transcription

1 MACHINES ET ÉQUIPEMENTS TECHNOLOGIQUES DES BIOTECHNOLOGIES "Produits alimentaires d'origine animale" et "Machines et équipements technologiques" du niveau licence et master Saint-Pétersbourg GIORD 2015

2 UDC 664 LBC Ya73 T38 Auteurs : Alekseev G. V., Antufiev V. T., Kornienko Yu. I., Palchikov A. N., Gromtsev A. S., Ivanova M. A. T38 manuel / G. V. Alekseev, V. T. Antufiev, Yu. I. Kornienko [et autres]. SPb. : GIORD, p. : malade. ISBN Le livre contient des informations de base sur le but, la classification, la conception et le fonctionnement des machines technologiques et des équipements biotechnologiques. Des méthodes et des exemples de calcul sont donnés, des orientations prometteuses pour le développement d'équipements biotechnologiques sont indiquées. Le manuel est destiné aux étudiants qui étudient dans la spécialité "Génie alimentaire des petites entreprises" et les domaines d'études "Alimentation à partir de matières premières végétales", "Aliments d'origine animale" et "Machines et équipements technologiques" aux niveaux du premier cycle et des cycles supérieurs, et peut également être utilisé par des spécialistes travaillant dans les industries respectives. UDC 664 BBK Ya73 ISBN GIORD Publishing House LLC, 2015

3 Table des matières Préface Chapitre 1. CONCEPT DE PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES ET CLASSIFICATION DES MACHINES ET ÉQUIPEMENTS TECHNOLOGIQUES DES BIOTECHNOLOGIES Le concept de bio procédés technologiques sur le production alimentaire Classification des machines et équipements technologiques des biotechnologies Chapitre 2. MACHINES ET ÉQUIPEMENTS TECHNOLOGIQUES POUR LES PROCÉDÉS BIOSYNTHÉTIQUES ET LES BIOTECHNOLOGIES Bioréacteurs pour la culture de micro-organismes et de plantes salage et salage des milieux alimentaires Appareils pour le salage par injection Appareils pour le salage des peaux Equipements pour la maturation des milieux alimentaires Appareils pour la fabrication Fromagerie Fromagerie Equipement pour fumer les milieux alimentaires Usine de fumage Générateur de fumée lavage des fruits et légumes

4 Table des matières Lave-tambours Lave-bouteilles Equipement de nettoyage et de séparation des matières premières agricoles en vrac Machine de nettoyage des grains Tamiseur cylindrique Tamis à farine Equipement de contrôle, calibrage et tri des matières premières en morceaux Calibreuse de fruits Trieuse de hareng Equipement de séparation des matières premières végétales et animales matériaux Machine à éplucher Machine à écorcher Machine à nettoyer les écailles de tambour Équipement pour broyer les milieux alimentaires Concasseur à marteaux Calcul de l'homogénéisateur Coupeur de betteraves Broyeur Cutter Équipement pour le tri et l'enrichissement des produits en vrac Tamiseuse Machine à pulvériser Équipement pour séparer les milieux alimentaires inhomogènes de type liquide Séparateur Centrifugeuse Filtre à vide à tambour Equipement pour mélanger des milieux alimentaires Pétrin à pâte Pétrin à palettes Mélangeur à viande Matériel de mise en forme de milieux alimentaires Presse à pâtes Façonneuse de pâte Moule à bonbons Extrudeuse Ashina

5 Table des matières Chapitre 4. ÉQUIPEMENT POUR LES PROCÉDÉS D'ÉCHANGE DE CHALEUR ET DE MASSE Appareil pour tempérer et augmenter la concentration des milieux alimentaires Four de boulangerie Four à rôtir Cuve d'échaudage Appareil pour refroidir et congeler les milieux alimentaires Refroidisseur d'air Congélateur Eskimogénérateur Chambre de refroidissement Appareil pour la diffusion et l'extraction des aliments Appareil de diffusion inclinée Extracteur Appareil de cristallisation de milieux alimentaires Cristalliseur sous vide Huilier Cristalliseur-superrefroidisseur cylindrique Appareil de traitement de rectification de milieux alimentaires (appareil de rectification) Chapitre 5. EQUIPEMENT POUR LE CONDITIONNEMENT DES PRODUITS ALIMENTAIRES dosage produits alimentaires et produits Doseur à disques Diviseuse de pâte Machines pour emballer et emballer des produits en vrac et des produits à la pièce

