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. 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 4.2.1. Pregătirea materiilor prime

4.2.2. Prepararea aluatului 4.2.3. Prelucrarea aluatului 4.2.4. Modelarea aluatului 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 PRELUCRĂRII

MATERIILOR

PRIME

ÎN

VEDEREA

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 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. 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, % 14 (14-18) 20-25 5-11 27-30

Grâu Secară Porumb Orz

Endosperm, % 79-84 71-77 81-84 56-59

Embrion, % 2,0-4,0 2,5-4,0 8,0-14,0 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 Cereala

Masa hectolitrică,

Greutatea absolută a 1000 boabe,

Sticlozitate,

Kg/hl 63-84 68-71 78-82 50-70

G/s.u. 15-52 13-48 80-250 35-48

% 0-80 -

Grâu Secară Porumb Orz

b) Compoziţia chimică a boabelor de cereale depinde de următorii factori:  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 7080%, ambele găsindu-se repartizate uniform în întreaga granulă. Cele două componente se pot deosebi atât prin 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. 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. 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. 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.

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

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). 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 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: 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;

-

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 Amidon, % Proteine, % Grăsimi, % Zaharuri, % Celuloză, % Pentozani, % Cenuşă, %

Endosperm 100 65 25 65 5 28 20

Părţile bobului Înveliş + strat aleuronic 27 55 15 90 68 70

Germeni 8 20 20 5 4 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. 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 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  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.

Amilopectină  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 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 maltodextrine

amilodextrine maltoză

eritrodextrine

acrodextrine

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. 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 0-42 la 0-46 0-75 0-80 0-85 0-90 0-100

Glucide 69,85 68,02 68,56 66,85 66,06 63,92

Componente chimice, % Proteine Lipide Minerale 11,11 1,50 0,432 10,85 1,78 0,574 11,12 1,81 0,672 11,14 1,77 0,815 11,36 2,06 1,082 11,81 1,81 1,642

Celuloză 0,08 0,14 0,20 0,45 0,89 1,89

1.2.3. Însuşirile fizico-chimice ale făinii de grâu 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;

-

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 anatomomorfologică, 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):

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. Masa rădăcinii de sfeclă decoletată reprezintă un indicator deosebit de important, mărimea sfeclei având un rol hotărâtor pentru procese biologice şi fizicochimice 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.

În figura 6 este prezentată schematic compoziţia chimică medie pentru sfecla de zahăr cultivată în condiţii normale. Anorganic (cenusã) (0,35-0,9)

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

Compusi proteici (0,79-0,92) Compusi azotati (1,596-1,848)

Sfeclã (100) Organic (2,66-3,08)

Aminoacizi Amide Purine Compusi neproteici Pirimidine Betainã Sãruri de amoniu

Carbohidrati Acizi organici Compusi neazotati Substante pectice (0,064-1,232) Saponine Grãsimi Alte substante organice

Nezahãr insolubil (marc) 4,2-5,96

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 %

Capul 4 coletului cu baza peţiolilor frunzelor Coletul 10 propriu-zis cu baza peţiolului frunzelor Rădăcina 80 pentru industria

Puritatea sucului celular, Zaharoză % 70 2,6

În Kg/100 kg sfeclă Substanţe Cenuşă Azot reducătoar conductotal e tometrică 1,530 0,900 0,630

Azot protei c 0,410

74

12,8

0,290

0,575

0,490

0,250

85

18,0

0,060

0,150

0,240

0,230

zahărului Codiţa până 6 la secţiunea de 10mm Total 100 rădăcină nedecoletată

80

13,20

0,340

0,300

0,370

0,170

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 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: ∗

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. 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.

