Indicatori de caracterizare a cerealelor

Indicatori de caracterizare a cerealelor

1. Indicatori de calitate ai cerealelor

Indicatorii calitativi ai cerealelor au constituit, din cele mai vechi timpuri, elementul de baza in stabilirea pretului acestora.

Masa hectolitrica

Masa hectolirica se determina cu balanta hectolitrica, care permite stabilirea masei de cereale care ocupa un volum de 1 litru.

Masa hectolitrica este influentata de o serie de factori ca :

- masa specifica a cerealelor;

- umiditatea cerealelor;

- elementele geometrice ale cerealelor;

- coeficientul de frecare a cerealelor;

- continutul de corpuri straine si natura lor.

Prezenta corpurilor straine influenteaza in mod diferit valoarea masei hectolitrice :

- un continut mare de corpuri straine de dimensiuni mici, cum sunt : sparturile mai mici decat jumatatea bobului, nisipul si pamantul, semintele si buruienile de dimensiuni mici ( hrisca, mustarul salbatic, rapita), determina cresterea masei hectolitrice.

- un continut ridicat de corpuri straine de dimensiuni mari, cu masa specifica mica, duce la scaderea masei hectolitrice .

Coeficientul de frecare a boabelor influenteaza foarte mult modul de asezare al cerealelor si in consecinta, masa hectolitrica. Cu cat coeficientul de forfecare este mai mare, cu atat va fi mai mica masa hectolitrica. Coeficientul de frecare a boabelor este influientat mult de umiditatea invelisului. Cresterea umiditatii

determina cresterea coeficientului de frecare a boabelor, ceea ce face ca in acelasi volum de cereale sa intre o cantitate mai mica de cereale, care se aseaza lasand multe spatii libere.

Forma si dimensiunea cerealelor permit o asezare mai compacta, cu putine spatii libere, sau o asezare in care raman multe spatii libere.

Cu cat masa specifica a cerealelor este mai mare cu atat va fi mai mare masa lor hectolitrica.

Masa hectolitrica de baza, pentru graul destinat panificatiei este de 78 kg / hl.

Masa hectolitrica ramane unul dintre indicatorii importanti in aprecierea calitatii cerealelor, dar valoarea lui trebuie interpretata numai cunoscand continutul si natura corpurilor straine, precum si umiditatea cerealelor.

Determinarea masei hectolitrice se face utilizand balanta hectolitrica. Balanta hectolitrica este o balanta cu brate egale, care permite masurarea masei hectolitrice, prin masurarea masei cerealelor care ocupa un volum de un litru. De un brat al balantei atarna un taler pentru greutati, iar de partea cealalta, cilindrul cu cereale.

Umplerea cilindrului cu volum etalonat, se face folosind un cilindru intermediar, fara fund, in care cad initial cerealele din cilindru, prevazut la partea inferioara cu o gura tronconica, pentru curgerea cerealelor. Gura partii tronconice poate fi inchisa de o clapeta tronconica. Imbinarea celor trei cilindri se face printr-o portiune cilindrica inferioara cu diametrul interior mai mare decat diametrul exterior al cilindrului cu care se imbina. Pentru a elimina influenta pe care ar putea sa o exercite, asupra modului de aranjare al cerealelor din cilindru etalonat, curentii de aer ce parasesc cilindrul, se utilizeaza un disc metalic care cade inaintea cerealelor, determinand eliminarea aerului printr-un orificiu, situate la partea inferioara a acestuia. Introducem un cutit printr-un canal circular prevazut la partea superioara a cilindrului etalonat, acesta delimiteaza volumul de un litru.

Masa a 1000 de seminte

Prin masa a 1000 de seminte se intelege greutatea a 1000 de boabe la umiditatea pe care o contin in momentul determinarii.

Pentru aprecierea calitatii cerealelor se folosesc :

- masa relativa a 1000 de seminte;

- masa absoluta a 1000 de seminte.

Acest indicator permite aprecierea marimii semintelor, fiind mai relevant comparativ cu masa hectolitrica. Relevanta lui se datoreaza numarului mic de factori care pot influenta marimea acestui indicator.

Pentru determinare se ia o cantitate de cereale, corespunzatoare pentru aproximativ 500 de seminte, se inlatura impuritatile, se cantaresc si se numara. Rezultatul exprima media aritmetica a doua determinari paralele, intre care nu exista o diferenta mai mare decat cea permisa de STAS.

