koji mogu odgovarati u vrlo kratko vreme i na izuzetno efikasan način svim izazovima tržišta.

Svi elementi razmatranja koji se odnose na upravIjanje putem mikroračunara ilustrovani su Sl. 2. i u potpunosti su proizvod domaćih proizvodjača. Ovo ukazuje ne na male ali malo iskorištene domaće potencijjale u ovoj oblasti. Dakle, posedujemo ali u praksi dovoljno ne koristimo vlastito znanje počevši od faze projektovanja, preko inženjeringa kao celine do obuke kadrova, servisiranja i održavanjja instalisane tehnološke opreme.

Mikroračunari su prodrli u proces upravljanja tehnološkim procesima i mi znamo kada je to počelo ali ne znamo gde je krajj. Neko je jjednom rekao da je primena mikroračunara u upravljanjju ograničena samo Ijudskom maštom.

Uticaj načina ugušćivanja i uslova skladištenja na promenu boje koncentrisanog soka jabuke

Bardić, Ž., Vračar, Lj., Dr Ćirić D.
Tehnološki fakultet, Novi Sad

U Jugoslaviji se svake godine proizvode velike količine koncentrisanog soka jatuke. Način ugušćivanja i uslovi skladištenja, pored ostalih faktora, kao što su kvalitet sirovine, jako utiču na krajnji kvalitet.

U radu je ispitan kvalitet koncentrisanih sokova industrijske jabuke, dobijen ugušćivanjem na različitim tipovima uparivača.

Praćena je promena obojenosti na koncentrisanim sokovima jabuke koji su 360 dana skladišteni pod različitim uslovima, i to na sobnoj temperaturi, na + 5°C, na -18° C i na atmosferskoj temperaturi.

Materijal i metodika rada

Za ispitivanje su odabrani koncentrisani sokovi jabuka dobijeni od industrijskih jabuka, roda 1984. godine, proizvedeni u „Podgorki“ Osečina, „Vino-Župi“ Aleksandrovac i „Bosanki“ Doboj.

Na polaznim koncentrisanim sokovima jabuka izvršena je kompletna hemijska analiza konvekcionalnim metodama (A.O.A.C., 1970. i Ćirić i saradnici, 1976.).

Providnost (bistrina) sokova, koja se izražava kao transparencija u % 10% ss, na 625 nm, odredjena je spektrofotometrijski na spektrofotometru Carl Zeiss tip „SPECOLL“.

Neencimatske promene obojenosti praćene su povećanjem količine hidroksimetilfurfurala (HMF) i količinom smedjih komponenti, na uobičajen način.

Koncentrisani sokovi jabuka sva tri proizvodjača su u laboratoriji razliveni u odgovarajuću ambalažu i čuvani 560 dana pod različitim uslovima skladištenja. Analizirani su svakih 90 dana na promenu providnosti, promenu obojenosti i promenu smedje komponente.

Uslovi skladištenja su bili sledeći:

– uzorci skladišteni na sobnim uslovima temperatura, zaštiće— ni od uticaja svetlosti,
– uzorci skladišteni na temperaturi +5°C,
– uzorci skladišteni na temperaturi -18°0, i
– uzorci skladišteni na atmosferskim temperaturama, zaštićeni od uticaja svetlosti

Rezuiztati ispitivanja i diskusija

Polazni kvalitet koncentrisanih sokova jabuka je odredjen osnovnim hemijskim sastavom uzoraka sva tri proizvodjača

Hemijski sastav koncentrisanih sokova jabuka je prikazan u tabeli 1.

Na osnovu podataka iz tabele 1. se vidi da su sva tri koncentrisana soka jabuka približno istog hemijskog sastava i pored toga što plodovi jabuka potič’ ’ različitih klimatskih i mikroklimatskih regiona. Takodt e se može zapaziti da svi koncentrisani sokovi jabuka potiču oc sirovina gde dominiraju stone sorte jabuka, jer sadrže manju količinu ukupnih kiselina. Ovo se naročito odnosi na koncentrisani sok jabuke pod brojem 5.

Osnovni hemijski sastav koncentrisanih sokova jabuka

Tabela 1. koncentrisani sok jabuka

Izostavljeno iz prikaza

• Sastojci u % 1
  Suva materiga, sušenjem 71,9
  Suva materija, refraktrom. 71,5
  Ukupne min.materije 1,5
  pH vrednost 5,6
  Ukupna kiselost(jabučna) 5,1
  Ukupan invert 57,8
  Dir.redukujući šećeri 54,9
  Saharoza 2,8
• Sastojci u % 2
  Suva materiga, sušenjem 71,5
  Suva materija, refraktrom. 71,0
  Ukupne min.materije 2,9
  pH vrednost 5,7
  Ukupna kiselost(jabučna) 5,5
  Ukupan invert 58,8
  Dir.redukujući šećeri 55,0
  Saharoza 5,5
• Sastojci u % 3
  Suva materiga, sušenjem 67,6
  Suva materija, refraktrom. 07,2
  Ukupne min.materije 2,1
  pH vrednost 5,8
  Ukupna kiselost(jabučna) 2,4
  Ukupan invert 56,5
  Dir.redukujući šećeri 51,8
  Saharoza 4,5

Legenda:
1 „Podgorka“, Osečina
2 „Vino-Župa“, Aleksandrovac
5 − „Bosanka“, Doboj

Uticaj uslova skladištenja na promenu boje koncentrisanih sokova jabuka

Obojenost koncentrisanih sokova jabuka praćena promenom bistrine (providnosti), količinom hidroksimetilfurfurala i količinom smedje komponente.

1. Promene obojenosti na koncentrisanim sokovima jabuka skladištenim na sobnim uslovima temperatura J60 dana

Bistrina (providnost), količina HMF i količina smedje komponente polaznih koncentrisanih sokova jabuke, kao i njihove promene svakih 90 dana su prikazane u tabeli 2.

Iz tabele 2. se vidi da je najbolju početnu providnost posedovao uzorak 2. sa 100%. Nešto slabiju bistrinu je imao uzorak 1, sa 97,5%Relativno najslabiju providnost od 92,5% je imao uzorak 5. Mora se napomenuti da su sva tri posmatrana uzorka imala zadovoljavajuću bistrinu, koja je veća od 90%.

Tokom skladištenja pod ovakvim uslovima, gde je temperatura varirala došlo je do smanjenja bistrine kod svih uzoraka ali različitih intenziteta.

Do najmanjeg smanjenja obojenosti je došlo kod koncentrisanog soka jabuke pod brojem 2. tj. ugušćenog na NTI uredjaju sa najnižim toplotnim tretmanom tokom koncentrisanja. Skladištenjem godinu dana bistrina se smanjila samo za 5 %.

Uzorak 1. je imao za isti vremenski period skladištenja najveće smanjenje obojenosti. Tako da je nakon jednogodišnjeg čuvanja na sobnim uslovima temperatura, posedovao bistrinu od 62,5 %• Uzorak 5. Je za isto vreme i pod istim uslovima skladištenja smanjio svoju providnost za 11,5%.

Količina HMF-a je konstatovana tek nakon 6 meseci skladištenjja. Najmanje količine HMF-a, oko 4 mg/l, sadržavali su uzorci koncentrisanih sokova jabuka 2 i 1, a trostruko više uzorak 5. Slično kretanje se zadržalo i daljim skladištenjem pod istim uslovima. Na kraju skladištenja od godinu dana u sobnim uslovima, najjmanja količina HMF-a je odredjena kod uzorka 2. 25,51 mg/l, zatim kod uzorka 1, 49,82 mg/l i najviše kod uzorka 5. od 61,25 mg/l.

Sadržaj smedje komponente kod polaznih uzoraka, najmanje je sadržavao uzorak . sa 45,81 mg/l00 g a nešto više uzorci 2. i 1. Priraštaj oličine stvorene smedje komponente je bio ravnomeran tal .a su nakon godinu dana skladištenja svi ‘uzorci konceirtrisanih sokova jabuka imali cca 2,5 puta viši sadržaj smedjih komponenti od polaznih.

2. Promene obojenosti na koncentrisanim sokovima jabuke skladištenim na +5°C 560 dana

Promene obojenosti sva tri posmatrana uzorka koncentrisana soka jabuka su prikazane u tabeli 5«

Iz priložene tabele 5. se vidi da se bistrina sva tri uzorka koncentrisana soka jabuke manje menjala nego kod prethodnog načina skladištenja. Providnost se uopšte nije smanjivala kod uzorka 2, dok je neznatno opala za 7% kod uzorka 5. i 7»9% kod uzorka 1.

Sadržaj HMF-a nije konstatovan kod svih uzoraka za celo vreme čuvanja pod ovim uslovima.

Niža temperatura skladištenja nije imala puno uticaja na količinu stvorenih smedjih komponenti. Kod svih uzoraka koncentrisanih sokova jabuka su se stvorile samo nešto malo manje količine smedje komponente u poredjenju sa uzorcima skladištenim na sobnim uslovima temperatura.

5. Promena obojenosti na koncentrisanim sokovima jabuka skladištenim na -18°C 560 dana

Promene obojenosti sva tri uzorka koncentrisanih sokova jabuka su prikazane u tabeli 4.

Iz tabele 4. se vidi da se bistrina sva tri uzorka koncentrisana soka jabuka tokom jednogodišnjeg skladištenja vrlo malo smanjivala, ili se uopšte nije menjala. Nakon jednogodišnjeg skladištenja uzorak 2. je imao istu providnost kao na početku skladištenja od 100%. Za isto to vreme uzorci 1. i 5. su smanjili svoju bistrinu za 4 i 4,5%.

Količina HMF-a nije registrovana tokom celog vremena skladištenja pod ovim temperatumim uslovima, na svim uzorcima koncentrisanih sokova jabuka.

Kao i prethodni načini skladištenja ni ova temperatura čuvanja nije imala puno uticaja na manji rast količine smedje komponente. Količina smedje komponente se nešto manje povećala nego pri istoj dužini skladištenja na’ +5°C i sohnim uslovima.

4. Promene obojenosti na koncentrisanim sokovima jabuke skladištenim na atmosferskim temperaturama 560 dana

Ovaj način skladištenja je najinteresantniji sa stanovišta da za njihovo održavanje nije potrebno uložiti ćlodatnu energiju i da tokom jednogodišnjjeg skladištenja dolazi do uticaja većih temperatumih oscilacija na proizvod. U laboratorijskim uslovima postavljanja ogleda, ovo variranje temperatura je mnogo više izraženo nego kod industrijskih uslova.

Promene obojenosti sva tri koncentrisana soka jabuka su prikazana u tabeli 5.

Iz tabele 5. se vidi da je do najmanje promene bistrine došlo na uzorku 2. Tokom jednogodišnjeg skladištenja providnost ovog soka je smanjena za 4 %. Za isto vreme skladištenja su uzorci 5« i 1. smanjili svoju providnost za 9,3 i 18,5 %.

Količina HMF tokom jednogodišnjeg skladištenja na spoljnoj temperaturi nije registrovana kod uzorka 2, kao i za prvih 90 dana skladištenja ostala dva uzorka. Uzorci koncentrisanih sokova jjabuka 1 i 5 su daljim čuvanjem pod istim uslovima, sadržavali odredjene količine HMF-a. Nakon jednogodišnjeg skladištenja ova dva uzorka su sadržavala 15,91 i 42,57 mg/l. HMF-a. Ove količine HMF-a su 4 i 1,5 puta manje nego za isto vreme skladištenja uzoraka čuvanih na sobnim temperaturama.

Količina smedjih komponenti* izraženih preko K^Cr^O?, tokom jednogoćlišnjeg skladištenja se skoro poklapa sa količinama dobijenim pri skladištenju istih uzoraka ZAKLJUČAK
Na osnovu dobijenih rezultata, mogu se izvesti sledeći zakIjučci:

– za uporedjenje su uzeti prosečni industrijski uzorci (tabela 1.) koncentrisanih sokova jabuka sa različitih lokaliteta i dva temperaturna načina ugušćivanja,
– najbolji polazni kvalitet posmatranih parametara bistrine i HMF-a je posedovao koncentrisani sok jabuka kod uzorka 2, što je i bilo za očekivanje obzirom na temperaturne uslove ugušćivanja. Po istom kriterijumu slede uzorci 1. i 3(tabela 2),
– uticaj uslova čuvanja, pored polaznog kvaliteta, je od bitnog značaja za održivost kvaliteta koncentrisanih sokova jabuka,
– temperatura od -18°C je najpovoljnije delovala na održivost kvaliteta svih uzoraka (tabela 4),
– temperatura od +5°C je takodje doprinela da tokom jednogodišnjeg skladištenja na koncentrisanom soku jabuka, sva tri proizvodjača, nije došlo do stvaranja HMF-a (tabela 3),
– sobna temperatura skladištenja se pokazala zadovoljavajućom do 90 dana čuvanja, kada se HMF nije stvarao a bistrina neznatno smanjila za 2-3 %,
– čuvanje na spoljašnjoj temperaturi, odnosno na atmosferskim. uslovima temperatura se pokazalo povoijnljim od sortnih. uslova skladištenja, kod sva tri posmatrana parametra (tabele 2 i 5),
– kvalitet uzoraka koncentrisanog soka jabuka manje se menjao kod onih uzoraka koji su imali bolji kvalitet na početku skladištenja.

