Antufiev máquinas tecnológicas y dispositivos biotecnológicos. Máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología.

Fabricante: "GIORD"

El libro contiene información básica sobre la finalidad, clasificación, diseño y funcionamiento de máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología. Se dan métodos de cálculo y ejemplos, y direcciones prometedoras Desarrollo de equipos biotecnológicos. El libro de texto está destinado a estudiantes de la especialidad 260602 "Ingeniería de alimentos para pequeñas empresas" y las áreas de formación 260100 "Productos alimenticios a partir de materias primas vegetales", 260200 "Productos alimenticios de origen animal" y 151000 "Máquinas y equipos tecnológicos" en niveles de pregrado y posgrado, y también puede ser utilizado por especialistas que trabajan en industrias relevantes. ISBN 978-5-98879-179-9

Editorial: "GIORD" (2015)

ISBN: 978-5-98879-179-9

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Transcripción

1 MÁQUINAS Y EQUIPOS TECNOLÓGICOS DE BIOTECNOLOGÍA Recomendado por la Asociación Educativa y Metodológica para la Educación en el Campo de Tecnología e Ingeniería de Alimentos como libro de texto para estudiantes de educación superior instituciones educativas estudiantes de la especialidad "Ingeniería de alimentos para pequeñas empresas" y las áreas de formación "Productos alimenticios a partir de materias primas vegetales", "Productos alimenticios de origen animal" y "Máquinas y equipos tecnológicos" en los niveles de licenciatura y maestría San Petersburgo GIORD 2015

2 UDC 664 BBK ya73 T38 Autores: Alekseev G.V., Antufiev V.T., Kornienko Yu.I., Palchikov A.N., Gromtsev A.S., Ivanova M.A. T38 Máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología: libro de texto / G. V. Alekseev, V. T. Antufiev, Yu I. Kornienko [y. otros]. San Petersburgo : GIORD, pág. : enfermo. ISBN El libro contiene información básica sobre la finalidad, clasificación, diseño y funcionamiento de máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología. Se dan ejemplos y métodos de cálculo y se describen direcciones prometedoras para el desarrollo de equipos biotecnológicos. El libro de texto está dirigido a estudiantes de la especialidad “Ingeniería de alimentos para pequeñas empresas” y las áreas de formación “Productos alimenticios a partir de materias primas vegetales”, “Productos alimenticios de origen animal” y “Máquinas y equipos tecnológicos” en los niveles de pregrado y posgrado. , y también puede ser utilizado por especialistas que trabajan en industrias relevantes. UDC 664 BBK ya73 ISBN GIORD Publishing House LLC, 2015

3 Contenido Prefacio Capítulo 1. CONCEPTO DE PROCESOS TECNOLÓGICOS Y CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS TECNOLÓGICAS Y EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA Concepto de bio procesos tecnológicos en producción de alimentos Clasificación de máquinas y equipos tecnológicos de biotecnologías Capítulo 2. MÁQUINAS Y EQUIPOS TECNOLÓGICOS PARA PROCESOS BIOSINTÉTICOS Y BIOTECNOLOGÍAS Biorreactores para el cultivo de microorganismos y plantas Aparatos de fermentación de levadura Aparatos de malteado tipo caja con agitador de sinfín Equipos para procesos biocatalíticos Aparatos de fermentación cilíndricos Aparatos de fermentación de el aparato del sistema CTR tipo BOLSA Equipo para salazón y salazón de medios alimentarios Aparato de salazón por inyección Aparato para salado de pieles Equipo para maduración de medios alimentarios Aparato para elaborar quesos Fabricante de cuajada Equipo para ahumar medios alimentarios Instalación para fumar Generador de humo Capítulo 3. MÁQUINAS TECNOLÓGICAS Y EQUIPOS PARA MECÁNICA Y PROCESOS HIDROMECÁNICOS SOV Equipos para lavado de materias primas agrícolas Máquinas para lavado de frutas y verduras

