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PROCESSAMENTO DE MILHO

PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DO MILHO

Aspectos histricos e econmicos Planta da famlia Gramineae, espcie Zea Mays, Origem - regio do Mxico e a Amrica Central, h milhares de anos. Com a descoberta da Amrica e as grandes navegaes do sculo XVI, a cultura do milho se expandiu para outras partes do mundo. Hoje em dia - cultivado e consumido em todos os continentes; 3 cereal produzido no mundo. No Brasil desde antes do descobrimento. Os ndios tinham o cereal como o principal ingrediente de sua dieta. O Brasil um dos trs maiores produtores (Estados Unidos, China e Brasil), porm consumo ainda pequeno. Safra recorde de 41,5 milhes de toneladas em 2001, no reflete a baixa produtividade. Um dos fatores do baixo nvel de produtividade brasileiro o grande nmero de pequenos produtores que cultivam esse cereal. Pequenos produtores, que cultivam menos de um hectare de milho, representam 30,8% dos produtores e colhem apenas 1,89% da produo. Pesquisa realizada pelo IBGE estima um potencial de 40 milhes de toneladas para a atual rea plantada com milho no Brasil.

Tabela 1: Estimativa de consumo de milho em gros no Brasil

Uso 2001

(1000 t) (%) Consumo Animal 26.366 63,5

Avicultura 13.479 32,4

Suinocultura 8.587 20,7

Pecuria 2.772 6,7

Outros Animais 1.528 3,7

Industrial 4.163 10,0

Consumo Humano 1.505 3,6

Perdas e Sementes 263 0,6

Exportao 5.629 13,6

Outros 3.613 8,7

Total 41.541

Fontes: Abimilho, MB Associados e Safras & Mercado, 2001

Pr-processamento:

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Beneficiamento: conjunto de operaes para melhoramento das caractersticas do produto colhido, preparando para utilizao comercial. Inclui as operaes ps-colheita: debulha, pr-limpeza, secagem e armazenamento. Nas agroindstrias, os gros so recebidos normalmente a granel.

Processamento Agroindustrial:

Produtos fub comum, canjica e canjiquinha, fub mimoso (granulometria diversa), farinha de milho, pipoca expandida.

Figura 2: Esquema simplificado do processamento agroindustrial de milho

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Canjica o gro de milho degerminado e descorticado Produto obtido em canjiqueiras. Embalado e vendido, ou usado como matria-prima na prpria agroindstria (fub mimoso, farinha torrada, pipoca expandida,etc.) Diferentes fraes granulomtricas = canjica grossa, canjiquinha, quirera

Figura 4: Canjiqueira de impacto

O milho desgerminado, apresenta rendimento de aproximadamente 57% distribudo em fraes de canjica grossa, mdia e quirera, alm do farelo. O milho grado vendido para consumo como canjica, para fbrica de pipoca expandida ou encaminhado para fabricao de farinha, j os milhos mdios e midos so modos e vendidos como canjiquinha, quirera de canjica, ou transformados em fub.

farelo

canjica

frao mdia

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Fubs

Tabela 2: Comparao entre algumas caractersticas de fubs comum e mimoso: Fub Comum Fub Mimoso Gro integral Gro degerminado e descorticado

Valor nutritivo maior: mais protenas e leo Valor nutritivo inferior: mais carboidratos Granulometria grosseira Produtos mais finos

Elevado teor de leo: rancidez Teor de leo baixo Baixa conservaao Vida de prateleira mais longa Vendido a granel Vendido em embalagens

Fub comum gros no passam pela canjiqueira; o produto integral. Gros sao limpos, passam pelo moinho de pedra (ou martelo), e so depositados em recipientes para distribuio a granel

Figura 3: Moinho de pedra

O moinho composto de duas pedras (ms), que so providas de sulcos ou ranhuras (refere-se ao termo regueira) abertas na superfcie de atrito, dispostas no sentido radial e com profundidade decrescente do centro para a periferia. As regueiras so abertas em plano inclinado, no sentido do movimento de rotao da pedra, geralmente em uma largura de 3 cm e profundidade inicial de 1 a 2 cm para cada 30 cm de raio. Assim, uma pedra de moinho de 100 cm de dimetro ter regueiras com profundidade inicial de 3 cm. A disposio das regueiras diversa, mas so comuns as talhadas em arco ou em raios

