Conditii de pastrare si conservare a graului Graul destinat fabricarii fainii exercita influente asupra valorii alimentare si calitatii acesteia. Graul se cultiva intr-o perioada relativ scurta de timp si se consuma in cantitati aproximativ constante pe parcursul intregului an. Aceasta impune depozitarea lui astfel incat sa se asigure necesarul de la o recolta la alta. Calitatea produselor de macinis depinde in mare masura de conditiile de depozitare si de cele de macinis. Însusirile de pastrare a graului sunt determinate de conditiile pedoclimatice si agrotehnice care au precedat recoltarea, metoda de recoltare si manipulare care asigura o integritate a boabelor, caracteristicile botanice ale speciei si starea de sanatate a semintelor. Dupa recoltare, in conditii normale, au loc o serie de procese biochimice complexe, de maturizare, procesul de respiratie continuand la un nivel redus. Energia de respiratie depinde de o serie de factori, cum ar fi: umiditatea, temperatura, gradul de aerare. Umiditatea critica de conservare este de 14,5 – 15 %. La o umiditate de 17 % boabele respira de 4 –8 ori mai intens decat la umiditatea de 14 %. Boabele care au ajuns la maturitate au o umiditate mai mare, dar si o activitate enzimatica crescuta. Boabele incoltite au o umiditate mare si energie de respiratie ridicata, reprezentand un pericol pentru intreaga masa de grau supusa pastrarii. De asemenea, semintele de buruieni, boabele sistave, care au pe suprafata lor o microflora foarte bogata care prin activitatea eu determina o crestere a uniformitatii si caldurii, sunt un pericol pentru conservarea normala. Consecintele respiratiei sunt: pierderi in substanta uscata, cresterea umiditatii si a temperaturii, care datorita conductibilitatii termice scazute favorizeaza aparitia autoincingerii. Pe langa respiratia boabelor, aceste fenomene sunt rezultatul respiratiei si a semintelor de buruieni, a microflorei, a insectelor formandu-se focare periculoase de temperatura ce pot ajunge pana la 65 °C cand boabele devin rosiatice spre negru, formand blocuri. Încingerea se previne prin uscarea artificiala pana la umiditatea de 12 % si aerarea graului. În boabele care au suferit acest fenomen, activitatea enzimatica a amilazelor, proteazelor si lipazelor este intensificata. Autoincingerea, ca si uscarea in conditii necorespunzatoare (ca de exemplu, temperatura ridicata) conduc la obtinerea de fainuri cu insusiri de panificatie inferioare si a produselor cu volum mic, coaja palida, miez dens, pori cu pereti grosi. Un regim sever de uscare provoaca denaturarea proteinelor generatoare de gluten existente in bob. De asemenea, microflora influenteaza calitatea boabelor in timpul depozitarii. Dintre microorganismele care influenteaza in mod negativ prelucrarea fainii sunt bacteriile din genul Bacillus (subspecia mesentericus), care apare mai ales pe boabele
prafuite sau care au suferit autoincingere. Ele se dezvolta optim la 37 – 41°C, produc spori termorezistenti (la 109 – 113°C rezista 5 minute), prelucrarea fainii necesitand aciditati marite (pH 5). Contin amilaze care micsoreaza maximul de gelatinizare, miezul devenind umed, cat si proteaze care peptizeaza glutenul si degradeaza miezul painii care se intinde in fire mucilaginoase. Gustul si mirosul fainii se transmit in cele mai multe cazuri produselor finite, acestea fiind influentate de starea de sanatate a graului. În conditiile depozitarii graului cu umiditate marita, datorita activitatii de degradare apare gustul de statut pana la acru si mirosul de mucegai. Conservarea la temperaturi de 23 – 27 °C si la o umiditate de peste 15 % in conditii de neaerare, conduce la dezvoltarea mucegaiurilor (Aspergillus, Penicillium), care distrug boabele. Pentru stabilirea parametrilor optimi de umiditate, temperatura, grad de aerare, procesul de conservare asigura mentinerea insusirilor de panificatie ale graului.
Tipuri de conservare Conservarea graului reprezinta un ansamblu de masuri tehnice care se aplica pentru dirijarea proceselor fizico-chimice si biologice din masa de boabe, in scopul pastrarii in bune conditii si cu pierderi minime ale acestora. Conservarea are ca principal obiectiv mentinerea integritatii cantitative si a insusirilor calitative ale produselor depozitate cu un consum optim de energie si combustibil. Graul recoltat reprezinta un ecosistem complex cu o activitate enzimatica bogata localizata in germene, contaminat cu microorganisme si eventual infestat cu insecte. Procesele metabolice proprii joaca un rol secundar in evolutia post-recoltare, iar instabilitatea graului cu un continut de umiditate mai mare datorandu-se microflorei de “camp” si de “depozit” (bacterii, drojdii si mucegaiuri). Dintre factorii care influenteaza procesele microbiologice (temperatura, compozitia atmosferei din masa de grau, interactiunile dintre speciile microbiene), umiditatea este cel mai important factor in determinarea activitatii microorganismelor care contamineaza graul. În functie de continutul in umiditate a graului, respectiv activitatea apei, pe grau se pot dezvolta diferite specii de microorganisme: a. la peste 20 % umiditate si temperatura de 20 °C se dezvolta rapid microflora aeroba anaeroba mezofila, inclusiv bacterii lactice, drojdii si mucegaiuri cu actiune puternic degradanta (Aspergillus candidus, flavus, Penicillium cyclopium)care contribuie la cresterea temperaturii masei de cereale la 60 – 70 °C, ducand la denaturarea proteinelor. Prin autooxidarea lipidelor din grau se poate ajunge la autocombustie. b. la umiditatea de sub 15 % se pot dezvolta numai mucegaiuri xerotolerante.
c.
la umiditatea de 14 % conservabilitatea graului este buna datorita valorii limita a activitatii apei, deoarece practic nu se mai dezvolta nici mucegaiurile xerofile care pot consuma lipidele si glucidele din grau, cu producere de caldura, apa si dioxid de carbon.
Cerealele care vin la mori, nu indeplinesc intotdeauna conditiile de calitate necesare unei depozitari normale. Cele mai frecvente abateri sunt: continutul sporit de umiditate si infestarea. Ele apar de obicei in perioade diferite, dar pot fi inlaturate daca moara este dotata cu instalatii speciale de uscare, aerare si gazare. Pentru a nu dauna cerealelor existente deja in depozit si care au indici corespunzatori, se recomanda ca aceste tratamente sa se efectueze in instalatii montate intr-un siloz special de capacitate mica numit si siloz spital sau de carantina. USCAREA CEREALELOR Umiditatea constituie una dintre cele mai importante insusiri calitative ale graului. Existenta ei in limite normale nu pericliteaza sanatatea cerealelor in timpul pastrarii, dar depasirea acestor limite duce la aparitia in masa de boabe a unor procese nedorite (autoincalzirea, mucegairea, incoltirea, etc.) care favorizeaza degradarea boabelor. Pentru asigurarea pastrarii boabelor, umiditatea care depaseste limita optima (14%), trebuie extrasa prin uscare. Uscarea consta in fortarea migrarii umiditatii din interiorul bobului catre exterior si de aici, vaporizarea ei in aerul inconjurator. Se produc astfel, doua operatii simultane dar distincte: o difuzie interna si una exterioara. Viteza cu care se efectueaza uscarea depinde de urmatorii factori: temperatura si umiditatea initiala a graului, proprietatile lui fizico-chimice, structura stratului de boabe, temperatura si viteza de deplasare a agentului termic si constructia uscatorului. Cerealele pot fi uscate natural, prin utilizarea caldurii solare, sau artificial, prin utilizarea unei surse de caldura produsa intr-o instalatie. În silozurile de cereale se foloseste numai uscarea artificiala, care are la baza principiile transmiterii caldurii prin: convectie, conductie si radiatie. Uscarea prin convectie consta in transmiterea caldurii in masa de boabe de catre aerul incalzit sau gazele de ardere in amestec cu aerul atmosferic. Principiul acestei metode consta in amestecarea gazelor de ardere cu temperatura ridicata cu aer atmosferic si trecerea acestui amestec prin masa de boabe. Rezultatul uscarii este influentat de urmatorii factori: temperatura si viteza de deplasare a agentului in spatiul dintre boabe, structura stratului de cereale si de gradul de amestec intre agentul termic si masa de cereale. Acest procedeu prezinta si o serie de dezavantaje: -
uneori uscarea se face neuniform, deoarece curentii de aer sau amestecul gaze-aer nu sunt distribuiti uniform in intreaga masa de cereale;
-
in cazul unor temperaturi ridicate ale agentului de uscare, exista pericolul deprecierii calitative a boabelor.
Cu toate aceste dezavantaje, uscatoarele care functioneaza pe acest principiu au o larga utilizare, datorita productivitatii mari pe care o au. Uscarea prin conductie consta in trecerea cerealelor peste o suprafata incalzita cu apa calda sau cu abur (caramida, conducte metalice, etc.). Cerealele intra in contact cu suprafetele incalzite ale radiatoarelor, prin care circula apa calda si se incalzesc. Umiditatea din interiorul boabelor se deplaseaza catre exterior iesind la suprafata acestora si se produce fenomenul de transpiratie. Apa de la suprafata boabelor este transformata in vapori in zonele urmatoare ale uscatorului. Uscarea in vid se aseamana cu uscarea prin conductie. Caldura necesara pentru evaporarea apei din boabe se obtine de la suprafata conductelor de abur, iar apa evaporata din boabe este aspirata in mod continuu cu o pompa de vid urmand ca apoi vaporii sa fie condensati intr-un condensator. Cu cat in uscator vidul este mai inaintat, cu atat va fi mai mica temperatura de fierbere a apei si cu atat va fi mai intensa evaporarea apei din boabe. Uscarea in vid prezinta o serie de avantaje cum ar fi: -
procesul de uscare are loc la o temperatura mult sub limita temperaturilor critice care ar dauna boabelor de cereale;
-
se realizeaza uscarea uniforma a boabelor si se consuma energie calorica si electrica mult mai putine decat in celelalte sisteme de uscare;
-
uscarea sub vid se produce in conditii sigure de exploatare;
-
prin acest procedeu se poate elimina la o singura trecere un procent mai mare de apa, decat prin alte procedee;
-
din cauza vaporizarii la temperatura din uscator si a lipsei de oxigen, eventualii daunatori existenti in masa de cereale, sunt complet distrusi, iar cerealele cu un usor miros de mucegai sunt readuse la mirosul normal;
-
dupa parerea unor specialisti, in cazul graului se produce si o conditionare termica.
Conducerea regimului de uscare a cerealelor constituie unul dintre factorii de baza in pastrarea insusirilor calitative naturale ale produsului, precum si insusirile complementare de conservare in depozit. Regimul de uscare este caracterizat in principal de doi factori: temperatura agentului de uscare la intrarea in camera de uscare si temperatura de incalzire a boabelor in aceeasi camera. Regimul de uscare se considera optim in urmatoarele conditii:
-
sa se realizeze intr-un timp scurt;
-
sa se efectueze cu minim de caldura, agent termic si energie electrica.
Regimul de uscare se stabileste in functie de: umiditatea boabelor, tipul cerealei, tipul uscatorului si destinatia cerealelor. Umiditatea boabelor influenteaza termostabilitatea acestora. Odata cu cresterea umiditatii boabelor, termostabilitatea acestora scade si de aceea, pentru pastrarea calitatii boabelor mai umede supuse uscarii, trebuie ca agentul termic sa aiba o temperatura mai mica. În asemenea cazuri se recomanda a se practica uscarea in doua trepte. Caracteristicile specifice uscarii fiecarei cereale influenteaza alegerea si conducerea regimului de uscare. La stabilirea regimului de uscare a graului trebuie avute in vedere urmatoarele:
umiditatea boabelor la intrarea in uscator;
temperatura maxima de incalzire a boabelor;
caracteristicile glutenului;
temperatura agentului de uscare.
I. Costin a prezentat schematic parametrii folositi la uscarea graului in diferite situatii (uscarea in una sau doua trepte): Temperatura maxima a agentului de uscare Însusirile glutenului
TARE NORMAL MOALE
Umiditatea graului, %
Pana la 20 Peste 20 Pana la 20 Peste 20 Pana la 20 Peste 20
(°C) Uscarea intro singura treapta 120 100 140 120 150 130
Uscarea in doua trepte Treapta I
Treapta II
110 90 130 110 140 120
130 110 150 130 160 140
Temperatura boabelor in timpul uscarii
45°C 45°C 50°C 50°C 60°C 60°C
Corelatia prezentata in tabel se realizeaza in general prin trecerea lenta a boabelor in uscator, cand acestea se incalzesc mai puternic, iar cand trec mai repede temperatura lor ramane mai scazuta.
La uscarea graului trebuie tinut seama de faptul ca la un continut mai ridicat de umiditate a boabelor, temperatura de uscare sa fie mai scazuta. Daca boabele de grau se incalzesc peste limita admisa, glutenul acestuia se deterioreaza, capacitatea de hidratarea a fainii scade, scad si insusirile aluatului de a retine gazele de fermentatie, painea va avea coaja crapata, volumul va fi redus, iar porozitatea miezului va fi neuniforma.
AERAREA CEREALELOR
În primele luni de recoltare graul pentru consum alimentar este admis la receptie in mori, cu o umiditate mai mare cu 1-3 % decat in restul anului. Acest plus de umiditate, impreuna cu corpurile straine si microorganismele, duce in multe cazuri la autoincalzirea boabelor in celulele silozului. Daca starea cerealelor nu este supravegheata si aparitia autoincalzirii nu este inlaturata operativ, se produce incingerea si mucegairea masei de grau si deprecierea calitatii acestuia. Acest fenomen are loc mai ales cand pastrarea se face pe o durata de timp mai indelungata (de peste 10 zile). Autoincalzirea se controleaza prin sondarea si prelevarea unor probe, sau prin traductoare de temperatura instalate in celula si cu inregistrare la tabloul central de comanda si control. Pentru racirea si scaderea umiditatii cerealelor se pot folosi doua procedee:
aerarea prin prefirare;
aerarea activa.