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 340μm 2 la in, 1075μm2 la floarea soarelui şi 1873μm2 la ricin. Celula tipică a ţesutului nutritiv al seminţelor este compusă din învelişul celulei şi 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 20,3μm 2 la floarea soarelui şi 87,9μm2 la inul pentru ulei. 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, % Conţinut de coajă Umiditate Ulei brut Proteină Subst. extractive neazotate Celuloză

Tipul Floarea soarelui 14-28 9-11 44-52 18-20

Soia

Rapiţă

Ricin 22-25 6-9 44-52 14-18

Germeni de porumb 10-11 20-30 25-28

In pentru ulei 4-6 9-11 35-38 25-27

7-12 11-13 17-19 33-36

4-6 6-8 23-42 25-28

10-15

20-23

17-20

15-17

28-30

20-23

14-18

3-6

4-6

15-18

4-6

4-5

Cenuşă

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 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;

∗

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. 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 Dglucoză 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, pH opt = 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, H 2SO4). 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, 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 amarastringent, 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 în timpul fermentării şi uscării Denumirea părţilor componente Apă Substanţe proteice Teobromină Cafeină Grăsime Glucoză Amidon Substanţe tanante Pectină Colorant organic roşu de cacao Celuloză Acid tartric dextrogir (liber) Acid acetic (liber) Acid tartric dextrogir (legat) Substanţe minerale TOTAL

Compoziţia boabelor proaspete, Kg 37,637 7,227 1,352 0,108 29,256 0,991 3,764 5,004 0,657 2,952 8,142 0,079 0,477 2,354 100,00

Compoziţia boabelor fermentate şi uscate Kg % 3,675 6,09 6,478 10,73 1,003 1,66 0,032 0,05 29,256 48,41 0,604 1,00 3,21 5,33 3,610 5,97 1,178 1,95 1,390 2,30 6,517 10,78 0,328 0,54 0,544 0,90 0,377 0,62 2,219 3,67 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. 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 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 albgălbuie 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. 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. 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); 

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

cristalizarea lui; − pun în evidenţă aroma.

a zahărului, împiedicând

prin

aceasta

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). •

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), lichiorurile 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. 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):

SILOZ DE CEREALE -tarar-aspirator

LABORATOR SECTIE DE ÎNTRETINERE BIROU TEHNICADMINISTRATIV

CURÃTÃTORIE

MOARÃ

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

-valturi -dislocatoare -site plane -masini de gris -filtre OMOGENIZARE SILOZ FÃINÃ

LIVRARE 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 morăritaprovizionare, 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;



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.

GRÂU Receptie cantitativã si calitativã Separare initialã a corpurilor strãine Uscare (50-55oC/60-90min.) Depozitare Omogenizarea cerealelor Separarea corpurilor strãine CORPURI STRÃINE

Descojire-desprãfuire Spãlare-zvântare Odihnã (8-10h) Conditionare la cald Odihnã (4-6h) Descojire propriu-zisã Periere Udare superficialã Odihnã (0,5h)

PRAF NEGRU

GRÂU CONDITIONAT

PRAF ALB

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:

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 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; ∗

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; –

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, fizicochimică 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. GRÂU CONDITIONAT Finisarea tãrâtei

Srotarea B

Srotarea A

TÃRÂTÃ

Sortarea grisurilor si dunsturilor

FÃINÃ ALBÃ Curãtarea grisurilor si dunsturilor

GRIS ALIMENTAR

Desfacerea grisurilor Mãcinare cal. I

FÃINÃ ALBÃ

Mãcinare cal II

FÃINÃ NEAGRÃ

FÃINÃ FURAJERÃ (Irimic)

GERMENI

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. 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 1cm 2 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: ∗

„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: k=

vr vl

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.

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.

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.  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:

5 3

1 4 7

2 6 8 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. ∗

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): 1

3

A 30

24

26

18 4

2

1 26

24

20

18

3

B

30

28

26

22

4 2 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 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). SO

SO1

2

0,5/6

1/6 5.45

MG5

6.IX 6.X 5.XI 4.55

4.55

MG6

3.IX 4.X MG6

SO2

2.65

MG7

M2

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.

