Tehnologii Generale in Industria Alimentara

CUPRINS

1. MATERII PRIME FOLOSITE ÎN INDUSTRIA PRODUSELOR

ALIMENTARE EXTRACTIVE

1.1.CEREALE

1.1.1. Caracteristicile fizico-chimice ale cerealelor

1.1.2. Structura anatomică a seminţelor de cereale

1.1.3. Însuşirile tehnologice ale cerealelor

1.1.4. Recepţia cantitativă şi calitativă a cerealelor

1.1.5. Depozitarea cerealelor

1.2.FĂINA DE GRÂU

1.2.1. Gradul de extracţie al făinii

1.2.2. Compoziţia chimică a făinii de grâu

1.2.3. Însuşirile fizico-chimice ale făinii de grâu

1.2.4. Depozitarea făinurilor

1.3.SFECLA DE ZAHĂR

1.3.1. Structura anatomică a sfeclei de zahăr

1.3.2. Compoziţia chimică a sfeclei de zahăr

1.3.3. Depozitarea sfeclei de zahăr

1.4.MATERII PRIME OLEAGINOASE

1.4.1. Structura anatomică a seminţelor oleaginoase

1.4.2. Caracterizarea fizico-chimică a principalelor materii prime oleaginoase

1.4.3. Recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase

1.5.MATERII PRIME FOLOSITE ÎN INDUSTRIA PRODUSELOR ZAHAROASE

1.5.1. Materii prime

2. TEHNOLOGIA MORĂRITULUI

2.1.PREGĂTIREA CEREALELOR PENTRU MĂCINIŞ. SEPARAREA

IMPURITĂŢILOR. CONDIŢIONAREA CEREALELOR.

1

2.2.MĂCINAREA CEREALELOR

2.2.1. Măcinarea în valţuri

2.2.2. Cernerea produselor măcinate

2.2.3. Maşini de cernut

2.2.4. Maşini de cernut şi curăţat griş

2.2.5. Procesul tehnologic de măcinare al grâului

3. TEHNOLOGIA PANIFICAŢIEI

3.1.SCHEMA DE OPERAŢII TEHNOLOGICE

3.2.PROCESUL TEHNOLOGIC DE PREPARARE AL PÂINII

3.2.1. Pregătirea materiilor prime şi auxiliare

3.2.2. Prepararea aluatului pentru fabricarea pâinii

3.2.3. Prelucrarea aluatului

3.2.4. Coacerea pâinii

3.2.5. Depozitarea şi conservarea prin frig a pâinii

4. TEHNOLOGIA PRODUSELOR FĂINOASE

4.1.FABRICAREA PASTELOR FĂINOASE

4.1.1. Pregătirea materiilor prime

4.1.2. Prepararea aluatului

4.1.3. Modelarea aluatului

4.1.4. Aşezarea pastelor făinoase în vederea uscării

4.1.5. Uscarea pastelor făinoase

4.1.6. Ambalarea pastelor făinoase

4.1.7. Depozitarea pastelor făinoase

4.2.FABRICAREA BISCUIŢILOR





2

4.2.5. Coacerea biscuiţilor

4.2.6. Răcirea, ambalarea şi depozitarea biscuiţilor

5. TEHNOLOGIA ZAHĂRULUI

5.1.PREGĂTIREA SFECLEI DE ZAHĂR ÎN VEDEREA EXTRAGERII

ZAHĂRULUI

5.2.EXTRAGEREA ZAHĂRULUI

5.3.PURIFICAREA ZEMII DE DIFUZIUNE

5.4.CONCENTRAREA (VAPORIZAREA)

5.5.FIERBEREA ŞI CRISTALIZAREA ZAHĂRULUI

6. TEHNOLOGIA PRODUSELOR ZAHAROASE

6.1.TEHNOLOGIA FABRICĂRII PRODUSELOR PE BAZĂ DE MASĂ CARAMEL

6.2.TEHNOLOGIA DE FABRICARE A HALVALEI

6.3.TEHNOLOGIA PRODUSELOR DE LABORATOR

6.4.TEHNOLOGIA FABRICĂRII CARAMELELOR

6.5.TEHNOLOGIA FABRICĂRII CIOCOLATEI ŞI PUDREI DE CACAO

7. TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE

7.1.PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII

7.1.1. Curăţirea seminţelor

7.1.2. Decojirea

7.1.3. Măcinarea materiilor prime oleaginoase

7.1.4. Prăjirea materialului oleaginos

7.2.OBŢINEREA ULEILUI BRUT PRIN PRESARE SAU EXTRACŢIE

7.2.1. Obţinerea uleiului brut prin presare

7.2.2. Obţinerea uleiului brut prin extracţie

7.3.RAFINAREA ULEIURILOR VEGETALE

3

7.3.1. Dezmucilaginarea uleiurilor vegetale

7.3.2. Neutralizarea acidităţii libere a uleiurilor vegetale

7.3.3. Uscarea uleiurilor

7.3.4. Decolorarea uleiurilor

7.3.5. Winterizarea uleiurilor

7.3.6. Dezodorizarea uleiurilor

7.4.HIDROGENAREA ULEIURILOR VEGETALE

7.5.FABRICAREA MARGARINEI ŞI A SHORTENINGURILOR

7.5.1. Procesul tehnologic de obţinere a margarinei

7.5.2. Fabricarea grăsimilor vegetale (shorteninguri)

BIBLIOGRAFIE

1. MATERII PRIME FOLOSITE

ÎN INDUSTRIA PRODUSELOR ALIMENTARE EXTRACTIVE

INTRODUCERE

Industria alimentară prezintă o serie de particularităţi faţă de alte ramuri industriale legate atât

de natura materiilor prime prelucrate cât şi a produselor finite obţinute.

4

Prin materii prime se înţeleg acele materiale care, supuse unui proces tehnologic specific, se

transformă în produse finite sau semifabricate.

Materiile prime, în majoritate, sunt de natură biologică, perisabile şi degradabile, ceea ce

impune o prelucrare sezonieră, într-un anumit ritm al producţiei şi anumite condiţii de lucru. Dacă

majoritatea industriilor prelucrează materii prime care în general au caracteristici constante, industria

alimentară prelucrează produse cu caracteristici fizice, chimice şi biochimice neomogene, ceea ce impune

o continuă modificare a parametrilor de producţie.

În unele subramuri ale industriei alimentare, ca de exemplu morărit, panificaţie, produse

zaharoase, se practică de la începutul procesului tehnologic omogenizarea materiei prime, adică

alcătuirea din două sau mai multe loturi cu indici calitativi diferiţi a unei singure partide care să asigure o

prelucrare uniformă din punct de vedere calitativ.

Comparativ cu alte ramuri, industria alimentară se remarcă prin multitudinea materiilor prime

prelucrate şi prin diversitatea produselor finite, ceea ce impune existenţa unor procese tehnologice

variate.

CEREALELE

Cerealele sunt reprezentate de seminţele plantelor din familia gramineelor. Ca materii prime în

industria alimentară sunt utilizate următoarele cereale: grâul, secara, porumbul, orzul, orezul şi altele.

Grâul (Triticum aestivum, sp. vulgare) este cereala de bază din industria morăritului.

Porumbul (Zea Mays L., Zea Mexicana, Zea Perennis) este folosit în industria morăritului,

amidonului, spirtului şi a berii.

Orzul este folosit la fabricarea malţului pentru bere şi a sladului pentru spirt, din ele

fabricându-se şi arpacaşul.

Orezul este destinat alimentaţiei şi utilizat ca cereală nemalţificată în industria berii sub formă

de brizură.

Componentele principale ale boabelor de cereale, în general, sunt învelişul bobului, endosperm

şi embrion (tabel 1).

Tabel 1

Repartiţia principalelor părţi anatomice în boabele de cereale

Cereala Înveliş, % Endosperm, % Embrion, %

5

Grâu 14 (14-18) 79-84 2,0-4,0

Secară 20-25 71-77 2,5-4,0

Porumb 5-11 81-84 8,0-14,0

Orz 27-30 56-59 2,6-3,0

Calitatea cerealelor este definită de:

a) caracteristici fizice;

b) compoziţia chimică;

c) proprietăţi tehnologice de măciniş şi panificaţie;

d) comportarea în timpul păstrării în diferite condiţii.

1.1.1 Caracteristici fizico-chimice ale cerealelor

a) Caracteristicile fizice ale cerealelor sunt (tabelul 2):

masa hectolitrică;

greutatea a 1000 boabe (masa acestora exprimându-se în grame);

masa specifică;

sticlozitatea;

duritatea.

Tabelul 2

Caracteristicile fizice ale cerealelor

CerealaMasa hectolitrică,

Kg/hl

Greutatea absolută a 1000 boabe,

G/s.u.

Sticlozitate,

%

Grâu 63-84 15-52 0-80

Secară 68-71 13-48 -

Porumb 78-82 80-250 -

Orz 50-70 35-48 -

b) Compoziţia chimică a boabelor de cereale depinde de următorii factori:

6

soiul cerealei;

gradul de umiditate a boabelor la recoltare;

gradul de umplere a bobului care este în funcţie de:

i. umiditatea şi compoziţia solului;

ii. cantitatea şi calitatea îngrăşămintelor folosite;

iii. clima.

Limitele în care variază principalii componenţi chimici ai boabelor de cereale sunt:

- umiditate -10-20% (orz-porumb)

- amidon - 56-76% (orz-grâu);

- celuloză - 2-5% (grâu-orez);

- substanţe proteice - 5-25% (porumb-grâu);

- lipide - 1,6-5% (grâu, secară, orz, porumb);

- substanţe minerale - 1,2-2,5% (porumb, orz, grâu).

Umiditatea nu trebuie să depăşească 14% deoarece pot apare, în timpul conservării, o serie de

procese biochimice legate de accelerarea respiraţiei, urmate de procese enzimatice complexe, care conduc

la alterarea masei de boabe.

Glucidele constituie componentul cel mai însemnat al cerealelor din care amidonul se găseşte în

proporţia cea mai mare (cu creşterea gradului de extracţie, conţinutul de amidon scade).

Glucidele solubile în apă conţinute de făina de grâu sunt: dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza

şi fructoza. În afară de acestea se mai găsesc în cantitate mică rafinoza şi trifuctozanul.

Hemicelulozele provin în făinuri din tărâţe şi din învelişul celulelor mari ale endospermului,

fiind formate în cea mai mare parte din pentozani şi hexozani.

Celuloza se găseşte în proporţie însemnată în stratul aleuronic, în spermodermă şi pericarp.

Amidonul formează cea mai mare parte a bobului. Endospermul este format din celule mari

poliedrice, cu pereţi subţiri, pline de granule de amidon înconjurate de substanţe proteice.

Granulele de amidon pot avea diferite mărimi iar ca formă pot fi sferice sau lenticulare.

Aspectul făinos al boabelor în secţiune se datorează prezenţei granulelor mici de amidon în spaţiile dintre

granulele mari de amidon iar aspectul sticlos este datorat unui schelet de substanţe proteice în care se

găsesc fixate granulele mari de amidon.

Amidonul este alcătuit din amiloză în proporţie de 20-30% şi amilopectină 70-80%, ambele

găsindu-se repartizate uniform în întreaga granulă. Cele două componente se pot deosebi atât prin

7

proprietăţi fizice cât şi chimice. Astfel, amiloza se dizolvă bine în apă şi nu formează cocă iar

amilopectina se îmbină limitat în apă rece şi nelimitat în apă fierbinte.

Substanţele proteice existente în cereale se împart în două categorii:

substanţe proteice generatoare de gluten;

substanţe proteice negeneratoare de gluten.

Principalele clase de proteine ce intră în componenţa cerealelor sunt următoarele:

albuminele – se găsesc ca proteine de rezervă în boabele de grâu în proporţie de 0,3-0,5%

conţinutul lor fiind mai mare în embrion şi sub formă de urme în corpul făinos; albumina din

grâu se numeşte leucozină;

globulinele – se găsesc în cantităţi relativ mici în boabele de cereale şi sunt concentrate în

embrion; globulina din grâu se numeşte edestină;

prolaminele – se găsesc în endospermul boabelor de cereale împreună cu glutelinele.

Prolamina din grâu se numeşte gliadină, cea din orz hordeină şi prolamina din porumb zeină.

Gluteninele – reprezintă o grupă de substanţe proteice mai puţin studiată datorită

dificultăţii obţinerii lor în stare pură întrucât filtrarea extractelor alcaline din seminţele

cerealelor este foarte dificilă. Mai cunoscute sunt:

o glutenina grâului

o glutenina secarei

o glutenina orezului – orizenină

Glutenina şi gliadina prezintă o importanţă deosebită deoarece sunt proteine generatoare de

gluten.

Lipidele se găsesc acumulate în procent mai mare în embrion şi stratul aleuronic situat la

exteriorul endospermului. În compoziţia lipidelor cerealelor, gliceridele ocupă proporţia cea mai mare,

conţinutul în sterine, ceride, lipide complexe fiind mic.

Dintre lipidele complexe, lecitina se găseşte în cantităţi mai mari. Lecitina sub acţiunea unei

fosfataze se scindează în colină, acizi graşi şi acid glicero-fosforic care în timpul păstrării făinurilor

(cerealelor), determină creşterea acidităţii făinii.

Pentru mărirea duratei de conservare a făinurilor în tehnologia morăritului se îndepărtează

germenii şi tărâţa.

Substanţele minerale se găsesc în tot bobul fiind repartizate diferit, procentul mai mic găsindu-

se în endosperm şi maxim în germen şi strat aleuronic.

8

Cenuşa care rezultă prin calcinarea boabelor de cereale este formată în principal din fosfaţi acizi

de potasiu şi magneziu şi mai puţin din fosfaţi de calciu. O mare parte din fosfaţi regăsiţi în cenuşă se

găsesc sub formă de fitină.

În boabele de cereale se găseşte şi un complex enzimatic format din amilaze, fosfataze şi lipaze.

Amilazele sunt poliglicozidaze ce catalizează scindarea hidrolitică a legăturilor glicozidice α-1,4

din macromolecula amidonului.

Fosfatazele catalizează scindarea hidrolitică a esterului acidului fosforic (mono sau diesteri) cu

formare de alcool şi H3PO4 . Ele pot fi de mai multe tipuri:

- fosfomonoesteraze – alcaline – pHopt = 8,6-9,4

- acide – pHopt = 3,4-5,6

- fosfodiesteraze – ribonucleaze

- deoxiribonucleaze

Lipazele sau glicerolesterhidrolazele catalizează scindarea hidrolitică a esterilor carboxilici

rezultând glicerol şi acizi graşi.

Pigmenţii caroten şi xantofilă imprimă grâului şi făinii o culoare alb gălbuie.

Carotenoidele din boabele de porumb sunt zeoxantină şi criptoxantină şi dau acestuia o culoare

gălbuie.

Cerealele constituie şi surse de vitamine din grupul B (B1, B6, PP, E acid pantotenic – B3 şi

cantităţi foarte mici de vitamina A).

1.1.2. Structura anatomică a seminţelor de cereale

În general, structura boabelor de cereale este asemănătoare, existând totuşi diferenţe de

lungime, aspect şi proporţia în diferitele componente ale structurii de la o specie la alta.

Principala cereală utilizată în industria morăritului, grâul are următoarea structură în secţiune

transversală (fig 1):

o învelişul

o aleuronul (stratul aleuronic)

o endospermul

o germenele.

9

Învelişul sau pericarpul este format la rândul lui din trei straturi suprapuse a căror succesiune

de la exterior către interior este următoarea: epicarpul, mezocarpul şi endocarpul (fig. 2).

Fig.1 Secţiune longitudinală prin bobul de grâu

1- pericarp; 2- strat aleuronic; 3- embrion; 4- bărbiţă; 5- endosperm.

Fig. 2 Secţiune transversală printr-un fragment din bobul de grâu

1- epicarp; 2- mezocarp; 3- endocarp.

Epicarpul este format dintr-un singur rând de celule învelite într-o membrană celulozică

transparentă.

Mezocarpul este format din celule mai alungite.

Endocarpul este alcătuit dintr-un şir de celule mai alungite sub care sunt aşezate perpendicular

au alt strat de celule de formă tubulară, pentru a mări rezistenţa endospermului.

10

Pericarpul, în ansamblul său, are rol de protecţie a bobului.

Stratul aleuronic este format din celule mari cu pereţii groşi ce au în secţiune o formă aproape

pătrată. În apropierea germenului celulele stratului aleuronic devin din ce în ce mai mici până la

dispariţie.

În compoziţia chimică a stratului aleuronic intră o cantitate mare de substanţe proteice (sub

formă de granule foarte fine, compacte şi cu aspect cornos) şi substanţe minerale, o proporţie însemnată

de vitamine din complexul B (acest strat ocupă 7-9% din bobul întreg) şi în cantitate mai mică

trigliceride, lecitină, substanţe colorate, steride (sub forma unor picături mici de ulei, dispersate în masa

proteinelor).

Stratul aleuronic nu conţine granule de amidon.

Endospermul sau miezul bobului conţine partea cea mai mare a bobului de grâu, el

reprezentând 78-82% din bob. Miezul făinos – sursa de făină a grâului – este alcătuit din celule mari

poliedrice cu pereţii foarte subţiri în structura cărora intră în proporţie mare hemiceluloze şi granule de

amidon (ce constituie masa substanţelor proteice generatoare de gluten).

Granulele de amidon au o formă ovală lenticulară şi prezintă mai multe straturi aşezate

concentric în jurul unui punct numit hil.

Mărimea granulelor de amidon variază în centrul endospermului 8unde granulele sunt de

dimensiuni mari) spre periferia acestuia (unde se găsesc cele mai mici granule de amidon).

Conţinutul de substanţe minerale, celuloză, pentozani, vitamine, enzime este foarte mic în

endosperm.

Germenele sau embrionul ocupă 1,4-2,8% din bobul de grâu fiind localizat la unul din capetele

bobului (opus capătului cu perişori). Germenele este acoperit numai de pericarp, el fiind protejat de

tegumentul seminal şi stratul aleuronic.

Datorită valorii nutritive şi conţinutului ridicat de vitamină E, germenele trebuie extras în

proporţie mare în procesul de măciniş.

1.1.3 Însuşirile tehnologice ale cerealelor

Însuşirile tehnologice ale cerealelor sunt caracterizate de indicii: umiditate, uniformitatea şi

mărimea boabelor, sticlozitate, masa hectolitrică, impurităţi etc.

11

În cazul grâului şi secarei aceşti indici caracterizează nu numai însuşirile de măciniş ci, în mare

măsură, şi pe cele de panificaţie.

Sticlozitatea boabelor indică consistenţa endospermului care determină rezistenţa la sfărâmare.

Astfel, grâul cu sticlozitate mare necesită un consum de energie mai mare decât cel făinos; pe de altă

parte, grâul sticlos se sfărâmă în particule mai mari dând un procent ridicat de grişuri ce pot fi valorificate

ulterior în vederea obţinerii unor făinuri de calitate superioară.

Umiditatea are, de asemenea, o importanţă deosebită asupra procesului de măciniş: boabele cu

umiditate mare se macină mai greu datorită creşterii plasticităţii lor, ducând la diminuarea capacităţii de

producţie şi creşterea consumului specific de energie.

Prelucrarea cerealelor prea uscate este nerecomandabilă, deoarece se reduce procentul de grişuri

şi se înrăutăţeşte calitatea făinurilor.

Impurităţile au implicaţii directe asupra extracţiilor de făină şi calităţii ei, influenţând procesul

de pregătire a cerealelor pentru măciniş şi de măciniş.

Ca impurităţi mai des întâlnite sunt seminţele de buruieni: neghină, măzăriche şi rapiţă. Cea mai

periculoasă dintre acestea este neghina deoarece conţine alcaloizii agrostemina şi sapotoxina – githagina

care sunt toxice.

Dintre impurităţile aderente pe suprafaţa boabelor, pe lângă praful mineral şi vegetal, există şi o

microfloră ce poate fi clasificată în trei grupe şi anume:

o Microfloră saprofită;

o Microfloră fitopatogenă;

o Microfloră patogenă pentru om şi animale.

În prima grupă intră microorganismele întâlnite la toate cerealele: bacterii, drojdii, mucegaiuri

iar grupele a II-a, şi a III-a se întâlnesc mai rar.

Cel mai dăunător microorganism saprofit este Bacterium mezentericus care se menţine în grâu

după măciniş, trece în făină şi apoi în pâine. Această bacterie, ce se dezvoltă la 25°C şi are topt=33-42°c,

transformă amidonul în zahăr şi dextrine.

Pâinea care conţine Bacterium mezentericus este inaptă consumului, miezul se întinde la rupere,

devine cleios şi cu gust neplăcut.

1.1.4. Recepţia calitativă şi cantitativă a cerealelor

12

Aprovizionarea morii cu cereale se face de obicei cu vagoane CFR, autocamioane special

amenajate şi prin preluare directă din silozul furnizorului în silozul morii.

Aprovizionarea pe cale maritimă este mai rară, însă la noi în ţară, chiar dacă cerealele au fost

transportate pe apă, se preiau din port cu vagoane CFR sau autocamioane pentru transportul la beneficiar.

Recepţia cantitativă constă în măsurarea gravimetrică (cântar pod-basculă) sau volumetrică

(nerecomandată din cauza erorilor pe care le introduce) a lotului de cereale sosit la furnizor.

În cazul transportului cu autocamioane, cerealele se cântăresc atât la furnizor în prezenţa unui

delegat al beneficiarului cât şi la beneficiar în vederea înlăturării oricăror erori şi a conferirii unei

siguranţe mai mari gestionarilor că produsul introdus în siloz corespunde cantitativ cu documentele care

l-au însoţit.

Pentru evitarea cheltuielilor de transport, în ultimul timp, s-au construit mori moderne în aceeaşi

incintă cu silozurile mari de cereale ale furnizorului. Preluarea cerealelor de la silozul furnizorului se face

printr-o legătură directă cu ajutorul unor instalaţii de transport intern formate din elevatoare, şnecuri,

redlere, benzi şi conducte.

Cerealele se cântăresc automat atât în silozul furnizorului, cât şi în silozul morii. În situaţii limită

(când unul din cântare lipseşte), se acceptă cântărirea numai la un singur cântar prin convenţie scrisă.

Recepţia calitativă a cerealelor cuprinde două faze:

o faza de recoltare şi pregătire a probelor – în care este necesar să se folosească o tehnică

specială care să includă în proba respectivă toate componentele masei şi în proporţia cantitativă

şi calitativă existentă în lot. Se efectuează de regulă cu ajutorul unor instrumente speciale,

numite sonde. Probele recoltate cu sonda se introduc în cutii metalice închise. În laborator,

aceste probe brute se omogenizează (probe omogenizate) şi, după prelevarea probei de

umiditate, această probă omogenizată se împarte în 2 sau mai multe probe de laborator prin

metoda sferturilor sau metoda divizorului. Pentru analizele care necesită cantităţi mici se

constituie proba de analiză prin metoda şah, recoltând mici cantităţi de produse din fiecare

pătrat;

o faza de efectuare a analizelor şi calculul indicilor de calitate – în care se determină

calităţile senzoriale (aspect, culoare, miros, gust) şi fizico-chimice (conţinut de impurităţi,

greutate hectolitrică, conţinut de umiditate, sticlozitate, conţinut de gluten în şrot total, gradul de

infestare).

13

1.1.5. Depozitarea cerealelor

Înainte de depozitare cerealele trebuie să fie precurăţite deoarece corpurile străine, fiind mai

umede decât cerealele, îngreunează uscarea acestora şi favorizează infecţiile cu microorganisme. De

multe ori cerealele au o umiditate mai mare de 14%, ajungând până la 20%; în aceste condiţii, datorită

faptului că ele nu se pot depozita în silozuri, se practică pe scară largă uscarea artificială a cerealelor

asigurând astfel conservabilitatea şi realizând uneori (în cazul orzului) şi o îmbunătăţire a energiei de

germinare.

Pentru uscare se folosesc diferite tipuri de uscătoare cu aer cald, cu funcţionare continuă,

prevăzute cu zone de preîncălzire, uscare şi răcire în care boabele nu trebuie să depăşească temperatura

de 55°C, durata uscării fiind de 60-90 minute.

La depozitarea cerealelor trebuie să se ţină seama că acestea sunt organisme vegetale vii, a căror

produse de respiraţie – vaporii de apă şi căldura degajată – stimulează chiar procesul de respiraţie. La o

creştere de umiditate de 2-3% respiraţia creşte şi ea de ~75 ori, iar la o creştere de temperatură cu 10°C

respiraţia se accelerează de ~5 ori.

Principalele procese care au loc în timpul păstrării cerealelor sunt: respiraţia şi post maturaţia,

germinarea, autoîncălzirea şi încingerea, putând fi evitate prin condiţionarea cerealelor înainte de

depozitare şi prin îndepărtarea căldurii degajate în timpul depozitării.

În morile moderne, ca şi în fabricile de malţ, depozitarea cerealelor se face în silozuri de beton,

care permit stocarea unor cantităţi mari de boabe în straturi groase de 10-40m.

În silozul de cereale se efectuează următoarele operaţii tehnologice pentru realizarea cărora se

folosesc scheme tehnologice şi utilaje specifice:

evacuarea cerealelor din sorbul silozului, cântărirea, precurăţirea şi introducerea în celule;

evacuarea cerealelor din celule, dozarea pentru amestec, cântărirea şi trimiterea la curăţătoria

morii;

recirculare şi prefirare pentru a împiedica încingerea;

evacuarea şi trimiterea cerealelor către mori mai mici, sateliţi ai morii mari;

ventilarea utilajelor, instalaţiilor şi a cerealelor din siloz.

Utilajele şi instalaţiile folosite pentru executarea operaţiilor tehnologice din silozul de cereale,

din care fac parte sorbul sau staţia de primire, utilajele de transport intern (elevatoare, şnecuri, tubulatură

etc.), instalaţii de ventilaţie (ventilatoare, cicloane, conducte, şubere), aparate de măsură volumetrică şi

14

gravimetrică, maşini de curăţit cereale, motoare şi transmisii de acţionare, diverse accesorii de comandă

şi control, se aseamănă cu cele din silozurile străine.

Deşi între utilajele româneşti şi cele străine există unele diferenţieri constructive, ele

funcţionează pe aceleaşi principii de bază.

1.2. FĂINA DE GRÂU

1.2.1. Gradul de extracţie al făinii de grâu

Făina de grâu – materia primă pentru industria panificaţiei şi a produselor făinoase – este un

produs de transformare, obţinut prin operaţia de măcinare înaltă a grâului. În afară de făina de grâu, în

industria panificaţiei se mai foloseşte, în cazul pâinii cu adaos de secară sau pentru pâine de secară, făina

de secară. În alte ţări se mai folosesc ca adaos făinurile de orz, ovăz, porumb şi soia.

Gradul de extracţie. Prin măcinarea grâului se obţin diferite sorturi de făină, care se clasifică în

funcţie de gradul de extracţie.

Prin grad de extracţie se înţelege proporţia de făină obţinută din 100 kg grâu. Extracţiile de făină

sunt de trei categorii (considerând bobul de grâu împărţit în 100 de straturi şi stratul 0 –punct de plecare-

în centrul bobului; stratul 100 la periferia bobului):

extracţii simple – a căror limită inferioară este fixă şi pleacă de la 0, iar limita superioară

este variabilă (0-10, 0-30, 0-90 etc). în practică aceste extracţii se obţin mai rar dar au o importanţă

fundamentală în clasificarea şi alcătuirea tipurilor de făină;

extracţiile complementare – a căror limită inferioară este variabilă şi mai mare ca 0, iar

limita superioară este fixă şi egală cu 100. în practică, numărul acestor extracţii este mic, reprezentând

deşeuri rezultate de la curăţirea mecanică a grâului sau produsului numit tărâţă;

extracţii intermediare – care au ambele limite variabile, limita inferioară fiind mai mare ca

0 iar cea superioară mai mică ca 100. aceste extracţii se obţin curent în industria morăritului prin

măcinarea şi cernerea şroturilor, grişurilor şi dunsturilor. Prin amestecarea acestor extracţii în anumite

proporţii şi după anumite criterii se obţin făinurile prevăzute în standarde.

Aprecierea gradului de extracţie al făinurilor, respectiv rezolvarea formării sorturilor de făină se

poate face prin:

aprecierea extracţiilor de făină şi formarea sortimentelor cu ajutorul randamentului în făină

obţinut cu anumite site. Nu este o metodă precisă deoarece fineţea produsului cernut este influenţată de:

15

o tratamente aplicate grânelor înaintea măcinişului;

o greutatea hectolitrică a boabelor;

o grosimea stratului care se cerne;

o diagrama de măciniş a morii;

aprecierea gradului de extracţie al făinurilor după culoarea lor este o metodă folosită

frecvent în practică, totuşi are o serie de neajunsuri. Culoarea făinurilor este determinată de culoarea alb-

gălbuie a părţilor provenite din endosperm, datorită prezenţei pigmenţilor carotenici, cât şi de culoarea

închisă a tărâţelor în făină, datorită pigmenţilor flavonici.

Neuniformitatea culorii devine mai aparentă:

- în cazul umezirii făinii;

- tratării făinii cu un reactiv (pirocatehină) ce colorează învelişurile.

În general între culoarea făinurilor normale de grâu şi culoarea miezului de pâine există

oarecare corespondenţă. Totuşi sunt cazuri când dintr-o făină albă se obţine o pâine de culoare închisă.

Acest fenomen se datorează acţiunii enzimei tirozinază, care, în prezenţa oxigenului din aer, oxidează

tirozina cu formarea unor combinaţii de culoare neagră – melanine – ce comunică aluatului şi miezului de

pâine coloraţia închisă. Formarea de melanină are loc în toate cazurile când făina este transformată în

aluat, însă nu colorează miezul de pâine decât dacă proporţia de tirozină liberă în făină este mai mare.

o metodă ştiinţifică, care a găsit o largă aplicare în practică, este aprecierea gradului de

extracţie al făinurilor prin determinarea conţinutului de substanţe minerale (cenuşă). Acest conţinut este

repartizat neuniform în diferitele părţi anatomice ale bobului şi variază de la 0,4% în endosperm, până la

7% în stratul aleuronic. Bobul întreg din grânele româneşti are un conţinut de substanţe minerale mediu

de 1,95%. Deci, cu cât învelişul bobului, inclusiv stratul aleuronic, sunt prezente în cantitate mai mare în

masa de făină, cu cât creşte conţinutul în substanţe minerale al acesteia. În funcţie de conţinutul în

substanţe minerale pot exista mai multe tipuri de făină (tipul reprezentând conţinutul în cenuşă al făinii

multiplicat cu 1000). Astfel, făina albă corespunde tipului 480, făina semialbă tipului 780, iar cea neagră

tipului 1300. se mai folosesc la fabricarea pâinii făina albă tip 600 şi făină semialbă tip 950. pentru

biscuiţi, produse de patiserie şi paste făinoase se utilizează numai făină albă.

Deşi această metodă este mai bună decât aprecierea organoleptică a culorii, totuşi aprecierea

unui tip de făină nu se poate face numai pe baza conţinutului ei în substanţe minerale.

Făinurile cu acelaşi conţinut în cenuşă (acelaşi tip), rezultate din grâne diferite, pot avea:

- conţinut de amidon diferit;

16

- putere de fermentare şi un maxim de gelatinizare diferit;

- cantitatea şi calitatea glutenului diferite;

- durata şi condiţiile de maturizare a făinii diferite, influenţând direct asupra calităţii, puterii

de fermentare şi cantităţii glutenului.

Pentru a stabili mai corect adevăratele făinuri tip va trebui să se ţină seama în primul rând, în

afară de conţinutul în cenuşă, de cantitatea şi calitatea glutenului.

1.2.2. Compoziţia chimică a făinii de grâu

Compoziţia chimică a făinii, ca aliment şi ca materie primă pentru industria panificaţiei, depinde

în principal de calitatea grâului din care provine (tabelul 3).

Tabelul 3

Repartiţia componentelor chimice în bobul de grâu

Componentul Părţile bobuluiEndosperm Înveliş + strat aleuronic Germeni

Amidon, % 100 - -Proteine, % 65 27 8Grăsimi, % 25 55 20Zaharuri, % 65 15 20Celuloză, % 5 90 5Pentozani, % 28 68 4Cenuşă, % 20 70 10

Substanţele proteice. Cantitatea de proteine din diferite făinuri de grâu creşte odată cu gradul de

extracţie al acestora, respectiv, cu creşterea tipului de făină. Substanţele proteice ale făinii de grâu se

împart în două categorii:

substanţe proteice generatoare de gluten;

substanţe proteice cornoase sau negeneratoare de gluten.

Cele din prima categorie se găsesc în făina albă cu grad de extracţie până la 65%, cu cenuşa de

0,5% şi ambele categorii de substanţe proteice se găsesc în făina cu extracţie peste 65%.

În componenţa făinii de grâu de diferite extracţii se găsesc următoarele grupe de proteine:

albuminele – se găsesc în citoplasma celulelor vii, fiind acumulate şi ca substanţă de rezervă

în boabele de grâu. Conţinutul de albumină al boabelor de grâu variază între 0,3-0,5%, fiind mai

mare în embrion (10% din compoziţia sa), în timp ce corpul făinos conţine numai urme de.

17

Leucozina, albumina din grâu, este solubilă în apă, se găseşte în proporţie care variază de la 0,05

la 0,2% în făinurile albe şi în cele de larg consum. Conţinutul mai mare în aceste din urmă

făinuri se datorează prezenţei leucozinei în proporţie mare în tărâţe;

globulinele – se găsesc în cantităţi relativ mici în boabele de grâu şi sunt concentrate în

embrion. Edestina – globulina grâului – se găseşte în proporţie de 0,08-0,25% în făinurile albe şi

de larg consum;

prolamina – gliadina – se găseşte numai în endospermul bobului de grâu şi împreună cu

glutenina formează glutenul. Unii autori susţin că gliadina este formată din mai multe substanţe

asemănătoare (clei de plantă, fibrină şi mucedină) care se deosebesc numai prin diferenţa de

solubilitate în alcool etilic de diferite concentraţii. Alţi autori au găsit că proteina solubilă în

alcool este unitară. Gliadina este foarte puţin solubilă în apă, solubilitatea scăzând în soluţii

diluate de săruri. Este solubilă în alcool etilic la concentraţia de 60% (procente masice);

glutenina din făina de grâu este o proteină care rămâne insolubilă prin extragerea glutenului

cu alcool de 70%. Această proteină a fost numită la început zimon, mai târziu Liebig a numit-o

fibrina plantei, apoi cazeina glutenului şi într-un târziu a primit numele de glutenină. Glutenina

nu este solubilă în apă şi nici în soluţie alcoolică; se dizolvă în soluţii diluate de hidroxizi

alcalini şi alcalino-pământoşi. Glutenina coagulează prin încălzire în apă fierbinte şi devine

insolubilă în baze şi acizi foarte diluaţi.

Dintre diferitele categorii de proteine care intră în compoziţia bobului de grâu şi respectiv a

făinii, gliadina şi glutenina prezintă o deosebită importanţă, întrucât sunt proteine generatoare de gluten.

Glutenul se formează numai în cazul făinii de grâu ca o masă elastico-vâscoasă, cu o mare

capacitate de absorbţie pentru apă şi care comunică principalele însuşiri de panificaţie aluatului preparat

din făina de grâu.

Între conţinutul total de substanţe proteice şi conţinutul de gluten uscat există o dependenţă: cu

cât este mai mare conţinutul proteic al bobului întreg cu atât este mai mare şi conţinutul de gluten. Se

consideră bogat în gluten grâul al cărui conţinut total în substanţe proteice depăşeşte 13%.

Proporţia proteinelor generatoare de gluten creşte din interior (7,6%) către exteriorul

endospermului (16,25%). Această repartiţie neuniformă a substanţelor generatoare de gluten conduce la

variaţii considerabile între conţinuturile în gluten al extracţiilor intermediare care aparţin aceluiaşi tip.

Pentru clarificare, se consideră două făinuri care corespund aceluiaşi tip şi anume extracţiile 0-

90 şi 30-83 (tipul 1450). Conţinutul lor în gluten este diferit: extracţia 30-83 are conţinut mai mare în

18

gluten decât extracţia 0-90 deoarece extracţia 30-83 conţine în întregime zonele bogate în gluten pe când

făina de extracţie 0-90 conţine zonele mai sărace în gluten şi o cantitate însemnată de tărâţe.

Conţinutul în substanţe azotoase solubile în apă este mai mare în cazul făinurilor de extracţie

ridicată (0-90, 0-100), acest conţinut crescând dacă:

- făinurile provin de la grâne încolţite atacate de ploşniţa grâului;

- făinurile sunt insuficient maturizate sau păstrate în condiţii necorespunzătoare.

Glucidele constituie componentul cel mai însemnat al făinii, conţinutul lor depăşind la făinurile

superioare 82%, din care amidonul ocupă proporţia cea mai mare. Odată cu creşterea gradului de

extracţie al făinii, conţinutul de amidon scade, astfel că făinurile cu grad de extracţie mic au conţinutul

cel mai mare în amidon, iar tărâţele cel mai mic. Aceasta se explică prin faptul că, cu cât procesul

tehnologic de măcinare este mai avansat, cu atât conţinutul în amidon al tărâţelor este mai mic, variind

între 16-22%. O mărunţire prea avansată a făinii în cursul măcinării poate provoca sfărâmarea granulelor

de amidon.

Granulele amidonului de grâu se pot identifica calitativ după formă şi mărime. Faţă de granulele

amidonului de secară, care sub acţiunea unor oxidanţi în soluţie formează crăpături radiale, granulele de

amidon ale grâului nu au această caracteristică şi ca atare pot fi deosebite.

Din punct de vedere al structurii chimice, macromolecula de amidon este compusă din resturi de

α-D-glucopiranoză legate 1,4-glicozidic.

Granula de amidon este constituită din două componente: amiloză (20-30%) şi amilopectină

(70-80%), ambele găsindu-se repartizate în mod uniform în întreaga granulă (tabelul 4).

Tabelul 4

Diferenţele existente între amiloză şi amilopectină

Amiloză Amilopectină Structura: alcătuită din 250-2100 resturi de D-glucoză legate între ele prin legături 1,4-α-glicozidice. Masa moleculară: 10000-340000. Solubilitate: se dizolvă bine în apă şi nu formează cocă. Cu iodul se colorează în albastru închis. Este un polihexozan curat.

Structura: este alcătuită din resturi de D-glucoză legate 1,4 şi 1,6-α-glicozidic având o structură ramificată. Masa moleculară: câteva milioane. Solubilitate: se îmbibă cu apă rece şi nelimitat cu apă fierbinte. Cu iodul se colorează în albastru violet. Formează soluţii apoase de natură coloidă, vâscoase, iar prin răcire se transformă în gel. Conţine cantităţi mici de acid fosforic

19

şi acizi graşi legaţi prin legături esterice.

Cea mai importantă reacţie a amidonului este reacţia de hidroliză, care poate avea loc în

prezenţă de acizi, enzime sau prin încălzire. Reacţia are loc treptat şi schematic se poate reprezenta astfel:

Amidon amilodextrine eritrodextrine acrodextrine maltodextrine

maltoză glucoză.

Un procent ridicat de dextrine (produşi macromoleculari chimic nedefiniţi) se obţin la prăjirea

amidonului la 180-220°C (în coaja pâinii, în timpul coacerii).

Gradul de hidroliză şi natura produşilor rezultaţi se poate urmări cu ajutorul reacţiei de culoare

pe care o dau cu iodul şi prin reacţia Fehling. Astfel, în reacţia cu iodul:

Amidonul colorează soluţia în albastru-închis;

Amilodextrinele dau o coloraţie violet;

Eritrodextrinele colorează în roşu;

Acrodextrinele şi maltodextrinele nu dau această reacţie de culoare.

Produşii inferiori de hidroliză au putere reducătoare şi dau reacţia Fehling.

În afară de amidon, în făinurile de grâu se mai găsesc rafinoza şi trifructozanul (în proporţie

redusă), hemiceluloze şi celuloză.

Hemicelulozele – provenite din tărâţe şi din învelişul celulelor mari ale endospermului – fac

parte din clasa poliglucidelor omogene şi sunt formate în cea mai mare parte din pentozani sau pentozani

şi hexozani, aceştia din urmă fiind în proporţie mică.

Din grupa pentozanilor în făinuri se găsesc xilani şi arabani, iar din grupa hexozanilor –

glucanii.

Făinurile albe au un conţinut de 2-2% pentozani, iar cele de larg consum (90%) au un conţinut

mai mare (4-6%). În tărâţe se găsesc 25-30%.

Celuloza este un poliglucid omogen – glucan – foarte răspândit în regnul vegetal, intrând în

structura pereţilor celulelor vegetale amestecată intim cu alte substanţe. Celuloza se găseşte în făină

datorită prezenţei tărâţei deoarece endospermul care formează baza fabricării făinii este lipsită de

celuloză.

Conţinutul de lipide al făinii este influenţat de gradul de extracţie al acesteia, respectiv cu cât

gradul de extracţie este mai mare cu atât conţinutul de lipide creşte. Această creştere se datorează

existenţei în masa de făină a germenilor.

20

Conţinutul de fitină (sarea dublă de calciu şi magneziu a acidului fitic) creşte odată cu creşterea

gradului de extracţie al făinii (fitina şi acidul fitic se găsesc în embrion şi stratul aleuronic). În timpul

păstrării făinii, sub acţiunea fitazei, acidul fitic este scindat parţial sau total în acid fosforic şi derivaţii

penta-, tetra-, tri-, bi-fosfaţi ai fitinei, scindarea mergând chiar până la inotizol. În acelaşi mod are loc şi

degradarea fitinei, în acest caz formându-se fosfaţi acizi şi acid fosforic ce conduc la creşterea acidităţii

făinii.

Conţinutul de vitamine. Principalele vitamine conţinute de făina de grâu sunt cele din

complexul B (B1, B2, B6, B12, biotina etc). dintre vitaminele liposolubile în făinuri se găsesc vitaminele E

şi A. Datorită concentrării vitaminelor în germen şi stratul aleuronic, conţinutul în vitamine al făinii

creşte cu gradul de extracţie, respectiv cu cât făina conţine mai multă tărâţe şi germeni.

Enzimele existente în făină (provenite din bobul de grâu) au un rol deosebit de important în

tehnologia prelucrării grâului, în general şi în aceea a panificaţiei, în mod special.

Carbohidrazele sunt cele mai bine reprezentate în făină prin amilaze. Substraturile pe care

lucrează amilazele sunt amiloza, amilopectina şi produsele de degradare ale acestora. Starea în care se

găseşte substratul influenţează în mod evident activitatea amilolitică.

Granula intactă de amidon nu este atacată de β-amilază, în timp ce α-amilaza acţionează intens

asupra ei. α-amilaza hidrolizează, în special, granulele de amidon afectate mecanic, hidrotermic sau

enzimatic.

Compoziţia chimică a făinii variază şi în funcţie de gradul de extracţie. În tabelul 5 se prezintă

compoziţia chimică a făinii provenită din grâne româneşti, în funcţie de gradul de extracţie.

Tabelul 5

Compoziţia chimică a făinii în funcţie de gradul de extracţie

Gradul de extracţie

Componente chimice, %Glucide Proteine Lipide Minerale Celuloză

0-42 la 0-46 69,85 11,11 1,50 0,432 0,080-75 68,02 10,85 1,78 0,574 0,140-80 68,56 11,12 1,81 0,672 0,200-85 66,85 11,14 1,77 0,815 0,450-90 66,06 11,36 2,06 1,082 0,890-100 63,92 11,81 1,81 1,642 1,89

1.2.3. Însuşirile fizico-chimice ale făinii de grâu

21

Însuşirile fizice ale făinii sunt în legătură cu calitatea materiei prime, fineţea sau granulaţia şi

proporţia particulelor provenite din anumite părţi anatomice ale bobului de grâu.

Dintre însuşirile fizice mai importante ale făinii de grâu putem aminti:

umiditatea reprezintă un parametru important al făinii, de care depinde comportarea ei în

procesul tehnologic şi cantitatea de produse ce se obţin. Din punct de vedere al conţinutului în umiditate

se deosebesc trei categorii de făină:

o făina uscată - cu umiditate mai mică de 14%;

o făină medie - cu umiditate cuprinsă între 14-15%;

o făină umedă (jilavă) - cu umiditate mai mare de 15%.

Acest parametru condiţionează în mare măsură şi păstrarea făinii. Pentru depozitarea pe lungă

durată se recomandă ca făina să aibă umiditatea mai mică de 14%, deoarece o făină cu umiditate mai

mare de 15% prezintă condiţii favorabile pentru a se încinge, a mucegăi şi a se infesta cu dăunători

(gândaci şi molii), căpătând un gust şi miros neplăcut, fiind deci improprie consumului.

culoarea făinii – este determinată, în afară de prezenţa pigmenţilor carotenici şi flavonici, de

mărimea particulelor şi de prezenţa mălurii sau tăciunelui. Astfel, prezenţa unor particule mai mari

aruncă umbră pe suprafaţa făinii ceea ce conduce la o nuanţă mai închisă a acesteia;

gradul de fineţe al făinii – prezintă o importanţă deosebită deoarece el influenţează în mare

măsură viteza proceselor coloidale şi biochimice şi deci însuşirile de panificaţie ale aluatului precum şi

proprietăţile fizice şi digestibilitatea pâinii. Cu cât făina conţine un număr cât mai mare de particule fine,

cu atât suprafaţa specifică a particulelor este mai mare şi deci cu atât va fi mai mare capacitatea făinii de

a lega coloidal apa în procesul frământării aluatului. Pâinea provenită din făină cu granulaţie mare este

asimilată mai greu de organismul uman.

1.2.4. Depozitarea făinurilor

Depozitarea şi transportul făinii în vrac reprezintă un procedeu modern de realizare a rezervelor

tampon de făină, necesare pentru asigurarea funcţionării continue a fabricilor de pâine.

Prin introducerea depozitării în vrac există următoarele avantaje:

- eliminarea muncii manuale din depozitele de făină;

- accelerarea maturizării făinii;

- reducerea pierderilor de făină;

22

- eliminarea cheltuielilor legate de uzura sacilor;

- creşterea productivităţii muncii.

Ca dezavantaje putem enunţa:

- investiţii mari;

- necesită personal de exploatare şi întreţinere de înaltă calificare;

- măreşte consumul de energie;

- necesită un depozit auxiliar de piese de schimb cu un nomenclator bogat.

1.3. SFECLA DE ZAHĂR

Industria zahărului din ţara noastră foloseşte ca materie primă pentru obţinerea zahărului, sfecla

de zahăr.

Calitatea tehnologică a sfeclei de zahăr este principalul factor care determină eficienţa

procesului de industrializare a acestei materii prime. Asupra acestui factor acţionează o serie de elemente

dintre care o importanţă deosebită o are perioada de vegetaţie, deoarece atunci se formează compoziţia

chimică, structura anatomo-morfologică, caracteristicile fizice.

1.3.1. Structura anatomică a sfeclei de zahăr

rădăcina sfeclei de zahăr – partea care constituie materia primă pentru industrializare – are o

structură anatomică complexă, fiind formată în principal din patru componente (fig.3):

23

Fig. 3 Sfecla de zahăr

1- rădăcina; 2- frunze; 3- sistem radicular cu peri absorbanţi

capul rădăcinii cu baza sau epicotilul – în primul an de vegetaţie a sfeclei se dezvoltă o

rozetă deasă la frunze. La recoltarea sfeclei frunzele se taie şi se separă de rădăcina propriu zisă, deoarece

au un conţinut ridicat de nezahăr şi o textură care îngreunează mult tăierea sfeclei denaturând calitatea

tăiţeilor. Pentru valorificarea superioară frunzele sfeclei de zahăr se folosesc ca furaj;

gâtul sfeclei de zahăr sau hipocotilul – reprezentat de porţiunea din rădăcină de la baza

ultimelor frunze şi se termină la partea inferioară în punctele unde încep cele două şanţuri longitudinale

numite şanţuri de zahăr. Gâtul sfeclei de zahăr nu se elimină la decoletarea plantei ci se foloseşte la

obţinerea zahărului. Se poate dezvolta în funcţie de soiul sau hibridul sfeclei între anumite limite;

corpul propriu zis al rădăcinii sfeclei de zahăr – este o rădăcină votantă, care se reduce

conic de la partea superioară, unde este îngroşată, spre partea inferioară unde diametrul scade foarte

mult.

Partea cea mai joasă a corpului rădăcinii sfeclei este foarte subţiată şi se numeşte codiţa

rădăcinii.

Pe două părţi laterale diametral opuse ale rădăcinii se găsesc şanţurile longitudinale, din care

pornesc rădăcinile laterale, adâncimea şi lungimea şanţurilor fiind variabilă.

Sfecla de zahăr cu şanţuri longitudinale puternic conturate va crea greutăţi la depozitare şi

pericol de infecţie microbiană (datorită aderenţei unei cantităţi mai mari de pământ) ceea ce poate scădea

valoarea tehnologică a sfeclei respective.

24

Masa rădăcinii de sfeclă decoletată reprezintă un indicator deosebit de important, mărimea

sfeclei având un rol hotărâtor pentru procese biologice şi fizico-chimice care au loc la păstrare, la

transportul hidraulic, la spălare, la tăiere.

Corpul rădăcinii de sfeclă de zahăr este format din celule diferenţiate ca structură şi formă, în

funcţie e rolul pe care îl au în procesele vitale ale plantei.

Circa 2/3 din corpul rădăcinii propriu-zise de sfeclă este format din celule parenchimale – celule

mari, rotunde, cu cavitatea celulară mare – în care se acumulează sucul celular conţinând zaharoză.

Celulele corpului sfeclei nefiind de acumulare parenchimală conţin în protoplasmă o cantitate

mai mare de nezahăr, ceea ce determină o puritate mai redusă a sucului intracelular.

În funcţie de conţinutul de zahăr al sucului celular, soiurile de sfeclă de zahăr pot fi:

tipul zaharat „Z”, care cuprinde soiurile bogate în zahăr şi cu producţie mică la rădăcini;

tipul productiv „E”, din care fac parte soiurile cu producţie mare la rădăcini şi cu conţinut mai mic de

zahăr;

tipul normal „N”, care cuprinde soiurile cu producţie de rădăcini şi conţinut de zahăr îmbunătăţite.

În funcţie de consistenţa şi structura rădăcinii, sfecla de zahăr se poate clasifica astfel:

sfeclă de zahăr de calitate tehnologică normală;

sfeclă de zahăr fibro-lemnoasă;

sfeclă de zahăr cu aspect turgescent;

sfeclă de zahăr de consistenţă moale;

sfeclă de zahăr recoltată prematur şi incomplet maturizată din punct de vedere tehnologic;

sfeclă de zahăr recoltată prematur şi cu început de deshidratare;

sfeclă de zahăr foarte deshidratată;

sfeclă de zahăr cu început de îngheţ;

sfeclă de zahăr dezgheţată după îngheţare;

sfeclă de zahăr cu început de putrezire.

