Referat Zahar Tos

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Zahar Tos si de asemenea puteti face Download Referat zahar tos

Citeste fragmente din Referat Zahar Tos

ARGUMENT Zahărul şi produsele zaharoase formează o grupa largă de alimente ce se caracterizeaza prin conţinut mare de zahăr solubil (zaharoză, glucoză), aspect atrăgător, gust dulce cu nuanţe diferite şi aromă plăcută. Asupra acestei grupe de mărfuri se răsfrânge din plin nivelul ridicat atins de tehnologia din industria alimentară, care dispune, în zilele noastre, de posibilităţi largi de purificare şi rafinare. Se pot obţine produse bine individualizate, cu proprietăţi psihosenzoriale bine definite, prin aplicarea unor procedee de prelucrare diferite asupra unui grup restrâns de materii prime de baza (zahăr şi glucoză) cu compoziţie apropiată. Ca urmare se pot fabrica produse zaharoase cu o compoziţie chimică unilaterala produse de caramelaj, fondanterie, drajeuri, dar şi dulciuri complexe, implicit mai complete din punct de vedere nutritiv, prin adaugarea unor ingrediente ce conţin pe lângă glucide, cantităţi apreciabile de lipide, protide, substanţe minerale – ciocolată, bomboane umplute, caramele, produse orientale. Valoarea energetica a produselor zaharoase formate aproape în exclusivitate din glucide este de cca. 350 – 400 kcal./100g , iar a acelora ce conţin şi grăsimi poate atinge 600 kcal./100 g. Valoarea psiho-senzorială constă tocmai în gustul specific, dulce, de intensitaţi şi nuanţe variabile, în aroma, coloraţia, consistenţa şi caracteristicile estetice specifice produselor zaharoase, constituind principalul element de atracţie al consumatorilor. Consumul produselor zaharoase prezintă avantajul că se digeră şi asimilează uşor, ridică glicemia sângelui, fiind indicat persoanelor ce depun eforturi fizice însemnate. Consumul lor în cantităţi mari poate determina dezechilibrarea dietei, facilitarea supraalimentaţiei şi instalarea obezitaţii, TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A ZAHǍRULUI TOS Schema tehnologică de obţinere a zahărului tos CAPITOLUL 1 Materiile prime folosite la fabricarea zahărului Materiile prime pentru fabricarea zahărului sunt reprezentate de sfecla de zahăr şi trestia de zahăr. Fabricile de zahăr din Europa nu lucrează cu trestie de zahăr ci cu zahărul brun din trestie important din ţările producătoare de zahăr din trestie cum ar fi Cuba, Brazilia etc Sfecla de zahăr -Beta vulgaris saccharifera- este o plantă ierbacee aparţinând familiei Chenopodiaceae. Se utilizează sfecla din primul an de vegetaţie când se formează rădăcina şi frunzele (în al doilea an de vegetaţie are loc fecundarea şi formarea seminţei, planta devenind „semincer” adică producătoare de sămânţă). Structura morfologică a sfeclei de zahăr Rădăcina sfeclei de zahăr este formată din: - cap sau epicotil – porţiune care poartă şi frunzele; - gât sau cotlet, respectiv hipocotil; - corpul rădăcinii sau rizocorp; - codiţă terminală cu rădăcinile derivate din aceasta. Pe corpul sfeclei se află două şanţuri (pe o faţă şi alta) din care ies rădăcini laterale care se întind până la vârful codiţei. CAPITOLUL 2 Recoltarea sfeclei Recoltarea este în funcţie de zona de cultivare a sfeclei, respectiv zone calde (recoltare în septembrie) şi zone mai reci (recoltare în octombrie). Recoltarea implică: -extracţia sfeclei din pământ, care se execută mecanizat cu ajutorul dislocatoarelor; - decolectarea, respectiv îndepărtarea capului cu frunze, operaţia putându-se executa manual, sau mecanic; - sortarea în funcţie de masa şi starea sfeclei, în care caz se obţine: - sfecla categoria I, cu m > 300 g, nerănită şi sănătoasă; - sfeclă categoria II, cu m < 300 g rănită; - sfeclă categoria III, cu M <100 g, vestejită, atinsă de boli sau ger, cu scorburi umede la cotlet. Până la transportul în bazele de recepţie sau fabrici, sfecla se ţine în grămezi, acoperite cu frunze, pentru a o feri de soare şi vânt, respectiv pentru evitarea pierderiilor de apă prin evaporare. La bazele de recepţie se face mai întâi cântărirea sfeclei pe cântare-basculă pentru a stabili cantitatea predată de cultivator. Odată cu recepţia cantitativă se face şi o recepţie calitativă determinându-se conţinutul de impurităţi. Se controlează de asemenea şi modul în care s-a făcut decolectarea. Dacă aceasta este necorespunzătoare, se decolectează din nou iar procentul cu care se reduce cantitatea se scade din greutatea sfeclei cântărite, la fel ca şi conţinutul de impurităţi. După recepţie, sfecla este dirijată, în funcţie de calitate, pentru depozitare în stive cu scopul de a fi expediate fabricilor, sau pentru însilozare. Silozurile se construiesc pe terenuri curăţate de pietre şi buruieni sau direct pe rampa gărilor. Pentru aerisirea acestora se practică ventilaţia naturală sau artificială, în vederea diminuării pierderilor de zahăr. CAPITOLUL 3 Transportul la fabrică şi depozitarea temporară Transportul sfeclei către bazele de recepţie, şi de la acestea către fabrică se face cu căruţe, autocamioane, remorci, vagoane de cale ferată sau şlepuri. Încărcarea mijloacelor de transport se face manual cu furci cu dinţi rotunjiţi la capete, sau