CUPRINS
TEHNOLOGII GENERALE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ
1.TEHNOLOGIA CĂRNII 11 1.1.Operaţii tehnologice principale de tăiere a animalelor şi păsărilor în abatoare...............................................……………11 1.1.1.Transportul şi recepţia cantitativă şi calitativă........12 1.1.1.1.Transportul animalelor ...................................12 1.1.1.2.Recepţia animalelor ........................................12 1.1.2.Pregătirea animalelor şi păsărilor pentru tăiere ......12 1.1.3.Suprimarea vieţii animalelor ..................................13 1.1.3.1.Asomarea ........................................................13 1.1.3.2.Sângerarea ......................................................13 1.1.4.Prelucrarea carcasei ................................................14 1.1.5.Eviscerarea .............................................................15 1.1.6.Finisarea .................................................................15 1.1.6.1.Porţionarea .....................................................15 1.1.6.2.Toaletarea .......................................................15 1.1.7.Controlul şi marcarea cărnii ...................................16 1.2.Tehnologia tăierii bovinelor ……….………..…………18 1.3.Tehnologia tăierii porcinelor ..........................................19 1.4.Tehnologia tăierii ovinelor .............................................21 1.5.Schema tehnologică de tăiere a galinaceelor şi a palmipedelor...............................................................................22 1.6.Tehologia tăierii iepurilor de casă ..................................23 1.7.Clasificarea produselor din carne ...................................23 1.8.Schema şi procesul tehnologic de fabricare a preparatelor din carne ...................................................................................23 1.8.1.Schema tehnologică ...............................................23 1.8.2.Procesul tehonogic de fabricare a preparatelor din carne ..........................................................................................24 1.8.2.1.Tranşarea, dezosarea şi alesul cărnii ..............24 1.8.2.2.Prepararea şrotului şi a bratului ......................26 1.8.2.3.Pregătirea semifabricatelor pentru specialităţi..................................................................................27 1.8.2.4.Pregătirea compoziţiei şi a semifabricatelor în vederea fabricării preparatelor din carne ...................................29 1.8.2.5.Tratamentul termic .........................................31
2.TEHNOLOGIA LAPTELUI ŞI A PRODUSELOR LACTATE 32 2.1.Tehnologia laptelui de consum ......................................32 2.1.1.Recepţia cantitativă şi calitativă a laptelui .............33 2.1.2.Curăţirea laptelui ....................................................34 2.1.3.Normalizarea laptelui .............................................36 2.1.4.Pasteurizarea laptelui .............................................36 2.1.5.Răcirea, depozitarea, ambalarea şi controlul calităţii laptelui .......................................................................................39 2.2.Tehnologia conservării laptelui ......................................39 2.2.1.Principiile conservării laptelui ...............................39 2.2.2.Fabricarea laptelui sterilizat ...................................40 2.2.2.1Generalităţi ......................................................40 2.2.2.2.Procesul tehnologic de sterilizare ...................41 2.2.3.Fabricarea laptelui concentrat ................................46 2.2.4.Fabricarea laptelui praf ..........................................47 2.2.5.Controlul calitativ al conservelor de lapte .............50 2.2.5.1.Examenul organoleptic ...................................50 2.2.5.2.Examenul fizico-chimic .................................50 2.2.5.3.Examenul microbiologic ................................50 2.3.Tehnologia produselor lactate dietetice acide ................51 2.3.1.Principiul şi fazele tehnologice la fabricarea produselor lactate dietetice acide ..............................................51 2.3.2.Schema tehnologică de fabricare a laptelui bătut, a iaurtului, a laptelui acidofil şi a chefirului ................................51 2.3.3.Controlul calitativ al produselor lactate dietetice acide ..........................................................................................57 2.4.Tehnologia smântânii şi a untului ..................................58 2.4.1.Fabricarea smântânii ..............................................58 2.4.2.Fabricarea untului ...................................................64 2.4.3.Controlul calitativ al smântânii şi al untului ..........64 2.5.Fabricarea brânzeturilor .................................................65 2.5.1.Scheme tehnologice de fabricare a diferitelor categorii de brânzeturi ...............................................................65 2.5.2.Sortimente de brânzeturi ........................................68 2.5.2.1.Brânzeturi moi ................................................68
2.5.2.2.Brânzeturi semitari .........................................69 2.5.2.3.Brânzeturi cu pastă tare ..................................69 2.5.3.Defectele brânzeturilor ...........................................70 2.5.4.Controlul calitativ al brânzeturilor .........................70 2.6.Fabricarea îngheţatei ......................................................72 2.6.1.Schema tehnologică ...............................................72 2.6.2.Sortimente de îngheţată .........................................74 2.6.3.Controlul calitativ al îngheţatei ..............................74 2.7.Valorificarea subproduselor din industria laptelui .........74 2.7.1.Produse din lapte smântânit ...................................75 2.7.2.Produse din zară .....................................................75 2.7.3.Produse din zer .......................................................75 3.TEHOLOGIA MORĂRITULUI 3.1.Compoziţia chimică a cerealelor ....................................76 3.2.Indici de apreciere a însuşirilor cerealelor pentru prelucrarea lor în industria morăritului .....................................76 3.3.Scheme tehnologice de prelucrare a cerealelor ..............77 3.3.1.Recepţia, precurăţirea, depozitarea şi transportul intern al cerealelor .....................................................................79 3.3.1.1.Recepţia cantitativă şi calitativă .....................79 3.3.1.2.Precurăţirea cerealelor ....................................80 3.3.1.3.Depozitarea cerealelor ....................................81 3.3.1.4.Instalaţii pentru transportul intern al cerealelor (în depozite şi mori) ..................................................................82 3.3.2.Pregătirea cerealelor pentru măciniş ......................85 3.3.2.1.Generalităţi .....................................................85 3.3.2.2.Formarea partizilor pentru măciniş ................85 3.3.2.3.Separarea corpurilor străine (curăţirea) ..........86 3.3.2.4.Decojirea cerealelor .......................................87 3.3.2.5.Condiţionarea grâului .....................................88 3.3.2.6.Pregătirea porumbului pentru măciniş ...........89 3.3.3.Măcinarea cerealelor ..............................................90 3.3.3.1.Fazele procesului de măcinare la grâu şi secară..........................................................................................90 3.3.3.2.Mijloace pentru realizarea procesului de măcinare şi obţinere a făinurilor (utilaje) ..................................93
3.3.3.3.Fazele tehnologice ale procesului de măcinare ........................................................................................ ............95 3.3.3.4.Măcinarea porumbului .................................101 4.TEHNOLOGIA PANIFICAŢIEI 102 4.1.Făina .............................................................................102 4.1.1.Compoziţia chimică a făinii de grâu ....................102 4.1.2.Însuşirile fizico-chimice ale făinii ........................103 4.1.3.Însuşirile de panificaţie a făinurilor .....................103 4.2.Drojdia ..........................................................................103 4.3.Pregătirea materiilor prime pentru fabricaţie ...............104 4.3.1.Pregătirea făinii ....................................................104 4.3.2.Pregătirea apei ......................................................105 4.3.3.Pregătirea drojdiei ................................................106 4.3.4.Pregătirea sării comestibile ..................................106 4.4.Schema tehnologică de fabricare a păinii .....................107 TEHNOLOGIA AMIDONULUI 118 TEHOLOGIA ZAHĂRULUI 124 6.1.Recoltarea şi decoletarea ..............................................126 6.2.Recepţia, transportul, depozitarea ................................126 6.3.Spălarea .......................................................................127 6.4.Cântărirea .....................................................................127 6.5.Tăierea ..........................................................................127 6.6.Difuziunea ....................................................................127 6.6.1.Produsele şi controlul operaţiei de difiziune ........129 6.7.Purificarea zemii de difuziune (epurarea) ....................130 6.7.1.Metode de purificare.............................................131 6.7.2.Controlul operaţiei de purificare ..........................132 6.8.Concentrarea zemii epurate (evaporarea) ....................132 6.9.Fierberea şi cristalizarea ...............................................133 6.10.Obţinerea zahărului rafinat ........................................137 6.10.1.Obţinerea zahărului cubic ..................................137 6.11.Materiale auxiliare folosite la fabricarea zahărului ....139 6.12.Subproduse rezultate la fabricarea zahărului .............139
7.TEHOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE ALIMENTARE 140 7.1.Schema tehnologică de obţinere a uleiurilor vegetale alimentare ................................................................................140 7.2.Recepţia cantitativă şi calitativă ...................................141 7.3.Precurăţirea şi curăţirea ................................................141 7.4.Uscarea .........................................................................142 7.5.Depozitarea ..................................................................142 7.6.Descojirea .....................................................................142 7.7.Măcinarea .....................................................................143 7.8.Prăjirea .........................................................................143 7.9.Presarea ........................................................................144 7.10.Extracţia .....................................................................145 7.10.1.Pregătirea materialului propriu-zis .....................145 7.10.2.Rafinarea uleiurilor vegetale ..............................146 7.10.3.Dezmucilaginarea ...............................................147 7.10.4.Neutralizarea uleiului .........................................148 7.11.Rafinarea uleiurilor vegetale ......................................146 7.11.1.Dezmucilaginarea ...............................................147 7.11.2.Neutralizarea uleiului .........................................148 7.11.3.Spălarea ..............................................................148 7.11.4.Uscarea ...............................................................148 7.11.5.Decolorarea ........................................................148 7.11.6.Vinterizarea (decernuirea) ..................................149 7.11.7.Dezodorizarea ....................................................149 7.12.Hidrogenarea uleiurilor vegetale ................................149 7.13.Margarina ...................................................................150 8.TEHNOLOGIA MALŢULUI ŞI A BERII 151 8.1.Fabricarea malţului pentru bere ...................................151 8.1.1.Înmuierea orzului .................................................152 8.1.2.Germinarea orzului ...............................................154 8.1.3.Uscarea malţului verde .........................................155 8.2.Tehnologia obţinerii mustului de bere (fierberea) .......156 8.2.1.Măcinarea .............................................................157 8.2.2.Plămădirea şi Zahărificarea (brasajul) .................159
8.2.3.Fierberea mustului cu hamei ................................160 8.2.4.Limpezirea şi răcirea mustului .............................160 8.2.5.Răcirea mustului ...................................................161 8.3.Fermentarea mustului de bere ......................................161 8.3.1.Fermentarea primară ............................................161 8.3.2.Fermentaţia secundară .........................................162 8.4.Condiţionarea şi păstrarea berii ....................................163 9.TEHOLOGIA FABRICĂRII SPIRTULUI 164 9.1.Fabricarea spirtului din materii prime amidonoase ......164 9.1.1.Obţinerea plămezii dulci ......................................164 9.1.2.Fermentarea plăezii dulci de către drojdii ............167 9.2.Fabricarea spirtului din melasă ....................................168 9.2.1.Pregătirea melasei ................................................169 9.2.2.Fermentarea melasei ...........................................170 9.2.3.Distilarea plămezii fermentate .............................170 9.2.4.Rafinarea spirtului brut ........................................172 9.2.5.Băuturi alcoolice tari ............................................175 10.TEHNOLOGIA VINULUI 176 10.1.Tehnologia vinurilor albe (vinificaţia în alb) .............176 10.2.Tehnologia vinurilor roşii (vinificaţia în roşu) ...........179 10.3.Îngrijirea, condiţionarea şi îmbutelierea vinului (vinificaţia secundară) .............................................................182 10.3.1.Îngrijirea vinului .................................................182 10.3.2.Condiţionarea vinului .........................................182 10.3.3.Îmbutelierea vinului ...........................................183 10.4.Vinurile speciale .........................................................183 BIBLIOGRAFIE 184
PREFAŢĂ Lucrarea are ca obiectiv principal transmiterea cunoştinţelor absolut necesare viitorilor ingineri de industrie alimentară despre tehnologiile alimentare de obţinere a produselor din carne, lapte, morărit-panificaţie,uleiului, zahărului, malţului şi a berii, spirtului şi a vinului. Lucrarea se axează strict pe tehnologiile alimentare mai puţin cea de legume şi fructe, respectiv conservarea lor şi nu abordează capitolul de materii prime, acestea fiind tratate la alte discipline. Publicarea acestei lucrări, am considerat-o necesară cu atât mai mult cu cât, din anii superiori au loc specializări pe tehnologii vegetale, respectiv animale. Sper ca lucrarea să fie de folos tuturor celor interesaţi şi în special studenţilor de la disciplinele TPPA, CEPA şi Biotehnologii alimentare din cadrul Universităţii de Ştiinţe Agricole şi Medicină Veterinară Cluj şi nu numai. Având în vedere domeniul vast abordat, lucrarea se doreşte a fi foarte concis concentrată, motiv pentru care transmit scuze anticipate pentru unele scăpări şi imperfecţiuni.
1. TEHNOLOGIA CĂRNII 1.1.Operaţii tehnologice principale de tăiere a animalelor şi păsărilor în abatoare Tăierea animalelor şi păsărilor în scopul obţinerii cărnii şi a produselor secundare necesare consumului uman se realizează în unităţi specializate numite abatoare. Totalitatea operaţiilor tehnologice prin care se realizează tăierea animalelor şi păsărilor în abatoare, în scopul obţinerii cărnii şi a produselor secundare de abator formează procesul tehnologic de tăiere. Schemele tehnologice de tăiere cuprind, într-un cadru general, operaţii comune întâlnite la tăierea tuturor speciilor, existând în acelaşi timp operaţii specifice care diferenţiază tăierea în raport de specie. Operaţiile tehnologice principale care se întălnesc la tăierea tuturor speciilor de animale şi păsări pot fi grupate în cadrul unei scheme generale care cuprinde:
1.1.1. Transportul şi recepţia cantitativă şi calitativă
1.1.1.1. Transportul animalelor se realizează în funcţie de distanţa pe jos sau auto, pe distanţe medii şi cale ferată la distenţe lungi. Indiferent de mijlocul de transport, în timpul acestuia animalele sunt supuse unei stări de încordare, agitaţie şi oboseală (stres). În situaţiile când condiţiile de transport sunt grele şi necorespunzătoare, se înregistrează după tăiere pierderi, obţinându-se carne depreciată calitativ cu perioada de conservabilitate limitată. Transportul determină şi scăderea în greutate a animalelor, care este cunoscută sub denumirea de calou de transport: C = în care: Gs - scăderea în greutate; Gv - masa animalului viu. Caloul este normat în raport de distanţă şi durata transportului şi exprimat în %. 1.1.1.2. Recepţia animalelor Receptia animalelor se face loco furnizor, excepţie făcând producătorii individuali, când animalele sunt recepţionate în baze de colectare şi recepţie fixe sau volante. În abator la sosirea animalelor se face o verificare a recepţiei cantitative şi calitative, inclusiv stabilirea caloului de transport. Recepţia cantitativă se face prin numărare şi cântărire, existând însă şi metode bazate pe măsurători. La recepţia în viu bovinele şi ovinele sunt încadrate în 3 categorii: calitatea I, calitatea a II-a şi sub calitatea a II-a. La porcine în raport cu masa corporală există următoarele categorii: porci de grăsime
peste 130 kg viu, porci peste 120 kg viu, porci între 101 - 120 kg viu, porci între 90 - 100 kg viu şi porci sub 80 kg viu. Sunt acceptate la tăiere, în conformitate cu prevederile legale, numai animalele care au în viu o masă corespunzătoare, stabilită în funcţie de specie, categorice, vârsta şi rasă. Recepţia calitativă se face: la bovine după gradul de dezvoltare în ansamblu a corpului cât şi a diferitelor regiuni anatomice, precum şi cercetarea depunerilor de grăsime; la porcine aprecierea se face prin cercetarea conformaţiei corporale şi a gradului de acoperire a carcasei cu ţesut gras; la ovine, calitatea se apreciază pe baza conformaţiei corpului şi prezenţa grăsimii cutanate; 1.1.2.Pregătirea animalelor şi păsărilor pentru tăiere După recepţia cantitativă şi calitativă, animalele sunt supuse controlului sanitar - veterinar. Animalele găsite apte sunt ţinute la odihnă şi dietă. Prin dietă se goleşte tubul digestiv, ceea ce contribuie la uşurarea procesului de prelucrare a intestinelor. În timpul dietei se continuă adaparea animalelor până la ore înaintea tăierii. Păsările în general nu sunt supuse dietei înainte de tăiere, deoarece flămânzirea lor se soldează cu scăzăminte mari. Animalele găsite suspecte de boli la examenul sanitar veterinar sunt: dirijate la grajdurile de izolare pentru carantină, iar animalele accidentate sunt: tăiate separat de animalele sănătoase. Animalele sunt conduse de la recepţie la odihnă sau tăiere pe culoare de aducţiune, prin sisteme de deschidereînchidere a unor uşi (panouri) care fac posibilă dirijarea animalelor spre locul dorit. Dirijarea se face cu mânătoare electrice sau fâşii de pânză cauciucată în mănunchiuri, şi evitându-se agitarea, lovirea animalelor cu obiecte tari care degradează pielea, carnea şi grăsimea. Înainte de tăiere este recomandată toaletarea în viu prin spălare în instalaţii cu baterii de duşare şi aer cald pentru uscare. 1.1.3. Suprimarea vieţii animalelor - fază tehnologică deosebit importantă, de modul în care este executată depind în
mare măsură calitatea şi conservabilitatea cărnii şi subproduselor, constând în operaţiile de asomare sângerare. Suprimarea trebuie executată rapid pentru a micşora suferinţa animalului şi starea de agitaţie şi frică ce apar înaintea tăierii, acestea provocând o afluenţă de sânge în ţesutul muscular şi organe, astfel carnea şi organele sunt congestionate reducând conservabilitatea şi calitatea lor. Pentru evitarea acestor neajunsuri, animalele şi păsările sunt supuse înainte de tăiere la operaţia de asomare. 1.1.3.1.Asomarea este operaţia prin care se realizează insensibilizarea animalelor, prin scoaterea din funcţiune a centrilor nervoşi ai vieţii de relaţie cu mediul şi menţinerea în funcţiune a centrilor nervoşi care conduc activitatea organelor interne. Se realizează astfel imobilizarea animalului, reducerea suferinţei şi a durerii şi se asigură o emisiune completă a sângelui prin continuarea funcţionării inimii. În funcţie de mijloacele prin care se realizează, asomarea poate fi mecanică, electrică şi chimică. a) Asomarea mecanica are la bază producerea unei comoţii cerebrale şi se poate executa cu ajutorul mai multor dispozitive: - ciocanul cu mâner lung (merlina) prin lovirea animalului în zona frontală sau înţeparea bulbului în regiunea dintre osul occipital şi prima vertebră, metode inumane astăzi interzise; - asomarea cu pistolul constă în lovirea animalelor în regiunea frontală cu o tijă acţionată prin explozia unui cartuş sau forţa aerului comprimat; - tija perforantă captivă, montată cu ajutorul unui arc într-o piesă tubulară şi masca de asomare prevăzută cu piesa tubulară şi tija perforantă. În ambele cazuri dispozitivul de asomare se fixează pe capul animalului, apoi se acţionează tija care perforează osul frontal şi atinge creierul; b) Asomarea electrică - se poate folosi pentru sacrificarea tuturor speciilor de animate şi păsări. Metoda se bazează pe acţiunea de scurtă durată a curentului electric, de o
anumită tensiune şi intensitate, asupra sistemului nervos central. Durata aplicării curentului electric şi caracteristicile lui sunt în funcţie de specie, vârstă şi greutate. c) Asomarea chimică - este o metodă bazată pe acţiunea anumitor substanţe chimice asupra sistemului nervos şi a aparatului circulator. Dintre substanţele mai frecvent folosite face parte dioxidul de carbon (CO2). Asomarea cu CO2 se bazează pe combinarea acestuia cu hemoglobina din sânge, rezultând carboxihemoglobina care produce pierderea cunoştinţei animalului. 1.1.3.2. Sângerarea se realizează la animalele mari, prin secţionarea cu ajutorul cuţitului a venei jugulare şi a arterei carotide la locul unde acestea ies din cavitatea toracică, iar la animalele mici, sub maxilar, în locul de unire a capului cu gâtul. Când se urmăreşte colectarea sângelui pentru utilizare în scopuri comestibile se foloseşte cuţitul tubular. Urmare a sângerării se provoacă o puternică şi rapidă eliminare a sângelui în timpul cât funcţionează inima şi plămânii. Sângerarea este foarte importantă, de ea depinzând în mare masură buna conservare şi aspectul comercial. O bună sângerare trebuie executată imediat după asomare, iar secţionarea vaselor de sânge trebuie facută cu atenţie pentru a nu tăia traheea. În acest caz sângele ar pătrunde prin trahee în plămâni, provocând asfixierea animalelor, ceea ce reduce şi eliminarea sângelui din organism. Totodată, este necesar să nu fie secţionată nici inima, pentru a nu produce hemoragii în cavitatea toracică. 1.1.4. Prelucrarea carcasei - constă din îndepartarea capului, picioarelor şi din jupuire. Jupuirea constă în îndepărtarea pielii de pe carcasa animalului tăiat, menţinând integritatea atât a stratului subcutanat de acoperire a cărnii cât şi a pielii. Jupuirea se execută în mai multe feluri, funcţie de mijloacele tehnice folosite:
- Jupuirea manuală — se execută cu ajutorul unui cuţit de formă curbată sau folosindu-se aer comprimat insuflat sub piele. Începe prin operaţia de croire a pielii, în care scop se continuă incizia de la plaga de sângerare pe linia mediană a gâtului şi în continuare, pe abdomen. Totodată se secţionează pielea din regiunea picioarelor şi se detaşează capul, după care jupuirea continuă de la linia mediană a cavităţii toracice şi abdomenului, spre spate, până la detaşarea completă a pielii de carcasă. Jupuirea manuală are anumite particularitărţi în raport cu specia. - Jupuirea semimecanică - se execută cu ajutorul unor cuţite acţionate electric. Transmiterea mişcării de la motorul electric la discurile de tăiere (dinţi ascuţiţi pe muchii şi neascuţiţi la vârf) se realizează cu ajutorul unui cablu flexibil. - Jupuirea mecanică - se realizează prin ruperea legăturilor dintre dermă şi hipodermă, prin aplicarea unei forţe de tragere mai mare decât limita de elasticitate, a acestor legături. Aderenţa pielii la carcasă nu este uniformă şi din acest motiv viteza de jupuire trebuie modificată pe parcursul jupuirii. Acest lucru se obţine datorită profilului instalaţiilor de jupuire care este astfel construit încât modifică corespunzător viteza şi forţa de tragere pe tot parcursul jupuirii. Avantajele jupuirii mecanice: - creşterea productivităţii - îmbunătăţirea calităţii pieilor - executarea operaţiei în flux continuu. 1.1.5.Eviscerarea - operaţie prin care se realizează scoaterea din cavitatea toracică şi abdominală, a organelor interne, a tractului gastrointestinal şi a grăsimii interne. Eviscerarea trebuie executată cât mai rapid, deoarece prelungirea timpului are influenţă negativă în special asupra maţelor. Cu cât timpul dintre sângerare şi eviscerare este mai mare, cu atât dezvoltarea florei microbiene este favorizată. Deosebit de importantă este atenţia care trebuie acordată pentru a nu rupe sau secţiona intestinele, a nu sparge vezica
urinară sau stomacul, murdărind astfel interiorul carcasei cu conţinut gastrointestinal. Tacâmul de maţe ce rezultă este recoltat în vase de material inoxidabil sau din material plastic şi se dirijează la secţia măţărie pentru prelucrare. Tacâmul de organe se spală în întregime într-un curent de apă curată, după care se agaţă în cârlig sau cuier, primind un număr de ordine pentru eventuala identificare. 1.1.6. Finisarea - constă în : porţionarea carcasei şi toaletarea carcasei. 1.1.6.1. Porţionarea carcasei sau despicarea în jumătăţi sau sferturi constă în împărţirea carcasei în două jumătăţi egale prin secţionare longitudinală şi apoi şi transversală pentru împărţirea carcasei în patru sferturi. Secţionarea longitudinală se execută cu fierăstrăul electric sau cu toporul, începându-se de la baza cozii până la vertebrele cervicale, astfel ca să nu se distrugă măduva spinării. Porţionarea se execută cu scopul de a favoriza operaţia de răcire, pentru uşurarea manoperelor ulterioare, precum şi pentru a da produsului forma standardizată. 1.1.6.2. Toaletarea carcasei cuprinde operaţiile care îmbunătăţesc aspectul comercial al cărnii, influenţând într-o mare masură şi procesul ulterior de conservare. Toaletarea se poate împărţii în două faze, care, de regulă sunt executate succesiv şi anume: toaletarea uscată şi toaletarea umedă. - Toaletarea uscată este executată, în special, cu ajutorul cuţitului şi constă în: eliminarea cheagurilor de sânge şi a porţiunilor contuzionate şi infiltrate de sânge; fasonarea marginilor carcasei, a plăgii de sângerare; scoaterea măduvei a grăsimilor şi a eventualelor resturi de organe etc. Toaletarea uscată se execută atât la interior cât şi la exteriorul carcasei. - Toaletarea umedă constă în spălarea carcasei cu un jet puternic de apă, orientat de sus în jos pentru a îndepărta
eventualele urme de conţinut gastrointestinal, diferite impurităţi de pe carcasă căt şi pete de sânge. Spălarea carcaselor se poate realiza cu mare eficienţă, cu ajutorul periilor de duş, periilor rotative etc. 1.1.7. Controlul şi marcarea cărnii Aceste operaţii reprezintă ultimele faze din procesul tehnologic de tăiere şi de prelucrare iniţială a cărnii în abator, după care urmează operaţiile de conservare. Controlul cărnii se realizează sub trei aspecte: - controlul tehnic de calitate; - controlul sanitar veterinar şi marcarea; - controlul cantitativ - cântărirea; a) Controlul tehnic de calitate urmăreşte modul în care au fost executate operaţiile tehnologice, respingând carcasele cu defecte de prelucrare şi insuficient toaletate, trimiţându-le la remediere. Controlul de calitate este organizat pe faze începând de la recepţia materiei prime şi până la livrarea produsului finit. Condiţiile de calitate pe care trebuie să le îndeplinească fiecare produs sunt cuprinse în standarde, norme interne şi caiete de sarcini. Activitatea de control tehnic de calitate se încheie odată cu livrarea produselor finite, când organul C.T.C. are obligaţia să elibereze certificatul de calitate care atestă că produsul respectiv a fost realizat în condiţiile respectării instrucţiunilor tehnologice de prelucrare şi a standardelor sau normelor interne. b) Controlul sanitar-veterinar - cuprinde supravegherea tuturor operaţiilor executate în procesul tehnologic de tăiere cât şi expertiza sanitar-veterinară a cărnii, a organelor şi a subproduselor după tăiere. Controlul sanitar-veterinar se execută în scopul stabilirii salubrităţii cărnii, în funcţie de care este hotarată destinaţia şi utilizarea acesteia. Carnea şi subprodusele rezultate din tăiere sunt controlate din punct de vedere sanitar-veterinar la terminarea procesului tehnologic de tăiere, prin examinarea carcaselor, a organelor, a căpăţânilor şi a masei gastrointestinale, vizual, prin
palpare, prin secţionare şi după caz completând expertiza prin examen de laborator. Separat de acest control, carnea de porc este supusă şi examenului trichinoscopic de laborator pentru depistarea trichinei. Expertiza sanitar-veterinară a tuturor animalelor tăiate şi controlul trichinoscopic de laborator al cărnii de porc sunt examene obligatorii, în conformitate cu legea sanitar-veterinară în vigoare, fără de care canea nu poate fi dată în consum. În funcţie de rezultatul controlului se execută marcarea diferenţiată a cărnii. Potrivit constatărilor controlului de calitate şi a examenului sanitar-veterinar, canea este clasificată şi marcată corespunzător pe specii, după calitate şi destinaţie. Astfel carnea de bovine adulte este marcată cu cifra 1, iar cea de mânzat cu cifra 2. În raport de rezultatul controlului sanitar-veterinar canea este marcată după destinaţie în mai multe categorii: - admisă în consum fără restricţii ca ştampilă ovală (în cazul cărnii pentru export) sau cu ştampilă rotundă cu diametrul de 3,5 cm; - admisă condiţional în consum, cu ştampilă pătrată cu latura de 4 cm; - cu valoare nutritivă redusă, marcată cu stampilă rotundă încadrată într-un pătrat cu latura de 5 cm. - confiscată, marcată cu ştampilă triunghiulară cu latura de 5 cm. Ştampilele sunt aplicate potrivit prevederilor sanitarveterinare în diferite regiuni anatomice ale fiecărei jumătăţi sau sfert de carcasă cu excepţia cărnii de pasăre la care stampila de control sanitar-veterinar se aplică pe eticheta introdusă sau lipită de ambalajul individual. Carnea de porc supusă examenului trichinoscopic şi găsită neinfectată se marchează cu încă o stampilă dreptunghiulară (2x5 cm) cu inscripţia "FĂRĂ TRICHINĂ", care se aplică langă ştampila de control sanitar-veterinar, pe faţa exterioară a pulpei.
c) Cântărirea - este operaţia care încheie procesul de tăiere şi de prelucrare iniţială a cărnii şi se execută pe cântare montate pe liniile aeriene, la ieşirea din sala de tăiere, pentru urmărirea randamentului de carne. 1.2. Tehnologia tăierii bovinelor Procesul tehnologic de tăiere a bovinelor în abatoare se desfaşoară de regulă în ordinea descrierii în schema -tehnologică generală, existând însă şi unele particularităţi specifice. În funicţie de dotarea tehnică şi de linia tehnologică folosită, tăierea bovinelor se execută prin două metode: tăierea pe orizontală şi tăierea pe verticală (în chenar sunt prezentate operaţiile prin care se diferenţiază cele două metode). Schema tehnologică de tăiere a bovinelor
Tăierea pe orizontală a bovinelor se execută pe animalului aşezat după asomare în poziţie orizontală, pe un grătar de pe pavimentul sălii de tăiere. Pe măsura prelucrării, carcasa animalului este ridicată cu ajutorul unei macarale cu cârlige, acţionată manual sau cu un electromotor. Procedeul este cunoscut în practică sub denumirea de "tăiere la macara" şi se utilizează în abatoarele mici sau nemecanizate. Prin acest procedeu, toate operaţiile, începând de la suprimarea vieţii până la toaletarea cărnii sunt executate, de regulă, în acelaşi loc de muncă şi de către acelaşi muncitor, procedeul fiind cunoscut şi sub denumirea de "tăiere în sisterm individual". În practică sunt întâlnite şi procedee unde este utilizată tăierea în sistem individual, la orizontală numai pentru prima porţiune a procesului tehnologic, până la jupuire. Începând cu jupuirea mecanică, sistemul de tăiere este continuat la verticală şi în flux continuu. Tăierea pe linii verticale a bovinelor se execută pe animalul suspendat în poziţie verticală de picioarele posterioare, agăţat de cârlijele unor transportoare care circulă pe linia aeriană, transportul produselor făcându-se prin împingere sau conveierizat. Procedeul permite diviziunea muncii şi specializarea muncitorilor în executarea unui grup mai restrăns de operaţii cât şi organizarea muncii în flux continuu. Liniile suspendate sunt confecţionate din şina de rulare, croşete, grinzi de susţinere a căii de rulare, macazuri şi organe purtătoare. Tehnologia de tăiere a bovinelor prin cele două procedee se desfaşoară prin executarea operaţiilor în ordinea schemei tehnologice generale. 1.3. Tehnologia tăierii porcinelor Deosebit, în tehnologia tăierii şi prelucrării porcinelor sunt metodele diferite de prelucrare la exterior a carcasei. Aceasta face ca schema tehnologică de tăiere şi prelucrare a porcinelor să cuprindă operaţii specifice în raport cu sistemul utilizat.
1.4.Tehnologia tăierii ovinelor Operaţiile tehnologice se execută în general, în acelaşi mod ca la tăierea bovinelor, caracteristic fiind modul de executare a jupuiirii şi menţinerea carcasei de oaie sau de miel nedespicate.
Schema de tăiere este următoarea:
1.5. Schema tehnologică de tăiere a galinaceelor şi a palmipedelor
1.6. Tehnologia tăierii iepurilor de casă- în abatoare specializate, pe linii conveierizate construite în acest scop, precum, şi pe liniile de tăiere a păsărilor. Procesul tehnologic începe cu asomarea, care se execută electric cu curent de joasă tensiune, după care iepurii sunt atârnaţi în cârligele conveierului. Sângerarea se face manual, deasupra unui jgheab colector, după care se execută iupuirea manuală. Urmează eviscerarea şi refrigerarea la + 4°C, după care se detaşează labele, iar carcasele sunt ambalate în saci de plastic şi cutii de carton care se introduc în spaţiiile frigorifice în vederea livrării.
1.8. Schema şi procesul tehnologic de fabricare a preparatelor din carne 1.8.1. Prin schema tehnologică se înţelege înşiruirea operaţiilor generale prin care materiile prime şi materiile auxiliare sunt transformate în produs finit, în ordinea desfaşurării acestora în procesul de fabricaţie fără o descriere amănunţită a transformărilor ce se produc, după cum urmează:
1.7. CIasificarea produselor din carne
1.8.2. Procesul tehnologic de fabricare a preparatelor din carne Procesul tehnologic urmăreşte să explice detaliat transformările ce au loc în materia primă şi auxiliară, precizând parametrii de lucru pentru fiecare operatic, utilajele folosite la
prelucrarea produselor, tehnologică.
în
ordinea
stabilită
de
schema
Ordinea de desfăşurare a proceslui de tranşare, a carcaselor de porc se poate reprezenta astfel:
1.8.2.1. Tranşarea, dezosarea şi alesul cărnii a) Tranşarea şi dezosarea sunt operaţii prin care se urmăreşte împărţirea carcaselor în porţiuni anatomice distincte şi desprinderea cărnii de pe oase pentru a uşura operaţiile ulterioare. Tranşarea şi dezosarea se pot face în două scopuri: pentru fabricarea preparatelor din carne şi pentru desfacerea cu amănuntul a cărnii pregătite prin aceste operaţii. Fazele de defăşurare a operaţiilor se execută pentru carnea de bovine în următoarea ordine:
Tranşarea carcaselor de oaie se face în trei scopuri, în funcţie de destinaţie şi anume: pentru prepararea păstramei, a ghiudemului şi a babiclui. b) Alesull cărnii, se efectuează după dezosare, pe calităţi şi constă din îndepărtarea din carne a cartilagiilor, a flaxurilor şi a resturilor de case. 1.8.2.2. Prepararea şrotului şi a bratului În tehnologia de fabricare a preparatelor din carne se folosesc drept componente principale două semifabricate: şrotul şi bratul care se obţin din aceeaşi materie primă, carnea. Şrotul reprezintă carnea de vită sau de porc tăiată în bucaţi de 200-300 g, cântărită, malaxată (amestecată) cu amestec de sărare şi maturată la + 4°C timp de 3 - 4 zile. Bratul este un sistem coloidal dispers, cu structură păstoasă, format din particule de carne, grăsime şi ingrediente, folosit la fabricarea preparatelor din carne, în scopul de a realiza o legare a componentelor acestora.
Pregatirea şrotului se face urmărindu-se schema:
Carnea de vită sau de porc, după ce se alege, se taie în bucăţi de 200-300 g, se cântăreşte şi se asează în cuva malaxorului, adăugându-se amestecul de sărare. După această operaţie, carnea sărată (şrotul) se scoate în tăvi de plastic cu o capacitate de 25 - 30 kg. Tăvile încărcate cu şrot se transportă în frigider unde se aşează în stivă, în aşa fel încât carnea să nu vină în contact cu fundul exterior al tăvilor suprapuse. Pregătirea bratului. La fabricarea produselor din carne un rol foarte important îl are bratul. Proprietăţile organoleptice ale preparatelor depind în mare masură de calitatea bratului obşinut, care, la rândul său, este influenţată de o serie de factori printre care cei mai importanţi sunt: calitatea cărnii (de preferinţă cea provenită de la animalele tinere, nu prea grasă), pH-ul, conţinutul de ţesut conjunctiv, temperatura de prelucrare. La prepararea bralului se foloseşte carnea caldă de la animalele a căror tăiere a trecut maxim de o ora. În cazul când se utilizează canea rece se adaugă diferiţi adjuvanţi cum ar fi polifosfaţii. Aceste substanţe au propietatea de a reconstitui în bună parte aceleaşi condiţii de hidratare care se întâlneşte: la carnea caldă.
Pregatirea bratului se face după următoarea schemă:
1.8.2.3. Pregătirea semifabricatelor pentru specialităţi Pentru fabricarea specialităţilor se foloseşte carnea de porc sub formă de porţiuni anatomice distincte ca de exemplu: pulpele, muşchii, spatele etc. Pregătirea acestor porţiuni anatomice se face după ce au fost separate din carcasă, după următoarea schemă:
Procesul tehnologic decurge în felul următor: porţiunile anatomice specifice, după separarea din carcasă sunt prefasonate, operaţie care urmăreşte îndepărtarea oaselor, a porţiunilor prea grase, a cheagurilor de sânge şi darea unei forme cât mai regulate. După aceasta, porţiunile sunt depozitate în frigorifere, la t° = 4°C timp de 24 h. Urmează după această perioadă conservarea cu saramură care se poate face prin mai multe metode: - metoda de sărare prin imersie - metoda de sărare prin injectare - sararea mixtă a) Metoda cu sărare prin imersie se aplică folosindu-se soluţii de o concentraţie de 14 - 16°Bė. Înainte de introducerea cărnii în bazine, pe fundul acestora se presară mai întâi un strat subţire de sare. Apoi se aşează semifabricatele, adăugându-se saramura în aşa fel încât acestea sa fie complet cufundate. Bazinele se vor acoperi cu grătare presate cu greutăţi curate, pentru ca semifabricatele să nu se ridice la suprafaţă şi să nu rămână neacoperite cu saramură. În bazinele de saramură din frigorifer, semifabricatele se ţin 3-6 zile (în funcţie de sortimentul respectiv), la o temperatură de circa +2...+5°C. Pe fiecare bazin se va aplică o tabliţă pe care se vor scrie: denumirea sortimentului, cantitatea semifabricatelor din bazin şi data introducerii în saramură. b) Metoda de sărare prin injectare se realizează prin introducerea saramurii, sub presiune intramuscular sau intraarterial, cu ajutorul instalaţiei de injectare. La injectarea intramusculară; saramura se introduce în muşchi cu ajutorul unui ac cu varf ascuţit, lung de circa 20 cm şi diametrul 2-3 mm, care are lateral mai multe orificii, pe unde ţâşneşte saramura în carne. Înainte de pomparea saramurii în carne, acul se retrage pe o distanţă de circa 1 cm, pentru ca saramura sa poată pătrunde şi în regiunea în care se aflase vârful acului. Pe măsura injectării, acul se trage încet afară, pentru ca presiunea jetului de saramură să nu forţeze fibrele musculare şi să le rupă, iar răspândirea saramurii în carne să se poată face cât mai uniform. Injectarea trebuie facută de-a lungul fibrelor
musculare, spre a nu se forma găuri de injectare, care apar, uneori, pe secţiunea produsului finit, dându-i un aspect neplăcut. Numarul de injecţii depinde de mărimea bucăţii de carne: astfel, la pulpele de porc se fac circa 7, iar la celelalte porţiuni, 3-5 injecţii. Injectarea intramusculară are loc pe cântar, introducându-se saramură în proporţie de de 5 - 10% din greutatea semifabricatului. La injectarea intraarterială, saramura trebuie introdusă în artere şi nu în vene, deoarece venele sunt mai fragile şi mai subţiri. Acele folosite la injectarea intraarterială au vârful teşit, fără găuri laterale şi cu orificiul în vârf. Injectarea se face tot pe cântar pentru a nu depăşi, proporţia de saramură necesară a fi introdusă. Acest sistem de sărare, are avantajul că repartizează saramura mai uniform în masa musculară, iar şuncile obţinute sunt mai suculente şi au aspectul mai atrăgător. c) Sărarea mixtă este metoda în care se foloseşte sărarea uscată împreună cu sărarea umedă. Prin această rnetodă se realizează o sărare mai uniformă şi mai rapidă. Se utilizează pentru sărarea pieptului de porc şi a unor produse care se consumă în stare crudă. Saramura pentru injectare se pregăteşte în diferite concentraţii deoarece pentru fiecare preparat din grupa specialitaţilor concentraţia saramurii este specifică. Concentraţia se măsoară cu areometrul, divizat în grade Baumé (°Bė). Semifabricatele conservate cu saramură prin aceste metode sunt apoi depozitate pentru maturare în frigorifer la temperatura de 4°C, timp de 2 ÷12 zile. Procesul de fabricare a şrotului şi a bratului este un proces mecanizat care foloseşte diverse tipuri de utilaje construite în ţară sau importate. Utilajele care se folosesc sunt specializate pe operaţii, şi anume: - pentru prepararea şrotului - malaxorul; - pentru tocarea cărnii - wolful; - pentru obţinerea pastei de carne - cuterul, moara coloidală.
1.8.2.4. Pregătirea compoziţiei şi a semifabricatelor în vederea fabricării preparatelor din carne Grupa preparatelor din carne cuprinde diverse produse cunoscute sub numele de salamuri, cârnaţi, tobe, rulade, specialiţi etc. în compoziţia cărora intră diferite şroturi de carne, bratul, slănina şi alte componente. Compoziţia se pregateşte după normele tehnologice şi reţetele de fabricaţie stabilite pentru fiecare preparat. Normele tehnologice stabilesc condiţiile de lucru, parametrii (gradul de mărunţire, temperatura, timpul, presiunea etc.) specifici fiecărui preparat, iar reţetele de fabricate precizează proporţiile componentelor care formează compoziţia. Fazele procesului tehnologic de pregătire a compoziţiei cuprind următoarele operaţii: - cântărirea materiilor prime şi auxiliare - mărunţirea, omogenizarea şi fasonarea - umplerea şi legarea Cântărirea materiilor prime şi auxiliare necesare preparatelor din carne se efectuează la scoaterea din depozitele de semifabricate şi păstrare. Cântăriea se realizează pentru fiecare produs în parte, conform reţetelor prevăzute. Cântarele trebuie verificate des pentru a nu se produce erori nepermise. Mărunţirea, omogenizarea şi fasonarea sunt operaţii care se execută diferenţiat în funcţie de produs. Astfel mărunţirea şi omogenizarea sunt operaţii specifice preparatelor care se introduc în membrane: salamurile, cârnaţi, tobele etc, fasonarea fiind o operaţie caracteristică specialităţilor. - Mărunţirea se realizează mai grosier sau mai fin în funcţie de întrebuinţările tehnologice ale fiecărui produs. Astfel, şrotul maturat se toacă la volf prin sită ale cărei ochiuri variază în funcţie de tipul salamului, de la 2 la 20 mm. Slănina sau celelalte componente se taie la volf sau la maşina de tăiat în cuburi când instrucţiunile cer ca bucăţile de slănină să aibă o formă regulată.
