Hoofdstuk 4

§1 Jambereiding is een methode om vruchten te conserveren. In veel vruchten zit de stof Pectine. Die zorgt ervoor dat de Jam stroperig wordt, vooral door toevoeging van citroenzuur en suiker. Gebruik je stoffen met weinig citroenzuur of Pectine dan moet je deze stoffen er apart bij doen. In speciale geleisuiker zijn Pectine en citroenzuur al apart bijgevoegd. Je weet dan zeker dat je van deze stoffen voldoende hebt om jam te maken. Nieuwe producten kun je maken door het kiezen van ingrediënten die de gewenste eigenschappen opleveren. Zelf Jam maken is vrij eenvoudig. Vroeger waren er veel kleine jamfabriekjes waar ambachtelijk werd gewerkt. Nu zijn er nog maar weinig jamfabrieken over. Om winstgevend Jam te maken is een grote fabriek nodig. Door schaalvergroting, gekoppeld aan de mogelijkheid tot automatisering, wordt op kosten bespaard. Concurrentie dwingt de fabrikant efficiënt te produceren. Daarbij gaat het niet alleen om grotere hoeveelheden, maar ook om andere grondstoffen en technieken dan thuis. Ook worden dure arbeidskrachten vervangen door machines die het liefst continue in gebruik zijn. Inkoop van grote hoeveelheden grondstoffen verlaagd de prijs, terwijl de fabrikant ook zoekt naar andere en goedkopere grondstoffen. Het productieproces
Jam maken gaat als volgt: · De grondstoffen worden per kooksel van 900 kg afgewogen. (inhoud per kookketel) De hoeveelheden fruit en suiker worden automatisch afgepast. De glucosestroop (oplossing van suikers) wordt in een grote tank op temperatuur gehouden. Deze grondstof wordt rechtstreeks en eveneens in de kookpot gepompt. · Het koken gebeurt vacuüm in gesloten ketels. Daardoor kan een korter en op lagere temperatuur worden gekookt. Het kapot koken van fruit wordt hierdoor voorkomen. Het mengsel van fruit, glucosestroop en suiker wordt tot het kookpunt verwarmt , waarna overige ingrediënten zoals Pectine, en voedingszuur worden toegevoegd. Door indampen verdwijnt het teveel aan vocht en komt de Jam op het juiste gewicht. Bij het verlaten van de kookketen is de Jam ongeveer 80°C · De Jam wordt vervolgens naar de vuller gepompt. De Jam wordt in de potjes gepompt en een sluitmachine sluit de potjes direct. · Daarna schuiven de potjes naar de koeltunnel om af te koelen tot onder de 40°C. Door de luchtdichte verpakking ontstaat tijdens het afkoelen vacuüm. Dat betekent dat de ruimte tussen de Jam en de deksel lucht ledig is. Vacuüm verlegt de houdbaarheid. De kwaliteit is gegarandeerd tot anderhalf jaar na de productie. Op de dag dat de houdbaarheidsdatum verloopt is de jam niet bedorven. Wel kan de kwaliteit onder invloed van licht en warmte achteruit zijn gegaan. · Tenslotte worden de potten van een etiket voorzien en naar het distributiecentrum gebracht. Kenmerken van grootschalige productie zijn het gebruik van meet en regel apparatuur, speciale hulp en grondstoffen en een constante kwaliteit van het eindproduct. Elke fabrikant probeert zijn winst te verhogen door zijn marktaandeel te vergroten. Hij houd rekening met de wensen van de consument. De kwaliteit moet in verhouding staan met de prijs. Voor mensen die minder suiker willen gebruiken moet er halvajam zijn. En voor diabetici moet er jam met speciale kunstmatige zoetstoffen zijn. Op de vruchten na zijn alle grondstoffen bij de jambereiding langere tijd houdbaar. Omdat de fabriek het liefst het hele jaar door in gebruik is worden vruchten voorbewerkt en opgeslagen in een diepvries. Tegen bederf wordt ook vaak een conserveringsmiddel toegevoegd dat ook in de jam terechtkomt. Een conserveringsmiddel is een voorbeeld van een hulpstof. Deze bevordert het betere productieverloop of geeft het product een aantrekkelijk aanzien. Suiker heeft in jam 2 functies: zoetstof en conserveringsmiddel. Vroeger werd riet en bietsuiker gebruikt. Suiker is duur vanwege de kostbare productie als door de extra belasting op genotmiddelen. Een goedkopere vervanger van suiker is glucose uit de maïs, maar die geeft de jam een minder lekkere smaak. Op de kwaliteit de verzekeren in het belang van de volgezondheid te verzekeren moet Jam aan een aantal eisen voldoen. Deze voorwaarden staan in het vruchtenproductenbesluit van de warenwet. Een paar voorwaarden zijn: · Geen grote hoeveelheden schadelijke ingrediënten. · Samenstelling moet op het etiket staan. · In halvajam mag 2% pectine zitten en in gewone jam 1%. · Er mag maar een bepaalde hoeveelheid suiker in het product zitten.