MG

MG

2

1

28 26 22 18

S

30 28 24 20

D

D

1

RIIm 3

D

2

44 40 35 34

D

38 44 49 34

D

M MG

MG

4 3

Gris alimentar

1

4

3

30 26 22 20

S

32 28 26 22

D

D

2

34 30 28 24

S

36 32 30 26

D

RIIIm 3

D

D

3

D

2

1

RIVm

1

MG

MG

6

5

42 38 36 32 46 42 40 36 M

1

S

RIVm

D

3

D

50 48 44 40

S

54 50 48 44

D

M

2

MG

1

RIVm 3

D

2

MG

7

8

58 56 52 48

S

60 58 54 50

D

M

RIVm 3

2

42 38 34 32

S

46 42 38 36

D

M

4

RV 4

D

3

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 D 3 – 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. 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 D 1 şi D2. următoarele desfăcătoare sunt pentru măcinarea refuzurilor de pe al doilea rând de site de la maşinile de griş (D3) şi pentru măcinarea primului refuz de la primele trei măcinătoare (D4). D

D

1

D

2

1/6 5.30

D

4.40

D

4 3

3

1/6 5.34

D

4.45

D

4 3

5 VIII 4 IX 4X

5 VIII 4 IX 4X MG

4.55

2

M

1

D

Germ.

0,5/6

3.18

DL

3.50

D

3+4

4

MG

2

M

2

3.20

DL

2.40

S

5

RV

3X 3 IX

5X

4.55

Germ.

4

0,5/6

M

2.60

4

M

3

M

2.60

6

M

4

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. Primul refuz de la măcinătoarele 1,2 şi 3 merge la desfăcătorul 4 (D 4). 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.

1/6 5.45

1/6 5.50

D4

4.60 M2 0,5/6 3.55

MG7

5 VIII 6 IX 6X M3

M7

4.VII

0,5/6 3.30

S

RV

3 VIII 3 IX 2X M6

2.60

1/6 5.55

D4

4.X

M5

0,5/6 3.45

M

M7 0,5/6 3.50

M8

2.XI

M7

2.XI

0,5/6 3.36

T

M7 M8

M 10

M9 0,5/6 3.45

M7

4 IX 4X 2.VIII

0,5/6 3.30

M 10

4X 4 XI

4 IX 4X M9

2.VIII

M 10 M 10

9

4 IX 4X

4 IX 4X M8

M7

6 VIII 6 IX 6X

M4

M6

Pas.F

4 IX 4X 2.XI

D4

4.VII

M4 1/6 5.55

5 VIII 6 IX 6X

5 VIII 6 IX 6X

M5

M3

M2

M1

2.VI

T T

Fig. 22 Schemă tehnologică de măcinare a grişurilor şi dunsturilor

M8

Tabel 8 Produse finite la măcinarea grâului, secarei şi porumbului Tipul de cereală GRÂU

Nr. de sortări 1

2

Tipuri de făină 1350 1250 900 600 600+1350

600+900

3 SECARĂ PORUMB Mori fără degerminare Mori cu degerminare

1 1 2 1 2 3

500+1350 500+900 480+900 500+600+1350 550+600+1350 550+600+900 1200 -

Extracţie totală, % 88 85 81 78 78 79 80 81 82 78 80 81 80 79 78 80 81 78 75 90 75 85 79 62 80 80 80

Făină Extracţii realizate, % 88 85 81 78 72+6 (70+8) 69+19 (60+19) 59+21 (55+25) 54+27 (45+36) 44+38 (35+47) 55+23 (45+33) 44+36 (30+50) 29+52 (7+76) 60+20 (40+40) 40+39 (30+49) 40+38 (30+48) 30+20+31 (20+30+31) 15+35+31 (30+20+31) 30+15+33 (15+30+33) 75 90 75 15+70 79 35+27 25+55 30+15+35 20+15+45

Cenuşă medie, % 1,35 1,25 0,90 0,60 0,658 (0,677) 0,695 (0,780) 0,797 (0,834) 0,850 (0,933) 0,948 (1,030) 0,688 (0,855) 0,735 (0,788) 0,793 (0,831) 0,675 (0,925) 0,697 (0,876) 0,685 (0,738) 0,850 (0,862) 0,869 (0,878) 0,688 (0,708) 1,2 1,6 1,13 1,66 1,51 1,60

Griş alimentar* Germeni Tărâţe Extracţie/ Cenuşă medie, %

2/0,6

0,1-0,15/4

12-22/18

-

-

25/4,4

-

-/-/-/11/24 11/24 11/23 11/24 10/25,9

10/25/15/10/4,6 27/3,81 7/4,07 9/2,63 10/4,6

(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.

