curstg id

TEHNOLOGII GENERALE ÎN

INDUSTRIA ALIMENTARĂ

Partea I-îi

Autor : Camelia VIZIREANU

Galaţi, 2003

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 1

CUVÂNT ÎNAINTE Cartea „TEHNOLOGII GENERALE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ. Partea I-îi” se adresează viitorilor specialişti de industrie alimentară, studenţi de la formele de învăţământ de lungă durată şi învăţământ deschis la distanţă. Parcurgerea acestui material va conduce la însuşirea noţiunilor de bază specifice industriei alimentare extractive de către studenţi, urmând ca, ulterior, aceştia să se specializeze în una din domeniile acesteia. AUTORUL


CUPRINS

Pag.1. MATERII PRIME FOLOSITE ÎN INDUSTRIA

ALIMENTARĂ EXTRACTIVĂ 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 Chestionar de autoevaluare

4

558

101112131315181819192123232426

28

28

342. TEHNOLOGIA MORĂRITULUI

2.1. PREGĂTIREA CEREALELOR PENTRU MĂCINIŞ. SEPARAREA IMPURITĂŢILOR. CONDIŢIONAREA CEREALELOR.

2.2. MĂCINAREA CEREALELOR 2.2.1. Măcinarea în valţuri

3637

4343

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 3 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

Chestionar de autoevaluare

4649505255

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


565656

565863656869

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


7070727273767780808082838585868788

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


8992

9699

105105110

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 4 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


111111

119127131

7.TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE 7.1.PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII

7.1.1.Curăţirea seminţelor 7.1.2.Descojirea 7.1.3.Măcinarea materiilor prime oleaginoase 7.1.4.Prăjirea materialului oleaginos

7.2.OBŢINEREA ULEIULUI 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 7.4.FABRICAREA MARGARINEI ŞI A SHORTENINGURILOR

7.4.1.Procesul tehnologic de obţinere a margarinei 7.4.2.Fabricarea grăsimilor vegetale (shorteninguri)


132132

132135136137140

140142146147

147149151

CHESTIONAR DE EVALUARE 152BIBLIOGRAFIE 155


1. MATERII PRIME FOLOSITE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ EXTRACTIVĂ

Rezumat În acest capitol sunt prezentate principalele materii prime folosite în industria alimentară, caracteristicile fizico-chimice, factorii care influenţează calitatea acestora, cu scopul de a introduce primele noţiuni de procesare industrială : recepţie (cantitativă şi calitativă) şi depozitare temporară în vederea prelucrării ulterioare.

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.


1.1 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 el 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, endospermul şi embrionul (tabel 1).

Tabel 1 Repartiţia principalelor părţi anatomice în boabele de cereale

Cereala Înveliş, % Endosperm, % Embrion, % Grâu 14 (14-18) 79-84 2,0-4,0 Secară 20-25 71-77 2,5-4,0 Porumb 5-11 81-84 8,0-14,0 Orz 27-30 56-59 2,6-3,0

Calitatea cerealelor este definită de: a) caracteristici fizice; b) compoziţia chimică; c) proprietăţi tehnologice de măciniş şi panificaţie; d) comportarea în timpul păstrării în diferite condiţii.

1.1.1 Caracteristici fizico-chimice ale cerealelor

a) Caracteristicile fizice ale cerealelor sunt :

masa hectolitrică; greutatea a 1000 boabe (masa acestora se exprimă în

grame); masa specifică; sticlozitatea; duritatea.

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


soiul cerealei; gradul de umiditate a boabelor la recoltare; condiţiile pedoclimatice cantitatea şi calitatea îngrăşămintelor folosite.

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, 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 în boabele de cereale sunt: dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza şi fructoza. În afară de acestea se mai găsesc în cantitate mică rafinoza şi trifuctozanul.

Hemicelulozele se găsesc în 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.


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.

glutelinele – 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 glutelina grâului - glutenina o glutelina secarei o glutelina 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 steride, 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 germene şi în stratul 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.

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 proporţie 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): învelişul; aleuronul (stratul aleuronic); endospermul; 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.

Granulele de amidon au o formă ovală lenticulară şi prezintă mai multe straturi aşezate concentric în jurul unui punct numit hil.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 11 Mărimea granulelor de amidon variază în centrul

endospermului (unde 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

anumiţi indici: 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.

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:

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 12 • microfloră saprofită; • microfloră fitopatogenă; • 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 zaharoză 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.

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.

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: • faza de recoltare şi pregătire a probelor – 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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 13 divizorului. Pentru analizele care necesită cantităţi mici se constituie proba de analiză prin metoda şah, recoltând mici cantităţi de produse din fiecare pătrat;

• faza de efectuare a analizelor şi calculul indicilor de calitate – în care se determină calităţile senzoriale (aspect, culoare, miros, gust), fizico-chimice (conţinut de impurităţi, greutate hectolitrică, conţinut de umiditate, sticlozitate, conţinut de gluten în şrot total) şi gradul de infestare.

1.1.5. Depozitarea cerealelor

Înainte de depozitare cerealele trebuie să fie precurăţite

deoarece corpurile străine 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 forţată 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 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, acestea 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 14 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 15 ∗ 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.

∗ 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 atât 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 16 - 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 2).

Tabelul 2 Repartiţia componentelor chimice în bobul de grâu

Componentul Părţile bobului Total Endosperm Înveliş + strat

aleuronic Germene

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

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%.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 17 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%.

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.

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

Cea mai importantă reacţie a amidonului este reacţia de hidroliză, care poate avea loc în prezenţă de acizi, enzime sau prin încălzire. Reacţia are loc treptat şi schematic se poate reprezenta astfel:

Amidon amilodextrine eritrodextrine acrodextrine maltodextrine maltoză glucoză.

Un procent ridicat de dextrine (produşi macromoleculari chimic nedefiniţi) se obţine 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.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 18 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 inozitol. 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). 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 3 se prezintă compoziţia chimică a făinii provenită din grâne româneşti, în funcţie de gradul de extracţie.

Tabelul 3 Compoziţia chimică a făinii în funcţie de gradul de extracţie

Componente chimice, % Gradul de extracţie Glucide Proteine Lipide Minerale Celuloză 0-42 la 0-46 69,85 11,11 1,50 0,432 0,08

0-75 68,02 10,85 1,78 0,574 0,14 0-80 68,56 11,12 1,81 0,672 0,20 0-85 66,85 11,14 1,77 0,815 0,45 0-90 66,06 11,36 2,06 1,082 0,89

0-100 63,92 11,81 1,81 1,642 1,89

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 19 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 20 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 influenţată în mare măsură de perioada de vegetaţie, deoarece atunci se definitiveazăcompoziţia chimică, structura anatomo-morfologică, caracteristicile fizice.

1.3.1. Structura anatomică a sfeclei de zahăr

Rădăcina sfeclei de zahăr are o structură anatomică

complexă şi este formată în principal din trei componente (fig.3):

Fig. 3. Sfecla de zahăr

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

∗ capul rădăcinii cu baza sau epicotilul –care la recoltarea sfeclei se taie şi se separă de rădăcina propriu zisă, deoarece are un conţinut ridicat de nezahăr şi o textură care

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 21 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;

∗ corpul propriu zis al rădăcinii sfeclei de zahăr – este o rădăcină pivotantă, care se reduce conic de la partea superioară spre partea inferioară unde diametrul scade foarte mult.

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

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.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 22 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 4 este prezentată schematic compoziţia chimică medie pentru sfecla de zahăr cultivată în condiţii normale.

Sfeclã(100)

Suc

Anorganic(cenusã)(0,35-0,9)

N ezahãr insolubil(marc) 4,2-5,96

O rganic(2,66-3,08)

C ompusi azotati(1,596-1,848)

Compusi proteici(0,79-0,92)

Compusi neproteici

C ompusi neazotati(0,064-1,232)

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

AminoaciziAmidePurinePirimidineBetainãSãruri de amoniu

C arbohidratiAcizi organiciSubstante pecticeSaponineGrãsimiAlte substante organice

Fig. 4 Compoziţia chimică medie a sfeclei de zahăr De asemenea, compoziţia chimică variază şi în raport cu

părţile componente ale rădăcinii sfeclei astfel (tabelul 4): Tabelul 4

Compoziţia chimică a părţilor componente ale rădăcinii sfeclei de zahăr

În Kg/100 kg sfeclă Denumirea porţiunii

anatomice

Din total %

Puritatea sucului

celular, % Zaharoză Subst. reducăt.

Cenuşă conduc-tometrică

Azot total

Azot proteic

Capul coletului cu baza peţiolilor frunzelor

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

Coletul propriu-zis cu baza peţiolului frunzelor

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 23 Rădăcina pentru industria zahărului

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

Codiţa până la secţiunea de 10mm

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

Total rădăcină nedecoletată

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

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 fiind condiţiile necorespunzătoare de depozitare;

∗ respiraţia – proces care asigură sfeclei energia necesară desfăşurării activităţii vitale ale celulelor pe baza oxidării hidraţilor de carbon, conduce la pierderi de zahăr zilnice ;

∗ 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 hidroliză, substanţele pectice solubile în apă trec în zeama de difuzie o dată cu zaharoza, influenţând procesul de purificare şi filtrare a zemii de difuzie, fierberea şi cristalizarea, calitatea zahărului;

∗ procesele microbiologice – au loc datorită microorganismelor care se găsesc pe suprafaţa sfeclei şi pe pământul aderent.

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 face 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.

Valoarea de industrializare a sfeclei se modifică după recoltare până la prelucrare, respectiv scade cu creşterea duratei de depozitare.

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 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.

Sfecla depozitată se stropeşte în întreaga masă cu lapte de var, urmărindu-se condiţiile de depozitare (t = 2 ..4°C, umiditatea relativă şi regimul de ventilaţie).

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 25 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 şi 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; fructe oleaginoase ale arborilor cultivaţi; fructe oleaginoase ale arborilor de pădure; subproduse şi deşeuri oleaginoase: seminţe şi sâmburi

oleaginoşi; germeni oleaginoşi; 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. 5) 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.5 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 Cucurbitaceae, Fagaceae şi Leguminoase. La acestea endospermul este asimilat de embrion în momentul formării seminţei.

Se cunosc şi seminţe 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.


1.4.2. Caracterizarea fizico-chimică a principalelor materii prime oleaginoase

Datele generale privind raportul miez-coajă precum şi principalele componente sunt următoarele (tabelul 5):

Tabelul 5 Compoziţia chimică a materiilor prime oleaginoase indigene

Tipul Componentul,

% Floarea soarelui Soia Rapiţă Ricin

Germeni de

porumb

In pentru

ulei Conţinut de coajă 14-28 7-12 4-6 22-25 - 4-6

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

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

Celuloză 14-18 3-6 4-6 15-18 4-6 4-5 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. 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 : monozaharidele, oligozaharidele şi amidonul (concentrate în miezul seminţelor şi uşor asimilabile), celuloza, hemiceluloza şi substanţele pectice (concentrate în coaja seminţelor şi greu asimilabile sau neasimilabile de organismul animal).

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 28 Însuşirile fizice ale seminţelor oleaginoase. Pentru

identificarea şi categorisirea speciilor de seminţe, pe lângă structura anatomică, caracterele morfologice şi însuşirile lor, se folosesc 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.

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.

dar se mai pot folosi 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 29 1.4.3. Recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase

Recepţia. 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 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. 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%.

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.

Siropul de glucoză utilizat la fabricarea produselor zaharoase are un conţinut mediu de substanţă uscată de 78-80% formată 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. În cazul produselor finite, prin prezenţa glucozei se evită higroscopicizarea acesteia. 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. La fabricarea produselor zaharoase se foloseşte pentru înlocuirea parţială sau totală a glucozei, deoarece acţionează ca un inhibitor al cristalizării zaharozei. Se preferă la fabricarea siropurilor clare şi a produselor care trebuie să rămână fragede în timp (să nu se usuce). 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 (< 15°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 în scop de îndulcire şi aromatizare. Se foloseşte şi la obţinerea unor produse de laborator cum ar fi produsele cu o consistenţă spumoasă, nuga.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 31 Scoase din carnea fructului (pulpa), boabele de cacao au un

pronunţat gust amar-astringent, iar în secţiune o culoare violetă-gri.

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

Culturile Criollo dau boabe de cacao de calitate superioară, cu aromă şi gust fin, aciditate mică şi conţinut de substanţe tanante mic. Această cultură dă boabele de cacao: Arriba, Caracas, Grenada, Ceylon, Puerta-Cabello, Venezuela, Samoa, Java, Guayaquil etc.

Culturile Forastero dau boabele de cacao : Bahia, Para, Accra (Ghana), Kamerun. Nigeria, San-Thome, Fernando-Po etc. Culturile Forastero sunt cele mai răspândite, deoarece sunt mai puţin pretenţioase şi dau producţii mari.

După recoltare, fructele coapte sunt tăiate cu nişte cuţite speciale şi din ele se scot boabele de cacao, care sunt supuse unui proces de fermentare. În acest scop, ele se aşează în grămezi de ~ 1 m înălţime şi se lasă astfel 5-6 zile, timp în care se produce mai întâi o fermentaţie alcoolică şi apoi o fermentaţie acetică a pulpei care a rămas pe seminţe, de asemenea, are loc şi o fermentaţie în interiorul seminţelor.

În timpul fermentării în boabele de cacao se produc următoarele transformări:

− 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.

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 fraged, 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.

Acizii organici identificaţi în compoziţia boabelor de cacao sunt următorii: malic, tartric dextrogir, oxalic şi citric.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 32 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.

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, pentru prelucrarea boabelor de cacao prezentând importanţă şi procentul de coajă, conţinutul de grăsime în miez, umiditatea, procentul de germeni.

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

o calitate superioară : Ceylon, Java, Puerto-Cabello, Caracas, Carupano, Arriba, Guayaquil, Bahia ;

o calitate medie : Accra, San-Thome, Kamerun, Fernando-Po, Trinidad, 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.

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 continuă a unei mari cantităţi de aer printre boabele 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.

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

Laptele concentrat se obţine prin adăugarea în lapte a zahărului într-o anumită proporţie şi concentrarea lui sub vid, până la o limită stabilită, prin evaporarea unei anumite cantităţi de apă din amestecul obţinut. 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 ca materie auxiliară pentru imprimarea negativelor formelor unor produse care se prelucrează prin turnare (jeleuri, cremoze, bomboane salon, unele interioare de drajeuri etc.).

Fructele îmbunătăţesc sau completează proprietăţile gustative ale produselor zaharoase şi contribuie la lărgirea gamei de sortimente. Fructele se utilizează sub formă de : fructe conservate prin uscare; fructe sub formă de paste; fructe în alcool;fructe confiate.

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 la 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. Lecitina se obţine industrial prin extragere din uleiul de soia. În industria produselor zaharoase, lecitina se foloseşte la fabricarea ciocolatei, ca emulgator, precum şi pentru scăderea vâscozităţii.