1.3.2. Compoziţia chimică a sfeclei de zahăr

Compoziţia chimică a sfeclă de zahăr este foarte variabilă de la an la an, datorită condiţiilor

pedoclimatice şi agrotehnicii aplicate culturii respective.

25

În figura 6 este prezentată schematic compoziţia chimică medie pentru sfecla de zahăr cultivată

în condiţii normale.

Sfeclã(100)

Suc

Anorganic(cenusã)(0,35-0,9)

Nezahãr insolubil(marc) 4,2-5,96

Organic(2,66-3,08)

Compusi azotati(1,596-1,848)

Compusi proteici(0,79-0,92)

Compusi neproteici

Compusi neazotati(0,064-1,232)

Apã(69-80)Zahãr(10-22)Nezahãr solubil(3,01-3,98)

AminoaciziAmidePurinePirimidineBetainãSãruri de amoniu

CarbohidratiAcizi organiciSubstante pecticeSaponineGrãsimiAlte substante organice

Fig. 6 Compoziţia chimică medie a sfeclei de zahăr

De asemenea, compoziţia chimică variază şi în raport cu părţile componente ale rădăcinii sfeclei

astfel (tabelul 6):

Tabelul 6

Compoziţia chimică a părţilor componente ale rădăcinii sfeclei de zahăr

Denumirea porţiunii

anatomice

Din total %

Puritatea sucului celular,

%

În Kg/100 kg sfeclă

ZaharozăSubstanţe reducătoar

e

Cenuşă conduc-tometrică

Azot total

Azot protei

cCapul coletului cu baza peţiolilor frunzelor

4 70 2,6 1,530 0,900 0,630 0,410

Coletul propriu-zis cu baza peţiolului frunzelor

10 74 12,8 0,290 0,575 0,490 0,250

Rădăcina pentru industria

80 85 18,0 0,060 0,150 0,240 0,230

26

zahăruluiCodiţa până la secţiunea de 10mm

6 80 13,20 0,340 0,300 0,370 0,170

Total rădăcină nedecoletată

100 83 16,60 0,159 0,231 0,288 0,243

Dintre acestea, principalele transformări fiziologice, biologice şi chimice care au loc în

timpul depozitării sfeclei de zahăr sunt:

evapo-transpiraţia – constă în pierderea unei părţi din apa conţinută în ţesuturi. În acelaşi

timp au loc şi procese de oxidare care conduc la pierderi de substanţă uscată. Cauza acestor transformări

este conţinutul necorespunzător al umidităţii aerului din siloz, presiunea atmosferică, gradul de nesaturare

al vaporilor din atmosferă;

respiraţia – proces care asigură sfeclei energia necesară desfăşurării activităţii vitale ale

celulelor pe baza oxidării hidraţilor de carbon, conduce la pierderi de zahăr zilnice, ce cresc cu creşterea

temperaturii;

hidroliza substanţelor proteice – are loc cu intensitate mai mare la sfecla depozitată

necorespunzător, la sfecla veştedă, îngheţată şi dezgheţată, determinând creşterea conţinutului de

aminoacizi şi amine;

scăderea conţinutului de marc şi creşterea conţinutului de pectină. Marcul sfeclei

conţine circa 4% cenuşă, 9% proteine, 87% celuloză, hemiceluloză, substanţe pectice. Prin hidroliza

substanţelor pectice solubile în apă se formează substanţe pectice solubile care trec în zeama de difuziune

o dată cu zaharoza, influenţând procesul de purificare şi filtrare a zemii de difuziune, fierberea şi

cristalizarea, calitatea zahărului;

procesele microbiologice – au loc datorită microorganismelor care se găsesc pe suprafaţa

sfeclei şi pe pământul aderent.

Microorganismele identificate pe sfecla de zahăr în timpul depozitării sunt: Mucor hiemalis,

Wehm, Rhizopus nigricans, Ehremb, Botrytis cinerea Pers., Penicillium expansum Thom, Aspergillus

glaucus De Bary, Aspergillus ochraceus Wilh, Fusarium betae (Desm), Saccharomyces, Fusarium

oxysporum Schl., Phoma betae Frank., Alternaria tenuis Nees., Cladosporium herbarum Link etc.

Rădăcinile rănite sau deshidratate sunt mai uşor expuse infecţiilor, ele sunt mai întâi atacate de

ciuperci, apoi de bacterii, care pătrund în celule şi provoacă hidroliza zaharozei şi a altor substanţe din

27

compoziţia sfeclei. Pe suprafaţa rădăcinilor se dezvoltă mucegaiuri aerobe. Pentru a reduce procesele

microbiologice, în prezent se fac cercetări pentru depozitarea sfeclei spălate, deci fără pământul aderent

în care se găsesc cele mai multe microorganisme.

1.3.3. Depozitarea sfeclei de zahăr

După recoltarea sfeclei de zahăr procesele biologice care au avut loc în timpul perioadei de

vegetaţie a plantei îşi reduc intensitatea, se frânează sau se întrerup, mai importante fiind: pătrunderea

apei, substanţelor minerale şi a substanţelor nutritive din sol, biosinteza zaharozei, biosinteza

aminoacizilor şi a proteinelor etc.

Valoarea de industrializare a sfeclei se modifică după recoltare până la prelucrare, respectiv

scade cu creşterea duratei de depozitare, principalele modificări fiind:

scăderea conţinutului de zahăr din sfeclă;

creşterea conţinutului de cenuşă conductometrică;

creşterea conţinutului de substanţe reducătoare;

creşterea conţinutului de azot aminic;

scăderea purităţii sucului celular;

scăderea coeficientului de difuziune a zaharozei din celulele sfeclei de zahăr;

creşterea modulului de elasticitate;

creşterea rezistenţei la tăiere a corpului sfeclei.

Sfecla de zahăr după recoltare pierde o parte din apa conţinută în ţesuturi. Fiecare procent de apă

pierdut atrage după sine pierderea unei cantităţi de zahăr, estimată la 0,5-1,0kg zahăr pe tona de sfeclă şi

zi.

La bazele de recepţie se face mai întâi cântărirea sfeclei pe cântare- basculă pentru a stabili

cantitatea predată de cultivatori. Odată cu recepţia cantitativă se face şi o recepţie calitativă,

determinându-se conţinutul de impurităţi. Se controlează, de asemenea, şi modul în care s-a făcut

decoletarea; în cazul în care aceasta nu este corespunzătoare sfecla se decoletează din nou.

După recepţionare, sfecla este dirijată, în funcţie de calitate, pentru depozitare în stive fie pentru

expedierea în fabrică, fie pentru însilozare (de scurtă durată sau de lungă durată). Metoda uzuală de

conservare este aceea de a depozita sfecla în grămezi de dimensiuni mari, numite silozuri. La alegerea

sfeclei destinate păstrării stau următoarele criterii:

28

sfecla trebuie să provină dintr-o cultură îngrijită şi cu vegetaţia normală, să fie semănată în

perioada optimă şi să nu fi suferit de pe urma bolilor şi dăunătorilor;

sfecla să fie proaspăt recoltată, turgescentă, cu greutate peste 300g, cu impurităţi puţine, să

nu fie ruptă, rănită sau ramificată;

cantitatea de zahăr invertit să fie mică, respectiv sub 0,18-0,20%.

În vederea asigurării unei bune conservări pe timp îndelungat, un rol important îl au capacitatea

şi tipul de siloz utilizat, precum şi dirijarea condiţiilor de depozitare (umiditate, temperatură, regimul de

ventilaţie).

Silozurile pot fi aerisite natural sau artificial. În cazul silozurilor aerisite natural se ţine cont de

direcţia vânturilor dominante pentru a asigura o ventilaţie eficientă. De asemenea, terenurile pe care se

depozitează sfecla de zahăr trebuie betonate şi stropite cu lapte de var.

Sfecla depozitată se stropeşte în întreaga masă cu lapte de var.

Temperatura din silozuri se măsoară zilnic, aceasta trebuind să fie 2-4°C (dacă este mai mare se

face aerisirea silozurilor). Pierderile cele mai mari se înregistrează în lunile octombrie şi noiembrie, când

temperatura aerului este destul de ridicată.

Din această cauză, ventilaţia silozului începe să se execute din prima noapte a depozitării sfeclei

pentru a se menţine temperatura de 2-4°C.

Dacă se constată apariţia de focare de fermentaţie datorită microorganismelor, acestea trebuie

eliminate iar dacă se observă extinderea lor se desface silozul şi sfecla se trimite în fabricaţie.

1.4 MATERII PRIME OLEAGINOASE

Industria uleiurilor şi grăsimilor naturale este aprovizionată cu materii prime ce provin din două

surse:

regnul vegetal – furnizor de materii prime oleaginoase vegetale;

regnul animal – furnizor de materii prime grase animale.

Sursele de materii prime oleaginoase de origine vegetală sunt practic inepuizabile, fiind produse

ale diferitelor plante de cultură şi din flora spontană ca: seminţe, fructe, sâmburi, germeni, materii prime

ce se prelucrează direct în vederea obţinerii uleiurilor şi grăsimilor sau rezultă ca subproduse ţi deşeuri

ale altor industrii prelucrătoare.

29

Clasificarea materiilor prime oleaginoase vegetale. După provenienţa lor, materiile oleaginoase

de origine vegetală se clasifică în:

seminţe ale plantelor oleaginoase cultivate;

seminţe ale plantelor textile oleaginoase cultivate;

seminţe ale plantelor oleaginoase necultivate (buruieni oleaginoase);

fructe oleaginoase ale arborilor cultivaţi;

fructe oleaginoase ale arborilor de pădure;

subproduse şi deşeuri oleaginoase:

o seminţe şi sâmburi oleaginoşi;

o germeni oleaginoşi;

o deşeuri oleaginoase ale industriei uleiurilor volatile naturale (seminţele plantelor

aromatice după extragerea uleiurilor volatile prin antrenare cu vapori).

Se pune condiţia ca materiile prime să aibă un conţinut minim de materii grase, astfel încât

prelucrarea lor industrială să fie rentabilă.

1.4.1. Structura anatomică a seminţelor oleaginoase

în general, termenul de sămânţă este folosit într-un sens mai larg în agricultură şi în practica

industrială, numindu-se seminţe şi unele categorii de fructe compuse.

Seminţele şi fructele plantelor se pot deosebi pe baza caracterelor morfologice şi a însuşirilor lor

diferite ca: modificarea culorii cotiledoanelor sub influenţa unor reactivi, fluorescenţa sub lumină de

cuarţ etc.

Din punct de vedere morfologic, seminţele propriu-zise sunt organe de reproducere ale

diferitelor specii de plante care la maturitate se desprind de fruct, acesta având un rol protector temporar.

Seminţele propriu-zise (fig. 4) sunt alcătuite dintr-un înveliş protector mai mult sau mai puţin

tare numit tegument sau coajă (pericarp) (care le apără de acţiunile mecanice şi biochimice),

endospermul (miezul sau albumenul) şi embrionul viitoarei plante.

30

Fig. 4 Structura morfologică a seminţei de floarea-soarelui

1-coajă; 2- tegument; 3- miez.

Tegumentul, ca parte protectoare a seminţei, este format din mai multe straturi de celule

lignificate. El poate fi de diferite culori, gros sau subţire, neted sau zbârcit, reticulat, costat etc. La unele

seminţe tegumentul prezintă diferite formaţiuni pe baza cărora se poate identifica cu uşurinţă specia

respectivă.

Endospermul sau albumenul constituie rezerva de substanţe nutritive ale seminţei şi formează

miezul acesteia. Seminţele care conţin endosperm se numesc albuminate şi aparţin plantelor din familiile:

Euphorbiaceae, Gramineae, Papaveraceae, Solanaceae.

Seminţele lipsite de endosperm se numesc exalbuminate şi aparţin plantelor din familiile

Curcubitaceae, Fagaceae şi Leguminoase. La acestea endospermul este asimilat de embrion în momentul

formării seminţei.

Se cunosc şi se4minţe intermediare sau parţial albuminate care au o cantitate mai mică de

endosperm în vecinătatea tegumentului, aparţinând plantelor din familiile Cruciferae, Linaceae,

Rosaceae.

La unele seminţe, ca de exemplu floarea soarelui, endospermul există un timp foarte scurt după

formarea seminţei şi apoi se resoarbe. Acestea se numesc seminţe cu albumen-femeraid.

Embrionul conţine organele vegetative ale viitoarei plante: rădăciniţa, tulpiniţa, cotiledoanele

şi muguraşul, care rămân în stare latentă până când sămânţa germinează.

La seminţele albuminate, embrionul este în general mic în raport cu mărimea seminţei, pe când

la seminţele exalbuminate embrionul este mare.

Structura microscopică a celulelor (fig. 5). Seminţele oleaginoase sunt formate dintr-un număr

foarte mare de celule de dimensiuni mici, variind între 340μm2 la in, 1075μm2 la floarea soarelui şi

1873μm2 la ricin. Celula tipică a ţesutului nutritiv al seminţelor este compusă din învelişul celulei şi

31

substanţa conţinută în interior (oleoplasma îmbibată cu ulei), granulele aleuronice, nucleul celular şi alte

elemente de baza celulelor.

Fig. 5 Structura morfologică a celulelor seminţelor oleaginoase

1-membrană; 2- granule aleuronice; 3- oleoplasmă; 4- nucleul.

Învelişul celular. Grosimea pereţilor celulari la majoritatea seminţelor este mică, fiind cuprinsă

între 0,3-0,5μm. Excepţie fac celulele de soia, a căror grosime este de 1,3μm. Învelişul celular are de cele

mai multe ori contur ondulat, în colţurile de unire a celulelor găsindu-se aşa numitul „spaţiu intercelular”;

la seminţele de soia şi în spaţiile intercelulare sunt de dimensiuni mici, ceea ce face ca acestea să fie tari,

mai dure, în timp ce la floarea soarelui sau la ricin ele sunt mai mari, iar seminţele se caracterizează

printr-o duritate mai mică, sunt mai fragile. Învelişul celular este format în principal din celuloză şi

hemiceluloză şi la majoritatea seminţelor este de grosime mică.

Oleoplasma este formată din protoplasma propriu-zisă sau citoplasma, care conţine suportul

pentru uleiul dispersat uniform în citoplasmă, sub forma unor incluziuni ultramicroscopice. Volumul

oleoplasmei diferă de la un soi de seminţe la altul, fiind de 75-82% din totalul intracelular la ricin, 75-

76% la floarea soarelui, 74% la in şi 66-69% la soia.

Granulele aleuronice sunt corpuri solide de origine proteică şi formate din cristaloizi şi

globoizi acoperite de un înveliş deosebit de subţire. Cristaloizii sunt proteine gelificate care se găsesc sub

formă de cristale. Se deosebesc de globoizi prin faptul că în apă se umflă, se îmbibă, descoperindu-şi

astfel originea lor gelică. Globoizii sunt corpuri rotunjite, formate în special din fitină şi acid fitinic,

legate de proteine.

Forma şi dimensiunile granulelor aleuronice diferă foarte mult de la o sămânţă la alta. Astfel, la

seminţele cu conţinut ridicat de ulei, granulele au o formă mai rotunjită, în timp ce la seminţele mai

sărace în ulei au o formă colţuroasă, neregulată. Suprafaţa secţiunii lor transversale variază între 20,3μm2

la floarea soarelui şi 87,9μm2 la inul pentru ulei.

32

1.4.2. Caracterizarea fizico-chimică a principalelor materii prime oleaginoase

Datele generale privind raportul miez-coajă precum şi principalele componente sunt

următoarele (tabelul 7):

Tabelul 7

Compoziţia chimică a materiilor prime oleaginoase indigene

Componentul, %

TipulFloarea soarelui

Soia Rapiţă RicinGermeni de

porumbIn pentru

uleiConţinut de coajă 14-28 7-12 4-6 22-25 - 4-6Umiditate 9-11 11-13 6-8 6-9 10-11 9-11Ulei brut 44-52 17-19 23-42 44-52 20-30 35-38Proteină 18-20 33-36 25-28 14-18 25-28 25-27Subst. extractive neazotate

10-15 20-23 17-20 15-17 28-30 20-23

Celuloză 14-18 3-6 4-6 15-18 4-6 4-5Cenuşă 2-3 3-5 3-5 2-4 3-4 3-4

Natura lipidelor şi substanţelor de însoţire care compun uleiul brut este caracteristică fiecărei

materii prime.

Motivele variaţiilor în compoziţia diferitelor materii prime oleaginoase rezidă în măsurile luate

pentru ameliorarea diferitelor soiuri în agrotehnica aplicată şi în condiţiile de sol şi climă. De o mare

importanţă asupra compoziţiei chimice sunt de asemenea factorii legaţi de păstrarea seminţelor, cât şi de

tratarea ulterioară recoltării, până la momentul prelucrării industriale.

Substanţele proteice din compoziţia seminţelor oleaginoase cuprind, în diverse proporţii,

aproape toate grupele de proteine.

Astfel, în timp ce albumina se găseşte în cantităţi foarte mici, grupa globulinelor ocupă locul de

bază variind între 8,5% la soia şi aproape 100% la floarea soarelui şi la in. În ce priveşte prezenţa

aminoacizilor esenţiali, se constată că în comparaţie cu necesarul pentru consumul uman, majoritatea

proteinelor au o compoziţie echilibrată, fapt ce justifică folosirea seminţelor şi a şroturilor oleaginoase ca

sursă de proteină vegetală.

Glucidele care se găsesc în seminţele oleaginoase sunt mai uşor sau greu asimilabile, în funcţie

de grupa din care fac parte. Astfel, monozaharidele, oligozaharidele şi amidonul care sunt concentrate în

miezul seminţelor sunt uşor asimilabile, în timp ce celuloza, hemiceluloza şi substanţele pectice,

concentrate în coaja seminţelor, sunt greu asimilabile sau neasimilabile de organismul animal. Excepţie

33

fac rumegătoarele, al căror sistem digestiv conţin celulază care hidrolizează celuloza până la glucoză,

şrotul constituind astfel o sursă de substanţe nutritive pentru acestea. Prin descojirea seminţelor se

îmbunătăţeşte calitatea şroturilor, ca urmare a creşterii conţinutului de proteine şi glucide.

Apa se găseşte în seminţele oleaginoase în proporţie variabilă, în funcţie de felul seminţelor şi

de calitatea lor.

Însuşirile fizice ale seminţelor oleaginoase. Din analiza structurii anatomice şi chimice a

diferitelor materii prime oleaginoase se pot trage însemnate concluzii practice pentru desfăşurarea

procesului de producţie privind: fluxul tehnologic, în funcţie de volumul cojilor, de conţinutul în ulei;

regimul tehnologic, în funcţie de grosimea pereţilor celulari, de mărimea granulelor aleuronice; utilizarea

şroturilor în scopuri alimentare sau pentru furajare; destinaţia uleiului ş.a.

Pentru identificarea şi categorisirea speciilor de seminţe, pe lângă structura anatomică,

caracterele morfologice şi însuşirile lor, se folosesc şi următoarele caractere de diferenţiere: contur,

mărime, formă, culoare, suprafaţa tegumentului, precum şi unele formaţiuni caracteristice speciei.

Conturul seminţelor este dat de proiecţia acestora pe o suprafaţă plană atunci când sunt lăsate

libere.

Forma seminţelor este dată de raportul dintre cele trei dimensiuni: lungime, lăţime, grosime şi

poate fi sferică, ovală, oval alungită, reniformă, piriformă, cuneiformă.

Mărimea se exprimă în milimetri, cele rotunde având o singură dimensiune – diametrul – iar

celelalte forme trei dimensiuni – lungime, lăţime şi grosime.

Culoarea seminţelor este o caracteristică pe baza căreia se identifică speciile şi uneori soiurile,

dând indicaţii asupra stării de maturizare a seminţelor, a prospeţimii acestora, a condiţiilor de coacere şi

de condiţionare.

Suprafaţa tegumentului seminţelor variază de la o specie la alta, iar la unele seminţe suprafaţa

este diferenţiată în funcţie de soi.

Examinarea caracteristicilor tegumentului şi identificarea unor formaţiuni de pe suprafaţa

acestuia se face cu ochiul liber, cu lupa sau cu microscopul, iar la unele seminţe, pentru identificarea

speciei se utilizează metoda prin care se colorează tegumentul sau formaţiunile de pe acesta.

Unele specii de seminţe prezintă fenomenul de heterocarpie respectiv, se pot prezenta în două

sau mai multe forme diferite, fenomen ce se datorează modului de aşezare a florilor în inflorescenţe.

Cele mai răspândite plante oleaginoase sunt:

soia (Glycine hispida) – China, SUA, Rusia;

34

arahide (Arachis hypogaea) – India, China, Nigeria;

floarea soarelui (Helianthus annuus) – Rusia, Argentina, România;

rapiţa (Brasica napus) – India, China, Canada, Polonia.

În ţara noastră principalele culturi oleaginoase sunt reprezentate de floarea soarelui, soia şi inul

pentru ulei.

În industria uleiurilor mai pot constitui materii prime econimice şi următoarele subproduse:

germeni de porumb recuperaţi din industria morăritului, amidonului şi spirtului;

seminţe de dovleac de ulei;

sâmburi de struguri obţinuţi ca deşeuri în vinificaţie;

seminţe de tomate obţinute ca deşeuri în industria conservelor.

1.4.3. Recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase

Recepţia. La sosirea în fabrică, materiile prime oleaginoase sunt cântărite şi supuse primelor

faze ale prelucrării destinate a asigura maturizarea tehnologică a seminţelor şi a crea condiţiile normale

de depozitare, fără pericol de degradare. În acest scop se îndepărtează impurităţile grosiere şi excesul de

umiditate.

Deoarece materiile prime oleaginoase au cu precădere un caracter sezonier (excepţie făcând

doar germenii de porumb care se produs permanent în morile de porumb cu degerminare), depozitarea

lor se face pe perioade lungi de timp, în care pot apare, în condiţii improprii, însemnate deprecieri

calitative şi cantitative.

În cadrul fabricilor de ulei, materiile prime sunt depozitate pe perioade variind între 5 şi 12 zile,

durată ce asigură rezervele necesare continuităţii producţiei.

După construcţia lor, depozitele pot fi clasificate în silozuri celulare şi magazii etajate.

În silozurile celulare se pot depozita majoritatea sorturilor de seminţe prelucrate în fabricile de

ulei din ţara noastră, cu excepţia celor de ricin, din cauza rezistenţei slabe a cojii acestora.

În magaziile etajate seminţele se depozitează pe planşee, întinse în straturi cu înălţimea de 1,5-

3,5m, în funcţie de umiditatea lor, circulaţia făcându-se pe verticală prin tuburi comunicante sau prin

deschideri în planşeu. Seminţele sunt în contact cu aerul şi lumina. Magaziile etajate sunt

neeconomicoase în comparaţie cu silozurile celulare.

35

Principalele procese care au loc în timpul depozitării sunt aceleaşi ca şi în cazul păstrării

cerealelor. Încălzirea seminţelor oleaginoase are loc mult mai uşor decât încălzirea la cereale, datorită

conţinutului mare de substanţe nesaturate care promovează oxidarea nebiologică.

1.5.1. MATERII PRIME FOLOSITE ÎN INDUSTRIA PRODUSELOR ZAHAROASE

În industria produselor zaharoase se folosesc următoarele materii prime de bază :

Zahărul - constituie materia primă de bază în fabricarea produselor zaharoase. El

este zaharoză cu puritatea cuprinsă intre 99% şi 99,8%. Zaharoza este uşor solubilă în apă şi poate

cristaliza din soluţiile apoase în cristale monocline cu punctul de topire la 185°C. Este greu solubilă

în alcool. In soluţie apoasă, zaharoza este dextrogiră, iar concentraţia ei se determină polarimetric.

Zaharoza nu are proprietăţi reducătoare. Sub influenţa acizilor zaharoza se hidrolizează dând D-

glucoză şi D-fructoză. D-fructoza fiind puternic levogiră, iar zaharoza şi D-glucoza slab dextrogire,

soluţia devine levogiră după hidroliză, de unde numele de invertire care se dă acestei hidrolize şi

acela de zahăr invertit atribuit amestecului de D-glucoză şi D-fructoză. Procesul de invertire al soluţiei

de zaharoză se urmăreşte polarimetric, prin măsurarea scăderii rotaţiei dextrogire

Hidroliza zaharozei se mai poate realiza şi cu ajutorul enzimelor Cercetările au arătat că

drojdia conţine invertază (zaharaza, pHopt = 4-5) capabilă să hidrolizeze zaharoza.

Zaharoza şi soluţiile acesteia sunt rezistente la temperaturi ridicate. Prin încălzirea soluţiilor

de zaharoză la temperatura de 100°C se constată că procesul spontan de hidroliză începe abia după

17-20 h, iar la 84°C acest proces începe după 43-55 h.

În soluţiile de zaharoză încălzite până la 145 °C nu se produc decât modificări chimice

lipsite de importanţă, iar la încălzirea pană la 160°C se observă formarea unei cantităţi de zahăr

invertit şi o modificare a culorii,

Glucoza, siropul de glucoza şi zahărul invertit. Glucoza reprezintă o materie primă

de bază care intervine în majoritatea produselor zaharoase. Ea face parte din grupa

monozaharidelor şi industrial se fabrică sub formă de sirop de glucoză şi de glucoză solidă care

se deosebesc între ele atât prin conţinutul în dextroză (glucoza, pură), cât şi prin conţinutul în

dextrine.

Siropul de glucoză şi glucoza se obţin prin hidroliza amidonului cu ajutorul acizilor minerali

diluaţi (HCl, H2SO4).

36

La fabricare trebuie folosit un amidon perfect pur (liber de impurităţi) pentru a se evita

colorarea zemii, fenomen greu de înlăturat ulterior.

Atât siropul de glucoză, cât şi glucoza solidă se pot fabrica şi sub formă de pulbere, primul

prin deshidratarea siropului prin pulverizare, iar a doua, prin răzuire după solidificare prin

cristalizare.

Siropul de glucoză utilizat la fabricarea produselor zaharoase are un conţinut mediu de

substanţa uscată de 78-80% din substanţe reducătoare calculate ca dextroză minimum 38-42%

Proporţia de participare a siropului de glucoză la fabricarea produselor pe bază de caramel este

cuprinsă între 5 şi 100% faţă de masa zahărului. Glucoza din siropul de glucoză are rolul de a

împiedica cristalizarea zaharozei în soluţie ceea ce permite creşterea concentraţiei maselor la

fierbere fără riscul cristalizării zaharozei. În cazul produselor finite, prin prezenţa glucozei se evita

higroscopicizarea acesteia. Prin modificarea proporţiei de glucoză din masele fierte se modifică şi

proprietăţile reologice ale acestora: plasticitate, maleabilitate şi consistenţa, fapt ce uşurează formarea

- modelarea produselor. Pentru asigurarea unei dozări exacte, siropul de glucoză se temperează la

40-60°C. Dozarea se face volumetric cu ajutorul pompelor.

Zahărul invertit este un amestec în părţi egale de glucoza si fructoză. El se dizolvă în apă iar

soluţiile lui sunt levogire. La fabricarea produselor zaharoase se foloseşte pentru înlocuirea parţială

sau totală a glucozei, deoarece acţionează ca un inhibitor al cristalizării zaharozei şi pentru acţiunea

sa de higroscopicizare. Se preferă la fabricarea siropurilor clare şi a produselor care trebuie să

rămână fragede în timp (să nu se usuce). Trebuie să precizăm faptul că zahărul invertit se formează

şi la încălzirea soluţiilor de zahăr sau zahăr şi glucoză. La obţinerea zahărului invertit, siropul

respectiv trebuie să fie neutralizat cu soluţie de bicarbonat de sodiu alimentar, iar până la

folosire siropul de zahăr invertit trebuie păstrat la rece (< !5°C)pentru a nu avea modificările de

culoare

Mierea de albine se constituie ca un material de adaos pentru fabricarea masei de

caramel pentru bomboane şi pentru unele umpluturi. Se foloseşte şi la obţinerea unor produse de

laborator cum ar fi produsele cu consistenţă, spumoasă, nuga. Mierea de albine, pe lângă capacitatea

sa de îndulcire, are şi capacitatea de aromatizare în funcţie de tipul de miere (de salcâm, de tei,

polifloră).

Boabele de cacao sunt seminţele fructului arborelui de cacao (Theobroma cacao) care

creşte în regiunile ecuatoriale şi tropicale ca: America Centrală, partea de nord a Americii de Sud,

37

Africa, în special în partea occidentală, sudul Asiei, în special în Indonezia, precum şi în câteva insule

australiene.

Fructele de cacao au o formă alungită, având lungimea de 25-30cm şi diametrul de 6-10cm,

în interiorul lor sunt aşezate pe 5-8 rânduri 25-40 seminţe (boabele de cacao) care au aproximativ

formă de migdală.

Boabele de cacao în stare coaptă au o culoare albă până la roz sau violet palid. Ele sunt

învelite într-o pieliţă subţire si înconjurate de carnea fructului care este de culoare roz, lipicioasă,

cu gust dulce acrişor. La capătul rotunjit al bobului se afla un embrion mic şi fraged.

Scoase din carnea fructului (pulpa) boabele de cacao au un pronunţat gust amar-astringent, iar în

secţiune o culoare violetă-gri.

Multiplele varietăţi de boabe de cacao sunt de două tipuri principale : Criollo şi Forastero.

Culturile Criollo dau boabe de cacao de calitate superioară, cu aromă şi gust fin, aciditate

mică şi conţinut de substanţe tanante mic. Această cultură dă boabele de cacao: Arriba, Caracas,

Grenada, Ceylon, Puerta-Cabello, Venezuela, Samoa, Java, Guayaquil etc.

Culturile Forastero dau boabele de cacao : Bahia, Para, Accra (Ghana), Kamerun. Nigeria,

San-Thome, 'Fernando-Po etc. Culturile Forastero sunt cele mai răspândite, deoarece sunt mai puţin

pretenţioase şi dau producţii mari.

După recoltare, fructele coapte sunt tăiate cu nişte cuţite speciale şi din ele se scot boabele

de cacao, care sunt supuse unui proces de fermentare. În acest scop, ele se aşează în grămezi de ~ 1

m înălţime şi se lasă astfel 5-6 zile, timp în care se produce mai întâi o fermentaţie alcoolică şi apoi

o fermentaţie acetică a pulpei care a rămas pe seminţe, de asemenea, are ioc şi o fermentaţie în

interiorul seminţelor.

În timpul fermentării în boabele de cacao se produc următoarele transformări (tabelul 10):

inactivarea ţesuturilor vii şi a embrionului, înlăturându-se astfel posibilitatea de

încolţire a boabelor de cacao ;

oxidarea parţială a substanţelor tanante, datorită căreia se atenuează gustul

astringent, dispare amăreala neplăcută şi se îmbunătăţeşte aroma;

miezul bobului se strânge, coaja separându-se mai uşor, iar culoarea boabelor se

schimbă din violet în brun.

Tabelul 10

Modificări în compoziţia chimică a boabelor de cacao

38

în timpul fermentării şi uscării

Denumirea părţilor componenteCompoziţia

boabelor proaspete,Kg

Compoziţia boabelor fermentate şi uscateKg %

Apă 37,637 3,675 6,09Substanţe proteice 7,227 6,478 10,73Teobromină 1,352 1,003 1,66Cafeină 0,108 0,032 0,05Grăsime 29,256 29,256 48,41Glucoză 0,991 0,604 1,00Amidon 3,764 3,21 5,33Substanţe tanante 5,004 3,610 5,97Pectină 0,657 1,178 1,95Colorant organic roşu de cacao 2,952 1,390 2,30Celuloză 8,142 6,517 10,78Acid tartric dextrogir (liber) 0,079 0,328 0,54Acid acetic (liber) - 0,544 0,90Acid tartric dextrogir (legat) 0,477 0,377 0,62Substanţe minerale 2,354 2,219 3,67

TOTAL 100,00 60,432 100,00

Compoziţia chimică a boabelor de cacao. Untul de cacao constituie 48-50% din greutatea

boabelor de cacao fermentate şi uscate. La temperatura camerei este solid şi frage, imprimând

ciocolatei această caracteristică. Se topeşte la 32°C. Poate fi păstrat timp îndelungat fără sa

râncezească.

Teobromina face parte din grupa purinelor şi este caracteristică boabelor de cacao. Ea este un

excitant al sistemului cardio-vascular Se prezintă sub forma unui praf alb microcristalin cu gust

amar.

Acizii organici identificaţi în compoziţia boabelor de cacao sunt următorii: malic, tartric

dextrogir, oxalic şi citric.

Hidraţii de carbon. Amidonul ocupă primul loc, ajungând până la 7% din greutatea

miezului de boabe de cacao. Se mai găsesc celuloză şi pentozani.

Substanţele proteice sunt puţin studiate. S-a stabilit numai că ele reprezintă 10,4-11,4% din

greutatea boabelor şi sunt în special albumine şi globuline.

Substanţele aromatice se compun din produşi uşor volatili, care se volatilizează în

timpul prăjirii boabelor şi finisării ciocolatei, şi produşi greu volatili.

39

Produşii uşor volatili sunt, în general, substanţe cu mirosuri neplăcute şi îndepărtarea

lor influenţează favorabil aroma şi gustul boabelor de cacao.

Pentru aroma ciocolatei şi a produselor de cacao, produşii greu volatili au o importanţa foarte

mare. Aceştia sunt solubili în untul de cacao; pot fi antrenaţi cu vapori de apa şi apoi extraşi cu

eter.

Substanţele minerale. Conţinutul în cenuşă al boabelor de cacao este cuprins între 2,5-3%.

Substanţele minerale care se găsesc în cenuşă sunt în special potasiul, fosforul şi magneziul.

Recepţionarea boabelor de cacao. Proprietăţile apreciate în primul rând la boabele de cacao

sunt aroma, gustul şi culoarea, prezentând interes şi următoarele date :

lungimea medie a boabelor de cacao, care trebuie să fie de 20-25mm;

grosimea medie, care trebuie să fie de ~ 1/5 din lungime;

greutatea medie, care trebuie să fie de minimum 103g pentru 100 boabe de cacao ;

proporţia de coajă, care trebuie să fie cuprinsă între 11-16% din greutatea totală a

boabelor.

Pentru prelucrarea boabelor de cacao prezintă importanţă o serie de factori ca :

- procentul de coajă ;

- conţinutul de grăsime în miez ;

- umiditatea ;

- procentul de germeni

După caracteristicile organoleptice, boabele de cacao se pot clasifica în trei calităţi :

calitate superioară : Ceylon, Java, Puerto-Cabello, Caracas, Carupano, Arriba,

Guayaquil, Bahia ;

calitate medie : Accra, San-Thome, Kamerun, Fernando-Po, Ţrinidad, Grenada,

Portorico, Costa-Rica.

Boabe de cacao de calitate inferioară pot exista la fiecare varietate, mai sus fiind enumerate

numai cele mai des întâlnite.

Depozitarea boabelor de cacao. Boabele de cacao sosite în fabrică trebuie să fie depozitate în

condiţii corespunzătoare , care să le asigure păstrarea calităţii lor şi să evite pagubele ce ar putea

surveni din cauza mucegăirii sau dezvoltării dăunătorilor.

Când boabele de cacao s-au umezit în timpul transportului, ele trebuie imediat deşertate în saci,

întinse pe podea în camere curate şi bine aerisite, unde vor fi lopătate pentru a se usca. După

40

uscare pot fi puse din nou în saci, aceştia depozitându-se în stive rânduite în aşa fel încât să aibă

distanţa între ele pentru a circula aerul.

În prezent, depozitarea boabelor de cacao se face în silozuri prevăzute cu instalaţii care să

asigure o ventilaţie continuă şi activă. Această ventilaţie nu se poate face în condiţii bune atunci

când boabele de cacao sunt depozitate în saci, recomandându-se depozitarea boabelor de cacao în

silozuri. Acestea trebuie construite astfel încât să permită trecerea continua a unei mari cantităţi de

aer printre boabele de cacao.

Aerul este introdus în celulele cu boabe de cacao, de jos în sus, parcurgând întreaga masă de

boabe. În felul acesta se evită atât acţiunea dăunătorilor, cât şi mucegăirea boabelor de cacao.

Grăsimile. Din varietatea mare de grăsimi care există, în industria produselor zaharoase se

folosesc pe scară mare untul de vacă, uleiurile vegetale solidificate şi untul de cacao.

Untul se fabrică, în ţara noastră, în mai multe calităţi : extra, superioară, calitatea I-îi şi

calitatea a II-a. La fabricarea produselor zaharoase se foloseşte untul de calitatea I-îi. Pe lângă

grăsimi, untul conţine şi vitamine liposolubile. Untul se caracterizează printr-un miros şi gust plăcut,

culoare alb-gălbuie şi o consistenţă compactă şi uniformă. Untul trebuie depozitat la temperatura de

~ 0°C.

Grăsimi vegetale solidificate (plantol, margarină) - sunt uleiuri vegetale solidificate prin

adiţionare de hidrogen la dublele legături ale acizilor graşi nesaturaţi care intră în constituţia lor.

Plantolul se prezintă sub forma unei mase onctuoase, omogene, iar în stare topită este

limpede, fără suspensii şi fără sedimente. În stare solidă are o culoare alb- gălbuie şi un gust plăcut.

Punctul de topire este cuprins între 32 şi 35"C.

Margarina se fabrică din diferite grăsimi (vegetale sau animale) rafinate, cu adaos de apă sau

lapte pasteurizat, în care s-au introdus bacterii lactice selecţionate, pentru ca prin substanţele

rezultate din fermentarea lactozei produsul să capete proprietăţi organoleptice asemănătoare cu ale

untului. Pentru obţinerea unei culori asemănătoare untului se incorporează diverşi coloranţi.

Aromatizarea produsului se face cu un amestec de esteri (acetat de etil, benzoat de etil etc.).

Grăsimile sunt emulsionate, folosindu-se ca emulgator lecitina sau mono- şi digliceridele. Pentru ca

produsul să fie cât mă asemănător untului se asigură cam acelaşi punct de topire (28-36°C) Si

acelaşi conţinut de apă. În plus, se poate adăuga şi vitamina A pentru îmbogăţirea valorii

nutritive a produsului.

41

Grăsimile folosite la prepararea produselor zaharoase contribuie la creşterea valorii

nutriţionale şi la evidenţierea aromei şi gustului acestora Grăsimile intervin şi în determinarea unor

caracteristici texturale (plasticitate), reducerea higroscopicităţii produselor finite, reducerea tendinţei

de lipire de ambalaj, reţinerea şi conservarea mai bună a aromei intrinseci legată de produs, respectiv a

aromatizanţilor adăugaţi.

Laptele praf este produsul obţinut prin deshidratarea laptelui integral, a laptelui

degresat, sau a altor produse lactate ca smântână, zerul etc. În timpul fabricaţiei trebuie să se ţină

seama că unele componente ale laptelui (albumina, lactoza şi sărurile) sunt mai sensibile la

acţiunea căldurii şi procesul trebuie astfel condus ca acestea să fie protejate, pentru a se obţine un

produs de cea mai bună calitate şi cu un grad maxim de solubilitate.

În industria produselor zaharoase se foloseşte laptele praf obţinut din lapte integral.

Din punct de vedere organoleptic, laptele praf fabricat din lapte integral trebuie să

îndeplinească următoarele condiţii :

să aibă o granulaţie fină, uniformă, fără aglomerări ;

gustul şi mirosul laptelui praf reconstituit trebuie să fie plăcute, specifice laptelui integral,

fără nuanţe străine ;

culoarea laptelui praf şi a celui reconstituit trebuie să fie albă cu o uşoară nuanţa gălbuie, care

se intensifică în măsura în care creşte conţinutul de grăsime.

Laptele concentrat se obţine prin adăugarea în lapte a zahărului într-o anumită

proporţie şi concentrarea lui sub vid, până ia o limită stabilită, prin evaporarea unei anumite

cantităţi de apă din amestecul obţinut.

Laptele concentrat de calitate superioară se prezintă la temperatura obişnuită sub forma unui

lichid uşor vâscos alb-gălbui, foarte uşor crem, cu gust dulce plăcut; este omogen în toata masa şi

nu conţine cristale mari de lactoză sau zahăr.

În industria produselor zaharoase se foloseşte la fabricarea caramelelor şi a bomboanelor cu

lapte.

Sâmburii graşi. Sâmburii graşi se găsesc în diferite fructe (migdale, alune, arahide,

nuci, caise). Sâmburii conţin cantităţi mari de grăsime, substanţe azotoase, substanţe de aromă

Sâmburii contribuie la creşterea valorii nutritive a produselor zaharoase. Miezul din sâmburii graşi se

întrebuinţează sub formă întreagă, sfărâmată sau măcinată, în stare crudă sau prăjită. Miezul se poate

amesteca cu zahăr pudră, soluţii de zahăr sau cu zahăr caramelizat.

42

Sâmburii se folosesc pentru :

obţinerea maselor de paste de tip marţipan, pralină;

fabricarea drajeurilor, bomboanelor fine de ciocolată, rahatului, produselor de laborator, sub

formă de nucleu sau material de adaos :

fabricarea tahânului şi halviţei;

ca decoruri şi masă de adaos în ciocolată, creme, produse de laborator.

Seminţele oleaginoase folosite în industria produselor zaharoase sunt reprezentate

de seminţele de floarea soarelui, seminţele de susan şi mac. Primele două se folosesc în cantitate

importante la fabricarea halvalei

Ca materii prime auxiliare în industria produselor zaharoase se pot folosi :

Amidonul se foloseşte în industria produselor zaharoase fie ca materie primă la

fabricarea unor produse (ex. rahat), fie ca material auxiliar pentru imprimarea negativelor formelor unor

produse care se prelucrează prin turnare (jeleuri, cremoze, bomboane salon, unele interioare de

drajeuri etc.).

Fructele au o importanţă deosebită în industria produselor zaharoase, datorită

faptului ca îmbunătăţesc sau completează proprietăţile gustative ale acestora, cât şi contribuţia lor la

lărgirea gamei de sortimente.

Fructele se utilizează sub formă de :

fructele conservate prin uscare (stafide, smochine, caise) se folosesc la fabricarea

drajeurilor, ciocolatei, rahatului, prăjiturilor ;

fructele sub formă de paste (mere, pere, gutui, vişine, caise, piersici, zmeură, căpşuni etc.)

se folosesc la obţinerea umpluturilor pentru bomboane şi la fabricarea jeleurilor din fructe naturale;

fructele în alcool (vişine, struguri, prune etc.) se folosesc ca interioare pentru bomboane

fine de ciocolată;

fructele confiate (coaja de pepene verde, coaja de portocale, de mandarine, gutui, pere

etc) se folosesc ca interioare pentru drajeuri cu fructe şi pentru decoruri la produse de patiserie.

Fructele şi derivatele din fructe se folosesc pentru :

prepararea marcurilor (fragi, măceşe, zmeură, vişine) - semifabricate cu utilizare în

industria produselor zaharoase;

prepararea umpluturilor pentru bomboane (afine, caise, mere, mure, zmeură,

smochine);

43

prepararea interioarelor pentru bomboane fine de ciocolată, fondant (caise, gutui, vişine);

prepararea jeleurilor (corcoduşe, mere. prune, gutui);

prepararea fructelor glasate din fructe confiate (caise, curmale, gutui, mere. pere, vişine);

prepararea interioarelor pentru drajeuri (stafide, struguri, smochine, măceşe etc.);

prepararea unor aromatizanţi (banane, ananas, zmeură, cocos, pere, caise);

extragerea coloranţilor (fragi, zmeură, căpşuni, vişine, afine etc.).

Substanţe de gelificare. Agar-agarul este o substanţă care se extrage din unele alge marine

ce trăiesc în special în mările din extremul orient (Marea Chinei, Marea Japoniei, Marea Galbenă). În apă

caldă el dă un produs gelatinos, folosit !a fabricarea jeleurilor. Se prezintă sub formă de fire subţiri,

formate dintr-un material cu aspect gelatinos şi mătăsos sau sub formă de praf. În afară de agar-agar, în

industria produselor zaharoase se mai folosesc, ca substanţe gelifiante, pectina şi gelatina.

Emulgatori-stabilizatori. Lecitina face parte din clasa fosfatidelor, fiind un derivat al

digliceridei în compoziţia căreia intră radicalul acid fosforic şi colina Se obţine industrial prin extragere

din uleiul de soia.

În industria produselor zaharoase, lecitina se foloseşte la fabricarea ciocolatei, ca emulgator,

precum şi pentru scăderea vâscozităţii.

Acizii alimentari se folosesc în următoarele scopuri :

dau produselor un gust acrişor plăcut;

provoacă invertirea parţială a zahărului, împiedicând prin aceasta cristalizarea lui;

pun în evidenţă aroma.

Dintre acizii organici alimentari, se folosesc în special acizii citric şi tartric

Substanţele colorante. Produsele zaharoase se colorează în scopul de a le face mai

atrăgătoare, insă legislaţia sanitară în vigoare limitează numărul şi felul coloranţilor deoarece

unii dintre ei sunt toxici.

Coloranţii alimentari pot fi :

naturali : maron (obţinut prin arderea zahărului), roşu (obţinut prin extragerea lui din

diferite fructe sau din cochenilla care este de origine animală), verde (obţinut prin extragere

din clorofilă), galben (obţinut prin extragere din şofran) ;

sintetici - obţinuţi pe cale chimică din diverşi produşi rezultaţi la distilarea cărbunelui :

amarant (roşu), naftol (galben), tartrazina (galben), indigo (albastru).

44

Substanţele aromatizante se folosesc la fabricarea produselor zaharoase pentru a da

acestora mirosuri şi gusturi plăcute, făcând posibilă o dezvoltare considerabilă a numărului de

sortimente Aromele pot fi:

- naturale - se obţin prin distilare sau extracţie din fructe, sâmburi, scoarţe, frunze,

flori, rădăcini etc.; sunt lichide incolore sau de culoare gălbuie până la brun

deschis, solubile în alcool sau eter. Sunt sensibile la aer şi lumină, din această

cauză păstrându-se în sticle colorate, bine închise. Cele mai utilizate sunt uleiurile

de citrice (portocale, lămâi), uleiul de mentă, uleiul de migdale amare, vanilia, uleiul

de bergamot;

- sintetice - sunt esteri ai acizilor organici saturaţi; au miros şi gust de fructe; sunt

foarte puţin solubile în apă, însă se dizolvă în alcool, eter şi benzen.

Calitatea aromelor se apreciază mai mult după caracteristicile lor organoleptice : miros,

gust si uneori culoare şi limpezime. Pentru aceasta, ele sunt supuse probelor de laborator când se

stabileşte puterea de aromatizare şi se fixează doza respectivă. Aceste probe se fac pe produsele

ce urmează a fi aromatizate. Dozele exagerate de arome dau produselor gusturi neplăcute, de

aceea dozarea lor trebuie sa fie foarte strictă.

Băuturile alcoolice sunt folosite ca solvenţi pentru aromatizanţi sau coloranţi cât şi

pentru conservarea unor fructe. Rachiurile din fructe (prune, caise, cireşe, vişine), din materiile

amidonoase (whiski, vodcă), distilatele din vin (coniac), l ichiorurile pot fi utilizate la fabricarea maselor

de tip lichior-sirop sau la alcătuirea interioarelor de drajeuri, bomboane fine de ciocolată etc.

Băuturile nealcoolice pe bază de cafea, ceai, cacao, ciocolata sunt utilizate ca

aromatizanţi. coloranţi pentru unele umpluturi sau ca adaos la fabricarea bomboanelor fine, a

celor medicinale sau a produselor de laborator.

2. TEHNOLOGIA MORĂRITULUI

Morăritul este cunoscut din cele mai vechi timpuri, fiind într-o evoluţie permanentă paralel cu

dezvoltarea tehnico-economică a societăţii umane.

În alimentaţia omului produsele de panificaţie şi pastele făinoase (obţinute din făină – produsul

finit din moară) ocupă un loc important – 15-30% din totalul alimentelor consumate.

45

De asemenea, produsele secundare rezultate în industria morăritului – tărâţa şi germenii –

constituie materia primă pentru prepararea multor alimente.

Întreprinderile de morărit, indiferent de materia primă prelucrată şi de capacitatea de producţie,

sunt alcătuite din următoarele secţii:

silozul de cereale;

secţia de curăţire şi condiţionare;

moara propriu-zisă;

secţia de omogenizare;

secţia de ambalare şi depozitare;

laboratorul de analize fizico-chimice;

secţia de întreţinere şi reparaţii;

conducerea tehnico-economică a unităţii,

fiecare secţie având un rol bine definit în desfăşurarea procesului tehnologic.

Procesul de transformare a cerealelor în făină şi subproduse se desfăşoară după următoarea

schemă (fig.9):

CURÃTÃTORIE

-separator-aspirator-separator magnetic-trior cilindric-decojitor-aparat de uscare-timocuri de odihnã-periere-separator cascadã-rezervor srot I

LABORATOR

SECTIE DE ÎNTRETINERE

BIROU TEHNIC-ADMINISTRATIV

MOARÃ

-valturi-dislocatoare-site plane-masini de gris-filtre

OMOGENIZARE

SILOZ FÃINÃ

LIVRARE

SILOZ DE CEREALE -tarar-aspirator

46

Fig.9 Schemă de legături între secţiile morii

Cerealele depozitate în siloz sunt transferate în curăţătorie iar din aceasta în moara propriu-zisă,

unde cerealele sunt transformate în produse finite. Din moară, făina trece la omogenizatoare iar tărâţa şi

germenii la ambalat în depozite. De la omogenizatoare, făina merge la depozit, iar din depozit la

expediere spre beneficiari.

Trecerea dintr-o secţie în alta se face prin intermediul instalaţiilor de transport, cantităţile

transferate fiind măsurate cu cântare automate.

Calitatea cerealelor, a produselor intermediare şi finite este controlată de laborator.

Funcţionalitatea utilajelor din toate secţiile este urmărită de secţia de întreţinere, fie de la tabloul

sinoptic al întregii unităţi de morărit, fie de la tablourile existente pe fiecare secţie.

Secţia tehnico-administrativă urmăreşte şi îndrumă activitatea de morărit-aprovizionare,

producţie, întreţinere şi livrare.

2.1. PREGĂTIREA CEREALELOR PENTRU MĂCINIŞ.

SEPARAREA IMPURITĂŢILOR. CONDIŢIONAREA CEREALELOR

Operaţiile tehnologice de pregătire a grâului pentru măciniş efectuate la recepţie şi depozitare în

siloz continuă în curăţătorie cu eliminarea impurităţilor şi condiţionare, după schema din figura 10.

Prin curăţire se înţelege eliminarea impurităţilor din masa de cereale iar prin condiţionare

tratarea boabelor cu apă sau cu apă şi căldură.

Principiul eliminării impurităţilor prin diferite operaţii tehnologice se bazează pe diferenţa

dintre proprietăţile fizice ale grâului şi impurităţilor.

Condiţionarea modifică parţial coeziunea endospermului şi însuşirile elastice ale cojii.

