جداسازی مکانیکی این بخش سه واحد عملیاتی را در مورد جداسازی مکانیکی (فیزیکی) مواد تشکیل دهنده غذا شرح می دهد: 1-سانتریفوژاسیون، جداسازی مایعات مخلوط نشدنی، یا جامدات از مایعات بوسیله عملکرد نیروی سانتریفوژال 2-فیلتراسیون، جداسازی جامدات از مایعات با عبور دادن مخلوط از میان لوازم پرمنفذ یا نفوذپذیر 3-آب گرفتن (عصاره گرفتن)، جداسازی مایعات از جامدات بوسیله فشار به کار رفته هر عملیات، کاربرد گسترده ای در صنایع غذایی در مورد تولید، تصفیه یا غلظت مواد غذایی یا ترکیبات دارد (برای نمونه آب میوه، پکتین، آنزیم ها، خامه و قهوه قابل حل) هر یک از این عملیات ممکن است در کنسرو کردن مواد غذایی به کار رود و توجهی به نگهداری مواد غذایی نداشته باشد. تغییرات در کیفیت مواد مغذی و حسی از طریق جداسازی عمدی یا غلظت مواد تشکیل دهنده غذا رخ می دهد اما شرایط کنسرو کردن (به عمل آوردن) گرما را در نظر نمی گیرد و آسیب کمتری به مواد غذایی می رساند. جداسازی جاذبه (رسوب گذاری، ته نشینی) به منظور تمیز کردن مواد خام، برداشتن ذرات گرد و غبار هوا و جداسازی مواد جامد از فاضلاب به کار می رود. جزئیات این نظریه و لوازم به کار رفته برای رسوب گذاری بوسیله ایرلی شرخ داده می شوند 1983. جداسازی و غلظت غشاء نمونه های دیگر روش های جداسازی به کار رفته برای مواد غذایی به شمار می آیند. جداسازی بوسیله تقطیر جزء به جزء و عصاره گیری آب گرفتن از طریق حلال ها بوسیله «لینر» و «بورلو» 1975 مورد بحث قرار می گیرند. 1.5 سانتریفوژاسیون 1.1.5 نظریه نیروی سانتریفوژال به هنگام چرخش (گردش) مواد تولید می گردد اندازه این نیرو به شعاع دایره و سرعت چرخش و حجم ماده سانتریفوژ شده بستگی دارد. در امر جداسازی مایعات مخلوط نشدنی (برای نمونه امولسیون و عصاره) مایع چگال تر به سمت دیواره ظرف (کاسه) حرکت می کند و مایع سبک تر به سمت حلقه درونی تغییر مکان می دهد. ضخامت لایه ها بوسیله چگالی مایعات، اختلاف فشار آن سوی لایه ها و سرعت چرخش مشخص می شود. مرز محل بین مایعات در سرعت سانتریفوژ مورد نظر در منطقه شعاع دایره rn تشکل می شود که در این منطقه هیدروستاتیک دو لایه برابر است. این منطقه، منطقه خنثی نام دارد و در طراحی تجهیزات مهم به شمار می آید تا محل تغذیه و لوله های تخلیه مشخص گردد. r2n=PAr2A-PBr2BPA-PBکه p(kgm-3) چگالی و r(m) شعاع دایره به شمار می آید. حروف B,A به ترتیب لایه های چگال و سبک مایع محسوب می شوند. اگر هدف انتقال مایع سبک از حجم مایع سنگین تر باشد (برای مثال در جداسازی خامه از شیر، زمان اقامت (ماندن) در لایه بیرونی نسبت به لایه درونی افزایش می یابد (r1 در شکل 5.1) و این امر با کاهش شعاع دایره لایه بیرونی r1) در شکل 5.1) بدست می آید و بنابراین با کاهش شعاع دایره منطقه خنثی این اقدام صورت می گیرد برعکس اگر مایع چگال تر از حجم مایع سبک تر جدا گردد (برای نمونه جدا کردن آب از روغن)، شعاع دایره لایه بیرونی افزایش می یابد. (منطقه خنثی) 1.5 مسئله نمونه گیری ظرف سانتریفوژ برای جداسازی امولسیون روغن در آب (فصل 3) به کار می رود. شعاع دایره منطقه خنثی را به دقت در خصوص محل لوله تغذیه مشخص کنید فرض کنید که غلظت فاز پیوسته kgm-3 1000 و چگالی روغن kgm-3 870 است، شعاع دایره خروجی سانتریفوژ cm 3 و cm 5/4 هستند. راه حل مسئله نمونه گیری 1.5 rh=10000/0452 -8700/0321000-870=2025-0/783130M 097/0 = در تصفیه سانتریفوژال، ذرات به سمت دیواره ظرف تحت نیروی سانتریفوژال حرکت می کنند اگر جریان مایع، جریانی سیال به شمار آید فصل 1. سرعت حرکت از طریق چگالی ذرات مایع، چسبندگی مایع و سرعت گردش مشخص می گردد معادله 5.2. جداسازی تحت شرایط جریان متلاطم به وسیله ایرلی 1983 شرح داده می شود. 5.2Q=D2W2PS-PV18μ1n(r2 /r1 )که ω (=2πN/60) سرعت زاویه دار، Q=(m3s-1) سرعت جریان اندازه گیری حجم VM3 حجم عملیاتی سانتریفوژ، D(m) قطر ذره، Ps(kgm-3) چگالی ذرات، P(kgm-3) چگالی مایع، μ(Nsm-2) چسبندگی (غلظت) مایع، r2(m) شعاع دایره ظرف سانتریفوژ r1(m) شعاع دایره مایع، N(revs-1)، سرعت گردش. در مورد قطر مورد نظر ذره، میانگین زمان اقامت