Corelarea Capacitatilor de Lucru ale Utilajelor de pe Fluxul Tehnologic cu Capacitatea Liniei Tehnologice

M PAGINA DE TITLU CARE SE NUMEROTEAZA DAR NU SE NOTEAZA,

O SCRIU SEPARAT

1. Introducere. Studiu documentar

1.1.Procesul de panificație: descriere, terminologie, operații caracteristice, elemente caracteristice fluxului tehnologic

Pâinea și produsele de panificație sunt alimente consumate zilnic, de aceea, industria de panificație ocupă un loc însemnat în industria alimentară. Importanța și consumul ridicat al acestor produse determină o dezvoltare în ritm accelerat a domeniului.

Astfel, în ultimul timp, s-au construit numeroase fabrici moderne de mare capacitate, cu o producție larg diversificată. În unitățile noi, dar și în cele care au fost dezvoltate și reutilate, se adoptă procedee noi, specifice industriei avansate. Astfel de procedee cu grad avansat de mecanizare și automatizare a procesului de fabricație sunt: transportul și depozitarea făinii, pregătirea materiilor prime pentru fabricație, prelucrarea aluatului cu ajutorul liniilor cu funcționare continuă, coacerea produselor în cuptoare mecanice cu bandă, mecanizarea complexă a operațiilor de depozitare și livrare a produselor, etc.

În paralel cu dezvoltarea tehnică, în industria de panificație se dezvoltă continuu și gama de sortimente, în scopul satisfacerii cerințelor mereu crescânde ale consumatorilor.

În prezent, gama produselor de panificație cuprinde următoarele grupe: pâine neagră(integrală), pâine semialbă (intermediară), pâine albă, produse de franzelărie simple, produse de franzelărie cu adaosuri, produse speciale de franzelărie, produse dietetice, covrigi. [1]

Procesul tehnologic de fabricare a pâinii și a produselor de panificație constituie un ansamblu de operații, în urma cărora materiile prime și auxiliare sunt transformate în produs finit.

Schema de operații unitare (fig1.1) reprezintă succesiunea operațiilor tehnologice prin care se prepară pâinea și produsele de panificație. Aceste operații sunt:

a)recepția calitativă și cantitativă a materiilor prime și auxiliare – la achiziție, materiile prime sunt supuse mai întâi unei recepții calitative, pentru a se constata dacă ele corespund din punct de vedere al calității. Dacă această condiție este satisfăcută se trece la recepția cantitativă.

b)depozitarea materiilor prime și auxiliare – operația se face în condiții specifice fiecărei materii prime și auxiliare astfel ca aceasta să-și păstreze cât mai bine calitatea inițială și să nu aibă loc pierderi. Depozitarea se face cu scopul de a crea un stoc tampon pentru a asigura fluiditatea producției.

c)condiționarea materiilor prime și auxiliare – materiile prime se aduc la parametri necesari utilizării, parametri ce sunt specifici fiecărei materii sau ingredient. Exemple de pregătire a materiilor prime sunt dizolvarea sării, suspensionarea drojdiei, cernerea și temperarea făinii la aproximativ 20°C, încălzirea apei, etc.

d)dozarea materiilor prime și auxiliare – se realizează conform rețetei de producție.

e)prepararea aluatului – cuprinde operațiile de frământare, fermentare și refrământare.

Prin frământare se realizează amestecarea materiilor prime și auxiliare ce formează aluatul, formându-se, astfel, structura vâscoelastică a acestuia. Prin fermentarea în vrac a aluatului, operație cuprinsă între sfârșitul frământării și începutul divizării, are loc maturizarea aluatului, prin procese biochimice, microbiologice, fizice și coloidale, modificarea proprietăților reologice ale aluatului și formarea acizilor și substanțelor de aromă. Refrământarea este operația de frământare de scurtă durată, care are ca scop îmbunătățirea structurii și proprietăților reologice ale aluatului.

Conform procesului tehnologic stabilit, prepararea aluatului se poate realiza prin procedeul direct sau prin cel indirect, în acest caz utilizându-se metoda bifazică sau metoda trifazică.

Metoda directă este metoda cea mai simplă și mai rapidă de preparare a aluatului.

Presupune o singură fază tehnologică (aluatul), care se prepară prin frământarea tuturor componentelor rețetei. Această metodă se caracterizează prin consum de drojdie de 2-3 ori mai mare decât în cazul metodei indirecte și se poate realiza prin două variante: metoda clasică sau cea rapidă (intensivă).

Metoda clasică cuprinde frământarea aluatului cu ajutorul malaxoarelor lente (clasice) timp de 10-15 minute, urmată de o fermentare timp de 2-3 ore, la 30-32C, utilizându-se 1,5-3% drojdie față de făină. [2]

Metoda rapidă cuprinde frământarea aluatului folosind malaxoare cu turație mare a brațelor de frământare și o fermentare de scurtă durată, 20-30 minute, care este realizată în general în buncărul mașinii de divizat. [2]

Metoda indirectă poate fi bifazică sau trifazică și presupune realizarea unor semipreparate intermediare (prospătură și maia) înainte de frământarea propriu-zisă.

Metoda bifazică are două faze tehnologice: maia și aluat. Maiaua este un aluat preparat din făină, apă și drojdie, în care se înmulțesc celulele de drojdie și se dezvoltă unele substanțe aromatice, care ajută la obținerea unui produs finit cu miez bine afânat și gustos.

Metoda trifazică cuprinde trei faze tehnologice: prospătură, maia și aluat. Prospătura este o cultură bogată în drojdii și bacterii lactice, fiind realizată din făină, apă și drojdie comprimată. Are rolul de a mări aciditatea inițială a maielei, în scopul întăririi glutenului, dar și pentru obținerea produselor cu aromă mai pronunțată. Maiaua este preparată din prospătură fermentată, la care se adaugă făină și restul de drojdie. Aluatul este preparat din maia fermentată, făină, apă și sare.

f)prelucrarea aluatului fermentat, prin divizare, premodelare și modelare. Divizarea realizează împărțirea masei de aluat în bucăți de masă corespunzătoare obținerii produsului finit. Premodelarea are ca scop modelarea rotundă a bucăților de aluat. Prin modelarea finală se imprimă bucății de aluat forma dorită pentru produsul finit. Între premodelare și modelare pâinea este supusă unui repaus intermediar, de 1-6 minute, cu rol de refacere a structurii glutenice, parțial distrusă la divizare și premodelare. La metodele rapide de preparare a aluatului, repausul intermediar se înlocuiește cu o fermentare intermediară, de 15-20 min, cu scopul de a completa maturizarea aluatului. Metode rapide de preparare a aluatului sunt considerate cele la care fermentarea aluatului înainte de divizare este scurtă.

g) Fermentarea (dospirea) finală – este una din cele mai importante faze din procesul de obținere a produselor de panificație. Aceasta are ca scop acumularea gazelor de fermentare în bucata de aluat pentru a obține un aluat bine afânat, deci un produs cu volum, porozitate și elasticitate optime. De asemenea, în timpul fermentării, în aluat se acumulează diferiți produși care dau gustul și aroma specifică produselor de panificație.

h) Coacerea – realizează transformarea aluatului în produs finit. Poate fi precedată de crestare și spoire.

j)Depozitarea produselor finite – În timpul depozitării are loc și răcirea produsului, operație care încheie procesul de fabricare a pâinii. După caz, urmează ambalarea produselor.

Fig1.1 Schema cadru de operații unitare a procesului tehnologic de preparare a pâinii

1.2. Studiul proprietăților fizico-chimice, reologice și tehnologice ale materiilor prime, auxiliare și ale aluatului. Controlul loturilor de materii prime, material, produse finite

1.2.1. Studiul proprietăților fizico-chimice, reologice și tehnologice ale materiilor prime, auxiliare și ale aluatului.

Pentru obținerea unui produs de panificație sunt necesare materii prime (făină, apă, drojdie, sare) și materii auxiliare (ouă, grăsimi, îndulcitori, amelioratori).

Atât materiile prime cât și cele auxiliare au un rol bine precizat în procesul tehnologic de fabricare a produselor de panificație. Pentru o utilizare cât mai raționala a acestora și pentru obținerea unor produse de calitate superioară, trebuie să se cunoască compoziția materiilor prime și auxiliare, dar și proprietățile acestora.

Făina

Deoarece ocupă cea mai mare proporție din componența produselor, făina poate fi considerată materia primă de bază din industria de panificație. Gama largă de produse finite solicită utilizarea de făinuri cu însușiri fizico-chimice și tehnologice diferențiate, pentru fiecare sortiment în parte sau grupă de produse. Se folosește, în principal, făină de grâu. Uneori se utilizează și făina obținută din alte cereale (secară, orz, orez, ovăz, porumb, mei, sorg, hrișcă).

Făina de grâu se obține prin măcinarea boabelor de grâu. Masa rezultată reprezintă un complex de componente chimice și biochimice asemănătoare miezului de grâu.

Secțiunea longitudinală și transversală prin bobul de grâu pune în evidență următoarele componente ale acestuia: pericarpul (învelișul fructului), spermoderma (învelișul seminței) și endospermul (corpul făinos). Pericarpul este alcătuit, de la exterior la interior, din epicarp, mezocarp și endocarp. Spermoderma este alcătuită din stratul brun, membrana hialină și stratul aleuronic. Endospermul sau corpul făinos reprezintă reprezintă partea cea mai mare(84% ) și mai importantă din bob.

Fiecare dintre aceste componente are o anumită influență asupra compoziției și însușirilor fizice și chimice ale bobului de grâu, implicit, ale făinii ca, în final, aceste însușiri să ajungă să se manifeste în procesul de panificație.

Compoziția chimică a făinii

Compoziția chimică a făinii este influențată de mai mulți factori, cum ar fi: soiul de grâu; condițiile de cultură a grâului, condițiile de depozitare și perioada de depozitare a grâului; modul de condiționare și măcinare a grâului; extracția realizată; timpul și condițiile de depozitare a făinii până la introducerea acesteia în procesul de fabricare.

Făina conține glucide, proteine, lipide, vitamine, enzime, substanțe minerale și substanțe colorante.

Glucidele, substanțe organice alcătuite din carbon, hidrogen și oxigen, reprezintă peste 80% din compoziția făinii. Pentru panificație prezintă importanță amidonul, zaharurile simple(glucoza, zaharoza și maltoza) și celuloza.

Amidonul este o pulbere albă, amorfă, insipidă și inodoră. Granulele de amidon pot fi, în funcție de mărime, mari(15-30 μm), mijlocii (7-15 μm) sau mici (<7μm).

În procesul de măcinare a grâului, granulele de amidon suferă deteriorări depinzând de agresivitatea procesului. O cantitate prea mare de granule de amidon deteriorate influențează nefavorabil procesele de fermentație deoarece se mărește absorția apei din aluat. O cantitate prea mică de granule deteriorate împiedică convertirea amidonului în zaharuri, sub influența enzimelor. Acest grad de deteriorare a granulelor de amidon se determină măsurând cantitatea de gaze degajate în fermentația normală.

Amidonul este insolubil în apă rece însă, în medii umede, la temperatura de 20-25oC, granulele de amidon se hidratează, la 60oC se umflă, iar la peste 60oC începe gelifierea. [3]

Aceste modificări pot fi explicate prin comportamentul componentelor amidonului, și anume amiloza și amilopectina. Amiloza se dizolvă în apă, formând o soluție coloidală, în timp ce amilopectina, absoarbe o mare cantitate de apă, rezultând un clei cu consistență variabilă, funcție de cantitatea de apă utilizată.

Glucoza se găsește în făină în cantitate mică(0,1-0,25%), la fel ca și maltoza. Zaharoza reprezintă 2-3% din făină. [3]

Celuloza se întâlnește în cantitate mai mare în făina neagră. Raportat la bobul de grâu, ea se găsește în învelișul boabelor și în stratul aleuronic. Conținutul în celuloza crește cu gradul de extracție al făinii.

Dextrinele reprezintă altă clasă de hidrocarburi din făina. Sunt semnificative deoarece sunt responsabile de gustul dulce al cojii de pâine. În cantități mari nu sunt favorabile, deoarece dau o colorație brun roșcată cojii de pâine.

Proteinele sunt substanțe organice ce au în compoziție carbon, hidrogen, oxigen, azot și uneori fosfor și sulf. Pot fi solubile sau insolubile și au capacitatea de a absorbi o cantitate mare de apă, ceea ce prezintă importanță în procesul de prelucrare a făinii de grâu.

Principalele categorii de proteine întâlnite în făină sunt albuminele, globulinele, prolaminele și glutelinele. Cele mai importante proteine din făină sunt gliadina, care este o prolamina și glutenina, care este o glutelina; în prezența apei, acestea se umflă și formează o masă elastico-vâscoasă ce se numește gluten. Cantitatea și calitatea glutenului din făină influențează semnificativ aluatul deoarece acesta formează scheletul elastic al aluatului.

O făină cu un conținut ridicat de gluten, de bună calitate duce la obținerea unor produse

superioare, cu volum mare, cu porozitate fină și uniformă. Un gluten prea extensibil duce la produse aplatizate cu porozitate excesivă, grosieră. Un gluten prea rezistent duce la produse nedezvoltate și cu miez dens.

Glutenul se formează sub formă de fibre, care, la aluatul lăsat în repaus se dispun paralel iar la aluatul supus frământării, se dispun haotic, în toate direcțiile. Fibrele dispuse în toate direcțiile în urma frământării formează o rețea din care gazele nu pot ieși. Astfel se explica creșterea, afânarea aluatului.

Lipidele se întâlnesc în făină în funcție de gradul de extracție al acesteia. Astfel în făina albă se găsesc mai puțin de 1% lipide iar în cea neagră mai mult de 2 %. [3]

Lipidele sunt combinații chimice ușor oxidabile, putând determina alterarea proprietăților organoleptice ale făinurilor. Astfel, condițiile de păstrare necorespunzătoare a făinii duc la râncezirea grăsimilor din faină, cu formarea unui miros neplăcut și a unui gust amar.

Vitaminele din făina sunt regăsite în cantități nesemnificative. În făină se întâlnesc vitaminele B1( tiamina), B2(riboflavina), PP(niacina), acidul pantotenic, acidul folic, biotina, cantitatea lor fiind dependentă în mod direct de gradul de extracție al făinii. Astfel, făina albă conține o cantitate mai mică de vitamine, în timp ce făina neagră conține o cantitate mai mare de vitamine. În făină nu sunt întâlnite vitaminele A,C și D.

Enzimele determină o serie de procese chimice având, deci, o mare importanță în tehnologia panificației. Făina conține un număr mare de enzime din clasele hidrolaze, transferaze, oxidoreductaze, liaze, izomeraze, sinteaze.

Cele mai importante enzime din făină sunt amilazele, care pot fi alfa-amilaze și beta-amilaze. Acestea descompun, prin hidroliză amidonul, contribuind la procesul fermentației aluatului. Alte enzime de importanță deosebită din făină sunt proteazele care descompun prin hidroliză glutenul.

Substanțele minerale sunt cunoscute sub denumirea de cenușă, deoarece se obțin prin calcinarea făinii, utilizând o probă de 5 g de faină, la 700-800 C. Cantitatea de substanțe minerale din făină depinde de tipul cerealelor (grâu, secară), de gradul de extracție și de măciniș.

În compoziția cenușii, elementele sunt grupate în două grupe: grupa I (C, O, H, N, S, P) ce conține 95-98,5% din minerale și grupa II (macroelemente: K,Mg, Na, Fe, Al,Și, Că; microelemente: Mn, B, Sr, Cu, Zn, Ba, Ți, Li, I, Br, Mo; ultramicroelemente: Cs, Se, Cd, Hg, Ag, Au), ce conține 1,5-5% din minerale.

Conținutul de cenușa se exprimă în procente și se raportează la substanța uscată a fainii.

În conformitate cu SR 877/1996, făina de grâu se împarte în următoarele grupe, în funcție de conținutul de cenușa:

făina albă – conținut de maxim 0,65% cenușă, se fabrică în următoarele sortimente:

făină albă 480 – conținut de cenușă de max. 0,48%,

făină albă 000 – conținut de cenușă de max. 0,48%,

făină albă 550 – conținut de cenușă max. 0,5%,

făină albă 650 – conținut de cenușă max. 0,65%.

făină semialbă – conținut de cenușă între 0,66-0,90%,

făină neagră – conținut de cenușă între 0,91-1,40%,

făină dietetică – conținut de cenușă între 1,41-2,2%.

Pentru fabricarea pâinii și produselor de panificație se poate utiliza făină din toată grupele.

Substanțele colorante aparțin grupei carotenoizilor și sunt responsabile de culoarea alb-gălbuie a făinii.

Proprietăți organoleptice și fizico-chimice ale făinii de grâu

În tabelul 1.1 sunt prezentate condițiile de calitate ale făinii, atât cele organoleptice, cât și cele fizico-chimice. [SR 877/1996]

Tabelul 1.1 Condiții de calitate pentru făină [SR 877/1996]

Culoarea făinii este elementul hotărâtor care diferențiază sorturile de făină, precum și natura lor. Culoarea este influențată în principal de gradul de extracție. Gradul de extracție reprezintă cantitatea de făină de un anumit fel extrasă din 100 kg grâu de greutate hectolitrică 75. La creșterea gradului de extracție, culoarea făinii se închide. [4]

Culoarea este însă influențată și de modul în care se separă endospermul de înveliș, de mărimea particulelor de faină, de conținutul de substanțe colorante.

După culoare, făina poate fi albă, semialba și neagră. Culoarea făinii de grâu trebuie să fie albă cu ușoară nuanță gălbuie și în timpul procesului de panificație trebuie examinată deoarece de ea depinde culoarea miezului pâinii.

Mirosul făinii trebuie să fie plăcut, specific. Prezența mirosului de mucegai, de încins, de stătut, indică fie faptul că făina a fost obținută din boabe de cereale vechi sau păstrate în condiții necorespunzătoare, fie că făina însăși s-a alterat. O astfel de făină nu poate fi introdusă în procesul de fabricație.