Promene bojenih materija tokom ugušćivanja soka cvekle

Biserka Vujičić
Tehnološki fakultet, Novi Sad
Svetlana Radosavljević
Erirodno-matematički fakultet, Novi Sad
Biljana Marinković -Kulpin, Novi Sad

Uvod i cilj rada

Nosioci organoleptičkih svojstava sirovina i preradjevina voća i povrća, pored aromatskih supstanci, šećera, voćnih kiselina su i bojene supstance.

Neke bojene supstance učestvuju u procesu fotosinteze, rasta i razvoja biljke neke imaju provitaminsku ulogu, ali, vidno utiču i na organoleptičke osobine proizvoda od voća i povrća.

Boja sirovine je odredjena hemijskim sastavom i kvantitativnim odnosom bojenih supstanci voća i povrća.

Proizvodnja kečapa u industrijskim uslovima

Dimić,N., Trlaić,Đ.
Tehnološki fakultet, Novi Sad
Terek, Z. „Zora“, Mol

Uvod

U novije vreme tržište prehrambenih proizvoda postavIja pred proizvodjače sve oštrije zahteve vezane za poboljšanje kvaliteta proizvoda i proširenje postojećeg asortimana. Iz tih razloga je u fabrici „Zora“ − Mol obavljena preliminama proizvodnja kečapa od paradajza, proizvcda koga u Jugoslaviji još uvek nema u dovoljnim količinama.

Proizvedena su tri, po recepturi različita kečapa, kojima su odredjene osnovne hemijske i organoleptičke karakteristike u poredjenju sa referentnim uzorkom inostranog porekla.

Materijal

Tokom proizvodnje kečapa korišćeni su sledeći materijali:

– koncentrat paradajza fabrike „Zora“, Mol, prosečne suve materije 29% i kiselosti 2,5%,
– konzumna kuhinjska so i kristal šećer,
– skrobni sirup, suve materije 86%, proizvodjača „Servo Mihalj“ iz Zrenjanina,
– vinsko sirće koncentracije 5,6%,
– Na-glutaminat,
– K-sorbat,
– ekstrakt začinske smeše u vinskom sirćetu.

Metodika

Osnovne hemijske karakteristike odredjene su uobičajenim analitičkim metodama, odnosno proračunom udela pojedinih komponenti u gotovom proizvodu na bazi recepture. Organoleptičko ocenjivanje gotovih proizvoda obavila je grupa od 18 degustatora različite stručne, starosne i polne strukture. Ocenjivane su sledeće karakteristike: ukus (0-5 poena), miris (0 − 4), boja (0 − 5) 1 konzistencija (0 − 6), odnosno ukupno 20 poena,

Postupak proizvodnje kečapa je započeo mešanjem potrebne količine koncentrata paradajza, vode, šećera, skrobnog sirupa i soli u duplikatoru uz postepeno zagrevanje. Nakon potpunog mešanja svih komponenti i postizanja temperature od oko 85°, dodati su, prethodno rastvoreni, Naglutaminat, stabilizator i K-sorbat, te na kraju ekstrakt začinske smeše. Masa je još jednom dobro homogenizovana i vruća ručno punjena u staklenke nalivne zapremine 570 ml koje su zatvarane Pano T poklopcima.

Gotov proizvod je zatim pasterizovan u autoklavu na temperaturi od 85° u vremenu od 55 min. i do momenta ispitivanja čuvan na sobnoj temperaturi.

Rezultati ispitivanja i diskusi,1a

Prilikom sastavljanja receptura posebna pažnja se morala posvetiti odredbama Pravilnika o kvalitetu proizvoda od voća, povrća i pečurki i pektinskih preparata (Sl. list SFRJ broj 1/79sa izmenama i dopunama iz Sl. lista broj 20/82.). Naime, po odredbama navedenog Pravilnika, ovakav proizvod mora sadržavati minimum 20% suve materije bez dodate kuhinjske soli, i minimum 14% suve materije koji potiče od dodatog paradajza, dok količina ostalih ingredijenata nije limitirana.

Recepture su sastavljene tako što je uzorak broj 1. označen kao „sladak“, broj 2. kao „umeren“ i broj 5kao „kiseliji“. Iz rezultata prikazanih u tabeli broj 1. vidi se da su sva tri proizvedena uzorka odgovarala odredbama Pravilnika vezanim za količinu suve materije bez dodate kuhinjske soli. Najvišu suvu materiju posedovao je uzorak broj 1(25,8%), a najnižu broj 3(21,8%), što je posledica manje količine dodatog šećera. Istovremeno, udeo suve materije iz paradajza se kretao u granicama od 14,3-14-,6%, što je više od minimalno dozvoljene količine po Pravilniku.

Kiselost proizvoda se kretala u granicama od 1,4-1,44 % i doprinosila je harmoničnosti ukusa svih uzoraka, za razliku od kiselosti referentnog kečapa koja je bila znato viša (1,88%).

pH vrednosti uzoraka su se kretale oko 4 i bile su dovoljne da, uz kvalitetno izveden postupak pasterizacije, obezbede željenu trajnost proizvoda.

Svakako najinteresantniji su bili rezultati organoleptičkih ispitivanja, koji su prikazani u tabeli broj 2. Najvišu ukupnu prosečnu ocenu je dobio uzorak broj 3(18 poena), zatim broj 1 (17,1 poen), broj 2 (16,7 poena) i na kraju referentni uzorak (svega 9,7 poena).

Tokom ovih, preliminamih, ispitivanja eksperimentatorima je najveći problem bio kako uskladiti aromatske karakteristike pet upotrebljenih začina tako da se dobije kvalitetan proizvod prijatnog i specifičnog mirisa i ukusa. To je u punoj meri postignuto kod uzorka broj tri koji je za ukus dobio prosečnu ocenu 4,7, a za miris 3,7, od maksimalnih 5, odnosno 4 poena. Ovome su, takodje, pored začina, doprineli i blago nakiseo ukus i miris na vinsko sirće i karakteristike korišćenog koncentrata paradajza.

Uzorak broj 1. je za ukus i miris dobio nešto niže prosečne ocene, a uzrok ovome leži u činjenici da je slast proizvoda za odredjen broj degustatora bila izražena više nego što je to potrebno. Najslabije ocene za ukus i miris dobio je kečap broj 5 koji je od strane ocenjivača bio označen kao „neubedljiv“, jer se ni jednom svojom karakteristikom nije bitnije izdvajao.

Kod sva tri uzorka ocene za boju bile su ujednačene, mada niže od očekivanih s obzirom na jasno izraženu boju korišćenog koncentrata paradajza. Uzrok ovome treba svakako potražiti u „oštrini“ režima pasterizacije koji je primenjen i koji je doveo do neznatnog tamnjenja finalnog proizvoda.

Konzistencija uzoraka je veoma povoljno ocenjena, mada je uzorak broj 2. dobio nešto nižu prosečnu ocenuT Naime, tokom ocenjivanja, nekoliko degustatora je u ovim uzorcima uočilo pojavu peska, što je sigurno posledica nešto slabijeg intenziteta pranja tokom proizvodnje koncentrata.

Ocene za konzistenciju su bile dosta visoke i zbog toga što ni posle 5 meseci skladištenja u uzorcima nije registrovano razdvajanje faza. Zaslugu svakako, pored koncentrata paradajza, ima i upotrebljeni stabilizator, čija se mogućnost primene još uvek nal.azi u fazi industrijskih ispitivanja.

Uporedjivanjem rezultata iz tabele broj 2. vidi se da je referentni uzorak industrijski proizvedenog kečapa inostranog porekla ocenjen daleko slabijim ocenama za pojedine karakteristike od tri eksperimentalna uzorka. Ukus, gorkastokiseo, miris, takodje nakiseo i nedovoljno izražen, smedja boja i suviše tečna konzistencija, uslovili su da ovaj kečap niukom slučaju nije mogao biti konkurentan probnim uzorcima, koji su se odlikovali prijatnim i karakterističnim ukusom i mirisom za ovu vrstu proizvoda, jasno izraženom bojom i homogenom konzistencijom.

Zaključak

Na osnovu svega napred iznesenog mogu se izvesti sledeći zaključci:

– primenjenim recepturama tri proizvedena kečapa u potpunosti se uklapaju u odredbe Pravilnika o kvalitetu proizvoda od voća, povrća i pečurki i pektinskih preparata (Sl. list SFRJ 1/79 i 20/82),
– sva tri kečapa su po organoleptičkim karakteristikama ocenjena boljim ocenama od referentnog uzorka, inostranog porekla,
– najvišu ukupnu prosečnu ocenu (18,0) dobio je uzorak broj 3, nešto nižu uzorak broj 1 (17,1), a još nižu broj 2 (16,7),
– u fabrici „Zora“ − Mol, postoje delimično optimalni uslovi za nesmetanu industrijsku proizvodnju kečapa, jer se kroz dodatne investicije linija mora kompletirati (homogenizator, deaerator, odgovarajuća punilica i zatvaračica),

Na krajju treba još istaći da će se nastavkom eksperimenta proširiti broj postojećih receptura, one istovremeno usavršiti i prilagoditi ukusu, željama i potrebama šireg kruga potrošača.

Voda koja ima znatno veću koncentraciju natrijumovog jona u odnosu na kalcijumov jon ne može se dekarbonizirati krečom.

Upotrebom kvalitetne pare, oslobodjene prisustva kiseonika i ugljen dioksida produžuje se vek trajanja grejnih tela.

„Otpadne vode pogona za preradu voća i povrća − tehnološka rješenja pročišćavanja“ –

I dio − „Djelomično pročišćavanja s ispuštanjem otpadnih voda u gradsku kanalizaciju“

Barbarić, L.
„Teh-projekt“ − Rijeka

1. Vrste i karakteristike otpadnih voda

Pogoni za preradu voća i povrća, različiti po kapacitetu i strukturi prerade, postoje u svim dijelovima zemlje.

Stalnim povećanjem primarne poljoprivredne proizvodnje realno je očekivati daljnjje proširenje i osuvremenjenje preradjivačkih kapaciteta.

U procesu pripreme voća i povrća za preradu ili uskladištenje, te u samoj tehnologiji prerade koristi se voda koja se, iskorištena, javljaju kao tehnološka otpadna voda. U usporedbi s procesnim otpadnim vodama nekih drugih industrija (kožare, rafinerije i sl.) ove iz pogona za preradu voća i povrća ne predstavljaju veću opasnost za okolinu i spadaju u grupu biorazgradjivih otpadnih voda. Ova konstatacija dakako ne isključuje potrebu njihovog pročišćavanja, te gospodarenja vodom u prirodnom procesu.

Prema mjestu nastanka i karakteristikama sve otpadne vode koje nastaju unutar tvorničkog kruga se dijele na slijedeće kategorije:

1.1. Tehnološke (procesne) otpadne vode
1.2. Sanitarno-potrošne (fekalne) otpadne vode
1.3. Oborinske vode

Specifičnosti i karakteristike pojedinih kategorija otpadnih voda se, u najkraćem, mogu definirati ovako:

1.1. Tehnološke otpadne vode nastaju na više mjesta u pogonu i u raznim fazama obrade i prerade, odnosno sanitarnog održavanja. Otpadne vode se javljaju kod:

– prihvata i pranja sirovina
– prerade
– blanširanja
– pranja tehnološke opreme i ambalaže
– pranja proizvodnih prostorija

U pravilu se ove otpadne vode ne razdvajaju, već se pomiješane zajednički izvode iz objekta.

Najčešće su tehnologije tako odabrane da se preradjuju raznorodne sirovine, u slijedu kako pojedine vrste voća i povrća dozrijevaju i kako se dopremaju na preradu. Tim teže je odrediti mjerodavna hidraulička i biokemijska opterećenja, odnosno pojedine veličine su karakteristične samo za odredjeno vremensko razdoblje prerade, pojedinu sirovinu ili kombinaciju sirovina.

Općenite specifičnosti ovih otpadnih voda se mogu, uz uvažavanje različitosti kod pojedinih postupaka prerade itehnologija, definirati ovako:

– Stupanj zagadjenja je osjetno viši u odnosu na kućanske otpadne vode; 1.000-2.000 mgBPJG’l su normalne vrijednosti organskog opterečenja s varijacijama u rasponu 200-5.500 mg BPK^/1.
– Sadrže značajnu količinu otopljenih organskih tvari, primjerice šećera koji lako i brzo fermentira,
– sastav otpadnih voda je neujjednačen, a karakterizira ga prisustvo i celuloze, te nedostatak dušika i potpuno otsustvo fosfora,
– diskontinuiteti i varijacije u dotoku otpadnih voda su jako izraženi; udama opterećenja sa značajjnim koncentracijama organskih zagadjenja su česta. (Sl. 1.)