معلق ماندن با زمان صرف شده برای ذره به منظور حرکت به سوی مایع تا دیواره سانتریفوژ برابر است. 5.3T=VQکه t(s) زمان اقامت (ماندن) به شمار می آید بنابراین می توان سرعت جریان را نتظیم کرد تا دامنه خاص اندازه های ذره را حفظ کنیم. جزئیات گوناگون و اضافی در مورد این معادلات بوسیله «برنان» 1976 و ایرلی 1983 ارائه شده اند. مسئله نمونه گیری 5.2 آبجو با جاذبه خاص 042/1 نیروی جاذبه، گرانش و چسبندگی (غلظت) Nsm-2 -3 10 * 40/1 حاوی مواد جامد 5/1% است که چگالی kgm-3 1160 دارد این مایع با سرعت lh-1 240 در ظرف سانتریفوژ تصفیه می شود که حجم عملیاتی m3 09/0 و سرعت revmin-1 10000 دارد. این ظرف قطر cm 5/5 دارد و با خروجی متناسب است تاثیر آن را بر سرعت غذا و افزایش سرعت ظرف تا revmin-1 1500محاسبه کنید و ذره کوچک را می توان با سرعت بیشتری جابه جا کرد. شکل 5.1 جداسازی مایعات مخلوط نشدنی r1 شعاع دایره فاز چگال تر خروجی r2 شعاع فاز سبک تر خروجی rn، شعاع منطقه خنثی 5.2 راه حل مسئله نمونه گیری از طریق معادله 5.2 Q1=D2(2πN1/60)2PS-PVD2(2πN2/60)2PS-PVQ2=D2(2πN2/60)2P2-PV18μ1n(rw/r)تمام شرایط به جز سرعت ظرف یکسان باقی می مانند: Q2Q1=(2πN2/60)2(2πN1/60)2Q2(240/3600)=(2×3/142×15000/60)22×3/142×10000/60)2بنابراین -1 s 151/0 = Q Lh-1 540 = برای یافتن ذره کوچک از معادله زیر استفاده می کنیم 5.2 D2=Q2=Q2(18μ1n(rw /r)W2PS-PV=Q2(18μ1n(rw/r)(2πN2/60)2PS-PV=0/015(18×1/40×10-3×1n(0/0275/0/02)(2×3/142×(15000/60)2 (1160-1042)0/09D=2/33×10-42/62×107μm 8/6 = 2.1.5 لوازم سانتریفوژها به سه گروه طبقه بندی می شوند: 1-جداسازی مایعات مخلوط نشدنی 2-تصفیه مایعات از طریق جابه جایی مقادیر اندک جامدات (تصفیه کننده سانتریفوژال) 3-جابه جایی یا انتقال جامدات (سانتریفوژهای جدا کننده رسوب یا جدا کننده آب) کاربردهای خاص سانتریفوژها بوسیله همفورت 1984 در مورد صنایع تخمیرسازی فصل 7 و بوسیله همفورت 1983 در مورد صنایع غذایی شرح داده می شوند. 1.2.1.5 سانتریفوژهای مایع-مایع ساده ترین نوع لوازم سانتریفوژ لوله ای (استوانه ای) به شمار می آید. این وسیله تشکیل شده از استوانه عمودی معمولاً min 1/0 قطر و m 75/0 طول که درون جداری ثابت (بی حرکت) بین revmin-1 15000 و revmin-1 50000 با توجه به قطر می چرخد. عصاره غذا (برای مثال روغن های حیوانی و سبزیجات و شربت قند) براساس ظرف به طور مداوم معرفی می شوند و دو مایع در لایه های حلقوی جدا می شوند، مایع چگال تر نزدیک به دیواره ظرف است دو مایع به طور جداگانه از طریق سیستم آب بند دورانی (دایره ای) به خروجی ثابت تخلیه می شوند شکل 5.1. به هر حال لایه های مرتبط و ضخیم حلقوی باعث ایجاد وقفه (اختلال) الگوهای جریان می شوند و جداسازی بهتر بوسیله لایه های نازکتر مایع بدست می آید که در دیسک سانتریفوژ تشکیل می شود شکل 5.2. این جا ظرف استوانه ای 2/1-2/0 قطر دارد و دارای کله قندی های فلزی وارونه می باشد (یا دیسک). دیسک ها ارتفاع 27/1-5/0 میلی متر دارند و در revmin-1 7000-2000 می چرخند. این دیسکها با سوراخ های تشکیل دهنده کانال های جریان برای حرکت مایع متناسبند غذا براساس ظرفیت دیسک قرار می گیرد و بخش چگال تر به سمت دیواره (جداره) ظرف حرکت می کند این حرکت در امتداد زیر دیسک صورت می گیرد بخش سبک تر به سمت مرکز در امتداد سطوح بالایی حرکت می کند شکل 5.2. بنابراین مایعات تنها مسافت کوتاهی را طی می کند که جداسازی بهتری را به همراه خواهد داشت جریان های شدید دو مایع به طور مداوم از طریق سیستم آب بند در بالای سانتریفوژ با روش یکسان به سمت سیستم استوانه ای حرکت می کنند. دیسک سانتریفوژها برای جدا کردن خامه از شیر و تصفیه روغن، عصاره های قهوه و آب میوه به کار می روند جدول 5.1 سانتریفوژهای استوانه ای و صفحه ای ظرفیت بیش از h-1 150000 دارند. وقتی سانتریفوژهای استوانه ای و صفحه ای (دارای دیسک) برای تصفیه مایعات یا غلظت پایین (کم) مواد جامد استفاده می شوند کمتر از w/w 5% مایع از طریق مرکز آب بند وجود دارد خروجی برای فاز چگال تر بسته می شود. جامدات (مواد جامد) در ظرف تشکیل می شوند و به طور تناوبی جابه جا می گردند. 