6 Table des matières Productivité des machines de différentes classes Dispositif à rouleaux pour l'alimentation des matériaux d'emballage Mécanismes des organes de travail dans les machines de la classe II Machines de remplissage de produits liquides et pâteux Machine de remplissage Remplissage et emballage automatiques de fromage cottage Chapitre 6. SYSTÈME DE MAINTENANCE ET DE RÉPARATION DES ÉQUIPEMENTS DE BIOTECHNOLOGIE réparation de machines et d'appareils Dispositions générales systèmes d'entretien et de réparation des équipements des entreprises Industrie alimentaire Maintien de l'équipement en production Exigences de base pour l'entretien de l'équipement Entretien de l'équipement Obligations et responsabilités du personnel d'exploitation dans la préparation de l'équipement pour la réparation Obligations du personnel d'exploitation de se conformer aux exigences du système d'entretien et de réparation Réparation de l'équipement Types de réparations Planification des réparations Normes pour le temps de fonctionnement de l'équipement entre les réparations, les temps d'arrêt dans les réparations et les réparations à forte intensité de main-d'œuvre. La procédure de révision des normes La procédure d'acceptation des équipements pour réparation. Documentation technique pour les réparations Formulaires et méthodes pour effectuer les réparations Précautions de sécurité pour maintenance et réparation Procédure de réception du matériel en réparation Arrêt de la réparation Financement des travaux de réparation Liste bibliographique

7 AVANT-PROPOS Conformément à la doctrine de la sécurité alimentaire en Russie, l'objectif principal et les priorités du développement de l'alimentation et industrie de transformation dans le système complexe agro-industriel visent la production de produits alimentaires sûrs à partir de leurs propres matières premières et sur des équipements domestiques. La communauté d'objectifs, d'exigences en matière de matières premières et de produits sert de base au développement d'un système conceptuel de soutien scientifique et technique pour la production alimentaire. La production alimentaire moderne est un ensemble de processus technologiques séquentiels scientifiquement fondés pour le traitement de matières premières d'origine végétale et animale afin d'obtenir des produits alimentaires d'une qualité et d'une durée de conservation données. Bon choix l'équipement technologique de la production alimentaire garantit la fiabilité de son fonctionnement, sa durabilité, ses coûts d'exploitation minimaux et, par conséquent, la sortie de produits de haute qualité. Avec la variété moderne des industries alimentaires qui y sont utilisées équipement technologique a de nombreuses conceptions et diffère dans le principe de fonctionnement. Le choix de l'un ou l'autre équipement technologique est une tâche multifactorielle, qui nécessite à chaque fois de prendre en compte diverses exigences et conditions. Dès le début de leur connaissance des calculs et de la conception des équipements biotechnologiques modernes, les étudiants doivent représenter l'éventail des connaissances qu'ils doivent maîtriser. Par conséquent, la sélection et le calcul de l'équipement pour l'étudiant, en particulier au stade de l'obtention du diplôme travail admissible, présente une certaine difficulté, puisque dans chaque manuel ou guide d'étude souvent différentes méthodes de calcul sont proposées, pas toujours confirmées par des exemples. Le but de ce manuel est de systématiser les connaissances précédemment acquises des étudiants sur les équipements technologiques utilisés dans l'industrie alimentaire et d'utiliser les méthodes et exemples de calculs de machines et d'appareils dans l'étude de disciplines spéciales et fondamentales. Le manuel "Machines et équipements technologiques des biotechnologies" couvre les principaux équipements technologiques de réfrigération, de traitement thermique et mécanique des produits carnés et du poisson, du lait 9