4 Contenido Lavadora de tambores Lavadora de botellas Equipo para limpiar y separar materias primas agrícolas a granel Separador de limpieza de granos Trier cilíndrico Tamiz de harina Equipo para inspección, calibración y clasificación de materias primas en piezas Máquina para calibrar frutas Máquina para clasificar arenque Equipo para separar materias primas vegetales y animales Máquina limpiadora de materiales Instalación para quitar pieles Máquina descarnadora Máquina limpiadora de escamas de tambor Equipo de molienda de medios alimentarios trituradora de martillo Cálculo de un homogeneizador Cortador de remolacha Molinillo Cortador Equipo para clasificar y enriquecer productos a granel Tamiz Máquina trituradora Equipo para separar medios alimentarios heterogéneos similares a líquidos Separador Centrífuga Filtro de vacío de tambor Equipo para mezclar medios alimentarios Máquina mezcladora de masa Batidora de paletas Mezclador de carne Equipo para moldear medios alimentarios Prensa de pasta Máquina laminadora de masa Máquina de confitería Ex trabajador

5 Contenido Capítulo 4. EQUIPOS PARA PROCESOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA Aparato para templar y aumentar la concentración de medios alimentarios Unidad de evaporación multiefecto Unidad de pasteurización-enfriamiento de placas Autoclave Blanqueadora Aparato para secar medios alimentarios Secador por aspersión Secador de tambor Secador de cinta Secador de eje Equipo para hornear y procesos de fritura ki medios alimentarios Horno de panadería Horno para freír Cuba de vapor Aparato para enfriar y congelar medios alimentarios Enfriador de aire Congelador Generador esquimal Cámara refrigeradora Aparato para realizar procesos de difusión y extracción de medios alimentarios Aparato de difusión inclinado Extractor Aparato para realizar procesos de cristalización de medios alimentarios Cristalizador al vacío Fabricante de mantequilla Cristalizador-subenfriador cilíndrico Aparatos para realizar procesos de rectificación de medios alimentarios (aparatos de destilación) Capítulo 5. EQUIPOS PARA ENVASADO DE ALIMENTOS Equipos para dosificación productos alimenticios y productos Dispensador Divisor de masa Máquinas para envolver y envasar productos a granel y en piezas

6 Contenido Rendimiento de máquinas de varias clases Alimentador de rollos materiales de embalaje Mecanismos de cuerpos de trabajo en máquinas de clase II Máquinas para envasar productos líquidos y pastosos Máquina llenadora Máquina automática para llenar y envasar requesón Capítulo 6. SISTEMA DE MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DE EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA Tipos de desgaste de máquinas y dispositivos Tipos de reparación de máquinas y dispositivos Disposiciones generales sistemas de mantenimiento y reparación de equipos empresariales industria alimentaria Mantenimiento de equipos en producción Requisitos básicos para el mantenimiento de equipos Mantenimiento de equipos Deberes y responsabilidades del personal operativo al preparar el equipo para la reparación Responsabilidades del personal operativo para cumplir con los requisitos del sistema de mantenimiento y reparación Reparación de equipos Tipos de reparaciones Planificación de reparaciones Estándares para tiempo de funcionamiento del equipo entre reparaciones, tiempo de inactividad durante las reparaciones y reparación con intensidad de mano de obra. El procedimiento para revisar las normas El procedimiento para aceptar equipos para reparación. Documentación técnica para reparaciones Formas y métodos de reparación Precauciones de seguridad para mantenimiento y reparación Procedimiento para la aceptación de equipos de reparación Detención de reparaciones Financiamiento de los trabajos de reparación Lista bibliográfica