Aerarea prin prefirare consta in principiu din vehicularea cerealelor cu ajutorul instalatiilor de transport intern si trecerea lor prin tararul aspirator. Pentru o buna aerare, debitul de aer al tararului se mareste peste cel obisnui fara insa a da posibilitatea antrenarii unor boabe valoroase. Odata cu aerarea se produce si eliminarea mai accentuata a corpurilor straine care au contribuit la autoincalzirea cerealelor in celula de siloz. Aerarea activa se efectueaza in perioade in care umiditatea relativa a aerului este scazuta si temperatura sa este mai ridicata. Între umiditatea cerealelor si umiditatea si temperatura aerului exista o stransa corelatie, de aceea pentru efectuarea unei aerari active eficace este nevoie sa se cunoasca cu precizie acesti parametri. Aerarea activa consta, in principiu, din introducerea fortata a aerului in spatiul intergranular al masei de cereale existente in celule. Aceasta se realizeaza cu ajutorul unei retele formate din ventilatoare, canale de distributie si dispozitive de reglare. În procesul de aerare activa se pot folosi doua metode: - aerarea cu intermitenta; - aerarea neintrerupta.
Pentru grau, atunci cand are umiditatea mai mare de 14%, dar nu depaseste 17 %, se recomanda aerarea cu intermitenta. Timpul afectat unei perioade de aerare este de 40 – 50 de minute, dupa care urmeaza o perioada egala de repaus. Durata procesului de aerare activa este de 5-8 zile pentru o reducere a umiditatii de 2 – 3 %, iar consumul de energie se reduce cu circa 50% in comparatie cu aplicarea unui proces de aerare neintrerupta.
DEZINSECTIA
Normativele de receptie a cerealelor din industria moraritului interzic depozitarea produselor care contin in masa lor insecte daunatoare. În multe cazuri insa prezenta insectelor nu poate fi sesizata, acestea trecand neobservate la analiza, deoarece fie ca recoltarea probelor nu s-a efectuat corect, fie ca gradul de infestare este atat de redus incat in probele recoltate nu se prinde nici o insecta. Odata cu cerealele descarcate, insectele ajung in instalatiile si celulele silozului, unde se inmultesc si dauneaza calitatii si cantitatii produselor. Pentru a pune in evidenta existenta infestarii masei de cereale, inainte ca acestea sa ia proportii, este necesar sa se verifice periodic masa de boabe. Verificarea trebuie facuta cu mare atentie astfel incat sa se stabileasca precis cantitatea si tipul insectelor daunatoare. Existenta in depozit a boabelor cu embrionul distrus este un semn al prezentei insectelor. De asemenea temperatura poate constitui si ea un semn al infestarii cerealelor. Existenta in celulele silozului a unor zone cu umiditate ridicata constituie de asemenea un indiciu ca cerealele sunt infestate. Pentru stabilirea gradului de infestare se folosesc mai multe metode. Cea mai frecventa este aceea de a stabili, prin cernere, numarul de insecte existente intr-un kilogram de boabe. O alta metoda este aceea prin care se determina cantitatea de dioxid de carbon din spatiul intergranular. Insectele daunatoare cerealelor se impart in trei grupe: -
insecte cu aripi tari (coleoptere, gandaci), dintre care cele mai periculoase fiind gargaritele (curculionidae);
-
fluturi (lipidoptere);
-
acarieni.
Mijloacele de combatere a insectelor daunatoare cerealelor aflate in silozuri sunt de doua feluri: - preventive; - curative. Mijloacele preventive sunt cele aplicate in scopul preintampinarii infestarii silozurilor si a masei de cereale introduse spre depozitare. Aceste masuri constau in mod normal
din intretinerea curateniei in interiorul silozului si in exteriorul sau si executarea corecta a analizelor pentru a preveni introducerea in siloz a cerealelor infestate. Mijloacele curative se aplica in cazul aparitiei insectelor daunatoare in masa de cereale introduse in celulele silozului. Prin aceste mijloace trebuie distruse in totalitate orice fel de insecte indiferent de stadiul lor de dezvoltare. Masurile ce se pot intreprinde sunt fizico-mecanice, chimice si biologice. Combaterea insectelor prin mijloace fizico-mecanice: este o metoda veche si usor practicabila. Operatia consta in indepartarea prafului si a insectelor cu ajutorul periilor, maturilor si aspiratoarelor precum si cu ajutorul masinilor existente in siloz (separatorul aspirator de siloz si coloana d uscare). Procedeul nu este radical chiar cand cerealele trec prin coloana de uscare, deoarece la reintroducerea lor in celulele infestate, insectele de pe peretii acestora isi reincep activitatea. Combaterea insectelor prin mijloace chimice: se face cu substante sub forma de vapori. Este cea mai eficace existand posibilitatea de a gaza atat masa de cereale cat si intreaga instalatie a silozului. Aceasta metoda de dezinsectie a cerealelor poarta numele de gazare. Prin acest procedeu se distrug insectele in toate stadiile, in conditii de ermetizare perfecta si de respectare a normelor de tehnica securitatii muncii. Efectul operatiei de gazare depinde de proprietatile insecticidului, de metoda utilizata si de starea produselor de gazat. În functie de acesti factori gazarea cerealelor se poate face prin metode diferite. Indiferent de metoda de gazare aplicata, treptele ce trebuie parcurse sunt aceleasi: -
pregatirea spatiilor si a substantelor;
-
gazarea propriu-zisa;
-
degazarea.
Pentru dezinsectia cerealelor prin gazare se folosesc un numar mare de substante chimice dintre care, cele mai utilizate sunt: acidul cianhidric (HCN), hidrogenul fosforat (PH3), oxidul de etilen (C2H4O) si bromura de metil (CH3Br). Acidul cianhidric, hidrogenul fosforat si oxidul de etilen sunt produse de import, iar bromura de metil se fabrica la noi in tara. Alegerea insecticidului gazos depinde de activitatea lui nociva asupra insectelor in toate stadiile lor biologice, de proprietatile fizice si chimice care influenteaza modul lor de aplicare, precum si de temperatura si umiditatea cerealelor si a mediului din siloz. Folosirea acidului cianhidric, (HCN), este cea mai frecventa. Sub denumirea de zyklon sau Uragan D se foloseste acid cianhidric stabilizat impregnat in discuri de celuloza, kieselgur sau in granule de gips ambalate in cutii de tabla de diferite capacitati si inchise ermetic. Actiunea insecticida a acidului cianhidric este in functie de temperatura. Între 0 si 17 °C gargarita graului are o rezistenta mare, iar intre 25 si 35 °C
rezistente ei slabeste foarte mult. Din acest motiv, gazarea cu acid cianhidric nu este posibila decat la temperatura minima de 17 °C. În lunile cu temperaturi mai scazute, gazarea cu acid cianhidric nu se poate realiza. Gazarea se poate face in conditii normale incepand cu luna mai si terminand cu luna octombrie. Hidrogenul fosforat gazos, (PH3), se foloseste si el pe scara larga la gazarea cerealelor. Produsul (“Delicia”) contine fosfura de aluminiu si are o actiune toxica foarte pronuntata distrugand total insectele, ouale si larvele din masa de cereale. Oxidul de etilen, (C2H4O), este un produs care se foloseste in asociere cu dioxidul de carbon in raport de 9:1deoarece singur este foarte exploziv. Aceasta combinatie se foloseste la gazarea cerealelor in celule special construite. Un alt produs folosit pentru dezinsectie este bromura de metil, (CH3Br), utilizata in special in instalatiile de pregatire si macinare a cerealelor. Conservarea graului se poate face in mai multe feluri. Noile tipuri de conservare adoptate la nivel mondial sunt: Conservarea la temperaturi scazute; Conservarea prin aerare activa; Conservarea anaeroba; Conservarea pe cale chimica; Conservarea prin radiatii. Conservarea la temperaturi scazute (conservarea prin racire) este o metoda care se foloseste pe scara din ce in ce mai larga in toate tarile producatoare de cereale. Deoarece continutul de umiditate al graului proaspat recoltat este prea mare ca sa permita o depozitare fara riscuri de degradare si deoarece uscarea lui nu se poate realiza in ritmul strangerii recoltei, se recurge frecvent la conservarea la temperaturi scazute. Scopul conservarii prin racire este eliminarea autoincalzirii si incingerii boabelor cu un continut ridicat de umiditate, reducerea activitatii biologice a acestora precum si franarea dezvoltarii microflorei, acarienilor si insectelor. Exista o stransa corelatie intre continutul de umiditate al cerealelor si temperatura care asigura conservarea in conditii optime. Cu cat temperatura cerealelor supuse conservarii este mai joasa cu atat continutul de umiditate care permite o buna pastrare a acestora poate fi mai ridicat. Studiile facute in tarile mari producatoare de cereale, unde se gasesc in functiune diferite tipuri de agregate frigorifice, arata ca
cerealele cu o umiditate de pana la 17 % se pot conserva in conditii bune prin racire la temperaturi de 12 – 16 °C. La alegerea variantei de conservare prin racire trebuie luata in considerare biologia semintelor si a organismelor care provoaca deteriorarea acestora precum si destinatia produsului. Temperatura optima de dezvoltare a insectelor daunatoare depaseste 15 °C, iar umiditatea minima este in jur de 10%. La acarieni temperaturile optime sunt mai mici decat la insecte iar continutul limita de umiditate este mai mare. În ceea ce priveste microorganismele, aceste se dezvolta intr-un domeniu mai larg de temperatura (0-50 °C),dar necesita o umezeala relativa a aerului intergranular in jur de 70 %. Pentru eliminarea efectelor negative ale insectelor daunatoare si a microflorei, metoda de conservare ideala ar fi aceea care prin realizarea temperaturilor joase sa elimine insectele, iar prin umiditate redusa sa limiteze microflora, acarienii si metabolismul semintelor. Problema principala care se pune la conservarea prin racire a graului umed, este aceea de a gasi cat de joasa trebuie sa fie temperatura la un continut dat de umiditate. La continuturi mari de umiditate ar fi necesare temperaturi situate mult sub 0 °C, pentru ca activitatea microorganismelor sa fie impiedicata, deoarece Aspergillus glaucus, cateva specii din Penicillium, Cladosporium, Fusarium si Mucor, ca si unele drojdii se dezvolta de la – 5 °C pana la –8 °C. Acarienii sunt activi in produsele cu un continut mare de umiditate si la temperaturi nu prea mari, dar mor repede la temperaturi ce trec mult de 30 °C sau la un continut de umiditate scazut. Deoarece unii acarieni (Acarus siro) se hranesc aproape numai cu embrionul bobului, produsul infestat supus conservarii, cu un continut mare de umiditate, poate suferi o pierdere a puterii germinative, afara de cazul cand temperatura produsului este redusa repede si tinuta permanent sub 5 °C, in special la suprafata, acolo unde se afla majoritatea acarienilor. Realizarea temperaturilor scazute pentru conservarea graului se poate asigura prin mai multe metode. La ora actuala, metodele cele mai larg folosite sunt: -
uscarea la temperatura ridicata, folosind instalatia de refrigerare ca pompa de caldura;
-
dehidrorefrigerarea sau uscarea la temperatura scazuta;
-
racirea simpla a produsului;
-
folosirea aerului conditionat pentru mentinerea continutului de umiditate si temperatura la valoarea dorita.
Conservarea prin aerare activa consta in schimbarea periodica a aerului intergranular din masa de boabe cu aer atmosferic neconditionat, in scopul reducerii temperaturii acesteia, cu toate efectele sale. Folosind aer atmosferic rece se asigura marirea duratei de conservare fara pierderi a produselor. Fata de conservarea la
temperaturi scazute cu utilizarea agregatelor de racire, aceasta prezinta avantajul ca nu necesita consum de energie pentru racirea aerului, dar si marele dezavantaj al dependentei de temperaturi scazute. La aerarea activa are loc un transfer de caldura si masa care duce la stabilirea unui echilibru higrometric intre produs si aerul intergranular. Pe acest considerent temperatura si umezeala relativa a aerului sunt parametrii esentiali care definesc eficienta aerarii. Desfasurarea operatiei de aerare activa este deci conditionata de existenta aerului atmosferic la parametrii doriti.
Aerarea graului cu aer atmosferic se face numai atunci cand efectul tehnologic final este pozitiv, deci cand are ca efect reducerea temperaturii si eventual umiditatii produsului.
Schema instalatiei de gazare a cerealelor 1-grup de distribuire a gazelor; 2-celula de gazare; 3-elevator; 4,5-transportor orizontal
Scopul urmarit de aerarea activa poate fi diferit: racirea cerealelor si reducerea umiditatii acestora in vederea grabirii proceselor de maturizare dupa recoltare; pastrarii facultatii germinative a graului; distrugerea daunatorilor si a microflorei. Cel mai frecvent, aerarea activa in silozuri se face in scopul racirii produselor, reducerii activitatii biologice si a microflorei si daunatorilor. În silozurile din tara noastra se folosesc aproape in exclusivitate instalatii de aerare activa cu camera de presiune sub forma de tor circular montat la baza celulei. La alegerea parametrilor aerului pentru aerarea activa, trebuie precizat scopul urmarit, daca aceasta se face pentru o conservare prealabila sau pentru o prelucrare finala. În cazul utilizarii aerului atmosferic pentru o conservare prealabila, cand se aereaza produse cu umiditati mai mari de 16 %, problema care se pune este micsorarea temperaturii produsului intr-un timp foarte scurt. În acest caz aerul atmosferic trebuie sa aiba o temperatura mai mica decat a graului, umezeala relativa a acestuia prezentand o importanta secundara. Atunci cand aerarea se face in scopul cresterii stabilitatii cerealelor, la conservare se urmareste obtinerea unei temperaturi optime de conservare, fara o crestere a umiditatii acestora. Factorul timp are in acest caz un rol secundar, iar temperatura si umezeala relativa a aerului devin factori hotaratori. Conservarea anaeroba (autoconservarea cerealelor) se foloseste mai ales pentru conservarea cerealelor furajere. Principiul autoconservarii se bazeaza pe reducerea activitatii vitale a organismelor vii (cereale, microflora, daunatori) intr-un mediu lipsit de oxigen. Drojdiile si mucegaiurile, in marea lor majoritate, au nevoie de oxigen pentru dezvoltare, desi sunt specii de mucegaiuri facultativ anaerobe precum ar fi Fusarium, Mucor, Rhizopus, Aureobazidium, Monascus. Acestea se pot dezvolta numai daca substratul contine factori biotici esentiali si anume tiamina si acid nicotinic. Practic, conservarea anaeroba se realizeaza in spatii ermetic inchise, in care se modifica compozitia aerului intergranular. Datorita proceselor de respiratie a cerealelor oxigenul din aerul intergranular este inlocuit cu dioxid de carbon. Înlocuirea oxigenului din aerul intergranular diminueaza pana la oprirea definitiva procesul de respiratie aeroba, reducand astfel cantitatea de caldura degajata si franand concomitent dezvoltarea microflorei aerobe si a daunatorilor. Metoda prezinta insa o serie de dezavantaje printre care cele mai importante sunt :
-
conservarea anaeroba este insotita de producerea alcoolului etilic, acidului acetic, cu efect de depreciere a calitatii cerealelor;
-
la conservarea anaeroba a cerealelor cu umiditati mari (peste 18 %), inlocuirea oxigenului din spatiul intergranular cu dioxidul de carbon, ca urmare a procesului de respiratie aeroba, se realizeaza lent, perioada in care se dezvolta o serie de mucegaiuri aerobe. Din aceasta cauza pentru urgentarea trecerii la respiratia anaeroba se procedeaza la extragerea oxigenului prin crearea vidului in masa de cereale, sau la introducerea dioxidului de carbon sau a altor gaze in masa de boabe cu acelasi efect, varianta fiind cunoscuta ca metoda conservarii in atmosfera controlata;
-
la conservarea anaeroba activitatea seminala se diminueaza sau se pierde, fapt pentru care cerealele de samanta nu pot fi conservate prin aceasta metoda.