mecanizate, cu benzi transportatoare, macarale, tractoare, cu lopata, etc. În timpul operaţiilor de încărcare-descărcare, transport, se pot produce importante pierderi în zahăr dacă nu se iau măsuri pentru evitarea rănirii şi deshidratării sfeclei. Sfecla adusă în fabrică, direct din câmp, sau din bazele de recepţie, este descărcată după cum urmează: - manual, cu furci cu dinţi rotunjiţi: din căruţe, remorci, maşini; - mecanic, cu platforme ce se înclină, în cazul remorcilor, camioanelor; prin basculare, în cazul autobasculantelor. - hidraulic, cu jet de apă sub presiune de 4 N/cm2, cantitatea de apă necesară fiind de 600 – 800 l/100 kg sfeclă (din camioane, remorci, vagoane CF). Depozitarea sfeclei în fabrică, se face - pe platformă, cu înclinare de 10...15o a pereţilor laterali; - în canale de adâncime, cu secţiune triunghilară, având pereţii laterali înclinaţi la 45o. Sub canalul de depozitare se află canalul transportor cu pantă de scurgere 3.1 Transformări biochimice şi microbiologice la depozitarea sfeclei : În timpul depozitării, în sfecla de zahăr au loc o serie de procese fiziologice în urma cărora se produce o pierdere de zahăr care în mod normal este de 0,01-0,04% zahăr pe zi. Prin cunoşterea factorilor care influenţează procesele care au loc şi printr-un control riguros se poate evita creşterea cantităţii de zahăr care se pierde. Aceşti factori sunt : - transpiraţia – este un proces de evaporare în urma căruia sfecla se deshidreatează, pierzând din masă. Sfecla deshidratată respiră mai intens şi este mai uşor atacată de microorganisme ; - respiraţia – după recoltare, rădăcina sfeclei continuă să trăiască pe seama substanţelor de rezervă, iar energia necesară activităţii celulelor se obţine prin consumarea zaharozei în procesul respiraţiei. Factorii care influenţează procesul de respiraţie sunt: temperatura, lumina, umiditatea sfeclei, durata staţionării sfeclei în câmp şi silozuri; În prezent se fac cercetări pentru a reduce pierderile de zahăr prin inhibare cu diferite substanţe sau radiaţii ionizate. 3.2 Controlul depozitării sfeclei : Temperatura din siloz se măsoară zilnic. Dacă acesta depăşeşte 40C se face aerisirea silozurilor. Pierdererile cele mai mari se înregistrează în lunile octombrie şi noiembrie când temperatura aerului este destul de ridicată. Din acesta cauză ventilarea începe să se execute încă din prima noapte a depozitării pentru a se menţine temperatura la 2 - 40C. Ventilarea se execută până când temperatura în exterior scade la -30C. Dacă se constată apariţia de focare de fermentaţie datorită microorganismelor, acestea trebuie eliminate, iar dacă se observă extinderea lor, se desface silozul şi sfecla se trimite la fabricaţie. CAPITOLUL 4 Transportul sfeclei în fabrică De la canale şi platformele de depozitare, sfecla se transportă către fabrică prin canale, cu ajutorul apei. Cantitatea de apă necesară transportului sfeclei prin canale este de 600...1000 l/100 kg sfeclă. Apa ce se întrebuinţează la transport nu trebuie să aibă o temperatură mai mare de 250C, pentru a se evita pierderile de zahăr. În timpul transportului hidraulic al sfeclei se pot înregistra pierderi de zahăr din sfeclă, de 0,01 – 0,02%. La transportul hidraulic al sfeclei se realizează şi o “spălare” parţială. Pe traseul hidraulic, sunt montate următoarele utilaje: - dozatorul de sfeclă; - prinzătorul de sfeclă; - prinzătorul de paie; - utilajul de ridicat sfecla la maşina de spălat. În afara canalului hidraulic, sunt construite decantoare, pentru purificarea apei de transport şi spălare. CAPITOLUL 5 Ridicare sfeclei la maşina de spălat Datorită înclinarii canalelor colectoare şi a distanţei până la fabrică, capătul canalului şi rezervorul colector de sfeclă se află la un nivel destul de jos. Pentru a introduce sfecla în fabrică este necesar deci să se folosească mijloace de ridicare a sfeclei până la maşina de spălat. Utilajul de ridicat sfeclă, la maşina de spălat. Întrucât canalul de transport hidraulic, la capătul dinspre fabrică, se află la cota scăzută faţă de cota zero şi pentru a introduce sfecla la maşina de spălat, aflată la primul palier, este necesar un utilaj de ridicat, care poate fi: - transportor elicoidal înclinat; - pompă Mamut; - elevator vertical cu cupe; - roata elevatoare; - pompă centrifugală. CAPITOLUL 6 Spălarea sfeclei de zahăr Înainte de a fi prelucrată, sfecla de zahăr trebuie foarte bine spălată pentru a se îndepărta pământul aderent la suprafaţă. Acest pământ ar produce o uzură mare a maşinilor şi în acelaşi timp, odată cu pământul, se pot introduce în fazele următoare ale procesului tehnologic şi alte impuritaţi şi microorganisme care pot produce neajunsuri. Odată cu pământul aderent, prin spălare se îndepărtează pietrele şi paiele care nu au fost reţinute de prinzătoarele de pietre şi paie, montate pe transportul hidraulic. Spălarea sfeclei se realizează cu ajutorul unor maşini de construcţie speciale, care funcţionează pe principiul contracurentului, între apă şi sfeclă. Maşinile pentru spălat sfeclă pot fi: - maşină de spălat cu 3 compartimente; - maşină de spălat cu cuvă dublă. CAPITOLUL 7 Ridicarea sfeclei la cântare şi la