Atunci cand se utilizeaza masa relativa a 1000 de seminte, trebuie avuta in vedere si umiditatea lor. Determinarea masei absolute a 1000 de seminte, se calculeaza cu relatia:

M_{A 1000}=M_R100 , grame

M_R100=1000 , grame

unde : M_R100 - masa relativa a 1000 de seminte;

M - masa semintelor;

n - numarul semintelor din proba analizata.

Volumul a 1000 de seminte

Volumul a 1000 de seminte, se determina folosind lichide neabsorbite de cereale. Petrolul lampant, unul din lichidele des utilizate, se introduce intr-o biureta sau intr-un cilindru gradat, peste care se toarna cerealele folosite pentru

determinarea masei a 1000 de seminte. Volumul ocupat de ele, reprezinta diferenta intre volumul final, obtinut dupa introducere si volumul initial. Inainte de citirea volumului final, se agita masa de cereale cu o bagheta, pentru eliberarea eventualelor bule de aer inglobate.

V₁₀₀=1000 , centrimetri cubi;

unde: Vf - volumul final, cm³;

Vi - volumul initial, cm³;

n - numarul de seminte ale probei.

Masa specifica

Masa specifica, sau masa unitatii de volum, prezinta o importanta deosebita pentru industria moraritului. Diferenta de masa specifica intre cereale si impuritati, permite curatirea cerealelor in sectile de pregatire in vederea prelucrarii, iar diferenta de masa specifica intre componentele anatomice ale cerealelor : endosperm, invelisuri, embrion, in procesele tehnologice de prelucrare.

Masa specifica a cerealelor este infulentata de urmatorii factori :

- proportia componentelor chimice;

- proportia partilor anatomice;

- proportia apei in bob.

Prezenta apei, intr-o proportie mai mica sau mai mare, influenteaza masa specifica prin modificarea volumului bobului. Prin absorbtia apei boabele isi maresc volumul. Cresterea de volum este mai mare decat cresterea masei prin adaugarea apei de absorbtie, ceea ce duce la scaderea masei specifice a cerealelor.

Determinarea masei specifice a cerealelor se poate face cu ajutorul picnometrului. Ca lichide se folosesc toluen sau xilen cu masa specifica cunoscuta.

Pentru determinare, se cantaresc la balanta analitica 2 - 3 g de proba, care se introduc in interiorul picnometrului. Masa specifica a probei se va calcula cu relatia:

γ=p , g/cm³;

m1 - masa probei cantarite, g;

m2 - masa picnometrului cu lichid, g;

m3 - masa picnometrului cu proba si lichid, g;

p - masa specifica a lichidului folosit, g/cm³.

Umiditatea

Umiditatea constituie alaturi de masa hectolitrica si continutul de corpuri straine, baza de calcul pentru stabilirea valorii cerealelor. Acest indicator are o importanta deosebita pentru industria moraritului.

Orice diferenta intre umiditatea efectiva a graului prelucrat si cea de baza, atrage obligativitatea corectarii extractiei totale de faina cu o valoare calculata cu relatia :

X= , %;

unde : a - umiditatea efectiva, %;

b - umiditatea de baza, 14 %.

Pentru determinarea umiditatii cerealelor, cu precizie, se foloseste metoda uscarii la etuva. Pentru aprecieri orientative, se pot folosi umidometre de diverse constructii.

Umiditatea se calculeaza cu relatia :

U=100 , %;

m1 - masa fiolei cu proba, inainte de uscare, g;

m2 - masa fiolei cu proba, dupa uscare, g;

m - masa probei, inainte de uscare, g.

Continutul de impuritati

Masa de cereale are, in general, o compozitie eterogena, dar predomina cereala de baza (circa 95 %). Impuritatile pot fi boabe de cereale din alte culturi, seminte de buruieni, pleava, paie, granule de pamant, pietre, metale etc. In afara impuritatilor existente sub forma de particule independente de diferite dimensiuni, se mai gasesc impuritati si sub forma de praf aderent pe suprafata boabelor.

Impuritatile din masa de cereale se clasifica in :

- impuritati negre, sau corpuri straine negre;

- impuritati albe, sau corpuri straine albe;

- impuritati metalice.

Sparturile bobului de grau, de orice marime, nu sunt dorite, deoarece ele poarta pe sectiunea de miez praf mineral, microflora specifica cerealelor, iar la spalare si umectare absorb mai multa apa prin miezul pe care ia contact cu apa si se mareste artificial umiditatea masei.

Dintre semintele de buruieni cele mai des intalnite sunt neghina, mazarichea si rapita.