Fluxul tehnologic din curăţitorie cuprinde următoarele utilaje:

pentru eliminarea impurităţilor libere din masa de cereale:

separatoare-aspiratoare de moară;

separatoare de pietre;

trioare;

maşini de spălat şi magneţi;

pentru eliminarea impurităţilor existente pe suprafaţa boabelor:

maşini de descojit;

47

maşini de periat;

maşini de spălat;

pentru condiţionarea cerealelor:

aparate de udat;

coloane de condiţionare;

pentru măsurarea cerealelor în curăţătorie:

cântare automate;

aparate de procentaj;

pentru transport:

de jos în sus: cu elevatoare sau pneumatic;

pe orizontală: cu şnecuri

pe verticală şi înclinat de sus în jos: prin conducte, cu cădere liberă.

48

Receptie cantitativã si calitativã

Separare initialã a corpurilor strãine

Uscare (50-55oC/60-90min.)

Depozitare

Omogenizarea cerealelor

Separarea corpurilor strãine

Descojire-desprãfuire

Spãlare-zvântare

Odihnã (8-10h)

Conditionare la cald

Odihnã (4-6h)

Descojire propriu-zisã

Periere

Udare superficialã

Odihnã (0,5h)

GRÂU CONDITIONAT

CORPURI STRÃINE

PRAF NEGRU PRAF ALB

GRÂU

Fig. 10 Schema procesului tehnologic de depozitare şi

pregătire a cerealelor pentru măciniş

După cum se poate vedea din schemă, grâul supus procesului de pregătire urmează un traseu

aproape fix, fără prea multe posibilităţi de ocolire a unor operaţii tehnologice, şi anume:

49

1. Eliminarea corpurilor străine se face cu separatorul aspirator (tararul de moară) care

separă corpurile străine cu dimensiuni mai mari, egale sau mai mici decât cele ale cerealei supuse

precurăţirii, prin combinarea acţiunii ciururilor şi a curenţilor de aer.

Separatorul-aspirator de moară se deosebeşte de cel folosit în siloz prin: gradul de înclinare a

ciururilor cernătoare, mărimea orificiilor, intensitatea de curăţire şi încărcătura specifică/cm2 din lăţimea

ciurului.

Eficienţa de curăţire este optimă când eliminarea impurităţilor se face în proporţie de 60-70%.

Înclinarea primului ciur este de 8-10° iar pentru ciurul II şi III 12-15°.

Încărcătura specifică medie/cm2 din lăţimea ciurului este de 50-60kg/h.

2. Separatorul de pietre (pe cale uscată) este un utilaj introdus recent în fluxul tehnologic de

curăţire a grâului, el fiind folosit înainte la fabricile de decorticat orez şi la morile de porumb. Acest utilaj

se plasează după tarar, deoarece acesta separă pe lângă pleavă, praf, spice şi o parte din pietrele cu

dimensiuni mai mari sau mai mici decât bobul de grâu, separatorul de pietre îndepărtând în acest caz doar

pietrele asemănătoare ca dimensiuni bobului de grâu.

Eficienţa îndepărtării pietrelor trebuie să fie de 90-100%, aceasta obţinându-se prin reglarea

înclinaţiei optime a cadrului cu sită ce intră în alcătuirea separatorului de pietre.

3. Triorul cilindric este un utilaj care, în procesul de pregătire a grâului pentru măciniş, separă

impurităţile cu formă sferică sau apropiată de aceasta, cum sunt: măzărichea, neghina şi spărturile.

Morile din ţara noastră folosesc curent trioarele cilindrice de mare capacitate (800kg/m2/h).

Efectul de curăţire este optim când se elimină minim 75% din impurităţi.

4. Separarea impurităţilor metalice. În masa de grâu impurităţile metalice, majoritatea de

natură feroasă, ce provin de la maşinile de recoltat, de transportat de la câmp la baze şi silozuri şi de aici

la moară şi din alte surse greu de identificat, pot provoca avarierea utilajelor din curăţătorie şi moară, iar

prin loviri violente pot da naştere la scântei şi provoca explozii şi incendii.

Impurităţile metalice ajunse la măcinat pot crea probleme mari consumatorilor făinii şi tărâţei

deoarece, prin măcinare, se transformă în aşchii sau plăcuţe tăioase cu dimensiuni mici care se amestecă

cu făina.

Pentru separarea impurităţilor metalice de natură feroasă existente în grâu se folosesc magneţi

permanenţi şi mai rar electromagneţi.

Separatorul cu magneţi permanenţi, folosit curent în industria morăritului, este plasat în cel

puţin două puncte din fluxul de pregătire al grâului: înainte de a începe curăţirea şi după terminarea

50

acesteia (înainte de a intra grâul la măciniş). Numărul potcoavelor ce alcătuiesc magnetul se stabileşte în

funcţie de cantitatea de grâu supusă curăţirii. Se consideră încărcătura specifică maximă de 150Kg grâu

pentru potcoava cu lăţimea de 40mm. Funcţionarea nesatisfăcătoare a separatorului cu magneţi

permanenţi se poate datora următoarelor cauze:

– distribuirea neuniformă a produselor pe suprafaţa magneţilor;

– o viteză de trecere a cerealelor peste poli prea mare;

– neîndepărtarea la timp a impurităţilor feroase reţinute;

– scăderea puterii de atracţie şi reţinere a magnetului.

5. Descojirea şi perierea grâului. Pe lângă impurităţile metalice, grâul conţine pe suprafaţa

boabelor, în şănţuleţ şi bărbiţă, praf şi microorganisme care se îndepărtează în mare parte prin aşa numita

descojire şi periere.

Operaţia de descojire şi periere se face de obicei în trei trepte:

în prima treaptă rezultă praful de natură minerală numit şi praf negru;

în treapta a II-a şi a III-a rezultă praful alb (de natură organică) sau tărâţa de curăţătorie.

Încărcarea specifică a descojitoarelor româneşti este de 1000-1200kg/m2/h în prima şi o doua

treaptă de descojire. Ultima treaptă de descojire se face prin periere, aprecierea efectului tehnologic fiind

făcut după următoarele criterii:

– proporţia în care se separă praful şi părţile de înveliş;

– micşorarea conţinutului de substanţe minerale ale grâului;

– luciul căpătat de grâu după periere.

Praful rezultat la periere, prin cantitate şi calitate, constituie un produs furajer foarte valoros.

6. Spălarea grâului se efectuează pentru îndepărtarea impurităţilor rămase pe suprafaţa

boabelor şi eventualelor pietre, bulgări de pământ, pleavă, paie ce ajung până în această fază.

Concomitent se realizează şi condiţionarea hidrică a grâului.

Asupra acestei operaţii există opinii contradictorii:

unii specialişti consideră spălarea grâului ca o operaţie costisitoare prin consumul ridicat de

apă (consum influenţat de gradul de impurificare a masei de grâu şi de conţinutul de umiditate al

acestuia);

alţii cercetători susţin că prin umiditatea superficială adăugată grâului se creează mediu

prielnic de dezvoltare a microorganismelor;

51

morarii cu multă experienţă susţin totuşi că spălarea contribuie la obţinerea unei extracţii mai

mari de făină albă cu un conţinut redus de substanţe minerale.

Rolul spălării poate fi preluat de descojirea şi perierea intensă a suprafeţei boabelor,

condiţionarea hidrică fiind realizată prin umectare – operaţie tehnologică prezentă în procesul de

pregătire a grâului pentru măciniş.

7. Condiţionarea grâului. Prin condiţionare, în tehnologia morăritului, se înţelege tratarea

grâului cu apă sau apă şi căldură; această operaţie, deoarece afectează cel mai mult bobul întreg,

influenţează într-o măsură destul de mare procesul tehnologic de măciniş, gradul de extracţie, conţinutul

de substanţe minerale al făinii, separarea germenilor şi mai puţin însuşirile de panificaţie ale făinii.

Pentru ca acest proces să conducă la rezultate optime la măciniş, trebuie să se cunoască în

special duritatea şi conţinutul de umiditate al grâului.

Condiţionarea cu apă constă în adăugarea unei anumite cantităţi de apă unei cantităţi de

grâu. Operaţia se realizează în proces continuu prin stropirea grâului cu apă ca atare sau sub formă

pulverizată.

Umectarea cerealelor se face în mod obişnuit prin trei procedee:

o în primul procedeu se foloseşte maşina de spălat;

o al doilea procedeu foloseşte aparatul de umectat simplu cu cupe;

o al treilea procedeu constă în umectarea prin pulverizarea apei, varianta fiind mai puţin

utilizată.

Operaţia duce la creşterea umidităţii învelişului, şi, în timp, a bobului întreg, diferenţa de

umiditate dintre coajă şi miez reglându-se prin timpul de odihnă. Coaja trebuie să reţină cea mai mare

parte din apa adăugată astfel încât să aibă un grad de elasticitate mare ca la măcinare să nu se sfărâme şi

să se separeu uşor la cernere.

Condiţionarea cu apă se realizează într-una sau două trepte:

– prin umectare se face după I treaptă de decojire;

– ultima umectare se efectuează înainte de intrarea grâului la măciniş.

Condiţionarea hidrotermică (cu apă şi căldură) – practicată pe scară redusă la morile din

ţara noastră – se recomandă la unele loturi de grâu pentru îmbunătăţirea însuşirilor tehnologice şi de

panificaţie. Căldura are următoarele efecte asupra difuziei apei în bob:

– creşterea temperaturii măreşte gradul de pătrundere a apei în boabe – se scurtează perioada

de pătrundere a apei în centrul bobului;

52

– se îmbunătăţesc însuşirile de panificaţie ale făinii.

Temperatura optimă de accelerare a pătrunderii apei în bob este de 30-45°C, peste această

temperatură având loc fenomene ce acţionează asupra glutenului.

Condiţionarea hidrotermică, prin unele influenţe de natură mecanică, fizico-chimică şi

biochimică asupra bobului de grâu, conduce la stimularea activităţii enzimatice a acestuia.

De asemenea, s- a constat că apar şi modificări ale structurii bobului; se măreşte volumul iar la

uscare-răcire se produc contracţii ce favorizează slăbirea coeziunii bobului cu consecinţe benefice în

operaţiile de măcinare şi cernere.

2.2. MĂCINAREA CEREALELOR

Secţia de măciniş sau moara propriu-zisă este locul unde grâul se transformă în făini, germeni,

tărâţă şi în procent redus griş comestibil.

În secţia de măciniş au loc două operaţii importante:

măcinarea cerealelor realizată cu ajutorul valţurilor şi dislocatoarelor,;

cernerea produselor rezultate la măciniş care se realizează prin site plane şi maşini de griş.

Utilajele ajutătoare sunt cele de la transportul pneumatic: ventilatoare de înaltă presiune,

cicloane de descărcare, baterii de cicloane pentru filtrare şi filtre cu ciorapi textili.

Transportul mecanic se face cu şnecuri şi elevatoare iar sistemul de ventilaţie este format din

ventilatoare de joasă şi medie presiune şi filtre.

2.2.1. Măcinarea la valţuri

Măcinarea este operaţia de sfărâmare şi mărunţire a boabelor de cereale în particule cu diferite

dimensiuni având ca scop final obţinerea făinii, germenilor şi tărâţei.

Operaţia se bazează pe acţiunea mecanică a tăvălugilor măcinători ai valţului asupra boabelor de

cereale, operaţie repetată până ce întregul miez ajunge în stare de făină.

Transformarea bobului de grâu în făină se face în mai multe faze tehnologice conform schemei

prezentate în fig.11.

53

GRÂU CONDITIONAT

Srotarea A

Sortarea grisurilor sidunsturilor

Curãtarea grisurilor si dunsturilor

Desfacerea grisurilor

Mãcinare cal. I

Srotarea B

Mãcinare cal II

Finisarea tãrâtei

FÃINÃ ALBÃ FÃINÃ NEAGRÃ FÃINÃ FURAJERÃ (Irimic)

GERMENI

TÃRÂTÃ

FÃINÃ ALBÃ

GRIS ALIMENTAR

Fig. 11. Schema tehnologică a procesului de măcinare

Primul valţ, conceput de Ramelli, a apărut în 1588, evoluţia sa constructivă beneficiind ulterior

de progresele generale ale tehnicii. În 1880 apare primul valţ modern construit de firma maghiară Ganz

după un model perfecţionat al valţului Wegman din 1873, iar în 1890 şi 1902 apar valţurile Luther şi

Ammegiscke.

În general, un valţ de măcinat se compune din două părţi distincte şi anume:

tăvălugii de alimentare – au pe suprafaţa lor profiluri care asigură înaintarea şi distribuirea

uniformă a produselor;

tăvălugii măcinători – a căror suprafaţă poate fi rifluită sau netedă, în funcţie de rolul

tehnologic al tăvălugilor respectivi.

Funcţiile tehnologice ale valţurilor sunt legate de dezvoltarea diagramei morii, de

capacitatea acesteia şi de sortimentele de făină ce se fabrică.

Funcţia pe care o poate avea un valţ sau numai jumătate din acesta poate fi de : şrot, desfăcător

sau măcinător.

54

În funcţie de locul pe care-l ocupă valţul într-o anumită fază tehnologică, tăvălugii măcinători

posedă următoarele caracteristici tehnice, ce au influenţă asupra produselor măcinate:

a) profilul riflurilor – reprezintă forma în secţiune transversală a crestăturii de pe suprafaţa

tăvălugului şi este dat de unghiurile pe care le formează suprafeţele exterioare ale riflului cu raza

circumferinţei tăvălugului (fig. 12).

Fig. 12 Profilul riflurilor, unghiul de faţă şi unghiul de spate

În funcţie de mărimea acestor unghiuri, riflul poate fi numit ascuţit sau deschis, unghiul α (mai

mic decât β) având valori între 20-40° iar β 60-70°.

Riflul a cărui unghi α+β nu depăşeşte 90° se numeşte riflu ascuţit, iar riflul la care suma

α+β>90° este un riflu deschis. Latura mică a riflului constituie faţa, iar latura mare spatele riflului.

Deoarece profilul riflului influenţează în mare măsură gradul de sfărâmare şi forma particulelor, fiecare

treaptă de şrotuire are un alt profil de riflu.

b) numărul riflurilor – număr de muchii existente pe 1cm2 pe circumferinţa tăvălugului.

Numărul de rifluri influenţează gradul de mărunţire, acesta crescând treptat de la primul şrot (4-

5/cm) la ultimul şrot (9-10/cm).

c) înclinarea riflurilor faţă de generatoarea tăvălugului – reprezintă distanţa măsurată de

la generatoarea tăvălugului până la extremitatea cea mai îndepărtată a riflului.

De exemplu: - distanţa de la generatoare la extremitatea riflului la unul din capetele tăvălugului

este de 80mm; lungimea tăvălugului (generatoarei) este de 1000mm; înclinarea =(80/1000).100=8%.

Înclinarea riflurilor, numărul lor şi viteza diferenţială acţionează asupra produselor existente

între tăvălugi, deoarece prin rotire se întretaie şi conduc la formarea locurilor de atac asupra produselor.

d) poziţia riflurilor – prin aceasta se înţelege situaţia în care se găsesc faţa şi spatele

riflurilor pe suprafaţa tăvălugului rapid, în raport cu faţa şi spatele riflurilor de pe suprafaţa tăvălugului

lent în timpul funcţionării valţului.

În practică sunt folosite următoarele poziţii ale riflurilor, fiecare din acestea acţionând în mod

diferit asupra produselor introduse la şrotuit:

55

„muchie pe muchie” sau „tăiş pe tăiş”

„spate pe muchie”

„muchie pe spate” – unde muchiile riflurilor de pe suprafaţa tăvălugului rapid intră în

particulele de şrotuit şi le transportă în sensul de rotire a tăvălugului;

„spate pe spate” – poziţie în care particulele sunt strivite parţial şla primul contact cu

tăvălugii, sfărâmarea accentuându-se pe măsură ce tăvălugul rapid înaintează faţă de cel lent.

e) viteza diferenţială a tăvălugilor. Viteza tăvălugilor măcinători de la şroturi este

diferenţiată prin raportul de transmisie a turaţiei de la tăvălugul rapid la cel lent. Transmisia se face

printr-o pereche de roţi dinţate care asigură în acelaşi timp şi sensul de rotaţie opus al fiecărui tăvălug.

Viteza diferenţială între tăvălugul rapid şi cel lent se poate calcula cu relaţia:

şi are valori cuprinse între 2,2-2,5. În relaţie k reprezintă raportul între viteza periferică a tăvălugului

rapid şi cea a tăvălugului lent; vr - viteza periferică a tăvălugului rapid, m/s; vl – viteza periferică a

tăvălugului lent, m/s.

f) diametrul tăvălugilor măcinători influenţează operaţiile de măcinare şi mai ales de

şrotuire. Cu cât diametrul tăvălugilor este mai mare, cu atât zona de măcinare este mai mare (drumul

parcurs de produs între cei doi tăvălugi fiind mai mare, punctele de contact cu produsul sunt mai multe şi

şrotuirea se produse mai intens).

Factorii mai importanţi ce influenţează asupra capacităţii de lucru a valţurilor sunt

următorii:

gradul de mărunţire (sau de măcinare)

tipul de produse

umiditatea produselor

uniformitatea granulaţiei produselor supuse măcinării

starea suprafeţelor de lucru a tăvălugilor

gradul de încărcare a valţului

ventilaţia valţurilor cu aer sau răcirea tăvălugilor

acţionarea valţurilor se poate face:

prin sistem de transmisii cu roţi şi curele late de la transmisii centralizate;

cu roţi şi curele trapezoidale, de la motorul electric.

56

Din anul 1960 în morile de grâu din ţara noastră a fost introdus un utilaj de măcinat relativ nou,

numit dislocator, preluat după un model folosit la morile sovietice, iar după 1962 dislocatorul a fost

importat de la firma italiană OCRIM.

Introducerea dislocatorului a dus în general la reducerea fazei de şrotuire cu o treaptă.

În prezent morile sunt dotate cu finisoare cu doi cilindri paraleli a căror caracteristici tehnice au

fost îmbunătăţite după 1987 prin introducerea a două noi tipuri de finisoare: FTO – finisor tărâţă

orizontal şi FTV – finisor tărâţă vertical.

2.2.2. Cernerea produselor măcinate

A doua fază tehnologică ce are loc la moara de grâu este operaţia de cernere, prin care se

realizează separarea cu sita a unor fracţiuni compuse din particule cu granulaţie determinată dintr-un

amestec de produse măcinate.

Cernerea se realizează prin mişcare (rectilinie-alternetivă sau circulară) în plan orizontal a

suprafeţei cernătoare, mişcare provocată de un ax orizontal sau vertical excentric.

Suprafaţa de cernere a sitei este formată dintr-o ţesătură de sârmă, fire sintetice din material

plastic sau mătase naturală.

În funcţie de produsul supus cernerii se utilizează următoarele site:

– site metalice – la cernerea produselor cu un conţinut mai mare de înveliş (şroturi) şi cu

granulaţie mare care uzează foarte repede materialul de mătase sau fibre sintetice datorită coeficientului

de frecare mare;

– site textile (mătase sau fibre sintetice) – la cernerea produselor intermediare (grişuri,

dunsturi) şi făinii.

În urma cernerii prin site se separă, după mărime, mai multe fracţiuni.

Fracţiunea ce trece prin ochiurile sitei poartă numele de crenut, iar cea care alunecă pe suprafaţa

sitei până ce o părăseşte se numeşte refuz.

O schemă simplă de cernere este prezentată în figura 13, schemele de cernere folosite în

morăritul modern fiind mult mai complicate.

57

Fig. 13 Schema operaţiei de cernere

a-sită cu un cernut şi un refuz; b- sită cu două cernuturi şi un refuz; c- sită cu trei cernuturi şi un refuz

Capacitatea de cernere a sitei este influenţată de următorii factori:

suprafaţa utilă a sitei – reprezentată de proporţia ocupată de ochiuri din întreaga

suprafaţă a sitei - este influenţată de grăsimea firului şi desimea ţesăturii. Cu cât sita este mai deasă şi

firul ţesăturii este mai gros, cu atât suprafaţa ei utilă este mai mică;

numărul sitelor (desimea) – reprezentată de o cifră exprimată în mai multe feluri:

numărul de ochiuri pe cm/4-n/4;

numărul de ochiuri pe ţol liniar englez (25,4mm)/10-n/10.

Unele notări recente exprimă mărimea ochiurilor în microni;

întinderea sitei pe ramă influenţează capacitatea de cernere şi calitatea produselor

cernute. Sita se fixează pe o ramă de lemn de tei (nu se crapă la fixarea sitei prin cuie sau capse şi, în

contact cu aerul cald sau umiditatea, suferă degradări mai puţin însemnate decât ramele confecţionate din

alte esenţe lemnoase), astfel încât să se obţină o suprafaţă cernătoare fără ondulaţii şi fără deformarea

ochiurilor. Nu se recomandă fixarea sitei pe o ramă consecutivă sau simultane pe 2,3,4 laturi, deoarece

ţesătura nu se întinde perfect şi va rămâne cu ondulaţii şi ochiuri deformate care în procesul de cernere va

scade capacitatea de producţie a sitei;

curăţirea sitei se face cu un dispozitiv de curăţire (perii de păr aspru şi moale) care

permite desfundarea ochiurilor sitei.

58

încărcarea sitei cu produsul de cernut se reglează astfel încât stratul format să permită

trecerea prin ochiuri a particulelor cu mărime şi greutate corespunzătoare. Cu cât stratul este mai gros, cu

atât capacitatea de cernere a sitei scade.

diferenţa granulometrică – cu cât numărul fracţiunilor dintr-un amestec de produse

rezultate la măcinare este mai mare, cu atât capacitatea de cernere a sitei este mai mică.

umiditatea produselor este optimă când amestecul de produse rezultate la măcinare are o

umiditate de 14,5-15%, cernerea în acest caz fiind normală. O umiditate mai mare a amestecului de

produse are ca rezultat o cernere mai dificilă, în consecinţă o scădere a capacităţii sitei datorită trecerii în

refuz şi a unor particule ce trebuiau să treacă prin ochiurile sitei;

temperatura ridicată a produselor intrate la cernere provoacă înfundarea ochiurilor,

putrezirea ramelor, oxidarea sitelor de sârmă, scoaterea lor timpurie din uz şi, în consecinţă, reducerea

capacităţii de cernere. Pentru micşorarea temperaturii produselor măcinate (temperatura produselor

măcinate =40-45°C) şi a sitelor se foloseşte ventilaţia dirijată prin canale;

starea de uzură a sitelor influenţează calitatea produselor cernute şi capacitatea de

cernere. În funcţie de tipul de sită, la o funcţionare îndelungată pot apărea următoarele inconveniente:

sitele rupte şi cârpite îşi micşorează suprafaţa utilă;

scămoşarea sitelor de mătase naturală încetineşte înaintarea produselor pe

suprafaţa cernătoare şi reduce numărul particulelor care trec ca cernut prin ochiuri;

oxidarea sitelor metalice conduce, datorită căldurii şi umezelii, la

micşorarea ochiurilor şi reducerea capacităţii de cernere;

sitele cu firele ţesăturii lustruite îşi măresc capacitatea de cernere,

particulele alunecă uşor prin ochiuri ca cernut, iar refuzul se retrage mai repede spre canalele de

evacuare;

mişcarea produsului pe sită în vederea cernerii are loc când mişcarea sitei este mai amplă

decât a produsului.

2.2.3. Maşini de cernut

În morile din ţara noastră se întâlnesc următoarele tipuri de maşini de cernut:

sita plană liber-oscilantă – sită cu rame lungi dreptunghiulare sau sita clasică – întâlnită la

majoritatea morilor de grâu din ţara noastră este prezentată în figura 14:

59

1

2

34

5

6

8

7

Fig. 14. Sită elastică liber-oscilantă

Se compune din cadrul 1 pe care sunt montate casetele 2. fiecare casetă este compusă dintr-un

număr de rame, de obicei 12, aşezate una peste alta, pe care sunt întinse sitele pentru cernerea produselor.

Cadrul cu cele 2 casete este suspendat de un schelet montat pe tavan cu ajutorul vergelelor elastice 3,

confecţionate din trestie, bambus, fag şi mai nou cabluri de oţel. Acţionarea sitei plane se face prin roata

de transmisie 5 care pune în mişcare axul pendular 4 ce acţionează un mecanism excentric 7. acest

mecanism imprimă cadrului cu site mişcarea circulară. Echilibrarea întregului ansamblu al utilajului este

asigurată prin contragreutăţile 6.

Produsele de cernut intrate pe site se deplasează cu ajutorul unor palete speciale, fixate deasupra

sitei pe părţile laterale ale ramelor de la un capăt la altul al ramei. În cursul mişcării circulare a sitei

plane, produsul lovindu-se de pereţii paletelor este ricoşat şi îşi schimbă direcţia de deplasare rezultând

astfel o mişcare în zigzag.

În practică, se urmăreşte ca produsele cu granulaţie mare, ce trebuie remăcinate, să părăsească

cât mai repede compartimentul de cernere. Aceasta se realizează prin intermediul sitelor rare metalice.

Urmează sitele ce refuză a II-a categorie de produse dirijate tot la măcinare sau la curăţire, aşa

cum este cazul grişurilor. Sitele de făină formează a II-a grupă cernătoare. A IV-a grupă de site sortează

produsele cu granulaţia cuprinsă între grişurile mici şi făină, adică ceea ce în practică se numesc dunsturi.

În practică, se inscripţionează fiecare ramă cu cifre de la 1 la 12,18,20 sau 26, alături de care se

trece funcţia tehnologică, uşurându-se astfel aşezarea ramelor după schema de circulaţie a produsului în

interiorul sitei.

60

sitele plane cu ramă dreptunghiulară scurtă au fost introduse începând cu anul 1962 la

morile de grâu „Medgidia”, „Suceava”, „Segarcea” şi altele, acestea fiind construite după licenţa firmei

OCRIM – Italia. Au o mare răspândire în morile mici de grâu şi porumb.

Din punct de vedere constructiv se deosebesc de sitele clasice prin:

- lungimea ramelor cu site, acestea fiind cu 30-50% mai scurte decât ramele sitelor plane

clasice;

- fiecare compartiment este detaşabil, manipularea la demontare şi montare făcându-se mai

uşor;

- sitele plane cu ramă dreptunghiulară se construiesc şi cu 8 compartimente spre deosebire de

cele clasice care se construiesc numai cu 4 şi 6 compartimente;

- încărcătura specifică a sitelor plane cu ramă dreptunghiulară este de 800-900kg/m2/24h faţă

de 500-500kg/m2/24h.

2.2.4. Maşini de cernut şi curăţat griş

Grişul rezultat de la măcinarea cu valţuri şi sortat din amestecul de produse cu sitele plane

trebuie supus unei noi sortări realizată cu utilaje speciale, numite maşini de griş, ce combină cernerea prin

site cu curentul de aer, ajutând astfel produsul la stratificare şi antrenare a particulelor uşoare de tărâţă şi

făină. O reprezentare schematică a procesului de divizare a grişurilor se poate face astfel (fig.17):

30 26 24 18

3

4

1

2

A

61

1

2

3

4

1820

22

2426

2830

B

26

Fig. 17. Schema divizării grişurilor

A-divizarea la maşina cu un rând de rame;B-divizarea la maşina cu două rânduri de rame;

1-primul rând de site; 2-al doilea rând de site; 3-cernut; 4-refuz

Din punct de vedere constructiv există diferite tipuri de maşini de griş, dar operaţia de curăţire

este asemănătoare.

Intensificarea cernerii a fost realizată în ultimii 20 de ani prin mărirea suprafeţei de cernere,

trecându-se de la maşinile dotate cu un rând de site, la cele cu 2 şi 3 rânduri suprapuse. Singurul avantaj

care rezultă în urma folosirii mai multor rânduri de site este faptul că unele grişuri trebuiau recurăţite la o

altă maşină pentru a li se îmbunătăţi calitatea.

În funcţionarea maşinilor de griş se manifestă câţiva factori care influenţează funcţionarea

utilajului şi sortarea şi calitatea grişurilor. Aceşti factori sunt:

dimensiunea şi forma particulelor de griş – cu cât dimensiunile particulelor sunt mai

apropiate, cu atât eficacitatea operaţiei este mai mare;

grosimea optimă a stratului de griş – este cuprins între 5-10mm;

încărcarea specifică a maşinilor de griş (kg/cm lăţime site receptoare) variază între 180-260

kg/cm/24h la grişurile mari şi 70-90 kg/cm/24h pentru dunsturi;

debitul şi forţa aerului folosit la aspiraţie;

tipul de perii ce curăţă sitele – periile în formă de stea au efect de curăţire foarte bun.

2.2.5. Procesul tehnologic de măcinare a grâului

62

Etapele transformării miezului de grâu în făină sunt:

- şrotuire

- sortarea grişurilor

- curăţirea grişurilor

- desfacerea grişurilor

- măcinarea.

În fiecare fază se obţine o anumită cantitate de făină. La sortarea şi curăţirea grişurilor se separă

făina rămasă în masa acestora încă de şa faza de şrotuire.

Şrotuirea sau zdrobirea este faza tehnologică prin care se realizează fragmentarea boabelor de

grâu în particule de diferite dimensiuni şi detaşarea în cea mai mare măsură a cojii sub formă de tărâţă.

După fiecare trecere a produsului printre tăvălugii valţului, cu funcţii de şrot, se face cernerea cu sită

plană, o treaptă de şrotuire fiind formată dintr-una sau mai multe perechi de tăvălugi şi 1 sau mai multe

compartimente de sită plană.

Din amestecul de produse rezultat la şrotuire cu ajutorul sitei plane se separă la primele 3 trepte

următoarele produse:

- şrot mare, mic;

- grişuri mari, mijlocii, mici;

- dunsturi;

- făină.

La treptele 4 şi 5 se obţin şroturi până la stadiul de tărâţă, grişuri, dunsturi şi făină de calitate

inferioară, iar la ultima treaptă se obţin făina inferioară, tărâţă măruntă (irimic) şi tărâţă obişnuită.

Sortarea grişurilor este faza tehnologică în care particulele de endosperm obţinute la şrotare,

cu o granulozitate mai mare decât a făinii, se supun unei sortări prin cernere pe clase de mărime

(granulozitate).

Grişurile mici şi mijlocii sunt trimise la sortat la un compartiment de sită plană (fig.19).

63

0,5/6

SO2

MG6

MG7

4.55

3.IX

4.X

2.65

M2

SO1

1/6

MG5

5.45

6.IX6.X5.XI

4.55 MG6

SO2

Fig.19 Schema tehnologică de sortare a grişurilor de categoria I

După cum se vede din schemă, sortirul 1 foloseşte 26 rame cernătoare iar sortirul 2 numai

jumătate de compartiment cu 13 rame cernătoare.

Primul şi al doilea refuz de la sortirul 1 se trimit la sortat şi curăţat cu maşini de griş, dunsturile

prin sita 55 merg din nou la sortat la sortirul 2, iar făina se colectează în şnecul pentru amestec.

Primul şi al doilea refuz de la sortirul 2 merg la sortat şi curăţat la maşini de griş, dunstul prin

sita 65 merge la măcinat, iar făina se colectează la şnecul de amestec.

Curăţirea grişurilor este operaţia de clasare a particulelor de endosperm pe fracţiuni ce se

deosebesc după conţinutul de substanţe minerale (înveliş). Este o fază deosebit de importantă deoarece

grişurile pregătite în această fază constituie de fapt materia primă pentru făinurile de calitate superioară.

64

28 26 22 18

30 28 24 20

MG1

D1

D2

SRIIm

D3

44 40 35 34

34494438

MG2

D4

D3

M1

Gris alimentar

30 26 22 20

22262832

SRIIIm

D3

D1

D2

MG3

MG4

D2

D1

SRIVm

D3

34 30 28 24

36 32 30 26

MG5

M1

D2

D3

SRIVm

42 38 36 32

46 42 40 36

MG6

SRIVm

D3

M1

D2

50 48 44 40

44485054

MG7

SRIVm

M2

D3

58 56 52 48

50545860

MG8

SRV

D4

D3

M4

42 38 34 32

36384246

Fig. 20 Schemă tehnologică de curăţire a grişurilor

Aşa cum se vede în figura 20, aşezarea sitelor începe cu cele care au ochiurile mici şi se termină

cu sita ce are ochiurile cele mai mari.

Produsul care nu trece prin ochiurile sitelor se elimină ca refuz, acesta fiind ditrijat la măcinare

la un valţ special – măcinător de capete sau desfăcător de grişuri D3 – sau la unul din şroturile mărunte.

Maşinile de griş fiind cu 2 rânduri de site, refuzurile la primul rând se trimit la măcinare la

şroturile mărunte II, III şi IV. Refuzurile de la rândul doi de sită se trimit toate la măcinătorul de capete

D3.

Grişurile curăţate, apropiate din punct de vedere al granulaţiei, sunt dirijate la fazele de

desfacere a grişurilor şi la măcinătoare.

Grişul alimentar nu are schemă proprie de curăţire şi recurăţire, el obţinându-se la maşina de

griş MG2 ce primeşte griş necurăţat de cea mai bună calitate de la desfăcătorul D1 şi D2.

65

Desfacerea grişurilor este faza tehnologică prin care se urmăreşte micşorarea granulelor

grişului mare şi în acelaşi timp desfacerea particulelor de coajă pe care le conţine de obicei acest tip de

griş. O dată cu desfacerea acestor coji se dislocă şi mare parte din germeni.

Desfăcătorul de griş sunt în număr de două, notate cu D1 şi D2. următoarele desfăcătoare sunt

pentru măcinarea refuzurilor de pe al doilea rând de site de la maşinile de griş (D 3) şi pentru măcinarea

primului refuz de la primele trei măcinătoare (D4).

D1

1/6

5.30

4.40

5 VIII4 IX4 X

4.55

M1

MG2

D3

D4

D2

1/6

5.34

4.45

5 VIII4 IX4 X

4.55

M2

MG2

D3

D4

D3

0,5/6

3.18

3.50

5 X

2.60

M3

M4

D4

DL3+4

Germ. D4

0,5/6

3.20

2.40

3 X3 IX

2.60

M4

M6

SRV

DL5

Germ.

Fig. 21 Schemă tehnologică de desfacere a grişurilor

Desfacerea grişurilor curăţite prezentată în figura 21 se realizează printr-o acţiune uşoară a

tăvălugilor asupra granulelor. Datorită unei diferenţe de rezistenţă (existentă între partea de griş din miez

şi cea provenită din înveliş) partea provenită din miez se desface uşor, dând naştere la alte particule de

griş mai mici iar părţile provenite din învelişul bobului rămân în majoritate la dimensiunile iniţiale,

rezultând în urma desfacerii şi o cantitate mică de făină.

Separarea amestecului rezultat se face prin cernere. Noile grupe de grişuri se caracterizează

printr-un conţinut redus de cenuşă (0,35-0,5%) şi o calitate foarte bună iar făina rezultată la desfacerea

grişurilor curăţate este, de asemenea, de bună calitate, conţinutul ei în cenuşă fiind de 0,4-0,5%.

Măcinarea grişurilor şi dunsturilor se face în funcţie de dezvoltarea diagramei de măciniş, de

gradul de extracţie şi de sortimentele de făină ce urmează a se obţine. În morile noastre de medie şi mare

capacitate măcinarea se efectuează în 8-10 trepte.

Produsele care vin la primele trei măcinătoare sunt dunsturile de la D1, D2 şi D3 şi de la morile

MG2, MG3, MG6 şi MG7.

După aceea, de la măcinătorul 4 până la 10, alimentarea se face din treaptă în treaptă cu

produsele netransformate în făină, aşa cum se prezintă în schema din figura 22.

66

Primul refuz de la măcinătoarele 1,2 şi 3 merge la desfăcătorul 4 (D4). Acelaşi refuz de la

măcinătorul 4 până la măcinătorul 9 inclusiv se macină la măcinătoarele 7,8 şi 9. Toate refuzurile

măcinătorului 10 merg la tărâţă.

Dacă se urmăreşte schema fazei de măcinare se observă că făina este formată din particule mai

mici de 180μ – adică acea făină care trece în totalitate prin sita nr. VIII din fire sintetice sau mătase

naturală.

Făina care conţine particule mai mari dovedeşte că morarul a introdus în conţinutul ei şi

dunsturi.

Suprafaţa tuturor tăvălugilor este netedă, deoarece încercările de a folosi suprafeţe rifluite, ca şi

în cazul desfacerii grişurilor, a dus întotdeauna la creşterea conţinutului de cenuşă şi la închiderea făinii

la culoar5e. Viteza periferică a tăvălugului rapid este de 3,5m/s iar cea diferenţială este de 1:1,5.

Produsele finite rezultate la măcinarea grâului, secarei şi porumbului sunt prezentate în tabelul

8, iar schema tehnologică de prelucrare a orezului şi produsele finite la fabricarea orezului este prezentată

în figura 23.

67

M1

1/65.45

5 VIII6 IX6 X

4.60

M2

MG7

D4

M2

1/65.50

5 VIII6 IX6 X

4.VII M3

D4

M3

1/65.55

5 VIII6 IX6 X

D4

M4

4.VII

M4

1/6

5.55 M7

6 VIII6 IX6 X

M54.X

M5

0,5/6

3.55

4 IX4 X

2.XI

M7

M6

Pas.F

0,5/6

3.30

3 VIII3 IX2 X

2.60

M7

M8

SRV

M6

0,5/63.50

4 IX4 X

2.XI M7

M8

M7

0,5/6

3.45

4 IX4 X

2.XI M8

M9

M8

0,5/6 0,5/6 0,5/6

M9

M10

M7

M10

T

M9

M10

M10

T

T

3.45 3.30 3.36

4 IX4 X

2.VIII

4 IX4 X

2.VIII

4 X4 XI

2.VI

Fig. 22 Schemă tehnologică de măcinare a grişurilor şi dunsturilor

68

Tabel 8

Produse finite la măcinarea grâului, secarei şi porumbului

Tipul de cereală

Nr. de sortări

Făină Griş alimentar* Germeni TărâţeTipuri de făină Extracţie totală, % Extracţii realizate, % Cenuşă medie, % Extracţie/ Cenuşă medie, %

GRÂU 1 13501250900600

88858178

88858178

1,351,250,900,60

2 600+1350 7879808182

72+6 (70+8)69+19 (60+19)59+21 (55+25)54+27 (45+36)44+38 (35+47)

0,658 (0,677)0,695 (0,780)0,797 (0,834)0,850 (0,933)0,948 (1,030)

2/0,6 0,1-0,15/4 12-22/18

600+900 788081

55+23 (45+33)44+36 (30+50)29+52 (7+76)

0,688 (0,855)0,735 (0,788)0,793 (0,831)

500+1350 80 60+20 (40+40) 0,675 (0,925)500+900 79 40+39 (30+49) 0,697 (0,876)480+900 78 40+38 (30+48) 0,685 (0,738)

3 500+600+1350 80 30+20+31 (20+30+31) 0,850 (0,862)550+600+1350 81 15+35+31 (30+20+31) 0,869 (0,878)550+600+900 78 30+15+33 (15+30+33) 0,688 (0,708)

SECARĂ 1 1200 75 75 1,2 - - 25/4,4PORUMBMori fără degerminare

Mori cu degerminare

1

2

---

907585

9075

15+70

---

---

-/--/--/-

10/-25/-15/-

12

3

----

7962808080

7935+2725+55

30+15+3520+15+45

1,61,131,661,511,60

-----

11/2411/2411/2311/24

10/25,9

10/4,627/3,817/4,079/2,6310/4,6

(după Muscă, Tehnologia produselor alimentare, Universitatea Galaţi, 1980)

* - cantitatea de griş alimentar extrasă diminuează proporţional extracţia de făină, din sortimentul cu cel mai mic conţinut mineral.

69

Curãtire corpuri strãine

Calibrare pe dimensiuni

Descojire

Sortare

Slefuire

Polisare

Glasare

OREZ GLASAT tip G

OREZ POLISAT tip P

FÃINÃ FURAJERÃ

OREZ SLEFUIT tip S

FÃINÃ FURAJERÃ

OREZ DECOJIT

PLEVE

TALC SI GLUCOZÃ

OREZ BRUT

DESEURI

Fig. 23. Schema procesului tehnologic de prelucrare a orezului

3. Tehnologia panificaţiei

Produsele de panificaţie obţinute în prezent la scară industrială reprezintă o

mare diversitate, pentru fiecare aplicându-se procesul tehnologic adecvat, ce

cuprinde un ansamblu de faze şi operaţii în urma cărora materiile prime utilizate la

fabricaţie se transformă în produs finit.

70

FÃINÃ DROJDIE APÃ SARE

Conditionare

Dozare

Suspensionare

Dozare

Încãlzire

Dozare

Dizolvare

Dozare

Pregãtire materii prime

Frãmântare maia

Fermentare maia

Frãmântare aluat

Fermentare aluat

Refrãmântare

Divizare

Premodelare

Repaos intermediar

Modelare finalã

Dospire finalã

Conditionare (spoire, crestare)

Coacere

Spoire

Depozitare

PÂINE

Preparare aluat

Prelucrare aluat

Coacere

Fig. 24 Schema tehnologică de preparare a pâinii

3.1. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE ŞI

SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE LEGĂTURI

71

Schema tehnologică de preparare a pâinii, prezentată în figura 24, cuprinde

următoarele faze tehnologice:

pregătirea materiilor prime şi auxiliare;

prepararea aluatului;

prelucrarea aluatului;

coacerea;

răcirea şi depozitarea produselor finite.

3.2. PROCESUL TEHNOLOGIC DE PREPARARE A PÂINII

3.2.1. Pregătirea materiilor prime şi auxiliare

Operaţiile de pregătire au drept scop să aducă materiile necesare procesului

de fabricaţie într-o stare fizică corespunzătoare pentru a fi introduse la prepararea

aluatului.

Pregătirea făinii constă în:

o amestecarea loturilor de făină de calităţi diferite, spre a se obţine o

calitate omogenă pentru o perioadă cât mai lungă de timp, astfel ca produsele

fabricate să aibă calitate superioară şi cât mai constantă;

o cernerea, prin care se îndepărtează eventualele corpuri străine ce au

pătruns în făină după măcinare (sfori, aşchii de lemn, scame de la saci). Scopul

cernerii este şi de a aerisi şi afâna făina, conducând la îmbunătăţirea condiţiilor de

fermentare a aluatului (aerul este necesar activităţii drojdiilor);

o încălzirea făinii până la temperatura de 15-25°C, ceea ce permite

utilizarea apei cu o temperatură mai mică de 40°C la frământarea aluatului; o

temperatură mai mare a apei produce coagularea unei părţi din substanţele proteice

ale făinii, având ca efect degradarea calităţii produselor.

Pregătirea apei tehnologice constă din încălzirea acesteia până la

temperatura necesară obţinerii unor semifabricate (prospătură, maia, aluat) cu

temperatura optimă pentru fermentare, prevăzută în reţeta de fabricaţie.

Temperatura de încălzire a apei, pentru obţinerea unei maiele sau aluat fără

maia de o anumită temperatură, se poate determina cu relaţia:

72

în care: ta – temperatura până la care trebuie încălzită apa, °C;

ts – temperatura pe care trebuie să o aibă semifabricatul, °C;

Gf – cantitatea de făină folosită la frământare, kg;

cf – capacitatea calorică masică a făinii (cf = kcal/kg.grad);

tf – temperatura făinii, °C;

pa – cantitatea de apă folosită la frământare, l;

n – coeficient a cărui valoare depinde de anotimp:

n = 1°C – vara;

n = 2°C – primăvara şi toamna;

n = 3°C – iarna.

În cazul aluatului preparat cu maia, temperatura apei se va lua cu ~2°C mai

joasă deoarece aceasta are o temperatură mai înaltă decât a făinii.

Pentru un calcul rapid se utilizează formula:

ta = 47-0,7 tf – pentru anotimpul călduros;

ta = 49-0,7 tf – pentru condiţii de iarnă.

Pregătirea drojdiei. Pentru a se obţine o repartizare cât mai uniformă a

celulelor de drojdie în masa aluatului, drojdia comprimată se transformă în suspensie

(1 kg drojdie la 0,5 l apă cu t=30-35°C), după care, pentru activarea drojdiei, se

adaugă în aceasta o anumită cantitate de făină pentru crearea mediului nutritiv.

Pregătirea sării. Sarea se foloseşte numai dizolvată, sub formă de

soluţie filtrată.

Pregătirea materiilor auxiliare. Materiile auxiliare (grăsimile, zahărul

etc.) se pregătesc, în vederea fabricaţiei, de la caz la caz:

o untul şi margarina se topesc în soluţia de sare, zahăr şi lapte (dacă

este cazul utilizării tuturor);

o zahărul se dizolvă în apă caldă, iar soluţia obţinută se strecoară pentru

îndepărtarea eventualelor impurităţi ajunse în zahăr;

o mierea şi glucoza se transformă tot în soluţie pentru a se omogeniza

mai uşor în masa aluatului.

3.2.2 Prepararea aluatului pentru fabricarea pâinii

73

Prepararea aluatului – o fază tehnologică importantă la fabricarea

produselor de panificaţie – se poate realiza prin două metode:

Metoda indirectă – practicată în cazul unor făinuri slabe – cuprinde 2 faze

(bifazică) (maia-aluat) sau 3 faze (trifazică) (prospătură- maia- aluat) de preparare a

aluatului şi constă în realizarea, în prima fază, a unor semifabricate intermediare

(prospătură- maia), ca apoi să se obţină aluatul final.

Metoda directă sau monofazică – într-o singură fază – constă în prepararea

aluatului prin frământarea deodată a întregii cantităţi de făină, apă, drojdie, sare şi

alte materii auxiliare. Metoda este aplicată, în general, la fabricarea unor produse de

franzelărie.

Fazele tehnologice de preparare a aluatului sunt:

- dozarea materiilor prime şi auxiliare;

- frământarea;

- fermentarea.

Dozarea materiilor prime şi auxiliare folosite la prepararea aluatului

se face prin cântărire sau măsurare, conform reţetelor tehnologice, cu ajutorul

cântarelor semiautomate sau cântarelor basculă, după care se introduc în cubele de

preparare a aluatului.

Reţetele pentru principalele sorturi de pâine din făină de grâu prevăd

următoarele cantităţi de materii prime:

Pentru 100 kg făină

Pâine neagrăPâine

semialbăPâine albă

Produse de franzelărie simple

Apă 58-60 54-57 54-56 50-52Drojdie 0,3-0,5 0,5-0,6 0,6-0,8 0,9-1,2Sare 1,3-1,6 1,3-1,6 1,2-1,5 1,2-1,5

La prepararea prospăturii şi maielei se foloseşte o cantitate de fpăină în

următoarea proporţie faţă de cantitatea totală de făină utilizată pentru prepararea

aluatului:

- 55-60% - în cazul făinii de calitate foarte bună;

- 45-50% - în cazul făinii de calitate bună;

- 30-40% - în cazul făinii de calitate slabă.

Apoi se adaugă drojdia (întreaga cantitate) şi o parte din apa folosită la

prepararea aluatului, aceasta depinzând şi de calitatea făinii.

74

După frământare, prospătura şi maiaua se fermentează timp de 3-5 ore.

Prepararea prospăturii şi maielei au drept scop atât înmulţirea celulelor de

drojdie care să afâneze în mod corespunzător aluatul cât şi obţinerea unor produse

secundare de fermentaţie, în special acid lactic, care îmbunătăţesc elasticitatea

aluatului şi aroma pâinii.

Din maia se prepară aluatul, prin adăugarea restului de făină, apă, sare şi

celelalte materii auxiliare prevăzute în reţeta de fabricaţie.

Frământarea aluatului. Procesul de frământare trebuie să se desfăşoare

astfel încât să se obţină o masă de aluat omogenă, cu elasticitate şi consistenţă optime

pentru prelucrarea ulterioară.

Frământarea aluatului durează 6-12 min., în funcţie de calitatea făinii

prelucrate şi tipul de maşină de frământat. Prin frământare se urmăreşte atât

omogenizarea materiilor prime, cât şi obţinerea unor proprietăţi fizice şi structurale

ale aluatului, care să permită o comportare optimă a acestuia în timpul divizării

modelării şi a coacerii.

Temperatura la care are loc frământarea influenţează calitatea aluatului,

temperatura optimă fiind 28-30°C. O temperatură mai mare sau mai mică în timpul

frământării conduce la înrăutăţirea elasticităţii şi plasticităţii aluatului.

În cazul frământării, în aluat au loc o serie de procese fizice şi coloidale

care determină proprietăţile specifice ale acestuia (prin umezirea particulelor de făină

cu apă şi prin frământare, acestea se umflă şi se lipesc într-o masă compactă-aluatul).

Rolul principal în formarea aluatului din făină de grâu îl au substanţele

proteice generatoare de gluten, care absorb cea mai mare parte din apa folosită la

frământare, restul fiind absorbit de amidon care se hidratează într-o măsură

neînsemnată.

Sfârşitul frământării aluatului se apreciază organoleptic (aluatul este

omogen, consistent, uscat la pipăire, elastic şi se dezlipeşte uşor de mână şi de

peretele cuvei de frământare).

Posibilităţile de scurtare şi simplificare a procesului tehnologic de fabricare

a pâinii sunt asigurate prin aplicarea procedeului de frământare rapidă şi intensivă a

aluatului, care atrage după sine o modificare fundamentală a calităţii pâinii, constând

în creşterea volumului cu ~50% şi în obţinerea unei culori mai deschise a miezului.

75

Aceasta se explică prin faptul că o astfel de frământare dă posibilitatea

înglobării în aluat a unei cantităţi sporite de oxigen, care ajută la afânare, cât şi la

deschiderea la culoare a aluatului, ca efect al proceselor mai intense de oxidare a

substanţelor colorante din făină.

Cercetarea mai amănunţită a proceselor care au loc în aluat la frământarea

lui rapidă şi intensivă a dovedit că, în acest caz, se distrug forţele de coeziune dintre

componentele făinii şi astfel apa adăugată pătrunde liber la fiecare granulă de amidon

şi particulă de substanţe proteice. De asemenea, prin acest procedeu de frământare se

produse omogenizarea perfectă a aluatului, întrucât apa nu numai că este absorbită de

către componentele făinii, ci este direct presată în ele, glutenul se formează imediat,

aluatul se aerează mai bine, creşte puterea lui de reţinere a gazelor de fermentare,

obţinându-se produse cu miez bine dezvoltat, porozitate fină şi volum mare.

Procedeul de preparare a aluatului aplicând frământarea rapidă şi intensivă

prezintă unele particularităţi faţă de procedeul clasic, dintre care amintim:

- adaosul de drojdie se măreşte substanţial (2-3% raportat la făină);

- fermentarea aluatului în cuve este scurtă (45-60min.);

- temperatura aluatului este redusă (24-25°C).

Fermentarea aluatului – o fază importantă a procesului de fabricare a

pâinii – se face cu scopul obţinerii unui aluat bine afânat, din care să rezulte produse

cu volum mare, al căror miez să fie elastic, cu pori deşi, uniformi. De asemenea, în

aluat se acumulează, în urma fermentării, produsele care condiţionează gustul şi

aroma pâinii.

Procesul de fermentare este un ansamblu de transformări ce au loc în aluat,

conducând la obţinerea unui aluat optim pentru divizare şi coacere.

