Fødevareteknologi

FØDEVARETEKNOLOGI - EN INTRODUKTION TIL PROCESTEKNIKOG PRODUKTION I FØDEVAREINDUSTRIEN giver dig en grundlæggende introduktion til industriel fødevareproduktion, procesteknik, dimensionering af fødevareprocesser og forståelsen af, hvordan fremstillingsprocesser påvirker karakteristika af fødevarer.

Igennem bogen bliver du klogere på procestekniske beregninger ,forståelsen af udvalgte procesoperationer og samspillet mellem produktion, sikkerhed og kvalitet.Bogen hjælper dig med at forstå, behandle og dimensionere procestrin inden for opvarmning, afkøling (og frysning) samt transport af væsker i rør og varmevekslere.

Du får værktøjerne til at skabe dig et overblik over fødevareproduktion– såsom blokdiagrammer, materialebalancer og Gantt-diagrammer. Disse værktøjer giver dig kompetencer til at analysere produktioner, identicere de vigtigste forarbejdningstrin samt forståelsen for fødevareproduktion i et holistisk perspektiv.

Indholdsfortegnelse:

1 Introduktion 2 Fødevareteknologi - en basis for industriel produktion af fødevarer 2.1 Industrielle fødevarer 2.2 Beskrivelse af kvalitet af fødevarer 2.3 Industriel produktion vs. hjemmeproduktion 2.4 Hvad driver udviklingen i fødevareindustrien 3 Forståelse af fødevareproduktion i et holistisk perspektiv 3.1 Fra råvare til fødevareprodukt 3.2 Fødevaresikkerhed, holdbarhed og konservering 3.3 Hygiejnisk design og rengøring 3.4 Enhedsoperationer 3.5 Håndtering og emballering 3.6 Forståelse af forbrugerkvalitet som objektive målbare parametre 4 Design af fødevareproduktion 4.1 Beskrivelse af industriel produktion 4.2 Tid- og temperaturforløb samt holdbarhed 4.3 Produktionsflow og organisering af produktion 4.4 Batchproduktion 4.5 Kontinuerlig produktion 5 Fysiske egenskaber af fødevarer 5.1 Sammensætning af fødevarer 5.2 Næringsdeklaration 5.3 Densitet 5.4 Specifik varmekapacitet 5.5 Entalpi 5.6 Varmeledningsevne 5.7 Termisk karakterisering af fødevarer 5.8 Viskositet (Newtonske væsker) 5.9 Reologi 5.9.1 Reologisk karakteristik af ikke-Newtonske væsker 5.9.2 Potenslovsvæsker 5.9.3 Potensloven for forskydningsfortyndende væsker 5.9.4 Tekstur og teksturanalyse 5.10 Enkel test af viskoelastiske fødevarer 6 Blokdiagrammer og masse- og energibalancer 6.1 Kommunikation af det essentielle ved processer 6.2 Identifikation af operationer i en proces (blokdiagrammer) 6.3 Massebalancer 6.4 Valg af en basis for beregning 6.5 Beregning af massebalancer med massefraktioner 6.6 Energibalancer 6.7 Beregninger i praksis 7 Transport af væsker 7.1 Baggrund og basal strømningsmekanik 7.1.1 Opholdstider og opholdstidsfordelinger 7.2 Newtonsk strømningsmekanik 7.2.1 Reynolds tal – bestemmelse af strømningens karakter 7.2.2 Laminar strømning 7.2.3 Turbulent strømning 7.2.4 Strømning i omslagsområdet 7.2.5 Hydraulisk diameter 7.2.6 Laminar strømning – hastighedsprofil og trykfald 7.2.7 Turbulent strømning – hastighedsprofil og trykfald 7.2.8 Omslagsområdet 7.3 Ikke-Newtonsk strømningsmekanik 7.3.1 Reynolds tal for strømning af potenslovsvæsker 7.3.2 Laminar strømning (potenslovsvæsker) – hastighedsprofil og trykfald 7.3.3 Turbulent strømning (potenslovsvæsker) – hastighedsprofil og trykfald 7.4 Trykfald, kapacitet og opholdstid i praksis 7.4.1 Tryk og trykfald i praksis 7.4.2 Kapacitet i praksis 7.4.3 Opholdstid i praksis 7.5 Industrielle pumper i fødevareproduktion 7.5.1 Strømningspumper (eng. Centrifugal pumps) 7.5.2 Fortrængningspumper (eng. Positive displacement pumps) 7.5.3 Andre pumpetyper 7.5.4 Valg af pumper 7.5.5 Dimensionering af pumper 8 Introduktion til varmetransmission i fødevareprocesser 8.1 Beregning af blandingstemperatur 8.2 Energi- og effektbehov i processer 8.3 Direkte opvarmning og afkøling 8.4 Indirekte opvarmning 8.5 Varmeledning 8.6 Varmeoverførsel mellem væske og fast stof (konvektion) 8.7 Karakterisering af varmegennemgang 8.8 Typer af varmeoverførsel (konvektion) 8.9 Konstant varmestrøm – Energimodellen 8.10 Stationær varmetransmission 8.11 Ikke-stationær varmetransmission 8.11.1 Biots tal 8.11.2 Fouriers tal og dimensionsløs temperatur 8.11.3 Ideelle legemer 8.11.4 Endelige legemer 8.12 Generelle løsninger til rækkeudviklingen 8.13 Estimering af tid og temperatur i praksis 8.13.1 Generelle løsninger til rækkeudviklingen for 0,1 < Bi < 100 8.13.2 Generelle løsninger til rækkeudviklingen for Bi > 100 8.13.3 Estimering af tid og temperatur i processer med lave Biot tal (Bi < 0,1) 8.13.3.1 Energibalancemodellen 8.13.3.2 Lumped-modellen 8.13.4 Valg af den rette model til beregning af procestid i praksis 9 Frysning og optøning 9.1 Kvalitetsændringer under opbevaring på frost 9.2 Beregning af frysetid 9.3 Beregning af frysehastighed 9.4 Beregning af optøningstid 10 Tørring og dehydrering 10.1 Konsekvenser af tørring 10.2 Konvektionstørring 10.2.1 Fordampning fra en væskeoverflade til luft 10.2.2 Fordampning fra en produktoverflade (fast) til luft 10.3 Tørringsmodeller 10.3.1 Konstant tørringshastighed 10.3.2 Faldende tørringshastighed 11 Stationær varmetransmission – i kontinuerlig strømning 11.1 Varmeovergang for strømning af Newtonske væsker i lige rør 11.1.1 Varmeovergang for laminar strømning 11.1.2 Varmeovergang for turbulent strømning 11.1.3 Varmeovergang i omslagsområdet mellem laminar og turbulent strømning 11.2 Varmeovergang for strømning af ikke-Newtonske væsker i lige rør 11.2.1 Laminar strømning af potenslovsvæsker i rør 11.2.2 Turbulent strømning og strømning i omslagsområdet af potenslovsvæsker i rør 11.3 Varmegennemgangstal i praksis 12 Kvalitetsberegninger i fødevareproduktion 12.1 Reaktionskinetik (inaktiveringskinetik) 12.2 Inaktiveringskinetik (1. orden) 12.2.1 Decimeringstid DT 12.2.2 Temperaturfølsomhed af processer: z-værdien 12.3 Kinetik til beregning af holdbarhed af frosne produkter 12.3.1 Effekt af frysning 12.3.2 Slid på frosne produkter under opbevaring 13 Varmevekslere 13.1 Driftsformer 13.2 Generel beregningsmetodik til varmeveksler dimensionering 13.3 Rør-om-rørvarmevekslere 13.4 Pladevarmevekslere 13.5 Skrabevarmevekslere 13.5.1 Varmeoverførsel for Newtonske væsker 13.5.2 Varmeoverførsel for Ikke-Newtonske væsker 13.6 Varmevekslerkonfiguration i praksis 14 Tanke med omrøring 14.1 Varmetransmission i omrørte tanke for Newtonske væsker 14.2 Beregning i praksis 14.3 Varmetransmission i omrørte tanke for ikke-Newtonske væsker 15 Varmebehandling af fødevarer 15.1 Typiske anvendelser af varmebehandling i fødevareproduktion 15.2 Beskrivelse af varmebehandlingsprocesser 15.2.1 Pasteuriseringsprocesser 15.2.2 Steriliseringsprocesser 15.2.3 Valg af den rette varmebehandlingsproces 15.3 Beregning af varmebehandlingseffekt 15.3.1 Steriliseringsværdi, F-værdi 15.3.2 Tab af sensorisk værdi, C-værdi 15.3.3 Pasteuriseringseffekt 15.4 Sikring af holdbarhed med kombinerede teknologier 16 Produktionsplanlægning 16.1 Tid til forskellige opgaver 16.2 Procesanalyse 16.3 Planlægningsprincipper 16.4 Operationstider og flaskehalse 16.5 Sammenkobling af batch og kontinuerlige operationer 16.6 Brug af et Gantt-diagram 17 Produktionsbetragtninger 17.1 Chili con carne – hjemmeproduktion vs. industriel produktion 17.2 Betragtninger omkring råvarer 17.2.1 Kød 17.2.2 Friske grøntsager 17.2.3 Tørre grøntsager 17.2.4 Konserverede grøntsager (på dåse) 17.2.5 Fedtstoffer og olier 17.3 Hvad sker der under procesbehandlingen? 