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inclinados e bifurcados, para auxiliar a fora centrfuga e evitar o super-aquecimento do fub. As pedras de grande dimetro dever ter maior nmero de bifurcaes. O milho alimentado pelo centro da m e o escoamento do fub pela periferia. Para que um moinho de pedras tenha bom funcionamento, a pedra mvel deve ter um perfeito balanceamento, sendo necessrio ajustamento peridico. O fabricante nem sempre se preocupa com este detalhe, sendo necessrio ajustar o equilbrio da m, adicionando contrapesos de chumbo ou de outro material, no setor mais leve. Os moinhos de ms pequenas ocupam menor espao, de fcil manejo, custam menos, porm, desgastam mais e exigem constante balanceamento, pois realizam o servio em menor rea de atrito. O rendimento em fub de 125,00 a 130,00% em relao ao volume de moinho e depende de sua granulometria, ou seja, quanto mais grosso, menor o rendimento.

Fub mimoso limpeza, canjiqueira, moinho de martelos, peneiragem (classificao), embaladoras Os moinhos de martelo constituem-se de cofre de ao cilndrico, com uma moega de alimentao na parte superior e uma sada inferior. Internamente, um eixo longitudinal provido de hastes de ferro, mvel, que gira a mais de 1500 rpm, atira os gros contra barras cortantes, fixadas longitudinalmente na carcaa do cofre. As barras mveis do eixo (martelos) passam a uma distncia mnima das barras fixas, provocando uma triturao intensa dos gros. O milho triturado atirado pelo efeito centrfugo, contra chapas finamente perfuradas, que funcionam como peneira. Variando-se as peneiras em perfuraes e dimetros, obtm-se fub de diferentes granulometrias. Acoplado sada do moinho encontra-se um dispositivo de ciclone, que realiza um resfriamento do fub e o conduz a um funil inferior de ensacamento. O ar expulso pela parte superior do ciclone, e dependendo da finura desejada do fub e do tipo de milho sendo modo, uma boa quantidade de creme de milho pode ser produzida, produto este tambm recolhido pela parte superior do ciclone. A indstria nacional fabrica moinhos de martelo de diversas capacidades, com mais de um estgio e com grande rendimento.

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Figura 5: Moinho de martelo (a-vista geral, com elevador e ciclone; b- detalhe da cmara de moagem, mostrando os martelos e discos de separao; c- alguns modelos de martelos)

a

b

c

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Farinha torrada de milho: Canjica (melhor qualidade) ou gro integral. Tanques de macerao = alvenaria com revestimento de inox, ou tanques de inox Macerao em etapas: 1 em gua morna (50oC) temperatura inicial elevada favorece fermentacao lctica = pH , inibindo fermentaes indesejveis. Segue macerao em gua fria (ToC ambiente) reduz perda de slidos para gua Drenagem e moagem em moinho de discos Peneira cilndrica remove resduos de pelcula = melhor qualidade no produto final Fornos rotativos torrao

Figura 6: Tanques de macerao (ao inox)

Figura 7: Moinho de disco com modelo de disco no detalhe

Figura 8: Moinho de disco com peneira cilndrica acoplada

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Figura 9: Forno Rotativo

O termo de farinha de milho pode ser confundido com a moagem muito fina do milho, a seco, antes ou depois de degerminado, separando-se o produto em peneiras, como no caso do trigo. Entretanto, a farinha de milho tradicional de algumas partes do Brasil constitui um alimento relativamente nutritivo comparado a outras farinhas, embora com menor generalizao de uso, e obtida de forma diferente, como descrita a seguir. Pelo processo artesanal de fabricao, o milho colocado em tanques de macerao e a mantido at se tornar hidratado e macio. Como a carga do recipiente esttica e o tempo de residncia longo (2, 3 ou 4 dias), instala-se fermentao natural, conferindo ao milho, caracterstica de odor e sabor peculiares dependendo do tempo e tipo de fermentao que ocorre. A literatura cita a fermentao lctica, porm a fermentao butrica tambm ocorre. Aps esse tratamento, o milho socado em pilo ou monjolo at triturao intensa. Depois umedecido e peneirado sobre superfcie aquecida, para secar e torrar. Formam-se os beijus que so removidos (com vassouras) da superfcie quente e deixados esfriar, em operao comumente de abiscoitamento. Nas agroindstrias, o processo de preparao no difere muito do processo artesanal; este porm foi aperfeioado. mais eficiente usar canjica na macerao, sendo esta, colocada em tanques de inox ou de alvenaria revestidos por chapas de inox. Os gros absorvem gua, incham, ficando macios. A absoro de gua atinge 45-50% de umidade e os gros so facilmente penetrados com a unha, com ligeira presso. A hidratao ocorre entre 6 e 7