- Omogenizarea este operaţia prin care se urmăreşte o repartizare uniformă a componentelor în întreaga masă a compoziţiei. Omogenizarea se face la cuter pentru preparatele a căror compoziţie se prezintă sub formă de pastă şi la malaxor pentru celelalte preparate. - Fasonarea este operaţia caracteristică preparatelor din grupa specialităţilor. Ea se face cu scopul de a îndepărta, eventual, unele bucăţi de carne sau de slănină care formează franjuri şi de a da în final, un aspect cât mai atrăgător preparatutui. Umplerea şi legarea Umplerea este o operaţie specifică preparatelor de carne care se prezintă sub formă de batoane ca, de exemplu: salamurile, cârnaţii, tobele etc. Această operaţie se desfasoară în mai multe faze: - pregătirea membranelor pentru umplere; - umplerea membranelor cu compoziţie. Pregătirea membranelor pentru umplere. Membranele folosite pot fi naturale sau artificiale. Înainte de folosire se verifică dacă corespund calitativ din punct de vedere al salubrităţii şi integrităţii lor; apoi li se apreciază rezistenţa şi elasticitatea. Membranele la care se constată defecte se înlatură. Membranele sărate se spală de sare, după care se înmoaie în apă rece. Membranele de bovine se ţin la înmuiat timp de 12 16 ore, iar cele de porc şi oaie circa 2-3 ore, înmuierea considerându-se terminată când maţele încep să devină elastice. După înmuiere se clătesc în curentul de apă de la robinet, după care urmează un nou control al rezistenţei prin insuflare de aer în interiorul membranei sau umplerea cu apă. Maţele cu rezistenţă slabă, cele cu găuri sau alte defecte se înlatură din fabricate. Membranele uscate se înmoaie cu puţin timp înainte de folosire în apă calduţă şi se leagă la unul din capete. Umplerea membranelor se face cu ajutorul şpriţurilor. Maşinile de umplut sunt prevăzute cu seturi de ţevi de diferite calibre şi dimensiuni, confecţionate din oţel inoxidabil. La introducerea în membrană, compoziţia trebuie să fie bine presată, pentru a nu rămâne goluri de aer. Densitatea
compoziţiei din membrană se reglează în funcţie de tipul produsului. Legarea este o operaţie comună atât preparatelor sub forma de batoane sau şiraguri cât şi preparatelor din grupa specialităţi. După umplerea membranelor are loc formarea batoanelor şi legarea cu sfoară. Legarea se face la capătul batonului, iar la unele sortimente şi transversal şi longitudinal. La unele produse, cum sunt crenvurştii se foloseşte răsucirea membranelor la distanţe egale. Pentru a se mecaniza legarea salamurilor şi cârnaţilor s-au introdus maşini de clipsat. După legare, batoanele se ştufuiesc, cu ajutorul unui stufăr cu ace de oţel, apoi se agaţă pe beţe cu secţiune dreptunghiulară, iar acestea se aşează pe rame metalice. Urmează apoi tăierea capetelor de membrană şi de sfoară care rămân de la urnplere şi legat. 1.8.2.5. Tratamentul termic se desfăşoară în mai multe faze: afumarea, fierberea şi răcirea. a.) Afumarea: reprezintă supunerea preparatelor din carne acţiunii fumului produs de arderea incompletă a lemnunului sau rumeguşului. Metode de afumare: afumarea în curent de fum şi afurnarea cu lichide. Afumarea în curent de fum se poate realiza cu ajutorul fumului cald (afumare caldă) sau a fumului rece (afumare rece). Afumarea cu lichid de afumare urmăreşte reducerea duratei, crearea unui flux continuu, economisirea lemnului, eliminarea acţiunii nocive a fumului şi crearea unor condiţii igienice. b). Fierberea, este operaţia care continuă acţiunea de pasteurizare începută la afumare şi procesul de denaturare a proteinelor ducând la apariţia unei arome specifice. Fierberea se realizează în cazane cu apă sau celule cu abur la circa 80°C. c) Răcirea, are ca scop, trecerea cât mai bruscă la temperaturi mai mici de t <37°C pentru a împiedica dezvoltarea germenilor. Se face sub duş cu apă rece, timp de 15-30 minute în funcţie de mărimea batoanelor.
2. TEHNOLOGIA LAPTELUI Ş1 A PRODUSELOR
LACTATE 2.1. TEHNOLOGIA LAPTELUI DE CONSUM Industria laptelui şi a produselor lactate este una dintre cele mai complexe din industria alimentară cuprinzând mai multe tehnologii specifice şi anume: 1. Tehnologia laptelui de consum; 2. Tehnologia conservării laptelui (tehnologia conservelor de lapte); 3. Tehnologia produselor lactate acide-dietetice; 4. Tehnologia smântânii şi a untului; 5. Tehnologia brânzeturilor; 6. Tehnologia îngheţatei. Materia primă comună tuturor acestor tehnologii este laptele a cărui compoziţie chimică medie este următoarea: - apă 87,50 % - proteine 3,10% - grăsimi 3,76 % - lactoză 4,84 % - substanţe minerale şi vitamine 0,80%. Schema tehnologică de obţinere a laptelui de consum se compune din următoarele operaţii:
Clasa 2.1.1. Recepţia cantitativă şi calitativă a laptelui Laptele sosit la fabrică sau centre de prelucrare este recepţionat gavimetric (în kg) sau volumetric (în litri). În mod obişnuit în cazul unor cantităţi mici de lapte, măsurarea lui se face volumetric cu ajutorul măsurătorului cu flotor. Măsurarea laptelui din cisterne se face cu ajutorul unei tije mnetalice gradate sau prin trecerea lui printr-un galactometru, acest aparat înregistrând cantitatea de lapte, volumetric. Recepţia calitativă constă în determinarea: - impurităţilor mecanice prin proba lactofiltrului; - acidităţii prin titrare sau prin determinarea pH-ului; - grăsimii prin metoda acidobutirometrică Gerber; - proteinelor prin metoda cu formol sau printr-o metoda colorimetrică (cu galben oranj sau negru amidă), folosind în acest scop un fotocolorimetru şi coloranţii respectivi; - temperaturii; - densităţii laptelui; În cazul când laptele recepţionat la fabrică, în comparaţie cu proba de grajd, prezintă o densitate mai mare, un procent de grăsime mai scăzut şi un conţinut de substanţă uscată fără grăsime mai mare decât al probei de grajd, se poate presupune o falsificare prin adaos de lapte smântânit sau prin smântânire parţială. Adaosul de lapte smântânit (Qs) se stabileşte cu formula: C ls = Unde: - Gg şi Gf sunt conţinutul de grăsime în % al probei de grajd si respectiv la fabrică. În scopul aprecierii microbiologice a laptelui se efectuează următoarele determinări: - proba reductazei cu albastru de metilen, urmărindu-se durata decolorării unei probe de lapte crud incubată la 37°C şi colorată în prealabil cu o soluţie apoasă de albastru de metilen.
I (lapte calitate bună) II (lapte medie) III (lapte slabă) IV(lapte f.slabă)
Timpul necesar decolorării albastrului de metilen Peste 5 ore
calitate Între 5 şi 2 ore calitate Între 2 ore şi 20 min. calitate Sub 20 min.
Nr.aprox.de germeni/1ml lapte Sub 500000 De la 500000 la 4mil. De la 4 mil. La 20 mil. Peste 20 mil.
- proba lactofermentării, constând din examinarea aspectului coagulului după termostatarea unor probe de lapte la 37°C, timp de 12 sau 24 ore. Laptele de bună calitate coagulează în 12 ore; un coagul omogen, gelatinos după o termostatare de 24 ore, indică fermentarea lactică normală; coagulul spongios cu bule de gaze, arată o fermentare provocată de bacterii din grupa Coli aerogenes; coagulul floconos şi parţial solubilizat - o proteoliză produsă de bacterii proteolitice. Această probă este foarte concludentă la aprecierea calităţii laptelui destinat fabricării brânzeturilor. - determinarea numărului total de germeni prin metoda cultivării în cutii Petri sau prin metoda Breed, de numărare directă la microscop, care este mult mai expeditivă (etalarea pe 1 cm 2 de lamă a 0,01 ml lapte, urmată de uscarea, degresarea, fixarea şi colorarea cu albastru de metilen). Prin stabilirea numărului mediu de celule microbiene raportat la suprafaţa preparatului şi cantitatea de lapte folosită, se obţine numărul de germeni la 1 ml; - aprecierea gradului de contaminare cu bacterii sporogene anaerobe (proba Weinzirl).
2.1.2. Curăţirea laptelui Îndepărtarea impurităţilor mecanice din lapte, se face prin trecerea acestuia printr-o strecurătoare metalică, prevăzută cu filtre textile sau cu ajutorul separatoarelor centrifugale (fig.2.1.şi fig. 2.2.), care au capacitatea până la 10 000 1/h. Curăţirea laptelui în separator decurge astfel: laptele intrat în curăţitor prin robinetul 1 trece prin ţeava 8 a camerei plutitorului, ridicând în prealabil plutitorul 7, pătrunde în colectorul 5, se răspândeşte printre talerele 10 aflate în corpul tobei 11 închis cu capacul 12 şi piuliţa 13. Sub acţiunea forţei centrifuge, nămolul format din impurităţile laptelui trece în spaţiul 2 pentru nămol al colectorului, iar prin orificiul 3 al colectorului în spaţiile 4 pentru depozitarea nămolului. Laptele curăţat iese prin 6 şi trece în pâlnia colectorului 9; 14 este axul vertical al curăţitorului centrifugal. La unele curăţitoare centrifugale, concomitant cu operaţia de curăţire a laptelui, are loc şi eliminarea impurităţilor care se fac prin nişte orificii laterale ale tobei. La curăţitoarele obişnuite, după o funcţionare de 3-4 ore, acestea sunt oprite şi demontate pentru evacuarea nămolului strâns în tobă.
2.1.3.Normalizarea laptelui Normalizarea este operaţia tehnologică prin care laptele se aduce la un anumit conţinut de grăsime. Ea se face prin smântânirea parţială a laptelui cu ajutorul separatorului centrifugal, fie prin adaos de lapte foarte gras, smântâna sau lapte smântânit, la laptele recepţionat la fabrică. Prin normalizare se obţine lapte cu conţinutul de grăsime, care să corespundă standardului de lapte pentru alimentatţie, sau în cazul prelucrării lui în brânzeturi, obţinerea acestora cu un anumit (conţinut) de grăsime. În cazul reducerii conţinutului de grăsime a laptelui integral prin adaos de lapte smântânit, se foloseşte formula: ; Ls = Ln-Li în care: Li –lapte integral în l ; Ln -lapte normalizat ce trebuie obţinut, în 1; Ls- lapte smântânit, în 1; Gn-conţinut în grăsime a laptelui normalizat, în%; Gls-conţinut în grăsime a laptelui smantanit,în %; Gi- conţinut în grăsime a laptelui integral, în %. În cazul folosirii la normalizare a smântânii, formula va fi: , în care: Ln, Gn şi Gi au aceeaşi seminificaţie Gs reprezintă conţinutul de grăsime al smântânii, în %. 2.1.4. Pasteurizarea laptelui Laptele crud conţine un număr mare de microorganisme alcătuite dintr-o floră banală, nedăunatoare omului, dar care poate modifica proprietăţile fizico-chimice şi valoarea nutritivă a lui, precum şi diverse bacterii patogene. Prin pasteurizare se urmăreşte distrugerea microflorei laptelui şi în special a bacteriilor patogene, fără ca prin acest tratament termic să se
modifice valoarea nutritivă şi caracteristicile organoleptice ale lui. Trebuie reţinut faptul că prin pasteurizare se distrug numai formele vegetative ale microorganismelor cele sporulate rezistând acestui tratament. În practică, regimul de pasteurizare (combinaţiile temperatură-timp) se alege astfel încât să asigure distrugerea lui Mycobacterium tuberculosis, existând astfel certitudinea că nici un alt microorganism patogen nu a supravieţuit. Pasteurizarea laptelui se face în diferite tipuri de pasteurizatoare, cele mai răspândite fiind cele cu plăci (fig.2.3.) din oţel inoxidabil, ondulate sau prevăzute cu striaţii, suspendate pe un ax orizontal 13, ale cărui capete sunt prinse în blocurile postament 2 şi 9. Plăcile se strâng pachet cu ajutorul unei placi de presare 8 şi a şurubului 10. Datorită unor garnituri de cauciuc montate pe marginea plăcilor şi a ondulaţiilor acestora, între plăci se formează nişte canale prin care poate circula laptele, pe o parte a plăcilor şi lichidul de încălzire sau răcire pe cealaltă parte. Plăcile pasteurizatoare (fig.2.4.) pot fi cu canale (a), ştanţate cu canale sferice (b), cu canale transversale (c) etc. Laptele intră prin orificiul 4 şi 5, se prelinge pe suprafaţa plăcilor cu număr de ordine impar, încălzindu-se prin schimb termic cu agentul de încălzire care circulă pe suprafaţa plăcilor ca număr de ordine par. Garniturile circulare împiedică contactul direct dintre lapte şi agentul de încălzire. Laptele încălzit este colectat în canalul longitudinal format de orificiile 15 şi iese prin orificiul 11. Agentul de încălzire circulă în cortracurent cu laptele, intrând prin orificiul 12 şi iese după ce se distribuie pe suprafaţa plăcilor cu număr par, prin orificiul 3.
Fig. 2.3. Schema constructivă a unui pasteurizator cu plăci
Fig. 2.4. Diferite tipuri de plăci de pasteurizator
2.1.5.Răcirea, depozitarea, ambalarea şi controlul calităţii laptelui Prin pasteurizare este distrusă în medie 99,5% din microflora vegetativă a laptelui. Pentru a frâna dezvoltarea şi înmulţirea restului de microorganisme se recurge la răcirea laptelui la temperaturi cuprinse între 5 şi 2 °C. Modul de dezvoltare al microorganismelor în laptele pasteurizat în funcţie de temperatura de depozitare:
Temperatura de păstrare
Numărul de microorganisme în ml lapte Imediat După După 10 După 24 h după 5h h pasteurizare
Sub 5°C La 20°C
2.000 2.000
2.100 19.000
2.600 260.000
50 000 20.000.000
Laptele răcit este depozitat în tancuri izoterme, cu capacităţi ce variază între 2 000 şi 20 000 1; ele trebuie să fie construite din materiale care să nu reacţioneze cu laptele (oţel, inox, aluminiu, oţel emailat) să poată fi uşor spălate şi dezinfectate, iar la o temperatură exterioară de 25 - 30°C, temperatura laptelui depozitat să nu crească în 24 ore cu mai mult de 1 - 2°C. Pentru distribuirea în reţeaua de desfacere, laptele pasteurizat şi răcit este ambalat în butelii de sticlă, în pungi de material plastic sau din materiale nerecuperabile de hârtie impermeabilizată de tip Tetra Pak, perga etc. Pe lângă alte avantaje, prin utilizarea acestor ambalaje se realizează o dublare a sarcinii utile transportate. Pentru cantine, restaurante etc., laptele pasteurizat se ambalează şi în bidoane metalice sau din material plastic. Laptele destinat consumului este supus, în prealabil unui control calitativ, trebuind să prezinte următoarele însuşiri principale: - organoleptice: lipsa corpurilor străine, culoarea albă sau slab gălbuie, consistenţă fluidă, gustul şi mirosul plăcut, dulceag; - fizico-chimice: aciditatea 15 - 21° Thömer, grăsimea minimum 1,8 - 2%, temperatura maximă 12°C. - controlul pasteurizării: proba fosfatazei (pasteurizarea mijlocie) şi a peroxidazei (pasteurizarea înaltă) negative; Dat fiind faptul că fosfataza laptelui are o termorezistenţă ceva mai ridicată decât a bacilului tuberculozei, absenţa ei indică o pasteurizare eficientă. Proba se bazează pe o reacţie de culoare şi anume pe oxidarea fenilfosfatului disodic sub acţiunea fosfatazei.
În prezenţa peroxidazei din lapte, apa oxigenată este descompusă în apă şi oxigen atomic, acestea acţionează asupra substanţelor uşor oxidabile (para-fenil-diamina, tinctura de guaiac etc.) dând anumite coloraţii. - controlul microbiologic: germeni patogeni lipsă, germeni totali la 1 ml maximum 300 000; bacterii coliforme la 1 ml maximum 3. 2.2. TEHNOLOGIA CONSERVĂRII LAPTELUI 2.2.1. Principiile censervării laptelui Laptele corstituie un mediu excelent de dezvoltare pentru majoritatea microorganismelor, alterările de origine microbiană fiind din acest motiv cel mai frecvent întâlnite la acest produs. Metodele de conservare urmăresc, deci, în principal împiedicarea înmulţirii germenilor, dar în acelaşi timp ele trebuie să evite modificările chimice sau fizico-chimice ale laptelui. Procedeele folosite sunt de 3 feluri: -Procedee fizice, prin care se recurge la tratamente termice, la deshidratarea parţială (concentrarea) sau totală (uscarea), la radiaţii şi la vibraţii, la îndepărtarea bacteriilor prin centrifugare (bactofugare); -Procedee chimice, din care se menţionează folosirea zahărului, care prin mărirea presiunii osmotice împiedică dezvoltarea bacteriilor şi utilizarea perhidrolului sau a oxigenului, acestea inhibând dezvoltarea unor bacterii (efect bacteriostatic) sau având acţiunea de distrugere asupra lor (efect bactericid). -Procedee biologice, prin care se favorizează dezvoltarea anumitor germeni, care împiedică prin produsele lor metabolice proliferarea microorganismelor nedorite. În această categorie intră fermentaţia lactică, dezvoltarea bacteriilor nisinogene etc. În practica curentă se folosesc în prezent: - metode de conservare prin sterilizare termică; - metode de conservare prin deshidratare; - metode de conservare prin adaos de zahăr.
Conservarea prin sterilizare asigură distrugerea formelor vegetative şi sporulate ale microorganismelor şi se realizează o conservabilitate teoretică nelimitată a laptelui. Sterilizarea trebuie astfel făcută, încât să nu afecteze caracteristicile organoleptice şi fizico-chimice ale laptelui. Conservarea prin deshidratare se bazează pe însuşirea microorganismelor de a se putea dezvolta numai în medii cu umiditate relativ ridicată. În funcţie de gradul de deshidratare se deosebesc: - conservarea prin concentrare; - conservarea prin uscare. Conservarea prin concentrare, pentru a fi eficientă trebuie asociată cu sterilizarea sau prin adaos de zahăr. Conservarea prin adaos de zahăr se bazează pe însuşirea soluţiilor de zahăr de a crea o presiune osmotică ridicată, împiedicând astfel procesele de schimb osmotic al celulelor microbiene şi deci dezvoltarea lor. Presiunea osmotică la o concentraţie a zahărului de 70% ajunge la 50 at., în timp ce în celulele bacteriene este de numai 3 - 4 at. 2.2.2. Fabricarea laptelui sterilizat 2.2.2.1. Generalităţi Dintre procedeele moderne de conservare a laptelui, sterilizarea ocupă un loc de frunte. Laptele sterilizat se deosebeşte de cel pasteurizat prin faptul că are o conservabilitate teoretic nelimitată, în orice condiţii de temperatură ar fi păstrat. Dar în aceleasi timp, în anumite cazuri, apar modificări ale caracteristicilor fizico-chimice, care se reflectă prin apariţia unor transformări organoleptice ale laptelui (modificarea culorii spre galben-brună, modificări ale gustului şi aromei), separarea grăsimii la suprafaţa laptelui, depunerea de săruri şi în special de reziduri organice, ca urmare a tratamentului intens la care a fost supus laptele. Procedeele moderne de sterilizare urmăresc ca acest tratament să fie astfel făcut, încât să nu sufere modificări organoleptice, fizico-chimice şi biochimice. În vederea atingerii acestor obiective, s-a stabilit că tratarea termică este necesar a fi
facută la temperatură ridicată, durata sterilizării fiind foarte scurtă (HTST = high temperature short time). O condiţie importantă în vederea realizării unei sterilizări care să nu afecteze în masură prea mare caracteristicile laptelui este aceea de a se lucra cu o materie primă cu un număr cât mai redus de germeni. Efectul sterilizant (după Galesloot) se exprimă prin logaritmul raportului după numărul iniţial şi cel final, după sterilizare:
2.2.2.2. Procesul tehnologic de sterilizare
Ef.sterilizant = log. Dacă prin sterilizare numărul de spori pe 1 ml lapte este redus de la 100 000 la 1, efectul sterilizant este 5. Dacă reducerea numărului de spori este de la 10 000 000 la 1, efectul sterilizant este 7. Conform formulei, în primul caz se obţine: log
= log 100000 - log1 = 5- 0 = 5, respectiv ;
log
= log 10000000 - log1 = 7 – 0 = 7
Instalaţiile de sterilizare folosite în mod curent în fabrici pot atinge un efect de sterilizare de 10-11.
Principalele faze tehnologice ale sterilizării laptelui sunt următoarele: laptele recepţionat 1 trece în curăţitorul centrifugal 2, în pasteurizator 3, în omogenizatorul 4 şi în sterilizatorul 5 ; de aici în instalaţia de umplere a buteliilor 7, în prealabil spălate în instalaţia 6. Buteliile închise trec la sterilizare în turnurile 8 (fig.2.5.)
Fig.2.5. Sterilizarea laptelui în flux continuu
- Recepţia şi sortarea laptelui. După cum s-a mai arătat, pentru fabricarea laptelui sterilizat se impune folosirea unor materii prime de foarte bună calitate, cu aciditatea de maxim 18°T ; - Curăţirea centrifugală are drept scop îndepartarea din lapte a tuturor impurităţilor, evitând depunerea lor pe fundul buteliilor după sterilizare şi totodată obturarea omogenizatorului. - Pasteurizarea laptelui - se efectuează la temperatura de 85°C şi reprezintă o treaptă intermediară, înainte de încălzirea acestuia la temperatura de sterilizare. - Omogenizarea laptelui - are drept scop mărunţirea avansată a componentelor laptelui şi în special a grăsimii, dispersarea lor în masa laptelui; împiedicarea separării grăsimii la suprafaţă. Omogenizarea se face la 100-300 bari în omogenizatoare, laptele fiind încălzit în prealabil la 50 - 90°C. Prin omogenizare, globulele de grăsime cu diametrul mediu de 10 µ (microni) sunt transformaţi în globule cu diametrul de 1 - 2 µ. - Sterilizarea propriu - zisă se face prin diferite procedee (descrise în continuare). - Sterilizarea buteliilor cu lapte, care are drept scop distrugerea microflorei ce ar fi putut pătrunde în lapte în timpul operaţiilor de umplere şi închidere a buteliilor. Operaţia se realizeazează printr-un procedeu continuu la 120°C, timp de 45 minute, în turnuri de sterilizare, în care sticlele aşezate pe transportoare mobile sunt supuse totodată unei mişcări de rotaţie în jurul axei lor, asigurându-se o sterilizare cât mai uniformă. Procedee de sterilizare Sterilizarea laptelui se face prin următoarele procedee: a) Sterilizarea într-o singură fază, în care laptele îmbuteliat se supune unei sterilizări în autoclave la 110 - 120°C, timp de 10 - 40 minute. b) Sterilizarea în două faze. În prima fază (presterilizarea) laptele se încălzeşte la 130 - 140°C, timp de 1 20 secunde, într-un sterilizator tubular fie într-un schimbător de caldură cu plăci sau prin injectare de abur sub presiune înaltă.
După răcire la 80°C laptele se îmbuteliază şi se sterilizează (faza a doua) în autoclave; c) Sterilizarea continuă constă în tratarea termică a laptelui cu vapori de apă la temperatura de 125 - 150°C. După răcire, laptele este omogenizat şi ambalat. Primele două procedee duc la modificări ale culorii şi gustului laptelui, precum şi la formarea de sediment. Procedeele de sterilizare continuă s-au extins tot mai mult, datorită faptului că permit obţinerea unui lapte cu caracteristici organoleptice superioare, foarte apropiate de ale laptelui proaspăt, precum şi eficienţei maxime în schimbul termic. În funcţie cu modul în care se face contactul între vaporii de apă ca agent termic şi lapte, se folosesc mai multe procedee şi instalaţii: - Procedeul uperizării, a cărui denumire derivă din ''Ultrapasteurizare" constă în injectarea de vapori supraîncălziţi în laptele preîncălzit. Această operaţie este însoţită de efecte ultrasonice şi de cavitaţie, care contribuie şi ele la distrugerea microcrganismelor din lapte. O astfel de instalaţie de uperizare este Alfa-Laval (fig.2.6.). Din tancul de depozitare laptele este adus într-un rezervor cu flotor 1, care asigură o alimentare continuă şi uniformă a instalaţiei şi de unde o pompă centrifugă 2 îl trimite într-un schimbător termic cu plăci 3. a, b în care laptele este preîncălzit la 75°C prin schimb de caldură cu aburul ce vine de la camera de vid 8 şi 10. O pompă de înaltă presiune 4 trimite apoi laptele într-un cap de injecţie de vapori 5, - uperizatorul propriu-zis – unde în contact direct cu vaporii, el este încălzit la t° = 140°C într-o fracţiune de secundă. În camera de menţinere 6 laptele este menţinut la t° = 140°C timp de 2 - 4 secunde, după care el trece prin supapa de retur 7 (cap de recirculare) în camera de vid 10, unde se răceşte la 76 - 77°C. O pompă centrifugă specială 11 trimite laptele steril printr-un omogenizator 12 şi printr-un răcitor cu plăci 13, ambele aseptice, de unde laptele iese răcit la circa 20°C şi trece la maşina de ambalat, care funcţionează de asemenea în condiţii complet aseptice.
Dacă dintr-un motiv oarecare laptele nu a fost încălzit suficient în uperizatorul 5, supapa de retur 7 îl returnează spre o a doua cameră 8, de unde pompa 9 îl readuce prin secţiunea de răcire 3c, a aparatului cu plăci în rezervorul cu flotor 1, urmând să-şi reia fluxul obişnuit. Prin uperizare se realizează o sterilizare perfectă a laptelui, permiţând păstrarea lui îndelungată în recipiente închise ermetic, chiar la o temperatură ridicată.
- Procedeul pulverizării laptelui (palarizării), constă în pulverizarea laptelui preîncălzit într-un recipient în care se află vapori sub presiune. Pe acest procedeu se bazează sterilizatorul Laguilharre (fig.2.7.) Laptele aspirat de pompa 6 trece în schimbătorul de caldură 1, unde se încălzeşte la 75°C, fiind apoi pulverizat în recipientul 2, trecând prin conducta 9 şi pulverizatorul 10. Ternperatura se ridică brusc la 140°C, datorită vaporilor supraîncălziţi alimentaţi prin conducta 11. Laptele trece în recipientul sub vid 3 prin conducta 12 şi pulverizatorul 13. Aici are loc o detentă şi răcirea laptelui la 75°C într-o fracţiune de secundă. Vaporii degajaţi se condensează în 1. Pompa 8 evacuează apă de condens din preîncălzitorul 1. Laptele palarizat este scos din recipientul 3 de pompa centrifugă 7, răcit în refrigerentele 4 şi 5 cu apă rece şi apă cu gheaţă până la temperatura de -5 - 8°C.
Sterilizatorul Laguilharre are o capacitate de 10 000 1/h. Ambalarea aseptică a laptelui uperizat sau palarizat se face în recipiente de hârtie Tetra Pak, care sunt sterilizate chimic cu perhidrol şi apoi termic. - Bactofugarea este un procedeu de sterilizare a laptelui, care constă în eliminarea microorganismelor din lapte cu ajutorul unor separatoare : centrifugale, cu o turaţie care atinge 30 000 rot/min. Datorită diferenţei de masă specifică între
celulele microbiene şi lapte, se asigură eliminarea aproape totală a microorganismelor; operaţia aceasta este completată cu un tratament termic, care distruge virusurile şi microorganismele care nu ar putea fi îndepărtate prin centrifugare. - Procedeele chimice de sterilizarea laptelui se bazează pe proprietăţile bacteriostatice şi bactericide ale unor substanţe chimice. Cele mai bune rezultate s-au obţinut prin tratarea laptelui cu perhidrol, urmată de descompunerea perhidrolului rezidual cu ajutorul enzimei catalază. Procedeul cunoscut sub denumirea de "procedeul peroxicatalazic " (POK) este folosit la sterilizarea "rece " a laptelui destinat fabricării brânzeturilor.
Materia primă folosită trebuie să fie de foarte bună calitate, cu aciditatea de maxim 22°T, să nu precipite la proba cu alcool şi nici la proba fosfat (1ml soluţie fosfat monopotasic de 68,1% introdus în 5 ml lapte să nu dea un precipitat prin încălzire în apă, clocotindă). După normalizarea laptelui, acesta este pasteurizat la 105 - 110°C şi apoi amestecat cu un sirop steril conţinând circa 70% Zzahăroză. Cantitatea de zahăr care se adaugă laptelui se determină cu formula:
2.2.3. Fabricarea laptelui concentrat Laptele concentrat face parte din categoria conservelor de lapte obţinut prin deshidratarea parţială a acestuia, urmată de sterilizarea sau adaosul unei cantităţi mai mari de zahăr, după urmatoarea schemă tehnologică:
în care : CL - cantitatea de lapte normalizat supus prelucrării în, l; GL - conţinutul de grăsime a laptelui nomalizat,în %; Z - concertraţia de zahăr în produsul finit, în %; GLc - conţinutul de grăsime în produsul finit, în %; Laptele cu sirop este concentrat în instalaţii sub vid la o temperatură de 48 - 53°C. Gradul de concentrare este de 2,5 2,6 (densitatea concentratului 1,3). Urmează apoi răcirea rapidă la 30 - 32°C, cu adăugarea de lactoză anhidră, în scopul obţinerii unei cristalizări foarte fine a lactozei laptelui şi a evitării formării cristalelor mari, care imprimă produsului o consistenţă "nisipoasă". Laptele concertrat este ambalat în cutii metalice cilindrice de circa 400 g sau în tuburi de 175 şi 330 g. În scopul evitării separării grăsimii, după normalizare, laptele poate fi omogenizat subpresiune. Laptele concentrat zahărat se prezintă ca un lichid vâscos, asemanător mierii de albine, omogen, de culoare albăgălbuie sau galbenă-gri. Laptele concentrat sterilizat suferă o concentrare mai redusă (eliminarea a numai 45% din apă). După pasteurizare este concentrat până la atingerea densităţii de 1,15 şi omogenizat. Răcirea laptelui se face rapid la o temperatură de 7 - 8°C fiind apoi ambalat în cutii sterile de tablă de 410 g sau 170 g şi trecute printr-o baie de apă de 80°C; cutiile care elimină bule de aer nefiind bine închise sunt eliminate. Urmează sterilizarea în
Cz =
kg,
autoclave încălzite cu vapori. Cutiile sunt agitate în timpul sterilizării, mărind efectul acesteia. După răcirea rapidă la 20°C, se ridică probe care sunt termostatate 2-3 săptămâni la 25 27°C, pentru a verifica eficienţa sterilizării. Compoziţia laptelui concentrat zahărat şi a celui sterilizat este următoarea: Componente Grăsime, % S.U.degresată, % Zahăroza, % Apa, %
Zahărat 9-9,5 22-23 42-42,5 25-26
Lapte concentrat Sterilizat 8-9 21-23 68-71
dispersorul 3 un curent de aer cald şi uscat. În aceste condiţii picăturile fine de lapte sunt deshidratate instantaneu, căzând sub formă de pulbere la baza turnului. Pulverizarea se realizează cu ajutorul unui dispozitiv de pulverizare centrifugal 2, cu o rotaţie de 20 000 rot/min. Aerul aspirat prin ventilatorul 5 este filtrat în filtrul 7 şi trecut în încălzitorul 8. Laptele praf antrenat de aer trece prin ciclonul 4 fiind reţinut şi trecând prin distribuitoarele 9 (ecluze) în conducta de ieşire; circulaţia aerului este reglată de ventilatorul 6.
Laptele concentrat sterilizat are o culoare gălbuie şi gust caracteristic. Se menţionează ca sortimente: laptele concentrat zahărat cu substanţe aromatizante (cafea, cacao, sucuri de fructe). 2.2.4. Fabricarea laptelui praf Dintre conservele de lapte, laptele praf a luat cea mai mare dezvoltare datorită avantajelor ce le prezintă această formă de conservare pentru consumatori: conservabilitatea mare, volum mic, posibilităţi uşoare de transport, reconstituire perfectă. Deshidratarea laptelui până la atingerea unei cantităţi de substanţă uscată (S.U.) de 97% se poate face prin următoarele procedee: - Procedeul de uscare în peliculă (pe valţuri). Se foloseşte ca materie primă lapte concentrat, care este scurs sau pulverizat în mod uniform pe suprafaţa unor valţuri încălzite cu abur din interior, la temperatura de 143 -149°C. Uscarea poate fi facută la presiunea atmosferică sau sub vid. Laptele uscat sub formă peliculară este răzuit de pe suprafaţa valţurilor şi apoi macinat fin. - Procedeul de uscare prin pulverizare. Laptele concentrat în prealabil este pulverizat foarte fin la partea superioară a unui turn de uscare 1, în care pătrunde prin
Laptele praf astfel obţinut este foarte uşor solubil în apă, laptele reconstituit având calităţile iniţiate ale laptelui proaspăt. Fazele principale ale procesului tehnologic de fabricare a laptelui praf prin procedeul pulverizării sunt:
hârtie impermeabilă sau din folii de material plastic, pungile fiind introduse în cutii de carton. Pentru scopuri industriale, laptele praf se ambalează în saci de hârtie de natron, căptuşite cu polietilenă. 2.2.5. Controlul calitativ al conservelor de lapte 2.2.5.1. Examenul organoleptic - Laptele sterilizat se examinează întocmai ca şi laptele pasteurizat. - Laptele concentrat sau laptele praf se examinează atât produsul praf cât şi laptele obţinut prin reconstituire cu apă. El trebuie să corespundă standardului în ceea ce priveşte aspectul, culoarea, mirosul şi gustul. Pentru aprecierea mirosului, laptele reconstituit se încălzeşte la 50-60°C.
Instalaţiile moderne de uscare a laptelui prin pulverizare se deosebesc prin forma camerelor de uscare, dispozitivul de pulverizare, sistemul de extragere a aerului şi de reţinere a particulelor de lapte praf, sistemul de circulaţie a aerului. În ultimul timp s-au construit şi pus în funcţiune o serie de noi instalaţii de uscare a laptelui, care permit obţinerea de produse cu solubilizare instantanee. Obţinerea laptelui praf "instant" se bazează pe modificarea structurii particulelor, prin trecerea lactozei din stare amorfă în stare cristalină, aceasta realizându-se prin umectarea repetată a laptelui praf şi uscarea lui succesivă. Ambalarea laptelui praf trebuie făcută astfel încat să-l ferească de umiditatea din atmosferă, de oxidare, de radiaţiile solare. În acest scop se fososesc cutii de tablă ermetic închise, iar pentru o depozitare mai îndelungată, ambalarea laptelui praf se face sub vid sau prin introducerea în ambalaje a unui gaz inert (azot). S-au obţinut rezultate bune şi prin folosirea unor pungi de
2.2.5.2. Examenul fizico-chimic - Laptele sterilizat se analizează ca şi laptele pasteurizat. La determinarea grăsimii după metoda acido-butirometrică Gerber, ţinând seama ca laptele este omogenizat, este necesară o centrifugare mai energică şi repetată. - Laptele concentrat: se controlează etanşeitatea cutiilor prin scufundarea lor în apă la 80°C; apariţia unor bule indică o închidere neermetică. Se determină conţinutul în apă, de grăsime, aciditatea, densitatea, conţinutul de zahăroză la laptele zahărat. - Laptele praf - se determină solubilitatea prin măsurarea sedimentului depus în urma centrifugării laptelui reconstituit, conţinutul în apă şi grăsime, iar aciditatea se determină în laptele reconstituit. 2.2.5.3. Examenul microbiologic - Laptele sterilizat - se determină numărul total de bacterii acidifiante prin însămănţarea pe agar cu albastru de China şi termostatatrea la 37°C timp de 4 zile. - Laptele concentrat - poate conţine bacterii coliforme, bacterii anaerobe sporulate, drojdii şi mucegaiuri. Bacteriile şi
drojdiile formează gaze, provocând bombarea cutiilor. Se procedează la termostatarea cutiilor la 37°C timp de 7 zile, urmărindu-se eventuala lor bombare. În produs se determină numărul total de germeni, de bacterii coliforme, de bacterii anaerobe sporulate, prezenţa drojdiilor şi a mucegaiurilor. - Laptele praf - se determină numărul total de germeni, de bacterii coliforme, de bacterii sporulate termofile, numărul de drojdii şi mucegaiuri.
2.3. TEHNOLOGIA PRODUSEIOR LACTATE DIETETICE ACIDE 2.3.1. Principiul şi fazele tehnologice la fabricarea produselor lactate dietetice acide Produsele lactate dietetice acide se obţin sub acţiunea acidului lactic produs în timpul fermentaţiei lactice a lactozei din lapte, sub influenţa diferitelor bacterii. Transformarea lactozei se poate opri la acid lactic, sau sub acţiunea unor culturi lactice speciale se poate forma şi alcool etilic şi CO2. Totodată are loc o peptonizare a substanţelor proteice, care contribuie la creşterea digestibilităţii acestor produse. Produsele lactate acide au fost cunscute şi consumate de om din cele mai vechi timpuri, ele constituind prima formă de conservare a laptelui. Ele conţin toate elementele nutritive ale laptelui sub o formă mai uşor asimilabilă. Microflora folosită la fabricarea acestor produse constă în special din streptococi şi bacili lactici şi uneori din drojdii (în cazul chefirului). Fazele tehnologice principale în fabricarea produselor lactice dietetice acide sunt următoarele: recepţia laptelui, normalizarea, tratarea termică, care este facută la o temperatură de minimum 85 - 95°C pe o durată de 15 - 30 min., în scopul distrugerii microorganismelor existente în laptele crud; răcirea laptelui, care trebuie efectuată rapid, până la temperatura apropiată de aceea a însămânţării cu microflora specifică
produsului ce se va fabrica; însămânţarea cu maia de producţie, în proporţia specifică produsului, fermentarea, care poate fi facută în recipiente mari sau direct în ambalajele în care se repartizează în prealabil laptele însămânţat, răcirea şi depozitarea, care opreşte suprafermentarea produselor şi permite conservarea lor până în momentul distribuirii în reţeaua de desfacere. 2.3.2. Scheme tehnologice de fabricare a laptelui bătut, a iaurtului, a laptelui acidofil şi a chefirului Laptele bătut se obţine prin fermentarea laptelui de vaci cu o cultură de unt. El se fabrică la noi din lapte smântânit (max. 0,1% grăsime), din lapte normalizat (cu minim 2% grăsime) şi din lapte integral (cu circa 3,6% grăsime), acest din urmă sortiment purtând denumirea comercială "Sana". Caracteristic în tehnologia laptelui bătut este faptul că după fermentare produsul este omogenizat şi amestecat (bătut), obţinându-se în acest fel o consistenţă asemănătoare smântânii. Laptele bătut are un coagul fin, gust acrişor şi plăcut; aciditatea este 100 -110°T. Se ambalează în butelii de sticlă de 0,5 1, de plastic de 0,4 1 sau bidoane de aluminiu. laurtul se obţine prin fermentarea laptelui de oaie, vacă, bivoliţă sau din amestecul lor cu Lactobacillus bulgaricus şi Streptococus termophilus. În cazul fabricării din lapte de vacă, în scopul obţinerii unei consistenţe ferme, laptele este în prealabil concentrat sau i se adaugă lapte praf smântânit. laurtul se prezintă sub forma unui coagul compact, omogen cu o structură asemănătoare porţelanului. El are un gust dulceag, slab acrişor, cu o aromă caracteristică, datorită prezenţei aldehidei acetice produsă de bacteriile lactice. Se ambalează în pahare de plastic sau bidoane metalice şi ambalaje din materiale plastice, pentru consumurile colective (HORECA = hoteluri, restaurante, cantine). Distribuirea laptelui însămânţat în ambalaje se face cu ajutorul unor instalaţii mecanizate, în care se efectuează spălarea ambalajelor, umplerea şi capsularea lor. În unele ţări (Italia, Austria) fermentarea iaurtului are loc în tancuri, produsul fiind
apoi agitat, omogenizat sub presiune şi trecut în ambalaje mici pentru distribuire. Prin adăugarea în iaurt a unor sucuri siropuri de fructe se obţin diferite sortimente de iaurt (lactofructul), iar prin adaos de amidon de porumb (zeamil), ca stabilizator şi gemuri de fructe se obţine "crema de iaurt".
Schema tehnologică pentru fabricarea laptelui bătut şi a sortimentului "Sana"
Schema tehnologică pentru fabricarea iaurtului
Schema tehnologică pentru fabricarea laptelui acidofil
Laptele acidofil se prepară din lapte de vacă sterilizat însămâţat în culturi pure de Lactobacillus acidofilus. Spre deosebire de alte produse lacto acide, bacteria specifică fiind foarte sensibilă la infecţii cât şi la temperaturi ridicate, laptele acidofil trebuie preparat din lapte sterilizat, iar păstrarea produsului se recomandă a fi facută la 10 - 14°C, evitând astfel degenerarea Lactobacillus acidophilus. Produsul are o consistenţă vâscoasă, filantă, gust acru pronunţat, astringent. Laptele acidofil are valoare dietetică şi terapeutică deosebită trebuie consumat în maxim 12 ore după preparare, viabilitatea germenilor caracteristici lui fiind limitată în timp. În scopul folosirii lui, după tratamente antibiotice, în
vederea refacerii florei lactice intestinale distruse de antibiotice s-au preparat culturi de Lactobacillus acidophilus rezistente la tetraciclină, cloramfenicol, acest lapte acidofil fiind recomandat a fi consumat de bolnavii: trataţi cu antibiotice.
Chefirul este unul din produsele acidolactice cu valoarea cea mai mare dietetică şi terapeutică, având în acelaşi timp caracteristici organoleptice deosebite. Din punct de vedere microbiologic, chefirul este produsul dezvoltării în lapte a mai multor microorganisme: bacterii lactice (streptococi şi bastonaşe) şi drojdii lactice aglomerate în "granule de chefir ". Din punct de vedere biochimic, el este produsul unei duble fermentaţii, lactică şi alcoolică. În funcţie de durata fermentării, contţnutul în acid lactic şi alcool al chefirului creşte, prezentându-se sub forma a trei sortimente: chefirul slab, mijlociu şi tare, cu indicii medii următori: Indici Slab Aciditatea maximă, °T Alcool maxim, %
90 0,2
Chefir Mijlociu 105 0,5
Tare 120 0,8
Maiaua folosită la fabricarea chefirului se obţine cu ajutorul granulelor de chefir, care sunt aglomerări de cazeină ce cuprind în interiorul lor microorganisme specifice acestui produs.
Laptelui i se face în vana 1 recepţia cantitativă şi calitativă, normalizat în vana 2, pasteurizat în pasteurizatorul 3 la 85 - 95°C şi introdus împreună cu maiaua de chefir din vana 4 în termostatul (recipientul) 5 în are loc fertmentarea la 18 - 20°C (16 -20 ore) şi apoi la 14 - 16°C (24 ore), dispozitivul 6 se face repartizarea chefirului în pahare de plastic care sigilează, iar acestea sunt depozitate în camerele de depozitare 7 la 3 - 4°C. În scopul separării granulelor de chefir de maiaua necesară producţiei foloseşte o instalaţie specială. Chefirul are consistenţa unei smântâni, gustul slab acrişor, picant, dtorită prezenţei CO2 rezultat la fermentarea lactozei sub acţiunea drojdiilor. Gustul şi aroma chefirului sunt influenţate şi de existenţa alcoolului produs în timpul fermentării. Este un produs hrănitor, care se consumă cu multă plăcere, reconfortant, stimulent al poftei de mâncare. În prezent fabricarea lui este mult uşurată prin trecerea la fermentaţia în tancuri, ambalarea în pahare de plastic făcându-se după terminarea celor două faze de fermentare (caldă la 18 20°C şi la rece 14 - 16°C).
2.3.3. Controlul calitativ al produselor lactate dietetice acide Controlul materiei prime. În afara determinărilor obişnuite (aciditatea conţinută de grăsime, S.U.) o atenţie deosebită se dă calităţilor fermentaţiei laptelui. În acest scop laptele crud se fierbe, se răceşte rapid la 40°C şi în funcţie de lapte se introduce 1 ml albastru de metilen şi 3 picături dintr-o maia activă în iaurt. După agitare şi termostatare la 40°C şi 30 min. laptele trebuie să decoloreze, ceea ce indică că bacteriile lactice cu care a fost însămânţate s-au putut dezvolta. În caz contrar, laptele se consideră impropriu preţului produselor lactate acide. Examenul organoleptic. Se urmăreşte aspectul, consistenţei coagularea, gustul, aroma produsului, toate trebuind să corespundă normelor în vigoare. Examenul fizico-chimic. Se determină aciditatea, conţinutului în grade şi conţinutul în alcool (la chefir). Examenul microbiologic. Se determină numărul total de germeni şi morfologic al germenilor, eventuala infecţie cu germeni străini (bacteria din grupul coliforme). Prezenţa unor drojdii sau mucegaiuri de infecţii se pot evidenţia prin examenul microscopic.
