Indrumar Laborator - Morarit

Controlul calităţii produselor de morărit şi panificaţie

1. CONTROLUL CALITĂŢII CEREALELOR

Pentru caracterizarea cerealelor se folosesc o serie de indicatori care apreciază starea fizică sau calitatea lor.

1.1. INDICATORI DE CALITATE A CEREALELOR

1.1.1 Analiza senzorială a cerealelor

Analiza senzorială a cerealelor este prima analiză din ansamblul celor efectuate pentru aprecierea unui lot de cereale. Analiza constă în aprecierea:

- aspectului;- culorii;- mirosului;- gustului.

Examinarea aspectului se face vizual şi are în vedere şi starea suprafeţelor exterioare ale cerealelor.

Examinarea culorii se face vizual constanând culoarea boabelor de cereale, prezenţa sau absenţa unor pete de culoare diferită de cea normală pentru cereala analizată.

În general, cerealele care au suferit procese de autoîncingere, fără a atinge un stadiu avansat, îşi modifică culoarea.

Grâul şi secara îşi pierd luciul caracteristic sau se brunifică începând din zona embrionului. Porumbul capătă o culoare verzuie în zona embrionului şi suprafaţa bobului se pătează.

Examinarea mirosului se face inspirând aer din spaţiile intergranulare ale probei. Pentru ca eventualele mirosuri să poată fi evidenţiate mai uşor, se încălzeşte proba, fie prin frecare între mâini, fie utilizând apa caldă la aproximativ 600C, se acoperă cu o sticlă de ceas şi după 2-3 minute se examinează mirosul.

Pentru a mări suprafaţa de volatilizare, se poate aprecia mirosul unei probe de cereale măcinate la o morişcă de laborator, menţinută în apă caldă 2-3 minute, într-un pahar acoperit cu o sticlă de ceas.

Cerealele trebuie să prezinte un miros caracteristic, fără miros de mucegai sau de încingere, sau alte mirosuri străine.

Examinarea gustului se face mestecând câteva boabe de cereale în gură. Gustul trebuie să corespundă cerealelor analizate.

Prezenţa unui gust acru sau amar evidentţiază o păstrare necorespunzătoare, în timpul căreia s-au produs descompuneri şi degradări ale componentelor chimice ale boabelor de cereale. Descompunerea lipidelor, cu eliberarea acizilor graşi precum şi oxidările acestora, duc la apariţia unui gust acru.

Gustul amar poate fi datorat dezvoltării microflorei cerealelor ca urmare a creşterii umidităţii şi temperaturii cerealelor în timpul unei depozitări necorespunzătoare.

Prezenţa şi dezvoltarea unor dăunători ca acarienii, insecte ca gărgăriţele, gândacii, pot imprima gusturi neplăcute cerealelor.

1.1.2. Masa hectolitricăUnul dintre indicatorii de bază, în aprecierea calităţii cerealelor, folosit din cele mai

vechi timpuri, îl constituie masa unităţii de volum. Ea se determină cu balanţa hectolitrică, care permite stabilirea masei de cereale care ocupă un volum de 1 litru.

Masa hectolitrică este influenţată de o serie de factori ca:

5


masa specifică a cerealelor, conţinutul corpuri străine şi natura lor, elemente geometrice ale cerealelor, coeficientul de frecare al boabelor, umiditatea cerealelor.

Masa hectolitrică, constituie în momentul de faţă, un indicator foarte important pentru industria morăritului, deoarece în unităţile de morărit, extracţia totală de făină este stabilită în funcţie de valoarea acestui indicator.

Masa hectolitrică de bază pentru grâul destinat panificaţiei, este de 78 kg/hl. În conformitate cu instrucţiunile actuale de măciş, extracţia totală de făină va fi mai mare sau mai mică, cu diferenţa între masa hectolitrică efectivă şi cea de bază.

În cazul măcinării unui lot de grâu cu o masă hectolitrică de 78,8 kg/hl, extracţia totală de făină obţinută va trebui să fie mai mare cu 0,8 %. Această extracţie suplimentară se va obţine pe baza sortimentului de făină de calitate inferioară sau semialbă.

În cazul măcinării unui lot de grâu cu o masă hectolitrică mai mică decât cea de bază, extracţia totală se va diminua cu un procent egal cu diferenţa între masa hectolitrică efectivă şi cea de bază.

Cerealele au valori diferite pentru masa hectolitrică după cum se observă din tabelul 1.1.

Tabel nr.1.1Valori ale masei hectolitrice

(Danciu, I., 1997)

ProdusulMasa

hectolitricăKg/hl

ProdusulMasa

hectolitricăKg/hl

0 1 2 3Grâu 68 – 85 Orzoaică 60 - 70Srot mare de grâu 45 – 55 Ovăz 38-48Srot mic de grâu 55 – 57 Orez 50-65Griş mare de grâu 35 – 45 Mei 60-70Griş mic de grâu 55 – 65 Mazăre 75-85Făină grifică de grâu 55 – 60 Floarea soarelui 35-45Făină fină de grâu 60 – 65 Fasole 75-82Făină furajeră de grâu 30 – 35 Linte 80-85Tărâţă mare de grău 20 – 25 Rapiţă 60-70Tărâţă mică de grău 30 - 35 Ricin 50-60Secară 65 – 78 In 64-70Srot de secară 50 – 60 Dovleac 33-37Făină de secară 50 – 65 Neghină 40-50Făină furajeră de secară 30 – 38 Măzăriche 75-85Tărâţă mare de secară 28 – 32 Griş de porumb 65-70Tărâţă mică de secară 30 – 38 Făină de porumb 60-65Porumb 70 - 85 Germeni de porumb 15-18

Aparatură:Determinarea masei hectolitrice se face utilizând balanţa hectolitrică (figura 1.1).

6


Figura nr.1.1. Balanţa hectolitrică1 – cilindru cu pâine, 2 – pâlnie tronconică, 3 – clapetă, 4 – cilindru intermediar, 5 – disc, 6 – cuţit, 7 –

cilindru cu volum etalonat, 8 – piesă de fixare, 9 – orificiu cilindric, 10 – taler pentru greutăţi, 11 – balanţa hectolitrică

Balanţa hectolitrică este o balanţă cu braţe egale, care permite măsurarea masei hectolitrice, prin măsurarea masei cerealelor care ocupă un volum de un litru. De un braţ al balanţei se atârnă un taler pentru greutăţi, iar de partea cealaltă cilindrul cu cereale.

Umplerea cilindrului cu volum etalonat 7, se face utilizând un cilindru intermediar, fără fund, 4, în care cad iniţial cereale din cilindrul 1, prevăzut la partea inferioară cu o gură tronconică 2, pentru curgerea cerealelor. Gura părţii tronconice poate fi închisă de clapeta articulară 3. Îmbinările celor trei cilindri se fac printr-o porţiune cilindrică inferioară cu diametrul interior mai mare decât diametrul exterior al cilindrului cu care se îmbină.

Pentru a elimina influenţa pe care ar putea să o exercite asupra modulului de aranjare al cerealelor din cilindrul etalonat 7, curenţii de aer ce părăsesc cilindrul se utilizează un disc metalic 6 care cade înaintea cerealelor, determinând eliminarea aerului prin orificiul 9, situat la partea inferioară a acestuia.

Cilindrul etalonat 7 se fixează de suportul balanţei hectolitrice prin intermediul unei piese cilindrice 8, cu care se îmbină prin răsucire.

Cuţitul 6, introdus printr-un canal circular prevăzut la partea superioară a cilindrului etalonat, delimitează volumul de un litru.

Modul de lucru:Pentru determinarea masei hectolitrice, se umple cilindrul 1 cu cereale. Se fixează

cilindrul 7 în suportul balanţei prin piesa 8, cu cuţitul 6 introdus, susţinând discul 5. Se fixează apoi cilindrii 4 şi 1.

Se deschide clapeta 3 aşteptând curgerea cerealelor în cilindrul 4. Se trage cuţitul 6, discul, împreună cu cerealele cad în cilindrul 7. Se introduce cuţitul 6, se scot cilindrii 1 şi 4 şi se elimină cerealele aflate deasupra lui. Se înlătură cuţitul şi se determină masa cilindrului cu cereale prin cântărire.

Ca rezultat se ia media aritmetică a două determinări consecutive, între care nu există o diferenţă mai mare de 0,5 kg/hl, se repetă determinările.

