Lebensmitteltechnik

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  1. Kaffee-ein Alkaloid
    klassischer Pflanzeninhaltsstoff mit vorwiegend heterocyclisch eingebautem,basischem Aminostickstoff, der eine starke, meist spezifische Wirkung auf verschiedene Bezirke des Nervensystems besitzt
  2. Kaffee-Rohstoffgewinnung Herkunft
    Anbau in Süd- und Mittelamerika, Afrika und Südostasien
  3. Kaffee-Rohstoffgewinnung Vorgehen
    • Waschen der Kaffeekirschen
    • entpulpen
    • fermentieren
    • waschen
    • trocknen
    • auslesen
    • sortieren
  4. Kaffee-Rohstoffbearbeitung
    • Wasserverdampfung
    • Volumenvergrößerung
    • Farbentwicklung
    • Aromabildung
    • Rösten im Heißluftstrom (300°C, t<3min)
    • Rösten durch Kontaktwärme
  5. Zuckerrüber-Zusammensetzung
    • 7-9,5% Nichtzucker
    • 73-76,5%Wasser
    • 15-19%Zucker
  6. Aufarbeitung für Extraktion
    • Lager
    • Erdabscheidung
    • Steinabscheidung
    • Krautabscheidung
    • Hauptwäsche
    • Ziel ist die umfassende Reinigung der Rüben
    • unzureichende Reinigung kann Anlagen schädigen
  7. Saftgewinnung-Extraktion
    • Schnitzelherstellung
    • Denaturierung
    • Extraktion
    • extrahierte Schnitzel
    • Schnitzel Presse-->Presswasser

    • Schnitzel werden erhitzt und im Gegenstrom extrahiert
    • Der Extrakt (Rohsaft) wird abgezogen
  8. wichtige Verfahrensschritte der Extraktion
    • Herstellung Rübenschnitzel: Erhöhung der spezifischen Oberfläche
    • Schnitzelerwärmung(Denaturierung unlöslicher Zellbestandteile) in der Schnitzelmaische
    • Gegenstromextraktion im Turm (ca. 70°C, 90min)
    • Schnitzelpresse: Nass- oder Trockenschnitzel (für Viehfütterung)
  9. Saftreinigung
    • Vorkalkung
    • Hauptkalkung
    • 1.Carbonation
    • Dekanter, Filter
    • Zwischenkalkung
    • 2.Carbonatation
    • Filter
  10. Saftreinigung Zweck
    • entfernen von Fest und Trübstoffen
    • entfernen von Nichtzuckerstoffen
    • erzeugen von chemisch stabilen Säften
  11. Eindickung des Zuckersaftes
    • Vorwärmung
    • Safteindickung (Gas rein, Brüden raus)
  12. Auslegung von Verdampferanlagen
    • grundsätzlich mehrstufig (4-6)
    • zumeist Rohrverdampfer nach Fallstromprinzip
    • Dampf als Wärmequelle stammt aus Kraft-Wärme-Kopplung zur Erzeugung von elektrischer Energie -->Abdampf der Turbine
  13. Kristallisation
    • aus Dicksaft wird reine Saccharose auskristallisiert
    • nach Abtrennen der Kristalle werden die Abläufe erneut kristallisiert
    • Zentrifugate müssen von anhaftenden Sirup befreit werden
    • Reinheit des kristallisierten Zuckers nimmt mit zunehmender Kristallisationsstufe ab etwa 85-90% kristallin gewinnbar
  14. Bierherstellung-Bierarten
    • Obergärig: Weizenbier, Alt, Kölsch
    • Untergärig: Pils, Export, Lager, Märzen
  15. Stammwürze def
    • Extraktgehalt der Würze= die gelösten Stoffe
    • 11% bei Pils, Hell, Dunkel
    • 16% bei Bockbier
  16. Rohstoffe zur Bierherstellung
    • Wasser
    • Malz 
    • Hopfen
    • Hefe
  17. Vorgänge in der Mälzerei
    • Reinigen
    • Sortieren
    • Lagerung
    • Weichen
    • Keimen
    • Darren
    • Entkeimen
    • Lagerung
    • Reinigung
  18. Mälzerei-Reinigen
    Seperator, Magnetapparat, Trockensteinausleser, Trieur
  19. Mälzerei-Sortieren
