Mar Gar in A

5/17/2018 Mar Gar in A - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/mar-gar-in-a 1/20

UNIVERSITATEA “AUREL VLAICU” ARADFACULTATEA DE INGINERIE ALIMENTARĂ, TURISM ŞI

PROTECŢIA MEDIULUI

REFERAT

Coordonator: Studente:Ş. l. Anca Dicu

An IV CEPA gr. 1A



2



CUPRINS

Aspecte generale

pag. 41. Structura margarinei

pag. 52. Proprietăţile fizice şi senzoriale ale margarinelor

pag. 53. Stabilitatea margarinei

pag. 64. Fabricarea margarinei

pag. 75. Aspecte nutriţionale

pag. 126. Consideraţii privind utilizarea frigului artificial şi a aerului condiţionat

în industria margarinei pag. 137. Consideraţii privind tipurile de agregate de condiţionare, instalaţiifrigorifice şi agenţi frigorifici utilizate în industria margarinei pag. 15Bibliografie pag, 21

3



MARGARINA

Aspecte generale

Margarina este un produs alimentar care conţine minimum 80% grăsime

şi maximum 16% apă, în stare plastică sau fluidă, o emulsie stabilizată de tipA/U, fabricată în principal din grăsimi şi uleiuri comestibile, fiind permis şiadaosul de aditivi: emulgatori, vitamine, aromatizanţi, coloranţi şi conservanţi.Clasificarea margarinelor de consum se face după gradul de fluiditate al

produsului în timpul ambalării, caracteristică determinată, în principal de tipulşi conţinutul de ulei.

Tabelul 1. Tipuri de margarineTipul Conţinutul de

grăsime, %Caracteristici Sortimentul

Tari 80 Sunt ferme la modelare, subformă de vergea, brichetăsau în tipare speciale.Conţinutul de ulei lichid estevariabil (5-10% până la 60-65%)

ObişnuităPolinesaturatăCu polinesaturareridicatăSpumată (cu aer sau azot)

Moi 80 Sunt fluide Nu îşi menţin forma laambalare (ambalare în tuburide PVC sau hârtie caşerată)Conţinutul de ulei lichid estevariabil (60-65% până la 80-

85%)

ObişnuităPremiumSpumată (cu aer sau azot)

Lichide 100 Sunt lichide la temperaturade refrigerareAparţin grupei “Alte

produse tartinabile”

Compoziţia chimică a margarinelor tari este asemănătoare untului (40%ulei) iar gradul de asimilare în organism este apropiat, fiind de 94,0-97% faţă de93,0-98,5 pentru unt.

Tabelul 2. Compoziţia chimică comparativă margarină-unt

Componentele Conţinutul %Margarină Unt

Materii grase 82-84 82-84Substanţe proteice 0,5-0,74 0,10,0Hidraţi de carbon 0,3-0,75 0,1,0Cenuşă + sare 0,15-2,00 0,25-2,0Fosfatide 0,005 0,75Apă <16,0 <16,0

4



1. Structura margarinei

Margarina este o emulsie A/U, în care faza de ulei este formată din uleilichid şi cristale de grăsime sau agregate cristaline, care prind picăturile fine deapă suspendate în ulei, într-o matrice tridimensională continuă, realizând astfel

o structură solidă. Numărul şi mărimea cristalelor sunt influenţate decompoziţia uleiurilor şi de modul de prelucrare.

Cristalizarea trigliceridelor dintr-o topitură suprarăcită se face într-oformă instabilă α-, care trece rapid în forma β’. Aceasta, poate trece, la rândul eiîn forma cea mai stabilă β dar după o perioadă de depozitare lungă sau latemperaturi ridicate.

Forma de cristalizare preferată în margarine şi “shorteninguri” este β’caracterizată printr-un număr mare de cristale cu dimensiuni mici ceea ceconferă acestor produse o structură netedă, respectiv onctuozitate. Ideal este camărimea cristalelor să fie atât de mică încât forţa gravitaţională să fie depăsităde adeziunea particulelor, spaţiul dintre ele devenind atât de mic, încât va fievitată separarea fazei lichide.

Cele mai multe uleiuri şi grăsimi care cristalizează în forma β’ conţincel putin 20% acid palmitic, care esterifică poziţia α a glicerinei.

Efectul direct al acidului palmitic asupra stabilităţii margarinelor esteevidenţiat prin reversiunea formei β’ în β, în timpul depozitării atunci când bazade grăsimi are un conţinut redus de acid palmitic.

