MOLIENDA SECA Y TAMIZADO DEL GRANO DE ARROZ Pabón L., Contreras L., Lizarazo C.
Universidad de Pamplona, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Departamento de Alimentos, Programa de Ingeniería de Alimentos, Tecnología de Cereales y Oleaginosas
Resumen El arroz es el grano de cereal más valioso en el mundo y es el elemento básico principal para más de la mitad de la población en el mundo. El proceso de molienda seca seca cons consis iste te en la redu reducc cció ión n del del tama tamaño ño del del gran grano o y su post poster erio iorr cern cernid ido o y clasificación a fin de separar las diferentes fracciones, de su molienda se obtiene también una importante variedad de productos, entre ellos cereales para desayuno, harinas y sémolas. La harina de arroz extraída tiene importantes propiedades tales como la ausencia de fracciones proteicas, bajos niveles de sodio y alta proporción de almidó almidón, n, altam altamen ente te diger digerib ible. le. El tamiza tamizado do es una opera operació ción n básic básica a en la que que su importancia radica en la eliminación de partículas de menor tamaño, se por medio de la instalación de tamices, provistos de una malla fina que oscilan entre 1 y 6 mm. Para el desarrollo de la practica se pesaron 200 gr de cereal realizando una previa limpieza y clasificación para eliminar las impurezas y los granos dañados determinando cada uno de sus porcentajes; Posteriormente la muestra molida se pasó por el primer tamiz pesando los gruesos y los finos recogiendo en el plato plástico y así sucesivamente con el tamiz dos, tres y cuatro. Después de obtener el 50% de harina se realizó el análi análisis sis granul granulomé ométri trico co emplea empleando ndo un tami tamiza zado do con con tami tamice ces s acop acopla lado dos s en cascada.Mediante este estudio se pudieron observar las funciones de cada uno de los tamices empleados en el proceso de molienda y análisis granulométrico granulométrico empleado, determinando determinando su importancia en cuanto la eficiencia del grano de arroz en la molienda.
Palabras clave: Análisis granulométrico granulométrico, arroz, cereal, molienda, tamizado. Introducción El arroz contiene aproximadamente 90% de almidón, 5-8% de proteínas, y pequeña cantidad de grasas. El arroz es un buen suministro de tiamina, niacina, riboflavina y minerales tales como hierro y calcio. El subproducto de la molienda de arroz incluido el salvado y el arroz refinado, son usados como alimento de ganado. El aceite procesado del salvado es usado como alimento y para uso industrial. Las cáscaras son usadas como como comb combus usti tibl ble, e, mate materi rial ales es de empa empaqu que, e, moli molien enda da indu indust stri rial al,, y como como acondicionadores acondicionadores para comercializar comercializar fertilizantes. La molienda seca es un proceso que consiste en la reducción del tamaño del grano y su po poste sterio riorr cer cerni nido do y cla clasif sific icaci ación ón a fin de sep separa ararr las di difer feren entes tes fra fracci ccione ones. s. El proceso de la molienda seca apunta a una completa separación de las diferentes partes del grano hasta donde sea económicamente factible; produciendo la máxima cantidad de endospermo córneo como trozos discretos; removiendo tanto como sea posible el germen y pericarpio para dar un producto de baja grasa y baja fibra. La diferencia diferencia entre un triturado trituradorr y un molino reside reside en el tamaño tamaño de la partícula partícula del material con que se alimenta al equipo; un triturador se ocupa para la reducción de tamaño tamaño de partícula partículas s mayores mayores a cinco cinco centímetros centímetros y la moliend molienda a de materiales materiales de dimensiones menores y se clasifica en media fina y ultrafina dependiendo del tamaño de la partícula producida. El propósito de la molienda no es solo la reducción del tamaño de las partículas, también es obtener un producto que se encuentre dentro de un estri estricto cto limit limite e de tamaño tamaños. s. Por lo que los molino molinos s se arreg arreglan lan con difere diferente ntes s
tamices que permitan reciclar las partículas que se producen con un tamaño mayor al exigido y eviten la producción excesiva de finos.