2.4. TEHNOLOGIA SMÂNTÂNII Ş1 A UNTULUI 2.4.1.Fabricarea smântânii Procedeul tehnologic de fabricare a smântânii cuprinde următoarele operaţii:
Smântânirea laptelui Smântâna constituie unul din produsele lactate de mare importanţă pentru alimentaţia omului, datorită conţinutului ei mare de grăsime uşor digestibilă, precum şi a vitaminelor liposolubile. Ea constituie totodată materia primă din care se obţine frişca şi untul. Smântâna se obţine din lapte, prin separarea naturală sau cu ajutorul separatoarelor centrifugale; această separare poate fi realizată datorită diferenţei de densitate dintre grăsimea laptelui şi laptele smântânit (circa 0,93 faţă de 1,034).
Factorii principali care influenţează smântânirea laptelui sunt: mărimea globulelor de grăsime, care la rândul lor depind de vârsta şi rasa vacilor; existenţa de globule mari favorizează smântânirea laptelui; - grosimea stratului de lapte, separarea fiind cu atât mai rapidă, cu cât globulele de grăsime au de străbătut un strat mai subţire de lapte. De aceea, la separarea mecanică laptele este distribuit între talerele separatorului, distanţa între ele fiind de 0,5 - 1 mm; - temperatura de lucru modificând vâscozitatea componenţilor laptelui vâscozitatea grăsimii scade odată cu creşterea temperaturii favorizând separarea ei; - numărul turaţiilor tobei separatorului, care poate atinge până la 700 rot/min., favorizează separarea grăsimii. Compoziţia chimică a smântânii diferă de cea a laptelui, în primul rând prin conţinutul mai ridicat de grăsime, care poate varia în limite foarte largi începând cu 10% şi până la 70%, iar smântâna " plastică" poate atinge şi conţinut de grăsime egal cu al untului. Smântâna mai conţine proteine, lactoză, săruri minerale şi vitamine. Normalizarea smântânii Normalizarea smântânii la un anumit conţinut de grăsime se poate face prin reglarea separatorului sau prin adaos de lapte smântânit, sau de smântână cu un anumit conţinut de grăsime, în smântâna obţinută prin separare. Din 100 l, lapte rezultă în medie 10-15 1 smântână şi 85-90 1 lapte smântânit. Calculul şi vederea normalizării se face prin aplicarea regulii pătratului (dreprunghiului). -
În colţurile din stânga, sus se notează conţinutul de grăsime în procente smântânii ce trebuie adaugată, jos conţinutul de grăsime în procente a smântânii care trebuie normalizată, iar
în centru, conţinutul de grăsime în % a smântânii ce trebuie să rezulte. Prin scăderea pe diagonală se obţin în colţurile din dreapta, cantitatea de smântână în kg ce trebuie adaugată, iar jos, cantitatea în kg de smântână ce trebuie normalizată. Astfel, dacă se cere ca dintr-o smântână cu un conţinut de grăsime 20% să se obţină o smântână de 35% grăsime, rezultă din regula pătratului că prin folosirea la normalizare a unei smântâni cu 46°/ grăsime, la fiecare 11 kg (părţi) smântână cu 20% grăsime se vor adăuga 15 k (părţi) smântână cu 46% grăsime. Pasteurizarea smântânii Această operaţie are drept scop distrugerea germenilor patogeni distrugerea florei iniţiale a smântânii (în special a drojdiilor, mucegaiurilor şi bacteriilor), inactivarea lipazei. Aceste obiective sunt atinse prin tratarea termică la 97 98°C, cu o menţinere de 30 secunde. După răcire, în vederea obţinerii smântânii pentru consum are loc însămânţarea şi fermentarea (maturarea). Sortimente de smântână Principalele sortimente de smântână diferă în funcţie de conţinutul lor în grăsime şi de faptul dacă au fost sau nu supuse unui proces de fermentare (maturare), acesta depinzând de utilizarea ce li se dă. Compoziţia chimică a smântânii de consum variază între următoarele limite: - grăsime 20 - 30% - apă 73 - 64% - proteine 3,0 - 2,7% - lactoză 3,5 - 3,0% - cenuşă 0,5 - 0,3% Sortimentele de smântână fabricate la noi au următoarele caracteristici principale: Frişca. Se consumă ca atare sau sub formă de spumă de frişcă (frişcă bătută). La fabricarea ei se urmăreşte ca prin batere să se înglobeze cât mai mult aer, ducând la creşterea volumului şi la menţinerea în timp a spumei formate. Smântâna pentru frişcă trebuie să aibă un conţinut de grăsime de 31 - 33%, sub sau peste acest conţinut ea nu înglobează aer prin batere. Se ambalează în butelii de sticlă capsulate, sau pahare de plastic.
Smântâna dulce ("Delicia"). Se consumă ca atare sau ca adaos la cafea sau diferite preparate culinare. Are un conţinut de grăsime de 10%. Şi ambalează în butelii de sticlă capsulate, sau pahare din material plastic sigilate cu folii de aluminiu. Smântâna de consum are un conţinut de grăsime ce variază între 20 şi 30%. Spre deosebire de celelalte sortimente, ea este supusă unui proces de fermentare biochimică. În acest scop este însămânţată cu circa 5% maiaua preparată cu culturi de streptococi lactici şi aromatizanţi. Se ambalează în bidoane de aluminiu sau pahare de carton parafinat. Defectele smântânii Cele mai frecvente defecte ale smântânii şi posibilităţile de remediere sunt:
Fazele principale ale fabricării untului sunt:
Defecte Gust amar Aspect grisos
Posibilităţi de remedieire Pasteurizarea la temperatură înaltă Trierea laptelui destinat smântânii şi răcirea smântânii în scopul evitării acidifierii ei Gust de furaje Tratarea termică, folosirea instalaţiilor de dezodorizare Gust de metalic Utilizarea ambalajelor de aluminiu, oţel inpx, sau oţel cositorit Gust săpun Spălarea atentă a bidoanelor pentru îndepărtarea detergenţilor Gust acru Folosirea la smântânire a laptelui cu aciditate redusă.Păstrarea smântânii la temperatură scăzută. 2.4.2.Fabricarea untului Schema tehnologică de fabricare a untului Untul constituie unui din produsele de bază ale industriei laptelui, datorită valorii alimentare şi energetice deosebite, precum şi asimilării lui uşoare de către organism. Ipoteza că ar putea provoca o creştere a colesteroluIui în sânge şi boli cardiovasculare se dovedeşte în ultimul timp a fi nefondantă.
Untul se poate fabrica din smântâna obşinută la centrele de smântânire sau pornind de la smântâna produsă în fabrică, prin smântânirea laplelui, aceasta din urmă fiind de calitate mai bună şi permiţând totodată fabricarea untului dulce din smântâna nefermentată. Esenţa fabricării untului constă in separarea smântânii din lapte sub formă concentrată şi solidă cu îndepărtarea concomitentă a plasmei (zarei). În lapte, distanţa dintre globulele de grăsime este de circa 7 – 8 µ. Prin smântânirea laptelui se
obţine o emulsie de grăsime în plasmă, distanţa dintre globulele de grăsime reducându-se o dată cu creşterea conţinutului de grăsime a smântânii (la 20% grăsime, distanţa este de 2 µ; la 30% grăsime 1,5 µ etc.). Pentru a se obţine contopirea grăsimii din globule sub formă de unt, este necesară ruperea membranelor lipoproteice, care constituie învelişul protector al globulelor de grăsime. În acest scop, smântâna este supusă unui proces de maturare fizică, constând în răcirea smântânii (2 - 6°C), grăsimea din globule începând să cristalizeze. Procesul maturării biochimice, se face cu ajutorul maielelor de bacterii lactice, al căror rol este de a transforma o parte a lactozei în acid lactic şi totodată, acţionând asupra acidului citric existent în smântână, să formeze produşi aromatici volatili, în special diacetil: (CH3 -CO - CO – CH3 ). Cantitatea de maia care trebuie adaugată smântânii se calculează cu formula: M=
,
kg
în care: S = cantitatea de smântână supusă prelucrării, în kg; T2 = aciditatea smântânii după fermentare , în °T; T1 = aciditatea smântânii proaspete, în °T; Tm = aciditatea maielei, în °T. Maturarea biochimică şi fizică are loc în vane de fermentare cu agitator-răcitor, în prima fază smântâna pasteurizată fiind însămânţată cu maia lactică şi fermentată, in funcţie de anotimp la 15 - 16°C (vara) şi la 18 – 20îC (iarna). După 8-10 ore începe răcirea în vederea maturării fizice. În cazul fabricarii untului dulce, smântâna proaspată pasteurizată este supusă numai maturării fizice la temperatura 2 6°C. Smântâna este trecută apoi în putineie de batere. Putineiele se construiesc din oţel inoxidabil, având forme diferite (cilindrice, biconice, cubice etc.). În timpul acestei faze are loc o rupere a membranelor protectoare ale globulelor de grăsime, aceasta formând boabele de unt, în vreme ce membranele lipoproteice trec în zară.
Principalii factori care influenţează baterea mântânii şi formarea untului sunt: conţinutul de grăsime şi compoziţia chimică a smântânii, gradul de maturare şi fermentare, precum şi procesul de batere, respectiv temperatura smântânii, gradul de umplere al putineiului şi durata baterii. Compoziţia chimică a smântânii variază în funcţie de anotimp şi respectiv de furajele consumate de vaci. Astfel, vara, grăsimea laptelui coţine mai mult acid oleic, având temperatura de solidificare mai scăzută, în aceste condiţii baterea smântânii se face la o temperatură mai scăzută. Temperatura de batere a smântânii va fi vara de 7 -10 °C şi iarna de 10 - 14°C. Gradul optim de fermentare al smântânii este la 50 60°T sau la pH 4,8-5,0. Putineiul se umple vara cam 40% cu smântână; în primele minute de reţire se opreşte de 2 - 3 ori, pentru a se putea evacua gazele degajate din smântâna. Se incepe apoi baterea propriu-zisă, rotirea putineiului făcându-se cu viteză constantă. Sub influenţa acţiunii mecanice din timpul rotirii putineiului se produce o înglobare puternică a aerului în masa de smântână. Bulele de aer antrenează pe suprafaţa lor globulele de grăsime; se produce o rupere a membranelor globulelor de grăsime, aceasta începând să se aglomereze sub formă de "boabe de unt", având repartizate între ele picături de apă. Zara formată în timpul baterii smântânii conţine şi membranele lipoproteice ale fostelor globule de grăsime. După îndepărtarea zarei, resturile ei se elimină din unt prin spălări repetate cu apă. Untul spălat este apoi malaxat în scopul îndepărtării apei de spălare şi a repartizării cât mai fine şi uniforme a restului de apă ce rămâne în unt (max. 17 - 18 %). Untul este trecut apoi la maşini de porţionat şi ambalat în hârtie pergaminată sau în foiţe de aluminiu caserate cu pergament sau pelicule plastice. Cantitatea suplimentară de apă care trebuie adaugata untului se calculează cu formula:
kg în care: U = cantitatea de unt prelucrată, în kg; Af = continutul final de apă din unt, în %; Al = conţinutul iniţial de apă din unt, în %. În ultima vreme se folosesc tot mai mult procedeele şi instalaţiile continue de fabricare ale untului: - Procedeele Fritz şi Senn, în care transformarea grăsimii din globule în unt este realizată mecanic prin agitarea putenică a smântânii, însoţită de insuflarea unui gaz sub presiune care favorizează formarea de spumă. Smântâna pasteurizată, având 30% grăsime, după maturare este menţinută 24 ore sub presiune de C02 în recipiente închise. Baterea are loc în 2 minute în putineie verticale, în fracţiuni de 100 - 200 1; după eliminarea zarei şi spălarea untului, acesta trece în instalaţia de răcire, unde continuă spălarea, în timp ce altă şarjă de smântâna intră în puţinei. Untul trece în compresor (instalaţia de presare) şi iese sub forma unei panglici, fiind porţionat şi ambalat. În procedeul Fritz se lucrează cu smântâna dulce, având un conţinut de grăsime de 40-50%. Smântâna trece din recipientul 1 în cilindrul de batere 2, prevăzut cu pereţi dublii raciţi; după batere cu agitatorul cu palete 3, untul trece prin conducta 5 în separatorul 6, prevăzut cu melcii suprapuşi 7, având rotaţii inverse, acţionate de motorul 4. Untul trece prin plăcile perforate 8 şi iese prin orificiul de deschidere reglabilă 9, iar zara este eliminată prin orificiul 10.
Untul nu este spălat după batere; din acest motiv este necesar a se lucra cu o smântână de cea mai bună calitate. În ceea ce priveşte randamentul în unt obşnuit din prelucrarea smântânii, se foloşeste formula: U=
în kg,
în care: S= cantitatea de smântână folosită, în kg; Gs ,Gu , Gz = conţinutul de grăsime în smântâna, unt şi zara, în %; 2.4.3. Controlul calitativ al smântânii şi untului Examenul organoleptic: Smântâna - se examinează aspectul,culoarea, consistenţa, mirosul şi gustul. Unt - se determină culoarea, aspectul, consistenţa, mirosul şi gustul. Examenul fizico-chirnic: - La smântână se determină conţinutul în grăsime prin metoda butirometrică sau cu o balanţă specială, aciditatea în °T, controlul pasteurizării prin proba peroxidazei. - La unt se determină conţinutul de apă prin evaporare la etuvă sau cu balanţa "Lacta", gradul de repartizare a apei cu ajutorul unei hârtii indicatoare speciale. În acest scop se
secţionează cu o sârmă cu diametrul 0,3 mm o bucată de unt de 10 x 15 cm şi se aplică pe ea o hârtie indicatoare; după circa 30 secunde în funcţie de frecvenţa şi mărimea petelor colorate ce apar pe hârtia indicatoare, untul se clasifică în: foarte bun 1; bun 2; satisfacător 3; nesatisfăcător 4. Conţinutul de NaCl se determină prin titrare cu AgNO3 în prezenţa cromatului de potasiu, iar aprecierea gradului de prospeţime prin reacţia Kreis. Examenul microbiologic: - La smântână, determinarea N.T.G., determinarea bacteriilor coliforme, iar ca probă rapidă, determinarea reductazei cu albastru de metilen. - La unt, examenul microscopic calitativ şi cantitativ, determinarea N.T.G., de bacterii acidifiante şi mucegaiuri, de bacterii lipolitice, proteolitice şi coliforme. 2.5.FABRICAREA BRÂNZETURILOR Brânzeturile reprezintă cel mai bogat şi variat grup de produse derivate ale laptelui, constituind unul din alimentele cele mai importante pentru om. Valoarea energetică a brânzeturilor fermentate este superioară altor alimente, 1 kg de branză asigurând organismului peste 4300 kcal, faţă de 2600 cât asigură 1 kg de pâine şi 3100 kcal asigurat de 1 kg carne de vită etc. Brânzeturile sunt importante prin conţinutul lor ridicat în substanţe proteice, grăsimi, vitamine, săruri minerale, toate uşor asimilabile. Majoritatea brânzeturilor se fabrică din lapte de oaie sau vacă, sau din amestecul lor. 2.5.1.Scheme tehnologice de fabricare a diferitelor categorii de brânzeturi Brânzeturile se obţin prin coagularea enzimatică a laptelui, urmată de prelucrarea coagulului format în urma acţiunii chimozinei sau altor enzime coagulante. După eliminarea zerului, boabele de coagul sunt presate eliminând în continuare zer şi aglomerându-se într-o masă omogenă, care este caşul. Caşul este pus în forme caracteristice fiecărui sortiment de
brânză, presat, zvântat şi sărat sau saramurat. Urmează apoi maturarea caşului în condiţii de umiditate şi temperatură specifică sortimentului de brânză ce urmează a fi preparat. Tehnologia modernă de fabricare a brânzeturilor foloseşte în general lapte pasteurizat şi însămânţat cu culturi de anumite bacterii lactice, care în timpul maturării, prin acţiunea lor asupra componenţilor laptelui şi în special asupra lactozei, substanţelor proteice şi în unele cazuri asupra grăsimii, imprimă brânzei, gustul, mirosul, consistenţa şi desenul caracteristic. Transformările biochimice suferite de principalii componenţi ai laptelui şi respectiv ai caşului în timpul procesului de maturare sunt:
pentru brânzeturi tari (şvaiţer, parmezan etc.) = 4,0 Cantitatea de cheag (enzimă) necesară închegării unei cantităţi de lapte se obţine cu formula : E= ,1 (soluţie 1%) în care: L = cantitatea de lapte în litri; P = puterea de închegare a cheagului, în secunde; t = timpul în care trebuie facută închegarea, în minute; 10 = constantă; 60 = coeficient de transformare a lui t în secunde. -
Pentru a stabili conţinutul procentual de grăsime al laptelui necesar fabricării unor sortimente de brânzeturi se foloseşte formula: G1=
%,
Gsu = conţinutl de grăsime în substanţa uscată; K = factor ce variază cu categoria brânzeturilor, cu valorile: - pentru brânzeturi moi (telemea, brânză de vacă) = 3,4 - pentru brânzeturi semitari (trapist, olanda) = 3,8
2.5.2. Sortimente de brânzeturi 2.5.2.1. Brânzeturi moi - Brânzeturi proaspete se fabrică din lapte de vacă. Coagularea laptelui se bazează pe acţiunea exclusivă a bacteriilor lactice sau în asociaţie cu a cheagului. Au o consistenţă cremoasă datorită conţinutului ridicat de umiditate, gust acrişor, plăcut. Din această categorie fac parte: brânza proaspată de vacă, brânza "Delicia" brânzeturile creme de tip "Caraiman" cu un conţinut ridicat de grăsime etc. - Brânzeturi albe proaspete sau sărate. Aceste brânzeturi se fabrică din lapte de vacă sau lapte de oaie. Au o consistenţă moale spre semitare şi se caracterizează printr-o maturare de foarte scurtă durată în saramură din zer sau zară. Din această categorice fac parte: brânza telemea din lapte de oaie sau lapte de vacă, brânza Fetea, caşul proaspăt de oaie sau de vacă. Brânzeturi frământate din caş de oaie sau de vacă, se prepară din caş de oaie sau de vacă. După maturare caşul este tăiat, tocat, amestecat cu circa 3% sare comestibilă şi ambalat în putini de lemn, butoaie, burdufuri, coajă de brad, pelicule plastice. Brânza ambalată este maturată la rece, fiind apoi dată în consum. Au consistenţa unei creme, gustul plăcut, slab picant şi sărat. Din această categorie fac parte: branza de Moldova, brânza de burduf, brânza Liptauer etc. - Brânzeturi cu pastă moale. Îşi datoresc consistenţa conţinutului mai ridicat de umiditate, de grăsime şi condiţiilor de
maturare. Ele se fabrică din lapte de oaie, vacă sau capră. Unele sortimente se maturează sub acuţunea unor mucegaiuri de tipul Penicillium camemberti sau Penicillium roqueforti, precum şi a unei bacterii proteolttice (Bacterium lineus). Aceste brânzeturi au o pastă moale, fără desen sau cu mici goluri de aşezare. Gustul lor este slab picant, cu miros caracteristic mucegaiurilor folosite în procesul maturării sau de proteoliză datorat lui Bacterium linens. Din această categorie fac parte: brânza Camembert, brânza Bucegi (Rocfort), ambele cu dezvoltare de mucegai caracteristic; brânza Zamora, Alpina, Bran (Romadur), Năsal cu dezvoltare de Bacterium lineus la suprafaţa lor. Din aceste sortimente, brânza Bucegi şi Năsal se fabrică şi din lapte de oaie; toate celelalte numai din lapte de vacă. Din laptele de capră au început să se fabrice la noi brânza Bâlea Retezat. - Brânzeturi opărite. Din această categorie fac parte brânzeturile de tip caşcaval. Ele se fabrică din caş de oaie sau vaci care a atins un anumit grad maturare (pH = 5 - 4,7). Casul tăiat în felii este opărit în apă de circa 80°C transformându-se într-o pastă asemănătoare aluatului de pâine, care poate fi uşor prelucrată şi pusă în forme. După sărare sau saramurare, urmează maturarea în anumite condiţii de umiditate şi temperatură. Caşcavalurile au o consistenţă semitare (Dobrogea, Dalia) sau moale (Penteleu), în funcţie de conţinutul lor de apă şi respectiv procesul tehnologic. Din această categorie mai fac parte brânzeturile italieneşti Mozarella şi Provolone. - Brânzeturi topite. Se prepară din diferite sortimente de brânzeturi sau din amestecul lor, în condiţii şi instalaţii speciale, topirea făcându-se în prezent unor săruri emulgatoare (fosfaţi şi citraţi alcalini) şi sub influenţa vaporilor de apă. În aceste condiţii brânzeturile supuse topirii se transformă într-o masă semifluidă, care se toarnă în forme metalice căptuşite cu foiţă de staniol şi pelicule plastice. Topirea se face la o temperatură de 85°C obţinându-se astfel brânzeturi pasteurizate, având toate însuţirile unor conserve de brânzeturi.
Au o consistenţă omogenă, gustul şi aroma plăcute, asemănătoare de cele mai multe ori sortimentului de brânză din care au fost preparate. Fabricarea lor este mecanizată, iar unele faze automatizate. 2.5.2.2.Brânzeturi semitari Majoritatea brânzeturilor semitari ce se fabrică la noi se obţin din lapte vacă. Tehnologia lor este caracterizată printr-o prelucrare a boabelor de coagulare la temperatură mai ridicată şi prin presarea mai puternică în scopul unei deshidratări mai înaintate a caşului. În funcţie de sortiment, prezintă un desen caracteristic, gustul dulceag, slab sărat, aroma specifică apropiată a untului. Sortimentele mai cunoscute sunt: trapistul, brânzeturile olandeze (Edam şi Goudd) iar din laptele de oaie se prepară brânza Harghita. 2.5.2.3.Brânzeturi cu pastă tare Se obţin printr-o prelucrare îndelungata a boabelor de coagul, temperatură ridicată, caşul fiind puternic presat, în scopul eliminării cât mai complete a zerului. Sortimentul cel mai caracteristic este Parmezanul, folosit ca brânză răzuit. Şvaiţerul şi brânza Cedar au pasta mai puţin tare. Parmezanul are un gust dulceag picant; şvaiţerul şi cedarul au gustul dulceag, cu aromă bine caracterizată. Parmezanul şi cedarul sunt brânzeturi oarbe sau cu desen format din ochiuri mici, foarte rare, cu foarte puţine goluri de aşezare; şvaiţerul prezintă un desen cu ochiuri mari de mărimea unei alune sau nuci, cu interiorul lucios. Pecorino Romano, Pecorino Sardo este o brânză cu pastă tare, fabricate din lapte de oaie. Din aceeaşi categorie fac parte şi brânzeturile numite " păpuşi de caş". Ele sunt presate în forme gravate cu figuri geometrice. După presare se afumă, căpătând un gust şi miros caracteristic şi o culoare castanie.
2.5.3.Defectele brânzeturilor Se consideră brânzeturi cu defecte acelea care nu îndeplinesc indicii reglementaţi prin standardele şi normele interne privind însuşirile organoleptice şi caracteristicile fizicochimice. Se deosebesc următoarele defecte: - Defecte ale cojii: coaja prea groasă, cu crăpături, cu mucegaiuri sălbatice. Ele pot fi prevenite prin respectarea proceselor tehnologice, prin menţinerea unei igiene stricte în camerele de maturare, prin folosirea fungistaticelor sau acoperirea suprafeţei brânzeturilor cu emulsii sau pelicule plastice. - Defecte ale consistenţei pasta sfăramicioasă, cu crăpături, cu caverne. Respectarea tehnologiei şi folosirea laptelui de bună calitate evită aceste defecte. - Defecte de format: mărimea neuniformă a brânzeturilor unui sortiment, forme neregulate. Presarea neuniformă sau suprapunerea nereglementară a bucăţilor de brânză produc aceste defecte. - Defecte de culoare ale pastei şi cojii: laptele impur, fermentarea neuniformă, defectuoasă, dezvoltarea de mucegaiuri sunt principalele cauze. - Defecte de desen: lipsa desenului (ochiurilor) caracteristic sortimentului, desen buretos, caverne. Cauzele sunt datorate culturilor lactice, necorespunzătoare, infectării laptelui cu bacterii din grupul Ecoli, folosirea unui lapte infectat cu bacterii butirice. - Defecte de gust si miros: gust amar, de furaje, miros amoniacal, lipsa gustului şi mirosului caracteristic. Cauzele sunt folosirea unui lapte infectat, maturarea lui la temperaturi prea scăzute, folosirea unui lapte provenit de la vaci alimentate necorespunzător sau a laptelui ţinut în grajduri neigienice, dezvoltarea de bacterii proteolitice pe suprafaţa brânzeturilor tari; nerespectarea proceselor tehnologice şi folosirea unor culturi de bacterii lactice neactive. -Defecte provocate de insecte şi rozătoare: atacarea brânzeturilor de muscă (Piophila casei) şi căpuşă (Tyroglyphus
farinae) de şoareci şi şobolani. Defectele se datoresc lipsei de îngrijire şi igienă din camerele de maturare şi depozitare. 2.5.4.Controlul calitativ al brânzeturilor Analiza organoleptică a brânzeturilor constă în aprecierea aspectului exterior, a aspectului pastei, culorii, consistenţei, mirosului şi gustului. Analiza fizico-chimică. Se determină consistenţa cu consistometrul, pH-ul, conţinutul în apă prin deshidratarea unei anumite cantităţi la etuvă, la lampa cu radiaţii infraroşii sau cu ajutorul balanţei "Lacta". Conţiutul de grăsime se determină prin metoda acidobutirometrică Gerber, folosind în acest scop un butirometru special cu păhărel (Van Gulik) Determinarea acidităţii se execută prin titrare cu soluţie de NaOH în prezenţa fenolftaleinei. Se determină clorura dc sodiu. Analiza microbiologică. Se determină bacteriile coliforme, prezenţa bacteriilor butirice, numărul de drojdii şi mucegaiuri.
2.6.TEHNOLOGIA (FABRICAREA) ÎNGHEŢATEI Îngheţata constituie unul din cele mai hrănitoare produse alimerare, 100 g îngheţată pot înlocui din punct de vedere energetic 43 g pâine, 74 g carne de bovine, 85 g ouă, 177 g lapte. Ea se obţine prin congelarea unui amestec format din lapte, produse lactate (smântână, lapte praf), zahăr, substanţe gustative şi aromatice şi stabilizatori, cu înglobare de aer în acest amestec în timpul congelării. 2.6.1.Schema tehnologică. Compoziţia chimică medie a îngheţatei: - grăsime 3,5-15% - zahăr 10-20% - substanţă uscată 30 - 40 %
Grăsimea este furnizată de lapte proaspăt, lapte praf şi frişcă; substanţa uscată este furnizată de laptele praf smântanit şi de zahăr. Stabilizatorii (gelatina, agar-agar, pectina etc) măresc vâscozitatea amestecului, uşurează înglobarea aerului, permiţind obţinerea unei structuri fine şi omogene a îngheţatei şi totodată împiedică înmuierea prea rapidă a ei în timpul consumului. Ca faze importante şi caracteristice în tehnologia îngheţatei se menţionează: - amestecarea componentelor, care se face în vase metalice prevăzute cu agitatoare; - pasteurizarea amestecului la circa 70°C, timp de 30 min., în vane cu pereţi dubli, prevăzute cu agitatoare, urmate de răcirea amestecului; - omogenizarea la presiunea de 100-300 at şi apoi la 40 70 at; - răcirea la 2 - 4°C în vederea asigurării stabilităţii emulsiei; - maturarea amestecului la t° = 0 - 4°C cu o durată de circa 4 ore; ea are ca scop întărirea globulelor de grăsime şi hidratarea substanţelor proteice şi a gelatinei; - congelarea (frizerarea) compoziţiei are drept scop solidificarea apei din amestec şi creşterea volumului îngheţatei cu 25 - 100%. În timpul acestei operaţii are loc o batere a masei de îngheţată cu înglobare de aer, apa solidificându-se în aceste condiţii sub forma unor cristale foarte fine sub 4 µ. - călirea are loc la temperaturi -30 - 50°C; ea contribuie la îmbunătăţirea consistenţei îngheţatei; - amblarea se face în hârtie specială, pahare din material plastic sau vafele.
2.6.3.Controlul calitativ al îngheţatei Îngheţată se controlează organoleptic (culoare, gust, aromă), fizico-chimic şi bacteriologic, trebuind să corespundă normelor în vigoare. La îngheţată trebuie acordată o atenţie deosebită consistenţei omogene, lipsei cristalelor mari de gheaţă, punctului de înmuiere, respectării reţetei.
Fig .2.11.Congelator pentru îngheţată (schema de principiu): 1 - intrarea amestecului de îngheţatei; 2 - cilindrul de detentă; 3 - cilindrul decogelare şi îngheţatei aerului; 4 - rotorul; 5 - manometru de aer; 6 - compresor de aer; 7 - ieşirea îngheţatei. 2.6.2.Sortimente de îngheţată Sortimentele de îngheţată se deosebesc prin compoziţie, arome, mod de preparare. Grupele mai importante de sortimente de îngheţată sunt următoarele: - Îngheţată de fructe şi cu sirop de fructe. În compoziţia ei intră ca elemente caracteristice sucurile şi siropurile de fructe. - Îngheţată de lapte, cu componentul principal laptele, aromatizat cu vanilie, cacao, zahăr caramelizat, cafea etc. - Îngheţată de frişcă, conţine mai multă grăsime, în componenţa ei intrând ca element caracteristic frişca. - Casata. Este o îngheţată cu conţinut ridicat de frişcă şi cu stratificarea diferitelor sortimente ce intră în compoziţia ei. - Parfeul. Are conţinut mare de grăsime (frişcă) şi o compoziţie omogenă. -Îngheţata glazurată. Se prezintă sub forma unor brichete de îngheţată acoperite cu un strat de ciocolată.
2.7.VALORIFICAREA SUBPRODUSELOR DIN INDUSTRIA LAPTELUI Principalele produse ale industriei laptelui, în afara laptelui de consum, sunt brânzeturile şi untul. O dată cu fabricarea acestora, se obţin trei produse, a căror importanţă se dovedeşte tot mai mult a fi apropiată de a brânzeturilor şi untului: laptele smântânit şi zara, ce rezultă la fabricarea untului şi zerul la fabricarea brânzeturilor. Ele sunt denumite subproduse ale industriei laptelui, deşi, o dată cu cunoaşterea mai aprofundată, se evidenţiază tot mai mult valoarea lor economică şi multiplele utilizări ce li se pot da în alimentaţia omului şi a animalelor precum şi pentru diferite scopuri industriale. În afara acestora, se menţionează şi subprodusele obţinute la opărirea caşului în vederea fabricării caşcavalului şi anume untul de caşcaval şi proteinele trecute în apa de opărire. Compoziţia chimică medie a subproduselor laptelui: Componentul Lapte Zara Zerul % smantanit Substanţa 30 68-90 51-70 uscată Proteine 35 3O-37 7-8 Lactoză
47
30-35
35-45
Grăsime Acid lactic Substanţe minerale
1 7
30-35 7-8
35-45 2-8 6-7
2.7.1.Produse din lapte smântânit. Laptele smântânit conţine toate componentele laptelui în afară de grăsime. El este folosit în alimentaţia omului ca atare sau aromatizat cu cacao, cafea, sucuri şi esenţe de fructe. Prin deshidratare completă, ca lapte smântânit praf, este folosit în industria panificaţiei, ca furaj, la fabricarea unor produse lactate dietetice în scopul măririi conţinutului în substanţă uscată negrasă (ex. brânza dietetică de vacă, brânza "Delicia"). Utilizarea laptelui smântânit în scopuri industriale are ca produs principal cazeina, folosită la fabricarea galalitului, a cleiurilor reci necesare în industria lemnului, hârtiei, pielăriei, fibrelor textile artificiale etc. 2.7.2.Produse din zară. Zara obţinută la fabricarea untului din smântâna dulce constituie o băutură de mare valoare nutritivă în special datorită conţinutului ridicat de fosfatide şi lecitină. 2.7.3.Produse din zer. Zerul a fost considerat multă vreme ca deşeu fiind utilizat ca furaj în alimentaţia porcilor. În prezent constituie materia primă pentru obţinerea lactozei, acidului lactic a unor pigmenţi (lactoflavina), a lactoalbuminei şi ca mediu de cultură pentru obţinerea drojdiei furajere. Zerul uscat este folosit la fabricarea unor sortimente de pâine sau ca furaj pentru păsări şi animale domestice.
3.TEHNOLOGIA MORĂRITULUI 3.l.Compoziţia chimică a cerealelor Cerealele au fost folosite de om pentru hrană din cele mai vechi timpuri. Componentele chimice ale principalelor cereale: Cereale
Amidon
Proteine
Celuloză
Grâu Secară Porumb
61 57 70
11,5 10,8 11,8
2,5 3,5 1,5
Substanţe minerale 1,8-2 2-2,5 1,1- 1,4
Conţinut apă 13-14 14-15 15-20
3.2.Indici de apreciere a însuşirilor cerealelor pentru prelucrarea lor în industria morăritului Utilajele şi instalaţiile folosite în industria morăritului sunt impuse de structura şi însuşirile fizico-mecanice ale cerealelor folosite ca materie primă în acest sector industrial. Prelucrarea cerealelor se face, avându-se în vedere caracteristicile fizice principale ale fiecărei seminţe, din care cele cu caracter general sunt: Dimensiunile boabelor care variază de la cultura la cultură şi chiar în interiorul aceleiaşi culturi. Acest indice prezintă important în primul rând pentru eliminarea corpurilor străine. Însuşiri aerodinamice, caracterizate prin "viteza de plutire" la care boabele de cereale şi corpurile străine se menţin în stare de suspensie, diferită pentru fiecare sămânţă în parte, constituie de asemenea principiul de construcţie al unor instalaţii şi utilaje din diferite faze de prelucrare a cerealelor. Conţinutul în corpuri străine influenţează în mod considerabil procesul tehnologic de prelucrare a cerealelor. Din cultură şi din manipulările ulterioare, toate cerealele au în componenţa lor diferite corpuri străine. Dacă aceste corpuri străine ajung, prin prelucrare, în produsul finit, pot imprima acestuia, în funcţie de natura lor, mirosuri neplăcute, gust alterat sau îi pot înrăutăţi culoarea ori aspectul general. '
Separarea corpurilor străine din masa de cereale se face prin folosirea diferenţei dintre anumite însuşiri ale acestora şi ale cerealelor ce se prelucrează cum ar fi mărimea, forma, însuşirile aerodinamice, masa specifică. Umditatea (conţinutul de apă al masei de cereale) joacă un rol important atât asupra procesului de conservare în depozite, cât şi în procesul de prelucrare. În timpul păstrării îndelungate în depozite, umiditatea mai mare de 14 % favorizează degradarea cerealelor. Umiditatea acţionează de asemenea asupra însuşirilor fizice cum ar fi rezistenţa la sfărâmare şi plasticitatea învelişului. Boabele cu umiditate mică se mărunţesc intens, împreună cu invelişul în procesul de măciniş, înrăutăţind calitatea generală a făinurilor. Umiditatea prea mare îngreunează procesul de măcinare (necesită un consum mare de energie) şi înrăutăţeşte procesul de cernere, reducând randamentul în făină. Masa hectolitrică la grâu şi secară este un indiciu orientativ asupra calilăţii acestora; reprezintă raportul dintre masa de cereale şi volumul ocupat de acestea în kg/1. În condiţii ideale de determinare, cu cât masa unui litru de grâu este mai mare cu atât boabele trebuie să fie mai consistente şi să aibă un conţinut mai mare de endosperm, deci şi un randament de făină mai bun. Sticlozitatea (la grâu şi în special la porumb) este dată de aspectul cornos, lucios al bobului, văzut în interior după secţionare cu un obiect tăios. Sticlozitatea mare a boabelor indică o consistenţă mai mare a acestora în comparaţie ce cele cu aspect făinos-mat. Acest indice caracterizează nu numai însuşirile de măciniş ale cerealelor, ci în mare masură şi prezenţa unui procent mare de proteine. Glutenul la grâu. Dacă se ia o bucată de aluat din făina de grâu şi se spală ţinând mâna sub un curent subţire de apă, treptat se elimină amidonul şi particulele de tărâţe, iar în mâna rămane o masă compactă, elastică, numita gluten. Această masă, este formată din proteine puternic hidratate care mai conţin şi unele cantităţi de amidon, celuloză, grăsimi şi substanţe minerale. Din punct de vedere chimic, glutenul conţine mai
multe grupe de substanţe proteice, între care predomină gliadina 43% şi glutenina 39%. Glutenul determină însuşirile de panificaţie ale grâului prin însuşirile sale fizice: elasticitate, extensibilitate şi rezistenţa la întindere. Prin aceste însuşiri glutenul are capacitatea de a reţine gazele ce se formează în timpul fermentării aluatului, care prin spaţiile create asigură formarea porozităţii acestuia şi în final, coacerea uniformă a întregii mase de aluat pentru a se obţine pâinea. 3.3.Scheme tehnologice de prelucrare a cerealelor Procesul de prelucrare a cerealelor cuprinde o serie de operaţii care variază în funcţie de felul cerealelor. Astfel schema tehnologică cea mai complexă o prezintă prelucrarea grâului şi cea mai simplă, prelucrarea porumbului. Trebuie menţionat ca descojirea şi condiţionarea se aplică numai la grâu, deoarece secara prezintă o afinitate mare faţă de apă, ceea ce ar face-o necorespunzătoare pentru măciniş, întrucât bobul pierzându-şi friabilitatea nu s-ar mai putea sfărâma. Prelucrarea porumbului se poate face cu sau fără degerminare. În primul caz intervine în plus operaţia de degerminare, constând în sfărâmarea boabelor şi separarea germenilor de părţile amidonoase.
Schema tehnologică de prelucrare a grâului
Schema tehnologică generală de prelucrare a porumbului
3.3.1.Recepţia, precurăţirea, transportul intern al cerealelor
depozitatea
şi
3.3.1.1.1Recepţia cantitativă şi calitativă Recepţia cantitativă. Materia primă sosită la întreprinderi este în primul rând controlată cantitativ. Aprovizionarea se face fie pe cale ferată cu vagoane de transport închise a căror capacitate variază de la 15 tone până la 70 tone, fie cu autocamioane de diverse capacităţi. Pentru verificarea cantităţii expediate, prima operaţie este cântărirea vagoanelor sau autocamioanelor. În acest scop, sunt prevăzute cântare speciale pentru vagoane denumite cântare post-bascul C.F. sau pod-
bascul pentru autocamioane. Capacitatea de cântărire a acestor cântare este de 50 - 100 t pentru vagoane şi 10 - 20 t pentru autovehicule. În cazul când la cântărirea vagoanelor C.F. diferenţa de greutate între cantitatea facturată şi cea efectiv recepţionată este mai mică decât 1% plata se face pe întreaga cantitate facturată. În caz contrar, fabrică poate să ceară recântărirea de către C.F. cu delegat neutru, urmând ca decontarea contravalorii să se facă pe baza cantităţii de cereale stabilite pe bascula C.F. Suplimentar, în interiorul depozitului, se foloseşte un tip de cântar, care cântareşte cerealele în flux, pe şarje de câte 10 20 - 50 - 100 - 700 kg cu câte 1 - 3 cântăriri pe minut, prevăzute cu un înregistrator automat al tuturor cântăririlor. Acest tip de cântar se numeşte cântar automat de obicei tip "Chronos", folosit la recepţia cantitativă a materiei prime, mai ales când fabrica nu dispune de un cântar pod-bascul. Recepţia calitativă, are ca scop asigurarea aprovizionării întreprinderilor cu produse corespunzătoare normativelor în vigoare. Recepţia calitativă cuprinde 2 operaţii şi anume: luarea probelor şi controlul cerealelor cu ajutorul analizelor de laborator. Luarea probelor sau prelevarea se face astfel: - din saci, cu ajutorul unei sonde de saci care se introduce prin peretele textil al sacului, se iau monstre din 10% din numărul sacilor; - din vagoanele C.F. şi din alte vehicule, în care seminţele sosesc la vrac, monstrele se iau cu sonda conică (la vagoane de 10 -15 t) sau cu sonda etajată la vagoane mari. Cu ajutorul acestor sonde se scot probe din trei straturi (suprafaţă, mijloc şi fund) pe ambele diagonale ale vehicolului, din 8 - 10 locuri. Probele scoase se amestecă bine şi se reduc prin metoda sferturilor la circa 2 kg. Această probă medie se împarte în 2 părţi, din care una se păstrează în laborator pentru eventuale reclamaţii, iar cealaltă serveşte pentru efectuarea analizelor. Păstrarea probelor se face în ambalaje care să nu permită schimbarea caracteristicilor probelor, ca borcane cu dop
rodat, cutii de tablă închise bine, pungi de mase plastice legate la gură. În probele supuse analizei se determină: proprietăţile organoleptice, conţinutul în corpuri străine, umiditatea, masa hectolitrică, sticlozitatea şi glutenul (numai la grâu). Loturile de cereale care nu corespund standardelor de stat se refuză la recepţie. 3.3.1.2.Precurăţirea cerealelor Această operaţie se face înainte ca cerealele să fie depozitate, având drept scop îndepărtarea corpurilor străine grosiere (pietre, bulgări de pământ, hârtii) care ar putea fie să deterioreze instalaţiile mecanice de transport spre depozit, fie să înfunde aceste instalaţii şi să perturbe fluxul de depozitare. De asemenea, ajunse în depozite împreună cu cerealele, ele ar putea înfunda gurile de evacuare ale acestora, în momentul dirijării lor spre operaţiile ulterioare de prelucrare. Odată cu eliminarea acestui gen de corpuri străine se urmăreşte şi separarea în bună măsură a corpurilor străine uşoare (pleve, tocături de paie) şi a prafului mineral care în timpul manipulării duce la impurificarea spaţiilor de lucru. Pentru precurăţirea cerealelor înainte de depozitare se prevede o instalaţie specială cu o capacitate de lucru egală cu capacitatea instalaţiei de descărcare şi transport a cerealelor în depozit. Această instalaţie se compune dintr-un separator-aspirator, un ventilator, mijloace de transport şi tuburi de legatură, atât pentru cereale, cât şi pentru aerul aspirat. Separatorul-aspirator este un utilaj care asigură, pe de o parte separarea corpurilor străine după mărime (prin cernere pe site) iar pe de altă parte, separarea corpurilor străine uşoare, prin aspiraţie în curenţi de aer (separare după diferenţa de masă specifică). Instalaţia de aspiraţie este compusă dintr-un ventilator care aspiră aerul din separatorul aspirator, tubulatură de aspiraţie şi un utilaj (ciclon sau filtru) în care se separă corpurile străine uşoare antrenate de aer, pentru ca acesta să fie redat în atmosfera în stare purificată.
