obtencion de harina de trigo (triticum sativum) por molienda seca y analisis granulometrico

7/23/2019 Obtencion de Harina de Trigo (Triticum Sativum) Por Molienda Seca y Analisis Granulometrico

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OBTENCION DE HARINA DE TRIGO (Triticum sativum)POR MOLIENDA SECA Y ANALISISGRANULOMETRICO

Crdenas Paola, Cardozo Garca Cindy1, Garza Santamara Jos, Ros Pea Cindy,Universidad de Pamplona, Facultad de Ingeniera y Arquitectura, Programa Ingeniera de Alimentos, Tecnologa de Cereales y Oleaginosas,

Villa del Rosario, Norte de Santander, Colombia, [email protected]

Resumen

La operacin unitaria clave para el procesamiento industrial de los cereales es la molienda y es necesaria lautilizacin de un tamiz para analizar la eficiencia del proceso. La molienda reduce el volumen promedio de laspartculas de un cereal y el tamizado por su parte es un mecanismo de filtracin en el que las partculas de undimetro superior no pueden pasar. La fraccin de partculas que atraviesan el tamiz se denomina cernido(finos) y la fraccin que queda retenida recibe el nombre de rechazo (gruesos). Se realiz el proceso demolienda seca y tamizado del trigo por medio de un molino de disco y tamices de diferentes dimetrosrespectivamente. Se obtuvo el 50% de harina de trigo con respecto al peso inicial (95.5 g de cereal limpio) yse analiz granulomtricamente 50 g de harina obtenida e igual cantidad de harina comercial (harina de trigo

leudante Robinson) por medio de un equipo Ro-tap. Se obtuvo por medio del proceso de acondicionamientodel grano que el cereal cumple con los parmetros establecidos por la NTC 604 de 1979 para trigo grado 2y que por tamizado el mayor porcentaje de retencin de partculas es dado en la luz de malla de 1.0mm para la harina obtenida en laboratorio y la comercial (Harina de trigo Leudante Robinson).

Palabras clave: harina, molienda seca, tamizado, trigo.

Introduccin

La molienda tiene por objetivo la transformacin del endospermo en harina y smolas, y laseparacin, lo masintegras posible de las cubiertas del grano (fibra o salvado) y el germen. Se trata de una operacinsecuencial, en la que se obtienen y se van separando fracciones dediferente granulometra y composicin,para el casodel trigo. Por ello el proceso de molienda va intercalando equipos para la molturacin (molinos derodillos), tamices (cernedores o planchisters) y equipos para la clasificacin y purificacin de las distintasfracciones (sasores y cepilladoras de salvado) (Garca, 2010).En el proceso de molienda generalmente se elimina el germen por ser relativamente rico en aceite, lo cualprovoca que se enrancie ms rpido. En la molienda el producto gana ante el paladar, pero pierde en valornutritivo, esta operacin unitaria implica algn tipo de exigencia con relacin al tamao de la partcula. En elcaso del trigo es necesario obtener harina fina (Alcntara, 2008). Se puede moler el grano siguiendo untratamiento hmedo o seco. La reduccin se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por mediosmecnicos hasta el tamao deseado. Los mtodos de reduccin ms empleados en las mquinas demolienda son compresin, impacto, frotamiento de cizalla y cortado.

TIPOS DE MOLINOS

MOLINOS DE PIEDRA: consiste en una base de piedracircular encima de la cual gira una segunda piedra. El granoes alimentado por el centro de la piedra superior y es molido,a medida que, por accin de la rotacin, se desplaza entrelas piedras hacia los extremos. Los molinos de piedrapueden funcionar por medio de energa hidrulica, pormotores diesel o elctricos. Estos producen harinas gruesasy finas.
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MOLINOS DE DISCO: son una adaptacin de las piedras demoler tradicionales y muelen los granos por friccin. Dosplatos de metal son montados en un eje horizontal. De estosplatos uno o dos rotan, y el grano se muele entre ellos. Estetipo de molino resultan muy efectivos para granos hmedostales como el maz.

