Unidad I Trituración y Molienda
I.I.- Importancia de la trituración y molienda y sus aplicaciones alimentarias.
I.II.- Criterios de la selección para los equipos de trituración y molienda.
I.III.- Tipos de equipos para la trituración y molienda.
I.IV.- Balance de energia en el proceso de trituración y molienda.
Trituracion y molienda
Triuracion: Se define como el proceso mediante el cual se logra disminuir el tamaño de la materia para facilitar el proceso de molienda.
Molienda: Es el proceso que se realiza posterior al de trituracion, gracias a este proceso se logra disminuir en su totalidad el tamaño de las particulas.
Implica fuerzas de:
Triuracion: Se define como el proceso mediante el cual se logra disminuir el tamaño de la materia para facilitar el proceso de molienda.
Molienda: Es el proceso que se realiza posterior al de trituracion, gracias a este proceso se logra disminuir en su totalidad el tamaño de las particulas.
Implica fuerzas de:
- Fuerza de compresion
- Fuerza de abrasion
- Fuerza de impacto
- Desintegracion
- Obtencion de granulometria mas pequeña
- Distribucion de tamaño
Clasificacion de la reduccion de tamaño de acuerdo al tamaño de particulas obtenidas
- Rebanadas o rodajas
De medio a pequeño: cubos de zanahorias, frijoles verdes, nueces, verduras troceadas y carne picada.
- Molienda a polvo o pasta de finura
- Emulsion y homogenizacion
Dureza y abrasividad
Aunque no sea habitualmente una preocupacion primaria en el procesado de los alimentos, conocer la dureza de los productos de partida puede ser importante para la seleccion del equipo.
Humedad
La presencia del agua puede facilitar o complicar el proceso, en a mayoria de los casos un contenido en agua superior al 2% o 3% puede embotar el molino y reducir su capacidad de produccion y su eficacia.
La
humedad del producto determina el tipo de equipo que puede utilizarse, la
presencia de agua en un alimento puede facilitar o complicar el proceso de
reducción de tamaño. Normal Exceso de humedad Durante la molienda de alimentos
secos, si éstos poseen un exceso de humedad (aunque sea baja), pueden provocar
la aglomeración de las partículas y obstruir el molino disminuyendo tanto la
eficiencia del proceso como la capacidad del equipo.
Sensibilidad a la temperatura
En la zona de accion de un molino se produce friccion entre particulas. las particulas pueden sufrir esfuerzo inferior a sus limites elasticos, que no las fracturan liberando en forma de calor la energia de deformacion absorbida al cesar esfuerzo.
La fricción producida por la acción de un molino y la
elongación que sufren las partículas más
allá de su permisible elástico producen una considerable elevación de la
temperatura de los productos procesados que puede originar pérdida de calidad o
degradación de los mismos.
Adicionalmente, si el calor generado provoca que se
llegue a la temperatura de fusión del producto ocasionando untuosidad, puede
embotarse el molino y por ende reducir la eficacia del proceso.
Para evitar que ocurran los casos señalados, se puede
optar por cualquiera de las siguientes alternativas o por una combinación de
las mismas:
- Utilización de serpentines refrigerantes
- Encamisado del equipo con efectos refrigerantes
- Pre-enfriar el producto inicial (temperatura cercana
a su congelación)
Tipos de fuerza
- fuerza de compresion: se utiliza para reducir tamaños de solidos duros o mas o menos grandes.
- fuerza de impacto:se utiliza para reducir solidos o tamaños gruesos, medianos y finos.
- fuerza de frotacion o cizalla: se utiliza para reducir particulas finas.
- fuerza de corte: Se utiliza para obtener tamaños y formas definidas o quitar partes del solido.
Tipos de alimentos y fuerzas que se emplean para reducir su tamaño
Tipos de alimentos Tipos de fuerzas que requiere para reducir su tamaño
Tipos de alimentos Tipos de fuerzas que requiere para reducir su tamaño
Cristalinos.- Azucares, Sal, etc Compresión
Fibrosos.- Frutas, Verduras, etc Fuerza de corte y una combinación de impacto y cizalla
Blandos.- Quesos Fuerza de corte y cizalla
Tipos de trituradoras
Trituradoras de rodillos
En
estas maquinas dos o más rodillos pesados de acero giran en sentido contrario
las partículas de la carga quedan atrapadas y son arrastradas entre rodillos se
ven así sometidas a una fuerza de compresión que las tritura en algunos
aparatos los rodillos giran a diferente velocidad generando también esfuerzo de
cizalla.