Alegerea şi prelucrarea optimă a bazei de grăsimi pentru obţinerea uneistructuri dorite a margarinelor trebuie să respecte următoarele condiţii:

- baza de grăsimi trebuie să conţină minimum 50% grăsime consistentăsau minimum 20% ulei hidrogenat sau grăsime, care cristalizează în

forma β’ (în practică se adaugă 5-15% ulei de germeni de porumb sau palm pentru împiedicarea reversiunii formei β’ în β);- adaos opţional de cristalizatori (exemplu: tristearat de sorbitan);- formarea emulsiei prin amestecarea fazei apoase cu faza grasă în raport

obişnuit de 1:4, sub agitare continuă la temperatura de 40°C (latemperaturi mai mici de 37°C poate apărea cristalizarea);

- răcirea rapidă a emulsiei în aproximativ 18 secunde de la 40°C la 7°C;- solidificarea emulsiei, în mod obişnuit în condiţii statice, la o

temperatură cu aproximativ 5°C mai mare, care apare datorită eliberăriicăldurii latente de eliberare.

2. Proprietăţi fizice şi senzoriale ale margarinelorTabelul 3. Cerinţe de calitate ale diverselor margarineTipul margarinei Proprietăţi specifice

De masă Usor tartinabilă într-un domeniu relativ larg detemperatură. Corpolenţă suficientă la temperaturăambiantă. Topire rapidă în gură, fără senzaţie de“lipicios” sau “grişat”. Aromă plăcută, completă,eliberată imediat.

Culinare, pentrucoacere şi prăjire

Pentru coacere: plasticitate optimă pentru modelareusoară la presiune redusă; înglobare uşoară a aeruluicând este “bătută” pentru a conferi afânare;

Pentru prăjire: stabilitate la temperaturi înalte; lipsaacizilor graşi liberi fumigeni.

5



Proprietăţile fizice ale diverselor margarine sunt influenţate de următoriifactori:

- punctul de topire al trigliceridelor din componenţa bazei de grăsimi;- conţinutul total de substanţă uscată la o temperatură dată;- distribuţia trigliceridelor solide într-un domeniu larg de temperatură;

- modificarea polimorfică a stării cristaline a amestecului de grăsimi. Aspectul margarinei estedeterminat prin culoare şi luciu. Culoarea

margarinei este alb-gălbuie cu posibilitatea de potenţare prin adaos de coloranţi pentru a simula nuanţa untului. Luciul margarinei este dat de compactizareaemulsiei, respectiv de fermitatea reţelei cristaline. Un plus de luciu va apăreaatunci când uleiul lichid nu este înglobat suficient în reţea sau în cazulmargarinelor moi, care conţin o cantitate de ulei lichid mai mare decâtmargarinele tari.

Tartinabilitatea reprezintă capacitatea produsului de a fi modelat la presiune usoară şi este o funcţie dinamică a raportului trigliceridelichide/trigliceride solide, într-un domeniu de temperatură cuprins întretemperatura de refrigerare şi temperatura ambiantă.

Conţinutul de trigliceride solide (TGS) caracterizează comportareaamestecului de grăsimi la trecerea din stare lichidă în stare solidă.

Pentru:- TGS=17% - ideal tartinabilă;- TGS=35% - prea tare;- TGS=7% - prea moale sau uleioasă.

Onctuozitatea margarinei presupune o textură uniformă şi estedeterminată de mărimea cristalelor de grăsime, limitată la maximum 22 μm.Peste această limită apare “grişarea”, defect de structură care conduce la o

acceptabilitate redusă a produsului.Creşterea cristalelor poate fi împiedicată prin alegerea unei baze degrăsimi formate din tipuri diverse de uleiuri, observându-se uniformitateacompoziţiei în acizi graşi favorizând această creştere.

Topirea rapidă în gură este o caracteristică fizică însoţită de eliberareacompletă a aromei şi perceperea senzaţiei de “rece”.

Timpul de topire optim al margarinei la 4°C are valori cuprinse între 20şi 24 secunde, în cazul margarinei tari, 12 secunde pentru margarina moale faţăde 18 secunde pentru unt. Dacă margarina nu se topeşte complet la temperaturacorpului, defectele care apar sunt cunoscute ca “ceros” sau “lipicios”.

Aroma margarinei este rezultatul combinării componentelor de miros

al amestecului de grăsimi şi al componentelor de gust solubile în picăturile deapă din reţeaua cristalină. Sarea adăugată (2-3%) este principalul component degust din complexul de aromă, iar lactoza din lapte conferă o îndulcire moderată.Aromatizanţii adaugaţi conţin componente identificate în aroma untului, dintrecare cele mai importante sunt diacetilul, lactonele şi acizii grasi cu lanţ scurt deatomi de carbon.