U grafičkom prilogu (sl.l) dat je pregled varijacija tijekom godine organskih opterećenja otpadnih voda jedne tvomice za preradu povrća. Poteškoće su, dakle, izražene posebice kod izbora tehnologije i dimenzioniranja dijela uredjaja za pročišćavanje otpadnih voda s biološkom fazom obrade.

1.2. Sanitamo32otrošne_otjadne_yode dotječu iz sanitamih čvorova, garderoba s tuševima i kuhinje za pripremu toplih obroka. Sastav ove kategorije otpadnih voda ne razlikuje se značajnije od klasičnih komunalnih, a količina je izravno ovisna 0 broju zaposlenih.

Prosječne vrijednosti specifičnih opterećenja su u granicama:

– hidrauličko opterećenje = 40-60 l/zaposl./dan
– organsko opterećenje bo = 12-20 grBPK5/zap.dan

Ukoliko tvomica ima i restoran društvene prehrane s pripremom obroka specifična opterećenja imaju ove vrijednosti:

hidrauličko opterećenje Qs − 20 l/obroku,dan
organsko opterećenje bs − 25 gr BPK5/obrokUjdan

Maksimalna količina ovih otpadnih voda se javlja u vrijeme odmora i na kraju svake smjene, dok je u preostalom dijelu dana dotok neznatan. Pomoću datih specifičnih opterećenja i broja zaposlenih odredjuje se ukupno dnevno i mjerodavno hidrauličko opterećenje.

1.5. 2122:£i3Ske_vode je, prema mjestu nastanka, a time i stupnju zagadjenja, moguće podijeliti na:
– krovne vode
– vode s manipulativnih površina i parkirališta

Krovne oborinske vode su uvjetno čiste i mogu se ispuštati direktno u recipijent ili gradsku kanalizaciju.

No, oborinske vode treba djelomično pročistiti kada potječu s većih površina, s čvrstim kolnim zastorom, zadržavajući plivajuće (ulja, benzin) i taložive anorganske tvari (pijesak, zemlja).

2. Mjere za smanjena je količine i stupnja zagadjenja otpadnih voda

Iako ova problematika nije predmetom izlaganja, ne može se govoriti o pročišćavanju otpadnih voda, a da se ne istaknu mjere koje, prvenstveno u proizvodnim pogonima, treba poduzeti da. se reduciraju količina i stupanj zagadjenja otpadnih voda.

Iako su u zadnjem desetljeću učinjeni značajni koraci na ovom planu, još ima prostora za daljnje uštede.

Redukcije je moguće ostvariti:

– kod pranjja i -transporta sirovina gdje se upotrebIjena voda recirkulira, a dio transporta se vrši suhom metodom,
– izdvajanjem proizvoda i sadržaja iz otpadnih voda na mjestu nastanka u samom procesu,
– razdvajanjem tokova otpadnih voda iz faza pripreme i prerade sirovina, odnosno ambalaže radi podvrgavanja specifičnim postupcima predtretmana kako bi se dio otpadnih voda mogao recirkulirati, odnosno da se smanji ukupno biokemijsko opterećenje otpadnih voda.

Uz ove tehnološke zahtijeve treba istaknuti i potrebu za tehnološkom dispozicijom u proizvodnim procesima, kao i nužnost upoznavanjja zaposlenog osoblja s ovom problematikom.

3. Potrebni stupanj pročišćavanja otpadnih voda

Iako nije uputno generalizirati niti dati uopćene tipske sheme pročišćavanjja otpadnih voda, u osnovi su prisutna dva osnovna slučaja.

3.1. Otpadne vode se ispuštaju u gradsku kanalizaciju i pročišćavaju s komunalnim otpadnim vodama na centralnom zajedničkom uredjajju; u tom slučaju unutar kruga tvornice je potrebno predvidjeti samo MEHANIČKI PREDTRETMAN tehnoloških otpadnih voda. Generalno rješenje prezentirano je u grafičkom prilogu (sl. 2). (sl. 2.)

3.2. Sve otpadne vode se upuštajju u površinski vodotok ili disponiraju u tlo; tada treba izgraditi uredjaj s MEHANTČKIM I BIOLOŠKIM stupnjem pročišćavanja.

Radi ilustracije u slijedećoj tabeli, uz napomenu da su u pojedinim slučajevima moguća odredjena odstupanja, je dat prikaz raspona vrijednosti pojedinih pokazatelja zagadjenja, te maksimalne dozvoljene koncentracije (MDK) i vrijednosti za ispuštanjje otpadnih voda u gradsku kanalizaciju, odnosno prirodne recipijente.

Tablica br. 1: PARAMETAR Otpadna voda PEDK za ispust MDK za ispust

• iz tvornice
• (1) u vodotok
• (2) u kanalizaciju
• (5)
• 1. pH-faktor 4,0-12,0 6,5-8,5 6,0-9,0
• 2. suspendirane tvari (mg/l) 1/0-1.200 50 1.000
• 3. BPK5 (mg/l) 200-5.500 do 3.000-1.000

vrijednosti iz kolone (2) odnose se na površinske vodotoke II kategorije; kod strožih zahtjeva za kvalitetom efluenta nužno je predvidjeti i tercijarno pročišćavanje („polishing“)

granične vrijednosti pokazatelja iz kolone (5) su samo okvirne; za svaki konkretni slučaj ih treba provjeriti i prilagoditi lokalnim uvjetima i posebnim zahtijevima.

Povremeno jače izražena obojenost tehnoloških otpadnih voda ne zahtijeva posebnu obradu, jer je riječ o prirodnim bojama koje se gube već kod odnosa miješanja 1:20 s komunalnim otpadnim vodama, odnosno iščezavaju u postupcima biološke razgradnje.

4. Mehanički predtretman otpadnih voda

Često ponavljani općeniti uvjet da tehnološke otpadne vode u postupku mehaničkog predtretmana treba „pročistiti do kvalitete gradskih otpadnih voda“ je netočan, nestručan i ekonomski neodrživ. Organsko opterećenje, izraženo kroz vrijednost BPK5, te obojenost i miris nisu ograničavajući faktori za ispuštanjje u gradski kolektor.

Zadaća mehaničkog predtretmana je da se iz tehnoloških otpadnih voda izdvoje svi sadržaji koji

– dovode do taloženja duž kanala smanjujući tako protjecajni profil uz povećanje troškova održavanja kanalizacijske mreže,
– otežavaju ili usporavaju procese pročišćavanja na centralnom uredjaju,
– oštećuju materijal kanalizacijskih cijevi, stvaraju neugodne mirise i eksplozivne plinove.

Ostaci voća i povrća, zadržani u postupku predtretmana, se mogu koristiti za ishranu stoke: U nedostatku takve mogućnosti odvoze se na deponij i kod daljnje obrade imaju tretman gradskog smeća.

U mehaničkom stupnju pročišćavanja potrebno je, dakle, učiniti slijedeće:

– izdvojiti sve krupnije organske sadržaje (ostaci voća i povrća, peteljke),
– zadržati taložive anorganske sadržaje (pijesak, zemlja), te etikete od pranja povratne ambalaže,
– korigirati vrijednost pH-faktora,
– ujednačiti otpadne vode po količini i kvaliteti

4.1. Izdvajanje krupni.jih organskih sadržaja

U najkraćem su izložena alternativna ili kombinirana rješenja temeljena na realnoj ponudi hidromehaničke opreme domaće proizvodnje. Svaki tip influenta, kao i dispozicijske mogućnosti zahtijevaju prethodnu analizu vodeći računa o efektima rada opreme, investicijskim ulaganjima i energetskim troškovima.

U osnovi nema razlika u kvaliteti hidromehaničke opreme date u ovom prikazu već samo u prikladnosti za svaki pojedini slučaj posebice.

4.1.1. kino ležeće sito je jednostavan uredjaj za efikasno zadržavanje krupnijih sadržaja. Kod ove kategorije otpadnih voda primijenjuju se sita promjera perforacija 0 2,0 mm (alternativno 0 5,0 mm), što rezultira prihvatom svih sadržaja većih od 0 1,0 mm. Rotirajućom četkom se ovi sadržaji bočno prebacuju u sabirni kontejner (sl.5.). (sl. 5.)

Kapacieti finih sita iznose do Q= 2001/sek, a instalirane snage pogonskog sklopa su male, od 0,25 kW do 1,10 kW.

4.1.2. Lučno sito je iste namjene kao i fino ležeće sito. Predvidjeno je za ugradbu u otvorenim kanalima (sl.4.) i koristi se za manje protoke. (sl. 4.)

4.1.5. Lučno zakrivl.-jeno sito je uredjaj bez pokretnih dijelova. Često se primijenjuje upravo u pogonima za preradu voća i povrća. Otpadne vode se prelijevaju preko paralelno fiksiranih profiliranih šipki specijalnog oblika s konusnim završetcima. Organski sadržaji gravitacijski padaju u prihvatni kontejner, dok tekući dio kroz šipke otječe na daljnju obradu. Princip rada zakrivljenog sita je vidljiv iz sl. 5. (sl. 5.)

Kapaciteti tipske opreme ovog tipa iznose do Q=220 m5/h«

4.1.4. Automjtska rešetka ima svijetle otvore od b = 20 mm (najfiniji tip rešetke) do b = 60 mm. Koristi se samo za izdvajanje krupnijih sadržaja i kada je potrebno fino sito zaštititi od mehaničkih oštećenja. Osim kod posebnih zahtjeva ovaj tip ne nalazi češću primjenu u postupcima predtretmana tehnoloških otpaćnih voda iz pogona za preradu voća i povrća.

4.1.5. Kombinirana rešetka – sito predstavlja kombinaciju automatske rešetke i finog ležećeg sita, objedinjenih u jedan zajednički uredjaj sa zajedničkom osovinom i pogonskim dijelom (sl.6). Zadržani sadržaji na rešetki i finom situ se kontinuirano čiste. Kapaciteti ovog tipa uredjaja dosežu do Q = 150 1/sek s instaliranim snagama do N = 1,10 kW. (sl. 6.)

Zbog mogućnosti začepljenja finog sita i svijetlih otvora lučnog zakrivljenog sita sjemenkama i Ijušturama preporuča se povremeno pranje vodenim mlazom. Iskustveni podatak je da ovu opremu treba birati za nešto veća hidraulička opterećenja od onih datih tehnološkim projektom kako bi se izbjegle poteškoće (zagušenost uredjaja i prelijevanje vode, dakle i lošiji efekti rada) kod udamih nekontroliranih dotoka.

4.2. Taloženje anorganskih čestica

Opće pravilo kod izgradnje mehaničkih predtretmana je da zadržavanje otpadne vode u uredjaju bude čim kraće, a odabrana tehnološka shema obrade otpadnih voda toliko jednostavna da se održavaju uredjaja može povjeriti priučenom osobIju. Drugačiji pristup rješavanju ovog problema u praksi rezultira visokim ulaganjima, te slabim ili nikakvim efektima rada.

Ponekad je moguće izbjeći izgradnju taložnice, no često je ona neophodna. Umjesto klasičnih taložnica kružnog ili pravokutnog tlocrtnog oblika sve više se koristi, zbog efekata taloženja i smanjenja dimenzija objekta, taložnica kombinirana s paketima trapeznih ploča poznatih u tehničkoj literaturi kao TPS-separatori. Osnovni princip rada vidljiv je iz sl. 7. (sl. 7.)

Veće i brže taložive čestice se odmah talože na dno bazena. Otpađna voda potom protječe u ulaznoj struji, izmedju paralelno postavljenih valovitih ploča trapeznog oblika vala. U uvjetima laminamog tečenja izmedju ploča dolazi do razdvajanja tekućine i teže taloživih anorganskih čestica zbog razlika u specifičnim težinama.

Valovite ploče su objedinjene u paket dimenzija l,0mxl,0mxl,8m postavljen pod kutom 45°-50° prema horizontali, te talog „klizi“ duž ploča u produbljeni dio taložnice.

Jedan TPS-separator je dimenzioniran na prosječno hidrauličko opterećenje od Q = JO mj/h. Toleriraju se, ,bez značajnog pogoršanja efekata taloženja, udama opterećenja i do Q = 60 mj/h.

Vrijedi istaknuti da se montiranjem TPS-separatora objekti za taloženje smanjuju 10-ak puta u odnosu na taložnice klasičnog tipa.

Talog se povremeno prazni prenosivom kanalizacijskom pumpom (N = 1,0 kW) i odlaže. Posebnih zahtijeva za obradom ovog taloga nema.

4.5. Egalizacija otpadnih voda

Ukoliko je pogon za preradu voća i povrća značajnijih kapaciteta, a u tome i lociran u manjem naselju, odnosno ako je prihvatni kanalizacijski kolektor male propusne moći treba računati s izgradnjom egalizacijskog ba’zena.