Gustul făinii este plăcut, puțin dulceag, caracteristic de cereale. Când făina este veche, gustul ei devine acru, amar. Impuritățile prezente în boabele de grâu pot modifica mult gustul făinii obținute prin măcinare și al produselor finite obținute dintr-o astfel de făină. De aceea se impune ca în cadrul pregătirii boabelor pentru măciniș să se includă și curățarea lor.

Prin umiditate se înțelege conținutul de apă, exprimat în procente față de greutatea totală. În funcție de conținutul de umiditate, făina se clasifica în făină uscată (u<14%), făină cu umiditate medie (u=14-15%), făină umedă (u>15%), valoarea optimă a umidității făinii de panificație fiind cuprinsă între 13,5%-14,5%. [3]

Umiditatea este o proprietate importantă a calității făinii, determinând comportarea ei în timpul procesului tehnologic și randamentul cantitativ în pâine. Este de asemenea importantă din punct de vedere economic, însă și pentru stabilirea condițiilor de depozitare.

Umiditatea făinii va fi cu atât mai mică cu cât temperatura de păstrare va fi mai mare. Făina destinată depozitării peste 30 zile trebuie să aibă umiditatea de maximum 14%,iar făina cu umiditatea de peste 14,5% nu se va păstra peste 20 zile în perioada caldă a anului. [5]

Conținutul de umiditate al făinii este influențat de umiditatea inițială, umiditatea relativă a aerului, temperatura de depozitare, circulația aerului, modul de stivuire. Aceste influențe sunt semnificative datorită higroscopicității ridicate a făinii.

Făina și toate produsele obținute prin măcinarea cerealelor au reacție acidă. Aciditatea făinii se datorează unor substanțe cu caracter acid ce se întâlnesc în făină:

• fosfații acizi de calciu și magneziu rezultați prin hidroliza fitinei sub acțiunea enzimei fitază. Sub acțiunea aceleași enzime acidul fitic este hidrolizat cu formare de acid fosforic care intră în compoziția acizilor liberi din făinuri. Acidul fosforic mai poate apărea prin hidroliza parțială a mononucleotidelor sub acțiunea nucleofosfatazelor.

• acizii grași liberi formați prin hidroliza trigliceridelor sub acțiunea enzimei lipază și de aminoacizii rezultați prin hidroliza proteinelor, în componența cărora intra în cantitate mare acidul glutamic.

•acid lactic, acetic, succinic, citric, malic etc. formați în făinurile provenite din grâne prost conservate, la umiditate și temperaturi ridicate, când se pot dezvolta bacterii.

Aciditatea făinii se exprimă în grade, care reprezintă volumul de NaOH 0,1N (cm3) folosit pentru neutralizarea acizilor din 100g făină. Aciditatea făinii crește cu gradul de extracție. Astfel, făina albă are un conținut mai mic de substanțe minerale, având deci o aciditate mai mică, iar făina neagră are un conținut mai mare de substanțe minerale, deci și o aciditate mai mare.

Granulația făinii se referă la mărimea particulelor care o compun. Atunci când în componența făinii predomină particulele mici, făina este fină (netedă sau moale), iar când predomină particulele mari, făina este grosieră (grișată sau aspră). Granulația fainii se exprimă prin procente de “refuz” (reziduu) și “cernut” (trece) pe două site cu ochiuri de mărime determinate.

Conform standardului român de faină, pentru făina albă particulele cu mărimea sub 125 μm reprezintă 50–90%, iar cele mai mari de 180 μm nu trebuie să depășească 10%. Pentru făinurile semialbe și negre, particulele cu mărimea sub 180 μm reprezintă 50-90%, iar cele mai mari de 0,5 mm nu trebuie să depășească 6 respectiv 8%.

Granulația făinii influențează comportamentul ei în timpul procesului tehnologic și calitatea produselor finite. Este un factor decisiv în stabilirea destinației de valorificare a fainii.

Dacă faina este fin măcinata, capacitatea de absorție și de hidratare este foarte mare, acest lucru explicându-se prin suprafața de contact foarte mare. Absorția ridicată se poate explica și datorită conținutului mai mare de amidon deteriorat. Din această făină se formează imediat un aluat tare, dar care se înmoaie repede pe parcursul prelucrării. Pâinea obținută dintr-o astfel de făină are volum mic, este plată, miezul are culoare închisă și porozitate mică. Nici o făină aspră nu este optimă în procesul de panificație; apa este absorbită cu greu, aluatul se formează cu greu, crescând lent în volum, iar pâinea obținută este nedezvoltată, cu miez aspru, sfărâmicios. Din aceste motive, pentru pâine și produsele de franzelărie se recomandă o făină cu o granulație mijlocie(50% particule sub 45 μm și 50% particule peste 45μm). [SR 877/1996]

Grâul este singura cereală ce are însușirea de a forma gluten, de aceea această proprietate este specifică făinii de grâu. Glutenina și gliadina, substanțe proteice din făină, insolubile în apă, absorb apă și sub acțiunea mecanică de frământare se unesc și formează o masă elastică și capabilă să se extindă numită gluten.

Glutenul umed se obține prin spălarea aluatului, reprezentând un gel coloidal cu masa moleculară mare, numit și gel de gluten. Conținutul de gluten umed al făinii variază în limite largi, 15-50%. Există o dependență intre cantitatea de substanțe proteice dintr-o făină și cantitatea de gluten umed. Cu cât făina conține o cantitate mai mare de substanțe proteice, cu atât este mai mare cantitatea de gluten umed format.

Glutenul este caracterizat de proprietăți reologice: elasticitate, extensibilitate, rezistență la întindere, fluaj. Pentru făina de grâu, conținutul de substanțe proteice, cantitatea de gluten umed și proprietățile acestuia sunt indici foarte importanți în ceea ce privește proprietățile de panificație. Până la o anumită limită, cu cât glutenul este mai elastic și mai rezistent și mai puțin extensibil, cu atât făina este de calitate mai bună.

Însușirile tehnologice ale fainii

Însușirile de panificație caracterizează comportarea tehnologică a făinii. Ele reprezintă un complex de proprietăți, care determină calitatea și randamentul pâinii fabricate. Pentru a se putea fabrica produse de înaltă calitate și în limita randamentului fixat, trebuie să se cunoască aceste însușiri ale făinii, în vederea conducerii procesului tehnologic în mod corespunzător.

Însușirile tehnologice ale făinii sunt capacitatea de hidratare, capacitatea de a forma gaze, puterea făinii, capacitatea de închidere a culorii făinii.

Capacitatea de hidratare reprezintă cantitatea de apa absorbită de făină pentru a forma un aluat de consistenta standard, de 0,5kgfm sau 500 unități Brabender. Exprimarea se realizează prin ml de apă absorbiți de 100g de făină. [6]

Capacitatea de hidratare este determinată de însușirea de a absorbi și reține apa a componenților principali ai făinii, glutenul, amidonul și celuloza.

Capacitatea de hidratare a făinii depinde de conținutul în proteine glutenice, de gradul de extracție al făinii, de granulație și de umiditatea făinii.

Astfel, cu cât făina are un conținut mai mare de substanțe proteice și cu cât acestea sunt de calitate mai bună, cu atât ea absoarbe o cantitate mai mare de apă la formarea aluatului.

În ceea ce privește gradul de extracție, cu cât acesta este mai mare, cu atât capacitatea de hidratare este mai mare. Valorile normale ale capacității de hidratare sunt pentru făina neagră 58-64%, pentru făina semialbă 54-58%, pentru făina albă 50-55%. [6]

Referitor la granulația fainii, capacitatea de hidratare este mai mare la făinurile cu granulație mai mică, deoarece suprafața de contact a particulelor cu apa este mai mare.

Cu cât umiditatea făinii este mai mare, cu atât capacitatea de hidratare scade.

Capacitatea de a forma gaze este caracterizată de cantitatea de gaze care se degajă într-un aluat preparat din făină, apă, drojdie, supus unei fermentări mai îndelungate, dar și de proprietatea de a reține o cantitate suficientă din aceste gaze, care să permită, în timpul coacerii aluatului, obținerea unui miez crescut, cu porozitate fină, uniformă.

Se exprimă prin ml de dioxid de carbon care se formează într-un aluat preparat din 100 g făină, 60 ml apă și 10 g drojdie, fermentat timp de 5 ore la temperatura de 30ºC. La făina cu capacitate de formare a gazelor slabă se degajă 1300 ml CO2 iar la cele cu capacitate bună între 1300 și 1600 ml CO2. La făina cu exces de alfa-amilază, valoarea este de peste 2000 ml CO2. [6]

Dioxidul de carbon degajat rezultă din fermentarea glucidelor proprii, fermentescibile, ale făinii (glucoză, fructoză, zaharoză, maltoză) sau a glucidelor formate prin hidroliza enzimatică a amidonului, în prezența drojdiilor. De aceea, capacitatea făinii de a forma gaze este influențată de conținutul de glucide proprii ale făinii, de capacitatea făinii de a forma glucide ferementescibile, de cantitatea de enzime amilolitice și de gradul de deteriorare mecanică a amidonului.

În ceea ce privește conținutul de glucide fermentescibile al făinii, acesta este mic(1,1%, în făinurile albe, 1,5% în făinurile semialbe, 1,8% în făinurile negre). Ele sunt formate în proporție de 80% din zaharoză, restul de 20% fiind reprezentat de glucoză, fructoză, maltoză. Deși cantitatea de gaze formate pe seama glucidelor proprii este nesemnificativă, ele au un rol important în fermentarea aluatului deoarece declanșează procesul de fermentare.

Al doilea factor care influențează capacitatea de formare a gazelor este capacitatea făinii de a forma glucide fermentescibile. Aceasta este proprietatea aluatului preparat din făină și apă de a forma la o anumită temperatură și într-un anumit interval de timp o cantitate de maltoză. Maltoza se formează în aluat prin hidroliza amidonului sub acțiunea enzimelor amilolitice.

De gradul de deteriorare mecanică a amidonului depinde atacabilitatea enzimatică a acestuia. Deteriorarea granulei de amidon se realizează prin măcinare și depinde de intensitatea acțiunii mecanice de măcinare și de soiul grâului. Un grad de deteriorare mare a amidonului se întâlnește la făina cu granulație mică și la făina provenită din grâuri sticloase. În panificație, valoarea optimă a gradului de deteriorare a amidonului este de 6-9%. Alfa-amilaza este capabilă să producă o corodare a granulei de amidon, însă beta-amilaza nu hidrolizează decât granulele de amidon deteriorate mecanic și cele asupra cărora în prealabil a acționat alfa-amilaza.

Reținerea gazelor în aluat depinde de cantitatea și calitatea glutenului. Dacă făina este de calitate foarte bună, aluatul obținut din aceasta reține bine gazele de fermentație, iar produsele obținute au volum mare, porozitate fină și sunt mai asimilabile.

Puterea făinii reprezintă acea însușire de a forma aluat cu anumite proprietăți fizice (respectiv elastico-plastice), în decursul prelucrării pentru obținerea produselor de panificație. Din acest punct de vedere, făinurile pot fi puternice, foarte puternice, satisfăcătoare, medii, slabe sau foarte slabe. Dintre acestea, în panificație foarte bune sunt făinurile puternice sau foarte puternice. Făinurile slabe sau foarte slabe se pot folosi, în panificație, în combinație cu făinuri foarte puternice sau împreună cu aditivi.

Rolul principal în formarea aluatului din făină de grâu îl are glutenul, de aceea, însușirile fizice ale aluatului sunt imprimate de caracteristicile glutenului. Astfel, o făină puternică conține un gluten cu rezistență și elasticitate mare, iar o făină slabă are un gluten puțin rezistent și puțin elastic. Puterea făinii mai este influențată și de conținutul de enzime proteolitice și de conținutul de activatori ai proteolizei; cu cât aceste componente se găsesc în cantitate mai mică, cu atât făina are putere mai mare.

Culoarea miezului pâinii depinde în mod direct de culoarea făinii, astfel, dintr-o făină închisă la culoare rezultând o pâine cu miez de culoare închisă, iar dintr-o faină de culoare deschisă obținându-se o pâine cu miez de culoare deschisă.

Există însă și cazuri în care dintr-o faină de culoare deschisă se obține pâine cu miez corespunzător mai închis la culoare. Acest lucru se datorează închiderii culorii făinii în timpul procesului tehnologic.

Proprietatea făinii de a-și închide culoarea în timpul procesului tehnologic este condiționată de prezența unei enzime (tirozinaza) și a enzimelor proteolitice, care în urma hidrolizei proteinelor formează aminoacidul tirozina.

Tirozina în prezența oxigenului și a enzimei tirozinaza formează produși de culoare închisă, care realizează efectul de închidere a culorii făinii în timpul prelucrării ei. În general, tirozinaza este prezentă în cantitate suficientă în făină, astfel că, închiderea culorii făinii este dependentă de cantitatea de tirozină, deci de activitatea enzimelor proteolitice. De aceea, mai ales făinurile de calitate slabă în care proteoliza în aluat este accentuată, se închid la culoare în timpul procesului tehnologic.

Apa

Apa este un component indispensabil al aluatului, în prezența ei particulele de făină și componenții ei macromoleculari se hidratează. Hidratarea proteinelor condiționează formarea glutenului. De asemenea, apa joacă un rol important în toate tipurile de procese, biochimice, microbiologice, coloidale care au loc în aluat.

Pentru a putea fi utilizată la obținerea produselor de panificație, apă trebuie să respecte anumite condiții. În general se adoptă pentru apă condițiile similare cu aprecierea calității apei potabile. Caracteristicile apei potabile sunt prezentate în tabelul 1.2. [STAS 1342/91]

Tabel 1.2. Caracteristicile apei potabile [STAS 1342/91]

Mirosul apei este influențat de unele substanțe poluante în exces cum ar fi: pesticide, detergenți, substanțe organice (NH3, H2S), etc. Apa potabilă este inodoră.

Gustul apei este dat de substanțele minerale și gazele dizolvate. Excesul unor substanțe minerale duce la modificarea gustului. Astfel, fierul și cuprul produc gust metalic, astringent, clorurile produc un gust sărat, sărurile produc gust sălciu iar sărurile de magneziu produc un gust amar. Excesul de dioxid de carbon produce gust acrișor, iar cel de hidrogen sulfurat produce un gust respingător. Mucegaiurile produc gust sărat, iar fecalele produc gust dulceag.

Culoarea apei este datorată substanțelor dizolvate în apă, care pot proveni din sol sau în urma poluării acesteia cu diferite substanțe care schimbă culoarea apei.

Pentru apa folosită în panificație se impun următoarele condiții:

-sa fie incoloră, fără miros și gust străin, limpede, cu un conținut redus de săruri de fier sau magneziu, deoarece aceste saruri determina închiderea culorii aluatului;

-sa nu conțină bacterii deoarece în procesul de panificație acestea nu pot fi distruse, în miez temperatura atinge, în timpul coacerii maxim 95-98 ˚C, insuficient pentru distrugerea acestora; conform standardelor, apă potabilă trebuie să conțină sub 20 germeni/ml, iar bacteriile coliforme să fie absente;

-sa respecte condițiile de duritate impuse, adică maxim 18 grade de duritate (un grad de duritate este egal cu 10 mg CaO și 7,14 mg MgO la un litru de apă);

-temperatura să fie astfel potrivită încât temperatura aluatului rezultat să fie 27-30 ˚C; nu se va folosi apă fiartă și răcita deoarece prin fierbere apa elimină aerul și implicit oxigenul necesar activității drojdiilor, de asemenea oxigenul contribuie și la reducerea durității apei.

Drojdia

La fabricarea pâinii se folosește drojdia, care este un afânător biochimic. Prin activitatea sa în masa aluatului, datorată încărcăturii enzimatice, produce fermentația alcoolică a glucozei, fructozei, zaharozei și maltozei, în urma căreia rezultă bioxid de carbon, afânând aluatul.

Ca orice agent de afânare, și drojdia de panificație trebuie să îndeplinească o serie de condiții și anume: să producă o cantitate cât mai mare de gaze raportată la masa de aluat, să nu imprime produsului finit gust, miros și culoare străină, să nu fie toxică și să nu lase reziduu toxic în produs, să își păstreze indicii de calitate în condiții de păstrare prescrise, să fie avantajoasă din punct de vedere economic, să fie rezistentă la temperaturi ridicate, să fie rezistentă la un pH acid, să aibă activitate enzimatică adaptivă.

Drojdia de panificație aparține genului Saccharomyces, specia Saccharomyces Cerevisiae. Drojdiile sunt organisme vegetale de dimensiuni foarte mici, care pot fi văzute numai la microscop, motiv pentru care se numesc microorganisme. În urma cercetărilor s-a constat că 1 gram de drojdie conține circa 10 milioane de celule.

Celulele de drojdie au forma eliptică sau rotundă cu mărimea aproximativă de 5-10 microni.

Fig 1.1 Celula de drojdie [1]

1.înveliș; 2.protoplasmă; 3.nucleu; 4.vacuole; 5.grăunțe de grăsime; 6.cristale de proteină

Din punct de vedere anatomic, celula de drojdie (fig1.2) este alcătuită dintr-un înveliș exterior subțire (membrană), în interiorul căruia se găsește corpul celulei (protoplasma). Protoplasma este apoasă și conține materii proteice, materii grase, glicogen, săruri minerale și o însemnată cantitate de vitamine. În interiorul protoplasmei se găsesc nucleul celulei, care apare ca o granulă mai mare, și vacuolele care sunt niște spații pline cu un lichid mai puțin vâscos. [1]

Înmulțirea drojdiilor, în condiții optime, are loc la temperatura de 25-28 °C , într-un mediu slab acid (~ 2,5grade) și apos, aer lipsit de dioxid de carbon, concentrație alcoolică a mediului de maximum 2%. [1]

Drojdia se prezintă sub formă de drojdie presată,uscată sau lichidă.