maşinile de tăiat În fabricile noi, maşina de spălat este amplasată într-un spaţiu izolat de hala principală de fabricaţie cu scopul de a se evita pătrunderea murdăriei în fabrică şi, de asemenea, formarea ceţei atunci când aerul cald din hală ar pătrunde în spaţiul mai rece în care se desfăşoară spălarea. Pentru trimiterea sfeclei de la maşina de spălat în fabrică se poate folosi transportorul elicoidal înclinat sau banda de transport înclinată,confecţionată din cauciuc. Pentru ridicarea sfeclei până la cântarul Cronos sau până la buncărele maşinilor de tăiat,se pot folosi,de asemenea,banda transportoare înclinată dacă spaţiul existent permite acest lucru, sau elevatorul de sfeclă. Cântarul automat sistem Cronos Pentru a ţine o evidenţă a sfeclei intrate în fabrică,în scopul întocmirii bilanţului de fabricaţie, sfecla se cântăreşte. Cântărirea sfeclei se poate face înainte de tăiere, în cântarele de tip Cronos,sau după tăiere, sub formă de tăieţei, cu ajutorul cântarelor automate aşezate pe banda de transport a tăieţeilor,către difuzie. CAPITOLUL 8 Tăierea sfeclei de zahăr Scopul tăierii este acela de a mări suprafaţa de contact a apei cu tăieţiei de sfeclă, ceea ce conduce la: - mărirea cantităţii de zahăr ce se extrage din tăieţei; - micşorarea timpului de extracţie. Cea mai frecventă formă de tăiere, este în V, deoarece prezintă: - rezistenţă mare de tasare; - rezistenţă mică la circulaţia zemii; - suprafaţă mare de contact cu apa de difuzie. 8.1 Indicatorii de calitate a tăieţeilor sunt următorii: Cifra SILIN, care reprezintă, lungimea în metri a 100 g tăieţei din care s-au îndepărtat cei cu lungime < 0,5 cm. Se consideră că, lungimea totală cea mai indicată, este de 22...25 m, pentru instalaţia clasică de difuzie, şi 9...15 m, pentru instalaţia de difuzie cu funcţionare continuă. Cifra SUEDEZĂ, care reprezintă, raportul între masa tăieţeilor cu lungime > 5 cm şi masa tăieţeilor mai scurţi de 1 cm. Valoarea normală a cifrei suedeze este de ~ 20 (12 – 30). Procentul de sfărâmături, care reprezintă porţiunile de tăieţei ce se îndepărtează din 100 g de tăieţei, la determinarea cifrei SILIN. Procentul de sfărâmături nu trebuie să fie mai mare de 2%. Maşinile de tăiat sfeclă pot fi : -maşinii cu disc ; -maşini centrifugale. Maşina cu disc (anexa 2), care se compune dintr-o pâlnie 1, prin care se introduce sfecla în mantaua cilindrică 2, în interiorul căreia, se află discul orizontal 3. În mantaua cilindrică, stratul de sfeclă are 2...3 m şi greutatea acestui strat apasă sfecla pe suprafaţa cuţitelor 4, de pe discul 3, care se roteşte. Tăieţeii rezultaţi, sunt evacuaţi pe la partea inferioară a maşinii. Maşina se caracterizează prin: Φdisc = 1350...2200 mm; numărul port cuţite = 22...26; turaţia discului = 60...70 rot/min; lungimea de tăiere a cuţitelor = 274...411 mm Cuţitele maşinii de tăiat sfecla au formă specială, ondulată, putând fi obţinute prin vălţuire sau frezare. Cuţitele vălţuite, au profilul V, iar cele frezate, au profilul U sau V, cele sub formă de U, fiind folosite pentru sfecla depreciată, la sfârşitul campaniei de procesare. Pentru a obţine tăieţei în formă de V se folosesc două feluri de cuţite care se deosebesc între ele prin decalarea laterală a muchiilor cu ½ din deschiderea dintre doi dinţi consecutivi. Cuţitele se numerotează cu 1 şi 2 şi se montează alternativ în maşină. CAPITOLUL 9 Difuzia 9.1. Consideraţii generale: Extracţia zahărului din tăieţii de sfeclă, are loc prin procesul de difuzie, cu apă.Deplasarea moleculelor are loc, până când, de ambele părţi ale peretelui despărţitor se stabileşte o concentraţie constantă, difuzia încetând în acest caz. Pentru a se realiza procesul de difuzie (extracţia zahărului), respectiv, a sucului celular din tăieţei, este necesar, să se realizeze plasmoliza celulei, care să favorizeze difuzia. Plasmoliza, se realizează prin încălzirea tăieţeilor aflaţi în apa de difuzie, şi constă, în denaturarea protoplasmei şi retragerea ei spre centrul celulei, concomitent cu distrugerea membranelor ectoplasmatice, în timp ce sucul celular este împins spre periferia celulei.Zaharoza se găseşte în sucul celular. Sucul bogat în zaharoză se găseşte în vacuolele celulare de ţesut parenchimatos Protoplasma este mărginită de o peliculă ectoplasmatică semipermeabilă, care nu permite zaharozei să treacă prin membrana celulară în mediul exterior. Pentru a face posibilă difuzia zahărului este necesar să se denatureze protoplasma, acest lucru se realizeaza prin încălzirea sfeclei la o temperatură în jur de 800C. 9.2 Metode de realizare a difuziei Difuzia se poate realize prin două metode: - difuzia prin spălarea materialului cu apă curată, care are dezavantajul unei durate mari şi consumului mare de apă. Metoda se aplică în cazul difuzoarelor cu funcţionare discontinuă. - difuzia în contracurent, în care caz, materialul bogat în zaharoză intră printr-un capat al aparatului şi iese epuizat pe la celălalt capăt, în sens contrar circulaţiei apei. Difuzia în contracurent prezintă următoarele avantaje: - se foloseşte o cantitate mai mică de apă, aproximativ egală cu cantitatea de tăieţei de sfeclă supuşi extracţiei; - concentraţia