TALC SI GLUCOZÃ

OREZ BRUT Curãtire corpuri strãine Calibrare pe dimensiuni

DESEURI

Descojire PLEVE

Sortare

OREZ DECOJIT Slefuire FÃINÃ FURAJERÃ

OREZ SLEFUIT tip S Polisare FÃINÃ FURAJERÃ

OREZ POLISAT tip P Glasare OREZ GLASAT tip G

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.

FÃINÃ

DROJDIE

APÃ

SARE

Conditionare

Suspensionare

Încãlzire

Dizolvare

Dozare

Dozare

Dozare

Dozare

Frãmântare maia Preparare aluat

Fermentare maia Frãmântare aluat Fermentare aluat Refrãmântare Divizare

Prelucrare aluat

Premodelare Repaos intermediar Modelare finalã Dospire finalã Conditionare (spoire, crestare)

Coacere

Coacere Spoire Depozitare PÂINE

Fig. 24 Schema tehnologică de preparare a pâinii

3.1. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE ŞI SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE LEGĂTURI

Pregãtire materii prime

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:

t a = ts +

G f cf (t s − t f ) +n pa

[ °C]

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 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 Apă Drojdie Sare

Pâine neagră 58-60 0,3-0,5 1,3-1,6

Pâine semialbă 54-57 0,5-0,6 1,3-1,6

Pâine albă 54-56 0,6-0,8 1,2-1,5

Produse de franzelărie simple 50-52 0,9-1,2 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. 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. 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; -

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 CO 2 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 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 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, obţinânduse produse cu volum mare. 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: 

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.



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 DoMaker, 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. 3.2.3. Prelucrarea aluatului

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. 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. 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=7585%). 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; -

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 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; -

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 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; -

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.

APÃ

FÃINÃ

OUÃ

Formarea melanjului

Pregãtirea

Prepararea aluatului Modelarea aluatului (presarea) Uscarea Ambalarea si depozitarea PASTE SIMPLE

PASTE CU OUÃ

Fig. 27 Schema tehnologică de legături pentru obţinerea pastelor făinoase 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 1520°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. 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 4.1.1. Pregătirea materiilor prime 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. 4.1.2. Prepararea 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. 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. 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. 4.1.3. Modelarea aluatului

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; -

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. 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.

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 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 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. 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).

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; *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

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 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.

FÃINÃ

GRÃSIMI

APÃ

ZAHÃR

CIOCOLATÃ

Pregãtirea materiilor prime si auxiliare Prepararea cremei

Prepararea aluatului Prelucrarea aluatului

Prepararea glazurii

Modelarea aluatului Coacerea aluatului Rãcirea biscuitilor

Finisarea biscuitilor

Ambalarea si depozitarea

BISCUITI SIMPLI

BISCUITI UMPLUTI

Fig. 33 Schema tehnologică de fabricare a biscuiţilor În 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 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. 4.2.1. Pregătirea materiilor prime 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 soluţia obţinută se filtrează, în unele cazuri, în aceeaşi soluţie se dizolvă şi sarea care urmează a fi adăugată în aluat. 4.2.2. Prepararea aluatului 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: - 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. 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 CO 2, 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 22,2 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. 4.2.3. Prelucrarea aluatului

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. 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. 4.2.4. Modelarea aluatului 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. 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 160-170 CC 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;



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 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. 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.

SFECLÃ DE ZAHÃR Recoltare mecanizatã - decoletare - dislocare - curãtire pãmânt - încãrcare mijloc de transport Transport la fabricã Receptie cantitativã si calitativã

Pregãtirea sfeclei în vederea extragerii zahãrului

Descãrcare Separare impuritãti

Depozitare

Spãlare Tãiere TÃITEI DE SFECLÃ Plasmoliza (t>70oC) Extractia zahãrului APÃ

Difuzie ZEAMÃ DE DIFUZIE

BORHOT UMED (7% s.u.)

Predefecare Purificarea zemii de difizie

Presare

Preîncãlzire

BORHOT PRESAT

Defecare Carbonatarea a I-a

APÃ DE PRESÃ

La furaje

Separare nãmol ZEAMÃ LIMPEDE I Filtrare control ZEAMÃ CLARÃ I Preîncãlzire (97-98oC)

Concentrare de nãmol I Dedulcire Zeamã Nãmol o s.u.>5 Bx Zeamã limpede

Apã dulce o s.u. 1.