7 PREFACIO De acuerdo con la doctrina de seguridad alimentaria de Rusia, el objetivo principal y las prioridades para el desarrollo de la industria alimentaria y procesadora en el complejo agroindustrial tienen como objetivo la producción de productos alimenticios seguros a partir de nuestras propias materias primas y utilizando equipos nacionales. . La comunidad de objetivos, requisitos de materias primas y productos sirve como base para el desarrollo de un sistema conceptual de apoyo científico y de ingeniería para la producción de alimentos. La producción de alimentos moderna es un conjunto de procesos tecnológicos secuenciales con base científica para procesar materias primas de origen vegetal y animal con el fin de obtener productos alimenticios con una determinada calidad y vida útil. La elección correcta Los equipos tecnológicos para la producción de alimentos aseguran la confiabilidad de su funcionamiento, durabilidad, costos operativos mínimos y, como resultado, la producción de productos de alta calidad. Con la diversidad moderna de la producción de alimentos, los productos utilizados en ellos. equipo tecnológico Tiene muchos diseños y difiere en el principio de funcionamiento. La elección de uno u otro equipo tecnológico es una tarea multifactorial, en la que cada vez es necesario tener en cuenta diversos requisitos y condiciones. Desde el primer momento en que se familiarizan con los cálculos y el diseño de equipos biotecnológicos modernos, los estudiantes deben imaginar la gama de conocimientos que deberán dominar. Por tanto, selección y cálculo del equipamiento de un estudiante, especialmente en la etapa de preparación para la graduación. trabajo calificado, presenta cierta dificultad, ya que en cada libro de texto individual o libro de texto A menudo se proponen diferentes métodos de cálculo, no siempre respaldados por ejemplos. El propósito de este libro de texto es sistematizar los conocimientos previamente adquiridos por los estudiantes sobre los equipos tecnológicos utilizados en la industria alimentaria, y utilizar los métodos y ejemplos dados de cálculos de máquinas y aparatos en el estudio de disciplinas especiales y fundamentales. El libro de texto "Máquinas y equipos tecnológicos de biotecnología" cubre los principales equipos tecnológicos de refrigeración, térmicos y mecanizado productos cárnicos y pescado, leche 9

8 Prefacio y frutas, frutas y verduras, productos de cereales, productos culinarios y comidas preparadas, su embalaje y etiquetado. La forma en que se presenta el material le permite concentrarse en estudiar el tema, eliminando la necesidad de recopilar información paralela en muchos libros y libros de texto. La presencia de dibujos o diagramas de equipos, cálculos térmicos o de resistencia detallados, cálculos de rendimiento con una explicación preliminar de la metodología facilitan enormemente la comprensión de los procesos en un diseño determinado. Los datos presentados en el libro de texto pueden ser útiles para los especialistas que trabajan en industrias relevantes. Los autores expresan su profundo agradecimiento a los revisores, Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Jefe del Departamento de Ingeniería de Producción de Carne y Lácteos, Instituto de Refrigeración y Biotecnología, Universidad Nacional de Investigación de San Petersburgo. tecnologías de la información, mecánica y óptica (NRU ITMO) V. A. Aretu y K. V. Sc., Profesor Asociado, Jefe del Departamento de Apoyo Material de la Academia Militar de Apoyo Material y Técnico L. N. Rudakov.