Drojdia presată este un produs ușor alterabil. Se obține pe cale industrială, prin înmulțirea masivă a celulelor de drojdie selecționată (Saccharomyces cerevisiae) și separarea lor din mediul de cultură. [1]

Principalii factori de care depinde stabilitatea la păstrare sunt calitatea ei și temperatura de depozitare. Drojdia se păstrează optim în condiții de refrigerare, la temperatura de 2–4°C. În timpul iernii, temperatura drojdiei nu trebuie să fie mai mică de 0˚C iar în sezonul cald nu trebuie să fie mai mare de 10˚C.[7]

Drojdia uscată se livrează în saci de hârtie sau în pungi. Păstrarea se realizează în încăperi curate, aerisite și uscate, nefiind necesare spații refrigerate de păstrare; depozitarea la temperaturi scăzute și păstrarea în pachete închise ermetic, sub vacuum sau în atmosferă de gaz inert îi măresc stabilitatea. La o temperatura de 10-15 ˚C și o umiditate de 55-65%, drojdia uscată se poate păstra timp de 6 luni. [7]

Drojdia lichidă reprezintă o cultură de drojdii pentru panificație într-un mediu apos, alcătuit din făină opărită sau din zahăr și malț, sau din făină, apă și hamei. Drojdiile lichide se pot pregăti în orice brutărie, permanent, cu condiția respectării unei igiene deosebite. Drojdiile lichide dau o aromă mai plăcută pâinii, aceasta fiind mai rezistentă la păstrare. Drojdia lichidă se păstrează în vase curate, în locuri răcoroase. Nu se recomandă păstrarea drojdiei lichide mai mult de 24 ore.

Indiferent de drojdia folosită la prepararea pâinii, în perioadele calde se reduce cantitatea de drojdie cu 15 – 30%, iar în perioada rece se majorează cu același procent. [8]

Sarea

În industria de panificație se folosește sarea de bucătărie, clorura de sodiu. Principalul rol al sării este de a da gust produselor. Utilizarea sării este de asemenea benefică deoarece îmbunătățește calitățile aluatului, ajutând la obținerea unor produse bine crescute, cu miez elastic și porozitate bună. Sarea inhibă activitatea proteolitică și, de aceea, structura glutenului se degradează mai puțin, rezultând un aluat care își menține elasticitatea necesară în timpul fermentării și prelucrării. Aluatul fără sare este moale și are elasticitate mai redusă, nu opune rezistență la rupere iar în timpul fermentării finale bucățile de aluat se lățesc și nu își mențin volumul, rezultând astfel o pâine necrescută și cu porozitate neuniformă.

Cantitatea de sare folosită trebuie să reprezinte 1,2-1,7% din cantitatea de faină. Cantitatea de sare utilizată variază în funcție de calitatea făinii, de sezon și de gama sortimentală. În făina albă se folosește o cantitate mai mare de sare, de asemenea în sezonul cald se întrebuințează o cantitate mai mare de sare. La produsele acloride nu se folosește sarea.[3]

Materii auxiliare

Materialele auxiliare sunt folosite pentru ameliorarea gustului și pentru mărirea valorii nutritive a produselor.

Substanțele de îndulcire

Acestea au proprietatea de a înmuia aluatul, micșorându-se astfel cantitatea de apă utilizată la frământare. În doze până la 10% stimulează activitatea fermentativă a drojdiei, măresc volumul și porozitatea pâinii și închid culoarea cojii.

Ca substanțe de îndulcire se folosesc zaharurile: zahăr de sfeclă sau zahăr de trestie, glucoză, mierea de albine.

Glucoza se poate prezenta sub formă lichidă sau solidă, în panificație cel mai des utilizată fiind cea lichidă. Glucoza lichidă (siropul de glucoză) este incoloră sau slab gălbuie, limpede, de consistență vâscoasă, cu gust dulceag, caracteristic, fiind ușor sărat sau sălciu, fără miros.

Mierea de albine se introduce în aluat fie singură, fie în combinație cu zahăr; are un rol important în îmbunătățirea aromei pâinii din făină integrală.

Mierea este un produs natural care are gust dulce, iar aroma, gustul și vâscozitatea depind de felul florilor din care provin (tei, salcâm, polifloră). Culoarea variază de la aproape incoloră pană la galben și chiar brun-roșcată.

Grăsimile

Grăsimile influențează proprietățile reologice ale aluatului. Grăsimile se adsorb la suprafața proteinelor și granulelor de amidon, astfel se reduce hidratarea acestor componente, întârziindu-se astfel și formarea glutenului și aluatului. De asemenea, prin utilizarea grăsimilor se îmbunătățește prelucrabilitatea mecanică a aluatului, reducându-se lipirea lui de organele de lucru ale mașinilor de pe fluxul tehnologic. Grăsimile influențează și activitatea fermentării drojdiei, care este inhibată la o cantitate de grăsimi mai mare de 10%, datorită adsorbției grăsimilor la suprafața celulelor de drojdie. Grăsimea influențează și calitatea produsului finit, coajă și miezul devening mai elastic iar pâine menținându-se proaspătă pentru mai mult timp.

În panificație, ca grăsimi, se folosesc uleiul comestibil de floarea soarelui sau de soia, untul, margarina și în unele cazuri untura de porc și seul. Cel mai frecvent se utilizează uleiul.

Spre deosebire de uleiul de floarea soarelui, celelalte grăsimi sunt consistente și se deosebesc între ele prin temperatura de topire, care este după cum urmează : untul 35 °C, margarina 32-36 °C, untura de porc 34-40 °C, seul 40-50 °C. [1]

Ouăle

Ouăle se folosesc pentru produsele speciale de panificație. Ele ridică valoarea alimentară a produselor și le îmbunătățește aspectul și gustul. Se utilizează ouă ca atare sau praful de ouă.

Laptele și subprodusele de lapte

De obicei, laptele se utilizează la produse speciale, îmbunătățindu-le valoarea alimentară, dar și aspectul, gustul și menținerea prospețimii. Pentru unele sortimente se folosesc derivatele din lapte (brânzeturile) sau subprodusele provenite de la prelucrarea laptelui (zerul, zara). Laptele se poate prezenta lichid sau praf, integral sau degresat.Se preferă laptele praf care, având volum mai mic necesită condiții de depozitare mai simple. Cantitatea de lapte folosită este de 20-30% fata de cantitatea de faină.

Fibrele alimentare

Acestea sunt utilizate pentru mărirea conținutului de fibre al produselor, sau la obținerea produselor cu valoare calorică redusă. Se pot folosi în acest scop fibre insolubile (fibre celulozice, târâțe de cereale, fibre din soia, mazăre, sfeclă de zahăr, citrice) și fibre solubile (gumele vegetale, microbiene și marine). Se folosesc în procent de 0,5-1% fata de faină prelucrată. În proporții mai mari de 5%, fibrele influențează negativ volumul și porozitatea pâinii.

Glutenul vital

Adăugarea glutenului se practică la făinurile de calitate slabă, sărace în proteine, la cele integrale și la prelucrarea sortimentelor de pâine cu adaos de non-grâu.

Glutenul se adaugă în proporție de 2-5%. Acest adaos crește capacitatea de hidratare a făinii cu aproximativ 1,5 l apa/kg gluten vital. Glutenul vital are o umiditate de 6-8% și conține 70-76% proteine. Calitatea proteinelor conținute este influențată de grâul din care s-a obținut și de condițiile de uscare din procesul de fabricație.

Condimentele

Sunt folosite numai la sortimentele speciale de produse. Ele sunt utilizate pentru gust, în această categorie intrând ceapa și chimenul. Ceapa se folosește sub formă de fulgi de ceapă hidratați în prealabil (2,5-3 părți apa- 1 parte fulgi de ceapă), timp de aproximativ 30 min.

Se mai pot considera însă condimente și semințele de chimen, susan, coriandru și mac.

În mod obișnuit acestea se presară pe suprafața produselor.Scopul utilizării acestor semințe este obținerea unor produse cu gust și aspect deosebit.

Conservanții

Sunt substanțe chimice care opresc dezvoltarea și acțiunea unor microorganisme sau care le pot distruge. În panificație se folosesc acetații, propionații, sorbații.

Acidul acetic, sub formă de oțet obținut prin fermentație acetică, se folosește în panificație datorită caracterului său antibacterian.

Acidul propionic și propionații(de calciu, de sodiu), cei mai folosiți conservanți în panificație, împiedică mucegăirea produselor alimentare, având acțiune antibacteriană și antifungică. Au acțiune relativ mică de inhibare a drojdiei de panificație. Sunt activi la pH mai mic de 5,5 și se folosesc în proporție de 0,2-0,3%. Acidul propionic prezintă dezavantajul că înmoaie aluatul.

Acidul sorbic și sorbatul de potasiu se utilizează ca agenți de conservare cu spectru microbian destul de larg, fiind activi față de mucegaiuri și drojdii și mai puțin activi față de bacterii. În concluzie influențează negativ activitatea drojdiei, fiind folosiți de preferat în produsele de panificație fără drojdie. Sunt activi la pH mai mic de 6.

Aluatul [9]

Fazele aluatului

Din punct de vedere fizic aluatul constă în trei faze: solidă, lichidă și gazoasă.

Faza solidă este formată din constituenții nesolubilizați și apa legată: proteine glutenice umflate limitat, granule de amidon, particule de tărâțe și alte ingrediente solide.

Fază lichidă este formată din acea parte a apei care nu este legată prin adsorbție și în care sunt dizolvați constituenții solubili ai aluatului: substanțe minerale, glucide simple, dextrine, proteine solubile în apă, polipeptide, aminoacizi. Ea se găsește parțial sub forma unor filme subțiri care înconjoară elementele fazei solide, iar cea mai mare parte este în stare dispersă, absorbită osmotic de proteinele glutenice în procesul de umflare. Fază lichidă reprezintă 8-37% din masa aluatului. O influență mare asupra fazei lichide a aluatului o au calitatea făinii și durata de frământare. La o frământare normală ea reprezintă aproximativ 20%, iar la o frământare scurtă aproximativ 11% din masa aluatului.

Faza gazoasă este formată din bulele de aer incluse în aluat la frământare. Ea se prezintă sub formă de emulsie de gaze în fază lichidă a aluatului, iar cea mai mare parte sub formă de bule de aer incluse în proteinele glutenice care se umflă.

La o frământare normală, faza gazoasă atinge 10% din volumul aluatului. La prelungirea frământării ea poate ajunge la 20%.

Proprietățile reologice ale aluatului

Proprietățile reologice exprimă deformarea în timp a aluatului sub acțiunea forțelor

exterioare care se exercită asupra lui.

Aluatul preparat din făină de grâu este un corp vâscoelastic neliniar. El posedă proprietăți care sunt caracteristice atât corpurilor solide cât și celor lichide și de aceea are un comportament intermediar între corpurile solide ideale și cele fluide: atunci când este supus la solicitări, o parte din energie este disipată, iar altă parte este înmagazinată. După descărcare, deformația este parțial recuperată .

Proprietățile reologice ale aluatului sunt: elasticitatea, vâscozitatea, relaxarea, fluajul.

Formarea aluatului și proprietățile lui reologice sunt influențate de următorii factori:

– condițiile de frământare, respectiv intensitatea de frământare, cantitatea de energie transmisă aluatului, durata de frământare, influențează profund proprietățile aluatului, putând conduce la o dezvoltare optimă, o dezvoltare incompletă sau la suprafrământare.

– calitatea făinii. Aluatul obținut din făină de calitate slabă diferă de cel preparat din făină de calitate bună. În aluatul obținut din făină slabă peliculele proteice se rup ușor, chiar înainte de distribuirea lor uniformă în aluat. În aluatul obținut din făină de bună calitate proteinele hidratate sunt elastice, iar la suprafrământare, peliculele proteice prezintă relativ puține rupturi. Această stabilitate la suprafrământare este una din cele mai importante caracteristici dorite ale făinurilor.

– cantitatea de apă. Creșterea conținutului de apă este însoțită de reducerea proprietăților elastice ale aluatului și a vâscozității lui. O umiditate de 44-50% nu modifică structura aluatului, dar exercită un efect plasticizant. O umiditate sub 40% nu permite o formare optimă a glutenului;

– electroliții, în particular sarea (NaCl). Adiția de săruri neutre modifică natura și intensitatea interacțiilor hidrofobe dintre proteinele glutenice. Creșterea forței ionice în aluat în urma introducerii sării reduce capacitatea de reținere a apei de către proteine.

– temperatura aluatului. Temperatura este un parametru foarte important. Ea influențează totalitatea proceselor care au loc în aluat: activitatea enzimelor, a microbiotei și proprietățile reologice. Temperatura diferitelor faze ale aluatului este de 26-32°C.

Temperatura influențează constanta vitezei de reacție a enzimelor, ceea ce face ca odată

cu creșterea temperaturii aluatului, până la atingerea temperaturii optime, activitatea lor să crească. În limitele temperaturii din aluat, situată pentru majoritatea enzimelor sub temperatura optimă, la creșterea temperaturii activitatea lor crește. Pentru amilaze, intensificarea activității cu creșterea temperaturii aluatului este benefică, dar în cazul proteazelor, cu excepția aluaturilor preparate din făinuri puternice, nu este dorită.

Ținând seama că temperatura optimă de înmulțire a drojdiei de panificație (25-26°C) diferă de temperatura optimă de fermentare (30-35°C), cu ajutorul temperaturii se poate regla atât activitatea de înmulțire în fazele premergătoare aluatului, cât și activitatea fermentativă. Cantitatea de dioxid de carbon crește cu creșterea temperaturii până la 35°C după care aceasta scade.

Cu cât temperatura maielei sau aluatului este mai apropiată de 35-40°C, cu atât sunt mai favorabile condițiile de temperatură pentru activitatea vitală a bacteriilor aluatului care produc aciditate. De aceea creșterea temperaturii este însoțită de creșterea mai intensă a acidității aluatului.

Ținând seama de influența temperaturii asupra activității enzimelor, activității microbiotei și asupra proprietăților reologice ale aluatului, este optim a se folosi o temperatură mai mare la prelucrarea făinurilor puternice și o temperatură mai scăzută la prelucrarea făinurilor slabe.

Temperatura mai scăzută recomandată la prelucrarea făinurilor slabe întârzie hidratarea componenților macromoleculari ai făinii, umflarea și peptizarea proteinelor, reduce activitatea enzimatică și microbiologică, ceea ce asigură o mai mare stabilitate aluatului la fermentare și în cursul operațiilor ulterioare.

Rezultate bune la prelucrarea făinurilor slabe s-au obținut pentru temperaturi de 25-26°C și chiar 21-23°C.

În cazul făinurilor puternice, o temperatură mai mare accelerează umflarea întârziată a proteinelor, intensifică activitatea enzimatică, inclusiv pe cea proteolitică, care conduce la reducerea tenacității aluatului și la creșterea extensibilității lui. Se intensifică, de asemenea, activitatea microbiotei.

De asemenea, cunoscând influența temperaturii asupra activității microbiotei și asupra

proprietăților reologice, fazele de preparare a aluatului vor avea temperaturi diferite.

Fazele premergătoare aluatului, prospătura și maiaua, unde se urmărește înmulțirea celulelor de drojdie vor avea temperaturi sub 30°C. Aceste temperaturi vor proteja, în același timp, proprietățile lor reologice pe durata lungă de fermentare a acestora. În aluat și în faza de fermentare finală, unde trebuie să predomine procesul de fermentare, temperaturile vor fi superioare valorii de 30°C și anume 31-33°C și chiar 35°C pentru fermentarea finală.

Se consideră că pentru maia temperatura optimă este de 28°C. Creșterea temperaturii peste această valoare accelerează procesele fermentative produse de drojdie și bacterii și modifică gustul produsului. Temperaturi peste 30°C conduc la scăderea înmulțirii drojdiei și la o diluare mai accentuată a maielei, ca urmare a slăbirii proprietăților ei reologice, ceea ce are ca urmare obținerea de produse cu porozitate grosieră.

Aluatul preparat cu temperatură prea mică este moale și lipicios.

1.2.2.Controlul loturilor de materii prime, material, produse finite

Controlul loturilor de materii prime și auxiliare constă într-un examen organoleptic și unul fizico-chimic și tehnologic.

Pentru a putea fi utilizate în procesul tehnologic de fabricare a pâinii și produselor de panificație, materiile prime și cele auxiliare trebuie să îndeplinească condițiile de calitate impuse de standardele de specialitate. Pentru a avea certitudinea calității, acestea sunt supuse unui control riguros de calitate, care se execută de specialiști, în laboratoare speciale, dotate corespunzător.

A. Controlul calității făinii

Calitatea făinii se apreciază prin determinarea caracteristicilor oraganoleptice (culoare, gust,miros), fizico – chimice (aciditate, umiditate, conținut de cenușă, granulozitate, impurități metalice), tehnologice (conținut de gluten umed, conținut de gluten uscat, indicele de deformare al glutenului, capacitatea de hidratare), gradului de infestare.

Determinarea caracteristicilor organoleptice

Culoarea făinii se determină cu ajutorul metodei Pekar sau prin metoda fotocolorimetrică. Principiul metodei Pekar constă în compararea culorii probei de analizat cu culoarea unor etaloane de făină stabilite. Dezavantajul metodei Pekar sunt rezultatele care nu sunt măsurabile și nu pot fi exprimate în cifre. Metoda fotocolorimetrică are la bază determinarea gradului de reflexie al probei de făină comparativ cu o suprafață etalon, folosind filtrul albastru cu lungimea de undă de 460nm.

Mirosul făinii se poate determina atât pe cale uscată, prin frecarea ușoară a probei de făină între palme și mirosind-o imediat, cât și pe cale umedă, prin mirosirea unei probe formată din 10 grame de făină în amestec cu apă caldă la temperatura de 60-65˚C, care se lasă în repaus 4-5 min, acoperită. [1]

Gustul făinii se apreciază prin mestecarea în gură a unui gram de făină. În același timp se pot determina și eventualele impurități prezente, prin scrâșnetul caracteristicpe care acestea îl produc la mestecarea între dinți.

Determinarea caracteristicilor fizico-chimice

Aciditatea făinii se poate determina prin: metoda cu alcool etilic 67 % vol., metoda cu alcool etilic 90% vol. și, cel mai des, prin metoda suspensiei în apă. Aceasta constă în titrarea la biuretă a extractului apos cu soluție de hidroxid de sodiu 0,1 N în prezența fenolftaleinei.

Umiditatea făinii se determină prin metoda uscării în etuvă pană la masă constantă și prin metoda cu termobalanța. Uscarea în etuvă pană la masă constantă cuprinde determinarea pierderii de masă prin încălzire în etuvă la 130 °C, timp de 60 minute, cu aducere la masă constantă. Principiul metodei cu termobalanța are la bază determinarea pierderii de masă prin încălzire la 130 ± 2°C, în condițiile unei circulații intense a aerului, timp de 30 minute.