Pentru prospătură şi maia, precum şi pentru aluat, operaţia de fermentare

mai este cunoscută şi sub denumirile de afânare sau maturizarea aluatului (în cazul

aluatului). Operaţia se realizează în cuve de fermentare plasate într-o încăpere

condiţionată, a cărei parametri (t=28-32°C, umezeala relativă a aerului =70-80%)

trebuie menţinuţi constanţi.

Afânarea aluatului se poate realiza pe trei căi:

- pe cale biochimică, ca rezultat al fermentaţiei alcoolice datorită

drojdiilor;

76

- pe cale chimică, prin folosirea unor preparate chimice care degajează

gaze în aluat (CO2 sau NH3);

- pe cale fizică, fie prin introducerea directă în aluat a CO2 sub presiune,

fie prin frământarea aluatului cu un amestec de făină şi apă, agitat într-un dispozitiv

special de frământare până la starea de spumă.

Cea mai uzuală este afânarea pe cale biochimică (fermentarea).

La fabricarea pâinii, fermentarea se realizează în mai multe etape,

corespunzătoare procesului tehnologic, astfel:

fermentarea propriu-zisă (care cuprinde afânarea prospăturii, maielei şi

aluatului nedivizat);

fermentarea intermediară (a bucăţilor de aluat după divizare);

fermentarea finală sau „dospirea” (a bucăţilor de aluat modelate).

Procesele mai importante care au loc în timpul fermentării aluatului sunt:

fermentaţia alcoolică – datorată complexului enzimatic al drojdiei care

transformă monozaharidele din aluat în alcool şi CO2. în procesul de dospire

biochimică a aluatului sunt fermentate zaharurile proprii ale făinii şi maltoza, care se

formează în aluat din amidon datorită acţiunii enzimelor amilolitice.

În afară de fermentaţia alcoolică, datorită pătrunderii în aluat a unor bacterii

străine (lactice, acetice, butirice), mai pot avea loc şi alte fermentaţii:

fermentaţia lactică – cu formare de acid lactic şi care îmbunătăţeşte

proprietăţile fizice ale aluatului, stimulează activitatea şi înmulţirea

drojdiilor;

fermentaţia acetică – se formează acid acetic prin oxidarea alcoolului

format în aluat. Este dăunător deoarece conduce la obţinerea unui

produs cu gust acru, neplăcut;

fermentaţia butirică – se formează acid butiric, care dă produselor

miros respingător şi gust acru.

Substanţele albuminoase şi amidonul din aluat sunt supuse unui proces de

proteoliză, în urma căruia are loc degradarea glutenului (modificarea elasticităţii şi

vâscozităţii).

Intensitatea acestor modificări variază în funcţie de calitatea făinii, acestea

fiind benefice doar în cazul unei făini de calitate bună. Pentru celelalte tipuri de făină

77

se adaptează durata operaţiilor de frământare şi fermentare astfel încât produsul

obţinut din aceste făinuri să corespundă cerinţelor de calitate.

Înmulţirea drojdiei reprezintă fenomenul microbiologic cel mai important

care are loc în aluat în timpul fermentării. După unii cercetători, înmulţirea drojdiei

decurge cu atât mai intens cu cât amestecul de făină-apă conţine mai multă apă, acest

considerent stând la baza stabilirii consistenţei optime pentru prospătura şi maiaua

necesare pregătirii aluatului.

Creşterea acidităţii aluatului în timpul dospirii se datorează acumulării în

aluat a produşilor de reacţie acidă, dintre care mai importanţi sunt acidul lactic şi

acidul acetic. Creşterea acidităţii aluatului este influenţată de sortul şi calitatea făinii,

de temperatura şi durata de fermentare.

Sfârşitul fermentării se constată atât pe cale organoleptică, cât şi prin

determinarea acidităţii acestora. Aluatul bine fermentat este neted, se întinde în fibre

paralele, este elastic şi plastic, nelipicios şi are miros plăcut de alcool. Structura lui în

tăiere este poroasă, uniformă şi cu aspect uscat.

Pentru îmbunătăţirea calităţii pâinii şi extinderea mecanizării prin fabricarea

în flux continuu în procesul de preparare al aluatului se utilizează culturi speciale cu

acţiune fermentativă, ca drojdii lichide acidolactice şi maiele fluide simple sau sărate.

Aceste culturi realizează acidularea biologică a aluatului cu ajutorul

microorganismelor. Utilizarea unor astfel de procedee îmbunătăţeşte calitatea pâinii

în ce priveşte volumul, porozitatea şi elasticitatea miezului,, mirosul, gustul şi aroma,

cât şi menţinerea prospeţimii.

Fermentarea cu ajutorul drojdiilor lichide. Cu ajutorul drojdiilor lichide

se prepară aluatul pentru pâine atât în cazul metodei cu maia, cât şi în cazul metodei

directe, drojdiile adăugându-se în cantitate de 10-25% faţă de făina utilizată la

prepararea aluatului, proporţie care este în funcţie de puterea de fermentare a

drojdiei, calitatea făinii şi metoda aplicată pentru prepararea aluatului.

Principalele procedee pentru prepararea soluţiilor de drojdie sunt

următoarele:

- procedeul „preferment”, care constă în obţinerea drojdiei lichide prin

amestecarea unor cantităţi determinate de apă, drojdie, lapte praf degresat, zahăr,

sare, substanţe nutritive pentru drojdie şi făină de malţ. Amestecul format se

78

fermentează la 37°C-6h, după care prefermentul se răceşte la 15°C, stare în care se

păstrează max. 30h, până la introducerea în aluat.

- procedeul cu tampon de sare, la care în 2/3 din cantitatea de apă

necesară la prepararea aluatului se adaugă drojdie, zahăr, sare, extract de malţ şi

amelioratori de panificaţie. Soluţia obţinută se păstrează, sub agitare continuă, într-un

rezervor din inox la 26-29°C, 4-5h, după care fie că se utilizează la prepararea

aluatului, fie că se răceşte la 10-13°C şi se păstrează în continuare până la 24h.

Fermentarea cu soluţie de sare-drojdie. Aplicarea procedeului cu soluţie

de sare-drojdie la prepararea aluatului prezintă o serie de avantaje tehnologice

deosebit de importante pentru producerea mecanizată a pâinii, printre care:

- aluaturile preparate cu soluţie d sare-drojdie sunt mai plastice, pufoase

şi, din acest motiv, pot fi prelucrate mai uşor; consistenţa aluaturilor este bună şi nu

se modifică pe parcursul prelucrării;

- se realizează o toleranţă mai mare la fermentare, astfel încât se pot

obţine produse omogene şi de calitate mai bună;

- de regulă, se poate constata o îmbunătăţire a volumului produselor, dacă

se utilizează cantităţi ceva mai mari de drojdie; efectele favorabile exercitate de

soluţia sare-drojdie asupra structurii aluatului permit, ca utilizarea unei cantităţi

sporite de drojdie (cu ~0,5-1% în raport cu făina utilizată), să fie compensată cu

avantajele obţinute;

- porozitatea produselor este mai uniformă, structura miezului mai bună

(chiar în cazul unui aluat suprafermentat), iar elasticitatea superioară;

- prin procedeul cu soluţie sare-drojdie se obţine o siguranţă mai mare în

fabricarea produselor de calitate superioară, în comparaţie cu procedeul obişnuit;

- pentru fabricarea în anotimpul călduros, concentraţia soluţiei de sare,

adică raportul sare/apă, constituie un mijloc de reglare a procesului tehnologic. În

acest mod, fermentaţia excesiv de energică în atmosferă caldă şi umedă, care duce la

o maturizare incorectă a aluatului, poate fi reglată în condiţii foarte avantajoase.

Prepararea aluatului cu soluţie de sare-drojdie nu suferă nici o modificare

esenţială. Aluatul suportă în bune condiţii frământarea rapidă şi intensivă. Dat fiind

toleranţa mărită la fermentare, se indică divizarea aluatului înainte de maturizare, iar

coacerea se poate face chiar după o fermentare finală ceva mai avansată, obţinându-

se produse cu volum mare.

79

Fermentarea cu maiele fluide. Prepararea aluatului folosind maiele fluide

se impune în procesul tehnologic de fabricare a pâinii, atât pentru rezultatele bune pe

care le dă, în ce priveşte calitatea produselor, cât şi în cazul fabricării pe linii în flux

continuu, datorită posibilităţii de a fi transportată prin conducte, permiţând aplicarea

unui flux de producţie raţional.

Procedee de fermentare în flux continuu. O dată cu dezvoltarea

instalaţiilor pentru prepararea continuă a aluatului s-a examinat şi soluţionat o serie

de probleme legate de noile procedee folosite.

Pentru faza de preparare a maielei, prin trecerea la utilizarea formei fluide a

acesteia, s-au soluţionat aspectele privind fermentarea maielei în stare de repaus şi de

mişcare, formarea acizilor organici în masa care fermentează, înmulţirea

microorganismelor în decursul maturizării discontinue şi continue, precum şi

maturizarea maielei sub presiune de CO2. Asupra gradului de maturizare, însă,

influenţează atât calitatea făinii, cât şi intensitatea frământării sau amestecării.

În ce priveşte faza de aluat, în care semifabricatul are o consistenţă mare

( conţinutul în apă fiind 45-47%), pentru fermentare se aplică unele procedee în flux,

realizate în anumite variante tehnice, cum ar fi fermentarea în cuve sau fermentarea

pe bandă. S-au extins însă, din ce în ce mai mult, procedeele tehnologice de fabricare

a pâinii la care s-a eliminat fermentarea aluatului înainte de divizare, urmând ca

aceasta să aibă loc în bucăţile modelate (fermentarea finală).

Ca procedee de fermentare în flux continuu a aluatului frământat putem

aminti: sistemul HTR, sistemul Djalagania (Rusia) şi instalaţii de fermentare cu

benzi (Cehia, Suedia).

Procedee combinate de frământare şi fermentare a aluatului.

Simplificarea şi scurtarea schemei tehnologice de fabricare a pâinii au constituit

preocupări pentru numeroşi cercetători din diferite ţări. Combinând diferite metode

de preparare şi fermentare a aluatului cu metode de ameliorare a calităţii făinii şi

aluatului, prin utilizare de adaosuri, s-a reuşit a se elabora o serie de procedee

moderne de fabricare a pâinii, care se utilizează în ţări ca Anglia, SUA, Olanda,

Rusia ş.a.

Procedee discontinue. Dintre procedeele discontinue pentru prepararea

aluatului necesar fabricării pâinii, cele mai interesante sunt:

80

Procedeul Chorleywood (Anglia), care prezintă următoarele

avantaje:

aproape orice fel de pâine obişnuită poate fi fabricată

în mai puţin de 2h (de la începutul preparării aluatului

până la terminarea coacerii), ceea ce reprezintă o

economie de timp de ~60% faţă de procedeul clasic;

creşterea randamentului în pâine de peste 4%, ca

urmare a eliminării fermentării cu maia, deci inclusiv a

pierderilor prin evaporare, cum şi a creşterii preciziei

divizării datorită aluatului dens şi omogen;

procesul de fermentare este supus unui control

automat, precis, încât diferenţa dintre bucăţile de pâine

este micşorată;

există totdeauna ~75% mai puţin aluat în cursul

prelucrării decât în procedeul clasic, iar eventualele

pierderi de timp, prin întreruperea funcţionării

maşinilor sau din alte cauze, sunt reduse;

pâinea astfel fabricată se învecheşte mai lent;

se poate folosi şi făină de calitate mai slabă, fără a

influenţa negativ asupra calităţii pâinii;

suprafaţa sălilor de lucru pentru prepararea aluatului

poate fi redusă cu ~75%, în comparaţie cu procedeul

clasic, pe şarje.

procedeul Blanchard (Anglia), asigură următoarele avantaje:

miezul pâinii este mai deschis la culoare şi mai moale,

iar porozitatea mai fină; pâinea este bine dezvoltată şi

de bună calitate;

se poate folosi făina şi din amestec de grâu moale,

care, în cantităţi potrivite, contribuie chiar la

îmbunătăţirea calităţii pâinii;

randamentul este mare, iar consumul de energie la

prepararea aluatului, redus; se face economie de cuve

şi spaţiu de lucru.

81

procedeul „No-Time” (Australia), prevede adăugarea la

prepararea aluatului a unei cantităţi de grăsime şi substanţe

chimice pentru obţinerea unui potenţial de oxidare.

Aluatul preparat prin acest procedeu este sensibil la divizarea şi modelarea

mecanică, recomandându-se divizarea şi introducerea acestuia direct în formele de

coacere, pentru a se menţine caracteristicile miezului.

Procedeele continue mai răspândite, utilizate la fabricarea pâinii, sunt:

procedeul Do-Maker (SUA), ce combină metoda de

fermentare a aluatului pe bază de drojdii lichide, cu

frământarea rapidă şi intensivă şi scurtarea timpului de

fermentare înainte de divizare;

procedeul Am Flow (SUA), spre deosebire de procedeul Do-

Maker, prevede adăugarea unei cantităţi reduse de făină la

prepararea drojdiei lichide, putându-se spune că, de fapt,

aceasta reprezintă maiaua fluidă cu care se prepară aluatul;

procedeul sovietic, prevede fabricarea pâinii fără fermentarea

aluatului înainte de divizare, utilizând metoda cu drojdii

lichide şi maiele fluide sărate, combinată cu frământarea

rapidă şi intensivă.


După preparare, aluatul este supus fazei de prelucrare, ce cuprinde o serie

de operaţii tehnologice:

divizare în bucăţi;

fermentare intermediară (predospirea);

modelarea bucăţilor de aluat;

fermentarea finală (dospirea).

Prin divizare, aluatul este împărţit în bucăţi de diferite greutăţi (în

funcţie de greutatea produsului finit), această operaţie realizându-se fie manual, fie

mecanic cu ajutorul maşinilor de divizat.

82

În timpul operaţie de divizare, în aluat se produs tensiuni interne, iar

scheletul structural al glutenului este parţial distrus, aceasta determinând o înrăutăţire

a proprietăţilor fizice ale aluatului.

Deoarece modificarea între limite neadmisibile a densităţii aluatului, în

cazul în care este presat diferit, se datorează în principal porilor ce s-au format în

timpul fermentării şi care sunt uşor compresibili. În unele ţări se aplică divizarea

aluatului imediat după frământare, atunci când porozitatea este redusă.

Pentru a elimina această influenţă s-au mai adoptat şi alte metode noi.

Astfel, se asigură o presiune uniformă a aluatului în pâlnia de alimentat a maşinii de

divizat, prin menţinerea constantă a nivelului aluatului. În acest scop, în Rusia se

foloseşte un dispozitiv care reglează alimentarea cu aluat a maşinii de divizat astfel

încât să menţină un nivel constant. O altă metodă, utilizată în Rusia, Anglia, SUA şi

alte ţări, se bazează pe fabricarea unor maşini de divizat cu alimentare la presiune

constantă, prin corectarea presiunii ce acţionează asupra aluatului cu ajutorul aerului

comprimat.

Prin introducerea predospirii între divizare şi modelare, care constă în

menţinerea bucăţilor de aluat timp de 5-8min. în repaus, se urmăreşte relaxarea

aluatului şi refacerea structurii glutenului. Are loc, astfel, o îmbunătăţire a structurii

şi a caracterului porozităţii.

Predospirea, fiind de scurtă durată, nu necesită neapărat condiţionarea

mediului în care se menţine aluatul, din care cauză instalaţiile de predospire sunt

executate atât sub forma unor dulapuri deschise, cât şi închise. Totodată, are loc şi o

uscare uşoară a suprafeţei exterioare a bucăţii de aluat, ce are un efect benefic asupra

operaţiei ulterioare de modelare, prin reducerea efectului de lipire.

Modelarea aluatului constituie operaţia tehnologică în care aluatul

capătă o formă specifică produsului finit ce urmează a se realiza (rotundă, împletită,

lungă).

Modelarea cuprinde:

- pentru pâine: modelarea sub formă rotundă sau alungită ori rularea în

formă de franzelă;

- pentru produse de franzelărie: împletirea în diferite forme a bucăţilor de

aluat transformate în fitile, modelarea în formă de corn, chifle, batoane în funcţie de

specificul sortimentului.

83

În afară de forma ce trebuie să o obţină produsul finit, prin modelare se

urmăreşte şi realizarea unei structuri uniforme a porozităţii aluatului, prin eliminarea

golurilor mari formate în timpul fermentării.

În acelaşi timp, datorită formei regulate date aluatului, în timpul coacerii

produsele se dezvoltă uniform şi capătă un aspect frumos.

Modelarea se execută manual (de către muncitorul modelator) sau mecanic,

în care caz se folosesc diferite tipuri de rotunjit, alungit sau rulat.

Dospirea finală se efectuează în scopul evitării unor neajunsuri datorate

operaţiei de modelare (eliminare de gaze din aluat are conduce la obţinerea unui

produs cu miez neafânat, dens, cu coajă crăpată după coacere). În timpul dospirii

finale, datorită fermentaţiei, se produce CO2, care măreşte volumul pâinii şi o

afânează (creşte porozitatea).

Durata dospirii finale (25-60min.) depinde de greutatea produsului, de

compoziţia din aluat şi de calitatea făinii, de condiţiile de dospire (t=35-40°C, φ=75-

85%). O umiditate excesivă conduce la lipirea aluatului de casetele leagănelor.

Pentru dospire, bucăţile de aluat se aşează distanţate cu 4-5cm, pentru a nu

se lipi între ele datorită creşterii în volum.

Momentul în care aluatul a ajuns la dospirea optimă se apreciază:

- organoleptic- determinarea modificării de volum, a formei şi

proprietăţilor fizice ale bucăţilor de aluat în timpul

dospirii;

- chimic- determinarea acidităţii.

În afară de procedeul clasic de fermentare a aluatului, în ultimii ani au fost

experimentate şi alte variante tehnologice care au urmărit, în principal, dirijarea

intensităţii procesului de formare a porozităţii cu ajutorul temperaturii şi

redistribuirea gazelor de fermentare a aluatului înainte şi în cadrul prelucrării, pentru

a realiza anumite îmbunătăţiri ale desfăşurării fabricaţiei.

Pe plan se aplică următoarele metode noi:

- fermentarea aluatului modelat în mai multe faze, care se utilizează la

prelucrarea aluatului insuficient fermentat şi necesită un timp mai mare de

fermentare intermediară;

84

- fermentarea dirijată a aluatului, care permite întreruperea ferm,entaţiei

un anumit interval cu ajutorul frigului şi păstrarea bucăţilor modelate, un timp

îndelungat, înainte de a fi trecute la coacere.

Prin aplicarea fermentaţiei finale dirijate se obţin următoarele avantaje:

calitatea produselor se îmbunătăţeşte, în special în ceea ce priveşte

aspectul, structura miezului, frăgezimea cojii, iar mirosul şi gustul sunt mai plăcute;

să creeze posibilitatea de a îmbunătăţi modul de organizare a secţiilor de

preparare şi prelucrare a aluatului, prin evitarea lucrului de noapte sau din zilele de

sărbători;

se pot distribui produse proaspete şi de calitate uniformă.

Dospirea finală a bucăţilor de aluat se realizează fie pe rastele, în camere

speciale pentru dospire, fie în dospitoare continue, pe conveiere cu leagăne.

3.2.4. Coacerea pâinii

Cea mai importantă fază din procesul tehnologic de fabricare a pâinii –

coacerea – se realizează după dospirea finală când, bucăţile de aluat fermentate se

introduc în cuptor la o anumită temperatură (pentru coacere), obţinându-se astfel

produsul finit – pâinea.

În timpul coacerii pâinii au loc fenomene complexe atât din punct de vedere

hidrotermic – determinate de mecanismul transferului de căldură şi umiditate în

aluatul supus coacerii – cât şi din punct de vedere fizico-chimic, biochimic,

microbiologic datorită modificărilor pe care le suferă componenţii aluatului în timpul

acestei operaţii.

Dintre procesele fizico-chimice mai importante putem enumera:

încălzirea bucăţilor de aluat ce poate avea loc prin:

o conductibilitate – de la vatră la suprafaţa bucăţii de aluat;

o radiaţie – de la boltă şi pereţii laterali ai camerei de coacere la bucata

de aluat;

o convecţie – prin intermediul curenţilor amestecului de aer şi abur ce

se deplasează în camera de coacere şi care înconjoară suprafaţa pâinii.

variaţia umidităţii bucăţii de aluat în timpul coacerii: la începutul

coacerii, umiditatea din straturile superficiale trece în bucata de aluat, dar pe măsură

85

ce coaja se usucă iar straturile interioare se încălzesc, o parte din vaporii de apă trec

prin coajă în mediul camerei de coacere şi masa bucăţii de aluat se reduce;

brunificarea – închiderea la culoare a cojii datorită temperaturii ridicate

este o consecinţă a dextrinizării termice a amidonului şi a modificărilor substanţelor

proteice din coajă. Se formează melanine ca urmare a interacţiunii dintre substanţele

proteiuce şi zaharuri;

formarea aromei şi gustului pâinii – ca rezultat al producerii de

aldehide, alcooli superiori, furfurol, diacetil, metilglioxal şi alţi esteri în urma

fermentaţiei. Principalul produs de aromă al pâinii este metilglicoxalul.

Procesele coloidale ce au loc în aluat în timpul coacerii sunt coagularea

substanţelor proteice şi gelificarea amidonului, procese care determină

transformarea aluatului în pâine.

Activitatea enzimelor determină în aluatul supus coacerii procese

biochimice de natură fermentativă cum ar fi: descompunerea zaharurilor sub

influenţa zimazei, hidroliza amidonului sub acţiunea amilazelor cu formare de

dextrine şi maltoză.

Procese mirobiologice care au loc în aluat în decursul coacerii sunt legate

de activitatea microflorei de fermentare, care se modifică pe măsura încălzirii bucăţii

de aluat.

În funcţie de temperatura atinsă în timpul coacerii putem ilustra următoarele

domenii de temperatură în care au loc procesele de mai sus:

- 35°C – se consideră graniţa convenţională dintre fermentarea lentă şi

rapidă;

- 45°C – temperatura limită peste care se consideră că activitatea

fermentativă a drojdiilor încetează;

- 50-55°C – temperatură la care se constată cea mai mică consistenţă a

aluatului, din cauza modificării capacităţii de legare a apei a substanţelor

proteice. În aluat apare apa liberă;

- 60°C – începutul gelificării granulelor de amidon – acestea prin umflare

se crapă şi îşi pierd rezistenţa faţă de acţiunea enzimatică a α-amilazei;

- 70-75°C – începutul inactivării α-amilazei;

- 95°C – sfârşitul gelificării amidonului şi transformarea aluatului în miez.

Limita inferioară a temperaturii de evaporare a apei din miez;

86

- 95-97°C – sfârşitul coacerii;

- 100-180°C (în coajă) – formarea melaninelor, care dau cojii culoarea

brună.

În ultima parte a coacerii are loc potenţarea însuşirilor calitative ale pâinii.

Durata de coacere a pâinii este un element important al regimului

tehnologic, stabilită prin probe de coacere şi variază în funcţie de:

- mărimea şi forma produsului;

- modul de coacere (pe vatra cuptorului sau în forme);

- compoziţia aluatului supus coacerii;

- tipul cuptorului.

Procesul de coacerea produselor de panificaţie are loc în cuptoare speciale,

acestea reprezentând utilajul conducător al unei fabrici de pâine, deoarece determină

capacitatea de producţie.

Criteriile după care cuptoarele pentru pâine se clasifică sunt următoarele:

după principiul de funcţionare:

cu funcţionare periodică (pot fi cu încălzire directă sau

indirectă);

cu funcţionare continuă (mecanice): cu leagăne, tunel cu

bandă;

după modul de încălzire al camerei de coacere:

cuptoare cu încălzire directă – cuptorul de pământ;

cuptoare cu încălzire indirectă – cuptoare Dampf;

după felul vetrei:

cuptoare cu vatră fixă;

cuptoare cu vatră mobilă.

Metodele moderne de coacere a pâinii utilizează ca agenţi de încălzire

energia electrică sub formă de radiaţii infraroşii sau curenţi de înaltă frecvenţă.

Avantajele acestor metode constau în: îmbunătăţirea igienei produselor şi a locului

de muncă, mărirea siguranţei în exploatare, uşurarea muncii la deservire, scurtarea

duratei de coacere.

3.2.5. Depozitarea şi conservarea prin frig

87

După scoaterea din cuptor, pâinea este aşezată în lădiţe sau pe rastele

(containere), care sunt transportate în depozite special amenajate pentru răcire şi

păstrare în condiţii corespunzătoare.

În timpul depozitării şi păstrării, în pâine au loc importante transformări,

dintre care principale sunt: răcirea însoţită de modificarea umidităţii şi modificarea

calităţii (învechirea).

Influenţa temperaturii asupra învechirii pâinii a fost pusă în evidenţă de mai

mulţi cercetători. Studiile efectuate au arătat că pâinea îşi menţine prospeţimea o

perioadă îndelungată dacă este păstrată la temperaturi mai mari de +60°C sau

inferioare celor de –20…-30°C, învechirea cea mai intensă producându-se la

temperaturi cuprinse între +2 şi +3°C.

Păstrarea pâinii în stare proaspătă prin depozitare la temperaturi ridicate nu

este indicată, deoarece intervine procesul de uscare, care modifică greutatea şi

proprietăţile organoleptice ale miezului şi cojii.

Prin introducerea congelării produselor de panificaţie se obţin o serie de

avantaje tehnico-economice pentru organizarea producţiei şi a livrărilor. Folosirea

acestui procedeu permite organizarea producţiei pe şarje mari, chiar şi pentru

sortimentele la care consumul zilnic este mic, deoarece cantitatea fabricată în plus se

congelează şi se livrează în decurs de mai multe zile. De asemenea, în acest mod se

pot realiza stocuri tampon cu autorul cărora se satisfac cerinţele de consum din orele

şi zilele de vârf, creându-se posibilitatea ca producţia să se desfăşoare ritmic,

independent de fluctuaţiile cererii zilnice.

Calitatea produselor de panificaţie păstrate prin frig este similară cu a

produselor proaspete; culoarea, gustul şi aroma rămân neschimbate, iar calitatea cojii

se ameliorează. Volumul produselor scade mai puţin la decongelare decât în cazul

uscării.

În timpul păstrării produselor de panificaţie, prin congelare pot apărea unele

defecte care depreciază calitatea, astfel:

- în miezul pâinii congelate, imediat după coajă, apar zone opace,

albicioase, determinate de deplasarea umidităţii prin sublimare şi difuzarea ei din

interiorul miezului spre zonele de lângă coajă, cu o umiditate mai mică. Acest defect

se poate evita prin reducerea temperaturii de păstrare şi evitarea fluctuaţiei

temperaturii;

88

- detaşarea crustei de miez, care este frecventă la produsele cu adaos de

grăsime sau în cazul depozitării la temperaturi mai ridicate şi mai rar la produsele cu

adaos de zahăr; defectul se datorează deshidratării zonelor de miez din vecinătatea

cojii, proces care este însoţit de o contractare a miezului.

Durata de păstrare a produselor de panificaţie prin frig este variabilă, în

funcţie de sortiment şi poate fi de la câteva zile până la un an.

4. TEHNOLOGIA PRODUSELOR FĂINOASE

În ţara noastră, produsele făinoase fabricate pe scară largă sunt pastele

făinoase, biscuiţii şi produsele de patiserie realizate într-o gamă sortimentală diversă.

4.1. FABRICAREA PASTELOR FĂINOASE

Pastele făinoase sunt produse alimentare obţinute din aluat nedospit,

preparat din făină şi apă, cu sau fără adaosuri (ouă, pastă de tomate etc.) care este

modelat prin presare sau prin ştanţare în diferite forme şi apoi uscat şi ambalat.

Schema tehnologică de obţinere a pastelor făinoase este prezentată în fig. 27.

Pregãtirea Formarea melanjului

Prepararea aluatului

Modelarea aluatului (presarea)

Uscarea

Ambalarea si depozitarea

FÃINÃ APÃ OUÃ

PASTE SIMPLE PASTE CU OUÃ

Fig. 27 Schema tehnologică de legături pentru

obţinerea pastelor făinoase

89

În general pastele făinoase se caracterizează prin:

valoare alimentară ridicată – se utilizează făină cu un conţinut maxim de

substanţe proteice, iar conţinutul de umiditate al produselor este foarte mic;

grad de asimilare a carbohidraţilor şi substanţelor proteice ridicat, foarte

important pentru alimentaţia dietetică şi a copiilor;

conservabilitate pe timp îndelungat fără a micşora calităţile nutritive şi

gustul;

rapiditatea şi simplitatea preparării datorită duratei scurte de fierbere a

pastelor făinoase.

Pastele făinoase se pot clasifica:

după formă:

lungi – macaroane, spaghete;

medii – fidea, tăiţei;

scurte – steluţe, orzişor etc.

după compoziţia aluatului:

paste simple;

paste cu adaosuri.

Materiile prime şi auxiliare folosite la fabricarea pastelor făinoase sunt:

făină albă de grâu de extracţie 0-30, obţinută din grâne dure, cu

sticlozitate mare (peste 60%), permiţând obţinerea unor paste făinoase cu

suprafaţă netedă, fără asperităţi, de culoare alb-gălbuie, care îşi menţin forma

după modelare;

apă, care trebuie să fie potabilă, incoloră, fără miros şi cu duritate de 15-

20°germane. În cazul unei durităţi mai mari a apei, recomandată la prelucrarea

făinurilor de slabă calitate, are loc u uzare prematură a matriţelor;

ouă, folosite în scopul îmbogăţirii valorii alimentare şi îmbunătăţirii

aspectului. În acest scop se folosesc numai ouă de găină, proaspete sau sub

formă de ouă praf;

pasta de tomate se întrebuinţează în stare proaspătă sau conservată în

vederea îmbogăţirii produsului în substanţe nutritive şi conferirii unei coloraţii

specifice produselor.

90

Fazele importante ale procesului tehnologic de fabricare a pastelor făinoase

sunt:

1. pregătirea şi dozarea materiilor prime

2. frământarea aluatului

3. modelarea aluatului (prin presare, tăiere sau ştanţare)

4. aşezarea în vederea uscării

5. uscarea

6. ambalarea


Are drept scop condiţionarea în vederea unei bune omogenizări a aluatului

şi a îndepărtării eventualelor impurităţi. Astfel:

făina se cerne şi se încălzeşte la o temperatură de ~25°C (mai ales pe

timpul iernii);

apa se încălzeşte la o temperatură de 20-28°C (în funcţie de calitatea făinii

şi de produsul ce urmează a se fabrica);

ouăle se triază şi se numără pentru a stabili dozajul. Conţinutul ouălor se

bate pentru a se uniformiza şi apoi se diluează;

pasta de tomate se diluează cu apa folosită la frământarea aluatului.


La stabilirea regimului tehnologic pentru prepararea aluatului se urmăreşte

realizarea condiţiilor optime de umiditate şi temperatură a aluatului, precum şi

respectarea duratei şi intensităţii de frământare în vederea obţinerii unor produse de

bună calitate.

Dozarea materiilor prime se realizează în funcţie de sistemul de funcţionare

al instalaţiei de frământare a aluatului, respectiv dozatoare cu funcţionare periodică –

în cazul frământătoarelor discontinue şi dozatoare la care se reglează fluxul continuu

de material – în cazul frământătoarelor cu funcţionare continuă.

91

Aluatul pentru fabricarea pastelor făinoase trebuie să fie foarte consistent

pentru ca produsul să îşi păstreze forma căpătată după modelare, consistenţa necesară

realizându-se prin adăugarea unei cantităţi minime de apă la presare.

În funcţie de calitatea făinii utilizate în fabricaţie, cantitatea de apă se

modifică astfel:

- la făinurile cu granulaţie mare (grişurile) se adaugă o cantitate de apă

mai mare cu 1,5-2% decât la făinurile fine obţinute din acelaşi soi de grâu;

- la făinurile din grâne dure se adaugă cu 1-1,5% mai multă apă decât la

făinurile din grâne moi.

După conţinutul de apă şi consistenţă, aluaturile se pot împărţi în

următoarele tipuri:

- aluaturi consistente (tari), cu umiditate între 28-29%, care se prezintă

sub formă fărâmicioasă; la prelucrare aceste aluaturi necesită presiuni

mari şi reduc în mod simţitor productivitatea preselor; ele se prepară în

cazul fabricării pastelor făinoase cu forme complicate şi a tăiţeilor,

pentru a evita, după modelare, deformarea produselor;

- aluaturi de consistenţă medie, având umiditatea între 29-31%; sunt

folosite cel mai mult în cazul fabricării diferitelor tipuri de paste

făinoase modelate prin presare;

- aluaturi de consistenţă redusă (moi), având 31-32% umiditate;

acestea nu sunt indicate, deoarece produsele obţinute se lipesc, se

deformează uşor şi se usucă greu.

Frământarea aluatului se realizează în scopul amestecării cât mai perfecte

a componentelor acestuia pentru obţinerea unor produse omogene.

Durata şi intensitatea frământării determină într-o mare măsură calitatea

aluatului. Frământarea aluatului pentru paste făinoase durează relativ mult – 15-20

min – datorită cantităţii mici de apă, care, pentru a umezi uniform masa de făină şi a

forma peliculele de gluten, necesită un timp mai îndelungat.

Durata de frământare depinde de calitatea făinii, consistenţa şi temperatura

aluatului. Aluaturile preparate din făinuri grişate (obţinute din grâne dure) necesită o

durată de frământare mai mare. Pentru aluaturile preparate din făinuri slabe, cu

temperatură ridicată sau cu consistenţă mică durata frământării se reduce.

92

Intensitatea frământării depinde de viteza unghiulară a braţelor

frământătorului şi se caracterizează prin cantitatea de energie ce se consumă prin

frământare.

Frământarea se poate realiza în:

- frământătoare discontinue, de tipul malaxoarelor pentru pastă tare sau a

amestecătoarelor cu role, care reprezintă un tip învechit;

- frământătoare continue, compuse din 1-3 cuve dreptunghiulare (3

compartimente) în interiorul cărora se roteşte un ax cu palete ce favorizează

amestecarea componentelor şi curăţarea aluatului de pe pereţii cuvei.

S-au construit instalaţii de frământare duble alcătuite din 2 instalaţii

obişnuite de frământat, montate simetric una faţă de alta. Fiecare frământător

alimentează o presă.

Instalaţiile care funcţionează sub vid sunt realizate în două variante: cu vid

aplicat şi presare sau cu vid aplicat numai la presare.


Este operaţia tehnologică efectuată înainte ca aluatul să fie trecut la uscare

şi are ca scop conferirea unei forme specifice produselor ce urmează a fi fabricate

(macaroane, spaghete, fidea etc).

Modelarea aluatului, în funcţie de produsul fabricat, se poate realiza prin

următoarele metode:

prin presare – metoda cea mai uzuală;

prin ştanţarea foilor subţiri de aluat;

prin tăiere.

Condiţiile de calitate ce trebuie îndeplinite la modelare de semifabricatele

folosite la obţinerea pastelor făinoase sunt:

- calitatea aluatului supus modelării – aluatul trebuie să fie omogen, cu

umiditate şi temperatură constantă, fără resturi de făină neamestecate sau cocoloaşe

de aluat uscat;

- suprafaţă netedă, uşor mată, fără prezenţa asperităţilor sau rupturii, să nu

prezinte defecte de modelare datorită presării neuniforme prin matriţe;

93

- să aibă o coloraţie plăcută, cu nuanţă de galben-crem, sticloasă, în

funcţie de compoziţie, însă uniformă pe toată suprafaţa, să nu prezinte pete datorate

contactului cu suprafeţele maşinilor de prelucrare, iar în timpul uscării să nu se

închidă la culoare;

- să aibă o elasticitate bună şi să nu se deformeze sau să se fărâmiţeze la

tăiere sau la aşezare în vederea uscării.

Factorii ce influenţează operaţia de modelare sunt:

Condiţiile deformării plastice a aluatului. La instalaţiile de modelare prin

modelare prin presare obţinerea formei dorite se realizează prin curgerea aluatului

prin orificiile matriţei.

Curgerea aluatului se face similar lichidelor foarte vâscoase şi are loc atunci

când forţa de coeziunea dintre particulele de aluat şi forţa de adeziune de deasupra şi

din canalele matriţei sunt mai mici decât forţa de presare.

Aderarea aluatului de suprafeţele canalelor de modelare duce la creşterea

presiunii la care trebuie supus aluatul pentru a parcurge orificiul matriţei, ceea ce

determină un consum suplimentar de energie, reduce viteza de modelare şi contribuie

la formarea de asperităţi pe suprafaţa produselor.

Evitarea acestor dezavantaje se face prin:

- confecţionarea orificiilor de modelare din materiale de care aluatul nu se

lipeşte (teflon);

- acoperirea suprafeţelor de alimentare a orificiilor prin suflare cu diferite

metale care evită sau reduc lipirea aluatului;

- confecţionarea de profiluri speciale ale canalelor de modelare, care să

reducă distanţa pe care o parcurge aluatul prin deschiderea îngustă de

modelare.

Influenţa calităţii făinii asupra modelării aluatului. Pentru procesul de

modelare sunt importante conţinutul în gluten şi fineţea făinii. Făinurile cu gluten

redus şi de slabă calitate conduc la obţinerea unor produse de slabă calitate, iar

făinurile cu conţinut ridicat de gluten prea elastic îngreunează operaţia de modelare.

Umiditatea aluatului – deoarece determină consistenţa aluatului, respectiv

viteza de curgere prin matriţă, influenţează într-o mare măsură presarea aluatului.

Aluatul cu umiditate mai mare se presează uşor, însă nu este indicat datorită

elasticităţii şi rezistenţei necorespunzătoare a pastelor obţinute.

94

Temperatura aluatului în momentul trecerii prin orificiile matriţei trebuie

să fie de 40-50°C, temperaturi mai mari conducând la degradarea aluatului.

Presiunea şi viteza de presare sunt determinate de consistenţa sau

plasticitatea aluatului şi de rezistenţa acestuia opusă la trecerea prin orificiile matriţei

(datorită frecării aluatului).

Viteza de presare este determinată şi de metoda de presare. În condiţii

obişnuite viteza de presare este de 15-25mm/s, însă poate atinge 25-35mm/s şi chiar

50-100mm/s în cazul unor sortimente (fidea).

În timpul modelării, aluatul trebuie supus unei presiuni constante. Variaţiile

bruşte de presiune provoacă defecte (mai ales la macaroane), care se prezintă cu

porţiuni în care diametrul este mai mare iar suprafaţa este aspră.

Modelarea aluatului prin presare se realizează cu prese mecanice cu melc,

cu funcţionare continuă (fig. 29 a, b şi c), prese cu valţuri (fig. 29 d) sau prese

hidraulice (fig. 29 e), la care s-au adoptat tipuri noi de matriţe, în funcţie de grupa de

sortimente ce urmează a fi fabricate, astfel:

Fig. 29. Scheme de principiu ale modelării prin presare

a,b,c – prese cu melc; d- presă cu valţuri; e – presă hidraulică

matriţe cilindrice, folosite mai ales pentru pastele scurte, care după ce

ies din orificii sunt tăiate automat la o anumită lungime cu ajutorul unui cuţit cu

funcţionare periodică;

matriţe pentru obţinerea unei foi de aluat din care se vor fabrica

sortimentele ce se realizează prin ştanţare;

matriţe pentru liniile mecanizate de fabricare a pastelor lungi.

95

Matriţa este o piesă de foarte mare importanţă pentru calitatea pastelor

făinoase, deoarece în matriţă se obţine forma definitivă a produselor şi se

condiţionează, în mare măsură, fineţea lor. Sunt piese fabricate din oţel inoxidabil

sau bronz, cu secţiune circulară sau dreptunghiulară, prevăzută cu orificii de

modelare care au forma specifică produselor ce urmează a fi fabricate.

Tipurile îmbunătăţite de matriţe prevăd un cadru de fontă cu orificii de

dimensiuni mari, în care se montează matriţe mici, specifice produsului ce se fabrică,

de obicei fiind folosite:

orificii pentru paste cu secţiunea uniformă (fidea, tăiţei, spaghete)

care au secţiunea simplă (fig. 30 a, b);

orificii pentru modelarea pastelor în formă de tub (macaroane),

formate din orificiul propriu-zis, a cărui secţiune se îngustează treptat

spre ieşire (fig. 30 d), în interiorul cărora este prevăzut un ax cu

dimensiunile necesare ale golului pastelor, care se sprijină pe 2-3

aripioare ce lasă aluatul să se strecoare uşor în jurul lor;

orificiul care modelează aluatul în forme speciale, de scoici, melci

sau asemănătoare acestora (fig. 30 c);

orificii pentru modelarea pastelor în formă de tub prevăzute însă pe

pereţii interiori cu canale în spirală (fig. 30 c), astfel că suprafaţa

exterioară a pastelor făinoase capătă această formă.

Fig. 30. Diferite orificii de modelare a aluatului

96

a- sub formă de fidea: 1- orificii cilindrice drepte; 2- orificii cilindrice în

trepte;3- orificii conice care se îngustează; 4- orificii conice care se

lărgesc;5-orificii cu con dublu;

b- sub forma de panglică;

c- orificii de modelare a tăiţeilor cu margini gofrate, sub formă de melci,

cornuleţe şi sub formă de scoici;

d- sub forma de tuburi.

Modelarea aluatului prin tăiere constă din divizarea unei foi de

aluat, obţinută prin presare sau vălţuire, în formatele şi dimensiunile dorite.

Modelarea aluatului prin ştanţare constă în decuparea produselor

dintr-o foaie de aluat pregătită în prealabil cu ajutorul mai multor ponsoane ce

decupează şi modelează bucăţile în forma dorită.

Modelarea prin tăiere şi ştanţare au fost înlocuite, deoarece instalaţiile

utilizate în acest caz au productivitate redusă şi dau cantităţi însemnate de

resturi de aluat.

Pastele făinoase modelate trebuie sa îndeplinească următoarele

condiţii principale pentru ca, după uscare, să rezulte produse de bună calitate:

să aibă suprafaţa perfect netedă, uşor mată, omogenă şi fără rupturi ;

să aibă o coloraţie plăcută, galben-crem sau galben-albicioasă, egală şi

uniformă

pe toată suprafaţa, fără pete, puncte brune sau negre,

să aibă elasticitate cât mai mare, să-şi păstreze bine forma, să nu se rupă şi

să nu se sfărâmiţeze la tăiere sau la aşezarea pentru uscare;

să nu se lipească între ele în timpul uscării;

să nu prezinte defecte provocate de neuniformitatea vitezei de modelare,

cum sunt inele bombate pe macaroane, dungi sau solzi pe suprafaţa

produselor vălţuite ori stanţate etc.;

să corespundă ca dimensiuni, formă şi grosimea pereţilor (la

macaroane)standardelor de calitate.

4.1.4. Aşezarea pastelor făinoase în vederea uscării

97

Procesul de uscare a pastelor făinoase trebuie să decurgă lent şi omogen,

în care scop semifabricatele sunt pregătite în vederea uscării prin aşezarea

lor în condiţii care să favorizeze schimbul de umiditate şi să asigure calitatea

produselor.

Metodele de aşezare a pastelor făinoase sunt în funcţie de felul produsului

(produse lungi, medii, scurte) şi de gradul de mecanizare a instalaţiilor de uscare.

Pastele făinoase scurte se aşează în straturi uniforme pe suprafaţa unor

rame cu sită, pe care semifabricatul se supune uscării. Se poate realiza manual

sau mecanic

Pastele făinoase lungi (macaroane, spaghete etc.) se aşează într-un singur

rând (strat) pe vergelele pe care urmează să se usuce. Se realizează manual,

fiind neeconomice din punct de vedere al manoperei şi mecanic.

Pentru macaroane, în afară de uscarea pe vergele se mai practică uscarea în

casete. Casetele au forma unei tăvi cu doi pereţi laterali. Aluatul modelat, tăiat

la lungimea necesară, se aşează în rânduri suprapuse. Intre rândurile de macaroane

se intercalează câte o foaie de carton pentru a uşura pătrunderea aerului. La

aşezarea aluatului în casete, firele de aluat trebuie ordonate paralel, pentru a nu

se deforma, strâmba ceea ce dă un aspect neplăcut produselor şi provoacă

greutăţi la ambalare.

Pastele făinoase medii împletite (fidea, tăiţei) necesită, în afară de

aşezarea într-un strat uniform, şi împletirea lor într-o formă specială care

favorizează uscarea şi manipularea produselor finite la ambalare. Pastele se

împletesc în formă de gheme (păpuşi) manual sau cu ajutorul unui dispozitiv

care permite împletirea simultană a mai multor păpuşi.

S-au construit şi maşini speciale, cu care se realizează împletirea păpuşilor.

Acestea prezintă dezavantajul că necesită o supraveghere competentă şi au o

productivitate redusă.

4.1.5. Uscarea pastelor făinoase

Operaţia de uscare este o metodă generală de conservare prin eliminarea

excesului de apă dintr-un produs alimentar.

98

Aplicarea uscării în cazul pastelor făinoase are drept scop eliminarea efectelor

fermentaţiei care, la o anumită temperatură favorabilă, determină creşterea

acidităţii aluatului ducând astfel la degradarea lui.

Prevenirea acestui defect se realizează prin modul de conducere a operaţiei de

uscare, deoarece încetarea fermentării naturale a aluatului (datorită

microorganismelor din mediul înconjurător) se produce numai în partea a doua

a procesului de uscare.

Etapele principale ale procesului de uscare a pastelor făinoase sunt (fig. 32):

• preuscarea - constă din eliminarea unei cantităţi însemnate de apă din

straturile exterioare ale pastelor modelate (30 - 35% din cantitatea de apă

conţinută în paste). Condiţiile în care preuscarea are loc, respectiv

temperatura aluatului, care depinde în primul rând de temperatura aerului ce

se va folosi pentru aceasta, au o mare importanţă;

• uscarea propriu-zisă prin care se elimină o cantitate suplimentară de apă

din pastele făinoase, astfel încât în produs să se atingă l l - 12% umiditate,

ceea ce permite o bună conservare a produselor. Trebuie evitată o

temperatură înaltă la uscare deoarece aceasta poate conduce la o uscare

rapidă a suprafeţei pastelor determinând astfel crăparea acestora ;

• stabilizarea - operaţia de uniformizare a umidităţii în masa de aluat - are

scopul de a realiza o distribuţie egală a apei în masa produselor pentru

a se evita fisurarea straturilor exterioare ale acestora (fenomen cunoscut sub

denumirea de "fulgerare").

Stabilizarea se poate realiza în camere speciale sau în instalaţia folosită

pentru uscare. Condiţiile în care se realizează stabilizarea (temperatura aerului)

trebuie să permită o scădere treptată a temperaturii pastelor până la cea a

depozitului (circa 20°C).

99

Fig. 32. Graficul uscării pastelor scurte în regim intermitent, la instalaţii cu funcţionare continuă

1-variaţia umidităţii produselor, 2-variaţia temperaturii în uscător Metode de uscare. Modul în care se conduce regimul de uscare a

pastelor făinoase are o mare însemnătate pentru calitatea produselor finite,

această operaţie reprezentând faza procesului tehnologic în care se fixează forma

produsului.

Nerespectarea regimului optim de uscare poate duce la defecţiuni grave,

dintre care unele nu se mai pot remedia şi provoacă rebutarea producţiei. Astfel:

uscarea prea intensă, rapidă şi neuniformă duce la fulgerarea

pastelor şi ruperea lor în fărâmituri ;

uscarea lentă sau insuficientă creează condiţii favorabile

pentru

creşterea acidităţii şi, uneori, mucegăirea produselor ;

uscarea prea avansată, sub umiditatea stabilită, determină un conţinut

mai mare de substanţă uscată.

Regimurile de uscare a pastelor făinoase, folosite în producţie, sunt foarte

variate şi ele depind de sortiment şi de instalaţiile de uscare folosite.

Pentru uscarea pastelor făinoase s-au realizat instalaţii de diferite tipuri, în

funcţie de gama de sortimente:

• pentru paste scurte :

*instalaţii cu alimentare periodică, cu uscarea pe rame, cu site, cu sau

fără baterii de încălzire a aerului;

100

*instalaţii continue, cu benzi rulante sau cu tambur

• pentru paste medii :

* cu alimentare periodică

* continue, cu deplasarea mecanizată a ramelor.

• pentru paste lungi :

*cu încărcare manuală ;

*cu încărcare semiautomată ,

*mecanizate.

În general, toate instalaţiile de uscare cuprind :

o cameră de uscare, bine izolată, pentru a se reduce la minimum

pierderile de aer şi căldură;

o instalaţie pentru distribuirea uniformă a pastelor în curentul de

aer;

o instalaţie pentru circulaţia aerului, formata dintr-un ventilator

suficient de puternic, care să împingă aerul prin masa de paste supusă uscării;

acelaşi ventilator este folosit, în unele cazuri pentru recircularea aerului de la

uscător la bateria de condiţionare;

dispozitive pentru reglarea circulaţiei aerului în interiorul

uscătorului, astfel încât să se realizeze o uscare uniformă în toată masa de

paste.

Sfârşitul procesului de uscare se poate realiza organoleptic sau chimic.

Metodele utilizate în cazul examenului organoleptic sunt:

• verificarea elasticităţii pastelor, acestea fiind uscate în momentul în care

sunt

elastice (cazul pastelor lungi),

• verificarea rezistenţei pastelor : prin strivire, să nu-şi modifice forma şi să

se

sfărâme; la rupere să opună o rezistenţă mare, secţiunea rupturii să fie

sticloasă şi

nu făinoasă;

• verificarea indicaţiilor aparatelor de măsură şi control (termometre, higrometre)

care

trebuie să indice aceeaşi parametri atât în interiorul cât şi în

101

exteriorul

uscătorului.

În cazul analizei fizico-chimice se determină umiditatea pastelor, care se

consideră uscate când umiditatea este de l1,5- 12%.

4.1.6. Ambalarea pastelor făinoase

Ambalarea pastelor făinoase în vederea expedierii şi desfacerii se face

diferit, fie în cutii de carton, pungi de celofan sau hârtie pergaminată, fie vrac ,

în lăzi de lemn sau cutii de carton ondulat.

La cântărire şi ambalare se verifică cu atenţie calitatea pastelor făinoase,

luându-se măsuri pentru a evita introducerea în ambalaje a pastelor

necorespunzătoare. Se urmăreşte ca pastele făinoase să fie bine aşezate, fără

spaţii între ele.

Operaţiile de tăiere la dimensiune, de cântărire şi de ambalare a pastelor

făinoase se pot executa manual sau mecanic.

4.1.7. Depozitarea pastelor făinoase

Se face în magazii închise, curate, absolut uscate şi bine aerisite. Pastele

făinoase se pot păstra în condiţii bune de depozitare timp de ~ l an şi chiar

mai mult (pentru umidităţi , mai mici de 9%) fără degradarea calităţii în ceea ce

priveşte gustul şi valoarea nutritivă.

In depozitele de paste făinoase trebuiesc menţinute următoarele condiţii :

temperatura 10 - 20 °C, umezeala relativă a aerului 60 - 65%, încăperile vor fi

uscate, iar în timpul verii se vor aerisi pentru a se evita umezirea aerului din

depozit.

