ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ (T.E.I.) ΑΘΗΝΑΣ
ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ
Υπεύθυνος: Δρ. Ευάγγελος Σ. Λάζος
ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Ι
Ερωτήσεις & Προβλήματα
Εισαγωγή στην Επεξεργασία Τροφίμων
Αναφέρατε σύντομα τις μεθόδους συντήρησης των τροφίμων που είναι διαθέσιμες για τη βιομηχανία τροφίμων και
σχολιάστε τους περιορισμούς αυτών.
Τι εννοούμε με τον όρο συντήρηση των τροφίμων;
Πως μπορούμε χονδρικά να διαπιστώσουμε αν ένα τρόφιμο είναι φυτικό ή ζωικό, αν είναι γνωστή η εκατοστιαία σύνθεσή
του;
Σχολιάσατε τη σπουδαιότητα των γεωμετρικών ιδιοτήτων ενός τροφίμου – πρώτης ύλης για την περαιτέρω επεξεργασία
αυτής.
Ποια η σπουδαιότητα των φυσικών ιδιοτήτων της πρώτης ύλης;
Να γράψετε ένα σύντομο σχόλιο για τη σημασία των λειτουργικών ιδιοτήτων της πρώτης ύλης.
Γιατί ενδιαφέρουν το εργοστάσιο επεξεργασίας τροφίμων οι ιδιότητες αναπτύξεως μιας πρώτης ύλης;
Τι σημαίνει ο όρος διεργασία τροφίμου;
Ποιες είναι οι κύριες αντιδράσεις απωλείας της ποιότητος των τροφίμων και τι επιφέρει η κάθε μία;
Γιατί είναι σπουδαία η αποθήκευση πρώτης ύλης σε ένα εργοστάσιο επεξεργασίας τροφίμων;
Εξηγήσατε τον όρο Βασική Διεργασία και δώσατε δύο (2) παραδείγματα βασικών διεργασιών.
i.
ii.
Θεωρώντας όλες τις πλευρές παρασκευής κατεψυγμένων τροφίμων μέχρι την κατανάλωση στο σπίτι, εξηγήσατε
που συμβαίνουν οι μεγαλύτερες απώλειες του χρόνου ζωής κατά την αλυσίδα αυτή.
Μερικά χρόνια πριν η βιομηχανία του ψύχους μετακινήθηκε από την αμμωνία στο Freon (φθοράνθρακες). Γιατί
έγινε αυτό και ποιες είναι οι τρέχουσες απόψεις οι οποίες σχετίζονται με τη χρήση των φθορανθράκων;
Ποιες είναι οι κύριες επιδράσεις των μεθόδων επεξεργασίας επί των μικροοργανισμών;
Ποιος είναι ο κύριος στόχος του υγιεινού σχεδιασμού των εγκαταστάσεων επεξεργασίας τροφίμων;
Τι θα πρέπει να εξετασθεί για την επιλογή της τοποθεσίας εγκατάστασης μιας μονάδας επεξεργασίας τροφίμων;
Ποιες οι βασικές απαιτήσεις για τις οροφές, τα ταβάνια και τα πατώματα;
Ποιες οι βασικές απαιτήσεις για τους τοίχους, τις πόρτες και τα παράθυρα;
Ποια η σπουδαιότητα του νερού για μια μονάδα επεξεργασίας τροφίμων;
Σχολιάσατε σύντομα την χωροδιάταξη του εξοπλισμού και των εγκαταστάσεων.
Σχολιάσατε σύντομα την επιλογή του εξοπλισμού σε μια μονάδα επεξεργασίας τροφίμων.
Να σχολιασθούν τα κριτήρια του υγιεινού σχεδιασμού του εξοπλισμού.
Θερμική Επεξεργασία των Τροφίμων
i.
ii.
iii.
Ποιο προϊόν θα παρουσιάζει μεγαλύτερη ταχύτητα θερμικής διεισδύσεως, το καλαμπόκι σε άλμη ή μια πουτίγκα
ρυζιού; Εξηγήσατε γιατί;
Ορίσατε τους όρους τιμή D, τιμή z, τιμή L και Fo.
Αν κάνετε επεξεργασία καλαμποκιού σε άλμη ή πουτίγκας ρυζιού σε κονσέρβες ίδιου μεγέθους, κάτω από τις
ίδιες συνθήκες και επί τον ίδιο χρόνο επεξεργασίας, σε ποιο από τα δύο προϊόντα θα επιτύχετε μεγαλύτερη τιμή
Fo και γιατί;
Εξηγήσατε τη διαφορά (αν υπάρχει) μεταξύ του “χρόνου επεξεργασίας” και “Fo”.
Ποια η έννοια του “χρόνου ανόδου” σε ένα αποστειρωτήρα; Γιατί είναι σημαντικός;
Γιατί η κατάλληλη απαέρωση ενός αποστειρωτήρα είναι πολύ σπουδαία;
Ποιες μέθοδοι απαερώσεως χρησιμοποιούνται για τα διάφορα προϊόντα τροφίμων;
Γιατί οι κονσέρβες εντός του αποστειρωτήρα ψύχονται υπό πίεσιν;
Εξηγήσατε τους όρους “κατανάλωση αιχμής” και “κατανάλωση λειτουργίας” σε ένα σύστημα αποστειρώσεως.
Περιγράψατε σύντομα τα σχετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της “Γενικής Μεθόδου” και της “Μαθηματικής
Μεθόδου” για το υπολογισμό μιας θερμικής επεξεργασίας.
Εξηγήσατε σύντομα την άποψη της ‘Εμπορικής Αποστειρώσεως’ των τροφίμων. Ποιες είναι οι κύριες αιτίες αλλοιώσεως
των κονσερβοποιημένων τροφίμων;
Ορίσατε τους παρακάτω όρους: Παστερίωση, Τιμή D, Τιμή z, Τιμή Fo, Χρόνος θερμικού θανάτου, Θανάτωση ή τιμή L
Διαφοροποιήσατε τις επεξεργασίες ζεμάτισμα, παστερίωση και αποστείρωση με βάση τον κύριο σκοπό τους. Δείξατε ποια
πρέπει να συνδυάζεται με μια άλλη μέθοδο συντήρησης και υποδείξατε μια μέθοδο εμπορικής επεξεργασίας των
τροφίμων.
Τι εκφράζουν οι τιμές D, F, z και Q10.
Να αποδείξετε τις πιθανές σχέσεις μεταξύ D & F, και z, Q10 & Ea.
Σε τρόφιμο με pH 4,0 ενδιαφέρει η καταστροφή σπορογόνου μικροοργανισμού με D121=1,0 min και z= 8°C. Ποια θα είναι
η τιμή F145°C ούτως ώστε να ληφθεί ασφαλές προϊόν;
Σχολιάσατε τις παρακάτω επεξεργασίες και συνθήκες επεξεργασίας. Αν διαπιστωθεί λάθος δώσατε τη σωστή απάντηση ή
εξήγηση:
1. Χυμός πορτοκαλιού (pH = 3,6) πρόκειται να υποστεί θερμική επεξεργασία. Η επεξεργασία σχεδιάσθηκε με βάση τα
παρακάτω χαρακτηριστικά:
i.
Μικροοργανισμός Clostridium botulinum.
ii.
Θερμική επεξεργασία αποστείρωση σε αποστειρωτήρα πιέσεως θερμοκρασίας 115°C.
iii.
Το ποιον θα είναι αρίστης ποιότητας.
2. Κατά την υπό κατάψυξη συντήρηση των τροφίμων:
i.
Το νερό μετατρέπεται σε πάγο.
ii.
Το νερό πήζει στους 0°C.
iii.
Το τρόφιμο είναι δυνατόν να συντηρηθεί επί έτος ή έτη ανεξαρτήτως θερμοκρασίας η οποία θα πρέπει να
διατηρείται σταθερή.
Προϊόν υφίσταται θερμική επεξεργασία. Να υπολογισθεί η τιμή Fo αν η θερμοκρασία του αποστειρωτήρα είναι 124°C, η
αρχική θερμοκρασία 54°C, η τιμή jh = jc = 1,00, η τιμή fh = 11 min και ο χρόνος επεξεργασίας 18 min. Προηγουμένως
καθορίσθηκε ότι η απαιτουμένη θανάτωση (τιμή αποστείρωσης) για το C. botulinum είναι 4 και για την εμπορική
αποστείρωση 8 min.
Αν κατά την εφαρμογή της επεξεργασίας διαπιστώθηκε ότι η θερμοκρασία του αποστειρωτήρα ήταν 115°C αντί των
124°C, τι θα πρέπει να γίνει με τις κονσέρβες της παρτίδας αυτής;
i.
ii.
iii.
Πού βασίζονται οι θερμικές επεξεργασίες υψηλής θερμοκρασίας βραχέως χρόνου;
Τι πλεονεκτήματα προσφέρουν;
Αναφέρετε μεθόδους εφαρμογής των επεξεργασιών αυτών και χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό.
i.
ii.
iii.
Ποια τα βασικά συστήματα θερμικής επεξεργασίας με άμεση θέρμανση;
Ποιες οι βασικές διαφορές στα συστήματα ασηπτικής επεξεργασίας Tetra Pak και Combibloc της PKL;
Πως γίνεται η θερμική αποστείρωση στο σύστημα άμεσης θέρμανσης με φλόγα;
Μίγμα παγωτού (pH = 6,3) πρόκειται να υποστεί θερμική επεξεργασία.
i.
Ποιος (-οί) μικροοργανισμός (-σμοί) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σχεδιασμό της θερμικής επεξεργασίας;
ii.
Ποιοι τρόποι θερμικής επεξεργασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν;
iii.
Ποιον θα επιλέγατε και γιατί;
iv.
Το μίγμα παγωτού παρουσιάζει πυκνότητα 1020 kg/m3 και ιξώδες 0,085 Pa.s και επεξεργάζεται σε συνεχές
σύστημα σε θερμοκρασία 145°C, ενώ ο σωλήνας παραμονής έχει μήκος 30 m και εσωτερική διάμετρο 1,8 cm.
Στην προκειμένη περίπτωση ενδιαφέρει η καταστροφή του PΑ 3679 με D121=0,5 min και z=12°C. Ποιος θα είναι
ο αριθμός των δεκαδικών ελαττώσεων, αν το μίγμα τροφοδοτείται με ογκομετρική παροχή 18 L/min.
Προϊόν κρέατος (corned beef) συσκευάζεται σε μεταλλικά δοχεία και υφίσταται θερμική αποστείρωση.
i.
Ποιο τύπο αποστειρωτήρα θα υποδεικνύατε για την αποστείρωση;
ii.
Από τους πιθανούς τύπους αποστειρωτήρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποιον θα επιλέγατε και γιατί;
iii.
Αν το κονσερβοποιημένο corned beef είχε αρχική θερμοκρασία 60°C και υφίσταται επεξεργασία στους 115°C επί
84 min, και επίσης, παρουσίαζε τα χαρακτηριστικά fh=38 min, j=jc=2,00. Ο μικροοργανισμός ο οποίος ενδιαφέρει
παρουσίαζε Dr=0,5 min και z=10°C. Να βρεθεί η τιμή Fs.
Πρόκειται να σχεδιάσετε τη θερμική επεξεργασία ενός τροφίμου χαμηλής οξύτητος. Περιγράψατε σύντομα τη διαδικασία
σχεδιασμού, τονίζοντας ιδιαιτέρως τα βασικά στοιχεία που πρέπει να λάβετε υπ’ όψιν σας.
i.
ii.
iii.
Ποια τα βασικά συστήματα θερμικής επεξεργασίας με άμεση θέρμανση;
Ποιες οι βασικές διαφορές στα συστήματα ασηπτικής επεξεργασίας Tetra Pak και Combibloc της PKL;
Πως γίνεται η θερμική αποστείρωση στο σύστημα Jupiter;
Στερεό τρόφιμο πρόκειται να υποστεί θερμική επεξεργασία (αποστείρωση) εντός δοχείων.
i.
Ποιο τύπο αποστειρωτήρα θα υποδεικνύατε για την αποστείρωση;
ii.
Από τους πιθανούς τύπους αποστειρωτήρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποιον θα επιλέγατε και γιατί;
iii.
Ποιες άλλες ενέργειες θα κάνατε, εκτός της εκλογής του καταλλήλου αποστειρωτήρα, ώστε να βελτιωθεί η
ποιότητα του προϊόντος;
Κονσερβοποιημένο προϊόν χαμηλής οξύτητας κατά την αποθήκευση υπέστη διόγκωση εντός 15 ημερών. Κατά την
εξέταση της παρατηρήθηκε ότι: α)πιέζοντας με τα δάκτυλα τα καπάκια παρέμειναν κοίλα, β) πιέζοντας το ένα καπάκι το
άλλο αναπηδούσε.
i.
Πώς χαρακτηρίζεται η αλλοίωση;
ii.
Πού μπορεί να οφείλεται αυτή;
iii.
Αν κατά την περαιτέρω εξέταση βρέθηκε ένα μόνο σπορογόνο βακτήριο και τοξικότητα, ποιος είναι ο πιθανός
μικροοργανισμός;
Πρόκειται να κονσερβοποιήσετε φυσικό πορτοκαλοχυμό:
i.
Πως θα σχεδιάσετε την θερμική επεξεργασία;
ii.
Αν ο μικροοργανισμός που ενδιαφέρει έχει D65=3 min και z=5 °C ποια θα είναι η F85;;
iii.
Εφ’ όσον η θερμοκρασία επεξεργασίας είναι 85°C ποιο τύπο εξοπλισμού θα χρησιμοποιήσετε;
Τα κονσερβοποιημένα τρόφιμα κατά την αποθήκευση μπορούν να υποστούν μερικές αλλοιώσεις.
i.
Ποιες οι πιθανές αλλοιώσεις;
ii.
Που αυτές οφείλονται;
Εξηγήσατε σύντομα
Πράσινα φασολάκια σε άλμη συσκευάζονται σε μεταλλικά δοχεία και υφίσταται θερμική αποστείρωση.
Ποιο τύπο εξοπλισμού θα υποδεικνύατε για την αποστείρωση;
Από τους πιθανούς τύπους εξοπλισμού που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποιον θα επιλέγατε και γιατί;
Αν τα κονσερβοποιημένα φασολάκια υποστούν θερμικά επεξεργασία ως εξής:
Θερμοκρασία αποστειρωτήρα = 116°C
Αρχική θερμοκρασία = 60°C
Είσοδος υδρατμού = 09:12 πμ.
Αποστειρωτήρας στην επιθυμητή θερμοκρασία = 09:21 π.μ.
Διακοπή ατμού = 09:48 π.μ.
Πειράματα θερμικής διείσδυσης έδωσαν: fh= fc =15 min και jh = jc=1,00.
Ο μικροοργανισμός ο οποίος ενδιαφέρει παρουσίαζε Dr=0,5 min και z=10°C.
Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας και ο χρόνος επεξεργασίας του χειριστή.
Να υπολογισθεί η τιμή F
i.
ii.
iii.
i.
ii.
iii.
iv.
Ποια η βασική διαφορά μεταξύ των συστημάτων θερμικής επεξεργασίας με άμεση θέρμανση;
Ποια τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της ασηπτικής επεξεργασίας;
Πως γίνεται η ψύξη των κονσερβών και τι πρέπει να λαμβάνεται υπ’ όψιν κατ’ αυτήν;
Ποιες οι αιτίες της μικροβιακής αλλοιώσεως των κονσερβοποιημένων τροφίμων και πως θα διακρίνατε την κάθε
μία;
Γιατί στις κονσέρβες αφήνεται πάντα ελεύθερος χώρος;
Τι σημαίνει κενό στις κονσέρβες και πως αυτό δημιουργείται και γιατί;
Τι εννοούμε με τον όρο ασηπτική κονσερβοποίηση και ποιες εργασίες περιλαμβάνει;
Πράσινος αρακάς σε άλμη συσκευάζεται σε μεταλλικά δοχεία 401×411 και υφίσταται θερμική επεξεργασία.
1. Ποια θερμική επεξεργασία θα υποδεικνύατε για την μακροχρόνια αποθήκευση και γιατί;
2. Από τους πιθανούς τύπους εξοπλισμού, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την επεξεργασία αυτή, ποιον θα
επιλέγατε και γιατί;
3. Αν ο κονσερβοποιημένος αρακάς υποστεί θερμική επεξεργασία ως εξής:
Θερμοκρασία αποστειρωτήρα = 116°C
Αρχική θερμοκρασία = 60°C
Είσοδος υδρατμού = 11:12 πμ.
Αποστειρωτήρας στην επιθυμητή θερμοκρασία = 11:21 π.μ.
Διακοπή ατμού = 11:48 π.μ.
Πειράματα θερμικής διείσδυσης έδωσαν: fh= fc =15 min και jh = jc=1,20.
Ο μικροοργανισμός ο οποίος ενδιαφέρει παρουσίαζε Dr=0,5 min και z=10°C.
Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας και ο χρόνος επεξεργασίας του χειριστή.
Να υπολογισθεί η τιμή F
Η εταιρεία ΤΡΟΦΙΜΑ Α.Ε. αποφάσισε να διαθέσει στην αγορά κονσερβοποιημένους ψαροκεφτέδες σε σάλτσα τομάτας
με pH 5.8. Καλείσθε από την εταιρεία να σχεδιάσετε τη θερμική επεξεργασία, συμπεριλαμβάνοντας τα πλεονεκτήματα
του αποστειρωτήρα που θα επιλέξετε. Όμως, δεν μπορείτε να διεξάγετε πειράματα για τον προσδιορισμό της τιμής D και z
στο προϊόν. Πως θα μπορέσετε να υποδείξετε και να υπολογίσετε το σωστό χρόνο θερμικής επεξεργασίας σε μια τέτοια
περίπτωση;
Ένα νέο τρόφιμο πρόκειται να υποστεί θερμική επεξεργασία σε σύστημα UHT στους 135°C. Το προϊόν περιέχει
αλλοιούντα μικροοργανισμό με D121 = 5 min και z = 8°C. Για το συγκεκριμένο προϊόν είναι αποδεκτό ένα επίπεδο
αλλοιώσεως 1 δοχείου στο 1.000.000. Το αρχικό φορτίο του μικροοργανισμού είναι 104 ανά δοχείο. Να υπολογισθεί η
τιμή F της επεξεργασίας.
Ένα υγρό τρόφιμο θερμαίνεται από μια αρχική θερμοκρασία 15°C σε ανοικτό βραστήρα με ανάδευση για την εξασφάλιση
τελείας αναμίξεως. Ο βραστήρας περιέχει 500 kg υγρού τροφίμου με θερμική αγωγιμότητα 0,55 W/mK, ειδική θερμότητα
3,9 kJ/kgK και πυκνότητα 1000 kg/m3. Ο συνολικός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 2000 W/m2K και η
θερμοκρασία του θερμαίνοντος μέσου είναι 110°C. Η επιφάνεια μεταδόσεως θερμότητος είναι 2,5 m2. Ο μικροοργανισμός
που ενδιαφέρει παρουσιάζει D75 = 8 min και z = 8°C.