Conținutul de cenușă reprezintă cantitatea de substanțe minerale și impurități prezentă în proba de analizat. Pentru determinarea conținutului de cenușă în mod curent se utilizează metoda de calcinare la 550-600 °C, metoda de calcinare la 725-750 °C în prezența alcoolului etilic sau a spirtului medicinal, metoda de calcinare la 900-920 °C.

Granulozitatea făinii se determină prin cernerea făinurilor cu ajutorul clasoarelor cu site, după care se cântărește cernutul și refuzul de pe fiecare sită.

Impuritățile metalice din făină se extrag cu ajutorul unui magnet, după care se cântăresc.

Indicele de extindere a glutenului se determină prin măsurarea lungimii glutenului în momentul ruperii.

Determinarea caracteristicilor tehnologice ale făinii

Conținutul de gluten umed se determină prin separarea substanțelor proteice sub formă de gluten, prin spălare în jet de apă a aluatului pregătit din proba de făină și zvântarea glutenului obținut.

Conținutul de gluten uscat se determină prin pierderea de masă rezultată în urma uscării glutenului umed în etuvă la temperatura de 130 ± 2°C.

Indicele de deformare a aluatului se determină prin măsurarea a două diametre a unei sfere de gluten umed ținută în repaus timp de o oră la temperatura de 30 °C, înainte și după termostatare și se calculează diferența dintre ele.

B. Controlul calității apei

În industria panificației asupra apei se face numai un control sumar, bazat pe caracterele organoleptice. Se determină culoarea, aspectul, transparența, mirosul, gustul și impuritățile vizibile. Apa pentru panificație trebuie să fie perfect transparentă, incoloră, fără sediment, iar gustul și mirosul se admit să fie foarte slabe și cel mult perceptibile de o persoană experimentată.

Mirosul se determină asupra unei probe de apă (100-150 ml) încălzită într-un vas închis până la 40-500C. Gustul se determină la o probă încălzită la 300C.

C. Controlul calitatii drojdiei

Calitatea drojdiei se apreciază prin examen organoleptic privind aspectul, culoarea, consistenta, mirosul și gustul și prin determinarea puterii de creștere și uneori și a umidității.

Puterea de creștere este principala caracteristică calitativă a drojdiei. Ea se definește prin timpul de ridicare a unui aluat până la înălțimea de 7 cm într-o formă de dimensiuni date (metoda STAS), sau prin timpul de ridicare la suprafața apei a unei bile de aluat introdusa intr-un pahar cu apa (metoda bilei).

În ambele cazuri aluatul se prepară și se termostatează în condiții stabilite de metodă. Calitatea drojdiei lichide se controlează organoleptic si prin determinarea acidității și puterii de creștere.

Puterea de creștere este principala caracteristică a drojdiei și determină clasificarea prezentata in tabelul 1.3. [6]

Tabel 1.3. Aprecierea calității drojdiei presate pe baza puterii de creștere [6]

D. Controlul calității sarii, zahărului, grăsimilor, laptelui și ouălor

Calitatea sării se stabilește prin control organoleptic privind gustul, mirosul, culoarea, corpurile străine. Zahărul, grăsimile, laptele se controlează organoleptic apreciindu-se aspectul, culoarea, gustul, mirosul, pentru grăsimile solide și consistența iar pentru ouă și mirosul. Pentru ouă se mai controlează la ovoscop caracteristicile interioare, camera de aer, aspectul gălbenușului și al albușului.

E. Controlul calității produselor finite

Condițiile de luare a probelor pentru analiza, analizele și metodica de efectuare a acestora, precum și normele privind indicatorii de calitate a diferitelor sortimente de pâine sunt reglementate prin standarde și norme interne.

Verificarea calității pâinii se face pe loturi, iar prin lot se înțelege cantitatea maximă de 10 tone pâine, fabricate de o singură echipă, coaptă în același fel, de aceeași greutate pe bucata.

Verificarea calității pâinii constă în:

examinarea aspectului general al lotului;

verificarea masei pe bucata;

examenul organoleptic;

analiza fizico-chimică.

Verificarea se face pe o probă de 10 pâini luate la întâmplare din diferite părți ale lotului. În proba se admit maxim 2 pâini care nu corespund standardului. Masa unei pâini poate avea o abatere limita de 1-3 %. Analiza fizico – chimică se face asupra  unei pâini luate din lot la cel puțin 3 ore și la cel mult 20 ore de la scoaterea pâinii din cuptor.

Aspectul exterior al pâinii se stabilește examinând pâini întregi, urmărindu-se simetria, o regularitate a formei și se notează forma normală sau incorectă cu indicarea defectelor de formă. Se au în vedere următoarele aspecte :

volumul pâinii (bombat, crescut, aplatizat);

aspectul general al cojii (netedă, lucioasă, crăpata, arsă, pătată);

culoarea cojii (normal corespunzătoare sortului de pâine controlat,uniforma);

rezistenta cojii (moale, elastică, dură, sfărâmicioasa).

Structura și aspectul miezului secontroleaza prin examinarea pâinii în secțiune. Se controlează :

grosimea cojii superioare și inferioare;

aspectul general al miezului (uniform, dacă prezintă urme sau cocoloașe de făină);

culoarea miezului (alb, gălbui, cenușiu, uniform).

Structura porozității se determină prin urmărirea mărimii porilor și uniformitatea distribuției lor pe suprafața tăieturii. Aceasta poate fi formată din :

– pori mici de formă ovală, distribuiți uniformi,cu pereți subțiri;

– pori mari sau mijlocii, distribuiți uniform sau neuniform cu pereți medii sau groși;

– vacuole neregulate.

0 pâine de calitate bună are porii ovali, uniform distribuiți, înclinați la 450, cu pereți fini, fără goluri sau vacuole. Prezența unor pori mici de forma rotundă indica o porozitate insuficient dezvoltată. 

De asemenea se urmăresc proprietățile mecanice ale miezului : elasticitatea (prin apăsare ușoară cu degetul pe suprafața miezului în așa fel încât să nu se distrugă structura porilor); rezistența opusă de miez la apăsare. Dacă miezul opune o rezistență mare la apăsarea cu degetul și se deformează puțin el este compact, dens. După timpul de revenire în urma unei apăsări ușoare miezul se clasifica în: 

foarte elastic (revine imediat);

elastic (revine încet);

neelastic (nu revine la starea inițială).

Se controlează dacă miezul este uscat la pipăire, sfărâmicios, cleios,moale, lipicios etc.

Pentru aprecierea gustului și mirosului (aroma) se examinează probele întregi, apoi se taie și se examinează miezul acestora. Bucățile de pâine veche găsite în miez se considera corpuri străine. Gustul se stabilește gustând din miez și coajă. El poate fl : normal, plăcut, dulceag și slab acrișor, acru, nesărat, amar. Se mai poate constata prezența corpurilor străine prin scrâșnitul în dinți. Aroma se determina mirosind miezul. Standardele prevăd condițiile minime pe care trebuie să le îndeplinească produsele pentru a fi consumate.

1.3. Structura și dimensionarea principalelor spații de depozitare

Depozitarea materiilor prime, înainte de introducerea lor în fabricație se realizează pentru a se putea asigura continuitatea producției printr-un stoc minim. Acest stoc tampon are rolul de a asigura fabricația, indiferent de condițiile de aprovizionare. Modul și condițiile de depozitare a materiilor prime au o mare importanță, ele contribuind la obținerea unor produse de bună calitate.

1.3.1. Descrierea spațiilor de depozitare a materiilor prime

Depozitarea fainii

Depozitarea făinii se realizează în condiții corespunzătoare de temperatură, umiditate relativă a aerului și lumină, urmărindu-se atât asigurarea condițiilor de maturizare a făinii, cât și asigurarea unei cantități de rezervă care să preia oscilațiile în aprovizionare.

În general, metodele de depozitare a făinii pot fi grupate, funcție de criteriul sistem de ambalare utilizat, în metode de depozitare a făinii ambalate (de regulă, în saci, dar pot fi și pungi de hârtie, cutii etc.) și metode de depozitare a făinii vrac (neambalată).

Depozitarea sacilor cu făină se face pe grătare de cca. 10 cm înălțime, în stive de maxim 10 rânduri în anotimpurile reci și de maxim 6 rânduri în anotimpurile calde, cu un grad de încărcare a depozitului de maxim 55%. Se recomanda restivuirea periodică a sacilor ( la maxim 15 zile în anotimpul cald și 30 zile în anotimpul rece). [5]

La așezarea stivelor în cadrul depozitului se ține seamă de următoarele distanțe : între stivă și perete 0,4 m, între două stive 0,75 m, dacă nu se circulă, și 1,5-2,5 m, dacă spațiul dintre stive este și spațiu de circulație. [1]

Se recomanda asigurarea unei temperaturi cuprinsă între 8-25 ˚C și a unei umidități relative a aerului de max 75%. [5]

Pentru depozitarea făinii vrac cele mai utilizate cu sunt silozurile. Această variantă tehnologică reprezintă soluția cea mai modernă, cu avantaje tehnologice și tehnico-economice deosebite. Celule de siloz pot fi metalice sau din beton armat. Celulele de siloz au pereții izolați termic și sunt lustruiți sau acoperiți cu straturi din materiale hidrofobe pentru o mai bună evacuare a făinii, prin reducerea aderenței particulelor la pereți.

Depozitarea drojdiei

Sistemele tehnologice pentru depozitarea drojdiei sunt diferențiate după tipul acesteia.

Astfel, drojdia comprimată se păstrează în spații răcoroase sau camere frigorifice cu temperatura de 2-4C. Se recomandă scoaterea calupurilor de drojdie din lăzile de ambalaj și așezarea acestora pe rafturi pentru a putea fi aerisite. Drojdia comprimată se va așeza individual pe rafturi, pentru a se evita autoliza, cauzată de lipsa aerului. Drojdia lichidă se păstrează în vase de lemn (butoaie), întreținute în perfectă stare de curățenie, în locuri răcoroase, pe o durată de maximum 24 h.

Depozitarea sării

Sarea se depozitează în încăperi închise și uscate, având o umiditate relativă a aerului de 50-60%. Sacii sunt așezați pe grătare de lemn, la o înălțime față de pardoseală de 15-20 cm.

Depozitarea produselor finite

La depozitarea pâinii este importanta asigurarea în depozite a condițiilor constante de temperatură și umiditate relativă a aerului. Se recomanda ca în depozit să se mențină temperaturi de 3-10 ˚C și valori ale umidității relative între 65 și 70%, în funcție de sortimentele depozitate.

Depozite frigorifice și frigidere

Păstrarea produselor de panificație în frig se realizează în depozite și frigidere speciale. Prin acest procedeu se pot realiza stocuri tampon cu ajutorul cărora se satisfac cerințele de consum din orele și zilele de vârf pentru ca producția să se desfășoare ritmic, independent de fluctuațiile cererii zilnice.

Produsele păstrate prin frig au o calitate similară cu cea a produselor proaspete, acestea păstrându-și culoarea, gustul și aroma, iar calitatea cojii se ameliorează. Volumul produselor scade mai puțin prin decongelare decât prin uscare.

Prin congelare pot apărea următoarele defecte care depreciază calitatea produselor de panificație:

apariția unor zone opace, albicioase în miezul pâinii congelate, imediat după coajă; Acest defect se datorează deplasării umidității prin sublimare și difuzării ei din interiorul miezului spre zonele de lângă coajă, cu o umiditate mai mică. Poate fi evitat prin reducerea temperaturii de păstrare și evitarea fluctuațiilor de temperatură.

detașarea crustei de miez; Acest defect se datorează deshidratării zonelor de miez din vecinătatea cojii, însoțită de o contracarare a miezului. Este întâlnit în special la produsele cu adaos de grăsime sau în cazul depozitării la temperaturi mai ridicate și mai rar la produsele cu adaos de zahăr.

Durata de păstrare prin frig a produselor de panificație variază în funcție de sortiment și poate fi de câteva zile până la un an. Depozitarea produselor se face conform specificului și compatibilității tipurilor de materie primă, funcție de temperatura optimă de depozitare pentru menținerea caracteristicilor calitative și de siguranța alimentelor.

Amplasarea camerelor frigorifice se realizează pe flux, fără a se amplasa în locuri cu temperaturi ridicate ale aerului sau cu expunerea directă la soare a agregatelor frigorifice.

Pereții se finisează cu materiale lavabile (vopsea, faianță etc.), iar ușile camerelor frigorifice trebuie să se închidă etanș. Iluminatul se realizează în conformitate cu aceleași reguli ca la celelalte spații de depozitare.

Camerele frigorifice trebuie să fie dotate cu un sistem de urmărire și control a temperaturii. De asemenea, trebuie să fie întreținute corespunzător, fără miros neplăcut sau de mucegai.

1.3.2. Dimensionarea principalelor spatii de depozitare

Calculul stocurilor necesare de materii prime

Pentru calculul mărimii spațiilor de depozitare, se determină, mai întâi, cantitățile de materii prime ce urmează a fi stocate:

(1.1)

unde:

Md – stocul de materii prime, kg;

M – necesarul de materii prime, kg;

N – număr de zile de depozitare

Tabel 1.4 Durata de depozitare a materiilor prime pentru fabricarea pâinii [1]

Stoc de făină

(1.2)

unde:

Fd – stocul de făină, kg;

F – necesarul de făină, kg;

n – număr de zile de depozitare

Stoc de drojdie

(1.3)

unde:

Dd – stocul de drojdie, kg;

D – necesarul de drojdie, kg;

n – număr de zile de depozitare

Stoc de sare

(1.4)

unde:

Sd – stocul de sare, kg;

S – necesarul de sare, kg;

n – număr de zile de depozitare

Calculul suprafețelor de depozitare a materiilor prime

Suprafața totală necesară pentru depozitare, se calculează din relația:

(1.5)

unde Ci- stocul de materie prima i

Si- cantitatea de materie primă i, ce se poate depozita pe un m2;

Suprafețele de depozitare se calculează separat pentru depozitul de la temperatura obișnuită și separat pentru depozitul frigorific.

Calculul suprafeței depozitului de făină ambalată în saci

Spatiul destinat depozitarii fainii trebuie sa aiba o capacitate de .

Făina se ambalează în saci de iută, rafie sau hârtie, la greutatea de 80 sau 50 kg. Se adoptă ambalarea în saci de 50 kg.

Se vor efectua următoarele calcule pentru a determina necesarul de grătare:

1 sac făină…………..50 kg

x…………………14151,2 kg

x=283,02=284 saci

Necesarul de grătare se calculează cu relatia , (1.6)

unde Q – cantitatea de făină ce se depozitează, [kg];

q- cantitatea de făină ce se depozitează pe un grătar, [kg].

Se consideră că pe un grătar se vor depozita 30 de saci, a cate 50 kg fiecare.

Q=30∙50=1500 kg făina / grătar

Suprafața depozitului este dată de relatia:

(1.7)

unde r – încărcarea specifică a depozitului de făină, [kg/m2]

Dimensiunile grătarelor pentru făină sunt 1,2m x 0,8m x 0,15m. Sunt necesare 10 de grătare, deci suprafața totală ocupată de acestea este:

Sgrătare=1,2∙0,8∙10=9,60 m2.

În depozitul de făină mai sunt necesare un cărucior lisă pentru saci, un cernător de făină și o balanță.

Dimensiunile căruciorului lisă sunt 0,43m x 0,353m x 1,22 m, de aceea, suprafața ocupată de acesta este:

Scărucior=0,43∙0,353=0,15 m2.

Dimensiunile cernătorului de făină sunt 1,76m x 0,776m x 1,915m, deci suprafața ocupată de acesta este:

Scernător=1,76∙0,776=1,37 m2

Dimensiunile balanței sunt 0,97m x 0,8m x 1,15m, deci spațiul ocupat de aceasta este:

Sbalanță=0,97∙0,8=0,78 m2

Suprafața totală ocupată de aceste utilaje este:

Stotală utilaje=7,68+0,15+1,37+0,78=9,98 m2.

În concluzie, suprafața totală a depozitului de făină, respectiv 17,68 m2, se consideră suficientă atât pentru încadrarea utilajelor și grătarelor în spațiu, cât și pentru spațiile goale necesare pentru circulație și întreținere.

Calculul suprafeței de depozitare a drojdiei

Suprafața depozitului de drojdie este dată de relația:

(1.8)

unde Cd-stoc necesar drojdie, [t]

r – încărcarea specifică a camerei frigorifice, [t/m2]

Calculul suprafeței de depozitare a sării

Suprafața depozitului de sare este dată de relația:

(1.9)

unde Cs-stoc necesar de drojdie, [t]

r – încărcarea specifică a depozitului, [t/m2]

Suprafața totală a spațiului de depozitare a materiilor prime se determină cu relația:

(1.10)

Deci spațiul necesar depozitarii materiilor prime este de 19,39 m2.

Calculul suprafeței de depozitare a pâinii

Pâinea se depozitează în navete de dimensiuni 0,67m x 0,46m x 0,15m.

Ținând cont că unitatea produce pâini de 0,4 kg, într-o oră se obțin 438 de bucăți. Acestea se depozitează în jur de 4 ore. Va fi necesar un spațiu de depozitare pentru 1752 pâini. Cum într-o navetă încap 8 bucăți de pâine, sunt necesare 219 lădițe pentru depozitarea întregii cantități de produs finit.

Navetele se păstrează în stive de câte 13 bucăți, în total formându-se 17 stive de navete.

Suprafața ocupată de o stivă se determina cu relația:

Sstivă=0,67∙0,46=0,31m2.

Toate cele 17 stive ocupă o suprafață de:

Stotal stive=17∙0,31=5,74m2.

La această suprafață se adăugă un plus de 100% spațiu necesar pentru manipulare.Deci suprafața totală a spațiului de depozitare produs finit este:

Sprodus finit=5,27+5,27=10,54m2.

Acest spațiu se consideră și spațiu de expediere.

1.4.Premodelarea și modelarea în cadrul fluxului de panificație

Premodelarea și modelarea sunt operații incluse în etapa de prelucrare a aluatului.