Sve tehnološke otpadne vode se nakon prethodno opisanog postupka mehaničkog predtretmana ispuštaju u egalizacijski hazen dimenzioniran za prihvat otpadnih voda jedne radne smjene.

Da se spriječi nekontrolisana razgradnja organske tvari u anaerobnim uvjetima, te ujednači kvaliteta influenta iz različitih faza prerade, sadržaj egalizacijskog bazena se intenzivno miješa uz unos zraka. Zbog promjenljivog nivoa vode u egalizacijskom bazenu miješanje se najlakše osigurava primjenom površinskih aeratora u plivajućoj izvedbi. Specifična energija potrebna za održavanje turbulentnog stanja u bazenu iznosi 50 W/m3.

Miješanjem otpadnih voda i ujednačenjem njihove kvalitete u pravilu otpada potreba za dodatnom korecijom pH-faktora.

5. Zaključak

U izlaganju je dat pregled kategorija otpadnih voda koje se javljaju u pogonima za preradu voća i povrća, njihove karakteristike i rasponi opterećenja. Kada postoji mogućnost priključenja ovih otpadnih voda na gradsku kanalizaciju potrebno je unutar proizvodnog pogona tehnološke otpadne vode podvrći mehaničkom predtretmanu. Dat je pregled mogućih tehnoloških rješenja i karakteristike hidromehaničke opreme koja nalazi primjenu kod ovakvih uredjaja.

„Otpadne vode pogona za preradu voća i povrča − tehnološka rješenja pročišćavanja“

II − dio − „Kompleksno pročišćavanje s ispuštanjem otpadnih voda u vodotok ili tlo“

Barbarić, L.
„Teh-projekt“ − Rijeka

1. Polazni pokazatelji za izbor riješenja pročišćavanja

Kada je proizvodni pogon smješten u agrarnom ili ruralnom području bez mogućnosti priključenja otpadnih voda na komunalni kanalizacijski sistem nužno je pribjeći izgradnji vlastitog uredjaja za pročišćavanje.

Sve tehnologije i postupci biološkog pročišćavanja koriste kod obrade komunalnih otpadnih voda mogu se, uz uvažavanje odredjenih specifičnosti, primijeniti i za tretman otpadnih voda pogona za preradu voća i povrća.

Sanitarno-potrošne otpadne vode će se, takodje, pročišćavati na zajedničkom uredjaju s tehnološkim. Da bi se izbjegle neugodnosti u održavanju finog sita ili lučnog zakrivljenog sita, preporuča se da se prethodno izdvoje lako taloživi sadržaji iz sanitamo-potrošnih otpadnih voda (feces, papir).

Prihvatljivo je na liniji ovih voda, a prije zajedničkog uredjaja, izgraditi taložnicu s kratkotrajnim retencioniranjem (50 minuta). Tekući dio sanitamo-potrošnih otpadnih voda se potom uključuje izravno na biološki stupanj prečisćavanja zajedničkog uredjaja. Shematski prikaz generalnog rješenja prikazan je na grafičkom prilogu (sl. 1). (Sl. 1.)

Mehanički predtretman tehnoloških otpadnih voda ostaje neizmjenjen, dakle jednak rješenju kada je recipijent ovih otpadnih voda gradska kanalizacija.

Uz uvažavanje karakteristika i specifičnosti otpadnih voda pogona za preradu voća i povrća iznijetih u I dijelu, na izbor tehnologije pročišćavan ja utječu i slijedeći elementi:

– uvjetovani efekt pročišćavanja otpadnih voda,
– raspoloživa površina za izgradnju uredjaja,
– cijena zemljišta, pedološke i geomehaničke karakteristike terena,
– realne mogućnosti domaće strojogradnje u ponudi hidromehaničke opreme,
– energetski pokazatelji,
– (ne)mogućnost zapošljavanja ohučenog osoblja za održavanje uredjaja

Prema generalne preporuke za izbor tehnološkog rješenja pročišćavanja, niti univerzalne najpogodnije solucije. Svaka lokacija, svaki proizvodni pogon zahtijevaju prethodnu stručnu i savjjesnu analizu. Na žalost, često nema „sluha“, novaca, vremena i razumijevanja za preliminama istraživanja i usporedbene varijente. Rezultat je unaprijed poznat-izgradnja alibi uredjaja za ishodjenje vodoprivredne suglasnosti i dobivanjje gradjevinske dozvole.

Prisustvo šećera u otpadnim vodama, te nedostatak fosfora, dušika i dušičnih spojeva pogoduju rastu vlaknastih bakterija koje provociraju pojavu t.zv. „plivajućih muljeva“. Do sada ova pojava nije zadovoljavajuće rasvijetljena u stručnoj literaturi i predmetom je daljnjih istraživanja.

Za sam proces biokemijske razgradnje organskog zagadjenja ovih i sličnih otpadnih voda potrebno je dodavati mješavinu amonijevog sulfata i fosfata.

Da se osiguraju uvjeti za uspješnu biokemijsku razgradnju organskog zagadjenja ovih i sličnih otpađnih voda potrebno je izvršiti doziranje otopine hranjivih soli (amonijev sulfat i fosfati). Optimalni uvjeti za pročišćavanje osigurani su kada je u otpadnim vodama uspostavljen slijedeći odnos zagadjenja i hranjivih soli:

BPK5 : NH+ : P − 100:5:1

Priključenjem sanitarno-potrošnih otpadnih voda tehnološki odnos zagadjenja i hranjivih soli se nešto poboljšava, no ne bitno, te se ne može izbjeći potreba za doziranjem otopine hranjivih soli.

2. Biološki prokapnici s plastičnom ispunom

Od kada je kamena ispuna u klasičnim biološkim prokapnicima zamijenjena plastičnom ovaj tip uredjaja za biološko pročišćavanje otpadnih voda je ponovno stekao vrlo široku primjenu, prvenstveno kod obrade otpadnih voda prehrambene industrije. Plastičnu ispunu karakterizira mala specifična težina i visok postotak šupljina, dakle omogućena je izgradnja visokih prokapnika (do 5 m) s velikim specifičnim organskim opterećenjima vijednosti 2-4 kg BPK5/m2 ispune, dan.

Visoka cijena plastične ispune je praktički jedini limitirajući faktor za još značajniju primjenu ovog tipa bioloških filtera.

Podrobnom analizom energetskih pokazatelja − riječ je o energetski najjeftinijem postupku biološkog pročišćavanja − može se utvrditi da su povećana investicijska ulaganja u plastičnu ispunu anulirana za 4-6 godina eksploatacije uredjaja.

Princip rada biološkog prokapnika je ovakav: otpadne vode, nakon mehaničkog predtretmana, dotječu u pumpnu stanicu s kanalizacijskim pumpama koje podižu vodu na vrh prokapnika i preko rotirajućeg distributora se jednoliko razlijevaju po gornjoj površini stupa ispune. Procjedjivanjem otpadnih. voda preko ispune, uz stalno strujanje zraka kroz tijelo prokapnika, na površini profilisane plastične ispune formira se biološki film s aerobnim bakterijama.

Uz vrlo stalan proces biološke razgradnje na prokapniku, ne odviše osjetljiv na promjene kvalitete influenta i nešto niže vrijednosti pH-faktora, na jednom stupnju je moguće osigurati efekt pročišćavanja do najviše 70%.

Uz iznijete glavne značajke ovog tipa uredjaja treba posebno podvući jednostavnost pogona i održavanja, te malu angažiranu površinu za njegovu izgradnju.

Traženu kvalitetu efluenta za ispuštanje u II kategoriju vodotoka nije moguće postići samo na I stupnju prokapnika, te moguće primjeniti ovakve kombinacije rješenja:

– prokapnik I stupnja + prokapnik II stupnja
– prokapnik + aerirana laguna
– prokapnik + bioaeracija s aktivnim muljem
– prokapnik + kišenje (prskanje) na poljoprivredne površine

Razvijena shema uredjaja za pročišćavanje s prokopnicima I i II stupnja prikazana je na sl. 2. (sl. 2.)

3. Aerirane lagune

Jednostavnost postupka pročišćavanja u našim prilikama predstavlja i garanciju efikasnosti. Jedan od takvih postupaka je i primjena aeriranih laguna. U investicijskom pogledu lagune predstavljaju pogodno rješenje, posebice kada se mogu, zahvaljujući karakteristikama tla, graditi bez posebne zaštite dna i pokosa. Preduvjet za njihovu izgradnju je i postojanje raspoloživih površina za njihovu izgradnju aktivnim muljem.

Ovaj se, naime, ne recirkulira, već se otpadne vode podvrgavaju višednevnoj aeraciji. Popularna su u praksi dva osnovna rješenja:

– U aeriranoj laguni je predvidjeno i taloženje mulja na njeno dno; prostor za mulj je dimenzioniran na 50%-tnu godišnju količinu.
– Sva biomasa u aeriranoj laguni se miješanjem održava u turbulentnom stanju, a izdvajanje i taloženje muIja je predvidjeno u posebnom bazenu.

Za aeraciju se, u pravilu, koriste površinski aeratori u plivajućoj izvedbi, jer su prilagodljivi promjenama nivoa vode u laguni (ili lagunama), čime je osigurana fleksibilnost rada sistema za pročišćavanje uvjetovana promjenama opterećenja influenta. Propelemi tip površinskog aeratora je prikazan na sl. 5. (sl. 3.)

Primaena aeriranih laguna je posebno prihvatljiva kod pročišćavanja otpadnih voda pogona za preradu voća i povrća, jer ih je moguće podijeliti na polja koja su u paralelnom radu ili u seriji. Jedno od polja se dimenzionira na prihvat prosječnog, dominantnog opterećenja, dok se drugo poIje ili više polja uključuje u rad za prihvat udarnih opterećenja koja mogu biti kratkotrajna, no koja se, takodje, mogu javljati i kroz nekoliko tjedana.

4. Dispozicija na poljoprivredne površine

U nekim zemljama, posebice u SAD, rasprostranjena je praksa nanošenja otpadnih. voda, nakon provedenog mehaničkog predtretmana na poljoprivredne površine. Ovajj najstariji, ali efikasan, postupak dispozicije otpadnih voda zahtijeva provedhu niza prethodnih i istražnih radnji prije donošenja odluke da bi se uopće i može primjeniti, odnosno pod kakvim uvjetima.

Samo dobrim poznavanjem svih elemenata sistema i otpađne vode-tlo-poljoprivredne kulture moguće je utvrditi sve uvjete za efikasno pročišćavanje otpadnih voda bez degradiranja tla, uništenja kultura ili zagadjenja podzemnih voda. Detaljnom prethodnom studijom klimatskih uvjeta, karakteristika tla i kultura moguće je stvoriti ravnotežu izmedju potrebe za organskim tvarima, njihovoj razgradnji u tlu i aimilaciji.

Mulj dobiven u procesu biokemijske razgradnje otpadnih voda, posebno kod postupaka s produženom aeracijom ili kod aeriranih laguna je razvijen u sitne flokule, teško se taloži i dehidrira. Nema, u praksi, nikakve zapreke da se skupi postupak pripreme mulja za dehidraciju, kao i sama dehidracija zamijene jednostavnom, jeftinom i korisnom metodom razastiranjem na poljoprivredne površine.

Primjena jednostavnih i u praksi osvjedočenih kao efikasnih metoda pročišćavanja iziskuje i najduže proceduralne rasprave s nadležnim institucijama oko ishodjenja suglasnosti.

Naizgled paradoksalna situacija ima uzrok u nedovoljnim ulaganjima u prethodne analize i istraživanja koja se, nema sumnje, višekratno isplati tokom višegodišnje eksploatacije sistema za pročišćavanje.

5. Zaključak

Predočen je dio tehnologija i postupaka pročišćavanja otpadnih voda u slučajevima kada je recipijent vodotoka ili se, pak, otpadne vode moraju upuštati u tlo. Za svaki konkretni slučaj posebno treba, uz definiranje količina i karakteristika otpadnih voda, posebno valorizirati uvjete lokacije. Izradom preliminamih altemativnih rješenja, uz nužne istražne radove, omogućavaju se uštede u industrijskoj izgradnji i troškovima pogona u višegodišnjoj eksploataciji.

Ispitivanje rada i eksploatacije sistema za prečišćavanje otpadnth voda

Markov Dragica
„Bratstvo Jedinstvo“, Bačko Gradište

Onečišćenja otpadnih voda u tehnološkom postupku sušenja povrća čine rastvoreni, nerastvoreni i koloidno rastvoreni sastojci. Količina nečistoća kod prerade povrća dostiže 12-55% od mase sirovine i u otpadnu vodu dospeva prilikom pranja plodova, parnog Ijuštenja, blanširanja, pranja izrezane sirovine i redovnog održavanja higijene pogona. Otpadna voda time postaje bogata organskim sastojcima koji lako podležu truljenju uz pojavu vrlo neprijatnih mirisa. Pored toga otpadna voda nosi sa sobom izvesnu količinu sedimentnih materija koje opterećuju sistem, a koje se ne razgradjujju u procesu prečišćavanja otpadnih voda. Očuvanje čovekove okoline nametnulo je potrebu prečišćavan ja otpadnih voda pre nego što se iste upuste u vodotokove. Minimalni stepen prečišćenosti koji je za odredjenu kategoriju otpadnih voda propisan pravilnikom o zaštiti voda obezbedjuje se primenom odgovarajućih postupaka prečišćavanja otpadnih voda.