§2 Een blikje frisdrank bestaat uit 2 delen: De zij en onderkant en een losse bovenkant. Het blikje (zij en onderkant) zijn van staal gemaakt (wordt door magneet aangetrokken en de bovenkant van aluminium (niet door magneet aangetrokken) De deksel wordt direct na het vullen luchtdicht om het blikje geklemd. Gewone conservenblikjes bestaan uit 3 staal lagen. Bodem en deksel zijn 2 stalen rondjes, het middenstuk wordt is een rondgebogen staalplaat die in het midden is vastgelast. Bodem en deksel worden om dit middenstuk vast- geklemd. Voor de fabricatie van een blikje gebruikt de fabrikant een belangrijke eigenschap van metalen namelijk dat ze goed vervormbaar zijn en toch stevig. De blikfabrikant begint met een staalplaat van ongeveer 2 mm dik. Een machine stanst rondjes uit de vertinde staalplaat. De ronden komen laten over een holle pers (de matrijs). In de volgende pers krijgt de bodem de goede vorm en wordt de zijkant uitgerekt, dat heet dieptrekken. De want wordt zo dunner dan de bodem. Uiteindelijk wordt de wanddikte 0.08mm. Daarna wordt de bovenkant recht afgesneden, er komt een beschermlaagje in de binnenkant en de buitenkant wordt bedrukt met de merknaam. Staal roest als er water bijkomt en roest nog sneller als water zuur is. Frisdranken zijn zuur door het koolstofdioxidegas (de prik). Een blikfabrikant kan dus geen gewoon staal gebruiken. Daarom brengt de fabrikant een dun laagje tin op het staal aan. Omdat er niet zoveel tin op de aarde is, is het vrij duur en wordt het zo zuinig mogelijk gebruikt. Dat gebeurt als volgt. Een dunne staalplaat glijd door een bad met daarin een tinzout oplossing. Met behulp van elektrische stroom ontstaat er op het staal een laagje tin. Door verbeterde technieken is mogelijk steeds minder tin te gebruiken. Tegenwoordig is het tinlaagje nog maar 0.00025 mm dik. In een staalfabriek wordt staal in vloeibare vorm gemaakt. Door deze vloeistof langzaam uit te gieten ontstaat er een lage dikke plaat. Snijbranders zorgen voor een verdeling in blokken van ongeveer 10 meter. Daarna wordt de gloeiende staalplaat gekoeld en gewalst tussen zware rollen. Door meerdere malen te walsen ontstaat een dunne staalplaat. Om de vereiste sterkte te krijgen kan de staalplaat tussendoor verwarmd worden. Doordat door het walsen de lengte van de staalplaat toeneemt zijn de fabriekshallen erg lang. De afgelopen 20 jaar is het gewicht van het blikje gehalveerd en de sterkte hetzelfde gebleven. Doordat ruwijzer veel koolstof bevat is het niet stevig. Door op gesmolten ruwijzer zuivere zuurstof te blazen verbrand de koolstof tot kool tot koolstofdioxidegas dat ontwijkt. Het eindproduct is staal. (zie fig 4.9 blz 128) Batch betekend portie. Bij een batchproces kunnen er bepaalde stoffen worden toegepast voor de aanmaak van een speciale staalsoort. Bij een continueproces vindt voortdurend toevoer van grondstoffen, reactie en afvoer van eindproducten plaats. Voor ijzer en staalproductie zijn grote hoeveelheden grondstoffen en energie nodig. Bij de productie van staal uit ruwijzer wordt staal afval hergebruikt
Lees ‘ Wel of geen blikjes’ blz 129. Een blikje hergebruiken is vrij lastig omdat het uit 3 verschillende metalen bestaan nl. Staal, aluminium en tin. Als je blikjes in een verbrandingsoven gooit gaan tin en aluminium verloren. Het ijzer smelt door de hoge temperatuur samen en kan zo uit het afval worden gehaald. Het is beter om de blikjes uit het huisvuil te halen. Bij het staal zitten dan nog wel tin en aluminium. Maar het tin kan worden teruggewonnen met behulp van elektrische stoom in een onttinningsbad. Uit 1 ton blikafval wordt dan 3 a 4 kilogram tin gehaald. Het resterende afval kan dan als schoot naar de hoogovens en als grondstof dienen voor nieuw staal. §3 Allerlei planten hebben een kleur. Omdat elke plant maar weinig kleurstof bevat zouden er voor de aanmaakt van kleurstoffen erg veel planten nodig zijn. Gekleurde kleding zou dan erg duur worden. Als een plant wel veel