7


Dacă şi în acest caz se obţine o diferenţă mai mare de 0,5 kg/hl, se face media aritmetică a celor patru determinări.

În urma analizei unui număr mare de soiuri şi varietăţi de grâu cultivate la noi în ţară, într-o durată mare de timp, Institutul de Chimie Alimentară din Bucureşti recomandă următoarea clasificare, în funcţie de valoarea masei hectolitrice (tabel 1.2).

Tabel nr.1.2Calitatea grâului în funcţie de masa hectolitrică

Foarte bună Bună Satisfăcătoare NesatisfăcătoarePeste 80 kg/hl 78,1 – 80 kg/hl 76,1 – 78 kg/hl Sub 76 kg/hl

1.1.3. Masa a 1000 de seminţe

Pentru aprecierea calităţii cerealelor se folosesc: masa relativă a 1000 de seminţe, masa absolută a 1000 de seminţe.Acest indicator permite aprecierea mărimii seminţelor, fiind mult mai relevant

comparativ cu masa hectolitrică. Relevanţa lui se datorează numărului mic de factori care pot influenţa mărimea acestui indicator.

Masa a 1000 de seminţe este influenţată de masele specifice, proporţiile părţilor anatomice ale bobului şi de umidităţile lor. Masa absolută a 1000 de seminţe exclude influenţa umidităţii.

Modul de lucru:Pentru determinare, se ia o cantitate de cereale corespunzătoare pentru aproximativ

5000 de seminţe, se înlătură impurităţile, se cântăresc şi se numără. Rezultatul exprimă media aritmetică a două determinări paralele, între care nu există o

diferenţă mai mare decâte cea permisă de STAS.Pentru valori sub 10 grame, rezultatul se exprimă cu două zecimale. Pentru valori

cuprinse între 10 şi 15 grame, cu o zecimală, iar peste 15 grame, cu numere întregi.Atunci când se utilizează masa relativă a 1000 de seminţe, trebuie avută în vedere şi

umiditatea lor. Pentru determinarea masei absolute a 1000 de seminţe se determină umiditatea cerealelor. Calculul şi exprimarea rezultatelor:

, grame

- este masa relativă a 1000 de seminţe.

, grame

unde:M – masa seminţelor, g,n – numărul seminţelor din proba analizată.

Plecând de la masa relativă a 1000 de seminţe, se poate determina numărul de seminţe în 100 de grame, utilizat în aprecierea mărimii boabelor la măcinarea acestora.

Masa absolută a 1000 de seminţe, pentru cerealele de bază, este prezentată în tabelul 1.3.

8


Tabel 1.3. Masa absolută a 100 de boabe pentru principalele cereale

(Danciu, I., 1997)

CerealaMasa absolută a 1000 de seminţe

g.Cereala

Masa absolută a 1000 de seminţe

g.Grâu 15-88 Ovăz 15-45

Secară 13-50 Porumb 50-1100Orz 20-55 Orez 15-43

Institutul de Chimie Alimentară din Bucureşti clasifică grâul după masa absolută a 1000 de seminţe conform tabelului 1.4:

Tabel nr.1.4Calitatea grâului în funcţie de masa a 1000 de boabe

(Danciu, I., 1997)Foarte bună Bună Satisfăcătoare Nesatisfăcătoare

Peste 36 g 32,1 - 36 g 28,1 – 32 g Sub 28 g

1.1.4.Volumul a 1000 de seminţe

Volumul a 1000 de seminţe se foloseşte la aprecierea mărimii boabelor de cereale. Mod de lucru:Volumul a 1000 de boabe se determină folosind lichide neabsorbite de cereale.

Petrolul lampant, unul din lichidele des utilizate, se introduce într-o biuretă sau într-un cilindru gradat peste care se toarnă cereale folosite pentru determinarea masei a 1000 de seminţe.

Volumul ocupat de ele, reprezintă diferenţa între volumul final, obţinut după introducerea cerealelor şi volumul iniţial.

Înainte de citirea volumului final, se agită masa de cereale cu o baghetă, pentru eliberarea eventualelor bule de aer înglobat.

Calculul şi exprimarea rezultatelor:

, cm3

unde:Vf – volumul final, cm3

Vi – volumul iniţial, cm3

n – numărul de seminţe ale probei.

După clasificarea făcută de ICA Bucureşti, pentru grâu sunt prevăzute următoarele valorile din tabelul 1.5

Tabel nr.1.5Calitatea grâului în funcţie de volumul a 1000 de boabe

(Danciu, I., 1997)

9


Foarte bună Bună Satisfăcătoare NesatisfăcătoarePeste 30 27, - 30 24,1 – 27 Sub 24

1.1.5. Masa specifică

Masa specifică sau masa unităţii de volum prezintă o importanţă deosebită pentru industria morăritului. Diferenţa de masă specifică între cereale şi impurităţi permite curăţirea cerealelor în secţiile de pregătire în vederea prelucrării iar diferenţa de masă specifică între componentele anatomice ale cerealelor: endosperm, învelişuri, embrion, în procesele tehnologice de prelucrare.

Masa specifică a părţilor anatomice ale bobului de grâu este prezentată în tabelul nr. 1.6.

Tabel nr.1.6Masa specifică a părţilor anatomice ale grâului

(Danciu, I., 1997)

GrâuMasa specifică g/cm3

Bob întreg Endosperm Embrion ÎnvelişDe toamnă 1,374 1,472 1,275 1,106Moale de primăvară 1,366 1,471 1,290 1,066Tare de primăvară 1,383 1,482 1,285 1,115

Având în vedere valorile prezentate anterior este evidentă influenţa primilor doi factori.

Prezenţa apei, într-o proporţie mai mică sau mai mare influenţează masa specifică prin modificarea volumului bobului. Prin absorbţia apei, cerealele îşi măresc volumul. Creşterea de volum este mai mare decât creşterea masei prin adăugarea apei de absorbţie, ceea ce duce la scăderea masei specifice a cerealelor.

Masa specifică pentru principalele seminţe, este prezentă în tabelul 1.7.

Tabel nr.1.7Masa specifică principalelor seminţe

(Danciu, I., 1997)

SeminţeMasa specifică

g/cm3 SeminţeMasa specifică

g/cm3

0 1 2 3

Grâu 1,2 – 1,5 Secară 1,2 – 1,5Neghină 1,2 – 1,3 Orz 1,3 – 1,4

0 1 2 3

Măzăriche 1,2 – 1,4 Ovăz 1,1 – 1,2Rapiţă 0,9 – 1,5 Orez 1,1 – 1,2Ricin 1,2 – 1,5 Porumb 1,2 – 1,5

Aparatură:Determinarea masei specifice a cerealelor sau a părţilor anatomice se poate face cu

ajutorul picnometrului. Picnometrele sunt vase din sticlă sau cuarţ de diferite capacităţi,

10


între 5 – 50 cm3, etalonate, de mare precizie, meniscul nivelului lichidului stabilindu-se într-un tub capilar. Ca lichide se folosesc: toluen sau xilen, cu masa specifică cunoscută.

Modul de lucru:Pentru determinare se cântaresc la balanţa analitică 2 – 3 g de probă, care se

introduc în interiorul picnometrului.

Calculul şi interpretarea rezultatelor:Masa specifică a probei se va calcula cu relaţia:

, g/cm3

unde:m1 – masa probei cântărită, g.m2 – masa picnometrului cu lichid, g.m3 – masa picnometrului cu probă şi lichid, g.

– masa specifică a lichidului folosit, g/cm3.

1.1.6.Umiditatea

Umiditatea este unul dintre indicatorii calitativi de bază care caracterizează masa de cereale. El constituie alături de masa hectolitrică şi conţinutul de corpuri străine, bază de calcul pentru stabilirea valorii cerealelor. Acest indicator are o importanţă deosebită pentru industria morăritului.

Umiditatea de bază a grâului ce urmează să fie prelucrat în unităţile de morărit este de 14%.

Orice diferenţă între umiditatea efectivă a grâului prelucrat şi cea de bază atrage obligativitatea corectării extracţiei totale de făină cu o valoare calculată cu relaţia:

, %

în carea – umiditatea efectivă, %,b – umiditatea de bază, 14%,

Când grâul recepţionat are umiditatea mai mică decât umiditatea de bază, 14% se va obţine un plus de extracţie, iar când umiditatea este mai mare decât cea de bază, se va diminua extracţia cu valoarea procentuală calculată.