Acizii alimentari se folosesc în următoarele scopuri : dau produselor un gust acrişor plăcut; provoacă invertirea parţială a zahărului, împiedicând prin aceasta cristalizarea lui; pun în evidenţă aroma. Dintre acizii organici alimentari, se folosesc în special acizii citric şi tartric.

Substanţele colorante. Produsele zaharoase se colorează în scopul de a le face mai atrăgătoare, insă legislaţia sanitară în vigoare limitează numărul şi felul coloranţilor deoarece unii dintre ei sunt toxici. Coloranţii alimentari pot fi :

− naturali : maron (obţinut prin arderea zahărului), roşu (obţinut prin extragerea lui din diferite fructe sau din cochenilla care este de origine animală), verde (obţinut prin extragere din clorofilă), galben (obţinut prin extragere din şofran) ; − sintetici - obţinuţi pe cale chimică din diverşi produşi rezultaţi la distilarea cărbunelui : amarant (roşu), naftol (galben), tartrazina (galben), indigo (albastru).

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 35 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.

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, ciocolată sunt utilizate ca aromatizanţi, coloranţi pentru unele umpluturi sau ca adaos la fabricarea bomboanelor fine, a celor medicinale sau a produselor de laborator. Chestionar de autoevaluare : 1.Care sunt factorii care influenţează compoziţia chimică a cerealelor?

Compoziţia chimică a boabelor de cereale depinde de următorii factori:

soiul cerealei; gradul de umiditate a boabelor la recoltare; condiţiile pedoclimatice cantitatea şi calitatea îngrăşămintelor folosite;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 36 2.Ce este gradul de extracţie şi câte tipuri de extracţii întâlnim la făină ?

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, intermediare şi complementare. 3.Enumeraţi principalele transformări ce au loc la depozitarea sfeclei de zahăr.

Principalele transformări fiziologice, biologice şi chimice care au loc în timpul depozitării sfeclei de zahăr sunt: evapo-transpiraţia, respiraţia, hidroliza substanţelor proteice, scăderea conţinutului de marc şi creşterea conţinutului de pectină, procese microbiologice. 4.Enunţaţi însuşirile fizice ale seminţelor oleaginoase. Însuşirile fizice ale seminţelor oleaginoase sunt : conturul, forma şi culoarea seminţelor şi suprafaţa tegumentului. 5.Cum se utilizează siropul de glucoză la obţinerea produselor pe bază de caramel ?

Proporţia de participare a siropului de glucoză la fabricarea produselor pe bază de caramel este cuprinsă între 5 şi 100% faţă de masa zahărului


2. TEHNOLOGIA MORĂRITULUI

Rezumat Tematica abordată în acest capitol se constituie ca o

succintă prezentare a industriei morăritului, fiind prezentate principalele etape în prelucrarea cerealelor. La final este prezentat procesul tehnologic de măcinare a grâului – cereala reprezentativă pentru industria morăritului din ţara noastră.

Introducere

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.7):


CURÃTÃTORIE

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

LABORATOR

SECTIE DE ÎNTRETINERE

BIROU TEHNIC-ADMINISTRATIV

MOARÃ

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

OMOGENIZARE

SILOZ FÃINÃ

LIVRARE

SILOZ DE CEREALE -tarar-aspirator

Fig.7 Schemă de legături între secţiile morii

Cerealele depozitate în siloz sunt transferate în curăţătorie

iar din aceasta în moara propriu-zisă, unde cerealele sunt transformate în produse finite. Din moară, făina trece la omogenizatoare iar tărâţa şi germenii la ambalat în depozite. De la omogenizatoare, făina merge la depozit, iar din depozit la expediere spre beneficiari.

Trecerea dintr-o secţie în alta se face prin intermediul instalaţiilor de transport, cantităţile transferate fiind măsurate cu cântare automate.

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

Funcţionalitatea utilajelor din toate secţiile este urmărită de secţia de întreţinere, fie de la tabloul sinoptic al întregii unităţi de morărit, fie de la tablourile existente pe fiecare secţie.

Secţia tehnico-administrativă urmăreşte şi îndrumă activitatea de morărit-aprovizionare, producţie, întreţinere şi livrare.

2.1. PREGĂTIREA CEREALELOR PENTRU MĂCINIŞ.

SEPARAREA IMPURITĂŢILOR. CONDIŢIONAREA CEREALELOR Operaţiile tehnologice de pregătire a grâului pentru măciniş

efectuate la recepţie şi depozitare în siloz continuă în curăţătorie cu eliminarea impurităţilor şi condiţionare, după schema din figura 8.


Receptie cantitativã si calitativã

Separare initialã a corpurilor strãine

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

Depozitare

Omogenizarea cerealelor

Separarea corpurilor strãine

Descojire-desprãfuire

Spãlare-zvântare

Odihnã (8-10h)

Conditionare la cald

Odihnã (4-6h)

Descojire propriu-zisã

Periere

Udare superficialã

Odihnã (0,5h)

GRÂU CONDITIONAT

CORPURI STRÃINE

PRAF NEGRU PRAF ALB

GRÂU

Fig. 8 Schema procesului tehnologic de depozitare şi

pregătire a cerealelor pentru măciniş


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. 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 41 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 42 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.

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.

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.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 43 ∗ 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 separe uşor la cernere.

Condiţionarea cu apă se realizează într-una sau două trepte: – prima umectare se face după I treaptă de descojire; – 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, fizico-chimică şi biochimică asupra bobului de grâu, conduce la stimularea activităţii enzimatice a acestuia.

De asemenea, s-a constatat 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.9.

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.


GRÂU CONDITIONAT

Srotarea A

Sortarea grisurilor sidunsturilor

Curãtarea grisurilor si dunsturilor

Desfacerea grisurilor

Mãcinare cal. I

Srotarea B

Mãcinare cal II

Finisarea tãrâtei

FÃINÃ ALBÃ FÃINÃ NEAGRÃ FÃINÃ FURAJERÃ (Irimic)

GERMENI

TÃRÂTÃ

FÃINÃ ALBÃ

GRIS ALIMENTAR

Fig. 9. Schema tehnologică a procesului de măcinare

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. 10).

Fig. 10 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°.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 46 Riflul al cărui unghi α+β nu depăşeşte 90° se numeşte riflu

ascuţit, iar riflul la care suma α+β>90° este un riflu deschis. Latura mică a riflului constituie faţa, iar latura mare spatele riflului. Deoarece profilul riflului influenţează în mare măsură gradul de sfărâmare şi forma particulelor, fiecare treaptă de şrotuire are un alt profil de riflu.

b) numărul riflurilor – număr de muchii existente pe 1cm2 pe circumferinţa tăvălugului.

Numărul de rifluri influenţează gradul de mărunţire, acesta crescând treptat de la primul şrot (4-5/cm) la ultimul şrot (9-10/cm).

c) înclinarea riflurilor faţă de generatoarea tăvălugului – reprezintă distanţa măsurată de la generatoarea tăvălugului până la extremitatea cea mai îndepărtată a riflului.

De exemplu: - distanţa de la generatoare la extremitatea riflului la unul din capetele tăvălugului este de 80mm; lungimea tăvălugului (generatoarei) este de 1000mm; înclinarea =(80/1000).100=8%.

Înclinarea riflurilor, numărul lor şi viteza diferenţială acţionează asupra produselor existente între tăvălugi, deoarece prin rotire se întretaie şi conduc la formarea locurilor de atac asupra produselor.

d) poziţia riflurilor – prin aceasta se înţelege situaţia în care se găsesc faţa şi spatele riflurilor pe suprafaţa tăvălugului rapid, în raport cu faţa şi spatele riflurilor de pe suprafaţa tăvălugului lent în timpul funcţionării valţului.

În practică sunt folosite următoarele poziţii ale riflurilor, fiecare din acestea acţionând în mod diferit asupra produselor introduse la şrotuit:

∗ „muchie pe muchie” sau „tăiş pe tăiş” ∗ „spate pe muchie” ∗ „muchie pe spate”; ∗ „spate pe spate”.

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:

l

r

vvk =


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. 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.

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-alternativă 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 cernut, iar cea care alunecă pe suprafaţa sitei până ce o părăseşte se numeşte refuz.

O schemă simplă de cernere este prezentată în figura 11, schemele de cernere folosite în morăritul modern fiind mult mai complicate.

Fig. 11 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 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.;

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 12:

1

2

34

5

6

8

7

Fig. 12. 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 zig-zag.

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 800–900 kg/m2/24h faţă de 500-600 kg/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.13):


30 26 24 18

3

4

1

2

A

1

2

3

4

1820

22

2426

2830B

26

Fig. 13. 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.

În funcţionarea maşinilor de griş se manifestă câţiva factori care influenţează funcţionarea utilajului, 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 la 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.14).

0,5/6

SO2

MG6

MG7

4.55

3.IX4.X

2.65

M2

SO1

1/6MG

55.45

6.IX6.X5.XI

4.55 MG6

SO2

Fig.14 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 54 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.

Aşa cum se vede în figura 15, aşezarea sitelor începe cu cele care au ochiurile mici şi se termină cu sita ce are ochiurile cele mai mari.

Produsul care nu trece prin ochiurile sitelor se elimină ca refuz, acesta fiind ditrijat la măcinare la un valţ special – măcinător de capete sau desfăcător de grişuri D3 – sau la unul din şroturile mărunte.

Maşinile de griş fiind cu 2 rânduri de site, refuzurile la primul rând se trimit la măcinare la şroturile mărunte II, III şi IV. Refuzurile de la rândul doi de sită se trimit toate la măcinătorul de capete D3.

28 26 22 18

30 28 24 20

MG1

D1

D2

SRIIm

D3

44 40 35 34

34494438

MG2

D4

D3

M1 Gris alimentar

30 26 22 20

22262832

SRIIIm

D3

D1

D2

MG3

MG4

D2 D

1

SRIVm

D3

34 30 28 24

36 32 30 26

MG5

M1

D2

D3

SRIVm

42 38 36 32

46 42 40 36

MG6

SRIVm

D3

M1

D2

50 48 44 40

44485054

MG7

SRIVm

M2

D3

58 56 52 48

50545860

MG8

SRV

D4

D3

M4

42 38 34 32

36384246

Fig. 15 Schemă tehnologică de curăţire a grişurilor Grişurile curăţate, apropiate din punct de vedere al

granulaţiei, sunt dirijate la fazele de desfacere a grişurilor şi la măcinătoare.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 55 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.

Desfăcătoarele de griş sunt în număr de două, notate cu D1 şi D2. Următoarele desfăcătoare sunt pentru măcinarea refuzurilor de pe al doilea rând de site de la maşinile de griş (D3) şi pentru măcinarea primului refuz de la primele trei măcinătoare (D4).

D1

1/65.30

4.40

5 VIII4 IX4 X

4.55

M1

MG2

D3

D4

D2

1/65.34

4.45

5 VIII4 IX4 X

4.55

M2

MG2

D3

D4

D3

0,5/6

3.18

3.50

5 X

2.60

M3

M4

D4

DL3+4

Germ. D4

0,5/63.20

2.40

3 X3 IX

2.60

M4

M6

SRV

DL5

Germ.

Fig. 16 Schemă tehnologică de desfacere a grişurilor

Desfacerea grişurilor curăţite prezentată în figura 16 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. 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 17.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 56 M

1

1/65.45

5 VIII6 IX6 X

4.60

M2

MG7

D4

M2

1/65.50

5 VIII6 IX6 X

4.VII M3

D4

M3

1/65.55

5 VIII6 IX6 X

D4

M4

4.VII

M4

1/65.55 M

7

6 VIII6 IX6 X

M54.X

M5

0,5/63.55

4 IX4 X

2.XI

M7

M6

Pas.F

0,5/63.30

3 VIII3 IX2 X

2.60

M7

M8

SRV

M6

0,5/63.50

4 IX4 X

2.XI M7

M8

M7

0,5/63.45

4 IX4 X

2.XI M8

M9

M8

0,5/6 0,5/6 0,5/6M

9M

10

M7

M10

T

M9

M10

M10

T

T

3.45 3.30 3.36

4 IX4 X

2.VIII

4 IX4 X

2.VIII

4 X4 XI

2.VI

Fig. 17 Schemă tehnologică de măcinare a grişurilor şi dunsturilor

Primul refuz de la măcinătoarele 1,2 şi 3 merge la desfăcătorul 4 (D4). Acelaşi refuz de la măcinătorul 4 până la măcinătorul 9 inclusiv se macină la măcinătoarele 7,8 şi 9. Toate refuzurile măcinătorului 10 merg la tărâţă.

Chestionar de autoevaluare : 1.Ce utilaje sunt folosite pentru eliminarea impurităţilor libere din masa de cereale ?

Pentru eliminarea impurităţilor libere din masa de cereale se folosesc: separatoare-aspiratoare de moară; separatoare de pietre; trioare; maşini de spălat şi magneţi. 2.Definiţi operaţia de măcinare.

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.


3. TEHNOLOGIA PANIFICAŢIEI

Rezumat

Prezentarea procesului tehnologic de fabricare a pâinii constituie obiectivul acestui capitol. Pe lângă procedeele clasice sunt prezentate şi o parte din metodele moderne de fabricare a pâinii.

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.

3.1. SCHEMA DE OPERAŢII UNITARE ŞI SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE LEGĂTURI

Schema tehnologică de preparare a pâinii, prezentată în

figura 18, 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;


FÃINÃ DROJDIE APÃ SARE

Conditionare

Dozare

Suspensionare

Dozare

Încãlzire

Dozare

Dizolvare

Dozare

Pregãtire materii prime

Frãmântare maia

Fermentare maia

Frãmântare aluat

Fermentare aluat

Refrãmântare

Divizare

Premodelare

Repaos intermediar

Modelare finalã

Dospire finalã

Conditionare (spoire, crestare)

Coacere

Spoire

Depozitare

PÂINE

Preparare aluat

Prelucrare aluat

Coacere

Fig. 18 Schema tehnologică de preparare a pâinii

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 59 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 (tf), prevăzută în reţeta de fabricaţie.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 60 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, conform reţetelor tehnologice, cu ajutorul cântarelor semiautomate sau cântarelor basculă, după care se introduc în cuvele de preparare a aluatului.

La prepararea prospăturii şi maielei se foloseşte o cantitate de făină 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 61 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.

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 CO2

sub presiune, fie prin frământarea aluatului cu un amestec de făină şi apă, agitat într-un dispozitiv special de frământare până la starea de spumă.

Cea mai uzuală este afânarea pe cale biochimică (fermentarea).

La fabricarea pâinii, fermentarea se realizează în mai multe etape, corespunzătoare procesului tehnologic, astfel:

∗ fermentarea propriu-zisă (care cuprinde afânarea prospăturii, maielei şi aluatului nedivizat);

∗ fermentarea intermediară (a bucăţilor de aluat după divizare);

∗ fermentarea finală sau „dospirea” (a bucăţilor de aluat modelate).

