Elżbieta Bomba Olsztyn ; 4.03.2004rok

Renata Maślanka

Gr.7

SPRAWOZDANIE

Ćwiczenie nr 8

TEMAT: Mechaniczne metody rozdziału składników.

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zastosowanie wirowania do rozdzielenia składników mleczka krochmalowego oraz sedymentacji i filtracji do klarowania brzeczki piwnej.

2. Przebieg ćwiczenia:

Wirowanie mleczka krochmalowego.

a) Oznaczanie ilości zanieczyszczeń ziemniaków:

Masa ziemniaków przed umyciem: 876,4g

Masa ziemniaków po umyciu i osuszeniu: 875,9g

Ilość zanieczyszczeń: 876,4g - 875,9g = 0,5g

Udział w surowcu: 876,4g --- 100%

0,5g --- x%

x = 0,06%

b) Oznaczanie zawartości s.s. w ziemniakach:

I

Masa nacz. wag. : 29,525g

Masa naczynia wag. z próbką ziemniaka przed suszeniem: 36,955g

Masa próbki przed suszeniem: 7,430g

Masa naczynia wag. z próbką ziemniaka po suszeniu: 31,215g

Masa próbki po suszeniu: 31,215g - 29,525g = 1,690g

7,430g ---------- 100%

1,690g ---------- x %

x = 22,75% s.s.

II

Masa nacz. wag. : 26,245g

Masa naczynia wag. z próbką ziemniaka przed suszeniem:33,305g

Masa próbki przed suszeniem: 7,060g

Masa naczynia wag. z próbką ziemniaka po suszeniu: 27,710g

Masa próbki po suszeniu: 27,710g - 26,245g = 1,470g

7,060g ---------- 100%

1,470g ---------- x %

x = 20,82% s.s.

Średnia zawartość suchej substancji w ziemniaku:

s.s. = (22,75% + 20,82% ) / 2 = 21,78%

Ziemniaki po obraniu i pokrojeniu w ilości równej 607,7g starto w sokowirówce.

c) Ilość uzyskanego mleczka krochmalowego:

Masa zlewki: 94,65g

Masa zlewki z mleczkiem krochmalowym: 438,29g

Masa mleczka krochmalowego: 438,29g - 94,65g = 343,64g

Udział w surowcu: 607,70g --- 100%

343,64g --- x%

x = 56,55%

d) Oznaczanie zawartości s.s. w mleczku krochmalowym:

I.

Masa nacz. wag. : 18,735g

Masa naczynia wag. z próbką mleczka krochmalowego przed suszeniem: 21,035g

Masa próbki przed suszeniem: 21,035g - 18,735g = 2,300g

Masa naczynia wag. z próbką mleczka krochmalowego po suszeniu: 19,295g

Masa próbki po suszeniu: 19,295g - 18,735g = 0,560g

2,300g ---------- 100%

0,560g ---------- x %

x = 24,35 %

II.

Masa nacz. wag. : 17,825g

Masa naczynia wag. z próbką mleczka krochmalowego przed suszeniem: 20,015g

Masa próbki przed suszeniem: 20,015g - 17,825g = 2,190g

Masa naczynia wag. z próbką mleczka krochmalowego po suszeniu: 18,435g

Masa próbki po suszeniu: 18,435g - 17,825g = 0,610g

2,190g ---------- 100%

0,610g ---------- x %

x = 27,85 %

Średnia zawartość suchej substancji w mleczku krochmalowym:

s.s. = (24,35% + 27,85% ) / 2 = 26,10%

Mleczko krochmalowe umieszczono w wytarowanych kubkach wirowniczych i poddano wirowaniu.

Masa kubków wirowniczych:

1. - 271,4g

1. - 267,7g

e) Ilość mleczka krochmalowego poddana wirowaniu:

I.

Masa kubka wirowniczego z mleczkiem krochmalowym: 320,7g

Masa mleczka krochmalowego: 320,7g - 271,4g = 49,3g

II.

Masa kubka wirowniczego z mleczkiem krochmalowym: 320,7g

Masa mleczka krochmalowego: 320,7g - 267,7g = 53,0g

Masy kubków wirowniczych z krochmalem po procesie wirowania i zlaniu wody sokowej:

kubek I - 293,3g

kubek II - 294,6g

f) Ilość uzyskanego krochmalu:

1. 293,3g - 271,4g = 21,9g

1. 294,6g - 267,7g = 26.9g

W przeliczeniu na całą masę uzyskanego wcześniej mleczka krochmalowego:

1. 49,30g ----21,9g

343,64g --- -x g

x = 152,65g

2. 53,00g ---- 26,9g

343,64g ---- x g

x = 174,41g

g) Oznaczanie zawartości s.s. w krochmalu:

I.