2.3.1.5 تصفیه کننده های سانتریفوژال ساده ترین سانتریفوژ جامد-مایع تصفیه کننده جامد به شمار می آید این تصفیه کننده تشکیل شده از ظرف استوانه ای چرخشی به قطر m 0/1 تا 6/0 عصاره حاوی ماکزیمم w/w مواد جامد، را وارد ظرف می کنند و مواد جامد لایه ای یا رسوبی را روی دیواره ظرف تشکیل می دهند وقتی این لایه (رسوب) به ضخامت از پیش تعیین شده رسید ظرف خشک می شود و لایه به طور خودکار از دهانه ظرف خارج می گردد. غذاهایی که حاوی محتوای مواد جامد بیشترند جدول 5.1 با استفاده از سانتریفوژهای سرپخش کن و سانتریفوژهای دارای شیر (شیر فلکه) تخلیه جدا می شوند این سانتریفوژها مشابه به انواع سانتریفوژ صفحه ای هستند اما ظرف ها شکل دو کله قندی دارند شکل 5.3. و به طور مداوم عمل می کنند. در نوع سرپخش کن مواد جامد به طور مداوم از طریق سوراخ های کوچک در اطراف ظرف تخلیه می شوند و در ظرف های جمع آوری کننده، جمع آوری می شوند. در نوع دارای شیر تخلیه، سوراخ ها با شیرها متناسبند که به طور تناوبی برای بخش دوم باز می شوند تا مواد جامد جمع شده تخلیه شوند این مزایای طرح دومی عبارتند از هدر دادن کمتر عصاره و تولید مواد جامد خشک تر. هر دو نوع قادرند تا عصاره غذا با سه جریان جدا کنند: فاز سبک، فاز چگال، فاز جامد. تصفیه کننده های سانتریفوژال برای عمل آوردن روغن، آب میوه، آبجو و نشاسته به کار می روند تا سلول های مخمر احیاء شوند فصل 7. این تصفیه کننده های ظرفیت بیشتر از lh-1 300000 دارند. 3.2.1.5 سانتریفوژهای جدا کننده رسوب، صاف کننده، جدا کننده آب غذاهای حاوی مواد جامد زیاد جدول 5.1 با استفاده از جدا کننده رسوب جدا می شوند. تعدادی از طرح های در دسترس عبارتند از سانتریفوژهای انتقال دهنده، انتقال دهنده صفحه ای، انتقال دهنده سبدی و انتقال دهنده تناوبی (رفت و برگشت). در سانتریفوژ انتقال دهنده، ظرف جامد بیشتر از revmin-1 25 و سریع تر از انتقال دهنده دارای پیچ می چرخد شکل 5.4. این امر باعث می شود تا مواد جامد به یک انتهای سانتریفوژ انتقال یابد، در حالیکه بخش مایع به سمت انتهای دیگر که قطر آن بزرگتر است، مواد جامد انتقال یافته از این ابزار که خشکند به طور نسبی با ابزار دیگر مقایسه می شوند. شکل 5.2 سانتریفوژ صفحه ای دارای دیسک. جدول 5.1 کاربرد سانتریفوژها در کنسرو کردن مواد غذایی کاربردها محتوای مواددامنه اندازه ذرات ABCDEFGHجامد غذاهانوع سانتریفوژ 25500-5/0تصفیه کننده 10 تا 2500-5/0خود-تمیز کننده 25 تا 5500-5/0سرپخش کن 60 تا 350000-5صاف کننده 60 تا 510000-5/7سبد مانند 75-2080000-100انتقال تناوبی A عصاره گیری مایع-مایع، B جداسازی مخلوط های مایع C تصفیه مایعات D غلظت گل و لای E استخراج مایع-جامد-مایع F هیدراسیون مواد بی شکل G جدا کننده آب از مواد کریستاله H طبقه بندی مرطوب بودن. شکل 5.3 سانتریفوژ سرپخش کن سانتریفوژ انتقال دهنده صفحه ای طرحی مشابه دارد اما ظرف دارای سوراخ هایی است تا بخش مایع را جابه جا کند. این نوع سانتریفوژ ظرف و پیچ دارد و مواد غذایی به طور عمودی از بالای جداره بالا می روند. سانتریفوژ انتقال دهنده تناوبی شکل 5.5 برای جداسازی مواد جامد نازک استفاده می شود (برای مثال کریستال ها از عصاره) همچنین فصل 20. مواد غذایی به سبد در حال گردش m 2/1-3/0 قطر، و قیفی که به همان سرعت می چرخد، وارد می شوند. این امر به طور منظم سرعت ورود مایع به ظرف را تسریع می کند و بنابراین نیروهای شکستن کم می شوند (کاهش می یابند). مایع از میان سوراخ های موجود در جداره عبور می کند. وقتی لایه رسوب بالاتر از cm 5/7-5 تشکیل شد، از طریق بازوی تناوبی چند سانتی متر به سمت جلو رانده شود. این رسوب در معرض منطقه جدید سبد برای عصاره مواد غذایی قرار می گیرد. این مسائل به وجود آمده به خاطر حضور این لایه رسوب بر تغییر نام این طرح به صورت سانتریفوژ انتقال دهنده تناوبی چند مرحله ای غلبه می کند. این دستگاه یک سری سبدهای تناوبی متحدالمرکز دارد. هر سبد لایه را چند سانتی متر به سمت سبد بعدی سوق می دهد. مزایای دیگر این طرح عبارتند از: مصرف انرژی کمتر با