Porces - zespół czynności wykonywanych na surowcu celem wytworzenia produktu

Operacja - składowe procesu

Podział procesów jednostkowych

Cieplne - zjawiskiem w nich dominującym jest przepływ ciepła. Przykładem są odparowanie, skraplanie, zamrażanie, krystalizacja, gotowanie.

Dyfuzja - następuje w nich wymiana masy. Przykładami są: ekstrakcja, absorpcja, adsorpcja, suszenie;

Biochemiczne - są to procesy biologiczne (enzymatyczne). Przykładami są: kwaśnienie mleka, fermentacja, dojrzewanie, solenie śledzi;

Chemiczne - powstają w nich nowe wiązania. Przykładem są uwodnienie (utwardzenie) tłuszczów;

Mechaniczne;

Operacje

Podział operacji jednostkowych:

• rozdrabnianie celem jest uzyskanie cząsteczek mniejszych z większych, przykłady: mielenie, krojenie, rozgniatanie;

• Sortowanie celem jest uzyskanie grup surowca o zadanych wymiarach cząsteczek lub oddzielenie cząsteczek o pewnych charakterystycznych cechach, przykłady: sortowanie ryb, owoców, ziaren kawy, oddzielenie plew od ziaren;

• Aglomeracja jest to uzyskanie cząsteczek większych z mniejszych, często połączone z nadaniem określonego kształtu, przykłady: produkcja brykietów, kostek cukru;

• Pracowanie jest to otrzymywanie pożądanego wyrobu przez działanie ciśnienia, przykłady: wyciskanie olejów, soków, wody z mięsa;

• Mieszanie celem jest otrzymanie możliwie jednorodnej mieszaniny dwu lub więcej składników, przykłady: mieszanie mielonego mięsa z przyprawami, napojów z dodatkami barwiącymi;

• Rozdzielanie celem jest wyodrębnienie jednego lub więcej składników z mieszaniny. Dzielimy je na:

• osadzanie w polu grawitacyjnym; rozdział następuje pod wpływem różnicy gęstości rozdzielanych składników (klarowanie win, olejów)

• osadzanie w polu przyśpieszeń jest to przyśpieszony rozdział w stosunku do osadzania grawitacyjnego, realizowany w wirówkach (wirowanie mleka, olejów)

• filtrowanie jest to rozdział mieszaniny przez przeciskanie jej przez przegrodę filtrującą, wywołanie różnicy ciśnień (filtracja soków, piwa)

• inne metody rozdzielania, np. flotacja, wymrażanie, ekstrakcja itp.

Ważniejsze technologiczne parametry surowców spożywczych

• gęstość

• lepkość

• przewodność cieplna

• ciepło właściwe

• współczynnik tarcia

• twardość

• kruchość

• sprężystość

• współczynnik wytrzymałości

Operacje rozdrabniania

stopień rozdrobnienia:

Rozdrabnianie dzielimy na:

	Stabnikow	Lewicki
grube	4-5	2-6
średnie	5-66	5-10
drobne	7	8-25
b. drobne	20	10-50
koloidalne	100	100

Rozdrabnianie w zależności od sposobów:

zgniatanie	tw i mięk duże
rozłupywanie	b.tw i kruch w duże i śred.
uderzanie	b. tw i tw kruch śred.
ścieranie	mięk
rozrywanie	włókniste
ścinanie	mięk i kruch
zginanie	kruch duże

Teoria rozdrabniania dotyczy materiałów kruchych

Teoria powierzchniowa (Rittingera) zakłada, że praca rozdrabniania jest proporcjonalna do przyrostu powierzchni materiału

Teoria objętościowa (Kicka) zakład, że praca rozdrobnienia jest proporcjonalna do iloczynu siły i odkształcenia, ponieważ siła działa na powierzchnię a odkształcenie ma wymiar liniowy, praca staje się proporcjonalna do objętości materiałów

Teoria Bonda zakłada, że praca podziału materiału jest proporcjonalna do jego objętości, ale przy rozpadzie cząstki na części akumuluje się w nowo utworzonej powierzchni.

Ogólne równanie zapotrzebowania energii rozdrabniania

n - stała

l - wym. liniowy ciała

dl - zmiany wym. liniowego ciała

k - stała wyznaczona doświadczalnie

k=

1 - Rittingera

2 - Kick'a

3 - Bond'a

Wnioski wynikające z analizy teorii rozdrabniania

1. podatność na rozdrabnianie zależy od jego modułu sprężystości i granicy wytrzymałości

2. stopień rozdrobnienia wpływa na energochłonność procesu rozdrobienia i jego przepustowość. Im większy stopień rozdrobnienia tym większe jest zapotrzebowanie energii i mniejsza przepustowość procesu

3. skład glanulometryczny materiału rzutuje na przebieg operacji rozdrobnienia. Duże zróżnicowanie cząstek utrudnia wybór optymalnej metody rozdrabniania, oraz stwarza niekorzystne warunki pracy maszyny. Sortowanie materiału przyczynia się do obniżenia zużycia energii.

