Operazioni unitarie della tecnologia alimentare con esercizi svolti

Corso di operazioni unitarie della tecnologia alimentare

Prof.ssa Gabriella Giovanelli © Laila Pansera

Definizioni

Tecnologia alimentare → studio dei processi di conservazione e trasformazione...

Prodotto alimentare → prodotto destinato al consumo alimentare...

• Prodotti delle attività di produzione primaria...
• Prodotti derivanti da manipolazioni e trasformazioni...
• Prodotti ottenuti dalla conservazione...

Input e Output

Tuttavia è impossibile usare con coerenza queste definizioni...

Filiera generale della produzione di alimenti

• Produzione agricola - allevamento...
• Magazzinaggio, trasporto, prima trasformazione (Input)
• Semilavorato, magazzinaggio, trasporto, seconda trasformazione (Output)
• Prodotto finito (Output) - Magazzinaggio, trasporto...

Processo tecnologico

Operazione Unitaria

Diagramma di Flusso o Flow Sheet

È la rappresentazione grafica di un processo come una sequenza di operazioni unitarie, ordinata nel senso dei flussi materiali o temporali. Può essere eseguito in diversi modi ma è opportuno utilizzare una simbologia unitaria.

Simbologia flow sheet secondo la norma UNI

Scopi delle tecnologie alimentari

• Garantire la sicurezza
• Aumentare la conservabilità
• Migliorare la comodità di uso (Convenience)
• Assicurare l'economicità
• Migliorare l'appetibilità
• Garantire la qualità nutrizionale
• Migliorare l'apporto dei nutrienti in termini di benefici nutrizionali
• Arricchire di componenti nutrizionalmente pregiati

Tecnologie alimentari

Di conservazione hanno lo scopo di conservare le caratteristiche produttive, strutturali, meccaniche, fisiche, chimiche, microbiologiche di materie prime e semilavorati e mantenere prodotti finiti, ai prodotti fino in vista del loro consumo o della loro ristrutturazione.

Di trasformazione hanno lo scopo di modificare le caratteristiche produttive, strutturali, meccaniche, fisiche, chimiche, microbiologiche di materie prime, semilavorati e di ottenere prodotto con proprie sensoriali di lavorabilità, conservabilità e convenienza.

Livelli tecnologici

• Livello 1: gruppi tecnologici
• Livello 2: sottogruppi tecnologici
• Livello 3: principali procedure tecnologiche
  • Conservazione
    • Conservazione a breve termine
    • Refrigerazione e mild technologies combinanti per pastorizzazione
  • Conservazione
    • Conservazione a lungo termine
    • Congelamento, sterilizzazione, disidratazione
  • Conservazione
    • Separazione meccanica, chimico-fisica e fisica
  • Trasformazione
    • Combinazione
    • Miscela meccanica e ristrutturazione
  • Trasformazioni chimiche
    • Reazioni termonucleari, chimiche, enzimatiche e microbiologiche

Classificazione dei prodotti alimentari

1. Prodotti freschi o simil-freschi (carne, pesce, latte pastorizzato...)
2. Conserve e semiconserve (pomodori pelati, piselli surgelati...)
3. Prodotti di prima trasformazione: es. vino ottenuto dalla trasformazione dell'uva; (formaggio, burro, succhi di frutta...)
4. Ingredienti (farina, olio, zucchero, latte in polvere)
5. Prodotti di seconda trasformazione: es. liquori ottenuti dalla distillazione del vino (pane, pasta, prodotti dolciari, bibite...)

Classificazione dei prodotti alimentari dal punto di vista tecnologico

Prodotti freschi

• Latte, carne, uova, pesce, frutta, verdura, acque minerali
• Ev. Refrigerati

Conserve

• Vegetali, carni ittiche
• Aperizzate, permatrate, disidratate, surgelate

Prodotti alimentari di prima trasformazione

• Vino, formaggio, burro, succhi, caffè, tè
• Sezioni di separazione meccanica ed emulsificazione

Ingredienti

• Farine, oli, grassi animali, zucchero, malto, latte in polvere, uova extra dry
• Sezioni di frantumazione, setacciamento, trasmissione

Prodotti alimentari di seconda trasformazione

• Pane e prodotti da forno, dolci, paste alimentari e paste ripiene, alimenti proteici, succhi e bibite
• Operazioni di combinazione e formazione di prodotti tridimensionali

Criteri di classificazione delle operazioni unitarie

Natura del fenomeno

• Operazioni unitarie: meccaniche
  • Movimentazione, confezionamento, cernita, taglio, pesata...
• Trasporto di quantità di moto (m·v)
  • Agitazione, miscelamento, pompaggio, decantazione, centrifugazione, filtrazione, separazione per membrana, estrazione per spremitura
• Trasporto di calore
  • Riscaldamento, raffreddamento, refrigerazione, congelamento, surgelazione...
• Trasporto di massa
  • Salatura, estrazione con solventi, evaporazione, distillazione, essiccamento, deidratazione, etc.
• Reazioni chimiche, biochimiche, microbiologiche
  • Estrazione degli oli, idrolisi enzimatica, fermentazioni, spremitura, produzione di biomasse e starters, pastorizzazione e sterilizzazione

Operazione Unitaria

Operazione tecnologica basata su principi unitari e descritta da opportune equazioni di bilancio e cinematiche.

La 2^a definizione afferma che i principi che regolano l'andamento di una data operazione unitaria sono generali e non dipendono dalla specifica applicazione, ma possono essere descritti in maniera indipendente (unitaria) quale che sia il settore e il materiale di applicazione dell'operazione. Le leggi della sterilizzazione sono le stesse sia che si sterilizzi latte, carne in scatola, o conserva di pomodoro.

Unità di misura, grandezze, fattori di conversione, analisi dimensionale

Definizioni

Grandezza → entità fisica che sto considerando (tempo, pressione...)

Dimensioni → coincidono con le grandezze solo nelle grandezze fondamentali

Unità di misura → serve a designare la grandezza