UNIVERSIDADE FEDERAL DE VICOSA OPERAES UNITRIAS NA INDSTRIA DE ALIMENTOS
Milla Gabriela dos Santos 2011/01
13. Moagem
A moagem uma operao unitria de fragmentao ou reduo de tamanho, onde o tamanho dos slidos reduzido pela aplicao de foras mecnicas de impacto, compresso e abraso. O tamanho das partculas pode ser variado, mas em algumas ocasies necessrio que elas tenham o mesmo tamanho.
A moagem uma operao unitria freqentemente utilizada com gros, para reduzi-los a farinha ou p.
Em cereais, implica na eliminao do pericarpo, das cascas da semente, da epiderme nuclear e da camada do aleuroma. Geralmente se elimina o grmen por ser relativamente rico em leo, o qual provoca o rano do cereal, diminuindo a sua qualidade.
A triturao ou moagem pode ser considerada muito ineficaz do ponto de vista energtico. Somente uma pequena parte da energia empregada realmente para a ruptura ou fragmentao do slido. A maior parte se dirige para a deformao desse slido e a criao de novas linhas de sensibilidade que pode produzir a ruptura sucessiva dos fragmentos. O resto da energia se dissipa em forma de calor.
a). Objetivos: Aumento da relao superfcie/volume, aumentando, com isso, a eficincia de operaes posteriores, como extrao, aquecimento, resfriamento, desidratao, etc. Uniformidade do tamanho das partculas do produto, auxiliando na homogeneizao de produtos em p ou na solubilizao dos mesmos (exemplo: sopas desidratadas, preparados para bolos, achocolatados, etc.). Em alguns casos, a moagem no tem como objetivo a reduo do tamanho de partculas. A moagem de cana para fabricao de aguardente, por exemplo, tem a finalidade de extrair o caldo da cana. Reduzir o tempo de secagem de slidos midos;
b). Etapas necessrias para reduo granulomtrica: A quantidade de equipamentos e os meios de separao variam de acordo com a alimentao e a granulomtrica do produto desejado; Para a triturao de materiais grossos at o tamanho de p, sero necessrias vrias etapas; Na operao de moagem necessrio que cada partcula se rompa com o contato de outras partculas ou por ao direta das partes mveis do equipamento;
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Quanto maior for o nmero de partculas, maior ser o nmero de contatos necessrios no equipamento; Quanto maior for o nmero de contatos, menor ser o tamanho das partculas.
Na reduo do tamanho das partculas so empregados alguns princpios e foras:
Fora Princpio Equipamento Compresso Compresso Rolos trituradores Impacto Impacto Moinhos de martelo Cisalhamento Esmagamento Moinho de discos
c). Caractersticas para a seleo dos equipamentos:
Produtos mais duros: Mais difceis de moer; Necessidade de mais energia; Maior tempo de reteno na zona de ao; Resulta em menor produo; Necessita de aumentar o volume do moinho para a mesma produo; Desgaste maior da superfcie de trabalho; Reduzir a velocidade de movimentao para reduzir o desgaste.
Estrutura mecnica da matria inicial: Estrutura cristalina: ruptura dos planos de unio por compresso; Havendo poucos pontos de unio as foras de impacto e cisalhamento so mais eficientes; Estrutura fibrosa no pode ser desintegrada por compresso ou impacto, sendo necessrio desfi-las ou cort-las;
Umidade: Maior que 2 a 4%: reduz a eficincia da moagem podendo ocorrer aglomerao o que indesejvel para a obteno de produtos finos ou em p; Moagem seco: aparecimento de doenas respiratrias nos funcionrios; so inflamveis; Em alguns casos a gua utilizada para facilitar a presena de partculas slidas na zona de ao, em forma de pasta. Exemplo triturao de milho.