    gleich große Körner für gleichmäßiges Malz
  20. Mälzerei-Lagerung
    6-8 Wochen zur Überwindung der Keimruhe
  21. Mälzerei-Weichen
    • Erhöhung auf den Weichgrad (ca.44%) zu Erweckung der Lebensaktivität
    • unter Wasserzugabe und Sauerstoff 
    • Beginn des Keimens
  22. Mälzerei-Keimen
    • Bildung von Enzymen zum Abbau der Reservestoffe zum Grünmalz
    • Wachstum und Bildung von Enzymen 
    • Enzyme: Amylasen, Proteasen
  23. Mälzerei-Darren
    • Stoppen der Keimung
    • Wasserentzug durch Temperaturerhöhung
  24. Mälzerei-Entkeimen
    Abrieb der Keime
  25. Mälzerei-Lagerung
    vor der Verwendung in der Brauerei
  26. Mälzerei-Reinigung
    Malz wird poliert
  27. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit
    • Schroten(Malzmühle)
    • Maischen(Maischebüttisch)
    • Abläutern(Läuterbottich)
    • Würzekochen(Würzepfanne)
    • Grobtrubenentfernung
    • Kühlen(Wärmetauscher)
  28. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Schroten
    Zerkleinern der Körner um Oberfläche zu erhöhen
  29. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Maischen
    • Mischen von Malzschrot und Wasser
    • Temperatur und Zeitbedinungen für enzymatischen Abbau
  30. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Abläutern
    Abfiltrieren der ungelösten Bestandteile von der flüssigen Phase(Würze)
  31. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Würzekochen
    Hopfenzugabe, Sterilisation, DMS Ausdampfen
  32. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Grobtrubenentfernung
    Niederschlag aus Eiweiß, Gerbstoffen
  33. Verfahrensschritte der Sudhausarbeit-Kühlen
    auf Gärtemperatur der Hefe
  34. Kellerarbeit
    • Hefe
    • Gärung
    • Reifung
    • Filtration
    • Abfüllung
  35. Hopfen (Humulus Inpulsus)
    • mehrjährige Kletterpflanze
    • -->Pflücken der Dolden und Triebe der weiblichen Pflanzen
  36. Hopfen-Eigenschaften im Bier
    • typisch bitterer Geschmack
    • haltbarkeit des Schaums
    • antiseptische Wirkung
  37. Hopfen-Sorten
    • Aromahopfen
    • Bitterhopfen
    • Hochalphahopfen
  38. Verfahrensschritte der Kellerarbeit
    • Hauptgärung: ca. 1Woche
    • Nachgärung/Reifung:2-3 Wochen
    • Filtrieren: Entfernung aller Trübstoffe und Hefen
    • Haltbarmachung: Pasteurisation vor Abfüllung
  39. Hefe
    • Oval bis rund: Länge 10μm, Breite 6μm
    • Stoffwechsel: aerobe Atmung->hoher Energiegewinn
    • anerobe Gärung -->energieärmer
    • Bierhefe: Obergärige und Untergärige Hefe
  40. Verfahrensorientierte Gliederung in
    • Grundoperationen
    • Grundprozesse
  41. Einteilung nach Herkunft der Rohstoffe
    • tierischer Abstammung
    • pflanzlicher Herkunft
  42. Grundoperationen
    Sind unteilbare technische Maßnahmen, die hauptsächlich physikalische Veränderungen von Lebensmitteln bezwecken und auf den theoretischen Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten des Wärme-, Stoff- und Impulsaustausches und -transportes basieren
  43. Grundprozesse
    sind technische Maßnahmen, die hauptsächlich chemische und/oder biochemische bzw enzymatische Umwandlungen von Lebensmitteln bezwecken und auf den theoretischen Grundlagen und Gesetzmäßigkeiten der Reaktionskinetik basieren
  44. Verfahrenstechnische Gliederung
    • (1)Gewinnung, Vorbereitung und Vorbehandlung von Lebensmitteln