3. Stabilitatea margarinei

Stabilitatea margarinei este importantă pentru fixarea perioadei deconservabilitate optimă cuprinsă între 6 şi 12 luni, în condiţii de refrigerare,

variabilă în funcţie de tipul margarinei şi de modul de păstrare în timpuldistribuţiei, vânzării şi depozitării în gospodărie.

6



Tabelul 4. Procese de degradare a margarinelor la depozitareProcesul Cauzele Măsuri de evitareAlterare

microbiologicăDezvoltarea mucegaiurilor şi drojdiilor. Umiditatea

liberă de la suprafaţă, mediu pentru dezvoltareamucegaiurilor

Formarea unor emulsiistabile. Limitarea adaosului

de lapte, nutrient pentrudezvoltareamicroorganismelor. Controlulmărimii picăturilor de apă.Adaos de conservanţi acizi(scăderea pH-ului la 5-6)

Autooxidare Depozitarea fără refrigerarea margarinelor moi cuconţinut mare de uleiurilichide

Adăugare de antioxidanţi

Fotooxidare Ambalarea margarinelor înmateriale necorespunzătoare

Ambalaje impermeabile lalumină (λ>455 nm)

4. Fabricarea margarinei

Etapele principale în fabricarea margarinei sunt:- pregătirea materiilor prime şi auxiliare

• alegerea bazei de grăsimi pentru margarină şi prepararea fazeigrase;

• prepararea fazei apoase;- prepararea şi prelucrarea emulsiei de margarină;

• prepararea emulsiei de margarină;• cristalizarea şi asigurarea plasticităţii ei;

- ambalarea margarinei şi temperizarea ei; Pregătirea materiilor prime şi auxiliare

Alegerea bazei de grăsimi si prepararea fazei grase – baza grasăreprezintă un amestec de uleiuri fluide, hidrogenate şi grăsimi solide sausemisolide (vegetale sau animale), dar poate fi utilizat şi un singur tip de ulei caşi constituent al bazei de grăsimi (exemplu: ulei de floarea-soarelui)

Amestecul de grăsimi destinat pentru trei tipuri de margarineconsiderate de baza (tare, moale sau în tub), precum şi margarina dietetică cuun conţinut caloric scăzut trebuie să îndeplinească urmatoarele condiţii pentru ase produce o margarină finită cu caracteristici cerute de consumator, aromacorespunzatoare şi menţinerea calităţii şi caracteristicilor de topire:

- să fie plastic într-un interval de temperatură relativ larg de la 10°C la30°C;

- să se topească complet la 37°C;- să se respecte o curbă de topire dorită, în funcţie de tipul de margarină

(tabelul 5).

Tabelul 5. Valorile TGS în funcţie de temperatură

Tipul margarinei TGS10°C 21,5°C 33,3°C

7



Margarină tare 27 14,2 2,5Margarină moale

sau în tub13 7 2,3

Principalele componente ale bazei de grăsimi din ţara noastră sunt:

- ulei fluid de floarea soarelui;- ulei hidrogenat de floarea-soarelui, singur sau în amestec cu ulei de

soia, rapiţă, germeni de porumb.Înainte de utilizare în faza grasă, amestecul de grăsimi este dezodorizat

(la aproximativ 250°C, la 6 mm Hg timp de 40 de minute).Amestecul de uleiuri şi grăsimi selectate este încălzit la peste 30°C,

adăugându-se ingrediente liposolubile:- mono- şi digliceride, uneori lecitină (0,2%);- aromatizanţi (aromă de unt – 0,05%);- coloranţi alimentari (annato, β-caroten, extracte vegetale de roşii –

0,05%);- vitamine: A şi D în scop nutriţional (20.000 – 50.000UI/kg respectiv

300 – 3000 UI/kg).

Prepararea fazei apoase – faza apoasă, maximum 16,6% din emulsieeste formată în principal din apă sau lapte şi apă, proporţia de lapte fiind de 6-10% în care se adaugă ingrediente solubile în apă.