Prelucrarea aluatului este faza imediat următoare preparării acestuia și se compune din următoarele etape, în urma cărora rezultă bucăți de aluat de o anumită greutate și formă: divizarea, premodelarea, modelarea finală și dospirea.

Divizarea este operația prin care aluatul este împărțit în bucăți de masa egală, prestabilite, în funcție de masa finală a produsului finit și în funcție de pierderile care au loc pe parcursul fluxului tehnologic.

După divizarea aluatului în bucăți, acestea trebuie modelate în diferite forme (rotundă, lungă, împletită, înfășurată), în funcție de sortiment. Aceste forme se obțin în cadrul operației de modelare.

Fig 1.2 Schema operațiilor de prelucrare a aluatului pentru principalele produse de panificație [10]

Modelarea este o operație foarte importantă în procesul tehnologic de fabricare a produselor de panificație, influențând într-o mare măsură calitatea produselor. De asemenea, prin modelare se urmărește obținerea unei porozități uniforme a aluatului, prin eliminarea golurilor formate în urma fermentării. Formă regulată care se dă aluatului prin modelare, permite ca în timpul coacerii, produsele să aibă o dezvoltare uniformă. Etapa de modelare conține operațiile de premodelare, repaus și, eventual, fermentare intermediară și modelarea finală.

În concluzie, prin operația de modelare se urmărește obținerea unui produs estetic, cu formă definită, cu structură uniformă și miez poros.

Premodelarea poate fi echivalată cu o refrămantare. Prin această operație se realizează închiderea porilor și uniformizarea bucăților de aluat, pentru obținerea unei forme de bază cu o suprafață exterioară continuă, de formă rotundă. De asemenea, prin premodelare se modifică poziția celulelor de drojdie, care părăsesc spațiile sărăcite în substanțe nutritive și saturate cu produse de fermentare și ajung în puncte care le oferă condiții mai bune de activitate.

După obținerea formei de baza prin premodelare, aceasta este stabilizată prin repausul intermediar. Repausul intermediar are rolul de a relaxa și de a reface structura aluatului. În timpul divizării și premodelării, datorită acțiunii mecanice exercitate, în aluat apar tensiuni interne, astfel distrugându-se scheletul structural al glutenului. În timpul repausului intermediar aceste tensiuni din aluat sunt resorbite pe baza autodeformării bucății de aluat; o parte din verigile distruse din structura glutenică se refac. Ca urmare, proprietățile reologice și structura aluatului se îmbunătățesc, pâinea obținându-se cu porozitate uniformă și volum crescut.

Durata repausului intermediar este de 30 sec până la 6-8 min. Ea este influențată de calitatea făinii prelucrate și de modul de obținere și prelucrare a aluatului. Aluaturile de consistență mică și cele provenite din făinuri de calitate slabă necesită durate de repaus mici; aluaturile de consistență mare și cele obținute din făinuri puternice solicită durate de repaus mai mari. O premodelare intensă trebuie să fie urmată de un repaus mai lung, pe când o premodelare slabă, care supune aluatul la tensionări mici, va fi urmată de un repaus mai scurt. [9]

Deși în timpul repausului intermediar procesele biochimice și microbiologice continuă, acestea au durată scurtă, neprezentând deci importanță practică. De aceea, pentru această operație nu sunt necesare condiții speciale de temperatură și umiditate relativă a aerului.

În unele cazuri, în timpul repausului intermediar are loc și fermentația intermediară, care are rolul de a completa fermentarea aluatului. Fermentația intermediară se aplică procedeelor scurte de preparare a aluatului, cu durate reduse de fermentare, în cuve, a acestuia. În acest caz, durata operației este de 15 min sau chiar mai mult. Pe lângă relaxarea aluatului și refacerea structurii glutenului, este important procesul de fermentare. De aceea, pentru fermentarea intermediară, în instalația în care are loc operația sunt create condiții de temperatură și umiditate relativă pentru desfășurarea optimă a proceselor microbiologice în aluat.

Modelarea propriu-zisă este operația prin care se obțin, în final, formele finale dorite, identice ale produselor.

În panificație se realizează produse cu forme din ce în ce mai variate. În cazul pâinii, modelarea se efectuează prin rotunjirea bucăților de aluat (painie rotundă), modelarea sub formă alungită (pâine format lung) sau prin rulare (în cazul franzelei).

În ceea ce privește produsele de franzelărie, modelarea consta în transformarea aluatului în fitile și în împletirea în diferite moduri a acestora sau modelarea în formă de corn, batoane, chifle etc, în funcție de sortiment.

1.5. Analiza operației de modelare a aluatului. Metode de realizare. Importanța operației de modelare pentru obținerea unor produse de calitate

Din punct de vedere mecanic, operația de modelare este o deformare obținută prin acțiunea unor forțe exterioare asupra unui corp vâscos cu proprietăți elasto-plastice. Operația de modelare se aseamănă cu operația de frământare, cu deosebirea că se acționează numai în exterior, creând gradienți de viteză mici.

Ca urmare a deplasărilor de material în direcții diferite, o parte din faza gazoasă este eliminată, masa specifică crește, suprafața internă se micșorează mult, iar structura spongioasă a aluatului se distruge în mare parte.

Schimbarea formei bucății de aluat se poate obține prin deformare sub greutatea proprie(autodeformare) și deformare prin presare.

Deformarea sub greutatea proprie presupune existența unei suprafețe rigide (S1) capabilă să acționeze asupra aluatului prin reacțiunea sa (fig 1.3).

Fig 1.3 Deformarea aluatului sub greutatea proprie [3]

.deformarea bucății de aluat; do, d1.diametrul inițial și final al bucății de aluat;

Sco, Sc1.suprafața de contact inițială, respectiv finală.

La începutul deformării (t0) suprafața de contact SC0 , este minimă, presiunea p0 asupra aluatului este maximă, iar diametrul sferei de aluat este d0. În intervalul de timp t = t1 – t0, au loc variații corespunzătoare ale suprafeței de contact Sc = Sco – Sc1, presiunii p = p1 – po și diametrului d = d1 – d0.

Dacă se ia ca referință diametrul bucății de aluat sau înălțimea acesteia, atunci alungirile specifice vor putea fi scrise sub formă:

și (1.11; 1.12)

Deformarea are expresia:

(1.13)

în timp ce viteza de deformare (fluajul) este /t.

În practică, proprietatea aluaturilor de a-și menține forma reprezintă un indice tehnologic de apreciere a acestora.

b) Deformarea prin presare presupune existența a cel puțin două suprafețe rigide: S1 – suprafață purtătoare și S2 – suprafață de fasonare. Suprafața S2 poate fi deplasată prin translație în direcție verticală pe distanța h0 – h1. (fig 1.4).

Fig 1.4 Deformarea bucății de aluat prin presare între două suprafețe

Considerându-se lățimea bucății de aluat l constantă, atunci bucata de aluat ABCD, aflată între cele două suprafețe (S1 și S2 ), va avea un volum constant:

(1.14)

Acționând cu o forță P constantă, mai mare decât produsul dintre suprafață și tensiunea la deformare (tensiunea la curgere c), bucata de aluat va trece de la forma ABCD la forma A’B’C’D’, efectuându-se deformarea 1, în timpul t=t1-t0, prin deplasarea volumului Vd1:

(1.15)

Dar: (1.16; 1.17)

și atunci:

(1.18)

Deformarea elastică instantanee o a aluatului și deformarea elastică întârziată m – o sunt urmate de o deformare plastică (prin curgere) 1 – m, cu o variație aproximativ liniară. După descărcarea sistemului, la timpul t1, reacțiunile normale N și N1 rămân neechilibrate și vor acționa până la dispariția tensiunilor elastice remanente. Anularea lor se face în timpul t2 = t2 – t1, prin deplasarea în sens invers a unei fracțiuni de volum egal cu:

(1.19)

unde rem este alungirea remanentă.

Scriind ecuațiile de deformare ale celor două stări și lucrul mecanic corespunzător, obținem:

(1.20; 1.21)

(1.22; 1.23))

Considerând pmed1 = pmed2, se poate scrie:

(1.24)

unde: Lm1 – Lm2 = Lm este lucrul mecanic suplimentar consumat din cauza deformării elastice a aluatului. Rezultă, așadar:

(1.23)

Dacă, înainte de descărcare, suprafața de fasonare S2 se menține, un timp oarecare t1’=t1’–t1 la nivelul h1, tensiunile întârziate dispar prin resorbție, printr-o rearanjare în cadrul structurii aluatului.

Operația de modelare se realizează fie manual, fie mecanic cu ajutorul mașinilor de modelat, modelarea mecanică utilizându-se din ce în ce mai mult în unitatile de panificație.

Premodelarea sau modelarea format rotund. Mașinile de modelat rotund pot avea suprafețe purtătoare sub formă conică, cilindrică, plană sau jgheaburi formate din benzi.

Mașinile cu suprafețe conice pot fi cu suprafață conică exterioară sau cu suprafață conică interioară.

Mașinile de modelat rotund cu suprafață purtătoare plană (fig 1.5) se compun dintr-o bandă transportoare a cărei ramură superioară se sprijină pe un suport (tăblie) rigid. La o distanță oarecare, deasupra benzii, se află montată o placă curbată fixă, a cărei poziție față de bandă poate fi reglată în vederea modificării intensității de modelare, prin modificarea drumului parcurs de bucata de aluat și a timpului de modelare. Este important ca alimentarea cu bucăți de aluat a mașinii să se facă prin același punct pentru ca acestea să nu se ajungă și să se atingă în procesul de modelare.

Fig 1.5Mașină de modelat aluat cu suprafață purtătoare plană [3]

1.bandă mobilă; 2.suport rigidă; 3.placă curbată fixă cu poziție reglabilă

Modelarea aluatului în format lung. Formatul lung este o expresie specifică panificației, prin care se definește o formă între forma elipsoidală și forma cilindrică. Modelarea în format lung a bucăților de aluat se poate realiza fără înfășurare sau prin înfășurare.

În fluxul tehnologic de panificație, între premodelare și modelarea finală se lasă, de regulă, un repaus intermediar de 2 până la 8 minute.

Modelarea în format lung fără înfășurare. La varianta de modelare fără înfășurare, prin rotirea unei bucăți de aluat de formă sferică între două suprafețe plane și paralele, care exercită asupra aluatului o presiune oarecare, se obține o formă cilindrică cu bazele rotunjite.

În fig 1.6 si 1.7 sunt reprezentate schemele de principiu ale modelării format lung.

Fig 1.6: Scheme de principiu pentru modelarea în format lung [3]

1.bandă transportoare purtătoare; 2.placă de fasonare; 3.suport rigid;4.bandă transportoare de fasonare; 5.placă curbată de fasonare

După descărcarea sistemului, la aluaturile cu proprietăți elastice apar tensiuni reziduale care vor aduce o revenire parțială la forma inițială. Această revenire duce la creșterea diametrului cu (d2-d1), la reducerea lungimii cu (l2-l1) și la obținerea unei forme asemănătoare cu un elipsoid. Aceasta depinde de plasticitatea și elasticitatea aluatului și de timpul de modelare. De aceea, la modelarea în format lung, distanța dintre suprafețele de lucru trebuie să fie mai mică decât diametrul maxim al bucății de aluat.

Modelarea în format lung se poate obține prin următoarele variante de așezare a suprafețelor:

suprafață purtătoare mobilă și suprafață de modelare fixă (fig 1.6);

ambele suprafețe mobile (fig 1.7 a);

suprafață purtătoare fixă (semicilindrică) și suprafață de modelare cilindrică rotativă (fig 1.7 b).

La varianta din fig 1.6 (b), dacă scutul 2 este curbat, atunci pe mijlocul bucății de aluat se produce o deformare mai pronunțată, iar după revenire se poate obține o bucată de aluat de formă aproximativ cilindrică.

Distanța dintre cele două suprafețe, în toate cele trei cazuri, este reglabilă.

Fig 1.7 Modelarea în format lung cu ambele suprafețe mobile (a) și cu suprafețe cilindrice (b)

La modelarea format lung prin înfășurare se execută o deformare mai intensă a bucății de aluat care necesită laminarea, înfășurarea și stabilirea formei finale prin modelare în format lung.

Laminarea se realizează prin trecerea bucății de aluat printre două valțuri, cu variații de viteză foarte mari, eliminându-se o mare cantitate de gaze. Laminarea poate avea loc într-o singură trecere sau în mai multe treceri succesive. Foaia de aluat rezultată după laminare se înfășoară în spirală, iar pentru lipirea straturilor se aplică forțe laterale și se execută o modelare în format lung prin procedeele amintite.

În fig 1.8 sunt prezentate schemele de principiu ale modelării în format lung prin înfășurare.

a)

b)

Fig 1.8 Scheme de principiu ale modelării în format lung prin înfășurare

a.laminare într-o singură fază: 1.valțuri de laminare; 2.plasă metalică; 3.scut; 4.bandă;

b.laminare în două treceri: 1.bandă de modelare; 2.excentric pentru reglarea distanței.

La ambele variante de modelare, distanța dintre valțurile de laminare este reglabilă. La varianta din fig 1.7a, plasa metalică flexibilă are rolul de a introduce o forță de frecare suplimentară care face ca bucata de aluat să înceapă să fie rulată, operație care este desăvârșită cu ajutorul plăcii de fasonare 3.

La varianta din fig 1.7b, vitezele periferice ale valțurilor din cele două trepte sunt diferite. Prin mărirea vitezei de rotație a valțurilor din treapta a II-a, foaia de aluat se alungește. Pentru ca foaia să nu se rupă trebuie să nu se depășească limita de curgere a aluatului, ceea ce se poate realiza prin alungire în mai multe trepte.

Totodată, pentru ca foaia de aluat să intre sub acțiunea benzii de modelare 1 și să se înfășoare, valțurile din treapta a II-a de laminare au o viteze periferice diferite, fapt care duce la curbarea în sus a foii de aluat.

Procedeul de modelare în format lung prin înfășurare asigură o eliminare bună a gazelor și o deplasare corespunzătoare a celulelor de drojdii, determinând o porozitate fină a produsului.

Modelarea manuală constă în prelucrarea bucăților de aluat de către muncitorul modelator (tablagiu) pe masa de modelare, care le dă forma impusă sortimentului care se fabrică (rotundă, alungită sau împletita). În timpul modelării se efectuează și o frământare a bucăților de aluat, în scopul eliminării golurilor mari formate prin fermentare, ceea ce contribuie la uniformizarea porozității. Modelarea se execută astfel încât să se obțină suprafața netedă a bucăților de aluat și încheietura corectă.

Masa de lucru pe care se realizează operația de modelare are următoarele dimensiuni -lungimea, în funcție de numărul modelatorilor, câte 1 m pentru fiecare persoană ; lățimea, 1 m atunci când se lucrează pe o singură parte și 1,6 m atunci când se lucrează pe ambele părți ; înălțimea, 0,9 m. [1]

Modelarea manuală a produselor rotunde se realizează astfel: se presară masa cu puțină făină, apoi se ia câte o bucată de aluat în fiecare mană și se începe operația de rotunjire a aluatului în sensuri inverse, de la interior spre exterior. Modelarea manuală a produselor lungi se face astfel: bucata de aluat modelată rotund se aplatizează puțin printr-o lovitură de masă, se împăturește prin apăsarea părților laterale ale aluatului spre mijloc și după aceea se îndoaie din nou și se alungește corespunzător lungimii dorite.

Dezavantajele modelarii manual sunt necesitatea unei forțe de muncă mari, productivitatea scăzută, contact prelungit al produselor cu lucrătorii, amenințând astfel igiena produselor . Un alt dezavantaj este faptul că nu se poate asigura uniformitatea produselor din cauza lipsei de omogenitate a gradului de calificare a celor care execută operația.

Modelarea mecanică se realizează cu ajutorul mașinilor de modelat, care efectuează rotunjirea, alungirea sau rularea aluatului; în cazul împletiturilor, fitilele de aluat se modelează mecanizat, iar împletirea se efectuează manual.

Efectul tehnologic al modelarii este influențat de gradul de maturizare al aluatului. Aluaturile mature prezintă condiții mai bune pentru modelare și pentru creșterea numărului de pori, a puterii de reținere a gazelor și, în consecință, a volumului pâinii și a structurii porozității.[6].

Operația de modelare influențează în mod direct calitatea produselor finite.

O modelare necorespunzătoare cauzează distribuirea neuniformă a gazelor în interiorul bucății de aluat, rezultând astfel goluri în miezul pâinii. Dacă aluatului nu este corect modelat, încheietura sa nefiind suficient strânsă și bine lipită, în timpul coacerii ea se desprinde permițând să iasă în afară gazele de fermentare, substanțele aromate și vaporii de apă, rezultând astfel produse aplatizate, inestetice, având miez compact și neelastic și fiind lipsite de gust.

O modelare corecta presupune fragmentarea porilor existenți din aluat și distrugerea bulelor mari de gaze sub acțiunea mecanică exercitată, obținându-se astfel produse cu volum și porozitate crescute.

1.6. Analiza soluțiilor similar existente în țară și pe plan mondial

1.6.1. Linii tehnologice specifice industriei de panificație. Controlul procesului tehnologic

Procesul de fabricare a produselor de panificație cuprinde ansamblul operațiilor în urma cărora materiile prime și auxiliare folosite la fabricație devin produs finit.

Operațiile tehnologice se grupează în mai multe faze, respectiv pregătirea materiilor prime și auxiliare, prepararea aluatului și prelucrarea acestuia, coacerea, răcirea și păstrarea produsului finit.

Pregătirea materiilor prime și auxiliare se face în modalități diferite, în funcție de natura produsului și a rețetei de fabricație. Exemple sunt amestecarea făinurilor în funcție de calitatea fiecărui lot, cernerea de control și eventual încălzirea pană la circa 20 °C, prepararea suspensiei de drojdie comprimată și activarea ei, dizolvarea sării și filtrarea sau strecurarea soluției, pregătirea zahărului, grăsimilor și a altor materii auxiliare, corespunzătoare cerințelor impuse de fabricarea sortimentului respectiv.