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horas, quando se utiliza gua temperatura entre 50 e 60 C, ocorrendo ausncia total ou parcial de processo fermentativo. Aps a hidratao, a gua escorrida (passa por peneiras) ou separada por centrifugao e o milho lavado em lavadores centrfugos. Por razes de preferncia de consumo, a fermentao mantida em algumas fbricas, gua aquecida utilizada no incio do processo, com substituies dirias da gua de macerao, para auxiliar no controle da fermentao. Este processo leva 4-6 dias, e a gua quente inicial favorece a seleo de microorganismos de fermentao lctica, desejveis no processo. O milho mido e lavado triturado em ms de pedra, ou moinhos de discos, evitando-se moagem excessiva para no formar pasta e sim um material grosseiro, esfarelado, embora mido. Essa massa ralada e mida, cai sobre uma peneira normalmente rotativa, onde se separam os torres ou pedaos no modos, que so retornados ao moinho, alm de resduos de pericarpo e grmen, que, se mantidos no produto, baixam a qualidade final por queimarem excessivamente durante a torrao, prejudicando o aspecto visual (pontos pretos) e o sabor caracterstico da farinha. A massa ralada mida e peneirada encaminhada para os torradores, manualmente ou atravs de condutores mecnicos. Os torradores (fornos de torrao) podeem ser contnuos ou de chapas fixas ou rotativas, sobre as quais os beijus so formados. Depois de secos ou torrados, os beijus so removidos do forno, resfriados e acondicionados em sacos de papel ou de plstico. A farinha de milho obtida com macerao em gua aquecida, elimina a fase morosa de amolecimento por meio de gua fria e ocorrncia de fermentao. Entretanto, h produtores de farinha que no dispensam essa fase, pois a macerao, seguida de fermentao, conferem ao produto final aroma e sabor, exigidos por uma importante parcela de consumidores. Sendo esta fase conduzida em tanques adequados, em locais arejados e aplicadas corretamente as Boas Prticas de Fabricao (BPF), o processo pode ser conduzido em boas condies sanitrias.

Pipoca expandida

A canjica de melhor qualidade empregada na confeco dessas pipocas, conhecidas em algumas regies como pipoca japonesa. Essa pipoca que se faz, tambm com arroz e macarro tubinho cortado, obtida por aquecimento da canjica em uma retorta de ferro at a presso de 22,00 kg/cm2, pela aplicao de calor seco, por meio de maaricos. Essa retorta consta de um tubo de ferro de paredes de 2,50 cm de espessura, fechado em uma das extremidades, provido de uma tampa hermtica na outra, com uma trava que possui um sistema de abertura rpida e de uma dobradia, colocadas diametralmente opostas. Na tampa, h um pequeno eixo e, na outra extremidade fechada, outro eixo

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terminado em manivela. Os dois eixos permitem o assentamento longitudinal da retorta sobre mancais fixados em uma base, a uma altura tal que permita a colocao de um maarico de gasolina ou gs. Na carcaa do aparelho ou na tampa, instalado um manmetro. A canjica colocada no interior da cmara e depois que esta fechada hermeticamente, a retorta colocada sobre seus mancais e aquecida pelo maarico, ao mesmo tempo em que se imprime um movimento constante de rotao. Com isto conseguido um aquecimento uniforme de toda a cmara, evitando a queima da canjica em seu interior. Rapidamente a presso interna eleva-se e quando esta alcana 20,00-22,00 kg/cm2, a retorta retirada de sua base, e sua tampa colocada sobre o suporte de uma pequena janela, construda em uma cmara de 1,00 a 2,00 m3. A tampa da retorta aberta com um golpe na sua fechadura, ocorrendo um estampido muito forte. Devido a esse estampido a retorta conhecida comumente por canho. H uma expanso instantnea do ar aquecido, no inteiro da cmara e no interior dos gros. O amido est plstico pelo calor e pela umidade interna e o gro, sem perder sua forma original, aumenta um grande nmero de vezes, com bela aparncia e com uma densidade reduzida. Depois de fria essa pipoca ento embalada in natura, com sal, com acar e corantes, e comercializada. Sua produo limitada e seu interesse puramente local.