Conservarea pe cale chimica consta in introducerea in masa de boabe a unor substante chimice sterilizante, in scopul franarii dezvoltarii microflorei, insectelor si acarienilor si activitatii vitale a boabelor. La cerealele cu un grad ridicat de umiditate, metoda prezinta interes pentru pastrarea temporara a cerealelor in bune conditii pana la uscarea lor. Pentru acest tip de conservare se utilizeaza frecvent substante ca: dicloretanul, cloropicrina, metabisulfitul, thioureea. Aceasta metoda se foloseste mai ales in tarile mari producatoare de cereale ca S.U.A., Canada, Rusia. Conservarea prin radiatii se bazeaza pe efectele sterilizante si inhibitoare ale radiatiilor gama asupra semintelor. Cerealele cu umiditati ridicate iradiate cu Co60 pot fi pastrate timp indelungat, fara deprecieri calitative. Doza de radiatii necesara asigurarii unei conservari corespunzatoare depinde de continutul in umiditate al boabelor. Rezultatele obtinute prin aceasta metoda de conservare nu justifica insa din punct de vedere tehnic si economic extinderea ei, iar dozele mari limiteaza posibilitatea folosirii produsului in scopuri alimentare. În unele tari, conservarea prin radiatii se realizeaza ca efect secundar al tratamentului de combatere a daunatorilor, operatie pentru care se folosesc doze mici de radiatii cu efect de inhibare a microflorei, daunatorilor si activitatii vitale a cerealelor. Baza materiala a sectorului de depozitare poate fi constituita din silozuri sau magazii, realizate pe intreg teritoriul tarii si in special in zonele mari producatoare de grau. Necesitatea construirii unui depozit a aparut din urmatoarele motive:
asigurarea unui stoc de cereale necesar functionarii continue a morii pe o perioada mai mare de timp, in vederea evitarii unor goluri in aprovizionarea cu materii prime provocate de diferite imprejurari; pastrarea si conservarea materiilor prime in conditii optime; crearea conditiilor necesare formarii unor partizi de macinis omogene calitativ in vederea asigurarii unui regim tehnologic de prelucrare constant; asigurarea livrarii de faina corespunzatoare indicilor din standardele de calitate; crearea unei precuratiri brute a cerealelor in scopul indepartarii corpurilor mari si a prafului in afara sectiei de curatatorie si de moara propriu-zisa. Depozitele de cereale ale morilor cu regim comercial si cu capacitate mare de productie sunt depozite cu caracter permanent, mecanizate sau semimecanizate si, in majoritatea cazurilor sunt separate de moara propriu-zisa sau de curatatorie. Depozitele de cereale pentru morile comerciale se impart in : -
magazii (hambare) mecanizate;
-
silozuri semimecanizate;
-
silozuri complet mecanizate.
Din punct de vedere al posibilitatilor de precuratire a graului , depozitele se impart in: -
depozite de cereale fara utilaje de precuratire;
-
depozite de cereale cu utilaje de precuratire – amplasate in curatatoria morii;
-
depozite de cereale cu utilaje de precuratire independente.
Magaziile de cereale Sunt construite din lemn (dar din ce in ce mai rar) sau din caramida. Depozitarea graului se face pe orizontala , in straturi de o anumita grosime sau sub forma de gramada. Constructia magaziilor de cereale trebuie sa indeplineasca anumite conditii pentru a putea fi corespunzatoare pentru depozitarea cerealelor : a. pardoselile trebuie sa asigure protectia cerealelor contra umezelii si sa impiedice patrunderea rozatoarelor . Pardoselile se fac de obicei la 50 – 60 cm. deasupra pamantului.
b. peretii trebuie sa asigure etanseitatea contra scurgerilor de cereale, sa asigure protectia impotriva apei de ploaie si sa fie bine incheiati , pentru a permite dezinfectarea cerealelor cu substante chimice; c. acoperisurile trebuie etansate pentru protejarea impotriva intemperiilor. Magaziile se pot construi cu parter sau cu mai multe etaje, ele impartindu-se in : magazii (hambare) simple si magazii (hambare) cu etaje. Magaziile (hambarele) simple se construiau de obicei din lemn (ceea ce nu se mai recomanda) si pe un singur palier. Ele sunt destinate depozitarii cantitatilor mici de grau. Constructia este impartita in hambare, iar inaltimea pe care se poate depozita este de 3m. Încarcarea se face manual sau cu mijloace de transport mecanizate mobile pe culoarul central destinat special acestui scop. Acest culoar serveste si pentru executarea operatiilor de precuratire a cerealelor cu utilaje mobile ( selectoare de cereale, vanturatori). În cazul in care magazia este construita la 50-60 cm. inaltime de pamant, ea este prevazuta la usile de intrare cu o rampa de incarcare-descarcare. Magaziile (hambarele) cu etaje au fost construite ca o consecinta a necesitatii spatiului redus de depozitare si pentru imbunatatirea conditiilor datorita mecanizarii. Astfel, s-au creat si conditii mai bune de depozitare, aerisirea facandu-se prin simpla scurgere a graului de la un etaj superior la unul inferior. În general sunt construite din caramida si beton armat, fiind prevazute sa fie deservite si de linii de cale ferata. Magazia cu etaje, mecanizata, este prevazuta cu utilaje necesare unei incarcari si descarcari mecanice (elevatoare, transportoare cu melc). Precuratirea cerealelor se poate realiza cu ajutorul unui separator-aspirator, efectuandu-se si cantarirea cerealelor supuse precuratirii cu ajutorul unui cantar automat. Magazia este prevazuta si cu o instalatie de aerare activa (fortata) a cerealelor depozitate.
Fig.15. Sectiune printr-o magazie de cereale
Depozitarea graului in magazii prezinta o serie de dezavantaje : -
nu se permite mecanizarea complexa a operatiilor de incarcare, descarcare si transport;
-
nu se poate depozita o cantitate mare pe unitatea de suprafata;
-
conditiile igienice sunt necorespunzatoare, datorita prafului dezvoltat in timpul manipularii cerealelor;
-
graul nu poate fi depozitat pe loturi calitative.
Silozurile de cereale Sunt depozite in care graul este depozitat pe verticala, in celule de diferite tipuri si dimensiuni. Aici are loc primirea, precuratirea, compartimentarea, pastrarea si conservarea graului in vederea procesarii. Silozurile asigura o mecanizare completa a operatiilor de incarcare-descarcare si a precuratirii cerealelor dar si conditii mult mai bune de conservare a cerealelor. Constructiv, silozurile se impart in trei grupe, in functie de materialul din care sunt construite: silozuri din lemn (care nu sunt indicate a mai fi folosite deoarece prezinta dezavantaje atat in limitarea posibilitatilor de compartimentare cat si in mecanizarea interna a vehicularii cerealelor), silozuri metalice si silozuri din beton armat. Capacitatea totala de depozitare, precum si capacitatea celulelor, determina de multe ori si materialele din care se construiesc silozurile. Silozurile de pe langa morile de medie si mare capacitate se construiesc din beton armat, iar silozurile de capacitate mai mica se pot construi din virole si profiluri de otel. Silozurile metalice sunt constructii care dureaza o perioada mare de timp, se pot construi pe o inaltime mare de depozitare (20-30 m) sunt perfect etanse ceea ce duce la o buna conservare a graului. Silozurile din beton armat pot face corp comun cu moara (pentru a se utiliza terenul la maxim) sau pot fi separate de corpul morii . Se construiesc cu celule de diferite forme : patrate, hexagonale sau rotunde, cea mai economica forma de celula fiind cea cu sectiune circulara deoarece cuprinde cea mai mare suprafata si se executa cel mai rapid.
Fig.16. Schema unui siloz metalic cu celule cilindrice 1-celule metalice; 2- elevatoare pentru alimentarea si evacuarea graului din celule; 3- transportor orizontal pentru alimentarea celulelor cu grau; 4- transportor orizontal pentru evacuarea graului din celule.
Fig.17.Schema de amplasare si functionare a turnului masinilor; 1 – buncar de primire; 2 – celule de depozitare; 3 – elevatoare; 4 – transportoare orizontale
Pentru asigurarea pastrarii corespunzatoare este necesar ca, atat celula, cat si graul, sa indeplineasca anumite conditii : -
celula trebuie sa aiba peretii uscati, perfect netezi, sa nu se desprinda tencuiala de pe ei si sa nu impurifice graul. De asemenea trebuie sa fie aerisita si prevazuta cu un sistem de inchidere etansa.
-
cerealele trebuie sa corespunda calitativ si mai ales din punct de vedere al continutului de umiditate . Pastrarea graului cu un continut de umiditate mai mare de 14% pune in pericol calitatea lui.
În afara celulelor de depozitare, silozurile mai sunt prevazute cu un turn al masinilor , despartit in mai multe etaje, in care sunt amplasate utilaje de transport in interiorul silozului, utilaje pentru separarea impuritatilor, cantare automate, instalatii de desprafuire si dezinsectare a cerealelor. La amplasarea silozului nu trebuie sa se piarda din vedere faptul ca praful mineral si vegetal, existent in masa de cereale, prin vehiculare, creeaza un mediu prielnic exploziilor si pune in pericol existenta intregii
unitati. Din acest motiv este necesar ca silozul si instalatiile lui de vehiculare interna sa nu faca corp comun cu celelalte sectii ale morii.
Fig.18.Sectiune longitudinala prin silozul de cereale.
Capacitatea silozului morii este dictata de urmatorii factori: formarea unei poveri cantitativ-calitative corespunzatoare macinisului efectuat; acoperirea in orice moment a consumului de faina; formarea unui stoc normativ cerut pentru a putea aproviziona moara o perioada mare de timp. Silozurile trebuie sa indeplineasca anumite conditii:
capacitatea de depozitare sa fie corelata cu capacitatea de productie a morii pe o perioada de minim 20 de zile. Capacitatea lui trebuie sa fie mai mare daca aprovizionarea se face de la distante mari;
sa fie dotat cu instalatii de preluare , transport intern si precuratire corelate din punct de vedere a capacitatii, astfel incat pe fluxul tehnologic sa nu apara avalanse sau strangulari prin infundare;
sa fie dotat cu instalatii de dozare si evacuare corespunzatoare cu cele de prelucrare din sectia de curatire si conditionare; compartimentarea silozului trebuie facuta in asa fel incat sa existe posibilitatea ca cerealele sa se depoziteze pe loturi cu indici calitativi apropiati. Pentru aceasta este necesar ca celulele sau compartimentele sa aiba o capacitate de depozitare care sa nu depaseasca 200 tone fiecare. În cazul in care exista posibilitatea ca moara sa fie aprovizionata cu cereale de calitate constanta, celulele sau compartimentele pot avea capacitatea de 500 – 1000 t fiecare. Capacitatea de depozitare a celulelor determina in cele mai multe cazuri forma geometrica a acestora. Astfel, acolo unde se construiesc silozuri
cu celule de capacitate de pana la 200t, forma acestora este rectangulara, iar cand se construiesc silozuri cu celule de 500-1000 t, forma celulelor este cilindrica.
Fig.19. Siloz cu celule patrate Fig.20. Siloz cu celule hexagonale.
amplasarea silozului se face astfel incat sa existe cele mai bune conditii de primire din mijloacele de transport, dar si de evacuare si alimentare cu cereale a sectiei de curatire si conditionare. Pastrarea si conservarea graului in silozuri prezinta o serie de avantaje: -
se permite o mecanizare avansata a operatiilor de transport, incarcare si descarcare;
-
se poate depozita o cantitate mult mai mare de cereale pe unitatea de suprafata;
-
conditiile de lucru sunt igienice;
-
se asigura conditii mai bune de conservare a graului.
Silozurile sunt investitii costisitoare, fapt pentru care utilizarea lor la capacitatea proiectata este obligatorie pentru asigurarea unei exploatari eficiente. Folosirea integrala a spatiului construit depinde in mare masura de gradul de mecanizare al operatiilor de incarcare-descarcare, problemele cele mai mari aparand la magaziile de cereale. Solutiile prevad folosirea transportoarelor mobile pentru incarcare-descarcare, sau folosirea benzii transportoare pentru incarcare si a transportorului cu lant pentru
descarcare. Pentru evacuare se foloseste principiul gravitatiei, prin curgere libera, iar acolo unde nu se poate cerealele sunt antrenate de transportoare mobile. De asemenea, pentru transportul cerealelor se folosesc elevatoare, transportoare cu lant si cu banda, transportoare cu snec, precum si transportoare pneumatice de diferite capacitati. Folosirea mijloacelor de transport eficiente duce la cresterea coeficientului de utilizare al spatiului de depozitare, la crearea unor conditii igienice in interiorul magaziilor, precum si la eliminarea deseurilor in timpul transportului. Datorita complexitatii si importantei pastrarii si conservarii graului, se impune o atenta actiune in ceea ce priveste intretinerea depozitelor pentru aceste cereale. Operatiile de intretinere a depozitelor de grau se grupeaza in doua mari categorii: a. intretinerea in stare buna a elementelor de constructie, in vederea asigurarii integritatii cerealelor; b. intretinerea curenta a depozitului prin masuri de combatere a daunatorilor: maturare, deratizare si dezinsectie. Maturarea periodica si perierea depozitelor trebuie sa se faca dupa un grafic ce corespunde cu perioadele de evacuare a celulelor. Celulele de siloz ( peretii) se va peria de catre un personal specializat prin coborare in celula cu troliul mecanic. Deratizarea se executa de 3 - 4 ori pe an cu substante chimice (antu, varfarina, stricnina) sub forma de momeli (amestecuri de salam sunca sau slanina cu substante otravitoare), care sunt amplasate la gurile de iesire ale rozatoarelor. Dupa o perioada de timp (24 - 48 de ore) se aduna momelile neconsumate si cadavrele rozatoarelor. Dezinsectia este o alta metoda de intre4tinere a depozitelor morilor. Dezinsectia se executa o data pe an, cu scopul distrugerii tuturor insectelor care se gasesc in peretii depozitelor, in pardoseli, tavane, tamplarie, utilaje sau chiar produse depozitate. Aceasta operatie necesita o curatire minutioasa a tuturor elementelor interioare de constructie, a utilajelor, precum si etanseitate perfecta a ferestrelor usilor si gurilor de aerisire in cazul tratarii cu substante chimice ca : cloropicrina, acid cianhidric, bromura de metil. O metoda mai simpla si cu efecte bune este si dezinsectia cu substante chimice lichide ca : DDT, lindan, piretrine. Aceste substante se prepara ca emulsii in combinatie cu apa si se stropesc cu matura sau prin pulverizare cu vermorelul. Aceste masuri, bine organizate si efectuate la timp, dupa un grafic dinainte stabilit, asigura o igiena corespunzatoare produselor depozitate, precum si muncitorilor care lucreaza in aceste depozite.