Ventilatorul folosit pentru aspiraţie are ca parametri principali presiunea şi debitul de aer care variază între 100 şi 300 mm H2O şi respectiv 5000 ÷ 20000 m3/h. Ventilatoarele sunt acţionate fie cu ajutorul unui motor electric propriu, fie prin legătura la un ax de transmisie central. Tubulatura de legatură dintre ventilator şi celelalte utilaje se confecţionează din tablă. Secţiunea ei este cilindrică, având mărimea diametrului în funcţie de debitele şi vitezele necesare. Pentru separarea corpurilor străine din aerul aspirat de la separatorul-aspirator se folosesc cicloanele sau filtrele de aer. Ciclonul este o construcţie metalică, compusă dintr-un cilindru cu conductă de intrare a aerului cu impurităţi, con şi tubul central de evacuare aer curat. La gura de evacuare a conului este montată o ecluză care permite evacuarea prafului în timpul funcţonării instalaţiei. Filtrele de aer din punct de vedere funcţional sunt de două feluri: filtru de aspiraţie şi filtru de presiune. Filtrul de aspiraţie se montează între maşină ce trebuie aspirată (separatorul-aspirator) şi ventilator. Filtrul de presiune se montează după ventilator, acesta aspirând aerul din separatorulaspirator şi îl refulează în filtru. În faza de precurăţire a cerealelor se foloseşte frecvent numai filtrul de aspiraţie celălalt tip fiind folosit frecvent pentru secţia de măcinare. 3.3.1.3. Depozitarea cerealelor După precurăţire, cerealele sunt cântărite din nou, printrun cântar automat, apoi sunt ridicate, cu ajutorul unui mijloc mecanic de transport intern, la partea superioară a depozitului şi dirijate printr-un transportor orizontal în compartimentele acestuia. Depozitele de cereale de pe lângă mori sunt impuse pentru a asigura următoarele condiţii: - crearea unor stocuri tampon de cereale care să asigure funcţionarea continuă a morii, chiar dacă apar surprize în aprovizionarea ritmică, provocate de diferite împrejurări (întărzieri de livrări, deranjamente pe căile de transport, întemperii, calamităţi etc.)
- formarea de partizi omogene de materie primă în vederea asigurării unui regim tehnologic constant de prelucrare pentru a se obţine produse finite, permanent bune şi uniforme; După recepţionarea cerealelor sosite la moară, după stabilirea indicilor de calitate şi după precurăţire acestea se depozitează, pe cât posibil separat, în funcţie de principalii indici calitativi, în vederea formării unor partizi cât mai omogene de măciniş. Acest proces de depozitare separată se numeşte lotizarea cerealelor (depozitarea pe loturi de calitate). Dintre indicii calitativi, cei mai importanţi sunt conţinutul de corpuri străine şi umiditatea. În vederea pregătirii unor partizi cu un conţinut de corpuri străine şi umiditate uniformă se procedează la determinarea prin calcul a cantităţilor de cereale ce trebuie amestecate din fiecare lot, pentru a obţine o partidă cu o medie ponderată optimă de corpuri străine şi umiditate. În acest scop se foloseşte formula: Mp =
=
[%]
în care:; Mp - este media ponderată a umidităţii în %; qi...qn - cantitatea respectivă de cereale, în tone; c1 … cn - corpurile străine sau umiditatea loturilor de cereale din care se constituie partida, în %. Spaţiile de depozitare existente pe lângă mori sunt reprezentate în majoritatea cazurilor de silozuri, special construite cu mai multe compartimente celulare, extinse mult pe înălţime până la 20 - 25 m. Silozurile permit introducerea pe scară largă a mecanizării pentru primirea cerealelor, a încărcării, distribuirii şi evacuării acestora. Capacitatea totală a silozului de moară se asigură din construcţie, pentru a înmagazina de obicei materia primă necesară unei producţii de 10 - 30 zile măciniş. 3.3.1.4.Instalaţii pentru transportul intern al cerealelor (în depozite şi mori) Deplasarea cerealelor de la un punct la altul în silozi şi de asemenea, în moară pentru a se asigura legătura mecanizată
pe fluxul tehnologic se face cu ajutorul a trei tipuri de transportoare: - transportoare mecanice pe orizontală; - transportoare mecanic pe verticală; - transportul pneumatic; Transportoare mecanice pe orizontală Din grupa transportoarelor mecanice pe orizontală cele mai utilizate sunt: transportorul elicoidal şi transportorul cu raclete (tip Redler). Transportorul elicoidal sau transportorul melc. La acest transporter, organul de transport este format dintr-un jgheab, prin care produsul se deplasează de la un capăt la celalalt, prin alunecare, fiind împins de suprafaţa de lucru elicoidală, a unui şurub melc ce se roteşte în interiorul jgheabului. Materialul rămâne tot timpul la fundul jgheabului, din cauza greutăţii sale, fără să fie antrenat în mişcare de rotate cu melcul, având numai o deplasare de-a lungul jgheabului. Productivitatea (Q) a transportorului elicoidal este dată de formula: Q=
[t/h]
în care : D = diametrul melcului [m] D = diametrul axului melcului [m] S = pasul (distanţa dintre spire) [m] n = turaţia [rot/min] p = masa specifică a cerealelor [t/m3] k = coeficient de încărcare (0, 35 ÷ 0, 40) Transportorul cu raclete (Redler) este format dintr-un lanţ fără sfârşit, care se deplasează continuu dus-întors cu o viteză mică între două roţi fixate la extremităţile drumului de parcurs din care una este roatată de antrenare, iar cea de-a doua roată de ghidare, care cuprinde şi mecanismul de întindere al lanţului. Lanţul este construit din articulaţii pe care se fixează raclete de diferite forme. Transportul materialului se bazează pe faptul că stratul inferior de material, antrenat de lanţul cu raclete înaintează într-un flux continuu cu aceeaşi viteză ca şi lanţul, iar
straturile superioare, cu o viteză mai mică. Avantajul mare al acestui transporter este că poate fi construit pe lungimi mari, până la 100 m şi pentru capacităţi de transport de câteva ori mai mari decât ale tranportorului elicoidal. Capacitatea de transport este dată de relaţia: Q = 3600l · h · v ·p · k [t/h] în care: 1 - lăţimea jgheabului, în m; h - înălţimea stratului de material, în m; p- masa volumetrică a materialului, în t/rn ; v- viteza lanţului cu raclete, în m/s; k- coeficient de corecţie, egal cu 0,75-0,80. Transportoare mecanice pe verticală Din grupa transportoarelor mecanice pe verticală, cel mai utilizat este elevatorul. Elevatorul se compune dintr-un organ flexibil, chinga care se deplasează în circuit închis între 2 tambure, fixate la distanţe ce pot ajunge până la 20 - 30 m. Chinga, confecţionată din material textil, textil-cauciucat, sau material plastic, are montate pe ea o serie de cupe metalice. Cerealele sunt preluate de aceste cupe de la punctul inferior al elevatorului şi sunt urcate la partea superioară a acestuia, unde cupele prin rotirea chingii, descarcă materialul. În traseul chingii este închis într-un tub de secţiune rectangulară din lemn sau metal. Deplasarea ei este asigurată prin cele două tambure unul montat la partea inferioară, iar celalalt la partea superioară. Acesta din urmă realizează antrenarea primind acţionarea de la un electromotor cu reductor. Alimentarea cu cereale se face la partea inferioară prin gura de alimentare, care împreună cu tamburul inferior şi cu mecanismul de întindere formează piciorul elevatorului. Datorită forţei centrifuge, produsul se evacuează pe la partea superioară prin gura de evacuare, care, împreună cu tamburul superior, formează capul elevatorului. Capacitatea de transport a elevatorului este dată de relaţia: Q = 3,6 [t/h],
în care: i - volumul unei cupe, în 1; a - pasul cupelor, în m, (distanţa dintre cupe); v - viteza chingii, în m/s; p - masa specified a produsului, în t/m3 ; ψ - coeficientul de umplere a cupelor = 0,85 Transportul pneumatic este format din: sursa de aer, ca agent de transport, asigurat de un ventilator; alimentarea cerealelor prin intermediul unei ecluze; tubulatură de transport a amestecului aer - cereale a cărei diametru este calculat în funcţie de distanţa de transport, pierderile de presiune şi debitul de material ce trebuie transportat; un ciclon care separă agentul de transport (aerul) de materialul transportat (cereale) prin intermediul ecluzei de la baza ciclonului; agentul de transport (aerul) este trimis în atmosferă purificat după trecerea lui printrun filtru. 3.3.2.Pregătirea cerealelor pentru măciniş 3.3.2. 1.Generalităţi Faza teluiologică de pregătirea cerealelor pentru măciniş este mai mult sau mai puţin cornplexă, în funcţie de structura corpurilor străine, cât şi de diversitatea acestora, precum şi de diferitele procese de condiţionare, în vederea obţinerii unor rezultate optime în faza de transformare în produs finit. Astfel grişul şi secara, care prezintă cea mai variată gamă de impurităţi cu care vin chiar din lan, cum sunt: prafurile minerale puternic aderente de bob, diferite seminţe de plante cu care cresc în lan sau impurităţi de provenienţă ulterioară recoltatului, ajunse în masa de cereale în timpul manipulării, transportului şi depozitărilor, prezintă desigur şi un proces mai complex de eliminare a acestora. Porumbul, care după recoltare se pastrează sub forma de stiuleţi este mai puţin impurificat cu corpuri străine, acestea provenind numai din timpul manipulării şi transportului sub formă de boabe va avea un proces de curăţire restrâns şi simplu.
În funcţie de particularităţile fiecărei cereale sau a impurităţilor, pentru separarea acestora, se folosesc diferite procedee, în care se aplică principii de separare după aspectele diferenţiate dintre bobul culturii de bază şi a celorlalte impurităţi: forma, mărimea, masa specifică, coeficientul de frecare, însuşirile aerodinamice, proprietăţile magnetice etc. La grâu şi la secară operaţiile de pregătire pentru măciniş sunt asemănătoare cu singura deosebire că unele faze, respectiv, cele în care se foloseşte apă, lipsesc la secară. Fazele de pregătire a acestor două cereale pentru măciniş sunt următoarele: formarea partizilor pentru măciniş, separarea corpurilor străine (curăţirea), descojirea, condiţionarea grâului. 3.3.2.2.Formarea partizilor pentru măciniş În vederea compunerii unor loturi de cereale pentru măciniş, cât mai omogene calitativ prima operaţie în faza de pregătire, este formarea partizilor de măciniş. În acest scop, cunoscându-se calitatea diferitelor loturi de cereale din depozit, se face mai întâi un calcul în care se stabileşte ce cantitate se ia din fiecare lot de anumită calitate, în aşa fel încât să se obţină prin amestec un lot mai mare (pentru 10-15 zile de măciniş) de calitate medie şi uniformă. Operaţia de omogenizare a loturilor se face mecanizat astfel: fiecare celulă din siloz are plasat la gura de evacuare un aparat dozator care permite să se regleze debitul curgerii cerealelor din celule. Procentele de amestec din fiecare celulă se fixează pe aceste dozatoare care debitează cerealele într-un transportor orizontal comun, obţinându-se astfel la capătul de evacuare al transportorului un flux de cereale omogen care se introduce la prelucrare. 3.3.2.3.Separarea corpurilor străine (curăţirea) Operaţia de separare a corpurilor străine este impusă de însuşirile fizice şi morfologice ale acestora, ce le deosebesc de însuşirile bobului de cereale. Separarea corpurilor străine după diferenţa de mărime (lăţime şi grosime) şi masa specifică se face prin cernere şi trecerea prin curenţi de aer, în mod asemănător ca
şi la faza de precurăţire a cerealelor înainte de depozitare (şi care a fost deja descrisă). Diferenţa constă numai în capacitateă de lucru mai redusă a separatorului-aspirator în scopul obţinerii unei eficienţe de separare mai mare. De asemenea, orificiile sitelor folosite sunt de dimensiuni ceva mai mici, decât cele folosite la precurăţire. Separarea corpurilor străine uşoare (plevuri, praf mineral) se aplică ca o fază suplimentară, deoarece îndeosebi prafurile minerale, dacă ajung până la faza de măcinare, nu se mai pot separa prin nici un procedeu şi influenţează negativ calitatea produselor finite. În acest scop se foloseşte un utilaj denumit pneumoseparator. Separarea corpurilor străine care au forma deosebită faţă de bobul de cereale (mai scurte sau mai lungi). În acest caz este vorba de separarea neghinei, măzărichei (mai scurte) şi ovăzului (mai lungi). Operaţia se face cu ajutorul triorului. În mori se foloseşte triorul cilindric şi triorul cu discuri. Triorul spiral este folosit pentru recuperarea boabelor valoroase din cultura de bază (grâul) care datorită formei scurte, sau spărturile, sunt separate din masa de cereale o dată cu corpurile străine, la trioarele cilindrice sau la cele cu discuri. Triorul spiral face separarea, folosind diferenţa de masă specifică şi de formă a diferitelor boabe ce se găsesc în amestec. El are forma unei spirale din tablă desfaşurată pe verticală şi are o înălţime de 2 m. Amestecul de corpuri străine cu boabe de grâu se debitează pe la partea superioară. Acestea în cădere liberă, sub influenţa forţei centrifuge, vor parcurge drumul de la partea superioară spre partea inferioară pe trasee diferite. Boabele mai rotunde şi mai grele (măzărichea şi apoi neghina) se vor rostogoli mai repede şi vor avea o tendinţă de depărtare continuă faţă de axul vertical al triorului. În acest fel, spre capătul final de parcurgere a traseului spiral, boabele se vor separa în funcţie de forma şi masa lor specifică: cele rotunde şi cele grele spre periferie, cele de formă neregulată şi mai uşore spre centru, pentru fiecare fracţiune existând canale speciale de evacuare. Separarea corpurilor străine metalice (feroase)
În masa de cereale ajung, din manipulări şi transporturi, corpuri mici metalice care au dimensiuni mai aprppiate de cele ale bobului (de grâu) şi nu au putut fi separate în fazele anterioare. În acest scop se folosesc magneţi ficşi sau cu bandă. Separarea corpurilor străine aderente pe bob se face prin spălare cu apă şi se aplică numai la grâu. Operaţia urmăreşte îndepărtarea prafului mineral fixat în bărbiţa şi şănţuleţul bobului cât şi a celui cimentat pe suprafaţa sa şi nu a putut fi separat în operaţiile anterioare în curenţi de aer. De asemenea, prin spălare, se îndepărtează şi praful de mălură lipit de lob la loturile de grâu mălurate, cât şi pietricelele care au aceeaş mărine şi formă ca bobul de grâu. Maşina de spălat grâu este formată din două părţi: bazinul de spălare şi de separare a părţilor mai grele şi mai uşoare decât bobul de grâu şi o centrifugă de zvântare a grâului după spălare. 3.3.2.4.Descojirea cerealelor Operaţia de descojire se aplică la grâu şi la secară, urmărind îndepărtarea straturilor periferice de înveliş, cât şi a bărbiţei bobului în scopul reducerii conţinutului celulozic nefolositor în produsul finit, şi de asemenea, a impurităţilor care au mai rămas încă putemic aderente pe suprafaţa bobului. Ea se face în trei trepte: una înainte de spălare şi două după spălarea grâului. Pentru secară se face în două trepte succesive fără spălare. Prima treaptă urmăreşte sfărâmarea bulgărilor mici de pământ, eliminarea grosieră a prafului de mălură aderenţa bobului, dislocarea prafului cimentat pe suprafaţa bobului şi sfărâmarea boabelor de mălură. Totodată are loc şi o primă fază de descojire a bobului. A doua etapă se face după spălarea grâului când straturile de înveliş fiind înmuiate se desprind mai uşor de bob. Ultima treaptă este o fază de finisare, cu perierea boabelor. Pentru aceste operaţii se foloseşte maşina de descojit în cele trei trepte ale operaţiei de descojire se foloseşte acelaşi tip de maşină, diferenţiate însă numai din punct de vedere al
suprafeţelor de lucru în prima treaptă, suprafaţa de lucru a maşinii este confecţionată dintr-o împletitură de sârmă de oţel cu muchii (maşina de descojit Eureka); în treapta a doua, suprafaţa activă este formată dintr-un material intens abraziv - şmirghel (maşina de descojit cu şmirghel); în treapta a treia, suprafaţa este formată din tablă netedă perforată şi în plus pe paleţii rotorului sunt montate perii speciale (maşina de periat). Capacitatea de prelucrare a descojitoarelor de diferite tipuri se poate determina cu ajutorul relaţiei: Q = K· πD·L·q [kg/h\ în care: K - este un coeficient care variază în funcţie de natura suprafeţei de lucru a cilindrului între 0,75 şi 0,90; D - diametral cilindrului, în m; L- lungimea cilindrului, în m; q- încărcătura specifică în kg/m2, h (pentru grâu = 900 1000; pentru secară 800-900); 3.3.2.5.Condiţionarea grâului Prin condiţionare se înţelege operaţia de schimbare a însuşirilor fizico - mecanice ale bobului de grâu, în scopul uşurării tehnologiei de transformare în produs finit. Condiţionarea se face cu ajutorul unui adaos de apă în masa de cereale (condiţionare cu apă). În acest caz, scopul este să se asigure o umiditate optimă pentru măciniş. Umiditatea optimă înseamnă crearea unei diferenţe de umiditate între înveliş şi endosperm. Învelişul având o umiditate mai mare devine plastic, se va mărunţi în particule mari în procesul de măcinare, iar endospermul cu o umiditate ceva mai mici se va mărunţi în particule foarte mici. Acest lucru are o importanţă deosebită în procesul de cernere, pentru a se putea separa mai uşor particulele mari de înveliş (tărâţa) de cele mici de enosperm (făina). Condiţionarea cu apă se completează uneori şi cu un tratament termic (condiţionare hidrotermică), efectuată în coloane speciale de condiţionare. Aceasta are drept scop să modifice caracteristicile unor grâne, cu gluten foarte slab sau
foarte tare, în sensul aducerii lui la însuşirile optime, care să asigure o bună putere de panificaţie a făinurilor rezultate. Condiţionarea cu apă se obţine prin umezirea uniformă a masei de grâu, urmată apoi de staţionarea ei în celule speciale, destinate acestui scop în vederea asigurării timpului necesar pentru difuzarea apei în interiorul bobului. Această staţionare se numeşte faza de odihnă şi este în funcţie de soiul de grâu şi de temperatura apei folosite pentru umectare. Condiţionarea cu apă a grâului se realizează în două etape: udarea, urmată de "odihna" în scopul umectării bobului până la interior şi stropirea sau umezirea uşoară numai a învelişului bobului imediat înaintea începerii fazei de măcinare. Pentru udarea grâului în scopul condiţionării se foloseşte aparatul automat de udat. Pentru umezirea finală, imediat înainte de măciniş, se foloseşte aparatul de umezit cu apă pulverizată. Pierderile de spălare şi cantitatea de apă necesară pentru umezirea cerealelor se pot stabili astfel: - pentru stabilirea pierderilor de spălare se ia o probă măsurată de apă murdară, care se evacuează din maşină. Din aceasta proba se elimină apa prin evaporare. Pierderile de spălare se calculează apoi cu formula : Ps = în care: Cr - cantitatea de reziduri rămase după evaporarea apei [g]; W - umiditatea cerealelor înainte de spălare [%]. - debitul (cantitatea) de apă necesară pentru umezirea cerealelor se calculează după formula: W=Q( – 1), [kg/h ] în care: Q - debitul (cantitatea) de cereale supusă umezirii, în kg/h; a- umiditatea iniţială a cerealelor, în %; b- umiditatea necesară a cerealelor după trecerea prin aparatul de umezire, în %.
La cantitatea de apă calculată se mai adaugă până la 0,5% pentru pierderile de umiditate în timpul transportului până la valţuri. Pentru condiţionarea hidrotermică se foloseşte coloana de condiţionare. Coloana se compune din trei zone de tratament ale grâului: zona de preîncălzire, zona de încălzire şi zona de răcire. Încălzirea zonelor de lucru se face cu radiatoare, cu apă caldă. Temperatura în masa de grâu necesară este de 40 -50°C, în funcţie de calitatea glutenului grâului, în care scop, apa ce încălzeşte radiatoarele trebuie să aibă t° = 70 - 85°C. În încheierea fazei de pregătire a cerealelor (grâu, secară) pentru măciniş, mai apare o operaţie care are drept scop să elimine ultimele particule de înveliş care s-au detaşat de pe bob, ca urmare a frecării prin mijloacele de transport. Operaţia este efectuată cu ajutorul unor curenţi de aer dirijaţi, într-un aparat, denumit separatorul-cascadă. Diagrama de pregătire a grâului pentru măciniş Toate utilajele prezentate, care sunt folosite în faza de pregătire a grâului pentru măciniş, sunt amplasate într-o anumită ordine în moară. Ordinea amplasării lor este impusă de succesiunea operaţiilor de pregătire pentru măciniş, care este aproximativ apropiată de ordinea prezentării lor până aici. Planul de ordonare a utilajelor în succesiunea operaţiilor ce trebuie să le efectueze poartă denumirea de schemă sau diagramă tehnologică pentru curăţirea cerealelor. Indicarea utilajelor şi aparatelor în diagramă se face prin desene simbolice, care amintesc într-o forma stilizată, forma sau caracteristicile utilajului respectiv. Circulaţia cerealelor de la un utilaj la altul se indică prin linii drepte (orizontale sau verticale), care se termină cu o săgeată în locul de intrare. 3.3.2.6.Pregătirea porumbului pentru măciniş Separarea corpurilor străine Procesul de pregătire a porumbului pentru măciniş este mai simplu decât al grâului şi secarei. O primă operaţie aplicată la porumb este separarea corpurilor străine din masa de boabe, care se aseamănă cu prima fază descrisă pentru grâu şi secară,
folosindu-se acelaşi utilaj, separatorul-aspirator. În acest caz se diferenţiază numai dimensiunile ochiurilor de la site, acestea fiind mai mari datorită dimensiunilor mai mari ale bobului de porumb. Degerminarea În prelucrarea porumbului, o atenţie foarte mare se acordă germenului, care fiind voluminos (8 - 10 % din mărimea bobului) are şi un conţinut mai mare de ulei. În vederea valorificării superioare a porumbului, prin obţinerea de ulei comestibil, cât şi pentru mărirea posibilităţilor de conservare a produsului finit (mălaiul), se pune accent deosebit pe separarea germenilor de porumb, înainte ca acesta să fie transformat în produs finit. Separarea germenilor este operaţia care se efectuează în două faze: în prima fază, folosindu-se o maşină denumită degerminator, se sparge bobul de porumb în câteva părţi mari, spargere care determină desprinderea embrionului de restul părţilor de endosperm. A doua fază a procesului de degerminare este separarea embrionului din amestecul de particule format. Această separare se face folosindu-se deosebirile dintre embrion şi particulele de endosperm, din punct de vedere al masei specifice şi al însuşirilor aerodinamice. Pentru separare se foloseşte masa sortătoare densimetrică. Produsele de prelucrat sunt separate folosindu-se diferenţa de masă specifică şi care sunt în acelaşi timp menţinute în suspensie pe suprafaţa de lucru prin intermediul unui curent de aer ascendent ce trece prin orificiile acesteia. Suprafaţa de lucru de formă trapezoidală, înclinată de la intrare spre evacuare este confecţionată din împletitura de sârmă de oţel şi are o mişcare altemativă rectilinie rapidă, precum şi o mişcare vibratorie prin intermediul sistemului de acţionare cu excentric. Aerul este introdus pe sub suprafaţa de lucru cu ajutorul unui ventilator. Germenii fiind mai uşori decât spărtura de bob se dirijează spre partea din dreapta, iar spărtura de porumb curată, spre partea stânga; la mijloc se captează germenii care mai au încă părţi de bob pe ei.
3.3.3.Măcinarea cerealelor 3.3.3.1.Fazele procesului de măcinare la grâu şi secară Măcinarea urmăreşte şi distrugerea integrităţii fiecărui bob de cereale, pentru a se separa apoi particulele de endosperm, pe cât posibil perfect curăţite de particulele de înveliş, după care acestea să fie transformate prin zdrobire în particule de făină. Complexitatea acestei operaţii create prin faptul că separarea particulelor de înveliş nu trebuie făcută cu pierderi de părţi de endosperm care să rămână ataşate de acestea. Operaţia de măcinare impune, pe de o parte, o cât mai intensă purificare a părţilor de endosperm, iar pe de altă parte, o valorificare maximă a materiei prime, respectiv, dacă este posibil, o recuperare totală a conţinutului de endosperm din bob. Acest proces se sprijină pe diferenţa de structură, a celor două părţi componente a bobului (endopspermul şi învelişul); endospermul fiind friabil, se poate sfărâma uşor în timp ce învelişul datorită structurii lui fibroase, rezistă mai bine. Cu toată această diferenţă de structură existentă între înveliş şi endosperm, datorită faptului că învelişul este puternic ataşat de endosperm (concrescut) operaţia de separare a acestor două părţi de bob nu se poate realiza printr-o simplă sfărâmare. De asemenea, datorită formei bobului (alungit-ovală şi cu şănţuleţ longitudinal la grân şi secară), nu poate fi aplicat cu succes în procedeul fizic care să ducă rapid şi fără pierderi de endosperm la separarea acestor două părţi componente ale bobului. Prelucrarea grâului necesită un proces lung şi treptat de transformare în făină. Acesta se desfăşoară după o schemă de sfărâmare treptată, din ce în ce mai fină, din utilaj în utilaj, a bobului de grâu, respectiv a sfărâmărilor rezultate din el. Fiecare fază de sfărâmare este urmată imediat de o fază de sortare şi cernere. Sortarea este necesară deoarece în procesul de sfărâmare rezultă o serie foarte mare variată de spărturi de bob ca mărime. Spre exemplu, după o cernere-sfărâmare pot rezulta particule cu dimensiunea cea mai mare de o jumătate de bob, până la dimensiunea cea mai mică, egală cu particula de
făină. Din diferite motive, fiecare din aceste faze se desfaşoară pe două maşini: o maşină de sfărâmat şi o maşină de sortat particulele prin cernere. După cernere, rezultă câteva grupe de particule, care, în funcţie de mărimea lor, sunt dirijate separat pentru prelucrare, cu excepţia fracţiunii de făină care se dirijează la depozit. Prelucrările ulterioare sunt variate, în funcţie de caracteristicile particulelor rezultate. Pe acest principiu, măcinişul aplicat în industrie grupează în opt procese principale tehnologice după următoarea schemă:
1) Procesul de şrotare, unde se urmăreşte să se separe cea mai mare parte din endospermul bobului prin sfărâmarea atentă, repetată, între tăvălugi rifluiţi, a bobului şi apoi a produselor intermediare, de mărimi din ce în ce mai mici, denumite curent
şroturi şi care sunt formate din părţi de endosperm cu înveliş puternic aderent pe ele. În acest proces, endospermul este separat în proporţie mare, chiar de la primele 3 - 4 pasaje, sub forma unor granule de dimensiuni mai mari sau mai mici denumite grişuri şi dunsturi; la restul pasajelor din linia de şroturi se urmăreşte prelucrarea specială a părţilor de bob rămase după extragerea masei principale de endosperm. 2) Procesul de desfacere a grişurilor 3) Separarea germenilor de grâu 4) Curăţirea grişurilor şi dunsturilor unde se urmăreşte sortarea acestor produse intermediare după mărime şi în mod special, separarea particulelor cu înveliş aderent sau chiar particule numai de înveliş care pot fi prezente în aceste amestecuri de granule de endosperm. Această fază se realizează la maşinile de griş, completându-se cu încă două operaţii ajutătoare: 5.) Sortarea grişurilor şi dunsturilor, la pasaje speciale de sortare prin cernere (divizare în grupe după mărime) şi prelucrarea grupei de grişuri, care mai au încă părţi de înveliş, la pasaje speciale de desfacere (desfacerea învelişurilor de pe granula de endosperm). 6) Măcinarea grişurilor şi a dunsturilor 7) Prelucrarea de finisare a ultimelor produse, în cel mai mare grad de tărâţoase, ce mai conţin mici resturi de endosperm aderente pe ele. Această fază cuprinde prelucrarea produselor respective, atât la valţuri cu tăvălugi rifluiţi însă cu acţiune "blândă", pentru a nu se sfărâma particulele de înveliş, cât şi la maşinile finisoare de tărâţe cu palete sau perii. 8) Compunerea sortimentelor de făină din mai multe fluxuri pe pasaie, în funcţie de calitatea acestora, pentru a se obţine o medie care să constitue sortimentul corespunzător normativelor. Aceasta operaţie se încheie cu controlul făinurilor, înainte de a fi trimise la ambalare.
3.3.3.2.Mijloace pentru realizarea procesului de măcinare şi obţinere a făinurilor (utilaje) Valţuri. Pentru sfărâmarea cerealelor se foloseşte valţul, care este utilajul de bază, cu ajutorul căruia se face măcinarea. Principiul de lucru se bazează pe sfărâmarea produsului în spaţiul dintre tăvălugi din fontă, aşezaţi în paralel, care se rotesc cu viteze diferite în sens invers, unul faţă de celalalt. Valţul este format din două părţi identice, aşezate spate la spate, în aceeaşi carcasă, deci cu câte două perechi de tăvălugi de măcinare, însoţite de toate mecanismele aferente, de unde şi denumirea de valţ dublu. În afară de tăvălugii măcinători, valţul mai este prevăzut cu foarte multe mecanisme impuse de alimentarea şi repartizarea uniformă a produsului, de reglarea fină a distanţei dintre tăvălugi, cuplarea şi decuplarea acestora, uneori automată etc., motiv pentru care în afară de faptul că valţul este cea mai importantă maşină din moară este totodată şi cea mai complicată. Dimensiunile valţurilor sunt determinate de dimensiunile tăvălugilor. Aceştia au diametrul de 250 mm, sau 220 mm, mai rar 200 sau 300 mm. Lungimile cele mai frecvente sunt de 1000 mm, 800 mm si 600 mm. Mai rar: întâlnesc lungimi de 1250 sau 1500 mm. Suprafaţa de lucru a tăvălugilor poate fi netedă sau rifluită - supraţa rifluită este prevăzută cu o serie de şănţuleţe mici, numite rifluri, trasate în lungul tăvălugului, paralele şi la distanţe egale, care au rolul de a tăia produşi în timpul prelucrării. Aceste rifluri au o importanţă deosebită în procesul de măcinare şi sunt caracterizate prin desimea lor (număr de rifluri pe 1 cm din circumferinţa tăvălugului), înclinarea faţă de generatoarea acestuia şi profilul lor. De asemenea, un rol deosebit îl are şi poziţia riflurilor de la cei doi tăvălugi perechi, care întotdeauna sunt fie netezi, fie rifluiţi. Privit în profil, riflul are o formă puţin înclinată, vârful lui fiind tăişul riflului, iar partea înclinată exterioară, spatele riflului. Există patru variante de aşezare a celor doi tăvălugi în funcţie de poziţia riflurilor. Poziţia "tăiş pe spate", acţiunea lor
fiind de tăiere intensă. Poziţia "tăiş pe spate"; poziţia "spate pe tăiş" şi poziţia "spate pe spate", acţiunea de tăiere fiind atenuată treptat de la poziţia II până la poziţia IV. Măcinarea cerealelor se face în trepte, trecând produsul în mod repetat prin mai multe valţuri la care distanţa dintre tăvălugi se reglează din ce în ce mai mică, pe măsura micşorării particulelor rezultate treptat din măcinişul repetat. Pentru a nu se dirija tot produsul de la un valţ la altul, deoarece, în urma fiecărei treceri prin valţ, rezultă un amestec de produs cu granulaţii diferite, inclusiv făina, după fiecare trecere prin valţ, produsul este trimis la o maşină de cernut. Maşina de cernut sortează produsul în mai multe grupe, după mărimea particulelor şi separă ca produs finit făina existentă în acest amestec. Restul grupelor de produse, după mărimea şi calitatea lor, sunt dirijate la alte valţuri sau la alte tipuri de maşini tehnologice. Prin calcul se poate determina necesarul de valţuri pentru o anumită capacitate de producţie. Acest calcul se realizează prin determinarea lungimii de tăvălugi (lungimea de tăvălug se referă la perechea de tăvălugi). L=
[cm]
în care: Q - este capacitatea de producţe, în t/24h; Isp- încărcătura specifică, în kg/cm (variază între 40-60); Distribuirea lungimii de tăvălug pe faza de şrotare şi măcinare se face folosind indicaţiile din tabele specifice morăritului. Site plane. Sita plană este maşina care efectuează operaţia de cernere a produselor rezultate de la valţ. Fiecare valţ este urmat de o sită plană, împreună formând ceea ce în morărit se numeşte pasaj. Sita plană este un ansamblu de site suprapuse unele peste altele, formând o gamitură de cernere, în care fiecare sită împarte produsul în două grupe: una care trece prin ochiurile sitei, denumită "cernut", iar alta, care fiind mai mare ca granulozitate, denumită refuz este dirijată separat. Garnitura de cernere este formată la rândul ei din grupe de site cu mărimea
ochiurilor diferită, astfel că produsul sortat pe un grup de site esfe dirijat pe alt grup de site cu orificii mai mici, se face o altă sortare, şi astfel se obţin mai multe grupe de produse. Pentru a asigura efectul de cernere, sitele se află într-o permanentă mişcare plană, circulară datorită unui mecanism special. În urma cernerii cu sită plană rezultă produse intermediare denumite grişuri şi dunsturi precum şi produsul finit făina. Deosebirea dintre grişuri şi dunsturi este că mărimea granulelor de grişuri este mai mare decât cea a dunsturilor. După ieşirea din sita plană, ele conţin şi unele particule cu părţi din înveliş (tărâţe). Pentru separarea acestor particule, în scopul obţinerii unui produs interrnediar curat, rezultat numai din miezul bobului, se folosesc maşinile de griş. Asemănător ca la valţuri, prin calcul se poate determina necesarul de site plane pentru o anumnită producţie. Suprafaţa totală de site este egală cu: S=
[m2]
în care: Q - este capacitatea de producţie, în t/24h; Isp - încărcarea specifică în kg/m2 în 24 h (variază între 500 şi 600 kg/m2 suprafaţă de cernere). Ca şi în cazul valţurilor se face apoi o distribuire a suprafeţei de cernere pe linia de măcinare şi de şrotuire. Maşinile de griş. Se compun în principiu dintr-un sistem de site aşezate cap la cap, în total patru, prin care se sortează grişurile şi dunsturile în funcţie de granulozitatea lor şi dintr-un sistem de aspiraţie, care antrenează spre suprafaţa stratului de produs ce circuit peste site, particulele mai uşoare, pentru a împiedica să vină în contact cu sita şi deci să se cearnă odată cu particulele mai grele care sunt formate din părţi de endosperm. Ele se construiesc, câte două instalaţii similare cuplate într-un singur cadru, de unde şi denumirea de maşină duc la de griş. Pentru ca orificiile sitelor să nu se înfunde cu particule de produs şi astfel să se reducă efectul de cernere, sub sită se află un sistem de perii care curăţă sitele. Finisorul de produse ţărânoase. Pentru prelucrarea produselor în care predomină particulele de înveliş, care mai au
însa părţi reduse de endosperm aderent pe ele, în vederea recuperării şi a acestor părţi valoroase de endosperm, se foloseşte finisorul de tărâţe. Această maşină acţionează asupra particulelor de înveliş prin frecare, efectuând un fel de răzuire a resturilor de endosperm, fără a mărunţi tărâţa. 3.3.3.3.Fazele tehnologice ale procesului de măcinare Şrotarea. Scopul procesului de şrotare este de a sparge bobul de grâu şi apoi să se separe părţile de endosperm, rezultate sub formă de sfărâmătură mai mult sau mai puţin grosieră, denumite grişuri şi dunsturi şi să lase părţile de înveliş la dimensiuni pe cât posibil de mari. În acest proces se urmăreşte obţinerea unei cantităţi cât mai mari de grişuri şi se evită mărunţirea învelişului. Pentru aceasta, condiţia de bază a procesului de şrotare este să se evite la maximum obţinerea de produse mărunte: dunsturi fine sau făina. Procesul de şrotare se realizează prin trecerea succesivă a boabelor şi apoi a fragmentelor de boabe cu înveliş, separate la sitele plane, printre tăvălugi de valţuri, apropiaţi din ce în ce mai mult unul de altul, tăvălugii având rifluri din ce în ce mai fine, pe masură ce se apropie de sfârşitul procesului de şrotare. Fiecare fază de prelucrare, prin trecerea de la o maşină la alta, se numeşte pasaj. Un pasaj cuprinde o pereche sau mai multe de tăvălugi, care au aceleaşi caracteristici şi prelucrează acelaşi produs, combinată cu un compartiment sau mai multe compartimente din sita plană de cernere, de asemenea cu aceleaşi caracteristici. Astfel tăvălugii folosiţi pentru sfărâmarea boabelor întregi, deci prima sfărâmare, completaţi cu cernerea într-un compartiment de sită plană, echipată cu site cu ochiuri corespunzătoare mărimii granulelor, rezultate din această sfărâmare, se numeşte pasajul şrotului I. În mod asemănător, procesul de şrotare continuă cu pasajele pentru şroturile II, III, IV, V, VI şi uneori chiar VII, deosebirile constând în caracteristicile riflurilor şi ale sitelor (din ce în ce mai dese). De reţinut că aceste caracteristici la site se exprimă printr-un număr: cifre arabe pentru sitele metalice şi cifre
romane pentru sitele de mătase. Între două site cu numere diferite, cea cu numărul mai mare este mai deasă, reprezentând numărul de ochiuri pe cm2.
Fig.3.1. Schema unui pasaj de şrot - şrotul I
Fig.3.2. Schema de principiu a primelor patru pasaje de şrotare Desfacerea grişurilor. Procesul de desfacere a grişurilor are drept scop să detaşeze (desfacă) părţile de înveliş aderente pe particulele de grişuri pentru ca apoi după o sortare din punct de vedere al granulozităţii şi curăţirea la maşinile de griş să poată fi dirijate la măciniş pentru transformare în făină. Acest lucru este necesar, deoarece în procesul de şrotuire nu este posibil să se obţină numai fragmente sau grişuri fără părţi de înveliş, urmare a faptului că bobul nu are o formă perfect regulată. Pentru îndepărtarea părţilor de înveliş de pe aceste particule de grişuri mari şi mijlocii, ele sunt supuse unei prelucrări speciale la valţuri, unde sub acţiunea uşoară a suprafeţelor de lucru a tăvălugilor, particulele respective se desfac în mai multe bucăţi. Prin această desfacere, partea de înveliş fiind mai plastică, nu se sfărâmă şi va rămâne pe o porţiune mult mai restrânsă de endosperm, iar restul particulelor de miez desprinse din particula mare rămân libere de înveliş. Urmează apoi faza de separare prin cernere a particulelor care au dimensiuni de mărimea grişurilor şi dunsturilor, după care acestea sunt trimise din nou la maşina de griş pentru eliminarea completă a părţilor nevaloroase.
Fig.3.3. Schema a două pasaje pentru desfacerea grişurilor (desfăcător pentru grişuri mari (DM) şi desfăcător pentru grişuri mici (Dm)) Sortarea grişurilor şi dunsturilor.Clasificarea grişurilor şi a dunsturilor ce se face la fiecare pasaj de şrotare sau desfacere nu poate fi facută în limite prea restrânse. Din aceste motive, după separarea la aceste pasaje rezultă un amestec de particule de dimensiuni şi compoziţie foarte variate. Pentru o clasificare mai stransă după granulozitate, ele sunt supuse înainte de a fi dirijate la maşinile de curăţit grişurile, unei operaţii de sortare într-o sită plană (pasaj numai de cernere).
Curăţirea grişurilor. Oricât de perfectă ar fi fost făcută şortarea grişurilor, ele vor conţine încă un procent de particule cu părţi de înveliş fie aderente pe ele fie în stare liberă. Pentru a obţine în vederea măcinării numai grişuri şi dunsturi curat apropiate, din punct de vedere al compoziţiei miezului de bob, ele sunt trecute Ia o operaţie de " curăţire " în maşinile de griş. Deci, scopul urmărit este de a se separa unii de alţii constituienţi ai amestecului obţinut din şrotare şi (părţile de endosperm curat, particule de tărâţe şi particule de endosperm cu părţi de înveliş aderent pe el); particulele de endosperm pentru a putea fi trimise la valţurile de măcinare (măcinătoarele de la care se obţine făina, de calitate superioară, trebuie separate complet de particulele de înveliş; particulele compuse din endosperm şi înveliş sunt dirijate la desfăcătoare, de unde se recuperează apoi o parte din endosperm sau, dacă particulele sunt prea mici pentru această operaţie ele pot fi prelucrate direct pentru făina de calitate a Il-a, iar tărâţa rezultată din ele este folosită ca atare. Procesul de separare între grişurile curate şi cele cu înveliş este uşurat de faptul că în deplasarea produsului pe site în maşina de griş, de la intrare spre ieşire, are loc un fenomen de autosortare, în care particulele mai grele care conţin cea mai mare parte de endosperm, se ordonează în primul strat de contaminare cu suprafaţa sitei şi deci, trece prin ochiurile acesteia, iar cele mai uşoare, care sunt cu atât mai uşoare cu cât au mai mult înveliş aderent, se situează straturile de deasupra şi sunt evacuate separat la capătul maşinii de griş.
Fig 3.4. Schema tehnologică de principiu pentru curăţirea grişurilor a) - curăţirea grişurilor mari; b) - grişuri mijlocii; c) - grişuri mici Măcinarea grişurilor şi dunsturilor Scopul procesului de măcinare este de a transforma fracţiunile curate de produsele intermediare, obţinute la maşinile de griş şi dunsturile rezultate din procesul de şrotare, în făină. Pasajele de măcinare sunt formate, ca şi cele de şrotare, din maşina de măcinare valţul (întreg sau parţial), ca tăvălugi netezi sau rifluiţi, în funcţie de produsul pe care îl macină sau în funcţie de procesul tehnologic aplicat şi sita de cernere, formată de asemenea dintr-un compartiment sau mai multe, după cantitatea de produs pe care o au de cernut. În principiu pasajele de cernere au în ordine de sus în jos un grup de 2 sau 3 rame, care primesc produsele şi elimină fracţiunile grosiere (refuzul) şi care de obicei au un conţinut mai mare de particule de înveliş; urmează un grup de 7 sau 8 rame cu site de mătase care separă făina şi un ultim grup, compus din 2 rame, prin care se separă produsul valoros - dunstul - şi un al treilea refuz, care în funcţie
de pasajul de măcinare respectiv, este mai mult sau mai puţin valoros, în funcţie de care se şi prelucrează. Pentru a se obţine în continuare făina, atât din produsele valoroase, separate în prima fază, care însă au granulaţia mai mare decât făina (dunsturile), cât şi din cele mai puţin valoroase, deoarece mai conţin părţi de înveliş aderent, procesul de măcinare a acestor două (trei) grupe de produse continuă pe alte pasaje de măcinare. Caracteristicile acestora se deosebesc prin diferenţierea caracteristicilor suprafeţelor de lucru ale tăvălugilor şi numerotaţia sitelor. Procesul de măcinare se desfaşoară pe 8 - 10 pasaje. Toate refuzurile de la măcinatoare se macină separat la măcinatoare speciale de refuzuri. De la primele 4 grupe de măcinatoare se obţine de obicei făina de calitate superioară I, iar de la ultimele de a II-a şi chiar a-III-a (când se fac măcinişuri pentru trei tipuri de făină). Finisarea ultimelor produse intermediare După primele două faze ale procesului de măcinare (măcinarea grişurilor şi dunsturilor de calitatea I şi apoi a celor de calitatea II-a) restul de produse intermediare care au mai rămas, o parte din ele provenind şi de la şroturi sunt în cea mai mare măsură tărâţoase. În aceasta masă de produs predomină particulele de înveliş cu puţine resturi de endosperm aderente pe ele. Etapa de finisare a acestor produse are drept scop separarea la maximum a resturilor de endosperm, rămase pe particulele de înveliş. Procesul de finisare se face la valţuri cu tăvălugi rifluiţi şi se încheie cu maşinile de finisat sau periat tărâţa. Pentru cernere se folosesc, la fel ca şi la pasajele anterioare, site plane, cu excepţia unei cerneri grosiere care se face după maşinile de periat tărâţa, în care caz se folosesc sitele centrifuge. Compunerea sortimentelor de făină Făinurile obţinute de la fiecare pasaj în parte se deosebesc din punct de vedere calitativ, după culoare, conţinutul în cenuşă şi fineţe.