Za potrebe fabrike sušenog povrća „BAG“ u B. Gradištu izradjen je uredjaj za prečišćavanje otpadnih voda sa primenom biooksidacije na lagunama (trulištima). Višegodišnjom eksploatacijom sistema došlo je do funkcionalnih poremećaja sistema do te mere da je dalja eksploatacija postala neefikasna.

Sistem za prečišćavanje otpadnih voda

Sistem zaprečišćavanje otpadnih voda sa svojim osnovnim elementima prikazan je šematski na Slici br. 1.

Šematski prikaz uredjaja za prečišćavane otpadnih voda

1. Gruba rešetka
2. Taložnik
3. Crpna stanica
4. Anaerobna laguna
5. Aerobna laguna

U procesu prečišćavan ja otpadne vode dolazi do promena fizičko hemijskih karakteristika ulazne otpadne vode u sistem. Standardnim metodama analize utvrdjen je sastav otpadne vode uzorkovane na karakterističnim mestima u sistemu kako bi se dobio podatak o promenama sastava vode tokom prečišćavanja. Rezultati analiza prikazani su u Tabeli br. 1 i čine statistički prosek sastava otpadne vode: I pre ulaska u sistem za prečišćavanje otpadne vode; II nakon prolaska kroz mehanički prečistač (gruba rešetka i hvatač peska) tj. na ulivu u anaerobnu lagunu; III posle anaerobnog prečišćavanja odnosno na mestu uliva u „aerobnu lagunu; IV na mestu izliva iz sistema (nakon potpunog prečišćavanja koji omogućuje sistem). Zbog preglednosti tabele uzorci su označeni brojevima po redosledu koji je prethodno naveden.

Tabela br. 1 Sastav otpadne vode

Izostavljeno iz prikaza

• UZORAK pH
  HPK (K2Cr2O7) O2 mg/l
  I 6,7 1405,8
  II 6,7 1168,2
  III 7,1 603,9
  IV 7,1 554,4
• UZORAK pH
  BPK5
  O2 mg/l
  I 6,7 808,7
  II 6,7 561,2
  III 7,1 435,0
  IV 7,1 573,2
• UZORAK pH
  isparni ostatak mg/l
  I 6,7 6259
  II 6,7 3504
  III 7,1 1361
  IV 7,1 1232
• UZORAK pH
  gubitak žarenjem mg/l
  I 6,7 1331
  II 6,7 1058
  III 7,1 698
  IV 7,1 675
• UZORAK pH
  sedimen. Azotne NH4 mat.
  mg/l b mat. mg/l mg/l
  I 6,7 22 ili 56 ili 3,85
  II 6,7 10 ili 50,4 ili 2,0
  III 7,1 0,1 ili 22,4 ili 1,4
  IV 7,1 0,1 ili 22,4 ili 0,9

Odnos hemijske potrošnje kiseonika i biohemijske potrošnje kiseonika kod uzorka I ukazuje da je otpadna voda tehnološkog postupka sušenja povrća pogodna za biohemijsko prečišćavanje. Medjutim, stepen zagadjenosti otpadne vode fabrike „BAG“ nakon prolaska vode kroz uredjaj za prečišćavanje otpadnih voda je iznad zakonom predvidjenog. Visok sadržaj sedimentnih materija u neprečišćenoj vodi veoma malo se menja prolaskom otpadne vode kroz taložni kanal (hvatač peska). Do potpunog taloženja sedimentnih materija dolazi u delu lagune koji se nalazi u neposrednoj blizini uliva otpadne vode u aerobnu lagunu. Osnovni uzrok koji je doveo do funkcionalnih poremećaja sistema za prečišćavanje otpadnih voda je zemlja koja se spira sa plodova i koja se u obliku sedimentnih materija otpadnom vodom transportuje u anaerobnu lagunu. Količina zemlje koja je višegodišnjom eksploatacijom uredjaja za prečišćavanje otpađnih voda dospela u anaerobnu lagunu je toliko velika da je jedan deo lagune bio potpuno isušen i ispunjen zemljanim slojem. Da se radi o zemljanom mulju obogaćenom organskim materijalom i fosfornim jedinjenjima zaključeno Je na osnovu analiza uzoraka uzetih iz lagune. U Tabeli br, 2. pored sastava mulja dat je i sastav zemljišta uzorkovanog sa parcele koja je 3000 m udaljena od lagune.

Tabela br. 2. Sastav zemljišta

Izostavljeno iz prikaza

• UZORAK PH u vodi
  zemljište sa parc. 7,66
  mulj (1) 7,12
  mulj (2) 7,13
  mulj (5) 7,12
• UZORAK PH u KCl
  zemljište sa parc. 7,60
  mulj (1) 7,05
  mulj (2) 7,02
  mulj (5) 7,02
• UZORAK Ukupan N2 (%)
  zemljište sa parc. 0,278
  mulj (1) 0,541
  mulj (2) 0,529
  mulj (5) 0,568
• UZORAK Humus (%)
  zemljište sa parc. 4,66
  mulj (1) 7,25
  mulj (2) 7,11
  mulj (5) 7,88
• UZORAK Fosfor (P2O5) (mg/100 g)
  zemljište sa parc. 55,6
  mulj (1) 67,4
  mulj (2) 71,5
  mulj (5) 72,8
• UZORAK K2O (mg/l00 g)
  zemljište sa parc. 26,58
  mulj (1) 87,62
  mulj (2) 89,18
  mulj (5) 89,91

Rezultati su pokazali ćla je isušeni ćleo mulja u onom delu lagune gde je nanos zemlje bio iznad nivoa vode visoko plodno zemljište. Koristeći se tim podatkom uz još neke dodatne provere strukture terena i nivoa podzemnih voda izvršeno je čišćenje anaerobne lagune od zemljanog mulja koji je upola smanjio kapacitet uredjaja za prečišćavanje otpadnih voda. Da bi se smanjila zagadjenost otpadne vode zemljom i nepotrebnim organskim zagadjenjima predložena je gradnja bazena za grubo pranje sirovine, umesto rekonstrukcije i povećanja radnog kapaciteta hvatača peska. Iz bazena bi se muljnom pumpom izvlačio zemljani mulj isto onako kako se to sada radi kod pražnjenja postojećeg hvatača peska. Time bi se otpađne vode oslobodile većeg dela sedimentnih materijala. U kriznim periodima kada se sa sirovinom doprema 20-50% zemlje rasteretili bi se uredjaji iz proizvodnog procesa suvišnog opterećenja koje trpe preradom sirovine neuslovnog kvaliteta (zbog nedovoljnog pranja sirovine ometa se rad parnog ljuštača, a noževi rezalica se ubrzano habaju). Da bi se smanjio sadržaj organskih zagadjenja u otpadnoj vodi potrebno je ispod ispusta otpadaka oba parna Ijuštača postaviti rešetkaste kontejnere manjih dimenzija i sa jednostavnim pražnjenjem sadržaja. Pored toga potrebno je stvoriti naviku da se tokom proizvodnje otpadni materijal koji se na bilo koji ekonomičan način može sakupiti ne baca u otpadnu vodu.

Realizacijom predloženih mera i postupaka smanji će se zagadjenost otpadne vode tehnološke proizvodnje sušenog povrća da će postojeći sistem za prečišćavanjje otpadne vode u potpunosti zadovoljiti nameni.

Zaključak

Samo pravilnim izborom postupka i odgovarajuće opreme koji su po svojjoj nameni pogodni za prečišćavanje odredjene kategorije otpadnih voda moguće je efikasno prečišćavanje otpadnih voda.

Ponekad je za otklanjanje nedostataka sistema za prečišćavanje otpadnih voda ekonomičnije uvesti izmenu u proizvođnom procesu gde to tehničke mogućnosti dozvoljavaju, nego izvršiti rekonstrukciju sistema za prečišćavanje.

Koncepcijsko rešenje linije za preradu graška od 5 t/h

Petković, M., Mladenović, M.
„Mašinoteks“, Leskovac

I. Uvod

U ovom radu sažeto je opisano kontinualna linija za smrzavanje graška. Linijja je prošle godine projektovana u projektnom birou „MAŠINOTEKSA“, a ove godine i u praksi primenjena (1985).

Do ovakvog koncepcijskog rešenja došlo se na osnovu iskustva proizvodjača graška u svetu i mišljenja jugoslovenskih tehnologa.

Linija se sastoji od sledećih mašina i uredjaja:

1. Erihvatni bunker MTL − 110
2. Kofičasti elevator MTL − 155
3. Platforma
4. Vazdušni separator MTL − 152
5. Klotacija graška MTL − 178
6. Hidro-transport sa pumpom
7. Odvajač vode MTL − 148/A
8. Platforma
9. Blanšer MTL − 104
10. Transporter za hladjenje MTL − 144/A
11. Inspekcioni transporter MTL − 144
12. Elevator za tunel ŽE − 767

Kompletna linija ugradjena je u „Flori“ iz Bečeja a delimična u „Kulpinu“ iz Novog Sada.

Kompletna linija prikazana je na slici − 1.

II. Opis mašina koje ulaze u sastav linije

2.1. Bunker za doziranje slika − 2 konstruisan je tako da oomogućava veoma lako prihvatanje proizvoda sa svih prevoznih sredstava koja mogu da vrše takozvano „kipovanje“. Iz tih razloga bunker se ili ukopava u zemlju ili se postavIja nepokretna masivna platforma pored njega, ako se ne ukopava. Proizvod pada na transportnu traku čija se brzina reguliše varijatorskim pogonom. Brzina trake zavisi od vrste povrća i kapaciteta linije na kojoj je bunker postavljen. Povezivanje bunkera sa linijom vrši se preko elevatora. Da bi se sprečilo zagušenje odnosno naglo obrnšavanje proizvoda na prihvatni elevator ugradjena je obrtna viljuška koja skida postepeno povrće i nanosi na elevator. Masivno postolje daje stabilnost mašini i nosivost. Transportna traka obložena je gumiranim ciradnim platnom koja sprečava propadanje i gnječenje sitnog povrća. Rasipanje povrća prilikom kipovanja sprečava pokretna platforma (5) koja se prislanja uz samo transportno sredstvo. Prihvatna zapremina bunkera je 12 m .

Sl. − 2 Šematski prikaz bunkera za doziranje

Izostavljeno iz prikaza

2.2. Vazdušni separator koristi se za čišćenje graška, pasulja, boranije itd. gde je potrebno odvajanje stranih tela, prljavštine Ijuske, listova i svih primesa koje su lakše od proizvoda. Vazdušni separator radi na principu lebdenja nečistoća u vazdušnoj struji. Na početku procesa prerade odredi se tačka lebdenja proizvoda koji se čisti i preko varijatora (1) malo smanji pritisak odnosno protok vazduha visokopritisnog centrifugalnog ventilatora da bi se izbeglo lebdenje samog proizvoda. Time se u delu za provejavanje vrši odvajanje neupotrebljivih primesa malih težina.

Regulacijom broja obrtaja ventilatora može se učinak čišćenja veoma tačno odrediti za svaki proizvod bio on vlažan ili suv.

Na slici − 5 data je skica separatora.

Postolje je uradjeno od konstrukcionog čelika na kome je smeštena komora za prečišćavanje (5) u kojoj ventilator (2) uduvava vazduh. Dovod proizvoda vrši se preko vibrajućeg dozatora (5) koji prima pogon od vibratora (4).

Sl. 3 − Vazdušni separator

Izostavljeno iz prikaza

2. J. Na slici − 4 prikazan je uprošćen izgled flotacije graška. Grašak se uz jak mlaz vode preko usipnog koša (1) doprema u kadu za flotaciju graška (2). Kada za flotaciju ima specijalni oblik sa pregradama podešenih za što bolje barbutiranje vode zajedno sa nečistim graškom. Protok vode obezbedjuje pumpa (8) i iznosi oko 60 m5/h. Voda kruži zatvorenim sistemom i to: kroz flotacionu kadu (2), malog bubnja za izdvajanje lakših delića (6), velikog bubnja (4) i ponovnog vraćanja u sabirnu kadu (7).

Barbutiranjem omogućeno je isplivavanje na površinu vode lakših primesa, naupotrebljivog graška i mahune koji se preko prelivnog šibera odvode u mali bubanj gde se izdvajaju od vode. Voda se vraća u sabirnu kadu a otpadak ispada na kraju malog bubnja.

