Przetwórstwo rolno-spożywcze i biogospodarka. Wybrane zagadnienia inżynieryjno-produkcyjne, biotechniczne, energetyczne i środowiskowe

Spis treści
 Przedmowa ... 9

1. WYKAZ STOSOWANYCH OZNACZEŃ ... 11

2. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZETWÓRSTWA ROLNO-SPOŻYWCZEGO ... 15

2.1. Przetwórstwo surowców rolniczych w kontekście zrównoważonego rozwoju ... 15

2.2. Podział branżowy ... 16

2.3. Literatura ... 19

3. PROCESY I OPERACJE JEDNOSTKOWE – ASPEKTY INŻYNIERYJNE I TECHNOLOGICZNE ... 21

3.1. Liczby podobieństwa ... 21

3.2. Procesy i operacje związane z mechaniczną obróbką żywności ... 23

3.2.1. Oddzielanie składników zbędnych i niejadalnych z surowców ... 23

3.2.2. Biotechniczne aspekty usuwania odpadów na przykładzie obłuskiwania i czyszczenia ziarna ... 26

3.2.2.1. Budowa morfologiczna ziarna zbóż ... 26

3.2.2.2. Obłuskiwanie ziarna ... 30

3.2.2.3. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych maszyn do obłuskiwania ziarna ... 33

3.2.3. Rozdrabnianie ... 41

3.2.3.1. Podstawy teorii rozdrabniania ... 41

3.2.3.2. Przykłady rozwiązań konstrukcyjnych maszyn do rozdrabniania ziarna zbóż ... 46

3.2.4. Rozdzielanie i sortowanie mieszanin ciał stałych ... 55

3.2.5. Nadawanie kształtu produktom i ekstruzja ... 59

3.2.6. Wytłaczanie cieczy ... 62

3.2.7. Ruch ciał stałych i płynów w płynach ... 64

3.2.8. Rozdzielanie grawitacyjne i odśrodkowe układów niejednorodnych 70

3.2.9. Fluidyzacja i transport pneumatyczny ... 76

3.2.10. Filtracja ... 80

3.2.11. Rozpylanie cieczy ... 84

3.2.12. Mieszanie ... 88

3.2.13. Aglomeracja ... 93

3.3. Przenoszenie ciepła ... 95

3.3.1. Procesy cieplne ... 95

3.3.1.1. Przewodzenie ciepła ... 96

3.3.1.2. Konwekcja ... 99

3.3.1.3. Przenikanie ciepła ... 101

3.3.1.4. Promieniowanie ... 101

3.3.1.5. Właściwości cieplne materiałów roślinnych i produktów spożywczych ... 103

3.3.2. Odparowywanie ... 109

3.4. Przenoszenie masy ... 115

3.4.1. Suszenie ... 115

3.4.2. Destylacja i rektyfikacja ... 123

3.4.3. Ekstrakcja i ługowanie ... 125

3.4.4. Wybrane metody rozdzielania i zwiększania stężenia składników ... 130

3.5. Zagadnienia ogólne i międzybranżowe ... 132

3.5.1. Mycie urządzeń i utrzymywanie higieny produkcji ... 132

3.5.2. Pakowanie produktów ... 134

3.5.3. Magazynowanie i transport wewnętrzny (z uwzględnieniem specyfiki branżowej) ... 137

3.5.4. Rozwój technik przetwarzania i utrwalania żywności ... 139

3.5.4.1. Termiczna obróbka żywności ... 140

3.5.4.2. Nietermiczny wpływ na żywność ... 141

3.6. Literatura ... 149

4. ZAGADNIENIA APARATUROWE, PRODUKCYJNE I ENERGETYCZNE ... 163

4.1. Mechaniczne rozdzielanie układów niejednorodnych ... 163

4.1.1. Zastosowanie pras do rozdzielania układów niejednorodnych ... 164

4.1.1.1. Prasy mechaniczne ... 164

4.1.1.2. Prasy hydrauliczne ... 173

4.1.1.3. Prasy pneumatyczne ... 174

4.1.2. Mechaniczne rozdzielanie ciekłych układów niejednorodnych ... 175

4.1.2.1. Inżynierskie aspekty wirowania ... 177

4.1.2.2. Klasyfikacja wirówek ... 179

4.1.2.3. Wirówki filtracyjne ... 180

4.1.2.4. Wirówki separacyjne ... 183

4.1.2.5. Wirówki sedymentacyjne ... 185

4.1.2.6. Dekantery ... 187

4.1.2.7. Przykłady obliczeniowe ... 189

4.2. Obliczanie procesów cieplnych i wymienników ciepła ... 191

4.2.1. Wymienniki ciepła ... 191

4.2.2. Przykłady obliczeniowe ... 194

4.3. Właściwości powietrza wilgotnego i suszarnictwo ... 197

4.3.1. Przykłady obliczeniowe z zakresu właściwości powietrza wilgotnego ... 197

4.3.2. Przykłady obliczeniowe z zakresu suszarnictwa ... 203

4.4. Przegląd urządzeń i technologii stosowanych w zakładzie przemysłu rolno-spożywczego na przykładzie branży mięsnej ... 209

4.4.1. Procesy i wyposażenie techniczne ... 209

4.4.2. Przykłady wybranych technologii produkcji ... 226

4.4.3. Wymagania higieniczne dla maszyn i urządzeń stosowanych w przemyśle mięsnym ... 229

4.5. Przechowywanie żywności w obniżonej temperaturze ... 230

4.5.1. Określenie bilansu energetycznego pomieszczeń chłodzonych ... 230

4.5.2. Zasady dobierania urządzenia chłodniczego ... 243

4.5.3. Zastosowanie chłodnictwa i zamrażania ... 246

4.6. Podstawy obliczeń zużycia energii cieplnej w zakładach produkcyjnych ... 248

4.7. Zakład przetwórstwa rolno-spożywczego jako miejsce przemian i użytkowania energii ... 265

4.7.1. Czynniki wpływające na energochłonność zakładów przetwórstwa rolno-spożywczego ... 265

4.7.2. Energochłonność, efektywność energetyczna produkcji i zużycie wody ... 275

4.8. Literatura ... 286

5. BIOGOSPODARKA – PRZEMYSŁ ROLNO-SPOŻYWCZY – ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ ... 297

5.1. Powiązania podmiotów i przepływy nośników energii w agroekosystemie i biogospodarce ... 297

5.2. Przetwórstwo surowców roślinnych na nośniki energii i wykorzystanie biokomponentów ... 304

5.2.1. Wprowadzenie ... 304

5.2.2. Podstawowe biokomponenty stosowane w transporcie ... 305

5.2.3. Produkcja biokomponentów w Polsce ... 306

5.2.4. Surowce stosowane w produkcji bioetanolu i estrów metylowych kwasów tłuszczowych ... 308

5.2.5. Przetwarzanie nasion oleistych na cele energetyczne ... 310

5.2.6. Biopaliwa i biokomponenty versus gospodarka rynkowa ... 314

5.2.7. Badania procesu spalania oleju rzepakowego w silnikach wysokoprężnych ... 319

5.2.8. Produkcja biogazu rolniczego – zarys problematyki ... 325

5.3. Ekoefektywność produkcji ... 327

5.3.1. Wprowadzenie ... 327

5.3.2. Przykłady wyrażania ekoefektywności ... 331

5.4. Literatura ... 333