zemii de difuzie care se obţine face posibilă obţinerea zahărului fără un consum prea mare de căldură în staţia de evaporare 9.3. Factorii care influenţează procesul de difuzie : Calitatea materiei prime. Pentru ca extragerea zahărului din sfeclă să se desfăşoare în condiţii normale, este necesar ca sfecla să fie de bună calitate adică să fie proaspătă, nevestejită, să nu fi fost îngheţată şi dezgheţată, să nu aibă o structură lemnoasă, să nu fie atacată de microorganisme, să fi fost ajunsă la maturitate în momentul recoltării. Calitatea tăiţeilor. Tăiţei trebuie să asigure o suprafaţă cât mai mare de contact cu zeama de difuzie. Ei trebuie să fie cât mai lungi şi cât mai subţiri dar în acelaşi timp, să fie suficient de rezistenţi la rupere şi la tasare pentru a asigura o circulaţie normală a zemii în difuzor. Calitatea apei folosite pentru difuzie. Pentru a realiza economie de apa, în fabricile de zahăr se foloseşte în procesul de difuzie şi apă, condensată din staţia de evaporare, şi de la condensatorul barometric, acestea în amestec cu apa de la presele de borhot. Temperatura. Temperatura de difuzie, este importantă pentru realizarea plasmolizei celulelor tăieţeilor şi creşterea difuziei zahărului. La temperatură ridicată se realizează pasteurizarea/sterilizarea zemii de difuzie. Temperatura normală într-o instalaţie de difuzie este 70…74oC, dar plasmoliza se realizează complet la 80oC. Temperaturi > 74oC, favorizează trecerea substanţelor pectice în zeama de difuzie, înmuierea şi tasarea tăieţeilor, ceea ce conduce la încetinirea circulaţiei zemii. Durata de difuzie. Durata de difuzie este de 60…100 min. La depăşirea duratei, creşte cantitatea de nezahăr în zeama, ceea ce creează neajunsuri la purificare. Prin scăderea purităţii zemii se creează neajunsuri pe tot parcursul procesului tehnologic începând cu purificarea si până la obţinerea zahărului cristalizat. 9.4. Instalaţii de difuzie: În ţara noastra se folosesc următoarele categorii de instalaţii pentru extragerea zahărului : -baterii de difuzie clasice tip Robert ; -instalaţii cu funcţionare continuă. Instalaţia RT (anexa 3). Are drept component principal un tambur orizontal din oţel, care se învârte pe două role de susţinere prin intermediul a două bandaje. Mişcarea de rotaţie se realizează prin intermediul unei coroane dinţate, angrenate de o roată dinţată, aflată pe axa grupului motoredactor. În interiorul cilindrului sunt fixate 2 spirale cu începuturi, decalate la 180o unul faţă de altul, care formează două culoare elicoidale (2 rânduri de compartimente distincte ce dirijează zeama în două curente paralele). În partea de mijloc, pe toată lungimea axei tamburului, există un spaţiu gol, cu secţiune pătrată, prin care zeama trece dintr-un compartiment în altul. Pe toată lungimea cilindrului există un perete despărţitor format dintr-o placă compactă în partea centrală şi perforată în părţile marginale. De placa centrală sunt fixate table înclinate care dirijează trecerea tăieţeilor dintr-un compartiment în altul. Sensul de înclinare al tablelor este astfel stabilit încât atunci când tamburul se roteşte, tăieţeii alunecă în sens invers sensului de înaintare a spiralelor. Când tamburul se roteşte, placa perforată ridică tăieţeii şi îi scoate din zeamă, iar când înclinaţia plăcii este destul de mare, tăieţeii alunecă pe tablele înclinate în compartimentul următor. La fiecare turaţie a tamburului, datorită celor două spire, zeama se deplasează în două compartimente iar tăieţeii în sens invers numai într-un singur compartiment. Temperatura din tambur este de 70oC, durata de deplasare a tăieţeiilor 100 min, iar a zemii de difuzie de 50 min. 9.5 Zeama de difuzie Prin operaţia de purificare se urmăreşte îndepărtarea prin metode fizico-chimice a substanţelor din zeama de difuzie care împiedică concentrarea şi cristalizarea zaharozei. Aceste substanţe denumite şi zaharuri, au o influenţă negativă atât asupra desfăşurării procesului tehnologic, cât şi asupra pierderilor de zahăr. Zeama de difuzie, obţinută din sfeclă ajunsă la maturitatea tehnologică, se prezintă ca o soluţie de nezahăr cu Brix scăzut (13 -150), impură, colorată de la brun deschis la negru, opalescentă care spumează, având în suspensie pulpă fină din sfeclă, pământ şi nisip, rămas pe învelişul sfeclei, după spălare. În zeama de difuzie, în afară de zahăr, se mai află dizolvat un număr însemnat de substanţe de natură organică şi anorganică provenite din sfeclă. Acestea din urmă constitue nezahărul solubil al zemii de difuzie. 9.6 Compoziţia chimică a zemii de difuzie Compoziţia zemii de difuzie depinde în primul rând de calitatea sfeclei şi apoi de calitatea spălării, a tăierii şi a conducerii produsului de difuzie.Zeama de difuzie este o soluţie slab acidă având un pH = 5,8- 6,5. Nezahărul zemii de difuzie se compune din substanţe solubile şi din substanţe coloidale şi anume: - anorganice – cele mai importante fiind sărurile de potasiu şi sodiu ale acizilor fosforic şi sulfuric; -substanţe organice solubile, fără azot – fac parte acizii organici, zahărul invertit, rafinoza; - substanţe coloidale, fără azot – cele mai importante sunt substanţele pectice, ele aflându-se într-o cantitate însemnată( 0,1 – 0,2%) şi trec în zeama de difuzie prin hidroliza protopectinei, care se decompune în celuloză şi pectină; $ . 