Teži delići mahune i grašak zajedno sa strujom vode iz flotacione kade (2) odvode se u veliki bubanj (4). Veliki bubanj sastoji se iz dva dela i rotira. Prvi deo bubnja na-pravljen je od uzdužnih šipki, tako da je uz jake vodene tuševe omogućeno ispiranje graška i propadanje primesa užih od prečnika graška. Ove primese sprovode se u mali bubanj a grašak i krupniji delići odlaze u drugi deo bubnja.

Ovaj deo bubnja je isperforiran otvorima 0 12 kroz koje propada grašak u kadi za hidro-transport (5) odakle se dalje transportuje. Time je omogućeno odvajanje upotrebljivog graška od ostalih neupotrebljivih primesa.

Na kraju drugog dela bubnja postavljena je zavojnica koja sprečava brzo prolaženje graška zbog nagiba celog bubnja.

Preostala mahuna i krupnije primese izlaze na kraju velikog bubnja.

Sl. 4 − Flotacija graška

Izostavljeno iz prikaza

2.4. Odvajač vode prikazan je na slici − 5, namenjen je za odvajanje vode od proizvoda koji je prethodno transportovan vodenim transportom.

Preko usipnog koša (1) roba sa vodom dolazi u perforirani bubanj (2) gde voda prolazi kroz otvore koji su manji od veličine proizvoda. Zavojnica u unutrašnjosti bubnja gura proizvod na usipni levak. (5). Odstranjena voda skupljja se preko sabirne kade (4) i dalje vodi po potrebi.

Postolje mašine izradjeno je od konstrukcionog čelika sa mogućnošću podešavanja visine.

Svi delovi mašine koji dolaze u dodir sa proizvddom ižrađ’jeni su od nerdjajućeg materijala.

Sl. 5 − Odvajač vode

Izostavljeno iz prikaza

2.5. Rotacioni blanšer MTL − 104 slika − 6 preko usipnog koša (1) prihvata proizvod koga zahvata spirala (2) postavljena po unutrašnjosti perforiranog bubnja (3).

Lopatice (4) iznose blanširani proizvod na transportnu traku (5) gde se vrši delimično hladjenje proizvoda. Perforirani bubanj delimično je zaronjen u vreloj vodi koja se nalazi u spoljašnjem bubnju (6).

Vreme blanširanja zavisi od brzine rotiranja bubnja (3) a koja se reguliše preko varijatora (10). Rotacija bubnja obavlja se preko točkića (7) smeštenih na ramnoj konstrukciji (8).

Kapacitet mašine zavisi od vrste proizvoda odnosno od potrebnog vremena blanširanja i kreće se od 1 − 7 minuta. Po dogovoru sa kupcem vreme blanširanja može biti i u drugim granicama.

Sl. 6 − Šematski prikaz rotacionog blanšera

Izostavljeno iz prikaza

2.6. Povezivanje ovih mašina i uredgaja može “biti klasičnim elevatorima i transporterima ili hidrotransportom.

Transportna traka može biti od PVC, gume i plastičnih članaka. Izuzetak je kofičasti elevator čije kofice mogu biti izradjene od pocinkovanog lima ili od nerdjajućeg lima.

Postolja elevatora i transportera rade se od konstrukcionog čelika, mada po dogovoru može i od nerdjajučeg čelika.

Njihov pogon može biti varijatorski ili sa motorreduktorom sa dogovorenom brzinom trake.

Cevi hidrotransportera mogu biti od PVC-a ili od nerdjajućeg lima.

Svi delovi mašina koji direktno dolaze u dodir sa proizvodom napravljeni su od nerdjjajućeg čelika, plastike ili gume koja je atestirana za upotrebu u prehrambenoj industriji.

Ovom linijom „Mašinoteks“ je dopunio svoj bogat proizvodni program u proizvodnju opreme za preradu voća i povrća.

– Za hladnjače proizvodimo kompletne tehnološke linije za preradu: jagode, višnje, šljive, boranije, mrkve, paprike, graška, karfiola, kukuruza šećerca itd.
– Za kompote proizvodimo sledeće linije za preradu: višnje, šljive, jabuke, kruške.
– Proizvodimo linije za dobijanje voćne pulpe od: jabuke, višnje, kajsije, breskve, šljive itd.

U projektovanju ove linije učestvovali su:

1. Dipl.ing. MLADENOVIĆ MIROLJUB, vodeći projektant
2. Dipl.ing. STOJANOVIĆ TOMISLAV, projektant
3. Dipl.ing. PAVLOVIĆ SVETOMIR , vodeći projektant
4. Dipl.ing. DIMITRIJEVIĆ DRAGAN, vodeći projektant
5. Dipl.ing. IVANOVTĆ DJURICA , vodeći projektant
6. Maš. tehn.PEŠIĆ NADICA , konstruktor II
7. Maš. tehn.POPOVIĆ MIROSLAV , konstruktor I

Ispitivanje limenki od domaćeg belog lima za pakovanje pasterizovane višnje

Curaković,M., Juhas,E., Marjanović,N. Telmološki fakultet, Novi Sad.

Za proizvodnju limenki u našoj zemlji korišćen je uvozni beli lim.

„ZORKA“ − R.0. „Beli limovi“, Šabac proizvela je beli lim, standardnog kvaliteta, prema uobičajenim tehnološkom procesu.

Zadatak ispitivanja je definisanje zaštitnih osobina belih limova „Zorka“ na hemijske i organoleptičke promene proizvoda od voća i povrća.

Kao uporedni korišćen je beli lim sličnih karakteristika engleske proizvodnje.

Eksperimentalni materijal

Ispitivane i uporedne limenke (uzorci) 1/1 (99 x x 115 mm) proizvedene su u R.0. „Novopak“, OOUR „Limprodukt“, Nbvi Sad. Ispitivane i uporedne limenke proizvedene su od belog elektrolitskog lima E2. Za zaštitu sa unutrašnje strane ispitivanih i uporednih limenki korišćen je lak tipa Renanija GL. 79/5.

Višnja je punjena u ispitivane i uporedne uzorke u R.0. „Voćar-Šapčanka“, Šabac. Plodovi višnje oslobodjeni peteljke i koštice punjeni su u limenke. Prokuvani vodeni naliv razlivan je u limenke. Temperatura sadržaja u momentu predzatvaranja limenki iznosila je 50 − 40 °C. Pasterizacija 15’ + 25’ + 20’ izvrsne izvedena je primenom rezima Rp = 15′ + 25′ + 20′ / 90°C

Tehnika rada

Svi proizvedeni uzorci konzervi skladišteni su na sobnoj temperaturi 22+4°C. Za formiranje prosečnog sadržaja, koji je korišćen za analize, istovremeno je otvoreno 5-10 konzervi.

Nakon otvaranja uzoraka konzervi plod i naliv su organoleptički ocenjeni. Isti sadržaj je usitnjen do kašastog stanja. Homogena masa sadržaja poslužila je za hemijske analize.

Metode ispitivanja

– Masa kalaja odredjena je gravimetrijski uz prethodni postupak sa SbCl2 i HCl.
– Masa laka odredjena je gravimetrijski uz prethodni postupak sa con. H2SO4.
– Poroznost laka odredjena je primenom rastvora CuSO4 i SbCl2
– Adhezivnost laka određena je selotejp probom.
– Sadržaj rastvorljivih suvih materija odredjen je stonim refraktorom po AbbSu.

Sadržaj kiselina odredjen je acidimetrijskom titracijom sa 0,1 N NaOH u fenolftalein kao indikator.

– Vrednost pH odredjena je primenom instrumenta Radiometer PM26.
– Sadržaj: gvoždja, cinka i kalaja odredjivan je na atomskom apsorpcionom spektrofotometru „UNICAM“ SP 90A.

Sadržaj: olova i kadmijuma odredjen je primenom potenciometrijske − striping analize.

– Sadržaj arsena odredjen je fotometrijskim postupkom uz primenu amonijum hetero polimolibdata. Senzomo vrednovanje sadržaja izvedeno je bodovanjem na osnovu podataka opisnog ocenjivanja pojedinačnih kriterijuma kvaliteta. Za pojedina svojstva (boja, miris, ukus, stanje) predvidjena su 4-6 stepena kvaliteta. Opisne ocene degustatora transformisane su u brojčane vrednosti. Kvalitet proizvoda na taj način može biti ocenjen sa najviše 20 poena.
– Vidljive promene na laku i belom limu u toku skladištenja konzervi date su opisno.

Rezultati ispitivanja i diskusija

Limenke „Zorka“ proizvedene su sa prosečnom masom kalaja od 5,60 g/m2 sa unutrašnje strane omotača, poklopca i dna.

Uporedne limenke proizvedene su sa prosečnom masom kalaja od 5,90 g/m2 sa unutrašnje strane omotača, poklopca i dna.

Limenke „Zorka“ sa unutrašnje strane omotača zaštićene su lakom mase 12,3 − 13,5 g/m2 i za poklopac i dno od 6-,20 − 6,28 g/m2.

Uporedne limenke, sa unutrašnje strane omotača zaštićene su lakom mase 7,28 − 8,18 g/m2.

Pregledom laka sa unutrašnje strane ispitivanih i uporednih limenki konstatovano je da nema vidljivih oštećenja.

Pozornost laka sa unutrašnje strane, ispitivanih i uporednih limenki, je neznatna i pojava manjeg broja tačkastih oštećenja postoji na pregibu uzdužnog spoja omotača i na ekspanzionim prstenovima poklopca i dna.

• OZNAKA
• ZORKA
  Meseci skladiš.
  Suva materija refr.%
  Kiselost %
  Početak 10,5 1,24
  1 9,5 1,25
  3 10,9 1,50
  6 8,8 1,18
  9 8,5 1,21
  12 10,4 1,24
• Meseci skladiš.
  Suva materija refr.%
  pH
  Početak 10,5 5,5
  1 9,5 5,2
  3 10,9 5,5
  6 8,8 5,2
  9 8,5 5,2
  12 10,4 5,5
• Meseci skladiš.
  Suva materija refr.%
  Suva materija refr.%
  Početak 10,5 12,2
  1 9,5 10,5
  3 10,9 11,0
  6 8,8 10,1
  9 8,5 10,5
  12 10,4 10,6
• Meseci skladiš.
  Suva materija refr.%
  Kiselost %
  Početak 10,5 1,52
  1 9,5 1,55
  3 10,9 1,50
  6 8,8 1,21
  9 8,5 1,25
  12 10,4 1,50
• Meseci skladiš.
  Suva materija refr.%
  pH
  Početak 10,5 5,5
  1 9,5 5,2
  10,9 5,5
  6 8,8 5,2
  9 8,5 5,2
  12 10,4 5,2

Razlike u sadržaju suve materije izmedju pojedinih partija posledice su dosta neujednačenog punjenja limenki sa plodovima, odnosno nalivom. Kod uzoraka UPOREDNT registrovano je dosta plodova, zbog čega je visoka i prosečna suva materija, a takodje i kiselost. Mase ocedjenih plodova kreću se u proseku izmedju 520 i 620 grama kod UPOREDNIH i izmedju 470 i 650 grama kod ZORKA uzoraka.

U toku jednogodišnjeg posmatranja nisu se bitno izmenili ni sadržaj kiselina, ni pH vrednost. Ova se zapažanja odnose na uzorke kod obe oznake.

B. Rezultati hemijskih analiza metala u proizvodu pasterizovane višnje, prema vremenu skladištenja, dati su u tabelama 2. i 3.

Tabela 2. Hemijske analize metala u proizvodu pasterizovana višnja pakovana u limenke Zorka

Izostavljeno iz prikaza

• Vreme skladištenja u mesecima
• Sadržaj metala u mg/kg uzorka
• – Sn
  0 0,7
  1 1,1
  3 4,5
  6 7,2
  9 10,3
  12 16,4
• – Fe
  0 1,8
  1 1,5
  3 5,2
  6 5,6
  9 8,4
  12 15,7
• – As
  0 –
  1 –
  3 –
  6 –
  9 –
  12 –
• – Zn
  0 0,6
  1 0,7
  3 0,9
  6 0,8
  9 0,7
  12 1,2
• – Pb
  0 0,13
  1 0,16
  3 0,18
  6 0,22
  9 0,41
  12 0,45
• – Cd
  0 —
  1 –
  3 0,10
  6 0,04
  9 0,03
  12 0,03
• označava sadržaj ispod osetljivosti odredjivanja
• Sadržaj metala u mg/kg uzorka
• Vreme skladištenja u mesecima
• Sn
  0 0,6
  1 1,0
  5 4,7
  6 7,1
  9 11,4
  12 16,0
• Vreme skladištenja u mesecima Fe
• 0 2,2
  1 2,5
  5 4,2
  6 5,4
  9 8,5
  12 14,3
• Vreme skladištenja u mesecima
• Zn
  0 0,6
  1 0,7
  5 0,6
  6 1,0
  9 0,8
  12 0,8
• Vreme skladištenja u mesecima
• Pb
  0 0,13
  1 0,16
  5 0,16
  6 0,20
  9 0,36
  12 0,51
• Vreme skladištenja u mesecima
• Cd
  0 –
  1 –
  5 0,01
  6 0,03
  9 0,04
  12 0,03
• Vreme skladištenja u mesecima
• As
  0 –
  1 –
  5 –
  6 –
  9 –
  12 –

“ označava sadržaj ispod osetljivosti odredjivanja

Prema Pravilniku o količinama pesticida i drugih otrovnih materijala (metali) Sl. list SFRJ br. 59/85. god. dozvoljena količina otrovnih materija (metala) u namirnicama izražene u mg/kg sadržaja za proizvode od povrća i voća u limenoj ambalaži, limitirani su sa neznatno većim količinama za povrće nego za voće.