Να υπολογισθεί η θανάτωση (F) για τα πρώτα 10 min της θερμάνσεως (Χρησιμοποιήσατε διαστήματα χρόνου 2 min).
Να υπολογισθεί η μείωση του μικροβιακού πληθυσμού κατά τη θέρμανση, αν το προϊόν αρχικά περιείχε 107 κύτταρα/kg.
Ένα κονσερβοποιημένο προϊόν υφίσταται θερμική επεξεργασία κάτω από τις εξής συνθήκες:
Θερμοκρασία αποστειρωτήρα = 116°C
Αποστειρωτήρας στην Tr = 10:21 π.μ..
Αρχική θερμοκρασία = 60°C
Διακοπή ατμού = 11:15 π.μ.
Εισαγωγή ατμού = 10:12 π.μ.
Πειράματα θερμικής διείσδυσης έδωσαν τα στοιχεία: fh = fc= 35 min, jh =1.8 και jc = 1.6
Ο αλλοιών μικροοργανισμός παρουσιάζει D121=0.5 min και z=10°C.
i.
Υπολογίσατε το χρόνο επεξεργασίας και την τιμή Fc που επιτεύχθηκε. Ποιος είναι ο χρόνος επεξεργασίας του
χειριστή;
ii.
Υπολογίστε την ολοκληρωμένη τιμή , Fs, για την επεξεργασία αυτή
Προϊόν κρέατος (corned beef) συσκευάζεται σε μεταλλικά δοχεία και υφίσταται θερμική αποστείρωση.
i.
Ποιο τύπο αποστειρωτήρα θα υποδεικνύατε για την αποστείρωση;
ii.
Από τους πιθανούς τύπους αποστειρωτήρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ποιον θα επιλέγατε και γιατί;
iii.
Το προϊόν αυτό έχει αρχική θερμοκρασία 60°C και υφίσταται θερμική επεξεργασία στους 115°C επί 42 min.
Πειράματα θερμικής διεισδύσεως έδειξαν fh=38 min, j=jc=1,00. Ο μικροοργανισμός ο οποίος ενδιαφέρει
παρουσίαζε Dr=0,09 min και z=10°C. Να βρεθεί η τιμή Fs. Αν το δοχείο είχε όγκο 500 cm3 και υπήρχαν 20
σπόροι/cm3, ποια η πιθανότητα επιβιώσεως 1 σπόρου στο 1 δοχείο;
Μια θερμική επεξεργασία πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του μικροβιακού πληθυσμού της επιφανείας επαφής
με το τρόφιμο μιας συσκευασίας για ένα ασηπτικά επεξεργασμένο υγρό τρόφιμο. Ο αλλοιών μικροοργανισμός
παρουσιάζει D121 = 10 min και z = 8°C. Ο μικροβιακός πληθυσμός επί της επιφανείας είναι 100 ανά cm2 και η επιφάνεια
επαφής του προϊόντος έχει έκταση 8 cm2. Απαιτείται δε μια 9D επεξεργασία.
1. Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας για τα δοχεία στους 140°C.
2. Να υπολογισθεί ο αριθμός των δοχείων τα οποία θα αλλοιωθούν με βάση τον αριθμό των επιβιούντων επί της
συσκευασίας αν πρόκειται να πληρωθούν 10.000.000 συσκευασίες.
Ένα υγρό τρόφιμο υφίσταται ήπια θερμική επεξεργασία πριν από την αποθήκευση σε δεξαμενή. Η επεξεργασία λαμβάνει
χώρα σε διπλότοιχο βραστήρα ο οποίος περιέχει ατμό υπό πίεση 164,06 kPa ή ψυχρό νερό θερμοκρασίας 10°C. Ο
βραστήρας περιέχει 1000 kg υγρού τροφίμου αρχικής θερμοκρασίας 25°C, το οποίο αναδεύεται έντονα κατά τη θέρμανση
(U = 2700 W/m2C) και ψύξη (U = 270 W/m2C). Οι θερμοφυσικές ιδιότητες του προϊόντος είναι, θερμική αγωγιμότητα
0,45 W/mK, ειδική θερμότητα 3,98 kJ/kgK και πυκνότητα of 1000 kg/m3. Ο συνολικός συντελεστής μεταδόσεως
θερμότητος είναι 2000 W/m2K και η θερμοκρασία του θερμαίνοντος μέσου είναι 110°C. Η επιφάνεια μεταδόσεως
θερμότητος είναι 4,5 m2. Ο μικροοργανισμός που ενδιαφέρει παρουσιάζει D100 = 5 min και Z = 6°C, ενώ ο αρχικό
πληθυσμός είναι 15 ανά kg.
Να αναπτυχθεί η καμπύλη ταχύτητος θανατώσεως για την επεξεργασία, αν η θέρμανση συνεχίζεται έως ότου η
θερμοκρασία του προϊόντος γίνει 10°C πιο κάτω από τη θερμοκρασία του θερμαίνοντος μέσου και η ψύξη αρχίζει τη
στιγμή εκείνη. (Χρησιμοποιήσατε διαστήματα χρόνου 4 min).
Να υπολογισθεί ο αριθμός των επιβιούντων μικροοργανισμών μετά την επεξεργασία.
Ποιος είναι ο χρόνος επεξεργασίας;
Μια κονσέρβα σούπας αρακά χαμηλής οξύτητος αποστειρώνεται σε αποστειρωτήρα ατμού. Να αναφέρετε όλες τις
ιδιότητες οι οποίες απαιτούνται για να υπολογίσετε (προβλέψετε) τη θερμοκρασία της σούπας. Επίσης, αναφέρατε τις
μετρήσεις οι οποίες είναι απαραίτητες για να επιβεβαιώσετε (πιστοποιήσετε) την πρόβλεψή σας. Να σχεδιάσετε μια
καμπύλη θερμοκρασίας – χρόνου για το ψυχρό σημείο της κονσέρβας με τη σούπα. Να δείξετε τη θερμοκρασία της
σούπας κατά τη θέρμανση και ψύξη μαζί με τη θερμοκρασία του αποστειρωτήρα.
Ένα τρόφιμο περιέχει αλλοιούντα μικροοργανισμό με D110 = 5 min και αρχικό πληθυσμό 5×105 ανά kg. Να υπολογισθεί ο
αριθμός των επιβιούντων μετά από έκθεση επί 22 min στους 110°C.
Αναπτύχθηκε ένα νέο προϊόν, το οποίο θα υφίσταται θερμική επεξεργασία στους 130°C σε σύστημα UHT. Η τιμή D121
του μικροβιακού πληθυσμού είναι 1,3 min και η τιμή z είναι 12°C. Να υπολογισθεί ο χρόνος θερμάνσεως στους 130°C για
μια επεξεργασία 12D.
Ένα τροφομεταφερόμενο παθογόνο έχει z = 12°C και D121 = 3 min. Να υπολογισθεί η πιθανότητα επιβιώσεως μετά
θέρμανση επί 37 min στους 130°C, όταν a = 2×104 ανά kg.
Μια βιομηχανία γάλακτος συσκευάζει 100.000 δοχεία την ημέρα. Το νωπό προϊόν περιέχει αλλοιούντα μικροοργανισμό
με D65 = 4 min και z = 8°C. Αν χρησιμοποιείται μια τιμή F71,5 = 5 min, να υπολογισθεί ο αριθμός των δοχείων από την
ημερήσια παραγωγή, ο οποίος θα περιέχει επιβιούντες μικροοργανισμούς.
Τα ακόλουθα στοιχεία θερμοκρασίας-χρόνου έχουν συλλεχθεί κατά την UHT επεξεργασία υγρού τροφίμου:
Χρόνος, s
Θερμοκρασία, °C
Χρόνος, s
Θερμοκρασία, °C
0
15
35
80
5
50
40
75
10
60
45
70
15
70
50
65
20
80
55
60
25
80
60
50
30
80
65
35
Να εκτιμηθεί η θανάτωση (F75) για ένα παθογόνο με z = 5°C. Επίσης να εκτιμηθεί ο αριθμός των επιβιούντων της
επεξεργασίας αυτής αν ο αρχικός πληθυσμός είναι 3,5×105 και παρουσιάζει D75 = 0,1 min.
Η παρακάτω θερμική επεξεργασία σχεδιάσθηκε για ένα υγρό τρόφιμο σε γυάλινη συσκευασία. Το θερμαίνον μέσο έχει
θερμοκρασία 110°C και η αρχική θερμοκρασία του προϊόντος είναι 15°C. Οι παράμετροι θερμικής διεισδύσεως κατά τη
θέρμανση και ψύξη, όπως μετρήθηκαν στο ψυχρό σημείο, είναι fh = 10 min, jh = 1.1 και jc = 1.4. Να υπολογισθεί ο χρόνος
επεξεργασίας τη χειριστή για μια επεξεργασία η οποία πρέπει να επιτυγχάνει μια τιμή Fo = 5 min. Ο χρόνος ανόδου του
αποστειρωτήρα είναι αμελητέος. Η τιμή Fo αναφέρεται στους 121°C και για μικροοργανισμό με z = 10°C.
Η θερμοκρασία στο κέντρο των σωματιδίων ενός υγρού προϊόντος με τεμάχια και το οποίο υφίσταται επεξεργασία στο
σωλήνα παραμονής ενός συστήματος ασηπτικής επεξεργασίας έχει καταγραφεί ως ακολούθως:
Χρόνος, s
Θερμοκρασία, °C
0
85
5
91
10
103
15
110
20
116
25
120
30
123
Σκοπός της θερμικής επεξεργασίας είναι να μειώσει τον πληθυσμό ενός αλλοιούντος μικροοργανισμού με D121= 0.4 min
και z = 9°C.
i.
Αν ο αρχικός πληθυσμός είναι 100 ανά σωματίδιο, να εκτιμηθεί η πιθανότητα επιβιώσεως για την ασηπτική αυτή
επεξεργασία.
ii.
Να εκτιμηθεί η συγκράτηση ενός ποιοτικού παράγοντος, αν αυτός παρουσιάζει D121= 2 min και z= 20°C.
Υγρό τρόφιμο υφίσταται θερμική επεξεργασία εντός κονσέρβας σε αποστειρωτήρα θερμοκρασίας 125°C. Οι διαστάσεις
της κονσέρβας είναι, διάμετρος 4 cm και ύψος 5 cm. Το προϊόν έχει πυκνότητα 1000 kg/m3 και ειδική θερμότητα 3,9
kJ/kgC. Ο συνολικός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος από τον ατμό προς το προϊόν είναι 500 W/m2C.
i.
Αν η αρχική θερμοκρασία του προϊόντος είναι 60°C, να υπολογισθεί η θερμοκρασία αυτού σε διαστήματα των 30
s έως ότου φθάσει τη θερμοκρασία των 120°C.
ii.
Αν ο αλλοιών μικροοργανισμός έχει D121= 0.7 min και z= 10°C, να υπολογισθεί η θανάτωση (F121) για το τμήμα
θερμάνσεως της επεξεργασίας.
Οι παράμετροι της θερμικής αδρανοποιήσεως των σπόρων του C.botulinum και της χλωροφύλλης Α στο σπανάκι είναι:
C.botulinum: z=10°C, D121,1=0,24 min και Tx=121,1°C
Χλωροφύλλη Α: z=47,80°C, D121,1=5,9 min και Tx=121,1°C
Μια θερμική επεξεργασία γενικώς είναι αποδεκτή ως ασφαλής έναντι του C.botulinum αν επιφέρεται μια μείωση της
τάξεως του 10-12.
Με βάση τις ανωτέρω πληροφορίες να εκτιμήσετε:
i.
Τους ασφαλείς έναντι του C.botulinum χρόνους θερμάνσεως στους 110°C και 130°C.
ii.
Το κλάσμα της χλωροφύλλης Α που παραμένει όταν εκχύλισμα αυτού θερμανθεί στους 110°C και 130°C για
χρόνους επαρκείς για την καταστροφή του C.botulinum.
Κονσέρβες ετοίμου φαγητού με βοδινό πρόκειται να αποστειρωθούν σε αποστειρωτήρα ατμού θερμοκρασίας 122oC. Το
μέγεθος των κονσερβών είναι 84mm ×110mm. Ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος του συμπυκνούμενου ατμού είναι
10000 J/m2.s.oC. Το πάχος του μετάλλου των κονσερβών είναι 0,2 mm και η θερμική αγωγιμότητα 45 J/m.s.oC. Να
υποτεθεί ότι οι κονσέρβες είναι πλήρως γεμάτες με το προϊόν. Η θερμική αγωγιμότητα του προϊόντος είναι 0.5 J/m.s.oC, η
πυκνότητα 1000kg/m3 και η ειδική θερμότητα 3,8kJ/kg.oC. Η θερμοκρασία του προϊόντος όταν εισάγεται στον
αποστειρωτήρα είναι 75oC. Για να συμπληρωθεί η επεξεργασία, θα πρέπει η θερμοκρασία του προϊόντος να φθάσει στους
121oC.
i.
Πόσος χρόνος θα απαιτηθεί ώστε η θερμοκρασία του προϊόντος να φθάσει τους 121oC; Να υποτεθεί ότι το προϊόν
θερμαίνεται με αγωγή.
ii.
Πόσος χρόνος θα απαιτηθεί για να φθάσει το προϊόν την ίδια θερμοκρασία, αν τούτο συσκευασθεί σε δοχεία
διαστάσεων 153 mm ×199mm ;
Θεωρήσατε τις κονσέρβες ως καθορισμένα και ως αόριστα στερεά αντικείμενα και συγκρίνατε τα αποτελέσματα.
Οι McCord και Kilara (J Food Sci., 1983) ανέφεραν ότι η αδρανοποίηση της πολυφαινολοξειδάσης από μανιτάρια
ακολουθεί κινητική πρώτης τάξεως και ότι οι σταθερές ταχύτητος στους 50, 55, 60 και 65°C ήταν 0,019, 0,054, 0,134 και
0,773 min-1 αντιστοίχως. Με βάση τα στοιχεία αυτά να υπολογισθούν:
i.
η ενέργεια ενεργοποιήσεως
ii.
η τιμή Q10
iii.
η τιμή z
iv.
η τιμή D
Δίδεται: Σταθερά των αερίων R = 8315 J/mol.K.
Πρόκειται να αλλάξετε τη γραμμή παραγωγής σας από επεξεργασίας φρούτων σε μία επεξεργασίας λαχανικών. Τι αλλαγές
θα κάνετε εις ότι αφορά στους προ και μετά τη συγκομιδή χειρισμούς των λαχανικών και των συνθηκών επεξεργασίας;
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα ένα συγκεκριμένο φρούτο και ένα συγκεκριμένο λαχανικό για την εξήγηση που θα δώσετε
να δικαιολογήσετε τις αποφάσεις σας.
i.
ii.
iii.
i.
ii.
iii.
iv.
Η διατηρησιμότητα ενός παστεριωμένου γάλακτος ξαφνικά μειώθηκε από 12 σε 4 ημέρες. Να εξηγήσετε ποιους
παράγοντες πρέπει να μελετήσετε ώστε να επιλύσετε το πρόβλημα.
Ένας παστεριωτήρας, ο οποίος επεξεργάζεται 5.000 L/h, διαθέτει σωλήνα παραμονής εσωτερικής διαμέτρου 5
cm και μήκους 14 m. Να υπολογισθεί ο μέσος χρόνος παραμονής και να σχολιασθεί τούτος στις περιπτώσεις
επεξεργασίας υγρών τροφίμων χαμηλού και υψηλού ιξώδους.
Αν η ροή είναι τυρβώδης, να υπολογισθεί ο πληθυσμός που εγκαταλείπει το σωλήνα, με βάση τον ελάχιστο
χρόνο παραμονής, αν ο αρχικός πληθυσμός ήταν 106/mL, η θερμοκρασία του σωλήνα παραμονής 75°C και η τιμή
D75 του μικροοργανισμού 3,0 s.
Τι σημαίνει η τιμή Fo κατά την αποστείρωση των τροφίμων; Να υπολογισθεί η τιμή Fo για μια διαυγή σούπα
λαχανικών η οποία υφίσταται θερμική επεξεργασία στους 142°C επί 4 s. Να αναφερθούν οι παραδοχές που τυχόν
έγιναν και να σχολιασθεί η τιμή που βρέθηκε.
Ένας παστεριωτήρας ο οποίος επεξεργάζεται 2.000 L/h, διαθέτει σωλήνα παραμονής εσωτερικής διαμέτρου 4 cm
και μήκους 9 m. Να υπολογισθεί ο μέσος χρόνος παραμονής και να σχολιασθεί τούτος στις περιπτώσεις
επεξεργασίας υγρών τροφίμων χαμηλού και υψηλού ιξώδους.
Εξηγήσατε γιατί το γάλα UHT θα πρέπει να είναι ποιοτικά ανώτερο από αυτό που αποστειρώθηκε εντός δοχείου.
Κατά την άμεση UHT επεξεργασία τι σημαίνει στιγμιαία ψύξη (εξάτμιση); Γιατί ένα σύστημα άμεσης UHT
επεξεργασίας αναμένεται να δώσει ανώτερο προϊόν από ένα έμμεσο UHT σύστημα και πώς η στιγμιαία ψύξη
συνεισφέρει σ’ αυτό;
Αναπτύξατε τις απόψεις ασφάλειας και ποιότητος οι οποίες περιλαμβάνονται στις επεξεργασίες HTST παστερίωση και
UHT αποστείρωση.
i.
ii.
Να περιγράψετε, δίδοντας το χωροταξικό διάγραμμα ροής, ενός εμμέσου αποστειρωτήρα UHT με έμφαση στην
ασφάλεια, ποιότητα και οικονομία.
Ένας παστεριωτήρας ο οποίος επεξεργάζεται 10.000 L/h, διαθέτει σωλήνα παραμονής εσωτερικής διαμέτρου 5
cm και μήκους 28 m. Να υπολογισθεί ο μέσος χρόνος παραμονής και να σχολιασθεί τούτος στις περιπτώσεις
επεξεργασίας υγρών τροφίμων χαμηλού και υψηλού ιξώδους.
Η εταιρεία "ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ ΣΟΥΠΑ Α.Ε." παράγει τα προϊόντα της σε κλασσικές κονσέρβες και επιθυμεί να μετατρέψει
την διαδικασία παραγωγής σε ασηπτική. Το προϊόν είναι σούπα λαχανικών. Απευθύνθηκαν δε σε σας ως ειδικού για να
συμβουλέψετε την εταιρεία ως προς το σχεδιασμό εναλλακτικών της νέας διεργασίας. Αναμένουν από εσάς να
παρουσιάσετε κατάλογο του εξοπλισμού που απαιτείται, να δώσετε ένα σχέδιο του πως θα διαταχθεί και θα συνδεθεί ο
εξοπλισμός και πληροφορίες για έγκριση από τις κρατικές υπηρεσίες. Θα πρέπει να παρουσιάσετε μερικά εναλλακτικά για
την αποστείρωση και τη συσκευασία του προϊόντος. Επίσης, θα πρέπει να πείσετε την ανώτερη διοίκηση της εταιρείας ότι
το τελικό προϊόν θα είναι βελτιωμένης ποιότητος έναντι αυτού στις κλασσικές κονσέρβες. Τι θα κάνετε για αυτό;
i.
ii.
i.
ii.
iii.
iv.
i.
ii.
i.
ii.
i.
ii.
