Operacje i procesy jednostkowe –czynności zasadnicze dokonywane bezpośrednio na surowcu i wpływające w sposób celowy na zmianę właściwości oraz na postać surowca, powodując przekształcenie go w gotowy produkt.

Obróbka wstępna surowca – czynności wykonywane przed magazynowaniem, transportem, skupem i przerobem surowca, np. czyszczenie, segregacja, sortowanie, podsuszanie. Celem jest zwiększenie wartości użytkowej, obniżenie kosztów transportu i magazynowania, uzyskanie wyższej jakości, ułatwienie obróbki.

Podział zanieczyszczeń: mineralne(ziemia, piasek), roślinne(plewy, słoma), zwierzęce(sierść, pierze, kał), chemiczne(metale ciężkie), mikrobiologiczne, biologiczne(pierwotniaki, robaki).

Skuteczne czyszczenie: oddziela jak najwięcej zanieczyszczeń przy jak najmniejszych stratach materiału, usuwa zanieczyszczenia poza surowiec, nie uszkadza surowca, ogranicza rekontaminację(zakażenie wtórne), dąży do otrzymywania jak najmniejszej objętości i stężenia ścieków.

Sposoby czyszczenia:

-na sucho – przesiewanie, szczotkowanie, ocieranie (są tanie, ale powstaje pył i może być pożar)

-na mokro – mycie, flotacja, filtracja

Fazy czyszczenia ziarna:

-Czyszczenie czarne – usuwanie zanieczyszczeń występujących luźno w masie ziarna,

-Czyszczenie białe – usuwanie brudu z powierzchni ziarna, okrywy, a nawet zarodka

-Doczyszczanie – usuwanie pyłów na mokro.

Używa się do tego kraty w koszu przyjęciowym, przez które przesiewa się ziarna, a na wierzchu zostają najgrubsze zanieczyszczenia. Zasadniczym urządzeniem do czyszczenia jest wialnia zbożowa, gdzie przez przedmuchiwanie powietrzem uzyskuje się wydzielenie zanieczyszczeń większych i mniejszych niż ziarna, a także lekkich. Stosuje się też specjalne separatory, oraz tryjery bębnowe i tarczowe, oddzielacze magnetyczne, płuczkę zbożową

Czyszczenie okopowych, warzyw i owoców:

Zamaczalniki – metalowe zbiorniki, zaopatrzone w doprowadzenie czystej wody, oraz do odprowadzenia zużytej (dolne, do usuwania zanieczyszczeń ciężkich i górne, do zanieczyszczeń unoszących się na powierzchni wody)

Płuczki – maszyny o działaniu okresowym, służą do mycia warzyw i owoców.

Czyszczenie mleka – czyszczenie polega na cedzeniu przez sita i filtry, przepuszcza się go przez odpowiednie filtry, albo za pomocą wirówki czyszczącej.

Czyszczenie jaj – wykonuje się na sucho(ręcznie lub maszynowo), albo myjąc w wodzie. Podczas mycia usuwana jest kutikula, odsłaniają się pory skorupy co ułatwia dostęp powietrza i płynu do treści jaja. Żeby jaja się nie psuły dodaje się środków dezynfekujących np. chloru. Woda używana do mycia nie może przekraczać 3mg Fe/1litr, a temperatura musi być większa o 10 stopni od temperatury jaja

Mycie ryb – przeprowadza się przed obróbką mechaniczną w strumieniu czystej, bieżącej wody, która usuwa słabo osadzone łuski.

Mycie tuszki zwierząt rzeźnych i drobiu – po wypatroszeniu i doczyszczaniu wykonuje się zewnętrzne i wewnętrzne mycie.

Metody usuwania części niejadalnych:

Obieranie mechaniczne – stosuje się do usuwania części niejadalnych z ziemniaków, warzyw i owoców

Obieranie termiczne(obwarzanie) – zanurzanie surowca we wrzącej wodzie na od pół do kilku minut

Obieranie termiczno-chemiczne – zanurzanie niektórych owoców (śliwek, brzoskwiń) w prawie wrzącym 1-2 procentowym roztworze NaOH, który powoduje hydrolize pektyn i przez to oddziela się skórka.

