Domande e risposte per preparazione all'esame di Operazioni unitarie delle tecnologie alimentari

Descrizione del filtro pressa camere senza telaio

Le piastre presentano gli angoli dei fori nell'assemblaggio vanno a costituire i canali di alimentazione della torbida di scarico del filtro; l'alimentazione può avvenire sia dal basso che dall'alto e lo scarico del filtrato dallo stesso lato dell'alimentazione o dal lato opposto. La torbida viene alimentata in pannello in ciascuna camera di filtrazione e grazie a differenza di pressione la fase continua attraversa lo strato filtrante, mentre i solidi sono trattenuti nello strato o sulla superficie. In tutti i casi la superficie delle piastre è scanalato corrugata per consentire al filtrato di percolare lungo la piastra di essere raccolto nel canale di scarico. Nel filtro pressa camere senza telaio, le piastre hanno un bordo in risalto rispetto al piano filtrante, così che l'accostamento di più piastre crei la camera di filtrazione senza che sia necessaria la presenza di un telaio; i filtri pressa camere sono utilizzati prevalentemente.

infiltrazioni di grossatura. Mediante piastra e deviazione è possibile suddividere il pacco di piastre in diverse sezioni, destinate a condurre in serie filtrazioni di finezza crescente.

17. Descrivere il principio di funzionamento delle centrifughe a calotte

Nei centrifughe industriali sono per la maggior parte dei casi centrifughe a calotte; in queste centrifughe il polorotante è occupato da calotte, dischi conici che si infilano l'uno sull'altro con distanziatori che mantengono tra una calotta e l'altra uno spazio di pochi millimetri.

La funzione delle calotte è quella di suddividere il volume della centrifuga in tanti bacini di decantazione paralleli aumentando così enormemente la portata dell'impianto e la sua capacità. Sono dotate di calotte sia le centrifughe di decantatrici che le centrifughe separatrici, per le centrifughe a calotte la portata al limite può essere descritta con la relazione V=vd* Σ

Nel caso di

decantatori centrifughi, le calotte hanno una superficie continua ed un diametro uguale a quello del disco distributore, la sospensione alimentata dal fondo si ripartisce tra le calotte. Le particelle solide sono proiettate sulla superficie inferiore di ciascuna calotta, mentre il liquido limpido risale verso l'asse della centrifuga ed è scaricato dall'alto. I solidi depositati sulle calotte scivolano per effetto della forza centrifuga verso la camera dei fanghi dove sono raccolti; Per consentire lo scivolamento dei fanghi sulle calotte l'inclinazione delle stesse non può superare alcuni valori e generalmente è di 45°.

Nei separatori centrifughi, le calotte presentano di fuori in corrispondenza del raggio del disco del distributore, questi fori vanno a costituire canali di alimentazione della sospensione tra le calotte. Il liquido pesante viene spinto verso la periferia lungo le calotte, mentre il liquido è leggero risale tra le calotte verso

l'asse della centrifuga; entrambi i liquidi sono scaricati dall'alto come nelle centrifughe a paniere. La funzione delle calotte non è solo quella di aumentare la superficie di decantazione o separazione, ma un'altra funzione importante riguarda la minimizzazione delle turbolenze del liquido nella centrifuga dovute al moto accelerato; Inoltre le calotte recuperano nella fase centripeta del moto del fluido parte dell'energia che è stata spesa nella fase centrifuga. 18. Descrivere l'autoclave statica e spiegare dettagliatamente il suo funzionamento L'autoclave è un impianto discontinuo che lavora a pressione superiore a quella atmosferica con vapore. Si tratta di un impianto semplice che si apre, si carica e si chiude con un coperchio a tenuta; dopodiché si manda vapore e si crea pressione: in questo modo è possibile effettuare la sterilizzazione. L'autoclave deve possedere sistemi di controllo fondamentali quali: termometri ebarometro; utilizzando vaporeSaturo Infatti a una certa temperatura corrisponde una certa pressione ed è importante controllare che la pressione corrisponda a quella temperatura durante tutto il processo, in quanto uno dei problemi che si può creare è la presenza di sacche d'aria dovuto al fatto che lavorando con vapore sia una certa condizione di calore e la presenza d'aria comporta problemi di conducibilità. Dopo il periodo di sosta il prodotto viene raffreddato con acqua fredda che fa condensare immediatamente il vapore creando un calo di pressione improvviso che torna normale; questo cane improvviso di pressione viene controbilanciato con dell'aria compressa che serve a controbilanciare la pressione in fase di raffreddamento. Lavorando in impianto discontinuo non si presenta il classico problema della Tenuta di pressione dell'impianto continuo dove si Ha l'ingresso e l'uscita; esistono autoclavi a funzionamento semi continuo con.carico e scarico automatizzati, in questo caso il controllo della pressione in ingresso e in uscita è fondamentale.

1. Descrivere il parametro attività dell'acqua e descrivere i metodi di misura

Nacque presente in tutti gli alimenti ed è coinvolta in una serie di fenomeni che influenzano modificazioni chimiche e microbiche, la velocità di questi fenomeni non dipende dal contenuto d'acqua totale ma dal livello della disponibilità dell'acqua nell'alimento, cioè dal parametro definito attività dell'acqua. La misura dell'attività dell'acqua, a differenza della quantificazione dell'acqua totale, si basa su un parametro fisico misurabile che sia dipendente dalla disponibilità termodinamica dell'acqua presente in una matrice.