Figura 10: Retorta e temperador

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Composio dos Produtos de Milho:

Tabela 3: Composio qumica aproximada dde alguns produtos de moagem de milho via seca

Produtos Umidade Cinza Protena Fibra Lipdeos Carboidratos* Milho 15,5 1,3 9,0 2,5 4,5 67,2 Canjica 13,0 0,5 8,0 0,5 0,7 77,3 Fub 12,0 0,7 7,5 0,6 1,5 77,7

Os dados esto em % base mida *Carboidratos calculados por diferena

Processamento Industrial VIA SECA

Armazenagem

De acordo com a capacidade de processamento da fbrica, pode haver necessidade de manter grande estoque armazenado. A indstria pode prever estoque de milho para 15 dias ou mais de operao, desde que sejam seguidos adequadamente, padres e normas para armazenagem de gros. Um estoque de gros est sujeito a ataque de gorgulhos e outros insetos. Para evitar esse inconveniente, causador de prejuzos, h depsitos que possuem fechamento hermtico, onde se faz a fumigao peridica e preveno ao ataque de roedores.

Limpeza

Fabricantes cuidadosos procuram limpar corretamente o milho antes do processamento, utilizando-se de mquinas sopradoras, classificadoras, ou mquinas combinadas, onde, por meio de peneiras classificadoras e dispositivos magnticos e de sopramento, o milho separado de impurezas (materiais metlicos, pedras, paus, palhas, sabugos, insetos, terra e outros). A separao dessas impurezas, alm de contribuir para a obteno de elevada qualidade, evita desgaste da maquinaria, aumentando sua durao e eficincia, e protege colaboradores (funcionrios), prevenindo acidentes de trabalho.

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Produo de Canjica

Industrialmente, a canjica obtida com milho limpo, passando-o por equipamentos de impacto, de alimentao e descarga intermitentes, como canjiqueiras (como no processo semi-industrial) e entoleter, no qual o gro de milho, alimentado atravs de uma entrada central, cai num disco giratrio de alta velocidade, que arremessa os gros contra a parede interna do equipamento, sendo o gro degerminado por impacto. Mtodos mais sofisticados empregam tambm ou exclusivamente os degerminadores de atrito, com alimentao e descarga contnuas.

Figura 11: Degerminador Beall

Os desgerminadores contnuos so usados para produo em grande escala. Degerminadores do tipo Beall trabalham por frico. Constituem-se de cilindro cnico que gira dentro de um outro e que pode ser deslocado longitudinalmente, regulando e graduando a intensidade de triturao. O trabalho satisfatrio, com excelente remoo de pelcula e grmen, porm a canjica normalmente mais mida, e por esta razo, mesmo as fbricas de grande porte utilizam canjiqueiras de impacto na produo da canjica grossa. O milho desgerminado, separado, apresenta rendimento varivel; porm, aproximado de 57% de milho desgerminado, distribudo em 48% de milho desgerminado grosso, 5,7% de milho mdio e 3,3% de milho mido e 43% de farelo, em peso. Em indstrias bem montadas, h um sistema de limpeza da canjica para eliminar o p e os resduos que ficam

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aderidos ao milho desgerminado, sendo esta ser feita por meio de brunidores e de peneiras separadoras com dispositivo de sopramento. A canjica obtida de qualidade superior.

Produo de fub

Em todas as plantas de moagem de milho via seca, so fabricados produtos bsicos, incluindo grits e fubs de diferentes granulometrias, alm do creme de milho. O processo de produo industrial composto basicamente de 6 operaes: condicionamento, degerminao, secagem, moagem, peneiragem e classificao, e embalagem. As grandes indstrias porte