    • (2)Umwandlung oder Zubereitung durch chemische oder enzymatische Reaktionen
    • (3)Aufbereitung und Nachbehandlung der Lebensmittel

    • 1+3: Grundoperationen
    • 2: Grundprozess
  45. Einteilung von Grundoperationen
    • im Hinblick auf die erwünschte physikalische Änderung(Energiehaltes, Form, Phasen, Vereinigung,Abtrennen)
    • Art der Triebkraft(mechanisch, thermisch, elektromagnetisch)
    • Aggregatszustand
  46. Einteilung von Grundprozessen
    • Grundprozesse werden primär auf Basis der ablaufenden Reaktionen eingeteilt in
    • chemische Reaktionen
    • biochemische bzw enzymatische Reaktionen
  47. Grundprozess: Haltbarmachung-Verderb
    Verderb von Lebensmitteln wird verursacht durch endogene und exogene Faktoren
  48. Strategien zur Verlängerung der Haltbarkeit
    • Aufrechterhaltung biologischer Funktionen
    • Inaktivierung von Enzymen, Mikroorganismen, Schädlingen
    • mechanische Entfernung von Mikroorganismen
    • ausschaltung von Umwelteinflüssen
  49. Haltbarmachen erfolgt durch
    • Absenkung des verfügbaren Wassers
    • Zusatz oder Bildung hemmender Stoffe
    • einwirken von thermischer oder mechanischer Energie
  50. Warum Haltbarmachen?
    • Minimierung der Verluste
    • Sicherung der Versorgung
    • ermöglicht Zentralisierte Verarbeitung und Distribution
  51. Forderungen an die moderne Konservierungstechnik
    • Erhalt von wertbestimmenden Inhaltsstoffen
    • Erhalt der sensorischen Qualität
    • Eliminierung von potentiellen Schadfaktoren
    • Zuverlässigekit und Sicherheit der Verfahren
  52. Verfahren der Lebensmittelkonservierung
    • thermisch
    • Wasserentzug
    • chemisch
  53. Einflussgrößen
    • Äußere: Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht, Mikroorganismen
    • Innere: Enzyme, Konzentration und Verteilung der Inhaltsstoffe
  54. Abtötung von Mikroorganimsen
    • chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=%5Cfrac%7BN%7D%7BN_0%7D%3De%5E%7B-kt%7D&chs=148x70
    • -->chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=D%3D%5Cfrac%7Bt%7D%7BlogN_0-logN%7D&chs=260x72
    • Temperaturabhängigkeit nach Arrhenius
    • für Reaktionen erster Ordnung ist der 90%ige Umsatz definiert als D-Wert
    • D-Wert ist jene Zeit, die bei definierter Temperatur notwendig ist um den Keimgehalt um eine Zehnerpotenz zu reduzieren
  55. Temperaturabhängigkeit der Verfahren
    • Mindestwert um erwünschte Stoffumwandlung zu erreichen
    • Maximalwert um unerwünschte Änderungen zu Vermeiden
    • Van´t Hoffsche Regel: eine Temperaturerhöhung von 10K führt zu einer Zunahme der Reaktionsgeschwindigkeit um den Faktor 2-4
  56. Thermisches Konservieren
    • Abtöten von Mikroorganismen/Inaktivierung von Enzymen durch gezieltes Einwirken höherer Temperaturen
    • Jedoch gibt es keine 100% Sterilität (Praktische Sterilität)
    • Pasteurisieren
    • Sterilisieren
  57. Thermisches Konservieren-Pasteurisieren
    inaktivieren von vegetativen Keimen einschließlich aller humanpathogener Keime
  58. Thermisches Konservieren-Sterilisieren
    abtöten aller Keime einschließlich hitzeresistenter Bakteriensporen
  59. Stofftrennung: Zielsetzung
    • Abtrennen des Werkstoffes
    • Entfernen von Begleitstoffen
    • Konzentrierung des Werkstoffes
  60. Stofftrennung: Unterteilung