Procesele mai importante care au loc în timpul fermentării aluatului sunt: • fermentaţia alcoolică – datorată complexului enzimatic al drojdiei care transformă monozaharidele din aluat în alcool şi CO2. În procesul de dospire biochimică a aluatului sunt fermentate zaharurile proprii ale făinii şi maltoza, care se formează în aluat din amidon datorită acţiunii enzimelor amilolitice.

În afară de fermentaţia alcoolică, datorită pătrunderii în aluat a unor bacterii străine (lactice, acetice, butirice), mai pot avea loc şi alte fermentaţii:

• fermentaţia lactică – cu formare de acid lactic şi care îmbunătăţeşte proprietăţile fizice ale aluatului, stimulează activitatea şi înmulţirea drojdiilor; • fermentaţia acetică – se formează acid acetic prin oxidarea alcoolului format în aluat. Este dăunător deoarece conduce la obţinerea unui produs cu gust acru, neplăcut;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 63 • fermentaţia butirică – se formează acid butiric, care dă produselor miros respingător şi gust acru.

Substanţele albuminoase 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 celulelor de drojdie reprezintă fenomenul microbiologic cel mai important care are loc în aluat în timpul fermentării. După unii cercetători, înmulţirea celulelor de drojdie decurge cu atât mai intens cu cât amestecul de făină-apă conţine mai multă apă.

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, care realizează acidularea biologică a aluatului cu ajutorul microorganismelor. Utilizarea unor astfel de procedee îmbunătăţeşte calitatea pâinii în ceea ce priveşte volumul, porozitatea şi elasticitatea miezului, mirosul, gustul şi aroma şi menţinerea prospeţimii pâinii.

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.

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. 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); procedeul Blanchard (Anglia); procedeul „No-Time” (Australia).

∗ Procedeele continue mai răspândite, utilizate la fabricarea pâinii, sunt:

o 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; o procedeul Am Flow (SUA), spre deosebire de procedeul Do-Maker, prevede adăugarea unei cantităţi reduse de făină la prepararea drojdiei lichide, putându-se spune că, de fapt, aceasta reprezintă maiaua fluidă cu care se prepară aluatul; o 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 produc tensiuni interne, iar scheletul structural al glutenului este parţial distrus, aceasta determinând o înrăutăţire a proprietăţilor fizice ale aluatului.

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.

Modelarea se execută manual sau mecanic, în care caz se folosesc diferite tipuri de rotunjit, alungit sau rulat.

Dospirea finală se efectuează în scopul evitării unor neajunsuri datorate operaţiei de modelare (eliminare de gaze din aluat are conduce la obţinerea unui produs cu miez neafânat, dens, cu coajă crăpată după coacere). În timpul dospirii finale, datorită fermentaţiei, se produce CO2 care măreşte volumul pâinii şi o afânează (creşte porozitatea).

Durata dospirii finale (25-60min.) depinde de greutatea produsului, de compoziţia din aluat şi de calitatea făinii, de condiţiile de dospire (t=35-40°C, φ=75-85%). O umiditate excesivă conduce la lipirea aluatului de casetele leagănelor.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 66 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, pe plan mondial 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 fermentaţiei 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 proteice 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 metilglioxalul.

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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 68 - 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 69 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 ÷ +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.

Păstrarea pâinii prin congelare 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.

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.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 70 Chestionar de autoevaluare 1.Care sunt principalele faze tehnologice de fabricare a pâinii ?

Principalele faze tehnologice de fabricare a pâinii sunt : pregătirea materiilor prime, prepararea şi prelucrarea aluatului şi coacerea pâinii.

2.Care sunt particularităţile frământării rapide şi intensive a aluatului? Particularităţile frământării rapide şi intensive a aluatului sunt:

- 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).

3.Cum se stabileşte durata de coacere ?

Durata de coacere a pâinii se stabileşte 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.


4. TEHNOLOGIA PRODUSELOR FĂINOASE

Rezumat În acest capitol sunt prezentate etapele procesului

tehnologic de obţinere a pastelor făinoase şi biscuiţilor, cu detalierea fazelor importante din proces şi a utilajelor în care se realizează operaţiile.

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. 19.

Fig. 19 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 72 • conservabilitate pe timp îndelungat fără a micşora calităţile nutritive şi gustul; • rapiditatea şi simplitatea preparării datorită duratei scurte de fierbere a pastelor făinoase.

Pastele făinoase se pot clasifica: • după formă:

lungi – macaroane, spaghete; medii – fidea, tăiţei; scurte – steluţe, orzişor etc.

• după compoziţia aluatului: paste simple; paste cu adaosuri.

Materiile prime şi auxiliare folosite la fabricarea pastelor făinoase sunt:

făină albă de grâu de extracţie 0-30, obţinută din grâne dure, cu sticlozitate mare (peste 60%), permiţând obţinerea unor paste făinoase cu suprafaţă netedă, fără asperităţi, de culoare alb-gălbuie, care îşi menţin forma după modelare;

apă, care trebuie să fie potabilă, incoloră, fără miros şi cu duritate de 15-20°germane. În cazul unei durităţi mai mari a apei, recomandată la prelucrarea făinurilor de slabă calitate, are loc o 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.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 73 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.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 74 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.

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.

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.

Factorii ce influenţează operaţia de modelare sunt: Condiţiile deformării plastice a aluatului. La instalaţiile de

modelare prin presare obţinerea formei dorite se realizează prin curgerea aluatului prin orificiile matriţei. 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.

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). 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. 20 a, b şi c), prese cu valţuri (fig. 20 d) sau prese hidraulice (fig. 20 e), la care s-au adoptat tipuri noi de matriţe, în funcţie de grupa de sortimente ce urmează a fi fabricate, astfel:


Fig. 20. 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 care 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 dau 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. 21 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. 21 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. 21 c);


∗ orificii pentru modelarea pastelor în formă de tub prevăzute însă pe pereţii interiori cu canale în spirală (fig. 21 c), astfel că suprafaţa exterioară a pastelor făinoase capătă această formă.

Fig. 21. 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 formă de panglică; c- orificii de modelare a tăiţeilor cu margini gofrate, sub formă

de melci, cornuleţe şi sub formă de scoici; d- sub formă 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.

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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 78 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. 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.

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. 22):


Fig. 22. Graficul uscării pastelor scurte în regim intermitent, la instalaţii cu funcţionare continuă 1-variaţia umidităţii produselor, 2-variaţia temperaturii în

uscător

• 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).


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 diferite tipuri de instalaţii, 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.

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 11,5- 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 ştanţat, preparat din făină, apă, zahăr, grăsimi, lapte, aromatizanţi, care se afinează pe cale chimică. Sunt produse cu o mare valoare alimentară şi conservabilitate ridicată (circa 6 luni - 1 an) datorită materiilor prime folosite şi umidităţii reduse.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 82 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 23.

Pregãtirea materiilor prime si auxiliare

Prepararea aluatului

Prelucrarea aluatului

Modelarea aluatului

Coacerea aluatului

Rãcirea biscuitilor

Prepararea cremei

Prepararea glazurii

Finisarea biscuitilor

Ambalarea si depozitarea

FÃINÃ GRÃSIMI ZAHÃRAPÃ CIOCOLATÃ

BISCUITI SIMPLI BISCUITI UMPLUTI

Fig. 23 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. 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 arome 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.


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 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. Factorii care influenţează formarea aluatului pentru biscuiţi sunt : • umiditatea aluatului - este determinată de grupa de sortimente

ce urmează a se fabrica ; • 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 ;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 85 - 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 rapidă 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. 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 tipul aluatului, astfel:

- aluatul glutenos se repauzează în cuve speciale, timp de 1-3 h la temperatura de 30°C şi umezeala relativă a aerului de 80-90%; - aluatul zaharos se repauzează timp de 14-24 h la temperatura de 8-10°C şi umezeala relativă a aerului de 80-90%.

În timpul odihnei aluatului au loc o serie de transformări fizico-chimice şi biochimice ca :

- îmbunătăţirea calităţii şi cantităţii glutenului (scade elasticitatea glutenului, conducând la menţinerea formei biscuiţilor şi îmbunătăţirea frăgezimii lor) ; - descompunerea parţială a afânătorilor chimici, sub influenţa acidităţii aluatului, cu degajare de CO2, ceea ce conduce la afânarea aluatului într-o proporţie redusă; aluatul se întinde mai uşor la prelucrarea ulterioară (vălţuire).

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 86 Operaţia are loc în camere de fermentare climatizate ce au

înălţimea de 2-2,2 m, prevăzute cu uşi glisante sau batante şi care au pereţii şi tavanul confecţionate din materiale termoizolante. Dimensionarea camerelor se face în funcţie de 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 în secţiune prezintă stratificaţie.

4.2.4. Modelarea aluatului

Forma şi dimensiunile biscuiţilor se obţin prin modelarea aluatului cu maşinile de ştanţat şi presat, operaţia executându-se diferit în funcţie de tipul aluatului.

Modelarea aluatului glutenos se execută cu ajutorul ştanţei, care decupează din banda de aluat bucăţi de forma şi dimensiunile biscuiţilor ce se fabrică.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 87 La dispozitivul de ştanţare se pot monta matriţe cu diferite

modele, în funcţie de sortimentul de biscuiţi ce urmează a se fabrica. În general, modelele de biscuiţi se caracterizează prin : forma biscuitului care poate fi dreptunghiulară, 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 ştanţe 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. Ştanţa de tip greu trebuie să apese puternic banda de aluat, pentru ca aceasta să pătrundă în toate adânciturile poansonului şi, astfel, pe suprafaţa lui să se imprime desenul concav sau inscripţia necesară. La acest tip de ştanţă, existenţa ştifturilor nu este obligatorie, întrucât aluatul fiind plastic gazele, care se formează în timpul coacerii, ies uşor din produs.

S-au construit mai multe tipuri de maşini de modelat care prelucrează aluatul prin vălţuire şi prin presare.

4.2.5. Coacerea biscuiţilor

Procesul de coacere al biscuiţilor se caracterizează prin modificarea proprietăţilor fizico-chimice şi coloidale ale aluatului sub acţiunea temperaturii din camera de coacere.

Scopul tehnologic al coacerii este eliminarea din aluat a surplusului de umiditate, crearea unei structuri stabile specifice şi obţinerea unui gust şi aspect exterior caracteristice biscuiţilor.

Asupra modului de coacere a biscuiţilor influenţează, în principal, parametrii aerului din camera de coacere (umezeala relativă, viteza, direcţia de deplasare şi temperatura aerului).

Parametrii operaţiei de coacere a biscuiţilor sunt: - faza întâi - temperatura de 160-170CC şi umezeala relativă a

aerului de 40-70%, la o durată de coacere de 1 min; - faza a doua (viteză de evaporare a apei constantă) –

temperatura maximă 300-350°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 umiditate relativă a aerului, durata de coacere a biscuiţilor glutenoşi se reduce la 2 -3 min, iar pentru biscuiţii zaharoşi la 1,5-2 min. Modificările ce au loc în aluatul de biscuiţi în timpul coacerii sunt: modificarea temperaturii şi umidităţii aluatului; modificări fizico-chimice ale aluatului.

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.

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.

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 insuflă aer rece (pe la partea superioară sau inferioară), timpul de răcire depinzând de numărul de puncte de suflare, intensitatea şi temperatura curentului de aer (în medie 5-10 min.).

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 89 Parametrii spaţiilor de depozitare trebuie să fie cuprinşi

între temperaturile 18-20°C şi umezeala relativă a aerului 65-70%. Chestionar de autoevaluare : 1.În funcţie de conţinutul de apă şi consistenţă câte tipuri de aluaturi pot fi?

După conţinutul de apă şi consistenţă, aluaturile se pot împărţi în următoarele tipuri: aluaturi consistente (tari; aluaturi de consistenţă medie; aluaturi de consistenţă redusă (moi. 2.Ce este matriţa şi la ce serveşte ea ?

Matriţa este o piesă fabricată din oţel inoxidabil sau bronz, cu secţiune circulară sau dreptunghiulară, prevăzută cu orificii de modelare care dau forma specifică produselor ce urmează a fi fabricate. Poate fi de mai multe tipuri : matriţe cilindrice, folosite mai ales pentru pastele scurte; 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. 3.Cum se clasifică sortimentele de biscuiţi ? 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 - biscuiţi zaharoşi (fragezi) – min. 20% zahar, min 12% grăsime. 4.Ce transformări au loc în timpul odihnei aluatului de biscuiţi ? În timpul odihnei aluatului au loc o serie de transformări fizico-chimice şi biochimice ca : - îmbunătăţirea calităţii şi cantităţii glutenului;

- scade elasticitatea glutenului, conducând la menţinerea formei biscuiţilor şi îmbunătăţirea frăgezimii lor;

- descompunerea parţială a afânătorilor chimici, sub influenţa acidităţii aluatului, cu degajare de CO2, ceea ce conduce la afânarea aluatului într-o proporţie redusă; aluatul se întinde mai uşor la prelucrarea ulterioară (vălţuire).


5. TEHNOLOGIA ZAHĂRULUI

Rezumat Pregătirea şi extragerea zahărului din sfeclă, purificarea şi concentrarea zemii de difuzie şi fierberea şi cristalizarea zahărului sunt principalele procese ce au loc la obţinerea zahărului. În capitol sunt prezentate şi reacţiile chimice ce concură la realizarea unor faze tehnologice.

Introducere

Derularea 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. 24.


SFECLÃ DE ZAHÃRRecoltare mecanizatã - decoletare - dislocare - curãtire pãmânt - încãrcare mijloc de transport

Transport la fabricã

Receptie cantitativã si calitativã

Descãrcare

Separare impuritãti Depozitare

Spãlare

Tãiere

TÃITEI DE SFECLÃ

Plasmoliza (t>70oC)

DifuzieAPÃ

Pregãtirea sfeclei învederea extrageriizahãrului

Extractia zahãrului

ZEAMÃ DE DIFUZIE BORHOT UMED (7% s.u.)

Predefecare

Preîncãlzire

Defecare

Carbonatarea a I-a

Separare nãmol

Presare

BORHOTPRESAT

APÃ DE PRESÃ

La furaje

Purificarea zemii de difizie

ZEAMÃ LIMPEDE I Concentrare de nãmol I

Filtrare control

ZEAMÃ CLARÃ I

Preîncãlzire (97-98oC)

Dedulcire

Zeamã

s.u.>5oBx

Nãmol Apã dulce

s.u.<5oBx

Zeamã limpede Preparare lapte var


Fig.24 Schema tehnologică de fabricare a zahărului din sfecla de zahăr


5.1. PREGĂTIREA SFECLEI ÎN VEDEREA EXTRAGERII ZAHĂRULUI

După cum s-a arătat în primul capitol - Materii prime - materia primă folosită în industria zahărului din zona temperată o constituie sfecla de zahăr care, după recoltare, este transportată la fabrică unde se face recepţia cantitativă şi calitativă.