Opalanie powierzchniowe (obżarzanie)– najczęściej do ziemniaków, opala się je za pomocą gazów spalinowych a potem usuwa zwęgloną łupinę strumieniem wody o wysokim ciśnieniu.

Traktowanie parą wodną – obustronne traktowanie parą wodną pod wysokim ciśnieniem w krótkim czasie w tunelu.

Odszypułczanie – obrywanie szypułek przez obrywarki.

Drylowanie – usuwanie pestek przed drylownice.

Obcinanie końców fasoli – przez obcinarki

Odkiełkowywanie – poddaje się mu słód zaraz po suszeniu, kiedy kiełki są kruche i łatwo da się je oddzielić od ziarna. Używa się do tego odkiełkownicy.

Polerowanie – ostateczne doczyszczenie słodu, ryżu, grochu itp.

Łuszczenie – na sucho, usuwa się zanieczyszczenia mineralne oraz oddziela się zewnętrzną warstwę łuski, bródki i zarodka.

Szczotkowanie – po łuszczeniu, dokładne oczyszczenie z pyłu i resztek.

Odpierzanie drobiu – zdejmowanie piór z ubitych ptaków po uprzednim wykrwawieniu i oparzeniu.

Oparzenie – kąpiel bądź natrysk, służy do rozluźnienia torebek piórowych, co ułatwia skubanie.

Skubanie – natychmiast po oparzeniu, ręcznie (do gęsi) lub maszynowo, usuwanie piór.

Usuwanie szczeciny – w czasie zeskrobywania szczeciny tusza jest zraszana wodą o temp. 65 stopni.

Zdejmowanie skór – zaczepia się tuszę z nadciętą skórą do skórowarki, zostaje ona ściągnięta i usunięta z bębna skórowarki.

Odkostnianie mięsa – oddzielenie mięsa od kości z całych tuszek i odmięśnianie kości zwierząt dużych.

Sortowanie! – rozdzielanie surowca na grupy, różniące się cechami fizycznymi, przede wszystkim wielkością, kształtem i masą jednostkowa. Sortowanie pozwala na:

-lepsze wykorzystanie surowca,

- ułatwia przeprowadzenie dalszych operacji i procesów jednostkowych,

-poprawia wygląd surowca, co czyni go atrakcyjnym.

Sortowanie według długości – w sortownikach kaskadowych, surowiec pod wpływem wibracji się przesuwa i zależnie od długości wpada lub nie do kaskadowych przerw.

Sortowanie według masy jednostkowej – typowe urządzenia sortują na zasadzie ważenia.

Sortowanie według koloru – w urządzeniach wyposażonych w fotokomórkę

Mechaniczne operacje technologiczne – rozdrabnianie, mieszanie, dozowanie itd. Polegają na działaniu na surowce i inne materiały siłami zewnętrznymi, wywołującymi ruch materiału lub jego odkształcenie, czy dzielenie albo aglomerację.

Właściwości fizyczne surowców – różnorodne cechy, dające się określić za pomocą fizycznych metod pomiaru, bez naruszenia struktury i składu chemicznego materiału.

Gęstość – zależna od temperatury, wyznacza się ją w stosunku do gęstości wody (1kg/m³), nazywa się wtedy gęstością rzeczywistą. Porównanie masy objętości substancji w temperaturze t z masą takiej samej objętości wody w tej samej temperaturze nosi nazwę gęstości względnej.

Kontrakcja – zmiana objętości przy mieszaniu, np. 1dm³ wody + 1 dm³ alkoholu = 1,936 dm^3.

Właściwości aero i hydrodynamiczne – cechy ciała stałego, od których zależy jego ruch i równowaga pod wpływem działania sił związanych z przepływem otaczającego powietrza lub wody, najważniejszym parametrem jest żaglowność – zdolność cząstki do stawiania oporu strumieniowi powietrza. Odgrywają one ważną rolę w operacjach rozdzielania, czyszczenia, sortowania, transportu.

Właściwości reologiczne – właściwości materiałów, dotyczące ich płynięcia i deformacji pod wpływem naprężeń.