4.2. FABRICAREA BISCUIŢILOR

Biscuiţii sunt produse obţinute prin coacerea unui aluat stanţat, preparat

din făină, apă, zahăr, grăsimi, lapte etc., care se afinează pe cale chimică. Sunt

102

produse cu o mare valoare alimentară şi conservabilitate ridicată (circa 6 luni - l

an) datorită materiilor prime folosite şi umidităţii reduse.

Sortimentele de biscuiţi fabricate pot fi clasificate în funcţie de :

• forma de prezentare :

*biscuiţi obişnuiţi

- simpli

- cu cacao

-cu unt

*biscuiţi cu cremă (umpluţi)

- cu cremă de cacao

-cu cremă aromatizată cu esenţă de fructe.

• conţinutul de zahăr şi substanţe grase :

biscuiţi glutenoşi - max. 20% zahăr şi max. 12% grăsime (figurine,

obişnuiţi, aperitiv)

biscuiţi zaharoşi (fragezi) – min. 20% zahar, min 12% grăsime (Victoria cu

cacao).

Schema tehnologică de fabricaţie a biscuiţilor depinde de sortimentele ce

urmează a se obţine şi este prezentată în figura 33.

103

Pregãtirea materiilor prime si auxiliare

Prepararea aluatului

Prelucrarea aluatului

Modelarea aluatului

Coacerea aluatului

Rãcirea biscuitilor

Prepararea cremei

Prepararea glazurii

Finisarea biscuitilor

Ambalarea si depozitarea

FÃINÃ GRÃSIMI ZAHÃRAPÃ CIOCOLATÃ

BISCUITI SIMPLI BISCUITI UMPLUTI

Fig. 33 Schema tehnologică de fabricare a biscuiţilorÎn ceea ce priveşte compoziţia chimică medie a biscuiţilor, ea se prezintă astfel:

- apă 6-8%

- substanţe zaharoase 6-39%

- substanţe grase 8-20%

- substanţe albuminoase 8-11%

- amidon şi alte substanţe neazotate 48-62%

- substanţe minerale ~0,1%

Conţinutul mare în substanţe grase şi hidraţi de carbon a biscuiţilor

constituie în alimentaţie o sursă importantă de energie.

Materiile prime şi auxiliare folosite la fabricarea biscuiţilor transmit

acestora gustul, aroma şi aspectul; modificările fizico-chimice ale materiilor prime

104

şi auxiliare, care au loc în timpul fabricaţiei, contribuie la îmbunătăţirea

caracteristicilor produsului finit.

Procedeele tehnologice aplicate pentru aceste grupe de biscuiţi se deosebesc

datorită structurii aluatului şi a comportării lui pe parcursul fabricaţiei, factorul

determinant fiind proporţia diferită a celor două elemente de bază : zahăr şi

grăsimi.


Operaţiile de pregătire a aluatului pentru fabricarea biscuiţilor sunt

asemănătoare cu cele de la fabricarea pastelor făinoase cu excepţia pregătirii

substanţelor zaharoase, a grăsimilor, a condimentelor şi substanţelor aromatizante şi

a afânătorilor chimici.

Pregătirea substanţelor zaharoase. La fabricarea biscuiţilor, substanţele

zaharoase se întrebuinţează sub formă de soluţii (în apă sau lapte) şi în stare

solidă (tos şi farin). Zahărul se dizolvă în apă sau lapte în proporţii

corespunzătoare concentraţiei dorite, operaţia realizându-se la cald, în cazane

deschise sau sub vid pentru a favoriza dizolvarea acestuia.

Pregătirea grăsimilor se face prin topirea grăsimilor solid şi emulsionarea

grăsimilor cu apă. Topirea grăsimilor solide se face atât pentru necesităţi

tehnologice, cât şi pentru a se putea transporta pe conducte şi a se recupera

integral grăsimea de pe ambalaje.

Pregătirea substanţelor aromatizante este necesară pentru obţinerea unei

aromân mai puternice a produselor, în acest scop făcându-se o mărunţire sau

dizolvare a acestora (sarea de lămâie). Mărunţirea (tăierea măruntă sau

fărâmarea) se face în cazul substanţelor aromatizante de natură vegetală - vanilie,

scorţişoară, cafea, cacao- ceea ce contribuie la potenţarea aromei produselor în

care sunt introduse.

Se are în vedere evitarea insuficienţei sau supraaromării (situaţie ce are loc la

folosirea aromelor prea concentrate, ceea ce dă produselor finite un miros şi un

gust prea puternic şi neplăcut) şi repartizarea uniformă în masa de produs.

Pregătirea substanţelor afânătoare se face prin dizolvarea a 40 părţi

substanţe afânătoare în 100 părţi apă cu temperatura de 25°C, după care

105

soluţia obţinută se filtrează, în unele cazuri, în aceeaşi soluţie se dizolvă şi

sarea care urmează a fi adăugată în aluat.


Dozarea materiilor prime şi auxiliare. Cantităţile de materii prime şi

auxiliare stabilite prin reţetele de fabricaţie pentru o şarjă, în funcţie de

sortimentul de biscuiţi, sunt cântărite cu ajutorul aparatelor şi instalaţiilor

speciale.

Succesiunea introducerii materiilor prime şi auxiliare în cuva de preparare a

aluatului pentru biscuiţi are de asemenea o importanţă deosebită, pentru obţinerea

omogenităţii şi structurii corespunzătoare a acestuia.

Ordinea introducerii materiilor prime şi auxiliare în cuva de frământare este

următoarea : siropul de zahăr, grăsimile, ouăle, glucoza, mierea sau zahărul

invertit, esenţele (etil-vanilina), apa sau laptele, sarea, afânătorii şi apoi făina

(uneori în amestec cu amidon).

Factorii care influenţează formarea aluatului pentru biscuiţi sunt :

• umiditatea aluatului - este determinată de grupa de sortimente ce urmează a

se

fabrica şi trebuie să se încadreze în următoarele limite :

- pentru aluatul glutenos - 25-26%, când se foloseşte faină bună

şi 25-27% cand se foloseşte făină slabă;

- pentru aluatul zaharos 17-18,5% şi respectiv 16-17,5%;

• temperatura aluatului pentru biscuiţi la sfârşitul frământării trebuie să fie

cuprinsă

între 38-40°C pentru aluatul glutenos şi 19-25°C pentru aluatul zaharos.

Frământarea aluatului, în vederea obţinerii unui aluat omogen, cu proprietăţi

fizico-chimice şi organoleptice corespunzătoare, conducerea operaţiei de

frământare are un rol deosebit de important.

Durata frământării, în funcţie de structura aluatului, a proporţiei de substanţe

zaharoase şi grase care intră în componenţa aluatului trebuie să fie de 30-80

min pentru aluatul glutenos şi 10-15 min pentru aluatul zaharos.

Factorii care influenţează in mare măsură durata frământării sunt:

106

- tipul aluatului - aluatul glutenos se frământa un timp mai

îndelungat spre deosebire de cel zaharos, unde se urmăreşte doar

omogenizarea materiilor prime introduse la frământare ;

- conţinutul în gluten al făinii - cu cât conţinutul în gluten este mai

ridicat, cu atât durata de frământare este mai mare ;

- turaţia braţelor de frământare - pentru aluatul de biscuiţi zaharoşi,

turaţia trebuie să fie de 10-12 rot/min, iar pentru aluatul de biscuiţi

glutenosi 18-25 rot/min. Mărirea turaţiei peste aceste limite conduce

la creşterea temperaturii aluatului, respectiv la degradarea

calităţii

aluatului. Efectul de creştere a temperaturii se poate diminua prin

introducerea de apă rece (răcirea artificială a aluatului) prin mantaua

cuvei frământătorului;

- temperatura şi umiditatea materiilor prime - temperatura iniţială

mai mare a materiilor prime influenţează capacitatea de hidratare a

făinii, iar conţinutul de umiditate a! aluatului contribuie la umflarea

mai rapida a glutenului, ceea ce conduce la formarea mai rapidă a

aluatului- De aceea, în anotimpul călduros, durata de frământare se

scurtează.

Stabilirea sfârşitului frământării se face după caracteristicile aluatului şi

anume:

o aluatul este frământat uniform (bucăţi de aluat luate din diferite

puncte au structura şi compoziţia uniformă);

o aluatul nu conţine apă sau faină nelegate, adică nu este lipicios

sau prea uscat;

o aluatul glutenos este legat şi se întinde uşor, iar aluatul fraged

slab legat (zaharos) aproape se fărâmiţează.

După frământare, aluatul glutenos trebuie să fie elastic, să reziste la rupere

şi să aibă tendinţa de revenire la forma iniţială (elasticitate), iar aluatul zaharos

trebuie să fie afânat, să se rupă şi fărâmiţeze uşor, să fie plastic, să păstreze

forma care i se dă.

107

Afânarea şi odihna aluatului. Odihna sau repausul aluatului pentru

biscuiţi este o fază a procesului tehnologic prin care se urmăreşte

îmbunătăţirea proprietăţilor în ceea ce priveşte menţinerea formei, afânarea.

Durata repausului este diferită, în funcţie de ţiul aluatului, astfel:

- aluatul glutenos se repauzează în cuve speciale, timp de 1-3 h la

temperatura de 30°C şi umezeala relativă a aerului de 80-90%;

- aluatul zaharos se repauzează timp de 14-24 h la temperatura de

8-10°C şi umezeala relativă a aerului de 80-90%.

În timpul odihnei aluatului au loc o serie de transformări fizico-chimice şi

biochimice ca :

- îmbunătăţirea calităţii şi cantităţii glutenului;

- scade elasticitatea glutenului, conducând la menţinerea formei

biscuiţilor şi îmbunătăţirea frăgezimii lor;

- descompunerea parţială a afânătorilor chimici, sub influenţa

acidităţii aluatului, cu degajare de CO2, ceea ce conduce la afânarea

aluatului într-o proporţie redusă;

aluatul se întinde mai uşor la prelucrarea ulterioară (vălţuire).

Operaţia are loc în camere de fermentare climatizare ce au înălţimea de 2-

2,2 m, prevăzute cu uşi glisante sau batante şi care au pereţii şi tavanul

confecţionate din materiale termoizolante. Dimensionarea camerelor se face în

funcţie suprafaţa numărului de cuve ce trebuie să se afle în acelaşi timp în

cameră, la care se adaugă - 50% spaţiu pentru manipulare.

Condiţionarea aerului în camere se face cu ajutorul unor agregate de

condiţionare, ce realizează încălzirea şi umidificarea aerului din incinte, prin

reglare automată.


După prima odihnă a aluatului, acesta este supus operaţiei de vălţuire, adică

transformarea aluatului din bulgări într-o bandă uniformă ca dimensiune. Operaţia

de vălţuire se realizează diferit, în funcţie de tipul aluatului supus prelucrării.

108

Vălţuirea aluatului glutenos se efectuează prin întinderea lui repetată printre

valţuri, urmată de câte o repauzare şi, în final, transformarea într-o bandă de

dimensiunile cerute la modelare.

Vălţuirea aluatului zaharos se deosebeşte fundamental de aceea a aluatului

glutenos, datorită faptului că orice prelucrare mecanica a aluatului (preparare,

întindere) modifică proprietăţile glutenului. In mod curent, aluatul zaharos este

trecut printr-o serie de perechi de valţuri, în scopul micşorării treptate a

secţiunii foii, iar după obţinerea dimensiunilor dorite, trece direct şi continuu la

maşinile de modelat (ştanţat).

Aluatul vălţuit corect este neted la pipăire, are culoare alb-gălbuie

uniformă, este plastic (îşi menţine forma dată) cu porii uniformi, iar In

secţiune prezintă stratificaţie.


Forma şi dimensiunile biscuiţilor se obţin prin modelarea aluatului cu

maşinile de stanţat şi presat, operaţia executându-se diferit în funcţie de tipul

aluatului.

Modelarea aluatului glutenos se execută cu ajutorul stanţei, care

decupează din banda de aluat bucăţi de forma şi dimensiunile biscuiţilor ce se

fabrică.

La dispozitivul de ştanţare se pot monta matriţe cu diferite modele, în

funcţie de sortimentul de biscuiţi ce urmează a se fabrica, în genera!, modelele de

biscuiţi se caracterizează prin : forma biscuitului care poate fi dreptunghiulara,

rombică, rotundă, semicerc, ovală, figuri, litere ş.a., şi modelul suprafeţei

superioare, care poate fi de două feluri: cu imprimare în adâncime sau cu

imprimare în relief

Modelarea aluatului zaharos se face cu stanţe de tip greu sau maşini

rotative. Datorită caracteristicilor plastice ale aluatului zaharos, acesta se

supune vălţuirii numai cu scopul formării unei benzi continue şi de grosimea

necesară fabricării biscuiţilor. Ca principiu, este stabilit că grosimea benzii de

aluat la ştanţare să fie cu 50% mai mică decât grosimea biscuiţilor gata copţi.

109

Stanţa de tip greu trebuie să apese puternic banda de aluat, pentru ca

aceasta sa pătrundă în toate adânciturile poansonului şi, astfel, pe suprafaţa lui să

se imprime desenul concav sau inscripţia necesară. La acest tip de stanţă,

existenţa ştifturilor nu este obligatorie, întrucât aluatul fiind plastic gazele,

care se formează în timpul coacerii, ies uşor din produs.

S-au construit mai multe tipuri de maşini de modelat care prelucrează

aluatul prin vălţuire şi prin presare.

4.2.5. Coacerea biscuiţilor

Procesul de coacere al biscuiţilor se caracterizează prin modificarea

proprietăţilor fizico-chimice şi coloidale ale aluatului sub acţiunea temperaturii

din camera de coacere.

Scopul tehnologic al coacerii este eliminarea din aluat a surplusului de

umiditate, crearea unei structuri stabile specifice şi obţinerea unui gust şi

aspect exterior caracteristice biscuiţilor.

Asupra modului de coacere a biscuiţilor influenţează, în principal,

parametrii aerului din camera de coacere (umezeala relativă, viteza, direcţia de

deplasare şi temperatura aerului).

Parametrii operaţiei de coacere a biscuiţilor sunt:

- faza întâi - temperatura de 160-170CC şi umezeala relativă a aerului

de 40-70%, la o durată de coacere de l min;

- faza a doua (viteză de evaporare a apei constantă) – temperatura

maximă 30Q-350°C şi umezeala relativă a aerului 5-10%,

- faza a treia (ultimul minut de coacere când viteza de evaporare a

apei scade) - temperatura de 180-200°C, umezeala relativă a aerului

de 10-15%.

Prin aplicarea acestui regim de coacere pe zone distincte de temperatură şi

umezeală relativă a aerului, durata de coacere a biscuiţilor glutenoşi se reduce

la 2 -3 min, iar pentru biscuiţii zaharoşi l ,5-2 min.

Modificările ce au loc în aluatul de biscuiţi în timpul coacerii sunt:

modificarea temperaturii şi umidităţii aluatului;

110

modificări fizico-chimice ale aluatului;

- descompunerea rapidă a carbonatului de amoniu în amoniac,

dioxid de carbon şi apa, care se elimină total din aluat la

sfârşitul coacerii;

- gelatinizarea parţială a amidonului fainii de grâu ;

- coagularea substanţelor proteice;

- creşterea volumului aluatului prin acumularea de

dioxid de carbon, rezultat la descompunerea

bicarbonatului de sodiu ;

- formarea culorii cojii (auriu până ia galben);

- micşorarea cantităţii de hidraţi de carbon datorită caramelizării (în

special în cazul aluatului zaharos) zaharurilor reducătoare şi

a zaharozei;

- scăderea cantităţii totale de grăsimi;

- scăderea alcalinităţii, datorită volatilizării amoniacului format la

descompunerea carbonatului de sodiu.

Instalaţiile de coacere a biscuiţilor diferă între ele în funcţie de sistemul de

încălzire a camerei de coacere, combustibilul folosit, modul de aşezare a biscuiţilor

(pe tăvi sau direct pe vatră).

Cuptoarele moderne de coacere a biscuiţilor au funcţionare continuă şi sunt

formate dintr-un tunel încălzit, în care aluatul se deplasează mecanic de la un

capăt la altul, în timpul prescris pentru coacere.

O metodă modernă de încălzire a cuptoarelor de biscuiţi se bazează pe

utilizarea energiei electrice ca sursă de căldură. Comparativ cu combustibilii

convenţionali, încălzirea cuptoarelor cu energie electrică prezintă multe

avantaje printre care, îmbunătăţirea calităţii şi igienei produselor şi, uneori,

reducerea cheltuielilor de investiţie şi producţie.

Pentru transformarea curentului electric în energie termică, la încălzirea

cuptoarelor pentru biscuiţi, se folosesc sistemele prin rezistenţe electrice, cu

raze infraroşii ş.a.

Cuptoarele încălzite cu raze infraroşii se pretează cel mai bine la coacerea

biscuiţilor, deoarece au o putere de pătrundere a căldurii suficientă pentru

grosimea acestor produse. La aceste cuptoare se folosesc radianţi de raze

111

infraroşii de ceramică sau becuri. Astfel de cuptoare funcţionează cu bune

rezultate de mulţi ani şi sunt răspândite în ţările în care costul energiei electrice

este inferior costului altor combustibili.

4.2.6. Răcirea, ambalarea şi depozitarea biscuiţilor

După scoaterea din cuptor, biscuiţii sunt răciţi până la temperatura mediului

ambiant (~ 20°C), operaţie necesară pentru evitarea râncezirii grăsimilor conţinute

de biscuiţi şi pentru a putea trece biscuiţii imediat la operaţiile de ambalare sau

finisare (în cazul biscuiţilor umpluţi), ambalare şi depozitare.

Pentru evitarea degradării calităţii biscuiţilor se recomandă ca răcirea să

se facă ia temperatura aerului de 30-40°C, viteza de 2,5 m/s şi umezeala relativă

de 70-80%. Nu se admite răcirea produselor cu aer rece deoarece aceasta

poate conduce la crăparea biscuiţilor.

Operaţia se realizează într-un tunel de răcire în care se insufla aer rece (pe

la partea superioară sau inferioară), timpul de răcire depinzând de numărul de

puncte de suflare, intensitatea si temperatura curentului de aer (în medie 5-10

min.).

La depozitarea biscuiţilor, după ambalare, se au în vedere menţinerea calităţii

biscuiţilor în ceea ce priveşte gustul, consistenţa, frăgezimea, culoarea şi

forma acestora.

Parametrii spaţiilor de depozitare trebuie să fie cuprinşi între temperaturile

18-20°C şi umezeala relativă a aerului 65-70%.

In ultimii ani, în ţara noastră s-au construit fabrici de biscuiţi prevăzute

cu linii de fabricaţie mecanizate.

CAP. 5. TEHNOLOGIA ZAHĂRULUI

Complexitatea operaţiilor fizice, chimice şi fizico-chimice din industria

zahărului are drept scop crearea condiţiilor optime pentru extragerea zaharozei

din materia primă şi cristalizarea acesteia cu un randament ridicat.

112

După recepţia sfeclei de zahăr la fabrică, aceasta este supusă în continuare

următoarelor faze tehnologice principale:

Pregătirea sfeclei în vederea extragerii zahărului

Extragerea zahărului din tăiţeii de sfeclă

Purificarea zemii de difuzie

Concentrarea zemii subţiri

Fierberea şi cristalizarea zahărului

Aceste faze tehnologice principale, la realizarea cărora mai contribuie o

serie de operaţii secundare - obţinerea varului şi a gazului de saturaţie necesare

pentru purificarea zemii de difuziune, condiţionarea şi depozitarea zahărului –

conduc la obţinerea unui zahăr de calitate superioară caracterizat prin

granulaţie, coloraţie, conţinut de zaharoză.

Schema tehnologică de obţinere a zahărului este prezentată în fig, 36.

113

SFECLÃ DE ZAHÃRRecoltare mecanizatã - decoletare - dislocare - curãtire pãmânt - încãrcare mijloc de transport

Transport la fabricã

Receptie cantitativã si calitativã

Descãrcare

Separare impuritãti Depozitare

Spãlare

Tãiere

TÃITEI DE SFECLÃ

Plasmoliza (t>70oC)

DifuzieAPÃ

Pregãtirea sfeclei învederea extrageriizahãrului

Extractia zahãrului

ZEAMÃ DE DIFUZIE BORHOT UMED (7% s.u.)

Predefecare

Preîncãlzire

Defecare

Carbonatarea a I-a

Separare nãmol

Presare

BORHOTPRESAT

APÃ DE PRESÃ

La furaje

Purificarea zemii de difizie

ZEAMÃ LIMPEDE I Concentrare de nãmol I

Filtrare control

ZEAMÃ CLARÃ I

Preîncãlzire (97-98oC)

Dedulcire

Zeamã

s.u.>5oBx

Nãmol Apã dulce

s.u.<5oBx

Zeamã limpede Preparare lapte var

114

Carbonatarea a II-a

Separare nãmol

ZEAMÃ LIMPEDE II

Filtrare control

ZEAMÃ CLARÃ II

CONCENTRAT DE NÃMOL

Dedulcire

Zeamã Apã dulce Nãmol

Concentrare (vaporizare)

ZEAMÃ GROASÃ

Fierbere pr. I

Malaxare

Centrifugare

SIROP VERDE(Q=78%)

Fierbere pr. II(Q=77%)

ZAHÃR ALB

Uscare

Rãcire

Sortare

Depozitare

SIROP ALB(Q=88%)

Malaxare-rãcire

Centrifugare

ZAHÃR GALBEN(Q=93%)

Afinatie(Q=87,5%)

Centrifugare

ZAHÃR AFINAT(Q=97%)

MELASÃ(Q=60%)

Cântãrire

Depozitare

SIROP DE AFINARE(Q=78%)

Dizolvare

CLERÃ(Q=97%)

Filtrare-decolorare

Fig. 36 Schema tehnologică de fabricare a zahărului din sfecla de zahăr

115

5.1. PREGĂTIREA SFECLEI ÎN VEDEREA EXTRAGERII ZAHĂRULUI

După cum s-a arătat în primul capitol - Materii prime - materia primă

folosită în industria zahărului din zona temperată o constituie sfecla de zahăr

care, după recoltare, este transportată la fabrică unde se face recepţia cantitativă

şi calitativa.

Sfecla de bună calitate se depozitează pentru o perioadă mai lungă iar

sfecla de calitate inferioară (sfeclă ce a suferit în urma atacului unor boli,

dăunători sau secetă) este dirijată la fabrică pentru o prelucrare cât mai rapida.

Transportul sfeclei. Transportul se face cu mijloace auto sau CFR.

Vagoanele sau autocamioanele cu sfeclă se pot descărca folosind instalaţia

hidraulica Elfa, ce foloseşte energia unui jet de apă cu o presiune de 2,5 - 3 at.

Apa necesară pentru descărcare si transport Ia această instalaţie este de 600 -

800% faţă de masa sfeclei. Ajutajul ce proiectează apa are posibilitatea de a se

roti cu 360° în jurul punctului de articulaţie al său astfel încât jetul de apă

să antreneze sfecla în canalul transportor prin care amestecul de apă şi sfeclă

este condus în canalul colector ce o aduce în fabrică sau pe platformele de

depozitare temporară.

In curtea fabricii sunt amenajate platforme de depozitare a sfeclei, a căror

capacitate permite funcţionarea fabricii cel puţin 2 zile. Platformele, construite

din beton, cimentate la suprafaţă, prezintă pereţi laterali verticali iar fundul lor

este prevăzut cu o pantă de- 10° înspre transportorul hidraulic.

Pe fundul platformei sunt prevăzuţi hidranţi mobili prin care se

orientează asupra sfeclei un jet de apă sub presiune de 2 - 3 at, astfel încât

sfecla să fie preluată din stivă şi orientată în transportorul hidraulic

Pentru realizarea unei viteze de transport de l m/s este necesară o

cantitate de apă de 400 - 700% faţă de greutatea sfeclei, apa refolosindu-se după

decantare şi dezinfectare.

Pe transportorul hidraulic principal se prevede :

un sistem de reglare a cantităţii de sfeclă ce intră în fabrică;

un prinzător de piatră;

un prinzător de nisip;

116

un prinzător de corpuri uşoare pentru îndepărtarea impurităţilor

grosiere pe care le conţine sfecla, protejând astfel cuţitele maşinilor de

tăiat şi asigurând obţinerea unor tăiţei de bună calitate.

Din canalul colector, sfecla este ridicată la maşina de spălat cu unul din

următoarele mijloace : roata elevatoare, pompa MAMUT, pompa de sfeclă.

Roata elevatoare este folosită pentru ridicarea sfeclei la înălţimi de 10- 16 m,

această înălţime depinzând de adâncimea canalului colector şi diametrul roţii.

Pomepele de sfeclă au avantajul ridicării sfeclei la înălţimi mari, înălţimea de

ridicare (20 - 25 m) depinzând de turaţie. Acestea prezintă dezavantajul unei

deteriorări mecanice avansate a sfeclei şi, din această cauză, se recomanda

alegerea acelor pompe ce produc o deteriorare cât mai redusă a sfeclei în

timpul ridicării sale la maşina de spălat.

Pompa MAMUT pentru ridicarea sfeclei este puţin folosită în prezent.

Spălarea sfeclei - curăţirea finală - se face în maşini orizontale sau cu duze.

Maşinile de spălat - formate dintr-o albie deschisă în care se rotesc 2

arbori pe care sunt montate braţe ce asigură înaintarea şi frecarea sfeclei -

sunt compartimentate astfel:

I compartiment - spălarea sfeclei murdare, a noroiului de pe suprafaţa sfeclei;

noroiul se colectează într-un rezervor plasat sub fundul perforat al

compartimentului iar apoi este evacuat;

al II-lea compartiment - eliminarea eventualelor pietre pe care le-ar conţine

sfecla; are rol de prinzător de piatră.

Există posibilitatea ca maşinile de spălat să fie dotate cu un al treilea

compartiment, ce joacă rol de colector de nisip şi pietriş mărunt.

Trecerea sfeclei dintr-un compartiment în altul se realizează prin

intermediul unor palete de construcţie specială, care o preiau din

compartimentul în care sunt montate şi o aruncă în următorul.

Cantitatea de apă necesară spălării este de 40 - 50% din greutatea sfeclei, iar

circulaţia apei este în contracurent cu sfecla, astfel încât apa proaspătă spală

mai întâi sfecla mai curată şi apoi cea murdară.

Amestecul sfeclă/apă este apoi trecut pe un grătar ce are roiul de a

separa apa antrenată sau pe un transportor hidraulic dotat cu un sistem

mecanic de îndepărtare a apei. Dacă nu se îndepărtează apa din sfeclă, aceasta

117

poate ajunge în tăiţei, în proporţie de 10% faţă de masa acestora, şi falsifică

bilanţul zahărului prin cântărirea sfeclei la intrarea în fabricaţie (rezultă un

randament de extracţie a zahărului mai mic decât cel real).

În fabricile moderne, spălarea sfeclei se execută într-o secţie separată de

fabrică pentru evitarea condensării vaporilor de apa pe utilaje şi a pătrunderii

în fabrică a infecţiei odată cu apele de transport şi de spălare.

Transportul sfeclei spălate în fabrică se execută cu o bandă de transport

înclinată, care aduce sfecla la cântărire sau în buncărele maşinii de tăiat.

Prin cântărire se ţine evidenţa sfeclei intrate în fabricaţie de care se

ţine cont ia întocmirea bilanţului zahărului. Procedeele moderne de cântărire

folosesc cântare bandă, ce cântăresc tăiţeii care intră în instalaţia de difuzie şi

înregistrează automat cantitatea lor.

Sfecla este apoi dirijată Sa maşinile de tăiat cu ajutorul unui elevator, un

şnec de sfeclă sau un transportor cu bandă.

Tăierea sfeclei de zahăr este o operaţie importantă în procesul

tehnologic de obţinere a zahărului, prin care se urmăreşte obţinerea tăiţeilor

subţiri în vederea creării condiţiilor de extracţie a zahărului din sucul celular al

sfeclei.

Tăiţeii sunt fâşii de sfeclă, de o anumită lungime şi formă (în secţiune -

formă de V sau jgheab), aprecierea acestora făcându-se cu cifra Silin (cu

valori între 7 -20) ce dă indicaţii asupra grosimii tăiţeilor şi a suprafeţei lor. Cifra

Silin reprezintă lungimea, în m, a 100 g tăiţei.

Pentru ca procesul de extracţie (difuzie) a zahărului din tăiţei să aibă loc în

condiţii optime, tăiţeii trebuie să îndeplinească câteva condiţii:

să aibă o grosime determinată

tăiţeii prea groşi cer o încălzire mai accentuată, prezintă distanţă

mare de difuzie, reduc viteza de difuzie şi, în concluzie, necesită un timp

de difuzie mai lung sau un sutiraj mai ridicat pentru a obţine aceeaşi

extracţie ca cea din tăiţeii mai subţiri.

Sutirajul reprezintă raportul între greutatea zemii de difuzie extrase şi

greutatea sfeclei din care aceasta rezultă, exprimat în %. Se calculează în funcţie

de conţinutul de zahăr al sfeclei (digestia), de pierderile de zahăr la difuzie şi

de conţinutul de zahăr al zemii extrase:

118

unde : D - digestia sfeclei (% asupra sfeclei);

p - pierderile de zahăr înregistrate la difuzie, în % ;

Zz - conţinutul de zahăr al zemii de difuziune, în %.

tăiţeii prea subţiri dau greutăţi la separarea zemii din difuzoare prin

înfundarea sitelor, datorită tasării lor. De asemenea, la obţinerea

tăiţeilor subţiri se distrug mai multe celule şi soluţia extrasă rezultă cu

puritate mai mică;

să prezinte o suprafaţă neteda,

să fie uniformi, iar forma trebuie să asigure o bună spălare a

lor cu zeamă pe toate părţile în aparatul de difuzie şi o anumită

rigiditate a tăiţeilor în condiţiile de extracţie (tăiţeii mai scurţi şi

mai rigizi asigură o circulaţie mai buna a zemii decât cei lungi şi

moi;

să aibă o formă lungă şi să u conţină terci şi rebuturi - forma

obişnuită a tăiţeilor de sfeclă este de jgheab, care prezintă o mare

rezistenţă la tasare, suprafaţă maximă de contact între zeamă şi

tăiţei şi rezistenţă mică la trecerea zemii; cantitatea de rebuturi

trebuie să fie mai mică de 3% raportat la greutatea tăiţeilor.

Toate aceste condiţii calitative, pe care tăiţeii trebuie să le îndeplinească, se

realizează numai printr-o aranjare şi reglare bună a cuţitelor în maşinile de

tăiat.

Pentru a realiza forma de V a tăiţeilor în secţiune, cuţitele au gura în

formă de zigzag. În funcţie de modul de obţinere, cuţitele pot fi de două tipuri :

cuţite frezate - tip Cizek şi Konigsfeld - care, pentru obţinerea

tăiţeilor în formă de V presupune succesiunea cuţitelor unul după altul,

exact în aceeaşi poziţie pe suprafaţa sfeclei care se taie. Se obţin doar 45%

tăiţei cu secţiunea în formă de V;

cuţite ştanţate - cuţite Goller - confecţionate din tablă de oţel de

compoziţie specială; se montează decalat unul faţă de cel consecutiv, cu o

distanţă egală cu 1/2 din deschiderea dintre 2 maxime consecutive pentru a

obţine tăiţei în formă de V.

119

Ambele tipuri de cuţite se construiesc în două variante :

- nr. l - un dinte complet în stânga

- nr. 2 - un dinte complet în dreapta pentru a obţine tăiţei în formă de V.

Caracteristicile cuţitelor folosite depind de calitatea sfeclei şi de instalaţia

de difuzie folosită, iar tipul cuţitelor determină lungimea optimă a tăiţeilor.

Aceste cuţite sunt montate în dispozitive speciale, denumite portcuţit,

prevăzute pe discul orizontal al maşinii de tăiat sfeclă.

Datorită prezenţei acestor dispozitive, cuţitele pot fi schimbate rapid.

Maşinile de tăiat se pot împărţi în trei grupe, în funcţie de tipul

sistemului de tăiere:

maşini centrifugale - cuţitele sunt montate fix în pereţii unui cilindru

vertical iar sfecla se mişcă pe suprafaţa interioară a acestuia, fiind presată pe

cuţite de forţa centrifugă;

maşini cu disc - sistemul de tăiere îl constituie un disc rotitor (mobil)

pe care sunt montate cuţitele., iar sfecla stă relativ fixă pe acest disc ;

maşini cu tambur orizontal - cuţitele sunt montate pe pereţii unui

tambur orizontal, iar sfecla este menţinută relativ fixă în interiorul tamburului cu

ajutorul unui dispozitiv special.

La ora actuala sunt larg folosite maşinile centrifugale şi cele cu tambur

orizontal.

Toate tipurile de maşini de tăiat trebuie să corespundă următoarelor cerinţe :

• productivitate ridicată;

• siguranţă în exploatare ;

• să asigure calităţi superioare tăiţeilor;

• exploatare uşoară şi remont;

• posibilitate de reglare a productivităţii.

5.2. EXTRAGEREA ZAHĂRULUI

Scopul extracţiei este de a obţine cât mai mult zahăr dintr-o sfeclă dată

sub formă de soluţie.

120

Procesul de difuzie a fost introdus în industria zahărului de Robert în anii

1864- 1865.

Zaharoza se găseşte în sfeclă în sucul celular. Sucul, bogat în zaharoză, se

găseşte în vacuolele celulelor de ţesut parenchimatos. Aceste vacuole se măresc

pe măsură ce sfecla se maturizează, ajungând să ocupe aproape tot interiorul

celulei.

Mărindu-se, vacuola împinge protoplasma către periferia celulei, izolându-

se astfel sucul de membrana celulară care este permeabilă (fig. 40).

121

Fig. 40. Plasmoliza celulei de sfeclă

1- membrană; 2- protoplasma; 3- vacuola, 4- nucleu; 5- spaţiu intercelular

Protoplasma sau citoplasmă nu este permeabilă decât pentru apă, zaharoză şi restul

substanţelor putând să o traverseze numai după o denaturare termică, numită impropriu

plasmoliză. Sub acţiunea căldurii, peste temperatura de 70 °C, are loc coagularea substanţelor

proteice ale protoplasmei iar membrana îşi pierde semipermeabilitatea, denaturându-se.

Viteza de denaturare a ţesuturilor rădăcinii de sfeclă depinde de temperatură.

Temperaturi mai mari de 80 °C nu sunt recomandate deoarece duc la modificări nedorite în

pereţii celulari.

Zahărul dizolvat în sucul celular se poate extrage şi prin deschiderea mecanică a

celulelor la maşina de tăiat sfeclă, însă proporţia acestor celule este redusă (~ 10%).

Extragerea zahărului din tăiţeii de sfeclă are loc prin mecanismul complex al difuziei, în

două etape :

migrarea zaharozei din interiorul celulelor în spaţiul intercelular şi de aici către

interfaţa solid-lichid, proces ce are loc la t = 75 - 80°C şi care poate fi denumit

impropriu plasmoliză;

trecerea zaharozei de la interfaţa solid-lichid în faza lichidă, aceasta fiind etapa

caracterizată de un gradient de concentraţie şi de natura curgerii lichidului de extracţie - faza

de difuzie.

Circulaţia lichidului de extracţie raportat la tăiţei este în contracurent, urmărindu-se ca

zeama de difuzie cu concentraţie ridicată sa vină în contact cu tăiţeii ce conţin o cantitate

mare de zahăr astfel încât, atunci când părăseşte instalaţia de difuzie, zeama să treacă peste

tăiţeii proaspăt introduşi.

În acelaşi timp, pe măsură ce concentraţia în zahăr a tăiţeilor scade, ei vin în contact cu

zeamă de difuzie de concentraţie din ce în ce mai mică, în momentul părăsirii instalaţiei

aceştia venind în contact cu apa proaspătă.

122

In figura 42 este redat schematic principiul difuziei în contracurent, prin acest sistem

realizându-se o diferenţă de concentraţie între zeama de difuzie şi materia primă pe parcursul

întregii instalaţii.

Fig. 42. Schema de principiu a difuziei în contracurent

Principalele avantaje ale extracţiei în contracurent sunt:

folosirea unei cantităţi mici de apă ( ~ egală cu cantitatea de sfeclă supusă extracţiei);

consum redus de căldură ta obţinerea zahărului în instalaţia de vaporizare, datorită

concentraţiei zemii de difuzie.

Prin difuzie se înţelege fenomenul de trecere liberă a moleculelor unor substanţe

dizolvate către acea parte a soluţiei unde concentraţia este mai scăzută, până ce în toată

cantitatea de soluţie se obţine aceeaşi concentraţie.

Procesul de difuzie, în ansamblul, este influenţat de următorii factori :

• calitatea materiei prime - sfecla trebuie să fie de bună calitate, proaspătă, să nu fi fost

îngheţată, să nu aibă o structură lemnoasă, să nu fie atacată de microorganisme şi să fie ajunsă

la maturitate tehnologică în momentul recoltării; sfecla vestejită, cu structură lemnoasă la

tăiere, dă un procent ridicat de sfărâmături şi tăiţei de formă necorespunzătoare; sfecla

recoltată înainte de vreme necesită un timp mai mare de extracţie datorită unui coeficient de

difuzie a zaharozei mic; sfecla atacată de microorganisme sau dezinfectată necorespunzător

poate provoca apariţia de focare de infecţie în instalaţia de difuzie, aceasta ducând la pierderi

importante de zaharoză;

• calitatea tăiţeilor - pentru a asigura o suprafaţă de contact cu zeama de difuziune cât mai

mare şi o circulaţie normală a zemii de difuzie, tăiţeii trebuie să fie cât mai lungi, subţiri şi

rezistenţi la rupere;

• calitatea apei folosite pentru difuzie - deoarece la difuzie se utilizează apa de la condensator

şi condensatul, a căror alcalinitate (datorată amoniacului dizolvat) afectează difuzia prin hidroliza

protopectinei din pereţii celulari şi, deci, cu influenţă asupra filtrării nămolului şi a purificării

123

zemii, este necesară ajustarea pH-ului la 5,6 - 6,0 prin adaos de bioxid de sulf, acesta având şi

efect sterilizant,

• temperatura - are următoarele efecte asupra procesului de difuzie :

- prin încălzirea iniţială a tăiţeilor se produce plasmoliza celulelor favorizând difuzia

zahărului din celule în exterior;

- creşterea temperaturii conduce la scăderea vâscozităţii soluţiei şi la accelerarea

vitezei de deplasare a moleculelor în soluţie;

~ sterilizarea zemii (în cazul unor temperaturi ridicate, mai mari de 70°C

microorganismele sunt distruse) ;

durata difuziei - este cuprinsă între 60 - 100 minute, variind în funcţie de tipul de

instalaţie; depăşirea timpului normal de lucru conduce la scăderea purităţii zemii de

difuzie prin creşterea cantităţii de nezahăr ce trece în zeamă;

sutirajul - cantitatea de zeamă de difuzie extrasă în raport cu greutatea sfeclei - este

cuprins între 105 - 130%. Acesta influenţează pierderile de zahăr în borhot astfel un sutiraj

mare = pierderi mici. Dar sutirajul prea mare (depăşirea valorii maxime) conduce la

obţinerea unei zemi de difuzie prea diluată ce necesită un consum mai mare de energie la

concentrare ;

încărcarea specifică a aparatelor de difuzie - cantitatea de tăiţei, Kg, corespunzătoare

la l hl de volum util al aparatului - depinde de tipul de aparat şi are valori cuprinse între 60

- 70 Kg/hl. Nerespectarea încărcării specifice are ca rezultat creşterea pierderilor de zahăr

în borhot şi micşorarea productivităţii instalaţiei;

activitatea microorganismelor -determină pierderi de zahăr nedeterminate (de 0,1- 0,2%

din masa sfeclei prelucrate) în instalaţia de difuzie, prin consumarea zahărului, şi producerea

proceselor de fermentaţie.

Microorganismele ajung în instalaţia de difuzie prin una din următoarele căi: odată cu sfecla ce vine infectată de la recoltare;

cu apele de transport, de spălare sau cu apa de difuzie, mai ales când se foloseşte

apa de la presele de borhot,

cu resturile de tăiţei care rămân pe transportoare şi jgheaburile de alimentare,

şi pentru combaterea infecţiei se aplică următoarele măsuri:

menţinerea unei igiene riguroase în secţie ;

tratarea apei de transport şi spălare cu clor în cantitatea suficientă;

dezinfectarea sfeclei înainte de tăiere ;

curăţirea maşinilor de tăiat şi aburirea lor cel puţin o dată pe schimb;

dezinfectarea apei de difuzie ;

menţinerea temperaturii în difuzoare la min. 60 °C , -dezinfectarea instalaţiei o

dată pe schimb cu soluţie de formol 35%.

124

5.3. PURIFICAREA ZEMII DE DIFUZIE

Zeama de difuzie extrasă din instalaţiile de difuzie nu poate fi prelucrată mai departe în

starea în care se află, deoarece :

conţine particule în suspensie iar la încălzire se mai adaugă albuminele coagulate,

acestea trebuind eliminate;

particulele aflate în suspensie împiedică procesul de filtrare prin înfundarea pânzelor de

filtru, lichidul obţinut la filtrare fiind opalescent şi impur;

are reacţie acidă (~ 0,04% CaO) care, la încălzire duce la scăderea randamentului în

zahăr prin invertirea acestuia şi antrenarea zahărului invertit în melasă;

are o culoare închisă care s-ar transmite cristalelor de zahăr;

are capacitate mare de spumare datorită conţinutului de saponine, ceea ce creează

dificultăţi ia concentrare şi împiedică fierberea şi cristalizarea zahărului;

În general, zeama de difuzie conţine o mare cantitate din nezahărul iniţial al sfeclei care

trebuie eliminată din zeamă înainte de concentrare şi fierbere - cristalizare.

În acest scop, se face o purificare a zemii de difuzie obţinându-se o zeamă purificată -

zeamă subţire - care se concentrează şi cristalizează uşor, dând cristale pure şi o cantitate de

melasă mică.

Cu toate că s-au încercat numeroase metode de purificare în decursul timpului, totuşi

metoda clasică de tratare a zemii de difuzie cu CaO şi CO2 este cea mai eficientă.

Procedeele care mai pot fi utilizate la purificarea zemii de difuzie sunt schimbul ionic,

electrodializa sau osmoza inversă însă, datorită costurilor ridicate, doar procedeul prin schimb

ionic este utilizat ca o purificare suplimentară a zemii de difuzie după procedeul de purificare

calco-carbonic.

Purificarea calco-carbonică se poate realiza în mai multe etape, conform schemei :

Predefecarea urmăreşte precipitarea şi coagularea nezahărului, care poate trece în

stare insolubilă în prezenţa varului.

Defecarea are scopul de a suplimenta varul adăugat, care se va transforma în CaCO3

şi va favoriza filtrarea

'Carbonatarea I-a realizează o purificare suplimentară a zemii prin adsorbţia unei părţi

din nezahărul dizolvat, mai ales a substanţelor colorante şi a zaharurilor de calciu, la suprafaţa

particulelor de carbonat de calciu.

Carbonatarea a II-a are scopul de a îndepărta cât mai complet posibil varul şi, în

general, ionii de calciu, sub formă de CaCO3, care este practic insolubil în condiţiile realizării

operaţiei.

125

Predefecarea Prin tratarea zemii de difuzie cu 0,15 - 0,35% CaO are loc coagularea

rapidă şi masivă a coloizilor. Coagularea este maximă când se atinge pH-ul optim al zemii

predefecate (10,8 - 11,2), respectiv atingerea punctului izoelectric al coloizilor (constituiţi din

proteine, pectine, saponine, araban, galactan, dextran; levan).

Pentru operaţiile ulterioare purificării este necesar ca toţi coloizii sa treacă prin punctul

izoelectric pentru a coagula, deoarece prin rămânerea lor în zeamă ar produce mari dificultăţi la

filtrare, decantare, cristalizare etc.

Cantitatea de precipitat coloidal care se formează la predefecare reprezintă 0„5 - l% din

cantitatea de zeamă.

Procedeele de realizare a predefecării variază în funcţie de modul de adăugare a

varului, temperaturile de lucru, modul şi cantităţile de reluare a precipitatului de CaCO3.

Cele mai uzuale procedee de predefecare sunt:

predefecarea simplă sau optimă (Spengler, Botger);

predefecarea prin adaus progresiv de var (Kartaşov, Dedek, Vasatko);

predefecarea progresivă prin tratarea zemii de difuzie cu zeamă predefecată

(Briegel-Mulier, Naveau).

Predefecarea simplă sau optimă se bazează pe principiul tratării zemii de difuzie, la

temperatura de 30 - 40 °C, dintr-o dată cu toată cantitatea de var necesară atingerii pH-ului

optim de 10,8-11,2.

Predefecarea progresivă (Briegel-Mulier) se bazează pe principiul tratării zemii de difuzie

în contracurent cu zeama predefecată, realizându-se condiţii optime de coagulare si adsorbţie

pentru fiecare categorie de coloizi din zeamă.

Aparatul de predefecare progresivă, cu funcţionare continuă este împărţit în mai multe

compartimente, în care zeama (cu pH ~ 6) circulă în sensul creşterii pH-ului, în ultimul

adăugându-se cantitatea de lapte de var necesară a se atinge pH-ul optim final. Faptul că

pectinele şi proteinele zemii au tendinţa de a adsorbi anioni din soluţie, datorită unei diferenţe de

potenţial dintre coloizi şi cristalele de carbonat, a contribuit la diversificarea schemelor de

purificare prin: recircularea de zeamă tulbure de la carbonatarea I-a; recircularea zemii de

carbonatarea I-a suprasaturată; reluarea nămolului concentrat de la decantare sau chiar a

nămolului diluat de la filtre-presă.

În figura 45 se prezintă variaţia pH-ului în timpul predefecării progresive într-un aparat

cu 7 compartimente, din care se observă atât creşterea pH-ului zemii de difuzie în funcţie de

cantitatea de lapte de var adăugată, cât şi variantele de recirculare prezentate mai sus.

126

Fig. 45. Variaţia pH-ului în timpul predefecării progresive

o Defecarea, în cazul unei defecări energice a zemii predefecate, care constă în :

adaosul varului (CaO) în zeamă la 20 - 30 °C în cantitate de 1,5-2%

încălzirea şi menţinerea amestecului la 75 - 85 °C, timp de 10-15min. se

realizează următoarele efecte;

precipitarea compuşilor din zeama de difuzie, care reacţionează cu ionii de Ca2+ şi

OH- ;

distrugerea substanţelor termolabile (substanţe reducătoare şi amide);

crearea condiţiilor ca la carbonatare să se formeze o masă absorbantă de cristale

de CaCO3 ce ajută la filtrarea zemii carbonatate ;

sterilizarea zemii prin acţiunea varului asupra majorităţii microorgansimelor.

Reacţiile importante ce au loc la defecare sunt:

• descompunerea invertului şi saponificarea amidelor : glutamina, asparagina, oxamida, cu

formarea sărurilor de calciu şi eliberarea amoniacului;

• formarea acidului oxalic din substanţele oxalogene, cu punere în libertate a bazelor (KOH,

NaOH) ce formează alcalinitatea naturală a zemii purificate;

• peptizare parţială a complexului proteine - pectine sub influenţa concentraţiei ridicate a ionilor OH-

şi în prezenţa zaharozei şi creştere a gradului de dispersie al particulelor din faza solidă.

Se ştie că substanţele pectice ajung în zeama de difuzie dacă nu se lucrează corect la difuzie

şi zeama conţine pulpă fină de sfeclă în suspensie.

La defecare, acidul pectic, rezultat din hidroliza pectinei sub acţiunea varului, dă pectatul de

calciu, un compus gelatinos care, împreună cu arabanul - ce nu este descompus de var - provoacă

foarte mari greutăţi la filtrare.

La defecare sunt descompuse şi albuminele coagulate la predefecare, ele fiind transformate în

albumoze şi peptone.

127

Factorii ce influenţează operaţia de defecare sunt:

regimul optim de temperatură - este de 70 - 85 °C, aceste temperaturi asigurând o

desfăşurare relativ rapidă a reacţiilor de descompunere şi o distrugere a zaharozei neînsemnată;

durata defecării variază în funcţie de temperatură astfel; 15 min/70 - 75 °C;5-

10min./75-85°C;

alcalinitatea. şi sărurile de calciu de la defecare. Alcalinitatea zemii filtrate de la

defecare se datorează prezenţei în ea a Ca(OH)2 şi NaOH ce apar din reacţiile de precipitare. De

asemenea, în soluţie se formează o serie de săruri de calciu solubile şi se află zaharoză liberă sau ca

zaharat de calciu, potasiu, sodiu, care, la un loc, participă la alcalinitate.

La conducerea operaţiei de defecare, în practică trebuiesc respectate 3 etape :

• adăugarea varului - care se realizează înainte de încălzirea zemii datorită solubilităţii

mai mari a acestuia la temperaturi scăzute;

• încălzirea zemii la temperatura de defecare,

• menţinerea zemii în condiţiile de temperatură şi pH pentru desfăşurarea cât mai

completă a reacţiilor.

În practică, pentru a evita pericolul de peptizare a coloizilor se folosesc defecatoare

verticale, cu fundul în formă de trunchi de con, prevăzute cu dispozitive de amestecare sau cu

instalaţii interioare de circulaţie forţată.

La defecare, ca şi la predefecare, se utilizează oxid de calciu (sub formă de lapte de var.

Aceasta prezintă următoarele avantaje :

- laptele de var se obţine uşor, în instalaţii simple;

- concentraţia de Ca(OH)2 constantă;

- se pot separa mai uşor impurităţile (nisip, pietriş) ;

- se poate doza mai uşor.

Dozarea se face în mod automat, în funcţie de cantitatea de zeamă predefecată sau

de zeamă brută.

Carbonatarea I-a. Scopul acestei operaţii tehnologice este de a precipita

excesul de var adăugat la defecare sau în timpul carbonatării sub forma carbonatului de

calciu, ce constituie agent de purificare (prin adsorbţie) şi adjuvant de filtrare.

Pentru a îmbina cele două roluri ale CaCO3 (ele fiind diametral opuse) este necesar ca la

carbonatare să se menţină un pH scăzut (reduce gradul de ionizare al CO 2), aceasta realizându-

se prin recirculare de zeamă saturată sau prin defeco-carbonatare simultană.

Menţinerea unui pH optim (care este egal cu cel de la predefecare) este necesară,

deoarece coagulul coloidal obţinut la predefecare trebuie să găsească în zeamă condiţii

optime de coagulare pentru a nu peptiza, până când ajunge la separare prin decantare şi

filtrare sau filtrare. Zeama defecată este tratată, pentru saturaţie, cu gaz provenit de la cuptorul

128

de var, care conţine 26 - 34% CO2, până la alcalinitatea de 0,06 - 0,10% CaO, corespunzătoare pH-

ului optim de 10,8-11,2.