Dintre impuritatile aderente pe suprafata boabelor, pe langa praful mineral si vegetal, exista si microflora. Aceasta categorie de impuritati organice dauneaza atat boabelor in timpul conservarii cat si produselor alimentare rezultate din macinis si panificatie.

Determinarea continutului de impuritati al cerealelor se face prin cernerea acestora prin ciurul a carui orificii depind de cereala analizata si prin alegerea impuritatilor cu o penseta. Impuritatile, separate pe categorii, se cantaresc la o balanta tehnica, iar rezultatul se exprima cu o zecimala.

Sticlozitatea

Aspectul sticlos sau fainos este dat de modul de aranjare al granulelor de amidon si a masei proteice de legatura, in celulele endospermului, de forma si dimensiunile granulelor de amidon.

Cerealele intreprinse in legatura cu factorii care influienteaza sticlozitatea cerealelor au evidentiat faptul ca acesta depinde intr-o masura mai mare sau mai mica de soiul si varietatea cerealelor, de gradul de atingere a maturitatila recoltare, de conditiile pedoclimatice de cultura, de conditiile de conservare.

Cerealele cultivate in zone nisipoase si secetoase se caracterizeaza printr-o sticlozitate ridicata. Recoltarea la maturitate influienteaza pozitiv sticlozitatea.

In unele cazuri s-a constatat un continut mineral si de azot superior la cerealele sticloase in comparatie cu cele fainoase.

Sticlozitatea cerealelor are o importanta mare pentru industria moraritului. In functie de valoarea sticlozitatii graului se regleaza deschiderea de lucru intre cilindrii macinatori la primele sroturi. Ea este mai mica la granele sticloase in comparatie cu granele fainoase. Graul cu sticlozitate ridicata realizeaza randamente superiore de produse intermediare, grisuri si dunsturi in comparatie cu cele fainoase.

In tabelul nr.3 este prezentata variatia randamentelor de produse intermediare, cu sticlozitatea graului macinat.

Tabel nr. 3

Recoltarea la maturitate influenteaza pozitiv sticlozitatea.

Sticlozitatea poate fi determinata :

- prin sectionare - cu farinotomul;

- prin transparenta - cu iluminatorul, farinoscopul sau difanoscopul.

Pentru a determina sticlozitatea , metoda cea mai raspandita este cea prin sectionare folosind farinotomul, acesta este format dintr-un disc superior cu orificii cilindrice, disc inferior cu orificii corespunzatoare primelor si un disc de sectionare.

Se aseaza cele doua discuri in pozitie de corespondenta a orificiilor si se aseaza cate un bob in fiecare orificiu. Se preseaza cu un disc de lemn boabele, apasand pe discul superior. Se deplaseaza discul de sectionare, presand cu un disc de lemn boabele in orificii pentru a nu se deplasa in timpul forfecarii. Se inlatura discul superior de lemn si discul de sectiune, si se apreciaza sticlozitatea fiecarui bob sectionat, de pe discul inferior.

Sticlozitatea se calculeaza cu relatia :

S=(n+0,75n₁+0,5n₂+0,25n₃), %

in care : - n - numarul de boabe complet sticloase;

- n₁ - numarul de boabe trei sfert sticloase;

- n₂ - numarul de boabe jumatate sticloase;

- n₃ - numarul de boabe un sfert sticloase.

Continutul de gluten umed

Continutul de gluten umed este unul din indicatorii calitativi de importanta majora in stabilirea proprietatilor de panificatie a fainurilor rezultate din macinarea graului. Glutenul umed se determina, in cazul graului, din srotul total, obtinut din macinarea graului. Macinarea se realizeaza la o morisca de laborator pana la o granulatie care sa permita trecerea printr-o sita metalica cu ochiuri de aproximativ 500 microni.

Se cantareste o cantitate de macinatura de 20 sau 50 grame la o balanta si se pune intr-o capsula de portelan. Se adauga solutie de clorura de sodiu in functie de cantitatea de srot luata la analizat. Se framanta cu pistilul pana se obtine aluatul, dupa care se lasa la odihna. Dupa odihna se spala aluatul cu o solutie de clorura de sodiu, deasupra unei site care retine eventualele pierderi de aluat in timpul spalarii. Spalarea se considera terminata atunci cand picaturile scurse de pe gluten nu mai contin amidon. Se usuca glutenul prin presare intre maini. Glutenul se cantareste la balanta analitica.

