Utilaje în industria alimentară - sortarea zahărului

1. CONSIDERAȚII GENERALE

1.1. Introducere

Zahărul este un aliment obținut din sfecla de zahăr sau din trestia de zahăr, cu un conținut mare de zaharoză (un dizaharid solid, alb, cristalin), care îi conferă un gust dulce pronunțat. Este folosit în alimentație pentru a îndulci mâncărurile și băuturile, dar și drept conservant. Se digeră repede, constituind o sursă rapidă de glucoză, un monozaharid care este folosit în celulele biologice pentru producerea de energie. Există două tipuri de zahăr: zahărul brut, nerafinat, care, pe lângă zaharoză, mai păstrează și urme din alte substanțe naturale provenite din planta de extracție, și zahărul alb rafinat, care conține exclusiv zaharoză, toate celelalte substanțe fiind înlăturate prin procedee chimice (Kiple și colab, 2012).

Sortarea este operația care se realizează după natura constituenților pe baza diferenței dintre valorile constantelor fizice sau chimice: densitate, proprietăți superficiale, susceptibilitate magnetică, solubilitate, structură.

Sortarea, întâlnită cu preponderență în industria morăritului, spirtului, berii, conservelor, amidonului și zahărului, este definită drept operația de separare a particulelor dintr-un amestec eterogen de tipul solid-solid, în funcțe de apartenența acestora la o anumită categorie de materiale (pe sorturi de constituenți), care se deosebesc unele de altele atât prin natură și formă (semințe, cereale, praf, pleavă), cât și prin destinația și mărimea lor (cereale, mazăre, ovăz, neghină, cristale de zahăr) (Muntean, 2015).

Calitatea produsului finit nu este influențată de sortare, acesta păstrându-și proprietățile fizice, chimice și organoleptice intacte. Sortarea facilitează procesele ulterioare, precum cele de curățare, albire, tăiere, și umplerea recipientelor. Este totodată recomandată în operațiile de transfer de masă și căldură, unde timpul de procesare depinde de mărimea produsului (Saravacos și colab, 2011).

1.2. Noțiuni teoretice privind operația de sortare

În cazul zahărului se aplică operația de cernere, al cărei scop este separarea particulelor solide cu ajutorul unei serii de site cu orificii de mărimi standardizate. Sitele sunt ori plate, ori cilindrice, fiind aplicată o mișcare relativă precum vibrația, scuturarea sau rotația dintre produs și acestea. Orificiile, de obicei pătrate, determină dimensiunea particulelor care pot trece prin ele (cernutul) sau care ramân (refuzul). Sitele sunt folosite pe larg pentru sortarea diverselor cereale, semințe, cristale, și altor particule de mărime relative mica. Sitele înclinate, cu oscilații vertical și orizontale, sunt cele mai eficiente pentru sortarea produselor menționate anterior.

Eficiența operației de cernere este influențată de mai mulți factori, printre care:

I. Factori ce depind de masa particulelor: natura materialului, mărimea particulelor, forma particulelor, umiditatea particulelor, abrazivitatea particulelor;

II. Factori ce depind de suprafața de cernere: tipul suprafeței, forma și dimensiunea orificiilor (ochiurilor), suprafața activă de cernere;

III. Factori ce depind de operația de cernere: grosimea stratului de material pe suprafața de cernere, debitul de material prelucrat, lungimea traseului parcurs de particule pe suprafața de cernere, caracterul mișcării materialului pe suprafața de cernere, viteza de deplasare a materialului, uniformitatea alimentării;

IV. Factori ce depind de mașina de cernere: tipul de utilaj, modul de antrenare;

În ceea ce privește stratificarea particulelor, adică proprietatea acestora de a forma straturi de diverse mărimi, aceasta e facilitată, de vibrația sitelor, care mișcă particulele mici în jos către suprafața sitei astfel încât ele să poata trece cu ușurință prin sită. În acelasi timp, particulele mari se concentrează pe suprafața stratului, fiind îndepărtate ca urmare a mărimii lor mai mari decât ochiurile sitei.

Un alt factor foarte important este umezeala, care poate cauza aglomerarea particulelor fine, acestea nemaiputând trece prin site (Saravacos și colab, 2011). Prin urmare, pentru ca produsul să poată fi sortat și apoi păstrat fără riscul aglomerării sale, este necesar ca umiditatea sa să fie mai mică de 0.05 %, pH-ul de aproximativ 8.0, să nu conțină zahăr invertit care este higroscopic, și să fie răcit până la temperatura de 250C (Stănilă, 2013).

Utilajele alese pentru sortarea cristalelor de zahăr:

1. Ciururi rotative

2. Site cu mișcare plan-paralelă alternativă

3. Site cu mișcare plan-paralelă circulară

4. Transportoare oscilante

5. Site vibratoare