Masa nacz. wag. : 16,275g

Masa naczynia wag. z próbką krochmalu przed suszeniem: 33,510g

Masa próbki przed suszeniem: 33,510g - 16,275g = 17,235g

Masa naczynia wag. z próbką krochmalu po suszeniu: 24,325g

Masa próbki po suszeniu: 24,325g - 16,275g = 8,050g

17,235g ---------- 100%

8,050g ---------- x %

x = 46,71 %

II

Masa nacz. wag. : 14,515g

Masa naczynia wag. z próbką krochmalu przed suszeniem: 28,525g

Masa próbki przed suszeniem: 28,525g - 14,515g = 14,010g

Masa naczynia wag. z próbką krochmalu po suszeniu: 20,335g

Masa próbki po suszeniu: 20,335g - 14,515g = 5,820g

14,010g ---------- 100%

5,820g ---------- x %

x = 41,54%

Średnia zawartość suchej substancji w krochmalu:

s.s. = (46,71% + 41,54% ) / 2 = 44,12%

Udział w surowcu: 607,70g --- 100%

327,06g --- x%

x = 53,82%

h) Oznaczanie zawartości s.s. w wodzie sokowej:

I

Masa nacz. wag. : 18,535g

Masa naczynia wag. z próbką wody sokowej przed suszeniem: 23,380g

Masa próbki przed suszeniem: 223,380g - 18,535g = 4,845g

Masa naczynia wag. z próbką wody sokowej po suszeniu: 18,845g

Masa próbki po suszeniu: 18,845g - 18,535g = 0,310g

4,845g ---------- 100%

0,310g ---------- x %

x = 6,40 %

II.

Masa nacz. wag. : 15,685g

Masa naczynia wag. z próbką wody sokowej przed suszeniem: 20,425g

Masa próbki przed suszeniem: 20,425g - 15,685g = 4,740g

Masa naczynia wag. z próbką wody sokowej po suszeniu: 15,970 g

Masa próbki po suszeniu: 15,970g - 15,685g = 0,285g

4,740g ---------- 100%

0,285g ---------- x %

x = 6,01 %

Średnia zawartość suchej substancji w wodzie sokowej:

s.s. = (6,40% + 6,01% ) / 2 = 6,21%

Udział w surowcu: 607,70g --- 100%

280,64g --- x%

x = 46,18%

Sporządzenie bilansów:

a) Bilans oddzielenia mleczka krochmalowego z ziemniaków w sokowirówce.

Masa ziemniaków: 607,7g

Masa uzyskanego mleczka krochmalowego: 343,64g

Masa % s.s. ziemniaków masa mleczka % s.s. mleczka krochmal.

* --------------------------- = * --------------------------------- + str

ziemniaków 100g krochmalowego 100g

21,78% 27,85%

607,7g * -------------- = 343,64g * ------------- + straty

100g 100g

132,36% = 95,70% + straty

straty = 36,66%

b) Bilans oddzielenia krochmalu z mleczka krochmalowego.

Masa mleczka krochmalowego poddana wirowaniu: 102,3g

Masa oddzielonego krochmalu: 48,8g

102,3g - 48,8g = 53,5g (woda sokowa)

masa mleczka % s.s. mleczka krochmal. masa % s.s. krochmalu masa

* ----------------------------------- = * ------------------------ + wody

krochmalowego 100g krochmalu 100g sokowej

% s.s. wody sokowej

* ------------------------------ + straty

100g

26,10% 44,12% 6,21%

102,3g * ----------- = 48,8g * ------------ + 53,5g * ------------ + straty

100g 100g 100g

26,70% = 24,85% + straty

straty = 1,85%

c) Ilość uzyskanego krochmalu w odniesieniu do masy zużytych ziemniaków

607,7g - 327,06g = 280,64g -- ilość wody sokowej w przeliczeniu na całą masę otrzymanego wcześniej mleczka.

