UIVERSITATEA DIN BACĂUFACULTATEA DE INGINERIE

SECŢIA INGINERIA PRODUSELOR ALIMENTARE

PROIECT LA DISCIPLINA “TEHNOLOGII ŞI UTILAJE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ ”

1

TEMA PROIECTULUI:

Să se proiecteze o secţie de fabricaţie specifică industriei fermentative

ŢUICĂ

2

CUPRINS

1.COMPOZIŢIE PROPRIE…….......................................................... Pg.4

2.PRUNELE MATERIE PRIMA…………………………………… Pg.5

3. CARACTERISTICELE PRODUSULUI FINIT………………… Pg.9

4. SCHEMATEHNOLOGICA………………………………………… Pg10

5. SCHEMA INSTALATIEI DE DISTILARE-RECTIFICARE…… Pg11

6.DESCRIEREA PROCESULUI TEHNOLOGIC…………………… Pg12

7. BILANTUL DE MASA…………………………………………….. Pg23

8.PROTECTIA MUNCI………………………………………………. Pg27

3

1.Compoziţie proprie

Ţuica este o băutură alcoolică obţinută prin distilarea fructelor fermentate, în general şi a prunelor, în special. Denumirea de ţuică este întâlnită numai în ţara noastră, deci este un produs autohton. Deşi este considerată băutură naţională, despre ţuică si rachiuri naturale s-a scris foarte puţin.

Disilarea, ca metodă de obţinere a alcoolului etilic este cunoscută încă din secolul al X-lea, totuşi rachiul de fructe a intrat mult mai târziu în istoria distilării. Prepararea rachiurilor de fructe si subproduse vinicole are o veche tradiţie în ţara noastră şi a constituit o activitate de bază pentru mulţi locuitori din diferite zone pomicole.

Se pare că pentru prima dată se fac menţiuni despre prepararea ţuicii pe teritoriul locuit de români în anul 1570 în localitatea Turţ din Satu-Mare.

Prunarii din zona dealurilor în ţara noastră şi-au câştigat existenţa parţial sau total din cultivarea prunului, al cărui produs principal era rachiul de prune.

În anul 1784 statul înfiinţase cârciumi ale fiscului în Transilvania fixând şi taxe în plus de 11/2 creiţari de vadră de vin şi de un creiţar pentru o cupă de rachiu.

Distilarea cunoaşte o mare dezvoltare în judeţul Putna. Dacă în anul 1870 existau 600 de velniţe, în anul 1882 numărul lor creşte la 1082, ca în anul 1887 să se ajungă la cifra de 1342 în special în zona viticolă şi de deal.

Producţia de ţuică(după Ionescu G.D., 1899)

Anul Cantitatea (hl)1862 587.0441863 366.4051864 346.2811865 908.9481866 694.6451882 169.9361896 193.4501897 93.167

Deşi numărul distilăriilor şi gradul lor de utilizare a scăzut după 1989, se remarcă în acelaşi timp, o intensificare a activităţii de producere a ţuicii şi rachiurilor naturale în gospodăriile populaţiei în cazane cu foc direct.

4

Înainte de decembrie 1989 în judeţul Satu-Mare erau 158 cazane cu foc direct sub patronajul Vinalcoolului şi 2 distilerii (Livada şi Turţ) care foloseau aburul ca agent termic. Dintre cazanele cu foc direct, 154 erau amplasate în satele şi comunele judeţului, iar 4 cazane erau instalate în cele 4 oaraşe ale judeţului (Satu-Mare, Carei, Negreşti-Oaş şi Tăşnad).

2. Prunele- materie prină la fabricarea ţuici

Denumire stiintifică-Prunus domestica

Prunul este una din cele mai importante specii de climat temperat care este cultivată pentru fructele sale, consumate atât in stare proaspată,cât şi industrializat sub diferite forme( compot, dulceată, gem, magiun, băuturi nealcoolice si alcoolice,dar şi fructe deshidratate). Prunul asigură producţii mari şi constante, o perioadă lungă de valorificare a fructelor (peste 90 zile), posibilităţi multiple de valorificare, inclusiv pentru export. Pe plan mondial ţări mari producătoare sunt: China, SUA,Turcia, Iugoslavia,România.În Europa sunt: Iugoslavia, România, Germania, Bulgaria, Franţa. Producţia mondială este de aproximativ 9 milioane tone,din care 5 milioane în Asia, Europa-2.600.000t, America de Nord-600.000t. În Europa cantităţile produse sunt: Iugoslavia-450.000t, România-430.000t, Germania-380.000t, Franţa-260.000t. La noi in ţara pondere mare au:Arges-60.000t,Vâlcea, Bihor, Dâmboviţa, Arad, Sălaj,Iaşi. Prunele fac parte din grupa speciilor drupacee.La acestea se iau în considerare mărimea, forma, pedunculul, cavitatea pedunculară, punctul stilar, pieliţa (pruina, perozitatea), si punctele de sub pieliţa. Dintre aceste caractere, mai stabile sunt perozitatea pieliţei, aderenţa sâmburelui la pulpă, sâmburele si gustul miezului din sâmbure. Celelalte caractere oscilează foarte mult deoarece sunt influenţate de starea pomului,de mărimea producţiei, precum şi de influenţa factorilor de mediu.

Mărimea fructelor la prune: foarte mici:până la 25 mm; mici:26-30 mm; mijlocii:31-40 mm; mari:41-50 mm; foarte mari:peste 50 mm;

5

Proprietatile fizico-chimice ale prunelor

La prune se apreciază mărimea fructelor, detaşarea usoară a fructului de pe sâmbure, fermitatea pulpei, conţinutul în zahăr şi aciditate, gustul fructelor.

