ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017. [600417]

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017.

1 FARINOGRAPHIC PARAME TER VARIATION OF THE DOUGHS FROM WHEAT FL OUR
WITH THE AMOUNT OF W ATER ADDED
Gheorghe Voicu1*, Gheorghe Constantin2, George Ipate1, Paula Tudor1,
1University Politehnica of Bucharest, Romania ; 2High School "Nicolae Iorga" Nehoiu , Romania
*gheorghe. voicu@ upb.ro
Abstract. The present paper shows the results of experimental research on rheological characteristics of the
doughs obtained from wheat flour FA -480 (ash content 0.44 -0.48%), and water in different proportions relative
to the used flour (from 55% to 65% in steps of 2.5%). Moisture content of flour was 11.7 -12.0%. Measurements
were made in laboratory conditions, using an electronic Brabender farinograph (according to methods AACC 54 –
21.01 and AACC 54 -50.01), and a kneader with planetary spiral arm equipped with torque transducer and a
proper strain gauge. Data acquisition and plotting of torque variation at the resistant shaft of the kneader was
performed on the computer, using a special data acquisition system. Farinograph parameters given by the
obtained curves were then analyzed for the five types of dough, as well as the shape of the curves and the
parameters for the torque variation at the shaft.
It has found that consistency of the dough decreased with increasing the amount of added water content for both
devices, but the values shown for the dough prepared with the planetary mixer are lower compared with those
prepared with a farinograph.
Also, there was an ascending variation for the values of stability time of the dough prepared with the planetary
mixer, in rela tion to water added from 55% to 57.5% (from 1.3 to 2.5 minutes), and a descending variation for
water proportions from 57.5% by 65% (from 2.5 to 1.4 minutes), while for the doughs tested with Brabender
farinograph was found a slightly descending variation of these values (from 2.3 to 1 ,3 minutes).
Simultaneously, in the paper are presented and other farinographic parameters obtained in our experiments.
Keywords: wheat flour, water added, dough mixer, farinographic characteristics, flour quality .
Introduction
Sunt cazuri în care făina destinată procesului tehnologic de panifica ție să nu aibă caracteristicile
tehnologice necesare transformării în produse finite de calitate coresp unzătoare, atât din cauze naturale
dar și datorită condi țiilor de depozitare care nu au fost stabilite conform normativelor. Aceste
neconcordan țe mai pot fi remedia te atât în morile de grâu, cât și în fabricile de panifica ție, prin
adăugarea unor aditivi și ingrediente care să compenseze calită țile inferioare ale grâului sau făinii.
Există însă cazuri când, pe fluxul tehnologic, se utilizează necorespunzător informa țiile furnizate
de laboratoarele de specialitate ale fabricilor respecti ve, atât din neaten ție, cât și din interpretarea
greșită a acestor informa ții. Una din aceste informa ții se referă la capacitatea de hidratare (sau de
absorb ție) a apei de către făina respectivă.
Capacitatea de hidratare a făinii sau puterea de a re ține ap a este o proprietate importantă care
determină randamentul făinii în aluat. Din făina care absoarbe peste 60% apă se ob ține un aluat care
fermentează lent și din această cauză î și men ține bine forma în timpul fermentării finale și a coacerii.
Din făina sla bă care absoarbe sub 54% apă aluatul se formează repede, dar tot atât de repede se
degradează în timpul fermentării finale și produsul finit iese lă țit.
Capacitatea de hidratare a făinii este echivalentă cu cantitatea de apă care se adaugă la o sută
kilogr ame de făină (cu umiditatea de 14%) pentru a ob ține prin fermentare un aluat de o anumită
consisten ță, în anumite condi ții de lucru bine stabilite .
Capacitatea de hidratare a făinurilor are valo ri variabile în func ție de sortimentul de făină: pentru
făină de larg consum – ch = 58 –64%; pentru făină semialbă – ch = 54 –58%; pentru făină albă – ch =
50–55%. Ea constituie o proprietate tehnologică a făinurilor care influen țează randamentul în aluat și
în produse finite, capacitatea de a forma și a re ține gazele în timpul preparării aluatului, proprietă țile
mecanice ale aluatului ob ținut dintr -un anumit tip de făină. Mărimea particulelor de făină are influen ță
asupra capacită ții ei de hidratare, asupr a glutenului și însu șirile reologice ale aluatului, activită ții
enzimelor amilolitice, asupra gradului de asimilare a pâinii. Capacitatea de hidratare a făinii este legată
de proprietă țile hidrofile ale principalelor componente, gluten și amidon, și se man ifestă, în principal,
în procesele de absorb ție și de peptizare.
Se cunoa ște, atât din teorie, dar mai ales din practica de toate zilele, că la adăugarea unei cantită ți
de apă mai mari în raport cu făina din cuva frământătorului aluatul ob ținut fi mai moale și mai lipicios,

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017.