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Sensibilidade temperatura: A moagem promove um aumento na temperatura dos produtos processados podendo ocasionar degradao dos mesmos; O aumento da temperatura leva a uma fuso das substancias e a saturao do moinho acarreta uma reduo da eficincia do processo; Necessidade de recorrer os dispositivos de refrigerao como camisas ou serpentinas na zona de ao.
d). Equipamentos para moagem Entre os equipamentos esto: moinho de discos (disco nico e disco duplo), moinho de rolos, moinhos de facas, moinhos de martelos, moinhos de pedras, moinho de gravidade, moinho de barras, trituradores de mandbulas e moinho de bolas.
1. Moinho de rolos: As partculas da carga so arrastadas entre os rolos, sofrendo uma fora de compresso que as tritura; Dois ou mais cilindros pesados giram em direes contrrias, a velocidades iguais ou diferentes. Partculas na alimentao so submetidas a foras de compresso Mais utilizado na moagem de cereais em uso caseiro, fornece um produto de textura mais uniforme. A distncia entre os rolos, que giram em sentidos opostos, regulvel e deve ser ajustada s condies da matria prima, da torrefao e do prprio sistema de extrao. Exemplo: moagem intermediria em engenho de trigo e refino de chocolate. Em outros casos a superfcie dos rolos pode ser estriada para facilitar a frico e a separao.
2. Moinho de Martelo: Consiste em um eixo giratrio de grande velocidade com um colar de martelos na periferia; Um rotor de alta velocidade gira no interior de uma capa cilndrica. No exterior do rotor acoplada uma srie de martelos nos pontos de articulao. O material se rompe pelo impacto dos martelos e se pulveriza ao passar por uma esteira na abertura entre os martelos e a capa.
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Produzem um material mais fino que o moinho de rolos. Podem ser considerados moinhos para uso geral, j que so capazes de triturar slidos cristalinos duros, produtos fibrosos, substancias vegetais, produtos untosos. Muito utilizado para moer pimenta e especiarias, leite desidratado, acares, etc.
3. Moinho de facas: utilizado especificamente para operao de reduo de tamanho em formas de cubos,
fatias e tiras dos alimentos. Os equipamentos utilizados para esta operao so chamados de cubetadoras e, possui uma srie de facas circulares, em forma de L e serrilhadas, que do a forma desejada ao produto final. Este tipo de equipamento bastante utilizado para queijos, e legumes em geral.
4. Moinho de Disco: A alimentao passa por uma diviso estreita, que existe entre um disco estriado que gira e a armadura estacionria do moinho; A ao cisalhante promove a triturao da carga; A diviso pode variar segundo o tamanho da matria-prima e as exigncias do produto acabado. Geralmente usado para moagem de granulao fina, so pequenos e de difcil regulagem. So os mais comuns no Brasil.
4.1 Moinho de Disco Duplo A armadura contm dois discos que giram em direes opostas proporcionando um grau maior de maior de cisalhamento que nos moinhos de disco nico; Disco com estrias facilitam a desintegrao; utilizado para a preparao de cereais e moagem de arroz e mandioca;
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5. Moinho de Pedra Moinho de esmagamento com disco de pedra; Monta-se sobre um eixo duas pedras circulares; A parte superior fixa e tem uma boca de entrada de carga; A parte inferior gira; A carga passa pelo espao entre as pedras; Os produtos sofrem a ao de uma fora de cisalhamento; Os produtos saem na lateral da pedra inferior; Mquinas modernas utilizam ao; Utilizados em moagem mida de mandioca para separar o glten e amido da casca; ou moagem de farinha.
6. Moinhos de Bolas: O equipamento formado por um cilindro giratrio horizontal que se move baixa velocidade carregada com bolas de ao, ferro ou porcelana; A reduo de tamanho feita pela ao do impacto e da frico das bolas ao girar o moinho. Quando o cilindro gira as bolas caem sobre os produtos a serem triturados produzindo o cisalhamento da matria-prima; Bolas maiores: maior impacto Bolas menores: maior contato; Velocidades baixas: foras de cisalhamento; Velocidades elevadas: foras de impacto; Quando a velocidade de rotao muito elevada o processo de moagem desaparece.
6.1 Moinho de bolas vibratrio: O meio triturador vibra; As foras de cisalhamento so mnimas; As foras de impacto so as realmente eficazes.
