13.10.09

Procesy wysokotemperaturowe stosowane w przetwarzaniu żywności

• Blanszowanie (w gorącej wodzie lub w parze)

• Pasteryzacja (poniżej 100°C przy pH ~4,5 - kwaśne)

• Sterylizacja (działania okresowe lub ciągłe; w temp 121,1-150,4°C ~> 0,204-0,480MPa)

Skuteczność procesów zależy od:

1. wartość zastosowanej temperatury i czasu jej oddziaływania (tzn. dawki cieplnej)

2. odporności cieplnej drobnoustrojów i przetrwalników

3. początkowej liczby mikroorganizmów

• formy wegetatywne są łatwe do zniszczenia

• formy przetrwalnikowe są trudne do zniszczenia

4. „wieku” mikroorganizmów

• czym większa jest liczba mikroorganizmów, tym wyższy jest stopień ich odporności

składu chemicznego żywności

• drobnoustroje są bardziej odporne w formie „dojrzałej”, niż w formie wzrostu

[im więcej wody tym więcej mikroorganizmów i trzeba zastosować dłuższy proces z wyższą temperaturą]

Produkty pasteryzowane i sterylizowane przed zapakowaniem powinny być pakowane w warunkach aseptycznych.

20.10.09

FERMENTACJA

Równanie Gay-Lussaca - bilans fermentacji alkoholowej:




[reakcja egzotermiczna - wydziela się energia cieplna]

Np.0.

Ze 100g cukrów prostych otrzymujemy 51,1g alkoholu oraz 49,9g dwutlenku węgla. Wydajność fermentacji 94% (48,0g alkoholu rzeczywiście otrzymujemy)





1mol CO₂ (44,0g) - 22,4l

Np.1.

Obliczyć ile kg alkoholu etylowego 90% (wagowo) można otrzymać z 5t melasy, zakładając, że wydajność reakcji procesu fermentacji wynosi 92%.

5Mg melasy zawiera 50% dwucukru sacharozy tj. 2,5Mg cukrów.




x₁ to 100% alkohol etylowy przy 100% wydajności

• przy założonej wydajności:

x₂=x₁*92/100=1,345*92/100=1,237Mg

• przy danej procentowości:

x₃=x₂*100/90=1,237*100/90=1,374Mg

[lub x₃=x₁*92/100*100/90]

Np.2.

Ile ton melasy zużyto do wyprodukowania 10t alkoholu etylowego 80% (wagowo); wydajność reakcji 91%.




x₁ to 80% alkohol etylowy przy 100% wydajności

• przy założonej wydajności:

x₂=x₁*100/91=14,870*100/91=16,340Mg

• ilość melasy:

x_m=x₂*2=16,340*2=32,680Mg

[lub x_m=x₁*100/91*2]

Np.3.

Ile alkoholu 100% otrzymamy z 1t ziemniaków przy wydajności 100%.

Ilość skrobi w ziemniaku 16-20%




PROCESY TLENOWE




Teoria Finka dotycząca hodowli tlenowej drożdży:

100kg węgla pierwiastkowego

~> 2/3 drożdżowe komórki

~> 1/3 cele energetyczne

W komórkach drożdżowych stosunek węgla do azotu do fosforu (C:N:P) 6:1:0,2




Ilość melasy x_m=2x=2*237,5=475,0kg

27.10.09

PROCESY BEZTLENOWE

Np.1.

Obliczyć ile drożdży D₂₇ można otrzymać z 1t melasy przy wydajności 100%.

Melasa zawiera 500kg dwucukru sacharozy




Teoria Finka: 210,5kg

~> 2/3 biomasa

~> 1/3 cele energetyczne

• Z tego 2/3 zużywane jest na tworzenia biomasy:

2/3*I=2/3*210,5=140,3kg

• Węgiel stanowi 50% ciężaru komórek drożdżowych; stąd ilość drożdży suchych D₂₇:

2*140,3=280,6kg

• Z tego powstaje odpowiednia ilość drożdży mokrych D27:




x - szukana ilość drożdży D₂₇

Np.2.

Ile melasy potrzeba na wyprodukowanie 1t drożdży D₂₅







Melasa zawiera 50% dwucukru sacharozy

• Ilość melasy:

x_m=2x=2*445,3=890,6kg

• C:N:P (6:1:0,2)

187,5 : 31,25 : 6,25

• Siarczan amonu:




• Superfosfat:




Na wyprodukowania 1t drożdży D25 zużyto x_m=890,60kg melasy, x_C=187,50kg węgla, x_N=147,32kg azotu oraz x_P=25,40kg fosforu.

03.11.09 i 10.11.09

PRZETWARZANIE SUROWCÓW OLEISTYCH




Np.1.

Obliczyć ile można otrzymać biopaliwa składającego się z estrów metylowych kwasu oleinowego, linolowego, i linolenowego z 10ha uprawy rzepaku przy założeniach:

• Plon nasion rzepaku z 1ha wynosi 2,8Mg

• Nasiona rzepaku zawierają 42% tłuszczu składającego się z cząstek substratu przedstawionych w reakcji

• Wytłaczanie prowadzi do otrzymania oleju w ilości 34,5% masy nasion rzepaku

• W otrzymanej masie produktów udział molowy poszczególnych estrów kwasów tłuszczowych wynosi po 1/3

• Reakcja chemiczna zachodzi z wydajnością 91%

Szukamy:

• Pozostałości oleju w wytłokach

• Jakie będzie zużycie substratu - alkoholu metylowego (metanolu)

• Ile powstanie gliceryny będącej w tym procesie produktem dodatkowym (odpadem)

• Z 10ha otrzymamy:

10ha*2,8Mgha^-1=28Mg rzepaku

• W otrzymanych nasionach zawartość tłuszczu wynosi:

28Mg*0,42=11,76Mg

• W wyniku wytłaczania otrzymuje się olej:

28Mg*0,345=9,66Mg

• Pozostały olej:

11,76-9,66=2,10Mg

• Masa wytłoków:

28-9,66=18,34Mg




• Biopaliwo:




Uwzględniamy sprawność przemiany 91%:

9,704*0,91=8,831Mg

• Zużycie substratu:




• Masa gliceryny:




Uwzględniamy sprawność przemiany 91%:

1,012*0,91=0,921Mg

6




---