Culoarea se determină prin comparaţie cu un etalon, făinurile de calitatea I trebuind să fie de un alb curat şi fără urme de particule de tărăţă. Conţinutul de cenuşă poate indica, chiar dacă la vedere nu se observă, prezenţa unor urme de înveliş sau prafuri minerale, plecând de la faptul că endospermul curat are un conţinut de cenuşă de 0,35 - 0,50%. Depăşirile la făină peste 50% faţă de conţinutul în cenuşă arătat indică trecerea acesteia în grupa făinurilor de calitatea a II-a sau a III-a. Practic făina albă se recoltează de la măcinatoarele 1, 2, 3, 4 şi uneori, în completare, numai de la desfăcătorul de grişuri de categoria I şi măcinatorul 5. Colectarea se face în transportoarele ce trec pe sub sitele plane (2 sau 3) în funcţie de numărul de sortimente de făină pentru care este proiectată diagrama de măciniş, dirijându-se, prin clapete speciale, fluxurile de făină provenite de la sitele plane în funcţie de calitatea lor într-unul din transportatoarele colectoare. 3.3.3.4.Măcinarea porumbului Măcinarea porumbului, după pregătirea lui pentru măciniş este relativ simplă, în comparaţie cu cea a grâului, datorită structurii deosebite a bobului de porumb. În mod special trebuie reţinut faptul că la bobul de porumb, învelişul se desface mai uşor şi totodată desfacerea lui are loc în particule foarte mari, ceea ce uşurează separarea de părţile de endosperm, prin cernere. La capitolul referitor la pregătirea porumbului pentru măciniş s-a arătat că, din această fază, pentru măcinare rămân numai crupe de porumb separate de înveliş şi germeni. Faza de măcinare deci implică în continuare numai o prelucrare specială prin sfărâmare, cernere şi şortare de grişuri, pentru a se obţine mălai în mai multe sortimente: extra, superior şi comun. În prezent, deoarece nu toate morile sunt dotate cu instalaţii pentru degerminare, se practică şi măcinişul fără degerminare.
4.TEHNOLOGIA PANIFICAŢIEI Materiile prime folosite la fabricarea păinii sunt făina, apa, drojdia şi sarea. Materiile auxiliare se folosesc în scopul îmbunătăţirii valorii nutritive, a calităţilor gustative sau aspectului produsului, la specialităţi de panificaţie şi produse de patiserie. Ca materii auxiliare se folosesc grăsimile, zahărul, ouăle, laptele, macul, stafidele, susanul etc. 4.1.Făina Fig.3.5. Schema tehnologică pentru măcinarea porumbului fără degerminare
4.1.1.Compoziţia chimică a făinii de grâu (100 g făina conţine: Den umi re făin ă Făin ă albă Făin ă Semi albă Făin ă neag ră
Substa nţe mineral e (g)
Amidon (g)
Substanţe proteice
0,380,50
82,5-8,7
10,710,55
10,710,55
0,6-1,20
77,3-70,8
10,5210,45
1,301,90
70,1066,25
10,4410,34
Total (g)
Celulo za (g)
Digestibi le (g)
Vitamine U.I. B1
B2
0,120,149
70,096,0
80 ,0
10,5210,45
0,190,97
133,054,0
10,4410,34
1,141,87
217,0475,0
81 ,015 4, 0 17 2, 035 0, 0
4.1.2.Însuşirile fizico-chimice ale făinii Proprietăţile fizico-chimice ale făinii sunt: culoarea, mirosul, gustul, fineţea, umiditatea, aciditatea;
- Culoarea făinii de grâu trebuie să fie albă, cu o uşoară nuanţă gălbuie. Este necesar să se determine culoarea făinii pentru că de ea depinde culoarea miezului de pâine. S-a observat că uneori dintr-o făina albă se obţine o pâine de culoare închisă. Aceasta se datoreşte prezenţei în făină a unei enzime - tirozinaza - care în prezenţa apei şi a oxigenului oxidează substanţa, numită tirozină şi o transformă în compuşi de culoare închisă, numiţi melanine. Aceştia transmit miezului pâinii culoarea lor. - Mirosul făinii trebuie să fie plăcut, fără miros de mucegai, rânced sau alte mirosuri străine. - Gustul făinii trebuie să fie plăcut, puţin dulce, nici amărui, nici acru, fără scrâşnet datorită nisipului; - Fineţea făinii este dată de mărimea particulelor de făină. După mărimea particulelor, făina poate fi moale (netedă), când are particule fine, şi aspră (grişată), când are particule mari. Pentru fabricarea pâinii se recomandă a se folosi făinuri care au o fineţe mijlocie şi omogenă. Pâinea obţinută din aceste făinuri se asimilează mult mai uşor decât aceea obţinută din făinuri grişate. Fineţea se determină cu ajutorul sitelor. - Umiditatea este o caracteristică foarte importantă pentru că ea influenţează direct randamentul în pâine, precum şi calitatea făinii. Prin umiditatea făinii se înţelege conţinutul de apă, exprimat în procente (%) faţă de masa totală şi variază între 14 şi 15%. - Aciditatea făinurilor se exprimă prin numărul de ml NaOH 0,1 n folosiţi la neutralizarea acizilor graşi ce se află în 100 g făină. Aciditatea făinurilor se datoreşte prezenţei în făină a fosfaţilor acizi de calciu şi potasiu şi acizilor rezultaţi din descompunerea zaharidelor, substanţelor proteice şi a grăsimilor provocate de enzime în condiţii nefavorabile de păstrare. 4.1.3.Însuşirile de panificaţie a făinurilor Cele mai importante însuşiri de panificaţie ale făinurilor sunt: - Cantitatea şi calitatea glutenului umed. Glutenul este un component al făinii care are un rol foarte important, deoarece de însuşirile lui depind volumul şi calitatea produsului finit. Un
conţinut scăzut de gluten face ca aluatul să crească mai puţin, chiar dacă însuşirile lui elastice sunt superioare. Conţinutul în gluten umed variază de obicei între 22 şi 32%. Calităţile glutenului se determină examinând culoarea, mirosul, elasticitatea, consistenţa, întinderea glutenului şi capacitatea lui de a reţine apa şi gazele. Capacitatea de a absorbi (reţine) apa este o însuşire importantă care determină randamentul făinii în pâine. - Capacitatea de a forma gaze (puterea de fermentare) este proprietatea pe care o au făinurile ca în timpul fermentării să degaje o cantitate suficientă de gaze (CO2) care afânează aluatul. - Gelatinizarea amidonului este o altă însuşire de panificaţie importantă a făinurilor. Gelatinizarea este însuşirea amidonului ca la t° = 65 - 67°C să absoarbă apa şi să formeze un gel. În timpul coacerii pâinii se produce fenomenul de gelatinizare a amidonului şi acesta face ca miezul pâinii să aibă un aspect uscat la pipăit, cu toate că mai conţine o cantitate destul de mare de apă (45%). 4.2.Drojdia. În industria de panificaţie, drojdia se foloseşte cu scopul de a afâna aluatul, pentru a obţine o pâine poroasă, uşor digestiblă. Prin înmulţirea drojdiilor adăugate la prepararea aluatului se produce fermentaţia alcoolică, în urma căreia rezultă şi CO2, care face ca aluatul să fie poros. Drojdiile se înmulţesc foarte rapid. Timpul necesar pentru ca o celulă nouă să poată înmuguri este de 30 minute. Condiţiile optime de înmulţire a drojdiilor sunt: temperature de 25 - 28°C; mediu apos slab acid (circa 2,5 grade aciditate, de preferinţă acid lactic); aer curat lipsit de CO2 şi bacterii; concentraţia în alcool max. 2%. Hrănirea şi înmulţirea celulelor drojdiilor prezintă o importanţă deosebită pentru procesul de fermentare a aluatului. Hrana drojdiilor o formează zaharidele, substanţe proteice şi minerale din mediul înconjurător. Ele se hrănesc prin întreaga suprafaţă a celulelor, astfel ca materiile hrănitoare trebuie să fie formate din molecule mici, care să poată pătrunde prin porţii fini ai membranei semicelulare.
Astfel, zaharidele şi substanţele proteice sunt descompuse în substanţe cu molecule mai mici de către enzimele amilotice şi respectiv proteolitice. Ca produse finale ale acţiunii drojdiilor se formează alcoolul etilic şi CO2 care se răspândesc în lichidul celulelor. Datorită presiunii create aceste produse ies din celulă, alcoolul dizolvându-se în aluat, iar CO2 se adună sub formă de mici bule de gaz. Acestea încălzindu-se încep să se dilate şi încercând să iasă afară din aluat, datorită rezistenţei pe care o întâmpină glutenul, se adună mai multe la un loc formând porii aluatului, dându-i aspectul buretos. Drojdia comprimată reprezintă, produsul obţinut pe cale industrială prin înmulţirea masivă a celulelor de drojdie selecţionate din familia zaharomicetelor (Sacharomyces cerevisiae). Se prezintă sub formă de calup de 500 g de formă paralelipipedică, cu secţiune transversală de 64 x 64 mm şi lungimea de 113 mm. La primirea în fabrică, drojdia se recepţionează cantitativ prin numărarea şi cântărirea lăzilor şi calitativ se analizează organoleptic (aspect exterior, consistenţă, gust şi miros) şi fizico-chimic (umiditate, putere de fermentare, durabilitate). 4.3.Pregătirea materiilor prime pentru fabricaţie 4.3.1.Pregătirea făinii constă în mai multe operaţii ca: amestecarea, cernerea şi încălzirea ei. În scopul menţinerii cât mai constante a calităţii produsului finit, este necesar să se facă amestecarea diferitelor loturi de făină. Operaţia de amestecare a făinurilor se realizează în fabricile moderne cu ajutorul unei maşini speciale de amestecat timoc. Timocul amestecator de făină este un buncăr în care este instalat un melc vertical care ridică făina din partea de jos şi de mijloc a buncărului. În acelaşi timp, făina care se află la partea superioară alunecă pe pereţi în jos la partea inferioară şi este ridicată şi ea de melcul vertical. Amestecarea durează 30 min. Cernerea făinii este o operaţie care urmează după amestecare, iar în unele întreprinderi, prin operaţia de cernere se realizează şi amestecarea, introducându-se succesiv în sită făinia
din loturile de amestecat. Prin cernerea făinii se realizează următoarele: - îndepărtarea corpurilor străine din făina, cum sunt sfori, hârtii, scame de saci etc., care dacă ar intra în aluat ar da produse neigienice; - afânarea şi îmbogăţirea făinii cu oxigen care ajută procesul de fermentare a aluatului, oxigenul fiind necesar activităţii drojdiilor. Cernerea se realizează cu sită plană, buratul prismatic şi cernătorul "Pionier" - format dintr-un buncăr de alimentare, melc vertical, şi două site cilindrice. Sita plană este o cutie de lucru suspendată de patru bare elastice, a cărei fund este o ramă demontabilă ce are sită întinsă pe ea. Cutia de lemn primeşte mişcarea de dute vino prin intermediul unor biele de la un arbore cotit. Buratul prismatic are forma hexagonală, ramele cu site demontabile fiind cele şase laturi ale hexagonului. Toba hexagonală este alimentată în interior şi prin rotirea ei făina trece prin site iar în interior impurităţile alunecă datorită înclinaţiei şi se elimină printr-un jgheab. 4.3.2. Pregătirea apei. Este o operaţie foarte importantă în procesul de fabricare a pâinii, temperatura pe care trebuie să o aibă aluatul fiind de aproximativ 29°C. Este foarte important ca în procesul de fabricaţie să nu se folosească apa, a cărei temperatură depăşeşte 35°C în momentul începerii frământării deoarece: - proteinele din făină (glutenul) încep să se degradeze; - activitatea drojdiilor este redusă prin faptul că substanţele proteice din celula de drojdie se degradează şi le face să devină inactive. Aceasta face ca procesul de fermentare să nu se mai poată desfăşura în condiţii optime şi calitatea produsului finit scade. Încălzirea apei în fabricile de pâine se poate face astfel: - prin barbotarea aburului în rezervorul sau dozatorul de apă şi măsurarea temperaturii acesteia;
- amestecând apa caldă cu apa rece în bazine din beton şi măsurând temperatura cu ajutorul termometrului în întreprinderi există bazine speciale în care se pregateşte apa pentru maia şi aluat, la temperaturile rezultate din calcul şi înscrise în reţetele de fabricaţie. Temperatura necesară a apei (tg) se poate calcula cu formula: ta = ts +
Procesul tehnologic de fabricare a pâinii, constă din mai multe etape: A – dozarea materiilor prime; B – formarea aluatului; C – afânarea (fermentarea) aluatului; D – prelucrarea aluatului; E – coacerea şi răcirea.
[°C]
în care: ts - temperatura pe care trebuie să o aibă semifabricatul în °C; Gf - cantitatea de făină folosită la frământare, în kg; Cf - căldura specifică a făinii, în KJ/kg grad (2,09 KJ/Kg grad) . tf - temperatura făinii, în °C; A - cantitatea de apă, folosită la frământare, în 1; CA căldura specifică a apei (4,19 KJ/Kg/grad) n -coeficient, a cărui valoarea variază cu anotimpul (vara = 1°C, primăvara şi toamna = 2°C, iarna = 3°C). Temperatura apei rezultată prin calcul este valabilă pentru prepararea unei maiele de o anumită temperatură sau a unui aluat fără maia. În cazul aluatului preparat cu maia, temperatura aluatului se va lua cu circa 2°C mai mică. 4.3.3. Pregătirea drojdiei. Drojdia comprimată, calculată după reţetă nu se foloseşte ca atare, ci se transformă, în suspensie (cu apa la t° = 28 - 30°C) pentru a o putea repartiza uniform în toată masa de aluat. În caz contrar, produsul finit va avea goluri în miez, coaja cu multe crăpături şi un volum scăzut, iar durata de conservare a acestor produse scade. 4.3.4.Pregătirea sării comestibile. Pentru a putea fi repartizată uniform în toată masa aluatului, sarea se introduce în fabricate sub formă de soluţie. Obţinerea soluţiei de sare se face în instalaţii speciale în care se realizează şi o purificare parţială prin filtrare.
4.4.Schema tehnologică de fabricare a pâinii
A. Dozarea materiilor prime pentru prepararea aluatului Operaţia de dozare a materiilor prime şi auxiliare este foarte importantă, pentru că numai prin respectarea cu stricteţe a cantităţilor prevăzute în reţete se poate obţine produsul finit de calitatea dorită. Dozarea făinii se face ţinându-se seama de capacitatea cazanului în care se face frământarea şi de extracţia de făină cu care se lucrează. Astfel, făina neagră se ia în proporţie de 40% faţă de capacitatea cazanului, făina semialbă 35% şi făina albă 20%, pentru ca în timpul procesului de fermentare aluatul să aibă spaţiu suficient de dezvoltare şi să nu iasă din cuvă. Cantitatea de sare necesară pentru fabricarea pâinii şi a diverselor sortimente de panificaţie variază între 1% şi 1,8% faţă de făină. Dozarea făinii se face gravimetric (prin cântărire), sau volumetric. Dozarea gravimetrică a făinii se face cu ajutorul cântarelor semiautomate sau a celor automate, cu celulă fotomagnetică. Dozarea apei se face cu un dozator volumetric, care uneori serveşte şi pentru dozarea soluţiei de sare. B. Frământarea aluatului. Frământarea are rolul de amesteca perfect materiile prime şi auxiliare în vederea umezirii făinii şi a repartizării lor cât mai uniform în masa de aluat care se formează. Durata frământării este de 6-10 minute la prospatură şi maia, şi până la 12 minute la aluat. Sfârşitul frământării se apreciază organoleptic. Frământarea se realizeazăcu maşini de frământat de diverse tipuri. La noi în ţară se folosesc frământătoare cu funcţionare discontinuă, de exemplu, frământătoarele tip "Independent" şi "Tehnofrig". Aceste utilaje sunt relativ simple având în componentă în principal o cuvă şi un braţ de frământare de forme diferite (în funcţie de tip) acţionat de un motor electric. În ultimul timp, datorită tendinţei de automatizare a procesului de fabricaţie, în fabricile de pâine s-au introdus
frământătoare cu funcţionare continuă. Agregatul cu funcţionare continuă se compune dintr-un cadru metalic, dispozitive de dozare, mecanismul de frământare, cuva de frământare şi sistemul de acţionare. După frământare, aluatul este evacuat continuu, printr-o deschidere, într-o cuvă de fermentare astfel dimensionată încât permite fermentarea aluatului în 3 - 4 ore. Avantajele pe care le prezintă folosirea unui astfel de agregat sunt următoarele: - se relizează economii la materiile prime şi auxiliare; - se înlătură munca fizică grea necesară pentru deplasarea cuvelor; - este necesară o suprafaţă mai mică pentru secţia de fermentare a aluatului. La prepararea aluatului pentru fabricarea pâinii se pune de multe ori problema determinării prin calcul a productivităţii frământătoarelor a numărului acestora precum şi a numărului cuvelor de frământare, ştiind că în ele are loc şi fermentarea aluatului. Productivitatea unui frământator se poate calcula cu formula: Q= [kg aluat h], în care: q - cantitatea de aluat care se frămăntă odată în cuva, în kg; tfr - durata de frămăntare, în minute; taux- timpul necesar pentru dozarea şi alimentarea cu materii prime, aducerea şi scoaterea cuvei etc., în minute. Valoarea lui q poate fi determinată cu relaţia: q = V· p· u [kg] în care: V - volumul cuvei, în 1; p - masa volumetrică a aluatului, în kg/1; u -coeficientul de utilizare a capacităţii cuvei; acesta variază între 0,63 — 0,67 la cuvele în care are loc numai frământarea şi între 0,47 - 0,60 la cuvele în care are loc şi fermentarea aluatului.
Numărul de frământătoare necesar pentru o anumită producţie se determină cu formula: Nf =
buc.
în care: Qp - producţia de pâine, în kg/24 h; Q - productivitatea frământătorului, în kg aluat/h; e - indicele de echivalenţă al aluatului faţă de pâine, egal în medie cu 0,85. Numărul de cuve se calculează cu formula: Nc = în care: QP - productivitatea fabricii în kg pâine /24 h C - numărul de cicluri al unei cuve în 24 ore; Gp -cantitatea de pâine care se obţine din aluatul unei cuve, în kg. C. Afânarea aluatului. Prin afânarea aluatului se urmăreşte obţinerea unui aluat poros, din care să rezulte produse cu volum bine dezvoltat, cu miez elastic, cu pori deşi, uniformi şi cu pereţi subţiri. Produsele care se obţin din aluaturile bine afânate pot fi mai uşor digerate şi asimilate de organism. Afânarea aluatului pentru pâine poate fi obţinută pe 3 căi şi anume: - pe cale biochimică, produsă de CO2 rezultat din fermentaţia alcoolică; - pe cale chimică, prin folosirea de substanţe chimice care degajă în aluat CO2 sau amoniac (NH3); - pe cale fizică, prin introducerea directă sub presiune în aluat a CO2 sau a aerului. Afânarea biochimică. În timpul fermentării, în aluat se produc o serie de procese, dintre care cele mai importante sunt: • Fermentaţia alcoolică; • Descompunerea enzimatică a amidonului şi a substanţelor proteice din făină; • Înmulţirea drojdiilor;
•
Creşterea acidităţii aluatului. Glucoza şi fructoza sunt transformate direct de enzima, zimaza în alcool şi CO2. Zahăroza şi maltoza sunt transformate mai întâi de enzimele zaharază şi maltază în glucoză şi fructoză şi după aceea, acestea, prin fermentaţie alcoolică, sunt descompuse în alcool etilic şi CO2. Bulele de CO2 se acumulează în jurul celulelor de drojdie. Ca rezultat al acestui proces, aluatul capătă o structură spongioasă şi îşi măreşte volumul. În aluatul fermentat sunt prezenţi o serie de acizi, în cantitatea cea mai mare aflându-se acidul lactic (2/3 din cantitatea totală de acizi). Acumularea de acid lactic în aluat se datoreşte activităţii bacteriilor lactice - de tipul Delbrüki -în timpul fermentării. Acidul lactic, format în proporţie de 0,2 ÷ 0,4 %, are acţiune favorabilă asupra proprietăţilor glutenului, mărindu-i puterea de a absorbi apa, elasticitatea şi rezistenţa îmbunătăţind calităţile aluatului. În acelaşi timp, acidul lactic, dă produsului finit un gust dulce-acrişor, stimulând activitatea drojdiilor şi inactivând celelalte bacterii care dau produse de fermentaţie nedorite (acid acetic, acid propionic, acid butiric). Pentru obţinerea unei bune fermentări, trebuie ca temperatura să fie de 28 - 32°C, iar umiditatea relativă a aerului 75 - 80%. La noi în ţară, în unităţile mici, aceasta operaţie se continuă în încăperea în care s-a frământat maiaua sau aluatul. Cuvele cu semifabricate trebuie acoperite cu pânză, pentru a se menţine o temperatură constantă în interiorul cuvei şi a nu permite uscarea aluatului la suprafaţă. În fabricile mari de pâine, fermentarea aluatului se face în camere speciale destinate acestui scop, în care cuvele cu aluat pot fi deplasate manual sau mecanic. Aceste camere sunt utilate cu instalaţii de producere a aerului condiţionat astfel încât pot fi respectate întocmai temperatura şi umiditatea relativă optimă a aerului în timpul fermentării.
D.Prelucrarea aluatului. Aluatul fermentat este supus operaţiilor de prelucrare, care constau în divizarea lui, ferrnentarea intermediară, modelarea şi dospirea finală. 1.Divizarea aluatului. Operaţia de divizare a aluatului reprezintă împărţirea acestuia în bucăţi de o anumită masă în funcţie de gramajul pe care urmează să îl aibă pâinea fabricată. Pentru divizarea aluatului se folosesc două metode şi anume divizarea manuală şi mecanică. Divizarea manuală se practică în general, în unităţile de producţie cu capacitate mică. Prin mecanizarea divizării aluatului se măreşte capacitatea de producţie, creşte productivitatea muncii, se uşurează munca lucrătorilor şi se asigură ca bucăţile de aluat să fie controlate periodic prin cântărire prin sondaj. Maşinile pentru divizat aluatul efectuează următoarele operaţii: presarea aluatului, măsurarea bucăţilor de aluat la un anumit volum sau masă, tăierea bucăţilor de aluat, împingerea bucăţilor de aluat din camera de măsurare şi evacuarea lor din maşină. Se folosesc diferite tipuri de maşini de divizat: unele funcţionează pe principiul volumetric (măsurarea unui volum de aluat care corespunde unei mase de aluat) şi altele pe principiul gravimetric (prin cântărirea bucăţilor de aluat). 2.Fermentarea intermediară a bucăţilor de aluat (predospirea) Este absolut necesar, ca după divizare, bucăţile de aluat să fie lăsate în repaus 5-8 minute, timp în care, se produce o relaxare a aluatului, iar structura lui se reface. Ca urmare, proprietăţile fizice ale aluatului se îmbunătăţesc, iar capacitatea lui de a forma gaze creşte. Predospirea bucăţilor de aluat se intercalează între divizare şi rotunjire, în cazul produselor de formă rotundă şi între modelarea iniţială şi cea finală, la produsele care se modelează prin mai multe operaţii. Predospirea are loc în timp scurt şi din această cauză nu este nevoie de condiţionarea mediului în care stau bucăţile de aluat. Fermentarea intermediară se realizează în "predospitorul cu transporter cu bandă" alcătuit dintr-un cadru metalic pe care sunt montate suprapus 2 - 8 transportoare cu bandă, astfel încât
produsul divizat şi alimentat pe prima bandă, este transportat timp de 5 - 8 minute până este evacuat în vederea modelării. 3.Modelarea aluatului. Prin modelare aluatul capătă forma specifică produsului finit şi se obţine un produs cu porozitate uniformă, prin repartizarea uniformă a gazelor rezultate la fermentare. Aluatul poate fi modelat manual sau mecanic. Modelarea mecanică se realizează cu ajutorul maşinilor de modelat, care efectuează rotunjirea, alungirea sau rularea aluatului; în cazul împletiturilor, fitilele de aluat se modelează pe maşini, iar împletirea lor se execută manual. Încheieturile aluatului modelat trebuie să fie netezite şi lipite, deoarece în cazul când aluatul este modelat superficial, dioxidul de carbon (C02) se va elimina parţial. Maşinile pentru modelarea aluatului se împart, după operaţiile pe care le execută, în maşini de rotunjit şi maşini de rulat aluatul. Rotunjirea se realizează prin introducerea bucăţilor de aluat între 2 suprafeţe: o suprafaţă purtătoare (o bandă), care se deplasează continuu şi un jgheab fix, cu secţiunea în semicerc. Maşina de rulat aluatul efectuează alungirea aluatului prin rulare, adică bucăţile de aluat rotunjit se transformă într-o foaie, care după aceea este rulată. Maşina de rulat "Topos"este cea mai răspândită la noi fiind alcătuită din două valţuri de alimentare, doi tăvălugi de aplatizare şi două benzi care funcţionează în sens invers, astfel că bucăţile de aluat alimentate şi aplatizate trecând printre aceste benzi se rulează. 4.Dospirea finală a bucăţilor de aluat. În timpul modelării (în special la modelarea mecanizată), o mare parte din CO2 se elimină. Dacă s-ar coace un astfel de aluat, pâinea obţinută ar avea miezul dens, neafânat şi coaja crăpată. Pentru a preveni aceste neajunsuri, bucăţile de aluat modelate sunt supuse fermentării (dospirii) finale, când datorită continuării fermentaţiei se produce CO2 astfel încât aluatul îşi măreşte volumul şi miezul de pâine va fi afânat. Durata dospirii finale este în funcţie de: masa produsului, condiţiile de dospire, calitatea făinii şi aluatului etc. (după indicaţiile date în reţetele de fabricate) ş! variază între 25 şi 60
minute. Temperatura în camerele de dospire trebuie să fie de 35 - 40°C, iar umiditatea relativă a aerului de 75 - 85%. La operaţia de prelucrare a aluatului se poate determina prin calcul productivitatea predospitorului cu bandă, suprafaţa necesară a camerei de dospire şi numărul de rastele din această cameră. - Productivitatea predospitorului cu bandă se poate determina cu formula: Q = 3600 · q · v [kg/h] în care: q - cantitatea de aluat ce se iîncarcă pe 1 m de bandă, kg /m; v - viteza benzii în m/s; Viteza v se poate determina cu relaţia: v= [m/s] în care: l - lungimea părţii utile a benzii, în m t- durata de fermentare, în minute. Suprafaţa camerei de dospire se calculează cu formula: S = N·Sd+ Sm [m2] în care : N- numărul de rastele; Sd- suprafaţa ocupată de un rastel (dospitor), în m2; Sm- suprafaţa suplimentară a camerei de dospire necesară pentru manipularea rastelelor, în m2. -Numărul de rastele se calculează cu relaţia: N=
·t
buc.,
în care: P- este producţia orară a unităţii, în kg; q- capacitatea de încărcare a unui rastel, în kg; t- durata unui ciclu de dospire, în minute. E. Coacerea, răcirea şi depozitarea pâinii Coacerea este faza de transformare a bucăţii de aluat în produsul finit miez elastic, acoperit de o coajă rumenă. Această transformare este rezultă unor procese complexe, care au loc
datorită căldurii primite de bucăţile de aluat în camera de coacere. 1. Cuptoare folosite în panificaţie Pâinea se coace în cuptoare de diferite tipuri, care sunt utilajele principale din fabricile de pâine. După modul cum se încălzesc, cuptoarele sunt cu încălzire directă şi cu încălzire indirectă. Cuptoarele cu încălzire directă se încălzesc cu combustibili solizi, lichizi sau gazoşi, care se ard direct în camera de coacere. Aceste cuptoare au funcţionare periodică şi se întrebuinţează din ce în ce mai rar. Cuptoarele cu încălzire indirectă au camera de ardere separată de camera de coacere care este încălzită prin ţevi cu abur sau prin canale de gaze. Aceste cuptoare au funcţionarea continuă şi sunt de diferite tipuri: Cuptorul Dampf. Părţile componente ale cuptorului executat din zidărie sunt camerele de coacere care pot fi 2 - 3 suprapuse, focarul şi ţevile de abur. Focarul este amplasat în partea din spate sau lateral camerei de coacere şi în care se arde combustibil cu ajutorul unui injector. Camera de coacere se încălzeşte prin ţevi de oţel, sudate la ambele capete, aşezate în rânduri sub vatră şi pe bol cu o înclinaţie mică spre focar. Capetele ţevilor ajung în focar şi se încălzesc 800 - 1000°C. Fiecare ţeavă conţine circa 1/3 din volum apa distilată. Sub acţiunea căldurii, apa se transformă parţial în abur supraîncălzit, ca răspândindu-se în toată ţeava, atinge pereţii reci ai acesteia şi condensează cedând căldura latentă de vaporizare camerei de coacere, care astfel încălzeşte. Apa rezultată din condensare se scurge din nou în capătul din foci datorită înclinaţiei ţevii şi fenomenul se repetă. Datorită acestui fapt, camera de coacere se încălzeşte continuu şi se poate menţine la temperatura necesară pentru coacere. Cuptorul tunel cu bandă se compune dintr-o carcasă căptuşită cu vată minerală. Vatra acestui cuptor este construită dintr-o banda rulantă metalică de împletitură de sârmă. Sistemul de încălzire este constituit dintr-o camera cu ardere, în care combustibilul lichid şi gazos este ars folosind injectoare.
Încălzirea camerei de coacere se realizează datorită circulaţiei gazelor arse care circulă prin canale de gaze, precum şi prin recircularea acestora. Cuptoarele cu leagăne sunt alcătuite dintr-o zidărie de cărămidă sau o carcasă metalică prevăzută cu instalaţie termică. Vatra este formată din mai multe leagăne, executate din tabla sau din plăci ceramice, prinse pe un lanţ conveier care se deplasează în camera de coacere. Cuptorul se încălzeşte prin arderea combustibilului întrun focar, căldura fiind cedată camerei de coacere de către gazele arse care trec prin canalele de gaze. 2. Procese fizico-chimice care au loc în aluat în timpul coacerii Bucata de aluat introdusă în camera de coacere primeşte căldură prin conductibilitate, radiaţie şi convecţie. Cea mai mare cantitate de căldură se transmite bucăţii de aluat prin radiaţie (circa 80 - 85%) din totalul cantităţii de căldură. După ce s-a introdus aluatul în cuptor, vaporii de apă din camera de coacere se condensează pe bucăţile de aluat. După ce bucata de aluat s-a încălzit, începe vaporizarea apei de pe suprafaţa bucăţii de aluat, iar mai târziu se elimină apa şi din straturile de sub coajă. Porii cojii sunt foarte mici faţă de porii miezului, astfel că apa în stare de vapori din miez vine spre coajă, nu poate să iasă prin porii mici ai cojii, se adună în zona de sub coajă, se încălzeşte şi se condensează pe straturile mai reci din interiorul bucăţii de aluat, cedând căldura latentă de vaporizare. Aceste straturi se vor încălzi şi apă va veni din nou spre coajă şi din nou se va intoarce şi se va condensa pe un strat de aluat rece care se va găsi mai spre centrul bucăţii.
Fig. 4.1. Temperatura diverselor straturi dintr-o pâine, la aproximativ jumătatea duratei de coacere Deci, în bucata de aluat temperatura scade de la coajă spre miez, zona de condensare avansează la fel, iar umiditatea creşte de la coajă spre miez. Acest fenomen poartă denumirea de difuziunea termică a umidităţii. Bucata de aluat încălzindu-se începe să-şi mărească volumul, iar după un timp oarecare, volumul şi forma pâinii rămân constante până la sfârşitul procesului de coacere. În acelaşi timp, suprafaţa bucăţii de aluat se acoperă cu o pojghiţă uscată, subţire, ce se transformă treptat într-o coajă care se îngroaşă din ce în ce mai mult. Sub influenţa căldurii, straturile exterioare ale bucăţii de aluat pierd atunci apa încât devin rigide şi masa de aluat nu se mai întinde. Totuşi ele îşi păstrzeă maleabilitatea şi elasticitatea. Culoarea cojii se modifică mereu, devenind sfărşitul coacerii brună datorită formării dextrinelor şi caramelizării zaharurilor. Dextrinele se dizolvă sub acţiunea vaporilor de apă şi se întind pe întreaga suprafaţă a cojii, dându-i o culoare şi un luciu frumos. 3. Procese coloidale Procesele coloidale care se produc în bucată de aluat în timpul coacerii sunt foarte importante, pentru că datorită lor bucata de aluat se transformă în miez şi coajă. Astfel, amidonul se umflă intens între 40 şi 60°C, iar la 65°C se gelifică, transformându-se într-o masă vâscoasă.
În acelaşi timp, substanţele proteice ale aluatului, respectiv glutenul încă să se degradeze, iar la 60 - 70°C coagulează, eliberează apa pe care au absorbit în timpul frământării şi trece în stare rigidă. Datorită faptului că aceste două fenomene se produc aproape în acelaşi timp, cea mai mare parte din apa cedată de substanţele proteice prin coagulare este preluată de amidon prin gelificare. În acest timp aluatul îşi pierde plasticitatea şi începe fixarea structurii aluatului poros, structură pe care a avut-o în acel moment. 4. Procese biochimice La începutul coacerii, până când se ajunge la t° = 50°C, drojdia activează intens, producând o fermentaţie violentă, care este foarte necesară pentru formarea porozităţii miezului. În această perioadă, activează intens şi enzimele amilolitice. Enzimele proteolitice din făină sunt inactivate în decursul procesului de coacere a pâinii t°= 80 - 85°C. Trebuie menţionat că toate modificările biochimice se produc miezul pâinii, a cărui temperatură nu depăşeşte 100°C şi nu în coajă care atinge 180°C. În decursul procesului de coacere, în aluat, se acumulează, în anumite cantităţi şi substanţele care condiţionează gustul şi mirosul plăcut al pâinii. 5. Răcirea şi depozitarea pâinii Pâinea scoasă din cuptor este foarte fierbinte, coaja are temperatura circa 180°C, iar miezul circa 95°C. Din această cauză, pâinea nu se poate consuma imediat după scoaterea din cuptor, ci trebuie lasată să se răcească. Timpul necesar pentru ca pâinea să poată fi consumată şi transportată la centre de desfacere, menţinându-şi calitatea, este în funcţie de sortimentul fabricat şi de masa acestuia. 6. Depozitarea şi instalaţiile pentru răcirea pâinii. La unităţile mici, depozitarea şi răcirea pâinii se fac pe cărucioare rastele, aşezate în încăperi destinate pentru depozitarea pâinii. La fabricile mari pâinea se transportă de la
cuptoare la depozitul de pâine pe benzi transportoare de pe care pâinea cade pe un plan înclinat sau pe o masă, de unde este aşezată în lădiţe sau navete. Temperatura optimă în depozitul de pâine este de 18 2C°C, de asemenea, este absolut necesar ca în depozit să se asigure o ventilaţie suficientă. Depozitele de pâine trebuie să îndeplinească şi condiţii de igienă; ele trebuie să fie curate, cu pereţi uscaţi, nemucegăiţi sau igrasioşi, fără găuri sau crăpături prin pereţi sau pardoseală, care să favorizeze pătrunderea rozătoarelor. La coacerea pâinii se poate determina prin calcul productivitatea cuptorului, necesarul de combustibil şi indicele de utilizare al cuptorului. - Productivitatea cuptorului se determină cu relaţia: Q= [kg/h] în care: n1- numărul de bucăţi de pâine ce se pot aşeza pe lăţimea vetrei,în buc; n2- numărul de bucăţi de pâine ce se pot aşeza pe lungimea vetrei, în buc; buc; g - greutatea nominală a pâinii, în kg; t - ciclul de coacere, în minute. Acest ciclu se compune din timpul necesar pentru încărcarea cuptorului, coacerea pâinii şi descărcarea acesteia. La cuptoarele tunel "t" reprezintă timpul de parcurgere a camerei de coacere. Valorile n1 şi n2 se calculează astfel: n1 =
, buc
n2 =
, buc;
în care: L1- lăţimea vetrei cuptorului, în cm; L2 - lungimea vetrei cuptorului, în cm; l1 - lăţimea sau diametrul pâinii, în cm; l2 - lungimea pâinii, în cm;
a - distanţa dintre pâini, în cm. - Necesarul de combustibil perntru coacerea pâinii se poate determina cu formula: C=P(
+ p)
[kg] sau [m ],
P - este producţia de pâine pe ora, în kg; Qt -cantitatea de că1dură necesară pentru coacerea unui kg de pâine, egală în medie cu 1,9 · 106 J; Pc - puterea calorică a combustibilului folosit, în J/kg sau J/m3; p - pierderile de că1dură, în J. -Indicele de utilizare al cuptorului se calculează astfel: i= [kg/m2] în care: p - încărcarea cuptorului, în kg; s - suprafaţa vetrei, în m2; t - ciclul de coacere a unei şarje (vetre) de pâini, în minute. - Determinarea randamentului pâinii: (1 - 0,01Ga )(1 -0,01Gpr)(1 - 0,01Gpc)
[kg]
în care: - cantitatea totalăde materii prime (excepţie apa), în kg; Wmed - umiditatea medie ponderată a materiei prime, în %; Wa- umiditatea aluatului, în %; Ga - pierderile la fermentare, în %; Gpr - pierderea la răcire în depozitul de pâine, în %; Gpc- pierderea la coacere, în %; Wmed = în care:
în kg; WfWsWd- umiditatea celor 3 materii prime, în %.
3
în care:
R=
Gf, Gs, Gd - reprezintă cantitatea de făina, sare şi drojdie,
Cunoscând randamentul R, se poate determina consumul specific Cf de făina, după formula: Cf = ,
kg făina/kg pâine
în care: Gr - cantitatea de făină consumată, în kg; R - cantitatea de pâine rezultată, în kg.
5.TEHNOLOGIA AMIDONULUI Amidonul este substanţa foarte răspândită în natură, se găseşte în anumite proporţii în materii prime vegetale: cartofi 17 - 24%, secara, orz, ovăz 50 - 60%, grâu 60 - 70%, porumb 65 75%, orez,75 - 85%. Amidonul face parte din familia substanţelor moleculare sub denumirea de polizaharide. Are formula brută (C6H10O5)n. obţinându-se prin condensarea monozaharidelor. Se prezintă sub formă de granule de forme şi aspecte diferite: rotundă, ovală, poliedrică. Granulele au dimensiuni între 1-120 microni în funcţie de materia primă din care provin, insolubil în apă rece. În apă caldă granulele de amidon se umflă, crapă şi se formează o cocă, fenomen numit gelatinizare. Dă reacţie de culoare albastră cu iodul, care dispare la cald şi reapare la rece. Proprietăţi chimice importante: hidroliza acidă şi enzimatică. Hidroliza acidă are loc dupa reacţia:
Separarea H2SO4 se face prin tratare cu CaCO3 obţinânduse CaSO4 insolubil, iar glucoza se separă din soluţie prin cristalizare. Hidroliza enzimatică are loc dupa reacţia:
La zaharificare amidonul din cartofi sau porumb este fiert sub presiune obţinându-se prin gelatinizare o cocă care se răceşte la circa 60°C, se amestecă cu malţ (orz încolţit şi măcinat care conţine enzima amilază). Sub influenţa amilazei se obţine maltoza pe o durată de circa 5 h. Amestecul este răcit apoi la 1520°C şi este tratat cu drojdie de bere care conţine enzima maltază şi enzima zimază care sunt responsabile de transformarea maltazei în glucoză, respectiv de transformarea glucozei în alcool etilic şi CO2 . Se întrebuinţează la: obţinerea dextrinelor, glucozei, alcoolului etilic, apretului, a diverselor pudre farmaceutice şi cosmetice; la obţinerea cleiurilor; ca amestec la obţinerea diferitelor puding-uri; ca element de îngroşare pentru diferite sosuri; în industria produselor zaharoase ca agent gelificare la obţinerea rahatului sau ca suport pentru obţinerea alveolelor în care se toarnă diferite siropuri de zahăr. La noi în ţară amidonul se obţine din cartofi, porumb, făină de grâu şi de orez.
B. Măcinarea - este faza tehnologică prin care se asigură eliberarea granulelor de amidon prin distrugerea pereţilor celulelor în care se găsesc acestea. După măcinarea fracţiunilor obţinute măcinarea se clasifică în: grosieră (I ), intermediară sau medie ( II) şi fină ( III). Din terciul rezultat la măcinarea se separă sucul celular deoarece produce fenomenul de spumare îngreunând desfăşurarea ulterioară a procesului tehnologic, iar pe de altă parte datorită compoziţiei sale în care pe lângă apă 94% intră substanţe proteice 3,7%, substanţe minerale 2,3%, se prelucrează în vederea obţinerii sucului celular concentrat care reprezintă circa 3 - 4% din greutatea cartofilor. C. Extracţia - urmăreşte separarea amidonului brut din ceilalţi componenţi prin cernere pe diferite tipuri de site. Astfel cernutul de la extracţia - I constituie suspensia de amidon brut; de la măcinarea II şi extracţia II cernutul trece la extracţia I, iar refuzul la borhot umed, care prin prelucrare în borhot uscat constituie un furaj valoros pentru animale. D. Purificarea şi concentrarea constă în operaţiile de separare a fibrelor celulozice fine sub formă de borhot umed, precum şi purificarea şi concentrare propriu zisă a suspensiei de amidon brută până la suspensia de amidon umed. E. Obţinerea amidonului uscat cu 10 - 15% umiditate sub formă de pulbere albă prin operaţiile specifice de deshidratare, uscare, răcire, măcinare, cernere, ambalare.
În ceea ce priveşte schema tehnologică de obţinere a amidomilui din cartofi distingem mai multe etape în derularea procesului tehnologic: A. Pregătirea materiei prime în vederea obţinerii amidonului cu operaţiile specifice de depozitare, transport, separarea impurităţilor, spălarea şi cântărirea pentru a urmări randamentul de transformare a materiei prime în amidon.
Diferenţierile dintre cele două scheme tehnologice constau în primul rând datorită compoziţiei chimice diferite a materiilor prime. Astfel conţinutul de apă la cartofi este de 70 75%, iar la porumb 12 - 14%; conţinutul diferit de proteine şi natura diferită a acestora; porumbul conţine şi grăsmi 4 - 5% acestea localizându-se în germeni. De aici rezultă operaţii specifice procesului tehnologic de obţinere a amidonului din porumb precum înmuierea şi degerminarea. Înmuierea are rolul de a slăbi legăturile dintre învelişul celulozic, endosperm şi germeni; de a dizolva parţial substanţele care ţin legat amidonul ( proteine, zaharuri, substanţe minerale). De asemenea prin operaţia de înmuiere se împiedică apariţia fenomenelor de fermentaţie nedorite (butirică). Degerminarea este necesară întrucât germenii de porumb au un conţinut ridicat de grăsime de 40 - 50% substanţă grasă. Ei se elimină prin măcinarea grosieră când bobul este sfărâmat în circa 4-6 buc, iar germenii sunt dizlocaţi din bob, aceştia separându-se prin operaţia de degerminare. Separarea se realizează relativ uşor datorită diferenţei de masă specifică dintre germeni şi celelalte componente. Germenii separaţi reprezintă un subprodus valoros întrucât conţin substanţe grase, fără colesterol. De aceea germenii umezi după tratare şi uscare sunt utilizaţi la obţinerea uleiul de porumb. Germenii uscaţi sunt presaţi obţinându-se uleiul brut de presă iar apoi prin extracţie se obţine uleiul de porumb. Celelalte subproduse cum este extractul de porumb 7 10%, constituie un mediu nutritiv foarte valoros utilizat în industria farmaceutică pentru obţinerea penicilinei. Borhotul uscat este folosit ca furaj iar borhotul în amestec cu gluten uscat poate fi folosit atât ca furaj, cât şi ca aliment pentru oameni, după un tratament suplimentar obţinându-se în special supe concentrate datorită conţinutului bogat în proteină vegetală.
Schema tehnologică de obţinere a amidonului fin făina de grâu sau orez
Apa se amestecă cu făina rezultând un lapte de amidon. Extracţia se face cu ajutorul apei prin spălare pe site de extracţie.