MOLINOS DE MARTILLO: consisten en una cmara circularen la cual se instalan martillos fijos o giratorios que rotan aalta velocidad moliendo el grano. En la parte inferior seencuentra una malla removible que determina el tamao departcula de la harina. Se usan normalmente mallas conagujeros de 1 mm para harinas de consumo humano y de 3

mm para la alimentacin animal. Los molinos de martillos noresultan apropiados para la molienda hmeda.

MOLINOS DE RODILLO: consisten en un par de rodillos quegiran en sentido opuesto. Las grandes molineras de trigoutilizan este tipo de molinos. Los dos rodillos funcionangeneralmente con velocidad es distintas: el ms rpido gira 2 veces velocidad del ms lento. Entonces adems de laaccin de compresin al pasar una partcula suficientementegrande por el estrecho espacio entre los dos rodillos, hay unaaccin de corte a causa de la velocidad diferencial(HOSENEY 1991). Los molinos de rodillo por lo generaloperan enserie, cada molino produce una harina ms fina.Los primeros se llaman rodillos de fragmentacin y losltimos rodillos de reduccin.

La harina de trigo es un producto fino que se obtiene de la molturacin del grano de trigo, separando elendospermo, parte harinosa de la semilla, e impurezas. Entre los usos ms comunes de la harina est laindustria panificadora, adems es utilizada como materia prima para la elaboracin de diversos productoscomo sopas, chocolates, pastas, etc.

Existen diversos tipos de harinas de trigo, harinas suaves y harinas duras, estas se elaboran dependiendo deluso para el cual se requieran y para ello se utilizan diferentes tipos de trigo. Los trigos duros producen unaharina gruesa, arenosa, fluida y fcil de cernir, compuesta por partculas de forma regular, muchas de lascuales con clulas completas de endospermo (Coulson, 2003).

Los trigos suaves producen harina muy fina compuesta por fragmentos irregulares de clulas de endospermo,incluyendo una proporcin de fragmentos celulares muy pequeos y granos sueltos de almidn, y algunaspartculas aplastadas que se adhieren entre s, se cierne con dificultad y tiende a obturar las aberturas de los


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cedazos. Generalmente para la obtencin de la harina de trigo se usa el molino de rodillos que tiene comoobjetivos evitar la alteracin de las cualidades del gluten, daar lo menos posible los granos de almidn,extraer del trigo la casi totalidad de los elementos harinosos y separar del grano todo el salvado y el germen(Petrarca, 2001).

El objetivo del presente trabajo fue realizar la reduccin de tamao para el trigo por medio de la molienda

seca, con el fin de analizar el tamao y la distribucin de partculas en la harina obtenida en comparacin conuna harina comercial.

Materiales y mtodos

El material experimental utilizado en este estudio, trigo (Triticum sativum) (100 gr aproximado) y harina detrigo comercial (leudante marca Robinson) se adquirieron en el centro de acopio CENABASTOS, ubicado enla ciudad de Ccuta (Norte de Santander). El estudio se realiz en los laboratorios del CETA (Centro deTecnologa de Alimentos) ubicado en la Universidad de Pamplona, se realiz proceso de acondicionamiento,molienda y tamizado para la cantidad de muestra a analizar, con el fin de realizar anlisis granulomtrico a 50g de harina obtenida y harina comercial.

Acondicionamiento: se realiz el pesaje de 100 gramos de trigo, posteriormente se limpio y se clasifico lacantidad de muestra, obteniendo porcentaje de granos daados e impurezas.

Molienda y tamizado: el cereal limpio fue sometido al proceso de molienda seca por medio de un molino dediscos, donde inicialmente se efectu la primera pasada como una trituracin con el fin de comparar eltamao de partculas del trigo triturado con el molido. Por medio de 3 tamices de diferentes dimetros serealiz la separacin de partculas trituradas obtenindose una muestra de granos finos y granos gruesos dedonde se parta nuevamente a moler los rechazos y reducir el nmero de partculas gruesas a ms finas.