5.2.2. Operatii tehnologice la depozitare
Cerealele care sosesc in mori, desi au fost supuse unui proces de curatare la bazele de receptie de la care provin, contin totusi multe impuritati. Prezenta acestor impuritati in masa de grau exercita influente negative atat in timpul vehicularii cerealelor in siloz dar si in timpul depozitarii. Dintre efectele negative se mentioneaza: -
infundarea instalatiilor de transport;
-
ingreunarea evacuarii din celulele de siloz;
-
favorizarea dezvoltarii insectelor;
-
ocuparea inutila a spatiilor de depozitare.
Depozitarea graului in silozul morii se desfasoara dupa un anumit flux tehnologic care cuprinde o serie de operatii :
descarcarea cerealelor din mijlocul de transport;
evacuarea graului din sorbul silozului, cantarirea, precuratirea, cantarirea si introducerea in celule; (vezi anexa 4)
evacuarea graului din celule, dozarea pentru amestec, cantarirea si trimiterea lui la curatitoria morii; (vezi anexa 5)
recircularea si prefirarea pentru prevenirea incingerii;
evacuarea si trimiterea graului si catre alte unitati de morarit, in cazul in care moara respectiva are si sateliti
ventilarea utilajelor instalatiilor si a graului din siloz.
Toate operatiile tehnologice, care au loc in silozul de cereale, se executa cu urmatoarele categorii de utilaje si instalatii: sorbul sau statia de primire; utilaje de transport intern (elevatoare, snecuri, redlere sau transportoare cu banda, tubulatura, distribuitoare si subere); instalatii de ventilatie formate din ventilatoare, cicloane, conducte si subere; aparate de masura volumetrica si gravimetrica; masini de curatit graul; motoare si transmisii de actionare; diverse accesorii de comanda si control. Schema tehnologica de depozitare a graului este prezentata in figura urmatoare:
Fig.21.Schema tehnologica de precuratire a graului intr-un siloz celular 1-buncar de primire; 2-transportor colector de la buncare; 3-elevatoare; 4-buncar de rezerva; 5-tarar; 6-buncar; 7-cantar automat; 8-elevator; 9-transportor orizontal; 10-celule; 11-transportor colector; 12-ventilator; 13-ciclon; 14-ventilator; 15-ciclon; 16-guri de saci.
În timpul depozitarii exista unele operatii pe fluxul tehnologic, cum ar fi uscarea graului siaerarea activa a acestuia, care sunt mari consumatoare de combustibil , dar au si o importanta deosebit de mare pentru conservarea boabelor. Umiditatea boabelor este un factor important care trebuie luat in considerare la transportul, manipularea si conservarea acestora. Cresterea umiditatii produselor duce
la cresterea greutatii volumice si implicit la ocuparea unui volum mai mare al spatiilor de depozitare sau mijloacelor de transport, o diminuare a vitezei de curgere libera si mai ales, la inrautatirea calitatii acestora la depozitare. Uscarea cerealelor se poate face natural, prin utilizarea energiei solare, sau artificial prin diferite metode. A . Uscarea naturala se poate face rudimentar, prin expunerea produsului actiunii razelor solare sau prin mijloace moderne de captare a energiei solare. Uscarea naturala prezinta o importanta deosebita intrucat in paralel cu economisirea unor cantitati insemnate de combustibili se asigura mentinerea integrala a insusirilor tehnologice si seminale a cerealelor, se stimuleaza procesul de maturizare si creste rezistenta acestora la actiunea microflorei. B . Uscarea artificiala, desi necesita un consum apreciabil de combustibil si in unele situatii poate duce la deteriorarea insusirilor tehnologice si seminale ale produselor, a fost si continua sa ramana metoda cu cea mai mare pondere in practica uscarii cerealelor. În toate cazurile uscarii artificiale, procesul consta in transmiterea caldurii cerealelor supuse uscarii, migrarea umiditatii din straturile interioare la suprafata si evaporarea acesteia sub forma de vapori. Eficienta procesului de uscare la uscatoarele industriale este conditionata de regimul de uscare adoptat, respectiv de temperatura agentului de uscare la intrare in camera de uscare, de temperatura de incalzire a boabelor si de durata procesului. Regimul de uscare adoptat influenteaza asupra insusirilor de macinis, insusirilor tehnologice si seminale, precum si asupra valorii alimentare si comerciale a cerealelor. Prin uscarea graului la temperaturi prea ridicate se produce calirea boabelor si implicit ingreunarea procesului de macinis. Rezultatele obtinute in elaborarea unor regimuri de uscare a mai multor soiuri de grau, in cadrul facultatii IATP - Galati, laboratorul de Tehnologia si utilajul conservarii cerealelor, au evidentiat faptul ca modificarea insusirilor tehnologice si seminale este strans legata de temperatura de incalzire a acestora. Astfel, la o temperatura maxima a boabelor de 45 °C, se constata o crestere usoara a indicelui glutenic si o scadere neinsemnata a indicelui de deformare si o reducere a energiei germinative la 60 %.Pe masura cresterii temperaturii de incalzire de la 60°C pana la 80 °C, indicele glutenic scade, deformatia creste, glutenul devine foarte extensibil si lipicios, iar energia germinativa scade pana la zero. În functie de insusirile calitative si destinatia produselor se recomanda regimuri de uscare caracterizate printr-o temperatura a agentului de aproximativ 110 °C si temperatura maxima de incalzire a produselor de 45°C,pentru graul destinat industrializarii, iar in cazul graului de samanta se recomanda ca temperatura agentului de incalzire sa fie de 80 °C iar temperatura maxima de incalzire a produsului sa fie de 40 °C. În urmatorul tabel se prezinta variatia parametrilor de uscare a cerealelor in functie de temperatura agentului de uscare.
Temperatura agentului de uscare, Tag, ° C 70 75 80
Temperatura de uscare a produsului, Tp, ° C
Durata procesului de uscare, τ u, min
Extractia de umiditate, Δu, %
40 45 50
30 30 30
1,3 1,3 1,8
Limitele de variatie a umiditatii Ui
Uf
14,5 15,2 14,5 13,0 14,5 12,7
Energia de germinare Eg, % 92,5 80 73
În multe din tarile mari producatoare de cereale, s-au imbunatatit instalatiile de uscare atat in ceea ce priveste randamentul operatiei cat si in ceea ce priveste consumul de energie si de combustibil. Astfel, au aparut imbunatatiri ale procedeului in Franta, S.U.A., cele mai multe fiind prin utilizarea energiei neconventionale. Iata, spre exemplu, variatia temperaturilor cerealelor uscate intr-un uscator cu captator solar, in functie de temperatura aerului atmosferic: Ora determinarii
Temperatura aerului atmosferic, °C
11,00 12,00 13,00 14,00 15,00
28 31 33 35 36
Temperatura aerului la iesirea din captatorul solar, °C 68 74 78 80 82
Temperatura produsului in timpul uscarii, °C 40 43 45 48 49
Aerarea cerealelor se realizeaza prin introducerea in masa de cereale a curentilor de aer sub presiune. Vehicularea aerului se face cu ajutorul ventilatoarelor care asigura schimbarea aerului intergranular . La realizarea aerarii active trebuie sa se ia in considerare: cantitatea de aer necesara, inaltimea stratului de cereale de aerat si durata procesului. Pentru aerarea activa este necesara o cantitate suficienta de aer care sa asigure schimbarea repetata a aerului intergranular. Debitul de aer necesar aerarii active trebuie sa evite condensarea vaporilor pe suprafata boabelor si este in functie de continutul in umiditate si temperatura cerealelor. Înaltimea stratului de cereale depinde de umiditatea acestora si de modul in care se face aerarea. În cazul aerarii cerealelor din celulele de siloz, instalatiile de aerare sunt astfel calculate, incat sa asigure aerarea in bune conditii a celulelor pline. Durata aerarii este in functie de: debitul de aer, de caracteristicile cerealelor si de diferenta de temperatura dintre aerul atmosferic si produsul supus conservarii. Din acest punct de vedere este recomandat ca aerarea sa se faca in anotimpul rece, iar in perioadele calduroase, in general noaptea, cand temperatura aerului este mai scazuta.
Instalatiile de aerare activa din silozuri sunt constituite din sisteme de distribuire a aerului realizate in diferite variante constructive si un ventilator care asigura strabaterea coloanei de material. Instalatiile de aerare activa folosite pe scara larga la noi in tara sunt de tip vertical cu camera de presiune sub forma de tor circular. Acestea au marele neajuns ca realizeaza totdeauna o aerare totala, chiar daca nu se impune decat o aerare partiala si sunt mari consumatoare de energie. Drept urmare se prefera sistemele de aerare orizontale, cu aerare partiala a produsului din celula si un consum mai redus de energie. Un astfel de sistem poate fi prevazut cu elemente tubulare sau canale de aerare, amplasate in perimetrul celulei. RECEPTIA PRODUSELOR (vezi anexa 6) Cerealele care sosesc si urmeaza a se prelucra in moara sunt supuse unor operatii de verificare a cantitatii si calitatii, numite receptie cantitativa, respectiv receptie calitativa. Verificarea cantitatii se face de regula prin cantarire, iar a calitatii prin analize de laborator. Cu receptia cantitativ-calitativa si compartimentarea cerealelor in siloz incepe de fapt pregatirea lor pentru macinis. Datele inregistrate in urma determinarilor facute insotesc cerealele pe tot parcursul procesului tehnologic de prelucrare, iar caracteristicile cantitative si calitative ale produselor finite trebuie sa fie in concordanta cu cele inregistrate la receptie. Daca receptia cantitativa se rezuma numai la operatia de cantarire, cea calitativa implica o serie de operatii de prelevare a probelor, analize de laborator si calcule. Receptia cantitativa se face inainte de intrarea cerealelor in siloz, prin cantarire, in mijloacele de transport cu care se aprovizioneaza moara. Aprecierea volumetrica nu este recomandata deoarece ea poate duce la minusuri sau la plusuri cantitative. Cantarirea se executa fie pe cantare bascula, fie pe cantare automate (este recomandat sa se foloseasca acestea din urma numai dupa precuratire, adica dupa inlaturarea balastului pe care il constituie impuritatile). Dupa felul sistemului de cantarire se pot realiza doua feluri de receptii cantitative: - cantarirea directa a materiei prime, descarcarea ei si trecerea prin cantare basculante sau cupe ale cantarelor zecimale sau romane; - cantarirea indirecta a materiei prime prin cantarirea mijlocului de transport cu marfa cu tot. Rezultatul receptiei cantitative provine din scaderea tarei mijlocului de transport din rezultatul obtinut prin cantarirea bruta. Receptia calitativa trebuie sa puna in evidenta cat mai corect indicii calitativi ai lotului de cereale, indici care trebuie sa se incadreze in limitele standardului. Receptia
calitativa se face prin analize de laborator asupra probelor recoltate din mijlocul de transport cu care a sosit materia prima. Receptia calitativa se face cu urmatoarele scopuri: -
determinarea exacta a masei uscate a produsului sosit, in vederea gestionarii corecte a lui;
-
depozitarea corespunzatoare a produsului dupa umiditate, gluten, masa hectolitrica, etc;
-
plata materiei prime sosite;
-
cunoasterea calitatii in vederea obtinerii produselor finite de calitate corespunzatoare normelor in vigoare.
Indicii calitativi determinati de beneficiar pentru materia prima sunt urmariti ulterior pe tot parcursul prelucrarii. Aplicarea operatiilor tehnologice se face numai in concordanta cu acestia. Indicii calitativi determinati la sosirea materiei prime furnizeaza inca de la inceput o imagine asupra calitatii produselor finite. Importanta deosebita ce trebuie acordata stabilirii corecte a indicilor calitativi provine din faptul ca acestia stau la baza stabilirii gradului de extractie al fainii, la amestecul de cereale in vederea formarii partidelor omogene si la verificarea gestiunilor. Receptia calitativa cuprinde doua faze: -
recoltarea si pregatirea probelor
-
efectuarea analizelor si calculul indicilor de calitate.
Analizele ce se efectueaza la determinarea calitatii sunt reglementate prin standarde si se impart in doua grupe: -
analize organoleptice, care cuprind: examinarea aspectului, culorii, mirosului, gustului, infestarii;
-
analize fizico-chimice, care cuprind: analizele ponderale – masa hectolitrica, masa relativa si absoluta a 1000 de boabe, determinarea continutului de umiditate, a continutului de corpuri straine, a sticlozitatii, a continutului si calitatii glutenului, precum si determinarea continutului de cenusa.