Με τη βοήθεια των όρων D, z, L, F εξηγήσατε πως μπορείτε να λάβετε ασφαλές και υψηλής ποιότητος θερμικά
επεξεργασμένο προϊόν.
Ένα προϊόν τροφίμου τοποθετείται θερμό σε κονσερβοκυτίο, σφραγίζεται και υφίσταται θερμική επεξεργασία σε
αποστειρωτήρα. Καθώς το προϊόν θερμαινόταν, καταγράφηκαν οι παρακάτω θερμοκρασίες:
Χρόνος
0
1
2
4
6
10
12
15
18
20
22
(min)
Θερμοκρασία
96.3 98.0 102.0 104.0 108.6 111.6 112.0 116.0 118.0 120.0 120.0
ψυχρού
σημείου(°C)
Να υπολογισθούν: (α) η τιμή F μετά 22 min, (β) Πόσος χρόνος θα απαιτηθεί ακόμη για να γίνει η F0 ίση με 21.0
αν η θερμοκρασία του ψυχρού σημείου παραμένει σταθερή; (γ) Η επεξεργασία θα είναι επαρκής ώστε να δώσει
ένα επιθυμητό επίπεδο αλλοίωσης 10-5 αν για το μικροοργανισμό ισχύει D121.1 = 250 s. Αιτιολογήσατε τις
απαντήσεις σας.
Εξηγήσατε την αρχή λειτουργίας ενός εναλλάκτη θερμότητος με πλάκες και περιγράψατε πως ο εναλλάκτης
αυτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί α) στην παστερίωση και β) στην UHT επεξεργασία του γάλακτος.
Περιγράψατε τη λειτουργία ενός συνεχούς αποστειρωτήρα.
Ορίσατε το ψυχρό σημείο σε ένα συσκευασμένο τρόφιμο και σχολιάσατε τι μπορεί να επηρεάζει τη θέση του και
πως.
Εξηγήσατε, με τη χρήση καταλλήλων διαγραμμάτων όπου απαιτείται, τους όρους: τιμή D, τιμή z και θανάτωση
της επεξεργασίας.
Με τη βοήθεια καταλλήλου διαγράμματος, περιγράψατε την αρχή λειτουργίας ενός εναλλάκτη θερμότητος
αποξεομένης επιφανείας. Επίσης αναφέρατε τουλάχιστον δύο εφαρμογές του εναλλάκτη αυτού.
Να γίνει διάκριση μεταξύ αμέσου και εμέσου συστήματος επεξεργασίας UHT, αναφέροντας και τα
πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα αυτών. Δώσατε ένα παράδειγμα για κάθε σύστημα.
Σκιαγραφήσατε τα στάδια τα οποία περιλαμβάνονται κατά τη βιομηχανική παραγωγή κονσερβοποιημένων
λαχανικών και εξηγήσατε την έννοια των τιμών D και z.
Να υπολογισθεί η τιμή F για τη διεργασία κονσερβοποιήσεως που φαίνεται στον ακόλουθο πίνακα και
αξιολογήσατε την ασφάλειά της.
Χρονικό διάστημα,
Θερμοκρασία, °C
min
0
53
5
57,3
10
66,7
15
75,9
20
84,4
25
93,9
30
100,2
35
109,6
40
115,0
45
115,0
50
115,0
55
104,3
60
92,8
65
82,9
70
62,3
Περιγράψατε τη λειτουργία ενός υδροστατικού αποστειρωτήρα.
Έχοντας πάντα υπ’ όψιν την αποστείρωση των τροφίμων, εξηγήσατε τους όρους: τιμή D, τιμή z και ταχύτητα
θανατώσεως.
iii.
Εξηγήσατε σύντομα πως εκτιμάται η αποστειρωτική δράση μιας θερμικής επεξεργασίας με όρους την
καταστροφή ενός ιδιαιτέρου γνωστού βακτηρίου.
Παστεριωμένο γάλα έχει πυκνότητα 1.035 kg m-3 και ιξώδες 2,1×10-3 kg m-1 s-1 ρέει σε σωλήνα διαμέτρου 5 cm με
ταχύτητα 2 ms-1. Να υπολογισθεί ο αριθμός Reynolds και να καθορισθεί ο τύπος ροής του γάλακτος.
Για τον έλεγχο της εγκυρότητος μιας θερμικής επεξεργασίας χρησιμοποιήθηκε μια μονάδα βιολογικού δείκτη (BIU), η
οποία αποτελείται από ένα πολύ μικρό φιαλίδιο το οποίο περιέχει εναιώρημα σπόρων και η οποία τοποθετείται στο ψυχρό
σημείο της κονσέρβας. Το τρόφιμο στη συγκεκριμένη κονσέρβα παρουσιάζει fh 30 min και jh=jc 1,8. Από τους 1000
σπόρους, οι οποίοι υπήρχαν αρχικά στην BIU, ανάλυση έδειξε ότι επιβίωσαν 12 σπόροι. Οι σπόροι στην BIU παρουσίαζαν
D 2,3 min και τιμή z 7,8°C. Η επεξεργασία επιτελέσθηκε στους 120°C και με αρχική θερμοκρασία 60°C. Να υπολογισθεί
ο χρόνος επεξεργασίας και η τιμή αποστειρώσεως της επεξεργασίας για το Cl.botulinum, το οποίο έχει τιμή D 0,21 min
στους 121,1°C και τιμή z 10°C.
Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας για κονσερβοποιημένο τρόφιμο, η οποία θα επιτύχει εμπορική αποστείρωση για το
C.sporogenes, το οποί παρουσιάζει τιμή D=1,5 min και τιμή z=10°C. Διαθέσιμα είναι τα παρακάτω στοιχεία θερμικής
διεισδύσεως:
Θερμοκρασία αποστειρωτήρα = 120°C
Χρόνος ανόδου = 5 min
Στοιχεία:
Χρόνος, min
Θερμοκρασία Ψυχρού Σημείου, °C
0 (είσοδος ατμού)
75
5
79
10
87
15
102
20
110
25
114,4
30
116,8
35
118,2
i.
ii.
Ποιοι τύποι θερμικής επεξεργασίας (σύστημα και συνθήκες θερμάνσεως) θα πρέπει να επιλεγούν για την
αποστείρωση του παρακάτω προϊόντων και γιατί:
Χυμός μήλου με pH 4.3
Ποτό βασιζόμενο στο γάλα
Στερεό corned beef
Αναφέρατε τους παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν τις συνθήκες που χρησιμοποιούνται για την αποστείρωση των
κονσερβοποιημένων τροφίμων.
Σε 100 mL παιδικής τροφής, η συγκέντρωση του C.sporogenes (z=10°C) θα πρέπει να μειωθεί κατά ένα παράγοντα ίσο με
5 για να επιτευχθεί εμπορική αποστείρωση στο προϊόν. Η τιμή D του C.sporogenes είναι 2,5 min στους 118°C.
i.
Να υπολογισθεί η τιμή F0 η οποία είναι αναγκαία για να επιτευχθεί εμπορική αποστείρωση στο προϊόν με βάση
το C.sporogenes.
ii.
Σε ένα αποστειρωτήρα οι θερμοκρασίες στο ψυχρό σημείο του προϊόντος μετρήθηκαν ως συνάρτηση του χρόνου
και βρέθηκαν να μεταβάλλονται όπως φαίνεται στον πίνακα. Είναι η θερμική επεξεργασία επαρκής για την
επίτευξη εμπορικής αποστειρώσεως ως προς το C.sporogenes;
Χρόνος, min
Θερμοκρασία Ψυχρού Σημείου, °C
25
92,3
30
97,5
35
101,9
40
105
45
107,7
50
110
55
111,7
60
113,9
65
114,4
70
114
75
92,1
iii.
Αν η αρχική συγκέντρωση του C.sporogenes στο προϊόν είναι 10-1 mL-1, να υπολογισθεί η πιθανότητα
επιβιώσεως των σπόρων αυτών μετά την επεξεργασία, η οποία φαίνεται στον πίνακα.
Με τη βοήθεια εξισώσεων, να εξηγήσετε τις βασικές σχέσεις πάνω στις οποίες στηρίζεται η θανάτωση μιας θερμικής
επεξεργασίας. Να δοθεί προσοχή στις παραδοχές που δεν είναι έγκυρες. Ποιες είναι οι πρόσφατες εξελίξεις στις θερμικές
επεξεργασίες οι οποίες οδηγούν σε προϊόντα με καλύτερα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά και καλύτερη συγκράτηση
θρεπτικών έναντι των κλασικών μεθόδων θερμικής επεξεργασίας;
Υγρό τρόφιμο με αρχική θερμοκρασία Τi= 4°C παστεριώνεται σε θερμαινόμενη αναδευόμενη δεξαμενή ικανότητος 10 m3
και επιφανείας 15 m2. Η θερμοκρασία του θερμαίνοντος μέσου Tr είναι 110°C και απαιτείται μια θερμική επεξεργασία
ισοδύναμη με 12D για ένα μικροοργανισμό με τιμή z 8°C. Να υπολογισθεί η τιμή F100 από τα 25 έως τα 45 min με τη
χρήση του κανόνα του Simpson. Για την αναδευόμενη δεξαμενή, η θερμοκρασία Τ σε κάθε χρονική στιγμή t (sec) δίδεται
από τη σχέση:
⎛ hA
⎛ T − Tr ⎞
ln ⎜
⎟ = − ⎜⎜
⎝ Ti − Tr ⎠
⎝ ρ C pV
⎞
⎟⎟ ⋅ t
⎠
Δίδεται: πυκνότητα ρ=1100 kgm-3, ειδική θερμότητα Cp=4000 Jkg-1°C-1 και συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος h=2000
Wm-2°C-1.
i.
ii.
iii.
iv.
Ένα προϊόν συσκευάζεται σε κονσέρβες 303×407 και παρουσιάζει fh=5 min και jh=0,8. Υπολογίστε τον χρόνο
θερμικής επεξεργασίας στους 121°C, αν η αρχική θερμοκρασία του τροφίμου είναι 27°C. Η επιθυμητή για το
προϊόν τιμή Fo είναι 4 min, ενώ η τιμή z του μικροοργανισμού είναι 10°C. Το προϊόν παρουσιάζει τιμή pH=5,8.
Το παραπάνω προϊόν στο μέρος (α) υφίσταται επεξεργασία σε ακίνητους αποστειρωτήρες οι οποίοι χρειάζονται 5
min για να φθάσουν τους 121°C από τη στιγμή που ανοίγεται ο ατμός. Σε πόσα min μετά το άνοιγμα του ατμού
θα πρέπει να διακοπεί ο ατμός.
Σε ένα από τους χρησιμοποιούμενους αποστειρωτήρες της παραπάνω επεξεργασίας υπήρξε κακή επεξεργασία και
το καταγραφικό της θερμοκρασίας έδειξε τα εξής στοιχεία:
Χρόνος
Θερμοκρασία αποστειρωτήρα
min
°C
0
21
3
99
10
99
Ξαφνική ανύψωση από τους 99 στους 121°C στα 10 min
15
121
16
Διακοπή ατμού - Άνοιγμα νερού ψύξης
Ποια είναι η τιμή Fo της επεξεργασίας αυτής. Η θερμοκρασία της κονσέρβας στο χρόνο 0 ήταν 27°C.
Αν αντί της θερμικής επεξεργασίας για τη συντήρηση του προϊόντος επιλεγεί η ακτινοβόληση εξηγήσατε τι
είδους επεξεργασία θα εφαρμόζατε για να επιτύχετε το ίδιο αποτέλεσμα από πλευράς συντήρησης, καθώς επίσης
και ποιο τύπο εξοπλισμού και πηγής ακτινοβολίας θα επιλέγατε εξηγώντας γιατί.
Είναι γνωστό ότι η μικροβιακή καταστροφή και η υποβάθμιση της ποιότητος των τροφίμων κατά τη θερμική επεξεργασία
των τροφίμων χαμηλής οξύτητος κανονικά ακολουθούν την κινητική μιας αντιδράσεως πρώτης τάξεως. Για τη μικροβιακή
ασφάλεια, ο απαιτούμενος χρόνος θερμάνσεως σε μια καθορισμένη θερμοκρασία θα πρέπει να είναι επαρκώς μεγάλος
ώστε να μειωθούν οι σπόροι κατά 12 λογαριθμικούς κύκλους. Χρησιμοποιώντας ΜΟΝΟ τα στοιχεία που δίδονται
παρακάτω, να υπολογίσετε:
i.
Τον απαιτούμενο χρόνο θερμάνσεως αν το τρόφιμο θερμαίνεται στους 121,1°C.
ii.
Την % συγκράτηση των θρεπτικών για το ποιοτικό χαρακτηριστικό 1 κατά την προηγουμένη θέρμανση.
iii.
Τον απαιτούμενο χρόνο θερμάνσεως και τη συγκράτηση του ποιοτικού χαρακτηριστικού 1 αν το τρόφιμο
θερμανθεί στους 131,1°C.
Δίδεται:
Σύστημα
k στους 121,1°C (min-1)
Ea (kJ/mol)
Σπόροι
4,606
251
Χαρακτηριστικό 1
0,1278
111
Μια ασηπτική επεξεργασία πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για την αποστείρωση ακέραιου αρακά. Για την επεξεργασία αυτή
απαραίτητη είναι η μείωση κατά 10D ενός μικροοργανισμού με τιμή D121 0,52 min και z 10°C. Ο παρακάτω πίνακας δίδει
τη θερμοκρασία για το βραδύτερα θερμαινόμενο σημείο ενός τυπικού αρακά.
Χρόνος, s
Θερμοκρασία, °C
0
25
20
65
24
75
32
90
35
100
39
105
42
106
47
110
i.
ii.
i.
ii.
Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας του Ball, αν το θερμαίνον μέσο έχει θερμοκρασία 125°C. Να ληφθεί ότι
jh=jc.
Να υπολογισθεί η % συγκράτηση της χλωροφύλλης στην επιφάνεια του αρακά στην παραπάνω θερμοκρασία
επεξεργασίας, αν οι σταθερές της ταχύτητας καταστροφής στους 120°C και 140°C είναι 0,1 και 0,3053 min-1
αντιστοίχως, και ότι η καταστροφή ακολουθεί κινητική μιας αντιδράσεως πρώτης τάξεως.
Αναπτύξατε σύντομα τους κύριους σκοπούς του ζεματίσματος και της παστεριώσεως.
Για την περίπτωση του αρακά βρέθηκε ότι οι σταθερές της ταχύτητας καταστροφής στους 120°C και 140°C είναι
0,1 και 0,3053 min-1 αντιστοίχως, και ότι η καταστροφή ακολουθεί κινητική μιας αντιδράσεως πρώτης τάξεως.
Να υπολογισθεί η % συγκράτηση της χλωροφύλλης στην επιφάνεια του αρακά αν η θερμοκρασία επεξεργασίας
είναι 125°C και ο χρόνος παραμονής 3 min.
Όταν τα κονσερβοποιημένα τρόφιμα αποθηκεύονται σε υψηλές θερμοκρασίες, όπου θερμόφιλα αναερόβια (π.χ. C.
thermosaccharolyticum) μπορούν να προκαλέσουν αλλοίωση, οι επεξεργασία πρέπει να είναι εντονότερη. Οι τιμές D121
και z για το C. thermosaccharolyticum είναι 3,5 min και 10°C αντιστοίχως. Για ένα προϊόν και με αρχικό φορτίο 10.000
ανά κονσέρβα είναι αναγκαία μια μείωση στην πιθανότητα επιβιώσεως στο 1 ανά 10.000 κονσέρβες. Κατά τη θέρμανση
του προϊόντος σε αποστειρωτήρα ατμού θερμοκρασίας 125°C ελήφθησαν οι παρακάτω τιμές:
Χρόνος, min
Θερμοκρασία, °C
0
25
5
28
15
33,5
20
60,1
40
97,1
60
113
80
119,8
100
122,8
Με βάση προηγούμενη εμπειρία το jc βρέθηκε να είναι 1,8.
i.
Να υπολογισθεί το jh και ο απαιτούμενος χρόνος επεξεργασίας του Ball. Να υποτεθεί ότι ο χρόνος ανόδου είναι
αμελητέος.
ii.
Χρησιμοποιώντας την παραπάνω ληφθείσα καμπύλη θερμικής διεισδύσεως, να υπολογισθεί η θανάτωση μεταξύ
του 85 και 90 min με τη χρήση του κανόνα των τραπεζίων.
Σε προϊόν τροφίμου ένας μικροοργανισμός έχει τιμή D 3 min στους 121°C και τιμή z 11°C. Αν η επεξεργασία
υπολογίσθηκε στους 138°C για μια τιμή z 6°C, πόσα min θερμάνσεως είναι αναγκαία για μια επεξεργασία 5D; Ποια θα
είναι η πραγματικά πιθανότητα αλλοιώσεως με ένα αρχικό φορτίο 100 σπόρων/κονσέρβα για την παραπάνω επεξεργασία
στους 138°C (z = 10°C) αν ο μικροοργανισμός πραγματικά έχει τιμή z 11°C όταν θερμαίνεται με το προϊόν;
Τρόφιμο θερμαινόμενο με αγωγή είναι συσκευασμένο σε δοχείο 307×407. Το τρόφιμο έχει αρχική θερμοκρασία 20°C και
πρόκειται να υποστεί θερμική επεξεργασία σε αποστειρωτήρα πιέσεως θερμοκρασίας 125°C. Ο αλλοιών μικροοργανισμός
παρουσιάζει D121= 4 min και z = 10°C. Ο χρόνος ανόδου του αποστειρωτήρα είναι 10 min, ενώ το προϊόν παρουσιάζει fh=
40 min και j=1,2.
i.
Αν το αρχικό φορτίο είναι 2×105 ανά δοχείο, να υπολογισθεί η τιμή F αν το επιθυμητό επίπεδο αλλοιώσεως είναι
1 κονσέρβα στα 10 εκατομμύρια.
ii.
Να υπολογισθεί ο χρόνος επεξεργασίας του χειριστή και να υπολογισθεί η θερμοκρασία του τροφίμου στο τέλος
της θερμάνσεως.
Εργοστάσιο επεξεργάζεται καλαμπόκι σε κονσέρβες των 454g. Μεγάλος αριθμός κονσερβών από κάθε παρτίδα βρέθηκε
να περιέχει σπορογόνο βάκιλο, ο οποίος αναπτύσσεται προαιρετικά αναερόβια. Το pH του προϊόντος βρέθηκε να είναι
σημαντικά χαμηλότερο από το κανονικό. Πως θα επιχειρούσατε να βρείτε την αιτία της αλλοιώσεως αυτής και τι θα
συμβουλεύατε να κάνουν στο εργοστάσιο ώστε να εξασφαλισθεί ότι στο μέλλον οι παρτίδες του προϊόντος να είναι
ελεύθερες από το πρόβλημα αυτό;
Επιλέξατε ένα παράδειγμα για το καθένα: ενός παστεριωμένου και ενός εμπορικά αποστειρωμένου τροφίμου.
i.