Pentru determinarea umidităţii cerealelor cu precizie se folosesc: metoda uscării în etuvă , conform metodologiei prevazută de normele STAS, este

utilizată la rezolvarea diverselor litigii care apar între furnizorii şi beneficiarii loturilor de cereale.

umidometre de diverse construcţii, pentru aprecieri orientative

Metoda uscării la etuvă

Principiul metodei :Metoda constă în aprecierea umidităţii în funcţie de pierderea în greutate a unei

probe de aproximativ 5 grame, prin menţinerea ei în etuvă la 130 ±30 C timp de o oră.

11


Timpul se măsoară din momentul atingerii temperaturii de 1300 în etuvă după introducerea fiolei cu proba.

Modul ce lucru:Proba se obţine din cereale mărunţite la o morişcă de laborator. Este de preferat ca

morişca să nu încălzească produsele rezultate din măciniş în timpul mărunţirii pentru a nu pierde o parte din umiditate 0C.

După uscare la 130 ±30 C timp de o oră. Proba se răceşte în exticator şi se cântăreşte. Se fac două determinări paralele pentru aceeaşi probă de cereale.

Calculul şi exprimarea rezultatelor:Umiditatea se calculează cu relaţia:

, %

unde:m1 – masa fiolei cu probă, înainte de uscare, g.m2 – masa fiolei cu probă, după uscare, g.m – masa probei, înainte de uscare, g.Exprimarea umidităţii se face printr-o cifră cu o zecimală, prin rotunjirea

rezultatelor celor două determinări paralele, între care nu există o diferenţă mai mare de 0,3%. În cazul unei diferenţe mai mari de 0,3% se mai efectuează două determinări paralele. Dacă şi în acest caz se obţine o diferenţă mai mare, se face media aritmetică a celor patru determinări.

1.1.7. Conţinutul de impurităţi

Impurităţile din masa de cereale pot fi constituite din alte plante de cultură diferite celei de bază, seminţe de buruieni, pământ, pietre, nisip, fragmente de spice şi paie, spărturi din cereale de bază, resturi de ambalaje din hârtie sau materiale textile, etc.

Impurităţile din masa de cereale se clasifică în: impurităţi negre sau corpuri străine negre, impurităţi albe sau corpuri străine albe, impurităţi metalice.În cazul grâului, în categoria impurităţilor negre intră: tot ce trece la cernere prin ciurul

din tablă perforată cu orificii de 1,5 mm, de formă rotundă, corpurile minerale ( pietriş, nisip, pământ), corpuri organice ( pleavă, părţi de tulpină, frunze, insecte moarte), boabe de grâu şi de alte plante de cultură putrezite, încinse, mucegăite, cu endospermul alterat sau complet mâncat de insecte, seminţele altor plante de cultură în afară de secară, orz, ovăz,impurităţi vătămătoare (neghina, cornul secarei, boabe atacate de tăciune şi de mălură, seminţe de muştar sălbatic, zâzanie), seminţele altor buruieni.

Impurităţile albe sunt compuse din spărturi de grâu sau alte plante de cultură admise, mai mici decât jumătatea bobului, seminţele unor plante de cultură ( secară, orz şi ovăz), seminţe din cereale de bază sau unele plante de cultură admise, arse, seci, strivite, şiştave, încolţite.

Impurităţile metalice – apar accidental în masa de boabe fiind formate din aşchii metalice, şuruburi, şaibe, piuliţe desprinse în timpul balotării, curăţirii sau transportului.

12


În cazul grâului destinat obţinerii făinii pentru panificaţie, conform STAS-ului sunt admise maximum 3% impurităţi:

- impurităţi (corpuri străine) negre, maxim 1%din care neghină, maxim 0,5%alte corpuri nevatămătoare, maxim 0,2%

- impurităţi (corpuri străine) albe, maxim, rest până la 3%din care boabe încolţite, maxim 1%.

Modul de lucru:Determinarea conţinutului de impurităţi al cerealelor se face prin cernerea acestora

prin ciurul a cărui orificii depind de cereala analizată şi prin alegerea impurităţilor cu o pensetă.

Impurităţile, separate pe categorii, se cântăresc la o balanţă tehnică, iar rezultatul se exprimă cu o zecimală.

1.1.8. Sticlozitatea

Aspectul sticlos sau făinos este dat de modul de aranjare al granulelor de amidon şi al masei proteice de legătură, în celulele endospermului, de forma şi dimensiunile granulelor de amidon. Sticlozitatea cerealelor are o importanţă mare pentru industria morăritului. În funcţie de valoarea sticlozităţii grâului se reglează deschiderea de lucru între cilindrii măcinători, la primele şroturi. Ea este mai mică la grânele sticloase în comparaţie cu cele făinoase. Grâul cu sticlozitate ridicată realizează randamente superioare de produse intermediare, grişuri şi dunsturi în comparaţie cu cele făinoase.

În tabelul nr. 1.8.. este prezentată variaţia randamentelor de produse intermediare, de făină şi refuzuri, cu sticlozitatea grâului măcinat.

Tabel nr.1.8Variaţia randamentelor de produse intermediare, de făină şi refuzuri, cu sticlozitatea

grâului măcinat.(Danciu, I., 1997)

Tipul grâuluiSticlozitatea

%

Randamente%

Refuzuri Grişuri şi dunsturi FăinăDe primăvară 70-90 16 52 9,5

40-60 21 43 11,05-15 25 34 13,5

De toamnă 70-90 14 52 9,040-60 14 41 10,55-15 24 33 13,5

Sticlozitatea poate fi determinată prin două metode prin secţionare – cu farinotomul; prin transparenţă – cu iluminatorul, farinotomul sau diafanscopul.

Determinarea sticlozităţii prin secţionare cu farinotomul

Aparatură:

13


Farinotomul (figura 1.2.) este compus din două discuri prevăzute cu câte cincizeci de orificii, între care se poate deplasa un disc de secţionare.

Discul superior are orificii cilindrice cu un diametru de 4 mm, iar discul inferior, orificii corespunzătoare primelor, de formă tronconică terminate cu o mică zonă cilindrică.

Figura nr.1.2. Construcţia farinotomului.1,2 – discuri cu orificii pentru boabele de cereale, 3- disc de secţionare, 4 – orificii, 5 – disc de lemn

pentru presare

Modul de lucru:Pentru determinarea sticlozităţii se aşează cele două discuri în poziţia de

corespondenţă a orificiilor şi se aşează câte un bob în fiecare orificiu. Se presează cu un disc de lemn boabele, apăsând discul superior.

Se deplasează discul de secţionare presând cu un disc de lemn boabele în orificii pentru a nu se deplasa în timpul forfecării.

Se înlătură discul superior cu discul de lemn şi discul de secţionare şi se apreciază sticloziatea fiecărui bob secţionat, de pe discul inferior.

Calculul şi exprimarea rezultatelor:Sticlozitatea se calculează cu relaţia:

S = (n+0,75n1+0,5n2+0,25n3), %

în care:n – numărul de boabe complet sticloase;n1 – numărul de boabe trei sferturi sticloase;n2 – numărul de boabe jumătate sticloase;n3 – numărul de boabe un sfert sticloase;

Rezultatul se exprimă printr-un număr întreg, ca medie a două determinări paralele, între care diferenţa este mai mică de 5%. Dacă diferenţa este mai mare de 5% se repetă determinările, rezultatul fiind media aritmetică a celor două determinări cu respectarea aceleiaşi condiţii de eroare de ±5%. Dacă nici de data aceasta diferenţa dintre cele două determinări nu se încadrează în toleranţa admisibilă, se face media aritmetică a celor patru determinări.

În urma clasificării făcute de ICA Bucureşţti, grâul se clasifică în grupele arătate în tabelul1.8:

14


Tabel nr.1.8Calitatea grâului în funcţie de sticlozitate

Foarte bună Bună Satisfăcătoare Nesatisfăcătoare

Peste 70% 51-70% 30-70% Sub 30%

Determinarea sticlozităţii prin transparenţă

Principiul metodei: Metoda are la bază proprietatea boabelor sticloase de a prezenta un anumit grad de

penetrare pentru razele luminoase. Dacă între ochiul observatorului şi o sursă de lumină, se plasează boabe de cereale, ele vor apare diferit în funcţie de sticlozitate. Boabele mai sticloase apar luminoase, având grad mare de transparenţă, iar boabele făinoase vor fi întunecate datorită opacităţilor lor.