Rezultatele obtinute in urma analizelor se compara cu indicii calitativi inscrisi in buletinul (certificatul) de calitate emis de furnizor, care conform legislatiei in vigoare, trebuie sa insoteasca cerealele sosite la moara. S-a constatat, din practica, ca rareori indicii de calitate ai lotului primit, inscrisi de furnizor in certificatul de calitate, sunt identici cu cei determinati de catre beneficiar. Pentru a se evita divergentele dintre
furnizor si beneficiar, s-au stabilit reglementari privind tolerantele intre analizele celor doua parti (pentru umiditate maxim 0,4%, pentru masa hectolitrica maxim 3 g/l, pentru corpuri straine maximul este stabilit in functie de procentul in care se gasesc acestea, pentru continutul de gluten maxim 2 %, pentru sticlozitate maxim 6 %, pentru aciditate maxim 0,2 grade, pentru cenusa maxim 0,04 %). Dupa efectuarea receptiei calitativ – cantitative se trece la descarcarea si depozitarea graului, pe cat posibil separat, in functie de principalii indici calitativi, in vederea formarii unor partizi cat mai omogene de macinis. Depozitarea separata, dupa criterii de calitate se numeste lotizare sau compartimentare. În functie de destinatia cerealelor se stabilesc si criteriile de compartimentare in depozit. Desi la receptia calitativa se determina mai multi indici , la compartimentare se tine seama de unul, cel mult doi indici calitativi. Pentru a nu se ingreuna manipularea graului in interiorul depozitelor, compartimentarea (lotizarea) se face pe indici cat mai caracteristici pentru perioada de timp respectiva sau pentru regiunea de cultura de unde se livreaza acestea. De obicei, diferentele calitative prea mari sunt limitate de standarde. În functie de conditiile climatice sau de regiunile de cultura, pot aparea diferente sensibile la doi sau trei indici. Foarte rar se intampla ca sa apara simultan toti indicii cu diferente sensibile. Se recomanda ca pentru faina de grau, lotizarea sa tina seama de unul din urmatorii indici: continutul de gluten si calitatea acestuia; continutul de umiditate; continutul de impuritati; masa hectolitrica; masa a 1000 de boabe. Compartimentarea reprezinta totalitatea masurilor ce se iau in mod organizat la introducerea graului in silozurile morilor, in vederea realizarii amestecurilor dirijate sub forma poverilor cantitativ – calitative. Compartimentarea se face in functie de destinatia produsului supus macinarii pentru fabricarea fainurilor obisnuite de consum: -
pentru extractii obisnuite;
-
pentru fabricarea fainurilor speciale (faina pentru fabricarea pastelor fainoase, faina grisata, etc.).
Compartimentarea generala in functie numai de destinatia economica nu reuseste sa creeze partizi de grau uniforme din punct de vedere calitativ. De aceea se realizeaza si dupa anumiti indici calitativi principali. Acestia sunt: umiditatea, sticlozitatea, continutul in corpuri straine, glutenul, cenusa (continutul in substante minerale), insusirile organoleptice, infestarea, masa hectolitrica. În functie de continutul de umiditate, cerealele vor fi depozitate separat astfel: - cereale cu umiditate scazuta
pana la 13,5 %;
- cereale cu umiditate medie - cereale cu umiditate ridicata
intre 13,5 si 15 %; peste 15 %.
Nu se amesteca cereale cu umiditati diferite (dintr-o grupa in alta), deoarece are o influenta negativa asupra calitatii produselor finite, datorita faptului ca se comporta diferit in procesul de prelucrare (macinare). Indicele glutenic este un indice calitativ care caracterizeaza proprietatile de panificatie ale fainurilor care se obtin din macinis. Astfel: -
cerealele cu un indice glutenic care depaseste valoarea 35 se vor rezerva pentru faina destinata industriei de paste fainoase;
-
cerealele cu un indice glutenic intre 0 si 25 vor fi depozitate separat pentru a fi amestecate intr-un procent redus cu cele care au un indice glutenic mai ridicat (intre 25 si 35).
Continutul in corpuri straine este un indice calitativ care influenteaza direct modul de reglare al utilajelor din curatitorie. Compartimentarea dupa acest indice nu este necesara daca graul se incadreaza in anumite limite impuse, dar este obligatorie depozitarea separata a granelor cu malura, taciune sau cu mirosuri nespecifice graului. Aceste cereale se vor macina dupa anumite regimuri tehnologice speciale. Continutul in substante minerale este necesar a se urmari in depozitele de grau. Compartimentarea in functie de continutul de substante minerale se face in felul urmator: -
grau cu continut sub 1,9 %;
-
grau cu continut peste 1,9 %.
Nu este necesar sa se determine continutul in substante minerale la fiecare transport in parte, ci este bine sa se cunoasca pe zone de cultura continutul in substante minerale, pe baza caruia se face compartimentarea graului. Cerealele infestate cu daunatori nu se depoziteaza in silozurile si magaziile morii, ci vor fi refuzate sau vor fi descarcate in magazii separate si la o distanta cat mai mare de moara. În aceste loturi se iau imediat masuri de combatere a daunatorilor. DESCARCAREA CEREALELOR Cerealele sosite cu vagoane de cale ferata se descarca prin mai multe procedee, ca de exemplu: - lopatare manuala; - descarcare gravitationala;
- descarcare cu lopeti mecanice; - descarcare pneumatica; - descarcare cu transportor elicoidal mobil; -
descarcare in releu, folosind succesiv lopeti mecanice, sorb (buncar) de primire, elevator, etc.
În figurile urmatoare se vor prezenta diferite tipuri de descarcare a cerealelor venite in mori:
Fig.22.Descarcarea prin autobasculare si platforme basculate Fig.23.Descarcarea cu lopata mecanica
Fig.24. Descarcatorul pneumatic 1-conducta; 2-recipient; 3-tremie inferioara; 4,7-ecluze; 5-suflanta; 6ciclonet; 8-capul recipientului; 9tubulatura de racord; 10-cutia de expandare; 11-tub; 12-priza. EVACUAREA SI TRANSPORTUL CEREALELOR ÎN DEPOZITE Evacuarea cerealelor din sorb se face intotdeauna prin caderea lor libera intrunul sau mai multe utilaje de vehiculare interna. Reglarea debitului de cereale ce cad din sorb in utilajul de transport intern, se face cu mare atentie deoarece introducerea unei cantitati mari provoaca imediat sau intr-un timp foarte scurt, avarierea utilajului respectiv. Reglarea debitului se face cu subere manevrate manual sau mecanic. Preluarea cerealelor din buncare se face, dupa caz, cu utilaje de transport pe orizontala, pe verticala sau cu un releu format din aceste doua tipuri. Alegerea celui mai bun tip de transportor este conditionata de urmatorii factori: -
cereala ce urmeaza a fi transportata;
-
distanta de transport;
-
capacitatea si viteza de transport.
Dupa pozitia lor de lucru, instalatiile de transport din interiorul silozului pot fi:
instalatii de transport pe orizontala, care cuprind:
transportoare cu lant;
transportoare cu banda;
transportoare elicoidale.
instalatii de transport pe verticala (de urcare si de coborare), care cuprind:
elevatoare cu cupe (pentru ridicare);
conducte si distribuitoare (pentru coborare).
instalatii de transport in orice directie, care cuprind:
transport pneumatic prin aspiratie;
transport pneumatic prin refulare; transport pneumatic mixt (aspiratie-refulare).
În circuitul cerealelor de la buncarele de primire si pana la trimiterea lor la prelucrare se folosesc relee formate din transportoare orizontale, verticale pentru urcare si verticale sau inclinate la coborare. PRECURATIREA CEREALELOR Cerealele sosite la mori, desi in mare masura au fost supuse unui proces de curatire la bazele de receptie de la care provin, contin totusi multe impuritati. Gradul de impurificare admis la primire fiind stabilit prin standarde, norme interne sau conventii contractuale directe. Prezenta impuritatilor in masa de cereale exercita influente negative atat in timpul vehicularii lor in interiorul silozului cat si la depozitarea in celule. Dintre aceste influente, cele mai importante sunt: -
provoaca infundarea instalatiilor;
-
ingreuneaza evacuarea din celule;
-
favorizeaza dezvoltarea insectelor;
-
ocupa spatiul de depozitare.
Pentru reducerea acestor efecte negative, cerealele se supun unei operatii de curatire partiala. Aceasta poarta numele de precuratire deoarece cantitatea de corpuri straine eliminata in aceasta etapa nu depaseste 20-25%. Corpurile straine eliminate au in general dimensiunile cele mai mari si cele mai mici fata de masa totala de corpuri
straine continute. Ele sunt formate din bulgari de pamant, pietre, paie, spice, pleava si praf. Pentru efectuarea precuratirii se folosesc utilaje specifice scopului. Utilajul folosit cel mai frecvent la precuratire este separatorul aspirator de siloz, care se mai numeste si tarar. Cel folosit in precuratire este de tipul TA-1216. Acest utilaj are o constructie speciala si o mare capacitate de curatire, caracteristica ce se datoreaza in primul rand inclinatiei ciururilor. Este o sita multietajata, prevazuta cu un sistem de separare pneumatica a particulelor usoare. Are 3 site inclinate oscilante ce separa particulele pe baza de diferenta de lungime, latime si grosime (marime). Este folosit atat in precuratire (tarar) cat si in curatire.
Fig.25.Tararul 1 - gura de alimentare; 2a,2b,2c – ciururi (site); 3 – sistemul de actionare; 4 – gura de aspiratie; 5a, 5b – camere de decantare; 6 – tub de aspiratie; 7 – roata cu excentric; 8 – filtre; 9 – jgheaburi inclinate;
10 – clapete; Este compus dintr-o serie de elemente, dintre care elementul principal il constituie cadrul oscilant impreuna cu caseta de ciururi cernatoare. Acesta este suspendat de corpul tararului prin patru articulatii elastice. Latimea ochiurilor ciururilor (sitelor) descreste de sus in jos. Primul retine impuritatile grosiere respectiv sforile, pietrele, bulgarii de pamant, etc. Al doilea retine corpurile straine putin mai mari decat boabele de grau, iar al treilea retine ca refuz boabele de grau si elimina sub forma de cernut corpurile straine mai mici decat acestea. La intrarea si la iesirea graului din utilaj, boabele sunt supuse unui curent de aer in sens contrar deplasarii lor, pentru a se elimina impuritatile usoare precum pleava, paiele, praful, etc. Exista separatoare aspiratoare cu una sau doua camere de decantare sau de detenta, asa cum se poate observa si din figurile prezentate mai inainte.
Operatia de precuratire este considerata eficienta atunci cand extrage peste 25% din corpurile straine mari si circa 20% din corpurile straine medii, mici si usoare. Pentru atingerea acestor procente, in desfasurarea operatiei de precuratire trebuie sa se lucreze dupa urmatoarele reguli: -
sa se respecte incarcatura specifica pentru capacitatile de productie garantate de furnizorul utilajului;
-
panza de cereale pe suprafata ciururilor sa fie uniforma;
-
debitul si viteza aerului sa asigure numai extragerea corpurilor straine;
-
suprafata ciururilor sa fie perfect plana;
-
ciururile sa fie permanent curatate;
-
miscarea de dute-vino sa nu produca vibratii intregului utilaj.
CÂNTARIREA CEREALELOR Dupa efectuarea operatiei de precuratire, cerealele sunt trecute printr-un cantar automat. Operatia are ca scop sa masoare cantitatea de cereale ce intra in celule dupa ce a fost indepartata o parte din corpurile straine. Operatia de cantarire serveste si ca ghid in formarea partizilor de macinis. Pentru asigurarea unei bune cantariri, in timpul exploatarii cantarului, trebuie respectate urmatoarele reguli: -
greutatile folosite sa fie etalonate;
-
sa se verifice periodic (lunar) cutitele si pernutele, iar in caz de uzura acestea se rectifica sau se inlocuiesc;
-
instalatia de desprafuire sa functioneze in mod normal;
-
zilnic sa se indeparteze praful care n-a fost preluat de instalatia de desprafuire,
desprafuirea manuala se efectueaza cu un aspirator
portabil; -
sa se controleze cel putin o data pe schimb
exactitatea cantaririi; -
sa fie permanent inchisa carcasa special
construita; -
la intervale de 3 - 6 luni sa se unga aparatul
de inregistrat. Fig.26.Cantarul automat cu cupa basculanta 1-parghie dubla cu brate; 2-cadrul cantarului; 3-platan cu greutati; 4-cupa basculanta; 5-palnia de alimentare; 6-inregistrator de rasturnari; 7-cursor; 8-postament; 9-cutie ermetica INTRODUCEREA SI EVACUAREA CEREALELOR DIN CELULE Dupa precuratire si cantarire cerealele se introduc in celule in care sunt pastrate pana sunt trecute la fabricatie. Timpul de depozitare depinde de trei factori: -
capacitatea totala de depozitare a silozului;
-
periodicitatea formarii partizilor;
-
calitatea cerealelor introduse in celula.
Pentru asigurarea pastrarii corespunzatoare este necesar ca atat celula cat si cerealele sa indeplineasca anumite conditii: celula trebuie sa aiba peretii uscati, perfect netezi, sa nu se desprinda tencuiala de pe ei si sa nu impurifice cerealele; de asemenea sa fie aerisita si prevazuta cu sistem de inchidere etansa; cerealele introduse trebuie sa corespunda calitativ si mai ales din punct de vedere al continutului in umiditate. Pastrarea cerealelor cu umiditate mai mare de 14 % pune in pericol calitatea acestora. În timpul depozitarii in celule, cerealele nu raman inerte, ci ele traiesc si activeaza influentate de o serie de factori. De obicei morile prelucreaza cerealele din recolta anului agricol in curs si numai in cazuri foarte rare se apeleaza la anumite rezerve, prelucrandu-se astfel cereale cu o vechime de mai multi ani. Avand in vedere prospetimea cerealelor care se depoziteaza si faptul ca ele vin de multe ori direct de pe camp, sau din tranzit de la bazele de receptie, isi incep activitatea de conservare in silozurile morilor. În timpul depozitarii in silozuri, desi acesta este scurt, au loc o serie de fenomene specifice care trebuie urmarite permanent. Masa de cereale este compusa din elemente vii, cum sunt boabele de cereale, microorganisme, insecte, acarieni, care-si manifesta viabilitatea printr-o serie de procese, cum sunt: respiratia, nutritia si reproducerea insectelor. Aceste procese poarta numele de activitate fiziologica si se manifesta in general prin pierderi in greutate si deteriorare calitativa. Pierderea de umiditate in timpul depozitarii se mai numeste si pierdere naturala. Diferenta dintre umiditatea cerealelor la introducerea lor in depozit si umiditatea lor la iesirea din depozit se exprima in procente si reprezinta pierderea de umiditate in valori relative.