Tabelul 6. Compoziţia fazei apoase a margarinelor obişnuiteMaterii prime şi

ingredienteCaracteristici şi condiţii de utilizare

Lapte integralLapte degresatLapte praf degresat

Substanţă uscată negrasă 8%, grăsime 3,2%Grăsime 0,1%Solubilitate >91% la 70°CAciditate maximum 21°TPasteurizare la 63-65°C/120minute sau la75°C/10minuteSe pot cultiva bacterii lactice în scopul produceriiunei arome distincte

Apa Potabilă, să nu conţină Cu, Fe, maximum 0,5mg/l,Mg maximum 1 mg/lDuritate permanentă <14

Sare 0,2-0,7% (conţinut scăzut), maximum 1,5%. Să nuconţină Cu, Fe maximum 5 mg/kg, Mg maximum1 mg/kgPotenţiază aroma, acţionează ca inhibitor microbian, reduce stropirea în timpul prăjirii

Acid citric Reduce pH-ul la ~5,3. Potenţiază inhibareamicrobiologică.

EDTA Agent de chelare al ionilor metalici dinechipament sau din alte componente ale fazeiapoase

Laptele destinat fabricării margarinei se fermentează în scopuldezvoltării aromei similare untului.

8

Lapte cuaciditate <21°T

Pasteurizare

Însămânţare

Fermentare la 12-16°C, t=12-18h, până la aciditate 75-80°T[pH=4,3-4,5 (5,2-5,5)]

Răcire la 50°C

Cultură de producţie de bacterii lacticeformatoare de diacetil şi acetoină



Fig. 1. Pregătirea laptelui utilizat la fabricarea margarinei

9

Laptefermentat



Prepararea şi prelucrarea emulsiei de margarină.

Fig. 2. Schema tehnologică simplificată a margarinei

Într-un sistem semicontinuu, fazele grasă şi apoasă pregătite în şarje, întancuri separate sunt emulsionate într-un rezervor de amestec cu agitator, cu

posibilitatea de control al temperaturii. Emulsia este apoi suprarăcită într-unschimbător de căldură prevăzut cu sistem de raclare. Indiferent de tipul desistem, discontinuu sau continuu, în timpul operaţiilor, au loc aceleaşi procese,sistemul continuu fiind superior pentru obţinerea unor margarine de calitate.

Prepararea emulsiei de margarină. Această operaţie presupuneamestecarea fazei grase cu faza apoasă în raport de 4:1, care previnecristalizarea.

Emulsionarea completă are loc prin trecerea emulsiei din tancurile de premix prin pompe de emulsionare (de înaltă presiune, 20-40 barri). Uneori, pentru a mări rezistenţa margarinei la păstrare, emulsia obţinută se pasteurizează la 85-90°C, cu răcire rapidă la 12-14°C. În acest mod suntdistruse microorganismele şi enzimele care pot provoca râncezirea cetonică,

precum şi bacteriile coliforme.Cristalizarea este cea mai importantă fază pentru asigurarea structurii

dorite a margarinei. Cristalizarea are loc prin răcire rapidă (7-10°C timp de 5-10secunde) şi amestecare energică a emulsiei, folosind expansiunea directă agazelor de refrigerare (NH3, freon, propan), în cilindrii instalaţiilor Kombinator

sau Votator în care se obţin centrii de cristalizare de forma α- metastabilă.Margarinele spumate se obţin prin introducerea aerului sau a unui gaz inert în

Faza grasă Faza apoasă

Emulsionare

Pasteurizare

Solidificare

Margarină

La modelare

10



emulsie în cantităţi limitate producând creşterea volumului margarinei, în modobişnuit cu 50%.

Ambalarea şi temperizarea margarinei – margarina se modelează înforme rectangulare şi se ambalează în hârtie pergaminată şi în folie aluminiu,sistem impermeabil pentru apă si grăsimi. Pachetele sunt introduse apoi în cutiide carton cu capacităţi diferite.

Margarina moale este ambalata în tuburi din material plastic (PVC) şi

apoi în cutii de carton. Deoarece creşterea cristalelor continuă în tub, având carezultat obţinerea unei structuri complet stabilizate, margarina moale setemperizează în camere speciale, timp de ~24 h, la ~7°C.

De la tancuri de premix

Pompă de înaltă presiune

Răcitoare

Valvărotativă

Cristalizatoare

Marga-rinătare

Lamodelare


Pompă

Răcitoare

Injecţie de gaz

Cristalizator

Lamodelare

Margarinăspumată


Pompă

Injecăie de gaz(opţional)

Răcitor

La umplere

Margarină moale

11



Înainte de trecerea în depozitul de mărfuri, margarinele ambalate suntţinute în condiţii controlate la 5-10°C timp de 48 h, durată consideratăsuficientă pentru producerea cristalelor în formă de β’ şi atingerea stării stabile.