9 Capítulo 1 CONCEPTO DE PROCESOS TECNOLÓGICOS Y CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS TECNOLÓGICAS Y EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA 1.1. El concepto de procesos biotecnológicos en la producción de alimentos Los procesos biotecnológicos se basan en las leyes de la bioquímica y la biofísica. Tales procesos ocurren bajo ciertas condiciones que aseguran las relaciones necesarias entre la energía de activación y la energía del movimiento térmico de las moléculas o sus unidades individuales, provocando la ruptura de los enlaces existentes entre las unidades individuales de moléculas y su reorientación. Dependiendo de los tipos de impactos, los procesos biotecnológicos se pueden dividir en bioquímicos y microbiológicos. Los procesos bioquímicos se basan en el uso de catalizadores biológicos (enzimas), en presencia de los cuales se producen transformaciones bioquímicas de materiales biológicos (coagulación de proteínas, hidrólisis de carbohidratos, etc.). Las enzimas se introducen en materiales biológicos mediante procesos hidromecánicos o pueden ser componentes naturales de materias primas biológicas. Los procesos microbiológicos se basan en transformaciones biocatalíticas irreversibles de materiales biológicos debido a enzimas producidas por microorganismos. La actividad vital de los microorganismos ocurre en ambientes que contienen nutrientes. La principal característica específica de todos los procesos biotecnológicos es que necesariamente involucran, en una función u otra, objetos biológicos (proteínas) o sustancias biológicas de naturaleza proteica. En este caso, la dirección de cualquier proceso biotecnológico se reduce a uno de dos fenómenos: o la biosíntesis, la formación de nuevos compuestos con beneficios. propiedades del consumidor, o biocatálisis, que resulta en la transformación de unos compuestos en otros (biotransformación) o la descomposición de sustancias con una estructura compleja en compuestos simples (biodegradación). 11

10 Capítulo 1. Concepto de procesos tecnológicos Otra característica de los procesos biotecnológicos (tanto biosintéticos como biocatalíticos) es que los procesos biológicos específicos (bioquímicos, fisiológicos, microbiológicos, etc.) en ellos van acompañados de reacciones físicas y fisicoquímicas estándar con transferencia térmica y de masa conocida. , hidrodinámicos y otros procesos. La especificidad de los procesos biotecnológicos requiere el uso equipo especial, que tiene en cuenta en la mayor medida las características de estos procesos. Dichos equipos, en particular, incluyen biorreactores: dispositivos técnicos complejos que proporcionan condiciones óptimas para el desarrollo o acción de objetos biológicos, como resultado de lo cual se lleva a cabo la biosíntesis de compuestos útiles o la biodegradación o biotransformación de casi cualquier material orgánico natural. sustancias Clasificación de máquinas y equipos tecnológicos de biotecnología En las industrias biotecnológicas modernas se utilizan una variedad de biorreactores, que pueden clasificarse según varios criterios: según la dirección de los procesos biológicos; por método de cultivo; según la estructura del ciclo de trabajo; según condiciones asépticas; según condiciones de aireación; por el método de entrada de energía; sobre la organización de la mezcla y aireación, etc. Según la dirección de los procesos biológicos, se distinguen los biorreactores para procesos biosintéticos y biocatalíticos. Según el método de cultivo se distinguen biorreactores para cultivo profundo y superficial. Cualquier cultivo de objetos biológicos se realiza mediante la interacción de tres fases: sólida, líquida y gaseosa. En el cultivo profundo, el desarrollo de objetos biológicos se produce en todo el volumen de un medio nutritivo líquido saturado con aire (cuando se utilizan cultivos aeróbicos), y en el cultivo superficial solo en una película sobre la superficie de una fina capa de sustrato líquido. En algunos biorreactores, el cultivo se lleva a cabo en condiciones en las que el papel de la fase líquida se minimiza y sólo aumenta;

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MÁQUINAS TECNOLÓGICAS

Y EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA

como libro de texto para estudiantes de instituciones de educación superior que cursan la especialidad 260602 “Ingeniería de alimentos de pequeños

empresas" y áreas de formación 260100 "Alimentación

a partir de materiales vegetales", 260200 "Productos alimenticios de origen animal" y 151000 "Máquinas y equipos tecnológicos"

niveles de pregrado y posgrado San Petersburgo GIORD UDC 664 BBK 36.81-5ya73 T38 Autores: Alekseev G.V., Antufiev V.T., Kornienko Yu.I., Palchikov A.N., Gromtsev A.S., Ivanova M. A.

Máquinas y equipos tecnológicos de biotecnología: libro de texto / T38 G. V. Alekseev, V. T. Antufiev, Yu I. Kornienko [etc.]. - San Petersburgo. : GIORD, 2015. - 608 p. : enfermo.

ISBN 978-5-98879-179-9 El libro contiene información básica sobre la finalidad, clasificación, diseño y funcionamiento de máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología.