8 Préface et fruits, fruits et légumes, produits céréaliers, produits culinaires et plats cuisinés, leur conditionnement et étiquetage. La manière de présenter le matériel vous permet de vous concentrer sur l'étude du sujet, éliminant ainsi le besoin d'une collecte parallèle d'informations dans de nombreux livres et manuels. La présence de dessins ou de schémas d'équipements, de calculs de résistance ou thermiques détaillés, de calculs de performances avec une explication préliminaire de la méthodologie facilitent grandement la compréhension des processus dans cette conception. Les données fournies dans le manuel peuvent être utiles pour les professionnels travaillant dans les industries concernées. Les auteurs expriment leur profonde gratitude aux examinateurs Docteur en sciences techniques, professeur, chef du département de génie de la production de viande et de produits laitiers de l'Institut de réfrigération et de biotechnologie de l'Institut national de Saint-Pétersbourg université de recherche technologies de l'information, mécanique et optique (NRU ITMO) V.A. Aretu et Ph.D. Sc., professeur agrégé, chef du département de logistique de l'Académie militaire de logistique LN Rudakov.

9 Chapitre 1 LA NOTION DE PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES ET LA CLASSIFICATION DES MACHINES ET ÉQUIPEMENTS TECHNOLOGIQUES DES BIOTECHNOLOGIES 1.1. Le concept de procédés biotechnologiques dans la production alimentaire Les procédés biotechnologiques sont basés sur les lois de la biochimie et de la biophysique. De tels processus se produisent dans certaines conditions qui fournissent la relation nécessaire entre l'énergie d'activation et l'énergie du mouvement thermique des molécules ou de leurs liaisons individuelles, provoquant la rupture des liaisons existant entre les liaisons individuelles des molécules et leur réorientation. Selon les types d'impacts, les processus biotechnologiques peuvent être divisés en processus biochimiques et microbiologiques. Les processus biochimiques reposent sur l'utilisation de catalyseurs biologiques (enzymes), en présence desquels se produisent des transformations biochimiques de matériaux biologiques (coagulation de protéines, hydrolyse de glucides, etc.). Les enzymes sont introduites dans des matériaux biologiques par des processus hydromécaniques ou elles peuvent être des composants naturels de matières premières biologiques. Les procédés microbiologiques reposent sur des transformations biocatalytiques irréversibles de matériaux biologiques dues à des enzymes produites par des micro-organismes. L'activité vitale des micro-organismes se déroule dans des environnements contenant des nutriments. La principale spécificité de tous les procédés biotechnologiques est qu'ils impliquent nécessairement, dans un rôle ou un autre, des objets biologiques protéiques ou des substances biologiques de nature protéique. Dans le même temps, tout processus biotechnologique se concentre sur l'un des deux phénomènes suivants : soit la biosynthèse, la formation de nouveaux composés aux propriétés utiles pour le consommateur, soit la biocatalyse, qui entraîne la transformation de certains composés en d'autres (biotransformation) ou la décomposition de substances à structure complexe en composés simples (biodégradation) . Onze

10 Chapitre 1. Le concept de processus technologiques Une autre caractéristique des processus biotechnologiques (à la fois biosynthétiques et biocatalytiques) est que des processus biologiques spécifiques (biochimiques, physiologiques, microbiologiques, etc.) s'accompagnent de processus physiques et physiques typiques, de transfert de masse, hydrodynamiques et autres. processus. La spécificité des procédés biotechnologiques nécessite l'utilisation d'équipements spéciaux, qui tiennent compte au maximum des caractéristiques de ces procédés. Ces équipements comprennent notamment des bioréacteurs complexes dispositifs techniques fournissant conditions optimales pour le développement ou l'action d'objets biologiques, à la suite desquels soit la biosynthèse de composés utiles, soit la biodégradation ou la biotransformation de presque toutes les substances organiques naturelles est réalisée. ; selon la méthode de culture; par la structure du cycle de travail; selon les conditions d'asepsie ; selon les conditions d'aération ; selon la méthode d'apport d'énergie ; sur l'organisation du mélange et de l'aération, etc. Selon la direction des processus biologiques, on distingue les bioréacteurs pour les processus biosynthétiques et biocatalytiques. Selon la méthode de culture, on distingue les bioréacteurs pour la culture en profondeur et en surface. Toute culture d'objets biologiques s'effectue par l'interaction de trois phases solide, liquide et gazeuse. Avec une culture en profondeur, le développement d'objets biologiques se produit dans tout le volume d'un milieu nutritif liquide saturé d'air (lors de l'utilisation de cultures aérobies) et avec une culture en surface uniquement dans un film à la surface d'une fine couche de substrat liquide. Dans certains bioréacteurs, la culture s'effectue dans des conditions où le rôle de la phase liquide est minimisé ; il ne fait qu'augmenter

