WYKLAD 2 03.03.05

Zaopatrzenie w surowce dla przemyslu spozywczego:

Zbior - reczny lub mechaniczny

Skup surowca:

• sluzby zaopatrzeniowe, kontraktacja

• poprzez punkty skupu lub bezposrednio

• okreslanie ilosci surowca (metody wagowe i objetosciowe, poziom przeplyw).

Transport do punktow skupu (zlewnie) i zakladow przetworczych, specjalistyczne srodki transportu (chlodniczy).

Wazne: warunki sanitarne, minimalizacje strat jakosciowych i wagowych, niekorzystny wplyw przedluzania transportu - dalekie przerzuty.

Postepowanie z surowcem w zakladzie przetworczym [rys.11]

Magazynowanie surowcow:

• wazne ze wzgledu na rytmicznosc pracy (produkcja rolnicza, sezonowa)

• owoce i warzywa oddychanie, przechowywanie dlugookresowe T: 0-4 ^oC , wilgotnosc     ,  CO₂ , reszta N₂

• ziemniaki kopce, piwnice (temp. opt. 3-5 ^oC)

• zboza - przewietrzane silosy.

SORTOWANIE:

• podzial na grupy o roznych wlasciwosciach fizycznych

• ulatwia operacje mechaniczne, automatyzacje produkcji, pakowanie produktu

• niezbedne do rownomiernego przenikania masy

• najczestsze w przemysle owocowo-warzywnym

• bardzo wazny dobor sortownika do danego surowca - uszkodzenia, opadanie (niskie, do wody)

Rodzaje sortowania:

• reczne (przeszkoleni pracownicy, praca monotonna, ergonomia)

• mechaniczne - czesto polaczone z czyszczeniem

• wedlug rozmiaru i ksztaltu (przesiewacze, kalibrowniki, separatory)

• wedlug wagi (jaja drob, waga Mohra)

• wedlug koloru (lawa, peanuts, jaja, zbuki)

• sortowniki walcowe (koncentryczne, szeregowe, rownolegle)

• sortowniki rolkowe [rys. 12, rys. 12a, rys. 13]

KLASYFIKACJA:

• podzial na grupy - rozniace sie jakoscia; wlasciwosci fizyczne, chemiczne i mikrobiologiczne

• przeprowadzana w oparciu o normy w punktach skupu i/lub laboratoriach zakladowych.

CZYSZCZENIE surowcow (surowce zywnosciowe z otwartego srodowiska):

Zespol operacji fizycznych, glownie mechanicznych i chemicznych, majacych na celu:

• oddzielenie zanieczyszczen od zabrudzonego surowca

• usuniecie zanieczyszczen poza czyszczony material

• wymagania dodatkowe - nie uszkadzac surowca, ograniczyc kontaminacje.

Czasem czyszczenie jest operacja prosta, ale czasem wymaga dzialan zlozonych (pole elektromagnetyczne, ultradzwieki). Na ogol do czyszczenia (mycia) stosuje sie sprezone powietrze, wode pod cisnieniem, pare wodna, urzadzenia mechaniczne (szczotki), detergenty.

Czyszczenie zboz:

• mlocka (I etap) - zaklady zbozowe, mlyny (II etap)

• urzadzenia:

• wialie (pneumatyczne czyszczenie ziarna na drgajacych sitach)

• oddzielacze magnetyczne

• tryjery obracajace sie skosnie ustawione cylindry z wglebieniami o sektorowo rosnacym przekroju

• wolnobiezne i szybkobiezne (ultratryjery)

• trzy sily: grawitacja, tarcie, odsrodkowa

• zmijki [rys. 14].

Czyszczenie (mycie) owocow i warzyw (roznorodnosc ksztaltow i wytrzymalosci - wiele rozwiazan technicznych).

Mycie - urzadzenia myjki i pluczki

- ogolna zasada: podluzny zbiornik z rusztowym dnem, woda w przeciwpradzie, przenosnik (+ czasem szczotki doczyszczajace), na koncu natrysk

- zuzycie wody: 1 : 0,5-2 i wieksze

- myjki natryskowe

- splawiaki (mycie + transport (buraki, ziemniaki) rusztowe dno i grabki)

- dodatek substancji chemicznych (Na₂CO₃ , NaOH , Na₃PO₄ , kwasy) [rys.15].

Czyszczenie mleka:

• podstawa higiena doju i dalszego postepowania (chlodzenie)

• po udoju cedzenie i/lub klaryfikacja (klaryfiksatory) gestosc zanieczyszczen = 1,1-1,2 ; 6-8 tys. obr./min.