Valoarea alimentară a prunelor se datorează conţinutului în : substantă uscată:15,1-22,4%; zahăr total:7,1-16,3%; aciditate:0,5-1,7%; substanţe tanoide:0,05-0,25%; substanţe pectice:0,5-11,3%; substanţe minerale(0.2-0.65%, din care potasiul în proporţie de 170-300

mg/100g,Fe,Ca,P,Mg,Na,Mn) vitamine(C,A,D). Cantitatea de vitamina C este destul de redusă, fiind in medie de 4-7mg/100g produs proaspăt.

Pruna este un fruct care are puternice calitţi energizante. Acest lucru se datorează zaharurilor pe care le conţine în cantitate mare şi care potenţează capacitatea energetică a organismului, intervenind şi stimulând atât sistemul muscular cât şi pe cel nervos. Pentru aceia care depun eforturi fizice mari se recomandă mai ales folosirea fructelor uscate, adică sportivi, copii şi cei de vârsta a III-a, deoarece la prunele uscate valoarea energetică este mai mare de 5 ori faţă de cele proaspete. Prunele trebuie să intre în regimul alimentar hiposodat al unor boli cum sunt guta şi nefritele, în care ureea este crescută.Prunul este un pom fructifer cu multe varietăţi; fructele se folosesc în mod deosebit ca aliment şi sub formă de băuturi ( oţet, ţuică, cidru, rachiu etc.). Rachiul de prune este mult mai folosit în medicina populară la prepararea “plămădelilor”, pentru frecţii şi în bolile splinei şi pentru eliminarea limbricilor.. În afara calităţilor energizante, pruna mai este şi puternic vitaminizantă, de aceea este indicată în cazuri de viroză, boli cronice etc. În prune se găsesc vitaminele B1, B2, C, A, mulţi hidraţi de carbon (zaharuri, precum glucoza şi levuloza), acizi organici şi săruri minerale (de calciu, de fier, de potasiu în cantitate mare, de magneziu, mangan şi sodiu). Din cauza acestei compoziţii complexe, prunele constituie un bun stimulent nervos în afecţiunile respective. Prunele sunt indicate în constipaţii, fie ca atare, crude sau preparate în compoturi. Pruna este un fruct cu acţiune dezintoxicantă şi decongestivă hepatic

6

şi se foloseşte ca adjuvant n regimurile alimentare în cazul afecţiunilor hepatice. Cantitatea mare de săruri de potasiu pe care le conţine fructul fac din el un bun diuretic (mai ales în fenomenele de reumatism – gută, precum şi in cazurile de hipertensiune arterială - ca diuretic). Prunele se mai folosesc în cazul anemiilor, unde prezenţa de săruri de fier şi a vitaminei C conduc la îmbogăţirea hemoglobinei din sânge. De asemenea, trebuie remarcat faptul că prezenţa sărurilor de mangan, care intră în componenţa sistemelor enzimatice, intervine activ în desfăşurarea unor metabolisme importante, favorizând desfăşurarea funcţiilor hepatice şi renale. Sărurile de mangan intervin activ în metabolismul calciului şi al fierului în prezenţa unor vitamine; sărurile de magneziu constituie un tonic general şi un factor de drenor hepatic. Prunele au valoare calorică mare.

Tipuri de prun

1. prunii în formă de evantai -ating inălţimi de 2m cu diametrul de 3m. Deşi sunt cei mai scunzi dintre soiuri, sunt o alegere perfectă când trebuie plantaţi lânga un zid; au nevoie de spaliere pentru sprijin.

2. prunii în formă de piramidă -nu au nevoie de spalier si ating în jur de 2.5m în înălţime şi 1.6m în diametru, ceea ce-i face perfecţi pentru o grădină mică. Ramurile cresc in toate direcţiile,de pe un trunchi drept,central.

3. prunii cu coloana in formă de tufă -nu au nevoie de spalier;sunt cu mult mai înalţi,ajungând până la 4m înălţime.Ramurile şi foliajul se dezvoltă de la 1m de la nivelul pământului,ceea ce uşurează îngrijirea,tăierea şi recoltarea majorităţii fructelor.Dezavantajul este că unele fructe vor fi mult prea sus pentru a fi culese cu o scara.

4. prunii standard-mijlocii -ating în jur de 6m înălţime şi nu au nevoie de spaliere. Fac parte din categoria de pomi fructiferi de dimensiuni mari. Produc multe fructe anual.

5. prunii standard -ating în jur de 8m la maturitate,deci nu pot fi plantaţi decât în grădini foarte mari.

7

Soiuri de prune

1. văratice- precum Tuleu Gras-care are fructe de formă ovală cu pieliţa subţire, de culoare violet-închis sau neagră, pulpa de culoare verde-gălbuie, cu gust dulce-acrisor.

2. de toamnă - Vinetele Românesti sau Brumării-sunt cele mai valoroase; au forma oval-alungită, pieliţa de culoare vânătă-închis spre neagră, subţire şi foarte elastică; la suprafată au un strat de brumă albăstruie. Pulpa este de culoare galben-verzuie la început, apoi rosiatică ,cu gust dulce, aromă placută; este neaderentă la sâmburi.

-D’Agen-au formă oval-alungită, fructele sunt de mărime mijlocie, pieliţa rosiatică-violacee. Pulpa este neaderentă la sâmbure, suculentă, cu gust dulce.

-Grasele Domnesti - au fructe globuloase, suculente,pulpă aderentă la sâmbure. Se utilizează ca fructe de masă(descriere a prunelor după Beceanu şi Potec)

Depozitarea prunelor Prunele se depozitează în ambalaje, procedeu folosit pentru mărirea perioadei de păstrare, în palete-lăzi, numite în termeni tehnici şi box palete, cu o capacitate medie de 300-400kg, ce permit încărcături maxime de 1,5-2t/m². Produsele ocupă volumul interior până la înălţimea utilă(590cm), iar suprafaţa de aerisire totală este de 13,6%. Prin suprapunere, pe 8-9 nivele, până la 5,9-6,6m, se lasă un spaţiu de protecţie între produs şi fundul paletei lăzii de deasupra de 5-10cm. Când starea tehnică a box-paleţilor nu permite, stivuirea se face la o înălţime mai mică (4-6 nivele). Introducerea şi scoaterea se execută în aceeaşi ordine (”primul intrat- primul iesit”), iar aranjarea stivelor se face lăsând spaţii de 5-10cm între coloane şi cel puţin 20-30cm la peretele celulei. Uneori se practică şi culoare de control de 50cm, pentru a putea observa mai bine evoluţia produsului.