Sfecla de bună calitate se depozitează pentru o perioadă mai lungă, iar sfecla de calitate inferioară (sfeclă ce a suferit în urma atacului unor boli, dăunători sau secetă) este dirijată la fabrică pentru o prelucrare cât mai rapida.

Transportul sfeclei. Transportul se face cu mijloace auto sau CFR. Vagoanele sau autocamioanele cu sfeclă se pot descărca folosind instalaţia hidraulica Elfa, care foloseşte energia unui jet de apă cu o presiune de 2,5 - 3 at. Apa necesară pentru descărcare si transport Ia această instalaţie este de 600 - 800% faţă de masa sfeclei.

In curtea fabricii sunt amenajate platforme de depozitare a sfeclei, a căror capacitate permite funcţionarea fabricii cel puţin 2 zile. Platformele, construite din beton, cimentate la suprafaţă, prezintă pereţi laterali verticali iar fundul lor este prevăzut cu o pantă de 10° înspre transportorul hidraulic. Pe fundul platformei sunt prevăzuţi hidranţi mobili prin care se orientează asupra sfeclei un jet de apă sub presiune de 2 - 3 at, astfel încât sfecla să fie preluată din stivă şi orientată în transportorul hidraulic

Pe transportorul hidraulic principal se prevede : • un sistem de reglare a cantităţii de sfeclă ce intră în fabrică; • un prinzător de piatră; • un prinzător de nisip; • un prinzător de corpuri uşoare pentru îndepărtarea impurităţilor grosiere pe care le conţine sfecla, protejând astfel cuţitele maşinilor de tăiat şi asigurând obţinerea unor tăiţei de bună calitate.

Din canalul colector, sfecla este ridicată la maşina de spălat cu unul din următoarele mijloace: roata elevatoare, pompa MAMUT, pompa de sfeclă.


Roata elevatoare este folosită pentru ridicarea sfeclei la înălţimi de 10-16 m, această înălţime depinzând de adâncimea canalului colector şi diametrul roţii.

Pompele de sfeclă au avantajul ridicării sfeclei la înălţimi mari, înălţimea de ridicare (20-25 m) depinzând de turaţie. Acestea prezintă dezavantajul unei deteriorări mecanice avansate a sfeclei şi, din această cauză, se recomandă alegerea acelor pompe ce produc o deteriorare cât mai redusă a sfeclei în timpul ridicării sale la maşina de spălat.

Pompa MAMUT pentru ridicarea sfeclei este puţin folosită în prezent.

Spălarea sfeclei -curăţirea finală-se face în maşini orizontale sau cu duze.

Maşinile de spălat sunt formate dintr-o albie deschisă în care se rotesc 2 arbori pe care sunt montate braţe care asigură înaintarea şi frecarea sfeclei şi sunt compartimentate astfel:

Compartimentul I –pentru spălarea sfeclei murdare, a noroiului de pe suprafaţa sfeclei; noroiul se colectează într-un rezervor plasat sub fundul perforat al compartimentului iar apoi este evacuat;

al II-lea compartiment – pentru eliminarea eventualelor pietre pe care le-ar conţine sfecla; are rol de prinzător de piatră.

Există posibilitatea ca maşinile de spălat să fie dotate cu un al treilea compartiment, care joacă rol de colector de nisip şi pietriş mărunt.

Trecerea sfeclei dintr-un compartiment în altul se realizează prin intermediul unor palete de construcţie specială, care o preiau din compartimentul în care sunt montate şi o aruncă în următorul.

Cantitatea de apă necesară spălării este de 40-50% din greutatea sfeclei, iar circulaţia apei este în contracurent cu sfecla, astfel încât apa proaspătă spală mai întâi sfecla mai curată şi apoi cea murdară.

Amestecul sfeclă/apă este apoi trecut pe un grătar ce are roiul de a separa apa antrenată sau pe un transportor hidraulic dotat cu un sistem mecanic de îndepărtare a apei. Dacă nu se îndepărtează apa din sfeclă, aceasta poate ajunge în tăiţei, în proporţie de 10% faţă de masa acestora, şi falsifică bilanţul zahărului prin cântărirea sfeclei intrate în fabricaţie.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 95 Transportul sfeclei spălate în fabrică se execută cu o

bandă de transport înclinată, care aduce sfecla la cântărire sau în buncărele maşinii de tăiat.

Prin cântărire se ţine evidenţa sfeclei intrate în fabricaţie de care se ţine cont ia întocmirea bilanţului zahărului. Procedeele moderne de cântărire folosesc cântare bandă, cu înregistrare automată.

Sfecla este apoi dirijată la maşinile de tăiat cu ajutorul unui elevator, un şnec de sfeclă sau un transportor cu bandă.

Tăierea sfeclei de zahăr este o operaţie importantă în procesul tehnologic de obţinere a zahărului, prin care se urmăreşte obţinerea tăiţeilor subţiri în vederea creării condiţiilor de extracţie a zahărului din sucul celular al sfeclei.

Tăiţeii sunt fâşii de sfeclă, de o anumită lungime şi formă (în secţiune - formă de V sau jgheab), aprecierea acestora făcându-se cu cifra Silin (cu valori între 7-20) ce dă indicaţii asupra grosimii tăiţeilor şi a suprafeţei lor. Cifra Silin reprezintă lungimea, în m, a 100 g tăiţei. Pentru ca procesul de extracţie (difuzie) a zahărului din tăiţei să aibă loc în condiţii optime, tăiţeii trebuie să îndeplinească câteva condiţii: • să aibă o grosime determinată

− tăiţeii prea groşi cer o încălzire mai accentuată, prezintă distanţă mare de difuzie, reduc viteza de difuzie şi, în concluzie, necesită un timp de difuzie mai lung sau un sutiraj mai ridicat pentru a obţine aceeaşi extracţie ca cea din tăiţeii mai subţiri.

Sutirajul reprezintă raportul între greutatea zemii de difuzie extrase şi greutatea sfeclei din care aceasta rezultă, exprimat în %. Se calculează în funcţie de conţinutul de zahăr al sfeclei (digestia), de pierderile de zahăr la difuzie şi de conţinutul de zahăr al zemii extrase:

[ ]100 x (D-p)Sutiraj (in greutate) = kg%/kg sfeclaZz

unde : D – conţinutul de zaharoză al tăiţeilor proaspeţi, în%; p - pierderile de zahăr înregistrate la difuzie, în % ;

Zz - conţinutul de zahăr al zemii de difuzie, în %. − tăiţeii prea subţiri dau greutăţi la separarea zemii din difuzoare prin înfundarea sitelor, datorită tasării lor. De asemenea, la obţinerea tăiţeilor subţiri se distrug mai

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 96 multe celule şi soluţia extrasă rezultă cu puritate mai mică;

• să prezinte o suprafaţă netedă, • să fie uniformi, iar forma trebuie să asigure o bună spălare a lor cu zeamă pe toate părţile în aparatul de difuzie şi o anumită rigiditate a tăiţeilor în condiţiile de extracţie (tăiţeii mai scurţi şi mai rigizi asigură o circulaţie mai buna a zemii decât cei lungi şi moi); • să aibă o formă lungă şi să nu conţină terci şi rebuturi - forma obişnuită a tăiţeilor de sfeclă este de jgheab, care prezintă o mare rezistenţă la tasare, suprafaţă maximă de contact între zeamă şi tăiţei şi rezistenţă mică la trecerea zemii; cantitatea de rebuturi trebuie să fie mai mică de 3% raportată la greutatea tăiţeilor.

Toate aceste condiţii calitative, pe care tăiţeii trebuie să le îndeplinească, se realizează numai printr-o aranjare şi reglare bună a cuţitelor în maşinile de tăiat.

Pentru a realiza forma de V a tăiţeilor în secţiune, cuţitele au gura în formă de zigzag. În funcţie de modul de obţinere, cuţitele pot fi de două tipuri :

• cuţite frezate - tip Cizek şi Königsfeld - care, pentru obţinerea tăiţeilor în formă de V, presupune succesiunea cuţitelor unul după altul, exact în aceeaşi poziţie pe suprafaţa sfeclei care se taie. Se obţin doar 45% tăiţei cu secţiunea în formă de V; • cuţite ştanţate - cuţite Goller - confecţionate din tablă de oţel de compoziţie specială; se montează decalat unul faţă de cel consecutiv, cu o distanţă egală cu 1/2 din deschiderea dintre 2 maxime consecutive pentru a obţine tăiţei în formă de V.

Ambele tipuri de cuţite se construiesc în două variante : - nr. l - un dinte complet în stânga - nr. 2 - un dinte complet în dreapta pentru a obţine tăiţei

în formă de V. Caracteristicile cuţitelor folosite depind de calitatea sfeclei şi

de instalaţia de difuzie folosită, iar tipul cuţitelor determină lungimea optimă a tăiţeilor.

Aceste cuţite sunt montate în dispozitive speciale, denumite portcuţit, prevăzute pe discul orizontal al maşinii de tăiat sfeclă. Datorită prezenţei acestor dispozitive, cuţitele pot fi schimbate rapid.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 97 Maşinile de tăiat se pot împărţi în trei grupe, în funcţie de

tipul sistemului de tăiere: • maşini centrifugale - cuţitele sunt montate fix în

pereţii unui cilindru vertical iar sfecla se mişcă pe suprafaţa interioară a acestuia, fiind presată pe cuţite de forţa centrifugă;

• maşini cu disc - sistemul de tăiere îl constituie un disc rotitor (mobil) pe care sunt montate cuţitele, iar sfecla stă relativ fixă pe acest disc ;

• maşini cu tambur orizontal - cuţitele sunt montate pe pereţii unui tambur orizontal, iar sfecla este menţinută relativ fixă în interiorul tamburului cu ajutorul unui dispozitiv special.

La ora actuală sunt larg folosite maşinile centrifugale şi cele cu tambur orizontal.

5.2. EXTRAGEREA ZAHĂRULUI

Scopul extracţiei este de a obţine cât mai mult zahăr dintr-o sfeclă dată sub formă de soluţie.

Zaharoza se găseşte în sfeclă în sucul celular. Sucul, bogat în zaharoză, se găseşte în vacuolele celulelor de ţesut parenchimatos. Aceste vacuole se măresc pe măsură ce sfecla se maturizează, ajungând să ocupe aproape tot interiorul celulei. Mărindu-se, vacuola împinge protoplasma către periferia celulei, izolându-se astfel sucul de membrana celulară care este permeabilă (fig. 25).

Fig. 25. Plasmoliza celulei de sfeclă

1 -membrană; 2- protoplasma; 3- vacuola, 4- nucleu; 5- spaţiu intercelular

Membrana nu este permeabilă decât pentru apă, zaharoză şi

restul substanţelor putând să o traverseze numai după o denaturare termică, numită impropriu plasmoliză. Sub acţiunea căldurii, peste temperatura de 70°C, are loc coagularea substanţelor proteice ale protoplasmei iar membrana îşi pierde semipermeabilitatea, denaturându-se.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 98 Viteza de denaturare a ţesuturilor rădăcinii de sfeclă

depinde de temperatură. Temperaturi mai mari de 80°C nu sunt recomandate deoarece duc la modificări nedorite în pereţii celulari.

Zahărul dizolvat în sucul celular se poate extrage şi prin deschiderea mecanică a celulelor la maşina de tăiat sfeclă, însă proporţia acestor celule este redusă (~ 10%).

Extragerea zahărului din tăiţeii de sfeclă are loc prin mecanismul complex al difuziei, în două etape :

• migrarea zaharozei din interiorul celulelor în spaţiul intercelular şi de aici către interfaţa solid-lichid, proces ce are loc la t = 75 - 80°C şi care poate fi denumit impropriu plasmoliză;

• trecerea zaharozei de la interfaţa solid-lichid în faza lichidă, aceasta fiind etapa caracterizată de un gradient de concentraţie şi de natura curgerii lichidului de extracţie - faza de difuzie. Prin difuzie se înţelege fenomenul de trecere liberă a

moleculelor unor substanţe dizolvate către acea parte a soluţiei unde concentraţia este mai scăzută, până ce în toată cantitatea de soluţie se obţine aceeaşi concentraţie.

Circulaţia lichidului de extracţie raportat la tăiţei este în contracurent, urmărindu-se ca zeama de difuzie cu concentraţie ridicată sa vină în contact cu tăiţeii ce conţin o cantitate mare de zahăr astfel încât, atunci când părăseşte instalaţia de difuzie, zeama să treacă peste tăiţeii proaspăt introduşi.

In figura 26 este redat schematic principiul difuziei în contracurent, prin acest sistem realizându-se o diferenţă de concentraţie între zeama de difuzie şi materia primă pe parcursul întregii instalaţii.

Fig. 26. Schema de principiu a difuziei în contracurent

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 99 Principalele avantaje ale extracţiei în contracurent sunt: − folosirea unei cantităţi mici de apă (~ egală cu cantitatea

de sfeclă supusă extracţiei); − consum redus de căldură la obţinerea zahărului în

instalaţia de vaporizare, datorită concentraţiei zemii de difuzie. Procesul de difuzie, în ansamblu, este influenţat de următorii

factori: • calitatea materiei prime - sfecla trebuie să fie de bună calitate,

proaspătă, să nu fi fost îngheţată, să nu aibă o structură lemnoasă, să nu fie atacată de microorganisme şi să fie ajunsă la maturitate tehnologică în momentul recoltării; sfecla veştejită, cu structură lemnoasă la tăiere, dă un procent ridicat de sfărâmături şi tăiţei de formă necorespunzătoare; sfecla recoltată înainte de vreme necesită un timp mai mare de extracţie datorită unui coeficient de difuzie a zaharozei mic; sfecla atacată de microorganisme sau dezinfectată necorespunzător poate provoca apariţia de focare de infecţie în instalaţia de difuzie, aceasta ducând la pierderi importante de zaharoză;

• calitatea tăiţeilor - pentru a asigura o suprafaţă de contact cu zeama de difuziune cât mai mare şi o circulaţie normală a zemii de difuzie, tăiţeii trebuie să fie cât mai lungi, subţiri şi rezistenţi la rupere;

• calitatea apei folosite pentru difuzie - deoarece la difuzie se utilizează apa de la condensator şi condensatul, a căror alcalinitate (datorată amoniacului dizolvat) afectează difuzia prin hidroliza protopectinei din pereţii celulari (cu influenţă asupra filtrării nămolului şi a purificării zemii), este necesară ajustarea pH-ului la 5,6 - 6,0 prin adaos de bioxid de sulf, acesta având şi efect sterilizant,

• temperatura - are următoarele efecte asupra procesului de difuzie:

- prin încălzirea iniţială a tăiţeilor se produce plasmoliza celulelor favorizând difuzia zahărului din celule în exterior; - creşterea temperaturii conduce la scăderea vâscozităţii soluţiei şi la accelerarea vitezei de deplasare a moleculelor în soluţie; - pasteurizarea zemii (în cazul unor temperaturi ridicate, mai mari de 70°C microorganismele sunt distruse) ;

• durata difuziei - este cuprinsă între 60 - 100 minute, variind în funcţie de tipul de instalaţie; depăşirea timpului normal de lucru

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 100 conduce la scăderea purităţii zemii de difuzie prin creşterea cantităţii de nezahăr ce trece în zeamă; • sutirajul - cantitatea de zeamă de difuzie extrasă în raport cu greutatea sfeclei - este cuprins între 105 - 130%. Acesta influenţează pierderile de zahăr în borhot astfel un sutiraj mare = pierderi mici. Dar sutirajul prea mare (depăşirea valorii maxime) conduce la obţinerea unei zemi de difuzie prea diluată ce necesită un consum mai mare de energie la concentrare ; • încărcarea specifică a aparatelor de difuzie - cantitatea de tăiţei, Kg, corespunzătoare la l hl de volum util al aparatului - depinde de tipul de aparat şi are valori cuprinse între 60 - 70 Kg/hl. Nerespectarea încărcării specifice are ca rezultat creşterea pierderilor de zahăr în borhot şi micşorarea productivităţii instalaţiei; • activitatea microorganismelor -determină pierderi de zahăr nedeterminate (de 0,1- 0,2% din masa sfeclei prelucrate) în instalaţia de difuzie prin consumarea zahărului şi producerea proceselor de fermentaţie. Microorganismele ajung în instalaţia de difuzie prin una din următoarele căi:

odată cu sfecla ce vine infectată de la recoltare; cu apele de transport, de spălare sau cu apa de difuzie, mai

ales când se foloseşte apa de la presele de borhot, cu resturile de tăiţei care rămân pe transportoare şi

jgheaburile de alimentare. Pentru combaterea infecţiei se aplică următoarele măsuri:

menţinerea unei igiene riguroase în secţie ; tratarea apei de transport şi spălare cu clor în cantitatea

suficientă; dezinfectarea sfeclei înainte de tăiere ; curăţirea maşinilor de tăiat şi aburirea lor cel puţin o dată pe

schimb; dezinfectarea apei de difuzie ; menţinerea temperaturii în difuzoare la min. 60°C,

dezinfectarea instalaţiei o dată pe schimb cu soluţie de formol 35%.