    • mechanische Trennung ( nach Form, Dichte, Größe)
    • thermische Trennung: Wärmeübertragung mit Phasenänderung(Verdampfen, Sublimieren)
    •       Stoffübertragung zwischen Phasen(kristallisieren, extrahieren)
    • elektromagnetisch
  61. Mechanische Trennung
    • nach Form
    • nach Dichte
    • nach Größe
  62. Trennung nach Form
    • Trieur
    • Zweck: Abtrennen von Unkrautsamen, Fremdkörpern
    • Prinzip: Rundkornausleser, Langkornausleser
  63. Trennung nach Dichte
    • Steinabschneider
    • Zweck: Abtrennen von steinen
    • Tellerseparator
    • Zweck: Trennung von Rahm und Magermilch
  64. Trennung nach Größe
    • Hängependelzentrifuge
    • Zweck: Trennung von Zuckerkristallen und Sirup
    • Anschwemmfiltration
    • Zweck: Bierklärung
    • Membranfiltration
    • Zweck: Trennung von Stoffgemischen
  65. Thermische Stofftrennung
    • Kristallisation
    • Verdampfung
    • Verdampfung (stufenschaltung)
    • Verdampferschaltung
    • Extrahieren
  66. Kristallisation
    Zweck: Gewinnung des Wertstoffs aus konzentrierter Lösung
  67. Verdampfung
    • Zweck: Konzentrierung des Wertstoffes durch Lösungsmittelabtrennung
    • Gewinnung des reinen Lösungsmittels
    • Schaltung:Anlage für Milchkonzentrierung mit Brüdenverdichtung
  68. Extrahieren
    • Zweck: Abtrennen metallischer Verunreinigungen
    • Prinzip: Elektromagnete
  69. Stofftrennung nach Farbe
    • Zweck: Abtrennen von Ausschussware
    • Prinzip: Erfassen und Ausblasen fehlfärbiger Produkte
  70. Schneiden von Lebensmitteln-Zerteilen
    • Auftrennen fester und halbfester Körper durch Überwinden der Bindungskräfte an den Trennflächen
    • Zerschneiden: kleine nicht definierbare Körper
    • Schneiden: in definierter Form
  71. Schneideffekt
    • Das Trennelement dringt unter Einwirkung einer Kraft mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Schneidrichtung ein
    • Der Schneideffekt entsteht durch Auflösen des stofflichen Zusammenhalts infolge Normal- und Schubspannungen
  72. Arten des Schneidens
    • nach Form und Bewegungsart der Arbeitsorgane: Parallel- oder Schwinungsschnitt)
    • nach Art des Unterschnittwerkzeuges: Druck- und Scherschnitt)
  73. Schneiden in der Lebensmitteltechnik
    • meist nichtspröde Materialien
    • plastische Verformung vor dem Bruch
    • langsames Risswachstum
    • Tendenz zu spröderem Bruchverhalten bei Unterkühlung und hohen Beanspruchungsgeschwindigkeiten
  74. Trennkraft chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=F_T&chs=50x34
    maßgebend beeinflusst von den Schneidguteigenschaften und dem Rundungsradius der Schneikante
  75. Verformungskraft FV
    Reaktionskomponente des seitlich verdrängten Schneidgutes beim Eindringen der keilförmigen Schneide
  76. Kompressionskraft FK
    wiederspiegelt die Resultierende der seitlich aufgebrachten Druckkräfte, bedingt durch die Schneidendicke dund die Größe des abzutrennenden Spanes
  77. Reibungskraft FR
    • Ausdruck des Bewegungswiderstandes zwischen Schneide und Schneidgut
    • von Adhäsions, Kohäsions, Deformationsverhalten des Schneidgutes und der Kontaktflächenrauhigkeit bestimmt
  78. Gesamtnormalschneidkraft FS
    für den drückenden Schnitt
    • bei konstanter Beanspruchungsgeschwindigkeit ergibt sich als Summe der aktiven Kraftkomponenten
    • chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=F_S%3DF_T%2B2F_Vsin%5Cfrac%7B%5Calp%7D%7B2%7D&chs=320x58chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=%2B2F_%7BRV%7Dcos%5Cfrac%7B%5Calp%7D%7B2%7D%2B2F_%7BRK%7D&chs=328x58
  79. Geometrische Parameter-Schneidendicke dM
    bestimmt das Verdrängungsvolumen und damit die Kompressionskräfte
  80. Schneidenwinkel chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=%5Cal&chs=22x20
    bestimmt Verformungszone und Eindringverhalten
  81. Rundungsradius rs
    Verschleißparameter zur Charakterisierung des Schärfezustands des Werkzeugs
  82. Schneidphasen-BIld
    Image Upload
  83. Anlaufphase
    Kraftanstieg bis zum vollständigen Kontakt zwischen Schneidkante und Schneidgut
  84. Oberflächendeformationsphase
    Kraftanstieg mit zunehmender Deformation des Schneidgutes durchs Messer
  85. Penetrationsphase
    Eindringen des Messers und Durchtrennen des Schneidgutes
  86. Durchtrennungsphase
    • Durchdringung der Probe erreicht
    • weiterer Kraftverlauf von Reibung/Abhäsionskräften abhängig
  87. Schnittführung-Zügigkeit,Ziehverhalten
    chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=%5Cfrac%7Bv_T%7D%7Bv_N%7D%3D%20tan%5Clam&chs=158x62  λ-Schnittwinkel
  88. Resultierende Geschwindigkeit
    • chart?chf=bg,s,00000000&cht=tx&chl=v%3D%5Csqrt%7Bv_t%5E2%2Bv_N%5E2&chs=202x60
    • drückender Schnitt: v=vN, vt=0, λ=0°
    • ziehender Schnitt: v=tanλ*vt , 0°<λ<90°
    • stehender Schnitt:v=vt , vN=0, λ=90°
  89. Qualitätsmerkmale beim Schneiden
    • Maßhaltigkeit und Formstabilität
    • Trennflächenstruktur
    • Gutverschleppung
    • Produkt-Messer-Haftung
    • Verschmutzung der Schneideinrichtung
  90. Ultraschallschneiden
    • Speziell konstruierte Schneidmesser in hochfrequenter Schwingungsbewegung
    • schneiden resultiert durch Überlagerung von Werkzeugvorschub- und Schwinungsbewegung
    • Amplituden: im Mikrometerbereich (5...20μm)
    • Frequenzbereich: 20....50Hz
  91. Aufbau US
    • Generator
    • Konverter
    • Booster
    • Sonotrode
  92. Generator
    wandelt Netzspannung in hochfrequente Spannung um
  93. Konverter
    hochfrequente elektrische Schwingung wird in mechanische Schwingung gleicher Frequenz umgewandel
  94. Koppler (Amplitudenwandler)
    Übertragung, Verstärkung oder Abschwächung der Amplitude der mechanischen Schwingung vom Konverter zur Sonotrode
  95. Sonotrode
    • mechanischer Resonator
    • Schwingung in longitudinaler Richtung
  96. Schneidwerkzeug
    sonotrode selbst ausgeformt oder Ankopplung austauschbarer Klingen an Sonotrode
  97. Wirkung auf den Schneidvorgang
    • Kante: Überlagerung von Vorschub und Schwingungsbewegung-->Trennkraftverringerung
    • Flanke: Freischwingen, Energieeintrag--> Reibkraftverringerung

    • Verkürzung der Deformationsphase
    • Absenkung des Kraftniveaus in Penetrationsphase
  98. Wirkung auf Schneidqualität
    • keine/kaum Verformung
    • kein/kaum Krümelbildung
    • glatte Trennflächen
    • keine Gutsverschleppung
    • kein Abrieb
    • Selbstreinigung der Schneide
    • Abschleudern von Produktfilmen

Card Set Information

Author:
Tabbe
ID:
332914
Filename:
Lebensmitteltechnik
Updated:
2017-07-15 18:37:29
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