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'=

( ) ( t C)

H1 t 0 C H0

0

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).

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: K= unde : ΔG - variaţia masei cristalului, mg ;

ΔG Sgt

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 : Q= •

Zaharoza Polarizatie *100= *100 s.u. Brix

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; •

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. 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 (7075%) 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 1 1 ) . 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 116117°C, până la concentraţia finală (84-85%). Siropul de bomboane trebuie să fie incolor sau cu o coloraţie slab gălbuie şi să nu conţină 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.

Tabelul 11 Clasificarea produselor Criteriul de clasificare Denumire Proporţia masei de Simple caramel Compoziţia masei de caramel Adaos de aromatizant, coloranţi, acidulanţi Gradul de prelucrare a masei de bomboane, Dropsuri profilul, structura Masate Rolsuri Rocsuri

Caracteristici 100% Fără adaos

Cu adaos (bomboane cu lapte) Acidulate şi neacidulate Neacidulate Colorate Necolorate • 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. • Masate, cu profil de tip figurine, cu goluri centrale în secţiune transversală şi structură amorfă-cristalină. • Netrase, cu profil I şi cilindrice î secţiune transversală. Structură amorfă. • Trase sau netrase, cu profil cilindric şi secţiune transversală rotundă, cu desen multicolor.

70-75% Fără adaos (cu umplutură) Neacidulate Necolorate

Netrase şi trase Bomboane cu profil bombat, în forme de figuri geometrice etc. În secţiune transversală se pune în evidenţă învelişul din masa de caramel şi umplutura

Z

G.S.

A.P

A.R. C.L. A.C.

M.A.

Preparare solutie zahãr

U.P.

Preparare sirop Filtrare Preparare masã caramel Rãcire-temperare h Modelare-presare

Omogenizare Frãmântare

g Modelare-presare

e f Formare-divizare

Umidificare Uscare cristalizare

h

A.B.

g

Rãcire

Tragere masã caramel

Format desen model c d Formare baton umplut

a b Formare baton

Formare baton

Calibrare

Calibrare

Calibrare

Modelare Divizare

Divizare

Modelare Divizare

FinisareBrumare a

b

Împachetare

e

f

c

d

DepozitareLivrare

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

În legătură cu obţinerea masei de caramel sunt de făcut următoarele precizări; − masa de caramel fierbinte reprezintă un sirop foarte concentrat (9899% 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 (10 12 - 10 14 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 ; - 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 7075% la 30-35°C.

Cu privire la depozitarea bomboanelor pe bază de caramel este necesar sa se respecte următoarele : − 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%.

Tabelul 13 Fabricarea umpluturilor pentru bomboane sticloase Tipul de umplutură Fructe

Paste-creme

Materii prime Marmeladă Masă de caramel trasă sau netrasă Marc de mere Pulpă de mere, vişine, zmeură, căpşuni etc. Zahăr tos; sirop de glucoză sau din deşeuri de bomboane Zahăr pudră Unt vegetal Substanţe aromatizante (esenţe, vin, lapte, nuci, menthol, fructe zaharisite)

Creme de lapte

Zahăr tos, sirop de glucoză, lapte praf, apă, unt de vacă

Sirop de zahăr-lichior

Zahăr tos, sirop de glucoză, apă potabilă, alcool, arome, fructe zaharate

Miere

Zahăr tos, sirop de glucoză, miere, apă potabilă

Operaţii tehnologice 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”. Omogenizarea zahărului pudră cu untul vegetal, în care s-au introdus iniţial componentele de aromă şi gust. Nucile sunt măcinate şi eventual prăjite Solubilizarea zahărului în emulsie de lapte praf şi prepararea siropului. Concentrarea pastei şi apoi temperarea-răcirea ei. Prepararea siropului din zahăr şi glucoză în raport 1:1 Aromatizarea şi omogenizarea cu restul de materiale, după răcire. Adăugarea alcoolului 10-30% faţă de zahăr Prepararea siropului de zahărglucoză; la sfârşitul fierberii se

Regim tehnologic Substanţa uscată finală – 8586% Proporţie iniţială marc-zahărglucoză: 33/40/27 Substanţa uscată finală: 84-85% Conţinut de zahăr invertit: 4050% Substanţa uscată: 84-85%

Solubilizarea laptelui în apă caldă: 35-40°C Prepararea siropului la t=110105°C Substanţa uscată finală: 82-88% Temperatura de fierbere: 110112°C; s.u. = 85-86% Adaos de alcool la 80°.