Los fines de la reducción de tamaño son muy importantes en la industria por las siguientes razones: 1. Facilita la extracción de un constituyente deseado que se encuentre dentro de la estructura del sólido, como la obtención de harina a partir de granos y jarabe a partir de la caña de azúcar. 2. Se pueden obtener partículas de tamaño determinado cumpliendo con un requerimiento específico del alimento, como ejemplo la azúcar para helados, preparación de especies y refino del chocolate. 3. Aumento de la relación superficie-volumen incrementando, la velocidad de calentamiento o de enfriamiento, la velocidad de extracción de un soluto deseado, etc. 4. Si el tamaño de partículas de los productos a mezclarse es homogéneo y de tamaño mas pequeño que el original, la mezcla se realiza más fácil y rápido, como sucede en la producción de formulaciones, sopas empaquetadas, mezclas dulces, entre otros. El Tamizado es un método físico para separar mezclas . Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas sólidas de diferentes tamaños por un tamiz . Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo. El tamiz consiste de una superficie con perforaciones uniformes por donde pasará parte del material y el resto será retenido por él. Para llevar a cabo el tamizado es requisito que exista vibración para permitir que el material más fino traspase el tamiz. Los tipos de tamices que vibran rápidamente con pequeñas amplitudes se denominan "Tamices Vibratorios". Las vibraciones pueden ser generadas mecánica o eléctricamente. Las vibraciones mecánicas usualmente son transmitidas por excéntricos de alta velocidad hacia la cubierta de la unidad, y de ahí hacia los tamices. El rango de vibraciones es aproximadamente 1800 a 3600 vibraciones por minuto. El objetivo de este trabajo es determinar en forma cuantitativa la distribución de las partículas de la harina de arroz de acuerdo a su tamaño y el establecimiento de las graficas granulométricas realizando un correcto análisis de las mismas.
Materiales y Métodos El estudio se realizó en el laboratorio de cereales, de la Universidad de Pamplona empleando 200 gr de arroz pulido, a los cuales se les realizó las operaciones unitarias de molienda y tamizado.
∗
Molienda
Se pesaron 200 gr de cereal realizando una previa limpieza y clasificación para eliminar las impurezas y los granos dañados determinando cada uno de sus porcentajes; luego se pesaron los granos que se encontraban en buen estado para el proceso de molienda. Seguidamente se pesaron cada uno de los platos plásticos grandes, los tamices plásticos y metálicos, enumerándolos de uno a cuatro. Luego se limpio el molino y se realizó la molienda empleando el molino de discos, registrando el tiempo en cada pasada en la tabla 1. Posteriormente la muestra molida se pasó por el primer tamiz pesando los gruesos (partículas que quedaron en el tamiz), los finos (partículas que pasaron por el tamiz) recogida en el plato plástico y así sucesivamente con el tamiz dos, tres y cuatro. Se recogen los gruesos y se pesan nuevamente y se someten nuevamente a molienda pasando por cada uno de los tamices hasta obtener el 50% de finos de la muestra inicial; determinando el tiempo de molienda y numero de pasadas necesarias para lograr el 50% de extracción.
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Análisis granulométrico
Después de obtener el 50% de harina se realizó el procedimiento de tamizado y análisis granulométrico. Se colocaron 50 gr de la harina obtenida anteriormente en un juego de tamices en
cascada, es decir, ordenado de arriba abajo por orden decreciente de luz o abertura de malla. El producto a analizar se añadió sobre el primer tamiz, es decir aquel de abertura de malla mayor y se sometió el conjunto a un movimiento vibratorio a una potencia de 9, ciclo 9 y un tiempo de 15minutos.Por ultimo se realizó el pesado de cada rechazo en el cual la suma total debería ser igual a la masa total de sólidos que se depositó en la tamizadora.
Resultados y análisis El conocimiento de la morfología del embrión permite evaluar correctamente las posibilidades de supervivencia de la semilla, debido a que la integridad de cada una de sus partes es esencial ya que afectan de distinta forma la viabilidad de la semilla. En la operación de molienda es importante determinar previamente la adecuada distribución de tamaños de partículas en el producto con el fin de evitar un despilfarro de tiempo y energía. De aquí que el cálculo de la potencia de una maquina de
trituración y molienda se hace de mucha importancia, aunado a que, solo una pequeña parte de la energía suministrada por la máquina es absorbida por el sólido. La molienda fina es un término técnico utilizado para la obtención de productos en polvo, está relacionado con fuerzas de cizalladura. Se aplica para la obtención de alimentos secos de fácil reconstitución, en presentación de aditivos que requieren de un dispersión muy homógenea.