Regimul de lucru la carbonatarea I-a se desfăşoară la următorii parametrii:

temperatura zemii - 85-95 °C ;

durata procesului de saturare - ~ 8 minute ;

concentraţia CO în gazul de saturaţie - 26 - 34% ;

pH-ul final al zemii saturate este cuprins între 10,8-11,2.

Nerespectarea acestor parametri conduce la modificarea caracteristicilor zemii, respectiv

scăderea vitezei de filtrare şi creşterea coloraţiei zemii, precum şi o spumare abundentă şi

necesitatea măririi duratei de carbonatare.

Zeama clară obţinută la carbonatarea I-a trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

varul şi nezahărul să fie precipitat şi coagulat cât mai complet;

să prezinte o bună viteză de sedimentare;

să prezinte o viteză de filtrare bună,

precipitatul să aibă o structură granulară cu densitate mare,

zeama filtrată să fie limpede, deschisă la culoare.

În practică, parametrii urmăriţi la controlul operaţiei sunt :

alcalinitatea zemii, care trebuie să se situeze între 0,08-0,1% CaO;

viteza de sedimentare ;

capacitatea de filtrare ;

gradul de limpiditate al zemii concentrate ;

puritatea zemii de carbonatarea I-a.

Carbonatarea a II-a. La carbonatarea a II-a are loc precipitarea cât mai

completă a ionilor de calciu rămaşi în zeama filtrată de la carbonatarea I-a, pentru aceasta

reglându-se alcalinitatea zemii la valoarea optimă.

Substanţele nedescompuse în etapele anterioare (substanţele alcalogene, amidele şi zahărul

reducător) se descompun la carbonatarea a II-a, iar substanţele colorate, de tip melanoidinic

formate în etapele purificării, se adsorb pe carbonatul de calciu.

Reacţiile chimice fundamentale ce au loc la carbonatarea a II-a sunt:

• gazul de saturaţie (CO2) reacţionează cu apa ţi formează acid carbonic care

acţionează asupra varului dizolvat, reducând alcalinitatea zemii:

Ca2+(OH)2- + H2

+ / CO32- CaCO3 + H2O

• acidul carbonic reacţionează şi cu hidroxizii alcalini, transformându-i în carbonaţi:

2 K+/OH- + H2/CO32- K2

+/CO32- + H2O

• hidroliza carbonaţilor alcalini, care menţine reacţia bazică a mediului:

K2+/CO3

2-+ H+/OH- KHCO3 + K+/OH-

129

• ionii de calciu şi carbonat formează CaCO3 care precipită:

K2+/CO3

2- + Ca2+/A2- CaCO 3 +2K + /A '

(unde A- este un anion oarecare).

În acest mod, conţinutul de săruri solubile de Ca se reduce, acesta fiind scopul

operaţiei de carbonatare a II-a.

Dacă se continuă carbonatarea la temperaturi mai mici de 100°C, după transformarea

totală a KOH şi NaOH în K2+CO3

2- şi Na2+CO3

2-, rezultă zeamă supracarbonatată (se produc

bicarbonaţi, care sunt mult mai solubili în zeamă decât carbonaţii);

K2+ /CO3

2- + K+/HCO3- 2 K+/HCO3

-

Ca2+/CO32- + K+/HCO3

- Ca2+/(HCO3)2-

In acest fel conţinutul de săruri solubile de calciu începe să crească. Regimul de

lucru la carbonatarea a II-a este următorul:

* temperatura - 95 - 96 °C :

* durata operaţiei - 5 - 10 min. ;

* pH optim - 9 - 9,5 ;

* alcalinitate - 0,01 - 0,02% CaO.

Datorită calităţii inferioare a sfeclei sau dacă procesul nu este condus corect -

temperatură prea ridicată, durată mai mare, apă de difuzie cu pH necorespunzător-, în zeamă

trec cantităţi mari de pectine s zahăr invertit, compuşi cu azot, care se combină cu calciul,

îngreunând astfel eliminarea corespunzătoare a sărurilor de calciu.

Rezultă astfel că, procesul de îndepărtare a calciului cu ajutorul CO 2 în timpul

carbonatării a II-a este complex, reacţiile ce au loc depinzând de compoziţia zemii şi de prezenţa

zahărului.

În timpul procesului de carbonatare a II-a se urmăresc următorii parametrii:

* pH-ul - se verifică permanent pentru menţinerea unei valori optime de pH acesta

fiind dependent de calitatea sfeclei;

* conţinutul minim de săruri de calciu din zeama de carbonatarea a II-a – se

reglează automat ;

* temperatura.

Zeama clară obţinută ia carbonatarea a II-a are o puritate de 86 - 95%, în funcţie de

calitatea sfeclei prelucrate, este transparentă şi are o coloraţie galben-nai. imprimată de produşii

de descompunere ai zaharurilor reducătoare sub acţiunea varului.

5.4. CONCENTRAREA (VAPORIZAREA)

130

Operaţia de concentrare prin vaporizarea apei urmăreşte îndepărtarea, în proporţie cât

mai mare, a apei din soluţia purificată astfel încât separarea prin cristalizare a zahărului să fie

cât mai accesibilă.

Astfel, soluţia purificată se supune fierberii în staţia de vaporizare, unde ea pierde cam 7 -

8 Kg apă/Kg zahăr, ajungând la un conţinut de substanţă uscată de ~ 65%.

Staţiile de concentrare din industria zahărului sunt formate din mai multe aparate, legate

în serie, lucrând ne principiul efectului multiplu, prin aceasta urmărindu-se reducerea

consumului de abur primar în raport cu cantitatea totală de apă evaporată şi a necesarului de

apă de răcire.

În timpul operaţiei de concentrare prin vaporizare, zeama suportă modificări chimice care

sunt cu atât mai mari cu cât timpul de staţionare la temperatură ridicată este mai mare şi cu cât

zeama este mai puţin termostatabilă.

Cele mai importante transformări care au loc în cursul concentrării sunt:

• modificarea alcalinităţii;

• formarea precipitatelor în stare de suspensii sau de cruste;

• descompunerea zahărului şi creşterea coloraţiei.

Staţia de concentrare asigură obţinerea unui sirop cu concentraţie constantă şi adecvată

conducerii cristalizării prin fierbere şi furnizează abur de încălzire pentru diferitele operaţii

tehnologice ale fabricii.

De asemenea, condensatul rezultat poate fi folosit pentru alimentarea cazanelor de abur la

încălzire şi în scopuri tehnologice.

Aparatele de concentrare se caracterizează prin :

* transfer intens de căldură ,

* productivitate specifică mare ;

* descompunere minimă a zahărului :

* consum specific de metal minim/m2 de încălzire ;

* simplitatea construcţiei, comoditate în exploatare şi remont;

* posibilitatea reglării regimului, a amplasării unei suprafeţe maxime într-un aparat la

diametrul optim

5.5. FIERBEREA ŞI CRISTALIZAREA ZAHĂRULUI

Prin fierbere (realizată în aparate vacuum) se urmăreşte evaporarea în mod gradat a apei

din siropul gros rezultat la concentrare, consecinţa fiind că, la un conţinut de substanţă

uscată constant - corespunzător unei stări de suprasaturaţie -, zaharoza din soluţie cristalizează.

131

Pe măsură ce apa din sirop se evaporă are loc creşterea concentraţiei globale în substanţa

uscată (de la 64 - 66% ia 82% şi în final 92,5 - 94% s.u.), ceea ce conduce la creşterea

vâscozităţii amestecului (devenit un amestec de sirop şi cristale) şi la transformarea lui în masă

groasă.

Masa groasă este o suspensie de cristale într-un sirop intercristalin (sirop mamă), ce

conţine toate impurităţile iniţiale din masă, puritatea siropului intercristalin fiind inferioară

purităţii masei fierte.

Siropul mamă, din care nu mai este rentabil să se obţină zahăr prin fierbere şi

cristalizare, se numeşte melasă aceasta fiind caracterizata de un conţinut de s.u. ~ şi -50%

zahăr.

Fierberea se efectuează într-un aparat de vaporizare prevăzut cu spaţiu pentru fierberea

maselor, cameră de încălzire (cu abur) şi un spaţiu de vapori. Conducta de evacuare a vaporilor

este conectată la condensator care este legat la pompa de vid.

Zaharoza este considerată ca fiind o substanţa foarte solubilă în apă : l g apa dizolva 2,19 g

zaharoză la 30°C, comparativ cu numai 0,36g NaCl sau 0,37g KCl.

Solubilitatea zaharozei creşte proporţional cu creşterea temperaturii, aceasta putând fi

exprimată prin coeficientul de solubilitate

Coeficientul de solubilitate, H0, reprezintă cantitatea de zahăr, în Kg. care se dizolvă într-un

Kg de apă la o anumită temperatură :

Într-o soluţie pură, la saturaţie, cristalele de zahăr nici nu se dizolvă, nici nu cresc, pentru

o anumită temperatură şi presiune Dacă presiunea variază, poziţia curbei se modifică. Curba

de saturaţie împarte zona diagramei în două suprafeţe : zona de suprasaturaţie şi zona de

subsaturaţie.

Starea de suprasaturaţie este definită prin raportul dintre concentraţia soluţiei suprasaturate la

temperatura t şi concentraţia soluţiei saturate la aceeaşi temperatură:

Ţinându-se seama de solubilitatea zaharozei s-au realizat curbele de suprasaturaţie

pentru zaharoză, arătându-se zonele de concentraţie pentru diferite temperaturi (fig 46) Soluţiile

de zaharoză saturate au a = l, iar soluţiile suprasaturate α> 1.

132

Fig. 46. Diagrama echilibrului de faze a soluţiilor de zaharoză

Dacă în soluţia de zaharoză se adaugă un al treilea component are loc o modificare a

solubilităţii zaharozei (creşte sau scade) în funcţie de natura şi concentraţia nezahărului adăugat.

Solubilitatea zaharozei în soluţii impure se determină cu ajutorul "coeficientului de saturaţie,

a'", definit prin raportul dintre coeficientul de solubilitate H1 al soluţiei impure la temperatura t şi

coeficientul de solubilitate Ho al soluţiei pure la aceeaşi temperatură t:

α' arată de fapt de câte ori zaharoză este mai solubilă în apă, în prezenţa nezaharurilor, faţă de

soluţiile pure, la aceeaşi temperatură.

Cristalizarea siropului mamă presupune următoarele faze :

• concentrarea până la suprasaturaţia de însămânţare ;

• introducerea centrelor de cristalizare;

• creşterea cristalelor formate, până la obţinerea mărimii dorite ;

• îngroşarea (coacerea) finală a masei groase.

Atingerea zonei labile prin concentrare se poate realiza practic prin 3 tehnici :

aşteptarea, provocarea unui şoc termic sau mecanic şi însămânţarea (introducerea de germeni

cristalini), stabilizarea germenilor formaţi, precum şi alegerea perioadei respective, constituind, în

cea mai mare parte, arta fierbătorului de zahăr. Se utilizează aproape exclusiv însămânţarea.

Cristalul de zaharoză aparţine sistemului cristalin monoclinic sferoidal, fiind caracterizat de 3

axe de simetrie cu intercepte egale, două fiind reciproc perpendiculare, în timp ce a 3-a este înclinată

(fig. 47).

133

Fig. 47. Reprezentarea schematica a cristalului de zaharoză

În timpul fierberii, unele din feţele cristalului de zaharoză pot dispărea datorită depunerii

zaharozei pe feţe.

Pentru creşterea cristalului este necesar ca moleculele de zaharoză din soluţie să se fixeze

în faza cristalină, viteza de cristalizare, K, fiind definită de relaţia:

unde : ΔG - variaţia masei cristalului, mg ;

S - suprafaţa cristalelor, m2;

t - timpul, minute,

şi reprezentând cantitatea de zahăr ce cristalizează într-un minut pe o suprafaţă de 1m2, având

valori diferite, determină variaţia formei şi dimensiunile cristalelor.

Factorii ce influenţează viteza de creştere a cristalelor sunt:

gradul de suprasaturaţie - trebuie menţinut corespunzător pentru a nu apare pericolul

formării spontane de noi centre de cristalizare;

temperatura - prin creşterea temperaturii scade vâscozitatea, favorizând mişcarea

moleculelor de zaharoză către cristale, deci creşte viteza de cristalizare, dar în acelaşi timp

reduce suprasaturaţia;

puritatea - impurităţile împiedică depunerea zaharozei pe cristale; se calculează cu

relaţia :

alcalinitatea - influenţează negativ viteza de cristalizare, rezultate bune obţinându-se cu

siropurile care au reacţie neutră sau slab alcalină;

agitarea siropurilor favorizează mişcarea moleculelor de zaharoză spre cristal şi

reînnoirea continuă a straturilor de sirop din jurul cristalelor;

134

mărimea şi cantitatea de cristale - în siropurile cu cristale mărunte, care au suprafaţă

totală mai mare, viteza de cristalizare, exprimată în Kg/h_ este mai mare,

Siropul primit de la staţia de evaporare este concentrat în aparatele vacuum până la un

grad de suprasaturaţie din zona metastabilă,

În această soluţie se provoacă apariţia centrelor de cristalizare prin însămânţare, care

permite obţinerea unei cristalizări mai uniforme.

Germenii sunt aspiraţi în aparatul de fiert, sub forma unei pudre care conţine numărul de

cristale dorit. Pentru o dispersare bună a germenilor se recomandă formarea unei suspensii

într-un lichid volatil, care nu dizolvă cristale de zahăr (alcool etilic).

În funcţie de mărimea cristalelor de zahăr care urmează să fie obţinute (zahăr cu

granulaţie mare sau mică), numărul germenilor introduşi variază de la 106 - 108/hl masă groasă.

În general, se practică obţinerea unui zahăr cu granulaţie medie.

Când numărul de cristale format este suficient se opreşte formarea în continuare a

cristalelor prin reducerea suprasaturaţiei siropului-mamă, obţinându-se în acest fel aşa-numitul

"picior de fierbere".

Creşterea cristalelor se realizează prin introducerea continuă de sirop, care aduce în

aparat zaharoza necesară dezvoltării germenilor. Apa adusă cu siropul trebuie să fie

evaporată, astfel că siropul-mamă este menţinut la o uşoară suprasaturaţie (α = 1,05 - 1,10),

ceea ce împiedică dizolvarea cristalelor deja formate sau naşterea de noi germeni de

cristalizare,

Deci, în această fază se urmăresc :

menţinerea suprasaturaţiei siropului-mamă la o valoare favorabilă creşterii cristalelor, fără

formarea altora;

introducerea siropului astfel încât evaporarea să fie direct proporţională cu viteza de

depunere a zaharozei pe cristalele existente. In practică, pentru obţinerea unei creşteri rapide a

cristalelor se foloseşte un sirop de puritate ridicată în etapa de însămânţare deoarece, în aceleaşi

condiţii de fierbere, cristalele cresc mai repede la o puritate înaltă a siropului. Siropurile de

alimentare ale aparatelor vacuum trebuie încălzite cu 3 - 6 °C peste temperatura de fierbere a

masei din aparate pentru a preveni supraîncălzirea sau răcirea masei şi afectarea suprasaturaţiei.

Pe măsura cristalizării treptate a zahărului, puritatea siropului-mamă scade şi aparatul se

umple cu o suspensie de cristale într-un sirop-mamă care poartă denumirea de masa groasă.

Îngroşarea finală sau "coacerea" masei groase constituie ultimul stadiu al fierberii.

Odată umplut aparatul cu masă groasă se întrerupe alimentarea cu sirop şi se concentrează

masa până la o concentraţie de 92 - 92,5 °Bx. De asemeni, în afară de respectarea concentraţiei

trebuie urmărită şi puritatea siropului intercristalin, respectiv scăderea purităţii realizate prin

fierbere.

135

In cazul concentrării finale se are în vedere ca masa să nu stagneze pentru a nu favoriza

formarea de conglomerate sau nuclee "false" de cristale.

Pentru atingerea purităţii cerute a zahărului, soluţia-mamă nu poate fi epuizată complet într-

o treaptă de cristalizare. Conţinutul de cristale al maselor de produse este corelat cu puritatea

şi conţinutul lor de substanţa uscată.

Când fierberea este gata, masa groasă se descarcă în malaxorul situat sub aparatul de

fiert şi temperatura scade repede cu 5 - 6 °C, ceea ce corespunde la o creştere a suprasaturaţiei

cu 0,1, creându-se astfel pericolul formării făinii. Pentru prevenirea acestei situaţii se stropeşte

masa cu ~ 0,5% apă încălzită cu 3-5°C peste temperatura masei groase, încât coeficientul de

suprasaturaţie să se menţină între limitele 1,03 – 1,05.

Din malaxor, masa fierbinte se dirijează ia centrifugare, aparatul vacuum pregătindu-se

(spălare cu aburi pentru a îndepărta cristalele rămase) pentru următoarea şarjă.

6 TEHNOLOGIA PRODUSELOR ZAHAROASE

6.1. TEHNOLOGIA FABRICĂRII PRODUSELOR PE BAZĂ DE

MASĂ DE CARAMEL

Principalele produse zaharoase pe bază de masă de caramel sunt bomboanele sticloase care

sunt clasificate în : bomboane numai pe bază de masă da caramel (bomboane neumplute):

bomboane formate parţial din masa de caramel (70-75%) care formează învelişul, interiorul

fiind reprezentat de o umplutură (bomboane umplute). În cazul bomboanelor neumplute, excepţia

o reprezintă bomboanele de lapte, deoarece în compoziţia caramelului există şi lapte.

După gradul de prelucrare a masei de bomboane, bomboanele pot fi cu masă frământată

(sticloasă, vitroasă) sau cu masă trasă (mătăsoasă) După profilul lor bomboanele sunt clasificate

în dropsuri, masate, rolsuri, rocsuri (tabelul 11 ) .

Schema tehnologică de fabricare a bomboanelor pe bază de masă de caramel (sticloase) este

arătată în figura 48. Etapele principale tehnologice la fabricarea bomboanelor pe bază de masa

de caramel sunt următoarele:

• pregătirea materiilor prime şi auxiliare - se face diferenţiat in funcţie de starea

fizică a acestuia. Cele solide (zahărul tos, laptele praf, amidonul) sunt cernute, trecute prin instalaţia

magnetică pentru reţinerea impurităţilor metalice şi apoi solubilizate/ emulsionate. Cele lichide (apa,

siropul de glucoză, laptele integral, siropul de zahăr invert, mierea de albine sunt temperate la 40-

60°C, filtrate şi dozate;

• prepararea siropului şi masei de caramel Siropul de bomboane se prepară prin

încălzirea siropului de zahăr până la 110-112°C după care se adaugă siropul de glucoză cu

temperatura de 110°C şi se continuă fierberea la 116-117°C, până la concentraţia finală (84-

85%). Siropul de bomboane trebuie să fie incolor sau cu o coloraţie slab gălbuie şi să nu conţină

136

cristale de zahăr. Durata de păstrare a siropului de bomboane până la concentrare în vederea

obţinerii masei de caramel, trebuie să fie cât mai mică pentru ca să nu se acumuleze substanţe

reducătoare care influenţează negativ calitatea produselor finite (devin higroscopice, se umezesc şi

se lipesc). Adaosul în siropul de bomboane a unui neutralizant (0,05-0,08% bicarbonat de sodiu)

conduce la diminuarea formării de substanţe reducătoare prin neutralizarea siropului de glucoză

folosit.

137

Tabelul 11

Clasificarea produselor

Criteriul de clasificare Denumire CaracteristiciProporţia masei de caramel

Simple 100% 70-75%

Compoziţia masei de caramel

Fără adaos Cu adaos (bomboane cu lapte)

Fără adaos(cu umplutură)

Adaos de aromatizant, coloranţi, acidulanţi

Acidulate şi neacidulateColorate

NeacidulateNecolorate

NeacidulateNecolorate

Gradul de prelucrare a masei de bomboane, profilul, structura

Dropsuri

Netrase, cu profil mai puţin bombat şi uniforme în secţiune transversală. Amorfe în structură. Trase, cu profil bombat şi uniforme în secţiune transversală, mătăsoase în structură.

Netrase şi traseBomboane cu profil bombat, în forme de figuri geometrice etc.În secţiune transversală se pune în evidenţă învelişul din masa de caramel şi umplutura

Masate Masate, cu profil de tip figurine, cu goluri centrale în secţiune transversală şi structură amorfă-cristalină.

Rolsuri Netrase, cu profil I şi cilindrice î secţiune transversală. Structură amorfă.

Rocsuri Trase sau netrase, cu profil cilindric şi secţiune transversală rotundă, cu desen multicolor.

138

Z A.P G.S. M.A. A.R.C.L.A.C.

U.P.

Preparare solutie zahãr

Preparare sirop Filtrare

Preparare masã caramel

Rãcire-temperare OmogenizareFrãmântare

Tragere masã caramel

Modelare-presare Modelare-presareFormare-divizare

Umidificare Format desen model

Uscare cristalizare

Formarebaton

Formarebaton

Formare baton umplut

Calibrare CalibrareCalibrare

a b c d

h g

ModelareDivizare

Divizare ModelareDivizare

Finisare-Brumare

A.B. Rãcire Împachetare Depozitare-Livrare

h g a b e f c d

e f

Fig. 48. Schema tehnologică de fabricare a produselor pe

bază de caramel

Z -zahăr; A.P. -apă potabilă; G.S. -grăsimi solide; M.A. - materiale de adaos,

AR- aromatizanţi; CL - coloranţi; AC- acidulanţi: UP- umplutura:

AB - ambalaje

139

În legătură cu obţinerea masei de caramel sunt de făcut următoarele precizări;

masa de caramel fierbinte reprezintă un sirop foarte concentrat (98-

99% substanţă uscată), cu aspect de sticlă topită, cu vâscozitate foarte mare;

la răcirea masei de caramel, aceasta capătă o structură vitroasă

(de sticlă), amorfa şi aceasta este posibil numai dacă este prezentă glucoza din

siropul de glucoză şi respectiv glucoza şi fructoza din zahărul invertit. Aceste

monozaharide au rol de anticristalizatori, prin faptul că produc creşterea

vâscozităţii masei de caramel (1012 - 1014 Pa.s) până la o limită în care nu mai

este posibilă mobilitatea moleculelor de zaharoză din masa de caramel. Faza

amorfa (de sticlă), care este o fază metastabilă, se va menţine atâta timp cât

temperatura acesteia, este menţinută sub temperatura de tranziţie a fazei;

calitatea masei de caramel va depinde de condiţiile de concentrare

(temperatura de concentrare, care este dependentă de vidul din aparatul de

concentrare şi durata de concentrare). Pentru a avea o masă de caramel mai

deschisă la culoare, cu o cantitate mai redusă de substanţe reducătoare (la

concentrare cantitatea de substanţe reducătoare creste cu l,5-3% faţă de siropul

care intră la concentrare) este necesar la concentrare să se folosească temperaturi

mai ridicate timp mai scurt (creşte şi productivitatea instalaţiei de concentrare) ;

umiditatea finală a masei de caramel este in funcţie de utilizarea

acesteia : 1-1,5% când este destinată fabricării bomboanelor neumplute şi 2-3%

când este destinată fabricării bomboanelor umplute.

prelucrarea masei de caramel şi a masei de bomboane. Cu

privire la prelucrarea masei de caramel simt de făcut următoarele precizări-

- răcirea masei de caramel este necesară pentru introducerea ingredientelor de

aromatizare, acidulare. colorare. Această răcire se face pe masa rece (răcită ia

10- 20CC cu apă de la reţea) pana la temperatura de 90-70°C. Această

temperatură a masei de caramel nu favorizează invertirea zaharozei prin adaos

de acizi organici (citric). La 70-90°C creşterea cantităţii de zahăr invertit este

< 1% faţă de 2,5-3% cât are loc la 105°C. Temperatura < 90°C favorizează şi

aromatizarea, mai ales dacă se utilizează aromatizanţi cu volatilitate ridicată.

Masa de caramel după introducerea ingredientelor menţionate devine masă de

bomboane ;

140

- menţinerea temperaturii masei de bomboane în vederea realizării unei

vâscozităţi optime pentru frământare se face pe masa caldă;

- frământarea masei de caramel după introducere ingredientelor menţionate

anterior se face în scopul încorporării uniforme a ingredientelor de aromatizare,

acidulare, colorare şi eliminarea aerului. Frământarea se realizează cu diferite

tipuri de maşini prevăzute cu braţe de frământare. Masa frământată este

sticloasa, transparentă;

- tragerea masei de bomboane este o operaţie care se aplică atunci când masa de

bomboane este destinată fabricării unor bomboane neumplute (rocsuri) sau pentru

fabricarea bomboanelor mătăsoase. La tragere se înglobează aer în masa de

bomboane care devine o masă opacă, lucioasa, cu nuanţe mătăsoase şi se asigură

o omogenizare foarte bună a ingredientelor de colorare, aromatizare şi acidulare.

Tragerea este executată de maşini speciale prevăzute cu un organ de lucru care

are un braţ fix şi unul mobil. La maşina în funcţiune, masa de bomboane

este preluată pe rând când de un braţ, când de celălalt fiind întinsă şi împăturită

succesiv ;

- masa de bomboane după frământare, cu sau fără tragere, devine uniformă în

structură, cu consistenţa plastică optimă pentru prelucrarea ulterioară : formarea

batonului, calibrarea fitilului, formarea-modelarea bomboanelor.

pregătirea umpluturilor pentru bomboanele umplute - în tabelul 13

sunt prezentate materiile prime şi operaţiile tehnologice la fabricarea umpluturilor;

împachetarea şi depozitarea în vederea livrării Cu privire la

răcirea şi finisarea bomboanelor sunt de făcut următoarele precizări :

- la răcire, bomboanele devin casante, cu aspect de sticlă solidificată; bomboanele

care nu sunt bine răcite se deformează la atingere;

- finisarea bomboanelor (numai la cele neumplute) constă în realizarea unui strat

subţire de cristale fine de zahăr la suprafaţa acestora în vederea protejării lor

faţă de umezeala relativă a aerului Brumarea se execută prin pulverizarea

bomboanelor într-o maşină de drajat cu un sirop de zahăr cu concentraţie 70-

75% la 30-35°C.

Cu privire la depozitarea bomboanelor pe bază de caramel este necesar

sa se respecte următoarele :

141

să se asigure o ambalare corespunzătoare a bomboanelor care să le

ferească de contactul cu aerul înconjurător deoarece în caz contrar bomboanele

se umezesc şi în funcţie de umezeala relativă a aerului ele pot deveni o masă

fluidă (φ > 90%). Mecanismul de umezire a bomboanelor are loc în

următoarele etape : depunerea vaporilor de apă la suprafaţă; dizolvarea parţială

a masei de bomboane în apa depusă şi formarea unei soluţii saturate de

zahăr la suprafaţa bomboanelor; difuzia apei din soluţia saturată în interiorul

bomboanelor; cristalizarea zahărului din soluţia care s-a suprasaturat ;

se recomandă ca umezeala relativă a aerului în depozit să fie < 75%.

142

Tabelul 13 Fabricarea umpluturilor pentru bomboane sticloase

Tipul de umplutură Materii prime Operaţii tehnologice Regim tehnologic

Fructe Marmeladă Masă de caramel trasă sau netrasăMarc de merePulpă de mere, vişine, zmeură, căpşuni etc.Zahăr tos; sirop de glucoză sau din deşeuri de bomboane

Îngroşarea pastei de marmeladă până la s.u. – 75%, în aparat tip „Universal” sau cazan duplicat deschis.Solubilizarea zahărului şi apoi prepararea pastei prin concentrare în instalaţii sub vid „Universal”.

Substanţa uscată finală – 85-86%Proporţie iniţială marc-zahăr-glucoză: 33/40/27Substanţa uscată finală: 84-85%Conţinut de zahăr invertit: 40-50%

Paste-creme Zahăr pudrăUnt vegetalSubstanţe aromatizante (esenţe, vin, lapte, nuci, menthol, fructe zaharisite)

Omogenizarea zahărului pudră cu untul vegetal, în care s-au introdus iniţial componentele de aromă şi gust.Nucile sunt măcinate şi eventual prăjite

Substanţa uscată: 84-85%

Creme de lapte Zahăr tos, sirop de glucoză, lapte praf, apă, unt de vacă

Solubilizarea zahărului în emulsie de lapte praf şi prepararea siropului.Concentrarea pastei şi apoi temperarea-răcirea ei.

Solubilizarea laptelui în apă caldă: 35-40°CPrepararea siropului la t=110-105°CSubstanţa uscată finală: 82-88%

Sirop de zahăr-lichior Zahăr tos, sirop de glucoză, apă potabilă, alcool, arome, fructe zaharate

Prepararea siropului din zahăr şi glucoză în raport 1:1Aromatizarea şi omogenizarea cu restul de materiale, după răcire.Adăugarea alcoolului 10-30% faţă de zahăr

Temperatura de fierbere: 110-112°C; s.u. = 85-86%Adaos de alcool la 80°.

Miere Zahăr tos, sirop de glucoză, miere, Prepararea siropului de zahăr- Substanţa uscată finală: 85-86%

143

apă potabilă glucoză; la sfârşitul fierberii se adaugă miere şi se omogenizează.

Zahăr invertit – min. 50%

Pralină Sâmburi graşi, zahăr tos, grăsimi vegetale, lecitină, praf de cacao, conservanţi

Prăjirea şi eventual măcinarea samburilorOmogenizarea cu zahăr (pudră) şi finisarea la broeze (mori cu tăvălugi)Omogenizare cu restul de material şi conşarea pastei; temperarea şi răcirea pastei

Proporţia de zahăr: 40-50%Grăsimi: min. 30%Lecitină: max. 1-1.5%Temperatura de prăjire a sâmburilor: 120-140°C

Fondant Zahăr, glucoză sirop, aromatizanţi, coloranţi, acizi

Se prepară un fondant clasic (obişnuit)

Substanţa uscată finală: 88-92% (medie 86%)Temperatura de răcire la fondantiere: 35-40°C

Ciocolată - Formată din masă de ciocolată sau din praline cu un adaos de praf de cacao

Substanţa uscată: 97-96%Grăsimi: 20%

Pentru prevenirea proceselor de fermentaţie şi mărirea stabilităţii umpluturilor, la fabricarea acestora se pot folosi conservanţi alimentari

(benzoat de sodiu în raport: 1g benzoat de sodiu pentru 1kg produs conservat).

144

6.3. TEHNOLOGIA DE FABRICARE A HALVALEI

Halvaua reprezintă un amestec omogen format dintr-o masă de caramel

bătută ca o spumă consistentă şi o pastă din seminţe oleaginoase prăjite şi

măcinate în prealabil. Are o structură specifică fibroasă deoarece masa de

caramel este distribuită sub formă de fire întinse.

Halvaua veritabilă se obţine din seminţe de susan, însă cel mai adesea sunt

înlocuite cu miez de seminţe de floarea-soarelui.

Se fabrică următoarele sortimente : halva simplă, halva desert şi halva cu

adaosuri (cu cacao, cu nuci, cu fructe, cu alune, cu ciocolată în masă, cu înveliş de

ciocolată),

Materialele de adaos sunt : fructe zaharate, pudra de cacao, nuci, migdale,

arahide, cafea etc. Conţinutul acestora poate oscila între 3 şi 5% faţa de masa

produsului.

Pudra de cacao conferă prin prelucrare un amestec "marmorat" în secţiune,

putând fi glazurată şi cu masă din cuvertura de ciocolată.

Fabricarea halvalei din seminţe de floarea-soarelui se face după schema

prezentată în figura 50 şi cuprinde următoarele etape principale :

prepararea tahânului - pasta din miez prăjit şi măcinat fin ;

prepararea halviţei-masă de caramel amestecată şi bătută cu spumă

de ciuin;

prepararea masei de halva- omogenizarea tahânului cu halviţă ;

prelucrarea masei de halva - obţinerea structurii fibroase,

caracteristice.

145

Seminteoleaginoase

Glucozã sirop Zahãr tos Apã potabilã Rãdãciniciuin

PrecurãtireTemperare Preparare sol.

zahãr Mãruntire

Depozitare

Curãtire

Decorticare

Spãlare miez

Prãjire

Rãcire

Mãcinare

OmogenizareRãcire

Tahân

Uscare

Prãjire

Rãcire

MelanjareMãcinare

Finisare

Consare

Ulei vegetal Halva

Halvitã

Batere

Preparare masã caramel

Preparare sirop

SpãlareDecantare

Preparare extract

Filtrare-rãcire

Extractciuin

Materiale de adaos vanilinã

Livrare

Depozitare

Împachetare

Rãcirea mesei

Turnare masã

Frãmântare

Frãmântareomogenizare

Fig. 50. Schema tehnologică de fabricare a halvalei

Indicii de calitate pentru principalele sortimente sunt prezentaţi în tabelul 14.

Tabelul 14 Indicii de calitate ai halvalei

Indicii de calitate Halva simplă şi cu adaos Halva desert Umiditate, % max. 4 4 Zahăr direct reducător, % minim 20 25 Zahăr total (zahăr inverth), % minim 24 43 Grăsimi, % minim 32 30 Cenuşă totală, % max. 2 2

146

In tabelul 15 se arată operaţiile care intervin la prepararea tahânului şi

halviţei şi respectiv prepararea halvalei.

147

Tabelul 15

Operaţiile, mijloacele tehnice şi regimul tehnologic la fabricarea halvalei

Operaţie - fază Importanţa operaţiei - fazei tehnologice Aparatură - maşini utilizate Regim tehnologic Obţinerea tahânului

Precuraţire seminţe floarea-soarelui

Eliminarea impurităţilor din vracul de seminţe Pregătire pentru depozitare

Aspirator-separator Vibroaspirator

Rest impurităţi în vrac: 0,7-1,2% Mărimea ochiurilor de sită: nr. 1- d := 15 --20 mm; nr.2 - d= 10-12 mm; nr. 3-d= 3 mm

Curăţirea finală a vracului

Eliminare impurităţi Pregătire pentru fabricarea tahânului

Vibroaspirator Sita nr. 1: d= 10 mm; sita nr. 2-d= 4 mm; sitanr.3-d= -Rest impurităţi în vrac - 0,3%

Decorticarea-d ecoj irea şi separarea cojilor

Desprinderea cojii de pe miez Separarea cojii

Aparat MIS-50 Rest de coajă în miezul separat : 2-8% Pierderi de ulei în coji: 1,6%

Spălarea miezului Mărirea gradului de puritate al vracului Bazine de spălare-flotaţie Rest de coajă în miez (vrac): max. 3%

Uscarea vracului de miez

Eliminarea surplusului de umiditate Uşurarea operaţiei de prăjire a miezului

Separatoare centrifugaleUscător cu aer cald în pat fluidizant

Umiditate iniţială : 40-60% Umiditate după centrifugare: 28-30% Temperatura agentului cald: 90-UO°C Umiditatea finală: 30%

Prăjirea miezului Reducerea umidităţii Transformări fizico-chimice şi biochimice în masa vracului Modificări de gust, miros şi culoare

Prăjitoare cu tambur Prăjitoare tip Sirocon Prăjitoare cu radianţi ceramici

Reducerea umidităţii până la 1-2% Temperatura finală a produsului: 90-120°C Temperatura agentului termic : 130-150°C

Răcirea miezului prăjit

Evitarea reumectării şi râncezirii miezului Evitarea pierderilor de ulei la măcinare

Instalaţii de răcire cu manta dublă Instalaţii de răcire cu aer condiţionat

Umiditatea produsului : 1,5-2% Temperatura de răcire : 60-65°C

148

Măcinarea miezului prăjit. Baterea

Ruperea ţesuturilor pereţilor celulari şi eliberarea uleiului Realizarea unui grad optim de mărunţire a miezului

Mori cu pietre Melanjoare-colergang Broeze cu 3-5 tăvălugi din oţel Valţuri de măcinare

Temperatura măcinăturii (tahânului): 45-50°CUmiditatea, tahânului : 1,2% Rest de coji : max. 0,3-1% Conţinut grăsimi ; 48-55% în funcţie de soiul seminţelor

Conşarea (în varianta prelucraţii miezului pe cale uscată)

Mărirea gradului de dispersie (mărunţire) a pastei de tahân

Conşe orizontale sau verticale (similare cu cele din liniile de preparare a masei de ciocolată)

Durata conşării (mărunţirii): 60-150min. Temperatura de regim : 60-65°C

Omogenizarea pastei. Răcirea

Completarea cu ulei vegetal până la valoarea optimă în grăsimi Prevenirea efectului de râncezire-colorare

Instalaţii cu agitare şi manta de încălzire/răcire

Temperatura finală : 30°C Durata stocării tahânului : max. 24 ore Conţinutul optim de grăsime în tahân : 65-68%

Obţinerea extractului apos din ciuin (material spumant)Mărunţirea rădăcinilor de ciuin uscat

Uşurarea spălării şi extracţiei de substanţă, activă

Manual Concasoare cu colţi Mori cu ciocănele

Granulaţie: max. 10 mm

Spălare. Decantare apă Eliminarea depunerilor minerale Decantarea apei de spălare-clătire

Vase spălareSite pentru decantare

Temperatura apei : 5Q-60CC Durata de contact înmuiere: 10-20 ore

Obţinerea extractului apos

Extragerea substanţei active prin fierbere în apă

Cazane duplicate cu manta şi agitator

Extract de ciuin-cu densitate de 8-lO°B6(γ = 1,05 la rece)

Filtrare-răcire Eliminarea impurităţilor; recuperare a rădăcinilor pentru o nouă utilizare Prevenirea degradării

Filtre cu site metalice Vase de răcire

Temperatura de răcire ; 25-30°C Durata maximă de conservare- stocare: 24 ore

Prepararea halvitei

Prepararea siropului de Solubilizarea zahărului Aparate duplicate cu Raport zahăr/apă : 3/1

149

zahăr şi glucoza Preconcentrare şi obţinerea, siropului agitator Solubilizator tip Becker, Coolmix, Contimelt

Temperatura de solubilizare; 108-110°C Raport zahăr/glucoza: 1/1 Temperatura de fierbere: 114-116°CSubstanţa uscată a siropului: 85%

Obţinerea masei de caramel

Eliminarea excesului de apăConcentrarea siropului

Aparat cu serpentină şi camera de vidAparate peliculare

Temperatura de fierbere: 125-132°CPresiunea aburului: 8-10 atmSubstanţa uscată finală:95%Substanţa reducătoare: 32-34%

Obţinerea halviţei.Baterea masei spumante

Omogenizarea masei de caramel cu extract de ciuinConcentrarea soluţiei

Aparate de omogenizare şi concentrare (halviţiere)

Temperatura de regim: 105-110°CTimp de omogenizare: 15-20min.Densitatea masei de alviţă: 1,1kg/dm3

Adaos extract ciuin: max. 2%faţă de masa halviţeiTemperatura masei fluuide: 70-80°C

Prelucrarea halviţei. Masa de halva

Omogenizarea componentelor

Omogenizarea masei de alviţă cu tahân şi alte materiale de adaos

Cazane speciale cu o capacitate de pană la 100 l

Temperatura de regim: 80°CRaport de amestec alviţă/tahân: 40/60%Temperatura tahânului: 35-40°CSubstanţa uscată alviţă: 95%

Frământarea Omogenizarea avansată a masei Formarea structurii fibroase

Manual, în vase specialeMecanic (maşină de frământat)

Faza I: 1-2 min. şi temperatura de lucru: 75-80°CFaza a II-a: durata2-3min., temperatura finală 70-60°CFaza a III-a: durata 5-6 min., la prelucrare mecanicăFaza I+II - temperatura: 80-90°C

150

Faza a III-a – temperatura: 80-60°CDurata totală: 7-8 minute

Turnarea masei frământate

Turnarea în forme Tăvi metalice căptuşite cu hârtie pergaminată

Temperatura de turnare: 65-50°C

Răcirea maseiScurgerea uleiului

Răcirea maseiRecuperarea excesului de grăsimi

Rafturi de decantareTăvi colectare

Temperatura aerului din camera de expunere: 10-12°C, φ aer=75%Durata răcirii: 48-72 oreUlei recuperat: 3-5%

Împachetare în vederea livrării

Asigură conservarea produsuluiProtecţie mecanică pe durata depozitării - transportării

Hârtie parafinatăStaniolCutii de carton ceratCutii metalice

Temperatura halvalei la împachetare: 45-50°CUmiditate max. 4%Temperatura depozit: 18-20°C

151

6.8. TEHNOLOGIA PRODUSELOR DE LABORATOR

Produsele de laborator sunt fabricate din sâmburi graşi, zahăr, grăsimi,

aromatizanţi, coloranţi, acidulanţi. substanţe gelifiante, spumante, derivate din lapte,

ouă. În funcţie de consistenţă, produsele de laborator pot fi :

produse cu aspect plastic : masă de pralină, marţipan, nugaua pat pentru

umplutura bomboanelor fondante;

produse cu aspect crocant: grilaje, crocant;

produse cu aspect de gel : bomboane gumate, cachou etc. ;

produse cu aspect spumant, poros bomboane porozate (produse spumoase

uşoare), produse de tip Nuga (produse spumoase grele).

În clasa produselor de laborator mai pot fi clasificate şi masele de lichior,

cremele de lapte.

La baza formării structurii produselor de laborator stau următoarele

fenomene fizice : cristalizarea zaharozei; crista1izarea topiturilor de grăsime;

formarea structurilor amorfe-cristaline din topiturile de zahăr şi grăsimi. Schema

tehnologică de fabricare a unor produse de laborator este arătata în figura 57.

152

Bomboane martipan

Nugaua

Nuga

Grilaj

Crocant

Zahãr tos Sâmburi grasi Sirop zahãr- glucozã

Zahãr tos Glucozã

Sfãrâmare

Omogenizare

Mãcinare finã

Rãcire

Modelare

Mãcinare Decojire

Opãrire sep. pielitã

Uscare prãjire

Mãcinare

Omogenizare

TurnareLaminare

Rãcire

Mãcinare

Rãcire

Frãmântare

TurnareLaminare

Rãcire

DivizareModelare

Candisare

Împachetare

Împachetare

Divizare

AsamblareRãcire

Rãcire

Masa pentru nucleubomboane fondant- pralinã

Omogenizare

Vafe

Jeleu, rahat,fructe

Preparare halvitã

Extract ciuin

Unt cacao

Zdrobiresuperficialã

TurnareLaminare

Topire

OmogenizareOmogenizare

Mãcinare finã

Turnare modelareRãcire

Modelare

Omogenizare

TurnareLaminare

Rãcire

Modelare

Omogenizare

TurnareLaminare

AR

Fig. 57. Schema tehnologică de obţinere a produselor de laborator

Masa de pralină. Se prezintă sub formă de masă cu consistenţa plastică, moale

ce poate fi modelată pentru obţinerea interioarelor bomboanelor fondante, drajeurilor

maselor de fondant cu zahăr, bomboane de ciocolată (praline). Masa de pralină se

obţine din miez de migdale dulci, nuci, alune, arahide în stare crudă sau

prăjită. Zahărul se foloseşte sub formă cristalizată (tos) sau pudră (măcinat).

Masa de pralină conţine 50-60% zahăr, 30-33% grăsimi şi l, 5-2% apă.

Masa de pralină se obţine după cum urmează: sâmburii sunt zdrobiţi şi

omogenizaţi cu zahăr tos sau pudră în raport 1:3-1:4. Amestecul este măcinat într-

un colergang, broeză unde se poate adaugă şi o cantitate mică de grăsime

153

vegetală (unt de cacao). După măcinare şi omogenizare cu grăsimile se introduc

şi aromatizanţii. După cantitatea de unt de cacao adăugată se pot obţine

mase cu diferite temperaturi de modelare—formare ;

masă cu adaus de pana la 20% unt -care se poate forma la 18-

20°C;

masă cu adaus de 50-60% unt cu temperatura de formare la 23-

24°C ;

masa cu adaus de unt şi alte grăsimi vegetale cu temperatura de

formare la 26-28°C.

În, final are loc răcirea şi structurarea produselor finite care se face la 6-

7°C, timp de 4-5 min.., în spaţii climatizate.

Marţipanul veritabil este obţinut din sâmburi de migdale (dulci 95% +

amari 5%) şi zahăr sub formă de masă de caramel în raport 1:1 (raportul poate

fi modificat la 1:2 - 1:3).

Sâmburii sunt pregătiţi în prealabil (îndepărtare coajă, pieliţă) sunt uscaţi

şi prăjiţi la 110-120°C.

Sâmburii prăjiţi împreună cu masa de caramel se macină fin într-o moară

cu trei valţuri de granit. Amestecul respectiv se stropeşte cu un sirop de zahăr

cu 84-85% substanţă uscată şi se macină din nou, reducându-se distanţa dintre

valţuri. Operaţia se repetă de două-trei ori până la obţinerea unei paste fine,

omogene. Masa sub formă pastă se toarnă în tăvi şi se răceşte până la

consistenţa care permite modelarea ca nuclee de 5-6 g pentru bomboane

fondante sau se macină din nou la colergang sau conşe, unde se poate aromatiza

şi colora. Această masă aromatizată şi colorată se toarnă în tăvi şi se răceşte

până la consistenţa de modelare în formele dorite, obţinându-se bomboane de

marţipan care pot fi candisate sau glazurate

Grilajul poate fi considerat ca produs finit sau semifabricat la prepararea

bomboanelor fine, ca interior. Se obţine din sâmburi graşi prăjiţi şi zdrobiţi care

se amestecă ca o masă de zahăr topit la l60-168°C la care s-a adăugat şi o

cantitate mică de glucoză. Amestecul celor două mase se răceşte la 70-72°C pe

suprafeţe termale sau plăci de marmoră. Masa respectivă se modelează după

dorinţă.

154

Crocantul este un produs asemănător grilajului, dar în topitura de zahăr

nu se mai adaugă glucoza, ceea ce face ca masa obţinută după amestecare cu

sâmburii să aibă o consistenţă crocantă. Spărturile rezultate la divizarea

crocantului se folosesc ca ornamente la produsele pe bază de creme sau ca

interioare pentru unele produse zaharoase.

Bomboane porozate (spumoase). Aceste bomboane au o structură

spongioasă din cauza aerului înglobat. Masa de bomboane spumoase poate fi

folosită ca interior (nucleu) la alte produse zaharoase sau ca atare sub formă de

bomboane.

Masa spumoasă se obţine prin baterea materialului spumant (1-1,5%) (albuş

de ouă, proteine serice din lapte, derivate proteice din soia, extract de ciuin) până

la consistenţa de spumă. Spuma se amestecă cu un sirop de zahăr care conţine şi

sirop de glucoză cu 80-85% s.u. şi care apoi se răceşte la 60°C. Amestecarea

celor două faze are loc într-o maşină de bătut timp de 20 min. până la

obţinerea unei mase omogene cu umiditatea de ~ 20% La amestecare se

adaugă şi substanţele de aromatizare, colorare, acidulare. Masa spumoasă se

toarnă în forme de amidon şi se răcesc 24 ore până la întărire.

Pentru stabilizarea structurii de spumă, la prepararea siropului de zahăr +

glucoză se adaugă şi agar-agar (1-1,5%)

Se pot fabrica şi bomboane spumoase uşoare şi cu adaos de fructe (gemuri,

fructe confiate), în acest caz, materialul spumant se adaugă în siropul de zahăr

şi glucoză răcit la 60°C, în stare nebătută, după care totul se bate energic, în

prealabil încălzite la 70-80°C şi după amestecare se face formarea bomboanelor

prin turnare sau întindere şi tăiere.

Nuga veritabilă se obţine din sâmburi graşi prăjiţi la 115-120°C, zdrobiţi

superficial şi amestecate cu o masă de zahăr topită. După răcirea amestecului,

acesta este măcinat foarte fin la broeză, obţinându-se o masă cu consistenţa de

unt, când este călduţă şi semifluidă când este încălzită. Prin adaus de unt de

cacao, masa capătă culoare albă, deschisă, consistenţa catifelată. Masa se

modelează în formă de plachete, figurine. Se poate folosi şi ca umplutură pentru

bomboane fine.

Produse spumoase grele tip Nuga. Acestea se fabrică dintr-un sirop de

zahăr şi sirop de glucoză fiert la 115-120°C (dacă în loc de sirop de glucoză

155

se utilizează miere de albine, produsul are o calitate superioară). Siropul se

răceşte la 60°C şi se adaugă peste o spumă formată prin baterea unui material

spumant (albuş proteic din zer, derivate proteice de origine vegetală), în timpul

adăugării siropului se continuă baterea însă aceasta nu trebuie sa fie energică

pentru a nu se ajunge la colapsarea spumei. Masa spumoasă grea conţine între 8

şi 12% apă, consistenţa fiind mai vâscoasă iar porozitatea mai redusă în

comparaţie cu produsele spumoase uşoare.

Pentru creşterea stabilităţii spumei se recomandă ca în siropul răcit la

60°C să se adauge şi un stabilizator (0,5% gelatină) şi respectiv 1% grăsime

vegetală hidrogenată pentru ca la tăierea nugalei secţiunea să fie netedă. Când

masa spumoasă este pregătită se pot adăuga cantităţi mici de zahăr pudră şi

amidon de porumb care influenţează pozitiv structura masei spumante şi reduce

adezivitatea. În final se adaugă sâmburii de nuci, alune etc., aromatizantul (şi

uneori colorantul), după care produsul se toarnă în tăvi, se pudrează cu zahăr

pudră sau se acoperă cu vafe şi se lasă la rece până a doua zi când se taie la

formate şi gramaje dorite. Ambalarea produsului se face în hârtie specială şi

apoi în cutii de carton în încăperi uscate (produsul este higroscopic).

Bomboane gumate. Sunt produse cu consistenţă asemănătoare jeleurilor.

Materialul de gelificare este guma arabică, care nefiind higroscopică conferă

produsului stabilitate mare, rezistenţă mai mare la masticaţie şi o dizolvare lentă

în cavitatea bucală.

Produsul se obţine dintr-un sirop de zahăr cu adaus de 5-8% glucoză, fiert la

110-112°C şi dintr-o soluţie coloidală de gumă arabică. Masa de caramel ce

se obţine după concentrare este amestecată cu aromatizant (ulei de eucalipt sau

anason), este filtrată şi turnată în alveole de amidon la instalaţia Mogul sau

manual. În rest, procesul este asemănător cu cel de la fabricarea jeleurilor.

Dacă suprafaţa bomboanelor este tratată cu abur şi apoi uscată, bomboanele

finite vor avea aspect lucios, caracteristic.

Cachou Acest produs este o variantă de bomboană gumată, obţinut din zahăr

pudră-sirop de glucoza-făină albă în raport l:3,5:3,5 cu adaos de extract „de lemn

dulce”. Masa obţinută prin frământare are consistenţa unui aluat şi se

prelucrează cu o cantitate mică de gumă arabică în soluţie fierbinte care se

pulverizează la frământare, unde se adaugă şi aromatizantul (ulei de mentă

156

sau anason). După întindere/ laminare pe mese reci unse cu ulei de parafină,

masa de produs se taie în fâşii şi apoi în pătrăţele.

6.9. TEHNOLOGIA FABRICĂRII CARAMELELOR

Caramelele, în funcţie de reţeta de fabricaţie, umiditate şi procesul de

fabricaţie pot fi cu consistenţa tare, semitare şi structură amorfă sau cristalină.