Substanţa uscată finală: 85-86% Zahăr invertit – min. 50%

Pralină

Sâmburi graşi, zahăr tos, grăsimi vegetale, lecitină, praf de cacao, conservanţi

Fondant

Zahăr, glucoză sirop, aromatizanţi, coloranţi, acizi

Ciocolată

-

adaugă miere şi se omogenizează. Prăjirea şi eventual măcinarea samburilor Omogenizarea cu zahăr (pudră) şi finisarea la broeze (mori cu tăvălugi) Omogenizare cu restul de material şi conşarea pastei; temperarea şi răcirea pastei Se prepară un fondant clasic (obişnuit) Formată din masă de ciocolată sau din praline cu un adaos de praf de cacao

Proporţia de zahăr: 40-50% Grăsimi: min. 30% Lecitină: max. 1-1.5% Temperatura de prăjire a sâmburilor: 120-140°C

Substanţa uscată finală: 88-92% (medie 86%) Temperatura de răcire la fondantiere: 35-40°C 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).

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 caracteristice.

masei

de

halva

-

obţinerea

structurii

fibroase,

Seminte oleaginoase Precurãtire

Glucozã sirop Temperare

Depozitare

Zahãr tos

Rãdãcini ciuin

Apã potabilã

Preparare sol. zahãr

Mãruntire

Preparare sirop

Spãlare Decantare

Curãtire Preparare masã caramel

Decorticare Prãjire

Batere

Uscare

Rãcire

Halvitã

Prãjire

Melanjare Mãcinare

Spãlare miez

Rãcire Mãcinare

Finisare Consare

Omogenizare Rãcire

Preparare extract Filtrarerãcire

Extract ciuin

Materiale de adaos vanilinã

Frãmântare omogenizare Frãmântare Turnare masã

Tahân

Rãcirea mesei Împachetare Depozitare Ulei vegetal

Livrare

Halva

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

In tabelul 15 se arată operaţiile care intervin la prepararea tahânului şi halviţei şi respectiv prepararea halvalei.

Tabelul 15 Operaţiile, mijloacele tehnice şi regimul tehnologic la fabricarea halvalei Operaţie - fază

Importanţa operaţiei - fazei tehnologice

Aparatură - maşini utilizate Obţinerea tahânului Aspirator-separator Vibroaspirator

Regim tehnologic

Precuraţire seminţe floarea-soarelui

Eliminarea impurităţilor din vracul de seminţe Pregătire pentru depozitare

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. 3d= 3 mm Sita nr. 1: d= 10 mm; sita nr. 2-d= 4 mm; sitanr.3-d= Rest impurităţi în vrac - 0,3% Rest de coajă în miezul separat : 28% Pierderi de ulei în coji: 1,6%

Curăţirea finală a vracului

Eliminare impurităţi Pregătire pentru fabricarea tahânului

Vibroaspirator

Decorticarea-d ecoj irea şi separarea cojilor

Desprinderea cojii de pe miez Separarea cojii

Aparat MIS-50

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 centrifugale Uscător cu aer cald în pat fluidizant

Prăjirea miezului

Reducerea umidităţii Transformări fizicochimice şi biochimice în masa vracului Modificări de gust, miros şi culoare

Prăjitoare cu tambur Prăjitoare tip Sirocon Prăjitoare cu radianţi ceramici

Răcirea miezului prăjit

Evitarea reumectării şi râncezirii miezului Instalaţii de răcire cu Evitarea pierderilor de ulei la măcinare manta dublă Instalaţii de răcire cu aer condiţionat

Umiditate iniţială : 40-60% Umiditate după centrifugare: 28-30% Temperatura agentului cald: 90-UO°C Umiditatea finală: 30% Reducerea umidităţii până la 1-2% Temperatura finală a produsului: 90120°C Temperatura agentului termic : 130150°C Umiditatea produsului : 1,5-2% Temperatura de răcire : 60-65°C