Analiza senzoriala a cerealelor

Analiza senzoriala a cerealelor este prima analiza din ansamblul celor efectuate pentru aprecierea unui lot de cereale. Analiza consta in aprecierea:

aspectului;

culorii;

mirosului;

gustului.

Examinarea aspectului - se face vizual si are in vedere forma si starea suprafetelor exterioare ale cerealelor.

Examinarea culorii - se face vizual constatand culoarea boabelor de cereale, prezenta sau absenta unor pete de culoare diferita de cea normala pentru cereala analizata.

In general cerealele care au suferit procese de autoincingere, fara a atinge un stadiu avansat, isi modifica culoarea.

Examinarea mirosului - se face inspirand aer din spatiile intergranulare ale probei. Pentru ca eventualele mirosuri sa fie evidetiate mai usor, se incalzeste proba, fie prin frecare intre maini, fie utilizand apa la o temperatura de aproximativ 60⁰C.

Examinarea gustului - se face mestecand cateva boabe de cereale in gura. Gustul trebuie sa corespunda cerealelor analizate. Prezenta unui gust acru amar evidenteaza o pastrare necorespunzatoare, in timpul carea s+au produs descompuneri si degradarii ale componentelor chimice ale boabelor de cereale.

Determinarea infestarii

Desi nu prezinta un indicator calitativ al cerealelor, prezenta sau absenta infestarii se determina pentru fiecare lot de cereale receptionat la unitatea de prelucrare a acestora.

Prezenta daunatorilor in masa de cereale are urmatoarele de urmarit :

- consumarea totala sau partiala a endospermului a unor boabe;

- degajarea unor compusi cu miros neplacut ca urmare a activitatii biologice a daunatorilor;

- cresterea temperaturii si umiditatii cerealelor ca urmare a activitatii biologice a daunatorilor.

Consumarea unei parti din endospermul boabelor de cereale duce la scaderea randamentului de produse finite.

Avand in vedere cele de mai sus, STAS-ul nu permite existenta infestarii masei de cereale destinate consumului uman.

Determinarea infestarii se face in urma analizei fractiunilor rezultate la cernerea unei probe de cereale prin ciur nr. 1,5 R, cu orificii rotunde de 1,5 mm si prin ciurul nr. 2,5 R, cu orificii rotunde de 2,5 mm. Analiza poate fi facuta cu ochiul liber sau cu lupa.

Toti daunatorii gasiti se exprima prin numar la 1 kg de cereale.

Deoare ce in perioadele reci ale anului, majoritatea daunatorilor se gasesc intr-o stare de amorteala, caracterizata prin imobilitate, probele recoltate, se tin in recipiente bine inchise, in laborator, la 18 - 22⁰ C, timp de 2 - 3 h inaintea determinarii.

2. Indicatori fizici ai cerealelor

Masa de cereale se caracterizeaza printr-un numar de indicatori fizici, a caror crestere, este utilizata la depozitarea cerealelor, la curatirea lor de impuritati, la uscare, etc.

Unghiul de taluz natural

Unghiul de taluz natural este unghiul pe care il face masa de cereale in cadere libera sau curgere, pe o suprafata orizontala.

Unghiul de taluz este influientat de urmatorii factori :

- forma si marimea boabelor;

- continutul de impuritati;

- starea suprafetei boabelor;

- umiditatea cerealelor.

Determinarea poate fi facuta prin trei moduri :

- un recipient paralelipipedic din sticla in care se afla cereale, se rastoarna usor pe una din fetele longitudinale. Cerealele se vor aseza sub forma de unghi care poate fi masurat.

- un alt mod de determinare este cel care foloseste un vas in forma de L, cu una din fetele laterale din sticla pentru a putea urmari modul de asezare al cerealelor. Prin ridicarea clapetei, cerealele curg formand cu planul orizontal unghiul de taluz natural α .

- in cel de al treilea mod de determinare a unghiului de taluz natural, cerealele din palnia cu gura larga la partea inferioara, situata la o inaltime mica, vor cadea pe planul orizontal asezandu-se sub unghi de taluz natural.

Cu cat suprafata cerealelor este mai rugoasa, cu atat unghiul de taluz natural este mai mare. Umiditatea cerealelor influienteaza valoarea unghiului de taluz natural, prin modificarea coeficientului de frecare al boabelor. Cresterea umiditatii cerealelor, determina cresterea coeficientului de frecare al boabelor si in consecinta, cresterea unghiului de taluz natural.