Se mai foloseşte şi depozitarea paletizată în lăzi, dar cantităţile păstrate sunt mai modeste-1,2-1,5t/m2. În prima fază se constituie unităţile de încărcătură paletizată. În faza următoare paletele cu lăzi se introduc in celule, unde se suprapun pe maximum 4 nivele până la înălţimea de 5,6m. Pentru lădiţe platou, mai fragile, se folosesc palete cu montanţi.

8

Se mai practică şi depozitarea nepaletizată în lăzi, care se poate face după mai multe sisteme de aranjare:

-sistemul de aranjare lax-constă în stivuirea prin suprapunere în cruce a ambalajelor. Peste un strat de lăzi amplasate în rânduri continue, distanţate la ½ din lungimea unei lăzi, se asează stratul următor in mod similar, dar perpendicular pe primul. Înaltimea maximă de suprapunere este de 2,5m. Circulaţia aerului şi uniformitatea factorilor de păstrare este asigurată la un nivel superior, dar încărcătura la unitatea de suprafaţă se reduce.

-sistemul compact-este o simplă suprapunere pe orizontală şi verticală, fără spaţii. Încărcătura realizată este maximă, dar circulaţia aerului şi uniformitatea factorilor de păstrare nu se face corespunzator. De aceea stivele de ambalaje compacte sunt de dimensiuni mici, amplasate pe gratare, pentru ca spaţiile de circulaţie a aerului să fie suficiente.

3.Caracteristicele produsului finit

Ţuica este băutura spirtoasă obţinută prin fermentaţie alcoolică şi distilarea prunelor (diverse soiuri) întregi sau zdrobite ,ori a sucului de prune, în prezenţa sau în lipsa sâmburilor. Distilarea se face la o concentraţie alcoolică de maxim 86%volum. Conţinutul în substanţe volatile este de minim 200g/hl alcool 100%volume, în alcool metilic este de 1000g, iar în acid cianhidric de 10g/hl alcool 100%volume. În funcţie de zona în care s-au produs prunele, de soi, de tehnologia aplicată, de durata de învechire şi concentraţia alcoolică, denumirea produsului „ţuică” poate fi acompaniată de diverse denumiri prin care se diferenţiază calităţile produsului. În anumite zone geografice se mai numeşte „horincă”,”turţ”.

Ţuica poate avea 3 grade:

1. foarte puternică-ţuica a-I-a- este distilată de 2 ori, se mai numeşte şi pălincă şi are între 45-58% tărie alcoolică. Pălinca maramureşeană ajunge şi la 78% tărie alcoolică.de aceea mai este numită şi „pălincă de focuri”.

2. ţuica de-a-II-a-normală, cu 30-40% tărie alcoolică;

9

3. ţuica de-a-III-a-apa de ţuică, cu 15% tărie alcoolică;

4.Schema tehnologică de fabricare a ţuici

10

Separare samburi

Borhot

Fermentare

Distilare

Redistilare

Depozitare si conditionare

Frunti si cozi

Redistilare

Spalare

Zdrobire

Invechire

Imbuteliere Recipiente

prune

Livrare

5.Schema instalaţiei de distilare-rectificare pentru obţinerea rachiurilor naturale

1-pompa centrifugă alimentare ţuică; 2-rezervor tampon;

3-preîncălzitor;4,15-debitmetru;5-coloană de distilare;6-condensator coloană de distilare;

11

7,12,19-robinet reglare;8,13,20-robinet;9-coloană de distilare-rectificare;10-răcitor distilat;11-condensator vapori coloană de redistilare-purificare;14-rezervor tampon;16-pompă centrifugă pentru lichid din coloana de demetilare;17-coloană de demetilare;18-condensator vapori din coloana de demetilare;21-rezervor distilat;22-rezervor alcool metilic;23-distribuitor abur;24-distribuitor apă rece;25-sifon;26-serpentină încălzire coloană de demetilare.

6.Descrierea procesului tehnologic

Recepţia permite dirijarea selectivă a materiei prime, in vederea fermentării pe loturi (specii sau calităţi diferite). În ţara noastră, prunele constituie materia primă care se prelucrează tradiţional prin distilare. Fructele sănătoase, coapte, bogate în zaharuri, se fermentează separat de cele murdare, amestecate cu impuritai, crăpate, verzi, atacate de boli sau dăunatori, mucegăite sau oţetite.

Spălarea se face cu scopul de a înlătura praful, impurităţile şi a celei mai mari părţi din microorganismele dăunătoare care dau fermentaţii nedorite. Spălarea mecanică reduce reziduurile de pesticide, diminuează incărcătura microbiană de cca.6 ori şi echivalează cu un tratament termic de 2-5 minute la 100ºC.Fazele spălării mecanice sunt următoarele: inmuiere preliminară, agitare şi spălare propriu-zisă, clătire pentru eliminarea ultimelor impurităţi. Utilaje de spălare folosite:

-maşina de spălat cu cuvă;-maşina cu două cuve;-maşina cu tobă perforată;

În figură este prezentată maşina cu o cuvă,la care pentru a asigura un debit constant de spălare se menţine nivelul constant prin preaplinul de pe peretele lateral al cuvei, acesta terminându-se cu o conductă care dirijează apa

12

cu impurităţi în canal.La baza cuvei se găseşte un racord pentru indepărtarea apei murdare cu nămol, care eventual se depune pe fundul cuvei.