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

Conşarea (în varianta prelucraţii miezului pe cale uscată)

Mărirea gradului de dispersie (mărunţire) a pastei de tahân

Omogenizarea pastei. Răcirea

Completarea cu ulei vegetal până la valoarea optimă în grăsimi Prevenirea efectului de râncezire-colorare

Conşe orizontale sau verticale (similare cu cele din liniile de preparare a masei de ciocolată) Instalaţii cu agitare şi manta de încălzire/răcire

Mărunţirea rădăcinilor de ciuin uscat Spălare. Decantare apă

Temperatura măcinăturii (tahânului): 45-50°C Umiditatea, tahânului : 1,2% Rest de coji : max. 0,3-1% Conţinut grăsimi ; 48-55% în funcţie de soiul seminţelor Durata conşării (mărunţirii): 60150min. Temperatura de regim : 60-65°C 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) Uşurarea spălării şi extracţiei de Manual Granulaţie: max. 10 mm substanţă, activă Concasoare cu colţi Mori cu ciocănele Eliminarea depunerilor minerale Vase spălare Temperatura apei : 5Q-60CC Durata de Decantarea apei de spălare-clătire Site pentru decantare contact înmuiere: 10-20 ore

Obţinerea extractului apos

Extragerea substanţei active prin fierbere în Cazane duplicate cu manta şi Extract de ciuin-cu densitate de 8apă agitator lO°B6(γ = 1,05 la rece)

Filtrare-răcire

Eliminarea impurităţilor; recuperare a Filtre cu site metalice rădăcinilor pentru o nouă utilizare Vase de răcire Prevenirea degradării Prepararea halvitei

Prepararea siropului de

Solubilizarea zahărului

Aparate duplicate cu

Temperatura de răcire ; 25-30°C Durata maximă de conservare- stocare: 24 ore Raport zahăr/apă : 3/1

zahăr şi glucoza

Obţinerea caramel

masei

Obţinerea halviţei. Baterea masei spumante

de

Preconcentrare şi obţinerea, siropului

agitator Solubilizator tip Becker, Coolmix, Contimelt

Eliminarea excesului de apă Concentrarea siropului

Aparat cu serpentină şi camera de vid Aparate peliculare

Omogenizarea masei de caramel cu extract de ciuin Concentrarea soluţiei

Aparate de omogenizare şi concentrare (halviţiere)

Temperatura de solubilizare; 108110°C Raport zahăr/glucoza: 1/1 Temperatura de fierbere: 114-116°C Substanţa uscată a siropului: 85% Temperatura de fierbere: 125-132°C Presiunea aburului: 8-10 atm Substanţa uscată finală:95% Substanţa reducătoare: 32-34% Temperatura de regim: 105-110°C Timp de omogenizare: 15-20min. Densitatea masei de alviţă: 1,1kg/dm3 Adaos extract ciuin: max. 2%faţă de masa halviţei Temperatura 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

Frământarea

Omogenizarea avansată a masei Formarea structurii fibroase

Manual, în vase speciale Mecanic (maşină de frământat)

Temperatura de regim: 80°C Raport de amestec alviţă/tahân: 40/60% Temperatura tahânului: 35-40°C Substanţa uscată alviţă: 95% Faza I: 1-2 min. şi temperatura de lucru: 75-80°C Faza a II-a: durata2-3min., temperatura finală 70-60°C Faza a III-a: durata 5-6 min., la prelucrare mecanică Faza I+II - temperatura: 80-90°C

Turnarea masei frământate Răcirea masei Scurgerea uleiului Împachetare în vederea livrării

Turnarea în forme Răcirea masei Recuperarea excesului de grăsimi Asigură conservarea produsului Protecţie mecanică pe durata depozitării transportării

Tăvi metalice căptuşite cu hârtie pergaminată Rafturi de decantare Tăvi colectare Hârtie parafinată Staniol Cutii de carton cerat Cutii metalice

Faza a III-a – temperatura: 80-60°C Durata totală: 7-8 minute Temperatura de turnare: 65-50°C Temperatura aerului din camera de expunere: 10-12°C, φ aer=75% Durata răcirii: 48-72 ore Ulei recuperat: 3-5% Temperatura halvalei la împachetare: 45-50°C Umiditate max. 4% Temperatura depozit: 18-20°C

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.