0 H Z ¤ ¶ ¸ º À - T ’ ” ¤ ¦ ¨ ª ¬ Ä ê 摧ύÔ h . h• h• h• h• h• noacizilor (sunt prezente în sfecla cultivată pe timp secetos), bazele organice (betanina şi colina); - substanţe organice coloidale, cu azot – din această categorie fac parte, albumina si peptonele. Capitolul 10 Operaţiile procesului de difuzie 10.1 Predefecarea – reprezintă precipitarea zahărului sub formă de săruri de calciu insolubile sau parţial solubile şi coagularea coloizilor. Scopul operaţiei este înlăturarea coloizilor din zeama de difuzie. În operaţia de predefecare, pectinele nu se pot îndepărta prin coagulare, deoarece ele au sarcină electrică pozitivă, ca şi ionul de calciu şi nu se poate neutraliza. Dacă Ph-ul la predefecare creşte peste cel optim, care s-a constatat a fi de 10,8 - 11,2 la 200C, coloizii coagulaţi peptizează, trecând din nou în soluţie. De aceea este foarte important să se controleze continuu ca pH-ul optim să nu fie depăşit. Procedeele de realizare a predefecării variază după temperaturile la care se lucrează, modul de adăugare a varului, modul şi cantităţile de reluare a precipitatului de carbonat de calciu. Dintre toate procedeele se consideră clasice următoarele: Predefecarea optimă/simplă – se bazează pe principiul tratării zemii de difuzie, la temperatura de 30 – 400C, dintr-o dată cu toată cantitatea de var necesară atingerii ph-ului optim de 10,8 –11,2. Acesta se realizează în aparate simple, cu agitator sau cu circulaţie turbinară. Predefecarea progresivă – se bazează pe principiul tratării zemii de difuzie în contracurent cu zeama predefecată realizându-se condiţii optime de coagulare şi absorbţie pentru fiecare categorie de coloizi din zeamă. În prezent în fabricile de zahăr care folosesc schema clasică de purificare, se realizează o predefecare progresivă, la 600C timp de 7-8 minute,într-un aparat în contracurent cu şapte compartimente. 10.2 Defecarea. În zeama predefecată rămâne în continuare o cantitate importantă de nezahăr. Defecarea, este a doua tratare cu lapte de var. De regulă se adaugă 1,5-2,5% CaO, în funcţie de nezahărul prezent în zeamă. Prin defecare se urmăreşte : - precipitarea compuşilor din zeama de difuzie, care reacţioneză cu ionii de Ca2+ şi OH; -crearea condiţiilor ca la carbonatare să se formeze masa absorbantă de cristale şi masa de precipitat ce ajută la filtrarea zemii carbonatate ; -sterilizarea zemii prin acţiunea distructivă a Ca(OH)2 asupra majorităţii microorganismelor ; -distrugerea microorganismelor, ca urmare a acţiunii varului şi a temperaturii ridicate etc. Un factor care influenţează negativ calitatea zemii purificate este coloraţia ei intensă, care se datorează conţinutului de zahăr invertit din zeama de difuzie, de modul şi condiţiile în care se efectuează defecarea. La defecare, sunt descompuse şi albuminele coagulante, ele descopunându-se în alumoze şi peptone. Din cercetarile efectuate rezultă că pentru a se obţine o purificare optimă este nevoie să se adauge o cantitate de CaO care să corespundă la circa 85% în raport cu nezahărul conţinut de zeamă, pentru o sfeclă normală. 10.3 Saturaţia I. Pentru a se obţine o eficienţă optimă a purificării zemii tratarea acesteia cu CO2 se realizează în doua etape : saturaţia I şi a II-a Saturaţia I are scopul de a forma precipitat cu excesul de lapte de var cu cel slab legat (zaharaţi mono- şi bicalcici) şi bioxidul de carbon adăugat în timpul acestei faze tehnologice.Purificarea constă în precipitarea şi absorbţia nezahărului de către carbonatul de calciu format, care se îndepărtează uşor prin filtrare. Procesul de saturaţie trebuie condus, astfel încât să se respecte parametrii optimi de desfăşurare ai saturării: - temperatura zemii este de 85-900C; - concentraţia CO2 în gazul pentru saturaţie – 26 – 34%; - durata procesului de saturare este de circa 8 minute; - pH-ul final al zemii saturate este cuprins între 10,8 şi 11,2 Dacă aceste limite nu sunt atinse sau sunt depăşite, caracteristicile zemii se înrăutăţesc brusc, scăzând viteza de filtrare şi crescând coloraţia zemii. O zeamă saturată în condiţii optime îndeplineşte următoarele condiţii: - precipitarea şi coagularea varului şi nezahărului este cât mai completă; - prezintă o bună viteză de sedimentare; - prezintă o bună viteză de filtrare; - precipitatul are o structură granulară cu o densitate mare; - zeama filtrată este limpede, deschisă la culoare. Saturaţia I se realizează cu: - aparatul de saturaţie I cu funcţionare discontinuă; - aparatul de saturaţie I cu funcţionare continuă. În fabricile moderne procesul tratării zemurilor cu CO2 se efectuează în aparate cu funcţionare continuă, reglate automat. Pentru ca procesul de tratare să se efectueze cât mai uniform, în vederea obţinerii unei zemeii cu o compoziţie omogenă, saturatoarele sunt prevăzute cu dispozitive de distribuire a gazului de saturaţie în bule cât mai mărunte, pe o suprafaţă cât mai mare. În acest mod, contacutul zemeii cu bioxidule de carbon este intim şi coeficientul de utilizare a lui are valoare