Il metodo per misurare il livello di disponibilità dell'acqua è la misura della tensione di vapore, cioè della pressione esercitata dalle

molecole d'acqua che si liberano in fase di vapore dal prodotto; maggiore è l'affinità della matrice per l'acqua e minore sarà il numero di molecole che vaporizzano e pertanto sarà minore la pressione di vapore.

La pressione di vapore di un prodotto varia da 0, quando il legame acqua-prodotto è molto forte e nessuna molecola si libera in fase di vapore; ad un valore massimo che corrisponde alla tensione di vapore nell'acqua libera, non legata in alcun modo al prodotto ovvero 1.

Il livello di disponibilità dell'acqua si esprime come aw o UR, ed è definito come il rapporto tra la tensione di vapore del prodotto e la tensione di vapore dell'acqua libera moltiplicato per 100 se vogliamo una percentuale. In questa relazione il valore della tensione di vapore dell'acqua libera dipende dalla temperatura, mentre il valore della tensione di vapore del prodotto dipende dall'affinità del prodotto per l'acqua.

dal suo contenuto di umidità e dalla temperatura.

1. Descrivere il principio teorico e le modalità di funzionamento delle centrifughe a calotta

Le centrifughe industriali sono per la maggior parte dei casi centrifuga calotte, in cui il bolo rotante è occupato da calotte, ovvero da dischi conici che si infilano l'uno sull'altro con distanziatori che mantengono tra una calotta e l'altra lo spazio di pochi millimetri.

Il principio teorico alla base dell'utilizzo delle calotte è principalmente quello di aumentare la superficie di decantazione o separazione della centrifuga, aumentando la portata limite; ricopre un'altra importante funzione in quanto allo scopo di minimizzare le turbolenze del liquido nella centrifuga dovute al moto accelerato; quindi l'attrito del fluido sulle calotte da una parte impedisce la formazione di turbolenze nel flusso, che renderebbero difficile la separazione e d'altra parte recupera

l'esterno della calotta, mentre il liquido leggero risale verso l'interno della calotta e viene scaricato dall'alto. I solidi depositati sulle calotte scivolano verso la camera dei fanghi grazie alla forza centrifuga e vengono raccolti. L'inclinazione delle calotte non può superare i 45° per consentire lo scivolamento dei fanghi.

periferia lungo le calotte, mentre il liquido È leggero risale tra lecalotte verso l'asse della centrifuga; entrambi i liquidi sono scaricati dall'alto come nelle centrifughe apaniere.

21. Descrivere le operazioni di essiccamento in corrente d'aria in termini di fenomeni di trasporto(calore e materia) e di cinetiche di processo

Guardando il modello fenomenologico dell'essiccamento convettivo, il prodotto da essiccare e investito da unaCorrente d'aria calda, alimentata tangenzialmente e o in direzione normale rispetto al piano su cui è disposto ilprodotto; ha una superficie del prodotto siano due fenomeni simultanei di trasporto:

• Un trasporto di calore convettivo dall'aria calda alla superficie del prodotto per effetto della differenza ditemperatura fra aria e prodotto, con conseguente riscaldamento della superficie del prodotto
• Un trasporto di materia, in particolare di acqua allo stato di vapore, convettivo dalla superficie delprodotto

all'aria per effetto della differenza di pressione di vapore d'acqua fra il prodotto e l'aria, con conseguente disidratazione della superficie. Questi due fenomeni, avvengono all'interfaccia tra il prodotto e l'aria, sono interdipendenti, nel senso che l'acqua ha la superficie del prodotto evapora grazie all'apporto di calore latente di evaporazione da parte dell'aria calda. Se non ci fosse differenza di temperatura tra aria e prodotto l'evaporazione cesserebbe; così come se non vi fosse differenza di pressione di vapore d'acqua tra il prodotto e l'aria. I due fenomeni di trasporto sono tanto più rapidi, quanto è maggiore la superficie di scambio, quanto maggiore è la differenza di temperatura e di pressione di vapore tra l'aria e la superficie del prodotto e quanto più elevati i coefficienti di trasporto convettivo di calore e di materia. La cinetica di essiccamento descrive la variazione del.contenuto d'acqua del prodotto nel corso dell'operazione, cioè è in funzione del tempo; nei prodotti alimentari segue una cinetica complessa, caratterizzata da una sequenza di fasi a differenti velocità di rimozione d'acqua nel prodotto. Nella curva che descrive l'andamento del contenuto d'acqua nel tempo, si possono distinguere diverse fasi: una fase iniziale di rapida perdita d'acqua, seguita da una fase di rallentamento della perdita d'acqua e infine una fase di plateau in cui il contenuto d'acqua si stabilizza. Durante queste fasi, è possibile osservare variazioni nella velocità di rimozione d'acqua, che dipendono da diversi fattori come la temperatura, l'umidità relativa dell'ambiente circostante e la composizione del prodotto stesso.