Zdrobirea permite uşurarea operaţiilor ulterioare.Poate fi totală(la fructe moi) sau parţială (fără a sparge sâmburii). Există zdrobitoare cu dinţi, cu valţuri, zdrobitoare desciorchinătoare. Strecurarea permite eliminarea cojilor, seminţelor, sâmburilor şi a altor resturi din masa zdrobită, pentru a obţine un produs omogen. Se execută în pasatrice şi/sau rafinatrice,in 2-3 etape. Pasatricea are un cilindru perforat, cu palete interioare rotative. Produsul din interiorul cilindrului este centrifugat, iar sucul/pulpa sunt separate prin orificiile sitei. Paletele elicoidale permit o strecurare completă şi elimină deşeurile in afara cilindrului. Daca funcţionează in mai multe trepte, există: -pasatrice-d=1,5; -rafinatrice-d=0,7-0,8; -ultrarafinatrice-d=0,4-0,5; Strecurarea se face la cald (50-60ºC) iar timpul de strecurare depinde de tipul pasatricei (lungimea şi diametrul sitelor, diametrul orificiilor, turaţia paletelor, spaţiul palete-ax).

13

Separarea sâmburilor

Procesul tehnologic de industrializare a prunelor trebuie să aibă in componenţa sa şi această operaţie.Extragerea sâmburilor din fructe se realizează in cadrul liniilor tehnologice mecanizate cu maşini specializate. Principiul de funcţionare al maşinilor pentru indepărtarea sâmburilor se bazează pe mai multe procedee:

-scoaterea sâmburilor prin presare sub acţiunea unor elemente mecanice;-tăierea in 2 bucaţi a fructului, urmată de indepărtarea sâmburelui din cele

2 jumătăţi;-tăierea fructelor până la sâmbure şi indepărtarea acestuia intreg;

Metoda cea mai utilizată este scoaterea sâmburilor intregi din fructe, sub actiunea unor elemente mecanice care au forma unor poansoane.Maşinile pentru scos sâmburi folosesc pentru transportul fructelor tamburi cu alveole, plăci cu alveole sau benzi cu alveole.

14

Extragerea directă a sucurilor/musturilor fermentabile prin zdrobirea fructelor şi separarea sâmburilor,continuând cu extragerea prin presare sau difuzie,oferă o materie primă concentrată in zaharuri,uşor de fermentat şi de depozitat, care ocupă un spaţiu mai mic şi realizează prin distilare produse incomparabil mai bune.Spaţiile de fermentare industriale sunt bazine de beton cu dimensiunile celulelor de 4×2×2,4m.Îngropate in teren cel puţin pe jumătate,sunt izolate la interior,hidrofug şi antiacid, fiind prevăzute cu capace de acces.Celulele bazinelor se repară,se intreţin şi se igienizează anual, prin spălare şi dezinfectare.Pentru fructe de calitate deosebită ,sau din specii valoroase, fermentarea se poate face in căzi de brad cu capacitate de cel puţin 2500-3000kg amplasate sub copertine.Acestea se confecţionează specfic, se curăţă şi se dezinfectează.

15

Fermentarea trebuie dirijată,pentru a dura cât mai puţin şi pentru a transforma cât mai complet glucidele.Se lasă un gol(de fermentare) de cca.20% la partea superioară. Umplerea trebuie să se facă într-un timp relativ scurt(1-2 zile). Nu se admite fermentarea prin adăugare,la bazinele parţial umplute. Verificarea pH-ului şi eventual corectarea sa previne fermentaţiile bacteriene (lactică, acetică) şi favorizează hidroliza unor glucide complexe.Însămânţarea cu maia de drojdie(5-10%) măreşte randamentul în alcool la fermentare. Degajarea intensă de CO2 poate provoca ridicarea şi formarea unui strat superficial(căciulă, plută), unde este favorizată otetirea.Fenomenul se combate prin amestecarea căciulii ,dimineata sau seara, prin acoperirea marcului în fermentare cu polietilena, închiderea cât mai etanşă şi printr-o igienă perfectă.Realizarea unei temperaturi de fermentare moderate(24-28oC,mai mică de 30ºC), asigură un randament normal şi permite obţinerea unui marc fermentat stabil, fără componentele dăunătoare.Dirijarea temperaturii se realizează in ambele sensuri.În toamnele prea călduroase ,bazinele se stropesc cu apă rece.Cu

16

cât un marc este mai dulce,temperatura iniţială de fermentare va fi mai redusă(la 10% zahăr,20ºC).În perioadele friguroase ,când fermentaţia nu demarează,ea trebuie amorsată termic,printr-o serpentină conectată la instalaţia de abur. Fermentarea durează 10-14 zile la vase mici şi până la 18 zile la bazine. Durata este mult mai redusă la marcurile fără sâmburi şi alte impurităti, iar la musturile de fructe se finalizează într-o săptămână.La unităţile mari, se recomandă verificarea refractometrică sau chimică a fermentării complete. Prin fermentarea în condiţii bune, 100kg zaharuri produc în practică cca.56l alcool pur(Tanner H.,Brunner H.R.).Stanciulescu Gh.(1975),respectiv Potec I.(1976) mentionează randamente mai mici.(După Beceanu-„Legume,fructe şi flori”)

Distilarea alcoolului (distillatio=căzut picătură cu picătură,lb.latină) este o operaţiune de separare a acestuia, prin evaporare din soluiile hidroalcoolice, urmată de condensare.La presiune normală, alcoolul etilic pur începe să fiarbă la temperatura de 78,3ºC.Distilarea este azeotropă,vaporii de apă distilând în amestec cu cei de alcool,dar decalajul între punctele de fiebere determină iniţial concentraţia preponderentă a fracţiunii uşoare(de fructe), care este alcoolul. Procesul de vaporizare, în care compoziţia vaporilor şi a lichidului rezidual se schimbă în cursul operaţiei,este o distilare(vaporizare) discontinuă(diferentială).Dacă intre totalitatea vaporilor formaţi şi lichidul rezidual există un echilibru, procesul desfăşurându-se continuu, iar vaporii şi lichidul sunt indepărtaţi de asemenea în mod continuu,procesul este o vaporizare continuă. Instalaţiile de distilare folosite pentru fabricarea rachiurilor sunt de diferite tipuri constructive:

-instalaţie de distilare cu funcţionare discontinuă de tipul:alambic simplu cu condensator,alambic cu capac deflegmator şi taler de deflegmare,alambic basculant cu deflegmator sferic şi condensator;

-instalaţie de distilare cu funcţionare discontinuă de tipul:cu 2 blaze,cu 3 blaze şi instalaţie de mare randament cu 2 blaze;

-instalaţie de distilare cu funcţionare continuă cu o coloană de rectificare. Instalaţiile de distilare cu funcţionare discontinuă sunt utilizate din ce în ce mai rar datorită dezavantajelor pe care le prezintă,şi anume:productivitate scăzută,durată mare pentru operaţia de distilare,consum mare de căldură. Instalaţiile de distilare cu 2 blaze pot fi utilizate pentru obţinerea rachiurilor naturale prin distilarea borhoturilor de fructe.Sunt instalaţii cu funcţionare discontinuă,insă prin utilizarea a 2 blaze de distilare ,montate in tandem, se asigură colectarea continuă a distilatului. Instalaţia este compusă din 2 blaze de distilare, deflegmatorul, condensatorul, felinarul de control pentru urmărirea concentraţiei alcoolice şi aparatul de control volumetric.În blaze se realizează distilarea, insă, spre deosebire de instalaţiile de distilare simple, in acestea se introduce şi refluxul obţinut prin condensarea parţială in deflegmator.Deflegmatorul este de tip mixt,

17

multitubular la partea superioară şi prevăzut cu cel puţin un taler la partea inferioară.Aceste talere contribuie la imbogăţirea in component volatil a vaporilor, precum şi la schimbul de substanţa şi căldură. Răcitorul instalaţiei este un schimbător de căldură multitubular vertical. Pentru funcţionare se incarcă mai intâi blaza cu materie primă la 60-65% din capacitatea ei şi se alimentează cu abur barbotorul acesteia.Vaporii alcoolici care se dagajă se adună in domul balzei, de unde sunt dirijaţi către deflegmator. Vaporii necondensaţi in deflegmator trec in condensator unde are loc condensarea şi răcirea distilatului.Distilatul este evacuat prin felinarul de control unde se urmăreşte concentraţia.În funcţie de concentraţia alcoolică a întregii cantităţi de distilat se determină concentraţia alcoolică minimă pe care trebuie să o aibă distilatul in felinarul de control.Astfel, pentru rachiurile naturale cu o concentraţie de 30-35% volume alcool, distilatul din felinarul de control nu va cobori sub 25% concentraţie. În momentul în care această concentraţie este indicată la felinarul de control se opreşte accesul aburului in barbotorul blazei. În timp ce se goleşte şi se incarcă prima blază, operaţia de distilare continuă cu cea de-a 2-a blază.În această formă se asigură o funcţionare discontinuă din punct de vedere al alimentării şi o funcţionare continuă la obţinerea distilatului. Se remarcă că produsul obţinut ,distilatul,are o concentraţie variabilă in timp şi este indicat să se colecteze pe fracţiuni.De ex.,la distilarea borhotului de prune pt.obţinerea ţuicii superioare, frunţile reprezintă 5-6% din distilat,fracţiunea de mijloc are o concentraţie de 35-40% ,iar de la 26-30% concentraţie alcoolică a distilatului se separă cozile.Operaţia de distilare durează cca.75 minute.Agentul de răcire este apa care intră in condensator la partea inferioară,având o temperatură de 10-15ºC şi asigură condensarea totală a vaporilor alcoolici şi răcirea condensatului la o temperatură de aprox.15ºC.Practic,in procesul de producţie jumătatea inferioară a condensatorului trebuie să fie complet rece.La evacuare, la partea superioară a condensatorului,apa are o temperatură de 40ºC.O parte este dirijată către deflegmator, iar restul este colectată intr-un rezervor pentru a fi utilizată la alimentarea cazanului de abur.Temperatura apei la evacuarea din deflegmator trebuie sa fie de cca.70ºC.Aceasta se obţine prin reglarea corespunzatoare a debitului apei calde.În cazul in care temperatura apei evacuate din deflegmator este sub 70ºC se produce o deflegmare foarte intensă,obţinându-se o cantitate mare de reflux sau chiar o condensare aproape totală a vaporilor, ceea ce determină o perturbare a procesului şi o micşorare a randamentului.Apa fierbinte evacuată din deflegmator este folosită ca şi cea caldă de la condensator la alimentarea cazanului de abur. (Dupa Ţenu I.-„Tehnologii,procedee şi instalaţii pentru industrializarea produselor vegetale” ,Ed.Bolta Rece,IASI,199) Instalaţia de distilare continuă este destinată fabricării rachiurilor din borhotul de fructe(in special prune fermentate).Poate funcţiona independent sau impreună cu instalaţia de rectificare, când formează o instalaţie pentru distilarea

18

continuă a rachiurilor naturale.Produsul rezultat este rachiul de prune,având tăria de 25-35% care,in mod normal, trebuie trecut prin instalaţia de rectificare-demetilare pentru a obţine rachiul pentru comsum.