5. Aspecte nutriţionale

Margarinele sunt produse alimentare nutriţionale, prin conţinutul degrăsimi şi vitamine (E, conţinută de uleiurile din baza de grăsimi, A şi D dinadaosuri), compoziţia lor fiind supusă reglementărilor legale:

- grăsimea totală minimum 80%, grăsime din lapte maximum 10%;- substanţe proteice ~0,2%;- hidraţi de carbon ~1%.

Valoarea energetică este de 740 Kcal/100 g, fiind similară untului.

Tabel 7. Compoziţia în acizi graşi a diferitelor tipuri de margarineTipul de

margarinăAcizi grasi, g% Colesterol

mg/100 gSaturaţi Mononesaturaţi Polinesaturaţi

Tare (grăsimianimale şivegetale)

30,4 36,5 10,8 285

Tare (grăsimivegetale)

35,9 33,0 9,4 15

Moale(grăsimianimale şivegetale)

26,9 37,2 13,8 225

Moale(grăsimivegetale)

25,0 31,0 21,8 9

Polinesaturată 16,2 20,6 41,1 7Produsetartinabile cuconţinut scăzutde grăsime

1,2 17,6 9,9 6

Cu toate acestea, grăsimile din margarine au şi un rol negativ asupraorganismului:

- sunt încorporate în membrana celulelor sistemului imunitar, împiedicândactivitatea acestora. Aceasta înseamna sensibilitate mai mare la infectii, laintoxicaţii, la cancer. Nutriţioniştii spun că nu există mijloc mai eficient de

paralizare a sistemului imunitar decât consumul de margarină şi de alimente prăjite;- iau locul anumitor substanţe naturale care au rolul de a curăţa pereţii vaselor de sânge, ceea ce înseamna sclerozarea acestora, cu rezultate nefaste pentruinimî, creier, sistemul circulator pe ansamblu;- favorizează formarea de depozite de grîsime pe talie şi pe fese, precum şiapariţia celulitei;- solicită excesiv ficatul pentru a fi metabolizate.

12



6. Consideraţii privind utilizarea frigului artificial şi a aerului condiţionat înindustria margarinei.

Aerul condiţionat se foloseste în industria alimentară în scopul depozităriimateriilor prime şi a produselor finite precum şi la realizarea unor procesetehnologice care necesită condiţii speciale de temperatură şi umiditate diferite de celeale mediului exterior.

Aerul condiţionat este utilizat pe scară largă în aproape toate ramurile industrieialimentare. Un mare consumator de aer condiţionat este industria margarinei. Astfel,depozitarea margarinei se realizează într-o încăpere specială unde trebuie asigurataerul condiţionat.

Parametrii aerului umed trebuie să aibă:• -2 - 2˚C• umiditatea relativă ρ =60…80%

• un raport de recirculare a aerului Lr ∕ Lp=4 ∕ 1Lr- debit de aer recirculat;Lp- debit de aer proaspăt;

• viteza de deplasare w=0,3 m ∕ s.Aerul utilizat trebuie să fie curat, lipsit de noxe, întrucât vine în contact cu

semifabricatul şi produsele alimentare.Pentru crearea condiţiilor de mediu ambient specific produselor tehnologice

diferite faţă de mediul ambiant, se utilizează instalaţii industriale care să asigureaceste condiţii.

În ultimul timp, pentru depozitarea produselor alimentare cu materii primenecesare, se utilizează aer condiţionat, iar în incintă trebuie să existe o microfloră

controlată.

AERUL UMED.

Aerul umed este utilizat ca agent de lucru în numeroase procese termodinamice prin care se realizează procese de transfer de căldură însoţite de regulă şi deschimbări de masă respectiv de umiditate.

În procesele de ventilare şi climatizare, la refrigerare şi congelarea produselor alimentare se utilizează aerul umed ca agent termodinamic.

Fenomenele care însoţesc aceste transformări sunt influenţate atât cantitativ câtşi calitativ de proprietăţile fizico-chimice, termodinamice şi igienice ale aeruluiutilizat. Aerul atmosferic curat şi uscat conţine azot şi oxigen care sunt gazelecomponente ale aerului alături de alte gaze în cantităţi mici: Ar, Co2, Ne, Cr, He, O3,Ra în proporţii neglijabile.

Aerul este însoţit întotdeauna de vapori de apă, fapt pentru care este denumitaer umed. Chiar în zonele cele mai umede de pe glob, aerul conţine o anumităcantitate de apă. Conţinutul de vapori în amestec poate fi mai mare sau mai mic;definim astfel o anumită stare a aerului.