Prepararea aluatului consta în dozarea (cântărirea sau măsurarea) materiilor prime și auxiliare, frământarea aluatului și fermentarea aluatului.

Prelucrarea aluatului include divizarea aluatului în bucăți, modelarea bucăților de aluat în diverse forme corespunzătoare tipului de produs, dospirea finală a bucăților de aluat.

Coacerea presupune pregătirea bucăților de aluat (spoirea, ștanțarea, crestarea), așezarea acestora pe vatra cuptorului și aburirea camerei de coacere, urmată de coacerea propriu-zisă și de scoaterea produselor coapte din cuptor și spoirea lor.

Răcirea și păstrarea produselor cuprinde operațiile de depozitare în vederea menținerii calității lor, de la intrarea în magazia unității până la livrarea lor pentru a fi transportate la magazinele de desfacere.

Procesul de fabricație a produselor de panificație se realizează în funcție de modul în care se desfășoară fluxul tehnologic, care poate fi de mai multe tipuri, în funcție de diverse criterii.

Din punct de vedere al gradului automatizării și mecanizării, există:

flux parțial mecanizat (având mecanizate de obicei operațiile de cernere și de frământare);

flux cu mecanizare avansată (având mecanizate toate operațiile cu excepția celor de transport intern);

flux complet mecanizat

flux mecanizat și automatizat.

Un alt criteriu este modul în care sunt dispuse utilajele, în funcție de tipul constructiv sau de modul în care funcționează. Astfel, fluxurile tehnologice pot fi flux pe orizontală și flux pe verticală.

În funcție de continuitate, fluxul tehnologic poate fii conținu, discontinuu sau mixt.

Utilajele tehnologice dintr-un anumit flux care alcătuiesc o linie de fabricație a unui anumit sortiment de produse de panificație constituie o linie tehnologică.

Fig 1.9 Schema unei linii tehnologice orizontale, discontinuă, parțial mecanizată [1]

1.transportor de saci; 2.stivă de saci; 3.cernător centrifugal; 4.buncăr omogenizator; 5.cântar automat; 6.mașina de scuturat saci; 7.dizolvator de sare; 8.aparat pentru preparare suspensia de drojdie; 9.dozator de apă; 10.dulap frigorific pentru drojie; 11.malaxoare; 12.cuvă malaxor; 13.răsturnător; 14.mașina de divizat aluat; 15.mașina de modelat rotund; 16.mașina de divizat și rotunjit bucăți mici; 17.mașina de rolat; 18.mașina de crestat chifle; 19.dospitor mobil; 20.cuptor cu vatră mobilă.

Fig 1.10 Schema unei linii tehnologice mixte complet mecanizate [3]

1.instalație pentru transport pneumatic al făinii; 2.cernător centrifugal; 3.filtru cu saci; 4.siloz de făină (celule); 5.cicloane (ciclonete); 6.cântar automat; 7.cântar dozator făină; 8.dizolvator central de sare; 9.dozator pentru saramură; 10.dozatoare pentru drojdii; 11.dozator apă; 12.malaxoare; 13.camera de fermentare; 14.răsturnător; 15.jgheab pentru descărcarea aluatului; 16.mașina de divizat aluat; 17.mașina de modelat rotund; 18.predospitor; 19.mașina de modelat rotund și lung; 20.dospitor; 21.cuptor tunel; 22.masă pentru descărcarea produselor finite; 23.cărucior stivuitor.

Fig 1.11 Schema unei linii tehnologice integrate, parțial mecanizată pentru IMM

1.alee ; 2.încăpere mică pentru sală de producție ; 3.încăpere mare pentru hală de producție ; 4.front stradal ; 5.magazin de prezentare și desfacere ; 6.vestiar și grupuri sanitare pentru angajați ; 7.hol de legătură între sala de producție și curtea interioară ; 8.magazie pentru făină ; 9.magazie nefolosită pentru rezervă, confiscate etc. ; 10.magazie pentru alte materii prime ; 11.hol de legătură între sala de producție și curte destinat alimentării cu făină ; 12.curte ; 13.boxă pentru depozitare deșeuri reciclabile ; 14.magazie de rezervă ;

Utilaje, echipamente : a – mașină de feliat; b – malaxor; c – cuptor; d – dospitor ; e – autoutilitară ; f – mese de lucru

În figura 1.9 se prezintă schema unei linii tehnologice pe orizontală, discontinuă, parțial mecanizată.

În figură 1.10 se prezintă schema unei linii tehnologice mixte, în flux continuu, complet mecanizată.

În figură 1.11 se prezintă un exemplu de organizare spațială de linie tehnologică integrată cu o unitate pentru desfacerea produselor. Această structură este potrivită pentru secțiile de panificație de dimensiuni reduse, corespunzătoare întreprinderilor mici și mijlocii.

Utilajele tehnologice dintr-un anumit flux care alcătuiesc o linie de fabricație a unui anumit sortiment de produse de panificație constituie o linie tehnologică. În continuare sunt atașate linii tehnologice pentru unități de panificație de diferite capacităti de producție.

Linie de panificație cu capacitatea de 50 – 75 kg/h

Linie de panificație cu capacitatea de180 – 200 kg/h

Linie de panificație cu capacitatea de200 – 220 kg/h

Linie de panificație cu capacitatea de220 – 250 kg/h

1.6.2. Soluții similare de mașini de modelat aluatul

Procesul de modelare include următoarele operații: rotunjirea, alungirea, rularea și impletirea, operațiile putand fi efectuate individual, de o singură masină specializată sau de masini complexe, care pot efectua mai multe operații de modelare si chiar divizare.

Mașini de rotunjit și rulat

Mașinile de rotunjit realizează modelarea aluatului sub formă rotundă, pe baza modelării între o suprafață mobilă și un jgheab sau între trei suprafețe (dintre care, cel puțin două, sunt în mișcare). Deoarece modelarea lungă presupune o rotunjire prealabilă și tehnologiile moderne presupun, la rândul lor, rotunjirea într-un ciclu rotunjire-alungire-rotunjire (îmbunătățirea fineței și uniformității porilor și creșterea volumului), se prezintă și mașinile de modelat lung (operație numită și rulare).

Mașina de rotunjit cu suprafața de modelare tronconică, (fig 1.12), numită și "ciupercă", (varianta din figură aflată în fabricația UTALIM), respectiv "cu con exterior tip ROCON", este alcătuită dintr-un batiu 6 pe care, la partea superioară se rotește corpul tronconic de modelare 3, tot pe batiu este montat suportul 5, pe care este fixat jgheabul de modelare în formă elicoidală 4. Bucățile de aluat sunt aduse în spațiul de modelare prin gura de alimentare 1 de la un transportor de alimentare.

Mașina de rotunjit cu două benzi rulante, este alcătuită dintr-un cadru, pe care sunt montate, cu axele transversale înclinate, două benzi transportoare, formând un jgheab împreună cu suprafața plană de la partea inferioară. Întregul ansamblu de modelare este închis într-o carcasă și așezat cu înclinare longitudinală reglabilă pe cadru. Secțiunea jgheabului este reglabilă, funcție de greutatea bucății de aluat

Mașina de modelat rotund tip MAROB-1 din fig 1.13 este fabricată de UTALIM.

Modelarea în formă lungă a aluatului presupune fie alungirea unei bucăți modelată prealabil rotund, fie rularea unei foi obținute prin laminare prealabilă.

Rularea se realizează prin acțiunea unei mișcări relative într-un sistem bucată de aluat-bandă transportoare-plan fix.

Mașina de modelat lung prin laminare și rulare (MML-2200), din fig 1.14, masină de fabricație UTALIM este alcătuită dintr-un batiu 1, în interiorul căruia este amplasată o pâlnie de alimentare și tamburul de laminare, de unde foaia de aluat este preluată de o bandă transportoare 3, sprijinită de o placă de sprijin 2 și antrenată în rotație de tamburul de antrenare 5.

Rularea bucății de aluat se face între banda 3 și contraplaca de modelare 4. La o putere instalată de 0,75 kW mașina are o capacitate de producție de 2200 buc/h, utilajul fiind recomandat pentru liniile de panificație de capacitate mică.

Mașini de laminat aluatul

Laminarea aluatului conferă produsului final o friabilitate mărită și un grad superior de afânare, produsele coapte devenind, în cele mai multe cazuri, crocante, procedeul fiind indicat, cu precădere, în cazul aluaturilor consistente. De asemenea, printr-o nouă laminare, aluatul sub forma inițială de bandă, poate fi transformat în fire uniforme (fabricarea grisinelor etc., altfel decât prin extrudare) sau se pot obține produsele stratificate, de tipul foitajelor.

Laminarea propriu-zisă nu mai constituie o fază distinctă, ci este aplicată în combinație cu alte operații, fie pentru stratificarea aluatului sub formă de bandă, fie pentru modelarea în fire.

Mașinile pentru laminarea și stratificarea aluatului, realizează operația într-o etapă, două etape sau mai multe etape.

Mașina de stratificat aluatul într-o singură etapă este reprezentată în fig 1.15. Aluatul pătrunde în pâlnia de alimentare 1, de unde este prins de valțurile 2, care, prin rotire, modelează o foaie groasă de aluat 3, ulterior subțiată progresiv prin acțiunea valțurilor 4 și 5. Dispozitivul de stratificare 6 alcătuit din două benzi transportoare suprapuse, care execută o mișcare pendulară a părții de jos, rezultatul acestei mișcări fiind așezarea aluatului în straturi suprapuse pe banda transportoare 7, care-l deplasează la grupul următor de laminare. Funcție de viteza de deplasare redusă a benzii se realizează 5-15 straturi suprapuse de aluat.

Mașina pentru stratificarea aluatului prevăzuta cu posibilitatea de ungere a foii (fig 1.16), la care, aluatul dintr-o pâlnie de alimentare 1 este laminat în două foi de valțurile 2 și 3, apoi dirijat de transportoarele de legătură 4 și 5 la un transportor colector 6, în a cărui zonă mediană se află dispozitivul de ungere 7, care aplică o peliculă de grăsime pe prima bandă de aluat, după care, cele două benzi se suprapun fiind preluate și laminate succesiv de valțurile 8, 9 și 10, apoi, pe baza principiului enunțat anterior, preluate de benzile dispozitivului cu mișcare pendulară 11, care stratifică banda laminată pe transportorul bandă de evacuare 12.

Folosirea unei benzi preformate din două foi, conduce, în acest caz, la realizarea unui efect de stratificare dublu, mașinile de acest tip realizând grosimi diferite de benzi, funcție de reglarea distanței dintre tăvălugii de laminare.

Laminarea și modelarea în fire se realizează pe aceleași principii, cu deosebirea că cilindrii de modelare au pe suprafața laterală șanțuri de profiluri diferite (circular pentru grisine, dreptunghiular pentru crochete etc.), care generează firele de aluat. Astfel de mașini sunt prevăzute cu dispozitive de tăiere la lungimi prestabilite și transportoare cu bandă pentru transfer la sistemele de dospire finală și de coacere.

Sisteme tehnice pentru modelare prin presare și operații auxiliare

Modelarea aluatului prin presare presupune trecerea acestuia printr-un orificiu calibrat sub acțiunea unei forțe de presare, operație numită "trefilare". Orificiul sau orificiile calibrate sunt amplasate într-o matriță (trefilă), astfel proiectată încât să realizeze forma caracteristică a secțiunii.

Forța de presare poate fi generată:

– de un piston (variante moderne ale unor sisteme multifuncționale, folosite și pentru alte domenii din producția alimentară, de exemplu NCG – Germania);

– melc cu presiunea constantă distribuită uniform pe secțiunea matriței (Orlandi, Simac, Pavan -Italia etc.);

– două valțuri montate paralel, care se rotesc în sens contrar, antrenând și împingând aluatul spre matrița (Werner-Pflerderer – Germania etc.).

Operațiile auxiliare conexe modelării sunt:

– crestarea aluatului prin tăierea superficială a bucăților modelate în formă finală, sub forma unei tăieturi transversale sau ca o rozetă;

– împletirea, deși se face manual, în majoritatea cazurilor, se practică datorită solicitărilor consumatorilor;

– opărirea aluatului cu soluție de NaOH 1%, în flux continuu, pe parcursul trecerii la cuptor;

– presărarea aluatului cu cristale mici de sare comestibilă, zahar, semințe aromate (mac, chimen, susan etc.) sau soluție de sare.

Sisteme tehnologice combinate pentru prelucrarea aluatului

Aceste tipuri de sisteme tehnologice presupun prelucrarea prin două sau trei operații consecutive din fluxul tehnologic al aluatului. Operațiile sunt, de regulă, operații de divizare-modelare, efectuate, la nivlelul tehnic actual al producției de utilaje, cu destulă rigiditate tehnologică (cu posibilități reduse de modificare a condițiilor de prelucrare).

Sistemele combinate pentru operațiile de divizare-modelare sunt ansambluri complexe, specializate, utilizate, mai ales, pentru bucățile de aluat cu greutăți până la 150 g, fie cu funcționare discontinuă (de regulă semimecanizate, la care unele funcții sunt realizate manual, folosite în cadrul capacităților mici de productie) sau cu funcționare continuă.

Din categoria mașinilor cu funcționare continuă, pe lângă tipul Habëmfa, prezentat anterior, se descriu, în continuare, alte tipuri semnificative.

Mașina combinată tip "Derby", (fig 1.17), se folosește, într-o gamă constructivă diversificată, pentru divizarea și rotunjirea în bucăți mici, dar, printr-o dispozitivare suplimentară simplă, și pentru executarea unor alte operații (batoane, rotunjire-predospire scurtă (45-75 s), rotunjire, crestare, încarcare în dospitor etc.).

Din pâlnia de alimentare 1, aluatul este preluat de valțurile de modelat 2, 3, banda de aluat fiind divizată în fire de către tamburul de divizare 4 și segmentată în bucăți de cuțitul rotativ 5. Bucățile de aluat sunt preluate de banda transportoare 6, care le transportă la dispozitivul pentru rotunjirea bucăților de aluat 7 prevăzut cu alveolele pentru rotunjire, 8.

2. Prezentarea și justificarea tehnico-economică a soluției propuse

2.1. Prezentarea fluxului tehnologic propus și a utilajului

Pentru fabricarea unei cantități de 175-180 kilograme de pâine pe ora de lucru se propune următorul flux tehnologic:

Calculul suprafeței secției de panificație:

[m2],unde n = 14 (2.1)

[m2]

[m2] (2.2)

unde: cs – coeficient de ocupare a suprafeței, cs = 4,5;

Amplasarea utilajelor se poate observa în fig. 2.1. Semnificațiile notațiilor sunt următoarele:

1-Frământator aluat

2-Ridicător-răsturnator cuve

3-Rezervor aluat

4-Mașină de divizat

5-Mașină de modelat

6-Cărucior dospitor

7-Cuptor

8-Transportor colector pâine

9-Cărucior cu cuvă

Fig. 2.1 Amplasarea utilajelor în secția de producție

Prezentarea utilajelor din cadrul fluxului tehnologic

Cărucior lisă (fig 2.2)

Căruciorul lisă este utilizat în unitățile de panificație pentru transportul sacilor plini cu făină. Căruciorul este compus dintr-un schelet metalic si două roți mobile.

Caracteristicile tehnice ale căruciorului sunt:

sarcina maximă: Q = 100 kg;

suprafața de așezare: S = 0,151 mm2;

dimensiuni de gabarit:

lungime: L = 430 mm;

lățime: l = 353 mm;

înălțime: H = 1220 mm;

masa netă: G = 20 kg;

Fig 2.2 Cărucior lisă pentru saci

2. Cernătorul de făină – tip TFC-50 (fig 2.3) este utilizat în unitățile mici și mijlocii de panificație pentru cernerea și afânarea făinii, înainte de introducerea în cuvele de malaxare. Cernătorul este un utilaj mobil. Prin înlocuirea dispozitivului de răzuire poate fi utilizat la transformarea deșeurilor de panificație în pesmet. Făina ridicată de transportorul cu melc este împinsă, datorită forței centrifuge, pe pereții laterali ai tamburului cu sită (care se învârtește rapid), obligând-o să treacă prin ochiurile sitei (care are diametrul de 1 mm).

Caracteristicile tehnice ale cernătorului TCF-50 sunt:

capacitatea: – pentru făină: C = 50kg/min.;

– pentru pesmet: C1= 4-5 kg./h;

productivitate: Q = 3000 kg./h;

puterea instalată: P = 2,2 KW;

dimensiuni de gabarit: – lungime: L = 1760 mm;

– lățime: l = 776mm;

– înălțime: H = 1915mm;

masa netă: G = 200kg.;

Fig 2.3 Cernător de făină tip TCF-50

1.suport; 2.pâlnie alimentare; 3.spiră elicoidală; 4.alimentator; 5.carcasă; 6.sită; 7.rotor cu palete; 8.evacuare făină; 9.motor electric; 10.corectare impurități; 11.răsturnător de saci

3.Emulsionator drojdie (fig 2.4) este destinat pentru prepararea emulsiei de drojdie în unitățile de panificație. Emulsionatorul de drojdie este compus din batiu, motor electric de acționare, roti de curea, curea trapezoidală, ax cu palete pentru amestecare, recipient și masă cu raft. Utilajul funcționează după principiul barbotării masei de lichid în care se introduce drojdia de bere fărâmițată sau drojdie uscată.

Caracteristici tehnice ale emulsionatorului sunt:

productivitatea: Q = 12 șarje/h;

timp de omogenizare: t = 2-5 min.;

puterea instalată: P = 0,3KW;

dimensiuni de gabarit: – lungime: L = 921 mm;

– lățime: l = 610 mm;

– înălțime: H = 705 mm;

masa netă: G = 83 kg.;

Fig 2.4 Emulsionator drojdie

1.arbore agitator; 2.cuvă; 3.motor de acționare; 4.transmisie cu curea trapezoidală;

5.mecanism de acționare a arborelui agitator

4. Frământătorul de aluat 300 L (fig 2.5) este utilizat în unități de panificație, care produc pâine, precum și cozonaci, covrigi și diferite specialități. Frământarea aluatului este realizată prin îmbinarea a două mișcări de rotație, brațul spiral și rotirea cuvei. Frământătorul cu braț spiral, este compus din: cărucior cu cuvă OLT 300, cap de frământare, postament, placă de bază, dispozitiv de blocare cărucior, instalație electrică.