ridicată 10.4 Saturaţia a II-a reprezintă etapa a doua de tratare cu CO2, are ca scop principal reducerea cantităţii de calciu din zeama subţire pentru a se evita încrustarea suprafeţelor de transfer de căldură ale evaporatoarelor. Se urmăreşte ca procesul de tratare să fie astfel încât alcalinitatea să ajungă şi să se menţină între limitele 0,01-0,002% CaO, ceea ce corespunde la pH 9,0-9,25. Procesul de tratare cu CO2 al zemii la saturaţia a II-a trebuie astfel condus, încât să se obţină următoarele rezultate: -alcalinitatea optimă a zemii de saturaţia a II-a; - transformarea completă a KOH în K2CO3 şi Na2CO3; - desfăşurarea procesului la temperatura de 1000C, şi fără exces de CO2, pentru a nu se forma bicarbonaţi solubili. Stabilirea alcalinităţii optime a zemii care iese din saturaţia a II-a se face astfel: - în fabricile vechi, prin determinarea sărurilor de calciu de către laborator şi muncitorul care conduce procesul de saturare. - în fabricile moderne, prin măsurarea pH-ului zemii saturate şi înregistrarea acestuia.În laborator se stabileşte care este pH-ul optim pentru ca zeama să conţină cea mai mică cantitate de săruri de calciu şi, în funcţie de acestă valoare consemn, în instalaţia automată de măsurare şi reglare a pH-ului, se acţionează asupra ventilului de CO2, admiţându-se un debit mai mare sau mai mic de gaz. În scopul eliminării din zeama subţire a bicarbonaţilor solubili, formaţi în cazul unei suprasaturări a zemii, sau a nerespectării temperaturii de lucru (temperaturi prea joase), în timpul saturaţiei a II-a, se practică prefierberea zemii subţiri la temperaturii de 105-1070C. CAPITOLUL 11 Evaporarea zemei de difuzie Zeama purificată, care are un conţinut de substanţă uscată cuprins între 11% şi 15% , trebuie supusă unui proces de concentrare în vederea obţinerii zahărului sub forma cristalizată. Pentru aceasta este necesar să se îndepărteze apa, ceea ce în fabricile de zahăr se realizează în două stadii : a)Evaporarea cu efect multiplu. Într-o staţie de evaporare cu efect multiplu, zeama subţire purificată este concentrată cât de mult este posibil, evitându-se cristalizarea. În practică, conţinutul în substanţă uscată creşte în staţia de evaporare până la 60-65%, obţinându-se o zeamă concentrată, numită zeamă groasă /sirop concentrat. b)Concentrarea în aparate vacuum. În aparate cu vid, siropul care are 60-650 este concentrat în continuare, până la 90-930 Bx, obţinându-se o masă groasă care reprezintă o suspensie de cristale în siropul-mamă.Siropul-mamă conţine în soluţie tot nezahărul aflat în zeama subţire, precum şi o parte din zahăr, pe care impuritaţile îl reţin ca necristalizabil. 11.1. Instalaţii de evaporare Într-o fabrică de zahăr, instalaţia de evaporare construită şi exploatată raţională trebuie sa îndeplinească anumite cerinţe impuse de procesul tehnologic. În primul rând, să aibă capacitatea de evaporare necesară încât să asigure concentraţia dorită pentru zeama groasă. În al doilea rând, trebuie să se menţină regimul optim de temperatură, încât să permită utilizarea cât mai bună a aburului secundar. În al treilea rând, instalaţia de evaporare trebuie să lucreze cu eficienţă economică înaltă, adică cu un consum de abur şi deci de combustibil cât mai mic şi să asigure reducerea maximă a pierderilor de căldură. Dupa presiunea la care lucrează, instalaţiile de evaporare se deosebesc între ele : a) Instalaţia de evaporare sub vid – instalaţiile de evaporare sub vid au o funcţionare liniştită când se lucreaza cu sutiraj mare. Ea este compusă din patru, cinci sau chiar şase corpuri sub vid, ultimul evaporator fiind legat cu condensatorul barometric şi respectiv cu pompa de vid. Dezavantajul aceste instalaţii constă în faptul că ocupă mult spaţiu şi cheltuielile sunt mari. Pentru a se elimina neajunsurile, repartizarea prizelor de abur pe corpuri trebuie să fie cât mai economică. b) Instalaţia de evaporare sub presiune: Acesta schemă are trei sau patru corpuri. În toate corpurile, zeama fierbe la presiune mai mare decât presiunea atmosferică, încât nu mai este nevoie de condensator barometric şi pompa de vid. Funcţionarea este mai puţin elastică şi se dereglează mai uşor când variază concentraţia zemii subţiri sau când nu se respectă regimul de prize de vapori. Avantajele acestei instalaţii sunt : - nu mai sunt pierderi la condens ; - nu se mai utilizează apa rece pentru condensarea aburului ; - consumul de abur pentru încălzire staţiei este mai redus. c)Scheme de evaporare sub presiune cu concentrator : Este alcătuită din trei, patruri corpuri şi concentrator care se pot regla foarte uşor, prin varierea cantităţii de abur care pleacă la condensator. CAPITOLUL 12 Fierberea şi cristalizarea Fierberea este operaţia prin care zeama groasă obţinută la evaporare (concentrare) cu 60...65oBrix, se concentrează până la 90...93 oBrix, în care caz se obţine o masă groasă, care reprezintă, o suspensie de cristale de zahăr într-un sirop mamă. Siropul mamă conţine în soluţie tot nezahărul aflat în zeama groasă, precum şi o parte din zahărul pe care impurităţile îl menţin necristalizabil. Siropul mamă sau siropul de scurgere, este un sirop intercristalin