Instalaţia este compusă din mai multe aparate:coloana de distilare alcatuită din 18 compartimente de tipul cu talere şi clopote ,fiind prevazută şi cu un sistem de curaţire.Acest sistem este format dintr-un motor cu reductor , fixat la partea superioară a coloanei, care antrenează arborele pe care sunt prinse periuţe sau lopăţele de curăţire.Pentru a permite curăţirea in intregime a talerelor, acestea sunt racordate intre ele cu conducte de legatură prin exteriorul coloanei.La partea inferioară a coloanei este blaza in care se introduce aburul şi din care este evacuată continuu materia primă epuizată in alcool.Ca anexă la coloană există un deflegmator cu filtru, format din deflegmatorul propriu-zis tubular şi dintr-un filtru de oţel inoxidabil.Filtrul are rolul de a curăţa vaporii alcoolici de eventualele impurităţi ce pot fi antrenate de aceştia la ieşirea din coloană.Vaporii alcoolici trec din filtru in grupul de condensatoare.Alimentarea cu materie primă se face pe la partea superioară a coloanei cu ajutorul unei pompe.Borhotul de prune fără sâmburi este pompat la partea superioară a coloanei, de unde apoi coboară,in timp ce vborhot de prune, cu tăria de 25-30% volume alcool,pe care le concentrează, le rectifică şi demetilează,obţinându-se ca produs finit coniac sau rachiu cu tăria de 65-70% volume alcool.Instalaţia are funcţionare continuă,lucrând la presiune atmosferică.Instalaţia este formată din:preîncălzitor,coloană de distilare,coloană de redistilare-purificare,coloană de demetilare şi condensatoarele verticale. Coloanele de distilare, redistilare-purificare şi demetilare sunt de tipul cu talere şi formate dintr-o serie de tronsoane a căror îmbinare se realizează prin sudură. Alimentarea cu agent termic o coloanelor se face de la un distribuitor de abur.La coloanele de distilat şi redistilat alimentarea se face direct prin barbotare, iar la coloana de demetilare-indirect, prin intermediul serpentinei de incălzire situate la baza coloanei.Condensatoarele instalaţiei şi preîncălzitorul sunt de tip schimbătoare de caldură multitubulare, verticale. Preîncălzitorul foloseşte ca agent de încălzire lichidul epuizat în alcool de la coloana de distilare, fiind introdus in preîncălzitor prin intermediul unui sifon. Instalaţia mai este dotată cu o serie de aparate auxiliare: debitmetre, aparate de măsurare şi înregistrare a concentraţiilor alcoolice, termometre. Materia primă este introdusă cu o pompă in rezervorul tampon, de unde apoi ajunge in preîncălzitor şi de aici trece prin debitmetru ,alimentând coloana de distilare.Vaporii alcoolici obţinuti in urma distilării se ridică la vârful coloanei, condensează in condensator,apoi o parte se reîntoarce în coloană sub formă de reflux extern, iar o altă parte trece şi alimentează coloana de redistilare-purificare la vârful ei. Refluxul intern al coloanei de distilare se elimină prin sifon şi alimentează preîncălzitorul. Vaporii alcoolici obţinuti în coloana de redistilare-purificare ies pe la vârful coloanei şi se condensează in condensator, de unde o parte se reîntoarce in coloană ca reflux extern şi din

19

acesta, prin intermediul unui robinet, o cantitate mică poate trece direct in rezervorul cu alcool metilic şi o altă parte trecând prin debitmetru, alimentează coloana de demetilare pe un taler corespunzător concentraţiei lichidului de alimentare. Distilatul obţinut in coloană, de pe talerul corespunzător concentraţiei de 65-70% , este trecut prin răcitor şi apoi trimis la rezervorul de depozitare. Refluxul intern al coloanei de demetilare, prin intermediul unei pompe, este introdus în rezervorul tampon şi de aici va alimenta coloana de redistilare pe un taler inferior celui pe care se aduce refluxul extern de la condensator.

Deflegmarea constituie o fază de purificare preliminară ,prin care amestecul de vapori veniţi direct de la blază este condensat parţial, la o temperatură intermediară. Condensează fracţiunile mai grele(flegma), în care apa şi o serie de compuşi cu miros/gust neplăcut ocupă un loc important. Ele se întorc in blază, iar componentele utile pe care le mai conţin sunt antrenate din nou. Fracţiunea volatilă, deflegmată, devine mai bogată in alcool etilic şi totodată epurată parţial de o serie de componente dăunatoare.

Rectificarea(redistilarea) este necesară pentru îndepărtarea substanţelor nedorite( toxice, cu gust şi miros neplăcut), în vederea obţinerii unui distilat pur , de tărie alcoolică superioară , care ocupă un spaţiu de depozitare mai restrâns. Rectificarea se realizează discontinuu ca o distilare fracţionată, iar continuu in instalaţii cu mai multe coloane.Materia primă o constituie distilatul realizat, dintr-un marc de 5% alcool etilic rezultă un distilat iniţial de numai 35-36% volume.

-Rectificarea discontinuă-constă in încălzirea treptată a distilatului primar , proces care determină fierberea succesivă a componentelor, în ordinea volatilităţii lor.Solubilitatea in alcool şi masa moleculară influenţează acest proces.Trebuie facută precizarea că in amestecurile lichide complexe cu componenţi miscibili in orice proporţie,azeotropia micşoreaza punctul de fierbere.La inceput distilă frunţile ,care au o pondere de cca.10%,din care doar primele 1-2% au gust rău.Ele au o tărie alcoolică mare şi conţin aldehide, esteri volatili, dar şi unii alcooli superiori, eventual acid sulfuros. Urmează inima(mijlocul) ,in care predomină alcoolul etilic.In final distilă cozile,de tărie alcoolică scazută, dar de aciditate marită, compuse din alcooli, acizi organici, furfurol. Prin repetare,rectificarea discontinuă permite obţinerea de distilate de mare puritate.Aparatele, regimul şi viteza de distilare determină formarea de compuşi( esteri, acetali, aldehide, furfurol), in funcţie de oxigenare, temperatura, sau cationii prezenţi.

20

-Rectificarea continuă-se execută in coloana a doua de rectificare a instalaţiilor cu mai multe coloane.La instalaţia ICOR-500 coloana de rectificare este alimentată continuu la partea superioară cu distilat de 25-30% volume, care coboară din taler in taler, in contracurent cu aburul.Coloana rectifică zilnic 300-500hl, producând 48-54 hl distilat de 65-70% volume, iar reziduul de bază intră in retur la coloana de distilare primară.