5.3. PURIFICAREA ZEMII DE DIFUZIE

În general, zeama de difuzie conţine o mare cantitate din

nezahărul iniţial al sfeclei care trebuie eliminată din zeamă înainte de concentrare şi fierbere - cristalizare.


În acest scop, se face o purificare a zemii de difuzie obţinându-se o zeamă purificată - zeamă subţire - care se concentrează şi cristalizează uşor, dând cristale pure şi o cantitate de melasă mică.

Cu toate că s-au încercat numeroase metode de purificare în decursul timpului, totuşi metoda clasică de tratare a zemii de difuzie cu CaO şi CO2 este cea mai eficientă.

Procedeele care mai pot fi utilizate la purificarea zemii de difuzie sunt schimbul ionic, electrodializa sau osmoza inversă însă, datorită costurilor ridicate, doar procedeul prin schimb ionic este utilizat ca o purificare suplimentară a zemii de difuzie după procedeul de purificare calco-carbonic.

Purificarea calco-carbonică se poate realiza în mai multe etape, astfel :

• predefecarea urmăreşte precipitarea şi coagularea nezahărului, care poate trece în stare insolubilă în prezenţa varului.

• defecarea are scopul de a suplimenta varul adăugat, care se va transforma în CaCO3 şi va favoriza filtrarea.

• carbonatarea I-a realizează o purificare suplimentară a zemii prin adsorbţia unei părţi din nezahărul dizolvat, mai ales a substanţelor colorante şi a zaharurilor de calciu, la suprafaţa particulelor de carbonat de calciu.

• carbonatarea a II-a are scopul de a îndepărta cât mai complet posibil varul şi, în general, ionii de calciu, sub formă de CaCO3, care este practic insolubil în condiţiile realizării operaţiei. ♦ Predefecarea. Prin tratarea zemii de difuzie cu 0,15 - 0,35% CaO are loc coagularea rapidă şi masivă a coloizilor. Coagularea este maximă când se atinge pH-ul optim al zemii predefecate (10,8 - 11,2), respectiv atingerea punctului izoelectric al coloizilor (constituiţi din proteine, pectine, saponine, araban, galactan, dextran; levan).

Pentru operaţiile ulterioare purificării este necesar ca toţi coloizii să treacă prin punctul izoelectric pentru a coagula, deoarece, prin rămânerea lor în zeamă, ar produce mari dificultăţi la filtrare, decantare şi cristalizare.

Cantitatea de precipitat coloidal care se formează la predefecare reprezintă 0„5 - l% din cantitatea de zeamă.


Procedeele de realizare a predefecării variază în funcţie de modul de adăugare a varului, temperaturile de lucru, modul şi cantităţile de reluare a precipitatului de CaCO3.

Cele mai uzuale procedee de predefecare sunt: − predefecarea simplă sau optimă (Spengler, Botger); − predefecarea prin adaus progresiv de var (Kartaşov, Dedek,

Vasatko); − predefecarea progresivă prin tratarea zemii de difuzie cu

zeamă predefecată (Briegel-Műller, Naveau). În figura 27 se prezintă variaţia pH-ului în timpul

predefecării progresive într-un aparat cu 7 compartimente, din care se observă atât creşterea pH-ului zemii de difuzie în funcţie de cantitatea de lapte de var adăugată, cât şi variantele de recirculare.

Fig. 27. Variaţia pH-ului în timpul predefecării progresive

Defecarea, constă în : adaosul varului (CaO) în zeamă la 20 - 30 °C în cantitate

de 1,5-2% încălzirea şi menţinerea amestecului la 75 - 85 °C, timp de

10-15min. Se realizează următoarele efecte;

- precipitarea compuşilor din zeama de difuzie, care reacţionează cu ionii de Ca2+ şi OH- ;

- distrugerea substanţelor termolabile (substanţe reducătoare şi amide);

- crearea condiţiilor ca la carbonatare să se formeze o masă absorbantă de cristale de CaCO3 ce ajută la filtrarea zemii carbonatate ;


- sterilizarea zemii prin acţiunea varului asupra majorităţii microorgansimelor.

Reacţiile importante ce au loc la defecare sunt: • descompunerea invertului şi saponificarea amidelor : glutamina,

asparagina, oxamida, cu formarea sărurilor de calciu şi eliberarea amoniacului;

• formarea acidului oxalic din substanţele oxalogene, cu punere în libertate a bazelor (KOH, NaOH) ce formează alcalinitatea naturală a zemii purificate;

• peptizare parţială a complexului proteine - pectine sub influenţa concentraţiei ridicate a ionilor OH- şi în prezenţa zaharozei şi creştere a gradului de dispersie al particulelor din faza solidă. Se ştie că substanţele pectice ajung în zeama de difuzie dacă nu se lucrează corect la difuzie şi zeama conţine pulpă fină de sfeclă în suspensie.La defecare, acidul pectic, rezultat din hidroliza pectinei sub acţiunea varului, dă pectatul de calciu, un compus gelatinos care, împreună cu arabanul - ce nu este descompus de var - provoacă foarte mari greutăţi la filtrare.

La defecare sunt descompuse şi albuminele coagulate la predefecare, ele fiind transformate în albumoze şi peptone.

Factorii ce influenţează operaţia de defecare sunt: − regimul optim de temperatură - este de 70 - 85 °C, aceste temperaturi asigurând o desfăşurare relativ rapidă a reacţiilor de descompunere şi o distrugere a zaharozei neînsemnată; − durata defecării variază în funcţie de temperatură astfel: 15 min./70 - 75°C; 5-10min./75-85°C; − alcalinitatea şi sărurile de calciu de la defecare. Alcalinitatea zemii filtrate de la defecare se datorează prezenţei în ea a Ca(OH)2 şi NaOH. De asemenea, în soluţie se formează o serie de săruri de calciu solubile şi se află zaharoză liberă sau ca zaharat de calciu, potasiu, sodiu, care, la un loc, participă la alcalinitate.

La conducerea operaţiei de defecare, în practică trebuiesc respectate 3 etape :

• adăugarea varului - care se realizează înainte de încălzirea zemii datorită solubilităţii mai mari a acestuia la temperaturi scăzute;

• încălzirea zemii la temperatura de defecare, • menţinerea zemii în condiţiile de temperatură şi pH

pentru desfăşurarea cât mai completă a reacţiilor.


În practică, pentru a evita pericolul de peptizare a coloizilor se folosesc defecatoare verticale, cu fundul în formă de trunchi de con, prevăzute cu dispozitive de amestecare sau cu instalaţii interioare de circulaţie forţată. La defecare, ca şi la predefecare, se utilizează oxid de calciu (sub formă de lapte de var). Dozarea se face în mod automat, în funcţie de cantitatea de zeamă predefecată sau de zeamă brută. • Carbonatarea I-a. Scopul acestei operaţii tehnologice este de a precipita excesul de var adăugat la defecare sau în timpul carbonatării sub forma carbonatului de calciu, ce constituie agent de purificare (prin adsorbţie) şi adjuvant de filtrare. Pentru a îmbina cele două roluri ale CaCO3 (ele fiind diametral opuse) este necesar ca la carbonatare să se menţină un pH scăzut (reduce gradul de ionizare al CO2), aceasta realizându-se prin recirculare de zeamă saturată sau prin defeco-carbonatare simultană.

Este necesară menţinerea unui pH optim (care este egal cu cel de la predefecare), deoarece coagulul coloidal obţinut la predefecare trebuie să găsească în zeamă condiţii optime de coagulare pentru a nu peptiza până când ajunge la separare prin decantare şi filtrare sau filtrare. Zeama defecată este tratată, pentru saturaţie, cu gaz provenit de la cuptorul de var, care conţine 26 - 34% CO2, până la alcalinitatea de 0,06 - 0,10% CaO, corespunzătoare pH-ului optim de 10,8-11,2.

Regimul de lucru la carbonatarea I-a se desfăşoară la următorii parametrii:

• temperatura zemii - 85-95 °C ; • durata procesului de saturare - ~ 8 minute ; • concentraţia CO2 în gazul de saturaţie - 26 - 34% ; • pH-ul final al zemii saturate este cuprins între 10,8-11,2.

Nerespectarea acestor parametri conduce la modificarea caracteristicilor zemii, respectiv scăderea vitezei de filtrare şi creşterea coloraţiei zemii, precum şi o spumare abundentă şi necesitatea măririi duratei de carbonatare.

În practică, parametrii urmăriţi la controlul operaţiei sunt : alcalinitatea zemii, care trebuie să se situeze între 0,08-0,1% CaO; viteza de sedimentare ; capacitatea de filtrare ; gradul de limpiditate al zemii concentrate ; puritatea zemii de carbonatarea I-a.


• Carbonatarea a II-a. La carbonatarea a II-a are loc precipitarea cât mai completă a ionilor de calciu rămaşi în zeama filtrată de la carbonatarea I-a, pentru aceasta reglându-se alcalinitatea zemii la valoarea optimă. Substanţele nedescompuse în etapele anterioare (substanţele alcalogene, amidele şi zahărul reducător) se descompun la carbonatarea a II-a, iar substanţele colorate, de tip melanoidinic formate în etapele purificării, se adsorb pe carbonatul de calciu.

Reacţiile chimice fundamentale ce au loc la carbonatarea a II-a sunt: • gazul de saturaţie (CO2) reacţionează cu apa şi formează acid carbonic care acţionează asupra varului dizolvat, reducând alcalinitatea zemii; • acidul carbonic reacţionează şi cu hidroxizii alcalini, transformându-i în carbonaţi; • hidroliza carbonaţilor alcalini, care menţine reacţia bazică a mediului; • ionii de calciu şi carbonat formează CaCO3 care precipită.

Dacă se continuă carbonatarea la temperaturi mai mici de 100°C, după transformarea totală a KOH şi NaOH în K2

+CO32- şi

Na2+CO3

2-, rezultă zeamă supracarbonatată (se produc bicarbonaţi, care sunt mult mai solubili în zeamă decât carbonaţii) având loc creşterea conţinutului de săruri solubile de calciu. Regimul de lucru la carbonatarea a II-a este următorul:

* temperatura - 95 - 96 °C : * durata operaţiei - 5 - 10 min. ; * pH optim - 9 - 9,5 ; * alcalinitate - 0,01 - 0,02% CaO.

Datorită calităţii inferioare a sfeclei sau dacă procesul nu este condus corect - temperatură prea ridicată, durată mai mare, apă de difuzie cu pH necorespunzător-, în zeamă trec cantităţi mari de pectine, zahăr invertit, compuşi cu azot, care se combină cu calciul, îngreunând astfel eliminarea corespunzătoare a sărurilor de calciu.

Rezultă că, procesul de îndepărtare a calciului cu ajutorul CO2 în timpul carbonatării a II-a este complex, reacţiile ce au loc depinzând de compoziţia zemii şi de prezenţa zahărului.

În timpul procesului de carbonatare a II-a se urmăresc următorii parametrii:

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 106 * pH-ul - se verifică permanent pentru menţinerea unei valori optime acesta fiind dependent de calitatea sfeclei; * conţinutul minim de săruri de calciu din zeama de carbonatarea a II-a – se reglează automat ; * temperatura.

Zeama clară obţinută ia carbonatarea a II-a are o puritate de 86 - 95%, în funcţie de calitatea sfeclei prelucrate, este transparentă şi are o coloraţie galben-nai. imprimată de produşii de descompunere ai zaharurilor reducătoare sub acţiunea varului.

5.4. CONCENTRAREA (VAPORIZAREA)

Operaţia de concentrare prin vaporizarea apei urmăreşte îndepărtarea, în proporţie cât mai mare, a apei din soluţia purificată astfel încât separarea prin cristalizare a zahărului să fie cât mai accesibilă. Astfel, soluţia purificată se supune fierberii în staţia de vaporizare, unde ea pierde cam 7 - 8 Kg apă/Kg zahăr, ajungând la un conţinut de substanţă uscată de ~ 65%.

Staţiile de concentrare din industria zahărului sunt formate din mai multe aparate, legate în serie, lucrând pe principiul efectului multiplu.

În timpul operaţiei de concentrare prin vaporizare, zeama suportă modificări chimice care sunt cu atât mai mari cu cât timpul de staţionare la temperatură ridicată este mai mare şi cu cât zeama este mai puţin termostatabilă.

Cele mai importante transformări care au loc în cursul concentrării sunt:

• modificarea alcalinităţii; • formarea precipitatelor în stare de suspensii sau de cruste; • descompunerea zahărului şi creşterea coloraţiei.

Staţia de concentrare asigură obţinerea unui sirop cu concentraţie constantă şi adecvată conducerii cristalizării prin fierbere şi furnizează abur de încălzire pentru diferitele operaţii tehnologice ale fabricii.

