Operações Unitárias: Fragmentação de sólidos. Profª. Camila Ortiz Martinez UTFPR Campo Mourão

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1 Operações Unitárias: Fragmentação de sólidos Profª. Camila Ortiz Martinez UTFPR Campo Mourão

2 Moagem Redução Termos empregados Muitos processos na indústria de alimentos Forças mecânicas através de equipamentos próprios até energia pequena parte da energia p/ ruptura, e > parte p/ a deformação desse sólido e a criação de novas linhas de sensibilidade Atrito = calor (velocidade, prod.) Farinha a partir de... gérmen preparar o alimento para a próxima operação (sucos) Óleo Açúcar, sal

3 Moagem Reatividade, cor Superfície (água a perder ou entrar) Características do produto, dimensão e equipamentos Compressão, impacto, atrito (abrasão), e corte e/ou dilaceramento Facilita outros processos (secagem, extração, homogeneização)

4 Moagem - funções Melhorar a eficiência de reações químicas, extração, e secagem, aquecimento, resfriamento Diminuir o tamanho para separar dois ou mais constituintes (grãos) Modificar propriedades de um material: cor, reatividade e especificação de prod Mistura mais íntima entre dois sólidos Auxiliar a solubilização Auxiliar em outras etapas de utilização da industrialização do produto

5 Propriedades dos sólidos Dureza: consumo energia e desgaste da máquina. + duros e abrasivos: baixa velocidade Estrutura: os materiais granulares normais: compressão, impacto. materiais fibrosos... Conteúdo de umidade: não fluem bem a 5 a 50% de umidade = aglutinação Resistência ao Esmagamento = a potência necessária Friabilidade: fratura, < tamanho = > potência Empastamento: limpeza Fluidez: atrito POEIRA

6 Força e Energia 1% da energia aplicada é usada Força > q limite elástico de estresse senão... (calor) Deformação + ponto de quebra Energia é liberada com som e calor < o tamanho menos linhas de ruptura Requer formação de novas fissuras e acréscimo de energia Energia necessária: dureza e friabilidade

7 Força e Energia Compressão: alimentos friáveis e cristalinos Impacto + cisalhamento: alim. fibrosos Cisalhamento: moagem fina de alimentos macios Alimentos quebram-se em níveis de estresse mais baixos se a força for aplicada por um tempo mais longo Redução do tamanho, gasto de energia e geração de calor dependem das forças aplicadas e tempo Fatores que influenciam o gasto de energia: teor de umidade (excesso, falta + pós) e sensibilidade do prod. ao calor

8 Mecanismo da redução de tamanhos Se bloco é sujeito a um impacto brusco = >s em < número e finas Se a força aplicada é maior = partículas >s + numerosas e finas de tamanho igual as anteriores O tamanho das partículas finas depende da estrutura interna do material O tamanho das grossas depende do processo usado Defini a energia necessária Fissura nova superfície (ex: carvão = > + fácil, as <s requer + energia) Quanto > é a velocidade a que e aplica a carga, menos eficientemente se utiliza a energia e > é a proporção de material fino

9 Em termos de tamanhos os sólidos podem ser classificados como: Pós Partículas de 1 μm até 0,5 mm Sólidos granulares 0,5 a 10 mm Blocos pequenos 1 a 5 cm. Blocos médios 5 a 15 cm. Blocos grandes Partículas > 15 cm.

10 Tipos de Equipamentos Britadores: Impacto Materiais grandes Elevada dureza Outro moinho na sequência

11 Tipos de Equipamentos Moinhos de Rolos ou Cilindros: Velocidade, direção Compressão ou atrito Diâmetro final: distância entre os rolos Rolos com superfícies (cisalhamento) Cereais (trigo), amido, café, sementes (mostarda), cacau, cana

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13 Tipos de Equipamentos Moinhos de Martelos: Impacto e atrito + fino q o de rolos Peneiras para classificação interna Aplicação = moinho de rolos Materiais cristalinos e fibrosos (temperos, açúcar) c P8 my

14 Rotor de alta velocidade gira no interior de uma capa cilíndrica. O material se rompe pelo impacto dos martelos e se pulveriza ao passar por uma esteira na abertura entre os martelos e a capa. Outros modelos: fluxo livre e recirculação

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17 Tipos de Equipamentos Moinho de discos: Ocorre por cisalhamento e impacto Moagem fina ou grosseira Seca ou úmida Granulometria mto fina Disco único com alta velocidade Disco duplo Pinos (> impacto)

18 Tipos de Equipamentos Moinho de facas: Materiais com tenacidade elevada Corte/dilaceramento. Folhas, materiais fibrosos, tubérculos

19 Tipos de Equipamentos Moinho de bolas: Impacto e fricção Materiais de alta dureza Uma capa cilíndrica, que gira em um eixo horizontal, é carregada com bolas de aço ou porcelana. A redução de tamanho ao girar o moinho Ossos, sementes, corantes Modificação: bastões (aderência)

20 2,5 15 cm Bolas >s : impacto Bolas <s: cisalhamento

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23 Aplicações dos equipamentos CAFÉ Grãos torrados armazenados em silos com fundo inclinado moinho pó homogêneo (café solúvel = 2 a 4mm) Moinho de disco: fina Moinho de rolos: + uniforme Moinho de martelo: + fina ( + indicada p/ café em pó p/ extração)

24 MILHO Moinhos de rolos com a finalidade de formarem os grits do milho GRÃOS DE MOSTARDA Moinho de rolos

25 PURÊ DE BATATA EM FLOCOS Etapa 1: espremedor de batatas (ricer) após o cozimento Etapa 2: moinho de martelos = A passagem da camada de purê seco pela rosca sem-fim quando sai do tambor de secagem promove sua quebra em pedaços menores, o que facilita a alimentação do moinho. Nessa etapa, também chamada de flocagem, os flocos são triturados, promovendo boa textura e solubilidade ao produto

26 CANA-DE-AÇUCAR

27 27 September 8, 2016

28 28 September 8, 2016 Regulável

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30 Farinha de trigo

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32 Efeitos nos alimentos Controlar propriedades de textura nos alimentos (pão, hamburguer, sucos): tamanho, e enzimas hidrolíticas duração devem ser bem controlados tipo e a Aumentar a eficiência de misturas Aroma, sabor, cor Oxidação (ex: carotenos na farinha), micror., e enz. Perda de voláteis em temperos e nozes Produtos secos x prod. úmidos Valor nutricional (ex: lipídios, 78% vit C em pepino): armaz., O 2