Naprężenie – natężenie składników siły na powierzchnię ciałą, wyraża się w paskalach.

Lepkość określa właściwości reologiczne płynów jednorodnych, niutonowskich

Konsystencja określa właściwości układów niejednorodnych, nie stosujących się do zasadny Newtona

Tekstura to struktura + konsystencja.

Odkształcenie w cieczy nazwano płynięciem.

Naprężenie styczne – wyraża siłę tarcia na jednostkę powierzchni

Gradient prędkości – przyrost prędkości cieczy na jednostkę długości wzdłuż drogi o kierunku, w którym ten przyrost jest największy

Ciecz niutonowska – model lepkości płynu wprowadzony przez Isaaca Newtona wykazujący liniową zależność naprężenia ścinającego od szybkości ścinania:

Ciecze nieniutonowskie – większość płynów, półproduktów i gotowych wyrobów żywnościowych.

Ciecze plastyczne – np. bita śmietana, topiona czekolada, majonez, masło, naprężenie plastyczne decyduje np. o smarowności masła

Odkształcanie ciał stałych – zmiana kształtu lub objętości ciała, spowodowana siłą i odniesioną do jego pierwotne wymiary kształtu, jest to bezwymiarowy parametr.

Odkształcenie sprężyste – w materiale idealnie sprężystym odkształcanie jest natychmiastowe po przyłożeniu naprężenia i zanika całkowicie po jego odjęciu.

Odkształcanie niesprężyste plastyczne – ciało zachowuje odkształcenie po ustaniu działania siły odkształcającej, ciała idealnie plastyczne nie odkształcają się po usunięciu obciążenia.

Odkształcanie lepko-sprężyste – np. mięso, ciasto z mąki pszennej.

Rozdrabianie materiałów – operacja jednostkowa, polegająca na dzielenu ciała na części pod wpływem działania sił mechanicznych. Stosuje się go w różnych celach:

- ułatwianie oddzielenia części jadalnych od niejadalnych,

- do wydobywania składników pożądanych np. tłuszczu z tkanki tłuszczowej, skrobi z ziemniaka

- do ułatwienia dokładnego mieszania,

- do utrzymania gotowego produktu w postaci proszku np.. cukier puder, żelatyna

Rozdrabnianie ciał stałych – wykorzystuję się trzy siły – ściskanie, rozciąganie, ścinanie, rozdrabnianie może zachodzić w wyniku rozgniatania, łupania, zgniatania, rozcierania. Stosuje się różne siły, zależnie od właściwości surowca, jak to co chcemy osiągnąć w procesie technologicznym. Do właściwości surowca należą:

-wielkość cząstek,

-twardość i właściwości ścierne,

-mechaniczna struktura,

-zawartość wody

Stopnień rozdrobnienia – stosunek charakterystycznego wymiaru materiału przed rozdrobnieniem do takiego wymiaru po rozdrobnieniu.

Rozdrabnianie ciał płynnych – mechaniczne rozdrabnianie płynnej żywności występuje podczas emulgowania, homogenizacji i rozpylania przed suszeniem.

Emulgowanie – tworzenie stałej emulsji przez dokładne wymieszanie dwu lub więcej nie mieszających się płynów w ten sposób, że jeden jest zdyspergowany w postaci bardzo małych kropelek w drugim.

Homogenizacja – redukcja wymiarów i zwiększenie liczby cząstek stałych lub płynnych fazy zdyspergowanej, w wyniku intensywnego działania sił ścinających, co prowadzi do silnego zwiększania stabilności układu dyspersyjnego, złożonego z dwóch substancji.

Rozpylanie płynnej żywności – rozdrobnenie jej na krople o zbliżonej wielkości, występuje w operacjach, w których małe wymiary kropel i rozwinięcie dużej powierzchni płynu ma duże znaczenie.

Wpływ rozdrabniania na jakość produktów spożywczych:

Rozdrabnianie ułatwia i umożliwia wykonanie wielu procesów bardzo ważnych ze względu na jakość gotowego produktu:

- usunięcie z niego niektórych zanieczyszczeń,

- dzięki rozdrobnieniu można wyprodukować wiele różnych produktów spożywczych,

- duży wpływ na cechy organoleptyczne , a szczególnie teksturę.