Se dan ejemplos y métodos de cálculo y se describen direcciones prometedoras para el desarrollo de equipos biotecnológicos.

El libro de texto está destinado a estudiantes de la especialidad 260602 “Ingeniería de alimentos para pequeñas empresas” y las áreas de formación 260100 “Productos alimenticios a partir de materias primas vegetales”, 260200 “Productos alimenticios de origen animal” y 151000 “Máquinas y equipos tecnológicos” en niveles de pregrado y posgrado, y también puede ser utilizado por especialistas que trabajan en industrias relevantes.

UDC 664 BBK 36.81-5я73 © LLC Editorial GIORD, 2015 ISBN 978-5-98879-179-9 Contenido Prefacio.................. ... ................................. 9 Capítulo 1. CONCEPTO DE PROCESOS TECNOLÓGICOS

Y CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS TECNOLÓGICAS

Y EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA................................. 11

1.1. El concepto de procesos biotecnológicos en la producción de alimentos.................................... .......... ...... 11

1.2. Clasificación de máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología................................................. ....... ..... 12 Capítulo 2. MAQUINARIA Y EQUIPOS TECNOLÓGICOS

PARA PROCESOS BIOSINTÉTICOS Y BIOTECNOLOGÍAS... 14

2.1. Biorreactores para cultivo.

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De acuerdo con la doctrina de seguridad alimentaria de Rusia, el objetivo principal y las prioridades para el desarrollo de la industria alimentaria y procesadora en el complejo agroindustrial tienen como objetivo la producción de productos alimenticios seguros a partir de nuestras propias materias primas y utilizando equipos nacionales. La comunidad de objetivos, requisitos de materias primas y productos sirve como base para el desarrollo de un sistema conceptual de apoyo científico y de ingeniería para la producción de alimentos.

La producción de alimentos moderna es un conjunto de procesos tecnológicos secuenciales con base científica para procesar materias primas de origen vegetal y animal con el fin de obtener productos alimenticios con una determinada calidad y vida útil. La elección correcta de los equipos tecnológicos para la producción de alimentos asegura la confiabilidad de su funcionamiento, durabilidad, costos operativos mínimos y, como resultado, la producción de productos de alta calidad. Con la diversidad moderna de la producción de alimentos, los equipos tecnológicos utilizados en ellos tienen muchos diseños y difieren en sus principios operativos. La elección de uno u otro equipo tecnológico es una tarea multifactorial, en la que cada vez es necesario tener en cuenta diversos requisitos y condiciones.

Desde el primer momento en que se familiarizan con los cálculos y el diseño de equipos biotecnológicos modernos, los estudiantes deben imaginar la gama de conocimientos que deberán dominar. Por tanto, la selección y cálculo del equipamiento de un alumno, especialmente en la fase de preparación del trabajo final de calificación, presenta una cierta dificultad, ya que cada libro de texto o material didáctico individual ofrece a menudo diferentes métodos de cálculo, que no siempre están respaldados por ejemplos.

El propósito de este libro de texto es sistematizar los conocimientos previamente adquiridos por los estudiantes sobre los equipos tecnológicos utilizados en la industria alimentaria, y utilizar los métodos y ejemplos dados de cálculos de máquinas y aparatos en el estudio de disciplinas especiales y fundamentales.

Libro de texto "Máquinas y equipos tecnológicos de biotecnología"

Cubre los principales equipos tecnológicos para la refrigeración, el calor y el procesamiento mecánico de productos cárnicos y pescados, leche y frutas, frutas y verduras, productos de cereales, productos culinarios y platos preparados, su envasado y etiquetado.

La forma en que se presenta el material le permite concentrarse en estudiar el tema, eliminando la necesidad de recopilar información paralela en muchos libros y libros de texto.

La presencia de dibujos o diagramas de equipos, cálculos térmicos o de resistencia detallados, cálculos de rendimiento con una explicación preliminar de la metodología facilitan enormemente la comprensión de los procesos en un diseño determinado.