Να κατασκευάσετε συγκριτικό πίνακα γι αυτά και να συμπεριλάβετε τις τυπικές συνθήκες θερμάνσεως, τις
θερμοκρασίες αποθηκεύσεως, τη μικροβιακή επιβίωση, την ποιότητα και το χρόνο ζωής (αποθηκεύσεως).
ii.
Ποια είναι η διαφορά, γενικώς, μεταξύ παστεριωμένου και αποστειρωμένου τροφίμου;
Εξηγήσατε τους λόγους της διαφορετικής επεξεργασίας των κονσερβών μεγέθους 450 g η οποία είναι:
i.
Καλαμπόκι σε άλμη, χρειάζονται μόνο 20 min στους 124°C
ii.
Καλαμπόκι σε κρεμμώδη σάλτσα, χρειάζονται 70 min στους 124°C
Κατά την επεξεργασία σε αποστειρωτήρα πιέσεως είναι αναγκαίο να έχουμε τη βαλβίδα αφαιμάξεως ανοικτή ώστε να
διέρχεται ατμός από αυτήν. Εξηγήσατε γιατί είναι αναγκαίο τούτο.
i.
ii.
Ποιοι παράγοντες χρησιμοποιούνται στον υπολογισμό μιας ορθής θερμικής επεξεργασίας για κονσερβοποιημένα
τρόφιμα συσκευασμένα πριν τη θερμική επεξεργασία.
Ποιες οι διαφορές μεταξύ κλασσικής κονσερβοποιήσεως και ασηπτικής επεξεργασίας. Εξηγήσατε γιατί οι αρχές
(αν συμβαίνει) είναι διαφορετικές στις δύο αυτές μεθόδους.
Υγρό τρόφιμο χαμηλής οξύτητος υφίσταται θερμική επεξεργασία σε εναλλάκτη θερμότητος. Ο ρυθμός ροής (ταχύτητα)
του υγρού είναι ταχύτερος στον κεντρικό άξονα (γραμμή) του σωλήνα, και κατά συνέπεια ο χρόνος εκεί είναι ο
συντομότερος. Η βραχεία ως προς το χρόνο αυτή ροή ονομάζεται κρίσιμος χρόνος παραμονής (ίδιος με το χρόνο
θερμάνσεως). Ο κρίσιμος χρόνος παραμονής του υγρού τροφίμου είναι 20 s. Ο λόγος των σπόρων του Clostridium
botulinum που επιβιώνουν (b) προς τον αρχικό αριθμό των σπόρων (a) θα πρέπει να γίνει 10-12 για να παραχθεί
μικροβιολογικώς ασφαλές προϊόν.
i.
Να υπολογισθεί η θερμοκρασία του υγρού τροφίμου η οποία είναι αναγκαία ώστε να επιτευχθεί η επιβίωση αυτή,
υποθέτοντας ότι, για την απλοποίηση του υπολογισμού, η θερμοκρασία του υγρού στον εναλλάκτη θερμότητος
είναι παντού ίδια (ισόθερμη).
Δίδεται: ΔΕa= 288,60 kJ/mol, k=0,192 s-1 στους 121,1°C.
Ένας προσδιορισμός θερμικής διεισδύσεως για ένα κονσερβοποιημένο τρόφιμο έδωσε τα παρακάτω στοιχεία για το ψυχρό
σημείο:
Ώρα της ημέρας (π.μ.)
Θερμοκρασία, °C
9:00
25
9:02
60
9:04
100
9:06
110
9:08
116
9:10
116
9:12
116
9:14
116
9:16
116
9:18
116
9:20
105,5
9:22
75
9:24
40
i.
Να υπολογισθεί η τιμή Fo της επεξεργασίας. Σημειώσατε σαφώς τους υπολογισμούς σας.
ii.
Πρόκειται για μια συσκευασία η οποία θερμαίνεται με μεταφορά ή με αγωγή; Εξηγήσατε.
Υπόστρωμα με σπόρους του Clostridium botulinum υπόκειται στις ακόλουθες θερμικές επεξεργασίες:
Α/Α
Χρόνος θερμάνσεως, s
Θερμοκρασία υποστρώματος, °C
1
5
105
2
0,1
120
3
10
130
Να υπολογισθεί ο λόγος επιβιώσεως (b/a) των σπόρων στο τέλος της τρίτης επεξεργασίας. Δίδεται: ΔΕa= 288,60 kJ/mol,
k=0,295 s-1 στους 121,1°C. Να υποτεθεί ότι η θερμική αδρανοποίηση των σπόρων ακολουθεί κινητικής μιας αντιδράσεως
πρώτης τάξεως και ότι η κατανομή της θερμοκρασίας στο υπόστρωμα είναι ομοιόμορφη καθ’ όλη τη θερμική
επεξεργασία.
Μια κονσέρβα σούπας αρακά χαμηλής οξύτητος αποστειρώνεται σε αποστειρωτήρα ατμού. Να αναφέρετε όλες τις
ιδιότητες οι οποίες απαιτούνται για να υπολογίσετε (προβλέψετε) τη θερμοκρασία της σούπας. Επίσης, αναφέρατε τις
μετρήσεις οι οποίες είναι απαραίτητες για να επιβεβαιώσετε (πιστοποιήσετε) την πρόβλεψή σας. Να σχεδιάσετε μια
καμπύλη θερμοκρασίας – χρόνου για το ψυχρό σημείο της κονσέρβας με τη σούπα. Να δείξετε τη θερμοκρασία της
σούπας κατά τη θέρμανση και ψύξη μαζί με τη θερμοκρασία του αποστειρωτήρα.
Εξηγήσατε την αρχή της UHT επεξεργασίας σε τρόφιμα χαμηλού ιξώδους.
Να σχολιάσετε τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της θερμικής επεξεργασίας ενός υγρού τροφίμου πριν και μετά τη
συσκευασία.
Η επεξεργασία UHT μπορεί να θεωρηθεί ως μία αριστοποιημένη διεργασία αποστειρώσεως. Εξηγήσατε και σχολιάσατε
τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της.
Η επεξεργασία UHT μπορεί να θεωρηθεί ως μία αριστοποιημένη διεργασία αποστειρώσεως. Εξηγήσατε και σχολιάσατε
τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της.
Συντήρηση με Χαμηλές Θερμοκρασίες
Πολλά τρόφιμα υφίστανται επεξεργασία για την επέκταση του χρόνου ζωής τους με τροποποιημένη ατμόσφαιρα στην
οποία πρέπει να διατηρούνται. Αναφέρατε τρεις διαφορετικούς τύπους τροφίμου, οι οποίοι συντηρούνται με τον τρόπο
αυτό και εξηγήσατε σύντομα πως συμβαίνει η επέκταση του χρόνου ζωής.
Να γραφεί μια πολύ σύντομη αναφορά για το αέριο μίγμα στις ελεγχόμενες/τροποποιημένες ατμόσφαιρες.
Ποια η γνώμη σας για τη χρήση των ευγενών αερίων στις ελεγχόμενες/τροποποιημένες ατμόσφαιρες;
Ποιοι οι τρόποι δημιουργίας CA/MA; Σχολιάσατε αναλόγως.
Ποια τα οφέλη των CAP/MAP τεχνολογιών;
Ποιοι παράγοντες επηρεάζουν ευθέως το χρόνο ζωής και την ασφάλεια των CAP/MAP προϊόντων;
Ποια τα πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί της MAP;
Ορίσατε τον όρο ‘συστολή λόγω ψύξεως’ και το όνομα της διεργασίας, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την
παρεμπόδισή της.
Τι είναι η βλάβη λόγω ψύχους και από ποιους παράγοντες επηρεάζεται;
Τι είναι τα κλιμακτηρικά φρούτα;
Συγκρίνατε τις επιδράσεις της συγκεντρώσεως του αιθυλενίου επί της αναπνοής των κλιμακτηρικών και μη
κλιμακτηρικών φρούτων.
Μπορούμε να συντηρήσουμε τα τρόφιμα με μείωση της θερμοκρασίας αποθήκευσης, έλεγχο της σύνθεσης της
ατμόσφαιρας αποθήκευσης ή κατάψυξη. Λαμβάνοντας υπ' όψιν την CA/MA αποθήκευση ή συσκευασία:
i.
Γενικώς επιδιώκουμε να ελαχιστοποιήσουμε το οξυγόνο και να συμπεριλάβουμε CO2 στην CA/MA, γιατί το
κάνουμε αυτό; Εξηγήσατε. Υπάρχει κάποια διαφορά στο να το κάνουμε αν έχουμε ζωικά ή φυτικά προϊόντα ή
όχι; Εξηγήσατε.
ii.
Γιατί πάντα φροντίζουμε να υπάρχει στη συσκευασία κάποιο ποσό οξυγόνου;
Γιατί το σημείο καταψύξεως των τροφίμων δεν είναι ίδιο με αυτό του καθαρού νερού;
Εξηγήσατε πως η ταχύτητα καταψύξεως επηρεάζει το μέγεθος των παγοκρυστάλλων.
Πως μπορεί να υπολογισθεί το αρχικό σημείο καταψύξεως ενός χυμού φρούτου και του κρέατος;
Τι είναι η υπέρψυξη;
Τι είναι η “ευτηκτική θερμοκρασία”;
Ποια η επίδραση του υλικού συσκευασίας κατά την κατάψυξη ενός τροφίμου;
Ποια είναι η εξίσωση του Plank; Εξηγήσατε τα σφάλματα της εξισώσεως του Plank.
Που στηρίζεται η συντηρητική δράση της καταψύξεως;
Ποια συστατικά του προϊόντος κρυσταλλώνονται κατά την κατάψυξη του παγωτού; Εξηγήσατε γιατί η βραδεία κατάψυξη
του παγωτού οδηγεί σε ‘αμμώδη’ υφή του παγωτού;
Στα κατεψυγμένα τρόφιμα, γιατί πάντοτε μια ποσότητα νερού παραμείνει ακατάψυκτη;
Αντιμετωπίζετε το πρόβλημα διάθεσης νωπών μαρουλιών στην Ελληνική και Ευρωπαϊκή αγορά.
i. Υποδείξατε τρόπους χειρισμού, αποθήκευσης και διακίνησης αυτών στην αγορά
ii. Πως θα αυξήσετε το χρόνο αποθήκευσης και κατά συνέπεια την ακτίνα διανομής του προϊόντος, ενώ
ταυτοχρόνως θα μειώσετε τις απώλειες;
Δικαιολογήσατε τις απαντήσεις σας.
Κατά την υπό χαμηλές θερμοκρασίες συντήρηση των τροφίμων (ψύξη – κατάψυξη):
i.
Πως εξασφαλίζεται και που στηρίζεται η συντήρηση των τροφίμων;
ii.
Τι ακριβώς επιφέρει η χαμηλή θερμοκρασία;
iii.
Είναι δυνατόν να συντηρηθεί ένα τρόφιμο επί έτος ή έτη με χαμηλές θερμοκρασίες;
iv.
Δικαιολογήσατε τις απαντήσεις σας.
Πρόκειται να καταψύξετε αρακά.
i. Ποια η βασική προεπεξεργασία που πρέπει οπωσδήποτε να γίνει και γιατί γίνεται αυτή;
ii. Ποιους τρόπους κατάψυξης και εξοπλισμό θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε;
iii. Ποιον ή ποιους θα επιλέγατε ως του πλέον κατάλληλους για την παραγωγή προϊόντος υψηλής ποιότητος και
γιατί;
iv. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως για τον αρακά σε καταψύκτη με ιμάντα όπου ο αέρας ψύξεως έχει
θερμοκρασία -35°C. Ο αρακάς έχει διάμετρο 0,8 cm και πρόκειται να καταψυχθεί από μια αρχική θερμοκρασία
15°C σε μια τελική -20°C. Το σημείο καταψύξεως του αρακά είναι -1,0°C, η πυκνότητά του 1000 kg/m3 , η
θερμική αγωγιμότητα 2,5 W/m°C, ο συντελεστής μετάδοσης θερμότητος 20 W/m²°C και η λανθάνουσα
θερμότητα κρυσταλλώσεως 2,74x105 J/kg.
Πρόκειται να καταψύξετε πράσινα φασολάκια.
i.
Ποια η βασική προεπεξεργασία που πρέπει οπωσδήποτε να γίνει και γιατί γίνεται αυτή;
ii.
Μπορείτε να υποδείξετε κατάλληλο εξοπλισμό για την κατάψυξη τους α) χωρίς συσκευασία και β) μετά
συσκευασία σε ορθογώνια χαρτόκουτα;
iii.
Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο για την κατάψυξη 2500 kg/h από μια αρχική θερμοκρασία 25°C στους –18°C.
Η περιεκτικότητα υγρασίας είναι 80% και το σημείο καταψύξεως -1°C. Δίδεται: λανθάνουσα θερμότητα πήξεως
του νερού 335 kJ/kg.
Αντιμετωπίζετε το πρόβλημα της αποθήκευσης και διάθεσης νωπών μήλων κατά τους εαρινούς μήνες.
i.
Υποδείξατε τρόπους χειρισμού, αποθήκευσης και διακίνησης αυτών στην αγορά
ii.
Πως θα αυξήσετε το χρόνο αποθήκευσης και κατά συνέπεια την ακτίνα διανομής του προϊόντος, ενώ
ταυτοχρόνως θα μειώσετε τις απώλειες;
Δικαιολογήσατε τις απαντήσεις σας.
Κατά την υπό ψύξη συντήρηση των φυτικών προϊόντων με ιστούς πώς μπορεί να επιτευχθεί μέγιστος χρόνος ζωής;
Όταν συντηρούνται με ψύξη, ποιες είναι οι χαρακτηριστικές βλάβες των φυτικών και ζωικών ιστών, πότε αυτές
συμβαίνουν, και πώς αποφεύγονται;
Κατά την κατάψυξη και υπό κατάψυξη συντήρηση των τροφίμων συμβαίνει απώλεια νερού, η οποία είναι ανεπιθύμητη.
i.
Πώς συμβαίνει αυτή;
ii.
Πώς μπορεί να αποφευχθεί ή να εμποδισθεί;
Ποιος ο ρόλος του μεγέθους των παγοκρυστάλλων πάνω στην ποιότητα των κατεψυγμένων τροφίμων;
Ποια τα αποτελέσματα της αφυδάτωσης των κατεψυγμένων τροφίμων;
Πως μπορεί να ελαχιστοποιηθεί η ανακρυστάλλωση κατά την αποθήκευση των κατεψυγμένων τροφίμων;
Ποιος ο ρόλος του μεγέθους των παγοκρυστάλλων πάνω στην ποιότητα των κατεψυγμένων τροφίμων;
Είναι αληθές ότι η κατάψυξη σε ρευστοποιημένο στρώμα εφαρμόζεται μόνο για υγρά τρόφιμα; Εξηγήσατε.
Κατά τη υπό χαμηλές θερμοκρασίες συντήρηση των τροφίμων (ψύξη – κατάψυξη):
i.
Πως θα βοηθήσετε στην επέκταση του χρόνου συντήρησης των φρούτων - λαχανικών;
ii.
Πως πρέπει να υπηρετούνται οι ψυκτικοί θάλαμοι;
Υποδείξατε τρόπους χειρισμού, αποθήκευσης και διακίνησης νωπών λαχανικών υπό CA/MA.
Τα ψάρια λόγω του εύκολης αλλοίωσης που υφίστανται πρέπει να διατηρούνται σε σταθερή θερμοκρασία 0°C. Πως θα
εξασφαλίσετε τη θερμοκρασία αυτή; Μπορείτε να αυξήσετε το χρόνο αποθήκευσης ακόμη περισσότερο το χρόνο
αποθήκευσης (π.χ. από μερικές ημέρες σε 25-35 ημέρες) και πως;
Εξηγήσατε χρησιμοποιώντας κατάλληλα παραδείγματα, πως οι διαφορετικές μέθοδοι καταψύξεως επηρεάζουν την
ποιότητα των τροφίμων και περιγράψατε τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μεθόδων που θα αναφέρετε.
Αναφέρατε πέντε διαφορές μεταξύ ψύξης και κατάψυξης των τροφίμων.
Σχεδιάσατε μια τυπική καμπύλη καταψύξεως. Εξηγήσατε τι συμβαίνει σε κάθε περιοχή θερμοκρασίας που παρατηρείται
κάποια μεταβολή στη θερμοκρασία.
Αναφέρατε τρεις μεθόδους κατάψυξης. Σημειώσατε επιπλέον αν η μέθοδος περιλαμβάνει μεταφορά ή αγωγή θερμότητας.
Που οφείλεται η συντηρητική δράση των χαμηλών θερμοκρασιών;
Κατά την υπηρέτηση της ψύξεως, ποιες παράμετροι πρέπει να παρακολουθούνται και γιατί;
Νωπά αχλάδια είναι αποθηκευμένα σε ψυκτικό θάλαμο θερμοκρασίας 1°C, σχετικής υγρασίας 90% και προβλέπεται ένας
χρόνος συντηρήσεως 5 μηνών. Πως μπορείτε να αυξήσετε το χρόνο αποθηκεύσεως των αχλαδιών αυτών άνω των 5
μηνών;
Πρόκειται να ψύξετε δαμάσκηνα, νεκταρίνια, κεράσια, βερίκοκα, ροδάκινα, σέλινο, σπαράγγια και αρακά. Να υποδείξετε
μια μέθοδο (προ-) ψύξεως για το καθένα.
Ποιες οι συνθήκες επεξεργασίας των μαγειρεμένων τροφίμων ή των πλήρων γευμάτων;
Αν ένα τέτοιο προϊόν συσκευασθεί σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα, τι κατά τη γνώμη σας πρέπει να ληφθεί υπ’ όψιν για να
είναι ασφαλές;
Σε ένα εργοστάσιο παραγωγής σαλατών χρησιμοποιούνται αυγά, τα οποία βράζονται σε νερό 95°C. Τα αυγά πρέπει να
ψυχθούν στους 5°C. Θεωρώντας ότι κάθε αυγό είναι σφαιρικό με διάμετρο 5 cm και ότι η θερμοκρασία του αυγού στο
τέλος της θέρμανσης είναι και αυτή 95°C, να υπολογισθεί ο χρόνος για την ψύξη κάθε αυγού στους 5°C. Η ψύξη γίνεται
με νερό θερμοκρασίας 1°C. Ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 1200 W/m2.°C, η θερμική αγωγιμότητα του
αυγού είναι 0,627 W/m.°C, η πυκνότητα 1000 kg/m3 και η ειδική θερμότητα 4152 J/kg.°C.
Η εταιρεία "ΦΑΝΤΑΣΤΙΚΑ ΤΡΟΦΙΜΑ" επιθυμεί να της σχεδιάσετε ένα σύστημα παραγωγής κατεψυγμένου σπανακιού.