Consistenţa este în strânsa legătură cu proporţia componentelor caramelelor

(tabelul 22)

Tabelul 22Componentele principale ale caramelelor

Tipul de caramele ComponentulZahăr Glucoza Lapte praf Grăsimi

Caramele tari 30 30-50 30-10 8-10Caramele moi 60 30 10-30 1-3

Materiile prime şi auxiliare folosite la fabricarea caramelelor sunt

următoarele: zahăr, glucoză (sirop de glucoză), lapte (integral, concentrat, praf), unt,

grăsimi vegetale hidrogenate, pudră de cacao, cafea, aromatizanţi, fructe confiate,

sâmburi graşi.

Dintre materiile prime menţionate, laptele favorizează formarea gustului şi

mirosului (reacţii Maillard), grăsimile asigură plasticitate, maleabilitate şi

frăgezime, având rol şi în reţinerea, conservarea şi evidenţierea aromei. Grăsimile

micşorează higroscopicitatea şi aderenţa faţă de ambalaj.

Schema tehnologică de fabricare a caramelelor este arătata în figura 58.

Fabricarea caramelelor poate fi realizată după procedeul clasic cu folosirea

utilajului „Universal” şi după procedeul modern cu folosirea unor utilaje

specifice.

Procedeul clasic constă în următoarele operaţii mai importante :

Prepararea masei de caramele Această masă se prepară în aparatul de fiert

„Universal”. Iniţial se prepară siropul de zahăr şi când acesta a ajuns la fierbere

se adaugă untul, laptele şi siropul de glucoză (în mai multe reprize). Fierberea se

face la 128-130°C pentru caramele tari, 120-125°C pentru cele semitari şi 110-

115°C pentru cele moi. La sfârşitul fierberii, în funcţie de sortiment se adaugă

celelalte ingrediente (pudră de cacao, cafea etc.). Masa fiartă este apoi

transferată în cea de a doua cuvă a aparatului pusă sub vid, unde se pierde 1-2%

157

umiditate prin autoevaporare, iar temperatura scade la 96-100°C, şi în final este

scoasă în vase deschise

În timpul tratamentului termic (fierbere şi autoevaporare) au loc următoarele

procese:

158

Împachetare

Rãcire

Rãcire

Temperare

Melanjare

Solubilizare

Rãcire

Rãcire

Rãcirea

Detentã

Concentrare

Zahãr

DepozitareLivrare

Împachetare I+II

Formaredivizare

Laminare-egalizare

Formarebaton

Cristalizare(masare)

FormareModelare

ConcentrareCaramelizare

PreconcentrareCaramelizare

Prepararesirop

Materiispumante

Altemateriale

UntGrãsimi

Siropglucozã

Lapte praf

Apã potabilã

CONDITIONARE - DOZARE

ab cdc;d

a

c

b

a

a b

c

Fig.58 Schema tehnologică de fabricare a caramelelor

Formarea compuşilor de aromă şi culorii datorită reacţiei Maillard (reacţia

debutează cu combinarea zaharurilor reducătoare cu gruparea amino a

aminoacizilor liberi şi din structura proteinelor din produsele lactate adăugate).

Denaturarea proteinelor din produsele lactate şi chiar coagularea lor

(coagularea este diminuata datorită prezenţei zaharurilor din masa de caramele).

Precristalizarea. Această operaţie este necesară la fabricarea caramelelor

„masate” cu grad de frăgezime ridicat. Precristalizarea este amorsată prin

introducerea în masa de caramele a nucleelor de cristalizare (0,5-1% zahăr

159

pudră). Datorită precristalizării, masa de caramele devine fragedă asemănătoare unui

fondant de lapte. Precristalizarea se execută pentru a accelera formarea

structurii cristaline a caramelelor atunci când se urmăreşte a se fabrica

caramele de acest tip. Operaţia nu se realizează la fabricarea caramelelor cu

structură amorfă.. La acest tip de caramele se urmăreşte să se inhibe total

formarea cristalelor de zahăr.

Răcirea Masa de caramel cu temperatura de 90-96°C se întinde pe masa

rece într-un strat cu grosimea de 1-2 cm şi este răcită la 40-45°C cu întoarcere

de pe o faţă pe alta. La această temperatură se păstrează caracterul plastic al

masei de caramele care favorizează formarea şi modelarea.

Formarea - modelarea masei de caramele răcite la 40-45°C se face într-o

maşină specială în care se execută şi ambalarea în hârtie parafinată, cerată sau

hârtie acoperită cu microceruri. Caramelele ambalate individual se împachetează

în cutii de carton de l - 2Kg, cutii de 100 g sau în pungi de plastic închise prin

termosudare, de 100-150 g.

Depozitarea caramelelor se face în camere cu temperatura aerului de 20°C şi

umezeala relativă φ< 75%.

Datorită greşelilor de tehnologie şi de depozitare, la caramele se pot întâlni

următoarele defecte :

Cristalizarea parţială în cazul caramelelor cu structură amorfa

consecinţa unei depozitări la o temperatură şi umezeală relativ mare. In aceste

condiţii, în apa absorbită se solubilizează zahărul amorf (care este foarte

higroscopic) şi în acest fel se modifică temperatura de tranziţie la starea de

„sticlă”, favorizându-se cristalizarea.

Defectul se manifestă şi prin apariţia de pete albe în locurile unde se

aglomerează cristalele de zaharoză. Petele de culoare albă apar şi în cazul în care

grăsimea nu a fost repartizată uniform în masa de caramele. Cristalizarea

parţială poate avea loc şi la caramelele cu structură cristalină în condiţiile în

care conţinutul de zahăr reducător este prea mic (<10%), dacă la precristalizare

masa nu a fost corect amestecată pentru ca centrele de cristalizare să se

răspândească uniform în masa de caramele.

Umezirea caramelelor se datorează higroscopicităţii acestora (caramele cu

structură amorfă) mai ales dacă şi conţinutul de substanţe reducătoare

160

depăşeşte 20%. Umezirea caramelelor are loc în condiţii de depozitare a

caramelelor la umezeala relativă mai mare de 80°/o.

Lipirea hârtiei de produs se produce în următoarele cazuri : conţinut de

grăsime prea mic; masa de caramele cu temperatură mai mare de 50°C la

ambalare; hârtie de ambalaj necorespunzătoare (stratul de acoperire se desprinde

cu uşurinţă în contact cu masa caldă de caramele).

6.10. TEHNOLOGIA FABRICĂRII CIOCOLATEI ŞI

PUDREI DE CACAO

Ciocolata este un produs zaharos, susceptibil de a se topi în gură, fără a se

putea decela prezenţa particulelor solide, cu aromă şi gust fin. Aceste calităţi - grad

de dispersie, onctuozitate şi miros - sunt rezultatul unor procese fizice şi biochimice

care au loc în timpul prelucrării principalelor materii prime : masă de cacao, unt de

cacao, zahăr şi a unora de adaos (lapte, sâmburi graşi, aromatizanţi etc )

Masele de ciocolată, posedă proprietăţi de tixotropie.

La temperatura camerei sunt sisteme disperse solide care prin încălzire devin

fluide. Într-un astfel de sistem, faza de dispersie este topitura de unt de cacao, iar

faza dispersă particulele solide care provin din boabele de cacao şi din pudra de

zahăr.

Pentru a se realiza o senzaţie de nedecelare a componentelor solide, acestea

trebuie să aibă dimensiuni mai mici de 20-25μ, care constituie pragul decelării de

organele olfactive.

După compoziţie, ciocolata se clasifică în:

ciocolată simplă : obişnuită, dulce, fără zahăr, cuvertură sau în granule ;

ciocolata în amestec omogen : obişnuită cu lapte, cuvertură cu lapte,

granule cu lapte, cuvertură cu lapte smântânit, ciocolată cu smântână.

După modul de formare a învelişurilor pentru ciocolata cu umplutura aceasta

poate fi :

specialităţi de ciocolată fabricată prin turnare: tablete, batoane,

bomboane fine de ciocolată;

specialităţi de ciocolată fabricate prin acoperire: bomboane de ciocolată,

cu cremă, bomboane extrafine;

specialităţi ciocolată prin amestecare cu expandate de cereale.

După compoziţia umpluturilor:

161

umpluturi din cremă : fondant simplu, ciocolată, sâmburi graşi, cu

zahăr, jeleuri, fructe confiate sau conservate;

umpluturi lichide : sirop cu alcool, băuturi alcoolice, sucuri

de fructe ;

umpluturi spumoase;

umpluturi de tip nugat sau caramele;

umpluturi din vafe sau cacao

În normele internaţionale, pentru compoziţia ciocolatei sunt recomandate

următoarele tipuri de produse de ciocolată (tabelul 23):

Tabelul 23Tipurile de ciocolată şi conţinutul în zahăr şi cacao

Sortimentul Zahăr, % Cacao, %Ciocolată foarte dulce 57-60 33Ciocolată dulce 45-57 3?Ciocolată semidulce 40-50 40Ciocolată semiamară max. 45 45Ciocolată amară max. 42 55Ciocolată foarte amară max. 30 65

Pudra de cacao. Se fabrică prin măcinarea turtelor de cacao rezultate

în urma extragerii prin presare a untului de cacao din masa de cacao.

Sunt doua tipuri de pudră de cacao :

tip C - (comercial) cu min, 22% grăsime ;

tip I — (industrial) cu min. 13% grăsime.

Schema tehnologică pentru fabricarea ciocolatei şi pudrei de cacao este redată

în figura 59 iar operaţiile tehnologice în tabelul 24.

La fabricarea ciocolatei, se fac următoarele precizări:

la stabilirea reţetei pentru fabricarea masei de ciocolată trebuie să se ţină

seama de : conţinutul în zahăr şi grăsime (unt de cacao) pe care trebuie să-1

aibă ciocolata; conţinutul de grăsime (unt de cacao) al masei de cacao cu care

se lucrează;

la stabilirea reţetelor de ciocolată cu lapte, trebuie să se ţină seama atât de

cantitatea de lapte cât şi cantitatea de grăsime din acesta;

la folosirea laptelui concentrat trebuie să se lucreze cu melanjoare care

lucrează sub vid, pentru ca umiditatea masei de ciocolată să fie adusă sub 6%;

calitatea masei de ciocolată şi deci a ciocolatei va fi determinată de fineţea

particulelor de cacao şi zahăr şi eventual lapte; onctuozitate (aceasta depinde

162

de conţinutul de grăsime şi gradul de dispersie ai particulelor solide şi învelirii

lor în pelicule de unt de cacao); gustul, care este determinat de cacao, zahăr,

lapte, aromatizant; miros, care este determinat de componenţii care intervin în

reţetă şi în principal de masa de cacao, untul de cacao şi aromatizantul folosit.

163

Boabe cacao Lp Zh Lapte concentrat Sâmburi adaos Cafea Umpluturi

Împachetare

Cernere stabilizator

Temperare pudrã

Mãcinare crupe

Concasare turte

Depozit temperat

Presare

Preuscare-uscare

Tratare alcalinã

Prep. solutie

Subst. alcaline

Unt cacao

Masa-cacao

Temperare

Filtrare

Turnare-vibrare

Eliminare exces

Finisare contur

Rãcire masã

Turnare vibrare

Rãcire umpluturã

Prelucrare contur

Turnare vibrare

Rãcire

Demulare Livrare

Depozitare

Împachetare

Prelucrare în vid

Vibrare-rãcire

Turnare masã ciocolatã

Uniformizare

Turnare amestec

Formare amestec

Filtrare

Curãtare-sortare

Prãjire-rãcire

Concasare-separare coji

Formare loturi

Mãcinare

Consare Finisare

Mãcinare

Fluidizare masã

Mãcinare

Mãcinare Melanjare

Concentrare

Prãjire Prãjire

Mãcinare

Temperare

Melanjare

Omogenizare

Temperare

Zdrobire

LT ARVn

Temperare

II

Amestecare-melanjare

Fig. 59 Schema tehnologică de fabricare a ciocolatei

Lp - lapte praf; ZH - zahăr; LT - lecitină; AR - aromatizanţi; Vn - vanilie.

164

Tabelul 24

Operaţiile tehnologice la fabricarea ciocolatei

Operaţia Scopul urmărit Utilajul folosit Parametrii de lucru Fabricarea masei de cacao

Purificarea vracului. Sortarea boabelor de cacao

Îndepărtarea impurităţilor: praf, nisip, coji de boabe, dăunători, impurităţi metalice Separarea boabelor lipite, deteriorate mecanic şi pe fracţiuni de mărime

Tarare (B.R.S.A., Buhller)

Eliminare : 3% din care 1,7-2,5 recuperabile 0,5-1,3 nerecuperabile

Gruparea pe mărimi

Prăjirea-răcirea boabelor

Îndepărtarea excesului de apă Separarea miezului de coajă Mărirea fragilităţii miezului Modificări fizice, biochimice şi microbiologice ale vracului Formarea şi dezvoltarea substanţelor aromatizante, culoare, gust Distrugerea dăunătorilor

Prajitoare : Konti-303, STR.- BuhllerVIS-42 DK Siroco Lehmann

Umiditate finală a boabelor: 1,5-3% Temperatura boabelor prăjite: 110-130°C Durata de prăjire: 20-30 min. în funcţie de aparat Temperatura boabelor răcite: 20-25°C Temperatura agentului de uscare: 140-160°C Temperatura aerului de răcire: 18-20°C Reducerea acizilor volatili, arome neplăcute

Concasarea, separarea cojii din crupe şi germeni

Sfărâmarea boabelor prăjite Separarea cojilor şi germenilor Obţinerea fracţiunilor de crupe, sortate după dimensiuni (mărime)

Separatoare coji Concasoare Trioare

Crupe cu dimensiuni 0,5-8,0 mm Rest coji în crupe: max. 1,5%; miez în coji: max. 0,5% Randament de miez separat: 88,8% Randament separare coji. 11-12%

Formare loturi crupe Formarea loturilor după indici calitativi şi destinaţie Ia fabricare Depozitarea în spaţii amenajate

Depozite Transportoare interne

Pentru ciocolată cu lapte: varietăţile Ceylon, Java, Macao, Venezuela etc. Pentru ciocolată amăruie: Lagos, Acera,

165

Bahia, Haiti etc. Ciocolată superioară: Arriba, Ecuador, Trinidad, Costa Rica etc.

Măcinarea crupelor de cacao

Degradarea pereţilor celulari şi eliberarea untului de cacao; asigurarea unui grad optim de dispersie (a măcinării) Îmbunătăţiri calitative de gust

Mori cu 8 tăvălugi Mori combinate Instalaţii Biihller, Nagema, Attritor

Umiditatea finală. 2-2,3% masă Particule cu φ 35μ, - max 90-96% φ70μ - max. 5-20% Grad de dispersie: 95-97% în 2 trepte de măcinare

Temperarea masei de cacao

Eliminarea excesului de apă şi a unei părţi din substanţele volatile Preîntâmpină sedimentarea componentelor din suspensia de masă cacao Permite prelucrarea masei şi dozarea ei

Recipiente cu manta şi organe de agitare

Durata de omogenizare: 7-8 oreTemperatura de temperare: 85-90°C In aparate peliculare t=100-115°C Reducerea umidităţii de la 1,5-3% cu 0,5-0,7%

Obţinerea pudrei de cacao. Extragerea untului de cacaoPrepararea soluţiilor alcaline

Solubilizarea substanţelor alcaline în apă Dozarea soluţiilor alcaline

Recipiente cu manta dublă şi agitatoare

Doze maxime: carbonat K - 0,6%; carbonat de amoniu: 1,0%; bicarbonat Na: 1,2%; Apă potabilă 1 ,2% faţă de masa de cacao

Tratarea alcalină a masei de cacao

Reducerea acidităţii totale Oxidarea substanţelor tanante Îmbunătăţirea culorii Asigurarea pH-ului optim de lucru Eliminarea unei părţi din apă

Autoclave Dozatoare A.M.C.

Doza 1 % K2CO3 faţă de masa de cacao Doza apă: 1,2% faţa de masa de cacao Masa cacao temperată la 85-90°C Umiditatea finală a masei: 10-12% Durata de tratare: 60-90 minute

Preuscarea. Uscarea masei de cacao

Eliminarea excesului de apăAsigurarea unei temperaturi optime pentru extracţia untului de cacao Asigurarea dozării-transportării masei la presele hidraulice

Uscătoare: cilindrice bandă V1S-42 DK Bűhlier Konti 303

Umiditatea finală a masei: 1,5-2% Timpul de uscare: 1-1,5 ore funcţie de aparat-instalaţie Temperatura masei: 90-95°C Conţinut în unt de cacao: 54-57%

166

Presarea masei de cacao

Încălzirea masei la 90-95°C Extragerea untului în funcţie de necesităţi Obţinerea turtelor

Temperatoare Prese orizontale sau verticale hidraulice

Masa de cacao provine de la fracţiunea nr, 1 -3 de la separatorul de crupe Umiditatea iniţială : 1,5% Rest de grăsimi în turte: 13-24% în funcţie de sortimentul de pudră Temperatura turtelor: 70-80°C

Temperarea. Depozitarea turtelor

Răcirea turtelor pentru evitarea pierderilor de unt la depozitare Încălzirea turtelor înaintea măcinării pentru a uşura operaţia de zdrobire-măcinare

Instalaţii de climatizare Rafturi pentru depozitare

Temperatura turtei răcite: 20°C Temperatura înaintea măcinării: 30-35°C Durata reîcălzirii: 6-8 ore

Concasarea turtelor de cacao

Zdrobirea turtei în granule maxime de φ 25 mm Asigură efectul optim de măcinare fină a turtei şi transformare în pudră

Instalaţii de zdrobire cu colţi, ştifturi

Turaţia arborelui: 80 rot/min Temperatura de regim: 25-30°C Mărime granule: max. 25-30 mm

Măcinarea crupelor de cacao. Temperarea pudrei de cacao

Transformarea granulelor de turtă în pudră de cacao Desfăşurarea unor procese fizice şi biochimice care asigură dezvoltarea substanţelor de aroma, gust şi culoare

Instalaţii moderne de măcinare şi temperare: Nagema, IPC-250, Schonenberger

Temperatura aerului din incinta de măcinare: 8-10°C Temperatura pudrei de cacao: 12-14°C Temperatura aerului pentru răcire-temperare: 1-4°C; 9. = 55-60% Agentul frigorific : freon

Cernerea-stabilizarea higrotermică a pudrei de cacao

Eliminarea impurităţilor din pudra de cacao Eliminarea asociaţiilor de particule de cacao Atingerea umidităţii de echilibru higrometric

Site cernătoare : burat, centrifugă, site plane, magneţi

Site cu 1600 ochiuri/l cm2

Refuz pe site: 1,5% max. Umiditatea de echilibru: 5-6%

Prepararea maselor de ciocolatăFormarea amestecului. Melanjare

Punerea în contact a ingredientelor Omogenizarea brută a acestora (unt cacao, masă cacao, zahăr pudră, lapte praf, cafea etc.)

Colergang, frământătoare, malaxoare: Buhller, Conţi,

Proporţia de unt: 50% din total Temp. untului şi masei de cacao: 60-70°C Temp. finală a masei de ciocolată: 40-45°C Conţ. grăsimi în masa de ciocolată:

167

Buss, Edmenger etc.

26-28% Durata malaxării: 10-15 minute

Măcinarea masei de ciocolată

Mărunţirea avansată a componentelor solide; omogenizarea lor Reducerea umidităţii masei de ciocolată; îmbunătăţirea aromei

Broeze cu 3-8 tăvălugi Transportoare metalice cu bandă

Distanţa dintre tăvălugi: 0,01-0,02 mm Gradul de dispersie după o trecere: 92% pentru ciocolata obişnuită, 96% pentru cea de desert şi 90%-glazură pentru o mărime a particulelor de 30μSe fac 2-3 treceri prin mori cu 3 tăvălugi

Pastificarea masei de ciocolată

Transformarea prafului de masă de ciocolată într-o pastă vâscoasă Asigură remăcinarea masei şi evitarea degradării acesteia

Melanj oare de omogenizare (mixere) dotate cu manta dublă

Completarea masei cu mici cantităţi de unt de cacao cu t = 4()-45°C Omogenizarea componentelor Reducerea vâscozităţii masei

Melanjare. Fluidizare Fluidizarea masei prin adaos de unt cacao şi lecitină Omogenizarea componentelor Asigurarea prelucrării maselor pentru glazuri-cuverturi

Maşini universale de amestecare MixereFrământătoare

Masa e amestecată cu lecitină, diferenţa de unt, vanilină, esenţe, arome, pe durata a 10-15 minute la temp. de 40-45°CDoza de lecitină: 0,3% diluată într-o porţiune mică de unt de cacao(1:1)

Omogenizarea masei de ciocolată

Asigurarea gradului optim de dispersieAsigurarea onctuozităţii şi aromelor definitive ale glazurii

Conşe orizontaleMelanjoareMaşini de amestecare

Prelucrarea în frământător şi aparat de temperat timp de 5 ore şi 2-3 ore în conşe longitudinalăConţinut de grăsimi: 33-33,5% (se poate folosi ca masă pentru glazură şi cuvertură)

Conşarea masei de ciocolată

Rotunjirea particulelor solideCreşterea gradului de dispersie (mărunţire) până la 96-98%Reducerea astringenţei; formarea onctuozităţii şi aromeiAdaosul de unt de cacao, vanilină, lecitină (când nu s-a efectuat operaţia de fluidizare în amonte)

Conşe circulare-verticaleTip PetholdtTip FrisseTip TourellTip extruderUltrasunete

Conţinut grăsimi masă desert: 30%Conţinut grăsimi masă cu adaos: 32-35%Consare uscată: 28% grăsimiTemp. de conşare: 65-70°C pentru masă fără lapte şi 45-50°C masă cu lapteDurata conşării: 48-72 oreReducerea umidităţii de la 1,2 la 0,6%

168

Conşarea uscată: 5-6 oreCătre sfârşitul conşării se adaugă vanilina

Filtrare Reţine eventualele impurităţi şi asociaţii de particule solideAsigură funcţionarea normală a duzelor de la dispozitivele de turnare a maselor de ciocolată

Filtre tip pahar (φ<1,5mm)

Temp. masei: 30-32°CFuncţionarea continuăOchiul sitelor <1,5mm

Prepararea şi pregătirea materialelor de adaos

Formarea

amestecurilor

Omogenizarea sâmburilor zdrobiţi cu masa de ciocolată dozată (pentru ciocolata cu adaos)

Recipient de amestec şi omogenizare

Temperatura masei: 28-30°CMărimea sâmburilor: după scop

Formarea-modelarea masei de ciocolată (umplută, cu şi fără materiale de adaos)

Turnarea şi vibrarea masei de ciocolată

Turnarea în formă de batoane, plăci, blocFormarea cămăşii (cochiliei)Umplerea formei cu masă temperatăEliminarea bulelor de aer din masă

Instalaţii de turnare

Temperatura formelor: în jur de 30°C (cu 2-3°C mai mică decât a masei)

Eliminare exces de masă. Finisare contur

Răsturnare la 180°C şi îndepărtare exces de masă; raşchetarea surplusului de pe pereţi (contur exterior)

- Formarea pereţilor cămăşii, din masa de ciocolată cu grosime de 2-3 mm

Răcirea masei turnate Solidificarea masei; formarea structuriiPrevenirea „albirii grase” prin alegerea corectă a regimului răcirii (temperatură-timp)

Instalaţii orizontale sau verticale- tunele răcire

Temp. răcire: 2-8°C; durata de răcire: 20-30min.La temperaturi mai mari de 10°C se produce „albirea grasă”; la temperaturi mai mici de 5°C are loc „albirea uscată”

Turnarea şi vibrarea umpluturii

Turnarea umpluturilor temperateVibrarea umpluturii în spaţiul liber al cămăşii (cochiliei)

Instalaţii dozare-turnare mase

Nivelul umpluturii cu 2-3mm mai mic decat al cămăşii solidificateTemperatura umpluturii: 34°C

Răcirea umpluturii Formarea structurii umpluturii turnate Tunele de răcire Temperatura de răcire: 12-15°CDurata răcirii; 8-10 min.

169

Prelucrare cămaşă Topirea uşoară a marginilor superioare; adeziune la masa de ciocolată, nou turnată

Instalaţii cu rezistenţe electrice

Topirea cămăşii pe conturul superior, pe o grosime de 2-3mmAsigurarea continuităţii de material cămaşă-capac

Turnare-vibrare masă de ciocolată

Realizarea turnării masei de ciocolată temperată pentru capac; vibrarea masei, eliminarea aerului

Instalaţii dozare-vibrare

Temperatura masei: 31-32°CGrosimea capacului: 2-3mm

Răcirea capacului Răcirea masei turnate; formarea structurii; legătură cu cămaşa inferioară a batonului solidificat

Tunele de răcire; dulap de răcire

Răcirea în dulapuri la 8-10°CDurata structurării-răcirii: 23-25 min.

Formarea-modelarea maselor de ciocolată poroase

Turnarea masei.Umplerea negativului

Umplerea negativului (formei)Legănare uşoară

Instalaţii dozare-turnare

Temperatura masei temperate> fără adaos de lapte: 29-31°C cu adaos de lapte: 27-28°CTemperatura formelor: 29-31°C sau 27-28°C

Prelucrare în vid Asigurarea structurii porozate Instalaţii vid Depresiunea în cameră: 700-720 mm HgDurata menţinerii: 20-30 minTemperatura, după egalizarea presiunii: 26-28°C

Demularea batonului Eliberarea din forme a batoanelor solidificatePregătirea pentru împachetare individuală

Maşini de extras prin vibrare sau extragere manuală

Temperatura în incintă: 18-15°CTemperatura ciocolatei extrase: 12-15°C

Împachetarea ciocolatei

Conservarea indicilor de calitateProtecţia mecanicăMateriale de împachetare adecvată

Instalaţii de împachetare

Suprafaţa ciocolatei; netedă, lucioasă, fără pete albe-gri; uniforme în structură (ruptură); gust şi miros clar exprimat

Depozitare în vederea livrării

Conservarea produselor; asigură continuitatea procesului de fabricare

Spaţii adecvate, climatizate

Temperatura în depozite: 18-20°CUmezeala relativă a aerului: 70-75%

170

Circuite de fabricaţie:

4 ciocolată cu umplutură (specialităţi de ciocolată)

2 fabricarea pudrei de cacao; extragerea untului de cacao

3 ciocolata cu material sub formă de crupe (sâmburi etc.) sau cuvertură, glazură

5 ciocolată porozată

1 circuite comune diferitelor sortimente de masă şi ciocolată finită

171

În produsele de tip ciocolată zahărul adăugat în reţetă contribuie la :

determinarea gradului de dulce: perceperea gradului de dulce va, depinde

de viteza de dizolvare a cristalelor de zahăr în cavitatea bucală;

stabilitatea produsului : cristalele de zahăr sunt încorporate de grăsimea cu

care nu reacţionează (cristalele de zahăr nu sunt atacate de microorganisme în

absenţa apei);

densitatea produsului care va fi influenţată şi de mărimea cristalelor de

zahăr;

determinarea proprietăţilor reologice: prin mărimea şi distribuţia cristalelor

de zahăr în faza grasă (mărimea cristalelor de zahăr trebuie să fie în medie de

20 -30 μ, la dimensiuni de ~ 100 μ cristalele de zahăr dau textură nisipoasă

ciocolatei). În cazul în care cristalele de zahăr sunt mai mici (12-15μ) suprafaţa

lor totală este mai mare şi prin urmare şi cantitatea de grăsime trebuie să fie

mai mare în ciocolată pentru a se realiza "lubrifierea" cristalelor de zahăr;

la fabricarea ciocolatei există o transformare de stare a zahărului. La

rafinarea ciocolatei, o parte din zahăr trece în stare amorfă care favorizează

reţinerea substanţelor de aromă. În fazele ulterioare de fabricaţie se realizează o

cristalizare a zahărului, substanţele de aromă fiind reţinute în faza grasă ;

zahărul adăugat la fabricarea ciocolatei deşi nu ia parte la reacţia Maillard,

el contribuie la formarea aromei de caramel.

172

7. TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE

În procesul de obţinere a uleiurilor vegetale, seminţele oleaginoase sunt supuse

unor tratamente tehnologice care le asigură calităţi optime în vederea obţinerii

uleiului cu randamente maxime şi cheltuieli minime Schema tehnologică de obţinere

a uleiului vegetal este prezentată în figura 60.

173

SEMINTE OLEAGINOASE

Receptiecantitativã

calitativã

Depozitare

Curãtire

Uscare

Descojire (decorticare)

Mãcinare

Tratament hidrotermic (prãjire)

Presare Extractie cu solventi

BROCHEN(turte de presã)

ULEI BRUT DE PRESÃ

MISCELÃ SROT

Distilare Desolventizare

ULEI BRUT DE EXTRACTIE

Rafinare

-Desmucilaginare-Neutralizare-Spãlare-Uscare-Decolorare-Winterizare (deceruire)-Dezodorizare

ULEI RAFINAT

Fig. 60 Schema tehnologică de obţinere a uleiului

7.1. PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII

După recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase acestea, înainte de

intrare în fabricaţie, sunt supuse unor operaţii pregătitoare:

174

7.1.1. Curăţirea seminţelor

Seminţele oleaginoase conţin impurităţi care trebuiesc separate. Aceste

impurităţi pot fi grupate în:

* impurităţi metalice - cuie, şuruburi, alte bucăţi de metal ;

* impurităţi minerale - bucăţi de pământ, pietre, praf;

* impurităţi organice neoleaginoase - pleavă, paie ;

* impurităţi oleaginoase - seminţe seci, seminţe carbonizate, spărturi, seminţe

din alte sorturi decât cel recepţionat

Îndepărtarea acestor impurităţi se realizează în două etape :

înainte de depozitare - precurăţire - când se elimină cea. 50% din

impurităţile iniţiale din loturile de seminţe neomogene, cu % ridicat de

impurităţi şi pericol de degradare;

la trecerea în fabricaţie - postcurăţire - după care conţinutul remanent de

impurităţi este de 0,3 - 0,4%.

Există mai multe modalităţi de separare, în funcţie de felul impurităţilor, astfel:

1. separarea impurităţilor feroase - se bazează pe proprietăţile magnetice ale

acestora şi se realizează cu ajutorul magneţilor naturali sau a

electromagneţilor Această separare se execută înaintea tuturor operaţiilor din

cadrul procesului tehnologic în vederea evitării defectării utilajelor;

2. separarea pe baza diferenţei de mărime - operaţie asemănătoare celei din

industria morăritului - se bazează pe mişcarea (rectilinie-circulară sau

vibratorie) unui strat sau mai multor straturi de particule la suprafaţa unor site

orizontale sau înclinate- prevăzute cu perforaţii (site) prin care cad unele

componente ale amestecului. Utilajele folosite sunt asemănătoare celor din

industria morăritului: site cu mişcare rectilinie, circulară sau vibratorie;

3. separarea pe baza diferenţei de masă volumică - se efectuează cu ajutorul

unui curent de aer care trece peste amestecul de seminţe şi impurităţi

antrenând impurităţile mai uşoare decât seminţele. Separarea are loc la o

viteză a curentului de aer mai mare decât viteza de plutire. Curentul de aer

poate fi ascendent (cel mai des întâlnit) sau orizontal.

Ca utilaje principale, în fabricile de ulei din ţară, se folosesc: vibroaspiratorul şi

precurăţitorul pentru precurăţirea seminţelor; postcurăţitorul şi tararul cu aspiraţie ce

175

funcţionează atât pe principiul diferenţei de mărime, cât şi a diferenţei vitezelor de

plutire; buratul, folosit pentru curăţirea seminţelor de in şi rapiţă şi precurăţirea

seminţelor de soia; separatori magnetici.

După curăţire, seminţele oleaginoase sunt supuse unui proces de uscare, în care

se îndepărtează cel puţin 4% din conţinutul de umiditate al seminţelor (de la 12-14%

iniţial se ajunge la 8-10% umiditate în final).Scopul uscării este de a evita

fenomenele de autoîncălzire şi autoaprindere, prin încetinirea proceselor chimice şi

biochimice.

Temperatura de uscare este limitată în masa seminţelor la 60°C pentru a evita,

în cazul unor temperaturi mai ridicate, denaturarea termică a proteinelor şi

degradarea calităţii uleiului din seminţe.

Uscătoarele folosite la noi în ţară se bazează pe principiul uscării prin contact

şi convecţie, fiind de tip rotativ cu tambur orizontal, coloane verticale sau cu

fascicole tubulare, care pot lucra la presiune atmosferică sau sub vid, uscătoare în

strat fluidizat- uscătoare pneumatice.

7.1.2. Descojirea

Coaja seminţelor oleaginoase constituie un material inert în procesul de

prelucrare datorită conţinutului redus în ulei (0,5 - 3%) şi un conţinut ridicat de

celuloză ce este nedorit în compoziţia şorturilor, impunându-se deci eliminarea ei ori

de cate ori este posibil acest proces.

În cursul procesului de descojire, coaja se îndepărtează numai parţial, deoarece

prezenţa unui anumit procent de coajă în materialul descojit este benefică în

procesele de presare şi extracţie.

Avantajele prelucrării seminţelor descojite sunt :

* utilizare mai bună a capacităţii de prelucrare a instalaţiilor ;

* îmbunătăţirea calităţii şrotului datorită creşterii conţinutului de proteină ;

* reducerea uzurii utilajelor, în special a valţurilor şi a preselor.

Dezavantajele operaţiei de descojire sunt legate de :

* pierderi de ulei în miezul antrenat cu coaja;

* consum de energie şi manoperă în plus.

Descojirea seminţelor comportă două faze:

a) spargerea cu detaşarea cojii de miez ;

176

b) separarea cojilor din amestecul rezultat.

Spargerea şi detaşarea cojii pot fi obţinute prin :

lovire - se aplică la descojirea seminţelor de floarea-soarelui şi la

degerminarea pe cale uscată a porumbului Se realizează în două moduri : prin lovirea

seminţe/or în repaus cu ajutorul unor palete sau prin proiectarea seminţelor către

un perete fix. De regulă, cele două procese se combină obţinându-se o eficacitate mai

mare a descojirii;

tăiere - se realizează prin trecerea seminţelor printre două discuri

rifluite, care se rotesc în sens contrar şi a căror distanţă este reglabilă. Metoda se

foloseşte la descojirea seminţelor de bumbac;

frecare - se efectuează cu ajutorul valţurilor prevăzute cu cilindrii

rifluiţi sau acoperiţi cu pastă abrazivă; metoda se aplică la descojirea seminţelor de

soia şi la decorticarea orezului ;

strivire - se foloseşte la descojirea seminţelor de ricin şi îndepărtarea

tegumentului de pe boabele de arahide ; se realizează cu valţuri prevăzute cu cilindrii

acoperiţi cu un strat de cauciuc. Datorită turaţiei diferite, pe lângă forţele de presare,

apar şi forţe de frecare şi de forfecare.

După spargerea seminţelor rezultă un amestec de miezuri întregi şi sparte, de

coji întregi şi mărunţite, precum şi seminţe întregi, nedescojite.

Separarea cojilor din materialul descojit se efectuează prin doua metode :

* după diferenţa de mărime - realizată prin cernere pe site;

* după diferenţa de masă volumică - prin aspiraţia cu un curent de aer

ascendent produs de un ventilator.

Din procesul de separare rezultă două fracţiuni:

miez industrial - 80 - 85% din greutatea seminţelor de floarea-soarelui

trecute la prelucrare - şi o cantitate de coajă (6 - 8%) păstrată din

considerente tehnologice ;

coajă eliminată - în proporţie de 15- 20% din greutatea seminţelor

trecute la prelucrare, care conţine şi o cantitate foarte redusă de miez

antrenat (~ 0,4 - l %).

Utilajele cele mai folosite la descojirea seminţelor de floarea-soarelui sunt toba

de spargere şi separatorul de coji.

Factorii ce influenţează gradul de spargere sunt :

177

* viteza cu care se repetă lovirea seminţelor - determinată de numărul de

paiete şi de viteza de rotaţie a axului tobei;

* distanţa dintre paiete şi ecranul de spargere;

* elasticitatea seminţelor - care depinde de umiditatea la care are loc procesul

de spargere.

Pentru procesul de descojire umiditatea optimă a seminţelor de floarea-soarelui

este de 6,5 - 7%.

7.1.3. Măcinarea materiilor prime oleaginoase

Măcinarea seminţelor oleaginoase este o operaţie importantă în procesul de

pregătire pentru extragerea uleiului, prin aceasta realizându-se o rupere a

membranelor şi destrămarea structurii oleoplasmei celulare care conţine ulei (70 -

80% celule destrămate din total).

În afară de materiile prime oleaginoase mai sunt supuse măcinării brochenul

rezultat de la presare şi, dacă este necesar, şrotul rezultat la extracţie.

În urma măcinării, uleiul se elimină din canalele oleoplasmei sub formă de

picături fine, fiind reţinute la suprafaţa măcinăturii sau în capilarele acesteia.

În timpul măcinării, în afară de necesitatea distrugerii cât mai avansate a

structurii celulare, trebuie să se aibă în vedere şi alte aspecte tehnologice:

* uniformitatea măcinăturii, deoarece viteza proceselor de difuziune şi

conductibilitatea termică (în timpul prăjirii şi extracţiei) sunt invers proporţionale cu

dimensiunile particulelor;

* structura morfologică a seminţelor - seminţele cu coaja tare dau o

măcinătură mai neuniformă decât seminţele cu coajă moale ;

* compoziţia seminţelor (umiditate şi conţinut de ulei) - pe măsură ce

umiditatea şi conţinutul de ulei al seminţelor creşte operaţia de măcinare devine mai

dificilă, măcinătură rezultată fiind cleioasă, cu dificultăţi la presare şi extracţie şi cu

procent mai mare de pierderi de ulei in şrot.

Deoarece se supune măcinării diferite materiale oleaginoase, utilajele folosite

pentru această operaţie trebuie să fie alese corespunzător, pentru a obţine o

măcinătură de calitate. Utilajele folosite pentru măcinare sunt valţurile, concasorul şi

morile cu ciocane.

178

Valţurile sunt utilaje în care materialul trece printre cilindrii aflaţi în mişcare de

rotaţie şi este mărunţit sub acţiunea forţelor de compresiune, de tăiere sau frecare.

Cele mai utilizate valţuri sunt :

valţul cu 5 cilindrii (tăvălugi) suprapuşi ;

valţul cu 2 perechi de tăvălugi aflaţi în serie ;

valţul cu o pereche de tăvălugi (pentru boabe de soia).

Mărimea măcinăturii rezultate este determinată de distanţa dintre cilindrii

măcinători (care pot avea suprafaţă netedă sau rifluită şi sunt confecţionaţi din oţel

turnat), această distanţă putând fi reglată manual sau cu sisteme de reglare automată.

Procesul de măcinare la valţuri este influenţat de conţinutul de coajă în

materialul supus măcinării (conţinut >8% coajă conduce la o destrămare

necorespunzătoare datorită măririi distanţei dintre tăvălugi) şi se realizează în 3

etape:

* deformaţia elastică, care are loc până la apariţia primelor crăpături;

* deformaţia plastică, în care materialul se aplatizează şi se compactează:

* destrămarea materialului şi apariţia de celule sparte.

Condiţiile impuse ca materialul să fie măcinat corespunzător sunt:

particulele materialului să poată fi antrenate de tăvălugi;

crearea unei presiuni corespunzătoare la trecerea între tăvălugi.

În funcţie de tipul de tăvălug (rifluit sau neted) măcinarea are loc prin:

tăierea materialului de către rifluri şi de presiunea ce se creează între cei

doi cilindri (cazul cilindrilor rifluiţi cu viteze diferite);

comprimarea materialului - cilindri netezi cu viteze egale ;

comprimare şi frecarea particulelor între ele - în cazul cilindrilor netezi

cu viteze diferite.

Boabele de ricin, datorită conţinutului ridicat în ulei, se supun doar unei striviri

prin trecerea prin valţuri cu o pereche de tăvălugi rifluiţi, având distanţa între ei cu l-

2 mm mai mică decât grosimea medie a boabelor.

În cazul cilindrilor rifluiţi, antrenarea particulelor este mult îmbunătăţită, prin

„prinderea” seminţelor oleaginoase de către rifluri, cu importanţă majoră fiind

parametrii riflurilor.

Valţurile se utilizează, îndeosebi, la măcinarea seminţelor oleaginoase.

Concasoarele utilizate la măcinarea brochenului sunt de două tipuri:

179

concasoare cu cilindri cu dinţi;

concasoare cu cilindri - cu dinţi;

- rifluiţi

Utilizarea concasoarelor la măcinarea brochenului conduce, în afară de

obţinerea unui brochen cu granulaţia necesară, la distrugerea structurii interioare

secundare, fapt ce permite eliberarea uleiului din aglomerările formate şi uşurarea

extracţiei.

Morile cu ciocane, folosite în industria uleiului în special pentru măcinarea

şrotului, prezintă avantajul că sunt mai robuste, au gabarit mic şi productivitate mare,

în comparaţie cu concasoarele.

Dezavantajele acestora însă:

reglarea atentă a distanţei dintre ciocane şi sita de cernere în funcţie de

umiditatea materialului;

funcţionarea cu uzuri mari necesitând supraveghere atentă şi

permanentă, înlocuirea la timp a ciocanelor şi echilibrarea dinamică repetată,

au condus la o utilizare mai restrânsă.

În general, pentru a se obţine o măcinătură cu % ridicat de celule destrămate,

seminţele de floarea-soarelui, in şi cânepă, trebuiesc trecute de cel puţin 3 ori printre

tăvălugi.

Pentru brochenul de floarea-soarelui destinat extracţiei se recomandă o trecere

prin concasor şi 2 treceri prin valţuri pentru a se obţine o suprafaţă specifică a

măcinăturii de 1,1 - 1,6m2/Kg.

7.1.4. Prăjirea materialului oleaginos

Prăjirea materialului oleaginos este operaţia de tratament hidrotermic aplicat

într-un timp limitat, sub amestecare continuă şi care se realizează fie înaintea presării

măcinăturii obţinute la valţuri, fie înainte de extracţie prin procedee continui, asupra

brochenului rezultat la presare sau a măcinăturii ce trece direct la extracţie (soia).

Scopul operaţiei este de a realiza:

anumite transformări fizico-chimice ale componentelor măcinăturii ;

modificări ale structurii particulelor în vederea obţinerii unui randament

maxim la presare;

180

transformări chimice suplimentare ce îmbunătăţesc calitatea produselor

finite ;

dezodorizare parţială.

În cazul prăjirii înainte de extracţie se urmăreşte obţinerea plasticităţii

corespunzătoare unei prelucrări la valţurile de aplatizare în paiete fine, poroase şi

stabile, care, la extracţie, să nu se sfărâme şi să prezinte o structură favorabilă

extracţiei cu dizolvanţi.

Măcinătura este un sistem dispers - în fază lichidă - compus din două faze :

* Faza lichidă, compusă din :

faza grasă - uleiul - se găseşte la suprafaţa şi în capilarele particulelor

sub forma unor picături fine; o parte din uleiul conţinut de măcinătură

(20 - 30%) se găseşte „închis” în celulele care nu au fost destrămate la

măcinare;

faza apoasă - apa - este legată de gelul celular prin forţe de adsorbţie,

mai puternice decât forţele de suprafaţă ale câmpului molecular.

* Faza de gel, caracterizată prin :

proprietatea particulelor de a se lipi, la o anumită umiditate :

plasticitate;

aglomerare la anumite presiuni exterioare.

Astfel, la presare, din celulele particulelor de măcinătură se separă cea mai

mare parte din ulei, în timp ce cantitatea de apă eliminată este neglijabilă.

Procesul de prăjire se realizează în două faze :

a) umectarea măcinăturii (cu pulverizare de apă şi injectare de abur saturat,

sau numai prin aburire) până la o umiditate optimă (în funcţie de sortul de

seminţe); în acelaşi timp, are ioc şi o creştere a temperaturii măcinăturii;

b) uscarea măcinăturii pentru atingerea parametrilor optimi de presare sau

extracţie (structură celulară, temperatură, umiditate).

Variaţia temperaturii şi umidităţii în cele două faze este redată în figura 64.

181

Fig. 64. Modificarea umidităţii si a temperaturii în cele două faze

ale procesului de prăjire

Umectarea măcinăturii - constă în îmbibarea cu apă a gelului celular,

conducând astfel la următoarele modificări ale caracteristicilor acestuia :

- modificarea plasticităţii ;

- aglomerare de particule ;

- modificări ale stării uleiului;

- -modificări chimice şi biochimice ale componentelor măcinăturii.

Viteza de umectare, care la începutul operaţiei este mare şi scade pe măsură ce

gelul celular se îmbibă cu apă, este influenţată favorabil de :

gradul de mărunţire (ca urmare a distrugerii avansate a membranelor

celulare şi a măririi suprafeţei de contact);

bună malaxare în timpul procesului.

Pe măsură ce gelul celular se îmbibă cu apă are loc, la început, separarea

uleiului sub forma unor picături foarte fine care, la o umiditate mai mare, se unesc

formând o peliculă continuă la suprafaţa particulelor.

Separarea uleiului are loc datorită următoarelor fenomene :

* cel de la suprafaţa particulelor - datorită umectării selective (moleculele

de apă sunt mai bine legate de particulele de măcinătură şi, deci, moleculele de ulei

sunt eliberate pentru a se lega apa);

* uleiul din capilarele particulelor - datorită presiunii exercitate asupra lui

de presiunea de îmbibare (prin îmbibarea cu apă a gelului celular, volumul acestuia

182

creşte presând asupra, uleiului aflat în capilare; sub acţiunea acestei presiuni, uleiul

este împins spre exterior).

Încălzirea şi uscarea măcinăturii produce modificări de natură fizică,

chimică şi biochimică asupra celor două faze, intensitatea acestor modificări fiind

dependente de:

modul de încălzire şi temperaturile utilizate ;

umiditatea măcinăturii,

viteza de evaporare a apei din măcinătură;

durata procesului.

Modificările fazei lichide sunt:

• de natură fizică - scăderea vâscozităţii uleiului; scăderea tensiunii superficiale a

uleiului; evaporarea apei din măcinătură ;

• de natură chimică - oxidarea şi creşterea conţinutului de peroxizi – sunt

neînsemnate, datorită duratei scurte a procesului.

Modificările suferite de faza de gel în timpul încălzirii şi uscării măcinăturii

sunt:

de natură chimică - schimbarea structurii coloidale datorită denaturării

substanţelor proteice şi distrugerii structurii celulare Factorii ce influenţează

denaturarea termică sunt:

o umiditatea - cu cât este mai mare cu atât are loc o denaturare mai

pronunţată;

o viteza de evaporare a apei din măcinătură - scade odată cu umiditatea

măcinăturii

de natură biochimică - creşterea activităţii enzimatice, care conduce la o

creştere a acidităţii libere a uleiului prin hidroliză enzimatică şi descompunerea

substanţelor proteice; în etapa a II-a, de prăjire, are loc scăderea şi încetarea

activităţii enzimatice. Se recomandă ca în faza I de umectare, îmbibarea cu apă

a materialului să se facă concomitent cu ridicarea rapidă a temperaturii până la

80 - 85°C, când activitatea enzimelor încetează ;

de natură fizică - modificare mai pronunţată a plasticităţii măcinăturii, prin

atingerea valorii optime pentru presare (scade odată cu reducerea umidităţii şi

denaturarea substanţelor proteice).

183

Prăjirea înainte de extracţie se realizează numai în cazul în care brochenul

necesită o prelucrare plastică pe valţurile de aplatizare.

Nu se recomandă utilizarea unor temperaturi mai mari de 80 - 85°C, deoarece

denaturarea substanţelor proteice şi reducerea plasticităţii depăşesc limitele normale,

rezultând aşa-numita măcinătură supraprăjită.

Utilajele folosite pentru prăjire, în mod curent în industria uleiului, sunt de

tipul prăjitoarelor cilindrice, cu compartimente multietajate (2-6compartimente),

prevăzute cu fund şi manta dublă. Malaxarea măcinăturii în fiecare compartiment se

asigură cu ajutorul unor palete.

Trecerea măcinăturii dintr-un compartiment în altul se realizează cu ajutorul

unui dispozitiv cu clapetă rabatabilă, care asigură în acelaşi timp şi înălţimea

stratului de măcinătură la nivelul dorit în fiecare compartiment (200 - 300 mm).

Durata prăjirii este de circa 45 minute.

7.2. OBŢINEREA ULEIULUI BRUT PRIN PRESARE SAU

EXTRACŢIE

7.2.1. Obţinerea uleiului brut prin presare

Presarea este operaţia prin care se separă sub acţiunea unor forţe exterioare

componentul lichid (uleiul) dintr-un amestec lichid-solid (măcinătură oleaginoasă).

La presare rezultă uleiul brut de presă şi brochenul. Operaţia de presare, cea

mai veche metodă de obţinere a uleiurilor vegetale comestibile, se realizează cu

prese mecanice de mare randament, cu funcţionare continuă.

Presarea se face numai în cazul materiilor prime oleaginoase cu conţinut

>30% ulei, deoarece randamentul presării este de 80-85%, restul uleiului fiind

obţinut prin extracţie cu dizolvanţi.

Procesul de presare a măcinăturii oleaginoase are loc sub influenţa forţelor de

compresiune ce iau naştere în presele mecanice.

Prin presarea particulelor de măcinătură unele de altele, începe procesul de

separare a uleiului de faza de gel : iniţial se separă uleiul de la suprafaţa particulelor,

184

iar după un timp, când sub acţiunea presiunii exercitate începe deformarea şi

comprimarea puternică a particulelor, eliminarea aflat în capilarele particulelor.

Când spaţiul dintre suprafeţele particulelor devine foarte mic, uleiul nu mai

poate fi eliminat, pelicula de ulei se rupe în mai multe locuri, iar suprafeţele

particulelor se ating şi începe aşa-numita brichetare, adică formarea brochenului

(turtelor).

Creşterea presiunii asupra particulelor de măcinătură trebuie să fie treptată, în

caz contrar, respectiv aplicarea unei presiuni prea mari de la început, se blochează

ieşirea uleiului din capilare de către particulele fine de măcinătură, reducându-se

astfel randamentul de presare.

Procesul de separare a uleiului este influenţat de următorii factori :

forţa de presare la presele mecanice, P, este creată de un corn elicoidal

(melc), care se roteşte într-un spaţiu închis (camera de presare) Creşterea treptată a

presiunii se asigură prin :

o micşorarea volumului liber al camerei de presare de la o treaptă la

alta;

o reducerea pasului melcului;

o rezistenţa opusă la ieşirea materialului din presă de către o piesă

specială numită "con".

durata de presare, t, se alege astfel încât să permită scurgerea uleiului în

condiţiile date. O mărire a timpului de presare peste limita normală scade

productivitatea presei şi nu duce la o mărire sensibilă a producţiei presei. De

asemenea, durata presării depinde de caracteristicile constructive şi funcţionale ale

presei, putând varia între 40 şi 200 secunde. Durata presării este influenţată, la rândul

ei, de turaţia axului presei, grosimea brochenului la ieşirea din presă şi

caracteristicile fizico-chimice ale măcinăturii.

o turaţia axului presei influenţează invers proporţional asupra duratei de

presare ;

o grosimea brochenului influenţează tot invers proporţional durata de

presare, deoarece cu cât grosimea este mai mare, cu atât scade

presiunea în presă, iar durata presării scade ;

o caracteristicile măcinăturii influenţează astfel :

185

vâscozitatea uleiului se micşorează prin încălzirea măcinăturii

în timpul prăjirii;

lungimea capilarelor poate fi micşorată prin ;

distrugerea avansată a celulelor la măcinare,

tratament de prăjire,

reducerea distanţei de parcurs de către ulei în camera

de presare.