Ma również negatywne zmiany:

- zwiększenie powierzchni ciał stałych powoduje narażenie ich na zwiększony kontakt z destrukcyjnymi czynnikami zewnętrznymi

- powoduje rozrywanie komórek, wypływanie soku komórkowego i uwalnianie enzymów = dobre podłoże dla drobnoustrojów.

- rozdrobniony surowiec łatwiej absorbuje obce zapachy i wodę, szybciej traci własne zapachy.

Sedymentacja – samoczynne rozwarstwianie się zawiesin wskutek różnicy gęstości cząstek zawieszonych, stanowiących fazę rozproszoną i cząstek fazy ciągłej (zwykle wody), jeżeli zawieszon cząstki mają gęstość większą od fazy ciągłej to opadają na dno i potem przez ostrożne odprowadzenie uzyskuje się rozdzielenie faz.

Filtracja – rozdzieleni dwóch faz mieszanin, przez zatrzymanie mechaniczne jednej z nich na przegrodzie porowatej, w odpowiednich urządzeniach, zwanych filtrami, za pomocą filtracji oddziela się ciało stałe od cieczy, ciało stałe lub ciecz od gazu

Strumień objętościowy filtratu – jest to strumień objętości, przy którym przed dany przekrój poprzeczny przemieszcza się filtrat o objętości 1 m³ w ciągu 1 sekundy.

Szybkość filtracji – jest określana jako objętość filtratu, uzyskiwanego z jednostki powierzchni w jednostce czasu.

Potencjał dzeta – róznica potencjałów między płaszczyzną poślizgu, która jest granicą między poruszającymi się względem siebie fazami – stałą i ciekła, a przegrodą filtracyjną.

Wirowanie – polega na rozdzielaniu płynnych układów niejednorodnych pod działaniem siły odśrodkowej w urządzeniach, zwanych wirówkami.

Rozdzielanie mas półstałych – soczystych – nalezą do nich:

- miazgi owocowe z których wydobywa się sok,

- śrutowanie ziarna roślin oleistych, czy skwarki wieprzowe, z których usuwa się tłuszcz,

- wytłoki buraczane, pozbawiane nadmiaru wody.

Tłoczenie – materiały poddawane tłoczeniu mają budowę tkankową, więc usunięcie z nich fazy wodnej lub tłuszczowej wymaga poddana ich odpowiedniej obróbce, ułatwiającej uwolnienie cieczy z komórek i przestrzeni międzykomórkowej. Sposób przeprowadzenia obróbki materiału bezpośrednio przed tłoczeniem jest uzależniony od rodzaju surowca wyjściowego i jego wcześniejszego przetworzenia oraz od właściwości wyciskanej cieczy.

Rozdzielanie materiałów sypkich – przesiewanie i odsiewanie, które, łącznie z operacjami rozdrabniania, występują powszechnie w przemyśle młynarskim.

Sprawność sita – stosunek frakcji przesianej do całkowitej ilości przesiewanej frakcji w materiale.

Ilość materiału przechodzącego przez jednostkę powierzchni sita w jednostce czasu określa się za pomocą zdolności odsiewania sita. Zależy ona od:

-wielkości powierzchni przesiewania (powierzchni oczek)

- materiału tkaniny,

-wielkości oczek,

-grubości nitek.

Odpylanie powietrza – rozdzielanie niejednorodne układu, składającego się z cząstek rozdrobnionych ciała stałego, zawieszonych w środowisku gazowym, nazywanych pyłami

Mieszanie – operacja jednostkowa, w której otrzymuje się jednorodną mieszaninę z dwóch lub więcej składników przez dyspersję jednego z drugim.

Formowanie – Operacja jednostkowa, w której żywność, charakteryzująca się duża lepkością albo ciastowatą teksturą uzyskuje różny kształt i wielkość w wyniku prasowania, wycinania, tłoczenia itp. Zabiegów.

Dozowanie – odmierzenie i dodawanie ściśle określonych ilości surowców, materiałów pomocniczych, półproduktów jak i gotowych produktów.