La deschiderea gurii de evacuare, graul trece in cadere libera in aparatul de procentaj si din acesta in transportorul orizontal. Ca si in cazul introducerii cerealelor in celule si la evacuare se produce fenomenul de autosortare. În curgerea lor libera, se evacueaza mai intai cerealele cele mai grele, urmate in mod treptat de amestecul cerealelor bune cu cele slabe, ca in final sa se evacueze cerealele cele mai slabe calitativ, insotite de o mare cantitate de impuritati organice (spice, paie, pleava, seminte usoare de buruieni, etc.). Fenomenul nu poate fi evitat ci numai diminuat prin evacuarea simultana a cerealelor pe mai multe guri. (Acest lucru este insa greu de realizat, deoarece silozurile cele mai multe construite pana in prezent sunt prevazute doar cu o singura gura de evacuare.) Fig.27. Dispozitive de evacuare si intrare in celule, pentru evitarea fenomenului de autosortare . Fenomenul de autosortare la evacuare neputand fi evitat, este necesar ca ultimele cantitati de cereale ce se evacueaza la golirea celulelor, sa fie tratate special in procesele de prelucrari ulterioare. De la operatiile tehnologice care se executa in siloz rezulta cantitati importante de impuritati. Acestea sunt formate din doua categorii de produse: impuritati valorificabile si impuritati nevalorificabile (maidan). Prima categorie se compune din boabe sparte, boabe sistave, boabe mici, semintele unor buruieni, boabele altor cereale existente intamplator in masa cerealei din siloz si pleava. A doua categorie o formeaza paiele, cocenii, spicele, insectele moarte si vii, cioburi, sfori, cuie, bulgari de pamant, praf, etc. Captarea acestor impuritati se face in mod obisnuit in saci, la guri special amenajate, la parterul silozului. Este necesar ca aceste a sa fie colectate la parter deoarece evacuarea sacilor plini din interiorul silozului se face mai usor. Evacuarea deseurilor din siloz se efectueaza la fiecare schimb si numai in cazuri exceptionale odata la 24 de ore. Evacuarea rapida a impuritatilor este necesara deoarece pot constitui o sursa permanenta de infestare si blocare a spatiilor din siloz.
Înainte de evacuare, ambele categorii de impuritati se cantaresc. Operatia este necesara deoarece ele sunt inregistrate la receptie si fac parte din cantitatea de produse intrate in depozit. Scaderea impuritatilor din gestiune se face la fiecare partida de cereale intrata la prelucrat. Impuritatile valorificabile se transfera dupa cantarire in spatii special amenajate, iar cele nevalorificabile se distrug prin ardere sau sunt evacuate din incinta morii in prezenta unei comisii tehnico-economice. OMOGENIZAREA CEREALELOR Prin omogenizare se intelege alcatuirea unui lot de cereale cu anumiti indici calitativi, rezultat in urma unei operatii de amestec intre doua sau mai multe cantitati cu indici calitativi diferiti. Lotul rezultat poarta numele de partida sau povara de macinis. La formarea partizilor de grau este necesar sa se tina cont de unul din urmatorii indici: -
continutul de gluten umed;
-
masa hectolitrica;
-
masa a 1000 de boabe;
-
umiditatea;
-
sticlozitatea;
-
continutul de corpuri straine.
Partida se formeaza din loturile de grau depozitate in celule de siloz sau in magazii compartimentate. Se recomanda, ca intr-o partida sa se includa intreaga cantitate de grau existenta intr-o celula sau compartiment de magazie, deoarece in calculul operatiei de omogenizare intra calitatea medie a intregii cantitati de grau.
Fig.28. Aparatul de procentaj
a. Vedere de ansamblu longitudinala
b. Sectiune transversala si
1-carcasa cilindrica; 2-tambur; 3-palete transversale (aripioare); 4-alveole (camere); 5-pereti circulari (discuri despartitoare); 6-clapeta culisanta; 7-ax. Realizarea practica a amestecului de grau, in proportia stabilita prin calcul, urmeaza a se face in siloz sau curatitorie, cu ajutorul aparatelor de procentaj, pe principiul volumetric. Schemele tehnologice de pregatire a graului pentru macinis prevad de obicei mai multe puncte de amestec in vederea omogenizarii. Aceste puncte sunt: - silozul de depozitare a graului, unde se face amestecul granelor provenite din diferite celule in proportii dinainte stabilite; - sectia de pregatire – dupa prima treapta de curatire (neagra); - sectia de pregatire – inainte de a intra in macinis. Ca si in siloz, celulele de rezerva sau de odihna aflate in sectia de pregatire trebuie sa fie prevazute cu aparate de procentaj care sa asigure proportia stabilita. Transferarea graului din siloz in curatitorie se face prin instalatii de transport cunoscute (elevatoare, snecuri, benzi, conducte, etc). La parasirea silozului sau la intrarea in celulele de rezerva ale curatitoriei, cerealele se cantaresc.
5.2.3. Aprecierea calitatii la pastrare si conservare
Controlul calitatii materiilor prime se face in scopul conducerii si organizarii regimului de prelucrare a cerealelor, in conditiile asigurarii obtinerii produselor de cea mai buna calitate, cu un randament normal si cu cea mai inalta eficienta de folosire a materiei prime si echipamentului. Obiectivele controlului trebuie sa se faca asupra cerealelor la receptia lor (inainte de curatitorie), asupra cerealelor dupa curatitorie si prelucrare hidrotermica, asupra produselor descojite si asupra produselor finite rezultate.
Conditii de calitate la grau Aprecierea calitatii graului folosit la obtinerea fainii se face dupa criterii fizice, chimice si tehnologice. Calitatea cerealelor primite la moara trebuie sa corespunda conditiilor minime stabilite prin standardele de stat. Aprecierea calitatii se stabileste in functie de: indicii generali si insusirile tehnologice ale cerealelor.
Indicii generali. Se refera la insusirile senzoriale ale cerealelor (aspect, culoare, miros, gust), insusiri care se constata cu ajutorul organelor de simt. Indicii generali au o influenta directa asupra obtinerii fainii. Aspectul trebuie sa fie normal, caracteristic cerealelor sanatoase. La aspect se observa daca masa de cereale contine corpuri straine, daca boabele sunt sanatoase, bolnave sau alterate. Boabele sanatoase au un aspect lucios, spre deosebire de cele bolnave, alterate. Boabele sanatoase au un aspect lucios, spre deosebire de cele bolnave, alterate, incoltite, care au un aspect mat. De asemenea, se observa, daca boabele sunt uniforme ca marime si forma, daca sunt bine dezvoltate, coapte, sau daca nu sunt incoltite, sistave, etc. Culoarea boabelor reprezinta un criteriu de apreciere a calitatii, prin faptul ca acesta poate evidentia vechimea, componentele masei de boabe si starea ei de sanatate. Pentru a aprecia calitatea cerealelor dupa culoare este necesar sa se cunoasca in prealabil culoarea normala a fiecarei specii sau varietati in parte. Determinarea corecta a culorii se face cu diferite aparate sau, in special, de catre persoanele cu multa experienta. Culoarea este in functie de soiul cultivat. Graul are culoarea de la galben deschis la galben roscat. Granele albicioase si mai putin sticloase dau o faina alba. Granele rosietice si sticloase dau o faina galbuie. Începuturile de alterare imprima boabelor o culoare maro spre cenusiu, ceea ce indica, in cele mai multe cazuri si deprecierea bobului de grau. Mirosul trebuie sa fie caracteristic graului. Masa de cereale sa nu prezinte mirosuri de mucegai, de incins, de substante toxice folosite la dezinsectie. Fainurile care prezinta mirosuri particulare nespecifice cerealelor nu pot fi consumate. Mirosurile cerealelor pot proveni din: - incingerea si mucegairea lor; - tratarea cu diferite substante toxice; - cerealele contin seminte de plante mirositoare (de exemplu seminte de pelin); - s-a facut uscarea directa, nerationala a cerealelor cu combustibili necorespunzatori, astfel incat s-a dat cerealelor un miros de fum; - unele loturi de cereale sunt atacate de malura, care da un miros de peste cerealelor. Gustul trebuie sa fie putin dulceag, caracteristic graului. Daca boabele sunt alterate, se pune in evidenta gustul amar, acru, ranced, mucegait, sau eventual, de diverse substante chimice straine impregnate in bob. Toate mirosurile straine sunt strans legate de gustul cerealelor care se denatureaza. Cerealele care au mirosuri sau gust particular necaracteristic celor normale sunt supuse unui proces special inainte de macinare. Îndepartarea mirosului sau gustului se poate realiza prin una din urmatoarele metode: -
spalarea graului;
-
aerarea prin separatoare-aspiratoare;
-
curatirea de corpurile straine mirositoare;
-
amestecurile de cereale.
Infestarea. Graul receptionat nu trebuie sa contina nici un fel de insecte specifice soiului. Pentru depistarea daunatorilor (gargarita, acarienii, molia hambarelor, etc.) se cern boabele si apoi cernutul se examineaza cu lupa la lumina puternica. Prin cernerea probei analizate, daunatorii mari, in special moliile se retin pe site cu ochiuri de 2,5 mm; gargaritele, tribolium raman pe sitele cu ochiuri de 1,5 mm, iar acarienii trec prin sita cu ochiuri de 0,7 mm.
Determinarea formei ascunse de infestare, cu gargarita graului (in interiorul bobului) se face prin tratarea probei de grau cu solutii chimice de permanganat de potasiu sau acid sulfuric 1%. Prospetimea boabelor. Ca orice materie prima din care se fabrica produse alimentare, si cerealele au o perioada cand pot fi considerate proaspete. Spre deosebire de alte materii prime insa, cerealele au o perioada mai lunga de acest fel. Prospetimea boabelor de grau poate fi corespunzatoare atata vreme cat n-au intervenit modificari esentiale in compozitia chimica si aspectul exterior, sub actiunea propriei lor activitati, sau actiunea microorganismelor si daunatorilor specifici depozitelor. Boabele proaspete se caracterizeaza prin culoarea si luciul lor, prin absenta mirosului si a gustului strain, neplacut. Graul proaspat are un miros specific. Boabele vechi, alterate, se caracterizeaza prin lipsa luciului, prin prezenta boabelor de culoare inchisa, prin gustul amar sau acru si prin miros neplacut. La stabilirea prospetimii boabelor, pe langa determinarea organoleptica a culorii, aspectului, luciului, mirosului si gustului, se determina si aciditatea, care in mod normal este mai crescuta la cerealele vechi.
Indicii tehnologici Însusirile tehnologice ale graului se manifesta in procesul tehnologic de pregatire si transformare a acestuia in faina. Ele sunt in directa legatura cu insusirile fizice, confundandu-se cu unele din ele. Principalii indici care determina insusirile de macinis ale cerealelor sunt:
Dimensiunile boabelor; Uniformitatea, forma si marimea boabelor; Însusirile aerodinamice; Continutul in corpuri straine; Umiditatea boabelor; Masa hectolitrica (masa volumetrica); Masa absoluta a 1000 de boabe; Sticlozitatea boabelor; Continutul in substante minerale; Continutul in gluten; Masa specifica;
Taria (duritatea) boabelor.
Dimensiunile boabelor
Variaza de la cultura la cultura si chiar in interiorul aceleiasi culturi si se refera la lungimea, latimea, grosimea sau diametrul boabelor. Acest indice este important pentru procesul de separare a corpurilor straine din masa de grau, cat si pentru fixarea parametrilor de lucru la utilajele de transformare in produse finite. Cu cat boabele sunt mai mari, cu atat randamentul in faina si calitatile fainii sunt mai bune. În general, boabele mari contin gluten de calitate superioara. Uniformitatea, forma si marimea boabelor Marimea, forma si uniformitatea boabelor reprezinta un important criteriu de apreciere a calitatii deoarece fiecare din ele influenteaza in primul rand extractiile, alegerea utilajelor optime pentru pregatire si prelucrare, precum si pastrarea unui regim tehnologic constant pentru o perioada mai lunga de timp. Cu cat boabele sunt mai apropiate ca marime, cu atat macinarea se executa in conditii mai bune. Macinarea la valturi cere ca boabele sa aiba aceeasi grosime, deoarece distanta dintre valturi este aceeasi. În cazul in care masa de cereale nu este uniforma, avand amestecate boabe mari cu boabe mici, va aparea fenomenul unei macinari anormale.
Însusirile aerodinamice Se refera la viteza de plutire in aer a boabelor de grau si a corpurilor straine. Este un indice important, folosit la separarea corpurilor straine din masa de grau, cat si in functionarea utilajelor, stiindu-se faptul ca toate utilajele din curatitorie si moara sunt aspirate. Umiditatea boabelor Sau continutul de apa al masei de grau, are un rol important in procesul de depozitare si de macinis. Este prevazuta in standardele in vigoare cu valoarea de maximum 14 %. În timpul pastrarii indelungate in depozite, umiditatea mai mare de 14 % favorizeaza degradarea cerealelor. Boabele umede, in comparatie cu cele uscate, se macina mai greu, din cauza cresterii plasticitatii lor si, ca atare, consumul specific de energie creste, iar capacitatea de productie scade. Pentru un macinis corespunzator este necesar ca umiditatea invelisului sa fie mai mare decat umiditatea endospermului. Marirea umiditatii invelisului se realizeaza prin udarea graului pentru o perioada scurta inaintea macinarii. În cazul in care umiditatea graului este ridicata – peste 16,5 % - nu se mai poate uda inainte de macinare deoarece: - se ingreuneaza procesul de macinare;
- faina obtinuta are umiditate ridicata – peste 14,5 % - si nu se poate conserva decat un timp scurt. Graul sosit la mori cu o umiditate de 13,5 – 14 % este grau cu umiditate optima de macinare. El se poate umecta pana la 15,5 – 16,5 %, in functie de lungimea macinisului. Continutul in corpuri straine Corpurile straine ajung in masa de cereale in timpul cultivarii, recoltarii si transportului. Ele au o mare asemanare cu bobul de grau, atat ca greutate cat si ca forma, se pot separa cu mare greutate si niciodata in totalitate din masa de grau. Cu cat procentul de corpuri straine este mai mare, cu atat curatirea graului este mai anevoioasa. Daca aceste corpuri straine nu sunt separate si ajung, prin prelucrare, in produsul finit, pot imprima acestuia gust si miros neplacut, inrautatind culoarea sau aspectul general. Ele pot provoca: - scrasnetul fainii; daca raman in grau corpuri minerale, acestea produc scrasnetul fainii, ceea ce o face neconsumabila; - toxicitatea fainii; daca contine corpuri straine vatamatoare, faina obtinuta poate fi toxica si produce intoxicari; - scaderea randamentului; daca graul are un continut mare de boabe seci si sistave, care sunt greu separabile in curatatorie, ele vor provoca in final scaderea randamentului in faina. Deci, continutul de corpuri straine din grau reduce din calitatile de macinis, deoarece de cantitatea acestora depinde nu numai extractia de faina, ci si calitatea acesteia. Cu cat graul este mai curat, cu atat el este mai bun pentru prelucrare. Corpurile straine din masa de grau se pot clasifica dupa cum se prezinta in urmatoarea schema:
- impuritati minerale
- praf
- nisip - pietris
Corpuri
-boabe
- putrezite
straine
alterate
- mucegaite
negre
- complet atacate
(max. 1%) -corpuri
- neghina, malura
vatamatoare
- taciune - cornul secarei
Corpuri
- mustar salbatic, etc.