5.5. FIERBEREA ŞI CRISTALIZAREA ZAHĂRULUI

Prin fierbere (realizată în aparate vacuum) se urmăreşte evaporarea în mod gradat a apei din siropul gros rezultat la

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 107 concentrare, consecinţa fiind că, la un conţinut de substanţă uscată constant - corespunzător unei stări de suprasaturaţie -, zaharoza din soluţie cristalizează.

Pe măsură ce apa din sirop se evaporă are loc creşterea concentraţiei globale în substanţă uscată (de la 64 - 66% ia 82% şi în final 92,5 - 94% s.u.), ceea ce conduce la creşterea vâscozităţii amestecului (devenit un amestec de sirop şi cristale) şi la transformarea lui în masă groasă.

Masa groasă este o suspensie de cristale într-un sirop intercristalin (sirop mamă), ce conţine toate impurităţile iniţiale din masă, puritatea siropului intercristalin fiind inferioară purităţii masei fierte.

Siropul mamă, din care nu mai este rentabil să se obţină zahăr prin fierbere şi cristalizare, se numeşte melasă aceasta fiind caracterizată de un conţinut de s.u. şi ~ 50% zahăr.

Fierberea se efectuează într-un aparat de vaporizare prevăzut cu spaţiu pentru fierberea maselor, cameră de încălzire (cu abur) şi un spaţiu de vapori.

Solubilitatea zaharozei creşte proporţional cu creşterea temperaturii, aceasta putând fi exprimată prin coeficientul de solubilitate (H0 - reprezintă cantitatea de zahăr, în Kg, care se dizolvă într-un Kg de apă la o anumită temperatură).

Solubilitatea zaharozei în soluţii impure se determină cu ajutorul "coeficientului de saturaţie, α’'", 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:

( )( )

01

00

H t Cα'=

H t C

Acest indicator arată de fapt de câte ori zaharoza 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. 28).

Fig. 28. 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:

tSGK.

Δ=

unde : ΔG - variaţia masei cristalului, mg ; S - suprafaţa cristalelor, m2; t - timpul, minute,

şi reprezintă 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 109 • puritatea - impurităţile împiedică depunerea zaharozei pe cristale; se calculează cu relaţia :

Zaharoza PolarizatieQ= *100= *100s.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 : o menţinerea suprasaturaţiei siropului-mamă la o valoare favorabilă creşterii cristalelor, fără formarea altora;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 110 o 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.

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° peste temperatura masei groase, încât coeficientul de suprasaturaţie să se menţină între limitele 1,03 – 1,05.

Din malaxor, masa fierbinte se dirijează la centrifugare, aparatul vacuum pregătindu-se (spălare cu aburi pentru a îndepărta cristalele rămase) pentru următoarea şarjă.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 111 Chestionar de autoevaluare : 1.Ce tipuri de cuţite se folosesc la tăierea sfeclei de zahăr ?

La tăierea sfeclei de zahăr se folosesc următoarele tipuri de cuţite : - cuţite frezate - tip Cizek şi Konigsfeld

- cuţite ştanţate - cuţite Goller . 2.Care sunt factorii care influenţează procesul de difuzie ?

Factorii care influenţează procesul de difuzie sunt : calitatea materiei prime; calitatea tăiţeilor; calitatea apei folosite pentru difuzie; temperatura; durata difuziei; sutirajul ; încărcarea specifică a aparatelor de difuzie; activitatea microorganismelor.

3.Ce etape de purificare a zemii de difuzie cunoaşteţi ?

Purificarea zemii de difuzie se poate face în mai multe etape:

• Predefecarea urmăreşte precipitarea şi coagularea nezahărului, care poate trece în stare insolubilă în prezenţa varului.

• Defecarea are scopul de a suplimenta varul adăugat, care se va transforma în CaCO3 şi va favoriza filtrarea

• Carbonatarea I-a realizează o purificare suplimentară a zemii prin adsorbţia unei părţi din nezahărul dizolvat, mai ales a substanţelor colorante şi a zaharurilor de calciu, la suprafaţa particulelor de carbonat de calciu.

• Carbonatarea a II-a are scopul de a îndepărta cât mai complet posibil varul şi, în general, ionii de calciu, sub formă de CaCO3, care este practic insolubil în condiţiile realizării operaţiei.

4.În câte faze se realizează cristalizarea siropului mamă ?

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


6. TEHNOLOGIA PRODUSELOR ZAHAROASE

Rezumat Acest capitol se doreşte a fi o pledoarie pentru industria produselor zaharoase, fiind domeniul cel mai diversificat din toată industria alimentară. Sunt prezentate câteva procese tehnologice ale unor produse zaharoase mai frecvent întâlnite pe piaţă.

6.1. TEHNOLOGIA FABRICĂRII PRODUSELOR PE BAZĂ DE MASĂ DE CARAMEL

Principalele produse zaharoase pe bază de masă de caramel

sunt bomboanele sticloase care sunt clasificate în : bomboane numai pe bază de masă da caramel (bomboane neumplute): bomboane formate parţial din masa de caramel (70-75%) care formează învelişul, interiorul fiind reprezentat de o umplutură (bomboane umplute). În cazul bomboanelor neumplute excepţia o reprezintă bomboanele de lapte, deoarece în compoziţia caramelului există şi lapte.

După gradul de prelucrare a masei de bomboane, bomboanele pot fi cu masă frământată (sticloasă, vitroasă) sau cu masă trasă (mătăsoasă) După profilul lor bomboanele sunt clasificate în dropsuri, masate, rolsuri, rocsuri (tabelul 6) .

Schema tehnologică de fabricare a bomboanelor pe bază de masă de caramel (sticloase) este arătată în figura 29. 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 ale acestora. 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;


Tabelul 6 Clasificarea produselor

Criteriul de clasificare

Denumire Caracteristici

Proporţia masei de caramel

Simple 100% 70-75%

Compoziţia masei de caramel

Fără adaos Cu adaos (bomboane cu lapte)

Fără adaos (cu umplutură)

Adaos de aromatizant, coloranţi, acidulanţi

Acidulate şi neacidulate Colorate

Neacidulate Necolorate

Neacidulate Necolorate

Dropsuri

• Netrase, cu profil mai puţin bombat şi uniforme în secţiune transversală. Amorfe în structură. • Trase, cu profil bombat şi uniforme în secţiune transversală, mătăsoase în structură.

Masate

• Masate, cu profil de tip figurine, cu goluri centrale în secţiune transversală şi structură amorfă-cristalină.

Rolsuri

• Netrase, cu profil I şi cilindrice în secţiune transversală. Structură amorfă.

Gradul de prelucrare a masei de bomboane, profilul, structura

Rocsuri

• Trase sau netrase, cu profil cilindric şi secţiune transversală rotundă, cu desen multicolor.

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


Z A.P G.S. M.A. A.R.C.L.A.C.

U.P.

Preparare solutie zahãr

Preparare sirop Filtrare

Preparare masã caramel

Rãcire-temperare OmogenizareFrãmântare

Tragere masã caramel

Modelare-presare Modelare-presareFormare-divizare

Umidificare Format desen model

Uscare cristalizare

Formarebaton

Formarebaton

Formare baton umplut

Calibrare CalibrareCalibrare

a b c d

h g

ModelareDivizare

Divizare ModelareDivizare

Finisare-Brumare

A.B. Rãcire Împachetare Depozitare-Livrare

h g a b e f c d

e f

Fig. 29. 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


• prepararea siropului şi masei de caramel Siropul de bomboane se prepară prin încălzirea siropului de zahăr până la 110-112°C după care se adaugă siropul de glucoză cu temperatura de 110°C şi se continuă fierberea la 116-117°C, până la concentraţia finală (84-85%). Siropul de bomboane trebuie să fie incolor sau cu o coloraţie slab gălbuie şi să nu conţină 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. În legătură cu obţinerea masei de caramel sunt de făcut următoarele precizări: − masa de caramel fierbinte reprezintă un sirop foarte concentrat (98-99% substanţă uscată), cu aspect de sticlă topită, cu vâscozitate foarte mare; − la răcirea masei de caramel, aceasta capătă o structură vitroasă (de sticlă), amorfa şi aceasta este posibil numai dacă este prezentă glucoza din siropul de glucoză şi respectiv glucoza şi fructoza din zahărul invertit; − 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 la 10- 20°C cu apă de la reţea) până la temperatura de 90-70°C. 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 introducerea 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 sticloasă, 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, lucioasă, 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 7 sunt prezentate materiile prime şi operaţiile tehnologice la fabricarea umpluturilor;

• împachetarea şi depozitarea în vederea livrării Cu privire la răcirea şi finisarea bomboanelor sunt de făcut următoarele precizări:


- la răcire, bomboanele devin casante, cu aspect de sticlă solidificată; bomboanele care nu sunt bine răcite se deformează la atingere;

- finisarea bomboanelor (numai la cele neumplute) constă în realizarea unui strat subţire de cristale fine de zahăr la suprafaţa acestora în vederea protejării lor faţă de umezeala relativă a aerului Brumarea se execută prin pulverizarea bomboanelor într-o maşină de drajat cu un sirop de zahăr cu concentraţie 70-75% la 30-35°C.

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

− 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 umiditatea relativă a aerului în depozit să fie < 75%.

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).

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 118Tabelul 7

Fabricarea umpluturilor pentru bomboane sticloase Tipul de

umplutură Materii prime Operaţii tehnologice Regim tehnologic

Fructe 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

Îngroşarea pastei de marmeladă până la s.u. – 75%, în aparat tip „Universal” sau cazan duplicat deschis. Solubilizarea zahărului şi apoi prepararea pastei prin concentrare în instalaţii sub vid „Universal”.

Substanţa uscată finală – 85-86% Proporţie iniţială marc-zahăr-glucoză: 33/40/27 Substanţa uscată finală: 84-85% Conţinut de zahăr invertit: 40-50%

Paste-creme Zahăr pudră Unt vegetal Substanţe aromatizante (esenţe, vin, lapte, nuci, menthol, fructe zaharisite)

Omogenizarea zahărului pudră cu untul vegetal, în care s-au introdus iniţial componentele de aromă şi gust. Nucile sunt măcinate şi eventual prăjite

Substanţa uscată: 84-85%

Creme de lapte

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

Solubilizarea zahărului în emulsie de lapte praf şi prepararea siropului. Concentrarea pastei şi apoi temperarea-răcirea ei.

Solubilizarea laptelui în apă caldă: 35-40°C Prepararea siropului la t=110-105°C Substanţa uscată finală: 82-88%

Sirop de zahăr-lichior

Zahăr tos, sirop de glucoză, apă potabilă,

Prepararea siropului din zahăr şi glucoză în raport 1:1

Temperatura de fierbere: 110-112°C; s.u. = 85-86%

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 119alcool, arome, fructe zaharate

Aromatizarea şi omogenizarea cu restul de materiale, după răcire. Adăugarea alcoolului 10-30% faţă de zahăr

Adaos de alcool la 80°.

Miere Zahăr tos, sirop de glucoză, miere, apă potabilă

Prepararea siropului de zahăr-glucoză; la sfârşitul fierberii se adaugă miere şi se omogenizează.

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

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

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

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

Fondant Zahăr, glucoză sirop, aromatizanţi, coloranţi, acizi

Se prepară un fondant clasic (obişnuit)

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

Ciocolată - Formată din masă de ciocolată sau din praline cu un adaos de praf de cacao

Substanţa uscată: 97-96% Grăsimi: 20%

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 120 6.2. 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 30 şi cuprinde următoarele etape principale : − prepararea tahânului - pasta din miez prăjit şi măcinat fin ; − prepararea halviţei-masă de caramel amestecată şi bătută cu spumă de ciuin; − prepararea masei de halva- omogenizarea tahânului cu halviţă; − prelucrarea masei de halva - obţinerea structurii fibroase, caracteristice.

Indicii de calitate pentru principalele sortimente sunt prezentaţi în tabelul 8.

Tabelul 8 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, % minim 24 43 Grăsimi, % minim 32 30 Cenuşă totală, % max. 2 2

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 121 Seminteoleaginoase

Glucozã sirop Zahãr tos Apã potabilã Rãdãciniciuin

PrecurãtireTemperare Preparare sol.

zahãr Mãruntire

Depozitare

Curãtire

Decorticare

Spãlare miez

Prãjire

Rãcire

Mãcinare

OmogenizareRãcire

Tahân

Uscare

Prãjire

Rãcire

MelanjareMãcinare

Finisare

Consare

Ulei vegetal Halva

Halvitã

Batere

Preparare masã caramel

Preparare sirop

SpãlareDecantare

Preparare extract

Filtrare-rãcire

Extractciuin

Materiale de adaos vanilinã

Livrare

Depozitare

Împachetare

Rãcirea mesei

Turnare masã

Frãmântare

Frãmântareomogenizare

Fig. 30. Schema tehnologică de fabricare a halvalei

In tabelul 9 se arată operaţiile care intervin la prepararea tahânului şi halviţei şi respectiv prepararea halvalei.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 122Tabelul 9

Operaţiile, mijloacele tehnice şi regimul tehnologic la fabricarea halvalei Operaţie - fază Importanţa operaţiei -

fazei tehnologice Aparatură - maşini utilizate Regim tehnologic

Obţinerea tahânului Precuraţire seminţe floarea-soarelui

Eliminarea impurităţilor din vracul de seminţe Pregătire pentru depozitare

Aspirator-separator Vibroaspirator

Rest impurităţi în vrac: 0,7-1,2% Mărimea ochiurilor de sită: nr. 1- d := 15 --20 mm; nr.2 - d= 10-12 mm; nr. 3-d= 3 mm

Curăţirea finală a vracului

Eliminare impurităţi Pregătire pentru fabricarea tahânului

Vibroaspirator Sita nr. 1: d= 10 mm; sita nr. 2-d= 4 mm; sita nr.3-d= - Rest impurităţi în vrac - 0,3%

Decorticarea-d ecoj irea şi separarea cojilor

Desprinderea cojii de pe miez Separarea cojii

Aparat MIS-50 Rest de coajă în miezul separat : 2-8% Pierderi de ulei în coji: 1,6%

Spălarea miezului Mărirea gradului de puritate al vracului

Bazine de spălare-flotaţie Rest de coajă în miez (vrac): max. 3%

Uscarea vracului de miez

Eliminarea surplusului de umiditate Uşurarea operaţiei de prăjire a miezului

Separatoare centrifugale Uscător cu aer cald în pat fluidizant

Umiditate iniţială : 40-60% Umiditate după centrifugare: 28-30% Temperatura agentului cald: 90-UO°C Umiditatea finală: 30%

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 123Prăjirea miezului Reducerea umidităţii

Transformări fizico-chimice şi biochimice în masa vracului Modificări de gust, miros şi culoare

Prăjitoare cu tambur Prăjitoare tip Sirocon Prăjitoare cu radianţi ceramici

Reducerea umidităţii până la 1-2% Temperatura finală a produsului: 90-120°C Temperatura agentului termic : 130-150°C

Răcirea miezului prăjit

Evitarea reumectării şi râncezirii miezului Evitarea pierderilor de ulei la măcinare