17.3.1 Hakning af kød 17.3.2 Bruning af kødet 17.3.3 Afskalning og hakning af grøntsager 17.3.4 Iblødsætning af bønner 17.3.5 Tilberedning af bønnerne 17.3.6 Tomatpuré 17.3.7 Fortykkelse af produkt 17.3.8 Opvarmning/køling af store mængder 17.3.9 Påfyldning af dåser 17.3.10 Autoklavering 17.4 Konsekvenser af fejl under varmebehandling 17.5 Industriel produktion af yoghurt (rørt) 17.6 Ingredienser til yoghurtproduktion 17.7 Data for mælk og yoghurt 17.8 Konsekvenser af uhensigtsmæssige procesbetingelser for yoghurtproduktion Symbolliste Bilag Bilag 1. Sammenhænge i strømningsmekanik Bilag 2. Enheder og omregninger samt dimensioner på rør Bilag 2.1 Enheder og omregninger Bilag 2.2 Dimensioner på rør Bilag 3. Termofysiske data for vand, vanddamp, is og luft Bilag 3.1. Termofysiske data ol. for vand Bilag 3.2. Termofysiske data for luft Bilag 3.3. Entalpidata for vand, is og mættet damp Bilag 4. Termofysiske data for metaller Bilag 5. Entalpi-diagrammer Bilag 5.1. Entalpi-diagram for mager fisk Bilag 5.2. Entalpi-diagram for magert kød Bilag 5.3. Entalpi-diagram for mælk med forskelligt fedtindhold Bilag 5.4. Entalpi-diagram for æg Bilag 6. Nusselts ligninger for specielle anvendelser Bilag 7. Temperatur afhængighed af fysiske egenskaber Bilag 7.1. Temperatur afhængighed af densitet Bilag 7.2. Temperatur afhængighed af specifik varmekapacitet Bilag 7.3. Temperatur afhængighed af varmeledningsevne Bilag 8. Grafer til brug ved beregninger af ikke-stationær varmeledning Bilag 8.1 ac-værdier (centrum) for uendelige plade, uendelig cylinder og kugle Bilag 8.2 am-værdier (middelværdi) for uendelige plade, uendelige cylinder og kugle Bilag 8.3 b-værdier (Fourier eksponent) for uendelige plade, uendelige cylinder og kugle Bilag 8.4 ax/L for den uendelige plade fra midten (x/L = 0) til overfladen (x/L = 1) Bilag 8.5 ax/L for den uendelige cylinder fra midten (x/L = 0) til overfladen (x/L = 1) Bilag 8.6 ax/L for kuglen fra midten (x/L = 0) til overfladen (x/L = 1) Bilag 8.7 Ωc som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for den uendelige plade Bilag 8.8 Ωc som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for den uendelige cylinder Bilag 8.9 Ωc som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for kuglen Bilag 8.10 Ωm som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for den uendelige plade Bilag 8.11 Ωm som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for den uendelige cylinder Bilag 8.12 Ωm som funktion af Fo for Bi = 0,1 til Bi → ∞ for kuglen Bilag 9. Beregning af parametre til ligninger for frysetider Bilag 10. Materiale til brug i forbindelse med tørringsprocesser Bilag 10.1. Grænser for vandaktivitet for at undgå vækst af mikroorganismer Bilag 10.2. Grænser for vandaktivitet for at undgå vækst af mikroorganismer og dannelse af toxiner Bilag 10.3 Mollierdiagram, atmosfærisk luft og vanddamp i forbindelse med tørring Bilag 10.4 Psykrometridiagram Bilag 10.5 Psykrometridiagram eksempel på aflæsning Stikordsregister