Podział maszyn do rozdrabniania

1. Kruszarki (łamacze)

1. szczękowe

2. stożkowe

2. Gniotowniki walcowe

1. walcowe o osiach równoległych

2. walcowe obiegowe

3. Młyny

1. bijakowe

2. kulowe

4. Urządzenia z różnymi elem. obr.

1. wilki

2. kutry

3. seperatory

4. urządzenia tarkowe

5. z tarczowymi nożami obrotowymi

Maszyny powinny być:

1. odporne na obciążenia udarowe

2. posiadać wymienne powierzchnie robocze

3. powinny posiadać nadmiar przepustowości

Przepustowość

Wydajność

Młyny

- młotkowe

- strumieniowe

- koloidalne

- żarnowe

- kulowe

- pierścieniowe

- wibracyjne

- perełkowe

- z obrotową komorą

- cylindryczne

- cylindryczne rurowe

- stożkowe

- tarczowo - prętowe

- z jedną tarczą wirującą

- z dwiema tarczami wirującymi

Zalety młynów kulowych

1. przydatność do mielenia b. twardych materiałów oraz brak uszkodzeń w przypadku dostania się do bębna kawałków metalu

2. Możliwość regulacji grubości przemiału w szerokich granicach

3. możliwość b. drobnego przemiału w środowisku mokrym

4. prostota konstrukcji

5. łatwość wymiany elementów mielących

6. po zastosowaniu wykładziny niemetalowej (porcelana, bazalt) całkowity brak zanieczyszczeń metalowych w produkcie

7. możliwość połączenia przemiału z podsuszaniem materiału

Wady młynów kulowych

1. trudność czyszczenia przy przechodzeniu z mielenia jednego produktu na drugi

2. nieprzydatność do suchego mielenia materiałów mających skłonności do nalepiania się na elementy mielące i powierzchnie robocze młyna

3. stosunkowo duże zanieczyszczenie produktu materiałem elementów mielących

4. masywność budowy

5. bardzo duży hałas

6. gwałtowny wzrost zużycia energii przy niepełnym obciążeniu młyna

Zalety młynów strumieniowych

1. możliwość otrzymania bardzo dokładnego przemiału, jakiego nie można osiągnąć w młynach kulowych

2. prostota konstrukcji

3. małe zanieczyszczenie ścierającym się materiałem ścianek komory przemiałowej (ze względu na małą masę młynów mogą one być zbudowane z materiałów droższych, odpornych na ścieranie)

4. wysoka przepustowość na jednostkę objętości komory przemiałowej

Wady młynów strumieniowych

1. konieczność wstępnego przemiału materiału zasilającego w młynach kulowych lub rolkowych

2. duże zużycie energii elektrycznej, zwłaszcza w młynach o małej przepustowości

3. stosunkowo masywne dodatkowe urządzenia

4. konieczność ciągłego automatycznego utrzymywania optymalnego ciśnienia, temp. i zużycia nośnika energii, a także ilości i właściwości materiału zasilającego

5. Silny szum towarzyszący pracy młyna

Młyny koloidalne

służą do homogenizacji

Homogenizacja jest to proces ujednolicania wielkości cząstek fazy rozproszonej w fazie ciągłej. Fazą ciągłą jest ciecz, fazą rozproszoną może być ciało stałe lub ciecz nierozpuszczająca się w fazie ciągłej

Dysza - układ pompowy (dysze ciśnieniowe ok. 16 Mpa, prędkość 100 - 300m/s, czas obróbki 1-0,002s

cząstki - 0,8μm

odstęp do 0.05mm

do surowców miękkich i ujednolicania emulsji

przepustowość:

mięso - 200-1000kg/h

lody i majonezy - 1500-2000kg/h

Wilki - przemysłowa „maszynka do mielenia mięsa”

Wymogi:

1. możliwość regulacji stopnia rozdrobnienia

2. możliwość regulacji ciśnienia roboczego (niewłaściwie dobrane ciśnienie może zmiażdżyć mięso)

3. prostota rozebrania i mycia

Wilki są:

wolnobieżne 100-200 obr/min

średniobieżne 200-300 obr/min

szybkobieżne pow. 300 obr/min

Kuter - do rozdrabniania i mielenia jednocześnie

---