Παρουσιάσατε μερικές μεθόδους καταψύξεως, καθώς και αυτήν την οποία προτείνετε. Σχεδιάσατε το πλήρες σύστημα
επεξεργασίας, ξεκινώντας από την πρώτη ύλη και τελειώνοντας με το σύστημα διανομής του κατεψυγμένου προϊόντος.
Εξηγήσατε γιατί κάθε στάδιο είναι σπουδαίο.
Η εταιρεία "ΠΑΓΩΜΕΝΑ ΤΡΟΦΙΜΑ" παράγει κατεψυγμένες φράουλες χαμηλής ποιότητος με συσκευασία σε βαρέλια
σε καταψύκτη ακίνητου αέρα (θάλαμος καταψύξεως). Να σχεδιάσετε ένα καλλίτερο σύστημα και να εξηγήσετε πως και
γιατί το σύστημα που προτείνετε θα παραγάγει προϊόν καλλίτερης ποιότητος, συμπεριλαμβάνοντας τη θεωρία η οποία
βρίσκεται πίσω από την προτεινομένη βελτίωση.
Που οφείλει τη συντηρητική της δράση η κατάψυξη;
Πρόκειται να καταψύξετε αρακά, μπιφτέκια και ολόκληρα σφάγια αρνιού. Υποδείξατε, αιτιολογώντας την απάντησή σας,
κατάλληλό εξοπλισμό κατάψυξης για το καθένα τρόφιμο.
Σχεδιάστε στο ίδιο διάγραμμα μια καμπύλη κατάψυξης και μια καμπύλη απόψυξης και σχολιάστε τις διαφορές που
υπάρχουν. Γιατί τα τρόφιμα χρειάζονται μεγαλύτερο χρόνο απόψυξης από ότι κατάψυξης;
Δώσατε μια σύντομη περιγραφή των κυρίων απαιτήσεων για την αποτελεσματική αποθήκευση υπό ψύχος.
Κατεψυγμένος αρακάς μετά από αποθήκευση στους –15°C για μερικούς μήνες και μετά την απόψυξη παρουσίασε κακή
γεύση και οσμή. Που μπορεί να οφείλεται τούτο;
Κατεψυγμένο προϊόν αγοράσθηκε από καταναλωτή, ο οποίος στο σπίτι διαπίστωσε την παρουσία κρυστάλλων πάγου.
Πως εξηγείται η παρουσία αυτών;
Αντιμετωπίζετε το πρόβλημα διάθεσης έτοιμης σαλάτας νωπών λαχανικών στην Ελληνική και Ευρωπαϊκή αγορά.
1. Υποδείξατε τρόπους χειρισμού, αποθήκευσης και διακίνησης αυτών στην αγορά.
2. Πως θα αυξήσετε το χρόνο αποθήκευσης και κατά συνέπεια την ακτίνα διανομής του προϊόντος, ενώ ταυτοχρόνως θα
μειώσετε τις απώλειες;
Δικαιολογήσατε τις απαντήσεις σας.
Κατά την υπό ψύξη συντήρηση των τροφίμων:
1. Πως εξασφαλίζεται και που στηρίζεται η συντήρηση των τροφίμων;
2. Τι ακριβώς επιφέρει η χαμηλή θερμοκρασία;
3. Ποιες ενέργειες ή μέσα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να αυξηθεί ο χρόνος συντήρησης των τροφίμων;
Δικαιολογήσατε τις απαντήσεις σας.
Σφαιρικό τρόφιμο πρόκειται να καταψυχθεί σε καταψύκτη ρεύματος αέρα θερμοκρασίας –30°C. Η διάμετρος του
τροφίμου είναι 5 cm, το αρχικό σημείο καταψύξεως –1,2°C, η θερμική αγωγιμότητα 1,25 W/m°C, η λανθάνουσα
θερμότητα πήξεως 260 kJ/kg και η πυκνότητα 1000 kg/m3. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως αν ο συντελεστής
μεταδόσεως θερμότητας είναι 50 W/m2°C.
Πόσος θα είναι ο χρόνος καταψύξεως αν ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητας γίνει 200 W/m2°C;
Πρόκειται να ψυχθούν ψάρια, τα οποία θεωρούνται κυλινδρικού σχήματος, από μια αρχική θερμοκρασία 17°C στους 0°C.
Η ψύξη γίνεται με ελευθέρως κυκλοφορούντα αέρα θερμοκρασίας -3°C. Η μέση διάμετρος του ψαριού είναι 8 cm. Οι
αρχικές θερμοφυσικές ιδιότητες του ψαριού είναι: Θερμική αγωγιμότητα: k=0,465 W/m°C, Ειδική θερμότητα: Cp=3,528
kJ/kg°C, Πυκνότητα: ρ=1010 kg/m3, Συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος: 14,537 W/m²°C
Ποιος είναι ο χρόνος ψύξεως;
Πρόκειται να ψυχθούν φράουλες, οι οποίες θεωρούνται σφαιρικού σχήματος, από μια αρχική θερμοκρασία 20°C στους
5°C. Η ψύξη γίνεται με ψυχρό αέρα θερμοκρασίας 0°C. Η μέση διάμετρος των φραουλών είναι 2 cm. Οι αρχικές
θερμοφυσικές ιδιότητες της φράουλας είναι: Θερμική αγωγιμότητα = 0.125 W/m°C, Ειδική θερμότητα = 3778 J/kg°C,
Πυκνότητα = 1050 kg/m3, Συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος = 13,75 W/m2°C. Ποιος είναι ο χρόνος ψύξεως;
Κρέας σχήματος ορθογωνίου πρόκειται να καταψυχθεί σε καταψύκτη με πλάκες θερμοκρασίας -34°C. Να βρεθεί ο χρόνος
καταψύξεως αν το ορθογώνιο έχει πάχος 10 cm και το κρέας είναι περιτυλιγμένο και από τις δύο πλευρές με χαρτί πάχους
1 mm. Υποτίθεται ότι ο επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 600 W/m²°C, η θερμική αγωγιμότητα
του χαρτιού 0,06 W/m°C και του κατεψυγμένου κρέατος 1,6 W/m°C, η λανθάνουσα θερμότητα 2,56×105 J/kg, η
πυκνότητα 1090 kg/m3 και το σημείο καταψύξεως -2°C. Να εξετασθούν επίσης οι επιδράσεις (α) της μεταβολής της
θερμοκρασίας των πλακών στους -20°C, (β) του διπλασιασμού του πάχους του χαρτιού.
Μήλα διαμέτρου 7,5 cm πρόκειται να ψυχθούν από τους 20°C στους 5°C με τη χρήση ψυχρού ύδατος θερμοκρασίας 2°C.
Τα μήλα μεταφέρονται μέσω του ψυχρού ύδατος με τη βοήθεια μεταφορικής ταινίας με ρυθμό 50 kg/h και το νερό ρέει
υπεράνω των μήλων με ρυθμό 10 kg/min. Επιτυγχάνεται και διατηρείται δε ένας συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος 150
W/m2C. Το χρησιμοποιούμενο νερό διατηρείται στους 2°C με ένα σωληνωτό εναλλάκτη θερμότητος και ένα ψυκτικό το
R717. Η πυκνότητα των μήλων είναι 1000 kg/m3, η ειδική θερμότητα 3,9 kJ/kg.C και η θερμική αγωγιμότητα 0,4 W/m.C.
i.
Να υπολογισθεί ο χρόνος ψύξεως των μήλων και να εκτιμηθεί το απαιτούμενο μήκος της μεταφορικής ταινίας, η
οποία μεταφέρει τα μήλα με ταχύτητα 1 m/s.
ii.
Να υπολογισθεί η ικανότητα του συμπιεστή [qw (kW)] ο οποίος απαιτείται στο ψυκτικό σύστημα για να ψύξει το
νερό (εναλλάκτης θερμότητος είναι ο εξατμιστήρας) αν ο εξατμιστήρας του ψυκτικού βρίσκεται στους 0°C και ο
συμπυκνωτής λειτουργεί σε πίεση 1168,6 kPa. Υποθέσατε απόδοση 80%.
iii.
Να υπολογισθεί η επιφάνεια μεταδόσεως θερμότητος για την ψύξη του νερού. Ο συντελεστής μεταδόσεως
θερμότητος είναι 2000 W/m2C
Παρατήρηση: η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται ελαφρά λόγω της θερμικής ενεργείας η οποία λαμβάνεται από τα μήλα.
Κεράσια πρόκειται να καταψυχθούν σε καταψύκτη τύπου σήρραγγος με ρεύμα αέρα θερμοκρασίας –25°C και με
συντελεστή μεταδόσεως θερμότητος 25 W/m2C. Το σύστημα έχει μήκος 10 m και τα κεράσια εισέρχονται στο σύστημα με
θερμοκρασία 15°C και εξέρχονται με θερμοκρασία –15°C. Το αρχικό σημείο καταψύξεως είναι –1,5°C. Τα κεράσια έχουν
μέση διάμετρο 2 cm και η περιεκτικότητα υγρασίας είναι 85%. Οι θερμοφυσικές ιδιότητες των κερασιών είναι, θερμική
αγωγιμότητα κατεψυγμένων 1,0 W/m.C, ειδική θερμότητα μη κατεψυγμένων κερασιών 3,2 kJ/kgC και κατεψυγμένων 1,5
kJ/kgC, ενώ η πυκνότητα τους είναι 1000 kg/m3.
i.
Να υπολογισθεί η ταχύτητα της μεταφορικής ταινίας (m/h) για τη μεταφορά των κερασιών στο σύστημα.
ii.
Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο για ένα σύστημα καταψύξεως ικανότητος 200 kg/h.
Προϊόν κρέατος με μορφή φετών πάχους 8 mm (αόριστο ορθογώνιο) καταψύχεται σε πλάκες με άμεση επαφή. Οι πλάκες
έχουν θερμοκρασία -30°C και το προϊόν καταψύχεται στους -3°C (σημείο καταψύξεως και τελική θερμοκρασία). Να
υπολογισθεί ο χρόνος που απαιτείται για να καταψυχθεί το κέντρο του προϊόντος από μια αρχική θερμοκρασία 15°C,
χρησιμοποιώντας την εξίσωση Nagaoka et al. (1955).
⎡ ρ ⎤ ⎡ Pd Rd 2 ⎤
t f = [c pu (Ti − T f ) + X w ΔH f + c pf (T f − T )]⋅ [1 + 0,008(Ti − T f )]⋅ ⎢
+
⎥⋅⎢
⎥
k ⎦
⎢⎣ T f − Te ⎥⎦ ⎣ h
Δίδεται:
Επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος = 100 W/m²°C
Θερμική αγωγιμότητα = 1 W/m°C
Πυκνότητα = 850 kg/m3
Ειδική θερμότητα μη κατεψυγμένου προϊόντος (cpu) = 2800 J/kg°C
Ειδική θερμότητα μη κατεψυγμένου προϊόντος (cpf) = 1434 J/kg°C
Λανθάνουσα θερμότητα = 3×105 J/kg
Ένας μικρός ψυκτικός θάλαμος περιέχει 500 kg φρούτου με περιεκτικότητα υγρασίας 85%. Ο φωτισμός στο θάλαμο
προσφέρεται από δύο λαμπτήρες ισχύος 50 Watt η κάθε μία. Το ψυκτικό σύστημα δεν ήταν επαρκές (απέτυχε) επί 24 ώρες
– κάποιος άφησε τους λαμπτήρες ανοικτούς.
i.
Πόση ενέργεια θα απελευθερωθεί στον ψυκτικό θάλαμο από τους λαμπτήρες κατά την περίοδο αυτή των 24
ωρών;
ii.
Ποια είναι η ειδική θερμότητα του φρούτου;
iii.
Πόσο θα ανυψωθεί η θερμοκρασία του φρούτου από την αιτία αυτή; (να θεωρηθεί ότι όλη η ενέργεια
απορροφάται από το φρούτο, αγνοήσατε την πρόσληψη θερμότητος από το θάλαμο κλπ)
Ποιες οι διαφορές μεταξύ ψύξεως και καταψύξεως των τροφίμων;
Η ειδική θερμότητα των μήλων άνω και κάτω του σημείου καταψύξεως είναι 3,59 kJ kg -1 K-1 και 1,88 kJ kg -1 K-1,
αντιστοίχως, η λανθάνουσα θερμότητα πήξεως είναι 258 kJ kg -1 και το σημείο καταψύξεως -1°C. Να υπολογισθούν:
i.
Το ποσό θερμότητος για την κατάψυξη 250 kg μήλων από τους 25°C στους -18°C.
ii.
Το ποσοστό της ενέργειας που χρησιμοποιείται για την απομάκρυνση της αισθητής θερμότητος.
i.
ii.
Ποιες οι συνθήκες επεξεργασίας των μαγειρεμένων τροφίμων ή των πλήρων γευμάτων; Αν ένα τέτοιο προϊόν
συσκευασθεί σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα, τι κατά τη γνώμη σας πρέπει να ληφθεί υπ’ όψιν για να είναι
ασφαλές;
Πρόκειται να ψυχθούν φράουλες, οι οποίες θεωρούνται σφαιρικού σχήματος, από μια αρχική θερμοκρασία 25°C
στους 5°C. Η ψύξη γίνεται με ψυχρό αέρα θερμοκρασίας -1°C. Η μέση διάμετρος των φραουλών είναι 3 cm. Οι
αρχικές θερμοφυσικές ιδιότητες της φράουλας είναι: Θερμική αγωγιμότητα = 0.125 W/m°C, Ειδική θερμότητα =
3778 J/kg°C, Πυκνότητα = 1050 kg/m3, Συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος = 14 W/m2°C. Ποιος είναι ο
χρόνος ψύξεως;
Πορτοκάλια αρχικής θερμοκρασίας 25°C πρόκειται να ψυχθούν στους 7°C με ψυχρό νερό θερμοκρασίας 3°C σε ένα
σύστημα ικανότητος 100 kg/min. Ο επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 350 W/m2K. Τα πορτοκάλια
έχουν διάμετρο 5,5 cm, πυκνότητα 950 kg/m3, θερμική αγωγιμότητα 0,45 W/m.K και ειδική θερμότητα 3,7 kJ/kg.K.
i.
Να υπολογισθεί ο χρόνος ψύξεως των πορτοκαλιών.
ii.
Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο.
i.
ii.
Τα νωπά ψάρια είναι ένα υψηλώς ευαλλοίωτο προϊόν και θα πρέπει να αποθηκεύονται στους 0°C. Εξηγήσατε πως
θα εξασφαλίσετε τη θερμοκρασία αυτή σταθερή. Περαιτέρω επιθυμείται η επιμήκυνση του χρόνου αποθήκευσης
των ψαριών. Υποδείξατε μέθοδο συντήρησης των νωπών ψαριών με χαμηλή θερμοκρασία.
Πρόκειται να ψυχθούν φράουλες, οι οποίες θεωρούνται σφαιρικού σχήματος, από μια αρχική θερμοκρασία 25°C
στους 5°C. Η ψύξη γίνεται με ψυχρό αέρα θερμοκρασίας 0°C. Η μέση διάμετρος των φραουλών είναι 3 cm. Οι
αρχικές θερμοφυσικές ιδιότητες της φράουλας είναι: Θερμική αγωγιμότητα = 0.125 W/m°C, Ειδική θερμότητα =
3800 J/kg°C, Πυκνότητα = 1050 kg/m3, Συντελεστής μετάδοσης θερμότητας = 14 W/m2°C. Ποιος είναι ο χρόνος
ψύξεως;
Πολλά τρόφιμα υφίστανται επεξεργασία για την επέκταση του χρόνου ζωής τους με τροποποιημένη ατμόσφαιρα στην
οποία πρέπει να διατηρούνται. Αναφέρατε τρεις διαφορετικούς τύπους τροφίμου, - οπωσδήποτε διαφορετικής
κατηγορίας - οι οποίοι συντηρούνται με τον τρόπο αυτό και εξηγήσατε λεπτομερώς πως συμβαίνει η επέκταση του
χρόνου ζωής.
[Σημείωση: Στην περίπτωση που αναφερθούν προϊόντα της ίδιας κατηγορίας η απάντηση δεν θεωρείται σωστή].
i.
ii.
Τι είναι τα κλημακτηριακά φρούτα;
Να αναπτύξετε τις επιδράσεις της συγκεντρώσεως του αιθυλενίου επί της αναπνοής των κλημακτηριακών και μη
κλημακτηριακών φρούτων.
i.
ii.
Με τη βοήθεια ενός σχήματος, να ονομάσετε τα βασικά μέρη ενός μηχανικού ψυκτικού συστήματος.
Ονομάσατε ένα αλλοιούντα και ένα παθογόνο μικροοργανισμό οι οποίοι μπορούν να αναπτυχθούν σε
θερμοκρασίες ψύξεως. Δώσατε ένα παράδειγμα τροφίμου το οποίο μπορεί να επιμολυνθεί με καθένα από τους
μικροοργανισμούς αυτούς.
Μειώνοντας την ταχύτητα αναπνοής των φρούτων και λαχανικών μπορείτε να επηρεάσετε το χρόνο αποθηκεύσεως αυτών.
Ονομάσατε δύο (2) μεθόδους οι οποίες χρησιμοποιούνται για τη μείωση της ταχύτητας αναπνοής και εξηγήσατε πως
επηρεάζεται ο χρόνος αποθηκεύσεως
i.
ii.
i.
ii.
Ποιοι είναι οι παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν την ποιότητα των νωπών φρούτων και λαχανικών κατά την
αποθήκευση υπό ψύξη; Να σχολιασθεί ιδιαιτέρως η επίδραση του περιβάλλοντος αποθηκεύσεως.
Να σχολιασθούν οι παράγοντες οι οποίοι είναι σπουδαίοι στην ψύξη και κατάψυξη των τροφίμων.
Τι σημαίνει ο όρος “σμίκρυνση λόγω ψύχους” και με ποια επεξεργασία και πως μπορεί να παρεμποδισθεί;
Να αναφέρετε τις μεταβολές οι οποίες συμβαίνουν μετά τη σφαγή ενός ζώου και τη συσχέτιση αυτών με την
εγκατάσταση και άρση της νεκρικής ακαμψίας.
Το κλάσμα μάζης των συστατικών των νωπών μήλων είναι: νερό 0,844, πρωτεΐνη 0,002, λίπος 0,006, υδατάνθρακες 0,145
και τέφρα 0,003. Να υπολογισθεί η ειδική θερμότητα των μήλων άνω και κάτω του σημείου καταψύξεως.
i.
ii.
Αναφέρατε τις υποθέσεις που έγιναν για την ανάπτυξη της εξίσωσης του Plank και αποδείξατε ότι ο χρόνος
κατάψυξης ενός αορίστου ορθογωνίου πάχους α δίδεται από την εξίσωση:
ΔH f ρ ⎡ a a 2 ⎤
t=
(T f − T ) ⎢⎣ 2h + 8k ⎥⎦
Όπου h= συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος; ΔH = λανθάνουσα θερμότητα τήξεως και k = θερμική
αγωγιμότητα κατεψυγμένης στιβάδος.