Luego de moler 2 veces los rechazos y respectivo tamizado se logr acumular ms de 50 gramos de harinade trigo para ser posteriormente sometida a un anlisis granulomtrico.

Anlisis granulomtrico: el procedimiento granulomtrico consisti en obtener la cantidad de harina que

pasa a travs de un tamiz de una malla dada, pero que es retenido en el siguiente tamiz cuya malla tienedimetros ligeramente menores a la anterior relacionando esta cantidad retenida con el total de la muestraque pasa a travs de los tamices. Se pesaron 50gr de muestra sobre el tamiz superior, se coloco la tapa conla precaucin de fijarla bien con las pinzas de mariposa. Posteriormente se program la tamizadora a unapotencia de 9, ciclo 9 y por un tiempo de 15min.

Los resultados se analizan por medio de dos graficas para cada muestra (harina obtenida y comercial), dondese presentan la relacin de las masas de rechazo y cernido de cada tamiz, y porcentajes acumulados derechazo y cernido para cada tamiz.

Segn la Norma del Codex para la Harina de trigo (CODEX STAN 152-1985) se recomienda para el anlisisgranulomtrico la siguiente especificacin:

Tabla 1. Apndice del CODEX STAN 152-1985, especificaciones de anlisis para harina de trigo.


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Resultados

Los granos de trigo deben cumplir con los requisitos establecidos por las normas colombianas, el cualclasifica por grados la calidad de los granos. La tabla 1 presenta los porcentajes en masa de impurezas ygranos daados presentes en 100 gramos del cereal respectivamente.

Tabla 2. Porcentaje de impurezas presentes en 100 gramos de trigo (Triticum sativum).

Al observar la tabla anterior, los granos de cereales cumplen con la NTC 604 de 1979 de trigo para consumoque indica debe poseer mximo 5% en masa de granos daados para cumplir con trigo grado 2 y 6% de

impurezas, concluyendo entonces que los granos estudiados cumplen con los estndares de calidad exigidospor las normas.

Posterior al acondicionamiento del cereal se obtuvo un peso final de 95.5 g de trigo limpio para llevar a losprocesos de molienda y tamizado, donde se observa que en cada etapa del proceso de molienda sepresentaron perdidas (aproximadamente de 0.5-3 gramos).

En la tabla 2 se presentan los resultados de pesos en cada etapa de molido y tamizado del trigo, se observael porcentaje de perdida que result al culminarse los dos procesos este fue de 10.08%, lo cual indica queocurri altas perdidas dentro de este proceso, indicando as que son prdidas significativas para cuando serealice con una alta produccin.

Tabla 2. Resultados pesos de molienda y tamizado manual de trigo (Triticum sativum).

MuestraPeso

Impurezas (g)

Porcentajeimpurezas

(%)

Peso granosdaados (g)

Porcentajegranos

daados (%)

Peso granossin impurezas

(g)

Porcentajegranos sin

impurezas (%)

Trigo 0.13 0.13 4.23 4.23 95.50 95.5


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El peso total de finos fue de 56.15 g indicando que se obtuvo ms del 50% de harina con respecto al pesoinicial. El primer tiempo de molienda fue menor que en la segunda pasada, debido a que se realiz unatrituracin con el fin de comparar el tamao de partculas del trigo en cada una de las etapas.

El aumento de rea superficial se da al reducirse el tamao de las partculas, al aumentarse dicha rea decontacto entre los granos y la mquina, crece la velocidad de molienda y a su vez cuando se reducen las

partculas se incrementa el aporte de energa que se requiere para realizarse la operacin unitaria.

Los resultados de la operacin de tamizado por medio de anlisis granulomtrico se exponen en la tabla 3realizadas para la harina obtenida del trigo.