cu puritate inferioară masei groase. Cristalizarea zaharozei (zahărului), are loc concomitent cu fierberea atunci când zeama atinge o anumită suprasaturaţie. Coeficientul real de suprasaturaţie este de α ≈ 1,05...1,10. La cristalizarea prin „amorsare” cu germeni de cristalizare, numărul de germeni de cristalizare introduşi este de 106...108 / 100 l masă groasă. După însămânţare, are loc creşterea cristalelor de zahăr, având ca „pornire” germenii de cristalizare introduşi, germeni pe care se depune zaharoza din soluţia suprasaturată, sub influenţa unui gradient de concentraţie în c2 > c1 (c2 – concentraţia zaharozei în soluţia suprasaturată, iar c1 – concentraţia zaharozei în soluţia aflată la suprafaţa germenului). Viteza de cristalizare - reprezintă cantitatea de zahăr [mg], care cristalizează într-un minut pe o suprafaţă de 1 m2. Viteza de cristalizare este influenţată de următorii factori: - gradul de suprasaturaţie al soluţiei de zahăr (masei groase), care trebuie menţinut la o anumită valoare, pentru a nu se forma în mod spontan noi centri de cristalizare, ceea ce ar conduce la o cristalizare neuniformă, deci la formarea de cristale cu diferite dimensiuni; - temperatura, care influenţează indirect viteza de cristalizare, prin faptul că micşorează vâscozitatea masei groase, deci favorizează mişcarea moleculelor de zaharoză; - puritatea masei groase: cu cât puritatea este mai mare cu atât viteza de creştere a cristalelor de zahăr este mai mare. CAPITOLUL 13 Centrifugarea zahărului Centrifugarea masei groase pentru zahăr se face în centrifuge având site cu orificii fine, de 0,3 mm. Spălarea cristalelor în centrifugă se face cu o clersă de spălare preparată special în acest mod. Albirea cu clersă asigură un randament superior în cristale, datorită dizolvării reduse care are loc.După spălare, cristalele păstrează la suprafaţa lor o pelicula de clersă care va uşura procesul de aglomerare a cristalelor la presare şi la uscare. Umiditatea zahărului supus presării variază între 2 şi 3%, în funcţie de duritatea pe care o urmărim să o capete bucaţile obţinute. La o umiditate mai mică, se obţine un zahăr mai puţin dens, care se sfărâmă uşor. În timpul acestei operaţii are loc dizolvarea unei cantităţi de zahăr, ceea ce face ca siropul rezultat din spălare să aibă o puritate mai mare decât siropul-mamă. Acest sirop se numeşte sirop alb sau bogat şi se trimite într-un alt rezervor. În industria zahărului se folosesc centrifuge cu funcţionare periodică sau cu funcţionare continuă. Centrifugele cu funcţionare continuă se pot împărţi în două grupe mari, după poziţa tamburului : centrifuge orizontale şi centrifuge verticale. După modul în care se deplasează masa groasă în tambur, se împart în centrifuge cu înaintare forţată a masei centrifuge cu curge liberă a masei. Centrifuge cu tambur orizontal (anexa 4) sunt cele mai răspândite, datorită avantajelor pe care le prezintă la încărcarea şi descărcarea, spaţiului ocupat mai redus, accesibilităţii în exploatare. Părţi componente : 1 - conductă de alimentare ; 2 - con rotativ ; 3 - ax ; 4 – tambur ; 5 – piston ; 6 – disc ; 7– dispozitiv de spălare ; 8 – conductă de evacuare. Mod de funcţionare : Materialul de centrifugat este introdus continuu prin conducta de alimentare 1, în partea îngustă o conului rotativ 2. Tamburul cilindric este format din mai multe tambure de diametre diferite, asamblate împreună, constituind treptele centrifugii. Axul 3, format dintr-o ţeavă, este fixat de fundul tamburului 4, în interiorul lui ; pistonul 5 are o mişcare alternativă. Masa groasă ajunsă în partea îngustă a conului 2, se răspândeşte pe suprafaţa acestuia cu o viteză care creşte treptat, ajungând pe prima treaptă a taburului rotativ, unde are loc separerea siropului verde. Zahărul rămas pe sită tamburului este împins spre treapta a doua de discul 6, care este acţionat de pistonul 5. În treapta a doua, zahărul care se află într-un strat de circa 20-50 mm grosime este spălat cu apă caldă prin dispozitivul 7. Alimentarea cu apă de spălare se realizează printr-o valvă reducătoare de presiune, încât condiţile de spălare să rămână constante. În ultima treaptă zahărul este tratat cu abur şi părăseşte tamburul prin 8. Eliminare tuturor siropurilor rezultate din centrifuge se face în fiecare treaptă a taburului; astfel din treapta I se elimină siropul verde în cantitatea ce mai mare, din a doua siropul alb rezultat din procesul spălări şi din a treia un sirop cu puritate înaltă în cantitate mică. Funcţionarea centrifugei este complet automată. Dispozitivul de alimentare este conectat cu un regulator, care regleză alimentarea în funcţie de puterea absorbită de centrifugă. În funcţie de acesta, un releu electric comandă închiderea sau deschiderea valvei de alimentare. În combinaţie cu acest regulator, se controlează automat viteza rotorului, numărul de curse al pistonului, cantitatea de apă de spălare. CAPITOLUL 14 Spălarea zahărului tos Spălare cristalelor în centrifugă se face cu o clersă de spălare (licher), preparată special în acest scop. Albirea cu clersă asigură un randament superior în cristale, datorită dizolvarii reduse care are loc. După