Tabla No. 1. Datos de molienda de cereal Peso inicial
Nºpas adas
Tiempo
Tamiz Nº1
Tamiz Nº2
Tamiz Nº3
Tamiz Nº4
Tamiz Nº5
Tiemp o
F
Gru eso s
Fino s
Grue sos
Fin os
Gru eso s
Fino s
Grue sos
Fin os
Gr ues os
Fino s
190
1
3.04 min
183
99
84
31
53
1
52
1
51
40
11
172
2
1.30 min
162
23
139
25
11 4
1
113
0
11 3
74
39
123
3
36 s
113
3
110
7
10 3
3
100
0
10 0
84
16
Plato F:
Plato1:
Plato2:
Plato3:
Plato4:
En la tabla numero 1 se puede observar que para la primera molienda a medida que se pasaba la harina de arroz por cada uno de los tamices la cantidad de gruesos era cada vez más pequeña en comparación con la cantidad de finos que se obtenían en cada uno de los tamices; lo mismo sucedió para la segunda y tercera molienda obteniendo un peso de 66 gr de harina de arroz, donde se emplearon de estos 50 gr para realizar el análisis granulométrico posterior. Al reducirse el tamaño de una partícula, se produce un aumento en la superficie del mismo, lo cual repercute positivamente en procesos que utilicen la velocidad como variable fundamental, es el caso del tiempo de secado para alimentos húmedos, el cual se disminuye al aumentar el área superficial del alimento. Al aumentar el área de contacto entre el sólido y el disolvente crece la velocidad de extracción. En la medida en que el tamaño de las partículas disminuye se incrementa considerablemente el aporte de la energía.
Una curva granulométrica nos indica en general el tamaño de los granos y la buena o mala graduación de estos. La forma de la curva da una idea inmediata de la distribución granulométrica de la harina
Tabla No. 2. Resultados de la Operación de Tamizado (harina practica 1)
Luz de Malla 2
Peso del tamiz(gr)
138.95
Masa de Rechazo (49.78)
Masa de cernido(139.52)
%Rechazo
49.9
0
0.10
%Cernido (69.77)
%Rechazo Acumulado
%Cernido Acumulado
35.77
0.2
35.77
.2 1
129.17
0.20
49.7
0.4
35.62
0.6
35.62
0,5
121.15
23.04
26.66
46.28
19.11
46.88
19.11
0,355
121.78
15.76
10.9
31.66
7.81
78.54
7.81
0,212
117.25
9.07
1.83
18.22
1.31
96.76
1.31
0,150
114.65
1.52
0.31
3.06
0.22
99.82
0.22
0,106
116.92
0.09
0.22
0.18
0.16
100
0.16
0,063
115.63
0
0
0
0
0
0
Fondo
123.18
0
0
0
0
0
0
El comportamiento de las partículas en el tamizado depende de manera fundamental de sus propiedades físicas. Cada partícula esta caracterizada por su tamaño, dureza, forma, rugosidad y densidad, siendo también importante considerar la energía superficial y las fuerzas eléctricas que pueden estar presentes en algunos materiales. La forma debe considerarse porque afecta a la relación entre los tamaños medios por diferentes procedimientos y a la evaluación de la superficie especificada. El análisis granulométrico proporciona un criterio de clasificación. El método más utilizado es la tamización con tamices acoplados en cascada, donde el cernido de un tamiz constituye la alimentación del siguiente, por tanto se obtienen tantos rechazos como tamices constituyan la cascada y un solo cernido, constituido por el producto que atraviesa las mallas del último tamiz o tamiz de abertura de malla más pequeña.
60 49,9
49,7
50 40 26,66 23,04
30 20
15,76 10,9
10 0,1
0,2
2
1
9,07 1,83 1,52 0,31 0,090,22 0 0
0 0
0 0,5
0,355
Masa de Rechazo
0,212
0,15
0,106
0,063
Fondo
Masa de cernido
Figura 1. Relación entre rechazo y cernido para cada tamiz.
En la figura 1 podemos observar la cantidad de masa de cernido y masa de rechazo resultante de cada tamiz de la harina de arroz obtenida luego de 2 moliendas. El tamizado es de gran importancia, ya que clasifica la harina por su tamaño; que es necesario para la obtención de diferentes tipos de harinas utilizadas en la elaboración de diversos productos en la industria alimentaria. De la harina obtenida casi el 50% presenta granulometría gruesa como nos muestra la figura 1, donde podemos observar que existe un buen cernido hasta el tamiz de 1 mm de diámetro, presentando un decaimiento notable a partir de el tamiz de 0.5 mm y dejando de presentar cernido en el tamiz de 0.063 mm. Por tanto hay un incremento de rechazo desde este tamiz superando la cantidad de cernido desde el tamiz de 0.355 m de diámetro.
Conclusiones •
La harina obtenida después de 2 moliendas de arroz es de granulometría gruesa de 1 a 0.5 mm en su mayoria.
Bibliografía http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp? subid=156&fdname=FOOD+MANUFACTURING&pagename=Planta+de+molienda+de +arroz http://industrias-alimentarias.blogspot.com/2009/04/operaciones-unitarias-el-tamizado.html
http://supervariablesquimicas.blogspot.com/2009/09/reduccion-de-tamano-y-molienda.html.
DE TAMAÑO Y MOLIENDA
REDUCCIÓN
www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r4949.DOC operaciones unitarias e ingeniería química.