Aparatură: Pentru determinări se folosesc iluminatorul, farinoscopul şi diafanoscopul (figura 1.3).

Figura nr. 1.3. Iluminatorul, farinoscopul şi diafanoscopul.1 – placă transparentă de sticlă mată, 2 – corp paralelipipedic sau cilindric, 3 – bec electric, 4 –

oglinda, 5 – diafragmă.

Iluminatorul are o sursă de lumină plasată sub placa de sticlă mată 1. Farinoscopul primeşte lumina de la becul 3 prin reflexie, utilizând oglinda 4. Diafanoscopul are între sursa de lumină şi placa transparentă o diafragmă 5 care permite reglarea intensităţii luminii.

Soiurile de grâu cu sticlozitate foarte ridicată sunt utilizate pentru obţinerea făinii destinate fabricării pastelor făinoase.

Discuţii asupra metodelorExistă multe boabe de cereale care nu au o structură sticloasă în tot bobul, ci numai

în anumite zone. Acest lucru se observă uşor utilizând metoda prin transparenţă.În cazul boabelor parţial sticloase este posibil ca utilizând metoda secţionării să

apreciem sticlozitatea într-o zonă făinoasă sau chiar în zona parţial sticloasă a bobului, ceea ce poate duce la denaturarea rezultatelor.

Metoda prin transparenţă pune în evidenţă şi zonele sticloase situate către extremităţile bobului.

Aprecierea sticlozităţii la porumb se face prin determinarea indicelui de plutire.

15


Principiul metodei:Indicele de plutire are la bază fracţionarea boabelor de porumb în două fracţiuni,

una uşoară care pluteşte şi una grea, care cade la fund, prin introducerea acestora într-o soluţie de azotat de sodiu cu densitatea de 1,250 g/cm3.

Reactivi:soluţie de azotat de sodiu cu densitatea de 1,250 g/cm3, obţinută prin dizolvarea

unei cantităţi de 470,5 g NaNO3 la un litru de apă distilată.

Modul de lucru:100 boabe de porumb întregi şi sănătoase, cântărite la o balanţă tehnică, se introduc

într-un cilindru gradat cu soluţia de NaNO3. Se agită 30 secunde, se culeg cu un strecurător boabele care plutesc, se şterg pe o hârtie de filtru şi se cântăresc.

Calculul şi exprimarea rezultatelorIndicele de plutire se calculează cu relaţia:

, %

unde:m1 – masa boabelor care plutesc, g;m – masa boabelor, luată în analiză, g.

Sticlozitatea bobului de porumb se calculează cu relaţia:

S = 116,7-1,16 Ip.

La umiditatea de 12% se apreciază în funcţie de indicele de plutire: porumb sticlos, Ip < 47%; porumb semisticlos, Ip = 47-49%; porumb făinos, Ip > 79%.

1.1.9.Determinarea infestării

Deşi nu prezintă un indicator calitativ al cerealelor, prezenţa sau absenţa infestării se determină pentru fiecare lot de cereale recepţionat la unitatea de prelucrare a acestora.

Prezenţa dăunătorilor în masa de cereale are următoarele urmări: consumarea parţială sau totală a endospermului unor boabe; degajarea unor compuşi cu miros neplăcut ca urmare a activităţii biologice a

dăunătorilor; creşterea temperaturii şi umidităţii cerealelor ca urmare a activităţii biologice a

dăunătorilor.Consumarea unei părţi din endospermul boabelor de cereale duce la scăderea

randamentului de produse finite.Având în vedere cele de mai sus, STAS-ul nu permite existenţa infestării masei de

cereale destinate consumului uman.Infestarea seminţelor cu insecte şi acarieni se poate prezenta sub două forme:

16


forma vizibilă, în care dăunătorii aflaţi în orice stadiu de dezvoltare se pot descoperi cu ochiul liber sau când seminţele prezintă semne vizibile de atac ( înţepături, orificii, rosături);

forma ascunsă, în care dăunătorii aflaţi în orice stadiu de dezvoltare sunt localizaţi în interiorul seminţelor, iar prezenţa lor nu se poate stabili decât prin secţionarea seminţelor, tratarea cu reactivi speciali sau prin radiografie.

Deoarece în perioadele reci ale anului, majoritatea dăunătorilor se găsesc într-o stare de amorţeală, caracterizată prin imobilitate, problele recoltate, se ţin în recipiente bine închise, în laborator, la 18-220C, timp de 2-3 ore înaintea determinării.

Determinarea formei vizibile de infestare a cerealelor

Proba de laborator se cântăreşte cu precizia de 1g şi se cerne prin două ciururi suprapuse (nr.2,5R şi 1,5R, STAS 1078-73) până la separarea tuturor impurităţilor mărunte.Se examinează apoi fracţiunilor rezultate urmărindu-se:

- în fracţiunea reprezentând cernutul ciurului nr. 1,5 R, se determină prezenţa acarienilor vii sau morţi;

- în fracţiunea rămasă ca refuz pe ciurul 1,5 R se determină gândacii precum şi larve sau nimfe ale acestora;

- în fracţiunea rămasă ca refuz pe ciurul nr. 2,5 R se determină dăunătorii cu dimensiuni mai mari, în stadiile de larvă, nimfă sau adult.

Toti dăunătorii găsiţi se exprimă prin număr la 1 kg de cereale. Analiza poate fi făcută cu ochiul liber sau cu lupa.

Determinarea atacului produs de ploşniţele cerealelor la seminţele de grâu – Metoda cu hipoclorit

Pe sămânţa în stare uscată atacul se recunoaşte prin prezenţa unui punct negru în centrul unei zone de decolorare (halou de culoare gălbuie).

Din proba de analizat se cântăresc 50g seminţe, se numără, fără alegere, 4 repetiţii a 100 de seminţe întregi, care se introduc într-un pahar termorezistent sau într-un vas smălţuit. Peste seminţe se adaugă 2-3cm3 soluţie de hipoclorit de sodiu 2% şi se fierbe timp 1 minut. Se decantează soluţia, seminţele se spală de două ori în care se zvântă pe o hârtie sugativă. Se examinează fiecare sămânţă şi se separă cele atacate. Numărul de boabe atacate reprezintă procentul de atac al ploşniţelor cerealelor.

Determinarea formei ascunse de infestare a cerealelor cu Silophylus şi Stitroga cerealella – Metoda colorării cu fucsină

Metoda constă în tratarea seminţelor cu fucsină acidă care colorează în roşu aprins orificiile prin care insecta şi-a introdus ouăle în sămânţă.

Din proba de laborator se numără fără alegere 400 de seminţe, se pun pe o sită sau într-o pânză de tifon şi se scufundă timp de 5 minute în apă la temperatura de 30 0C. După aceea, boabele se scot şi se introduc într-o soluţie de fucsină acidă ( 0.5g fucsină dizolvată într-un amestec format din 50cm3 de acid acetic glacial şi 950cm3 apă distilată) în care se âin timp de 3 minute după care se spală timp de 5 minute în apă curentă.

Seminţele se zvântă apoi pe hârtie sugativă, se separă cele care prezintă puncte circulare cu diametrul de aproximativ 0,5 mm, precum şi cele cu aspectul unor dopuşoare (acestea reprezintă orificiile prin care insecta şi-a introdus ouăle în sămânţă).

17


Se numără aceste seminţe, iar numărul lor se raportează la 400 seminţe. Rezultatul se exprimă în procente.

1.2. INDICATORII FIZICI AI CEREALELOR

Masa de cereale se caracterizează printr-un număr de indicatori fizici, a căror cunoaştere este utilizată la depozitarea cerealelor, la curăţirea lor de impurităţi, la uscare.

1.2.1.Unghiul de taluz natural

Unghiul de taluz natural sau de frecare internă, este unghiul pe care îl face masa de cereale în cădere liberă sau curgere, pe o suprafaţă orizontală.

Unghiul de taluz natural este influenţat de forma şi mărimea boabelor, conţinutul de impurităţi, starea suprafeţei boabelor şi de umiditatea cerealelor.

Modalităţi de determinare

1. Un recipient paralelipipedic din sticlă, în care se află cereala, se răstoarnă uşor pe una din feţele longitudinale. Cerealele se vor aşeza sub un unghi care poate fi măsurat (figura 1.4 a).