O condicionamento consiste no umedecimento dos gros de milho, aps completadas as operaes de limpeza, para que este atinja aprox. 20-22% de umidade. Por ser uma adio considervel de gua nesta operao, esta normalmente dividida em duas etapas; a primeira, na qual se eleva a umidade dos gros de 12-13% (umidade segura para armazenamento), para cerca de 18%, seguindo ento para silos intermedirios de descanso (por cerca de 3 horas); e a segunda etapa, onde a umidade novamente determinada, e a operao repetida, aumentando a umidade para cerca de 20-22%. O processo o mesmo em qualquer das etapas: os gros saindo dos silos de armazenamento so pesados e transferidos para um misturador contnuo, com um ou dois eixos tipo rosca sem-fim, e recebe, durante a passagem, jatos (sprays) de gua potvel. A quantidade de gua adicionada calculada basicamente pela umidade inicial do gro, umidade final desejada, quantidade de milho a ser condicionada, mas outros fatores so tambm considerados como a vazo da gua, a temperatura da gua e dos gros, modelo do misturador, entre outros. E, seguida, o milho deixado em silos de descanso, para garantir que a gua adicionada seja incorporada pelo gro (equilibra a umidade). O objetivo do condicionamento favorecer a remoo de cascas (pericarpo) e grmen, por conferir maior plasticidade ao pericarpo e certo enrijecimento ao grmen. A diferena da composio qumica de cada parte estrutural de gro de milho implica numa diferena da capacidade de absoro de gua e, conseqentemente, numa diferena de comportamento destas fraes frente as operaes posteriores, de impacto, atrito e cisalhamento. A etapa de condicionamento anterior a degerminao garante a obteno de produtos de milho com melhor qualidade, menos teor de fibras e lipdeos e, conseqentemente, com maior vida-de-prateleira.

Caio RochaMarcador de texto

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Fonte: Modificado de Johnson, 1991.

Figura 12: Fluxograma de limpeza e condicionamento dos gros de milho

Resduos lquidos e slidos

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Uma vez atingida a umidade desejada, os gros de milho so degerminados, preferencialmente em equipamentos contnuos, de atrito (Beall), e em seguida so secos em secadores de tnel, com ar quente e ventilao forada, e resfriados, antes da moagem propriamente dita. Nas empresas de grande porte o milho modo quase exclusivamente atravs de moinhos de cilindros ranhurados (conhecidos como moinhos de quebra), seguido de peneiragem em peneiras planas, para separao e classificao das fraes de acordo com a sua granulometria. Um complexo arranjo de moinhos, peneiradores planos e ciclones so dispostos na rea de moagem da planta, e o fluxograma de produo pode ser programado para aumento de produtos com fraes granulomtricas maiores ou menores, dependendo da demanda e da logstica de armazenamento dos produtos. Antes da embalados, estes produtos devero ser resfriados, e alguns deles so fortificados, para atender mercados especficos.

Fonte: Modificado de Johnson, 1991.

Figura 13: Fluxograma representativo das operaes de moagem via seca de milho.

De modo geral, os produtos de milho com maior valor agregados so aqueles que servem de matria prima para obteno de alimentos mais nobres, como cereais matinais, flocos de milho, alimentos infantis e produtos pr-gelatinizados.

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Flocos de milho

Os flocos de milho so obtidos por industrializao da canjica, sendo esta, misturada com 3,00% de xarope de milho e conduzida a uma autoclave rotativa, para ser cozida sob presso (1,50 a 2,00 atm), por ao de injeo de vapor direto e aps 1 a 2 horas de operao, o milho estar cozido e com, aproximadamente, 33,00% de umidade. Essa mistura conduzida a um moinho, onde reduzida a massa moda fina e enviada a um secador de tambores ou a um secador rotativo vertical, com injeo de ar quente, onde a umidade reduzida a 22,00%. O material obtido comprimido entre dois cilindros de ao (refrigerados internamente por gua fria), que giram horizontalmente a 180-200 rpm e exercem presso de 200-250 kg/cm2. Desses cilindros, o material prensado segue para um torrador rotativo contnuo aquecido externamente, ou por ar quente, a 280-290 C, onde a massa de milho passa rapidamente (2-3 min.), perdendo umidade, restando apenas 3,00% da gua. Da conduzida para armazenamento em um transportador, onde recebe uma pulverizao de soluo com vitamina do grupo B, seguida de resfriamento empacotamento. Os flocos de milho so obtidos de forma muito semelhante aos flocos da mandioca.

Figura 14: Esquema de um extrusor e as diferentes zonas de processamento.

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Atualmente o uso de tambores rotativos limitado a instalaes existentes. A moderna indstria usa extrusores, onde o milho sofre pr-gelatinizao, extruso para obteno dos flocos e secagem. Esses flocos so obtidos nos mesmos equipamentos usados na preparao de alimentos amilceos expandidos, apresentando maior conservao quando comparados queles obtidos em tambores.

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