kleurstof bevat zoals een rode biet, is hij meestal ongeschikt om als textielkleurstof te gebruiken. Door oplosbaarheid zou je de bieten kunnen extraheren door ze te koken. Na filtratie en het indampen van het water blijft er een vaste rode kleurstof over. Door de goede oplosbaarheid zou je niet met je broek met water in aanraking mogen komen. De meest gebruikte kleurstof is indigo. Er is aangetoond dat deze kleurstof 4000 jaar geleden als werd gebruikt. Indigo werd verkregen uit de bladeren van planten. In Europa was dat de wede, in de tropen groeien verschillende indigo planten. Na de oogst werden de groene Indigo bladeren gekneusd en in het water geweekt totdat ze gingen rotten. Er ontstond een geelgekleurde oplossing van de stof indigowit. Als je textiel daarin dompelde, hechte het indigowit aan de vezels. Buiten het verfbad veranderde de gele indigo via een groene naar een blauwe kleur. Vanaf ongeveer 1650 werd er door Europese kolonies Indigo op grootschalige plantages gekweekt. Rond 1850 begon de grote ontwikkeling in de Chemie. Talloze stoffen werden voor het eerst gemaakt en onderzocht. Veel van die stoffen ontstonden uit koolteer. Een groot aantal van die nieuwe stoffen bleek nuttige eigenschappen te hebben. Als een fabriek zelf indiogo zou kunnen maken zou hij veel geld kunnen verdienen. De duitse Chemicus Von Bayer begon in 1865 met een onderzoek naar de chemische bereiding van Indigo
William Perkin ontdekte de 1e synthetische kleurstof voor textiel in 1856. Toen tijdens zijn vakantie een geneesmiddel tegen malaria na aan het maken was mislukte zijn proef. Hij hield een paarsblauwe prut over. Hij vroeg een textiel fabrikant de stof te laten testen als verfstof. De stof bleek niet te verkleuren in zonlicht en hij hechte goed aan textiel (belangrijkste eigenschappen). In het begin was de stof even duur als platina. Perkin noemde de stof mauveïne. Hij begon de stof steeds op grotere schaal te produceren. Met het geld van zijn vader zichtte hij een fabriek op. Na een tijd was hij schatrijk. (Lees oranje stuk op blz 134) Het duurde 13 jaar voordat de structuurformule van indigo opgehelderd was. Daarna begon het onderzoek naar een methode om indigo uit chemische grondstoffen te maken. De 1e synthetische indigo in 1896 was duurder dan de natuurlijke. Pas enkele jaren later lukte het om een goedkopere bereidingswijze te ontdekken. Concurrentie zorgde ervoor dat er wel meer dan 30 manieren werden ontdekt om indigo te maken. Welke manier er vroeger werd gekozen was afhankelijk van de beschikbaarheid van grondstoffen. Tegenwoordig is vooral de prijs van de grondstoffen de bepalende factor. Een octrooi of patent is de registratie van een uitvinding bij een octrooibureau. Iemand anders mag de uitvinding dan niet meer gebruiken. Als een bedrijf hetzelfde product wil maken, is het mogelijk toestemming te vragen aan degene die het octrooi heeft. Het bedrijf krijgt in zo’n geval een licentie. Meestal moet daarvoor worden betaald. Stoffen met ingewikkelde moleculen zoals Indigo kunnen nooit in 1 reactie ontstaan uit eenvoudige grondstoffen. Er zijn verschillende reacties achter elkaar voor nodig. Voor iedere stap moeten de omstandigheden waaronder de reactie het beste verloopt onderzocht worden. De meeste reacties verlopen niet voor 100% vaak ontstaan er bijproducten. Soms kan een fabriek daar iets mee doen, vaak niet. Ze moeten dan onschadelijk gemaakt worden. Voor grote hoeveelheden is een continueproces goedkoper dan een batchproces. A;s in een laboratorium de beste bereidingswijze gevonden is wil dan niet zeggen dat het ook de beste manier is op grote schaal. Als tussenstap bouwt men dan een kleine proeffabriek. Daar krijgt men een beter idee van wat er kan gebeuren bij schaalvergroting. Het verloop van de reacties kan nauwkeuriger bestudeerd worden, er zijn daardoor verbeteringen mogelijk. De chemische industrie probeert een maximale winst te behalen door de productie wijze te optimaliseren.