2. Un alt mod de deteminare este cel care foloseşte un vas în formă de L, cu una din feţele laterale din sticlă pentru a putea urmări modul de aşezare al cerealelor. Prin ridicarea clapetei, cerealele curg formând cu planul orizontal unghiul de taluz natural α (figura 1.4 b).

3. În (figura 1.4c) este prezentat cel de-al treilea mod de determinare a unghiului de taluz natural. Cerealele din pâlnia cu gură largă la partea inferioară, situată la o înălţime mică vor cădea pe planul orizontal aşezându-se sub unghiul de taluz natural.

Figura 1.4. Modalităţi de determinare a unghiului de taluz natural

Interpretarea rezultatelor:Cerealele cu formă sferică, sau care se apropie de forma sferică, au un unghi de

taluz mai mic în comparaţie cu cerealele cu boabe lungi. Cu cât suprafaţa cerealelor este

18


mai rugoasă, cu atât unghiul de taluz natural este mai mare. Umiditatea cerealelor influenţează valoarea unghiului de taluz natural, prin modificare coeficientului de frecare al boabelor. Creşterea umidităţii cerealelor, determină creşterea coeficientului de frecare al boabelor şi în consecinţă, creşterea unghiului de taluz natural. În tabelul 1.9. sunt prezentate valorile unghiului de taluz pentru câteva specii de seminţe.

Tabel nr.1.9.Valori ale unghiului de taluz natural pentru cereale

(Danciu, I., 1997)

CerealaUnghiul de taluz

naturalgrade

CerealaUnghiul de taluz

naturalgrade

Grâu 22-38 Orez brut 37-45Porumb 30-40 Mazăre 22-28Secară 23-38 Soia 24-52Orz 28-45 In 24-34Ovăz 31-54 Floarea Soarelui 31-45

1.2.2. Unghiul de frecare externă

Unghiul de frecare externă reprezintă unghiul limită de înclinaţie, a unei suprafeţe plane, consituită dintr-un anumit material, la care începe alunecarea sau rostogolirea cerealelor.Valorile acestui unghi depind de: natura materialului, rugozitatea acestuia, starea suprafeţei boabelor de cereale, forma boabelor şi umiditatea acestora.

Unghiul poate fi determinat prin măsurare directă, la instalaţia formată dintr-un plan înclinat, articulat la partea inferioară (figura 1.5)

Figura 1.5. Instalaţie pentru determinarea unghiului de frecare externă (Gh. Moldoveanu, 1968)

Pe acest plan se fixează plăci din diverse materiale similare celor de curgere a cerealelor în silozuri şi unităţile de prelucrare, cum ar fi: beton, tablă de oţel, răşini sintetice, etc.

19


Cunoaşterea unghiurilor de frecare externă, pentru cereale şi produsele rezultate din mărunţirea lor, produsele intermediare şi finite, rezultate din prelucrarea cerealelor, are o importanţă deosebită la alegerea înclinaţiei maxime, la care mai are loc curgerea lor prin conductele de transport gravitaţional şi permite proiectarea funcţională a evacuărilor din celule sau buncăre de depozitare a acestor produse. În tabelul 1.9. sunt prezentate unghiurile de frecare φ0 pentru cereale pe lemn, beton şi tablă de oţel, pentru o umiditate de maximum 15%.

Tabel nr.1.9Unghiurile de frecare pentru cereale, în funcţie de suprafeţe

(Danciu, I., 1997)

CerealaUnghiurile pentru ţevi,

gradeLemn Beton Tablă de oţel

Grâu 22 24 23Secară 22 24 23Ovaz 24 25 22Porumb 19 23 21Orz 23 25 23

Pentru umidităţi mai mari de 15%, unghiurile de frecare se calculează cu relaţia:φ = φ0 + k,

unde k este corecţia dată de umiditatea cerealelor.

k = 10(u - 15), grade,unde:

u – umiditatea efectică a cerealelor sau produselor rezultate din prelucrarea lor.În tabelul 1.10 sunt prezentate valorile unghiului de frecare externă pentru grâu,

impurităţi separate la curăţire, produse intermediare şi finite de măciniş, pentru conducte cu secţiune dreptunghiulară, D, sau circulară, C.

Tabel nr.1.10Unghiurile de frecare externă pentru fracţiunile de cereale, în funcţie de secţiune

(Danciu, I., 1997

Produsul Forma ţeviiUnghiul de frecare, gade

LemnTablă

zincatăTablă

cositorităTablă neagră

Grâu D 25-28 24-27 24-27 24-27C - 24-27 24-27 24-27

Neghină D 23 20 20 20C - 21 21 21

Praf negru D 42-46 37-40 35-38 39-42C - 37-40 35-38 38-41

Praf alb D 45-50 40-43 28-40 43-46C - 42-44 40-43 42-44

Srotul I D 24-27 25-28 23-26 27-30C - 25-28 23-25 26-29

Srotul II D 31-34 30-33 31-34 32-35C - 29-32 30-34 29-32D 32-36 31-34 29-33 33-37

20


Srotul III, IV, V

C - 30-33 29-32 29-34

Srotul VI, VII

D 34-37 32-36 31-35 34-37C - 31-35 31-35 31-35

Grişuri mari D 30-34 29-31 27-31 31-34C - 29-31 27-30 29-31

Grişuri mijlocii

D 32-34 31-34 30-35 32-35C - 30-33 29-32 30-34

Grişuri mici D 34-38 33-36 31-35 32-36C - 32-35 31-35 32-36

Făină grişată D 38-40 36-40 35-39 34-39C - 36-40 31-39 34-35

Făină normală

D 39-43 27-44 34-42 36-42C - 37-42 34-42 36-41

Tărâţă mare D 46-49 44-45 44-46 45-48C - 44-46 42-45 45-47

Tărâţă mică D 43-45 42-44 41-42 44-46C - 42-45 40-42 44-46

1.2.3. Coeficientul de frecare externă

Coeficientul de frecare externă reprezintă tangenta unghiului de frecare externă

f2 = tg φ0

Valoarea lui este influenţată de aceeaşi factori care influenţează valorile unghiului de frecare externă.

În tabelul 1.11 sunt prezentate valorile coeficientului de frecare pentru cereale, la umidităţi diferite, pe tablă din oţel galvanizată.

Tabel nr.1.11Valori ale coeficientului de frecare externă pentru cereale

(Danciu, I., 1997)Cereala

Grâuu,%

Secarău,%

Orzu,%

Ovăzu,%

Porumbu,%

Coeficientde frecare

f2

0,418 15,00 0,210 14,90 0,263 15,10 0,466 15,50 0,295 15,400,452 17,13 0,281 18,38 0,454 16,07 0,475 21,21 0,420 19,300,467 21,94 0,369 22,28 0,485 23,82 0,533 22,17 0,510 24,07

1.2.4. Porozitatea

Porozitatea este proprietatea cerealelor de a lăsa la aşezare, un anumit spaţiu intergranular. Ea se exprimă prin raportul dintre volumul spaţiului intergranular şi volumul total ocupat de cereale

, %,

21


unde:

V – este volumul total al masei de seminţe,v – volumul ocupat de substanta solidă a seminţelor.Porozitatea cerealelor de bază este prezentată în tabelul 1.12

Tabel nr.1.12Valori ale porozităţii pentru principalele cereale

(Danciu, I., 1997)Cereala Porozitatea Cereala Porozitatea

Grâu 35-45 Orz 45-55Porumb boabe 30-35 Ovăz 50-70Secară 35-45 Orez 50-65

Porozitatea cerealelor prezintă importanţă în lucrările de tratare şi conservare a cerealelor, cum ar fi aerarea activă şi uscarea lor.

Porozitatea cerealelor este influenţată de următorii factori:- forma şi mărimea boabelor de cereale,- starea suprafeţei exterioare a cerealelor,- conţinutul şi natura impurităţilor,- umiditatea cerealelor,- gradul de tasare.

Forma şi mărimea boabelor de cereale influenţează în cea mai mare măsură porozitatea acestora. Atunci când există o uniformitate dimensională a cerealelor, porozitatea lor este mai mare decât atunci când seminţele nu au o dimensiune uniformă. Boabele mici ocupă spaţiile rămase între cele mari, porozitatea fiind mai mică.

Cu cât suprafaţa seminţelor este mai lucioasă, cu atât porozitatea este mai mică. Cu cât rugozitatea suprafeţei exterioare este mai mare, cu atât spaţiul intergranular creşte, deci creşte porozitatea.