Usuwanie czesci niejadalnych:

Cel:

• odseparowanie integralnych czesci surowca, nie nadajacych sie do spozycia

• otrzymanie surowca bardziej jednolitego (latwiejszego w obrobce i pakowaniu),

np. luszczenie, obieranie, drylowanie, obcinanie koncow (fasola), obrywanie szypulek, usuwanie opierzenia, szczeciny, MDM (Mechanical De-boned Meat - mechanicznie odkostnione mieso)

Obieranie:

• mechaniczne (obieraczki nozowe, mikroprocesorowe urzadzenia cierne)

• termiczne - w wodzie 100 ^oC pomidory

• sparzanie - para wodna (160 ^oC, 0,7 MPa) - tasmowe (hydroliza pektyn, rozluznienie lupin)

• opalanie (900-1200 ^oC) i splukiwanie zweglonej powierzchni (woda, 2-3 MPa)

• termiczno-chemiczne 1-2% i >

NaOH - hydroliza pektyn, odstawanie skorki, dalej strumien wody.

Uwaga: Nastepny etap segregacja lub reczne poprawianie niedokladnosci.

OPERACJE MECHANICZNE - zwiazane z ruchem materialu lub jego odksztalceniem.

Przepompowywanie - metoda przemieszczania substancji cieklych lub polplynnych.

Plyny newtonowskie - prostoliniowa zaleznosc naprezenia stycznego (scinajacego)  i gradientu predkosci (szybkosci scinania) γ

(woda, mleko, oleje roslinne, swiezy miod)

Plyny nienewtonowskie:

Plyny pseudoplastyczne: γ → 

(keczup, majonez, maslo)

Plyny dylatacyjne: γ → 

POMPY:

• wyporowe wazne dokladne dopasowanie

• wirowe wydajnosc bardzo zalezy od oporow

wazne: rozny stopien dezintegracji przepompowywanej cieczy (najwieksza - wirowe, zebate; najmniejsza - tlokowe, srubowe)

bardzo wazne: latwa rozbieralnosc (1 narzedzie - pare minut) i odpowiedni material (stal nierdzewna).

ROZDRABNIANIE - jeden z pierwszych procesow w wielu branzach przemyslu spozywczego.

3 typy odksztalcen cial stalych:

sciskanie, scinanie, rozciaganie.

2 glowne rodzaje reakcji cial stalych na naprezenia:

• powracanie do pierwotnego ksztaltu - ciala sprezyste, elastyczne;

• trwale odksztalcenia - ciala niesprezyste, plastyczne.

Zastosowanie rozdrabniania:

• do otrzymywania gotowych produktow (np. cukier puder)

• do wydobywania skladnikow z wnetrza zlozonych struktur (np. sok, krochmal, maka)

• w celu zwiekszenia powierzchni, by przyspieszyc wymiane ciepla lub masy

• w celu ulatwienia mieszania skladnikow.

Metody rozdrabniania:

1. na sucho - bardzo wazna odpowiednia wilgotnosc - zapobieganie zbrylaniu i zakleszczaniu

na mokro - czasem korzystniejsze lepsze rozdrobnienie, mniejszy wzrost pylow, mniejsze utlenienie

b) zgniatanie, scieranie, rozlupywanie itd.

c) homogenizacja.

Rozdrabnianiu towarzyszy wzrost temperatury mozliwosc eksplozji pylow. Sposoby zapobiegania: lod, suchy lod, rozdrabnianie w stanie zamrozenia, odparowywanie lotnych skladnikow.

Dobor metody i urzadzenia do rozdrabniania zalezy od:

• parametrow surowca (wielkosc, wlasciwosci wytrzymalosciowe, twardosc, struktura, wilgotnosc, odpornosc na temperature) (wymienne elementy)

• wymaganego stopnia rozdrobnienia

• zamierzonej wydajnosci.

Zapotrzebowanie energii do rozdrabniania (dotyczy substancji mineralnych - przeniesienie na TZ)

rozniczkowy wzor teoretyczny

E - energia, x - rozmiar czasteczek, k - stala = f(materialy i urzadzenia)

Rozwiazania:

1. dla grubego rozdrobnienia materialow suchych n = 1
   
   
   x₁/x- stopien rozdrobnienia
   

2. dla drobnego mielenia n = 2
   
   x₁ - po x₂ - przed
   

3. rozwiazanie posrednie n = 3/2
   
   
   

Naklad energetyczny: f(podatnosci na deformacje, modulu sprezystosci, granicy wytrzymalosci = f(struktury, temperatury, zawartosci wody), stopnia rozdrobnienia, ewentualnego oddzielenia czesci rozdrobnionych)

Zgniatanie - najekonomiczniejsze.

Scieranie - najbardziej kosztowne.

Rozdrabniacze - przyklady:

- mlewniki walcowe

- rozdrabniacze mlotkowe

- tarki krochmalnicze

- noze, pily, gilotyny, wilki, kutry, mlynki kolidalne, gniotowniki

Homogenizacja - ultradzwiekowa, cisnieniowa.

Efekt ujednolicenie wielkosci czasteczek fazy rozproszonej (cialo stale, ciecz) w fazie ciaglej (ciecz) zwiazane z rozdrabnianiem czastek fazy rozproszonej (mleko, przeciery, majonez, margaryna, lody)

(wieksza jednorodnosc, mniejsza koalescencja)

Homogenizatory:

• ultradzwiekowe, czas kontaktu ok. 20 tys. sek. , w = 100 ÷ 300 m/s

• cisnieniowe.

2

---