هماهنگی بیشتر و جداسازی بهتر. سانتریفوژ سبد مانند دارای سبد، سبد فلزی حاوی سوراخ ردیف شده با عملکرد صاف کردن متوسط دارد که بالاتر از revmin-1 2000 می چرخد. جداسازی در دورهای به طور خودکار کنترل شده رخ می دهد که 5 تا 30 دقیقه طول می کشد که به مواد غذایی و شرایط جداسازی وابسته است. در سه مرحله چرخش عصاره مواد غذایی ابتدا، به آرامی به ظرف در حال گردش وارد می شود. سپس سرعت افزایش می یابد و جداسازی روی می دهد. سرانجام ظرف نمی چرخد و لایه از طریق تیغه تخلیه می شود. ظرفیت سانتریفوژهای جدا کننده آب بیشتر از lh-1 90000 به شمار می آید. این سانتریفوژها برای نمونه به منظور احیای پروتئین های حیوانی و گیاهی استفاده می شوند تا قهوه، کاکائو و چایی را جدا کرده و رسوب های روغن را نیز جدا کنند. 2.5 فیلتراسیون فیلتراسیون برای تصفیه کردن مایعات بوسیله برداشتن مقادیر اندک ذرات جامد استفاده می شود برای مثال شراب، آبجو، روغن ها و شربت قند یا جداسازی مایعات از جامدات مواد غذایی از طریق فیلتراسیون رسوب انجام می شود برای مثال آب میوه ها. 1.2.5 نظریه وقتی ذرات معلق از صافی (فیلتر)، عبور می کنند، ذرات نخستین در فیلتر وسطی قرار می گیرند و در نتیجه منطقه ای که مایع در آن جریان دارد را کاهش می دهد. این امر مقاومت جریان مایع را افزایش می دهد و بنابراین اختلاف فشار بیشتر برای حفظ سرعت جریان مایع تصفیه شده ضروری است. سرعت فیلتراسیون به صورت زیر بیان می شود. فیلتراسیون سرعت= رانش نیروی (فیلتر سوی آن فشار اختلاف)جریان مقاومتفرض کنید که لایه رسوب فیلتر تحت فشار قرار نمی گیرد، مقاومت جریان در فیلتر به صورت زیر است: (5.4)R=μrVCVA+Lکه R(m-2) مقاومت جریان میان فیلتر به شمار می آید، μ(Nsm-2) چسبندگی مایع، r(m-2) مقاومت خاص رسوب فیلتر، V=(m3) حجم ماده تصفیه شده، حجم جزئی (اندک) رسوب فیلتر در حجم مایع غذا V، A(m2) منطقه فیلتر و L ضخامت معادل فیلتر و لایه اولیه رسوب محسوب می شوند. به منظور سرعت دائم فیلتراسیون، سرعت جریان میان فیلتر از طریق معادله زیر بدست می آید: (5.5) QμrVVC∆2∆P+μrLA∆Pکه Q(V/t) (m3s-1) سرعت جریان ماده تصفیه شده، ∆P(KPa)اختلاف فشار، و t(s) زمان فیلتراسیون محسوب می گردند. این معادله برای محاسبه افت فشار مورد نیاز به کار می رود تا به سرعت جریان مناسب دست یابیم یا عملکرد فیلترهای با مقیاس بزرگ را براساس داده های مطالعات گسترده در این زمینه پیش بینی کنیم. در فیلتراسیون با فشار دائم، سرعت جریان به طور منظم همانند مقاومت جریان کاهش می یابد و با توجه به رسوب جمع شده افزایش می یابد معادله (5.5) را با افزودن ∆P پیوسته (دائم) دوباره می نویسیم: (5.6) tAV=μrVCV2∆PA+μrL∆Pاگر T/(V/A) برخلاف V/A باشد خط مستقیم بدست می آید شکل 5.6 شیب (معادله 5.7) و متوقف کردن (معادله 5.8) برای بدست آوردن مقاومت خاص رسوب و ضخامت معادل رسوب فیلتر وسطی استفاده می شود. (5.7) μrVC2∆P= شیب (5.8) μrL2∆P= (توقف) متوقف کردن اگر رسوب فیلتر تحت فشار قرار گیرد حرف r به صورت زیر تغییر می یابد. (5.9) r=r1(∆P)Sکه r1 مقاومت خاص رسوب تحت اختلاف فشار kpa 101 به شمار می آید و S فشرده شدن رسوب در رسوب تحت فشار به شمار می آید. سپس در معادله (5.4) به کار می رود. گوناگونی معادلات بالا و جزئیات دیگر بوسیله ایرلی و جاکسون و لامب 1981 ارائه می شوند. مسئله نمونه گیری گوشت میوه که حاوی 15% مواد جامد است در فیلتر صفحه ای یا فیلتر قالبی با اختلاف فشار kpa 290 فشرده می شود حجم فیلتر برای گردش کمتر از 5/1 ساعت نشان داده می شود. مقاومت خاص رسوب را محاسبه نمایید و حجم ماده تصفیه شده بدست می آید اگر زمان چرخش تا 45 دقیقه کاهش یابد. فرض کنید که رسوب فشرده نمی شود و چسبندگی (غلظت) ماده تصفیه شده Nsm-2 -3 10*33/1 به شمار آید. 90504/305/7(دقیقه) زمان 6800490038001800(kg) حجم ماده تصفیه شده راه حل مسئله نمونه گیری 5.3 540030001825450:(s) زمان 8/69/48/38/1V(m3) 24/189/069/033/0V/A 4355337126451364t/(V/A) 1-از طریق معادله (5.7) 290*2/15/0*r*-3 10*33/1=7/2666 m-2 92273=r 2-(5.6)m-2 92273=r 300+ (V/A)7/2666=TA/V