Tabla 3. Resultados de la operacin de tamizado por anlisis granulomtrico para harina obtenida en

laboratorio.

La mayora de los grnulos de trigo se quedaron en los dos primeros tamices del equipo como se evidenciaen la tabla anterior y en la figura 1, y se interpreta que a partir de ese momento inici a disminuirconsiderablemente la cantidad de harina cernida por los tamices, en el tamiz de una longitud de 1 mm se

qued cerca del 50% de la masa de cernido y de rechazo, concentrndose ah el mayor tamao promedio dela partcula de la harina de trigo.

Probablemente para evitar la formacin de grnulos redondos compactados se debi establecer un periodode tiempo mucho ms largo para la muestra, a fin de obtener mejores resultados con mayor exactitud.


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En la figura 1 se analiza los pesos de cernido y rechazo con respecto al dimetro de las partculas para laharina obtenida en el laboratorio, en donde se observa que en el tamiz de 1,5 mm quedan retenidosaproximadamente 50% de la muestra de harina obtenida.

Figura 1. Representacin grfica de anlisis granulomtrico por tamizado para harina obtenida.

La longitud de la luz de malla de cada tamiz representa el tamao promedio de las partculas que pasaron atravs del tamiz. Como se observa en la figura anterior y en la figura 2 la retencin de grnulos cernidosindica que este tipo de harina requiere de un proceso ms eficiente pero esto se dio ya que la harina obtenidafue con un trigo al cual no se le retiro capa aleurona lo cual convierte esta harina en no comercializable.

Figura 2. Representacin grafica de la relacin entre rechazo y cernido para cada tamiz de harinaobtenida.

0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5

%

Acumulado

Luz de malla (mm)

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO

(harina obtenida)

% rechazo acumulado

% cernido acumulado


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0

20

40

60

80

100

120

0 0.5 1 1.5 2 2.5

%A

cumulado

Luz de malla (mm)

ANALISIS GRANULOMETRICO POR

TAMIZADO (harina comercial)

% rechazo acumulado

% cernido acumulado

En la tabla 4 se presenta los pesos y porcentajes de cernidos y rechazos en el anlisis granulomtrico parauna harina de trigo comercial (Harina Leudante Robinson), donde se evidencia que las partculas de la harinano sobrepasan el dimetro de 0.106 mm y por tanto la mayor retencin presentada es en el tamiz de 1.0 mm.

Tabla 4. Resultados de la operacin de tamizado por anlisis granulomtrico para harina de trigo

comercial.

Figura 4. Representacin grafica de anlisis granulomtrico por tamizado para la harina comercial.


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Figura 5. Representacin grafica de la relacin de rechazo y cernido para cada tamiz en harinacomercial.

Se observa en la figura 4 y 5 que la harina de trigo comercial se retuvo en gran cantidad en la luz de malla de2 y 1 mm, alcanzando a llegar una pequea cantidad de muestra de harina hasta la luz de malla de 0.106mm, fenmeno que no ocurri de igual forma con la harina de trigo obtenida en el laboratorio.

La harina de trigo tuvo una buena distribucin a travs de los tamices del equipo, concentrndose en los tres

primeros tamices (2 mm, 1 mm y 0.5mm) por lo que podemos considerar que los grnulos de harina de trigoson ms finos y pequeos y los procedimiento de molturacin, y tamizado en la industria harinera para el trigoson mucho ms efectivos y precisos.

Conclusiones

El inicio de un eficaz proceso de molienda es el acondicionamiento del cereal, y conocer el tipo de trigocon el que se trabajar para saber el rendimiento que puede tener al trabajarse industrialmente.

La harina obtenida muestra una gran diferencia en comparacin a la comercial, debido al proceso demolienda ya que se realizo con capa aleurona y sin ningn proceso de blanqueamiento. En cuanto al

tamao de las partculas visualmente se marca como la harina obtenida tiene unas caractersticas conpresencia de fibra y con grnulos ms grandes que la harina comercial.