masa % s.s. ziemniaków masa wody % s.s. wody sokowej masa % s.s. krochmalu

* -------------------------- = * ----------------------------- + * ------------------------

ziemniaków 100g sokowej 100g krochmalu 100g

+ straty

21,78% 6,21% 44,12%

607,7g * ------------ = 280,64g * ----------- +327,06g * -------------- + straty

100g 100g 100g

132,36% = 17,43% + 144,30% + straty

132,36% = 161,73% + straty

straty = -29,37%

d) Wydajność procesu:

masa

ziemniaków [g] ---- 100%

masa suchego krochmalu [g] ---- wydajność [%]

607,70g ---------- 100%

327,06g ---------- x %

x = 53,82%

Zestawienie wyników:

Lp.	Materiał [g]	Zawartość suchej substancji [%]	Udział w surowcu [%]
1	Ziemniaki	21,78	100
2	Zanieczyszczenia	-	0,06
3	Mleczko krochmalowe	26,10	56,55
4	Woda sokowa	6,21	46,18
5	Krochmal	44,12	53,82

Sedymentacja i filtracja brzeczki piwnej.

SEDYMENTACJA:

a) Zawartość s.s. w brzeczce przed sedymentacją:

I

Masa nacz. wag. : 19,390g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki przed suszeniem: 20,740g

Masa próbki przed suszeniem: 1,350g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki po suszeniu: 19,605g

Masa próbki po suszeniu: 19,605g - 19,390g = 0,215g

1,350g ---------- 100%

0,215g ---------- x %

x = 15,93% s.s

II

Masa nacz. wag. : 15,115g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki przed suszeniem: 16,640g

Masa próbki przed suszeniem: 1,525g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki po suszeniu: 15,360g

Masa próbki po suszeniu: 15,360g - 15,115g = 0,245g

1,525g ---------- 100%

0,245g ---------- x %

x = 16,07% s.s

Średnia zawartość suchej substancji w brzeczce:

s.s. = ( 15,93% + 16,07% ) / 2 = 16,00%

b) Zawartość s.s. w brzeczce po sedymentacji:

I

Masa nacz. wag. : 18,540g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki przed suszeniem: 21,225g

Masa próbki przed suszeniem: 2,685g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki po suszeniu: 18,840g

Masa próbki po suszeniu: 18,840g - 18,540g = 0,300g

2,685g ---------- 100%

0,300g ---------- x %

x = 11,17% s.s

II

Masa nacz. wag. : 14,780g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki przed suszeniem: 17,130g

Masa próbki przed suszeniem: 2,350g

Masa naczynia wag. z próbką brzeczki po suszeniu: 15,045g

Masa próbki po suszeniu:15,045g - 14,780g = 0,265g

2,350g ---------- 100%

0,265g ---------- x %

x = 11,28% s.s

Średnia zawartość suchej substancji w brzeczce:

s.s. = ( 11,17% + 11,28% ) / 2 = 11,23%

FILTRACJA:

Zawartość s.s. w brzeczce: 16,00%

FILTR Z ZIEMI OKRZEMKOWEJ

a) Zawartość s.s. w filtracie:

I

Masa nacz. wag. : 15,515g

Masa naczynia wag. z próbką filtratu przed suszeniem: 24,185g

Masa próbki przed suszeniem: 8,670g

Masa naczynia wag. z próbką filtratu po suszeniu: 16,490g

Masa próbki po suszeniu: 16,490g - 15,515g = 0,975g

8,670g ---------- 100%

0,975g ---------- x %

x = 11,25% s.s

II

Masa nacz. wag. : 19,200g

Masa naczynia wag. z próbką filtratu przed suszeniem: 23,890g

Masa próbki przed suszeniem: 4,690g

Masa naczynia wag. z próbką filtratu po suszeniu: 19,725g

Masa próbki po suszeniu: 19,725g - 19,200g = 0,525g

4,690g ---------- 100%

0,525g ---------- x %

x = 11,19% s.s

Średnia zawartość suchej substancji w filtracie:

s.s. = ( 11,25% + 11,19% ) /2 = 11,22%

c) Obliczanie prędkości filtracji:

C = dv / ( F₀*dt ) ( dm³ / m²s )

gdzie:

v- objętość filtratu (dm³) -

F₀- powierzchnia filtracyjna ( m² ) = Π * r²

t - czas filtracji ( s ) - 3729 s

C =

Prędkość filtracji wynosi :

Zestawienie wyników pomiaru czasu filtracji:

Objętość filtratu [ ml ]	Czas filtracji [ s ]
10	163
20	336
30	526
40	827
50	1248
60	2151
70	3729

Wykres 1. Krzywa filtracji.