Prezenţa în aerul atmosferic a impurităţilor influentează nefavorabil proprietăţile igienico-sanitare ale acestuia. Având în vedere conţinutul redus desubstanţe străine ce influenţează aerul se admite ca suport fizico-matematic al

acestuia numai aerul umed cu caracteristicile sale.

13



De asemenea, pentru aerul umed se iau în considerare doar componenţii principali (N si O) cu participaţie volumetrica 79% N şi 21% O, respectiv 77% N si23% O ca participaţie gravimetrică. Mărimile de stare ale aerului umed:

TEMPERATURA:

În concordanţă cu principiul 0 al termodinamicii, temperatura unui sistem este proprietatea care indică dacă un sistem se găseşte în echilibru termic faţă de un altsistem. Temperatura şi căldura sunt două noţiuni distincte din punct de vederetermodinamic.

Temperatura este cel mai important factor în tehnica condiţionării aerului, încalcule se definesc 3 noţiuni de temperatură:

Temperatura termometrului uscat T [˚C], temperatura termometrului umed Tu[˚C] şi temperatura punctului de rouă Tr [˚C].

Temperatura termometrului uscat este o măsură a căldurii sensibile a aeruluiumed ce caracterizează doar intensitatea căldurii şi nu mărimea totală a călduriiaerului. Se măsoara cu un termometru obişnuit cu rezervor uscat şi ecranat împotrivaradiaţiilor.

Temperatura termometrului umed se defineşte ca fiind cea mai scăzutătemperatură a unui film superficial de apă care se vaporizează liber în aer. Pentru avaporiza la orice temperatură, trebuie asigurată căldura latentă. Aerul în contact cuapa poate aspira această căldură. Ca urmare conţinutul caloric al aerului semicşorează iar temperatura aerului scade. Tu se măsoară cu un termometru obişnuitcu rezervorul înfăşurat într-un tifon îmbibat în apă. Pe rezervorul termometrului se

produce un proces de evaporare, fenomen determinat de tendinţa aerului de a sesatura în vapori de apă când presiunea parţială (Pv >Ps). Prin evaporare Pv creşte în

spaţiul limitrof al termometrului creându-se un gradient de presiune a vaporilor deapa sub acţiunea cărora vaporii difuzează.Procesul este cu atât mai puternic cu cât presiunea parţială a vaporilor de apă

este mai mare presiunea de saturaţie. Întrucât căldura necesară evaporării apei este preluată de aer, căldura sensibilă a acestuia se micşorează şi temperatura lui scade până la o valoare minimă. În felul acesta temperatura termometrului umed indică ovaloare mai mică de cea a termometrului uscat.

Temperatura punctului de rouă (Tr) este temperatura termometrului uscat lacare aerul atmosferic devine saturat în vapori de apă iar vaporii de apă condenseazăsub formă de picături.

Se obţine printr-un proces de răcire izobară, pentru care presiunea parţială a

vaporilor de apă devine egală cu presiunea de saturaţie: Pv=Ps.Umiditatea relativă a punctului de rouă este totdeauna pe curba ζ=100%.

PRESIUNEA.

Considerând aerul umed ca un amestec format din aer uscat şi vapori de apă,deosebim presiunea aerului umed corespunzătoare presiunii atmosferice, respectiv

presiumea biomagnetică pentru zona respectivă. Presiunea barometrică depinde dealtitudine şi condiţiile meteorologice.

La altitudine 0 (nivelul mării) P=760 mmHg.La 1000 m P=674,08 mmHg.

La 1500 m P=634,17 mmHg.La 4000 m P=462,23 mmHg.

14



La 8000 m P=256,89 mmHg.

Presiunea parţială de vapori reprezintă presiunea pe care ar exercita-o vaporiidin amestec dacă ar ocupa singuri, la aceeaşi temperatură, volumul întregului amestecPv. Pentru o temperatură dată şi o presiune totală aerul conţine o anumită cantitate de

vapori. Daca conţinutul este maxim în vapori, aerul se defineşte ca fiind aer umedsaturat.

Pentru aerul nesaturat corespunde o valoare maximă a presiunii parţiale avaporilor de amestec, numită presiune de saturaţie (Ps).