Caracteristicile tehnice ale frământătorului UTALIM 300-S sunt:

capacitatea cuvei: C = 300 l;

greutatea unei șarje: G1 = 200 – 240 kg.;

durata de frământare: t = 3 – 7 min.;

turația cuvei: n = 9 – 18 rot./min.;

turația brațului de frământare: n1 = 46 – 92 rot./min.;

puterea instalată: P = 7,8 / 9,9 kW;

dimensiuni de gabarit: L x l x h – 1700 x 1005 x 1410 mm;

masa netă: G = 1672 kg.

Fig 2.5 Frământător de aluat cu braț spiral

1.apărătoare; 2.cuvă; 3.cărucior; 4.braț de frământare; 5. roți antrenare cuvă

5. Cărucior cu cuvă tip OLT 300 (fig 2.6) este subansamblul din dotarea frământătorului de aluat de 300 l, în care se introduc componentele pentru asigurarea prin frământare a unui aluat de diferite consistente. Căruciorul cu cuvă este compus din cărucior, angrenaj de cuplare cu malaxorul, cuvă si braț de manevră.

Caracteristici tehnice:

capacitatea cuvei: Q = 300 l;

raportul de reducere al angrenajului melcat: i = 44;

turatia cuvei: n = 8 rot / min;

dimensiuni de gabarit:

lungime: L = 1090mm;

lătime: l = 1005 mm;

înăltime: H = 866 mm;

masa netă: G = 164 kg;

Fig 2.6 Cărucior cu cuvă

1.cuvă; 2.roți antrenare cuvă; 3. cărucior.

6. Ridicătorul răsturnător de cuve tip RRC300 (fig 2.7) este utilizat în întreprinderile de panificație în care procesul tehnologic se desfășoară la un singur nivel, pentru ridicarea si golirea mecanică a cuvelor de aluat ale frământătorului de aluat. Ridicătorul răsturnător este compus din: schelet, dispozitiv de ridicare, dispozitiv de basculare, sistem de transmisie, instalație electrică, grilaj de protecție.

Caracteristici tehnice:

înălțimea de basculare: L1 = 1588 mm;

timp de ridicare: t = 39 s;

puterea instalată: P = 2,2 KW;

dimensiuni de gabarit:

lungime: L = 1815 mm;

lățime: l = 1300 mm;

înălțime: H = 2200 mm;

masa netă: G = 576 kg;

Fig 2.7 Răsturnător de cuve

7. Rezervorul de aluat tip TRA – 1A (fig 2.8) se montează în liniile de panificație fiind utilizat la păstrarea temporară a aluatului pregătit pentru alimentarea mașinilor de divizat aluat. Rezervorul este compus din batiu, schelet lagăr, rezervor propriu – zis, gură de încărcare, ușă de evacuare.

Caracteristici tehnice:

capacitatea rezervorului: Q = 0,25m3;

dimensiuni de gabarit:

– lungime: L = 1150 mm;

– lățime: l = 1530 mm;

– înălțime: H = 940 mm;

dimensiuni ușă de evacuare: L l = ( 294 294 ) mm;

masa netă: G = 103 kg;

Fig 2.8 Rezervor de aluat

8. Mașina de divizat aluat – tip DIBUMED (fig 2.9) este utilizată în secțiile de panificație de medie și mare capacitate pentru efectuarea operației de divizare a aluatului, înainte de alimentarea mașinilor de modelat aluatul. Mașinile de divizat aluat de acest tip sunt alimentate manual sau mecanic. Ele prezintă o precizie de dozare ridicată și au un domeniu larg de utilizare și siguranță în funcționare.

Caracteristicile tehnice ale mașinii de divizat DIBUMED sunt:

productivitatea: Q = 800 – 1000 buc./h;

masa bucății de aluat: m = 0,1 – 1,25 kg./buc.;

puterea instalată: P = 1,5 KW;

dimensiuni de gabarit: – lungime: L = 1870 mm;

– lățime: l = 660 mm;

– înălțime: H = 1600 mm;

masa netă: G = 632 kg;

Fig 2.9 Mașina de divizat aluat – tip: DIBUMED

1. pâlnie de alimentare; 2. bandă transportoare; 3. carcasa metalică; 4.cilindru exterior.

9. Căruciorul dospitor (fig 2.10) este folosit pentru depozitarea în vederea dospirii a diferitelor sortimente de aluat pentru pâine si produse de panificație si a tăvilor de aluat modelat pentru diferite specialități de panificație. Căruciorul dospitor este compus din: schelet metalic, rafturi mobile, tren de roti fixe, roată pivotantă, perdea de pânză, mânere si tampoane de cauciuc.

Caracteristici tehnice:

suprafața de dospire: S = 16 m2;

număr de rafturi: n = 12 buc;

distanta între rafturi: d = 115 mm;

dimensiuni de gabarit:

lungime: L = 2000 mm;

lățime: l = 815 mm;

înălțime: H = 1745 mm;

masa netă: G = 190 kg;

Fig 2.10 Cărucior dospitor

10. Cuptorul tip tunel CT 8B (fig 2.11), din fabricația UTALIM, folosit pentru coacerea produselor este compus din două tronsoane 1, grup de antrenare a benzii, grup de întoarcere, arzătoare 2, banda de coacere, ventilatoare.

Caracteristici tehnice:

capacitatea de lucru 2 t/8h;

temperatura de coacere 350 0C;

durata coacerii reglabilă 5-26 min;

puterea instalată 5,2 kW;

dimensiuni de gabarit LxlxH=10,1×1,91×1,775 m;

greutatea 7391 kg.

Fig 2.11 Schema constructivă a cuptorului tunel CT

11. Transportorul colector tip TTCP-400 / 2700 (fig 2.12) este un utilaj component al liniilor de panificație si are rolul de a transporta produsele de panificație coapte de la cuptor la masa de recepție sau navetă. Transportorul colector este compus din: schelet metalic, bandă de transport, sistem de antrenare.

Caracteristici tehnice:

puterea instalată: P = 1,1 kW;

dimensiuni de gabarit:

lungime: L = 3000 mm;

lățime: l = 595 mm;

înălțime: H = 930 mm;

masa netă: G = 238 kg;.

Fig 2.12 Transportor colector produse TTCP-400

Prezentarea utilajului

Mașina de rulat aluat universală MRAU

Domeniul de utilizare:

Mașina este destinată fabricilor de pâine pentru mecanizarea operației de rulare a aluatului divizat și premodelat, putând prelucra în condiții optime aluaturi din făina de grâu cu conținut de apă ce nu poate depăși 55%.

Mașina poate fi folosită ca utilaj individual sau ca o componentă a liniilor tehnologice din unitățile de panificație.

Caracteristici principale:

Caracteristici funcționale:

-capacitate reglabilă………t/h 2,1

-masa bucăților de aluat…..gr. 50-700

-număr de valțuri………….buc. 4

-număr de benzi……………buc. 5

b. Caracteristici dimensionale:

-lățime bandă intrare………mm. 160

-lățime bandă rulare……….mm. 720

-lățime benzi ieșire…………mm. 560

Gabarite:

-lungime……………………mm. 1600

-lățime………………………mm. 720

-înălțime……………………mm. 1200

c. Acționare: motoreductor 2GA8-H01-1,5 Kw-1500 rot/min.

d. Masa totală netă: Kg 450

Descrierea mașinii

Componența mașinii:

Mașina are în componență următoarele subansamble principale: bandă de intrare; o pereche valțuri Φ35; valț Φ40; valț Φ100; dispozitiv reglare distantă între valțuri; bandă inferioară rulare; bandă superioară rulare; dispozitiv reglare distanță între benzi; ax cu excentric; bandă ieșire inferioară; bandă ieșire superioară; șasiu; cadre laterale.

Mașina este prevăzuta cu 4 roți pivotante pentru a ușura transportul la și de la punctul de lucru în fluxul tehnologic.

Mașina este acționată de un motoreductor, mișcarea fiind transmisă prin lanțuri și angrenaje cilindrice la banda de intrare, valțuri, benzile de rulare și benzile de ieșire.

Dotarea benzilor:

Bandă de intrare-manșon pâslă fetru 3mm-Φ170*300mm.

Bandă superioară-manșon pâslă fetru 3mm-Φ180*430mm.

Bandă inferioară-manșon pâslă fetru 3mm-Φ180*440mm.

Bandă de ieșire superioară-pânză vela 560*1250mm.

Bandă de ieșire inferioară-pânză vela 560*2300mm.

Construcția mașinii:

Șasiul este executat din profile sudate, având prevăzute repere pentru poziționarea celorlalte subansamble.

Motoreductorul de acționare este amplasat în partea din spate jos, având pe ax o roată de lanț dublă, de la care mișcarea se transmite la valțul Φ100 și la banda de ieșire.

Pe arborele valțului Φ100 sunt roți dințate care antrenează banda de intrare, benzile de rulare, valțurile de laminare.

Valțurile și benzile de rulare sunt asamblate pe două cadre laterale care se fixează pe șasiu.

Pentru obținerea grosimilor convenabile la aluatul laminat, la fiecare pereche de valțuri, cel superior are posibilități de reglare fiind montat în bucșe excentrice.

Bucșile excentrice sunt prevăzute cu roți dințate antrenate de două sectoare dințate montate la capetele axului comandat de la roata manuala cu care se face reglarea.

Tamburul de antrenare al benzii superioare este montat în bucșe fixate pe cadre și primește mișcarea de la valțul Φ100 prin intermediul angrenajelor cilindrice.

Manșonul benzii se poate întinde cu ajutorul șuruburilor și piulițelor fluture fixate pe rama laterala precum și cu întinzătorul cu rola montat sub manșon la mijlocul ramelor.

De la roata dințată a tamburului se transmite mișcarea și la roata dublă care transmite prin lanț 06B(p=3/8”) mișcarea de rotație la valțurile reglabile.

Banda inferioară de rulare se fixează cu un capăt de bucșile ce susțin valțul Φ100, în jurul cărora poate oscila. Tamburul benzii are posibilități de reglare pentru întinderea manșonului de pâsla.

La capătul tablei suport a benzii este fixat un bosaj cu raza R 35 mm, care în poziția de montaj este orientat după normala la cercul de 100 mm al valțului și are rolul de a executa răsucirea foii de aluat ieșită dintre valțuri.

Banda de ieșire inferioara este antrenata prin lanț direct de la motoreductor și are un manșon din pânză tip vela executat prin coasere.

Rola de capăt se poate deplasa și se reglează întinderea și centrarea benzii.

Între tamburul cauciucat și rola de capăt, manșonul se sprijină pe o placa tablier.

Banda de ieșire superioara primește mișcarea de la tamburul benzii inferioare și este prevăzuta pe partea de jos cu un tablier bombat la partea de ieșire. Având în ramura de jos mișcare de deplasare inversă față de banda inferioară, va prinde aluatul ieșit de la benzile de rulare între tablierul său și cel inferior și va continua operația de modelare până la forma finală.

Reglarea grosimii dintre cele două benzi se face cu mecanismul șurub-piuliță ce acționează simultan pe ambele laturi ale benzii inferioare.

Ambele șuruburi sunt în legătura prin transmisie cu lanț 08B și sunt acționate cu manivela.

Piulițele mecanismului sunt fixate în ramele laterale ale benzii și dau libertate acesteia de a se roti față de axa lor.

Pentru blocarea benzii sub un unghi reglat, pe longeroanele șasiului sunt prevăzute două plăci de care se fixează ramele laterale ale benzii.

Modul de funcționare:

Fazele de lucru sunt următoarele:

-Preluarea bucății de aluat pe banda de intrare.

-Laminarea aluatului în prima pereche de valțuri Φ35, trecerea în a doua pereche Φ40-Φ100 și transformarea în foaie.

-Foaia de aluat este răsucita de bosajul benzii inferioare și apoi rulată între cele două benzi.

Datorită vitezei mai reduse a benzii superioare și de sens contrar cu banda inferioară, foaia se transformă într-un rulou de aluat, continuându-și drumul spre banda de ieșire.

-La ieșire, aluatul rulat este preluat de cele două benzi care efectuează alungirea finală pentru acele produse a căror dimensiune o cer.

În timpul funcționării, lanțurile de transmisie trebuie să fie întinse corect, benzile de rulare trebuie să fie tensionate corect, instalația electrică trebuie să funcționeze corect, iar încălzirea lagărelor și a motorului electric nu trebuie să depășească cu mai mult de 30oC temperatura mediului ambiant.

Se recomandă pentru sortimente de dimensiuni mari(franzele) un decalaj, între cele două perechi de valțuri, de 4-5 mm, iar pentru cele de dimensiuni mici un decalaj de 1-1,5 mm.

Prin dispozitivul de reglare a distanței între benzi se modifică înclinarea benzii inferioare realizând alungirea formei rulate. La gramaje mari se poate regla deplasarea capului benzii superioare prin rotirea axului excentric. Pentru reglarea alungirii finale se reglează banda de ieșire superioară, acționând cu manivela asupra mecanismului șurub-piuliță. În cazul în care foaia de aluat este evacuată prin spațiul dintre banda superioară și valțuri, se va micșora distanța dintre valțuri și ridicarea benzii superioare de la axul excentric.

În figura 2.13 este prezentată schița mașinii de rulat aluat universală MRAU, iar în figura 2.14 este prezentata schema cinematică a mașinii.

Fig 2.13 Mașina de rulat aluat universala MRAU.

1.bandă de intrare; 2.cap de rulare; 3.dispozitiv reglare valțuri; 4.dispozitiv reglare benzi; 5.bandă ieșire inferioară; 6.bandă ieșire superioară; 7.dispozitiv reglare grosime; 8.motoreductor

Fig 2.14 Schema cinematica a mașinii de rulat aluat universala MRAU

1.bandă intrare; 2.valț reglabil Φ35; 3.valț fix Φ35; 4.valț Φ100; 5.valț reglabil Φ38; 6.tambur bandă superioară; 7.tambur bandă inferioară; 8.tambur bandă inferioară ieșire; 9.tambur bandă superioară ieșire; 10.dispozitiv reglare benzi.

2.2. Justificarea tehnico-economică a soluției propuse

Determinarea nivelului tehnic al utilajelor folosind metoda DISTEH

Metoda DISTEH permite cuantificarea nivelului tehnic al unui grup de utilaje, comparabile între ele, prin calcularea “distanței tehnice“ față de un utilaj ideal, evidențiind totodată direcțiile de acțiune în activitățile de cercetare – proiectare – fabricație vizând realizarea unor utilaje cu înaltă competitivitate.

“Distanța tehnică absolută” reprezintă distanța tehnică față de “utilajul ideal”, iar “distanța tehnică relativă” reprezintă distanța tehnică față de un utilaj dorit, existent în fabricație pe plan mondial care, în majoritatea cazurilor reprezintă utilajul cu cel mai ridicat nivel de competitivitate, în momentul elaborării studiului de oportunitate.

Metoda DISTEH permite ierarhizarea utilajelor analizate, funcție de utilitatea totală în exploatare a acestora, precum și ierarhizarea criteriilor de departajare, funcție de viteza de ameliorare a nivelului tehnic, deci indică ansamblurile, subansamblurile și principalele repere ale utilajului care trebuie perfecționate în vederea creșterii competitivității acestuia.

Se utilizează, în general, următorul algoritm:

1. Se stabilește mulțimea “m” a utilajelor supuse analizei, alegându-se utilaje cu aceeași destinație, din aceeași grupă tipodimensională și, deci, comparabile între ele:

i=1,2,…,m (2.3)

2. Se stabilește mulțimea criteriilor de departajare “n” care influențează în sens pozitiv sau negativ exploatarea:

j=1,2,…,n (2.4)

3. Se împarte în două mulțimea criteriilor de departajare:

a. submulțimea criteriilor de maxim “n1” (j n1), respectiv a criteriilor care este de dorit ca în exploatare să aibă valori cât mai mari;

b. submulțimea criteriilor de minim “n2”(j n2), respectiv a criteriilor care este de dorit ca în exploatare să aibă valori cât mai mici;

(2.5)

4. Se stabilește cazul în care se dorește determinarea nivelului tehnic al utilajelor supuse analizei, după cum urmează:

Cazul I – determinarea nivelului tehnic absolut (distanța tehnică absolută Ti) a grupului de utilaje analizate la momentul to (momentul elaborării studiului):

a. Criteriile de departajare Cj (j=1,2,…,n) sunt echipotențiale din punct de vedere al importanței pentru exploatare;

b. Criteriile de departajare au importanța diferită în exploatare;

Cazul II – determinarea nivelului tehnic absolut al grupului de utilaje analizat la momentul t1 (momentul începerii fabricației noului utilaj), în aceleași condiții ca și în cazul I (a și b);

Cazul III – determinarea nivelului tehnic relativ (distanța tehnică relativă Tri) al grupului de utilaje analizat față de un utilaj dorit în UD, existent în fabricație pe plan mondial în momentul elaborării studiului în aceleași condiții pentru criteriile de departajare (a și b);

5. Se determină submulțimea criteriilor de departajare pentru “utilajul ideal” UI, cu relațiile:

(2.6)

În continuare, vom parcurge algoritmul de calcul pentru cazul I-a:

6. Se calculează distanța tehnică absolută a utilajelor Ui (im) față de utilajul ideal cu relația:

(2.7)

în care: bj = +1 pentru j n1 si bj=-1 pentru j n2

Cij – valoarea caracteristicii j, la utilajul Ui

CIj – valoarea caracteristicii j, la utilajul UI

7. Se elaborează clasamentul de ierarhizare a utilajelor analizate în ordinea crescătoare a distanței tehnice absolute:

Utilajul Ui la care distanța tehnică absolută are valoarea minimă (min Ti) are utilitatea în exploatare cea mai ridicată din grupul de utilaje analizat, deoarece el are valorile caracteristicilor cele mai apropiate de cele ale utilajului ideal.

8. Se stabilesc criteriile de departajare “Cij” a căror îmbunătățire conduce la creșterea nivelului tehnic al utilajului Ui care interesează și se face o ierarhizare a acestora în ordinea descrescătoare a vitezei de ameliorare a nivelului tehnic, cu ajutorul relației:

(2.8)

Ierarhizarea acestor criterii arată direcțiile de acțiune în activitatea de cercetare-proiectare în vederea creșterii competitivității utilajului care interesează, respectiv se evidențiază ansamblurile, subansamblurile și principalele repere care trebuie perfecționate.