Zestawienie wyników:

	Zaw. s.s.
W brzeczce przed sedymentacją	16,00%
W brzeczce po sedymentacji	11,23%
W filtracie (filtr z ziemi okrzemkowej)	11,22%

WNIOSKI:

1)Wirowanie jest to metoda wykorzystująca do rozdzielania mieszanin niejednorodnych działanie siły odśrodkowej. Rozdział faz następuje przez wprowadzenie mieszaniny w ruch obrotowy. Jednym z kierunków wykorzystania tej metody jest wydzielanie wody sokowej z surowego mleczka krochmalowego..

W czasie prowadzenia całego doświadczenia dokonywałyśmy oznaczenia zawartości suchej masy w surowcu i produktach obróbki mechanicznej. Najwyższą zawartość stwierdziłyśmy w krochmalu ( 44,12% ), a najniższą w wodzie sokowej ( 6,21% ) i jest to zgodne z założeniami prowadzonego badania. Oprócz tego dokonałyśmy zestawienia bilansowego i oszacowałyśmy straty. Największe straty nastąpiły w czasie uzyskiwania mleczka krochmalowego z ziemniaków w sokowirówce. Wyniosły 36,66%. Niewielkie zanotowałyśmy w czasie uzyskiwania krochmalu z mleczka krochmalowego - 1,85%, co świadczy o prawidłowym przebiegu procesu wirowania. Dokonując bilansu porównawczego pomiędzy ilością uzyskanego krochmalu w odniesieniu do masy zużytych ziemniaków otrzymałyśmy straty ze znakiem ujemnym - -29,37%, gdyż najprawdopodobniej pomimo wymieszania krochmalu przed pobraniem próbki do oznaczenia suchej masy, krochmal nie miał w swej całej objętości jednakowej zawartości suchej substancji. Taka sama sytuacja mogła mieć miejsce w przypadku wody sokowej.

Wydajność procesu wyniosła 53,82%. Uważamy iż wirowanie jest dobrą metodą uzyskiwania krochmalu.

2).

Zmiany zawartości s.s. w brzeczce piwnej po sedymentacji były niewielkie w odniesieniu do zawartości s.s. w brzeczce przed sedymentacją (różnica rzędu ok. 0,2% ).

Proces ten charakteryzuje się niską sprawnością i nie pozwala na wydzielenie z układu niejednorodnego cząstek o znacznym stopniu rozdrobnienia.

_{Z filtracją spotykamy się w wielu działach technologii żywności, tam gdzie chodzi o produkcję klarownych ekstraktów i roztworów np.w produkcji soków i syropów owocowych lub przy oddzielaniu produktu od towarzyszących mu w toku przerobu części stałych: np.rozdzielanie brzeczki piwnej od chmielu, oddzielanie osadów drożdzowych, oddzielanie olejów od tzw ziemi klarującej. Operacja filtrowania jest często związana z tzw klarowaniem, wymagającym uprzedniego dodania środka klarującego np. ziemia okrzemkowa, żelatyna łącznie z taniną, i inne środki}

_{Prędkość filtracji określa wydajność filtru, wyraża się ją ilością przesączu przegrody filtracyjnej.}

_{W miarę gromadzenia się osadu na powierzchni filtracyjnej tempo filtracji spada, co jest widoczne w obliczeniach. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzamy, iż z dwóch użytych przez nas filtrów: azbestowego i z ziemią okrzemkową, filtr drugi cechuje się mniejszą przepuszczalnością substancji stałych. Cecha ta przesądza o lepszej jego przydatności w przemyśle spożywczym.}

_{W celu zwiększenia tempa sączenia czasem stosuje się wyższe ciśnienie nad osadem lub redukuje ciśnienie po stronie filtratu. Prędkość przepływu fazy ciekłej przez warstwę osadu jest niewielka ze względu na małą średnicę porów. Przyjmuje się więc, że filtracja przebiega przy przepływie laminarnym, a prędkość filtracji przez filtr w każdym momencie jest wprost proporcjonalna do różnicy ciśnień i odwrotnie proporcjonalna do sumy oporów stawianych przez warstwę osadu i przegrodę filtracyjną.}

---