21

Condiţionarea distilatelor brute(demetilarea) apare necesară la distilatele care provin din fructe bogate in substanţe pectice cu grad de

22

metoxilare variabil. In timpul fermentării, alcoolul metilic este eliberat şi trece ulterior in distilatul brut.Distilatele de fructe au un conţinut mediu in alcool metilic de 4-6 ori mai mare decat celelalte distilate.SP 3:1999 admite un continut in alcool metilic la rachiurile de fructe de 1g alcool metilic/100 ml alcool absolut.Reducerea cantităţii de alcool metilic se poate realiza prin prelucrarea de fructe sănătoase, inactivarea enzimelor pectolitice,o fermentare corectă şi o distilare în care este inclusă demetilarea. Metodele de demetilare sunt posibile atât la distilarea discontinuă, cât şi la cea continuă.In amestecurile slab alcoolice, alcoolul metilic se concentrează mai mult in fracţiunea finală(cozi).La concentraţii de peste 75% volume, alcoolul metilic separă preponderent in frunţi. In instalaţii de tip Padovan/ICOR 500, coloana de demetilare funcţionează in circuit cu coloana de rectificare, asigurând separarea alcoolului metilic pe talerele superioare.

Conditionarea distilatelor brute constă in depozitarea, ingrijirea, conservarea şi ameliorarea acestora.Spaţiile de depozitare pot fi vase de lemn, cisterne izolate in interior, sau rezervoare metalice. Distilatele se cupajează, in vederea obţinerii unor loturi omogene, cu caracteristici calitativ superioare ,corectând şi egalizând diferite insuşiri existente in deficit sau in exces.Unele distilate prezintă insă diverse defecte, care nu au putut fi prevenite in totalitate, dar care trebuie inlăturate in proporţie cât mai mare.Defectele pot fi de miros şi gust, culoare, tulbureală şi aciditate. Ele se elimină prin metode fizice( aerisiri, tratamente termice căldură/frig, filtrări) şi/sau cu diverse substanţe( cărbune activ, kieselgur, bentonită, ulei, gelatină, tanin, oxid de magneziu), dar uneori se apelează la redistilare.

Invechirea este practicată in vederea stabilizării loturilor destinate preparării sortimentelor de ţuici şi rachiuri,timp de 6-12 luni.Pentru sortimentele superioare se folosesc distilate cu vechimea de minim 1-2 ani.Spaţiile de invechire cele mai corespunzătoare sunt vasele de stejar cu o capacitate de 500-600l.

Prepararea şi îmbutelierea

Băuturile distilate se prepară la o tărie alcoolică fixă( de consum) pe baza unei reţete de fabricatie.Procesul tehnologic se derulează astfel:receptie,preparare, conditionare, lotizare, imbuteliere, depozitare.Materiile prime utilizate sunt distilatele tipice, apa dedurizată, precum şi diferite componente cu rol de bonificatori( caramel sirop de zahăr).Distilatele vor corespunde senzorial şi analitic(alcool metilic, metale grele).Apa dedurizată folosită va avea 3 grade germane şi se va adăuga in proporţie de până la 15% din volum.Bonificatorii vor corespunde din punct de vedere calitativ şi toxicologic.Prepararea se realizează

23

cu omogenizare, urmată de filtrare sau tratamente limpezitoare(cleiri).Pentru realizarea unor produse omogene şi stabile , lotizarea şi stocarea o perioadă caracteristică pentru fiecare sortiment sunt obligatorii. Imbutelierea se realizează in ambalaje de sticlă, caracteristice, cu inchidere sigilată, in condiţiile unui control de calitate superior.Sortimentele superioare provin din distilate mai vechi de un an( Tuică batrână,de Horezu, extrafină, de Turţ, Selectionată, Superioară Silvania/Zalău, Tradiţional, Şliboviţă).

7.Bilanţ de masă

Să se proiecteze o secţie de fabricaţie specifică industriei fermentative în vederea obţinerii tuici, cu o capacitate de 450 l/24h.

M=ρ*v=1,20*450=540kg/25h

Schema flux

ţ invechită ţ îmuteliată

p imbuteliat-0,1

ţ invechit = ţ imuteliat+p imbuteliat

ţ invechit = 540+0,1/100*ţ îmbuteliat

ţ invechit (1-0,1/100) =540

ţ invechit =540/0,99=540,540kg/42h

ţ depozitat ţ invechită

24

Înbuteliere

Învechire

p invechit= 0,003

ţ dep= ţ inve+p inveţ dep= 540,540+0,003/100*ţ depţ dep= (1-0,003/100)=540,540ţ dep=540,540/0,999=540,702kg/24h

ţ redistilată ţ depozitată

p la depozitare=0,004

ţ redist=ţ dep+ p la depţ redist=540,702+0,004/100*ţ redistţ redist=(1-0,004/100)=540,720ţ redist=540,702/0,999=540,724kg/24h

ţ distilată ţ redistilată

p la redistilare=0,5

ţ disti = ţ redis+p la redisţ dist =540,724+0,5/100*ţ distţ dist (1-0,5/100)=540,724

25

Depozitare

Redistilare

ţ dist =540,724/100=543,441kg/24h

fructe fermentate ţ distilată

p la distilare=1

Ff= ţ dist+p la distFf= 543,441+1/100*FfFf (1-1/100)=543,441

Ff=543,441/0,9=548,930kg-24h

borhot Ff

1,2

Borhot=Ff+ p la fermentareBorhot=548,930+1,2-100*borhotBorhot(1-1,2/100)=548,930Borhot=548,930/0,988=623,784kg/24h