چرخه (S 2700) به مدت 45 دقیقه (55/0 / V) 300 + 2 (55/0 / V) 266607 = 2700 V/(/055)=(-300±r(90000+10800×2666/v))/(2×2666/v)=0/52m3ابزار (لوازم) فیلتراسیون جاذبه روندی آرام به شمار می آید و کاربرد کمتر در صنایع غذایی دارد. لوازم فیلتراسیون هم بوسیله عملکرد (کاربرد) فشار محلی که مواد غذایی وجود دارد فشار فیلتراسیون یا هم از طریق کاربرد مکش (مکنده) جزئی طرف مخالف محل فیلتر، عمل می کنند (فیلتراسیون مکنده)، علاوه بر کاربرد نیروی سانتریفوژ (سانتریفوژال فیلتراسیون) در بخش 5.1.2.3 شرح داده می شود. فیلتر کمکی (یدکی) معمولاً با فیلتر یا در مخلوط با غذا به کار می روند تا تشکیل رسوب فیلتر را افزایش دهند. 5.2.2.1 فیلترهای فشار به طور رایج دو نوع فیلترهای فشار به کار می روند که عبارتند از فیلتر فشار صفحه ای و قالبی شکل 5.7 و فیلتر فشار ورقه ای. در طرح صفحه ای و قالبی، فیلترهای پارچه ای یا کاغذی در صفحات عمودی قرار می گیرند. عصاره مواد غذایی با فضار پمپاژ می شود و مایع از میان فیلتر پارچه ای عبور می کند مایع به سمت سطوح شیار دار صفحات سرازیر می شود و با توجه به محل هر صفحه از میان کانال خروجی تخلیه می شود لایه ای از رسوب روی پارچه ها تشکیل می شود تا فضای بین صفحات پر می شود. وقتی فیلتراسیون ادامه یابد، فشار بیشتر برای حفظ سرعت جریان مواد تصفیه شده مورد نیاز است. در عمل فشار مقادیر از پیش تعیین شده را افزایش می دهد و صفحات با آب در حال تلاطم اند سپس فشردن متوقف می گردد و لایه رسوب برداشته شده برای آغاز چرخه بعدی آماده است.به طور نسبی این روش قرینه به صرفه است و در مورد غذاهای مختلف انعطاف پذیری زیادی دارد این ابزار معتبرند و به آسانی نگهداری می شوند. این فیلتر به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد بالاخص در مورد تولید آب میوه و شربت سیب. به هر حال کاربرد آن وقت گیر نیست. فیلتر فشار ورقه ای در مورد غلبه با مسائل هزینه های بالای کار و فقدان راحتی در مورد کاربرد فیلتر فشار صفحه ای و قالبی مورد استفاده قرار می گیرد این فیلتر از ورقه های سوراخ دار تشکیل شده که روی فیلتر دومی (وسطی) را می پوشانند و روی سوراخ های قالب قرار می گیرند که کانال خروجی مواد تصفیه شده را تشکیل می دهد. ورقه ها به صورت افقی یا عمودی درون ظرفهای فشار قرار می گیرند و در بعضی طرح ها در revmin-1 2 تا 1 می چرخند تا هماهنگی تشکیل رسوب را افزایش دهند. عصاره مواد غذایی به درون ورقه ها با فشار تقریباً kpa 400 پمپاژ می شوند وقتی فیلتراسیون کامل می شود. لایه از روی ورقه ها برداشته یا شسته می شود این فیلتر بسیار پرهزینه محسوب می شود و بیشتر با روند عادی فیلتراسیون عصاره ها که خصوصیات یکسانی دارند، متناسب است. فیلترهای مکش (مکنده) فیلترهای مکش فشار پایین و در سمت پایین صفحه فیلتر عمل می کنند و بخاطر هزینه ها این نوع فیلتر و اختلاف فشار kpa 100 محدودند. به هر حال رسوب در فشار جدی (متفاوت) جابه جا می گردد و این نوع فیلترها قادرند که به طور پیوسته عمل کنند. دو نوع فیلتر مکش مشترک داریم که عبارتند از: فیلتر درام (استوانه ای) چرخشی، فیلتر دیسک چرخشی. فیلترهای درام (استوانه ای) چرخشی متشکلند از: استوانه افقی در حال گردش که سطح آن به یک سری قسمت های (خانه ها) کم عمق تقسیم می شود. روی هر قسمت (بخش) با پارچه پوشانده می گردد و به پمپ مکش مرکزی متصل می گردد شکل 5.8. وقتی درام (استوانه) می چرخد به سمت عصاره حرکت می کند، مواد تصفیه شده در فیلتر و در کانال های استوانه جریان می یابند. وقتی درام (استوانه) محل عصاره را ترک می کند، رسوب فیلتر آزادانه مکیده می شود و بوسیله اسپری (افشانه) آن را می شویند هر چقدر استوانه چقدر بچرخد، مکش رها می شود و هوای فشرده شده در زیر پارچه وجود دارد تا رسوب را شل کند. سپس رسوب را بوسیله کاردک برمی دارند و بخش های فردی (خانه های) چرخش را دوباره آغاز می کنند این نوع فیلتر فشرده است و هزینه کم و ظرفیت بسیاری دارد. به هر حال هزینه های بسیار دارد و رسوباتی تولید می کند که به طور متوسط محتوای رطوبت بالایی دارد این فیلتر مناسب موادی