Instalaţii de răcire cu manta dublă Instalaţii de răcire cu aer condiţionat

Umiditatea produsului : 1,5-2% Temperatura de răcire : 60-65°C

Măcinarea miezului prăjit. Baterea

Ruperea ţesuturilor pereţilor celulari şi eliberarea uleiului Realizarea unui grad optim de mărunţire a miezului

Mori cu pietre Melanjoare-colergang Broeze cu 3-5 tăvălugi din oţel Valţuri de măcinare

Temperatura măcinăturii (tahânului): 45-50°C Umiditatea, tahânului : 1,2% Rest de coji : max. 0,3-1% Conţinut grăsimi ; 48-55% în funcţie de soiul seminţelor

Conşarea (în varianta prelucraţii miezului pe cale uscată)

Mărirea gradului de dispersie (mărunţire) a pastei de tahân

Conşe orizontale sau verticale (similare cu cele din liniile de preparare a masei de ciocolată)

Durata conşării (mărunţirii): 60-150min. Temperatura de regim : 60-65°C

Omogenizarea pastei. Răcirea

Completarea cu ulei vegetal până la valoarea optimă în grăsimi Prevenirea efectului

Instalaţii cu agitare şi manta de încălzire/răcire

Temperatura finală : 30°C Durata stocării tahânului : max. 24 ore Conţinutul optim de

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 124de râncezire-colorare grăsime în tahân : 65-68%

Obţinerea extractului apos din ciuin (material spumant) Mărunţirea rădăcinilor de ciuin uscat

Uşurarea spălării şi extracţiei de substanţă, activă

Manual Concasoare cu colţi Mori cu ciocănele

Granulaţie: max. 10 mm

Spălare. Decantare apă Eliminarea depunerilor minerale Decantarea apei de spălare-clătire

Vase spălare Site pentru decantare

Temperatura apei : 5Q-60CC Durata de contact înmuiere: 10-20 ore

Obţinerea extractului apos

Extragerea substanţei active prin fierbere în apă

Cazane duplicate cu manta şi agitator

Extract de ciuin-cu densitate de 8-lO°B6(γ = 1,05 la rece)

Filtrare-răcire Eliminarea impurităţilor; recuperare a rădăcinilor pentru o nouă utilizare Prevenirea degradării

Filtre cu site metalice Vase de răcire

Temperatura de răcire ; 25-30°C Durata maximă de conservare- stocare: 24 ore

Prepararea halvitei

Prepararea siropului de zahăr şi glucoza

Solubilizarea zahărului Preconcentrare şi

Aparate duplicate cu agitator Solubilizator tip Becker, Coolmix, Contimelt

Raport zahăr/apă : 3/1 Temperatura de solubilizare; 108-110°C Raport


obţinerea, siropului zahăr/glucoza: 1/1 Temperatura de fierbere: 114-116°C Substanţa uscată a siropului: 85%

Obţinerea masei de caramel

Eliminarea excesului de apă Concentrarea siropului

Aparat cu serpentină şi camera de vid Aparate peliculare

Temperatura de fierbere: 125-132°C Presiunea aburului: 8-10 atm Substanţa uscată finală:95% Substanţa reducătoare: 32-34%

Obţinerea halviţei. Baterea masei spumante

Omogenizarea masei de caramel cu extract de ciuin Concentrarea soluţiei

Aparate de omogenizare şi concentrare (halviţiere)

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

Temperatura de regim: 80°C Raport de amestec alviţă/tahân: 40/60% Temperatura tahânului: 35-40°C Substanţa uscată alviţă: 95%

Frământarea Omogenizarea avansată a masei Formarea structurii fibroase

Manual, în vase speciale Mecanic (maşină de frământat)

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 Faza a III-a – temperatura: 80-60°C Durata totală: 7-8 minute


Turnarea masei frământate

Turnarea în forme Tăvi metalice căptuşite cu hârtie pergaminată

Temperatura de turnare: 65-50°C

Răcirea masei Scurgerea uleiului

Răcirea masei Recuperarea excesului de grăsimi

Rafturi de decantare Tăvi colectare

Temperatura aerului din camera de expunere: 10-12°C, φ aer=75% Durata răcirii: 48-72 ore Ulei recuperat: 3-5%

Împachetare în vederea livrării

Asigură conservarea produsului Protecţie mecanică pe durata depozitării - transportării

Hârtie parafinată Staniol Cutii de carton cerat Cutii metalice

Temperatura halvalei la împachetare: 45-50°C Umiditate max. 4% Temperatura depozit: 18-20°C

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 128 6.3. 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; cristalizarea topiturilor de grăsime; formarea structurilor amorfe-cristaline din topiturile de zahăr şi grăsimi. Schema tehnologică de fabricare a unor produse de laborator este arătată în figura 31.

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 1, 5-2% apă.

Masa de pralină se obţine după cum urmează: sâmburii sunt zdrobiţi şi omogenizaţi cu zahăr tos sau pudră în raport 1:3-1:4. Amestecul este măcinat într-un colergang, broeză, unde se poate adăuga 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 obţ ine mase cu diferite temperaturi de modelare—formare ;

− masă cu adaus de până la 20% unt -care se poate forma la 18-20°C;

− masă cu adaus de 50-60% unt cu temperatura de formare la 23-24°C ;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 129 − masă cu adaus de unt şi alte grăsimi vegetale cu

temperatura de formare la 26-28°C. În final are loc răcirea şi structurarea produselor finite care

se face la 6-7°C, timp de 4-5 min., în spaţii climatizate. Marţipanul veritabil este obţinut din sâmburi de migdale

(dulci 95% + amari 5%) şi zahăr sub formă de masă de caramel în raport 1:1 (raportul poate fi modificat la 1:2 - 1:3).

Sâmburii sunt pregătiţi în prealabil (îndepărtare coajă, pieliţă) 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 martipan

Nugaua

Nuga

Grilaj

Crocant

Zahãr tos Sâmburi grasi Sirop zahãr- glucozã

Zahãr tos Glucozã

Sfãrâmare

Omogenizare

Mãcinare finã

Rãcire

Modelare

Mãcinare Decojire

Opãrire sep. pielitã

Uscare prãjire

Mãcinare

Omogenizare

TurnareLaminare

Rãcire

Mãcinare

Rãcire

Frãmântare

TurnareLaminare

Rãcire

DivizareModelare

Candisare

Împachetare

Împachetare

Divizare

AsamblareRãcire

Rãcire

Masa pentru nucleubomboane fondant- pralinã

Omogenizare

Vafe

Jeleu, rahat,fructe

Preparare halvitã

Extract ciuin

Unt cacao

Zdrobiresuperficialã

TurnareLaminare

Topire

OmogenizareOmogenizare

Mãcinare finã

Turnare modelare Rãcire

Modelare

Omogenizare

TurnareLaminare

Rãcire

Modelare

Omogenizare

TurnareLaminare

AR

Fig. 31. Schema tehnologică de obţinere a produselor de

laborator 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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 131 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. 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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 132 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. 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.

Chestionar de autoevaluare :

1.Care sunt etapele principale la fabricarea halvalei ? Etapele principale la fabricarea halvalei sunt :

− prepararea tahânului - pasta din miez prăjit şi măcinat fin ;

− prepararea halviţei-masă de caramel amestecată şi bătută cu spumă de ciuin;

− prepararea masei de halva- omogenizarea tahânului cu halviţă;

− prelucrarea masei de halva - obţinerea structurii fibroase, caracteristice. 2.Câte sortimente de produse de laborator cunoaşteţi ? 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).


7. TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE COMESTIBILE

Rezumat Obţinerea uleiurilor vegetale comestibile – prezentată în acest

capitol – se poate realiza prin presare sau extracţie, urmată apoi de operaţii de rafinare.

Deasemeni, mai sunt prezentate tehnologii de hidrogenare a uleiurilor vegetale şi de fabricare a margarinei şi shorteningurilor, aceste produse fiind în ultimii ani din ce în ce mai solicitate de consumatori.

În procesul de obţinere a uleiurilor vegetale, seminţele

oleaginoase sunt supuse unor tratamente tehnologice care le asigură calităţi optime în vederea obţinerii uleiului cu randamente maxime şi cheltuieli minime Schema tehnologică de obţinere a uleiului vegetal este prezentată în figura 33.

7.1. PREGĂTIREA MATERIILOR PRIME ÎN VEDEREA PRELUCRĂRII

După recepţia şi depozitarea materiilor prime oleaginoase

acestea, înainte de intrare în fabricaţie, sunt supuse unor operaţii pregătitoare:

7.1.1. Curăţirea seminţelor

Seminţele oleaginoase conţin impurităţi care trebuiesc separate.

Aceste impurităţi pot fi grupate în: * impurităţi metalice - cuie, şuruburi, alte bucăţi de metal ; * impurităţi minerale - bucăţi de pământ, pietre, praf; * impurităţi organice neoleaginoase - pleavă, paie ; * impurităţi oleaginoase - seminţe seci, seminţe carbonizate,

spărturi, seminţe din alte sorturi decât cel recepţionat Îndepărtarea acestor impurităţi se realizează în două etape :

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 134 • înainte de depozitare - precurăţire - când se elimină cca. 50% din impurităţile iniţiale din loturile de seminţe neomogene, cu % ridicat de impurităţi şi pericol de degradare; • la trecerea în fabricaţie - postcurăţire - după care conţinutul remanent de impurităţi este de 0,3 - 0,4%. Există mai multe modalităţi de separare, în funcţie de felul

impurităţilor, astfel: 1. separarea impurităţilor feroase - se bazează pe proprietăţile magnetice ale acestora şi se realizează cu ajutorul magneţilor naturali sau a electromagneţilor Această separare se execută înaintea tuturor operaţiilor din cadrul procesului tehnologic în vederea evitării defectării utilajelor; 2. separarea pe baza diferenţei de mărime - operaţie asemănătoare celei din industria morăritului - se bazează pe mişcarea (rectilinie-circulară sau vibratorie) unui strat sau mai multor straturi de particule la suprafaţa unor site orizontale sau înclinate- prevăzute cu perforaţii (site) prin care cad unele componente ale amestecului. Utilajele folosite sunt asemănătoare celor din industria morăritului: site cu mişcare rectilinie, circulară sau vibratorie; 3. separarea pe baza diferenţei de masă volumică - se efectuează cu ajutorul unui curent de aer care trece peste amestecul de seminţe şi impurităţi antrenând impurităţile mai uşoare decât seminţele. Separarea are loc la o viteză a curentului de aer mai mare decât viteza de plutire. Curentul de aer poate fi ascendent (cel mai des întâlnit) sau orizontal.

Ca utilaje principale, în fabricile de ulei din ţară, se folosesc: vibroaspiratorul şi precurăţitorul pentru precurăţirea seminţelor; postcurăţitorul şi tararul cu aspiraţie ce funcţionează atât pe principiul diferenţei de mărime, cât şi a diferenţei vitezelor de plutire; buratul, folosit pentru curăţirea seminţelor de in şi rapiţă şi precurăţirea seminţelor de soia; separatori magnetici.

După curăţire, seminţele oleaginoase sunt supuse unui proces de uscare, în care se îndepărtează cel puţin 4% din conţinutul de umiditate al seminţelor (de la 12-14% iniţial se ajunge la 8-10% umiditate în final).Scopul uscării este de a evita fenomenele de autoîncălzire şi autoaprindere, prin încetinirea proceselor chimice şi biochimice.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 135 SEM INTE OLEAGINOASE

Receptiecantitativã

calitativã

Depozitare

Curãtire

Uscare

Descojire (decorticare)

Mãcinare

Tratament hidrotermic (prãjire)

Presare Extractie cu solventi

BROCHEN(turte de presã)

ULEI BRUT DE PRESÃ

M ISCELÃ SROT

Distilare Desolventizare

ULEI BRUT DE EXTRACTIE

Rafinare-Desmucilaginare-Neutralizare-Spãlare-Uscare-Decolorare-Winterizare (deceruire)-Dezodorizare

ULEI RAFINAT

Fig. 33. Schema tehnologică de obţinere a uleiului

Temperatura de uscare este limitată în masa seminţelor la 60°C pentru a evita, în cazul unor temperaturi mai ridicate, denaturarea termică a proteinelor şi degradarea calităţii uleiului din seminţe.

Uscătoarele folosite la noi în ţară se bazează pe principiul uscării prin contact şi convecţie, fiind de tip rotativ cu tambur orizontal, coloane verticale sau cu fascicole tubulare, care pot lucra la presiune atmosferică sau sub vid, uscătoare în strat fluidizat- uscătoare pneumatice.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 136 7.1.2. Descojirea

Coaja seminţelor oleaginoase constituie un material inert în

procesul de prelucrare datorită conţinutului redus în ulei (0,5 - 3%) şi un conţinut ridicat de celuloză ce este nedorit în compoziţia şorturilor, impunându-se deci eliminarea ei ori de cate ori este posibil acest proces. În cursul procesului de descojire, coaja se îndepărtează numai parţial, deoarece prezenţa unui anumit procent de coajă în materialul descojit este benefică în procesele de presare şi extracţie.

Avantajele prelucrării seminţelor descojite sunt : * utilizare mai bună a capacităţii de prelucrare a instalaţiilor ; * îmbunătăţirea calităţii şrotului datorită creşterii conţinutului de proteină ; * reducerea uzurii utilajelor, în special a valţurilor şi a preselor. Dezavantajele operaţiei de descojire sunt legate de : * pierderi de ulei în miezul antrenat cu coaja; * consum de energie şi manoperă în plus. Descojirea seminţelor comportă două faze: a) spargerea cu detaşarea cojii de miez ; b) separarea cojilor din amestecul rezultat. Spargerea şi detaşarea cojii pot fi obţinute prin :

lovire - se aplică la descojirea seminţelor de floarea-soarelui şi la degerminarea pe cale uscată a porumbului Se realizează în două moduri : prin lovirea seminţe/or în repaus cu ajutorul unor palete sau prin proiectarea seminţelor către un perete fix. De regulă, cele două procese se combină obţinându-se o eficacitate mai mare a descojirii; tăiere - se realizează prin trecerea seminţelor printre două

discuri rifluite, care se rotesc în sens contrar şi a căror distanţă este reglabilă. Metoda se foloseşte la descojirea seminţelor de bumbac; frecare - se efectuează cu ajutorul valţurilor prevăzute cu

cilindrii rifluiţi sau acoperiţi cu pastă abrazivă; metoda se aplică la descojirea seminţelor de soia şi la decorticarea orezului ; strivire - se foloseşte la descojirea seminţelor de ricin şi

îndepărtarea tegumentului de pe boabele de arahide ; se realizează cu valţuri prevăzute cu cilindrii acoperiţi cu un strat de cauciuc. Datorită turaţiei diferite, pe lângă forţele de presare, apar şi forţe de frecare şi de forfecare.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 137 După spargerea seminţelor rezultă un amestec de miezuri

întregi şi sparte, de coji întregi şi mărunţite, precum şi seminţe întregi, nedescojite.