Dozvoljena količina kalaja je 200 mg/kg, gvoždja 20 mg/kg, cinka 20 mg/kg, olova 1 mg/kg, kadmijuma 0,05 mg/kg i arsena 0,5 mg/kg. Posle skladištenja pasterizovane višnje 12 meseci u limenoj ambalaži u sadržaju nije ustanovljeno prekoračenje dozvoljene mase ispitivanih metala u ZORKINIM i UPOREDNIM uzorcima.

Uporednom analizom mase metala u sadržaju prema vremenu skladištenja sa ZORKINE i UPOREDNE uzorke može se ustanoviti: Masa kalaja u sadržaju povećavala se skoro istom dinamikom kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka.

Masa gvoždja povećava se približno istom dinamikom kod ZORKINTH i UPOREDNTH uzoraka. Posle 12 meseci skladištenja ustanovljena je neznatna veća masa gvoždja (14,5 mg/kg) kod UPOREDNTH nego kod ZORKTNTH (15,7 mg/kg) uzoraka.

Masa cinka do 9 meseci skladištenja povećavala se skoro istom dinamikom a nakon 12 meseci neznatno je veća kod ZORKINIH (1,2 mg/kg) nego kod UPOREDNIH (0,8 mg/kg) uzoraka.

Masa olova do 6 meseci skladištenja povećavala se približno istom dinamikom i nakon 12 meseci skladištenja kod ZORKINTH uzoraka iznosi 0,45 mg/kg a kod UPOREDNIH, neznatno više 0,51 mg/kg. Masa kadrijuma povećavala se skoro istom dinamikom i nakon 12 meseci skladištenja iznosi 0,05 mg/kg kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka.

C. Hezultati ocenjivanja organoleptičkih svojstava proizvoda pasterizovane višnje, prema vremenu otvaranjja, dati su u tabeli 4.

Tabela 4. Ocene organoleptičkih svojstava pasterizovane višnje

Izostavljeno iz prikaza

Iz podataka iz tabele 4. može se videti da je grupa ocenjivača kod otvaranja nakon 1 meseca bila prilično „stroga“ u ocenjivanju, što se vidi iz nelogične niske ocene za pojedine posmatrane karakteristike, a naročito za boju i ukus.

Za uzorke pod. šifrom UPOBEDNI izvesno smanjenje ocena za ukupni kvalitet − a srazmerno i pojedinih svojstava − zapaža se nakon 6 meseci čuvanja, a osetniji pad ocena kod otvaranja nakon 12 meseci.

Iste su konstatacije i kod uzoraka ZORKA, uz napomenu da su kod medjusobnih uporedjivanja kod svih otvaranja oni nešto bolje ocenjeni od UPOREDUIH uzoraka.

Promena boje je posebno konstatovana kod otvaranja nakon 9 meseci i to kod obe oznake.

Promena ukusa je primećena kod uzorka UPOREDNI nakon 3, a kod uzorka ZORKA nakon 6 meseci.

Zapažene organoleptičke promene dešavale su se po sličnoj dinamici i bile su skoro istog intenziteta kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka.

D. Ocena intenziteta vidljivih promena na laku i belom limu, sa unutrašnje strane limenki, nakon odstranjenja proizvoda, prema vremenu skladištenja konzervi.

Prema planu otvaranja konzervi opisane su vidljive promene na laku i limu sa unutrašnje strane uzoraka. Vidljive promene na laku i limu kod ZORKINIH i UPOREDNIH limenki, nakon konzervisanja višnje postupkom pasterizacije (posle 24 časa), nisu ustanovljene.

Nakon 1 meseca skladištenja konzervi pojavile su se prve vidljive promene na laku i limu kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka. Kod ZORKENIH uzoraka ima više vrlo sitnih i nepravilnih rasporedjenih tačkastih oštećenja na laku i limu. Kod UPOREDNIH uzoraka promene na limu i laku su izražene u vidu manjeg brojja tačaka ali većeg prečnika nego kod ZORKINIH uzoraka. Nakon tri meseca skladištenja konzervi promene na laku i limu jasno su vidljive kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka.

Kod ZORKINIH uzoraka postoji manji broj crnih tačaka ali neznatno većeg prečnika u odnosu na ZORKINE uzorke.

Nakon 6,9 i 12 meseci skladištenja konzervi kod ZORKINIH uzoraka postoji primama i sekundama promena laka i lima. Sekundame promene na laku i limu naročito su izražene kod poklopca i dna. Kraće i tanje cme linije posle 6 meseci postaju duže 50-50 mm i širine oko 2 mm.

Na omotaču crne tačke se šire i nakon 12 meseci imaju prečnik oko 1 mm. Oštra ivica uzdužnog spoja oštećena je celom dužinom a širina je 1 mm.

UPOREDNI uzorci nakon 6, 9 i 12 meseci skladištenja konzervi imaju, uglavnom, primarnu poroznosti i promenu na laku i limu. Promene su izražene u vidu povećanja prečnika i površine oštećenja na započetim mestima.

Posle 12 meseci skladištenja na omotaču postoje oštećenja na laku i limu u vidu velikih tačaka, nepravilnog oblika, prečnika 2-4 mm.

Sličnog intenziteta su i promene na laku i limu kod poklopaca i dna. Ove promene su rasporedjene na mestu ekspanzionog pretena. Oštra ivica uzduženog spoja ima cmu boju celom dužinom i širine 1,5 mm. Lak i lim oštećeni su i na mestima „kopčanja“ uzdužnog spoja. Ukupna vidljiva promena laka i lima, nakon 12 meseci skladištenja konzervi pasterizovane višnje, približno je istog intenziteta kod ZORKINIH i UPOREDNIH uzoraka.

Proizvodna oprema

Oprema za zavarivanje omotača limenki je kupljena od firme SOUDRONIC iz Švajcarske, a oprema za naknadu zaštitu uzdužnog spoja omotača od firme PWR iz Svajcarske. Oprema je montirana u dvije tehnološke linije. U tehnološkoj liniji za proizvodnju limenki prečnika 73 i 99 mm, nalazi se visokoučinski aparat za varenje uzdužnog spoja limenki tip ABM 250, na kome se mogu proizvoditi limenke prečnika 52-115 mm, visine omotača (sa ric stanicom) 96-250 mm, sa maksimalnom proizvodnjom 300 kom/min. i sa preklopom varenog spoja 0,5 + 0,1 mm.

Uz mašinu za varenje je povezan uredjaj za naknadnu zaštitu uzdužnog spoja tip SPS 150 i čine povezanu tehnološku cjelinu. Ovaj uredjaj je kombinovan za sistem laka i praha i sastoji se iz pet glavnih grupa i to:

– transport laka, praha,
– vakuumsko nanošenje laka,
– elektrostatičko nanošenje praha,
– povraćaj praha i prebiranje,
– polimerizacije − sušenje laka, praha,
– transporta limenki.

U tehnološkoj liniji za proizvodnju limenki sa prečnikom 163 mm, nalazi se visokoučinski aparat za varenje spoja limenki tip SBW 250, na kome se mogu proizvoditi limenke prečnika 99-200 mm, visine limenke 95-320 mm, sa maksimalnom proizvodnjjom od 180 kom/min. i sa preklopom varenog spoja 0,5 + 0,1 mm.

Uz mašinu za varenje je povezan uredjaj za naknadnu zaštitu uzdužnog spoja tip SPS 300 i čini povezanu tehnološku cjelinu. Uredjaj je indentičan tehnološkoj liniji za proizvodnju limenki prečnika 73,99 mm.

Zaštita uzduznog spoja

UvoćLjenjem tehnologije varenja podstaklo je i proizvodjače lakova na razvijanju novih tipova lakova i načina zaštite varenog spoja. Zbog toga što vareni spoj brzo napada korozija, zaštita se vrši kod svih limenki namenjenih za pakovanje hrane i napitka. Limenke proizvedene ovom tehnologijom razlikuju se od postojećih, što se pri proizvodnji ne primjenjuje legura olova i kalaja, pa je s toga nemoguća kontaminacija upakovane hrane sa olovom. Ovaj napredak u proizvodnji limenki omogućio je da se u njih pakuje i dečja hrana kao i hrana za sportiste, bolesne i za specijalne namene.

Pri zaštiti spoja postoje dvije mogućnosti da se zaštitni film nanese na spoj u tečnoj fazi ili u obliku praha.

Tečni lakovi nanose se postupkom spreja − špricanjem (vakumskim aparatom). Nakon toga se propušta kroz sušnicu gdje se obavi polimerizacija − sušenje laka. Ovde je bitno istaći da se može primeniti sušenje sa potrebnom dužinom pruge. Ona dozvoljava da se nanesu slojevi laka veće debljine što je naročito značajno za limenke u koje se pakuju agresivni proizvodi. U procesu proizvodnje mora se uvijek računati s tim da će nastupiti greške prskanja pri varenju na gomjim površinama i što se samo može pokriti sa relativno debljim slojem laka. Naročito nije lako pokriti ivice koje se vare, jer svi lakovi imaju više ili manje tendenciju da od ivica otklize.

Što je deblji lim upotrebljen za izradu limenke, to je izraženija ivica koja se vari i nemimija metalna površina u području spoja. Zato je sa povećanjjem veličine limenke i debljine lima lakiranje ivica spoja otežano. Da bi se obezbedilo dobro prijanjanje lakova za spojj, vrši se varenjje pod zaštitnom atmosferom. Najbolji rezultati u pogledu prijanjanja, čvrstine itd. postižu se kada spoj koji se zavaruje pokaže tamno smedju početnu boju. U tom slučaju postoji i jedan vrlo tanak čvrst oksidni sloj. Postoji danas mnogo tipova lakova koji se primjenjuju za zaštitu spoja. Za limenke u kojima se konzerviše hrana sterilizacijom primjenjuju se vinil-lakovi, dakle više ili manje fizički suvi visokofleksibilni lakovi, koji uz to pokazuju i relativno dobru prijanljivost. Za zaštitu uzdužnog spoja limenki, primjenjuje se epoksifenolne i modifikovane epoksi smole kao i poliuretani, a takodje i specijalni organosoli. Mi smo do sada koristili lakove firme Renani Z. Njemačka i isti su pokazali dobre rezultate. Glavni kriterijumi za izbor lakova za spoj, su sledeći:

– postojanost,
– fleksibilnost,
– vezanost − jačina sloja.

Pošto jačina slojja koja se postiže lakom za uzdužni spoj, ima i svoje nedostatke, zato se za limenke u kojima se hrana duže lageruje, uzdužni spoj štiti primenom polimerizujućih prahova. Lak u prahu se nanosi pomoću uredjaja SPS firme PWR, pomoću jednog aparata visokog napona elektrostatički i pomoću specijalno konstruisanog aplikacionog pištolja na širini od 8-15 mm preko širine spoja. Uz to prah se pomoću visokofrekfentnog generatora topi, brzo polimerizuje i postaje čvrst. Ovaj proces traje oko 18 sekundi. Lak u prahu se nanosi u sloju koji je usaglašen prema veličini linenke, kvalitetu praha, prirodi sadržaja i vremenu skladištenja konzervi. Postavljanjem visoke jačine sloja može se spoj prekriti bez pora. Na osnovu hemijske prirode lakova u prahu osigurana je postojanost praktično svih upakovanih sadržaja, a visoka elastičnost omogućuje promjenu oblika, povijanje, zadjevanje i ekspanziju. Nasuprot tečnim lakovima, potrebna količina laka u prahu je nešto veća, ali rekuperacija praha omogućuje praktično totalno isk>r:štavanje materijala u prahu. Ovaj postupak primjenjuje se uvijek kada se postavljaju zahtjevi za visokim kvalitetom i traži dugo vrijeme lagerovanja konzervi.

Prahovi za zaštitu varenog spoja su prihvaćeni, svuda u svijetu, jer praktično iz njih ne nastaje nikakvo otpuštanje materija u sadržaj. Troškovi nanošenja tečnih lakova i postupak sa prahom su od prilike jednaki ako se, što je samo kod praha moguće, ne traži apsolutno pokrivanje pora. Zahtjevi u pogledu praha za zaštitu spoja vrlo su ohimni. Od osobitog značaja su pored vrlo kratkog vremena topIjenja i vremena eventualne reakcije konstantnosti postupka, dobra prijemljivost na najraznovrsnije podloge, visok fleksibilitet, kao i da su bez mirisa i ukusa.