Zahãr tos

Sâmburi grasi

Mãcinare

Decojire

Sirop zahãrglucozã Extract ciuin

Opãrire sep. pielitã

Preparare halvitã

Uscare prãjire

Jeleu, rahat, fructe

Sfãrâmare

Mãcinare

Omogenizare

Omogenizare

Mãcinare finã

Turnare Laminare

Vafe

Zahãr tos

Glucozã Omogenizare

Topire

Unt cacao

Zdrobire superficialã Omogenizare

Omogenizare

Rãcire Modelare

Rãcire AR Mãcinare

Masa pentru nucleu bomboane fondantpralinã

Rãcire Frãmântare

Omogenizare Turnare Laminare

Mãcinare finã Turnare Laminare Rãcire

Turnare modelare

Rãcire

Nuga

Modelare

Asamblare Rãcire Divizare

Grilaj Omogenizare

Turnare Laminare

Împachetare

Turnare Laminare

Rãcire

Nugaua

Rãcire

Divizare Modelare Candisare

Modelare Crocant

Împachetare Bomboane martipan

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 întrun colergang, broeză unde se poate adaugă şi o cantitate mică de grăsime

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 1820°C; − masă cu adaus de 50-60% unt cu temperatura de formare la 2324°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 67°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.

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

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

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 22 Tipul de caramele Caramele tari Caramele moi

Componentele principale ale caramelelor Componentul Zahăr Glucoza Lapte praf 30 30-50 30-10 60 30 10-30

Grăsimi 8-10 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 110115°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%

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:

Zahãr

Apã potabilã

Sirop glucozã

Lapte praf

Materii spumante

Alte materiale

Unt Grãsimi

CONDITIONARE - DOZARE

Preparare sirop c

a Concentrare

Solubilizare

Detentã b Rãcirea a b Formare baton

Preconcentrare Caramelizare

Cristalizare (masare)

Concentrare Caramelizare

Rãcire Melanjare

Laminareegalizare

c Temperare

Formare divizare

Rãcire

Rãcire

Formare Modelare

Împachetare I+II

Rãcire

ab cd Depozitare Livrare

c;d

a

Împachetare

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

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 (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,

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 presiunea în presă, iar durata presării scade ; o caracteristicile măcinăturii influenţează astfel :

atât scade



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) ; − 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.

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 : C1-c' m=-D int I 5,88

•

corespunzător difuziei din interiorul stratului marginal: m=-D

•

c'-c'' δ

corespunzător difuziei prin convecţie de la exteriorul particulei:

(

m=-β c''-C2

)

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 : k=

1 Iδ 1 + + 5,88Dint Dβ

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.

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/cm 2); 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

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:

- 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;

-

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.)

Efectul principal urmărit Eliminarea suspensiilor mecanice şi parţial a substanţelor dizolvate coloidal

Denumirea uzuală a metodei Purificarea mecanica prin decantare, filtrare sau centrifugare

Eliminarea mucilagiilor

Dezmucilaginare

Alte denumiri

Delecitinizare Degumare Neutralizare Rafinare chimică Neutralizare prin distilare (caustică) Neutralizare prin esterificare Rafinare fizică Rafinare cu solvenţi selectivi (realizează şi dezodorizarea) Extracţie cu solvenţi selectivi

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 Eliminarea pigmenţilor Decolorare coloranţi Eliminarea substanţelor Dezodorizare odorante prin injecţie de abur sub vid Eliminarea cerurilor şi a Winterizare gliceridelor cu punct de topire ridicat

Albire

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.

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

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 7585% 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 ;

− 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.

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);

*

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

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; − 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);

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

•

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

Ca +

H-H

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:

•

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 : − 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

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

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

•

grăsimile vegetale sunt grăsimi aproape pure (cel puţin 99%

untul ;

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

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 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

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 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, Bucureşti 12. Vizireanu, C., - Tehnologii generale în industria extractivă

Ed. Tehnică,