Ένα hamburger παρουσιάζει περιεκτικότητα νερού 55% και πάχος 10mm. Πρόκειται να καταψυχθεί σε
καταψύκτη κατά τέτοιο τρόπο ώστε και οι δύο επιφάνειές του να εκτίθενται σε αέρα θερμοκρασίας –30°C. Να
υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως υπό συνθήκες όμοιες με αυτές που ισχύει η εξίσωση του Plank. Να
υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως, καθώς και το ψυκτικό φορτίο αν ο καταψύκτης μπορεί και δέχεται 1000 kg/h.
Δίδεται:
Λανθάνουσα θερμότητα πήξεως του νερού = 335kJ/kg
Συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος μεταξύ αέρα & hamburger=70 Wm-2K-1
Πυκνότητα του hamburger = 850 kg.m-3
Θερμική αγωγιμότητα του κατεψυγμένου hamburger = 2 Wm-1K-1
Hamburgers από άπαχο βοδινό πρόκειται να καταψυχθούν σε καταψύκτη σήραγγος αέρα, ο οποίος χρησιμοποιεί ψυχρό
αέρα θερμοκρασίας –25°C. Ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος στο σύστημα καταψύξεως είναι 25 W/m2°K και η
ικανότητα του συστήματος είναι 2000 kg/h. Το κάθε hamburger έχει διάμετρο 10 cm και πάχος 1.5 cm (αόριστο
ορθογώνιο). Η αρχική θερμοκρασία του προϊόντος είναι 10°C και η τελική του θερμοκρασία θα πρέπει να είναι –15°C. Η
μεταφορική ταινία του καταψύκτη έχει πλάτος 1 m και μεταφέρει μια ποσότητα 10 kg/m μήκους.
1. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως.
2. Να υπολογισθεί το μήκος της μεταφορικής ταινίας του καταψύκτη, το οποίο είναι αναγκαίο για να καταψυχθεί το
προϊόν.
3. Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο για την κατάψυξη του προϊόντος.
Δίδεται:
Αρχικό σημείο καταψύξεως = -1,75° C
Πυκνότητα = 1050 kg/m3
Μεταβολή ενθαλπίας (ΔΗ) = 248, 25 kJ/kg
Θερμική αγωγιμότητα κατεψυγμένου προϊόντος = 1,5 W/m°K
Ειδική θερμότητα νωπού προϊόντος = 3,5 kJ/kg°K
Ειδική θερμότητα κατεψυγμένου προϊόντος = 1,8 kJ/kg°K
⎡ ρ ⎤ ⎡ Pd Rd 2 ⎤
t f = c pu (Ti − T f ) + X w ΔH f + c pf (T f − T ) ⋅ 1 + 0,008(Ti − T f ) ⋅ ⎢
+
⎥⋅⎢
⎥
k ⎦
⎣⎢ T f − Te ⎦⎥ ⎣ h
[
][
]
Ένα ψάρι με περιεκτικότητα υγρασίας 80% καταψύχεται από τους 20 στους -20°C με ρυθμό 1000 kg/h σε ένα συνεχή
καταψύκτη ρεύματος αέρα.
i.
Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο για μια τέτοια μεταβολή
ii.
Να σχεδιάσετε ένα διάγραμμα των μεταβολών της θερμοκρασίας ως προς το χρόνο
iii.
Με τη βοήθεια του διαγράμματος δείξατε πως το ποσό του κατεψυγμένου νερού μεταβάλλει θερμοκρασία στην
περιοχή των –2 έως -20°C. Πως μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μεταβολή αυτή για να εξηγήσετε το φαινόμενο
της ανακρυσταλλώσεως;
iv.
Ποια θα ήταν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσεως υγρού αζώτου στην κατάψυξη του ψαριού;
Βατόμουρα πρόκειται να καταψυχθούν σε χαρτόκουτα όγκου 2 L και διαστάσεων 6 cm × 15 cm × 22.5 cm. Παρουσιάζουν
δε τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: περιεκτικότητα νερού 85% (υγρή βάση), πυκνότητα 1015 kg/m3, θερμική αγωγιμότητα,
κατεψυγμένα kf = 1,95 W/m°K & μη κατεψυγμένα ku = 3,85 W/m°K και σημείο καταψύξεως Tf = - 0,9°C. Τα χαρτόκουτα
είναι κατασκευασμένα με χαρτόνι πάχους 0,8 mm και θερμικής αγωγιμότητος kd = 0,05 W/m°K). Τα βατόμουρα
καταψύχονται σε καταψύκτη ρεύματος αέρα, όπου ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος (hc) μεταξύ αέρα και
επιφανείας των χαρτόκουτων είναι 25 W/m2°K. Η θερμοκρασία του ψυχρού αέρα στον καταψύκτη μπορεί να ρυθμισθεί
μεταξύ -20°C και -40°C.
i.
Ποια θα πρέπει να είναι η θερμοκρασία του αέρα στον καταψύκτη ώστε τα βατόμουρα να καταψυχθούν σε
λιγότερο από 2,5 ώρες;
ii.
Πόσος χρόνος θα χρειασθεί για να αποψυχθεί ένα κιβώτιο με κατεψυγμένα βατόμουρα σε θερμοκρασία δωματίου
25°C αν ο επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος για τη φυσική μεταφορά (αέρας - χαρτοκιβώτιο)
είναι 8 W/m2°K);
Τεμάχια hamburger συσκευάζονται σε κιβώτια διαστάσεων 7×25×30 cm και πρόκειται να καταψυχθούν σε καταψύκτη
τύπου σήραγγος, ο οποίος λειτουργεί με θερμοκρασία -30°C. Τα χαρακτηριστικά του προϊόντος κρέατος είναι:
Σημείο καταψύξεως -2.3°C
Πυκνότητα 1055 kg/m3
Λανθάνουσα θερμότητα κρυσταλλώσεως του νερού 335 kJ/ kg
Υγρασία προϊόντος 76%
Θερμική αγωγιμότητα κατεψυγμένου προϊόντος 1.95 W/m.°K
Συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος γύρω από το κιβώτιο 35 W/m2.°K
Πάχος χαρτιού χαρτοκιβωτίου 1,2 mm
Θερμική αγωγιμότητα χαρτιού χαρτοκιβωτίου 0.05 W/m.°K
i. Υποθέτοντας ότι η αρχική θερμοκρασία του κρέατος βρίσκεται στο σημείο καταψύξεως, να υπολογισθεί ο χρόνος
καταψύξεως των χαρτοκιβωτίων.
ii. Αν το μήκος της μεταφορικής ταινίας εντός του καταψύκτη είναι 35 m και τα χαρτοκιβώτια τοποθετούνται επί
της μεταφορικής ταινίας με την πλευρά των 25 cm προς την κατεύθυνση της κινήσεως και σε απόσταση 7,5 cm
μεταξύ τους, ποια θα πρέπει να είναι η ταχύτητα της ταινίας ώστε το προϊόν να καταψυχθεί;
iii. Πόσα χαρτοκιβώτια μπορούν να υποστούν επεξεργασία ανά ώρα;
Βατόμουρα αρχικής θερμοκρασίας 18°C πρόκειται να καταψυχθούν σε καταψύκτη ρευστοποιημένου στρώματος με
θερμοκρασία αέρα -20ºC. Τα βατόμουρα μπορούν να θεωρηθούν σφαίρες διαμέτρου 20 mm (για τη σφαίρα P =1/6 και
R=1/24). Τα βατόμουρα φθάνουν το σημείο καταψύξεως εντός 10 s. Μετά την κατάψυξη τα βατόμουρα συσκευάζονται σε
χαρτοκιβώτια διαστάσεων 5×20×20 cm. Να βρεθεί:
i.
Επί πόσο θα πρέπει να παραμείνουν τα βατόμουρα στον καταψύκτη για να λάβουν την επιθυμητή θερμοκρασία
αποθηκεύσεως των -20ºC;
ii.
Επίσης να υπολογισθεί επί πόσο χρόνο θα πρέπει να παραμείνουν τα χαρτοκιβώτια σε δωμάτιο με θερμοκρασία
15ºC για να αποψυχθούν;
Δίδεται: Περιεκτικότητα υγρασίας των βατόμουρων 80%, πυκνότητα 1032 kg/m3, σημείο καταψύξεως -1,3ºC, θερμική
αγωγιμότητα κατεψυγμένων 1,85 W/m.°K), θερμική αγωγιμότητα νωπών 0,52 W/m.°K, συντελεστής μεταδόσεως
θερμότητος αέρα -20°C & επιφανείας βατόμουρων 450 W/m2.°K, λανθάνουσα θερμότητα τήξεως του προϊόντος 335
kJ/Kg, συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος αέρα 15°C & επιφανείας χαρτοκιβωτίου 15 W/m2°K, πάχος χαρτονίου 0,50
mm και θερμική αγωγιμότητα χαρτονίου 0,050 W/mK.
Τρόφιμο με περιεκτικότητα υγρασίας 80% τοποθετείται σε κιβώτιο διαστάσεων 90 cm × 80 cm × 5 cm. Στη συνέχεια το
κιβώτιο εκτίθεται σε ψυχρό αέρα θερμοκρασίας -30°C, ο οποίος ρέει με υψηλή ταχύτητα και έτσι διαμορφώνεται ένας
συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος 140 W/m°K. Το αρχικό σημείο καταψύξεως του προϊόντος είναι -1.5°C, ενώ η
λανθάνουσα θερμότητα πήξεως του πάγου είναι 333,5 kJ/kg. Η θερμική αγωγιμότητα και η ειδική θερμότητα του μη
κατεψυγμένου προϊόντος είναι 0,5 W/m°K και 3.200 J/kg°K αντιστοίχως, ενώ του κατεψυγμένου 1,6 W/m°K και 2.000
J/kg°K αντιστοίχως. Η πυκνότητα του προϊόντος είναι 1.100 kg/m3. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως του προϊόντος.
Πόσα γραμμάρια ζάχαρη μοριακού βάρους 340 θα πρέπει να προστεθούν σε 500 g νερού για να ταπεινωθεί το σημείο
καταψύξεως του προκύπτοντος διαλύματος στους -2°C; Δίδεται: R = 8,314 J/mol°K και λανθάνουσα θερμότητα τήξεως
του διαλύματος 6,003 J/mol°K.
Παρασκευάζεται διάλυμα με προσθήκη 60 g ουσίας μοριακού βάρους 45 σε 1.500 g νερού. Να υπολογισθεί ο χρόνος που
θα απαιτηθεί το προκύπτον διάλυμα με πυκνότητα 1.000 kg/m3 και θερμική αγωγιμότητα 0,6 W/m°K να καταψυχθεί μετά
την τοποθέτησή του σε κυλινδρικό δοχείο ύψους 100 cm και διαμέτρου 5 cm και με έκθεσή του στους -40°C. Να υποτεθεί
ότι ο επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος μεταξύ διαλύματος και μέσου καταψύξεως είναι 120 W/m2°K.
Δίδεται: R = 8,314 J/mol°K και λανθάνουσα θερμότητα τήξεως του διαλύματος 6,003 J/mol°K.
Το σημείο καταψύξεως ενός διαλύματος με 90% νερό και 10% στερεά είναι -2°C. Να υπολογισθεί το μοριακό βάρος των
στερεών. Δίδεται: R = 8,314 J/mol°K και λανθάνουσα θερμότητα τήξεως του διαλύματος 6,003 J/mol°K.
i.
ii.
Να αναφέρετε τις παραδοχές τις οποίες πρέπει να κάνετε για να εξάγετε τη λύση Plank για το χρόνο καταψύξεως
ενός λεπτού ορθογωνίου τροφίμου σε ρεύμα ψυχρού αέρα
Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως ενός τροφίμου σχήματος ορθογωνίου με διαστάσεις 5cm×10cm×20cm σε
καταψύκτη ρεύματος αέρα θερμοκρασίας -30°C. Το τρόφιμο είχε αρχική θερμοκρασία -5°C και δέχεται τον αέρα
από όλες τις επιφάνειές του.
Δίδεται:
Θερμική αγωγιμότητα κατεψυγμένου τροφίμου = 1,0 W/m°K
Επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος = 200 W/m2°K
Πυκνότητα κατεψυγμένου τροφίμου = 850 kg/m3
Λανθάνουσα θερμότητα τήξεως = 300 kJ/kg
Σημείο καταψύξεως τροφίμου = -5°C
Σφαιρικό τρόφιμο με διάμετρο 18 cm παρουσιάζει χρόνο καταψύξεως 5 ώρες σε ένα μέσο καταψύξεως θερμοκρασίας 30°C. Πόσο χρόνο θα χρειασθεί προϊόν με διάμετρο 15 cm για να καταψυχθεί στον ίδιο καταψύκτη; Θα άξιζε τον κόπο να
αυξηθεί η ταχύτητα του αέρα στον καταψύκτη για να ληφθεί ταχύτερη κατάψυξη; Να λάβετε υπ’ όψιν σας ότι h ∝
(ταχύτητα)0.8. Αν η θερμοκρασία του αέρα γίνει -40°C, κατά πόσο θα μειωθεί ο χρόνος καταψύξεως;
i.
ii.
iii.
Αναφέρατε τις μεθόδους και τα μέσα καταψύξεως τα οποία είναι διαθέσιμα για την κατάψυξη των τροφίμων. 6
Να εξάγετε την εξίσωση Plank για το χρόνο καταψύξεως για ένα λεπτό ορθογώνιο τρόφιμο υποθέτοντας ότι δεν
υπάρχουν αντιστάσεις στη μετάδοση θερμότητος με μεταφορά. 12
Προϊόν κρέατος πάχους 8 mm πρόκειται να καταψυχθεί με άμεση επαφή με τις πλάκες θερμοκρασίας -30°C ενός
καταψύκτη. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως, αν το προϊόν βρισκόταν αρχικά σε θερμοκρασία -3°C και
παρουσιάζει τις εξής ιδιότητες: Σημείο καταψύξεως = -3°C, θερμική αγωγιμότητα κατεψυγμένου προϊόντος = 1
W/m°K, πυκνότητα κατεψυγμένου προϊόντος 850 kg/m3 και λανθάνουσα θερμότητα τήξεως 300 kJ/kg. 7
Πρόκειται να καταψύξετε αρακά.
i.
Ποια η βασική προεπεξεργασία που πρέπει οπωσδήποτε να γίνει και γιατί γίνεται αυτή;
ii.
Ποιους τρόπους κατάψυξης και εξοπλισμό θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε και ποιον θα επιλέγατε ως άριστο
για την περίπτωση;
iii.
i.
Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως για τον αρακά σε καταψύκτη με ιμάντα όπου ο αέρας ψύξεως έχει
θερμοκρασία -35°C. Ο αρακάς έχει διάμετρο 0,8 cm και πρόκειται να καταψυχθεί από μια αρχική θερμοκρασία
15°C σε μια τελική -20°C. Το σημείο καταψύξεως του αρακά είναι -1,0°C, η πυκνότητά του 1000 kg/m3, η
θερμική αγωγιμότητα 2,5 W/m°C, ο συντελεστής μετάδοσης θερμότητος 20 W/m²°C και η λανθάνουσα
θερμότητα κρυσταλλώσεως 2,74x105 J/kg.
Κατεψυγμένος αρακάς μετά από αποθήκευση στους –15°C για μερικούς μήνες και μετά την απόψυξη
παρουσίασε κακή γεύση και οσμή. Που μπορεί να οφείλεται τούτο;
Κατεψυγμένο προϊόν αγοράσθηκε από καταναλωτή, ο οποίος στο σπίτι διαπίστωσε την παρουσία κρυστάλλων
πάγου. Πως εξηγείται η παρουσία αυτών;
Κρέας σχήματος ορθογωνίου πρόκειται να καταψυχθεί σε καταψύκτη με πλάκες θερμοκρασίας -34°C. Να βρεθεί
ο χρόνος καταψύξεως αν το ορθογώνιο έχει πάχος 10 cm και το κρέας είναι περιτυλιγμένο και από τις δύο
πλευρές με χαρτί πάχους 1 mm. Υποτίθεται ότι ο επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 600
W/m²°C, η θερμική αγωγιμότητα του χαρτιού 0,06 W/m°C και του κατεψυγμένου κρέατος 1,6 W/m°C, η
λανθάνουσα θερμότητα 2,56×105 J/kg, η πυκνότητα 1090 kg/m3 και το σημείο καταψύξεως -2°C. Να εξετασθούν
επίσης οι επιδράσεις (α) της μεταβολής της θερμοκρασίας των πλακών στους -20°C, (β) του διπλασιασμού του
πάχους του χαρτιού.
ii.
iii.
i.
ii.
i.
ii.
i.
ii.
Πρόκειται να καταψύξετε αρακά, μπιφτέκια και ολόκληρα σφάγια αρνιού. Υποδείξατε, αιτιολογώντας την
απάντησή σας, κατάλληλό εξοπλισμό κατάψυξης για το καθένα τρόφιμο.
Κεράσια πρόκειται να καταψυχθούν σε καταψύκτη τύπου σήρραγγος με ρεύμα αέρα θερμοκρασίας –25°C και με
συντελεστή μεταδόσεως θερμότητος 25 W/m2°C. Το σύστημα έχει μήκος 10 m και τα κεράσια εισέρχονται στο
σύστημα με θερμοκρασία 15°C και εξέρχονται με θερμοκρασία –15°C. Το αρχικό σημείο καταψύξεως είναι –
1,5°C. Τα κεράσια έχουν μέση διάμετρο 2 cm και η περιεκτικότητα υγρασίας είναι 85%. Οι θερμοφυσικές
ιδιότητες των κερασιών είναι, θερμική αγωγιμότητα κατεψυγμένων 1,0 W/m°C, ειδική θερμότητα μη
κατεψυγμένων κερασιών 3,2 kJ/kg°C και κατεψυγμένων 1,5 kJ/kg°C, ενώ η πυκνότητα τους είναι 1000 kg/m3.
1. Να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως και η ταχύτητα της μεταφορικής ταινίας (m/h) για τη μεταφορά
των κερασιών στο σύστημα.
2. Να υπολογισθεί το ψυκτικό φορτίο για ένα σύστημα καταψύξεως ικανότητος 200 kg/h.
Ορίσατε τον όρο ψυκτικό φορτίο για την υπό χαμηλή θερμοκρασία επεξεργασία των τροφίμων. Να
ταυτοποιηθούν τα συστατικά μέρη για τον υπολογισμό του ψυκτικού φορτίου κατά την ψύξη ενός τροφίμου από
τη θερμοκρασία περιβάλλοντος έως 10°C κάτω του σημείου καταψύξεως. Τι επιπλέον θα πρέπει να ληφθεί υπ’
όψιν κατά τον υπολογισμό του ψυκτικού φορτίου;
Μπριζόλα βοδινού πάχους 6,35 mm πρόκειται να καταψυχθεί σε καταψύκτη ρεύματος αέρα θερμοκρασίας –
30°C. Το προϊόν περιέχει 75% υγρασία, έχει πυκνότητα 1057 kg/m3 και θερμική αγωγιμότητα (κατεψυγμένο)
1,04 W/m°C. Ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος στο σύστημα καταψύξεως είναι 17 W/m2°C, η ειδική
θερμότητα νωπού προϊόντος είναι 3,5 kJ/kg°C, η ειδική θερμότητα κατεψυγμένου προϊόντος είναι 1,8 kJ/kg°C,
ενώ η λανθάνουσα θερμότητα πήξεως του καθαρού νερού είναι 335 kJ/kg. Να υπολογισθεί ο χρόνος που
χρειάζεται για να καταψυχθεί μόλις το τρόφιμο από την αρχική θερμοκρασία των 15°C, αν το σημείο
καταψύξεως του προϊόντος είναι -2,8°C.