Umiditatea cerealelor influenţează porozitatea acestora prin modificare coeficientului de frecare internă. Creşterea umidităţii cerealelor are ca rezultat creşterea porozităţii acestora.

Un procent ridicat de impurităţi de dimensiuni mici, cum ar fi seminţele de buruieni sau spărturile de cereale, ocupă foarte bine spaţiile libere rămase între boabele de cereale, micşorând porozitatea acestora. Un procent ridicat de impurităţi de dimensiuni mari şi masa mică, cum ar fi fragmentele de spice sau paie, determină creşterea porozităţii cerealelor care le conţin.

Tasarea cerealelor conduce la scăderea porozităţii acestora. Astfel, cerealele depozitate în magazii plane, într-un strat subţire, au o porozitate mai mare decât aceleaşi cereale depozitate în celule înalte de siloz.

1.2.5. Parametrii dimensionali ai cerealelor

Cerealele sunt caracterizate în funcţie de tip, specie şi varietate de anumite dimensiuni. Unele cereale ca grâul, secara, orzul, ovăzul, porumbul, sunt caracterizate prin trei dimensiuni: lungime a, lăţime b şi grosime c. Altele, cum ar fi lintea, sunt caracterizate prin două dimensiuni: grosimea c şi diametru d. O serie de seminţe de cereale a căror formă se apropie foarte mult de cea sferică, sunt caracterizate printr-o singură dimensiune, diametru d ( figura 1.6)

22


Figura 1.6. Caracteristici dimensionale ale cerealelor

Cunoaşterea parametrilor dimensionali ai cerealelor prezintă o importanţă deosebită la curăţirea acestora de impurităţi, pe baza diferenţei de mărime dintre acestea şi cereale. În funcţie de parametrii dimensionali ai cerealei supusă curăţirii se aleg dimensiunile optime ale orificiilor suprafeţelor de separare. Variaţia unui parametru dimensional al unei cereale este relevantă prin curba granulometrică.

Curba granulometrică (figura 1.7) reprezintă variaţia frecvenţei procentuale a parametrului ales, între limita dimensională inferioară şi limita dimensională superioară. Pentru trasarea curbei granulometrice al unui parametru dimensional al unei cereale, se măsoară acest parametru la 300-500 de boabe.

Figura 1.7. Curba granulometrică pentru cereale

Aparatură.Pentru măsurare, în funcţie de precizia de măsurare, se pot folosi:

23


şublere, cu o precizie de 0,1 mm, micrometre, cu o precizie de 0.01 mm, ceasuri comparatoare, cu o precizie de 0,001 mm.

Calculul şi exprimarea rezultatelor:În urma măsurătorilor se obţine valoarea minimă x şi valoarea maximă X a

parametrului măsurat. Se alege un număr de clase de mărime k, în funcţie de valorile x şi X, 6-12 clase.

Intervalul de clasa λ se calculează cu relaţia:

Numărul total de boabe măsurate N va fi distribuit în fiecare clasă de mărime astfel:clasa I - n1 boabe cu dimensiuni între x şi x+ λclasa a II-a - n2 boabe cu dimensiuni între x+ λ şi x+ 2λclasa k - nk boabe cu dimensiuni între X- λ şi X

n1 + n2 + nk = N

Frecvenţa procentuală aparametrului fiecărei clase va fi:

Curba granulometrică se obţine unind mijloacele laturii superioare a dreptunghiurilor reprezentând frecvenţa procentuală a fiecarei clase.

Pentru evidentţierea diferenţelor de formă între diferite cereale se utilizează caracteristicile granulometrice:

indicele dimensiunii medii, pentru grâu şi secară

criteriul de sfericitate:

,

unde de este diametrul echivalent:

,

unde V este volumul bobului:

după Kazakov,

24


sau

, după Egorov.

aria suprafeţei bobului de grâu:

.

1.3. PROPRIETĂŢILE MECANICE ALE CEREALELOR

1.3.1. Rezistenţa la compresiune

Aparatura:Pentru a determina comportarea boabelor de cereale la compresiune au fost utilizate

o serie de instalaţii sau dispozitive. Una dintre cele mai simple este dispozitivul pentru determinarea rezistenţei boabelor, realizat de dr.ing. Moraru Constantin la Institutul Politehnic din Galaţi (figura 1.8). Dispozitivul este format dintr-un cadru metalic 1, fixat de suportul metalic al cântarului cu cadran 8.

Figura nr. 1.8. Dispozitivul I.P.G. (Danciu, I., 1997)1-cadru metalic, 2-cadru metalic mobil, 3-piuliţă, 4-şurub cu manivelă, 5-suport, 6-poanson, 7-platforma

cântarului, 8-cadran, 9-bob de cereală.

Pe acest cadru, un suport se fixează un cadru dreptunghiular mobil 2, care prezintă la partea inferioară un suport 5, în care se fixează un poanson 6, având o anumită formă şi unghiuri de ascuţire al vârfului.

Prin rotirea manivelei şurubului 4, care se influenţează în piuliţa 3, se realizează coborârea cadrului 2 şi comprimarea bobului 9, de către poansonul 6. Bobul se află pe platforma cântarului, care transmite valoarea forţei de comprimare, prin sistemul de pârghii, acului indicator al cadranului.

25


Cadranul are un ac indicator suplimentar, care este antrenat de către acul indicator al cântarului printr-un ştift, numai la deplasarea de la punctul zero în sus.

În momentul comprimării, pe cadran se citeşte valoarea forţei de comprimare a bobului pe durata deplasării cadrului mobil.

Forţa de comprimare creşte până la o anumită valoare, la care apare zdrobirea bobului, după care aceasta scade până la zero. Acul suplimentar rămâne în poziţia în care forţa de comprimare a atins valoarea maximă.

Prin utilizarea unor poansoane cu o anumită formă şi unghiuri de ascuţire ale vârfurilor se pot analiza comportamentele diferitelor tipuri de cereale la compresiune, stabilindu-se valoarea forţei de comprimare la care apare fisurarea boabelor.

O instalaţie mult mai perfecţionată este instalaţia pentru studiul comportării boabelor la comprimare, utilizată de Gronciarova ( figura 1.9)

Figura 1.9.Instalaţia Gonciarova pentru studiul deformaţiei boabelor la comprimare. 1-elemente de fixare a bobului, 2-bob de cereală, 3-calotă sferică elastică, 4-timbru tensorial, 5-şurub, 6-roată

dinţată, 7-opritor, 8-pinion, 9-roată melcată, 10-şurub melc, 11-transmisie cu lanţ, 12-electromotor

Instalaţia se compune dintr-un sistem de acţionare format din două reductoare şurub melc - roată melcată, legate printr-o transmisie cu lanţ, de un pinion 8 care pune în mişcare de rotaţie, cu o turaţie minimă, roata dinţată 6. Roata 6 este filetată central, iar prin zona filetată trece şurubul 5. Datorită opritorului 7, rotirea roţii 6 determină deplasarea pe verticală, către în sus a şurubului 5. În partea superioară a şurubului 5 se găseşte un suport care fixează o calotă elastică 3, care comprimă bobul 2. Calota elastică este legată de timbru tensorial 4, care apasă pe o suprafaţă plană. Apăsarea este direct proporţională cu deformarea bobului comprimat

În figura 1.10 este prezentată o curbă generalizată, caracteristică procesului de sfărâmare prin comprimare.

26


Figura 1.10. Curba procesului de sfărâmare prin comprimare

Curba se caracterizează prin trei zone: Zona I-a – zona deformaţiilor elastice, caracterizată de proporţionalitatea dintre

forţa de comprimare P şi deformaţia bobului K; Zona a-II-a – zona deformaţiilor plastice caracterizată de creşteri mari ale

deformaţiei bobului pentru creşteri mici ale forţei.Cele două zone reprezintă zona de presfărâmare.

Zona a-III-a – zona de sfărâmare, caracterizată de sfărâmarea bobului la atingerea unei anumite valori a forţei de comprimare.

1.3.2. Rezistenţa la forfecare

Aparatură:Pentru determinarea rezistenţei boabelor la forfecare s-a utilizat o instalaţie formată

dintr-un mecanism de forfecare şi unul de înregistrare a deformaţiei boabelor supuse forfecării ( figura 1.11).