Ps este dependentă de presiunea barometrică, variind în funcţie de temperaturăşi fiind cu atât mai mic cu cât temperatura creşte. Pentru aerul umed nesaturatcorespunde la aceeaşi temperatură o presiune parţială a vaporilor de apă mai maredecât presiunea de saturaţie şi poate fi exprimată:

Ps⋅= ρ Pv

Umiditatea aerului umed

Aerul umed se poate prezenta în raport cu cantitatea de apă pe care o conţine laaceeaşi temperatură şi presiune barometrică ca aer saturat, nesaturat sau suprasaturat.

7. Consideraţii privind tipurile de agregate de condiţionare, instalaţiifrigorifice şi agenţi frigorifici utilizate în industria margarinei.

În industria alimentară aerul condiţionat se foloşeste pentru realizarea unor

procese tehnologice care impun condiţii de puritate, de temperatură şi umiditatediferite de cele ale mediului ambiant.Aceste condiţii în care are loc procesul de condiţionare a aerului se numesc

condiţii de microclimat.Există două tipuri de microclimat:- microclimat industrial- microclimat de confortMicroclimatul industrial este determinat de natura procesului tehnologic.

Condiţiile de microclimat sunt specifice procesului tehnologic care are loc în incintaclimatizată.

Aerul condiţionat se obţine în instalaţii complexe care pot lucra în diferite

regimuri şi care asigură indiferent de parametrii mediului ambiant aer condiţionat pentru desfăşurarea normală a procesului tehnologic.

Procedeele care stau la baza realizării temperaturilor scăzute pot fi împărţite îndouă categorii:

- procedee care folosesc agent frigorific- procedee fără agent frigorific.Procedeele care folosesc agent frigorific pot fi:

- în circuit deschis ( prin utilizarea gheţii, a amestecurilor refrigerente, a agenţilor frigorifici, sau criogenici, prin evaporarea apei sau aaltor lichide)

- în circuit închis cand agentul parcurge componentelesistemului închis şi suferă o serie de transformări termodinamice ce formeazăun ciclu frigorific.

15



Procedeele în circuit închis sunt realizate cu ajutorul unor instalaţiifrigorifice care sunt formate din maşini, aparate de schimb de caldură,recipiente, aparate de măsură şi control, automatizări etc.

Asemenea instalaţii se bazează pe vaporizarea unor lichide la saturaţiedenumite agenţi frigorifici şi pot utiliza comprimarea mecanică de vapori,

comprimarea vaporilor cu ajutorul ejectoarelor sau comprimarea de vapori cuajutorul compresoarelor termochimice.

Instalaţia frigorofică funcţionează dacă există cel puţin două surse decaldură:- o sursă rece (corpul sau mediu răcit) şi o sursă caldă reprezentată înmod obişnuit prin mediu înconjurător în care se evacuează căldura.

Parametrii pentru realizarea condiţiilor de microclimat variază avândtemperaturi minime şi maxime şi umidităţi relativ minime şi maxime.

În principiu, schema unei instalaţii de climatizare se compune din:- ventilator de evacuare V.E cu rol de a evacua debitul aspirat parţial în

exterior şi care prin recirculare îl reintroduce în circuitul de climatizare;- clapeta de reglaj C.R. determină proporţia de amestecare dintre aerul

proaspăt şi aerul recirculat;- filtru F are rolul de a filtra aerul care urmează a fi introdus în incintă;- bateria de încălzire B.I. încălzeşte aerul;- umidificatorul U. cu rol în asigurarea unei umidităţi corespunzatoare;- bateria de răcire B.R. răceşte aerul;- bateria de răcire -încălzire este cea care determină temperatura finală a

aerului( temperatura pe care dorim să o atingem)- ventilatorul de introducere V.I. introduce aerul în incinta unde

parametrii aerului sunt daţi de t I ,v I ,H.În figura de mai jos este reprezentată schema unei instalaţii de

condiţionare a aerului:

G.R.-gura de refulareG.A.-gura de aspiraţie

Schema şi ciclul teoretic al instalaţiei frigorifice cu compresie mecanică devapori într-o treaptă:

16



C-compresor; V.L-ventil de laminare.

Unde: h - este entalpia aerului (cantitatea de caldură conţinută în unitatea devolum)

X - este cantitatea de umiditate pe care o conţine aerul (g aer umed / kgaer uscat)

Tratarea aerului şi obţinerea aerului climatizat se poate afla cu ajutoruldiagramei Moliere( h-x sau I-d)

Curba ϕ =100% delimitează zona de ceaţă , de zona de umiditate şireprezintă de fapt curba de saturaţie. Ea ne arată că, cantitatea de apă cuprinsă

într-un kg de aer uscat este maximă. Depăşind aceasta ajugem în zona de

17



ceaţă , deci izotermele t = ct.de sub curba ϕ =100% se restrâng în zona de ceaţăceea ce înseamnă că avem aer umed suprasaturat până la izoterma t=0 0 C subcare avem zona de gheaţă.