2 cu o aderen ță mai mare la pere ții cuvei, astfel că el se va desprinde mai greu de pe ace știa. Totodată,
un aluat cu un con ținut de apă mai mic decât capacitatea de absorb ție a făinii va fi mai greu de
frământat și de prelucrat pe fluxul t ehnologic de produc ție.
În lucrare se propune scoaterea în eviden ță a comportării la frământare a făinii de grâu, în func ție
de con ținutul de apă adăugată (în procente de la 55% până l a 65% fa ță de făină, în pa și de 2,5%), prin
teste efectuate atât cu ajutorul farinografului Brabender, cât și pe un frământător obi șnuit de patiserie
Dito Sama BE5, prevăzut cu traductor de moment de torsiune pe arborele de ac ționare și sistem de
achizi ție a datelo r.
Materials and methods
Metodologia experimentărilor cu ajutorul farinografului Brabender, este conformă cu metoda
AACC 54 –21.01 [161], pentru experimente farinografice si cu metoda AACC 54 –50.01 pentru
determinarea capacită ții de absorb ție a făinii si cu instruc țiunile din car tea tehnică a aparatului. A fost
utilizată făina de grâu FA -480, cu un con ținut de cenu șă de circa 0.44 -0.48%, de la moara Spicul S.A.
Roșiorii de Vede, Romania , din producția de grâu a anului 2010 din zona de sud a Rom aniei.
Umiditatea determinată s-a încadrat în limitele 9 .86–10.20 % . Temperatura făi nii utilizate a fost de
24–25oC (temperatura mediului ambiant din laborator) , iar temperatura apei a fost de 32 ±2oC (apa
fiind încălzită și menținută la temperatură constantă într -o baie de apă termostatată).
În cazul frământătorului planetar Dito Sama BE5, aluatul a fost frământat timp de 11 de minute
(ceva mai m ult decât timpul real de frământare a aluatului de pâine la un a stfel de frământător ), iar
turația bra țului spiral a fost reglată la aceea și valoare cu cea a bra țelor farinografului, adică la 60 -62
rot/min, însă tura ția ro ții de ac ționare a fost ceva mai mare, datorită mecanismului de ac ționare
hypocycloidal (circa 110 rot/min). Pentru interval ul de timp precizat s-au înregistrat curbel e varia ției
de moment (ob ținute după prelucrare în programul LabView), inte rpretabile prin software -ul
calculatorului. Canti tățile de apă distilată adăugată au fost acelea și pentru a mbele aparate : 55%;
57.5%; 60%; 62 .5%; 65% față de făina de grâu. A fost utilizată o cantitate de făină de 1 kg .

Results and discussion
Curbele farinografice ob ținute la experimentele cu farinograful Brabender, pentru aluaturile
menționate sunt prezentate în Fig.1, iar curbele varia ției momentului de torsiune la arborele
frământătorului Dito Sama BE5, în Fig.2.

Table 1
Variația parametri lor farinografici ai aluaturilor cu cantit atea de apă adăugată la frământare
Rheological characteri stic At Brabender farinogra ph At Dito Sama BE5 mixer *
55%
water 57,5%
water 60%
water 62,5%
water 65%
water 55%
water 57,5%
water 60%
water 62,5%
water 65%
water
Development Time, min 1.9 1.8 1.8 1.7 2.3 0.8 1.4 1.4 0.7 1.2
Stabilit y Time , min 2.3 1.9 1.3 1.3 1.3 1.3 2.5 2.4 1.4 1.4
Degree of softening , FU
Degree of softening , ICC
method (12 min after peak ) 125

134 148

160 136

157 116

134 79

91 16

– 54

– 19

– 40

– 33

–
Farinogra phic index FQN 25 24 25 25 36 – – – – –
Consi stency (norma l) CN, FU 795 703 622 548 452 556 571 552 367 290
Moment peak , FU 928 805 682 598 477 593 593 578 384 323

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017.

3 Water added , %
Water absor ption (correc ted
for 500 FU) 55.0

62.4 57.5

62.6 60.0

63.1 62.5

63.7 65.0

63.8 55.0

– 57.5

– 60.0

– 62.5

– 65.0

–
Elasticit y, FU ( after 10 min) 82 57 47 39 27 57 40 33 37 41
Consisten cy coefficient kf 0.86 0.87 0.91 0.92 0.95 0.94 0.96 0.96 0.95 0.90
Equivalence coefficient k = k mixer / kfarinograph 1,093 1,103 1,054 1,032 0,947
* Because of the curve unevenness of the values shown are approximate

Fig. 1. Curbele farinografice obținute la determinările experimentale cu farinograful Brabender,
pentru diferite conținuturi de apă adăugată

De pe curbele farinografice au fost extrase valorile parametrilor farinografici (care caracterizează
reologi a aluaturilor formate) pentru timpul de dezvoltare a aluatului D A (min), stabilitatea S (min),
gradul de înmuiere DS (FU), consistența (normală) NC (FU), capacitatea de absorbție a făinii (cerut ă

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017.