Mecanismul de forfecare se compune dintr-un cadru fix şi unul mobil, dispunând fiecare de câte un dispozitiv în care se pot fixa poansoanele de forfecare cu anumite unghiuri de ascuţire.

Mecanismul de înregistrare permite trasarea unei curbe deformaţie-forţă de forfecare.

Determinările efectuate au permis stabilirea valorilor forţelor la care bobul este forfecat. S-a constatat o legătură strânsă între acestea şi umiditatea cerealelor.

27


Figura 1.11. Mecanismul de forfecare1-cadru fix, 2-cadru mobil, 3-dispozitiv de fixare, 4-poansoane, 5-bob, 6-recipiernt încărcat cu forţa de

forfecare.

1.3.3. Elasticitatea învelişurilor cerealelor

În procesele tehnologice de măcinare a cerealelor se realizează, pe lângă mărunţirea acestora pentru transformarea în făină, şi separarea concomitentă a învelişurilor. Această separare este posibilă datorită proprietăţilor mecanice diferite ale învelişurilor şi endospermului.

Având în vedere structura anatomică şi compoziţia chimică a celor două părţi componente pentru o anumită umiditate, învelişurile au o rezistenţă mecanică superioară endospermului. În procesul tehnologic de pregătire pentru măciniş, se caută ca prin condiţionare să se mărească rezistenţa învelişurilor. Acest decalaj de proprietăţi mecanice între endosperm şi învelişuri favorizează separarea acestor componente prin mărunţiri şi sortări repetate.

Cu cât învelişurile prezintă o elasticitate mai mare, cu atât ele vor rămâne în urma mărunţirii sub forma unor particule mai mari care se pot separa uşor prin cernere.

Aparatură şi mod de lucruPentru determinarea elasticităţii învelişurilor se poate utiliza dispozitivul cu disc

(figura 1.12). Dispozitivul, este format din discul gradat 1, fixat pe postamentul 8. Axul 4 se

prinde rigid în spatele discului, de indicatorul 3, prevăzut cu mânerul 2. De axul 4 se prinde, în partea din faţă a discului 1, clema 5 în care se fixează o fâşie de înveliş 6.

De partea inferioară a fâşiei de înveliş se fixează clema 7 cu indicator. Prin rotirea mânerului 2 la o anumită valoare a1, citită cu indicatorul 3 cu 1, axul 4 roteşte clema 5 cu acelaşi unghi.

28


Figura nr. 1.12. Dispozitivul cu disc.1-disc gradat, 2- mâner, 3-indicator, 4-ax, 5-clemă, 6-fâşie de înveliş, 7-clemă cu ac indicator, 8- postament.

Datorită elasticităţii fâşiei de înveliş deformată sub greutatea clemei 7, acul indicator al acesteia va determina un unghi corespunzător 2,. Cu cât elesticitatea fâşiei de înveliş este mai mare, cu atât va fi mai mică valoarea unghiului 2.

Modulul de elesticitate al unui corp, conform legii lui Hooke, este dat de relaţia:

, daN/mm2

în care: - efortul unitar; - deformaţia.

Învelişul boabelor de cereale, caracterizat printr-o structură fibroasă, nu respectă întocmai legea lui Hooke. În cazul lor, modulul de elasticitate este:

, daN/mm2

în care: - coeficient cu valoare supraunitară.

În urma măsurătorilor efectuate cu instalaţia prezentată, pentru o fâşie de înveliş se poate determina modulul de elasticitate pornind de la relaţia:

,

în care:G – greutatea clemei ac indicator; S – lungimea fâşiei de înveliş; E – modului de elesticitate; I – momentul de inerţie.

29


Dar valoarea efortului unitar la încovoiere se poate scrie în funcţie de unghiurile 1, 2, lăţimea şi lungimea fâşiei:

,

în care: b – lăţimea fâşiei de înveliş;

S – lungimea fâşiei de înveliş.Momentul de inerţie al fâşiei de înveliş, având grosimea h, se determină cu

expresia:

După înlocuiri, modulul de elasticitate al învelişurilor va fi:

, daN/mm2

Rigiditatea învelişurilor la încovoiere este produsul dintre modulul de elasticitate şi momentul de inerţie:

1.3.4. Gradul de aderenţă al învelişurilor la endosperm

În procesele tehnologice de prelucrare a cerealelor, aderenţa straturilor de învelişuri la endosperm are o importanţă deosebită în aprecierea calităţilor tehnologice ale acestora.

Mod de lucruPentru determinarea aderenţei învelişurilor la endosperm se pot utiliza

metode directe metode indirecte.

Metoda directăInstalaţia realizată de Nastagunin (figura 1.13) permite determinarea directă a

gradului de aderenţă între înveluşuri şi endosperm. Instalaţia se compune dintr-un cărucior 1, tractat cu o viteză de 20 mm/secundă

printr-un fir care se înfăşoară pe troliul 8. Troliul este pus în mişcare de rotaţie cu ajutorul unui motor şi a unui reductor şurub melc-roată melcată. De cărucior se fixează două bare 3,

30


între care se găseşte timbrul tensorial 2. O clemă 4, în care se prinde capătul unei fâşii de înveliş se găseşte la extremitatea barei 3.

Figura 1.13. Instalaţia Nastagunin.1 – cărucior, 2 – timbru tensorial, 3 – bară, 4 – clemă, 5 – bob, 6 – material de fixare, 7 – glisere, 8 –

troliu, 9 – transmisie cu lanţ, 10 – şurub melc. 11 – motor electric, 12 – cuplaj elastic, 13 – roată melcată, 14 – fir de tracţiune.

Bobul este fixat fie într-o masă plastică, fie în gheaţă. Înfăşurarea firului pe troliul 8 determină deplasarea căruciorului şi desprinderea învelişului de pe bob. Timbrul tensorial va fi solicitat direct proporţional cu mărimea aderenţei învelişului de endosperm.

Prin amplificarea curentului electric format în timbru şi trimiterea lui unui oscilograf, se poate trasa o curbă caracteristică.

Metodele indirecte Aceste metode pentru determinarea gradului de aderenţă între înveluşuri şi endosperm

folosesc diverse mori de laborator pentru mărunţirea cerealelor. Să supunem analizei două probe de grâu 1 şi 2. În urma mărunţirii şi sortării printr-o sită, se obţin câte două fracţiuni pentru fiecare probă, una de făină şi alta de tărâţă.

Aprecierea aderenţei se face determinând conţinuturile de substanţe minerale, amidon sau celuloză pentru fiecare fracţiune. Având în vedere compoziţia chimică a învelişurilor şi endospermului, atunci dacă

CT1 ≥ CT2 rezultă A1 ≤ A2

În care:CT1 – conţinutul mineral al tărâţei probei 1;CT2 – conţinutul mineral al tărâţei probei 2;A1 şi A2 – aderenţa înveliş-endosperm.

Sau dacă:

CF1 ≤ CF2 rezultă A1 ≤ A2

În care:CF1 şi CF2 – conţinuturile minerale ale făinurilor celor două probe,

AMT1 ≤ AMT2 rezultă A1 ≤ A2, unde:

31


AMT1 şi AMT2 - conţinuturile de amidon ale tărâţei celor două probe.Dacă analizăm conţinutul de celuloză al făinurilor sau tărâţei putem aprecia gradul

de aderenţă al învelişurilor la endosperm, astfel:

CIT1 ≤ CIT2 rezultă A1 ≤ A2

undeCIT1 şi CIT2 conţinuturile de celuloză ale tărâţei celor două probe.

1.3.5.Duritatea cerealelor

Pentru aprecierea rezistenţei cerealelor la mărunţire în ansamblu, atât datorită eforturilor de compresiune, cât şi de forfecare a părţilor lor anatomice, se foloseşte duritatea cerealelor. Ea se exprimă prin valoarea momentului rezistent mediu opus de cerealele supuse mărunţirii într-o moară de laborator.

Aparatură şi mod de lucruMăsurarea precum şi trasarea cubei de rezistenţă se realizează folosind un

electrodinamometru rotativ ( figura 1.14)

Figura 1.14. Electrodinamometrul rotativ.1 - roată melcată, 2 – buncăr, 3 – rotor dozator, 4 – conducte, 5 – pinion, 6 – stator, 7 –

recipient colector, 8 – rotor, 9 – roată dinţată, 10 – lagăr de susţinere, 11 – motoreductor sincron, 12 – pârghii, 13 – amortizor cu ulei, 14 – cuţit, 15 – peniţă, 16 – hârtie de

înregistrare, 17 – cadran indicator, 18 – electromotor.