Procesul de încălzire sau răcirea aerului se poate realiza menţinândîntotdeauna un parametru constant.

Astfel se disting:-procese la umiditate constantă-procese izoterme (la temperatură constantă)-procese izentalpice (la entalpie constantă).

Procesul de încălzire al aerului la umiditate constantă este reprezentat înurmatoarea figură:

Se consideră aerul umed cu starea 1 determinată prin doi parametrii:-temperatura t1 , şi o umiditate relativă 1ϕ .

Din diagramă se determină x 1 si h1 . Acest aer este circulat peste osuprafaţă caldă, uscată şi se încălzeşte la x=ct. până în starea 2 cu temperatura

dorită t 2 . Agentul termic folosit poete fi apa caldă sau gaze calde care trebuiesă aibă temperatura t g , t g >t 2 .

Cantitatea de caldură necesară încălzirii unui kg de aer uscat, respectiv(1+x1 ) kg aer umed este:

q12 =h 12 h− =∆ h>0

Prin încălzire umiditatea relativă a aerului scade, 12 ϕ ϕ < , iar umiditatea

absolută rămâne constantă x 12 x= .Schiţa unei celule de climatizare care funcţionează la umiditate constantă

se prezintă în figura următoare:

Unde:P-pompa ; F- filtru ; BR- baterie de racire.

18



CU- camera de umidificareB.P.R-baterie de preîncalzireB.I-baterie de încalzire

Reprezentarea în diagrama h-x a procesului de condiţionare a aerului in sezonulcald.

Utilizarea frigului artificial la fabricarea şi conservarea produselor alimentare reprezintă un element esential în ceea ce priveşte valorificareasuperioară a materiilor prime alimentare.

Alegerea agentului frigorific depinde de tipul compresorului, detemperaturile de vaporizare şi de condensare şi de domeniul de utilizare afrigului produs.

Agenţii frigorifici sunt fluide care transportă caldura în cadrul uneiinstalaţii frigorifice, caldură preluata de la corpul cald către mediul ambiantreprezetat prin apa sau aerul de răcire al condensatorului.Ca agenţi frigorifici se folosesc douş tipuri de compuşi:

- anorganici (NH 3 , H 2 O, CO 2 )- organici (freoni).

Freonii cei mai utilizaţi ca agenşi frigorifici sunt: R11; R12; R22; R502;R113; R114.

Pentru a diferenţia agenţii frigorifici după acţiunea asupra stratului deozon, s-a introdus potenţialul de distrugere a stratului de ozon ODP.

Amoniacul este cel mai utilizat agent frigorific din instalaţiile cucompresie mecanică de vapori atât la noi în ţară cât şi pe plan mondial. Încondiţiile de lucru curent întâlnite în industria alimentarî, presiunea decondensare a amoniacului nu depaşeşte 14-16 bar, iar presiunea de vaporizarescade sub cea atmosferică de abia la valori inferioare temperaturii de –33,4 0 C.

Freonii sunt utilizaţii pe scară largă în tehnica frigului datorită:- avantajele pe care le prezintă: neutralitate chimică, exponenţi adiabatici

mici, temperaturi mici la finele comprimării.- dezavantajele freonilor: vâscozitate redusă, solubilitatea cu uleiul de ungere,coeficienţi de transfer de căldură mai mici ca la amoniac.

Pentru ca agentul frigorific să fie util trebuie să aibă o temperatură câtmai mică, respectiv punctul triplu cţt mai mic.

Apa nu poate fi utilizată decât pentru răciri până la 0 0C. Toatesubstantele chimice pure au punct critic specific deasupra căreia nu există decâtstare gazoasă. Pentru condensarea acestora se execută o prerăcire până la o

valoare inferioară punctului critic.

19



Bibliografie

1. Arctander S., 1969, Perfume and flavor chemicals, Montclair N.J. Eds;2. Glories, 1978, Annales de la nutrition et de l’alimentation ;

3. Ribereau Gayon J., Peynaud E. şi Lafourcade S., 1952, C.R. Acad. Sc.Paris ;

4. Frémy D. şi Frémy M., 1986, Tout pour tous Guid, Ed. Robert LaffontS.A., Paris;

5. C. Banu et al., Manualul inginerului de industria alimentară

20

Mar Gar in A

Documents

Transcript of Mar Gar in A