La granulometra de la harina de trigo es un factor importante en la funcionalidad de productos derivados,es decir un factor determinante para la industrializacin del producto.

48.35

14.18

1.92 0.39 0.11 0.02 0.01 0 0

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Relacion de rechazo y cernido para cada

tamiz ( harina comercial)

masa rechazo

masa cernido


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CUESTIONARIO

1. Cmo influye la dureza del cereal en la operacin de molienda?La dureza fsica de los granos se define como la resistencia al aplastamiento, a la fragmentacin o reduccin.Es una caracterstica molinera.

- Trigos duros: la manera de fragmentarse el endospermo tiende a producirse siguiendo las lneas que limitan lasclulas; producen harina gruesa, arenosa fluida, y fcil de cerner, compuestos por partculas de forma regular,muchas de las cuales son clulas enteras de endospermo. Los vtreos tienden a ser duros y fuertes.

- Trigos blandos: la fragmentacin es de forma imprevista, al azar; producen harina muy fina compuesta porfragmentos irregulares de clulas de endospermo, se cierne con dificultad.

La Clasificacin en funcin de su fuerza hace referencia a caractersticas panaderas.

- Trigos fuertes: poseen elevado contenido en protenas (de elevada calidad para panadera) y es capaz de dar

panes de gran volumen con miga de estructura adecuada.

- Trigos flojos: se caracterizan por su bajo contenido en protenas. Son capaces de dar panes de poco volumen,siendo ms aptas para galletera.

Una caracterstica del trigo es la "dureza de rotura" cmo se comporta en la molienda lo cual est relacionadocon el grosor de la pared del endospermo. En el endospermo duro el contenido celular est ms compactado yexiste una fuerte interaccin protena almidn.

El trigo blando es aquel cuyas paredes son ms finitas su contenido celular y las interacciones son ms dbiles.Los trigos blandos son difciles de tamizar, se rompe fcil y se muele fcil, mientras que en el trigo duro, la fuerzatiene que ser mayor pero tamiza muy fcilmente, y el producto se desliza mejor, no se compacta (Charro, 2008).

2. Describa la relacin que existe entre la molienda y las operaciones posteriores a ella en la obtencin deharinas.

R/ las operaciones posteriores a la molienda son el secado, tamizado, envasado y almacenamiento, su principalrelacin es la adicin de otros componentes para elevar el valor nutritivo de la harina obtenida en el proceso.

3. Menciones la importancia de la molienda a nivel industrialR/ La molienda es una operacin unitaria que, a pesar de implicar slo una transformacin fsica de la materia sinalterar su naturaleza, es de suma importancia en diversos procesos industriales, ya que el tamao de partculasrepresenta en forma indirecta reas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenmenos de transferencia entre

otras cosas. La molienda es una operacin unitaria que reduce el volumen promedio de las partculas de unamuestra slida. La reduccin se lleva a cabo dividiendo o fraccionando la muestra por medios mecnicos hasta eltamao deseado. Los mtodos de reduccin ms empleados en las mquinas de molienda son compresin,impacto, frotamiento de cizalla y cortado (Pea, 1999).

4. Describa los diferentes tamices que se emplean en la industria de alimentos.Los tamices perforados se caracterizan por alta resistencia, pero adems por:


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Bajo coeficiente de la superficie abierta. Altos costes de produccin de los tamices para separacin de elementos finos. Tender los agujeros a cegarse.

Los tamices de tela metlica funcionan en la mayora de los casos en un sistema doble; el tamiz portadorcon el tamiz de clasificacin y se caracterizan por:

Bajo coeficiente de la superficie abierta. Periodo ms corto de explotacin debido a la interaccin mutual de dos superficies. Causa una abrasin ms rpida de los tamices. Superficie irregular por la cual se produce un proceso de turbulencia. Altos costes de explotacin por recambios frecuentes de elementos gastados.

