Operazioni Unitarie

Sedimentazione

Ci si sente di separare il materiale in sospensione in base al diametro, differenza di densità e gravità delle particelle. Per le particelle finissime il processo di sedimentazione è estremamente lungo. La legge di STOKERS permette di affermare che la velocità delle particelle è correlata alla risultante delle forze che agiscono su di esse.

Centrifugazione

In un separatore centrifugo come un ciclone, per una singola particella si può scrivere =>CENTRIFUGAZIONE: possiamo mettere la massa di liquido considerata in rotazione: centrifugazione. Viene accelerata la fase di separazione. I separatori centrifughi possono essere:

• a scarico statico
• a scarico automatico e continuo del liquido
• a scarico automatico e continuo del liquido e del solido

Battofugazione

È un processo fisico che sfrutta la forza centrifuga come mezzo di risanamento del latte. Consente di separare dal latte parte dei microrganismi e delle spore, significamente più pesanti.

L'effetto botto fuga a 75°C di mira circa il 99% dei microrganismi e delle spore. FLOTTAZIONE: sfrutta la forza di adesione gas-particella solida. La densità dell'aggregato è inferiore a quella del liquido. Importanza delle caratteristiche del solido: - max aderenza angolo di contatto → - solidi idrofobi angolo 180° - solidi idrofili angolo 0° Nella flottazione i solidi dovranno essere idrofobi. Le dimensioni delle bolle di gas dovranno essere estremamente ridotte. Importanza della temperatura: aumento T° = diminuzione densità = aumento velocità flottazione → Importanza delle dimensioni del solido: grandi dimensioni = superficie ridotta di aderenza. → Le bolle devono essere piccole così possono salire più facilmente. PRESSATURA E SPREMITURA: Applicazione nella estrazione degli oli e nella produzione di succhi. Può essere abbinata alla triturazione, riduzione delle dimensioni con conseguente aumento delle.

EFFICACIA DELLA SPREMITURA: IMPIANTI DISCONTINUI:

• grado di frantumazione delle strutture
• presse a piatticellulare
• presse a gabbia
• porosità della "torta" formata
• pressione esercitata

IMPIANTI CONTINUI:

• tempo di pressione
• Presse elicoidali
• massima pressione applicabile
• Presse a nastro
• temperatura del solido e del liquido
• Presse centrifughe

Esempio di un ciclo di estrazione con una pressa orizzontale meccanica a gradienti di pressione progressivi. I denti corrispondono ai ripristini. Esercitando più pressioni sul prodotto con una velocità aumentata si aumenta anche la pressione che si esercita su di esso.

DISTILLAZIONE:

Operazione con la quale una miscela di due o più liquidi viene separata, mediante l'evaporazione di una parte di essa e successiva condensazione dei vapori ottenuti, in due o più frazioni differenti tra

loro per gli intervalli ditemperatura impiagati.È la separazione fisica di uno o piu componenti di un miscuglio di sostanze volatili sfruttando le loro diverse tensionidi vapore e quindi le diverse temperature, provocando, successivamente la loro conmdensazione perraffreddamento.

TENSIONE DI VAPORE: pressione esercitata dalle molecole di un gas al raggiungimento dell’equilibrio dinamico travelocita di evaporazione e di ritorno allo stato liquido. Dipende dalla natura e dalla temperatura del liquido

PUNTO DI EBOLLIZIONE: temperatura alla quale la tensione di vapore eguaglia la pressione atmosfericaPer un medesimo liquido la temperatura di ebollizione sotto pressione costante è incvariabile, la pressione regolaquindi la temperatura di ebollizione.Qualunque sia la fonte di calore la temperatura di un liquido puro rimane costante durante l’ebollizione.Le impurezze del liquido si dividono in :

• Non volatili -> temperatura di ebollizione costante, impurezze

1. residue sul fondo- Volatili -> temperatura di ebollizione intermedia, concentrazione variabile e temperatura di ebollizione in aumento

DISTILLAZIONE SEMPLICE: si ottengono due frazioni, una residua ed una distillata

DISTILLAZIONE FRAZIONATA: si ottengono piu distillati per distillazione parziale

Tensione di vapore di una sostanza è proporzionale al numero di molecole della stessa sostanza presenti nell’unita divoileume della soluzione

Il RISCALDAMENTO puo essere effettuato:

• A fuoco diretto
• A bagnomaria
• A vapore diretto
• A vapore indiretto

La CONCENTRAZIONE di una miscela si puo ottenere per:

• ripasso del distillato
• per condensazione parziale
• per successive evaporazioni e condensazioni
• per concentrazione a colonne

DIAGRAMMA COMPOSIZIONE- PUNTO DI EBOLLIZIONE- composizione del miscuglio senza effetto termico- volume del miscuglio uguale alla somma dei volumi dei singoli componenti- liquidi completamente miscibili- pressione costante

AZEOTROPO E AZEOTROPISMO:Un

Azeotropo è una miscela di due o più componenti volatili la cui composizione non varia per semplice distillazione. Un azeotropo si forma quando tra le molecole delle due o più sostanze che formano la miscela si manifestano fenomeni di attrazione o di repulsione dovuti alla forza dei legami intermolecolari. Tali legami provocano uno scostamento del comportamento della miscela dalle condizioni ideali.