Molino de martillo
Este
tipo de molino de impacto de percusión es corriente en la industria alimentaria.
Un eje giratorio que gira a gran velocidad lleva un collar con varios martillos
en su periferia. Al girar el eje las cabezas de los martillos se mueven,
siguiendo una trayectoria circular en el interior de una armadura, que contiene
un plato de ruptura endurecido de dimensiones fácil idénticas a la trayectoria
de los molinos.
Molino de discos
Los
molinos que utilizan las fuerzas de cizalla para la reducción de tamaño juegan
un papel primordial en la molienda fina. Como la molienda se usa en la
industria alimentaria fundamentalmente para producir partículas de tamaño muy
pequeño, esta clase de molinos es muy común.
Molino de discos únicos
En
este modelo los materiales de partida o alimentación, pasan a través del
espacio que queda entre un disco estriado que gira a gran velocidad y la
armadura estacionaria del molino. La separación entre el disco y la armadura
pueden variar según el tamaño de la materia prima y las exigencias del producto
terminado.
Molino de doble disco
En
esta modificación la armadura tiene dos discos que giran en dirección opuesta,
generando un esfuerzo de cizalla mayor que se puede conseguir con los molinos
de disco único molino de piedras, es el equipo más antiguo de molino de disco y
fue utilizado originalmente como molino harinero. Sobre un eje se montan dos
piedras circulares. La superior tiene una boca para la entrada de la carga la
inferior gira, la carga pasa por el espacio que queda entre las piedras.
Molinos de bolas
El molino de bolas es
una máquina que convierte materiales en polvo fino mediante el golpeteo de
bolas de acero. Normalmente se aplica en la industria del cemento, silicato material
aprueba de fuego, vidrio, cerámica, etc. Tiene dos procesos de moles el seco y
el húmedo. El trabajo mediante esta máquina supone un ahorro energético.
Características.- consta de un tanque en forma de un tubo con un interior revestido de acero, cuenta con dos depósitos, su funcionamiento es sencillo; los materiales se envían al primer deposito donde se realiza la primera molienda mediante los golpes de las bolas, después entran en el segundo deposito para ser convertidos en un producto más fino.
Características.- consta de un tanque en forma de un tubo con un interior revestido de acero, cuenta con dos depósitos, su funcionamiento es sencillo; los materiales se envían al primer deposito donde se realiza la primera molienda mediante los golpes de las bolas, después entran en el segundo deposito para ser convertidos en un producto más fino.
Molinos gravitatorios
Esta clase de molinos
se utilizan ampliamente en muchas industrias de procesos de alimentos para
producir moliendas finas. El molino de bolas y el molino de barras.
Molino de barras
Estos molinos son una
variante de los molinos de bolas, ya que en ellas se remplazan las bolas por
barras de acero. Las fuerzas de impacto y fricción juegan todavía su papel, pero
el efecto de las de impacto es menos pronunciado. Se recomienda usar molinos de
barras con sustancias pegajosas con la que las bolas pueden quedar averiadas a
la masa de la carga. Las barras tienen la longitud del molino y como en el caso
de las bolas ocupan un 50% del volumen del molino.
El molino de barras
puede trabajar eficientemente para moler productos que tienen un tamaño
superior de 4 mallas a 16 mallas en un circuito abierto y 35 mallas en un
circuito cerrado con una pantalla.
El molino de barras puede ser utilizado para
moler materiales que están demasiado húmedos para el cribado seco y aplastado
fino. También tiene gran capacidad para moler materiales húmedos que conectara
otros equipos pulverizadores.
Tamizador
Es utilizado para
reducir a polvo la materia prima mediante la rotación de un tambor que contiene
barras de acero o de otro material. El tamizador es uno de los métodos de separación
de mezclas, el cual consiste que mediante un tamiz, zarandas o cernidores se
separen las partículas solidas según su tamaño.