Los tamices ranurados soldados se caracterizan por:

Capacidad de recibir grandes cargas. Alto coeficiente de la superficie abierta. Baja susceptibilidad de los agujeros a cegarse. Superficie perfectamente lisa y regular. Alta precisin de produccin. Gran eficacia y precisin de separacin y deshidratacin.


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Tamices planos segn su utilizacin los tamices planos se dividen en tres categoras:

Los que funcionan en sistemas dinmicos, segmentos para instalacin en cribas vibratorias: es necesariousar refuerzos adecuados segn la carga del tamiz, es necesario utilizar acabados adecuados quegaranticen la fijacin slida y segura del segmento en el marco de la criba.

Los que funcionan en sistemas estticos, pueden funcionar sin refuerzos especiales. Los que funcionan en sistemas especiales, tamices con alambres perfilados soldados a los alambres de

sus tencin guardando el ngulo adecuado.

Tamices curvados la utilizacin del tamiz curvado en sistemas estticos causa:

Entrada uniforme en el tamiz (la utilizacin de la superficie entera del tamiz). Alta velocidad del flujo en el tamiz. Efectividad aumentada de la clasificacin.

Los tamices cnicos se dividen segn el carcter de su funcionamiento en dos categoras:

Los que funcionan en sistemas dinmicos para todos los tipos de centrfugas, equilibradosdinmicamente: con una construccin reforzada auto portante a travs de nervios, anillos, collares queson elementos integrales del tamiz. Despus del periodo de explotacin hay que cambiar toda la cesta.Sin construccin reforzada como piezas insertadas en atriles portantes del uso mltiple. Se cambia sloel tamiz de insercin.


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Los que funcionan en sistemas estticos

Tamices de canaln

Utilizacin: fondos de transportadores de tornillo sin fin donde, adems del transporte, es necesaria tambin la

tecnologa de deshidratacin o separacin.

5. Cul es la importancia de la operacin de tamizado en la industria de cereales?El tamizado es un mecanismo de filtracin que detiene las partculas gruesas. Adems, la separacin demateriales slidos por su tamao es importante para la fabricacin de diferentes productos en la industriaalimentaria. Para medir el tamao y la distribucin de partculas se utilizan tamices normalizados. Los tamicesque constan de bastidor y malla se constituyen con tolvas de alambre y sus aberturas pueden ser cuadradaso redondas. Cada tamiz se identifica por el tamao de las aberturas denominado luz de malla. La fraccin de


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partculas que atraviesan el tamiz se denomina cernido y la fraccin que queda retenida recibe el nombre derechazo.

La reduccin de tamao en la industria de los alimentos es aplicada por diversas razones tales como:

Facilitar la extraccin de un constituyente deseado (por ejemplo, harina). Aumentar la superficie de contacto para disminuir la velocidad de secado, la velocidad de extraccin de un

slido por medio de un lquido.

6. Dentro de qu tipo de operaciones de separacin se encuentra el tamizado.El tamizado es un mecanismo de filtracin en el que las partculas de un dimetro superior a la distancia libre

entre dos fibras no pueden pasar. La partcula es retenida y no puede ir ms lejos en la media filtrante.

Adems, El tamizado es un mtodo fsico para separar mezclas. Es una operacin unitaria de separacin por

tamao.

Bibliografa

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Charro Rebeca. Anlisis reolgico de las diferentes fracciones de harina obtenidas en la molienda del granode trigo. (2008). Escuela politcnica superior de Zamora.

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Coulson, J. M. y Richardson J. F. Ingeniera Qumica. (2003) Tomo II; Barcelona. Editorial Revert S.A. pp.6-8.

Garca Romn Miguel. Tecnologa de Cereales. (2010). Curso de ciencia y tecnologa de los alimentos.Departamento de Ingeniera qumica. Universidad de Granada.

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