است که رسوب بدون آب تولید می کنند و رسوب خشک تولید می کنند. فیلترهای دیسک چرخشی مکنده (مکش) متشکلند از یک سری دیسکهای عمودی که به آرامی در محل عصاره می چرخند و چرخش آن ها مشابه با فیلترهای استوانه ای است. هر دیسک به بخش هایی تقسیم می شود که هر بخش خروجی ای برای میله مرکزی دارد. دیسک ها با کاردکها متناسبند تا به طور مداوم رسوبات را بردارند. این نوع فیلتر مزایای مشابه فیلترهای استوانه ای دارد. 5.3 آب گرفتن (عصاره گرفتن) 5.3.1 نظریه کاربرد اصلی عصاره گرفتن در مورد میوه ها و روغن ها است این امر به طور مکرر با توجه به کاهش اندازه صورت می گیرد فصل 3. تا تولید محصول را افزایش دهد مواد تشکیل دهنده عبارتند از مواد گیاهی فشرده شده هم برای مصرف مستقیم (برای مثال آب میوه) یا برای استفاده پس از اقدامات پی در پی (برای مثال شکر و روغن های گیاهی). این مواد که در ساختار سلولی گیاهان وجود دارند لازم است تا سلول را تخریب کرده و مواد را رها کنند. در دانه های روغنی، روغن درون سلول ها در قطرات کوچک قرار دارند به هر حال نوع تک این وسیله برای تمام دانه های روغنی مناسب نیست چون محتوای گوناگون روغن، رطوبت، نفوذپذیری و استحکام مواد وجود دارند همچنین نسبت های پوست دانه های مختلف را می توان یافت. دو روش عصاره گیری (استخراج) روغن وجود دارد یکی استخراج از طریق حلال و دیگری عصاره گرفتن (آب گرفتن) استخراج از طریق حلال بوسیله «دیوی» و «وینسنت» شرح داده می شود 1980. عصاره گرفتن (آب گرفتن) در دو مرحله صورت می گیرد یا تنها در یک مرحله انجام می شود که هر دو باعث پاره شدن سلول شده و آب آن را می گیرند. در کل مرحله تک قرینه به صرفه است و باعث می شود تا هزینه های کمتر برای انجام عملیات مورد استفاده قرار گیرد اما در مورد بعضی از فرآورده ها که سفت هستند (مثل پسته و بادام) دو مرحله عصاره گیری موثر است عصاره گیری بهتر از طریق گرم کردن حاصل می گرددکه این امر چسبندگی (غلظت) روغن را کاهش می دهد و باعث می شود تا روغن از درون سلول های پاره شده خارج شود و رطوبت از بین برود. رطوبت گوشت میوه را طی آب گرفتن (فشردن) روغن کاری می کند و باعث می شود تا فشار به آرامی افزایش یابد و تولید روغن کاهش یابد. به هر حال رطوبت جریان روغن را در منافذ فشردن رسوب افزایش می دهد، بنابراین کاهش مقدار روغن موجود در رسوب، تولید روغن را افزایش می دهد. در به عمل آوردن میوه برای مثال آب گیری انگور برای درست کردن شراب یا سیب برای درست کردن شربت سیب (شراب)، فشردن باید ماکزیمم مقدار آب میوه را کاهش دهد بدون این که مقادیر ضروری جامدات (مواد جامد)، با ترکیبات فنولی از پوست تلخ و قهوه ای رنگ میوه وارد شود این امر با استفاده از فشارهای پایین تر وآب گیری یا فشردن کمتر صورت می گیرد امکان پذیر است. همچنین لازم است تا فشار به آرامی افزایش یابد و از تشکیل رسوب غیر قابل نفوذ و غلیظ جلوگیری گردد و مواد جامد به راحتی تغییر شکل یابند. عواملی که تولید مایع را از طریق فشردن تحت تاثیر قرار می دهند، عبارتند از: 1-شرایط رسیدن و رشد مواد خام 2-میزان تجزیه یا پاره شدن ساختار سلولی 3-مقاومت مواد جامد در برابر تغییر شکل مکانیکی 4-سرعت افزایش فشار 5-زمان فشردن 6-ماکزیمم فشار به کار رفته 7-ضخامت مواد جامد فشرده شده 8-دماهای مواد جامد و مایع 9-چسبندگی مایع آب گیری شده 5.3.2 ابزار 5.3.2.1 دستگاه فشار گروهی رایج ترین نوع دستگاه برای عمل آوردن میوه، فیلتر فشار صفحه ای و قالبی، (بخش 5.2.2.1)، دستگاه فشار مخزن دار و دستگاه فشار هیدرولیک رم یا دستگاه فشار قفسه ای به شمار می آیند. دستگاه فشار مخزن دار (مخزنی) متشکل است از استوانه ای افقی که به طور درونی به غشاء تقسیم می گردد. طی گردش اتوماتیکی و کنترل کننده فشار در 61/oh گوشت میوه وارد طرفی از غشاء از طریق دهانه می گردد و هوای فشرده شده با طرف مخالف غشاء به کار می رود شکل 5.9. آب میوه درون کانال ها حرکت می کند، وقتی فشردن کامل شد، مخزن شروع به چرخش می کند و مواد باقیمانده را تخلیه می کند. تولید زیاد آب میوه مرغوب از طریق افزایش تدریجی فشار بدست می آید و فشردن در مناطق