Ovim zahtjevima odgovaraju lakovi u prahu na bazi termoplastičnih vještačkih masa. Mi koristimo prah SP 490, koji dobro prijanja za bijeli lim i najrazličitije lakove za zaštitu tabli lima. Visoka elastičnost ovih termoplastičnih filmova laka u prahu i visok kvalitet, ispunjavaju sve zahtjeve koji se postavljaju u pogledu lakiranja spoja za limenke u koje se pakuju vrlo agresivni sadržaji. Da li koristiti lak ili prah, utiče mnogo faktora, a to je i pitanje zahtjeva tržišta.

U našem programu ambalaže mi nudimo varene limenke čiji je spoj na omotaču zaštićen provjerenim materijalima koji odgovaraju zahtjjevima tržišta.

Prednost varenih limenki u odnosu na klasične limenke

Kod uvodjenja varenih limenki u proizvodnju, napredak je učinjen pored različitih tehnoloških prednosti prije svega u pogledu bolje zdravstveno-higijenske zaštite sadržaja limenke po tome što ne sadrže olovo i time odgovaraju povećanim zahtjevima koji se danas postavljaju kod pakovanja životnih namijerica. Zbog veoma malog preklopa spojja od 0,5 mm, može se izvršiti bolje zatvaranje dna i poklopca na različitoj tehnološkoj opremi. S obzirom da su spojevi sa malim preklapanjem lima, moguće ih je besprekomo zaštititi prahom ili lakom. Kod spoja limenki zaštićenih prahom nema uopšte nikakve korozije na mestima dodira proizvoda od voća, povrća, mesa ili gotovih jela. Kod vrlo agresivnih proizvoda, kao što su koncentrat paradajza, pasterizovano voće i slično, ovi lakovi pouzdano daju zaštitu i za više godina skladištenja i tako opravdavaju relativno visoku cijenu ovog sistema. Normativni utrošci bijelog lima su nešto manji, kao i utrošci pomoćnih materijala koji i te kako utiču na cijenu proizvoda.

Prema preporuci proizvodjača opreme, i iskustvima inostranih proizvodjača limenki i konzervi i prema raspoloživoj dokumentaciji imamo saznanja da limenke sa varenim uzdužnim spojem i naknadnom zaštitom sa prahom i lakom sa unutrašnje i spoljne strane, pružaju sigurnu zaštitu upakovanom prehrambenom proizvodu za duži vremenski period od klasičnih limenki.

Karakteristike twist off poklopaca

Gruden, M.
„Satumus“, Ljubljana

Twist off poklopci (Sapo-Satumus pokrov) namenjeni su za hermetičko zatvaranje prehrambenih proizvoda u staklenke, što znači da su ambalažni proizvodi.

Twist off poklopac proizvodi se u tri varijante kako sledi:

– da se jednostavno skida sa grla staklenke u domaćinstvu prilikom upotre’be i može se ponovno upotre’biti za zatvaranje staklenki ako nisu u cjelini konzumirali namjernicu. Zato mu je ime twist off − otvori − okretanjem.
– da je limeni poklopac najčešće izradjen od belog lima, što znači da se radi o krutom poklopcu, koji je veoma pogodan za veliku serijsku proizvodnju i veću produktivnost. S druge strane beli lim ima osobinu da se dobro oblikuje na alatima pa time možemo postići i neke dodatne kvalitete na poklopcu kao što je klik-efekt za efikasnu kontrolu vakumiranja konzervi i naboranosti po obimu poklopca za lakše otvaranje. (slika broj 7.)
– da je unutrašnja strana lima lakirana posebnim lakovima koji ne štete zdravlju i štite namimicu od kontakta sa limom. Ovi lakovi imaju osobinu i da dobro vežu zaptivnu gumicu na poklopac i time se održava hermetičnost konzerve.
– da vanjska strana poklopca lima omogućava mnogo načina litografisanja i time može obavljati deo marketing uloge proizvoda koji se pakuju. (slika broj 8.)(notr.zunanj.).

Razvoj i osobine domaće po polije za sterilizaciju

Vujković, I., Curaković,M.
Tehnološki fakultet, Novi Sad
Radišić, M., Viskoza, Loznica

Prehrambeni proizvodi koji se upakovani sterilišu moraju biti u ambalažnim jedinicama izradjenim od ambalažnog materijala koji izdržava takve uslove toplotne obrade u vodi ili» najčešće, u vodenoj pari. Danas su poznati mnogi ambalažni materijali od kojih se pravi ambalaža namenjena sterilizaciji (lim, staklo, kombinovani materijali sa aluminijumskom folijom), a razvoj ide u pravcu osvajanja i drugih, posebno, plastičnih ambalažnih materijala koji bi se namenili za iste svrhe.

Polipropilenska (PP) i orijentisana polipropilenska (OPP) folija koriste se već danas u kombinovanim materijalima sa aluminijumskom folijom za izradu ambalaže za sterilizaciju. Medjutim, sama polipropilenska folija, ili u kombinaciji sa drugim plastičnim folijama do sada nije korišćena za pakovanje proizvoda koji se upakovani sterilišu. Prednost PP u odnosu na druge folije ogleda se u tome što pri relativno niskim temperaturama formira var dobrih fizičkih karakteristika, propustljivost gasova i vodene pare je mala i mašinski se mogu ambalažne jedinice formirati vrlo jednostavno. OPP folija za iste svrhe je znatno tanja od PP folije. Ima takodje malu propustljivost za gasove i vodenu paru, ali se za formiranje kvalitetnog vara mora oslojiti kopolimerom polietilena (PE), da bi formirala var istih. karakteristika.

Viskoza, Loznica, u okviru svoje RO Eolija i ambalaže proizvodi OPP foliju i oplemenjuje je, a predmet zajedničkog rada stručnjaka Centrofana i Instituta „02) je bilo ispitivanje mogućnosti primene te folije za pakovanje proizvoda koji se toplo pune, pasterizuju ili sterilišu u ambalaži.

Program istraživanja postavljen je tako da se ispitaju karakteristike osnovnog materijala (OPP folije) zatim da se u laboratorijskim uslovima ispitaju mogućnosti pakovanja i termičke obrade i na kraju, da se ispita mogućnost industrijske primene. U okviru istraživanja ispitana je mogućnost primene folije od polipropilena kao takve, u kombinaciji sa drugim plastičnim folijama (ili od istog materijala) i folije koja obezbedjuje zaštitu upakovanog proizvoda od delovanja svetlosti.

OPP folija sa oznakom G 214, debljine 55/U®, sastavIjena je od orijentisane polipropilenske folije koja je sa spoljašnje strane lakirana, a sa unutrašnje strane oslojena kopolimerom polietilena radi formiranja kvalitetnog vara. Ovaj materijal podoban je za sterilizaciju, izdržava’sve uslove termičke sterilizacije sa protivpritiskom do temperature od 125°C, lako može da se oblikuje izradom ambalažnih jedinica (kesica) formiranjem termovara. Otporan je na delovanje svih sadržaja iz oblasti prehrambenih tehnologija (kiseli, masni i sl.).

Ovaj materijal može da se primenjuje za pakovanje praškastih, granulisanih, tečnih i čvrstih prehrambenih proizvoda. Zbog male propustljivosti vazduha, gasova i vodene pare proizvodi u ovom materijalu mogu da se pune i u atmosferi zaštitnih gasova ili po vakuumom.

Iz navedenih razloga OPP folija G 214 može da se koristi praktično za sve prehrambene proizvode koji se u ambalaži termički ne tretiraju, pasterizuju ili sterilišu.

U procesu pasterizacije i sterilizacije moraju da se postignu takvi uslovi da je protivpritisak najmanje jednak, ili viši od najvišeg pritiska postignutog u ambalažnoj đedinici tokom procesa termičke obrade (zagrevanje, stacionarna faza i hladjenje.

Ispitivanjem folije (OPP G 214) dobijeni su sledeći rezultati:

– debljina − 34,7/Jm,
– propustljivost vodene pare − 5 g/m.24h (dRV = 90%, t = 30°C),
– propustljivost vazduha − 50 Ncnr/m.24n (dP = 1 bar, t = 38°C),
– zatezna čvrstina vara − 12,8 N/15 mm,
– otpornost na unutrašnji pritisak formiranih kesica − 0,5 bara.

Nakon ispitivanja navedenih karakteristika u prethodno formirane kesice punjeni su sledeći proizvodi;

1) sa velikim sadržajem masti (ulja) koji se termički ne tretirajju (čips, kikiriki, senf, majonez, margarin, mast i jjestivo ulje),
2) koji se pune na toplo, ili se pasterizuju (paradajz koncentrat, feferone i krastavci),
5) sušeni i dehidrirani (mrkva, šljiva),
4) sa velikim sadržajem šećera kojji se toplo pune ili pasterizujju (pire od kajjsijja, rehidrirana suva šljiva, kompot od šljiva,kompot od kajsija i voćni sokovi),
5. koji se sterilišu (boranija, grašak, djuveč, mleko i jetrena pašteta).

U zavisnosti ođ. karaktera proizvoda punjeni su i zatvarani sa ili bez vakuuma, na toplo ili na hladno i termički nisu tretirani ili su pasterizovani bez protivpritiska, odnosno, sterilisani sa protivpritiskom.

Neposredno nakon punjenja i zatvaranja (eventualno termičke obrade) i nakon jednog, tri i šest meseci skladištenja u sobnim uslovima (oko +20°C) ili na +5°C kontrolisan je kvalitet upakovanih proizvoda. Promene su utvrdjivane senzorno.

Utvrdjene promene mogu se pre svega, pripisati delovanju svetlosti kod pojedinih ispitanih uzoraka (oksidativne promene). Ostale promene su značajno manje izražene, odnosno poklapaju se sa, iskustveno poznatim, promenama kod istih proizvoda u drugim vrstama ambalaže.

Ovakvi rezultati uslovili su istraživanja u pravcu spajanja ispitivane folije (OPP G 214) sa drugim vrstama folija i dobijanju kombinovanih materijala drugih (boljih) karakteristika i u pravcu zaštite od delovanja svetlosti (metalizacija). Ua taj način stvorena je nova porodica plastičnih folija boljih fizičkih karakteristika i porodica folija sa malom propustljivošću za svetlost (metalizirane folije).

Oslojavanjem OPP (G 214) folije sa unutrašnje strane polietilenom (ekstruzionim oslojavanjem ili kaširanjem) dobijeni su materijali boljih fizičkih karakteristika za pakovanje proizvoda koji se termički ne tretiraju, pune na toplo, ili eventualno, pasterizuju.

Ako se na isti način OPP (G 214) oplemeni sa spoljašnje strane metaliziranom OPP folijom dobija se materijal sposoban da izdrži uslove sterilizacije i istovremeno da zaštiti upakovani proizvod od delovanja svetlosti.

U ovako pripremljene folije (kesice od folija) pakovani su isti proizvodi i dobijeni su očekivani rezultati, odnosno senzome promene su značajno manje izražene.

Kod proizvoda koji su pakovani u kesice u kombinaciji OPP/PE održivost je produžena zbog smanjenja propustljivosti na vazduh i vodenu paru, a kod proizvoda upakovanih u metaliziranu foliju sanzome promene su značajno manje izražene zbog vrlo male propustljivosti svetlosti. Prema tome, može se zaključiti da kombinovane folije pokazuju bolje zaštitne osobine za upakovane proizvode i imajući u vidu potrebu da se odgovori na naslov ovog rada, odnosno da se ukaže na pravac razvoja domaće PP folije za potrebe pakovanja proizvoda koji se sterilišu u ambalaži mogu se utvrditi sledeće činjenice:

– OPP (G 214) folija koja je sa unutrašnje strane oslojena kopolimerom polietilena može se koristiti za pakovanje proizvoda koji se u ambalažu sterilišu,
– značajno se poboljšavaju karakteristike (zaštita od delovanja svetlosti) ako se folija metlizuje ili spoji sa metaliziranom folijom.

U daljem istraživanju kao mogući pravci mogu da se naznače kombinovanje OPP folije sa neorijentisanom PP folijom sa unutrašnje strane, čime bi se povećao kvalitet formiranog vara i kombinovanje, sa spoljašnje strane, sa drugim plastičnim folijama čime bi se postigla manja propustljivost na vodenu paru i gasove (PETP).

Ovoga puta, značajno je takodje napomeniti, a to je već saopšteno u prethodnim referatima, da postoje domaći uredjaji za punjenje i zatvaranje koji mogu da koriste i napred opisane materijale za pakovanje tečnih, zrnastih i granulastih materijala.

U daljem radu na realizaciji ovih zadataka (primene plastične folije za pakovanje prehrambenih proizvoda) potrebno je ostvariti kontakte izmedju naučno-istraživačkih i organizacija proizvodjača mašina i ambalažnih materijala i proizvodjača prehrambenih proizvoda.