Cresterea unghiului de taluz natural permite calculul cantitatii de cereale depozitate in vrac, pe platforme sau in magazii.

Unghiul de frecare externa

Unghiul de frecare externa reprezinta unghiul limita de inclinatie, a unei suprafete plane, construita dintr-un anumit material, la care incepe alunecarea sau rostogolirea cerealelor.

Valorile acestui unghi depind de: natura materialului, rugozitatea acestuia, starea suprafetei boabelor de cerele, forma boabelor si umuditatea acestora.

Unghiul poate fi determinat prin masurare directa, la instalatia formata dint-un plan inclinat, articulat la partea inferioara.

Pe acest plan se fixeaza placi din diverse materiale similare celor de curgere a cerealelor in silozuri si unitatile de prelucrare, cum ar fi: beton, lemn, tabla de otel, rasini sintetice, etc. cumoasterea unghiurilor de frecare externa, pentru cereale si produsele rezultate din maruntirea lor, produsele intermediare si finite, rezultate din prelucrarea cerealelor, are o importanta deosebita la alegerea inclinatiei maxime, la

care mai are loc curgerea lor prin conductele de transpot gravitational. Cunoasterea unghiurilor pemite proiectarea functionarea a tremilor de evacuare din cele sau buncare de depozitare a acestor produse.

Pentru umiditati mai mari de 15 %, unghiurile de frecare se calculeaza cu relatia:

unde: k - corectia data de umiditatea cerealelor

unde: u - umiditatea efectiva a cerealelor sau produselor rezultate din prelucrarea lor.

In tabelul nr. 4, sunt prezentate valorile unghiului de frecare externa pentru grau, pentru conducte cu sectiune dreptunghiulare ( D ) sau circulara ( C ).

Tabel nr. 4

Coeficientul de frecare externa

Coeficientul de frecare externa reprezinta tangenta unghiului de frecare externa

Valoarea lui este influientata de aceiasi factori care influienteaza valorile unghiului de frecare externa.

In tabelul nr. 5, sunt prezentate valorile coeficientului de frecarepentru cereale, la umiditati diferite, pe tabla din otel galvanizata.

Tabel nr. 5

Porozitatea

Porozitatea este proprietatea cerealelor de a lasa la asezare un anumit spatiu intergranular.

, %

unde: V - este volumul total al masei de seminte;

v - este volumul ocupat de substanta solida a semintelor.

Porozitatea graului este intre 25 - 45 %.

Porozitatea cerealelor este influientata de urmatorii factori:

forma si marimea boabelor de cereale;

starea suprafetei exterioare a cerealelor;

continutul si natura impuritatilor;

umiditatea cerealelor;

gradul de tasare.

Forma si marimea boabelor de cereale influienteaza in cea mai mare masura porozitatea acestora. Atunci cand exista o uniformitate dimensionala a cerealelor, porozitatea lor este mai mare decat atunci cand semintele nu au o dimensiune uniforma.

Cu cat suprafata semintelor este mai lucioasa, cu atat porozitatea este mai mica. Cu cat rugozitatea suprafetei exterioare este mai mare, cu atat spatiul intergranular creste, deci creste porozitatea.

Umiditatea cerealelor influienteaza porozitatea acestora prin modificarea coeficientului de frecare interna.

Tasarea cerealelor conduce la scaderea porozitatii acestora. Astfel cerealele depozitate in magazi plane, intr-un strat subtire au o porozitate mai mare decat aceleasi cereale depozitate in celule inalte de siloz.

Parametrii dimensionali ai cerealelor

Cerealele sunt caracterizate, in functie de tip , specie si varietate de anumite dimensiuni. Cerealele sunt caracterizate prin trei dimensiuni : lungime, latime si grosime.

Cresterea parametrilor dimensionali ai cerealelor prezinta o importanta deosebita la curatirea acestora de impuritati, pe baza diferentei de marime dintre acestea si cereale. In functie de parametri dimensionali ai cerealei supusa curatirii se aleg dimensiuni optime ale orificiilor suprafetelor de separare.

Variatia unui parametru dimensional al unei cereale este relevanta prin curba granulometrica.

Pentru trasarea curbei granulometrice al unui parametru dimensional, al unei cereale, se masoara acest parametru la 300 - 500 de boabe.

Pentru a se masura boabele se pot folosi :

- sublere;

- micrometre;

- ceasuri comparatoare.

In urma masuratorii se va obtine valoarea minima x si valoarea maxima X a parametrului masurat. Se alege un numar de clase, k, in functie de valorile x si X.