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MACHINES TECHNOLOGIQUES

ET EQUIPEMENTS BIOTECHNOLOGIES

comme manuel pour les étudiants des établissements d'enseignement supérieur qui étudient dans la spécialité 260602 "Génie alimentaire des petites

entreprises » et domaines de formation 260100 « Alimentation

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Machines et équipements technologiques des biotechnologies: manuel / T38 G. V. Alekseev, V. T. Antufiev, Yu. I. Kornienko [et autres]. - Saint-Pétersbourg. : GIORD, 2015. - 608 p. : malade.

ISBN 978-5-98879-179-9 Le livre contient des informations de base sur le but, la classification, la conception et le fonctionnement des machines technologiques et des équipements biotechnologiques.

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UDC 664 BBK 36.81-5ya73 © GIORD Publishing House LLC, 2015 ISBN 978-5-98879-179-9 ........................... ......... 9 Chapitre 1. LA NOTION DE PROCÉDÉS TECHNOLOGIQUES

ET CLASSIFICATION DES MACHINES TECHNOLOGIQUES

ET ÉQUIPEMENTS POUR LES BIOTECHNOLOGIES .................................. 11

1.1. Le concept de procédés biotechnologiques dans la production alimentaire ....................................... .......... ...... onze

1.2. Classification des machines et équipements technologiques pour la biotechnologie .................................................. .... ..... 12 Chapitre 2. MACHINES ET ÉQUIPEMENTS TECHNOLOGIQUES

POUR LES PROCESSUS BIOSYNTHÉTIQUES ET LES BIOTECHNOLOGIES... 14

2.1. Bioréacteurs pour la culture

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Conformément à la doctrine de la sécurité alimentaire en Russie, l'objectif principal et les priorités du développement de l'industrie alimentaire et de la transformation dans le complexe agro-industriel visent à la production d'aliments sûrs à partir de nos propres matières premières et de l'équipement domestique. La communauté d'objectifs, d'exigences en matière de matières premières et de produits sert de base au développement d'un système conceptuel de soutien scientifique et technique pour la production alimentaire.

La production alimentaire moderne est un ensemble de processus technologiques séquentiels scientifiquement fondés pour le traitement de matières premières d'origine végétale et animale afin d'obtenir des produits alimentaires d'une qualité et d'une durée de conservation données. Le bon choix d'équipements technologiques pour la production alimentaire garantit la fiabilité de son fonctionnement, sa durabilité, des coûts d'exploitation minimes et, par conséquent, la libération de produits de haute qualité. Avec la variété moderne de la production alimentaire, les équipements technologiques utilisés ont de nombreuses conceptions et diffèrent par le principe de fonctionnement. Le choix de l'un ou l'autre équipement technologique est une tâche multifactorielle, qui nécessite à chaque fois de prendre en compte diverses exigences et conditions.

Dès le début de leur connaissance des calculs et de la conception des équipements biotechnologiques modernes, les étudiants doivent représenter l'éventail des connaissances qu'ils doivent maîtriser. Par conséquent, la sélection et le calcul de l'équipement pour un étudiant, en particulier au stade de la préparation d'un travail de qualification finale, présentent une certaine difficulté, car dans chaque manuel ou manuel individuel, des méthodes de calcul souvent différentes sont proposées, qui ne sont pas toujours confirmées par des exemples. .

Le but de ce manuel est de systématiser les connaissances précédemment acquises des étudiants sur les équipements technologiques utilisés dans l'industrie alimentaire et d'utiliser les méthodes et exemples ci-dessus de calculs de machines et d'appareils dans l'étude de disciplines spéciales et fondamentales.

Manuel "Machines et équipements technologiques de biotechnologie"

couvre les principaux équipements technologiques de réfrigération, de traitement thermique et mécanique des produits carnés et du poisson, du lait et des fruits, des fruits et légumes, des produits céréaliers, des produits culinaires et des plats cuisinés, leur emballage et leur étiquetage.