دربسته آلودگی آبمیوه را کاهش می دهد. ظرفیت به ترتیب از kg 3600 تا kg 25000 در نظر گرفته می شود. شکل 5.9 دستگاه فشار مخزن دار: 1-مخزن پر شده 2-غشایی که تقریباً نامسطح است 3-غشایی که بیشتر نامسطح است 4-شل کردن مواد باقیمانده 50 تخلیه کردن در دستگاه فشار هیدرولیک رم بیشتر از t2 گوشت میوه درون استوانه عمودی، فلزی و دارای منفذ قرار می گیرند (یا قفس میله دار) و با توجه به ماهیت گوشت میوه روی روکش یا کیسه های پارچه ای قرار می گیرند در دستگاه های فشار بزرگتر، لایه پره ای صفحات برای کاهش ضخامت محل گوشت میوه به کار می روند. صفحه فشار تا بالای گوشت های کپه شده پایین می آید. فشار به تدریج افزایش می یابد این امر از طریق سیستم هیدرولیک یا میله موتوری پیچی در حال گردش صورت می گیرد. مایع در میان منافذ حرکت می کند (یا قفس میله دار) و در محل فشار جمع می شود این نوع دستگاه برای آب گیری آب میوه انگور و عصاره گیری (استخراج) مقیاس کوچکی از روغن به کار می رود. این دستگاه از مزیت کنترل دقیق در مورد فشار بر گوشت میوه دارد و ممکن است به صورت نیمه اتوماتیک عمل کند تا هزینه های کار کاهش یابد. 5.3.22 دستگاه فشار متصل به لحاظ بازرگانی چندین نوع دستگاه فشار متصل وجود دارند دستگاه فشار نوار یا تسمه در به عمل آوردن میوه به کار می رود دستگاه فشار پیچ هم برای به عمل آوردن (آب گرفتن) میوه و هم برای استخراج روغن به کار می رود دستگاه و فشار غلتک (قرقره) برای فشردن (عصاره گرفتن) نیشکر به کار می رود. مزایا و محدودیتهای فشردن مداوم در فصل 1 شرح داده می شوند. دستگاههای فشار نوار یاتسمه، آب میوه هایی با کیفیت بالا تولید می کنند این دستگاهها متشکلند از تسمه یا نوار متصل که از مواد ترکیبی کانوا-پلاستیک ساخته می شوند، و تحت فشار از میان سوراخ دو استوانه استیل بدون لک عبور می کنند که یکی از آن ها پرمنفذ است. گوشت میوه به درون نوار یا تسمه وارد می شود و بین تسمه فشرده شده و رسوب فشرده شده اطراف تسمه باقی می ماند و به وسیله کاردک برداشته می شود زیان های اصلی این دستگه هزینه های بالا است و به سختی نگهداری و تمیز می شود. دستگاه فشار پیچ متشکل است از استوانه فلزی افقی محکم که دارای پیچ مارپیچی استیل بدون لک است شکل 5.1. شکل 5.1 دستگاه فشار پیچ (پیچی) نشان دهنده سوپاپ های حلقه ای برای فشردن و عصاره گیری دانه های روغنی است. شیب پیچ که به سمت انتهای تخلیه حرکت می کند بتدریج کاهش می یابد تا فشار بر گوشت میوه افزایش یابد وقتی به سمت استوانه حرکت می کند. بخش انتهایی استوانه پر از منفذ است (یا سوراخ شده است) تا مایع فشرده شده خارج شود. فشار استوانه بوسیله تنظیم قطر پورت تخلیه تنظیم می گردد. رسوب فشرده شده از طریق پورت تخلیه خروجی استوانه عبور می کند در عصاره گیری یا آب گیری استوانه را با آب سرد می شویند تا تاثیرات گرما بر طعم و بوی میوه کاهش یابد در این دستگاه مواد جامد غلیظ تر هستند در حالیکه در دستگاه فشار تسمه یا نوار چنین حالتی وجود ندارد. دستگاه فشار پیچ به طور رایج برای عصاره گرفتن روغن به کار می رود وقتی گرما چسبندگی روغن را کاهش می دهد بعضی از انواع دستگاه های بیرون ران که هیترهای اضافی دارند برای استوانه مناسبند تا تولد را افزایش دهند. ظرفیتها از kgh-1 40 تا kgh-1 8000 به شمار می آیند. رسوب روغن 5 تا ww 8% روغن پس مانده دارد که به نوع دانه روغنی و شرایط عملی آن بستگی دارد. در این دستگاه شکل 5.10. نیروهای شکستن در مورد دانه ها عمل می کنند وقتی با فشار در سری حلقه های مارپیچی قرار گرفته در استوانه وارد می شوند. در دستگاه فشار غلتک (قرقره) گوشت میوه بین غلتکهای فلزی سنگین تراشیده قرار می گیرد. فشار برای گوشت میوه به کار می رود و مایع در امتداد شیارها و اطراف غلتک ها تا محل جمع آوری جریان می یابد. مواد جامد بوسیله تیغه برداشته می شود تغییرات این طرح استفاده از غلتک پر از منفذ (سوراخ) به شمار می آید روی آن با فیلتر پارچه ای پوشیده می شود و فشار منفی را حفظ می کند مایع در میان پارچه روی غلتک جریان می یابد و تخلیه می شود قبل از اینکه گوشت میوه را بردارند.