Brochenul obţinut va fi cu atât mai sfărâmicios, cu cât va conţine mai mult

ulei, deoarece peliculele de ulei nu permit particulelor de măcinătură să se

bricheteze.

Presele folosite curent în schema de prelucrare prin presare urmată de

extracţia cu dizolvanţi sunt:

* pentru presarea preliminară moderată - asigură separarea a 75 - 80% din

ulei şi 18 - 22% ulei randament în brochen ;

* pentru presare avansată - asigură 12-14% ulei remanent în brochen.

La obţinerea uleiului numai prin presare se folosesc :

prese mecanice de presare finală (la o singură treaptă) – realizează

max. 3-6% ulei remanent în brochen;

pentru 2 trepte de presare: în prima treaptă se folosesc prese cu

presare moderată, iar în treapta a II-a prese de presare finală.

În practică se cunosc şi tipuri constructive ce asigură procesul de presare în 2

trepte în acelaşi utilaj, cu 2 camere de presare.

Întreprinderile de ulei din ţara noastră prelucrează seminţele oleaginoase

bogate în ulei după schema presare - extracţie, folosind în acest caz numai prese

pentru presare preliminară (moderată sau avansată).

Uleiul brut de presă este supus în continuare unei operaţii de purificare,

deoarece conţine impurităţi mecanice şi organice în suspensie, urme de apă, care

trebuiesc îndepărtate pentru evitarea degradării rapide a uleiului şi a pierderilor.

Purificarea prealabilă a uleiului, înainte de depozitare, comportă următoarele

operaţii :

separarea resturilor grosiere de măcinătură oleaginoasă (zaţ) antrenate

la presare prin : sedimentare, filtrare sau centrifugare ;

eliminarea umidităţii în exces prin evaporare (uscare) ;

186

separarea impurităţilor cu dimensiuni mici prin filtrare.

Uscarea uleiului se face numai în cazul când umiditatea uleiului depăşeşte

0,3%.

7.2.2. Obţinerea uleiului brut prin extracţie

Extracţia uleiului este o operaţie tipică de transfer de substanţă, care se

realizează prin solubilizarea uleiului într-un dizolvant, în care ceilalţi componenţi nu

se solubilizează.

Fenomenul preponderent care are loc în timpul procesului de extracţie este

difuzia - fenomen fizic în care substanţele dizolvate trec liber în soluţia cu

concentraţie mai mică, până când are loc o repartizare uniformă a moleculelor

dizolvate. În cazul extragerii uleiului, difuzia are loc în sistem solid-lichid printr-un

complex de reacţii, moleculele de ulei parcurgând 3 etape diferite ;

difuzia moleculară a uleiului din interiorul particulei către marginea ei;

difuzia moleculară a uleiului prin stratul de separare de la suprafaţa

exterioară a particulei la suprafaţa exterioară a dizolvantului;

difuzia prin convecţie a uleiului de la stratul de separare către miscela în

mişcare.

Considerăm o particulă de material oleaginos, cu concentraţia iniţială de ulei

C, cufundată într-un curent de dizolvant (fig. 66). După un anumit timp, datorită

difuziei moleculare din interiorul particulei, la distanţa l/n de exterior se atinge

concentraţia C1.

187

Fig. 66. Schema extracţiei uleiului în cele trei etape ale sale

La suprafaţa exterioară a particulei, spălată în permanenţă de curentul de

dizolvant are loc difuzia prin convecţie într-un strat de grosime δ numit strat limită

sau marginal, în care concentraţia amestecului ulei - dizolvant (miscelă) este c’’.

Aplicând legile difuziei în cele 3 etape ale procesului, rezultă ;

corespunzător difuziei în interiorul particulei :

corespunzător difuziei din interiorul stratului marginal:

corespunzător difuziei prin convecţie de la exteriorul particulei:

în care : c’ - concentraţia amestecului la exteriorul particulei :

c" - concentraţia miscelei la suprafaţa stratului marginal. Transferul

de substanţă în cele 3 etape va fi :

m=-k(C1-C2)

unde : k - coeficientul transferului de substanţă :

188

Coeficientul transferului de substanţă, k, caracterizează procesul de extracţie

şi reprezintă cantitatea de ulei difuzată prin unitatea de suprafaţă în unitatea de timp,

în condiţiile unei diferenţe de concentraţie egală cu l.

Dint este coeficientul de difuzie în interiorul particulei.

Difuzia în interiorul particulei, datorită structurii interioare foarte variate şi

transformărilor pe care le suferă seminţele oleaginoase, este influenţată de : structura

oleoplasmei, structura membranelor celulare, a membranelor secundare şi a

porozităţii particulei.

Viteza procesului de difuzie depinde direct de mărimea coeficientului de

difuzie în interiorul particulei (Dint), fiind mare în cazul materialului bine măcinat.

Difuzia în stratul limită are loc după legile difuziei moleculare. Viteza de

difuzie este influenţată de coeficientul de difuzie D şi grosimea stratului limită.

Difuzia între stratul limită şi miscela în mişcare are loc prin convecţie,

difuzia moleculară fiind neînsemnată (ca urmare a agitaţiei termice moleculare).

Viteza de difuzie prin convecţie depinde de: condiţiile hidrodinamice ale curgerii

miscelei (viteză de regim - laminar, turbulent), temperatură şi gradientul de

concentraţie

* În practica industrială, are loc extracţia concomitentă dintr-o multitudine

de particule, în acest caz procesul de extracţie prezentând anumite particularităţi şi

abateri de la mecanismul extracţiei unei singure particule, şi anume:

* diminuarea vitezei şi gradului de extragere a uleiului datorită „blocării

porilor”, fenomen direct proporţional cu forma şi mărimea particulelor şi cu gradul

lor de compresibilitate ;

* antrenarea în fluxul de dizolvant a particulelor foarte mici, care se

aglomerează în anumite zone ale materialului, obligând dizolvantul să curgă prin alte

părţi ale aparatului, cu rezistenţă mai mică; astfel, zonele cu aglomerări de particule

mici vor fi mai puţin prelucrate, rămânând o cantitate mai mare de ulei în şrot;

* când o multitudine de particule se găsesc într-un strat imobil, între ele

se formează „canale de penetraţie” ale dizolvantului de diferite dimensiuni şi un

grad diferit de sinuozitate;

* particulele tind a se lipi intre ele şi are loc micşorarea diametrului

canalelor de drenaj, înrăutăţind în mare măsură circulaţia miscelei şi reducând gradul

de extracţie al uleiului.

189

Procesul de extracţie poate fi accelerat prin utilizarea unor tehnici moderne

cum ar fi : utilizarea ultrasunetelor de joasă frecvenţă (21,3 KHz, 1,5 W/cm2);

mărirea coeficientului de transfer de substanţă folosind pulsaţii (30°C/80

pulsaţii/min); folosirea vibraţiilor (20°C/50 - 500 vibraţii/min).

Metode de extracţie, în principiu, extragerea uleiului din diverse materii

prime oleaginoase constă din spălarea cu dizolvant într-un vas de tratament a

măcinăturii pregătite în prealabil, într-o singură sau mai multe trepte.

În practică, se disting 3 moduri de realizare a extracţiei: simplă,

multiplă (în trepte) şi extracţie continuă.

În funcţie de contactul dintre măcinătură şi dizolvant distingem: extracţia prin

imersiune, prin percolare repetată sau o extracţie mixtă cu imersiune şi percolare.

Instalaţiile de extracţie care folosesc aceste modalităţi sunt:

pe principiul percolării :

o extractorul cu bandă (tip De Smet)

o extractorul rotativ cu sită fixă (tip Carusel)

prin imersiune şi percolare:

o extractorul rotativ cu sită rabatabilă (tip Rotocel)

o extractorul continuu cu coşuri

Ca metodă modernă de extracţie poate fi amintită extracţia cu ajutorul

impulsurilor a uleiului din materii prime oleaginoase sau deşeuri oleaginoase ale

altor industrii.

Avantajele oferite de această metodă sunt ;

prelucrarea are loc la temperaturi relativ scăzute (18 - 30 °C), ceea ce face

să se menţină nealterată calitatea proteinelor, a vitaminelor şa ;

prelucrarea se poate face direct la locul de producere a deşeurilor

oleaginoase în fabricile de conserve, eliminându-se cheltuielile de transport;

seminţele pot fi prelucrate în stare umedă fără a mai fi necesară uscarea

lor, care necesită consumuri considerabile de energie

Distilarea miscelei

190

Operaţia de separare a dizolvantului din miscelă se realizează în condiţii de

temperatură ridicată, prin evaporarea acestuia într-una sau mai multe trepte.

Temperatura de distilare a soluţiei de ulei în dizolvant (miscelă) este cu mult

mai ridicată decât cea a dizolvantului curat, fiind direct proporţională cu concentraţia

în ulei. Astfel, când concentraţia miscelei ajunge la 95 - 99% (iniţial 14 - 35% în

funcţie de instalaţie) temperatura de fierbere creşte brusc, trecând de limitele

tehnologice uzuale şi periclitând calitatea uleiului finit. În aceste condiţii, pentru

reducerea temperaturii, evaporarea avansată se realizează sub vid (30-40 mm col Hg)

sau prin antrenare cu vapori de apă

Eliminarea totală a dizolvantului presupune o încălzire peste limitele admise

astfel că temperatura maximală de fierbere este totdeauna sub cea corespunzătoare

unei eliminări totale.

Operaţia de distilare constă din următoarele faze ;

• purificarea iniţială, respectiv eliminarea fracţiunilor uşoare ale dizolvantului şi

concentrarea miscelei prin fierbere, până la 80 - 85% ulei ;

• distilarea finală - are loc sub vacuum, în principal la temperaturi superioare celor

de fierbere ale miscelei, deci prin evaporarea dizolvantului.

Purificarea miscelei

Miscela obţinută în procesul de extracţie se prezintă ca o soluţie de ulei în

benzină ce conţine şi impurităţi mecanice şi organice. Purificarea miscelei se poate

realiza prin decantare, filtrare si centrifugare dar metoda cea mai utilizată este

filtrarea.

Distilarea miscelei se poate realiza prin 3 procedee :

• în flux discontinuu :

- distilarea în strat înalt, care variază între 200 mm şi 600 mm; are loc în flux

discontinuu ;

• în flux continuu :

- distilare în peliculă, a cărei grosime este determinată de proprietăţile

fizice ale miscelei; proprietăţile şi poziţia suprafeţei materialului pe care se

formează pelicula de miscelă:

191

- distilare prin pulverizare, ca rezultat al trecerii miscelei sub presiune

prin duze speciale de pulverizare şi formare în interiorul aparatului a unei

infinităţi de picături fine.

Factorii ce influenţează eficacitatea procesului de distilare a miscelei sunt:

- presiunea remanentă în instalaţie;

- -grosimea stratului de miscelă;

- temperatura miscelei şi a aburului direct;

- durata procesului.

Parametrii atinşi în timpul distilării finale influenţează ulterior calitatea

produsului finit - uleiul-, astfel:

creşte indicele de culoare şi scade indicele de peroxid - în cazul

distilării finale la temperaturi ridicate ;

uleiul nu trebuie să conţină > 0,1 % dizolvant deoarece, datorită

tensiunii de vapori, la o t = 120°C se poate forma o atmosferă explozivă.

De aceea, la distilarea finală se urmăreşte ca punctul de inflamabilitate să fie

min. 135°C pentru uleiul de floarea-soarelui şi min. 140°C pentru uleiul de rapiţă.

Instalaţiile de distilare sunt caracteristice fiecărui tip de extractor.

Recuperarea dizolvantului din şrot

După extragerea uleiului, în materialul degresat (şrot) rămâne o cantitate mare

de dizolvant (25-50%) reţinut la suprafaţa şi în capilarele particulelor.

Condiţiile de depozitare a şrotului impuse pentru evitarea pericolului de

explozie sunt:

-conţinut de benzină: max. 0,1% ;

- umiditate: max 9% pentru floarea soarelui ;

max. 12% pentru soia.

Procesul de eliminare a dizolvantului şi umidităţii din şrot se realizează cu

ajutorul căldurii, având loc o evaporare la suprafaţă în paralel cu difuzia benzinei şi a

apei din straturile interioare ale particulelor în prima perioadă, iar în partea a doua a

procesului scade. Regimul termic aplicat în procesul de dezbenzinare, determinat de

următorii factorii:

- evitarea denaturării prea avansate a substanţelor proteice din şrot;

192

- respectarea normelor de protecţia muncii,

utilizează un abur cu temperatura max 180 °C, iar temperatura şrotului nu depăşeşte

115°C.

Metodele de eliminare a dizolvantului (dezbenzinare) utilizate în prezent

sunt:

* îndepărtarea dizolvantului dintr-un strat înalt de şrot sub malaxare

continuă, cu ajutorul aburului direct supraîncălzit; se foloseşte la instalaţiile

discontinui de extracţie;

* îndepărtarea dizolvantului dintr-un şrot, care se găseşte parţial în stare

de suspensie, cu ajutorul aburului direct şi indirect, în evaporatoare elicoidale ;

* îndepărtarea dizolvantului din şrot care se găseşte integral în stare de

suspensie, într-un tunel de evaporare, cu ajutorul vaporilor supraîncălziţi de

dizolvant;

* dezbenzinarea asociată cu o prăjire umedă (toastare), menită să

inactiveze o serie de substanţe cu efecte antinutriţionale, cum sunt în cazul şrotului

de soia : urează, factorul antitripsinic, hemoglutinina, lipoxidaza, saponina, ricina şi

ricinina. În practică, dezbenzinarea se realizează împreună cu toastarea într-un singur

utilaj (toaster), utilizând o umidificare mai avansată, specifică fiecărui sortiment.

7.3. RAFINAREA ULEIURILOR VEGETALE

Pentru asigurarea calităţii uleiurilor şi a aspectului comercial cerut de

consumatori, uleiul brut este supus unui complex de operaţii, grupat sub numele de

rafinare.

Scopul acestor operaţii este de a ameliora o serie de proprietăţi, cum sunt:

aciditatea liberă, culoarea, gustul şi mirosul, transparenţa, conservabilitatea, prin

eliminarea substanţelor nedorite (mucilagii, acizi graşi liberi, pigmenţi coloranţi,

substanţe mirositoare, ceruri) ce afectează nefavorabil stabilitatea uleiurilor în timpul

depozitării. Fiecare operaţie de rafinare are ca efect principal eliminarea unei grupe

din substanţele de însoţire (tabelul 25).

Tabelul 25

Gruparea metodelor de rafinare după efectul principal al procesului

(după Boeru, Gh.)

193

Efectul principal urmărit Denumirea uzuală a metodei Alte denumiri Eliminarea suspensiilor mecanice şi parţial a substanţelor dizolvate coloidal

Purificarea mecanica prin decantare, filtrare sau centrifugare

Eliminarea mucilagiilor Dezmucilaginare Delecitinizare Degumare

Eliminarea acizilor graşi liberi: prin formarea săpunurilor alcaline prin antrenare cu vapori de apă sub vid - prin combinarea acizilor graşi cu glicerina - prin fracţionare cu solvenţi selectivi

Neutralizare Neutralizare prin distilareNeutralizare prin esterificare Rafinare cu solvenţi selectivi

Rafinare chimică (caustică)Rafinare fizică (realizează şi dezodorizarea)Extracţie cu solvenţi selectivi

Eliminarea pigmenţilor coloranţi

Decolorare Albire

Eliminarea substanţelor odorante prin injecţie de abur sub vid

Dezodorizare

Eliminarea cerurilor şi a gliceridelor cu punct de topire ridicat

Winterizare Deceruire, Destearinizare, demargarinizare

Principalele operaţii cuprinse în schema de rafinare a uleiurilor vegetale sunt:

dezmucilaginarea, neutralizarea, uscarea, decolorarea, winterizarea, dezodorizarea şi

polisarea.

7.3.1. Dezmucilaginarea, degumarea uleiurilor vegetale

Uleiul brut, parţial purificat, conţine substanţe mucilaginoase şi alte impurităţi

aflate sub formă coloidală, în suspensie sau dizolvate. Mucilagiile conţin fosfatide,

albuminoide, hidraţi de carbon ş.a.

În rezervoarele de depozitare a uleiului, la o temperatură critică ce depinde de

metoda de obţinere a uleiului, are loc separarea mucilagiilor spontan prin

autohidratare cu umiditatea din aer. Temperatura critică pentru uleiul de floarea

soarelui este 7°C, iar pentru cel de extracţie 21,5°C.

194

Această precipitare a mucilagiilor este reversibilă, având loc o redispersare dar

la o temperatura mai mare decât temperatura de separare. Astfel, mucilagiile separate

prin răcire la 10-20°C se dispersează la 47-50°C. Temperatura de dispersare depinde

de conţinutul în umiditate şi se poate ridica chiar peste 100°C.

Eliminarea mucilagiilor este necesară din următoarele motive:

- stabilizează emulsiile în timpul neutralizării alcaline determinând creşterea

pierderilor de ulei în soapstock;

- servesc la obţinerea lecitinei folosită ca. emulgator (la fabricarea ciocolatei,

pâinii etc.) şi la creşterea valorii nutritive a produselor alimentare ;

- se utilizează ca metodă independentă pentru rafinarea uleiurilor necesare

producţiei de lacuri şi uleiuri sicative ;

- pentru purificarea uleiurilor înainte de scindare sau hidrogenare.

Dezmucilaginarea este o operaţie dificilă în procesul de rafinare a uleiurilor,

existând mai multe metode de îndepărtare a mucilagiilor, astfel :

- metode fizico-chimice (hidratarea, tratamentul cu absorbanţi) ;

- metode fizice - tratament termic ;

- metode chimice - tratament cu acid sulfuric, clorhidric sau alcalin.

Cele mai utilizate metode sunt hidratarea şi rafinarea acidă.

Hidratarea mucilagiilor are loc în prezenţa apei la cald, când albuminoidele,

fosfolipidele şi complecşii acestora precipită în flocoane, pierzându-şi solubilitatea

în ulei; aceste flocoane pot fi separate ulterior prin sedimentare sau centrifugare

Eficacitatea procesului de hidratare a mucilagiilor depinde de o serie de factori,

cum sunt : natura şi cantitatea agentului de hidratare, temperatura de lucru, mărimea

suprafeţei de contact şi modul de separare a mucilagiilor.

Pentru hidratarea continuă a uleiurilor se folosesc 2 procedee :

• procedeul de hidratare Sharples; instalaţia de bază cuprinde : rezervorul de

amestec ulei-apă, aparatul de hidratare, separatoare centrifugale pentru separarea

mucilagiilor din ulei, filtre pentru ulei, preîncălzitor tip „ţeavă în ţeavă”.

Procesul are loc la 45-50°C pentru ulei de floarea-soarelui şi 70°C pentru alte

uleiuri, sub agitare continuă, timp de 22 minute (20-25 min) şi în prezenţa a 2-3%

apă cu temperatura egală cu a uleiului ;

• procedeul de hidratare Alfa De Laval, a cărui instalaţie de bază cuprinde

schimbătorul de căldură cu plăci, aparatul de hidratare şi separatorul centrifugal cu

195

talere. Procesul are loc la 60-70°C (pentru uleiuri comestibile) sub amestecare

continuă şi cu 1-3% condensat fierbinte. După centrifugare, uleiul delecitinizat

trebuie să aibă temperatura de 65-70°C şi o presiune la ieşirea din separator de 2-3

daN/cm . Concentratul de mucilagii separate la hidratare trebuie să respecte un

raport ulei-fosfatide de 1:1.

Dezmucilaginarea prin tratament acid are drept scop completarea procesului

de hidratare pentru a elimina fosfatidele nehidratabile, în acest scop folosindu-se

acidul fosforic sau acidul citric ce transformă fosfatidele în săruri solubile în mediu

alcalin. De aceea, în practică, după dezmucilaginarea acidă urmează operaţia de

neutralizare alcalină. Tratamentul acid se practică independent (fără hidratare

preliminară), în cazul anumitor uleiuri :

cu acid sulfuric concentrat pentru uleiul de rapiţă destinat hidrogenării sau

utilizării ca ulei lampant;

cu acid fosforic la uleiul de in pentru utilizări tehnice speciale.

Dezmucilaginarea cu acid citric se face cu o soluţie apoasă 10-20%, introdusă

în proporţie de 1-2% faţă de uleiul brut Temperatura de lucru depinde de natura

uleiului (70 - 90°C).

Tratamentul cu acid fosforic se aplică uleiurilor comestibile (la uleiul de

floarea-soarelui pentru loturile închise la culoare), realizându-se cu o soluţie de 75-

85% ce se introduce în proporţie de 0,05-2% faţă de ulei, sub agitare la temperatura

de 70-90 °C, în funcţie de tipul instalaţiei folosite.

Tratamentul acid urmează unei etape de dezmucilaginare prin hidratare, în care

conţinutul de fosfatide a fost redus de la 3,2-3,5% până la 0,15-0,27%

Prin tratamentul acid conţinutul în fosfatide scade până la 0,05-0,09% iar

conţinutul de fier de la 1,12 mg/Kg la 0,55 mg/Kg.

7.3.2. Neutralizarea acidităţii libere a uleiurilor vegetale

Uleiurile brute fabricate la noi în ţară au o aciditate liberă cuprinsă între 1-4%

datorată prezenţei acizilor graşi liberi. Una din cauzele ce conduc la apariţia acestora

în ulei este scindarea trigliceridelor, care poate avea loc :

în timpul depozitării seminţelor oleaginoase ;

196

în uleiul brut datorită prezenţei urmelor de apă şi condiţiilor de

depozitare necorespunzătoare.

Pentru obţinerea de uleiuri comestibile este necesar ca aciditatea liberă să fie

eliminată.

Există diferite metode de îndepărtare a acidităţii libere :

neutralizarea alcalină :

neutralizarea prin distilare ;

neutralizare prin esterificare - nerecomandată în cazul uleiurilor vegetale

comestibile.

Cea mai utilizată metodă este neutralizarea alcalină, care cuprinde etapele :

* tratamentul cu alcalii (neutralizarea propriu-zisă);

* separarea soapstockului format;

* spălarea uleiului pentru eliminarea urmelor de săpun.

Ca agenţi de neutralizare se utilizează în principal Na OH şi mai puţin Na2CO3.

Efectele tratamentului alcalin sunt:

adsorbţia cantitativă a impurităţilor la suprafaţa peliculei de săpun ;

eliminarea mucilagiilor şi acizilor graşi ;

eliminarea parţială a pigmenţilor coloranţi.

Neutralizarea continuă se efectuează în instalaţii care, din punct de vedere

tehnologic, se pot grupa astfel :

instalaţii în care amestecarea uleiului cu soluţia alcalină se realizează în

aparate sub agitare (procedeele Sharples şi Alfa De Laval);

instalaţii în care reacţia de neutralizare are loc în fază de aerosoli, uleiul

şi leşia fiind fin pulverizate (procedeul Fash).

Separarea soapstockului are loc prin centrifugare în ambele cazuri. Uleiul

neutralizat este trecut la spălare, care se realizează cu apă de condens sau apă

dedurizată. Folosirea apei cu duritate ridicata (peste 5° germane) conduce la

creşterea conţinutului de săpun în uleiul rafinat (se formează săpun de calciu în ulei).

Temperatura uleiului în faza de spălare trebuie menţinută la 85-90°C.

Regimul de lucru (temperatura, concentraţia şi excesul soluţiei alcaline, durata

tratamentului) se stabileşte în funcţie de felul uleiului şi de aciditatea liberă a

acestuia.

197

Temperatura optimă este de 70-90°C, iar concentraţia soluţiei de NaOH (sodă

caustică sau leşie), variază în funcţie de aciditatea liberă a uleiului:

o aciditate < 1% - sol. de NaOH cu concentraţie 6-12° Be ;

aciditate liberă între 1-5% - sol. 20° Be ;

aciditate liberă > 5% - sol. 20-30° Be.

După neutralizare, produsele finite rezultate trebuie să aibă următoarele

caracteristici:

ulei neutralizat :aspect limpede, aciditate liberă max. 0,08 mg KOH/g,

săpun max. 0,05%;

soapstock : conţinutul în grăsimi totale 15-25%, iar raportul ulei/ac.

graşi= 1:2,5.

7.3.3. Uscarea uleiului

După spălare, în uleiurile neutralizate cu alcalii rămâne un conţinut de 0,5%

apă, care trebuie îndepărtat.

Eliminarea apei se realizează prin operaţia de uscare a uleiului, prin aceasta

evitându-se fenomenele nedorite ce au loc în prezenţa apei (hidroliza grăsimilor şi

creşterea acidităţii libere, scăderea puterii de decolorare a adsorbanţilor folosiţi

ulterior).

Procedeele de uscare a uleiului pot fi realizate discontinuu sau în flux continuu,

sub vid, cu agitare mecanică.

Regimul de lucru depinde de tipul de procedeu aplicat:

- procedeul discontinuu : t = 90-95 °C/τ =60-90 min/şarja ;

- conţinut de apă şi substanţe volatile la sfârşitul procesului = max 0,2% ;

- procedeul continuu : t = 85-90 °C/p = 10-30 mm Hg;

- conţinut max. de apă al uleiului uscat =0,05%.

7.3.4. Decolorarea (albirea) uleiurilor

Pigmenţii coloranţi sunt substanţe de însoţire a gliceridelor ce conferă culoare

uleiurilor vegetale. Pigmenţii pot fi clasificaţi în două grupe :

* pigmenţi naturali : clorofila (verde); carotina (roşie); xantofila (galbenă);

198

* pigmenţi secundari: substanţe complexe melano-fosfatidice - se

formează în brochen şi în uleiul obţinut din micele distilate la temperaturi ridicate.

O parte din aceste substanţe colorante sunt parţial îndepărtate în procesele

anterioare - dezmucilaginarea acidă şi neutralizare.

În practică, decolorarea uleiurilor poate fi efectuată prin două procedee :

- decolorarea fizică - realizată prin adsorbţia pigmenţilor pe pământ sau

cărbune decolorant;

- decolorare chimică - realizată printr-o reacţie chimică ce modifică

grupele cromogene ale pigmenţilor; nu se aplică uleiurilor comestibile, ci

numai uleiurilor şi grăsimilor tehnice puternic pigmentate.

Odată cu decolorarea, ca efect secundar are loc şi eliminarea mai avansată a

mucilagiilor, substanţelor proteice precum şi a altor substanţe de însoţire a materiilor

grase (resturi de săpun din uleiurile neutralitate alcalin, urme de catalizator din

uleiurile hidrogenate).

Decolorarea prin adsorbţie constă din introducerea sub agitare a pământului

decolorant în uleiul neutralizat şi uscat sub vid, menţinere şi separarea adsorbantului

din uleiul decolorat. Aceste operaţii pot fi realizate în instalaţii cu funcţionare

continuă sau discontinuă.

Decolorarea, în general, este un fenomen complex în cadrul căruia adsorbţiei

fizice i se suprapune chemosorbţia, precum şi efecte secundare de natură termică şi

oxidativă.

Factorii ce influenţează procesul de decolorare prin adsorbţie sunt –

• • caracteristicile adsorbantului Adsorbantul reţine preferenţial substanţele

colorante până la o anumită limită - volum de adsorbţie - peste care adsorbţia nu

mai are loc. De aceea, în practică, se urmăreşte utilizarea unor agenţi decoloranţi

ce au activitate specifică mare.

• caracteristicile materiei prime - felul uleiului, natura şi concentraţia pigmenţilor,

starea de oxidare, prezenţa acizilor graşi liberi şi a urmelor de săpun influenţează

randamentul procesului de decolorare ;

• condiţiile de lucru - temperatura optimă pentru decolorarea uleiurilor comestibile

este de 85 -90°C la o presiune absolută de max. 60 mm Hg. Durata de menţinere a

contactului dintre agentul decolorant şi ulei este de 15-20min la decolorarea în

199

flux discontinuu şi câteva minute la decolorarea în flux continuu. La depăşirea

timpului de contact poate apărea fenomenul de reversiune a culorii.

Cea mai utilizată instalaţie de decolorare în industria uleiului este instalaţia De

Smet.

7.3.5. Winterizarea uleiurilor

În uleiul brut, ca substanţe de însoţire se găsesc şi ceruri, al căror conţinut

depinde de efectul decojirii şi separarea din miez a pieliţelor.

Cerurile se dizolvă cu solvenţi, trec în ulei iar operaţiile de rafinare anterioare

nu au efect semnificativ asupra lor.

Winterizarea, numită şi deceruire, constă în cristalizarea cerurilor şi a

digliceridelor solide, urmată de o separare a acestora de ulei prin filtrare.

Efectul cristalizării este mărit dacă temperatura de cristalizare şi filtrare a

cerurilor se apropie de 0°C.

Pentru a avea loc o cristalizare rapidă, în ulei se introduc germeni de

cristalizare - Kieselgur sub formă de praf fin - pe care se aglomerează microcristale

de gliceride şi ceruri, obţinându-se astfel cristale de dimensiuni mai mari.

Cristalizarea poate avea loc şi spontan, iar durata procesului poate varia între

câteva ore şi 38-72 ore La răcirea rapidă a uleiului se obţin cristale mici greu de

separat prin filtrare. De aceea, se preferă răcirea progresivă, de durată, sau

introducerea de germeni de cristalizare, care să conducă la formarea cristalelor de

dimensiuni mari, uşor separabile la filtrare.

În cazul folosirii Kieselgurului, winterizarea se face înaintea dezodorizării,

deoarece acesta imprimă un gust străin care poate fi îndepărtat la dezodorizare.

La filtrare, Kieselgurul formează un strat filtrant cu capacitate de filtrare un

timp mai îndelungat. În acest scop, se mai adaugă în ulei şi alte substanţe ca azbest,

celuloză ş a., amestecul azbest-celuloză fiind denumit în practică cristal -theorit.

Deoarece la scăderea temperaturii vâscozitatea uleiului creşte, îngreunând

astfel separarea prin filtrare a cerurilor şi gliceridelor solide, procesul de deceruire în

instalaţii cu funcţionare continuă are loc astfel:

prerăcirea uleiului la 20-22°C, urmată de o răcire la 5-7°C ;

introducere de germeni de cristalizare (Kieselgur) cu amestecare

continuă timp de 4 ore ;

încălzire bruscă la 12-16°C;

200

filtrare.

Au fost puse la punct şi procedee de winterizare a uleiului adus sub formă de

miscelă cu solvenţi.

Cerurile şi stearinele separate din ulei constituie un subprodus de rafinare.

7.3.6. Dezodorizarea uleiurilor

Dezodorizarea - ultima operaţie din procesul complex al rafinării - constituie

faza tehnologică prin care se elimină substanţele care imprimă uleiurilor miros şi

gust neplăcut, provenite atât din materia primă ca substanţe de însoţire a gliceridelor,

cât şi din transformările chimice care au loc pe parcursul procesului de depozitare şi

prelucrare.

Dezodorizarea are loc şi ca efect secundar al altor operaţii de rafinare cum ar

fi:

- adsorbţia de către săpun (la neutralizare alcalină) a unei părţi a acestor

substanţe ;

- în procesul de decolorare la utilizarea amestecurilor de agenţi decoloranţi care

conţin cărbune.

Prin dezodorizare, efectuată mai ales în cazul uleiurilor comestibile şi a

grăsimilor vegetale obţinute prin hidrogenare destinate consumului alimentar,

uleiurile nu se mai pot deosebi între ele pe baza gustului şi mirosului, respectiv se

depersonalizează.

Operaţia de dezodorizare se realizează combinând efectul a trei parametri

tehnologici : temperatură, presiune şi antrenarea cu vapori de apă.

Distilatul obţinut la antrenarea cu vapori conţine un amestec de substanţe

format din:

substanţe volatile la presiune şi temperatură ambiantă, de regulă

hidrosolubile, responsabile de mirosul uleiului;

substanţe nevolatile la presiune şi temperatură ambiantă şi

insolubile în apă formate din :

o substanţe saponificabiie (ac. graşi liberi, trigliceride, ceruri şi esteri

metilici);

201

o substanţe nesaponificabile (hidrocarburi parafinice, olefinice şi

poliolefinice, steroli liberi şi esterificaţi, tocoferoli liberi şi esterificaţi,

alcooli triterpenici şi alcooli graşi) ;

o produse de oxidare :

ulei antrenat în proporţie de 1:1 faţă de acizi graşi plus substanţe

nesaponificabile antrenate.

Eliminarea eficientă a substanţelor care imprimă gustul şi mirosul uleiurilor şi

grăsimilor se face prin antrenare cu abur la presiune redusă şi temperatură relativ

înaltă (185-220°C pentru uleiuri vegetale şi 220-230°C pentru cele solidificate).

O reuşită bună în procesul de vaporizare se obţine prin asigurarea unei

distribuţii cât mai uniforme şi în cantităţi mici a aburului direct injectat în uleiul

vegetal, având o temperatură cu 30-50°C peste temperatura uleiului.

Aburul de antrenare nu trebuie să conţină gaze (în special oxigen) iar cantitatea

de abur pentru antrenare depinde de o serie de factori cum ar fi: cantitatea de ulei

supus dezodorizării, temperatura, vidul, felul compuşilor volatili, tensiunea de vapori

a acestora etc.

Procesul de dezodorizare se realizează în instalaţii discontinue şi continue.

În instalaţii discontinui, operaţia durează 5-7 h iar parametrii de lucru sunt :

temperatura uleiului 175-185°C, presiunea 5-30 mm col Hg.

Procedeele continui utilizează utilaje legate în flux, cu excepţia situaţiilor

de nesincronizare a debitelor, când pot fi introduse rezervoare intermediare.

Secţiile de rafinare continuă folosesc liniile procedeelor Sharples sau

Alfa-Laval pentru dezmucilaginare-neutralizare, cuplate cu instalaţii De Smet

pentru decolorare-winterizare-dezodorizare.

Rafinarea discontinuă este aplicabilă în liniile cu capacităţi mici (sub

50t /24 h) şi cu schimbări frecvente ale sortimentelor de ulei.

7.4. HIDROGENAREA ULEIURILOR VEGETALE

Pentru fabricarea margarinei şi a altor grăsimi vegetale este necesară

modificarea temperaturii de topire a gliceridelor din uleiurile fluide prin adiţia de

hidrogen la dublele legături ale radicalilor acizilor graşi nesaturaţi din trigliceride.

În funcţie de caracteristicile dorite, reacţia de hidrogenare poate fi

202

totală - conduce la saturarea tuturor legăturilor duble, rezultând

acizi graşi saturaţi cu acelaşi număr de atomi de carbon ;

parţială - saturarea incompletă a dublelor legături ale acizilor graşi ;

astfel că se obţin uleiuri solidificate care conţin un amestec de acizi graşi saturaţi cu

acizi graşi nesaturaţi, în principal cu o dubla legătură.

Adiţia hidrogenului la dubla legătură a acizilor graşi decurge prin reacţia de

cataliză eterogenă, conform schemei:

Reactanţi + Catalizator Reactanţi-Catalizator Ulei + Catalizator

având loc şi modificarea atât a compoziţiei cât şi a proprietăţilor trigiceridelor

respective.

O reacţie secundară adiţiei hidrogenului este reacţia de trans-izomerizare,

în care are loc trecerea parţială a izomerilor cis ai acizilor graşi nesaturaţi în

izomeri trans, aceştia din urmă conferind consistenţa necesară grăsimilor.

Catalizatorii utilizaţi pot forma două complexe active, astfel :

C=C şi H-H

Ca+ Cat

Aceste complexe active reacţionează între ele, conducând la un compus

saturat şi eliberând catalizatorul.

Uleiurile sunt formate din molecule de trigliceride care posedă, însă, grade de

saturare diferite. Un model al reacţiilor posibile în timpul hidrogenării poate fi

construit pe baza schemei următoare:

Acid linoleic

Acid linolenic Acid oleic Acid stearic

Acid izolinoleic

Aceasta situaţie ridică problema selectivităţii procesului de hidrogenare.

Hidrogenarea uleiurilor poate decurge:

203

selectiv - dacă hidrogenul se fixează mai repede la radicalii cei mai

nesaturaţi decât la radicali mai puţin saturaţi ;

neselectiv - când are loc hidrogenarea concomitentă a acizilor graşi mono- şi

polinesaturaţi.

În comparaţie cu hidrogenarea neselectivă, procesul de hidrogenare selectivă

determină reducerea conţinutului în acizi polinesaturaţi şi acizi saturaţi. Prin

aceasta, uleiul hidrogenat selectiv obţine o compoziţie mai omogenă, datorită

căreia se îmbunătăţeşte plasticitatea şi stabilitatea proprietăţilor organoleptice

Etapele reacţiei de hidrogenare sunt:

difuzia reactanţiior pe suprafaţa catalizatorului;

reacţii între moleculele în stare adsorbită în mai multe etape;

desorbţia produşilor de reacţie ;

difuzia produşilor de reacţie în mediu.

Prima si ultima etapă sunt rapide, iar celelalte etape sunt lente, determinând

viteza globală a procesului.

Viteza de hidrogenare este dependentă de următorii faeton :

activitatea şi cantitatea catalizatorului folosit - există o relaţie direct

proporţională între activitatea catalizatorului şi viteza de hidrogenare. Însă, pe

măsură ce catalizatorul se uzează (apar fenomene de învechire şi otrăvire a

catalizatorilor), activitatea acestuia scade; în aceeaşi relaţie este şi cantitatea de

catalizator folosită, dar peste 0.3-0,4% faţă de grăsime, creşterea vitezei de

reacţie nu este semnificativă

temperatura de hidrogenare influenţează direct proporţional viteza de

reacţie, temperatura de hidrogenare variază între 160-240°C (în funcţie de

selectivitatea procesului): pentru grăsimi moi - 160.. 380°C; grăsimi pentru

margarina - 180...200°C, grăsimi tehnice > 200°C ;

presiunea de hidrogenare influenţează favorabil reacţia: viteza de

hidrogenare creşte cu presiunea de lucru, presiunea optimă variind între 1,5-2,0

daN/cm2. Presiunea scăzută favorizează selectivitatea;

intensitatea amestecării asigură menţinerea catalizatorului în stare de

suspensie şi distribuirea uniformă şi continuă a hidrogenului în toată masa, ceea

ce conduce la creşterea vitezei de hidrogenare.

Catalizatorii de hidrogenare ce pot fi utilizaţi sunt :

204

catalizatori de nichel pur, cu sau fără suport de Kieselgur;

catalizatori din aliaje cu nichel;

catalizatori de amestec

Hidrogenarea uleiurilor vegetale se poate face în proces discontinuu sau

continuu.

Hidrogenarea discontinuă se poate realiza prin următoarele metode :

* hidrogenarea cu barbotare de hidrogen în masa uleiului;

* hidrogenarea în atmosferă staţionară de hidrogen, în care uleiul,

conţinând suspensia de catalizator, este pulverizat în atmosferă de hidrogen ;

* hidrogenarea cu circulaţie atât a uleiului cuprinzând catalizatorul, cât şi

a hidrogenului (circulaţie combinată).

Aceste metode diferă între ele prin modul în care se poate obţine contactul

hidrogenului cu masa de ulei şi catalizator.

Hidrogenarea continuă este mai puţin selectivă şi dă rezultate bune

atunci când se prelucrează un singur sortiment de ulei hidrogenat. În funcţie de

forma de utilizare a catalizatorului metodele aplicate sunt:

* hidrogenarea cu catalizator în suspensie, în care reactanţii sunt

amestecaţi şi vehiculaţi prin mai multe coloane de reacţie ;

* hidrogenarea cu catalizator staţionar, în care catalizatorul se foloseşte

sub formă de sită sau bucăţi special tratate pentru a avea suprafaţa activă

Sfârşitul procesului se stabileşte prin determinarea temperaturii de topire

(care creşte) sau prin măsurarea indicelui de refracţie, care variază liniar cu

temperatura de topire.

Prelucrarea finală a uleiurilor hidrogenate comestibile se face prin rafinare,

începând cu neutralizarea alcalină, dacă aciditatea liberă a uleiului trecut la

hidrogenare este > 0,05%. Dacă aciditatea liberă corespunde acestei limite este

suficientă numai dezodorizarea.

7.5. FABRICAREA MARGARINEI ŞI A

SHORTENINGURILOR

7.5.1. Procesul tehnologic de obţinere a margarinei

205

Fabricarea margarinei îşi are originea în secolul 19, când Mege-Mouries a

efectuat unele cercetări cu intenţia de a înlocui untul. Ulterior, margarina s-a

impus ca produs de sine stătător, datorită proprietăţilor specifice.

Margarina este o emulsie stabilă concentrată, de tipul A/U. obţinută din

uleiuri, grăsimi vegetale şi, eventual, grăsimi animale, cu apă sau lapte,

asemănându-se cu untul datorită proprietăţilor ei : plasticitate, consistenţă, culoare,

gust şi miros.

Din punct de vedere nutriţional, sortimentele de margarină pot fi concepute

pentru a suplimenta sau corecta anumite regimuri alimentare, după cum urmează:

* margarine utilizate pentru introducerea în alimentaţie a unor substanţe

necesare organismului;

* margarine utilizate ca suport pentru vitamine liposolubile (A, D, E)

destinate completării aportului acestor substanţe în organism ;

* margarine utilizate pentru introducerea în dietă a gliceridelor acizilor

graşi polinesaturaţi. în scopul prevenirii maladiilor cardiovasculare (min 25% acid

linoleic şi ulei de floarea soarelui) ;

* margarine hipocalorice, având un conţinut de 40-50% grăsimi, utilizate

în combaterea obezităţii;

* margarine pentru corectarea dereglărilor de metabolism, având în

compoziţie acizi graşi cu catenă medie sau scurtă (cu 8-12 C).

Procesul tehnologic de fabricare al margarinei. Baza de grăsimi

(formată din uleiuri fluide, grăsimi vegetale solide şi semisolide şi uleiuri

hidrogenate) se încălzeşte la o temperatură cu 3-4°C mai mare faţă de punctul de

topire, operaţie ce poartă denumirea de temperarea grăsimilor.

Concomitent, se face:

prepararea ingredientelor :

o dizolvarea emulgatorilor în ulei încălzit la 50-60°C ;

o dizolvarea zahărului şi a sării;

o diluarea colorantului până se formează o soluţie uleioasă de 2% şi a

concentratului de vitamine cu ulei în proporţie de 1:1 ;

pregătirea laptelui (dacă este cazul) - după recepţie, laptele se răceşte

la 4-5°C; se depozitează temporar in tancuri izoterme, după care se pasteurizează

la 63-65°C/25-30 min; se răceşte la 20°C când se face însămânţarea cu 3-5% maia de

206

producţie şi se fermentează la 16-20°C/18-20 h, până la o aciditate a laptelui de

80-100°T. În continuare, laptele se răceşte la 5 °C şi se trece în aparatele de

emulsionare.

În malaxorul de emulsionare se obţine emulsia primară prin

amestecarea fazei grase cu faza apoasă şi, apoi, adăugarea tuturor ingredientelor,

temperatura de lucru menţinându-se la 38°C Emulsia primară este trecută apoi la

omogenizator, pentru a obţine o emulsie fină şi la pasteurizator la 80°C

Răcirea şi cristalizarea emulsiei se face în cilindrii de răcire ai

agitatorului „Kombinator” până la 12-14 °C.

Pentru consolidarea structurii cristaline, margarina este trecută în

cilindrul de temperare., unde are loc omogenizarea temperaturii de 17-19°C.

Din cilindrul de temperare, margarina trece la maşina de divizat şi

ambalat (când se obţin pachetele de margarina) sau în bazine, de unde se

ambalează în lăzi PFL (când se obţine margarina bloc).

Depozitarea margarinei se face la temperaturi între -2 . +2 °C şi

umezeala relativă a aerului de max. 80%, la întuneric.

Margarina hipocalorică, având o consistenţă moale, se ambalează în pahare

din material plastic, care se depozitează la 6-8°C, pe o durată de maxim 21 zile.

Cele mai importante instalaţii cu funcţionare continuă, existente pe plan

mondial, sunt : Kombinator (firma Schroder), Votator (firma Girdler), Perfektor

(Gerstenherg). ale căror principii de funcţionare sunt apropiate.

7.5.2. Fabricarea grăsimilor vegetale culinare (Shorteninguri)

Grăsimile vegetale culinare (shorteninguri) se deosebesc de margarina prin

următoarele :

sunt destinate înlocuirii unturii, pe când margarina poate înlocui

untul ;

grăsimile vegetale sunt grăsimi aproape pure (cel puţin 99%

grăsime), iar margarina conţine o cantitate relativ mare de apă emulsionată.

Există mai multe criterii de clasificare a shorteningurilor, câteva fiind

prezentate în tabelul 27.

Tabelul 27

207

Clasificarea shorteningurilor

După starea fizică : plastic fluid (conţine suspensii solide) lichid deshidratat (pudră sau paiete)

După proprietăţi funcţionale speciale : cu destinaţie generală de înaltă stabilitate (ex. : pentru prăjit şi produse crocante) prăjituri şi glazuri pâine şi aluaturi dulci mixuri deshidratate

După utilizarea obişnuită coacere frigere de uz casnic

După forma de ambalare : bloc cubic placă forme imprimate (ex.: brichetă, vergea)

Proprietăţile funcţionale ale shorteningurilor. Folosirea

shorteningurilor plastice în produsele coapte contribuie la obţinerea unei calităţi

finale deosebite, prin proprietăţile funcţionale de care dispun, astfel:

imprimă frăgezime şi luciu ;

potenţează aerarea produselor fermentate;

promovează o porozitate şi aromă dorită;

favorizează foietarea unor produse speciale (pateuri, foi de

plăcintă, produse de cofetărie aerate şi de tip „Danish”) ;

modifică glutenul, în special în aluaturile fermentate cu drojdie;

acţionează ca emulgatori.

Principalele proprietăţi funcţionale specifice shorteningurilor plastice sunt:

afânarea, emulsionarea. plasticitatea, aromare. conservabilitatea şi întărirea.

Afânarea produselor de patiserie, care conţin o cantitate mare de zahăr şi

ingrediente lichide, se datorează proprietăţii shorteningurilor de a îngloba bule

mici de aer în particulele de grăsime solidificată. La coacere, bulele de aer sunt

supuse expansiunii sub acţiunea gazelor formate, dioxid de carbon şi vapori de

apă, realizând astfel, o structura fină şi un volum optim.

Emulsionarea are loc datorită dispersării uniforme a shorteningului sub

formă de globule mici în aluatul pentru prăjituri dulci, a foilor de prăjituri, în

208

îngheţate şi umpluturi. Un shortening cu proprietăţi bune de emulsionare conţine

o cantitate mai mare mono şi digliceride (- 4 - 6%), iar în cazul când se utilizează

pentru obţinerea mixurilor de îngheţată şi a umpluturilor, necesită un adaos

suplimentar de 0,5% de emulgator puternic hidrofil.

Plasticitatea. Pentru a conferi o plasticitate excelentă aluaturilor speciale de

cofetărie, cum sunt cele obţinute prin rularea aluaturilor (foi de plăcintă,

dulciuri aerate sau de tip Danish- produse dulci în care se îmbină foietarea cu

fermentarea cu drojdie de panificaţie), shorteningul de acest tip va avea o

consistenţă care variază de la foarte moale la foarte tare. Baza primară de

grăsimi utilizată va fi foarte moale, de exemplu ulei de soia parţial hidrogenat

amestecat cu o cantitate mai mică de grăsime tare. Se recomandă ca această

fracţiune să nu fie tot ulei de soia puternic hidrogenat, datorită posibilităţii de

cristalizare în formă β, ceea ce ar conduce la obţinerea unui aluat

sfărâmicios.

Dacă se foloseşte acest tip de grăsime hidrogenată, ea va fi

amestecată în părţi egale sau mai mult cu o grăsime cristalizată în forma β'.

Aromarea. Acest tip de shortening se foloseşte pentru obţinerea unor

aluaturi cu gust şi aromă plăcută, ca aceea conferită de unt. De aceea, baza

de grăsimi folosită trebuie să fie complet dezodorizată. iar conţinutul de acizi

graşi să fie foarte redus (max. 0,05%). Mono şi digliceridele de adaos în

shortening trebuiesc preparate din grăsimi consistente bine dezodorizate, fiind

necesară aromatizarea lui cu aromă de unt.

Conservabilitatea Asigurarea unei perioade mari de păstrare a unor

produse, prăjituri şi mixuri, comercializate în supermagazine, necesită pentru

preparare un shortening special, obţinut dintr-o bază de grăsimi hidrogenată

care să conţină un procent scăzut de acizi graşi polinesaturaţi, uleiul de soia

fiind sursa cea mai utilizată.

Întărirea. Această proprietate este cerută la prepararea îngheţatei şi a

umpluturilor cu frişcă. Shorteningul necesar pentru aceste produse trebuie să fie

rigid, alegându-se un raport convenabil grăsime moale/grăsime tare, care va

conferi corpolenţa şi textura dorită

209

BIBLIOGRAFIE

1. Banu, C, ş a., 1993 - Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice, vol.2,

Ed. Tehnica, Bucureşti

2. Boeru, Gh., Puzdrea, D, 1980 - Tehnologia uleiurilor vegetale, Ed.

Tehnică,Bucureşti

3. Costin, I., 1988 - Cartea morarului, Ed. Tehnică, Bucureşti

210

4. Culache, D., Platon, V., 1984 - Tehnologia zahărului, Ed. Tehnică,

Bucureşti

5. Iordan, M., 1998 - Tehnologia uleiurilor şi grăsimilor vegetale, note de

curs

6. Jantea, C., 1998 - Tehnologia produselor zaharoase, note de curs

7. Moldoveanu, Gh., Niculescu, N.I., Melniciuc, G., 1969 - Panificaţia

modernă, Ed Tehnică, Bucureşti

8. Muscă, M., 1980 - Tehnologia produselor alimentare. Universitatea

Galaţi

9. Muscă, M., 1984- Tehnologia generală a industriei alimentare,

Universitatea Galaţi

10. Nicolescu, G., Petrescu, N., 1967 - Fabricarea produselor Zaharoane,

Ed. Tehnică, Bucureşti

11. Stroia, A., Aved, Er., Angelescu, M., 1994 -Biochimia şi calitatea

tehnologică a sfeclei de zahăr, Ed. Tehnică,

Bucureşti

12. Vizireanu, C., - Tehnologii generale în industria extractivă

211

Date post:	11-Aug-2015
Category:	Documents
Upload:	elena-coarfa
View:	82 times
Download:	4 times

Tehnologii Generale in Industria Alimentara

Documents