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Esistono molti fluidi che non seguono la legge di Newton in quanto la viscosità risulta legata ad altre

grandezze caratteristiche delle particolari condizioni sperimentali, oltre che al valore dello sforzo

tangenziale e al tempo. In questi fluidi detti non Newtoniani se applichiamo uno sforzo tangenziale

ad una lamina, ci accorgiamo che inizialmente il fluido non scorre,

non genera alcun gradiente di velocità, almeno finché

applichiamo una forza piccola. Lo scorrimento comincia solo

quando lo sforzo applicato supera un certo valore. Questi fluidi

sono detti fluidi di Bingham o plastici perché si comportano come

solidi fino a quando non è fornita un certo sforzo, poi si

deformano e scorrono come fluidi Newtoniani.

Ci sono altri due tipi di fluidi non Newtoniani: pseudoplastici i

quali tendono a smollarsi con l’aumento del gradiente di velocità

e il valore di viscosità apparente diminuisce al crescere del

gradiente di velocità e fluidi dilatanti che tendono ad indurirsi con

l’aumento del gradiente di velocità (viscosità apparente aumenta al crescere del gradiente di

velocità).

7. Descrivere le principali differenze tra le pompe centrifughe e le pompe positive.

Le pompe centrifughe sono essenzialmente costituite un elemento provvisto di pale (girante o

impeller) che gira in una camera chiusa imprimendo al liquido una energia per effetto centrifugo, da

qui il liquido esce a pressione maggiore.

Questo tipo di pompe sono impiegate per la loro semplicità costruttiva, l’assenza di valvole e la

connessione immediata a un motore elettrico. In genere non sono autoadescanti e generano

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pressioni relativamente basse 6-7 kg/cm con una efficienza del 60-70%.

Le pompe positive sono utilizzate invece quando devo trattare prodotti senza turbolenza e areazione,

minimizzando il danno meccanico soprattutto su prodotti con solidi in sospensione. Questa pompa

è in grado di fornire una portata elevata e pressioni molto elevate.

Non è possibile per queste pompe controllare e regolare la portata con delle valvole sulla mandata,

le pompe volumetriche si distinguono in pompe a pistone e pompe rotanti.

8. Descrivere ed illustrare il funzionamento delle pompe positive e le applicazioni.

Le pompe volumetriche dette anche pompe positive sono utilizzate quando si devono trattare

prodotti senza turbolenza e areazione, minimizzando in questo modo il danno meccanico soprattutto

su prodotti con solidi in sospensione. La portata dipende dalla velocità del motore e la pressione di

scarico è limitata dal disegno e dalla resistenza meccanica, spesso sono autoadescanti.

Queste pompe sono in grado di fornire pressioni molto più elevate di quelle centrifughe. Non è

possibile controllare e regolare la portata con valvole sulla mandata, la pompe volumetriche si

distinguono in pompe a pistone e pompe rotanti (tra queste esistono pompe a lobi, pompe a

ingranaggi, pompe a vite e pompe peristaltiche).

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9. Descrivere le diverse modalità di assemblaggio e di utilizzo degli scambiatori di calore a

piastre.

Questi scambiatori sono costituiti da una serie di piastre parallele poste una dietro l’altra. Le piastre

sono realizzate in acciaio inossidabile e sono tenute insieme da una intelaiatura. Bordi e fori delle

piastre sono sigillate da guarnizioni plastiche inerti per evitare la miscelazione dei fluidi e

direzionarne i flussi. L’alimentazione del flusso del prodotto può essere in equi-corrente o in

controcorrente con il fluido di servizio, lo scambio di calore avviene a cavallo di ogni piastra con un

flusso di calore che va dal fluido più caldo verso quello più freddo.

Le piastre dello scambiatore sono corrugate, le corrugazioni conferiscono resistenza meccanica,

creano turbolenza aumentando il valore di conduttanza convettiva e fan sì che il fluido si disperda in

maniera omogenea sulla piastra.

I maggiori vantaggi offerti da questo tipo di scambiatori sono:

 La semplicità nella manutenzione, infatti possono essere facilmente ispezionati e puliti

(presentano disegno sanitario adatto al trattamento di alimenti).

 Facile aumentare la capacità semplicemente aggiungendo piastre.

 Posso operare con fluidi la cui differenza di temperatura media è molto bassa (non possibili

in altri scambiatori).

 Attraverso delle tecniche consentono risparmio e recupero di energia.

10. Descrivere la funzione del condensatore e del sistema del vuoto negli impianti di

evaporazione dei prodotti alimentari.

Il condensatore di un impianto di evaporazione di prodotti alimentari è il componente all’interno del

quale avviene la condensazione del vapore generato dall’evaporazione del prodotto. Il vapore viene

condensatore per poter essere poi scaricato; la condensazione può essere a scambio indiretto

(scambiatore a fascio tubiero/serpentino/piastre) o per miscelazione del vapore con acqua fredda.

Il sistema del vuoto è l’ultima parte dell’impianto. Esso è collegato al condensatore che a sua volta

aspira vapore dal separatore. Quindi la pompa a vuoto aspira l’aria carica di vapore e gli

incondensabili. La pompa da vuoto è fondamentale in un impianto di evaporazione perché permette

di creare nell’evaporatore pressioni inferiori a quelle ambientali diminuendo così le temperature di

ebollizione; tutto questo permette un risparmio in termini energetici e una minimizzazione del danno

termico.

(La pressione che si ottiene nell’evaporatore è la pressione della pompa + la pressione del vapore

alla temperatura del condensatore + la pressione degli incondensabili + le perdite di carico dovute al

flusso di vapore dall’evaporatore al condensatore).

Secondo parziale

1. Descrivi il processo di sterilizzazione del latte per scambio indiretto, indicando le condizioni

operative e descrivendo gli impianti utilizzati.

Il latte può subire vari processi di sterilizzazione, sia per scambio diretto che indiretto. Nel caso in cui

esso venga trattato come prodotto già condizionato, cioè confezionato per esempio in bottiglie di

vetro, il trattamento di sterilizzazione avviene in apparecchi continui a tunnel dove le bottiglie sono

trasportate su un nastro e investite da pioggia d’acqua a temperatura elevata. Questi impianti sono

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molto versatili (regolazione temperatura acqua) ed è possibile recuperare il calore con opportune

zone di pre-riscaldamento e pre-raffreddamento.

Altrimenti il latte può essere trattato come un prodotto sfuso con apparecchi a scambio indiretto che

sono scambiatori a piastre o tubulari. La sterilizzazione del prodotto è seguita dal confezionamento

asettico del prodotto dopo il trattamento. In una linea di scambio indiretto il latte arriva ad una

temperatura di 4-5°C, viene pre-riscaldato per recupero di calore a 50-60°C, successivamente viene

omogenizzato. Dopo questa fase si procede con un ulteriore riscaldamento con recupero per poi

passare alla sterilizzazione vera e propria a temperature di 135-145°C per 1-10’’ raggiunte con

l’utilizzo di vapore vivo. Successivamente il latte subisce due raffreddamenti intervallati da una

eliminazione degli incondensabili e dei cattivi odori per poi essere condizionato asetticamente.

2. Definire il parametro attività dell’acqua e spiegare come varia in funzione della temperatura.

Il parametro attività dell’acqua è definito come la pressione di vapore della acqua nell’alimento (p),


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecnologie alimentari
SSD:
Università: Milano - Unimi
A.A.: 2018-2019

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher leonardo.cerana di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Operazioni unitarie delle tecnologie alimentari e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Milano - Unimi o del prof Giovanelli Gabriella.

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