Ομογενές προϊόν είναι συσκευασμένο σε κιβώτιο μεγάλου μήκους και πλάτους πάχους l και επιφανειακής
θερμοκρασίας Τ1 °Κ. Το προϊόν καταψύχεται με σταθερή θερμοκρασία ψύχοντος μέσου Τ2 °Κ. Το υλικό έχει τις
εξής ιδιότητες: λανθάνουσα θερμότητα τήξεως λ, σημείο καταψύξεως Το °Κ, θερμική αγωγιμότητα
κατεψυγμένου προϊόντος k και επιφανειακό συντελεστή μεταδόσεως θερμότητος h. Να εξάγετε μια σχέση για το
χρόνο καταψύξεως σημειώνοντας τις παραδοχές που έγιναν.
Μερικώς κατεψυγμένο παγωτό τοποθετείται σε συσκευασία πριν τη συμπλήρωση της καταψύξεως. Η
συσκευασία έχει διαστάσεις 8cm×10cm×20cm και τοποθετείται σε καταψύκτη ρεύματος αέρα με επιφανειακό
συντελεστή μεταδόσεως θερμότητος 50 Wm-2K-1. Όταν το προϊόν τοποθετείται στη συσκευασία, έχει
θερμοκρασία -5°C και πρόκειται να καταψυχθεί σε τελική θερμοκρασία -20°C. Η θερμοκρασία του αέρα
καταψύξεως είναι -25°C. Το προϊόν έχει πυκνότητα 700 kgm-3, θερμική αγωγιμότητα 1,2 Wm-1K-1 και ειδική
θερμότητα (κατεψυγμένου) 1,9 kJkg-1K-1. Αν η λανθάνουσα θερμότητα η οποία πρέπει να απομακρυνθεί στον
καταψύκτη ρεύματος αέρα είναι 100 kJkg-1, να υπολογισθεί ο χρόνος καταψύξεως.
Σχεδιάσατε μία καμπύλη καταψύξεως. Εξηγήσατε γιατί υπάρχει μεταβολή στη θερμοκρασία ακριβώς μετά το σημείο
καταψύξεως.
Ονομάσατε δύο (2) μεθόδους ψύξεως των τροφίμων. Εξηγήσατε σύντομα τα πλεονεκτήματα και δώσατε ένα παράδειγμα
τροφίμου στο οποίο εφαρμόζεται η μέθοδος που αναφέρατε.
Εξηγήσατε γιατί είναι αναγκαίο το ζεμάτισμα πριν από την κατάψυξη. Ποια δοκιμή χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της
επάρκειας του ζεματίσματος;
i.
ii.
Με τη βοήθεια διαγράμματος περιγράψατε τα βασικά στοιχεία και εξηγήσατε τη λειτουργία ενός συστήματος
καταψύξεως με κρυογόνο και ενός συστήματος καταψύξεως με ρευστοποιημένο στρώμα.
Αναφέρατε τα μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα των συστημάτων και δώσατε παραδείγματα τροφίμων για τα
οποία θα επιλέγατε το κάθε σύστημα.
Τι είναι το έγκαυμα καταψύξεως; Πως μπορεί να παρεμποδισθεί;
Η κατάψυξη τω τροφίμων είναι μια αποτελεσματική μέθοδος για την επέκταση του χρόνου ζωής των τροφίμων.
i.
Εξηγήσατε πως η κατάψυξη μπορεί να μειώσει την ταχύτητα της αλλοιώσεως των τροφίμων.
ii.
Αναπτύξατε τα πλεονεκτήματα της χρήσεως της καταψύξεως κρυογόνου έναντι αυτής σε ρεύμα αέρα.
Να σχολιασθούν οι κύριες εμπορικές μέθοδοι οι οποίες χρησιμοποιούνται για την κατάψυξη των τροφίμων δίδοντας
συγχρόνως τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάθε μεθόδου. Να δοθούν κατάλληλα παραδείγματα κατεψυγμένων
τροφίμων για κάθε μέθοδο.
i.
ii.
iii.
Σε μια τυπική διεργασία καταψύξεως τροφίμου, καταψύχεται όλο το νερό του τροφίμου; Γιατί ναι ή γιατί όχι;
Είναι το σημείο καταψύξεως ενός τροφίμου σταθερό κατά την κατάψυξη;
Από τι περιορίζεται ο χρόνος ζωής των κατεψυγμένων τροφίμων;
Σε μερικές περιπτώσεις τα κατεψυγμένα τρόφιμα περιγράφονται ως "χονδρά και με πάγο" ή το παγωτό
χαρακτηρίζεται ως "αμμώδες". Εξηγήσατε τι συμβαίνει και γιατί και επίσης, πως θα ελαχιστοποιήσετε τα
ελαττώματα αυτά.
Να εξηγηθεί η σπουδαιότητα της ταχύτητας καταψύξεως σε σχέση με την ποιότητα του τελικού προϊόντος.
Μπορεί η κατάψυξη επαφής να χρησιμοποιηθεί για την κατάψυξη προϊόντος όπως τα λαζάνια (ζυμαρικό); Αν όχι, γιατί;
Μπορεί ο καταψύκτης ρευστοποιημένου στρώματος να χρησιμοποιηθεί για την κατάψυξη της πίτσας; Γιατί;
Μπορεί η ψύξη υπό κενό να χρησιμοποιηθεί στην υπό χαμηλή θερμοκρασία συντήρηση των μαρουλιών;
Γιατί η αναπνοή των λαχανικών είναι πολύ σπουδαία για την σε χαμηλή θερμοκρασία συντήρησή τους;
Ποιοι τύποι οχημάτων χρησιμοποιούνται για την υπό χαμηλή θερμοκρασία μεταφορά των τροφίμων;
Τι πρέπει να λαμβάνεται υπ’ όψιν κατά το σχεδιασμό των οχημάτων μεταφοράς;
Τι περιλαμβάνει και με βάση τι γίνεται η σήμανση των οχημάτων μεταφοράς υπό χαμηλές θερμοκρασίες;
Να υπολογισθεί η απαιτουμένη ψυκτική ικανότητα οχήματος μεταφοράς διαστάσεων: μήκος 13,6 m, πλάτος 2,6 m και
ύψος 2,7 m. Το όχημα θα χρησιμοποιηθεί για τη μεταφορά κατεψυγμένων τροφίμων υπό θερμοκρασία -20°C, ενώ η
εξωτερική θερμοκρασία αναμένεται να είναι 30°C.
Ποια τα πλέον συνήθη ψυκτικά συστήματα τα οποία χρησιμοποιούνται για την υπό χαμηλή θερμοκρασία μεταφορά των
τροφίμων;
Να σχολιάσετε σύντομα τα συστήματα εφοδιασμού αέρα σε ένα ψυχόμενο ρυμουλκούμενο όχημα.
Τι είναι τα οχήματα πολλαπλών διαμερισμάτων;
Τι είναι τα ευτηκτικά συστήματα;
Τι εννοούμε με τον όρο Ψυκτικά Ολικής Απωλείας;
Αναπτύξατε σύντομα την ψύξη με πάγο ως μέσο για τη μεταφορά τροφίμων.
Τι είναι τα εμπορευματοκιβώτια ISO;
Δώσατε μια σύντομη αναφορά για την χερσαία μεταφορά υπό χαμηλές θερμοκρασίες των τροφίμων.
Δώσατε μια σύντομη αναφορά για τη θαλάσσια μεταφορά υπό χαμηλές θερμοκρασίες των τροφίμων.
Δώσατε μια σύντομη αναφορά για την χερσαία μεταφορά υπό χαμηλές θερμοκρασίες των τροφίμων.
Δώσατε μια σύντομη αναφορά για την αερομεταφορά υπό χαμηλές θερμοκρασίες των τροφίμων.
Που οφείλονται τα θερμικά φορτία σε ένα όχημα μεταφοράς κατεψυγμένων τροφίμων;
Να κάνετε μια σύγκριση της μεταφοράς νωπών & κατεψυγμένων τροφίμων.
Ποιες υποδείξεις θα μπορούσατε να κάνετε για την ορθότερη φόρτωση και εκφόρτωση των εμπορευματοκιβωτίων και
οχημάτων μεταφοράς εψυγμένων και κατεψυγμένων τροφίμων;
Να σχολιασθεί η σπουδαιότητα της ύπαρξης ράμπας φορτώσεως των οχημάτων μεταφοράς.
Ποιοι οι τύπου των ψυχομένων θαλάμων εκθέσεως προς πώλησιν για εψυγμένα τρόφιμα.
Ποιοι οι τύπου των ψυχομένων θαλάμων εκθέσεως προς πώλησιν για κατεψυγμένα τρόφιμα.
Ποια τα κύρια χαρακτηριστικά ενός σωστού θαλάμου διαθέσεως προς πώλησιν κατεψυγμένων τροφίμων;
Πως πρέπει να γίνεται η φόρτωση τροφίμων σε ένα θάλαμο διαθέσεως;
Πως εκτιμάται η κατανάλωση ενέργειας στους θαλάμους διαθέσεως τροφίμων υπό ψύχος;
Επεξεργασία με Χρήση Ακτινοβολίας
Συγκρίνατε και αντιδιαστείλατε τη θερμική επεξεργασία και την ακτινοβόληση των τροφίμων
Ποιοι οι λόγοι κέντρισαν το ενδιαφέρον για την ακτινοβόληση των τροφίμων;
Ποιες ανάγκες και απαιτήσεις των καταναλωτών ενισχύουν την εφαρμογή της ακτινοβολήσεως των τροφίμων;
Τι είναι η ιοντίζουσα ακτινοβολία;
Τι είναι η ραδιενεργός διάσπαση; Ποιες ακτινοβολίες προκύπτουν; Ποια η διεισδυτική ικανότητα αυτών;
Τι είναι ημιζωή. Γράψατε και εξηγήσατε την εξίσωση της ραδιενεργούς διασπάσεως.
Εξηγήσατε το σχηματισμό ζεύγους.
Τι είναι το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο και τι το φαινόμενο Compton.
Ποιες είναι οι εγκεκριμένες πηγές ακτινοβολίας;
Τι περιλαμβάνει μια εγκατάσταση ακτινοβολήσεως;
Αν πρόκειται να παραχθούν τρόφιμα για αστροναύτες ποια επεξεργασία πρέπει να εφαρμοσθεί, radicidation, radurization
ή radappertization και γιατί;
Πως ορίζεται η δόση ακτινοβολίας και σε τι μονάδες εκφράζεται;
Τι περιλαμβάνει μια εγκατάσταση ακτινοβολήσεως με δέσμη ηλεκτρονίων;
Τι δόσεις χρησιμοποιούνται στην ακτινοβόληση των τροφίμων και τι αποτελέσματα επιτυγχάνει η κάθε μία;
Ποιες οι κύριες μεταβολές τις οποίες επιφέρει η ακτινοβόληση στα τρόφιμα;
Τι είναι η τιμή G;
Πως επηρεάζει η ακτινοβόληση το θρεπτικό περιεχόμενο των τροφίμων;
Τι εννοούμε θάνατο με ακτινοβόληση;
Τι είναι η "ταχύτητα ή ρυθμός δόσεως" ή "τιμή δόσεως"
Τι είναι η σταθερά D0;
Από τι εξαρτάται η βακτηριοκτόνος δράση μιας δοθείσας δόσεως ακτινοβολίας;
Κατατάξατε τους μικροοργανισμούς και τους ιούς σύμφωνα με την αντίστασή τους στην ιοντίζουσα ακτινοβολία.
Τι θα θεωρούσατε ως αντιρρήσεις για την εφαρμογή της ακτινοβολήσεως των τροφίμων;
Ποια διάταξη διέπει την ακτινοβόληση των τροφίμων στην Ενωμένη Ευρώπη και τι αναφέρει για το επιτρεπτόν και τη
χρήση αυτής.
i.
ii.
iii.
Ορίσατε τους όρους “radappertisation”, “radicidation” και “radurisation” και σημειώσατε την κατάλληλη περιοχή
δόσης για κάθε μία.
Με τη βοήθεια διαγράμματος (-των) περιγράψατε τα βασικά χαρακτηριστικά μέρη μιας εγκατάστασης
ακτινοβολήσεως η οποία σχεδιάζεται για την επεξεργασία συσκευασμένων τροφίμων με τη χρήση ακτινοβολίας
γ. Να συμπεριλάβετε στην απάντησή σας την αντικατάσταση του ισοτόπου και την ασφάλεια του προσωπικού.
Σας ζητείται να ακτινοβολήσετε στην εγκατάσταση αυτή προϊόν με μέση απορροφούμενη δόση 5 kGy.
Εξηγήσατε πως θα ελέγξετε τη δόση και πως θα την πιστοποιήσετε. Αναφέρατε σύντομα πως ο έλεγχος της δόσης
θα διαφέρει στις εγκαταστάσεις δέσμης ηλεκτρονίων ή ακτίνων Χ.
Η νομοθεσία της Ενωμένης Ευρώπης επιτρέπει τη χρήση ιοντίζουσας ακτινοβολίας για την επιμήκυνση του χρόνου ζωής
διαφόρων λαχανικών. Εξετάζεται η δυνατότητα ακτινοβολήσεως της πατάτας, ώστε να χρησιμοποιηθεί κατά τους μήνες
του έτους που δεν υφίσταται παραγωγή. Να γράψετε μια σχετικά σύντομη έκθεση, για εσωτερική χρήση από την εταιρεία,
περιλαμβάνοντας τα πιθανά οφέλη και μειονεκτήματα ενσωμάτωσης της τεχνολογίας της ακτινοβολήσεως στην
επεξεργασία αυτή. Στη θεώρησή σας να συμπεριλάβετε την ποιότητα του προϊόντος, το κόστος και την άποψη των
καταναλωτών.
Σχολιάσατε την πρόταση: ‘Η ιοντίζουσα ακτινοβολία είναι ασφαλής και κατάλληλη τεχνολογία και μπορεί να
χρησιμοποιηθεί για τη συντήρηση των τροφίμων στην Ελλάδα’.
Αναπτύξατε με λεπτομέρεια τις αρχές συντηρήσεως των τροφίμων με ακτινοβόληση.
Κατά την ακτινοβόληση των τροφίμων: α) τι μπορεί να επιτευχθεί με έκθεση του τροφίμου σε διαφορετικές δόσεις
ακτινοβολίας. β) ποια θα είναι η επίδραση της ιοντίζουσας ακτινοβολίας επί των κυρίων συστατικών των τροφίμων. γ)
ποιες μέθοδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον εντοπισμό της ακτινοβολήσεως των τροφίμων.
Η ιοντίζουσα ακτινοβολία ούτε θερμαίνει ούτε καταψύχει τα τρόφιμα και όμως τα καθιστά ασφαλέστερα και αυξάνει το
χρόνο ζωής τους. Πως επιτυγχάνεται τούτο;
i.
ii.
iii.
Θεωρώντας μια δέσμη ηλεκτρονίων 10 MeV, να υπολογισθεί το πάχος του τροφίμου ώστε να εξασφαλισθεί
πλήρης ακτινοβόληση (Να υποτεθεί ότι το προϊόν έχει επίπεδο σχήμα ή έχει τη μορφή φέτας).
Αν χρησιμοποιηθούν δύο επιταχυντές (άνω και κάτω του προϊόντος), να υπολογισθεί ο μέγιστος αριθμός
μονάδων του προϊόντος (ντάνα) ο οποίος είναι επιτρεπτός ώστε να εξασφαλισθεί πλήρης ακτινοβόληση.
Να υπολογισθεί η επίδραση ποδιών κοτόπουλου με και χωρίς οστό επί της απορροφουμένης ενεργείας.
Επιταχυντής δέσμης ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ακτίνων Χ ονομαστικής ισχύος 5 MeV σε φύλλο
μολύβδου. Ο ρυθμός δημιουργίας ενέργειας από την πηγή είναι 5×1014 MeV/s.
i.
Να υπολογισθεί ο ρυθμός με τον οποίο ακτινοβολείται (εκπέμπεται) η ενέργεια ως bremsstrahlung στο φύλλο
μολύβδου.
ii.
iii.
iv.
v.
Μεταξύ της πλάκας του μολύβδου και ενός προϊόντος τροφίμου υπάρχει διάκενο αέρα 100 cm. Ποιο είναι το
κλάσμα της ενέργειας του προσπίπτοντος φωτονίου το οποίο εκπέμπεται στον αέρα πριν φθάσει στο προϊόν;
Ποιο είναι το κλάσμα της ενέργειας του προσπίπτοντος φωτονίου το οποίο απορροφάται από το προϊόν,
υποθέτοντας άριστο πάχος;
Ποιο κλάσμα της μεταδιδόμενης ενέργειας οφείλεται στα μη συγκρουόμενα φωτόνια στο φύλλο του μολύβδου;
Να υπολογισθεί ο ρυθμός απορροφήσεως ενεργείας ανά μονάδα μάζης (ρυθμός δόσεως) στο προϊόν (σε σημείο 1
cm2).
Ποιες οι βασικές αρχές της θέρμανσης με ραδιοσυχνότητα;
Να δοθεί σχηματικά ένα ασυνεχές και ένα συνεχές σύστημα επεξεργασίας με ραδιοσυχνότητα.
Ποιες οι κύριες εφαρμογές της επεξεργασίας με ραδιοσυχνότητα στην επεξεργασία των τροφίμων.
Ποια τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της RF θερμάνσεως;
Τι είναι και ποια τα κύρια πλεονεκτήματα του συστήματος RF 50Ω;
Ποιες συχνότητες μικροκυμάτων χρησιμοποιούνται στους οικιακούς φούρνους και ποιες για βιομηχανική χρήση;
Ποια συχνότητα μικροκυμάτων παρουσιάζει τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα;
Πως επιτυγχάνεται η θέρμανση με μικροκύματα και ποιες ηλεκτρικές ιδιότητες του τροφίμου ενδιαφέρουν κατά το
σχεδιασμό τροφίμων ή διεργασιών επεξεργασίας με μικροκύματα;
Αναφέρατε ονομαστικά βιομηχανικές εφαρμογές των μικροκυμάτων.
Οι επιτρεπτές συχνότητες μικροκυμάτων για τα τρόφιμα είναι οι των 915, 2450 και μερικές φορές 896 MHz. Να
υπολογισθεί το μήκος κύματος των συχνοτήτων αυτών (c=3×108 m/s).
Τι σημαίνει ο όρος σχετική διηλεκτρική απώλεια;
Ποια τα πλεονεκτήματα της θερμάνσεως με μικροκύματα και ραδιοσυχνότητα;
Τι είναι το magnetron;
Αναπτύξατε σύντομα την αφυδάτωση με μικροκύματα.