6. TEHNOLOGIA ZAHĂRULUI Zahărul este un produs alimentar obţinut din trestie de zahăr şi sfeclă de zahăr, prezentat sub formă de cristale, pudră, cubic. Zahărul destinat depozitării de lungă durată trebuie sa îndeplinească următoarele condiţii de calitate: - conţinutul de zahăroza minim 99,8% - substanţe reducătoare maxim 0,05% - umiditate maxim 0,05% - cenuşă conductometrică maxim 0,03% Mărimea cristalelor de zahăr este cuprinsă între 2-7 mm, iar coloraţia unei soluţii de 50% zahăr trebuie să fie de 0,8 grade Stammer. Materia primă: Zahărul se obţine prin prelucrarea trestiei de zahăr şi a sfeclei de zahăr. La noi în ţară acesta se obţine din sfecla de zahăr, care este o plantă tehnică bianuală (Beta vulgaris saccharifera). Este cultivată atât pentru fabricarea zahărului, cât şi pentru hrana animalelor ca nutreţ. Se cultivă în zone temperate unde găseşte condiţii optime de dezvoltare. Pentru fabricarea zahărului se foloseşte rădăcina din primul an de vegetaţie care se compune din următoarele parţi anatomice: - capul sfeclei (epicotil) denumit şi colet se găseşte la suprafaţa solului, are un conţinut redus de zahăr, motiv pentru care se îndepărtează prin decoletare ; - gâtul sfeclei (hipocotil); - corpul rădăcinii este partea cea mai voluminoasă şi are conţinutul cel mai ridicat în zahăr (14-19%); - codiţa reprezintă partea cu diametrul mai mic de 1 cm, are conţinut redus de zahăr şi se îndepartează odată cu coletul şi frunzele.
Compoziţia chimică a sfeclei:
6.1. Recoltarea şi decoletarea Recoltarea sfeclei trebuie să se facă la maturitate. în caz contrar au loc pierderi de zahăr. Acest stadiu al maturităţii se observă aturci când frunzele dintr-un verde strălucitor se transformă într-un verde deschis, iar frunzele de pe margine se îngălbenesc şi cad rămânând verzi doar cele din mijlocul aparatului foliar. Începând cu acest stadiu de vegetaţie sfecla nu mai acumulează zahăr, iar dacă este recoltată după această perioadă sfecla începe să consume din substanţele nutritive inclusiv din zahăr. Din această cauză este important ca sfecla să se recolteze în acest stadiu de vegetaţie şi până la apariţia primului îngheţ de toamnă. Recoltarea sfeclei se face manual sau mecanizat cu ajutorul plugului sau a combinei pentru sfeclă. Pe măsură ce este recoltată se îndepartează pământul şi se decoletează (îndepărtarea coletului împreună cu aparatul foliar); totodată se îndepartează şi codiţa datorită faptului că aceste părţi anatomice au un conţinut redus de zahăr şi dacă ar intra în procesul tehnologic ar provoca greutăţi în desfăşurarea acestuia, iar pe de altă parte constitute un furaj valoros pentru animale. 6.2. Recepţia, transportul, depozitarea După decoletare sfecla se sortează pe trei categorii în funcţie de mărime şi calitate. Până la transportul la bazele de recepţie sfecla se depozitează în grămezi acoperite cu rogojini, frunze pentru a micşora pierderile de zahăr şi vestejirea sfeclei. Din câmp sfecla este transportată cu căruţe, camioane la bazele de recepţie, fiecare întreprindere de prelucrare a sfeclei având organizate baze de recepţie situate de regulă în apropierea liniilor de cale ferată. La bazele de recepţie are loc recepţia sfeclei prin cântărire. Se determină conţinutul de impurităţi care se scade din greutatea sfeclei, şi se verifică modul de decoletare. Dacă aceasta este necorespunzătoare se procedează la decoletarea corectă scăzându-se de asemenea din greutatea sfeclei, procentul mediu de scăzăminte fiind de 7%.
Având în vedere că sfecla se prelucrează într-un timp mai lung decât are loc recoltarea apare necesitatea depozitării sfeclei pe perioada mai lungă. Depozitarea se face la bazele de recepţie în grămezi de secţiune triunghiulară sau trapezoidală, sfecla aşezându-se pe platforme betonate stropite cu soluţie de var. Platformele sunt prevăzute cu canale de scurgere şi din loc în loc cu ţevi pentru aerisirea sfeclei şi care dau posibilitatea să se poată măsura temperatura din gramadă. Sfecla din grămezi este acoperită de la baza până la un sfert din gramada cu pământ, iar restul cu rogojini şi diverse folii de protecţie. În timpul depozitării au loc procese biochimice de respiraţie şi transpiraţie care pot să ducă la pierderi în greutate a sfeclei şi în zahăr. Din această cauză este necesară verificarea periodică a temperaturii în siloz, aceasta trebuind să se situeze între 0 şi max. 5°C. La temperatura mai mare de 4°C este necesară aerisirea sfeclei din siloz prin ţevi de aerisire deoarece poate să apară fenomenul de fermentare. De la bazele de recepţie sfecla este transportată în fabrică cu camioane sau vagoane, unde este descarcată fie manual cu furci cu vârf rotunjit, sau de cele mai multe ori mecanizat cu benzi transportoare, macarale tip graifer, hidraulic cu ajutorul apei sub presiune la circa 4 atmosfere. Din mijlocul de transport este descarcată în canalele de transport hidraulic care trebuie să asigure o capacitate depozitare care să creeze o autonomie de funcţionare a fabricii pe minim 2-3 zile. Prin canalele de transport, sfecla este transportată datorită presiunii apei datorită înclinării acestora spre fabrică. Totodată pe parcursul acestor canale prevăzute cu prinzătoare de paie şi pietre se îndepărtează paiele şi pietrele. În canalele de transport sfecla este trecută la operaţia următoare şi anume spălarea. 6.3. Spălarea care are ca scop îndepărtarea paielor şi a pietrelor care nu au putut fi eliminate în timpul transportului hidraulic, precum şi îndepărtarea pământului aderent pe corpul sfeclei. Operaţia de spilare este necesară într-u-cât neîndepărtarea impurităţilor (paie, pietre, pământ) ar provoca
uzura utilajelor din amonte, în special a maşinilor de tăiat sfecla de zahăr, iar microorganismele ar provoca neajunsuri în desfăşurarea procesului tehnologic precum şi pierderi de zahăr. Spălarea se realizează cu maşini de spălat cu trei compartimente. După spălare sfecla este ridicată cu ajutorul elevatorului cu cupe la înalţimea de 15 m pentru a asigura ca operaţiile următoare să se desfăşoare prin cadere liberă (gravitaţional). Înainte de a se introduce sfecla în fluxul tehnologic propriu-zis are loc operaţia de cântărire. 6.4. Cântărirea se face cu ajutorul cântarelor automate de tip "Cronos. Cântarirea are ca scop urmărirea randamentului în zahăr. 6.5. Tăierea are ca scop obţinerea tăiţeilor în vederea extracţiei zahărul prin operaţia de difuziune. Sfecla se taie sub forma unor tăiţei care au secţiunea şi forma de V, această formă asigurând o bună circulaţie a apei de difuzie şi a zonei de difuzie. Dimensiunile tăiţeilor sunt: 3-5 mm, grosime = 1 mm, lungime 1÷5 cm. Tăiţeii mai subţiri nu sunt indicaţi deoarece se tasează şi există pericol înfundării instalaţiei. Tăiţeii mai groşi nu sunt indicaţi deoarece randamentul de extracţie este scăzut. Tăierea tăiţeilor se realizează la maşina de tăiat cu disc şi la maşini centrifuge. Calitatea tăiţeilor se verifică cu ajutorul următorilor indici de calitate: - cifra SILIN are valori cuprinse între 7 - 20 si reprezintă lungimea în m, 100 g de tăieţei din care s-au îndepărtat tăiţeii mai scurţi de 1 cm, tăiţeii foarte subţiri, transparenţi etc. - sfărâmăturile se determină prin cântărirea tăiţeilor îndepărtaţi de determinarea cifrei Silin şi care se raportează la întreaga cantitate de tăiţei sfărămăturile trebuie să se cifreze la mai puţin de 3%. - cifra suedeză reprezintă raportul dintre masa tăiţeilor mai lungi de 5 cm: masa tăiţeilor mai scurţi de 1 cm aleşi dintr-o probă de 50 g tăiţei. Cifra suedeză trebuie să aibă valoarea mai mare de cifra 10.
6.6. Difuziunea. Extragerea zahărului din tăiţei se realizează prin operaţia de difuziune cu ajutorul apei de difuzie. Zahărul se găseşte dizolvat în sucul celular care la rândul său se găseşte în vacuolele celulelor ţesutului parenchimatic. Vacuolele sunt înconjurate de protoplasma semipermeabilă care nu permite difuzia zahărului în exteriorul celulei. Pentru a face posibilă difuzia, tăiţeii sunt trataţi cu apă caldă cu ternperatura cuprinsă între 70 - 80°C, temperatura la care protoplasma se strânge datorită coagulării proteinelor, iar sucul celular vine în contact cu mermbrana celulei care este permeabilă şi permite difuzia zahărului în exteriorul celulei, fenomen denumit plasmoliză. Difuzia este posibilă atâta timp cât există o diferenţă de concentrate între sucul celular şi lichidul din exteriorul celulei. Pentru realizarea acestei condiţii se foloseşte procedeul de extracţie în contracurent potrivit căruia tăiţeii la intrarea în instalaţia de difuziune vin în contact cu zeama de concentraţia cea mai mare, iar la ieşirea din instalaţie tăiţeii epuizaţi în zahăr vin în contact cu apa curată astfel existând tot timpul o diferenţă de concentrate. Silin interpretând legea de difuzie a lui Fick a dat o relaţie care arată factorii care influenţează cantitatea care poate să difuzeze. G=D·S· ·π, în care: G -cantitatea care difuzează [kg] D -coeficient de difuziune [kg/m ·s] şi depinde de natura materialului care difuzează S -suprafaţa de difuziune [m2] C -concentraţia cea mai mare a zemii de difuziune [%] c - concentraţia cea mai mica a soluţiei [%] x - grosimea stratului de difuziune [m] π - timpul de difuziune [min.] Operaţia de difuziune se realizează în instalaţii cu funcţionare discontinuă şi cu funcţonare continuă. Instalaţia cu funcţionare discontinuă este bateria de difuziune, formată din 8-
16 difuzoare de tip Robert. Instalaţiile cu funcţionare continuă prezintă o serie de avantaje: apa circulă în sens contrar cu tăiţeii, consumul de apă de difuzie este mai mic, eliminarea borhotului se face fără ape de golire, pierderile de zahăr sunt mai mici, exploatarea instalaţiei este mai uşoară şi permite automatizarea operaţiilor. Cele mai cunoscute tipuri de instalaţii de difuziune cu funcţionare continuă sunt cele de tip RT, BMA, DOS. Caracteristici ale instalaţiei de difuziune: pentru bateria de difuziune tăiţeii trebuie să fie de bună calitate, pH-ul apei de difuziune 5,8 - 6; încărcarea specifică a difuzorului 50 ÷ 70 kg/hl; temperatura de încălzire a apei 75 - 80°C; presiunea în baterie 1,2 - 2 atm., iar sutirajul 110 - 120%. Sutirajul reprezintă cantitatea de zeamă de difuzie raportată la 100 kg de sfeclă. La instalaţia RT timpul de deplasare a tăiţeilor în instalaţie este de 100 min, iar al zemii de difuzie de 50 min; turaţia tamburului 18-20 rot/ora; sutirajul 110 -115%; productivitatea 600 - 6500 tone/24 h şi este în funcţie de diametrul şi lungimea tamburului. Instalaţia BMA este o coloana cu melc ale cărui spire sunt perforate pentru a permite zemii să treacă. Timpul de difuziune 80 min.; sutirajul 120 - 130%, productivitatea fiind în funcţie de diameetrul coloanei. Instalaţia de difuziune DOS este forrmată dintr-un jgheab înclinat la 8° Forr din doi semiciliiidrii în care acţionează câte un transportor elicoidal. La partea de jos a jgheatului se află gura de alimentare cu tăiţei, o sită de separare, a tăiţeilor din zeama de difuziune şi racordul de evacuare a zemii de difuziune. La partea superioară a instalaţiei se află o roată elevatoare cu ajutorul căreia se evacuează borhotul. La mijlocul instalaţiei la partea inferioară a jgheabului se află mantaua care permite circulaţia aburului în vederea încălzirii zemii de difuzie. Sutirajul 115120%, timpul de difuziune 125 - 140 min. Distingem 4 zone de temperaturi: - zona de încălzire - zona de plasmoliză
zona de extracţie propriu-zisă zona de evacuare a borhotului. În zona de încălzire a acestui difuzor zeama care se evacuează din instalaţie cedează caldura tăiţeilor care se alimentează, zeama evacuându-se cu o temperatură de 20-25°C. Zona de plasmoliză a tăiţeilor atinge temperatura de 75 78°C; această zonă putând să fie mai mare în detrimentul zonei a III-a dacă temperatura tăiţeilor de alimentare este mai scazută. În zona de plasmoliză are loc coagularea proteinelor strângerea protoplasmei de unde şi denumirea zonei datorita fenomenului de plasmoliză. În zona de extracţie propriu-zisă temperatura atinge 72 75°C şi are loc difuziune intensă a zahărului din celule. Zona de evacuare a borhotului este neîncălzită şi temperatura ajunge la 50 60°C. -
6.6.1.Produsele şi controlul operaţiei de difuziune Produsele operaţiei de difuziune sunt: - zeama de difuziune care este egală cu sutirajul şi reprezintă între 110 130% faţă de sfecla prelucrată; - borhotul reprezintă tăiţeii epuizaţi în zahăr, cantitativ reprezentând circa 8 - 90% din greutatea sfeclei prelucrate; - apele de golire, numai în cazul instalaţiei cu funcţionare discontinuă reprezintă circa 120%. La controlul operaţiei de difuziune se face: a) controlul tăiţeilor proaspeţi prin indicii de calitate (cifra SILIN sfărâmâturile cifra suedeză) şi se mai determină conţinutul de zahăr polarizabil de tăiţei pentru a putea avea o evidenţă a cantităţii de zahăr ce intră în procesul de producţie. Conţinutul de zahăr, se determină prin metoda digestiei care constă în modul de pregătire a probei pentru citirea la polarimetru, la zaharimetru a conţinutului de zahăr polarizabil. b) analiza apei care intră la difuziune, prin determinarea pH-ul apei (5,8-6 cu ajutorul hârtiei indicatoare de pH sau pe cale potenţiometrică. c) analiza zemii de difuziune la care se determină:
-
conţinutul în substanţă uscată cu ajutorul refractometrului sau la etuvă, în grade Brix (Bx): conţinutul de zahăr respectiv polarizaţia (P) prin metoda polarimetrică, în procente (%); puritatea (Q) se determină pe baza rezultatelor obţimite de la polarizaţie şi substanţă uscată. Q=
· 100 [%]
conţinutul de nezahăr ca fiind diferenţa între Brix (Bx) şi polarizaţie (P) Nz = Bx -P - conţinutul de substanţe coloidale şi aciditatea zemii de difuziune. Aciditatea zemii de difuziune se determină prin titrare cu o soluţie de NaOH; - pH-ul cu hârtia indicatoare de pH sau pe cale potentiometrică. d) analiza borhotului presat (la difuziunea continuă) se determină: - conţinutul de zahăr pentru a stabili pierderile de zahăr în borhot; - conţinutul de substanţă uscată prin metoda uscării la etuvă la temperatura de 105 - 110°C timp de 6 - 8 ore. În cazul instalaţiei cu funcţionare discontinuă de tip Robert se face analiza borhotului umed şi analiza apei de golire, când se determină: - conţinutul de zahăr pentru stabilirea pierderilor în borhot, respectiv ape de golire, folosind metoda polarizaţiei; -
6.7. Purificarea zemii de difuziune (epurarea) Zeama de difuzie obţinută în urma operaţiei de difuziune este o soluţie de zahăr impură având un conţinut de substanţă uscată cuprins între 12 - 15%. Puritatea zemii de difuzie este cuprinsă între 80 - 90%. Impurităţile care însoţesc zahărul în zeama de difuzie, sunt în mare parte de natură organică (acid oxalic, acid fosforic (H3PO4), acid citric, substanţe coloidale, substanţe colorante, proteine, pectine, aminoacizi etc.
Compoziţia zemii de difuzie este în funcţie de calitatea sfeclei de zahăr şi de regimul tehnologic de la operaţia de difuziune. Purificarea are ca scop îndepărtarea în cantitate cât mai mare a acestui nezahăr. Necesitatea îndepărtării nezahărului se explică din următoarele raţiuni: • Nezahărul este componenta principală a melasei ce rezultă ca subprodus la fabricarea zahărului şi care reţine o cantitate de zahăr în melasă împedicând cristalizarea zahărului şi deci randamentul scăzut în zahăr cristalizat. Pe de altă parte dacă nezahărul ar ajunge în stabile de evaporare acesta s-ar depune pe ţevile fierbătoare a evaporatoarelor împiedicând astfel transferul de caldură. • Substanţele în stare coloidală la încălzire formează soluţii vâscoase îngreunând astfel procesul de cristalizare. • Aciditatea zemii de difuzie este de circa 0,04 % exprimată în CaO ceea ce corespunde unui pH = 5,5 6,5. Această aciditate a zemii dacă ar ajunge la fierbiere ar avea loc procesul de invertire a zahărului crescând procentul de substanţe reducătoare şi ducând la o culoare închisă a zahărului. Zeama de difuzie la rândul ei este de culoare închisă; dacă nu ar avea: purificarea, această culoare s-ar transmite şi zahărului. • Prezenţa saponinelor în timpul fierberii ar duce la fenomenul de spumare, îngreunând procesul de fierbere. 6.7.1.Metode de purificare Cea mai obişnuită metodă de purificare este defeco saturaţia care conţine mai întâi în tratarea zemii de difuzie cu lapte de var, operaţie denumită defecare urmată apoi de o tratare cu CO2, operaţie denumită saturaţie (carbonatare), de astfel şi denumirea de defeco - saturaţie. Defecarea se executa în 2 etape: - predefecarea - defecarea propriu-zisă
Predefecarea constă în tratarea cu lapte de var având ca scop neutralizarea zemii de difuzie, să precipite acizii organici şi substanţele coloidale prin atingerea unui pH optim de 10,8 - 11. Predefecarea se realizează prin mai multe procedee: - predefecarea simplă (optimă) care se realizează prin încălzirea zemii difuzie la 30 - 40°C şi adăugarea întregii cantităţi de lapte de var necesară pentru atingerea pH-ului optim de 10,8 - 11. - predefecarea progresivă unde cantitatea de lapte de var se adaugă în masă progresivă până la atingerea acestui pH optim având avantajul că atingerea pH - ului se realizează în trepte corespunzător punctelor izoelectrice de precipitare a diferiţilor coloizi. Aparatul în care se realizează operaţia de predefecare este aşa numitul aparat BRIEGELL - MULLER, predefecarea în acest aparat realizându-se timp de 15 min. Defecarea propriu - zisă constă în încălzirea zemii predefecate la 80 - 85°C şi adăugarea în exces a laptelui de var până la o alcalinitate de 1,5 - 2,5 % CaO (oxid de calciu). Prin acest tratament zaharoza se transformă în zaharat de calciu (C12H22O11CaO); formarea zaharaţilor de calciu este o reacţie reversibilă în care zaharoza acţionează ca un acid slab, reacţia ionică fiind următoarea: 2 / + / → Ca2+ + 2H2O Tratamentul cu lapte de var în exces are drept raţiune ca la saturaţia I cât are loc tratamentul cu CO2 să se obţină o cantitate cât mai mare de carbonat de calciu (CaCO3), acesta având un rol de absorbant şi adsorbant a impurităţilor din zeama de difuzie, în special a substanţelor coloidale şi a substanţelor colorante. În asemenea CaCO3 ajută operaţia de filtrare a impurităţilor. Ca(OH)2 +CO2 → CaCO3 ↓ + H2O Operaţia de saturaţie (carbonatarea) se execută în 2 trepte: - saturaţia I - saturaţia II
La saturaţia I are loc trecerea unui curent de CO2 care precipită Ca(OH)2 exces formându-se CaCO3 cu proprietăţile amintite. La saturaţia I se ajunge până un pH optim de 10,8 11,2, când zeama are coloraţia cea mai bună, viteza de filtrare este cea mai mare, iar puritatea cea mai ridicată; temperatura trebuie menţinută la 80-85°C. La saturaţia II are loc trecerea unui nou curent de CO 2 când zaharatul de calciu se transformă în zaharoză şi CaCO3 care precipită. C12 H22 O11 · CaO + CO2 → C12 H22 O11 + CaCO3 ↓ Atât saturaţia I, cât şi cea de a-II-a se efectuează în aparate automatizate care realizează un contact cât mai intim între zeama de difuzie defecată şi gazul de saturaţie (conţinând CO2 în principal); acest contact realizându-se prin barbotarea CO2-ului în zeama defecată. Saturaţia II are ca scop de a reduce alcalinitatea zemii la o valoare optimă la care conţinutul de săruri de calciu să fie minim, deoarece la operaţiilor următoare de evaporare, fierbere, aceste săruri se depun pe ţevi sub formă de crustă împiedicând transferul de căldură şi randamentul la evaporare şi fierbere. După operaţiile de purificare urmează tratarea zemii de purificare cu dioxid de sulf (SO2) în vederea îmbunătăţirii coloraţiei şi a micşorării vâscozităţii, operaţia fiind denumită sulfitare. După operaţiile de la saturaţia I, saturaţia II şi sulfitare au loc filtrări în urma cărora rezultă zeama clară sau zeama subţire care este trecută la operaţia următoare de evaporare şi nămolul în care se găseşte nezahărul şi care este îndepărtat. Operaţia de filtrare se realizează cu filtre de diferite tipuri dintre care mai cunoscute sunt filtrele cu vid, filtrele concentratoare, filtrele cu lumânări. Operaţia de purificare se poate realiza şi prin decalcifiere cu schimbător de ioni.
6.7.2.Controlul operaţiei de purificare, se realizează prin următoarele determinări de laborator efectuate asupra zemii subţiri: - alcalinitatea - prin titrare cu soluţie de H2SO4 sau HCl; - pH-ul cu pH-metru sau cu hârtie indicatoare de pH; - viteza de sedimentare şi volumul de nămol prin urmărirea sedimentării nămolului timp de 25 minute întro probă de zeamă răcită la 65°C; - determinarea coeficientului de filtrabilitate (FK), se foloseşte metoda Briegell - Miiller; - determinarea conţinutului de săruri de Ca se determină în zeama de la saturaţia II după filtrare, ca metodă se foloseşte metoda complexometrică; - efectul de purificare se calculează după formula: Ef = 100 Q1 = puritatea zemii înainte de purificare Q2 = puritatea zemii după purificare 6.8. Concentrarea zemii epurate (Evaporarea) Pentru ca zahărul să poată fi extras din zeama subţire este necesară concentrarea zemii prin evaporarea apei. Eliminarea apei se realizează în două etape: - prin operaţia de evaporare - prin operaţia de fierbere – cristalizare La evaporare are loc concentrarea zemii subţiri obţinută în urma purificării şi sulfitării de la 12 - 15% SU până 60 - 65% SU obţinându-se zeama groasă. Evaporarea are loc în evaporatoare de tip Robert sau Kestner. Din raţiuni economice, pentru economisire de abur, respectiv combustibil evaporarea se realizează în staţii de evaporare cu multiplu efect formate din 3 6 corpuri de evaporare fie de tip Robert, fie de tip Kestner. În primul corp zeama se încălzeşte cu ajutorul aburului primar realizat în centrala termică, celelalte corpuri încălzinduse cu aburul secundar format din vapori rezultaţi la fierberea în corpul anterior. Zeama purificată este încălzită şi preîncălzitoare
la temperatura de fierbere şi trece din corp în corp concentrânduse. Pentru a se realiza transmiterea de căldură este necesar ca zeama să fiarbă la o temperatură din ce în ce mai mică. Acest lucru este posibil cu ajutorul vidului în depresiunea fiind mai mare în ultimul corp. Transformările care au loc la evaporare sunt: - creşterea concentraţiei de substanţa uscată de la 12 - 15% la 60 - 65%; - intensificarea coloraţiei datorită caramelizării zaharozei şi descompunerea substanţelor reducătoare; - se formează datorită mediului alcalin precipitate insolubile care tulbură zeama şi care se depun pe ţevi în timpul fierberii. 6.9. Fierberea şi cristalizarea Procesul de fierbere şi cristalizare, precum şi construcţia aparatelor se bazează pe proprietatea zaharozei de a fi solubilă în apă şi de a da soluţi suprasaturate. Procesul de fierbere şi cristalizare are loc în două etape: - în prima etapă se continuă concentrarea până la suprasaturaţie când încep să apară germeni de cristalizare sau centrele de cristalizare care pot să apară spontan sau prin adăugare de zahăr pudră în aparatul de fiert; - în etapa a doua are loc creşterea cristalelor de zahăr prin depunerea pe suprafaţa cristalelor existente a noi molecule de zahăr. Factorii care influenţeaza viteza de cristalizare: • coeficientul de suprasaturaţie care cu cât este mai mare cu atât viteze de cristalizare este mai mare; • creşterea temperaturii determină reducerea vâscozităţii care favorizează procesul de cristalizare; • vâscozitatea la rândul ei este influenţată de temperatura şi de puritate, de o vâscozitate ridicată împiedicând cristalizarea; • puritatea este în funcţie de conţinutul de nezahăr, acesta având influenţă negativă asupra cristalizării;
•
alcalinitatea are efect negativ asupra cristalizării, motiv pentru care înainte de fierbere se realizează o neutralizare a siropului; • suprafaţa totală a cristalelor: fierturile care au cristale mici au suprafaţa totală mai mare, deci cristalizarea zahărului are loc mai rapid; Zeama groasă obţinută în urma evaporării este concentrată în aparatul de fierbere sub vid până la starea de suprasaturare când zahărul se separă sub forma de cristale; amestecul de cristale şi sirop intercristalin obţinut în urma fierberii şi cristalizării se numeşte masă groasă. Siropul intercristalin (siropul mumă) conţine tot nezahărul şi o soluţie saturată de zahăr în apă. Separarea cristalelor din sirop se face prin centrifugare în urma căreia pe lângă cristale se separă siropul alb care se recirculă la fierbere şi siropul verde. Acesta este supus unei noi operaţii de fierbere şi cristalizare rezultând masa groasă produs II, urmată de o nouă centrifugare pentru separarea cristalelor rezultate în urma celei de-a II-a fierberi şi cristalizări. Fierberea şi cristalizarea nu se pot realiza într-o singură etapă deoarece s-ar ajunge la o masă groasă cu o concentraţie foarte ridicată cu cristalele foarte apropiate ceea ce ar îngreuna golirea aparatelor de fierbere şi centrifugarea. Pe de altă parte sar mări foarte mult timpul de fierbere ducând la caramelizarea zaharozei şi închiderea la culoare a zahărului. Din aceste cauze fierberea şi cristalizarea se realizează în două sau chiar mai multe etape. Succesiunea de fierberi şi cristalizari, de centrifugări şi dirijări ale siropurilor în funcţie de puritatea acestora se numeşte schemă de fierbere şi de cristalizare. Aparatele de fierbere sub vid sunt constitute din cazane verticale care au partea de jos tronconică unde este localizată camera de fierbere. În funcţie de construcţia camerei de fierbere există diferite tipuri de aparate de fierbere şi cristalizare. Datorită vâscozităţii mai mari a masei groase faţă de zeama groasă, ţevile aparatelor de fierbere şi cristalizare au diametrul
mai mare respectiv de 80 -120 mm faţă de 30 - 40 mm cât au ţevile fierbătoare de la evaporator. Un ciclu de fierbere cuprinde mai multe etape: - pregătirea aparatului - încărcarea aparatului cu zeamă groasă - concentrarea siropului până la suprasaturaţie - formarea centrelor sau a germenilor de cristalizare - creşterea cristalelor - îngroşarea finală sau coacerea - golirea aparatului de fierbere Masa groasă rezultată în urma fierberii suferă operaţia de malaxare având ca scop să nu se depună cristalele şi să nu se lipească între ele. În urma centrifugării se separă siropul verde care este dirijat la fierberea şi cristalizarea masei groase produs II şi zahărul cristal care are o umiditate de 0,5% şi o temperatură de 70°C. Această temperatură relativ ridicată va ajuta la operaţia următoare de uscare. Zahărul cristal este evacuat din centrifuge cu ajutorul unor transportoare oscilante care pe lângă transport realizează o uscare şi o răcire a produsului. Pentru a putea fi depozitat pe perioade mai lungi, zahărul cristal trebuie adus la umiditatea de 0,05% şi la temperatura mediului ambiant. Pentru aceasta se recurge la operaţia de uscare care are loc în turnuri de uscare prevăzute cu şicane unde cristalele de zahăr circulă în contracurent cu aerul cald şi uscat realizând uscarea zaharului. Întru-cât aerul cald mai antrenează particule de zahăr la ieşirea din uscător şi înainte de a se evacua în atmosferă, este trecut printr-un ciclon şi un filtru pentru a reţine ultimele particule de zahăr antrenate de aer, iar acesta să poată fi evacuat curat în atmosfera. Urmează răcirea zahărului la temperatura mediului ambiant, sortarea lui pe calităţi, ambalarea şi depozitarea lui. Pentru vrac se depozitează în silozuri sau saci iar pentru comercializare se ambalează în pachete şi apoi diverse containere.
6.10.Obţinerea zahărului rafinat Din masa groasă produs II în urma malaxării şi centrifugării se obţine melasa ca subprodus şi zahărul brut. Purificarea zahărului brut se realizează prin dizolvarea acestuia în apă caldă obţinându-se siropul brun. Acesta este dirijat la fierberea şi crislalizarea masei groase produs II. O metodă de purificare a zahărului brut mai eficientă este afânarea ce constă în amestecarea în malaxor a zahărului brut cu o soluţie saturată de zahăr la 85- 90°C numit sirop de afânaţie. Acesta îndepărtează pelicula de sirop de cristale, care rămâne în urma centrifugării şi care este îndepărtată prin spălare cu abur şi apă. În urma spălării rezultă siropul alb care este trecut la fierbere – cristalizare, iar în cazul zahărului brut în urma malaxării cu sirop de afânaţie rezultă masa artificială (masa de afânare). Aceasta este supusă apoi operaţiei de centrifugare spălare în urma căreia rezultă siropul alb care se recirculă la malaxare - afânare zahărul galben, un zahăr de o calitate mai bună decât zahărul brut. Acesta dizolvă într-un sirop de zahăr obţinându-se clersa (clera). Clersa se decolorează în cărbune activ pulverulent sau cu cărbune de oase, după care este filtrată în coloane de filtrare având ca material filtrant kiselgur. Astfel se obţine clersa filtrată care în funcţie de puritate este dirijată fie la fierbere - cristalizare, fie la obţinerea zahărului rafinat. Zahărul rafinat se obţine din clerse filtrate de puritate ridicată, are conţinut de zaharoză de 99,8%, iar cristalele sunt alb strălucitoare. Clersa filtrată este destinată obţinerii zahărului rafinat este decolorată şi filtrată din nou obţinându-se clerse rafinate care apoi sunt supuse operaţiei de centrifugare obţinându-se zahărul rafinat şi un sirop care este dirijat la fierbere - cristalizare produs II. 6.10.1.Obţinerea zahărului cubic Zahărul cubic se obţine pe schema de fierbere şi cristalizare cu 3 produse odată cu zahărul rafinat în funcţie de programul de producţie. Zahărul cubic se obţine prin turnare sau presare, metoda presării fiind mai eficientă şi cea mai utilizată.
Zaharul cubic se obţine din siropul verde rezultat de la centrifugarea masa groasă produs I care apoi prin fierbere şi cristalizare se obţine masa groasă produsă intermediar care în urma centrirugării se obţine zahărul produs intermediar. Acesta se dizolvă într-un sirop saturat obţinându-se o clersa de 69-7l °Bx. Clersa este rafinată prin filtrare pe cărbune activ clersa rafinată în urma fierberii - cristalizării şi centrirugării rezultă zahăr cristal pentru obţinerea zaharului cubic. Zahărul cristal în urma uscării şi presării în anumite forme este apoi tăiat sub formă de cuburi obţinându-se zahărul cubic.
6.11.Materale auxiliare folosite la fabricarea zahărului Ca materiale auxiliare se utilizează laptele de var la operaţia de purificare a zemii de difuzie CO2 folosit la operaţia de saturaţie (carbonatare) şi SO2 folosit la operaţia de sulfitare. Laptele de var Ca(OH)2 se obţire prin tratarea varului ars (CaO) cu apă. CaO + H2O → Ca(OH)2 Piatra de var
La rândul său varul ars se obţine prin arderea pietrei de var în cuptoare speciale. ardere
CaCO3
CaO + CO2
Piatra de var
În urma arderii pietrei de var rezultă gaze de ardere care au în componenţă CO2 N2 şi conţinut mai mic de CO, SO2, reziduri minerale. Din acest amestec se separă CO2 care este folosit sub forma gazului de saturaţie care conţine circa 26% CO2 la operaţia de carbonatare. Dioxidul de sulf (SO2) se obţine prin arderea sulfului. 6.12. Subproduse rezultate la fabricarea zahărului - Borhotul -reprezintă circa 90% din masa sfeclei fiind constituit din tăiţei epuizaţi în zahăr în urma operaţiei de difuziune. Borhotul este utilizat atât în stare umedă, cât şi în stare uscată la furajarea animalelor. Pentru uşurarea transportului şi a depozitării borhotul se usucă şi se brichetează folosind ca liant melasa care îmbogăţeşte conţinutul nutritiv. - Melasa este siropul intercristalin rezultat în urma centrifugării masei groase în produs final. Este o soluţie saturată de zahăr în care se găseşte dizolvat tot nezahărul rămas după operaţia de purificare. Conţinutul de zahăr al melasei este de circa 48 -50%. Deşi conţinutul de zahăr este ridicat, extracţia zahărului prin cristalizare nu mai este economică. Puritatea melasei este de circa 58%. Caracteristic pentru melasă este
coeficientul melasigen care reprezintă cantitatea de zahăr antrenată în melasă de 1 kg de nezahăr. m= m Nz Z Q
= coeficient melasigen = nezahăr = zahăr = puritate
m=
7.TEHNOLOGIA ULEIURILOR VEGETALE ALIMENTARE 7.1.Schema tehnologică de obţinere a uleiurilor vegetale alimentare Operaţiile care se desfăşoară într-o fabrică de ulei sunt de două tipuri: operaţii pregătitoare (I) şi operaţii de prelucrare (II). Prima grupă de operaţii cuprinde recepţia, curăţirea, uscarea şi depozitarea. În cea de-a doua grupă se încadrează toate operaţiile de transformare a materiei prime pregătite în vederea prelucrării până la obţinerea produsului finit.
Pentru obţinerea uleiurilor vegetale se folosesc ca materie primă seminţele oleaginoase ( floarea - soarelui, soia, in rapiţa, susan). La noi în ţară se utilizează seminţele de floareasoarelui. Seminţele de floarea-soarelui după recoltare sunt transportate la fabricile de ulei unde are loc recepţia cantitativă şi calititivă. 7.2.Recepţia canlitativă şi calitativă se realizează prin cântărire autocamioanelor sau vagoanelor încărcate cu seminţe de floarea soarelui pe cântar pod - bascul. Între cantitatea cântărită şi cea facturată se admite o diferenţă de până 11%. În caz contrar se face recântărirea în prezenţa unui delegat neutru. Recepţia calitativă se efectuează prin luarea de probe cu ajutorul sondei din mai multe locuri ale mijlocului de transport. Se amestecă probele, se reduce cantitate prin metoda sferturilor până se ajunge la o probă omogenă de 2 kg. Jumăte din probă este trimisă pentru analizele de laborator , iar jumătate se păstrează în recipient ermetic închise, pentru cazurile de litigiu. Analizele de laborator constau în examinarea aspectului şi gustului seminţelor, determinarea umidităţii, masa hectolitrică, determinarea conţinutului de corpuri străine şi a conţinutului de grăsime. După standard conţinutul de corpuri străine trebuie să fie max. 2% iar umiditate max. 9%. Daca aceşti indici de calitate diferă faţă de standarde, recepţia se face la cantitatea utilă. 7.3.Precurăţirea şi curăţirea. În întreprinderile mari, seminţele înainte de depozitare sunt precurăţite în vederea eliminării corpurilor străine atât vegetale cât şi minerale. Este necesară să se facă înaintea depozitării pentru a avea un termen de păstrare cât mai îndelungat şi pentru a nu apărea pericolul de autoaprindere. La un conţinut ridicat de corpuri străine, în special vegetale apar fenomene biologic nedorite: respiraţia şi germinarea care duc la degradarea seminţelor, iar acestea fiind procese exoterme, se degajă căldură care poate să ducă la încingerea seminţelor: chiar la pericol de explozie.
Separarea corpurilor străine şi construcţia utilajelor se face după următoarele principii: - curăţirea după diferenţa de mărime între impurităţi şi seminţe; - curăţirea după diferenţa de masă specifică; - curăţirea după diferenţa de mărime şi masa specifică; - curăţirea pe baza proprietăţilor magnetice ale impurităţilor feroase. Precurăţirea se realizează cu utilaje denumite precurăţitoare, mai important fiind vibroseparatorul Sagenta sau pneumoseparatorul Bühller. La curăţire se utilizează pneumoseparatorul de tip Miag, a cărui construcţie şi funcţionare este similară cu a precurăţitorului Bühller existând unele mici deosebiri (canale de aspiraţie din material plastic iar sitele nu sunt prevăzute cu bile autocurăţitoare). 7.4.Uscarea se realizează înaintea depozitării prin condiţionarea seminţelor, pentru ca la umidităţi mai mari de 9 11% timpul de păstrare se reduce considerabil şi sunt favorizate procesele de încolţire şi respiraţie. Uscarea se realizează în uscătoare de diferite tipuri dintre care amintim uscătorul cu tambur rotativ sau uscătorul cu coloana de tip Bühller, în care seminţele circulă în contracurent cu aerul cald. 7.5.Depozitarea. Fabricile de ulei trebuie să deţină spaţii de depozitare care să asigure o autonomie de funcţionare de minim 20 zile. Depozitele trebuie să fie dotate cu linii de garare (pentru vagoane), căi de acces pentru autocamioane, instalaţii de descărcare a mijloacelor de transport şi instalaţii de curăţire şi uscare a seminţelor. Depozitele pot fi de mai multe tipuri: magaziile etajate care au fost înlocuite cu silozuri celulare şi care la rândul lor pot fi de tip vechi caracterizate printru-un număr mare de celule (1632 ), fiecare având un volum de 200 - 400 m3 şi silozurile de tip nou cu număr mic de celule (6 - 18), dar cu un volum mult mai
mare de depozitare 2500 - 3500 m 3, datorită construcţiei acestora pe înălţimi mari. Operaţiile descrise până aici sunt operaţii pregătitoare în vederea prelucrării materiei prime. 7.6.Descojirea. Coaja botanică a seminţelor de floareasoarelui are un conţinut foarte redus în ulei (0,5 - 3%), restul fiind din celuloză. Coaja constituie un material inert şi trebuie eliminată în procesul de prelucrare a seminţelor. Aceasta se realizează prin procesul de descojire, un randament de descojire bun realizându-se cu seminţele care au coajă tare şi miezul slab aderent la coajă. Prelucrarea seminţelor oleaginoase descojite prezintă o serie de avantaje: - măreşte productivitatea instalaţiei pentru că coaja se elimină încă de la începutul procesului de prelucrare; - se îmbunătăţeşte calitatea şroturilor având un conţinut redus în coji; - se reduce uzura utilajelor din aval întrucât coaja are un conţinut ridicat în siliciu. Descojirea are loc în două faze succesive şi anume: detaşarea cojii de miez prin spargerea seminţelor şi separarea cojilor rezultate. Spargerea şi detaşarea cojii de miez poate fi obţinută prin lovire, tăiere sau forfecare. în cazul seminţelor de floareasoarelui se foloseşte procedeul prin lovire. Separarea cojilor de miez se obţinie prin două metode: - separarea pe baza de diferenţă de mărime, prin cernere; - separarea pe bază diferenţei dintre masa specifică a cojilor faţă de miez, prin aspiraţie cu un curent de aer produs de un ventilator. În practică se folosesc utilaje care combină cele două metode. Din procesul de separare rezultă două fracţiuni şi anume: miezul industrial care reprezintă circa 75 — 85% din seminţele prelucrate şi conţine pe lângă miezul botanic o cantitate redusă de coajă 6 - 8%; a doua fracţiune, coaja industrială reprezintă la floarea-soarelui circa 15 - 25% din
seminţele prelucrate şi conţine pe lângă coaja botanică şi o cantitate foarte mică de miez aderent, aproximativ 0,4-1%. Utilajele folosite sunt: decojitorul format din toba de spargere în care datorită rotirii unui ax cu palete acesta loveşte seminţele de nişte reţele metalice montate orizontal în interiorul tobei de descojire. Ceea ce rezultă în urma spargerii seminţelor este trecut la separatorul de coji care este format din sita plană şi pneumoseparator. Separarea cojilor de către miez, are loc datorită diferenţei de mărime dintre fracţiuni realizate la descojire în sita plană, iar în pneumoseparator se separă cojile, datorită diferenţei dintre masa specifică, a cojilor şi a celorlalte fracţiuni (miez, seminţe întregi, coji aderente la miez, miez spart etc). 7.7.Măcinarea. în urma descojirii, miezul industrial este trecut la măcinare operaţie al cărei scop este deschiderea celulelor în care se găseşte uleiul astfel încât acesta să poată fi separat mai uşor la presare şi extracţie. Deschiderea celulelor are loc prin desprinderea membranelor care învelesc celulele şi destrămarea struturii citoplasmei, de unde rezultă aglomerarea picăturilor fine de ulei dispersate în citoplasmă. Uleiul se separă sub forma unui lichid care este reţinut la suprafaţa particulei de măcinătură şi în capilarele acestor particule, datorită forţelor de suprafaţă şi forţelor capilare. La o măcinare optimă mai rămân aproximativ 20 - 25% celule nedesfăcute, o parte a uleiului rămânâmd în celulele întregi, acest ulei se va separa mai greu prin operaţia de presare şi extracţie. Măcinarea seminţelor se realizează printr-un procedeu mecanic în cursul căruia materialul este supus unor forţe de compresiune, frecare şi tăiere. Utilajele de măcinare sunt: valţurile, concasoarele şi morile cu ciocane. Valţurile sunt necesare pentru măcinarea seminţelor şi finisarea brokenului concasoarele pentru măcinarea grosieră a brokenului, iar morile cu ciocane pentr măcinarea şrotului.