La manière de présenter le matériel vous permet de vous concentrer sur l'étude du sujet, éliminant ainsi le besoin d'une collecte parallèle d'informations dans de nombreux livres et manuels.

La présence de dessins ou de schémas d'équipements, de calculs de résistance ou thermiques détaillés, de calculs de performances avec une explication préliminaire de la méthodologie facilitent grandement la compréhension des processus dans cette conception.

Les données fournies dans le manuel peuvent être utiles pour les professionnels travaillant dans les industries concernées.

Les auteurs expriment leur profonde gratitude aux examinateurs - Docteur en sciences techniques, professeur, chef du département de génie de la production de viande et de produits laitiers de l'Institut de réfrigération et de biotechnologie de l'Université nationale de recherche sur les technologies de l'information, la mécanique et l'optique de Saint-Pétersbourg ( NRU ITMO) V. A. Aret et Ph. in. Sc., professeur agrégé, chef du département de logistique de l'Académie militaire de logistique LN Rudakov.

LE CONCEPT DE TECHNOLOGIQUE

PROCESSUS ET A LASSIFICATION

MACHINES TECHNOLOGIQUES

ET EQUIPEMENTS BIOTECHNOLOGIES

1.1. Le concept de procédés biotechnologiques dans la production alimentaire Les procédés biotechnologiques sont basés sur les lois de la biochimie et de la biophysique. De tels processus se produisent dans certaines conditions qui fournissent la relation nécessaire entre l'énergie d'activation et l'énergie du mouvement thermique des molécules ou de leurs liaisons individuelles, provoquant la rupture des liaisons existant entre les liaisons individuelles des molécules et leur réorientation.

Selon les types d'impacts, les processus biotechnologiques peuvent être divisés en processus biochimiques et microbiologiques. Les processus biochimiques reposent sur l'utilisation de catalyseurs biologiques (enzymes), en présence desquels se produisent des transformations biochimiques de matériaux biologiques (coagulation de protéines, hydrolyse de glucides, etc.). Les enzymes sont introduites dans des matériaux biologiques par des processus hydromécaniques ou elles peuvent être des composants naturels de matières premières biologiques. Les procédés microbiologiques reposent sur des transformations biocatalytiques irréversibles de matériaux biologiques dues à des enzymes produites par des micro-organismes.

L'activité vitale des micro-organismes se déroule dans des environnements contenant des nutriments.

La principale spécificité de tous les procédés biotechnologiques est qu'ils impliquent nécessairement, dans un rôle ou dans un autre, des objets biologiques - protéines ou substances biologiques de nature protéique. Dans le même temps, tout processus biotechnologique se concentre sur l'un des deux phénomènes suivants : soit la biosynthèse - la formation de nouveaux composés dotés de propriétés de consommation utiles, soit la biocatalyse, qui entraîne la transformation de certains composés en d'autres (biotransformation) ou la décomposition de substances à structure complexe en composés simples (biodégradation). ).

Chapitre 1. Le concept de procédés technologiques Une autre caractéristique des procédés biotechnologiques (à la fois biosynthétiques et biocatalytiques) est que des spécificités biologiques (biochimiques, physiologiques, microbiologiques, etc.)

) leurs processus s'accompagnent de réactions physiques et physico-chimiques typiques avec des processus thermiques, de transfert de masse, hydrodynamiques et autres connus.

La spécificité des procédés biotechnologiques nécessite l'utilisation d'équipements spéciaux, qui tiennent compte au maximum des caractéristiques de ces procédés. Ces équipements, en particulier, comprennent des bioréacteurs - des dispositifs techniques complexes qui offrent des conditions optimales pour le développement ou le fonctionnement d'objets biologiques, à la suite desquels soit la biosynthèse de composés utiles, soit la biodégradation ou la biotransformation de presque toutes les substances organiques naturelles est réalisée dehors.

1.2. Classification des machines et équipements technologiques de la biotechnologie

Dans la production biotechnologique moderne, une variété de bioréacteurs sont utilisés, qui peuvent être classés selon divers critères :

Selon la direction des processus biologiques;

Selon la méthode de culture;

Selon la structure du cycle de travail;

Selon les conditions d'asepsie ;

Selon les conditions d'aération;