Motoreductorul sincron 11, sprijinit pe lagărele 10, transmite mişcarea de rotaţie prin intermediul angrenajului dinţat 9-5 rotorului 8 al morii. Cerealele sunt reluate prin buncărul 2 şi dozate cu rotorul 3, alimentând moara. Statorul morii este fix.

32


Momentul rezistent opus de cerealele supuse mărunţirii între stator şi rotor se transmite motoreducrorului sincron 11, care se roteşte cu un unghi proporţional cu valoarea momentului rezistent.

Rotirea se transmite prin pârghiile 12 acului indicator şi peniţei 15 a sistemului de înregistrare. Şocurile care apar în mărunţire sunt amotizate de amortizorul cu piston şi ulei 13. În urma mărunţirii, peniţa 15 înregistrează pe hârtie o curbă caracteristică (figura 1.15).

Figura 1.15. Curba caracteristică pentru determinarea durităţii cerealelor

Curba se caracterizează printr-o valoare medie a momentului rezistent:

În care:MMX – momentul maxim de torsiune la mărunţire;Mm – momentul minim de torsiune la mărunţire.

Curba, trasată pentru mărunţirea unei probe de 100 g de cereale se caracterizează în afară de momentul rezistent M şi de momentul de mărunţire t, şi de consumul specific de energie W – proporţional cu suprafaţa înscrisă pe curbă.

Instalaţia permite efectuarea unor determinări pentru a compara duritatea diferitelor soiuri de cereale, la o anumită umiditate sau comparaţii ale momentului rezistent pentru acelaşi soi de cereale, la umidităţi diferite.

1.4. MODALITĂŢI DE PRELEVARE A PROBELOR

Pentru analiza cerealelor există anumite modalităţi de luare a probelor, standardizate în STAS 1068-69.

1.4.1. Terminologie

Partidă: cantitatea de seminţe din acelaşi produs, cu proprietăţi calitative presupuse asemănătoare (stabilite pe baza analizelor senzoriale făcute la probele elementare), care se găsesc depozitate în acelaşi spaţiu.

Lot: parte limitată dintr-o partidă cu proprietăţi calitative aproximativuniforme care serveşte la verificarea calităţii produsului.

33


Probă elementară: cantitate de seminţe, luată cu sonda sau scafa, o singură dată şi dintr-un singur loc.

Probă compusă (sinonim „probă globală): cantitate de seminţe constituită prin reunirea şi omogenizarea tuturor probelor elementare luate dintr-un lot sau partidă.

Probă de laborator: cantitate de seminţe dinproba compusă, obţinută prin reducerea acesteia şi destinată verificării calităţii.

Contraprobă (sinonim cu „probă martor”): probă de laborator care se păstrează în vederea unei eventuale contraanalize.

Probă de analiză: cantitate de seminţe obţinută prin reucerea probei de laborator destinată a servi ca atare sau după o anumită pregătire ( de ex. măcinare) la efectuarea uneia sau mai multor determinări.

1.4.2. Mărimea lotului şi a probelor

Mărimea lotului aflat în vrac sau în saci se limitează în funcţie de locul de unde se recoltează variind ăn funcţie de capacitatea de depozitare (în cazul hambarelor, depozitelor sau silozurilor) sau de capacitatea mijlocului de transport ( vase plutitoare, vagoane, autocamioane, etc).

Mărimea probelor se stabileşte astfel:- Proba elementară: cantitatea luată o singură dată cu sonda sau 200g

dacă se utilizează scafe; în cazul sondei electromecanice, proba elementară este egală cu conţinutul unei singure bare;

- Proba compusă: cantitatea egală cu cel puţin dublul mărimii probei de laborator;

- Proba de laborator pentru cereale este de min. 2 kg;- Proba de analiză: cantitatea stabilită prin standardele referitoare la

metodele de analiză.

1.4.3. Aparatură

Pentru luarea probelor elemntare şi formarea probelor de laborator se folosesc sonde şi instrumente de tipul celor prezentate în figurile de mai jos:

Cruce pentru formarea probei de laborator

34


Omogenizator – divizor conic

Omogenizator – divizor cu deschizături multiple

Sondă

35


Sondă electromecanică

Sondă cilindrică

36


Sondă conică

Sondă pentru saci

Sondă pentru produse în mişcare

1.4.5. Luarea probelor elementare din saci

Probele elementare se iau cu sonda cilindrică, pe diagonală, pe întreaga lungime a sacului. Dacă sacul nu pot fi dezlegaţi la gură, probele elemntare se iau cu sonda pentru

37


saci, străpungându-se sacul în două părţi diferite, sub un unghi de 45 faţă de axa longitudinală asacului. Sonda se introduce cu orificiul în jos, până atinge centrul sacului, apoi se roteşte cu 1800 aducându-se orificiul în sus şi se trage cu viteză descrescândă.

Numărul de saci din care se iau probele elementare este indicat în tabelul 1.13

Tabel nr.1.13Numărul de saci din care se iau probe elementare

( STAS 1068-759Numărul sacilor din lot Numărul sacilor din care se iau probe elentare

< 10 Din fiecare sacÎntre 11 şi 100 10 saci luaţi la întâmplare

> 100 Aproximativ rădăcina pătrată din numărul total de saci, respectând Anexa B

Anexa B

1.4.6. Luarea probelor din vrac

În general, pentru a obţine o probă reprezentativă se recomandă ca luarea probelor elementare din vrac să se facă din curentul de curgere al seminţelor, la intervale de timp

38


egale şi în funcţie de debit, astfel ca în final să se asigure cantitatea necesară pentru formarea probei compuse. În acest scop se utilizează fie sonda pentru produse în mişcare, fie o scafă astfel confecţionată încât să poată cuprinde întreg diametrul şuvoiului de curgere.

Dacă seminţele se află în camioane şi vagoane, probele elemntare se iau cu sonda cilindrică sau cu sonda conică, din mai multe puncte de sondare, al căror distribuţie sunt în funcţie de capacitatea vehiculului, după cum se arată în figura 1.22.

Figura 1.22. Distribuţia punctelor de sondare în funcţie de capacitatea autovehiculului

Din celulele de siloz, probele se iau cu sonda electromecanică introdusă perpendicular spre fund. La celulele de mare capacitate, prevăzute cu 2-3 guri de vizitare, sondarea se face prin toate aceste guri.

1.4.7. Formarea probei compuse şi a probei de laborator

Formarea probei compuseProbele elementare se examinează pe măsura luării lor, pentru a verifica dacă lotul

supus sondării este omogen şi prezintă însuşiri de calitate aproximativ uniforme.Dacă la examinarea probelor elementare se constată neuniformitatea lor, lotul supus

verificării se împarte în două sau mai multe loturi şi se iau din fiecare probe elementare conform standardului în vigoare.

Dacă lotul este uniform, probele elementare se reunesc şi apoi se omogenizează, formând proba compusă.

Omogenizarea se face prin metoda sferturilor (fără a se îndepărta ceva din cantitatea de seminţe) sau cu ajutorul unui omogenizator – divizor.

Formarea probei pentru determinarea umidităţii

39


Această probă se formează înaintea probei de laborator luând la întâmplare, cu scafa, din cel puţin 10 puncte ale probei compuse, cantităţi aproximativ egale de seminţe, până la obţinerea unei cantităţi de aproximativ 1000g.

Formarea probei de laboratorDin boabele rămase după luarea probei pentru determinarea umidităţii se formează una

sau mai multe probe de laborator în paralel, după necesitate, reducând succesiv proba compusă cu ajutorul omogenizatorului divizor sau prin metoda sferturilor.

Metoda sferturilor presupune întinderea probei compuse pe o suprafaţă plană, într-un strat uniform de formă pătrată. Cu ajutorul unei rigle (sau două rigle în cruce) se împarte pătratul prin două diagonale ăn patru triunghiuri. Se îndepărtează boabele din două triunghiuri opuse, iar celelalte două se amestecă bine şi se întind din nou în formă de pătrat, procedându-se în continuare în acelaşi fel până când cantitatea de boabe rămasă este egală cu masa probei de laborator.

40

Indrumar Laborator - Morarit

Documents

Transcript of Indrumar Laborator - Morarit