دسته‌بندی نشده

سایت ما حاوی حجم عظیمی از مقالات دانشگاهی است . فقط بخشی از آن در این صفحه درج شده شما می توانید از گزینه جستجو متن های دیگری از این موضوع را ببینید 

کلمه کلیدی را وارد کنید :

دسته بندی: دسته‌بندی نشده

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مطالب مرتبط

دسته‌بندی نشده

3 (1292)

از دوران قدیم، مردم به مرگ در اثر موج انفجار یک موشک اتمی فکر می‌کردند، اما خطرات دیگری نیز در این باره وجود دارد. یک بمب اتمی با انفجارش مطمئناً کسانی را که در نزدیکی ادامه مطلب…

دسته‌بندی نشده

3 (1292)

از دوران قدیم، مردم به مرگ در اثر موج انفجار یک موشک اتمی فکر می‌کردند، اما خطرات دیگری نیز در این باره وجود دارد. یک بمب اتمی با انفجارش مطمئناً کسانی را که در نزدیکی ادامه مطلب…

دسته‌بندی نشده

3 (1293)

فصل دوم : تصمیم گیری چند معیاره (MCDM) 2-1-مسئله برنامه ریزی چند هدفی : در حالت کلی یک مسئله برنامه ریزی چند هدفی به صورت زیر است : (2-1-1) 2-2-تعریف جواب کارا (کارای پاراتو) جواب ادامه مطلب…

background