7.8.Prăjirea. Scopul operaţiei de prăjire este de a elibera uleiul absorbit de măcinătură în procesul de măcinare şi reţinut pe suprafaţa particulelor de măcinatură cât şi a uleiului reţinut în celulele intacte rămase de la măcinare. Procesul de prăjire are loc în două faze: umectarea şi uscarea. Umectarea constă în aducerea măcinăturii la o umiditate optimă care variază între 8,5 - 11% în funcţie de şortul de seminţe care se prelucrează. Apa are proprietatea de a umecta mai bine decât uleiul suprafaţa particulei de măcinătură, datorită tensiunii superficiale dintre lichid şi solid mai mici decât uleiului. În acest fel forţele de suprafaţă care reţin uleiul în măcinătură sunt anhilate deoarece măcinătura absorbind apa se eliberează uleiul. În ceea ce priveşte seminţele întregi nedesfăcute la măcinare, acestea în contact cu apa se umflă iar în faza următoare de uscare se sparg şi eliberează uleiul. Uscarea măcinăturii se realizează prin încă1zire având ca efect denaturarea proteinelor, scăderea umidităţii şi scăderea vâscozităţiii uleiului. Prin denaturarea proteinelor se schimbă structura măcinăturii care dintr-o masă plastică devine o masă nisipoasă şi spongioasă favorizând astfel scurgerea uleiului. De asemenea scăderea vâscozităţii favorizează scurgerea uleiului, iar reducerea umidităţii îmbunătăţeşte procesul de presare a măcinăturii. Temperatura optimă de uscare este de 90 - 110°C în funcţie de sortiment. Astfel la florea-soarelui temperatura optimă este de 105 - 110°C, la in 90 - 95°C, la soia 95-100°C. Aparatele în care se realizează prăjirea se numesc prăjitoare şi sunt formate din 6 compartimente dispuse pe verticală, prevăzute cu manta dublă prin care circulă abur la presiunea de 4 - 5 atmosfere care realizează prăjirea seminţelor. 7.9.Presarea măcinăturii este operaţia prin care se separă uleiul din măcinătura pregătită în mod corespunzător la măcinare şi prăjire.
Ca urmare a exercitării presiunii asupra măcinăturii, uleiul este expulzat din celulele deschise şi din capilarele măcinăturii. Odată cu scurgerea uleiului are loc şi aglomerarea particulelor de măcinătură parţial degresate sub forma unor turte. Procesul de extragere a uleiului din măcinătură se poate executa după mai multe scheme de lucru şi anume: a) presare + extracţie b) presare dublă + extracţie c) dublă presare d) extracţie directă Schema de lucru cea mai des utilizată este presare + extracţie. La presare rezultă uleiul brut de presă şi brokenul. Turtele (brokenul) care rezultă în urma presării mai conţin aproximativ 18 - 20% ulei, care urmează să fie recuperat prin extracţie. Operaţia de presare se realizează cu ajutorul preselor mecanice. O astfel de presă este compusă din: - batiul maşinii (suportul) - motorul şi reductorul de acţionare - şurubul elicoidal - camera de presare - conul de reglaj - dispozitiv de colectare a uleiului Funcţionarea presei: Măcinatura este alimentată prin pâlnie, la intrarea în camera de presare este preluată de şurubul elicoidal acţionat de motoreductor. Datorită mişcării şnecului măcinătura avansează până la inelul de presiune care corespunde sfărşitului treptei I. Aici, intervine o stagnare a măcinăturii, se creează o presiune şi pe măsura ce măcinătura avansează, datorită micşorării diametrului camerei de presare, a măririi diametrului corpului şurubului elicoidal şi a micşorării distanţei dintre spire se creează o presiune mare, scurgerea uleiului devenind abundentă în treapta II. În treapta III şi IV deşi presiunea este foarte mare de circa 250 kg / cm2, intensitatea scurgerii uleiului prin sliţurile de scurgere este scăzută datorită micşorării conţinutului de ulei din măcinătură.
La o funcţionare normală a presei conţinutul de ulei din broken nu trebuie să depăşească 18 - 20%. Obţinerea unui randament optim la presare este în funcţie de următorii factori: - modul de alimentare al măcinăturii care trebuie să fie constant; - respectarea regimului tehnologic de la prăjirea măcinăturii; - presiunea creată în camera de presare; - durata presării; - viteza cu care se evacuează uleiul din camera de presare (în funcţie de vâscozitatea uleiului) - modul de întreţinere al presei. 7.10.Extracţia este operaţia prin care dintr-un amestec de mai multe substanţe se separă unul sau mai mulţi componenţi prin solubilizarea acestora într-un denumit dizolvant (solvent). ULEI + SOLVENT = MISCELĂ Uleiul împreună cu solventul formează o soluţie denumită miscelă, care se prelucrează apoi prin distilare în vederea separării uleiului şi a recuperării solventului. Trecerea uleiului din măcinătură în soluţie (miscelă) se bazează pe procedeul de difuziune care este influenţat de umiditatea şi structura măcinăturii, precum şi de temperatura şi viteza de scurgere a solventului. Ca solvenţi se folosesc în primul rând benzenul, apoi eterul, clorura, tetra clorura şi sulfura de carbon. Procesul de extracţie cuprinde mai multe faze: - pregătirea materialului (brokenului) pentru extracţie - extracţia propriu-zisă - distilarea miscelei - recuperarea solventului din şrot, care în cazul soiei, are loc simultan tratamentul termic în special al şrotului. 7.10.1. Pregătirea materialului pentru extracţie Prepararea brokenului pentru extracţie se face în trei faze: -
măcinarea brokenului
tratamentul hidrotermic al măcinăturii aplatisarea măcinăturii Măcinarea brokenului are loc în două etape: a) măcinarea grosieră a brokenului cu ajutorul concasorului; b) măcinarea fină prin trecerea măcinăturii printre tăvălugii rifluiţi ai valţului aducându-se materialul la dimensiunile corespunzătoare procesului de extracţie. Tratamentul hidrotermic al măcinăturii are loc într-un prăjitor cu compartimente în care măcinătura se umectează până la 7,5 - 8,5% umiditate se încălzeşte la temperatura de 80 - 85 °C. Scopul acestei operaţii este de a da condiţiile pentru obţinerea măcinăturii sub formă de paiete. Aplatisarea măcinăturii sub formă de paiete 0,2 - 0,4mm, considerându-se că aceasta este forma cea mai potrivită pentru procesul de extracţie; se realizează cu valţuri cu tăvălugi netezi (tăvălugi de aplatisare). -
7.10.2.Extracţia propriu - zisă se realizează în instalaţii cu funcţionare discontinuă sau în instalaţii cu funcţionare în flux continuu. Avantajul instalaţiei cu funcţionare în flux continuu consta în: - productivitate ridicată; - siguranţa mărită în exploatare;. - reducerea pierderilor de ulei în şrot şi a pierderilor de benzină. Instalaţiile cu funcţionare în flux continuu funcţionează pe principiul circulaţiei în contracurent a măcinăturii cu solventul. În urma extracţiei are loc difuziunea uleiului rezultând miscela şi şrotul. 7.10.3. Distilarea miscelei Pentru obţinerea uleiului este necesar ca din miscelă să se separe uleiul; în acest sens se recurge la operaţia de distilare a miscelei în instalaţii de distilare unde prin încălziri şi concentrări în trepte ale miscelei solventul se transformă în vapori.
7.10.4. Recuperarea solventului din şrot După extracţie, în şrot mai rămâne aproximativ 35 - 50% solvent care trebuie recuperat. Recuperarea solventului se realizează în toaster (prăjitor) prevăzut cu manta dublă prin care circulă abur, încălzirea şrotului realizându-se indirect cât şi prin tratare directă cu abur. Regimul termic trebuie să evite denaturarea prea avansată a proteinelor şi să respecte normele de securitate a muncii. În acest scop temperatura aburului trebuie să fie mai mica de 180°C, iar temperatura şrotului mai mică de 105°C. În urma desolventizării, şrotul pentru a putea fi furajer trebuie să conţină maxim 0,1% solvent şi o umiditate de 8 - 8,5%. Condensarea şi separarea dizolvantului Vaporii de solvent şi de apă proveniţi de la distilarea miscelei şi de la încălzirea şrotului în toaster se supun operaţiei de condensare, iar amestecul de apă şi solvent rezultat în urma condensării se separă pe baza diferenţei de densitate dintre componente: apă şi solvent. Pentru condensarea vaporilor de dizolvant şi apă se folosesc condensatoare, iar pentru separarea apei de solvent se folosesc separatoare. Aerul care circulă prin instalaţia de extracţie întotdeauna va avea un anumit conţinut de vapori de solvent care trebuie recuperaţi înainte de evacuarea lui în atmosferă, atât din raţiuni economice cât şi din raţiuni de poluare ale mediului. În acest scop se folosesc instalaţii denumite deflegmatoare. 7.11.Rafinarea uleiurilor vegetale Uleiurile brute obşinute atât prin presare cât şi prin extracţie nu sunt gliceride pure, ele mai conţin substanţe de însoţire precum şi impurităţi mecanice provenite din procesul de fabricaţie. Aceste substanţe imprimă uleiurilor culoare, mirosul, tulbureală şi modifică gustul acestora. Ca atare scopul rafnării este îndepărtarea cât mai avansată a acestor substanţe în vederea folosirii uleiurilor în alimentaţie sau la obţinerea uleiurilor tehnice.
În funcţie de calitatea şi destinaţia uleiurilor exstă diferite metode de rafinare: metode mecanice, flzico - chimice şi chimice. Aceste metode se folosesc combinate într-o singură schemă tehnologică după cum urmează:
Metode de dezmucilaginare: - dezmucilaginarea cu acid sulfuric; - dezmucilaginarea prin hidratare. Pentru obţinerea uleiurilor alimentare se foloseşte numai metoda prin hidratare care constă în tratarea uleiurilor cu apă curată sau cu soluţie de electrolit ca substanţă activă (soluţia de NaCl şi/sau acid citric). Operaţia de dezmucilaginare se realizează în utilaje reactor-malaxor. Parametrii la această operaţie sunt: temperatura uleiului circa 60°C şi temperatura apei soluţiei de sare şi acid citric de 70 - 80°C. 7.11.2.NeutraIizarea uleiului este necesară pentru ca uleiurile brute pe lângă substanţe de însoţire şi impurităţi mecanice conţin şi acizi graşi liberi rezultaţi din scindarea gliceridelor datorită enzimei lipază şi în prezenţa apei. Scop: îndepărtarea acizilor graşi liberi pentru că imprimă miros şi gust neplăcut uleiurilor, iar în cantităţi mai mari devin dăunători pentru organism. Pentru neutralizare există mai multe metode dintre care cea mai folosită este neutralizarea alcalină având loc reacţia de saponificare a acizilor. R - COOH + NaOH + R - COONa + H2O . Soapstock
7.11.1.Dezmucilaginarea are ca scop îndepărtarea din ulei a mucilagiilor şi a fosfatidelor. Este necesară din mai multe considerente: - substanţele mucilaginoase şi fosfatidele influenţează defavorizarea prin conservarea uleiurilor şi produc tulbureala uleiurilor; - duc la spumări şi emulsii în timpul rafinării; - acţionează ca otrăvuri pentru catalizatori în cazul hidrogenării uleiurilor
În realitate au loc mult mai multe reacţii. Astfel NaOH reacţionează şi cu uleiul neutralizat (neutral) reacţie nedorită, dar şi asupra substanţelor mucilaginoase şi a fosfatidelor, precum şi a substanţelor colorante. Neutralizarea se realizează în reactor - malaxor, unde are loc reacţia de saponificare şi în centrifuge de turaţie foarte mare (supercentrifuge) pentru separarea uleiului, de soapstok (săpunul format în urma reacţiei de neutralizare). 7.11.3.Spălarea. Pentru a îndepărta impurităţile cât mai avansat se recurge la operaţia de spălare cu ajutorul apei, a uleiului neutralizat. Întrucât apele de spălare antrenează şi particule de ulei are loc operaţia de decantare în urma căreia se
separă uleiul de batal şi se îndepartează apele cu impuritati, iar uleiul de batal se recirculă la operaţia de neutralizare. 7.11.4.Uscarea este necesară pentru ca uleiul în urma spălarii mai conţine resturi de apă (circa 5% ) care trebuie îndepărtată înainte de operaţia de albire sau decolorare. Operaţia de uscare se realizează în uscătorul de ulei care funcţionează pe principiul autoevaporării datorită vidului. După uscare uleiul trebuie să mai conţină maximum 0,05 — 0,1% apă. 7.11.5.Decolorarea (Albirea) are ca scop: îndepărtarea pigmenţilor (coloranţilor) şi îndepărtarea resturilor de săpun şi de mucilagii rămase de la neutralizare. Se realizează cu pământ decolorant care are proprietăţi adsorbante a impurităţilor. Efectul de adsorbire poate fi îmbunătăţit prin adaos de cărbune activ; pământul decolorant se foloseşte în proporţie de 0,3 - 0,6% faţă de cantitatea de ulei. La uleiul de in se foloseşte 0,8 - 1%. Pământul decolorant uzat antrenează şi particulele de ulei, iar pentru recuperarea uleiului, pământul se spală cu solvent, după care are loc extracţia uleiului. Uleiul astfel recuperat se recirculă la uleiul brut, iar o parte din pământ se reintroduce la operaţia de decolorare. 7.11.6.Vinterizarea (deceruirea) are ca scop eliminarea ceurilor şi gliceridelor saturate. Este necesară întrucât la temperaturi sub 20°C, cerurile şi gliceridele saturate produc tulbureala uleiului. În urma deceruirii uleiul rămâne limpede şi stabil şi la temperaturi scăzute. Această operaţie se practică de obicei la la uleiul de florea-soarelui. Deceruirea se bazează pe principiul potrivit căruia, cerurile şi gliceridele saturate cristalizează prin răcirea uleiului la 5 - 7°C, urmată de separarea acestor operaţia de filtrare. Se realizează prin adaos de Kiselgur, care are proprietatea a forma germeni de cristalizare, astfel grăbeşte procesul de cristalizare şi dă cristale mai mari care pot fi eliminate mai uşor prin filtrare.
Cristalele se separă în filtre aluvionare şi se spală cu benzină în vederea extragerii şi recuperării uleiului antrenat de Kiselgur. Uleiul recuperat se recirculă uleiul brut reluând procesul de neutralizare. 7.11.7.Dezodorizarea are ca scop îndepărtarea substanţelor străine care imprimă uleiului miros şi gust străin. Ca rol secundar, are reducerea acidităţii libere uleiului. Se bazează pe principiul antrenării substanţelor odorante cu vapori, într-vid înaintat la temperaturi ridicate de circa 1 90°C. De menţionat este faptul că uleiul de soia şi de rapiţa prezintă fenomenul de reversiune, după 4-6 luni fiind necesară repetarea operaţiei de dezodorizare. 7.12.Hidrogenarea uleiurilor vegetale constă în transformarea uleiuril lichide în grăsimi solide cu temperaturi de topire ridicate între 30 - 70° Hidrogenrarea se bazează pe adiţia hidrogenului la radicalii liberi ai legăturilor duble a acizilor graşi nesaturaţi ai gliceridelor în prezenţa de catalizatori de nichel şi temperaturi de 190 - 240°C. În urma hidrogenării, gliceridele nesaturate se transformă în gliceride saturate ale acizilor graşi corespunzători. Astfel trioleina cu punctul de topire - 4°C în urma hidrogenării se transformă în tristearină cu punctul de topire 71 °C. Tristearina saturată nu mai are radicali liberi şi devine solidă. H2C – C – O – OC – (CH2 )7 – CH = CH – (CH2) –CH3 | +3H2 HC – O – OC – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 |
H2C – O – OC – (CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 – CH3 TRIOLEINA H2C – O – OC – (CH2)7 –CH2 – CH2 –(CH2)7 – CH3 | HC – O – OC – (CH2)7 – CH2 – CH2 – (CH2)7 – CH3 | H2C – O – OC – (CH2)16 – CH3
TRISTEANINA
7.13.Margarina este un produs gras preparat din amestec de grăsime, emulsionat cu apă sau lapte şi apă. Se aseamană cu untul din punct de vedere al oncutozităţii, al mirosului, culorii, gustului şi prin comportarea la adaosul în diferite preparate culinare. Materia primă: grăsimi vegetale şi animale, apă, lapte praf, emulgatori, conservanţi, aditivi pentru miros şi culoare. Laptele se foloseşte pasteurizat şi acidifiat cu fermenţi lactici. Emulsionarea amestecului de grăsime, apă şi lapte se realizează de obicei cu lecitină (emulgator), coloranţi alimentari, de preferinţă naturali (carotenul), gustul este dat de adaos de sare şi zahăr. Valoarea nutritivă şi biologică poate fi ridicată prin adaos de complexe vitaminice în special vitamina A şi D2, iar ca şi conservant se foloseşte acidul sorbic. Principalele operaţii pentru obţinerea margarinei: - prepararea amestecului de grăsimi, lapte şi apă; - emulsionarea şi răcirea amestecului; - omogenizarea margarinei; - formarea şi ambalarea.
8.TEHNOLOG1A MALŢULUI Ş1 BERII Berea este băutura slab alcoolică, obţinută prin fermentarea cu drojdii mustului de malţ fiert cu hamei. Materiile prime folosite la fabricarea berii sunt: malţul, cereale nemalţificate, hameiul şi apa. Procesul tehnologic de fabricare a berii cuprinde 3 etape mari şi anume: - fabricarea malţului din orz (malţificarea); - obţinerea mustului de bere (fierberea); - fermentarea mustului de bere cu ajutorul drojdiei, inclusiv condiţionarea berii rezultate. 8.1.Fabricarea malţului pentru bere La fabricarea malţului pentru bere, în ţara noastră, se folosesc ca materii prime orzul sau orzoaica. Aceste materii prime au o energie de germinare ridicată, un conţinut ridicat în amidon de circa 55 - 65% din substanţa uscată un conţinut scăzut în proteine de 8 - 13% din substanţa uscată. Operaţiile de fabricare a malţului din orz sunt prezentate în schema tehnologică. Înainte de a fi introdus la matlţificare, orzul brut adus în fabrică este supus după recepţia cantitativă şi calitativă unor operaţii de precurăţire şi curăţire în vederea îndepărtării impurităţilor pe care le conţine: praf, nisip, paie, pământ, pleava, seminţe de buruieni, boabe sparte etc. În cazul orzului proaspăt recoltarea este necesară depozitarea pentru depăşirea pauzei de germinare şi atunci când umiditatea depăşeşte 14% se impune uscarea artificială. După separarea impurităţilor, orzul este supus sortării după dimensiuni operaţie necesară, deoarece boabele de anumite mărimi se înmoaie până germinează în ritmuri diferite obţinându-se un malţ neomogen. Orzul, după sortare, cu boabe mai mari de 2,8 şi 2,5 mm (cal I şi a Il-a) este folosit pentru obţinerea malţului destinat fabricării berii, iar orzul cu boabe mai mici < 2,5 mm (cal Ill-a şi a IV-a) poate fi utilizat pentru obţinerea malţului necesar industriei spirtului sau ca furaj.
Orzul sortat este depozitat în silozuri în vederea maturării, perioada în care se menţin şi se îmbunătăţesc o serie de proprietăţi ale orzului (energie maximă de germinare).
8.1.1. Înmuierea orzului
Operaţia urmăreşte mărirea umidităţii orzului de la 12 14% la 42 - 46%, în scopul declanşării procesului de germinare. Pentru desfăşurarea proceselor vitale care au loc în bob şi duc la apariţia colţului, este suficientă umiditatea de 35 - -45%, însă pentru formaea enzimelor şi solubilizarea bobului este necesară umiditatea de 44- -48%. Absorbţia apei on bob depinde în afară de soiul de orz, de temperatura apei şi de procesul de înmuiere. Temperatura optimă de înmuiere se consideră 13 - 15°C; unele fabrici folosesc apă caldă cu temperatura de 25°C, care scurtează durata de înmuiere. În ţara noastră se folosesc linuri de înmuiere prin recirculare, o construcţie metalică, cu capacilăţi de 15 t orz, montate pe 3 - 4 linii de înmuierea a câte trei liruri fiecare. Prin barbotare de aer comprimat se realizează atât o bună curăţire a boabelor de orz prin frecarea acestora între ele, cât şi aerisirea orzului. Boabele seci şi în general impurităţle uşoare se îndepărtează de la suprafaţa apei din linuri sub formă de orz plutitor. În majoritatea fabricilor de malţ se foloseşte procedeul de înmuiere umedă — uscată, denumit si înmuiere uscatS, care se caracterizeaza prin inmuieri umec de scurtă durată urmate de înmuieri uscate de lungă durată. Graficul variaţiei conţinutului de umiditate şi cronograma de înmuiere umedă-uscată :
Aşa cum rezultă din grafic şi cronograma în perioada de înmuiere umedă se asigură un anumit grad de înmuiere, care să permită în perioada de înmuiere uscată o anumită comportare fiziologică a orzului (încolţire uniformă). În perioada de înmuiere umedă se execută barbotări de aer comprimat şi recirculări de apă, iar în timpul înmuierii uscate se absoarbe C02 degajat pe la baza linului. Conform cronogramei celor 54 ore de înmuiere, înmuierea umedă durează numai 14 ore, respectiv 25%. În instalaţiile moderne prin recirculare se consumă circa 5 - 6 m3 de apă pe tonă de orz. Pentru obţinerea malţului blond, umiditatea orzului după operaţia de înmuiere, respectiv la germinare, trebuie să fie de 44 - 46%, iar în cazul malţului brun de 46 - 48%.
8.1.2.Germinarea orzului Încă din timpul procesului de înmuiere activitatea vitală a orzului este în creştere, începe să se dezvolte embrionul şi se măreşte conţinutul în enzime. Germinarea este un proces biologic complex, în care, pentru ca embrionul să se poată dezvolta, el utilizează substanţele nutritive din endosperm, care nu pot fi asimilate decât după prealabila lor hidroliza şi solubilizare parţială, care se realizează cu ajutorul enzimelor. La fabricarea malţului, germinarea nu urmăreşte obţinerea unei noi plante, ci formarea şi creşterea conţinutului de enzime amilolitice şi proteolitice, necesare transformării substanţelor macromoleculare (amidon, proteine) în produse cu masa moleculară medie şi mică la secţia de plămădire zaharificare. Pentru a se obţine la germinare transformările mai sus menţionate, în proportţia dorită, este necesară: prezenţa apei (44 - 48%), a oxigenului (aerarea) şi a temperaturii optime cuprinsă între 13 şi 18°C. Energia necesară pentru germinarea orzului este acoperită prin procesul de respiraţie, care necesită oxigen ce se asigură prin aerarea masei de orz. Introducerea de aer îndepărtează şi produsele rezultate din procesul de respiraţie şi anume CO2 şi căldura neutilizată. Respiraţia are loc sub acţiunea enzimelor denumite oxidaze şi se produce în special pe seama amidonului. La germinare se formează şi acţionează următoarele enzime: hemicelulazele, care descompun pereţii celulari; amilazele (α şi β amilaza), care acţionează asupra amidonului, dând naştere la zaharuri (dextrine, maltoză şi în cantitate mică glucoză); proteaze care descompun proteinele în fracţiuni cu masa moleculară medie şi în aminoacizi; fosfatazele care acţionează în special asupra fitinei pe care o descompune în fosfat şi inozitol. Durata de germinare a malţului pentru bere este de 7 - 9 zile, iar a malţului pentru spirt de 10 - 14 zile.
Stadiul de germinare poate fi apreciat după modificările exterioare ale bobului de orz. La începutul germinării (sfârşitul înmuierii) se constată la baza bobului un punct mic alb, care este radicela, ce se dezvoltă şi se desparte în mai multe firicele. Corcomitent sub învelişul bobului se dezvoltă colţul. După germinare radicelele ajung la 1,5 din lungimea bobului, iar colţul la 0,75 fără să iasă din exterior, în cazul malţului pentru bere (malţ scurt). În cazul malţului pentm spirt (malţ lung) radicelele şi colţii ajung la 2 - 2,5 din lungimea bobului. Germirarea orzului se realizează prin două procedee: pe arie, precedeu folosit în fabricile care produc malţ pentru spirt şi în instalaţii pneumatice cu ajutorul cărora se obţine malţul verde pentru bere. În fabricile de malţ pentru bere din ţara noastră se folosesc următoare instalaţii pneumatice de germinare: instalaţii cu casete (tip Saladin), cu tobe, cu tobe cu casete, cât şi instalaţii cu grămezi mobile (tip Ostertag ). Germinarea în instalaţii pneumatice necesită conducerea procesului tehnologic în felul următor: - temperatura în gramada de malţ verde trebuie menţinută între 11°C în ziua I-a, creşte până în ziua a 7-a la 20°C şi în ziua 8-a scăzută la 18°C; - proporţia de aer recirculat care în ziua a 2-a este de 25% creşte trept ajungând la 75% în ultima zi; - numărul de întoarceri: odată cu scăderea intensităţii germinare este necesar să se reducă numărul de întoarceri ale grămezii de malţ de la trei în ziua a -3-a la o singură întoarcere pe zi în final. 8.1.3.Uscarea malţului verde. Prin uscarea malţului verde se urmăreşte oprirea procesului de germinare prin îndepartarea umidităţii care asigură condiţiile necesare de conservare a malţului. Umiditatea iniţială a malţului blond de circa 44% şi a malţului brun de 46% trebuie să scadă până la 3 4% în cazul malţului blond şi la 1 - 3% în cazul malţului brun. În timpul procesului de uscare datorită temperaturii aerului cald şi existenţei unui conţinut redus de umiditate,
cantitatea de enzime se reduce. Astfel puterea diastatică scade la 20 - 30% la malţul blond şi la 60 - 70% la malţul brun faţă de iniţial (puterea diastatică a malţului verde). Transformările chimice şi biochimice care au loc în timpul uscării privesc degradarea glucidelor şi proteinelor datorită enzimelor, urmată de combinare produselor de hidroliză enzimatică la temperaturi ridicate (100 - 105°C în cazul malţului brun), care dau culoarea şi aroma tipului de malţ produs. Cantitatea de melanoide depinde de conţinutul malţului verde în zaharuri simple şi aminoacizi, de umiditate şi de temperatură. În urma uscării malţului radicelele devin friabile şi se pot îndepărta uşor operaţie necesară deoarece ele dau un gust amar şi sunt higroscopice. în timpul operaţiei de uscare se disting trei faze: a) faza fiziologică, b.) faza enzimatică şi c) faza chimică, în funcţie de transformările biologice biochimice şi chimice ce au loc în malţ. a) În faza fiziologică. în care temperatura este de max.40°C, iar umiditatea nu scade sub 20%, activitatea vitală persistă în boabele de malţ verde ceea ce face să se dezvolte componentele embrionului. b) În faza enzimatică, care are loc între 40°C şi 70°C, activitatea vitală a embrionului încetează, constatându-se o scădere treptată a puterii diastatice. Umiditatea se micşorează la 10 - 20% după felul malţului. c) În faza chimică temperatura depăşeşte 70 - 80°C ceea ce favorizează reacţiile chimice de formare a substanţelor de aromă şi culoare. Uscarea malţului se realizează în uscătoare orizontale sau verticale, care utilizează aerul cald ca agent de uscare. Dintre uscătoarele orizontale mai răspândite sunt: uscătoarele cu două grătare şi uscătorul cu grătar basculant de mare productivitate. Uscătoarele verticale sunt prevăzute cu câteva perechi de grătare verticale, între care se introduce malţul verde. Aerul cald prin manevrarea unor clapete este obligat să treacă prin stratul de malţ, schimbându-se periodic sensul circulaţiei. După efectuarea operaţiei de uscare se elimină radicelele deoarece au un conţinut
mare de substanţe amare care transmit berii un gust neplăcut şi pentru că sunt foarte higroscopice, ceea ce ar putea cauza greutăţi la depozitare. Pentru îndepărtarea radicelelor se foloseşte maşina de curăţat radicele sau colţ de malţ, care este formată dintr-un cilindru orizontal, confecţionat dintr-o sită în interiorul căreia se roteşte un arbore cu palete. După efectuarea operaţiei de curăţare a radicelelor şi de lustruire (polizare), care constă în îndepărtarea impurităţilor de pe învelişul boabelor şi care se execută cu maşini, cu aspiraţie, site vibratoare şi perie rotativă, malţul trebuie răcit la o temperatură sub 20°C, pentru a putea fi depozitat. După însilozare malţurile trebuie lăsate în repaos cel puţin trei săptămâni, în timpul cărora au loc o serie de transformări de natură fizico-chimică care fac ca malţul să devină matur pentru operaţiile ulterioare de obţinerea mustului de bere. 8.2.Tehnologia obţinerii mustului de bere (fierberea) Din malţul uscat, hamei, apă şi eventual cereale nemalţificate (porumb, orz, brizură de orez), se obţine în secţia de fierbere mustul de bere, care ulterior este supus fermentării. Schema tehnologică de fabricare a berii cuprinde atât operaţiile efectuate pentru obţinerea mustului de bere, cât şi operaţiile tehnologice de fermentare a mustului de bere inclusiv condiţionarea berii rezultate. Operaţiile tehnologice principale de obţinere a mustului sunt: măcinarea, plămădirea şi zaharificarea, filtrarea plămezii, fierberea mustului cu hamei şi separarea acestuia. Cele trei tipuri de linii tehnologice de obţinerea mustului (fierbere) întâlnite în fabricile de bere din ţară: clasică, tip bloc şi tip Hydro — Automatic se diferenţiază prin unele utilaje folosite şi prin amplasarea acestora pe orizortală sau verticală. În fabricile de bere la noi din ţară, se întălnesc linii tehnologice de obţinere a mustului de bere tip Hydro-Automatic. 8.2.1.Măcinarea se execută cu scopul de a permite enzimelor să treacă în soluţie şi să acţioneze la plămădire-
zaharificare asupra amidonului, proteine şi a altor substanţe macromoleculare. Operaţia de măcinare se poate realiza în două moduri: pe cale uscată şi cale umedă. ] Morile de malţ folosite pentru măcinarea uscată au două sau trei perechi de tăvălugi. Separarea fracţiunilor (coji, coji cu endosperm aderent, grişuri mari şi mici şi făină) se face cu ajutorul sitelor cu mişcare inerţială. Morile pentru măcinare umedă au la partea superioară un buncăr de înmuiere şi o numai pereche de tăvălugi cu rifluri. Umiditatea malţului ajunge la circa 30%, distanţa dintre valţuri este de 0,35 - 0,45 mm. În ceea ce priveşte cerealele nemalţificate folosite la obţinerea mustului de bere, acestea se macină separat în mori cu 3 perechi de tăvălugi. Porumbul înainte de măcinare este degerminat, operaţie absolut necesară pentru îndepărtarea lipidelor conţinute de germeni, care distrug spuma berii.
8.2.2.Plămădirea şi zaharificarea (brasajul) Prin brasaj se urmăreşte trecerea în soluţie a substanţelor solubile în malţ, cum şi a unor componente insolubile (substanţe macromoleculare) de transfomarea lor în produse solubile (produse cu masă moleculară mici şi medie) de către enzime. Totalitatea produselor solubile constituie extracţia mustului de bere. Plămădirea şi zaharificarea plămezii se efectuează în cazane speciale forma cilindrică sau paralelipipedică. De regulă sunt necesare trei cazane: plămădire, de fierbere a unor porţiuni de plămadă şi de prelucrare a cerealelor nemalţificate. Plămădirea se execută într-un interval de temperaturi de 35 - 75°C. La - 40°C are loc înmuierea măcinişului şi trecerea în soluţie a enzimelor, la 50°C are loc degradarea proteinelor, iar la 62°C se favorizează acţiunea β– amilazelor. Procedeele de plămădire - zaharificare în totalitate urmăresc aducerea amestecului de măciniş şi apă de la temperatura de plămădire până ternperatura finală de zaharificare de 75 - 76 °C, printr-un domeniu de temperatură în care să acţioneze toate enzimele din malţ şi anume: circa 50°C pentru activitatea enzimelor proteolitice, 60 - 65°C pentru activitatea β-amilazei, 70 - 75°C pentru acţiunea α - amilazei. Plămădirea - zaharificarea se face prin două procedee: infuzie şi decoct variantele de aplicare a procedeului prin infuzie sunt denumite: variaţia temperaturii crescânde şi varianta temperaturii descrescânde. În practică foloseşte prima variantă în care plămada este încălzită cu pauze la 50, 65, 70, 77°C, pentru acţiunea diferitelor enzime. Procedeul cel mai utilizat pentru realizarea operaţiei de plămadă zaharificare este procedeul prin decocţie, la care ridicarea temperaturii plămadă se face cu porţiuni de plămadă ce se fierb, când amidonul este gelificat (cleificat) şi poate fi astfel mai uşor atacat de enzime. În funcţie de numărul plămezi care se fierb deosebim variante de procedee de plămădire-zaharificate prin decocţie cu una, două sau trei plămezi. Procedeul cel mai lung este cele trei plămezi, de la care derivă celelalte procedee
prin decoct. De regulă în cazanul de plămădire se trece în cazanul de zaharificare circa 1/3 din plămădeala care se încălzeşte cu pauze la 52, 75°C (varianta cu trei plămezi), 72°C (varinta cu o plămadă) pentru acţiunea diferitelor enzime şi apoi se aduce la fierbere pe care se realizează cleificarea amidonului. Plămada fiartă se pompează din nou în cazanul de plămădire peste restul de 2/3, având grijă să se execute o agită continuu pentru a evita inactivarea enzimelor, datorită plămezii fierbinţi. În cazul procedeului prin decocţie are o mare importanţă asigurarea temperaturi corespunzătoare şi a timpilor de menţinere la aceste temperaturi, includ respectarea timpului de fierbere, în funcţie de procedeu. În cazul procedeelor cu cereale nemalţificate (porumb, brizură de orz) se foloseşte de regulă procedeul prin decocţie cu o plămadă, care dacă se ia în considerare şi tratarea plămezii din cereale nemalţificate seamănă cu procedeul cu 2 plămezi, cu menţiunea că prima fierbere este a plămezii de cereale nemalţificate în amestec cu o cantitate de malţ (1:1). După plămădire-zaharificare are loc filtrarea plămezii, în urma căreia se obţine primul must de bere şi borhotul de malţ. Filtrarea se realizează cu ajutorul cazanului de filtrare sau cu filtru de plămadă existent la instalaţiile clasice. 8.2.3.Fierberea mustului cu hamei. Aceasta operaţie tehnologică produce în must o serie de transformări fizicochimice, dintre care mai importante sunt: realizarea gustului amar specific şi o anumită aromă, prin solubilizarea componentelor utile ale hameiului (substanţe amare, uleiuri eterice, polifenoli cu masa moleculara mică); coagularea proteinelor; concentrarea mustului până la extractul dorit; inactivarea enzimelor; sterilizarea; colorarea şi o uşoară scădere a pH-ului. . Fierberea mustului cu hamei durează în medie două ore, timp considerat necesar pentru obţinerea unei beri cu stabilitate coloidală şi gust corespunzător. Operaţia de fierbere este influenţată de modul de adăugare a hameiului (hamei natural sau preparate din hamei:
pulberi normale şi concentrate de hamei, extracte şi pulberi de extracte de hamei), de cantitatea adăugată (doza), numărul porţunilor şi momentul fierberii când se adaugă acesta. În practică se folosesc pulberi de hamei (hamei natural) în combinaţie cu extract de hamei. Cantitatea de hamei adaugată în medie este 250 grame hamei natural la un hectolitru de must. Hameiul se poate adăuga în mai multe porţiuni, în ultimul tip preferându-se adaosul în două porţiuni şi anume circa 80% la începutul fierberii pentru amăreală şi restul cu 10-30 minute înainte de terminarea fierberii, sau o doză mică în separatorul de hamei, pentru aromă. Pentru obţinerea la cald a unei precipitări cât mai complete a proteinelor este necesară asigurarea la sfârşitul fierberii a unui pH apropiat de punctul izoelectric al proteinelor 5,2 H- 5,6. Cazanele de fierbere a mustului au forma cilindrică cu fund rotund sau paralelipipedică cu fund semicilindric (în formă de pară). Suprafaţa de încălzire este dispusă la partea inferioară a cazanelor. Agitatoarele au rolul de a evita supraîncălzirile locale. După terminarea fierberii cu hamei, acesta este separat prin filtrare. Separarea borhotului de hamei din must se realizează în cazanul de filtrare sau alte tipuri de separatoare. În toate cazurile borhotul rămas în separator este spălat cu apă pentru recuperarea extractului. 8.2.4.Limpezirea şi răcirea mustului. Formarea trubului la cald are loc la fierberea cu hamei, ca urmare a coagulării proteinelor şi a polifenolilor macromoleculari din hamei. Separarea trubului este necesară pentru îmbunătăţirea calitativă a berii (culoare, gust, spumare). Separarea trubului la cald se execută cu ajutorul următoarelor utilizări cazan de sedimentare, în care se realizează şi o răcire până la 60 - 65°C; în pool, aparat în care separarea tubului se face după principiul de lucru al aparatului hidrocilon; centrifuge cu camere şi separatoare centrifugale cu talere.
8.2.5.Răcirea mustului, înainte de fermentare, se face după caz, până la 6 - 7°C (temperatura de fermentaţie cu drojdie de fermentaţie inferioară) până la 12 - 20°C în cazul fermentaţiei superioare. În fabricile moderne răcirea mustului se face în schimbătoare de căldură cu plăci, cu două zone: prima răcire până la 20 - 25°C cu apă de la canal şi a doua de răcire până la 6 - 7°C apă răcită la 0,5 °C. În timpul răcirii mustului fiert cu hamei, de la 55 - 70°C şi până la 7°C, se formează trubul la rece care este format din proteine şi polifenol. Aparatele cu ajutorul cărora se îndepartează trubul la rece în proporţie de 5 sunt următoarele: linul de însămânţare, linul de sedimentare, separatoare centrifugale, tancul de flotaţie. 8.3.Fermentarea mustului de bere Mustul de bere răcit la temperatura de 5 - 6°C este trecut într-un lin însămânţare unde se adaugă 0,5 1 drojdie lichidă la un hectolitru de must. Pentru fermentare pot fi utilizate drojdii de fermentaţie superioară sau fermentaţie inferioară. Fermentarea superioară are loc la 12 - 25°C, ea produce bere puţin stabilă care trebuie consumată imediat. Fermentarea inferioară, ce se foloseşte şi în ţara noastră, are loc la 5 - 15°C şi durează un timp mai îndelungat. Drojdiile de fermentare superioară au găsit o largă utilizare industria spirtului şi a drojdiei de panificaţie. Fermentarea mustului are loc în două faze: fermentarea principală primară şi fermentarea secundară. 8.3.1.Fermentarea primară se caracterizează prin transformarea celei mai mari părţi din zahărul fermeatescibil (maltoză) în alcool şi CO2, rămân circa 1,5% extract fermentescibil, în aşa numita "bere tănără", pentru fermentarea secundară. Această fază durează în general 8-10 zile pentru berea blondă şi desfăşoară în linuri de fermentare din oţel, oţel emailat, beton şi aluminiu la temperaturi de 5 - 10°C. Fermentaţia primară se desfăşoară în patru faze:
I - faza iniţială (amorsarea fermentaţiei) - durează o zi, drojdia înmulţeştete intens, după 15 - 20 ore de la însămânţare se degajă CO2, apare o spumă albă, consistentă pe toată suprafaţa mustului; II - faza de creste joase - durează una - două zile, are loc o degajare intensă de CO2 cu formare de spumă caracteristică, care treptat se colorează în galben-brun; III - faza de creste înalte - durează două - trei zile, activitatea de fermentare a drojdiei este foarte intensă, crestele ajung până la 30 cm şi capată o culoare brună; IV - faza finală (de scădere a crestelor) — durează două patru zile, spuma se aşează treptat, drojdia din suspensie se depune pe fundul vasului, berea se limpezeşte. Fermentarea primară are loc în linuri deschise sau închise. Linurile au de regulă formă paralelipipedică. Mai răspândite sunt linurile din beton armat protejat în interior cu smoală sau cu materiale palstice, răşini epoxidice. În prezent se mai folosesc tancuri de fermentare primară de diverse tipuri: cilindrice orizontale şi verticale, cilindrice cu parte conică etc. 8.3.2.Fermentaţia secundară se caracterizează prin următoarele transformări cu înfluenţă deosebită asupra calităţii berii: - fermentarea parţială sau totală a restului de extract fermentescibil (1,5%), pe care îl conţine berea tânară; - impregnarea şi saturarea berii cu bioxid de carbon, la temperaturi scăzute şi sub presiune; - limpezirea berii, prin sedimentarea drojdiei şi a altor substanţe; - maturarea berii, respectiv finisarea şi îmbunătăţirea gustului şi aromei. Fermentaţia secundară decurge în două etape: la început circa o zi în vase deschise, ca ulterior circa 30 - 90 zile/fermentaţia să aiba loc în vase închise la temperatură de 1 3°C. Temperatura joacă un mare rol în fermentaţia restului de extract (maltoză 80%). De la 1,5% extract şi 4,5°C cât are de
regulă berea tânără la începutul fermentaţiei secundare, după 50 zile se ajunge la 0,2% extract şi la - 1°C. Gustul şi spumarea sunt influenţate în mare măsură de saturarea cu CO2. În final berea trebuie să aibă un conţinut de CO2 de 0,4% care poate fi obţinut prin asigurarea la fermentarea secundară a următoarelor condiţii de lucru: temperatura + 1°C şi suprapresiunea de 0,4 atmosfere. Limpezirea naturală a berii este influenţată de : structura particulelor care produc tulbureala; condiţiile de lucru; intensitatea fermentaţiei secundare; temperatura şi durata fermentaţiei şi de înălţimea tancurilor de fermentare. În general la limpezire se separă următoarde substanţe: celule de drojdie, substanţe amare, combinaţii proteino-tanice. Maturarea berii se realizează atât fizic cât şi chimic. Fizic înseamnă depunerea drojdiei şi a unor fracţiuni proteice. Prin îndepărtarea drojdiei se elimină gustul de bere tânără, iar prin îndepărtarea proteinelor şi a combinaţiilor lor cu polifenoli, amăreala neplăcută. Prin reacţii chimice are loc scăderea conţinutului în produsele secundare de fermentaţie (aldehida acetică, diaceţi acetoină, tirozol) care imprimă gustul de bere tânără. 8.4.Condiţionarea şi păstrarea berii Prin condiţionarea berii se înţelege în primul rând limpezirea artificială prin filtrare sau centrifugare. Prin filtrare se îndepărtează din bere atât particulele care formează tulbureala (proteine şi răşini de hamei precipitate etc) cât şi drojdie şi eventual bacteriile dăunătoare berii, îmbunătăţindu-se în felul acesta gustul şi stabilitatea biologică a berii. Pentru realizarea operaţiei de filtrare se folosesc: - filtre cu masă filtrantă, formate din plăci cu striaţiuni între care : introduc turtele de masă filtrantă, confecţionate din fibre de bumbac la care ; adaugă fulgi de azbest; - filtre cu kiselgur, la care ca suport pentru stratul filtrant se utilizează cartoane din material celulozic, site metalice fine, lumânări (patroane) din ceramică poroasă sau din sită metalică;
- filtre cu plăci (cartoane) sterilizante sau cu cartoane filtrante. În locul cartoanelor filtrante se mai folosesc şi membrane filtrante din esteri de celuloză. Separatoarele centrifugale cu talere se utilizează în special pentru prelimpezirea berii. Berea filtrată înainte de umplere la sticle sau butoaie este depozitată în tancuri de oţel inoxidabil unde se memţine sub presiune pentru a se evita pierderile în CO2. În ceea ce priveşte transportul berii, pentru a se evita pierderea bioxidului de carbon cât şi fenomenul de spumare, se asigură o suprapresiune de am cornprimat de max.1,5 at., atât în tanc cât şi în instalaţia de umplere. Pe acelaş principiu izobarometric se execută şi umplerea butoaielor şi a sticlelor, creându- se în butoi sau sticlă înainte de introducerea berii o suprapresiune egală cu ce din rezervorul de bere a maşinii. Butoaiele pentru bere, care pot fi din lemn sau metalice (aluminiu sau oţel inox), sunt supuse unui proces de condiţionare, care constă în verificare; ermeticităţii, spălarea exterioară şi interioară şi controlul spălării şi integrităţi stratului interior protector. Maşinile de spălat butoaie realizează în afară din spriţuire exterioară şi clătire interioară cu apă caldă şi o periere exterioară. Sticlele de bere, care conţin resturi de bere şi alte impurităţi sunt spălaţi cu ajutorul unor maşini cu mai multe compartimente de înmuiere şi şpriţuire ci apă caldă şi soluţie de sodă caustică de concentrate 1 - 2%.