straine
(max 3%)
- resturi de
ambalaje
- sfori, hartii
- bucati de saci
- corpuri
- pleava, frunze
organice
- parti de tulpina
inerte
- insecte moarte
- boabe din alte
- secara,
mazare Corpuri
culturi decat cea
straine
- orz, ovaz
de baza
- porumb, orez
albe
(max. 2%)
- boabe depreciate
- boabe de grau sparte
din cultura de baza - boabe strivite - boabe seci - nedezvoltate
Masa hectolitrica (masa volumetrica) Este unul dintre indicii care caracterizeaza insusirile de macinis ale cerealelor. Reprezinta masa (greutatea), exprimata in kg a unui volum de boabe de 1hl (0,1 m³). Aceasta insusire prezinta importanta din urmatoarele motive: - pentru grau (dar si pentru secara) constituie parametrul principal de extractie a fainii; - constituie unul din parametrii de stabilire a pretului; - serveste ca baza de calcul la dimensionarea celulelor din siloz;
- serveste la estimarea cantitatilor de produs prin cubaj. Masa hectolitrica este influentata de o serie de factori: - continutul in umiditate al boabelor; - continutul in corpuri straine (cantitatea de impuritati) si natura acestora; - forma si marimea boabelor; - starea suprafetei boabelor; - grosimea invelisului; - masa specifica. Boabele de grau cu un continut de umiditate mai ridicat sunt mai voluminoase, mai afanate, astfel ca intr-un anumit volum intra o cantitate mai mica de boabe umede decat de boabe uscate. Prezenta in cantitati ridicate a corpurilor straine cu dimensiuni mari si usoare, impiedica asezarea uniforma si densa a boabelor si reduce masa hectolitrica a cerealelor. Corpurile straine de dimensiuni mici si grele (ca de exemplu: nisipul, pietricelele, pamantul, etc.) se aseaza in spatiile libere dintre boabe si maresc masa hectolitrica. De asemenea, existenta unor impuritati organice de forma sferica sau apropiata acestei forme reduce volumul dintre boabele de cereale si mareste masa hectolitrica a acestora. Cu cat boabele au o forma geometrica mai regulata, care sa duca la asezarea lor mai densa in cilindrul de determinare, cu atat masa hectolitrica determinata este mai mare, ceea ce face ca boabele de forma apropiata de cea sferica si cu dimensiuni mici sa aiba masa hectolitrica mai mare decat boabele cu forma lunga si subtire. Boabele de cereale cu suprafata neteda se aseaza mai dens in cilindrul de determinare si dau o masa hectolitrica mai ridicata, decat cerealele ale caror boabe au suprafata aspra, rugoasa, cu tepi, cu perisori. Masa hectolitrica variaza direct proportional cu masa specifica, astfel, graul dens si plin are masa hectolitrica mai mare decat graul cu masa specifica scazuta si endospermul afanat. Masa relativa si absoluta a 1000 de boabe Prin masa relativa a 1000 de boabe se intelege masa (greutatea) a 1000 de boabe la umiditatea pe care o contin in momentul determinarii. Boabele destinate fabricarii fainii necesita o greutate relativa a 1000 de boabe cat mai mare, deoarece aceasta insusire atesta un continut ridicat de endosperm care poate fi transformat in faina. Masa absoluta reprezinta greutatea a 1000 de boabe raportata la substanta uscata. În cazul determinarii numai a masei relative fara a se tine seama de continutul de umiditate, se obtin
rezultate eronate, deoarece acelasi bob este mai usor cand umiditatea este mai scazuta si este mai greu cand umiditatea este mai ridicata. Pentru evitarea unor asemenea erori este necesar a se calcula masa a 1000 de boabe raportata la substanta uscata. O masa absoluta cu valoare mare indica o calitate superioara a cerealelor. Este un indice care da o imagine asupra marimii boabelor, stiut fiind faptul ca la o valoare maxima a acestora creste randamentul in faina. Pentru ca acest indice variaza intre 22,6 si 47,7, el prezinta o paleta mai larga de apreciere a randamentului in faina, in comparatie cu masa hectolitrica care variaza in limite mai stranse, intre 74 si 84 kg /hl. Sticlozitatea boabelor Sticlozitatea prezinta importanta pentru tehnologia de transformare a boabelor in faina. În categoria boabelor sticloase intra acele boabe care, privite in sectiune transversala, prezinta un aspect sidefat, translucid – cornos. La sectionare opun o mare rezistenta, iar prin macinare se transforma intr-o mare cantitate de grisuri mari si mijlocii si mai putine grisuri mici, dunsturi si faina. Sticlozitatea graului contribuie la fabricarea fainii grisate cu destinatii speciale, pentru fabricarea pastelor fainoase si a unor categorii de produse de patiserie. Boabele fainoase prezinta in sectiune un aspect opac – fainos, opun o mai mica rezistenta la sectionare, iar prin macinare se transforma mai ales in grisuri mici, dunsturi si faina de calitate inferioara. Boabele sticloase dau multe grisuri si dunsturi, care curatate rational constituie baza macinisului de faina alba. Aceasta se obtine numai prin macinarea grisurilor si dunsturilor curate, albe, care sa nu prezinte parti de invelis. Dupa unele teorii, sticlozitatea se datoreaza continutului diferit de proteine generatoare de gluten, adica o crestere cantitativa a acestor substante proteice contribuie la accentuarea sticlozitatii. Sticlozitatea caracterizeaza nu numai calitatile de macinis ale graului, ci si pe cele de panificatie, pentru ca in majoritatea cazurilor exista o oarecare dependenta intre sticlozitate si continutul de substante proteice si deci de gluten. În functie de sticlozitate, granele au fost impartite in trei grupe mari: - grupa I, cu sticlozitate peste 65 %, grane care se folosesc numai pentru fabricarea fainii necesare pastelor fainoase; - grupa a II-a, cu sticlozitatea cuprinsa intre 30 si 65 %, cuprinde granele care pot fi macinate pentru faina destinata panificatiei; - grupa a III-a, cu sticlozitate sub 30 %, cuprinde graul care nu poate fi macinat singur, ci numai in amestec cu grane sticloase. Continutul in substante minerale
Este un indice care caracterizeaza insusirile de macinis ale graului si care variaza in functie de partile anatomice ale bobului. Se gasesc in cantitate mai mare in invelis si-n stratul aleuronic (11 %) si, in cantitate mai mica in endosperm (0,35 –0,40 %). Acest indice este important in stabilirea calitatii fainurilor, reprezentand gradul de separare a particulelor de invelis de masa de produse valoroase (fainuri, grisuri). Cum la granele romanesti continutul in substante minerale variaza intre 1,7 si 2,3 %, este necesar sa se amestece grane de diferite soiuri, pentru a putea obtine o medie a cenusei de 1,9 – 2,0 %, din care sa se poata extrage faina corespunzatoare. Continutul in gluten Este important pentru ca stabileste calitatea graului privind insusirile sale de panificatie. Glutenul determina insusirile de panificatie ale graului prin insusirile sale fizice: elasticitate, extensibilitate, plasticitate si rezistenta la intindere. El determina obtinerea unei paini cu un volum corespunzator si o porozitate buna. Din punctul de vedere al continutului de gluten, granele romanesti se clasifica in: - grane cu gluten foarte mare
peste 28 %;
- grane cu gluten mare
intre 22 si 28 %;
- grane cu gluten mic
sub 22 %.
Granele cu gluten foarte mare si mare se macina separat. Cele cu gluten mic se macina numai in amestec cu grane superioare in gluten. Masa specifica Masa specifica a boabelor de cereale reprezinta raportul dintre masa a 1000 de boabe si volumul ocupat de 1000 de boabe (in cm³). Masa specifica este influentata de o serie de factori: compozitia chimica, compactitatea, structura anatomica, maturizarea si marimea boabelor. Fiecare parte componenta a boabelor de cereale are o anumita masa de specifica, care difera in functie de natura substantei care constituie tesutul. Învelisul boabelor, care contine o cantitate mare de celuloza, cu o masa specifica mai mica decat a endospermului, sunt mai usoare. La aceasta contribuie si faptul ca invelisul are o compactivitate mai mica, de aceea cu cat proportia de invelis este mai mare, cu atat masa specifica a boabelor de cereale este mai mica. În urma unor cercetari a rezultat ca partile componente ale bobului de grau de toamna au urmatoarele mase specifice: bobul intreg 1,37, endospermul 1,47, embrionul 1,28, iar invelisul 1,11. Din doua categorii de boabe – una formata din boabe mari si alta formata din boabe mici, la care toate celelalte caracteristici prezentate mai sus sunt identice, boabele mici au masa specifica mai scazuta. Aceasta se explica prin faptul ca procentul de invelis, care revine pe unitatea de greutate a bobului creste proportional cu micsorarea bobului, iar masa specifica a bobului este mai mica decat a celorlalte parti componente. În felul acesta poate fi explicata si extractia de faina mai mica. Masele specifice ale principalelor substante organice care alcatuiesc bobul de grau difera intre ele, asa cum reiese si din tabelul urmator:
Substanta organica 1.AMIDON 2.PROTEINA PURA 3.GLUTEN
Masa specifica (g / ml) 1,50 1,35 1,25
Substanta organica 4.GRASIMI 5.CELULOZA -
Masa specifica (g / ml) 0,92 1,30 -
În urmatorul tabel se prezinta valorile minime si maxime pentru indicii ponderali ai principalelor cereale:
CEREALA
Masa hectolitrica (kg / hl)
Masa relativa a 1000 de boabe (g)
Masa absoluta a 1000 de boabe (g)
GRÂU Secara Orz Ovaz Orez Porumb
68 – 85 65 –78 55 – 65 38 –48 50 – 65 74 – 82
28 – 40 26 – 30 38 – 42 23 – 27 30 – 40 120 – 280
30 – 35 24 – 26 29 – 37 20 – 23 26 – 35 110 - 320
Masa specifica (g / ml) 1,2 – 1,5 1,2 – 1,5 1,3 – 1,4 1,1 – 1,2 1,1 – 1,2 1,3 – 1,4
Din acest tabel se poate vedea ca boabele de cereale care au un continut ridicat de amidon au masa specifica cea mai mare, fiind urmate de cele care au un continut ridicat de proteina. Boabele de cereale bogate in substante grase au masa specifica mai scazuta. Boabele de cereale care au in structura lor o cantitate mai mare de aer, au o masa specifica mai redusa; de exemplu, la boabele de grau moale (fainoase) cu o structura poroasa, spatiul ocupat de aer este de 10–13%, iar la boabele de grau dur care au o structura consistenta, volumul ocupat de aer este de numai 8,9 %. Taria (duritatea) boabelor Taria boabelor prezinta un indiciu privind modul cum cerealele rezista la operatiile de transport, pregatire si prelucrare. Duritatea indica in ce masura boabele se sparg intamplator, sau atunci cand sunt supuse macinarii. De asemenea, taria boabelor reprezinta un criteriu important de apreciere a consumului de energie necesara macinisului. Principalele insusiri tehnologice care influenteaza calitatea fainii pot fi clasificate si altfel si ar fi urmatoarele: - boabele de grau se separa de corpurile straine, diferentiindu-se de acestea prin marime, forma si greutate specifica; - boabele se pot macina, diviza si calibra dupa dimensiuni dinainte stabilite; - boabele de grau prezinta diferenta de rezistenta intre endosperm si invelis in procesul de macinare. Endospermul este friabil si se transforma in particule fine de faina, iar invelisul este mai rezistent, mai elastic si se transforma in particule de dimensiuni mari sub forma de tarata. Aceasta insusire sta la baza separarii fainii de tarata prin cernere si se poate accentua prin conditionare hidrica sau hidrotermica a graului, conducand la o mai buna separare a fainii de tarate.
Cerealele au o serie de insusiri fizice care pot fi numite si insusiri tehnologice, deoarece aceste insusiri participa sau inlesnesc unele operatii de transport, de depozitare si de prelucrare. Ele vor fi subliniate si de-a lungul urmatoarelor subcapitole, acolo unde vor interveni prin influentele lor. Aceste insusiri pot fi impartite in trei categorii si anume: A. - insusiri care se manifesta in vehicularea interna (siloz, curatatorie si moara); B. - insusiri ce se manifesta la depozitare; C. - insusiri ce se manifesta in procesul de prelucrare. A. Însusiri ce se manifesta in vehicularea interna
Însusirea cerealelor de a se deplasa de la un loc la altul prin cadere libera poarta numele de capacitate de curgere. Pentru a se produce curgerea este necesar ca unghiul de inclinare al pantei pe care sunt dirijate cerealele sa fie mai mare decat unghiul de frecare al boabelor in stare de repaus in raport cu suprafata plana. Fig.29. Forma gramezii formata de natural al cereale in curgerea lor libera
Fig.30. Unghiul taluzului
cerealelor in cadere libera.
1-conducta; 2-cereale in cadere; 3-gramada de cereale A.1. Taluzul natural. Vracul de boabe de grau se prezinta ca o masa de produse granulare ce poseda proprietati fizico-mecanice specifice. Una dintre aceste proprietati este unghiul de taluz natural.
Cerealele, in caderea lor libera pe o suprafata plana, se aseaza intr-o gramada, care are forma unui con si a carui generatoare poarta numele de taluz natural. Unghiul dintre baza orizontala si panta formata de boabe se numeste “unghiul taluzului natural”. Unghiul de taluz natural este conditionat de frecarea boabelor intre ele si este egal cu unghiul de frecare dintre acestea. (Teoria caderii, lunecarii, unui corp pe un plan inclinat sta si la baza curgerii cerealelor.) Proprietatea de curgere a cerealelor sta la baza transportului gravitational folosit intr-un grad foarte ridicat in industria moraritului. Unghiul de taluz natural ajuta la stabilirea gradului de
inclinare a conductelor de transport gravitational precum si la stabilirea inaltimii etajelor cladirii. Deplasarea boabelor intr-o conducta inclinata sau pe taluzul natural incepe in momentul cand acestea ies din echilibrul stabil. Acest moment este conditionat de unghiul de cadere si coeficientul de frecare dintre boabe cand aceste incep sa se deplaseze. Unghiul de taluz natural Daca pe o suprafata plana cade liber o cantitate oarecare de boabe de grau, aceasta se aseaza intr-o gramada care capata forma unui con. Valoarea unghiului dintre generatoarea si proiectia ei in plan, reprezinta unghiul de taluz natural. Daca se continua sa se supuna caderii libere o alta cantitate de boabe, acestea se rostogolesc pe panta conului, fara insa ca unghiul taluzului sa se modifice. Valoarea unghiului de taluz natural este influentata de o serie de factori si anume:
forma boabelor ;
starea de rugozitate a suprafetei boabelor;
continutul de umiditate al boabelor;
continutul si natura corpurilor straine din masa de boabe.