Fructe spălate borhot

26

distilare

Fermentare

zdrobire

p-0,5

fs= bor+pfs= 623,784+0,5/100*fsfs= (1-0,5/100)623,784fs=623,784/0,995=626,918kg/23h

fructe fructe spălate

p-0,01

F=Fs+PF=626,918+0,01/100*FF(1-0,01/100)=626,918F=626,918/0,999=626,981kg/24h

8.Protecţia muncii

27

spălare

Pe măsură ce numărul utilajelor şi instalaţiilor folosite a crescut şi construcţia acestora s-a complicat ,s-au luat măsuri de protecţie a omului din ce in ce mai severe,elaborâdu-se norme, legi şi prescripţii, prin care se stabilesc răspunderi precise pentru executarea construcţiilor, instalaţiilor, precum şi pentru montarea şi exploatarea utilajelor şi instalaţiilor.Importanţa acestor măsuri este deosebită, deoarece ele apără sănătatea şi conservă capacitatea de muncă a personalului, chiar şi când acesta nu are o calificare ridicată.Se poate afirma că orice activitate fizică prezintă şi un oarecare risc de accidentare.Atunci când regulile de protecţie nu sunt respectate, au loc accidente grave-in multe cazuri mortale-ducând uneori la infirmităţi sau imbolnăviri profesionale mai scurte sau de durată.Spre a se evita astfel de situaţii, legislaţia in vigoare cuprinde măsuri complete şi răspunderi precise, incepând incă de la proiectare. Desfăşurarea muncii in condiţii normale de viaţă se poate obţine numai printr-o amplasare judicioasă a clădirilor din cadrul intreprinderii şi a locurilor de muncă, cum şi prin dotarea cu instalaţii sanitare şi anexe sociale corespunzătoare.Astfel, in cadrul intreprinderii trebuie să se găsească instalaţii de apă potabilă, reţea de canalizare,anexe sociale pentru igiena personală ca:vestiare, spălătoare, duşuri, closete, camere pentru igiena personală a femeii, pentru alăptarea copiilor, cameră de fumat,incăperi pentru incălzirea muncitorilor,puncte pentru alimentaţie. Măsurile generale ce trebuie luate pentru asigurarea igienei teritoriuli intreprinderii sunt:imprejmuirea teritoriului intreprinderii şi a secţiilor ce prezintă pericol din punct de vedere al infectării, intoxicării, incendiului sau exploziei şi curăţirea teritoriului.Aceasta din urmă se asigură prin:-evacuarea deşeurilor, reziduurilor şi materialelor ce pot forma focare de infecţii;-stropirea şi măturarea zilnică a drumurilor, rampelor şi a curţii;părţile pavate se vor spăla zilnic cu furtunul cu apă după ce au fost măturate;la produsele din legume şi fructe , la spălarea rampelor pentru materiile prime ,acestea vor fi frecate cu peria,apoi vor fi dezinfectate cu o soluţie clorigenă;-căile de acces nepavate de pe teritoriul intreprinderii vor fi acoperite cu pietriş sau cu zgură, până la efectuarea lucrărilor de pavare;ele vor avea pantă spre gurile de canalizare;-se vor lua măsuri pentru a se evita stagnarea apelor de ploaie şi zăpadă pe teritoriul intreprinderii;-se vor crea zone şi spaţii verzi in jurul clădirilor de producţie.

Măsuri de tehnica securităţii muncii la lucrări ce se efectuează in interiorul recipientelor,rezervoarelor,conductelor sau pivniţelor

28

În timpul executării lucrărilor de intreţinere şi reparare in spaţii inchise se pot produce accidente dintr-o serie de cauze ca:existenţa de gaze sau vapori toxici in concentraţie mortală sau a gazelor inflamabile şi explozive,lipsă de oxigen,electrocutare produsă de dispozitivele de lucru acţionate electric,venirea in contact cu substanţe iritante,temperatură,alimentarea cu materiale sau admisie de abur, pornirea accidentală a părţilor in mişcare(agitatoare), căderi, alunecări, căderi de obiecte. Pentru preîntâmpinarea acestor accidente se pot lua următoarele măsuri:-verificarea stării sculelor şi materialelor necesare ,neadmiţându-se cele care prezintă defecte mecanice sau electrice;-verificarea stării materialelor de protecţie;-instruirea muncitorilor care urmează să efectueze operaţia;-golirea materialelor aflate in recipiente sau rezervoare;-curăţirea recipientelor sau rezervoarelor :neutralizarea substanţelor chimice,evacuarea substanţelor rezultate ,spălarea cu apă caldă,rece sau abur, evacuarea in atmosferă a gazelor prin aspirarea lor cu instalaţii de ventilaţie a căror gură de captare se va introduce până in fundul recipientelor şi răcirea recipientului;-controlul purităţii atmosferei din recipient,rezervor sau incăpere in care urmează să se lucreze;-verificarea posibilităţilor de acces in interiorul recipientului,rezervorului sau incăperii atât a muncitorilor cât şi a dispozitivelor de lucru(verificarea stării scărilor,platformelor şi a balustradelor);scările din interiorul rezervoarelor vor fi fixate atât la partea superioară cât şi cea inferioară;

Norme de protecţie a muncii la intreţinerea şi repararea aparatelor de distilare -dacă in timpul funcţionării este necesară strângerea garniturii de etanşare, aceasta se poate face la temperatura de lucru, dar după ce a fost redusă presiunea, fără golirea utilajului;-apariţia oricăror avarii la corpul coloanei(fisuri,distrugeri la imbinările demontabile,incendii) necesită izolarea coloanei de restul instalaţiei( prin inchiderea ventilelor) şi reducerea presiunii in coloană.In cazuri de pericole mari se face golirea coloanei,introducându-se abur.

9.Bibliografie

29

„Maşini,utilaje şi instalaţii din industria alimentară”-Elena Petculescu,Paul Dinache,Lucian Oancea

„Lucrările Institutului de Cercetări alimentare”,vol.III,1959-Cojocaru C.

„Utilaje pentru prelucrarea primară şi păstrarea produselor agricole”,Institutul Politehnic Iasi,1987

„Tehnologii, procedee, maşini şi instalaţii pentru industrializarea produselor vegetale ”,Vol.I,II,editura Bolta Rece,Iasi-Ioan Ţenu

„Tehnologia industriei fermentative”,editura Didactică şi Pedagogică,Bucureşti,1971-Filimon N.

30