§4 Alexander Fleming ontdekte in 1928 op een dag dat al zijn bacteriekweken verschimmeld waren. Hij merkte op dat er vlak bij de schimmel geen bacterie te bekennen was. Fleming bedacht dat iets een bacteriedodende stof moest zijn. Hij noemde het naar de schimmel: Penicilline. Sinds de ontdekking van dit medicijn zijn ziektes als Gonoroe, syfilis en longontsteking goed te behandelen. Bacteriën worden meestal in een petrischaal gekweekt. Dat is een ronde glazen schaal met een ronden glazen deksel. Op de bodem ligt een laagje voedsel voor de bacterien: de voedingsbodem. Om zich tegen de bacterien te beschermen produceert de schimmel een kleine hoeveelheid penicilline die zich in de voedingsbodem verspreid. Omdat er in 1 bakje te weinig penicilline zat om op mensen te testen. Begonnen zijn assistenten met het kweken van grotere hoeveelheden schimmels in brede glazen pannen, gevuld met een soort vleessoep. Uiteindelijk slaagde ze er niet in om genoeg zuivere penicilline te produceren. In 1938 werkten in Oxford de geleerden Florey en Chain aan de bestrijding van infectieziekten. Ze geloofde in de hypothese van Flemming maar ze zagen het grote probleem: de productie van voldoende zuivere penicilline. Net toen Florey en Chain wilde beginnen met hun onderzoek brak de WO II uit. Daardoor kwamen er weinig middelen ter beschikking. In mei 1940 had Florey ongeveer 100 milligram bruin poeder verzameld. Dat awas onzuivere penicilline. Hij deed zijn eerste experiment. Hij spoot 8 muizen in met een dodelijk bacterie. Vervolgens spoot hij er 4 in met penicilline. Deze 4 muizen bleven leven. Door de proeven te herhalen werd onderzocht wat de beste manier van toedienen was. Toen Florey naar de verenigde staten ging om hulp aan de regering te vragen werd hij meteen geholpen. Door het grote aantal oorlogsslachtoffers konden ze wel een supergeneesmiddel gebruiken. Na 3 jaar lang onderzoeken en experimenteren produceerde men eindelijk grotere hoeveelheden. Door een samenwerking van allerlei geleerden werden allerlei technische problemen overwonnen. In 1942 werd de eerste patiënt door penicilline van de dood gered. Schimmels groeien het beste op vast voedsel. Ze kunnen ook in een vloeistof gekweekt worden, maar alleen onder voortdurend roeren en toevoer van lucht. Als schimmels groeien komt er warmte vrij en daarom is er koeling nodig. Geleerden in de VS slaagde erin schimmels op grote hoeveelheden te kweken. Als je met levende organismen werkt ziet het blokschema er anders uit dan bij een chemische reactie. Bij deze productie gaat om het zoveel mogelijk kweken van schimmels die penicilline produceren. Dat gaat in 3 stappen waarbij de hoeveelheden steeds toenemen: 1. Kleine hoeveelheden schimmels gaan in een voorkweektank. Hierin groeit de schimmel en vermenigvuldigd zich. 2. Na enige tijd word er in een grotere reactor verder gekweekt
3. Tenslotte wordt er een zeer grote reactor, een bioreactor met een voedingsvloeistof en tot dusver de gekweekte schimmels gevuld. Een bioreactor kan wel een inhoud van 750m3 hebben
Omdat een hoge opbrengst van verschillende factoren afhankelijk is . Bijvoorbeeld de temperatuur en de beluchting. Wordt bij het gebruik van een bioreactor veel gebruik van computers gemaakt. Een 2e belangrijke factor voor het kweken van een hoge productie penicilline is het gebruik van schimmelsoorten die veel penicilline produceren. Deze soorten kunnen ontstaan door schimmels in contact met chemicaliën te brengen of te bestralen. De gevormde penicilline zit nog in de vloeistof. Na het kweken wordt de inhoud van de bioreactor gefiltreerd. In een aparte fabriek haalt met de zuiver penicilline uit deze vloeistof. Hierbij worden de zuiveringmogelijkheden extractie, kristallisatie, filtratie en droging toegepast. De zuivere penicilline blijft in witte kristalletjes over. De geneesmiddelen industrie verwerkt dit halffabrikaat verder in geneesmiddelen zoals injectievloeistof, tabletten en pillen. Doordat overal schimmels en bacteriën aanwezig zijn, is het lastig om alleen de gewenste schimmel te kweken. Er mag geen enkele bacterie of andere schimmelsoort in de reactor komen. Er moet daarom steriel gewerkt worden. Apparatuur, lucht en kleding mag geen bacteriën of schimmels bevatten. Penicilline heeft de kwaliteit van ons leven verhoogt. Er is ook een groot nadeel.Er zijn resistente bacterie soorten ontstaan. Dat zijn ziekteverwekkers die ongevoelig zijn voor het geneesmiddel. Hierdoor kunnen ziektes als tbc weer terugkomen. Lees op blz 143 nadelen+oplossingen van penicilline