Boabele de cereale de forma sferica sau ovala au cea mai mare capacitate de curgere (exemplu: mei, sorg, grau). Aceste cereale formeaza cel mai mic unghi de taluz natural. Cu cat forma boabelor se indeparteaza de forma sferica, cu atat capacitatea lor de curgere scade. Boabele de cereale cu suprafata aspra (ovaz, orez, orz) cu perisori, cu tepi, boabe sistave, zbarcite, etc., au o capacitate de curgere mai redusa, decat cele cu suprafata lucioasa. Impuritatile si natura acestora influenteaza si ele proprietatea de curgere a masei de cereale. Impuritatile usoare, de natura organica, cum sunt: paiele, pleava, aristele, frunzele, reduc considerabil proprietatea de curgere a cerealelor. Continutul de umiditate al boabelor de cereale influenteaza capacitatea lor de curgere. Cerealele umede curg mai greu decat cele uscate (exemple in tabelul urmator). UMIDITATEA CEREALE GRÂU Secara
% 15,3 22 11,1 17,8
Unghiul de taluz natural, in grade 30 38 23 34
Orz
11,9 17,8 14,6 20,7
Ovaz
28 32 32 41
Impuritatile si natura acestora influenteaza si ele proprietatea de curgere a masei de cereale. Impuritatile usoare, de natura organica, cum sunt: paiele, pleava, aristele, frunzele, reduc considerabil proprietatea de curgere a cerealelor. Masuratorile efectuate de diversi autori au evidentiat faptul ca fiecare specie de seminte de produse agricole vegetale are un domeniu de variatie a unghiului de taluz natural, dupa cum se poate observa si din tabelul urmator: Nr. crt.
Produsul
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
GRÂU Porumb boabe Secara Orz Ovaz Orez brut Floarea soarelui Mazare Ricin In Soia Linte
Valoarea unghiului de taluz natural (°) 23 – 38 30 – 40 23 – 38 28 – 45 31 – 54 37 – 45 31 – 45 22 – 28 34 – 46 24 – 34 24 – 52 25 – 30
A.2. Autosortarea. În caderea lor libera, cerealele se aseaza sub forma de gramada in straturi diferentiate calitativ. Acest mod de asezare poarta numele de 'autosortare“ si se datoreste urmatoarelor cauze: - componentele masei de cereale au marime, forma si greutate specifica diferite; - componentele masei de cereale nu au aceeasi viteza de plutire; - in caderea lor libera, cerealele formeaza curenti de aer, care tin in stare de plutire unele componente ale masei si permit depunerea mai departe de centrul gramezii. Autosortarea este mai accentuata la cerealele depozitate in celulele verticale de siloz, deoarece curentii de aer care iau nastere in interiorul celulei, in timpul umplerii, mentin particulele usoare din masa de cereale in stare de plutire, un timp mai indelungat, le impiedica sa cada vertical si le dirijeaza spre periferia celulei. Autosortarea se produce si la evacuarea cerealelor din celulele de siloz. Aceasta depinde de forma celulei, raportul dintre inaltimea celulei si sectiunea ei transversala, de asezarea gurilor de alimentare si evacuare.
Autosortarea are influenta negativa asupra omogenitatii loturilor de grau destinat prelucrarii, deoarece la evacuarea lui dintr-o celula se formeaza in centrul acesteia un con de scurgere, care antreneaza mai intai boabele grele, iar pe masura ce evacuarea se apropie de sfarsit, lasa sa cada boabele usoare si foarte multe impuritati, de natura organica (paie, pleava). Pentru evitarea introducerii graului in curatatorie in salturi calitative alternante, este necesar sa se faca amestecuri in diferite stadii de golire ale celulelor. Pentru a impiedica autosortarea s-au incercat diferite procedee. Unul dintre acestea este acela de a face ca cerealele din conducta de alimentare a celulei sa cada pe un con de imprastiere. A.3. Capacitatea de plutire. Însusirea boabelor de a se mentine in stare de suspensie la o anumita viteza a unui curent de aer ascendent poarta numele de “capacitate sau viteza de plutire” sau mai este cunoscuta si ca insusire aerodinamica. Aceasta prezinta importanta pentru operatiile de curatire a masei de cereale cu ajutorul aerului si pentru stabilirea vitezei aerului in conductele de transport pneumatic din sectiile de curatire si conditionare. Viteza de plutire este influentata direct de cresterea temperaturii aerului. De asemenea, in tabelul de mai jos se prezinta si influenta starii de sanatate a bobului asupra insusirilor aerodinamice: CEREALE GRÂU GRÂU SISTAV GRÂU ATACAT DE INSECTE
Viteza de plutire a boabelor de cereale (m/s) 8,5 – 10,5 5,5 – 7,5 7,0 – 9,5
B. Însusiri ce se manifesta la depozitare În caderea libera a lor si asezarea cerealelor sub forma de gramada, masa de cereale ocupa un spatiu mult mai mare decat cel ocupat efectiv de boabe. B.1. Densitatea si spatiul intergranular. Între boabele de grau raman goluri, care poarta numele de “spatiu intergranular” sau “porozitatea masei de grau”. Volumul ocupat de boabe poarta numele de “densitatea masei de cereale”. Datorita spatiului intergranular, aerul are posibilitatea de a circula, ceea ce contribuie la deplasarea umiditatii in stare de vapori si la transmiterea caldurii. Marimea spatiului intergranular depinde de mai multi factori si anume: forma si dimensiunile boabelor, umiditatea masei de boabe, dimensiunile depozitului. Densitatea masei de boabe creste dupa o pastrare mai indelungata, deoarece acestea se usuca si se taseaza. Datorita autosortarii in diferite zone ale masei de boabe, spatiul intergranular este diferit, din aceasta cauza aerisirea este variabila si influenteaza functiile fiziologice normale ale boabelor. La pastrarea cerealelor spatiul intergranular contine rezerva de oxigen necesara
procesului de respiratie a bobului si in care se acumuleaza dioxidul de carbon si celelalte substante sub forma gazoasa rezultate din activitatea boabelor in timpul pastrarii. Densitatea si porozitatea masei de boabe prezinta importanta practica pentru operatiile tehnologice de aerare, gazare si uscare. Pentru aerare, caracteristicile ventilatoarelor, ca: debit, presiune si putere se stabilesc in functie de porozitatea masei si rezistenta acesteia. La gazarea cu substante chimice, spatiile dintre boabe reprezinta chiar spatiile in care patrund insecticidele. La uscare, densitatea si porozitatea sunt factori care intra in bilantul termic al operatiei. B.2. Rezistenta boabelor de cereale. În multe cazuri, pentru o mai buna pastrare a cerealelor timp mai indelungat, este nevoie sa se faca uscare prin aerare fortata. De asemenea, uneori, din cauza infestarii, este nevoie a se efectua asa-numita gazare cu substante toxice. Atat aerarea cat si gazarea au la baza caracteristica fizica a cerealelor de a opune rezistenta la trecerea aerului sau a gazelor toxice. Rezistenta stratului creste proportional cu viteza aerului sau gazului si cu grosimea materialului strabatut. Rezistenta creste pe masura ce creste si viteza aerului introdus. B.3. Termoconductibilitatea masei de cereale. Termoconductibilitatea este proprietatea corpurilor de a-si ceda caldura intre ele datorita diferentei lor de temperatura.
Masa de cereale are o conductibilitate termica redusa datorita compozitiei organice a boabelor si a spatiilor intergranulare care sunt rele conducatoare de caldura. Astfel se explica de ce cerealele depozitate in straturi groase sau in celule de siloz isi pastreaza pentru multa vreme temperatura initiala. S-a constatat ca la cerealele depozitate in silozuri celulare ale caror pereti erau mai reci decat cerealele, temperatura mai scazuta a peretilor a fost transmisa in intreaga masa de cereale dupa un timp foarte indelungat. Conductibilitatea prezinta o deosebita importanta atat pentru pastrarea in depozit cat si pentru operatiile tehnologice de aerare si uscare. B.4. Sorbtiunea boabelor de cereale. Datorita structurii lor coloidale si capilar-poroase, cerealele au proprietatea de a absorbi apa si gazele din mediul inconjurator. Aceasta proprietate poarta numele de sorbtie. Ea se poate manifesta sub patru forme: adsorbtia, absorbtia, condensarea capilara si chemosorbtia. - adsorbtia, reprezinta proprietatea boabelor de a retine vaporii de apa sau gaze la suprafata vaselor capilare, fara ca acestea sa intre in reactie chimica cu componentii existenti in boabe; - absorbtia, reprezinta procesul de patrundere a vaporilor de apa sau gaze in celulele boabelor; aceasta are loc datorita diferentei de presiune osmotica dintre interiorul si exteriorul celulelor;
- condensarea capilara are loc datorita vaporilor nesaturati din mediul inconjurator, care intrand in vasele capilare ale boabelor, devin saturati si se condenseaza datorita atractiei exercitate de peretii vaselor capilare; - chemosorbtia, reprezinta insusirea boabelor de a absorbi vaporii de apa si gaze si a da nastere la reactii care duc la modificari ale compozitiei chimice a boabelor. Toate aceste procese se manifesta la pastrarea, gazarea si uscarea cerealelor in depozit. B.5. Higroscopicitatea boabelor. Boabele au proprietatea de a absorbi apa din aerul umed si de a o ceda acestuia cand este uscat. Aceasta proprietate poarta numele de “higroscopicitate” si se manifesta prin procesele de sorbtie si desorbtie. Ea prezinta deosebita importanta atat pentru pastrare cat si in operatiile de conditionare hidrica sau hidrotermica a cerealelor. Higroscopicitatea este influentata de o serie de factori: marimea boabelor, integritatea boabelor, taria invelisului, compozitia chimica, umiditatea si temperatura mediului. În procesul de patrundere a apei in boabe se disting doua faze: difuziunea exterioara si difuziunea interna. Difuziunea exterioara reprezinta patrunderea vaporilor de apa in spatiul liber dintre boabe (in spatiul intergranular), iar difuziunea interna reprezinta trecerea vaporilor de apa din spatiul intergranular in interiorul boabelor. Sorbtia si desorbtia se produc pana ce are loc un echilibru dinamic intre presiunea vaporilor din boabe si presiunea vaporilor din mediul inconjurator – astfel se ajunge la umiditatea de echilibru. Umiditatea cerealelor este strans legata de proprietatea lor de higroscopicitate. Dupa modul cum este legata apa de substanta uscata a bobului se deosebesc trei stari de umiditate: apa legata fizic, apa legata chimic sau apa legata fizico-chimic. Continutul de umiditate al boabelor de grau constituie unul din indicii importanti de calitate atat la depozitare si comportarea lor in acest timp, cat si pentru procesul tehnologic de conditionare si macinare. Un continut ridicat de umiditate inseamna o diminuare a substantei uscate si valorii ei alimentare. Continutul mare de umiditate duce la scaderea rezistentei cerealelor la pastrare, la intensificarea procesului de respiratie – transpiratie si la degajarea unei cantitati mai mari de dioxid de carbon. Cerealele cu umiditate mare nu pot fi tratate hidric prin operatii de conditionare, gradul de extractie scade, iar consumul de energie pentru macinare creste. Daca cerealele contin un procent de umiditate mai mare de 14 % si nu se intreprind actiuni tehnologice de reducere a acesteia, calitatea cerealelor se degradeaza prin autoincingere, mucegaire, incoltirea boabelor de la suprafata lotului. Umiditatea optima de pastrare este cuprinsa intre 10 – 13 %. Aceste limite asigura pastrarea cerealelor un timp indelungat, iar cand sunt supuse prelucrarii, exista posibilitatea unei conditionari hidrice sau hidrotermice corespunzatoare. Dupa continutul de umiditate, cerealele se clasifica in: uscate, semiuscate, umede si foarte umede. Astfel, variatiile continutului de umiditate pentru fiecare tip de grau, sunt urmatoarele: intre 12 – 14 % pentru graul uscat, intre 14,1 - 15,5 % pentru graul semiuscat, intre 15,6 – 17 % pentru graul umed si peste 17 % pentru graul foarte umed.
C. Însusiri ce se manifesta in procesul de prelucrare Sunt acele insusiri numite insusiri tehnologice care se manifesta in timpul procesului de prelucrare si il influenteaza:
Boabele de grau se separa de impuritati diferentiindu-se de acestea prin marime, forma, masa specifica, insusiri aerodinamice;
Boabele de grau prezinta diferenta de rezistenta intre endosperm, invelis si germene, ceea ce usureaza procesul de separare in macinis;
Boabele de grau se pot macina, iar produsele rezultate se pot sorta si calibra la dimensiunile dinainte stabilite;
Suprafata specifica a boabelor poate mari sau micsora cantitatea de tarate. Suprafata specifica reprezinta raportul dintre suprafata tuturor boabelor continute de 1 kg si volumul ocupat de aceste boabe. Suprafata specifica depinde de marimea boabelor, cu cat boabele sunt mai mici cu atat suprafata lor specifica este mai mare. Aceasta caracteristica prezinta importanta pentru procesul de prelucrare si gradul de extractie.
Normativele din tara noastra, Comunitatea Europeana si ISO prevad o serie de limite pentru indicatorii de calitate ai graului. Acestea sunt prezentate in tabelul urmator:
CRITERII DE APRECIERE A CALITATII GRÂULUI DE PANIFICATIE SI A GRÂULUI DURUM
Denumirea indicatorului
CALITATEA FOARTE BUNA
BUNA
SATISFACATOARE
NESATISFACATOARE
14
14
14
14
78
75 - 78
70 -75
70
24
24 - 26
22 - 24
22
3
3
3
3
1
1
1
1
Umiditatea, % max. Masa hectolitrica, Kg / hl Gluten umed, %
Corpuri straine, % max. Corpuri straine negre, % max.
Din care:
- neghina - alte corpuri vatamatoare Corpuri straine albe, % max. Din care: - boabe incoltite - boabe atacate de malura, taciune, Fusarium, % max. Infestare cu daunatori (adulti vii)
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Rest pana la 3% 1
1
1
1
3
3
3
3
NU SE ADMITE
Prin termostabilitate se intelege proprietatea de pastrare a calitatii boabelor la o temperatura data a agentului termic si a masei de boabe.