4 de farinograful Brabender) WA (%), elasticitatea E (FU), indicele farinografic al aluatului FQN, iar
valorile acestor parametri sunt prezentate în tabelul 1.
Referitor la capacitatea de hidratare a făinii, aparatul face corecții legate de aceasta, pentru
estimarea și interpretarea corespunzătoare a celorlalți parametri, dar noi am urmărit în principal
comportarea aluatului cu diferite cantități de apă adăugată .
De asemenea, gradul de înmuiere a aluatului este prezentat pe curbele farinografice și în tabelul 1
pentru un timp de frământare de 10 minute și pentru un timp de frământare de 12 minute (conform
metodei ICC) .
Pentru standul experimental (cu frământător Dito Sama BE5) , curbele de variație a momentului de
torsiune la arborele brațului de frământare, similar cu cele obținute la farinograf ul Brabender (în care 1
UF = 0.01 N∙m) se prezintă în figur a 2.

Fig. 2. Curbele farinografice obținute la determinările experimentale cu frământătorul Dito
Sama BE5 , pentru diferite conținuturi de apă adăugată

Din analiza curbelor farinografice, obținute la farinograful Brabender, rezultă că timpul de
dezvoltare a aluatului are o tendință ușor descrescătoare cu creșterea cantității de apă adăugată, până la
un procent de apă aproximativ egal cu capacitatea de hi dratare, însă imediat după aceasta timpul de

ENGINEERING FOR RURAL DEVELOPMENT Jelgava, 24. -26.05.2017.

5 dezvoltare crește semnificativ. Astfel, dacă la început, pentru procente de apă adăugată de la 55% la
62.5%, dezvoltarea aluatului necesită timpi de 1 .9-1.7 min, la un procent de apă adăugată de 65%
(mult peste capacitatea de hidratare a făinii care e de 63,8%), timpul de dezvoltare crește la 2.3 min.
La standul experimental, timpul de dezvoltare este relativ neuniform, hidratarea particulelor de
făină și formarea aluatului având loc într -un timp relativ scurt la toate probele experimentale, cu o
ușoară abatere la aluaturile cu conținut de apă adăugată de 55%, respectiv 62 .5%, la care formarea și
dezvoltarea aluatului a avut loc foarte repede (circa 0 .7-0.8 min), la celelalte probe timpul de
dezvoltare a aluatului fi ind în limitele 1 .2 – 1.4 min.
Referitor la stabilitatea aluatului în timpul frământării aceasta scade semnificativ de la aluaturi cu
apă adăugată 55% la aluaturi cu apă în proporție de 60% (de la 2,3 min, la 1,3 min), după care aceasta
rămâne la aceeași valoare (1,3 min pentru aluaturi cu 60 -65% apă adăugată la frământare), pentru
probele analizate cu farinograful Brabender.
La mixerul planetar, stabilitatea aluatului are valori aproximativ de același ordin de mărime (circa
1,3–1,4 min), cu abateri semnifi cative în plus la probele cu 57,5% și 60% apă adăugată (2,4 –2,5 min),
chiar dacă și aceste valori nu sunt foarte mari.
Se constată o variație crescătoare a valorilor timpului de stabilitate pentru aluaturile preparate cu
frământătorul planetar, pe prima z onă a graficului și descrescătoare în partea a doua a acestuia, în timp
ce pentru aluaturile testate cu farinograful Brabender se constată o variație ușor d escrescătoare a
acestor valori.
În ceea ce privește gradul de înmuiere, acesta are o tendință crescă toare de la un procent de apă
adăugată de 55% (unde are valoarea 125 UF), la 57,5% apă adăugată (când are valoarea de 148 UF),
după care urmează o tendință descrescătoare la creșterea procentului de apă adăugată, scăzând la
valoarea de 79 UF, la 65% apă ad ăugată. Deci, aluatul, deși scade sub consistența normală, se
păstrează la valori mai ridicate ale consistenței, odată cu creșterea cantității de apă adăugată la
frământare.

Conclusions
1. Conclusions can be represented using plain text or numbered using appropriate style.
2. La conținuturi mici de apă adăugată (respectiv 55%, pentru făină tip FA -650) și la turații mici ale
brațului de frământare, aluatul se desprinde mai ușor de pe pereții cuvei, față de cazurile în care
conținutul de apă crește (cel mai evident este la 65% apă adăugată), când aluatul deja format
rămâne prins pe pereții cuvei fără a se desprinde chiar până la finalul frământării (circa 10
minute);
3. Dacă se crește turația brațului de frământare de circa două ori (de la poziția 2 la poziția 4), chiar la
conținuturi de apă adăugată mai mari (65% față de făină) aluatul se desprinde relativ repede de pe
pereții aluatului, după ce aluatul a fost dezvoltat și format la turație mică a brațului de frământare;

References
1. Kalpakjian S., Schmid S.R. Manufacturing engineering and technology. Sixth edition. New York:
Prentice Hall, 2010. 1176 p.
2. * * * Method AACC 54 -21.01, Farinograph Method for Flour, Methods of the American
Association of Cereal Chemists, 1 0th E dition, 2000, St. Paul, MN.
3.
4.