- •Metode moderne in procesarea alimentelor capitolul 1
- •1.1. Utilizarea radiaţiilor în tratarea termică a alimentelor-radiaţii infraroşii
- •Tabelul 1.1 Tipuri de radiaţii electromagnetice
- •Tipuri de radiaţii infraroşii
- •1.2. Utilizarea microundelor în industria alimentară
- •Proprietăţi dielectrice ale alimentelor
- •1.3. Utilizări ale microundelor
- •1.4. Încălzirea cu ajutorul curenţilor de înaltă frecvenţă
- •Capitolul 2 tehnici de separare cu membrane
- •Capitolul 3 extruderea termoplastică
- •3.1. Tipuri de extrudere
- •3.1.1. Factori care influenţează operaţia de extrudere
- •3.1.2. Caracterizarea curgerii în extruder
- •3.2. Transferul termic în extruder
- •3.3. Transformări fizico-chimice ale amidonului la extrudere
- •3.4. Aplicaţii ale extruderii termoplastice în industria alimentară
- •Capitolul 4
- •Instalaţii frigorifice
- •4.1. Procedee de răcire în circuit deschis
- •4.2. Procedee de răcire în circuit închis
- •4.2.1. Sisteme frigorifice cu comprimare
- •4.2.2. Utilaje specifice instalaţiilor frigorifice
- •4.2.3. Tipuri de agenţi frigorifici
- •8.2.7 Refrigerarea produselor alimentare
- •Temperaturi de refrigerare pentru fructe şi legume şi deteriorările acestora la păstrare la temperaturi scăzute
- •Parametrii p şi r ai relaţiei 4.9
- •Liofilizarea
- •Capitolul 5 tehnici de extracţie
- •5.1. Operaţii preliminare pentru pregătirea materialului vegetal
- •5.1.1. Uscarea şi măcinarea materialului vegetal
- •5.2. Metode de extracţie primară
- •5.2.1. Alegerea solventului şi a metodei de extracţie
- •5.2.2. Macerarea
- •5.2.3. Percolarea
- •5.2.4. Extracţia cu Soxhlet
- •5.2.5. Extracţia cu solvent presurizat
- •5.2.6. Distilarea cu abur şi extracţia la reflux
- •5.2.7. Extracţia cu solvenţi în stare supercritică
- •5.2.7.1. Aplicaţii ale extracţiei cu fluide supercritice
- •1) Decofeinizarea cafelei
- •2) Extracţia taxolului cu co2 supercritic
- •Capitolul 6 Metode moderne de uscare
- •6.1. Introducere
- •6.2. Mecanismul uscării
3.1.1. Factori care influenţează operaţia de extrudere
Procesul de extrudere este condiţionat de foarte mulţi factori între care există o mare interdependenţă, ceea ce face ca operaţia de extrudare termoplastică să fie greu de condus şi de modelat. Dintre aceştia se pot aminti:
caracteristicile materiilor prime: compoziţie şi mai ales umiditate;
tipul aparatului de extrudere: existenţa elementelor modulare şi inter-schimbabile ale aparatului (profilul şnecului, mărimea camerei de compresie, forma şi dimensiunile filierelor) şi alte caracteristici constructive;
condiţii de operare: debitele materiilor prime, profilul de temperatură în lungul extruderului, viteza de rotaţie a şnecului, presiunea la ieşirea din extruder şi cea care se exercită asupra sistemului de amortizare, timpul de staţionare, introducerea de materii prime în diverse zone ale extruderului.
Compoziţia amestecului influenţează foarte mult prelucrarea prin extrudere termoplastică. De exemplu, pentru produsele care conţin amidon, la un conţinut de umiditate sub 20%, procesul de gelifiere a acestuia nu are loc, iar peste 25% are loc o creştere a presiunii în extruder sau a temperaturii, ceea ce are drept consecinţă o coagulare prematură a proteinelor şi caramelizarea amestecului. De asemenea, conţinutul optim de proteine trebuie să fie în jur de 50%. S-a constatat că la un conţinut de 70% proteine produsul are un aspect gumos.
Presiunea şi temperatura din extruder. Presiunea variază în extruder de la zona de alimentare, unde are valoarea presiunii atmosferice, la ≈ 80 bar în zona de topire şi până la 150 bar în zona de pompare, unde şi temperatura are valoarea maximă. Creşterea presiunii se produce ca urmare a împingerii materialului de către şnec sau şnecuri şi a creşterii temperaturii. Variaţiile de temperatură sunt produse de sistemul de încălzire al extruderului (cu abur, cu uleiuri sau prin inducţie magnetică), dar şi de căldura care se disipează din cauza frecărilor care au loc în extruder, mai ales în zona de pompare unde şi compresia este foarte mare. Există şi extrudere la care nu se foloseşte sistem de încălzire exterior.
Durata de staţionare în extruder este foarte importantă în vederea realizării unui optim al temperaturii. La o durată mică de staţionare nu se realizează transformarea principalelor componente din amestec (amidon, proteine), iar la o durată prea mare temperatura înaltă conduce la pierderea fluidităţii amestecului şi la blocarea extruderului. Durata de staţionare se poate regla prin schimbarea turaţiei şnecului şi a geometriei acestuia.
3.1.2. Caracterizarea curgerii în extruder
Cu toate că geometria canalului extruderului şi proprietăţile materialului complică analiza dinamicii fluidelor care sunt prelucrate în extruder, există mai multe modele dezvoltate în literatură pentru a descrie comportarea la curgere a materialelor într-un extruder. Dintre parametrii care interesează sunt distribuţia de viteze şi cea a timpilor de staţionare în utilaj. Au fost analizate caracteristicile de curgere ale unor fluide newtoniene (Pinto şi Tadmor, 1970), dar, mult mai important din punct de vedere practic, şi ale unor fluide non-newtoniene. Bigg şi Middleman (1974) au dezvolatat un model pentru o curgere bidimensională a unui fluid non-newtonian caracterizat de legea puterii, într-un extruder monoşurub considerând o curgere izotermă şi neglijând efectele de capăt şi pierderile de energie prin frecare. Chiar dacă au reuşit să obţină un profil teoretic de viteze şi din acesta să deducă distribuţia timpilor de staţionare, acest model are prea multe simplificări pentru a putea fi utilizat practic. Ansamblul fenomenelor de curgere poate fi considerat ca o suprapunere a două curgeri diferite şi anume: o curgere datorită împingerii materialului de către şnec în lungul spirelor cu un debit Qd proporţional cu turaţia şnecului şi o curgere datorită presiunii fluidului cu un debit Qp. Pentru a putea evacua materialul din aparat este necesar ca debitul Qd>Qp. În caz contrar, materialul este returnat spre gura de alimentare. Acest fenomen este frecvent pentru extruderele mono - şurub la turaţii mici ale şnecului şi adâncimi reduse ale spirelor. În afara curgerii longitudinale, mai există şi o curgere transversală, precum şi scăpările peste axa spirelor. Curgerea transversală influenţează pozitiv amestecarea materialului.