9. TEHNOLOGIA FABRICĂRII SPIRTULUI Spirtul are multiple utilizări în diferite industrii. În industria alimentară el se foloseşte pentru prepararea băuturilor alcoolice, în industria chimică pentru fabricarea cauciucului sintetic şi ca dizolvant în industria vopselelor şi lacurilor, în industria farmaceutică pentru fabricarea unor substanţe (eteri, cloroform etc.), iar în medicină ca dezinfectant. În amestec cu benzină este din ce în ce mai mult folosit drept carburant. Materiile prime folosite la fabricarea spirtului, potrivit ponderii pe care o au la realizarea producţiei de spirt din ţară sunt: melasa, din care se oţine peste 50% din producţia de spirt; porumbul şi cartofii. Industria spirtului prelucrează şi materii prime degradate (grâu, secară etc.) care nu pot fi utilizate pentru alimentaţie sau furajarea animalelor. Orzul este folosit ca cereală ajutătoare pentru fabricarea sladului, care conţine enzimele necesare pentru transformarea amidonului din porumb şi cartofi în zahăr fermentescibil. Operaţiile principale ale celor două procese tehnologice de obţinerea spirtului din materii prime amidonoase (porumb şi cartofi) şi din melasă, sunt prezentate în paralel după schema tehnologică. 9.1.Fabricarea spirtului din materii prime amidonoase cuprinde următoarele faze principale: I. Obţinerea plămezii dulci din materia primă, prin transformarea amidonului în zahăr fermentescibil (maltoză, dextrine, glucoză); II. Fermentarea plămezii dulci de către drojdii; III. Distilarea plămezii fermentate; IV. Rafinarea spirtului brut. 9.1.1.Obţinerea plămezii dulci se realizează prin următoarele operaţii tehnologice: recepţia cantitativă şi calitativă, separarea impurităţilor, fierberea sub presiune, zaharificarea.
Utilajele folosite pentru separarea impurităţilor din porumb şi pentru spălarea cartofilor sunt asemănătoare cu cele utilizate în industria morăritului şi amidonului. Fierberea urmăreşte gelificarea, respectiv cleificarea şi solubilizarea amidonului, astfel că enzimele amilolitice (diastaza) din malţul pentru spirt, să î1 poată ataca uşor în timpul operaţiei de zaharificare. În autoclav (fierbător), materia primă este fiartă cu abur sub presiune, procedeu care duce la dezagregarea avansată a materiei prime, nu numai prin creşterea temperaturii datorită ridicării presiunii, ci şi printr-un efect mecanic care are loc la golirea bruscă a aparatului datorită trecerii bruşte de la circa 4 atmosfere la presiunea mediului ambiant.
Regimul de fierbere a materiilor prime amidonoase este influenţat în special de temperatura şi durata fierberii. El poate fi modificat în funcţie de calitatea tehnologică a materiei prime ce se prelucrează. Temperatura de fierbere a porumbului este de 151 156°C (corespunzător presiunii de 4 - 4,5 at.), iar durata fierberii de circa 2 ore. În cazul porumbului nealterat, cu umiditate până
la 16%, în fierbător se introduce 300 1 apă pentru fiecare 100 kg porumb. Pentru cartofi, temperatura de fierbere este de 143 - 147 °C (corespunzător la o presiune de 3 - 3,5 at.) iar timpul de circa 1 oră. Plămada fiartă corect trebuie să aibă culoare gălbuie. Aparatele de fierbere au partea superioară, circa o treime , formă cilindrică, iar partea inferioară circa 2/3 formă conică. Zaharificarea este o operaţie tehnologică necesară deoarece drojdiile nu conţin enzime care să transforrne amidonul în zaharuri mai simple (fermentescibile) pe care apoi să le fermenteze. În timpul zaharificării sub acţiunea amilazelor din slad, amidonul gelificat (cleificat) este transformat în maltoză 80% şi dextrine 20%. Alături de amilaze mai acţionează şi enzimele proteolitice care hidrolizează proteinele transformându-le în peptide şi aminoacizi necesari dezvoltării drojdiilor. În fabricile de spirt, mai răspândit este procedeul de zaharificare după descărcarea fierbatoarelor în zaharificator. Conform acestui procedeu zaharificarea cuprinde următoarele etape: răcirea plămezii la 72 - 73°C când se face o fluidificare a plămezii cu ajutorul a circa 1/3 din laptele de slad, apoi reducerea temperaturii la 63 - 64°C la care se adaugă restul de lapte de slad. La temperatură de 60 - 62°C se opreşte răcirea, plămada fiind lasată în pauză de zaharificare timp de jumatate de oră. Temperatura de zaharificare este în mod normal de 45 -50°C, deoarece la aceasta temperatura activeaza atâta - amilaza cât si enzimele proteolitice; pentru a preveni dezvoltarea ulterioară a bacteriilor lactice se lucrează de obicei la 60 - 62°C. Zaharificarea se efectuează într-un timp mai lung sau mai scurt în funcţie de concentraţia plămezii, calitatea sladului şi felul materiei prime zaharificate. Operaţia de zaharificare propriu-zisă se face în zaharificator şi de obicei se termină după 20 - 30 min. de la golirea complete a fierbătorului în cazul utilizării cartofilor şi după 45 - 60 min. de la golirea fierbătorului în cazul cerealelor. Sfărşitul zaharificării se poate pune în evidenţă prin verificarea cu soluţie de iod a absenţe amidonului.
După zaharificare plămada se răceşte la 30°C, temperatura la care se adaugă drojdia, după care se continuă cu răcirea până la 18 °C, când plămada este trecută în linurile de fermentare. Plămada zaharificată are o concentraţie de 16 - 17°Bllg. Un grad Balling reprezintă 1 g s.u. dizolvată în 100 g soluţie. Aciditatea naturală, a plămezii zaharificate este de 0,2° Dlb (după adăugarea drojdiei), iar în cazul infestării cu bacterii sau când materiile prime au suferit alterări 0,3 - 0,4°Dlb. Deci prin determinarea acidităţii se poate constata că a avut loc o infectare cu bacterii lactice sau butirice. Un grad Dtb (Delbnick) reprezintă acea aciditate care neutralizeazo 1 ml NaOH în 20 ml plămadă. Zaharificatorul este un aparat vertical cilindric, prevăzut cu serpentină de răcire cu apă şi agitator cu o turaţie de 100 rot/min. 9.1.2.Fernentarea plămezii dulci de către drojdii cuprinde în gene: operaţiile: a) pregătirea drojdiilor pentru fermentaţie; b) pregătirea plămezii speciale pentru drojdie; c) fermentarea plămezii principale. a) Drojdia de cuib cu care se înoculează plămada zaharificată se obţi fie din culturi pure selecţionate, fie din drojdie comprimată, însămânţată pe plămada specială, acidulată, în scopul de a-i păstra puritatea şi puterea fermentare. b) Pentru obţinerea cuibului de drojdie, în prealabil trebuie să pregătească un mediu de cultură special. Acest mediu se prepară din plama dulce (zaharificată), căreia ca să conţină substanţele nutritive necesare, i se adaugă slad sub formă de lapte de slad (sursa de azot asimilabil). După adăugarea sladului plămada se menţine la 58 - 62°C, timp de 1 - 2 ore pentru amidonul introdus cu sladul să fie zaharificat. În continuare în mediul de cultură se introduce, cu rol antiseptic, acid sulfuric de 66° Baume în cantitate de 1 cm3 la 1 hl plămadă de porumb şi 150 cm3 la 1 hl plămadă de cartofi. Aciditatea plămezii de porumb ajunge astfel la 0,8° Dlb, iar la cea de cartofi la l,3°Dlb.
Plămada specială în care se cultivă drojdia de cuib este de circa 8% cantitatea de plămadă principals. Plămada zaharificată şi acidulată e pasteurizată la 75 - 80°C, după care este răcită rapid la temperatura însămâmţare cu drojdii la 30°C. După însămânţare temperatura mediului este coborâtă la 20°C. Prepararea cuibului de drojdie se realizează în instalaţii formate în principal din 1 - 2 vase pentru pregătirea mediului de cultură şi 2 - 4 vase (drojdiere) pentru prepararea cuibului de drojdie. c) Fermentarea plămezii principale începe odată cu introducerea drojdiei în zaharificator, de unde după multiplicarea drojdiilor este trecută în linurile fermentare. Caracteristic unei fermentaţii desfăşurate în condiţii bune, e transformarea practic totală a zahărului fermentescibil din plămadă, de drojdii, în alcool şi CO2. În procesul de fermentare al plămezilor din materii prime amidonoase disting trei faze: fermentarea iniţială care durează circa 22 ore; fermentarea principală circa 18 ore, fermentarea secundară (finală) circa 32 ore. De regulă plămezile ce intră la fermentare conţin 4 - 6% amidon insolubil, 75 - 77% amidon transformat în maltoză şi circa 19% sub formă de dextrine. Faza iniţială se caracterizează: prin înmulţirea drojdiilor, o desfăşurare liniştită a proceselor, fermentarea în măsura mai mică a maltozei. Fermentaţia iniţială începe la 17 -22°C. Valori mai ridicate de temperatură se folosesc când plămezile au concentraţie mai mare şi când se utilizează linuri de mare capacitate. Fermentarea principală se caracterizează prin creşterea temperaturii şi degajare de CO2, ca rezultat al fermentării masive a maltozei. În această fază temperatura trebuie menţinută la maximum 32°C, prin răcire. Fermentarea secundară (finală) se caracterizează printro degajare slab5 de CO2. În timpul fazei finale drojdiile se transformă în alcool şi CO2 resturile de maltoză şi dacă în plămadă există suficiente enzime (diastază activă) are loc
hidrolizarea dextrinelor în maltoză. Temperatura optimă pentru descompunerea dextrinelor este de 25 - 27°C. În general durata normală de fermentaţie variază în funcţie de felul materiei prime: la cartofi circa 50 ore, iar la porumb circa 72 ore. Fermentaţia se consideră terminată când sa ajuns la 0,5°Bllg pentru plămezile de cartofi şi 0°Bllg la plămezile de porumb. În cazul plămezilor neinfectate cu bacterii lactice, aciditatea în timpul fermentării creşte de la 0,2 la 0,5° Dlb. Deoarece în plămezile de porumb şi cartofi microorganismele de infecţie găsesc un mediu prielnic de dezvoltare, realizarea fermentaţiei continue a plămezilor din materii prime amidonoase este mai dificilă decât în cazul fermentării melasei. 9.2.Fabricarea spirtului din melasă cuprinde următoarele faze principale: I.Pregatirea melasei în vederea fermentării; II. Fermentarea melasei; III. Distilarea plămezii fermentate; IV. Rafinarea spirtului brut. Pentru fabricarea spirtului din melasă sunt necesare modificări, în special a fazelor I şi II, faţă de tehnologia spirtului din materii prime amidonoase. Astfel malţul nu mai este necesar deoarece melasa nu conţine amidon, principalul component al melasei fiind zaharoza care reprezintă în medie 50% din masa melasei. Restul de 50% este constituit din 20% apă şi 30% nezahăr. Acesta produce o serie de dificultăţi: în primul rând majoritatea nezahărului nefiind asimilat de drojdii îngreunează procesul de fermentare, iar în al doilea rând conţinutul foarte mic de substanţe nutritive (circa 0,5% substanţe azotoase asimilabile) îngreunează dezvoltarea drojdiilor şi deci a fermentaţiei. De aceea, pentru a fi remediate dificultăţile menţionate, este necesar ca drojdia folosită pentru fabricarea spirtului din melasă să fie viguroasă, adaptată în prealabil, astfel ca să se poată înmulţi şi în mediul salin din melasă, iar pentru
dezvoltarea şi activitatea normală a drojdiei este necesar şi să se adauge în melasă soluţii de săruri nutritive. 9.1.1.Pregătirea melasei în vederea fermentării se realizează prin următoarele operaţii tehnologice: diluare, acidulare, adăugarea sărurilor nutritive şi limpezirea melasei. Diluarea melasei pentru plămada principală se face până la 30 - 32°Bllg , iar pentru plămada de drojdie până la 10 - 14° Bllg. Spre deosebire de procesul tehnologic de fabricare a spirtului din materii prime amidonoase la care plămada specială în care se cultivă drojdia de cuib pentru fermentare reprezintă 6 8% din volumul plămezii principale supuse fermentăirii, la fabricarea spirtului din melasă, drojdiile de însămânţare trebuie să reprezinte 40 - 50% din volumul plămezii principale care se supune fermentării. Acidularea se face cu H2SO4 concentrat 66° Be, 2-7 1/tonă de melasă şi are drept scop asigurarea pH-ului optim activităţii drojdiilor, descompunerea nitriţilor şi sulfiţilor din melasă, jucând şi rol antiseptic. Melasa se acidulează până la°Dlb. Adăugarea sărurilor nutritive se execută pentru că melasa este deficitară în fosfor, iar cantitatea de azot pe care o conţine este insuficient. Superfosfatul de calciu se introduce în melasă în proporţie de circa 0,2% faţă de masa melasei, iar sulfatul de amoniu în proporţie de circa 0,1% (se solubilizează în apă în raport 1: 4, lăsând să decanteze impurităţile). Limpezirea poate fi realizată prin sedimentare în mediu acid la cald cu ajutorul separatoarelor centrifugale cu talere. Când limpezirea melaselor are loc greu, datorită conţinutului ridicat de impurităţi, sedimentarea poate fi accelerată când se adaugă pământuri active sau bentonită. În laboratorul fabricii, drojdia selecţionată se însămânţează în melasa diluată la 10 °Bllg, acidulată la 1,2°Dlb, cu adaos de substanţe nutritive, sterilizată şi răcită la 28 - 30°C. După însămânţarea în baloane de sticlă, culturile se prepară în vase metalice, drojdia fiind inmulţită treptat până la cantitatea
necesară fermenaţiei. Pregătirea culturii se face după procedeul discontinuu şi continuu. În procedeul discontinuu se foloseşte o melasă de l8°Bllg şi l,4°Dlb, iar la cel continuu de 20 - 22°Bllg şi l,3°Dlb. După circa 16 ore concentraţia plămezii scade la 6°Bllg. În acest moment se scoate aproximativ 3% din cultură pentru o însămânţare ulterioară, iar restul se trece în vasul intermediar unde se va obţine cultura de drojdie în cantitate de 40% din volumul plămezii principale. Denumirea de prefermentare provine din faptul că o importantă cantitate de melasă folosită în ultima etapă de multiplicare a drojdiilor este totodată fermentată de acestea înainte de fermentarea propriu-zisă a melasei. 9.2.2 Fermentarea melasei. Această operaţie se face în două faze: Prefermentarea, aplicată la un volum de circa 40 - 45% din capacitatea linului de fermentare. În această plămadă se adaugă întreaga cantitate de H2SO4 şi săruri nutritive, necesare cantităţii de melasă introduse în linul de fermentare. Concentraţia plămezii în linul de prefermentare variază între 10 §i 14 "Bllg, după procedeul folosit (periodic sau continuu). Fermentarea, are loc într-un lin de fermentare identic cu cel folosit la fabricarea spirtului din cereale sau cartofi. În lin se introduce plămada prefermentată, preparată ca mai sus (circa 40 - 45% din volumul său) şi se continuă alimentarea linului cu plămadă la 30 -32°Bllg , preparată fără acidulare şi fără săruri nutritive. Alimentarea linului de fermentare se poate face: - periodic, prin adăugiri succesive de plămadă în intervale corespunzătoare scăderii concentraţiei în zahăr, aducându-se la concentraţia iniţială de 10-14°Bllg; - continuu, prin alimentarea continuă a linului în aşa fel încât concentraţia iniţială (11-12°Bllg) să ramană constantă. Gradul final de fermentare la plămezile din melasă nu ajunge niciodată la 0 (zero) ca şi la plămezile din cereale, din cauza continutului ridicat de săruri organice şi minerale.
În mod normal, gradul final de fermentare a plămezilor din melasă variază între 5 şi 6° Bllg. Ciclul de fermentare la plămezile din melasă este mult mai scurt decât la plămezile din cereale sau cartofi (36 ore). Celelalte condiţii necesare unei fermentaţii normale (culoarea, aciditatea) trebuie să fie similare cu cele prescrise pentru plămezile din cereale sau cartofi. În timpul fermentaţiei degajarea CO2 se face tumultos şi se formează spumă. CO2 degajat antrenează vaporii de alcool care sunt reţinuti într-un spălător. Lichidul din aceste spălătoare care conţin resturi de alcool se reintroduce în lin şi merge împreună cu plamada fermentată la distilare. În cazul fermentării melasei pot apărea dificultăţi, cea mai periculoasă fiind fermentaţia nitrică. Cauza constă în compoziţia melasei care, infectată cu bacterii denitrifiante, reduce nitraţii la nitriţi. Aceştia se descompun prin acidulare cu H2SO4, în bioxid de azot ce se degajă sub formă de vapori roşii şi inhibă drojdia, ducând la oprirea fermentaţiei. Pentru a evita acest fenom neplăcut, se stabilizează prin fierbere timp de o oră întreaga masă de melasă sub agitare puternică, aerisire şi acidulare în exces de acid sulfuric. Prin această operaţie se degajă NO2 şi se anhilează efectul bacteriilor denitrifiante. 9.2.3.Distilarea plămezii fermentate. Separarea alcoolului etilic şi celelalte componente ale plămezii se realizează în aparate speciale de distilare de tip coloană. PIămada conţine circa 8 - 10% alcool, care împreună cu alţe substanţe volatile (alcooli superiori, acizi volatili etc) vor forma spirtul brut. Din instalaţia de distilare se mai obţine şi borhot, care conţine substanţele nevolatile din plămadă fermentată. La construcţia coloanelor de distilare se ţine seama de următoarele legi (Magnus şi Gay-Lussac). - temperatura de fierbere a unui amestec de alcool-apă depinde de raportul concentraţiilor celor doi componenţi volatili; - raportul concentraţiilor componenţilor vaporilor degajaţi prin distilare din amestec depinde de raportul concentraţiilor componenţilor volatili în lichidul care fierbe;
-conţinutul în alcool al vaporilor condensaţi este mai mare decât conţinutul în alcool a lichidului care fierbe, încât prin distilări repetate este posibil să se obţină distilate cu concentraţie tot mai mare în alcool. Instalaţiile de distilare, după construcţia lor şi modul de funcţionare pot fi grupate în: - instalaţii cu funcţionare periodică care se mai folosesc în prezent pentru obţinerea ţuicii din borhoturi de fructe sau a distilatelor de vin, din care se fabrică coniacul; - instalaţii cu funcţionare continuă, care sunt folosite pentru distilarea plămezilor fermentate. În principiu o coloană de distilare este formată dintr-o serie de compartimente identice (talere), suprapuse şi dispune astfel că vaporii alcolici şi prin încă1zire la fierberea lichidului alcolic (plămada fermentată), să poată trece dintr-un compartiment în altul condensându-se parţial la intrare în compartimentul superior, iar lichidul (plămada) să se poată scurge prin peversare în compartimentul imediat inferior. Numărul de compartimente (talere) ale coloanei, care de regulă este formată din două părţi: coloana inferioară de fierbere sau de epuizare a plămezii şi coloana superioară de concentrare sau de luter se stabileşte pe cale grafică cu ajutorul curbei de echilibru alcool etilic - apă (fig.9.1.). Diagonala din diagramă reprezintă echilibrul dintre lichid şi vaporii de ichid , iar curba reprezintă raportul dintre compoziţia lichidului şi a vaporilor la diferite concentraţii. Din diagramă rezultă că sunt două puncte în care compoziţia lichidului şi a vaporilor în echilibru cu lichidul este aceeaşi (la 0 si la (7,2% volume). În aceste puncte se întălnesc curba de echilibru şi cu diagonală, vaporii având aceeaşi compoziţie cu lichidul din care provin. În diagramă se indică temperaturile de fierbere ale lichidelor alcoolice de diferite concentraţii. Temperatura de fierbere a unui amestec de alcool etilic şi este cuprinsă între 100°C (punctul de fierbere apă) şi 78,3°C (punctul de fierbere alcool etilic pur). În timpul distilării, factorul de concentrare, care arată de câte ori este mai mare concentraţia alcoolică a vaporilor faţă de
cea a lichidului din care provin, scade treptat o dată cu creşterea conţinutului în alcool a lichidului supus distilării. Regimul normal de lucru al instalaţiei de distilare cu funcţionare continuă, este următorul: temperatura în coloană este de 93 - 95°C presiunea 0,12 - 0,13 at., debitul de spirt brut la ieşire din instalaţie constant, temperatura spirtului brut 15-17 °C, iar tăria alcoolică a acestuia 80 - 85 grade.
Fig.9.1. Diagrama de echilibru pentru amestecul alcool apă 9.2.4.Rafinarea spirtului brut. Spirtul brut este un amestec foarte complex de substanţe volatile conţinând în afară de alcool şi apă, acizi organici, aldehide, esteri, alcooli superiori si baze volatile. Acestea, deşi prezente în proporţie mica (circa 1%) în spirtul brut, îi imprimă acestuia miros şi gust neplăcut, din care cauză nu poate fi utilizat la fabricarea băuturilor alcoolice precum şi în industria farmaceutică unde se cere un spirt foarte pur.
Rafinarea se execută în coloane de rectificare, după ce în prealabil spirtul brut este supus unei tratări chimice care constă în neutralizarea acizilor volatili, saponificarea esterilor şi oxidarea aldehidelor. Neutralizarea şi saponificarea se face în soluţie de hidroxid sau carbonat de sodiu. Pentru oxidarea aldehidelor se foloseşte permanganatul de potasiu 1% (în mediu alcalin). Prin analiza de laborator se stabilesc cantităţile necesare şi se prepară apoi soluţiile. Din practică se ştie că pentru tratarea chimică a unui hectolitru de spirt brut sunt necesare 30 g NaOH şi 5-15 g KMnO4 (permanganat de potasiu). Pentru rafinarea spirtului brut se folosesc două tipuri de instalaţii funcţionare periodică şi funcţiorare continuă. Pe lângă avantajele economice importante pe care le prezintă instalaţiile cu funcţionare continuă (productivitate mai mare, consumuri de utilităţi mai reduse, concentraţie alcoolică constantă etc), calitatea spirtului rafinat este superioară celui obţinut în instalaţiile funcţionare periodică. Instalaţiile cu funcţionare continuă sunt cu două coloane (mai răspândit existând însă şi instalaţii de distilare şi rafinare continuă cu trei, cinci, şapte, opt coloane.
Fig. 9.2.Instalaţie de rafinare cu funcţionare continuă 1-rezervor de spirt brut; 2-schimbător de căldură; 3,4-coloană (partea inferioară şi partea superioară); 5,6-coloană de frunţi (partea inferioară şi partea superioară); 7-deflegmatoare; 8condensatoare; 9-răcitor; 10-felinare de control
9.2.5. Băuturi alcoolice tari Categoria băuturilor alcoolice tari cuprinde băuturile naturale industriale cu un conţinut de alcool de 24 46%. Rachiurile naturale se obţin prin distilarea borhotului de fructe, tescovinei, drojdiei de vin, vinului etc. Ţuica se fabrică din prune bine coapte, lăsate să fermenteze in vase timp 40 - 60 zile, după care borhotul este supus distilării. Are tăria de 24 - 50°. Şiboviţa se obţine din distilarea borhotului de prune fermentat: redistilarea ţuicii. Are tăria alcoolica 45°. Rachiul de fructe se obţine prin distilarea borhotului fermentat de vişine, cirese, caise etc. şi are o tărie alcoolică de 36° - 40 °. Rachiul de tescovină se obţine prin distilarea tescovinei fermentate şi are tărie alcoolică de 32° şi 42°. Rachiul de drojdie se obţine prin diluarea şi distilarea drojdiei rezultate de pritocirea vinului. Se livrează la tăria alcoolică de 38°. Spuma de drojdie are aspect de lichid limpede, de culoare galbena-pai, gust specific de drojdie bătrână. Se obţine prin selecţionarea şi învechirea rachiului de drojdie în vase de stejar. Are tăria alcoolică de 42°. Romul se obţine prin distilarea mustului fermentat care provine din melasa obţinută de la fabricarea zahărului din trestie de zahăr. Rachiul de vin se obţine prin distilarea vinului. Conţine 65 - 70 % alecool. După învechire se dilueaza la 40% alcool, adăugându-se şi 0,5% zahăr. Coniacul se obţine prin învechirea distilatului de vin. Pentru fabricarea coniacului se folosesc vinuri sănătoase, de 9 - 10°. Distilarea se face din primul sau al 2-lea pritoc. Învechirea are loc în butoaie de stejar, timp de câţiva ani, în care timp, prin extragerea taninului din doagele vasului de către alcool, coniacul capătă o culoare gălbuie şi o aromă placută. Coniacul *** stele are 40° cel
***** stele 42°, iar coniacul superior 42 - 44°. Cu cât este mai mult păstrat are o culoare mai închisă. Lichiorurile se obţin din alcool etilic rafinat, apă, zahăr, esenţe coloranţi alimentari. Conţin 20 - 45% alcool şi 8 50 % zahăr. Obţinute din esenţe pe distilare şi infuzie. -grade alcoolice -conţinut zahăr -gust - culoarea
LICHIOR 25°
BITTER 25°
FLORID 18°
150-250 g/l
100 g/l
200 g/l
dulce-aromă respectivă
amar
dulce migdale
caramel-puţin colorat
caramel -mult caramel colorat -mediu colorat
10. TEHNOLOGIA VINULUI
-
Vinul este băutură alcoolică naturală obţinută prin fermentarea mustului de struguri. Fermentarea alcoolică se poate face şi împreună cu părţile solide ale mustului (pielite, seminţe, ciorchini) pentru obţinerea vinurilor roşii şi aromate. Pentru obţinerea vinurilor albe sau roşii de calitate este necesar, în primul rând ca strugurii să fie culeşi când ajung la maturitatea tehnologică, respectiv când acumulează cantitatea de zaharuri şi aciditatea corespunzătoare şi au căpătat culoarea şi aroma specifice soiului. Calitatea depinde în mare masură de tehnologia de fabricaţie. Tehnologiile clasice folosite în obţinerea vinurilor albe şi rosii de consum curent, cuprind următoarele grupe de operaţii: - prelucrarea strugurilor şi fermentarea mustului (mustuielii) cu obţinerea vinului nou, denumită şi vinificaţia primară; - îngrijirea, condiţionarea şi îmbutelierea vinului denumită şi vinificaţia secundară. 10.1.Tehnologia vinurilor albe (vinificaţia în alb) De la recoltarea strugurilor şi până la obţinerea vinului nou au loc o serie de operaţii tehnologice, de mare importanţă pentru obţinerea unor vinuri de calitate. În cazul tehnologiilor clasice de vinificaţie în alb, strugurii aduşi la cramă sunt recepţionaţi cantitativ şi calitativ. Pentru cântărire se folosesc poduri basculă de 5 - 25 t sau bascule de 2 t. La recepţia calitativă se determină concentraţia strugurilor în zahăr şi aciditatea, iar în cazul unor părţi de struguri cu defecte, aceştia sunt dirijaţi pentru a fi vinificaţi separat. Vinificaţia în alb începe efectiv cu zdrobirea şi dezbrobonirea strugurilor. Zdrobirea constă în ruperea pieliţei strugurilor şi fărâmiţarea boabelor pentru a pune în libertate mustul şi miezul. Pentru zdrobire se folosesc diferite tipuri de utilaje: ' - zdrobitoare cu valţuri cilindrice executate din fontă, bronz, oţel inoxidabil sau masă plastică cu şanţuri drepte sau elicoidale cu o adâncime între 5 şi 8 mm. Valţurile se rotesc în
sens invers, iar viteza de rotaţie şi distanţa dintre valţuri este reglabilă; - zdrobitoare cu valţuri cu profile sub formă de cruce; - zdrobitoare cu lame, cu un cilindru metalic rotativ prevăzut cu lame mobile care lovesc strugurii lovindu-i cu putere de o placă metalică prevăzută cu striaţiuni. - zdrobitoare centrifugale, mai puţin folosite în producţie, în care o turbina cu palete loveşte şi trimite strugurii pe un perete metalic perforat unde are loc zdrobirea.
Schema tehnologică de obţinere a vinurilor albe:
Dezbrobonirea constă în separarea boabelor de ciorchini. În practică se întâlnesc utilaje care realizează atât zdrobirea cât şi dezbrobonirea. În general, un dezbrobonitor sau desciorchinător este format dintr-un tambur orizontal perforat, în centrul căruia se roteşte, în sens invers un arbore cu palete dispuse elicoidal. Mustul, miezul şi pieliţele trec prin orificiile
tamburului şi sunt dirijate către pompa de mustuială. Ciorchinii separaţi sunt evacuaţi la extremitatea tamburului. În uzinele mari de vinificaţie zdrobitorul - dezbrobonitor este de reguIă cuplat cu pompă, alcătuind un agregat numit fulo egrapompă. Mustuiala, adică boabele zdrobite şi cu mustul rezultat, este trimisă fie la linuri simple, fie la linuri suspendate, scurgătoare rotative sau alte utilaje, pentru separarea mustului denumit răvac de boştină. Mustul răvac ajunge la 60 - 70% din cantitatea totală de must. Pentru extragerea mai completă a mustului, boştina este supusă presării. Presele folosite în vinificaţie au funcţionare discontinuă sau continuă. Pentru obţinerea vinurilor superioare sunt de regulă folosite presele discontinue, acţionate manual, mecanic, hidraulic sau pneumatic. Presele discontinue sunt de mai multe tipuri: obişnuite cu şurub; hidraulice verticale, cu şurub şi cap hidraulic; mecano-hidraulice orizontale şi pneumatice orizontale. Ultimele asigură o presare progresivă şi un randament mare de must. Presa pneumatică este formată dintr-un cilindru cu orificii, construit din oţel inoxidabil acidorezistent, în interiorul căruia este montat un burduf de cauciuc în care se introduce aer comprimat. Mustul se scurge prin orificiile tobei care are mişcare de rotaţie. Operaţia de presare se repetă de 2-3 ori, mustul rezultat amestecându-se cu răvacul. De reguIă primele presări se fac cu presa hidraulică sau pneumatică, iar ultima cu presa continuă. Musturile de la primele presări sunt folosite la obţinerea vinurilor de calitate superioară, iar cele de la presa continuă pentru vinurile de consum curent sau pentru industrializare. Presele continui execută o comprimare progresivă a boştinei cu ajutorul unui arbore cu melci care se roteşte în interiorul unui cilindru cu orificii, având la evacuare un con de reglare a presiunii din presă. Cu ajutorul preselor mecanice se pot obţine trei fracţuni de must din care prima se amestecă cu răvacul. Deoarece mustul are în suspensie pulpă, pieliţe, bucăţi de ciorchini etc., înainte de fermentare se practică limpezirea musturilor. Pentru limpezirea musturilor pot fi folosite mai
multe metode: limpezirea spontană timp de 10-20 ore, limpezirea prin centrifugare cu ajutorul separatoarelor centrifugale, limpezirea prin folosirea frigului artificial, limpezirea cu SO2, metodă curent folosită, în general folosinduse 10-20 mg SO2/litru de must. După separarea burbei (partea grosieră) din must, acesta este supus fermentării. Operaţie tehnologică foarte importantă pentru obţinerea vinurilor superioare calitativ, fermentaţia este un complex de fenomene biochimice şi microbiologice ce duc la obţinerea vinului nou. Fermentaţia mustului limpede poate fi spontană (sub acţiunea drojdiilor proprii), însă în tehriologia modernă se desfăşoară sub acţiunea. drojdiilor selecţionate introduse în must sub formă maiele, care asigură o fermentaţie alcoolică completă şi uniformă, contribuind obţinerea vinurilor superioare bogate în alcool, glicerină, substanţe aromate. Drojdiile caracteristice vinurilor de calitate aparţin speciilor Saccharomyces ellipsoideus şi S.oviformis. În industria vinului fermentaţia se asigură la temperaturi sub 30°C şi au loc în trei faze: I.Faza de înmulţire a drojdiilor, care se caracterizează printr-o urcare lentă a temperaturii mustului şi o slabă degajare de CO2. În timpul acestei faze cantitatea de zaharuri scade uşor, mustul începe să se tulbure, drojdiile se înmulţesc intens şi se produc cantităţi mici de alcool. Durata fazei este în medie 1-2 zile, în funcţie de condiţiile în care are loc fermentarea (temperaturii mustului, conţinutul acestuia în zaharuri, rasa de drojdii utilizată, mărimea vaselor etc.); II.Faza fermentaţiei tumultoase, în care au loc putemice degajări de O şi temperatura mustului creşte simţitor. Drojdiile sunt în plină activitate, scade cantitatea de zaharuri şi creşte cea de alcool. Mustul care se transformă în vinificaţie tulbură. Această faza durează 6-7 zile. III.Faza fermentaţiet liniştite, când activitatea drojdiilor scade simţitor datorită cantităţilor mari de alcool şi a cantităţilor mici de zahăr. Scade temperatura vinului şi degajările de CO2. Iau naştere o serie de produşi ce imprimă vinului nou o aromă şi un gust plăcut. Vinul se limpezeşte. În funcţie de condiţiile de
fermentare, durata acestei faze poate fi de la 7 - 10 zile până la câteva luni. Operaţia de fermentare a mustului de struguri se execută în vase de stejar sau în cuve de beton armat căptuşite cu un material antiacid. Pentru evitarea pătrunderii aerului, vasele sunt prevăzute cu pâlnii de fermentare, care permit degajarea CO2 însă nu permit patrunderea aerului. 10.2.Tehnologia vinurilor roşii (vinificaţia în roşu) Tehnologia de preparare a vinurilor roşii diferă de vinificaţia în alb, în primul rând prin operaţia de maceraţie. Presarea mustuielii se face numai după ce aceasta suferă o perioadă de maceraţie şi fermentare (în cazul vinificaţiei în alb presarea se execută cât mai repede posibil după obţinerea mustuielii). În felul acesta mustul rămâne în contact cu părţile solide ale mustuielii şi anume ciorchinii, pieliţele şi seminţele în cazul când strugurii nu se dezbrobonesc numai cu pieliţele şi seminţele în cazul strugurilor dezbroboniţi. Prin contact prelungit între must şi părţile solide, cu un conţinut bogat în substanţe colorante aromate, tanin, substanţe minerale şi azotoase, acestea trec în must şi vor regăsite apoi în vin. Substanţele colorante (antocianii), în general insolubile în mustul rezultat din struguri, devin solubile odată cu zdrobirea strugurilor şi începerea procesului de fermentare, respectiv odată cu apariţia alcoolului rezultat din fermentare şi cu creşterea temperaturii. Pe această însuşire a pigmenţilor antocianici de a se dizolva în alcool la cald se bazează prepararea vinurilor roşii. Vinificaţia în roşu, respectiv tehnologia de fabricare a vinului nou roşu, cuprinde următoarele operaţii tehnologice principale: recepţia cantitativă şi calitativă a strugurilor; prelucrarea mecanică a strugurilor (zdrobire, dezbrobonire); fermentaţia alcoolică; şi maceraţia; obţinerea vinului sau a mustului parţial fermentat (tragerea, de pe boştină, presare); terminarea fermentaţiei alcoolice şi desăvârşirea fermentaţiei malolactice, prezentate în schema tehnologică de obţinere a vinurilor roţii.
În general se practică o maceraţie de 4 - 10 zile, la o temperatură de 20 -27°C. Dirijarea temperaturii de fermentare şi macerare se realizează practicând răcirea mustului. Durata de fermentare şi macerare este în funcţie de mai mulţi factori: însuţirile soiului, gradul de maturitate la recoltare şi starea de sănătate a strugurilor, rasele de drojdii, condiţiile de lucru la fermentare macerate etc. Tragerea vinului roşu de pe boştină se face de obicei prin gravitate şi se mai numeşte răvăcit, iar vinul obţinut vin răvac. Răvăcitul este imediat urmat de presarea boştinei, care se face cu utilaje similare celor folosite în vinificaţia în alb. Vinul de presă este în general mai bogat în tanin decât vinul răvac mai ales când provine din mustuiala nezdrobită şi din căzi sau cisteme închise.
Schema tehnologică de obţinere a vinurilor roşii
10.3. Îngrijirea, condiţionarea vinului (Vinificaţia secundară)
şi
îmbutelierea
10.3.1.Îngrijirea vinului. După terminarea fermentării vinul nu poate fi trecut în consum fiind încă instabil, cu gust crud de drojdie, impregnat cu CO2, neindividualizat. El urmează a fi păstrat o perioadă de timp în pivniţe speciale, în care se realizează: umplerea vaselor, pritocul vinului, omogenizarea şi cupajarea vinurilor. Vinul trebuie păstrat în pivniţe la o temperatură care să nu depăşească limitele 8-14°C. Umezeala relativă trebuie să fie în jurul lui 80%. Pivniţele trebuie aerisite des pentru eliminarea CO2. După terminarea fermentaţiei liniţtite, pentru a feri vinurile de o oxidare puternică şi a împiedica dezvoltarea bolilor aerobe, vasele trebuie umplute. La vinurile noi umplerea golurilor se face la început o dată pe săptămână şi apoi numai la 2 săpămâni. Pritocul, pritocirea sau răvăcitul are drept scop separarea vinului de pe drojdie şi de substanţele, care se găsesc sub forma de depozit pe fundul vasului. Pritocirea are ca scop şi o aerisire a vinului, cu care ocazie se elimină excesul de SO2, se depun o serie de substanţe uşor oxidabile etc. De regulă primul pritoc se face în noiembrie - decembrie, al doilea în februarie - martie, iar al treilea în august -septembrie. Omogenizarea se face prin amestecarea vinurilor din acelaşi soi, podgorie etc., astfel ca întregul lot de vin să aibă aceaşi tărie alcoolică, culoare, aciditate etc. Cupajarea vinurilor constă în amestecarea vinurilor din diferite soiuri, tipuri, regiuni, vechimi pentru a se obţine un vin pentru consum omogen. Operaţie tehnologică clasică prezentă şi în tehnologia modernă, cupajarea, duce la ameliorarea unor defecte constituţionale ale vinurilor. 10.3.2. Condiţionarea vinului. Operaţiile tehnologice de condiţionare sunt de regulă: limpezirea şi stabilizarea vinului. - Limpezirea vinului se poate face prin cleire sau prin filtrare. Uneori se întrebuinţează ambele procedee consecutiv.
Cleirea constă în adăugarea unor substanţe de natură organică sau minerală care formează în vin precipitate ce antrenează substanţele în suspensie. Substanţele de natură organică sunt proteine animale: gelatina, cleiul de peşte, cazeina, albumina etc. Substanţele minerale folosite mai frecvent sunt bentonita şi mai rar caolinul. Importante în cazul cleirii sunt condiţiile de lucru: dispersie foarte bună a substanţei în masa vinului, temperatura între 10 - 20°C etc. Filtrarea constă în trecerea vinului prin filtre care reţin pe straturile filtrante (pânză sau sită metalică pe care se aşează azbest, celuloză, kiselgur etc) substanţele în suspensie. - Stabilizarea vinului cuprinde un complex de măsuri tehnologice ce se iau în vederea menţinerii limpidităţi stabile, fără apariţia tulburărilor cauzate prin depuneri sau activitatea microorganismelor. Tulburările de natura fizică se datoresc insolubilizării bitartratului de potasiu, fie precipitării unor substanţe de natură coloidală, fie unor săruri a metalelor grele (Fe, Cu). Tulburările pot fi şi de natură biologică datorită dezvoltării microorganismelor (drojdii, bacterii). Pentru stabilizarea vinurilor se recomandă diferite metode, după care centrifugarea; pasteurizarea; tratament prin adsorbţie pentru stabilizare proteică (bentonită); tratament hidrolizant (enzime proteolitice şi alte preparate adăugare de SO2 şi alţi antiseptici; filtrare sterilizantă.Vinul condiţional adică limpezit şi stabilizat poate fi îmbuteliat în vederea învechirii la sticle sau livrări. 10.3.3.Îmbutelierea vinurilor în vederea punerii lor în consum are loc mod dierenţiat: primele care se îmbuteliază sunt vinurile de consum curent, circa 6-8 luni de la terminarea fermentaţiei alcoolice; urmează vinurile de calitate după 1-2 ani de păstrare; şi în sfârşit vinurile de marcă după 3 - 5 ani de învechire. Vinurile îmbuteliate trebuie să corespundă normelor de calitate prevăzute pentru categoria respectivă (vin de masă, de masă superior de regiune, de regiune superior, soiuri) privind:
conţinutul de alcool, zahăr, aciditate volatilitate extract uscat, culoare, limpiditate, conţinut SO2 etc. Vinul conţine minim 6-7° alcool şi maxim 10-12° (în afara vinurilor alcolizate suplimentar). 10.4.Vinurile speciale sunt cele licoroase, spumoase şi vermutul. Vinurile licoroase conţin 15 - 18% alcool şi 6 - 20% zahăr. Şampania se obţine prin refermentarea unui vin, cu o compoziţie determinată (10 - 12% alcool) la care s-a adăugat zahăr (20 g/1) şi drojdii selecţionate, în recipiente închise. Bioxidul de carbon format în urma fermentării vinului cu licoarea de tiraj se dizolvă în vin. Fermentarea durează 5 – 7 săptămâni, se face eliminarea sedimentelor de drojdie (degorjarea) şi se adaugă un lichior format din amestec de vin alb vechi, zahăr şi coniac (licoarea de expediţie) care conţine 70% zahăr. După cantitatea de licoare de expediţie adăugată se obţine şampanie demisec şi desert, existând şi şampanie natur şi sec. Şampania se caracterizează prin limpiditate. Se păstrează la temperatura de 15 - 20 °C, în sticle culcate. Vinul spumos se obţine prin înglobarea de CO2 în vinul în care s-a adăugat licoare, are o tărie alcoolică de 10,5°, dă o spumă mai puternică decât şampania dar de durată mai scurtă. Se păstrează la temperatura de 15°C. Vermutul se obţine din vin de calitate superioară alb sau roşu, căruia i se adaugă zahăr, alcool rafinat şi un macerat din diferite plante aromate. Se livrează în consum după minim 30 zile de la preparare. Pentru vermutul alb tăria alcoolică este min 18°, iar pentru cel roşu min.7°. Conţinutul total de zahăr este de 150 g/1. Se păstrează la t° = 7 - 20 °C.
BIBLIOGRAFIE: 1. BANU, C., şi colab., Manualul inginerului de industrie
alimentară, 2002, Editura Tehnică Bucureşti; 2. CULACHE DOMNICA, PLATON, V., Tehnologia
zahărului, 1983, Editura Tehnică Bucureşti; 3. FILIMON, N., GHEORGHIU V., LEVINŢA, G.,
RADU, P., RAPEANU, R., ANIŢIA, N..DIMA, E., Tehnologia produselor alimentare, 1973, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti; 4. OŢEL, I., PAVEL, O., IONESCU, R.,Tehnologia cărnii, 1977, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti; 5. MODORAN CONSTANŢA, Tehnologia produselor făinoase, 2003, Editura Academicpres Cluj-Napoca; 6. MODORAN CONSTANŢA, Fabricarea păinii şi a produselor proaspete de patiserie, 2005, Editura EIKON, Cluj-Napoca; 7. MODORAN, D., Procesarea industrială a alcoolului rafinat, 2005 Editura Academicpres, Cluj-Napoca; 8. MODORAN, D., Procesarea industriala a malţului, 2003 Editura Academicpres Cluj-Napoca; 9. MODORAN, D., Tehnologii fermentative vol.1, 2002, Editura ICPIAF Cluj-Napoca; 10. MOLDOVEANU, GH., Tehnologia panificaţiei, 1978, Editura Didactică şi Pedagigică Bucureşti; 11. MUGEANU, ALICE, ADLER, TINA, SINGER, M, Tehnologia produselor alimentare, 1975, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti; 12. RASENESCU, I., OTEL, I., Îndrumător pentru industria alimentară vol.1 şi vol.11, 1987, Editura Tehnică Bucureşti; 13. RAPEANU, R., Tehnologia morăritului 1978, Editura Didactică şi Pedagogică Bucureşti;