În cazul I-b algoritmul de calcul continuă astfel:

6. Se elaborează vectorul de ierarhizare al criteriilor (caracteristicilor) de departajare j (j=1,2,…,n) în funcție de importanța lor în exploatare:

ex. C3 PP C5 P C2 I C1,…

7. Se elaborează o matrice A de dimensiuni [n x n], în care liniile se notează cu j1, iar coloanele cu j2 (j1,j2=1,2,…,n) și în care se acorda coeficienți de importanță criteriilor Cj, comparând pe rând fiecare criteriu cu toate celelalte (n-1) criterii, din punct de vedere al importanței în exploatare.

Acești coeficienți se acordă astfel:

(2.9)

Se calculează mărimea coeficienților de importanta j (pentru criteriul j) cu relația:

(2.10)

în care: 0<j<1 si j=1

Se calculează distanța tehnică absolută a utilajelor Ui față de utilajul ideal UI, cu relația:

(2.11)

10. Se elaborează clasamentul de ierarhizare a utilajelor analizate, funcție de utilitatea lor totală în exploatare:

(2.12)

11. Se stabilesc caracteristicile a căror îmbunătățire poate conduce la ridicarea nivelului tehnic și se face ierarhizarea în ordine descrescătoare a vitezei de ameliorare a nivelului tehnic, cu relația:

(2.13)

în care: i=1,2,…,m, iar j=1,2,…,n.

Luând în studiu o serie de mașini de modelat aluat existente în exploatare, se poate considera mașina de modelat aluat ideală pe baza comparației între caracteristicile tehnice ale acestora. Caracteristicile tehnice ale mașinii de modelat aluat ideale sunt fie maximul dintre valorile caracteristicilor tehnice ale celorlalte mașini, dacă acea caracteristică reprezintă un criteriu de maxim, fie cea mai mică valoare a caracteristicilor tehnice ale mașinilor de modelat aluat luate în studiu, dacă acea caracteristică reprezintă un criteriu de minim.

Acest lucru este prezentat sintetic în tabelul 2.1, în care sunt expuse caracteristicile tehnice ale acestor mașini de modelat aluat. În acest tabel sunt și caracteristici tehnice care sunt apreciate pe baza de punctaj (puncte acordate 0 și 1) prin comparație între mașinile luate în studiu.

Tabelul 2.1 Caracteristicile tehnice ale unor mașini de modelat aluatul existente în exploatare

Calculul coeficienților de importanță se realizează, conform algoritmului prezentat anterior, prin compararea fiecărui criteriu Cj, cu fiecare din celelalte (n-1) criterii, din punct de vedere al importanței acestora în exploatare. În tabelul 2.2 sunt prezentate valorile coeficienților de importanță acordate, prin comparație, fiecărui criteriu de departajare (caracteristica tehnică).

Conform metodei a fost stabilit vectorul de ierarhizare a performanțelor mașinilor de modelat aluat analizate, în concordanță cu importanța lor în exploatare. Acesta arată astfel:

(C1 I C5) P (C3 I C6)

(C3 I C6) P (C2 I C4)

(C1 I C5) PP (C2 I C4)

Tabelul 2.2 Matricea coeficienților de importanță

Ponderile j acordate caracteristicilor tehnice analizate, conform importanței lor în exploatare, calculate sunt:

1 = 5 = 13 / 38 = 0,3421;

2 = 4 = 1 / 38 = 0,0263;

3 = 6 = 5 / 38 = 0,1315;

Cu ajutorul acestor valori și al caracteristicilor tehnice prezentate în tabelul 2.1, se pot calcula pătratele diferențelor ale utilajelor analizate, necesare în calculul distanței tehnice a unui utilaj față de utilajul ideal.

Pentru mașina de rulat aluat MRL:

Pentru mașina de modelat lung TEHNOSTAR:

Pentru mașina de modelat lung MML-2200

Pentru mașina de rulat aluat RUL -1400:

Ierarhizarea utilajelor (mașinilor de modelat aluat) se realizează după valorile distanțelor tehnice ale fiecărui utilaj față de utilajul ideal. Astfel:

d(MML-2200) < d(RUL-1400) < d(MRL) < d(TEHNOSTAR)

0,163 < 0,207 < 0,248 < 0,409

În continuare, se poate estima care caracteristică tehnică a unui utilaj trebuie îmbunătățita, astfel încât acesta să-și îmbunătățească, pe ansamblu, performanțele, prin micșorarea distanței tehnice față de utilajul ideal. Astfel, pentru mașina de rulat aluat MRL, punând în ordine descrescătoare pătratele diferențelor , se observă că:

(C4: 0,493) >(C3: 0,218) > (C1: 0,04) > (C5: 0,017) > (C6: 0,0031) > (C2: 0)

În această situație, dacă nu se consideră și coeficienții de importanță ai criteriilor de departajare (caracteristicilor tehnice), ar însemna ca, pentru îmbunătățirea performanțelor mașinii de rulat aluat MRL, trebuie să căutam mai întâi să-i micșoram masa, după care să căutam să-i micșoram costurile specifice.

3. Corelarea capacităților de lucru ale utilajelor de pe fluxul tehnologic cu capacitatea liniei tehnologice

Pentru a corela capacitățile de lucru ale utilajelor de pe fluxul tehnologic cu capacitatea liniei tehnologice, a fost calculat numărul de utilaje necesare pentru o capacitate a fabricii de pâine de 175 kg/oră:

Numărul de frământătoare necesar pe fluxul tehnologic al unei linii de panificație cu capacitatea P (kg/oră) se determină cu relația:

[buc] (3.1)

unde P – productivitatea unității de fabricație, [kg/oră]; e = 0,81 – indice de echivalență a aluatului în pâine; Q – capacitatea de lucru a frământătorului;

[kg/h] (3.2)

unde: q = Alc – capacitatea de încărcare, kg aluat; tfr – timpul de frământare pentru toate fazele de preparare, min; taux – timpul auxiliar necesar pentru alimentarea cu materii prime, aducerea și scoaterea cuvei.

Capacitatea de încărcare a cuvei (volumul util al cuvei):

[m3] (3.3)

unde: ku – coeficientul de utilizare a capacității cuvei.

În general, ku = 0,6–0,7, pentru ca în timpul frământării aceasta să nu se risipească în afară, iar la fermentare să permită acumularea de gaze în aluat.

Acceptând un coeficient de umplere ku = 0,6, rezultă o capacitate de încărcare a cuvei egală cu:

(3.4)

= 360 [kg/h]

Se alege un frământător.

Numărul de mașini de divizat:

(3.5)

unde: nmd – număr mașini de divizat; nb – număr bucăți de aluat divizate pe o linie tehnologică, buc/h; nd – productivitatea mașinii de divizat, buc/h; x = 1,05 – coeficient de utilizare;

(3.6)

unde: P – capacitatea de producție a unei linii tehnologice; m – masa bucății de aluat, kg;

m = 464,45

(3.7)

unde: Qmd – capacitatea de producție a mașinii de divizat, kg/h;

Pentru o capacitate medie a mașinii de divizat, de 35 kg/min,

Se alege o mașină de divizat.

Numărul de dospitoare:

(3.8)

unde: tdosp – timpul de dospire ; Qdosp – capacitatea de încărcare a unui dospitor cu aluat, kg:

Aleg 3 dospitoare de aluat.

Numărul de cuptoare:

(3.9)

unde: tcoacere – timpul de coacere ; Qcupt – capacitatea de încărcare a unui cuptor cu aluat, kg:

Se alege un cuptor.

Corelarea capacităților utilajelor

Pentru realizarea producției de 3500 pâini/schimb de lucru, numărul de șarje necesare pentru frământare este:

Nș = (3.10)

unde: np – numărul de pâini pe un schimb de lucru; Np – numărul de pâini ce se pot obține dintr-o șarjă a frământătorului;

Durata unei șarje (timp de frământare + timp auxiliar) este de 30 minute, după care aluatul este supus operației de divizare. Timpul necesar divizării unei șarje de aluat se calculează cu relația:

t1 = (3.11)

unde: m1 – masa aluatului divizat;

, la care se adaugă timpi auxiliari (6 min);

Timpul necesar dospirii întregii cantități de aluat dintr-un schimb de lucru se calculează cu relația:

(3.12)

unde:

Ns – numărul de șarje;

tdosp – timpul de dospire;

Ndosp – numărul de dospitoare;

(3.13)

Timpul necesar coacerii întregii cantități de aluat dintr-un schimb de lucru se calculează cu relația:

(3.14)

unde:

Ns – numărul de șarje;

tdosp – timpul de coacere;

Ncupt – numărul de cuptoare;

4.Calculul parametrilor principali ai masinii de modelat propusa

4.1. Bilanțul de materiale al procesului tehnologic

Pierderi din procesul tehnologic

Frământare 0,2%;

Fermentare 0,3%;

Divizare 0,2%;

Modelare 0,2%;

Dospire 0,26%

Coacere 12%

Răcire produs finit 1%.

Bilanțul de materiale al procesului tehnologic pentru o masă a produsului finit de 400g.

A)

Unde: a = pâine rece;

b = pâine caldă;

Pb = pierderi la răcire;

(4.1)

b = 404,04 g

Pb (4.2)

B)

unde c = pâine dospită;

Pc = pierderi la coacere;

(4.3)

c = 459,09 g

Pc (4.4)

C)

unde d = pâine modelată;

Pd = pierderi la dospire;

(4.5)

d = 460,29 g

Pd (4.6)

D)

unde e = aluat divizat;

Pe = pierderi la modelarea pâinii;

(4.7)

e = 461,21 g

Pe (4.8)

E)

unde f = aluat fermentat;

Pf = pierderi la divizarea aluatului;

(4.9)

f = 462,13 g

Pf (4.10)

F)

unde g = aluat frământat;

f=aluat fermentat;

Pg = pierderi la fermentarea aluatului;

(4.11)

g = 463,52 g

Pg (4.12)

G)

unde h = amestec materii prime;

Ph = pierderi la frământarea aluatului;

(4.13)

h = 464,45 g

Ph (4.14)

Pentru 100 Kg de făină, se calculează A, D, S :

(4.15)

A = (4.16)

D = (4.17)

S = (4.18)

Pentru h = 464,45 g aluat se calculează A, D, S:

160600 g …………………………. 55000 g apă

464,45 g ……………………. ……A

160600 g …………………………. 4000 g drojdie

464,45 g ……………………. ……D

160600 g …………………………. 1600 g sare

464,45 g ……………………. ……S

F = 464,45 – A – D – S = 289,19 g (4.19)

Pierderile tehnologice care apar în timpul procesului tehnologic de fabricare a pâinii se calculează astfel:

(4.20)

Bilanțul de materiale al procesului tehnologic pentru o un schimb de lucru, 1400 kg.

A)

unde: a = pâine rece;

b = pâine caldă;

Pb = pierderi la răcire;

b = 1414,14 kg

Pb

B)

unde c = pâine dospită;

Pc = pierderi la coacere;

c = 1606,97 kg

Pc

C)

unde d = pâine modelată;

Pd = pierderi la dospire;

d = 1611,15 kg

Pd

D)

unde e = aluat divizat;

Pe = pierderi la modelarea pâinii;

e = 1614,37 kg

Pe

E)

unde f = aluat fermentat;

Pf = pierderi la divizarea aluatului;

f = 1617,60 kg

Pf

F)

unde g = aluat frământat;

f=aluat fermentat;

Pg = pierderi la fermentarea aluatului;

g = 1622,46 kg

Pg

G)

unde h = amestec materii prime;

Ph = pierderi la frământarea aluatului;

h = 1625,71 kg

Ph

Pentru 100 Kg de făină, se calculează A, D, S :

A =

D =

S =

Pentru h = 1625,71 kg aluat se calculează A, D, S:

160,6 kg ……………………………. 55 kg apă

1625,71 kg ……………………. ……A

160,6 kg …………………………. 4 kg drojdie

1625,71 kg ……………………. ……D

160,6 kg …………………………. 1,6 kg sare

1625,71 kg ……………………. ……S

F = 1625,71 – A – D – S = 1012,28 kg

Pierderile tehnologice care apar în timpul procesului tehnologic de fabricare a pâinii se calculează astfel:

4.2. Bilanțul tehnologic al operatiei de modelare

Modelarea bucății de aluat asigura obținerea formei specifice sortimentului și cuprinde premodelarea, repausul intermediar și modelarea propriu-zisă. În timpul acestor operații, o parte din masa de aluat se pierde, rezultând astfel pierderile la modelarea pâinii.

Pierderile rezultate la modelarea bucății de aluat se pot observa în figura 4.1.

Fig. 4.1 Pierderi la modelarea aluatului

Amodelat-masa aluatului modelat;

Arepaus-masa aluatului aflat în repaus intermediar;

Apremodelat-masa aluatului premodelat;

Adivizat-masa aluatului divizat;

P1-pierderi la modelarea propriu-zisă;

P2- pierderile din repausul intermediar;

P3- pierderile la premodelare.

P1 reprezintă pierderile la modelarea propriu-zisă și sunt egale cu 0,1% din masa aluatului. P2 reprezintă pierderile din repausul intermediar și sunt egale cu 0,05% din masa aluatului. P3 reprezintă pierderile la premodelare și sunt egale cu 0,05% din masa aluatului.

Rezultă astfel, în cadrul operației de modelare, un total de 0,3% din bucata de aluat.

În cadrul operației de modelare propriu-zisă, pentru o bucată de pâine de 400g, se aplică următoarele relații:

(4.21)

Arepaus = 460,75 g

Astfel, pierderile suferite la modelarea propriu-zisă a pâinii sunt:

(4.22)

În timpul repausului intermediar se aplică următoarele relații:

(4.23)

Apremodelat = 460,98 g

Astfel, pierderile suferite în timpul repausului intermediar sunt:

(4.24)

La premodelare se aplică următoarele relații:

(4.25)

Adivizat = 461,21 g

Astfel, pierderile suferite la premodelarea pâinii sunt:

(4.26)

Rezultă un total al pierderilor la modelare de 0,92g.

Pmodelare=P1+P2+P3=0,46+0,23+0,23=0,92g (4.27)

Aceleași relații se pot aplica și pentru întreaga cantitate de aluat produsă într-un schimb de lucru. Într-un schimb de lucru, Amodelat=1611,15 kg.

La modelarea propriu-zisă,

Arepaus = 1612,76 kg

Astfel, pierderile suferite la modelarea propriu-zisă a pâinii sunt:

În timpul repausului intermediar::

Apremodelat = 1613,56 kg

Astfel, pierderile suferite în timpul repausului intermediar sunt:

La premodelare se aplică:

Adivizat = 1614,36 kg

Astfel, pierderile suferite la premodelarea pâinii sunt:

Rezultă un total al pierderilor la modelare de 3,21 kg.

Pmodelare=P1+P2+P3=1,61+0,80+0,80=3,21 kg

4.3 Consumuri specifice și randamente de fabricație

Consumul specific de făină se calculează cu relația:

(4.28) [11]

unde: F = cantitatea de făină, g;

Gpc = cantitatea de pâine, g.

Consumul specific de drojdie se calculează cu relația:

(4.29) [11]

unde: D = cantitatea de drojdie, g;

Gpc = cantitatea de pâine, g.

Consumul specific de sare se calculează cu relația:

(4.30) [11]

unde: S = cantitatea de sare, g;

Gpc = cantitatea de pâine, g.

Consumul specific de apă se calculează cu relația:

(4.31) [11]

unde: A = cantitatea de apă, cm3

Randamentul în pâine se calculează cu relația:

(4.32) [11]

=1,38

Randamentul clasic 

(4.33) [11]

Necesarul de făină/schimb de lucru

(4.34) [15]

Unde F=necesarul de făină, kg/schimb de lucru

CF= consumul specific de făină

Greal=capacitatea reală de producție a secției, [kg/schimb de lucru]

Necesarul de drojdie/schimb de lucru

(4.35) [11]

Unde D = necesarul de drojdie, kg/schimb de lucru

CD = consumul specific de drojdie

Greal = capacitatea reală de producție a secției, [kg/schimb de lucru]

Necesarul de sare/schimb de lucru

(4.36) [11]

Unde S = necesarul de sare, kg/schimb de lucru

CS = consumul specific de sare

Greal = capacitatea reală de producție a secției, [kg/schimb de lucru]

Necesarul de apă/schimb de lucru

(4.37) [11]

Unde A = necesarul de apă, Kg/schimb de lucru

CH = capacitatea de hidratare a făinii

F = necesarul de făină [kg/schimb de lucru]

4.4 Calculul parametrilor principali ai mașinii de modelat

Turația valțurilor (cilindrilor ) de laminare

Pentru calculul turației și al vitezei valțurilor de laminare, se pornește de la schema valturilor de laminare, care este prezentată în figura 4. Se tine de asemenea cont de schema cinematica a masinii de modelat aluatul (fig..)

Fig. 4 Schema valturilor de laminare

Turația valțurilor de laminare se determină cu următoarele formule:

rot/min

Viteza periferică a valțurilor se determină prin următoarea formulă:

m/s

în care: Dv – diametrul valțului și Rv=Dv/2; – viteza unghiulară a valțului.

Calculul diametrului bucății de aluat

Elementele care se cunosc și cu ajutorul cărora se poate determina diametrul bucății de aluat sunt:

=1,26 kg / dm3, – masa volumică a bucății de aluat

mm, Dv – diametrul valțului de laminare

mm, h – distanța între valțuri

kg / buc, m – masa bucăților de aluat rulate

Pentrul calculul diametrului bucății de aluat se consideră h=2,5 mm și m=0,1 kg / buc.

În funcție de densitate și volum, masa bucății de aluat rulate se determină prin următoarea formulă:

,

rezultă că volumul bucății de aluat va fi:

dm3, Vb – volumul bucății de aluat

Dar, în funcție de diametru, volumul bucății de aluat va fi:

,

rezultă că diametrul bucății de aluat rulate va fi:

dm = 53,4 mm