Los datos presentados en el libro de texto pueden ser útiles para los especialistas que trabajan en industrias relevantes.

Los autores expresan su profundo agradecimiento a los revisores: Doctor en Ciencias Técnicas, Profesor, Jefe del Departamento de Ingeniería de Producción de Carne y Lácteos, Instituto de Refrigeración y Biotecnología, Universidad Nacional de Investigación de Tecnologías de la Información, Mecánica y Óptica de San Petersburgo (NIU ITMO ) V. A. Aret y Dr. V. Sc., Profesor Asociado, Jefe del Departamento de Apoyo Material de la Academia Militar de Apoyo Material y Técnico L. N. Rudakov.

CONCEPTO DE TECNOLÓGICO

PROCESOS Y CLASIFICACIÓN

MÁQUINAS TECNOLÓGICAS

Y EQUIPOS DE BIOTECNOLOGÍA

1.1. El concepto de procesos biotecnológicos en la producción de alimentos Los procesos biotecnológicos se basan en las leyes de la bioquímica y la biofísica. Tales procesos ocurren bajo ciertas condiciones que aseguran las relaciones necesarias entre la energía de activación y la energía del movimiento térmico de las moléculas o sus unidades individuales, provocando la ruptura de los enlaces existentes entre las unidades individuales de moléculas y su reorientación.

Dependiendo de los tipos de impactos, los procesos biotecnológicos se pueden dividir en bioquímicos y microbiológicos. Los procesos bioquímicos se basan en el uso de catalizadores biológicos (enzimas), en presencia de los cuales se producen transformaciones bioquímicas de materiales biológicos (coagulación de proteínas, hidrólisis de carbohidratos, etc.). Las enzimas se introducen en materiales biológicos mediante procesos hidromecánicos o pueden ser componentes naturales de materias primas biológicas. Los procesos microbiológicos se basan en transformaciones biocatalíticas irreversibles de materiales biológicos debido a enzimas producidas por microorganismos.

La actividad vital de los microorganismos ocurre en ambientes que contienen nutrientes.

La principal característica específica de todos los procesos biotecnológicos es que necesariamente involucran, en una función u otra, objetos biológicos: proteínas o sustancias biológicas de naturaleza proteica. En este caso, el enfoque de cualquier proceso biotecnológico se reduce a uno de dos fenómenos: o la biosíntesis, la formación de nuevos compuestos con propiedades útiles para el consumidor, o la biocatálisis, que resulta en la transformación de unos compuestos en otros (biotransformación) o la descomposición. transformación de sustancias de estructura compleja en compuestos simples (biodegradación).

Capítulo 1. Concepto de procesos tecnológicos Otra característica de los procesos biotecnológicos (tanto biosintéticos como biocatalíticos) es que los procesos biológicos específicos (bioquímicos, fisiológicos, microbiológicos, etc.)

) los procesos en ellos van acompañados de reacciones físicas y fisicoquímicas estándar con procesos térmicos, de transferencia de masa, hidrodinámicos y otros conocidos.

La especificidad de los procesos biotecnológicos requiere el uso de equipos especiales que tengan en cuenta en la mayor medida las características de estos procesos. Dichos equipos, en particular, incluyen biorreactores, dispositivos técnicos complejos que proporcionan condiciones óptimas para el desarrollo o acción de objetos biológicos, cuyo resultado es la biosíntesis de compuestos útiles o la biodegradación o biotransformación de casi cualquier sustancia orgánica natural.

1.2. Clasificación de máquinas tecnológicas y equipos de biotecnología.

En la producción biotecnológica moderna se utilizan diversos biorreactores, que se pueden clasificar según varios criterios:

Según la dirección de los procesos biológicos;

Según el método de cultivo;

Según la estructura del ciclo de trabajo;

Según condiciones asépticas;

Según condiciones de aireación;