Coefficiente di solubilità (K)
Può variare in base al contenuto in alcol della miscela.
K = s/s
s = K * S: % di sostanza nei vapori
S = % di sostanza nel liquido.
K può essere inferiore, uguale o superiore a 1.
K inferiore a uno: frazione eliminabile facilmente.
Prodotti di testa: si originano dalle prime frazioni della distillazione. Durante una distillazione è possibile dividerli da prodotti di coda. Le prime frazioni sono ricche di profumi.
Furfurolo: prodotto di coda (molto inferiore a 1); difetto, TE Varia del codice didelle inparis pldodore di bruciato. Affine all'acqua.

In quanto prodotto di coda è eliminabile facilmente Aldeide etilica: K superiore a 1. Metanolo: K uguale o simile a 1; si separa con difficoltà. Lo troviamo sempre, in tutte le frazioni. Sostanza volatile, odore dolciastro simile all'etanolo; tossico. In un prodotto distillato c'è metanolo che deriva da sostanze solide (queste vengono distillate e se ne ricava metanolo). Il metanolo è solubile in alcol si tratta di un ciclo di distillazione per produrre alcol buon gusto dal vino dove in ogni colonnina si vogliono ottenere caratteristiche diverse e si ha anche una distillazione adibita ad eliminare tutti gli aromi caratteristici del prodotto di partenza in modo da aver un prodotto uguale sono rappresentate le curve che indicano la presenza di varie sostanze durante la distillazione accentuando la quantità di queste presente nelle teste, nel cuore e nelle code I microrganismi sono ovunque, noi siamovettori dimicrorganismi, dobbiamo quindi controllarli ma nonnecessariamente eliminarli. La presenza o meno di ossigeno, ossigeno -> presenza di microrganismi aerobici FATTORI DI DETERIORAMENTO SONO: - Biologici - Chimici - Fisici CONSERVAZIONE: Consiste nel mantenere o migliorare le caratteristiche organolettiche dell'alimenti nel tempo, impedendo o rallentando le alterazioni dinatura fisico-chimica e microbiologica. STABILIZZAZIONE FISICO-CHIMICA: - azione di enzimi - ossidazione di tipo chimico - imbrinimento, variazione del colore o dellalimpidezza (polifenasi che cambia anche lecaratteristiche organolettiche) - variazioni dell a consistenza - perdite di aromi,vitamine e proteine - formazione di composti sgradevoli, antinutrizionalio tossici STABILIZZAZIONE MICROBIOLOGICA: - microrganismi patogeni - microrganismi non patogeni TECNICHE DI STABILIZZAZIONE: TECNICHE DI TIPO FISICO: - trattamenti termici come pastorizzazione, sterilizzazione e refrigerazione - abbassamento della Aw (attività

dell'acqua) come congelamento, surgelazione e essiccamento…- trattamenti con alte pressioni- radiazioni

TECNICHE DI TIPI CHIMICO:è - fermentazione di tipo alcolica, lattica e acetica- affumicamento- aggiunta di conservanti

PRINCIPI BASE:- RIDUZIONE CARICA MICROBICA: inparticolare di quella patogena e ingrado di alterare la qualita del prodottoTecniche: trattamenti termici,irraggiamento…- INIBIZIONE DELLA CRESCITA MICROBICA- INIBIZIONE DI ATTIVITÀ ENZIMATICHEalteranti gli alimenti o- RIRARDARE ALTERAZIONI CHIMICHE

METODI COMBINATI:Il complesso di queste interazioni costituiscono una serie di barrieresingolarmente incapaci di costruire un ostacolo alla contaminazionemicrobica, ma efficienti se combinate

IMPORTANZA DELL'ACQUA NELLA CONSERVAZIONE DEGLI ALIMENTI:Svolge un ruolo sicuramente importante, sia nel l'alimento i stesso che nel suo mantenimento. Pensando al sedanodopo un paio di giorni in frigorifero si vede che perde delle parti

dell'acqua pur avendolo mantenuto in frigo. L'acqua è l'ingrediente primario in molti alimenti. Svolge un ruolo fondamentale rispetto alle proprietà dei sistemi alimentari:

1. Influenza praticamente tutte le caratteristiche chimico-fisiche e sensoriali degli alimenti
2. Influenza la stabilità chimica e biologica:
   • Aumenta la velocità di diffusione dei reagenti e prodotti
   • Promuove molte reazioni di degradazione di tipo chimico, microbiologico e enzimatico

La crescita ed il metabolismo dei microrganismi richiedono acqua. Non tutta l'acqua degli alimenti è disponibile per i microrganismi. Il grado di disponibilità dell'acqua è misurato dall'attività dell'acqua. Se vi è l'acqua ma ve ne è poca, le reazioni che "peggiorano" l'alimento (come la crescita dei microrganismi) avvengono con più difficoltà, per questo si mantiene meglio l'alimento. Viceversa, se vi è molta acqua, le reazioni di degradazione avvengono più facilmente, compromettendo la conservazione dell'alimento.acqua. Diminuendo l'attività dell'acqua o la sua presenza/disponibilità, la crescita dei microrganismi può essere rallentata. ATTIVITÀ DELL'ACQUA: si riferisce alla disponibilità di acqua in un alimento. Rapporto tra la tensione di vapore acqueo di un alimento (p) e la tensione di vapore dell'acqua pura (p0) alla stessa temperatura. Questo rapporto può variare da 0 a 1, in cui 0 è tutta legata e 1 è tutta libera. Si cerca sempre di avere un equilibrio spontaneo nell'acqua tra ambiente esterno e alimento.