Parrillas o tamiz de barra
Se utiliza para tamizar
partículas de tamaños superiores a 2.5 cm. Consiste en un grupo de barras
paralelas espaciadas según se necesite.
Tamiz vibratorio
Consiste en un marco
que soporta una malla de alambre o una placa perforada, puede ser sacudida mecánica
o eléctricamente.
Tamiz de tambor
Son tamices cilíndricos
montados casi horizontalmente. La superficie del tamizador puede estar
constituida también por una malla de alambre o una placa perforada.
Selección de
equipos de reducción de tamaño se debe considerar
·
Alimentos húmedos
|
·
Cortadoras
·
Despulpadoras
·
Extractoras de jugos
·
Desintegradoras
·
Molino de carne
·
Ralladoras
|
·
Carne frutas
·
Hortalizas
·
Pollo
·
Queso
·
Pan
|
|
·
Alimentos secos
|
·
Trituradoras
·
Molinos
|
·
Cereales
·
Especias
·
Nuez
·
Almendras
·
Azucares
·
Sal
·
Pimienta
|
Tipos de molinos (alimentos secos)
Tipo
de molino Fuerza Aplicada
1.
Molino de
bolas--------------------------------------------------------Impacto y cizalla
2.
Molino de
martillos -------------------------------------------------------------Impacto
3.
Molino de
discos------------------------------------------------------------Compresión
4.
Molino de
rodillos lisos---------------------------------------------Compresión y cizalla
5.
Molino de
rodillo estriado---------------------------------------------------------Cizalla
6.
Molino de disco
y clavos------------------------------------------------Cizalla e impacto
Productos en los que se emplea
1.
Harina de pescado,
colorantes
2.
Verduras deshidratadas,
especias, pimienta y maíz
3.
Refinado de
chocolate, molienda de café
4.
Caña de azúcar,
trigo y cebada
5.
Maíz, trigo,
pimienta, cacao, nuez moscada, clavo, etc.
6.
Lactosa, paprika
Características de
los alimentos de importancia en reducción de tamaño
·
Dureza y abrasividad
·
Sensibilidad térmica
·
Temperatura de
ablandamiento y fusión
·
Contenido de
humedad
Proceso de trituración y molienda
La molienda del trigo
consiste en reducir el tamaño del grano a través de molinos de rodillos. Primero
se separa el salvado y el germen del endospermo y luego se reduce este ultimo
hasta obtener la harina. El objetivo de la molienda es maximizar el rendimiento
de harina con el mínimo contenido de
salvado. El proceso de molienda se fundamenta en dos etapas la ruptura y la reducción
la molienda se realiza gradualmente, obteniéndose en cada etapa una parte de
harina y otra de partículas de mayor tamaño. La molienda se realiza en los
molinos de rodillos, utilizando entre 4 y 6 juegos de rodillos de ruptura,
estos rodillos tiene forma de espiral con acanaladuras por romper el grano y
los trozos grandes de endospermo. Para la reducción se emplean otros 4 o 6
juegos de rodillos suaves y lisos que pulverizan los pedazos de endospermo
grandes hasta convertirlos en harina. Entre fase y fase de molienda el producto
molido es cribado, pasa seguido la harina es purificada.
Trituración
El grano de trigo después
de haber sido limpiado y acondicionado, se pasa por el primer juego de rodillos
por ser triturado. La velocidad del cilindro superior es 2.5 mayor que la del
cilindro inferior.
En cada ciclo obtienen:
Trozos grandes de grano
que van al siguiente triturador de rodillos estriados. Sémola impura que va a
los sensores una pequeña parte de harina que va a las bolsas de los silos.
Purificación
Posterior a la trituración
se realiza la eliminación del salvado y clasificación de las sémolas por grosos
a través de tamices y purificadores. Los sensores están constituidos por
tamices oscilantes a través de los cuales circula una corriente de aire de
abajo hacia arriba, que arrastra las partículas de salvado atravesando los
trozos de endospermo el tamiz ya que son más densos al estar limpios.
Reducción
El objetivo de la reducción
es moler las sémolas y las semolinas purificadas y convertidas en harinas. Este
proceso se realiza varias veces hasta que quede eliminada la mayor parte de
semolina extraíble.
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