spălare, cristalele păstrează la suprafaţa lor o peliculă de clersă care va uşura procesul de aglomerare a cristalelor la presare şi la uscare. Umiditatea zahărului supus presării variază între 2 - 3%, în funcţie de duritatea pe care o urmărim să o capete bucăţile obţinute. La o umiditate mai mică, se obţine un zahăr mai puţin dens, care se sfărâmă uşor.Pentru ca zahărul să poată fi păstrat pe o periodă mai lungă de timp trebuie să îndeplinească următoarele condiţii : să aibă o umiditate de maximum 0,05% ; pH-ul să nu fie mai mic de 8 ; să nu conţină zahăr invertit ; să fie răcit la temperatura mediului ambiant (25 0 C) ; să nu conţină praf de zahăr. Conţinutul de apă al zahărului centrifugat depinde de dimensiunile cirstalelor, variând astfel : pentru cristale de 1,0 -1,5 mm, umiditatea este aproximativ 0,5% ; pentru cristale de 0,25 – 0,30 mm,umiditatea este aproximativ 2,0% . Transportul zahărului de la centrifuge la uscare se realizează cu ajutorul transportorului oscilant şi a elevatorului. CAPITOLUL 15 Efecte negative ale zahărului asupra oraganismul uman Zahărul este unul dintre alimentele cele mai studiate şi mai contestate de medicina, fie ea clasică ori naturistă. Fiind un aliment foarte concentrat, el uzează pur si simplu anumite organe. Pentru un organism adaptat de milioane de ani să se hraneasca cu zaharuri complexe din fructe, miere, cereale şi legume, ingerarea unei ciocolate sau a altor dulciuri concentrate este un adevărat şoc, care produce dezechilibre în lanţ : - zahărul strabate cu uşurinţă intestinul subţire ajungând în sânge, unde provoacă o stare de hiperglicemie; - aceasta va determina o stare de excitare fizic şi nervoasă; - pancreasul alertat peste măsura, secretă mai multă insulină decât normal, ceea ce are ca rezultat scăderea zahărului din sânge sub medie, aşa încât în scurt timp se instalează o stare de hipoglicemie; - ficatul îşi face datoria şi transferă o parte din rezervele sale de glucide în sânge. Aceste alternante dereglează întreg metabolismul şi, în timp, obosesc şi uzează organismul (mai ales pancreasul), epuizând în acelaşi timp sistemul nervos. Chiar dacă organismul uman are o mare capacitate de adaptare, şi suportă o vreme aceste fenomene, mai târziu, însă, apar probleme de sănătate. Iată care sunt principalele tulburări: - pancreasul suprasolicitat se dereglează, normalizând tot mai greu glicemia, ceea ce duce la diabetul zaharat, cu toate consecinţele sale cumplite: de la orbire la tulburari circulatorii majore ori boli cardiace fatale. În Romania se estimează ca peste şase sute de mii de oameni suferă, în diferite stadii, de diabet. - sistemul imunitar este parţial inactivat vreme de câteva ore după ingerarea zahărului printr-un lant de procese hormonale prea complexe pentru a fi descris aici. Aceasta duce la o expunere periculoasă şi inutilă la gripă, boli de plămâni, infecţii urinare şi intestinale, rinita, sinozită etc. - o serie de alte boli cum ar fi: reumatismul, anemia, astenia, degenerescenţa osoasă, cancerul, scleroza multiplă, sinozită, tulburarile hormonale se agravează ca o consecinţă a consumului de zahar şi se retrag ca prin farmec o data ce am renuntat la el. Cel mai potrivit înlocuitor natural al zahărului este mierea de albine, un amestec foarte complex de zaharuri naturale, un produs viu, care conţine substanţe special făcute să ajute organismul. CAPITOLUL 16 Norme de protecţie a muncii Norme de protecţie a muncii au ca scop îmbunătăţirea condiţiilor de muncă şi înlăturarea cauzelor ce pot provoca accidente de muncă şi îmbolnăviri profesionale ce pun în pericol viaţa şi sănătatea oamenilor în procesul de muncă : - descărcarea vagoanelor se face numai dupa ce locomotiva a fost decuplată ; - între canale este interzis staţionarea sau circularea muncitorilor.Se interzice urcarea muncitorilor pe stivele de sfeclă ; - la lucrările efectuate în silozurile cu sfeclă se vor folosi muncitori instruiţi, prevazuţi cu centuri si frânghii de siguranţă ; - capetele canalelor se vor lăsa libere pe distanţa de cel puţin 1 m ; - este interzisă trecerea sau staţionarea pe sub macara. - toate mecanismele de transmisie de la utilajele de ridicat sfeclă sau de la maşinile de spălat trebuie prevăzute cu apărători ; - pentru ungerea angrenajelor se construiesc platforme speciale ; Bibliografie : 1. Murgeanu A., Murdzek P. – Tehnologii în industria alimentară extractivă, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti – 1978; 2. Cruşveanu A., Stroian L., Costache A. – Fierbrea, cristalizare şi rafinarea zahărului, Editura Ceres, Bucureşti – 1983; 3. Dr. ing. Muscă M. – Tehnologia generală a industriei alimentare, Ministru Educaţiei şi Învaţamântului, Universitatea din Galaţi – 1984. PAGE PAGE 26 Zeamă de difuzie Difuzie Tăierea sfeclei în tăieţei Ridicarea sfeclei la cântar şi la maşina de tăiat Tăieţei Spălarea sfeclei Predefecare Ridicarea sfeclei la maşina de spălat Transportul sfeclei în fabrică Transport la fabrică şi depozitare temporară SFECLǍ Defecare Saturaţie I Saturaţie II Zeamă subţire Evaporare Sirop concentrat Fierbere şi crisatalizare Masă groasă I Centrifugare Spălare Zahăr tos Sirop verde Sirop alb 쥁`