Separarea cojilor din materialul descojit se efectuează prin două metode : * după diferenţa de mărime - realizată prin cernere pe site; * după diferenţa de masă volumică - prin aspiraţia cu un curent de aer ascendent produs de un ventilator.

Din procesul de separare rezultă două fracţiuni: • miez industrial - 80 - 85% din greutatea seminţelor de floarea-soarelui trecute la prelucrare - şi o cantitate de coajă (6 - 8%) păstrată din considerente tehnologice ; • coajă eliminată - în proporţie de 15- 20% din greutatea seminţelor trecute la prelucrare, care conţine şi o cantitate foarte redusă de miez antrenat (~ 0,4 - l %).

Utilajele cele mai folosite la descojirea seminţelor de floarea-soarelui sunt toba de spargere şi separatorul de coji.

Pentru procesul de descojire umiditatea optimă a seminţelor de floarea-soarelui este de 6,5 - 7%.

7.1.3. Măcinarea materiilor prime oleaginoase

Măcinarea seminţelor oleaginoase este o operaţie importantă în

procesul de pregătire pentru extragerea uleiului, prin aceasta realizându-se o rupere a membranelor şi destrămarea structurii oleoplasmei celulare care conţine ulei (70 - 80% celule destrămate din total). În afară de materiile prime oleaginoase mai sunt supuse măcinării brochenul rezultat de la presare şi, dacă este necesar, şrotul rezultat la extracţie.

În urma măcinării, uleiul se elimină din canalele oleoplasmei sub formă de picături fine, fiind reţinute la suprafaţa măcinăturii sau în capilarele acesteia. Deoarece se supun măcinării diferite materiale oleaginoase, utilajele folosite pentru această operaţie trebuie să fie alese corespunzător, pentru a obţine o măcinătură de calitate. Utilajele folosite pentru măcinare sunt valţurile, concasorul şi morile cu ciocane.

Valţurile sunt utilaje în care materialul trece printre cilindrii aflaţi în mişcare de rotaţie şi este mărunţit sub acţiunea forţelor de compresiune, de tăiere sau frecare. Cele mai utilizate valţuri sunt :

− valţul cu 5 cilindrii (tăvălugi) suprapuşi ;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 138 − valţul cu 2 perechi de tăvălugi aflaţi în serie ; − valţul cu o pereche de tăvălugi (pentru boabe de soia).

Mărimea măcinăturii rezultate este determinată de distanţa dintre cilindrii măcinători (care pot avea suprafaţă netedă sau rifluită şi sunt confecţionaţi din oţel turnat), această distanţă putând fi reglată manual sau cu sisteme de reglare automată.

Concasoarele utilizate la măcinarea brochenului sunt de două tipuri:

− concasoare cu dinţi ; − concasoare cu tăvălugi rifluiţi .

Utilizarea concasoarelor la măcinarea brochenului conduce, în afară de obţinerea unui brochen cu granulaţia necesară, la distrugerea structurii interioare secundare, fapt ce permite eliberarea uleiului din aglomerările formate şi uşurarea extracţiei.

Morile cu ciocane, folosite în industria uleiului în special pentru măcinarea şrotului, prezintă avantajul că sunt mai robuste, au gabarit mic şi productivitate mare, în comparaţie cu concasoarele.

Dezavantajele acestora, însă (reglarea atentă a distanţei dintre ciocane şi sita de cernere în funcţie de umiditatea materialului, funcţionarea cu uzuri mari), necesită supraveghere atentă şi permanentă, înlocuirea la timp a ciocanelor şi echilibrarea dinamică repetată, au condus la o utilizare mai restrânsă.

Pentru brochenul de floarea-soarelui destinat extracţiei se recomandă o trecere prin concasor şi 2 treceri prin valţuri pentru a se obţine o suprafaţă specifică a măcinăturii de 1,1 - 1,6m2/Kg.

7.1.4. Prăjirea materialului oleaginos

Prăjirea materialului oleaginos este operaţia de tratament

hidrotermic aplicat într-un timp limitat, sub amestecare continuă şi care se realizează fie înaintea presării măcinăturii obţinute la valţuri, fie înainte de extracţie prin procedee continui, asupra brochenului rezultat la presare sau a măcinăturii ce trece direct la extracţie (soia).

Scopul operaţiei este de a realiza: • anumite transformări fizico-chimice ale componentelor măcinăturii; • modificări ale structurii particulelor în vederea obţinerii unui randament maxim la presare; • transformări chimice suplimentare ce îmbunătăţesc calitatea produselor finite ;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 139 • dezodorizare parţială.

În cazul prăjirii înainte de extracţie se urmăreşte obţinerea plasticităţii corespunzătoare unei prelucrări la valţurile de aplatizare în paiete fine, poroase şi stabile, care, la extracţie, să nu se sfărâme şi să prezinte o structură favorabilă extracţiei cu dizolvanţi.

Măcinătura este un sistem dispers - în fază lichidă - compus din două faze : * Faza lichidă, compusă din :

faza grasă - uleiul - se găseşte la suprafaţa şi în capilarele particulelor sub forma unor picături fine; o parte din uleiul conţinut de măcinătură (20 - 30%) se găseşte „închis” în celulele care nu au fost destrămate la măcinare; faza apoasă - apa - este legată de gelul celular prin forţe

de adsorbţie, mai puternice decât forţele de suprafaţă ale câmpului molecular.

* Faza de gel, caracterizată prin : proprietatea particulelor de a se lipi, la o anumită umiditate: plasticitate; aglomerare la anumite presiuni exterioare.

Astfel, la presare, din celulele particulelor de măcinătură se separă cea mai mare parte din ulei, în timp ce cantitatea de apă eliminată este neglijabilă.

Procesul de prăjire se realizează în două faze : a) umectarea măcinăturii (cu pulverizare de apă şi injectare de abur saturat, sau numai prin aburire) până la o umiditate optimă (în funcţie de sortul de seminţe); în acelaşi timp, are ioc şi o creştere a temperaturii măcinăturii; b) uscarea măcinăturii pentru atingerea parametrilor optimi de presare sau extracţie (structură celulară, temperatură, umiditate). Variaţia temperaturii şi umidităţii în cele două faze este redată în figura 34.


Fig. 34. Modificarea umidităţii si a temperaturii în cele două faze

ale procesului de prăjire

Umectarea măcinăturii - constă în îmbibarea cu apă a gelului celular, conducând astfel la următoarele modificări ale caracteristicilor acestuia : - modificarea plasticităţii ; - aglomerare de particule ; - modificări ale stării uleiului; - modificări chimice şi biochimice ale componentelor măcinăturii.

Pe măsură ce gelul celular se îmbibă cu apă are loc, la început, separarea uleiului sub forma unor picături foarte fine care, la o umiditate mai mare, se unesc formând o peliculă continuă la suprafaţa particulelor.

Separarea uleiului are loc datorită următoarelor fenomene : * cel de la suprafaţa particulelor - datorită umectării

selective (moleculele de apă sunt mai bine legate de particulele de măcinătură şi, deci, moleculele de ulei sunt eliberate pentru a se lega apa);

* din capilarele particulelor - datorită presiunii exercitate asupra uleiului de presiunea de îmbibare (prin îmbibarea cu apă a gelului celular, volumul acestuia creşte presând asupra, uleiului aflat în capilare; sub acţiunea acestei presiuni uleiul este împins spre exterior).

Încălzirea şi uscarea măcinăturii produce modificări de natură fizică, chimică şi biochimică asupra celor două faze, intensitatea acestor modificări fiind dependente de modul de încălzire şi temperaturile utilizate, umiditatea măcinăturii, viteza de evaporare a apei din măcinătură, durata procesului.

Modificările suferite de faza lichidă sunt: • de natură fizică - scăderea vâscozităţii uleiului; scăderea tensiunii

superficiale a uleiului; evaporarea apei din măcinătură ;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 141 • de natură chimică - oxidarea şi creşterea conţinutului de

peroxizi – sunt neînsemnate, datorită duratei scurte a procesului. Modificările suferite de faza de gel în timpul încălzirii şi

uscării măcinăturii sunt: • de natură chimică - schimbarea structurii coloidale datorită denaturării substanţelor proteice şi distrugerii structurii ; • de natură biochimică - creşterea activităţii enzimatice, care conduce la o creştere a acidităţii libere a uleiului prin hidroliză enzimatică şi descompunerea substanţelor proteice; în etapa a II-a, de prăjire, are loc scăderea şi încetarea activităţii enzimatice. Se recomandă ca în faza I de umectare, îmbibarea cu apă a materialului să se facă concomitent cu ridicarea rapidă a temperaturii până la 80 - 85°C, când activitatea enzimelor încetează ; • de natură fizică - modificare mai pronunţată a plasticităţii măcinăturii, prin atingerea valorii optime pentru presare.

Prăjirea înainte de extracţie se realizează numai în cazul în care brochenul necesită o prelucrare plastică pe valţurile de aplatizare. Nu se recomandă utilizarea unor temperaturi mai mari de 80 - 85°C, deoarece denaturarea substanţelor proteice şi reducerea plasticităţii depăşesc limitele normale, rezultând aşa-numita măcinătură supraprăjită.

Utilajele folosite pentru prăjire, în mod curent în industria uleiului, sunt de tipul prăjitoarelor cilindrice, cu compartimente multietajate, prevăzute cu fund şi manta dublă. Malaxarea măcinăturii în fiecare compartiment se asigură cu ajutorul unor palete. Trecerea măcinăturii dintr-un compartiment în altul se realizează cu ajutorul unui dispozitiv cu clapetă rabatabilă, care asigură în acelaşi timp şi înălţimea stratului de măcinătură la nivelul dorit în fiecare compartiment (200 - 300 mm). Durata prăjirii este de circa 45 minute.

7.2. OBŢINEREA ULEIULUI BRUT PRIN PRESARE SAU

EXTRACŢIE

7.2.1. Obţinerea uleiului brut prin presare Presarea este operaţia prin care se separă sub acţiunea unor

forţe exterioare componentul lichid (uleiul) dintr-un amestec lichid-solid (măcinătură oleaginoasă).

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 142 La presare rezultă uleiul brut de presă şi brochenul.

Operaţia de presare, cea mai veche metodă de obţinere a uleiurilor vegetale comestibile, se realizează cu prese mecanice de mare randament, cu funcţionare continuă.

Presarea se face numai în cazul materiilor prime oleaginoase cu conţinut >30% ulei, deoarece randamentul presării este de 80-85%, restul uleiului fiind obţinut prin extracţie cu solvenţi.

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

con elicoidal (melc), care se roteşte într-un spaţiu închis (camera de presare);

• 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. 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 143 * pentru presare avansată - asigură 12-14% ulei

remanent în brochen. La obţinerea uleiului 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.

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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 144 • 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.

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.

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)

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 145 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 ş.a ; • 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. Eliminarea totală a dizolvantului presupune o încălzire peste limitele admise astfel că temperatura maximală de fierbere este întotdeauna 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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 146 organice. Purificarea miscelei se poate realiza prin decantare, filtrare si centrifugare dar metoda cea mai utilizată este filtrarea.

Distilarea miscelei se poate realiza prin 2 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.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 147 scade. Regimul termic aplicat în procesul de dezbenzinare, determinat de următorii factori:

- evitarea denaturării prea avansate a substanţelor proteice din şrot;

- respectarea normelor de protecţia muncii, utilizează abur cu temperatura max 180 °C, iar temperatura şrotului nu depăşeşte 115°C.

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 10).

Tabelul 10 Gruparea metodelor de rafinare după efectul principal al

procesului (după Boeru, Gh.) Efectul principal

urmărit Denumirea uzuală a

metodei Alte denumiri

Eliminarea suspensiilor mecanice şi parţial a substanţelor dizolvate coloidal

Purificarea mecanica prin decantare, filtrare sau centrifugare

Eliminarea mucilagiilor Dezmucilaginare Delecitinizare Degumare

Eliminarea acizilor graşi liberi: − prin formarea săpunurilor alcaline − prin antrenare cu vapori de apă sub vid − prin combinarea acizilor graşi cu glicerina − prin fracţionare cu solvenţi selectivi

Neutralizare Neutralizare prin distilare Neutralizare prin esterificare Rafinare cu solvenţi selectivi

Rafinare chimică (caustică) Rafinare fizică (realizează şi dezodorizarea) Extracţie cu solvenţi selectivi

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 148 Eliminarea pigmenţilor coloranţi

Decolorare Albire

Eliminarea substanţelor odorante prin injecţie de abur sub vid

Dezodorizare

Eliminarea cerurilor şi a gliceridelor cu punct de topire ridicat

Winterizare Deceruire, Destearinizare, demargarinizare

Principalele operaţii cuprinse în schema de rafinare a uleiurilor vegetale sunt: dezmucilaginarea, neutralizarea, uscarea, decolorarea, winterizarea, dezodorizarea şi polisarea.

7.5. 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;

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 149 * 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 margarină) 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.

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 150 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 (Gerstenberg), ale căror principii de funcţionare sunt apropiate.

7.5.2. Fabricarea grăsimilor vegetale culinare (Shorteninguri)

Grăsimile vegetale culinare (shorteninguri) se deosebesc de

margarina prin următoarele : • sunt destinate înlocuirii unturii, pe când margarina

poate înlocui untul ; • grăsimile vegetale sunt grăsimi aproape pure (cel

puţin 99% grăsime), iar margarina conţine o cantitate relativ mare de apă emulsionată.

Există mai multe criterii de clasificare a shorteningurilor, câteva fiind prezentate în tabelul 11.

Tabelul 11 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)

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 151 Proprietăţile funcţionale ale shorteningurilor.

Folosirea shorteningurilor plastice în produsele coapte contribuie la obţinerea unei calităţi finale deosebite, prin proprietăţile funcţionale de care dispun.

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

Tehnologii generale in industria alimentara. Partea I-îi 152 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

Chestionar de autoevaluare :

1.Ce utilaje sunt folosite pentru măcinarea seminţelor oleaginoase ?

Utilajele folosite pentru măcinare sunt valţurile, concasorul şi morile cu ciocane.

2.Câte moduri de extracţie a uleiului cunoaşteţi ? Metodele de extracţie a uleiului pot fi prin presare şi prin extracţie. 3.Care este scopul operaţiei de rafinare a uleiurilor vegetale ?

Scopul operaţiei de rafinare 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


BIBLIOGRAFIE 1. Banu, C, ş a., 1993 - Progrese tehnice, tehnologice şi ştiinţifice, vol.2, Ed. Tehnică, 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 zaharoase, Ed. Tehnică, Bucureşti 11. Stroia, A., Aved, Er., Angelescu, M., 1994 - Biochimia şi calitatea tehnologică a sfeclei de zahăr, Ed. Tehnică, Bucureşti 12. Vizireanu, C.,1999 - Tehnologii generale în industria alimentară extractivă, Ed. Evrika, Brăila

curstg id

Documents