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7. Moinho coloidal: A aplicao principal do moinho coloidal a triturao de produtos em suspenso,
emulses extremamente viscosas (margarina, maionese). No moinho coloidal, os ingredientes da mistura so forados a passar atravs de uma
vlvula com ranhuras muito estreita. Esta vlvula composta de uma parte fixa e outra giratria que o rotor, e ocorre a disperso em toda a mistura. O intervalo entre o estator e o rotor ajustvel, conforme a necessidade do processo em relao a disperso (emulso) desejada do produto final.
e). Tipos de moagem:
1. Moagem em circuito aberto No necessria a presena de um sistema de classificao auxiliar; O capital investido baixo; O material alimentado ao equipamento e passa uma nica vez pela mquina, sendo retirado do circuito aps a moagem. Grande diversificao no tamanho das partculas; Mtodos mais simples de se operar com a moagem. Possibilidade de resultar em um nmero muito elevado de partculas grandes (passam mais rapidamente pelo moinho porque puxada com maior fora pela gravidade).
Exemplo: Trituradores de mandbulas: A alimentao passa entre duas mandbulas pesadas. O material vai passando lentamente por um espao cada vez menor, triturando-se ao deslocar-se.
2. Moagem em circuito fechado
O produto bruto passa por uma separao; os gros finos constituem o produto, os gros grossos retornam ao equipamento para outra moagem. Custo inicial mais elevado, mas o consumo de energia por tonelada de produto menor e evita-se a produo de quantidade exagerada de finos, minimizando a poluio e a perda de material processado;
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Tempo de reteno na zona de ao curto; Podem ser levadas as zonas de ao por gravidade ou com auxilio de uma corrente de ar ou gua; O moinho trabalha com partculas maiores.
3. Moagem mido A carga moda em forma de suspenso em uma corrente liquida
Vantagens: Eliminao dos problemas com ps; Possibilidade de extrao de um componente solvel em gua e posterior recuperao por evaporao; Produz partculas menores que na moagem a seco sendo usada na moagem ultrafinaDesvantagens: pouco econmica; Desgasta mais facilmente o moinho.
f). Mtodos e medidas de dimenses de partculasO mtodo mais utilizado so as peneiras padronizadas: O slido colocado no topo de uma srie de peneiras; Cada peneira tem aberturas menores que as da anterior; Quando as peneiras so agatingida uma que tenha a abertura muito pequena para as partculas passarem; O tamanho das partculas coletadas em qualquer peneira expresso como um comprimento mdio apropriado entre as aberturas da peneira da peneira coletora.
Medio real das partculas e posterior levantamento estatsti
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Tempo de reteno na zona de ao curto; as as zonas de ao por gravidade ou com auxilio de uma corrente de ar
O moinho trabalha com partculas maiores.
A carga moda em forma de suspenso em uma corrente liquida freqentemente
dos problemas com ps; Possibilidade de extrao de um componente solvel em gua e posterior recuperao por
Produz partculas menores que na moagem a seco sendo usada na moagem ultrafina
mente o moinho.
Mtodos e medidas de dimenses de partculas O mtodo mais utilizado so as peneiras padronizadas:
O slido colocado no topo de uma srie de peneiras; Cada peneira tem aberturas menores que as da anterior; Quando as peneiras so agitadas, as partculas passam atravs das malhas at que seja
atingida uma que tenha a abertura muito pequena para as partculas passarem;O tamanho das partculas coletadas em qualquer peneira expresso como um
comprimento mdio apropriado entre as aberturas da peneira imediatamente
Medio real das partculas e posterior levantamento estatstico.
as as zonas de ao por gravidade ou com auxilio de uma corrente de ar
freqentemente a gua.
Possibilidade de extrao de um componente solvel em gua e posterior recuperao por
Produz partculas menores que na moagem a seco sendo usada na moagem ultrafina;
itadas, as partculas passam atravs das malhas at que seja atingida uma que tenha a abertura muito pequena para as partculas passarem;
O tamanho das partculas coletadas em qualquer peneira expresso como um nte anterior e a abertura
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