Ποια τα πλεονεκτήματα της χρήσεως μικροκυμάτων κατά την απόψυξη και θερμική ρύθμιση;
Ποια τα μειονεκτήματα της χρήσεως μικροκυμάτων κατά την απόψυξη και θερμική ρύθμιση;
Ποια τα πλεονεκτήματα της θερμάνσεως με μικροκύματα κατά το ζεμάτισμα;
Πως γίνεται η εμπορική αποστείρωση των τροφίμων με μικροκύματα;
Πως επηρεάζει η επεξεργασία με μικροκύματα το θρεπτικό περιεχόμενο των τροφίμων;
Τι θα λαμβάνατε υπ’ όψιν σας για τον υπολογισμό της μικροβιακής καταστροφής ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας με
μικροκύματα;
Σχολιάσατε το ασφαλές της χρήσεως των μικροκυμάτων σε οικιακό και βιομηχανικό επίπεδο.
Τι είναι μια διηλεκτρική ουσία; Πως συνδέεται η διηλεκτρική σταθερά ενός τροφίμου με την περιεκτικότητα υγρασίας και
το πορώδες αυτού;
i.
ii.
Αναπτύξατε σύντομα τις δυνατότητες και τους περιορισμούς της θερμάνσεως με μικροκύματα για την
επεξεργασία των τροφίμων.
Να υπολογισθεί η ισχύς μικροκυμάτων στο κρέας κοτόπουλου. Επίσης, να υπολογισθεί ο χρόνος που θα χρειασθεί
ποσότητα νωπού κοτόπουλου βάρους 0,5 kg για να ανεβάσει τη θερμοκρασία του από τους 4°C στους 100°C με
τη βοήθεια φούρνου μικροκυμάτων.
Δίδεται:
Συχνότητα μικροκυμάτων = 2450 MHz
Ισχύς ηλεκτρικού πεδίου = 700 V/cm
Διηλεκτρική σταθερά = 53,2
Παράγων διηλεκτρικής απωλείας = 18,1
Ειδική θερμότητα = 3,53 kJ/kg°C
Πυκνότητα = 1000 kg/m3
Να υπολογισθεί το βάθος διεισδύσεως των μικροκυμάτων σε κρέας κοτόπουλου.
Δίδεται:
Συχνότητα μικροκυμάτων = 2450 MHz
Διηλεκτρική σταθερά = 53,2
Παράγων διηλεκτρικής απωλείας = 18,1
Αν η περιεκτικότητα υγρασίας του κοτόπουλου μειωθεί από 85% σε 60%, τι θα συμβεί με το βάθος διεισδύσεως θα
αυξηθεί ή θα μειωθεί;
Νωπές πατάτες υφίστανται επεξεργασία με μικροκύματα σε συχνότητα 2450 MHz. Η διηλεκτρική σταθερά είναι 64 και η
εφαπτομένη απωλείας 0,23. Να υπολογισθεί ο παράγων εξασθενήσεως, το βάθος διεισδύσεως και το βάθος κάτω από την
επιφάνεια της πατάτας στο οποίο η ισχύς των μικροκυμάτων μειώνεται στο μισό.
Πως επιτυγχάνεται η θέρμανση με μικροκύματα και ποιες ηλεκτρικές ιδιότητες του τροφίμου ενδιαφέρουν κατά το
σχεδιασμό τροφίμων ή διεργασιών επεξεργασίας με μικροκύματα;
Αν η περιεκτικότητα υγρασίας ενός τεμαχίου κρέατος μειωθεί από 75% σε 55%, τι θα συμβεί με το βάθος διεισδύσεως
των μικροκυμάτων; Εξηγήσατε λεπτομερώς.
Τι θα συμβεί με το βάθος διεισδύσεως σε τρόφιμο για μικροκύματα αν η περιεκτικότητα άλατος αυξηθεί από 1% σε 2,5%;
Εξηγήσατε λεπτομερώς.
i. Σχολιάσατε το ασφαλές της χρήσεως των μικροκυμάτων σε οικιακό και βιομηχανικό επίπεδο.
ii. Τι είναι μια διηλεκτρική ουσία; Πως συνδέεται η διηλεκτρική σταθερά ενός τροφίμου με την περιεκτικότητα υγρασίας
και το πορώδες αυτού;
iii. Να υπολογισθεί η ισχύς μικροκυμάτων στο κρέας κοτόπουλου. Επίσης, να υπολογισθεί ο χρόνος που θα χρειασθεί
ποσότητα νωπού κοτόπουλου βάρους 1,5 kg για να ανεβάσει τη θερμοκρασία του από τους 5°C στους 95°C με τη
βοήθεια φούρνου μικροκυμάτων.
Δίδεται: Συχνότητα μικροκυμάτων = 2450 MHz, Ισχύς ηλεκτρικού πεδίου = 900 V/cm, Διηλεκτρική σταθερά = 53,2,
Παράγων διηλεκτρικής απωλείας = 18,1, Ειδική θερμότητα = 3,53 kJ/kg°C, Πυκνότητα = 1000 kg/m3
Δέσμη μικροκυμάτων έχει μήκος κύματος 4,5 cm. Να υπολογισθεί η συχνότητα του κύματος αυτού όταν διαδίδεται στο
χώρο. Εξηγήσατε πως λάβατε το αποτέλεσμα.
Τι είναι: μελανό σώμα, γκρίζο σώμα, διαπερατότητα, απορροφητικότητα
Εξηγήσατε τους όρους: ακτινοβολία IR, ικανότητα απορροφήσεως, ικανότητα εκπομπής, ανακλαστικότητα.
Ποια πλεονεκτήματα της θερμάνσεως με IR έναντι της συμβατικής θερμάνσεως;
Ποιοι οι κρίσιμοι παράγοντες για τη λήψη αρίστου αποτελέσματος θερμάνσεως με IR;
Να εξηγηθούν οι βασικές αρχές της ακτινοβολίας και της θερμάνσεως IR.
Από τι εξαρτάται ο ρυθμός μεταδόσεως θερμότητος με IR;
Ποια είναι και τι εκφράζουν η εξίσωση Stefan–Boltzmann και ο νόμος του Wien.
Ποια η επίδραση του IR επί των μικροοργανισμών;
Τι περιλαμβάνει ένας τυπικός εξοπλισμός επεξεργασίας με IR;
Αναφέρατε τυπικές εφαρμογές επεξεργασίας με IR στην τεχνολογία τροφίμων.
Ποια τα πλεονεκτήματα της χρήσεως υπέρυθρης ακτινοβολίας βραχέως κύματος κατά την έψηση;
Πως επηρεάζεται η αφυδάτωση από την υπέρυθρη ακτινοβολία; Δώσατε μια σύντομη περιγραφή.
Μια λυχνία IR χρησιμοποιείται για να θερμάνει 1,8 kg ζυμαριού για στόφιασμα. Η πηγή θερμότητος ακτινοβολεί 1,5
kW/m2, με θερμική αντίσταση μηδέν (στην επιφάνεια) και 3,2 m-2 όσον αφορά στο ζυμάρι. Η ικανότητα εκπομπής του
ζυμαριού είναι 0,3 και η επιφάνεια του 0,24 m2. Η ειδική θερμότητα του ζυμαριού είναι 3,8 kJ/kg°K.
i.
Να κατασκευασθεί το διάγραμμα της επεξεργασίας με όρους τις θερμικές αντιστάσεις, ως ένα δύο σωμάτων
πρόβλημα.
ii.
Να υπολογισθεί η εσωτερική αντίσταση του ζυμαριού.
iii.
Να υπολογισθεί η ολική αντίσταση μεταξύ λυχνίας και ζυμαριού.
iv.
Να υπολογισθεί ο αρχικός ρυθμός μεταδόσεως θερμότητος και έτσι να υπολογισθεί ο απαιτούμενος χρόνος για να
θερμανθεί το ζυμάρι από τους 22°C στους 38°C.
Δίδεται: σταθερά Stefan-Boltzman = 5,669×10-8 W/m2°K4.
i.
ii.
Περιγράψατε τις αρχές και τα χαρακτηριστικά της θερμάνσεως των τροφίμων με υπέρυθρη ακτινοβολία. Να
σημειώσετε τις διαφορές από την αρχή της διηλεκτρικής θερμάνσεως και έτσι πως οι εφαρμογές στη βιομηχανία
των τροφίμων διαφέρουν.
Ένας φούρνος 10 kW λειτουργεί σε θερμοκρασία 220°C και το 90% της θερμότητος μεταδίδεται με τη μορφή
ακτινοβόλου ενέργειας. Φορτώνεται με μια παρτίδα ζυμαριού για ψωμί σε 160 φόρμες ψησίματος. Η επιφάνεια
κάθε ψωμιού είναι 12cm × 20cm. Να υπολογισθεί ο καθαρός ρυθμός μεταδόσεως θερμότητος προς τα ψωμιά και
δι’ αυτού την απόδοση χρήσεως ενέργειας (ως ποσοστό προσφερομένης ακτινοβόλου ενέργειας που απορροφάται
από τα ψωμιά. Να υποτεθεί ότι το ψωμί ψήνεται στους 100°C και ότι η ικανότητα εκπομπής του ζυμαριού είναι
0,85.
Δίδεται: Καθαρός ρυθμός μεταδόσεως θερμότητος μεταξύ των σωμάτων Q = εσΑ (Τ14 − Τ24 ) και σταθερά StefanBoltzman 5,7×10-8 J s-1 m-2 K-4.
Γενικά Θέματα
Αναπτύξατε τις γενικές αρχές ΜΙΑΣ από τις ακόλουθες τεχνικές, δίδοντας συγχρόνως και παραδείγματα εφαρμογής
αυτών, α) της ασηπτικής συσκευασίας και β) της συσκευασίας με τροποποιημένη ατμόσφαιρα (MAP).
Εταιρεία παρασκευάζει ένα τύπο λουκάνικου μήκους 12 cm και διαμέτρου 2 cm και το οποίο έχει πυκνότητα 980 kg/m3,
ειδική θερμότητα 3,9 kJ/kg°C και θερμική αγωγιμότητα 0,76 W/m°C. Το λουκάνικό εξέρχεται από τη γραμμή
προετοιμασίας με θερμοκρασία 5°C και υφίσταται περαιτέρω επεξεργασία σε βραστό νερό θερμοκρασίας 100°C. Ο
συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος εκτιμήθηκε ότι είναι 600 W/m2⋅°C. Για να ληφθεί ασφαλές προϊόν η θερμοκρασία
του κέντρου του λουκάνικου θα πρέπει να φθάσει τους 80°C. Να υπολογισθεί ο χρόνος που απαιτείται για να λάβει τη
θερμοκρασία αυτή το λουκάνικο. Να θεωρηθεί ότι το λουκάνικο είναι αόριστος κύλινδρος.
i.
ii.
Που στηρίζεται η θέρμανση των τροφίμων με μικροκύματα;
Ποιες οι αρχές λειτουργίας της συμπυκνώσεως με κατάψυξη και της αφυδατώσεως με κατάψυξη-εξάχνωση. Πως
μπορεί να χρησιμοποιηθεί το διάγραμμα φάσεων για την εξήγηση της αφυδατώσεως με κατάψυξη-εξάχνωση;
i.
ii.
Περιγράψατε την επίδραση του pH επί των βακτηριακών κυττάρων.
Περιγράψατε πολύ σύντομα τη διαδικασία της κονσερβοποιήσεως και εξηγήσατε γιατί τα τρόφιμα με χαμηλές
τιμές pH απαιτούν λιγότερη θερμική επεξεργασία από τα άλλα τρόφιμα. Τι πλεονεκτήματα προσφέρει η ηπιότερη
θερμική επεξεργασία των τροφίμων με χαμηλό pH;
i.
ii.
Ποιες οι συνθήκες επεξεργασίας των μαγειρεμένων τροφίμων ή των πλήρων γευμάτων;
Αν ένα τέτοιο προϊόν συσκευασθεί σε τροποποιημένη ατμόσφαιρα, τι κατά τη γνώμη σας πρέπει να ληφθεί υπ’
όψιν για να είναι ασφαλές;
Σε ένα εργοστάσιο παραγωγής σαλατών χρησιμοποιούνται αυγά, τα οποία βράζονται σε νερό 95°C. Τα αυγά
πρέπει να ψυχθούν στους 5°C. Θεωρώντας ότι κάθε αυγό είναι σφαιρικό με διάμετρο 5 cm και ότι η θερμοκρασία
του αυγού στο τέλος της θέρμανσης είναι και αυτή 95°C, να υπολογισθεί ο χρόνος για την ψύξη κάθε αυγού
στους 5°C. Η ψύξη γίνεται με νερό θερμοκρασίας 1°C. Ο συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος είναι 1200
W/m2.°C, η θερμική αγωγιμότητα του αυγού είναι 0,627 W/m.°C, η πυκνότητα 1000 kg/m3 και η ειδική
θερμότητα 4152 J/kg.°C.
iii.
i.
ii.
Εξηγήσατε χρησιμοποιώντας κατάλληλα παραδείγματα, πως οι διαφορετικές μέθοδοι καταψύξεως επηρεάζουν
την ποιότητα των τροφίμων και περιγράψατε τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των μεθόδων που θα
αναφέρετε.
Πολλά τρόφιμα υφίστανται επεξεργασία για την επέκταση του χρόνου ζωής τους με τροποποιημένη ατμόσφαιρα
στην οποία πρέπει να διατηρούνται. Αναφέρατε τρεις διαφορετικούς τύπους τροφίμου, οι οποίοι συντηρούνται με
τον τρόπο αυτό και εξηγήσατε σύντομα πως συμβαίνει η επέκταση του χρόνου ζωής.
i.
Απαντήσατε με μεγίστη συντομία στα ερωτήματα:
Τι είναι η ιοντίζουσα ακτινοβολία;
Ποιες είναι οι εγκεκριμένες πηγές ακτινοβολίας;
Τι περιλαμβάνει μια εγκατάσταση ακτινοβολήσεως;
Αν πρόκειται να παραχθούν τρόφιμα για αστροναύτες ποια επεξεργασία πρέπει να εφαρμοσθεί, radicidation,
radurization ή radappertization και γιατί;
Ποιες συχνότητες μικροκυμάτων χρησιμοποιούνται στους οικιακούς φούρνους και ποιες για βιομηχανική χρήση;
Ποια συχνότητα μικροκυμάτων παρουσιάζει τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα;
Πως επιτυγχάνεται η θέρμανση με μικροκύματα;
Αναφέρατε ονομαστικά βιομηχανικές εφαρμογές των μικροκυμάτων.
i.
Δώσατε μια σύντομη περιγραφή των κυρίων απαιτήσεων για την αποτελεσματική αποθήκευση των τροφίμων υπό
χαμηλές θερμοκρασίες.
Προϊόν αλεσμένου κρέατος με μορφή φετών πάχους 8 mm καταψύχεται σε καταψύκτη με πλάκες. Οι πλάκες
έχουν θερμοκρασία -30°C και το προϊόν καταψύχεται στους -3°C. Να υπολογισθεί ο χρόνος ο οποίος απαιτείται
ώστε μόλις να καταψυχθεί το κέντρο του προϊόντος από μια αρχική θερμοκρασία 15°C.
Δίδεται: Επιφανειακός συντελεστής μεταδόσεως θερμότητος 100 W/m2°C, Θερμική αγωγιμότητα 1 W/m°C,
πυκνότητα τροφίμου 850 kg/m3, ειδική θερμότητα μη κατεψυγμένου τροφίμου 2800 kJ/kg°C και λανθάνουσα
θερμότητα πήξεως 3×105 J/kg.
ii.
i.
ii.
Εξηγήσατε σύντομα, αλλά με σαφήνεια, τις διαφορές μεταξύ ψύξεως & αποθηκεύσεως υπό ψύξη και
καταψύξεως & αποθηκεύσεως υπό κατάψυξη.
Εξηγήσατε σύντομα, αλλά με σαφήνεια, τις κύριες απαιτήσεις για την αποτελεσματική αποθήκευση υπό χαμηλές
θερμοκρασίες.
Απαντήσατε με μεγίστη συντομία στα ερωτήματα.
i.
Αναφέρατε δύο λόγους για το ζεμάτισμα των λαχανικών πριν από την κατάψυξη και κατόπιν δύο πριν από την
εμπορική αποστείρωση.
ii.
Αναφέρατε πέντε διαφορές μεταξύ ψύξης και κατάψυξης των τροφίμων.
iii.
Αναφέρατε τρεις μεθόδους κατάψυξης. Σημειώσατε επιπλέον αν η μέθοδος περιλαμβάνει μεταφορά ή αγωγή
θερμότητας.
iv.
Ποια αέρια χρησιμοποιούνται στις ΜΑ και ποιος ο ρόλος του καθενός;
v.
Τι είναι η ιοντίζουσα ακτινοβολία;
vi.
vii.
viii.
ix.
x.
xi.
xii.
i.
ii.
Ποιες είναι οι εγκεκριμένες πηγές ακτινοβολίας;
Τι περιλαμβάνει μια εγκατάσταση ακτινοβολήσεως;
Αν πρόκειται να παραχθούν τρόφιμα για αστροναύτες ποια επεξεργασία πρέπει να εφαρμοσθεί, radicidation,
radurization ή radappertization και γιατί;
Ποιες συχνότητες μικροκυμάτων χρησιμοποιούνται στους οικιακούς φούρνους και ποιες για βιομηχανική χρήση;
Ποια συχνότητα μικροκυμάτων παρουσιάζει τη μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα;
Πως επιτυγχάνεται η θέρμανση με μικροκύματα και ποιες ηλεκτρικές ιδιότητες του τροφίμου ενδιαφέρουν κατά
το σχεδιασμό τροφίμων ή διεργασιών επεξεργασίας με μικροκύματα;
Αναφέρατε ονομαστικά βιομηχανικές εφαρμογές των μικροκυμάτων.
Περιγράψατε τους παράγοντες οι οποίοι διέπουν τις κύριες αλλοιώσεις των τροφίμων.
Με βάση αυτά εξηγήσατε τις μεταβολές χειροτέρευσης οι οποίες θα συμβούν αν χτυπημένο μήλο διατηρηθεί σε
θερμοκρασία δωματίου.

Θερμική Επεξεργασία των Τροφίμων

Εγχειρίδιο Κανόνων Ασφάλειας Εργαστηρίου και Ορθής

Αισθητικός Ποδολογίας

Υποψηφιότητες Παρέμβασης Πολιτών

Θέματα για μελέτη 2

Θέματα για μελέτη 1

Aνοιξε η… όρεξη των μεσαζόντων

1. Όνομα Ασφαλιζόμενης Επιχείρησης και

null

simitsis diatrivi - Ένωση Αξιωματικών Πυροσβεστικού Σώματος

ΒΙΟΓΡΑΦΙΚΟ ΣΗΜΕΙΩΜΑ - Τμήμα Ναυτιλίας και Επιχειρηματικών

εδώ - Meat News