Utilaj de Morarit Si Panificatie 2 [PDF]

Zitiervorschau

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE PARTEA I - UTILAJE PENTRU MORĂRIT MĂCINAREA - GENERALITĂŢI Cerealele care se supun măcinării:

Secară (Secale cereale)

Porumb (Zea mays)

Ovăz (Avena sativa)

Grâu (Triticum vulgare)

Orez (Oryza sativa)

Orz (Hordeum vulgare)

Scopul prelucrării cerealelor în subproduse pentru consum este separarea endospermului de învelişul său. Măcinarea reprezintă operaţia de distrugere a integrităţii fiecărui bob de cereale pentru a se separa apoi particulele de endosperm de cele de înveliş, după care, prin zdrobire, să fie transformate în făină.

Măcinarea simplă

- Procent mare de făină - Puritate redusă a făinii obţinute Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

complexă

- Făină de calitate superioară

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

1

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE 1.UTILAJE PENTRU PREGĂTIREA CEREALELOR ÎN VEDEREA MĂCINĂRII 1.1.Procesul tehnologic al unei mori Procesul de producţie al unei mori, depinde de următorii patru factori principali: • calitatea cerealelor; • fluxul tehnologic de prelucrare adoptat; • calitatea utilajului tehnologic folosit; • calificarea cadrelor ce conduc procesul de producţie. Fazele principale ale procesului de producţie sunt: I. Recepţia cerealelor, care include recepţia cantitativă şi recepţia calitativă. Recepţia cantitativă se rezumă la o cîntărire, stabilindu-se greutatea brută şi apoi cea netă. Recepţia calitativă – constă în luarea de probe din masa de material cu ajutorul unor sonde mecanice analizându-se: puritatea materialului, greutatea specifică şi umiditatea. II. Păstrarea cerealelor în depozite speciale. Silozurile celulare reprezintă tipul optim de capacităţi de depozitare. Ele fac posibilă nu numai organizarea compartimentării şi a păstrării raţionale a cerealelor pe soiuri şi caracteristici principale (cum sunt umiditatea, sticlozitatea etc.), dar şi controlul stării masei de cereale, pentru a preântâmpina o alterare posibilă în procesul de păstrare, supunând cerealele uscării, aerării,precum şi separării prafului. III. Pregătirea cerealelor pentru măcinat, compusă din diferite operaţii, legate între ele într-o anumită continuitate şi executate de diverse tipuri de utilaje. În această fază importantă a procesului tehnologic, se deosebesc patru operaţii principale: - curăţirea masei de cereale de corpuri străine; - curăţirea suprafeţei cerealelor prin metodele “uscată” şi “umedă”; - condiţionarea cerealelor, adică prelucrarea lor cu apă şi căldură, menită să asigure folosirea la maximum a resurselor tehnologice interne ale cerealelor. Condiţionarea se face prin diferite procedee, şi anume: aşa numita condiţionare “rece” fără participarea maşinilor , şi “caldă”, efectuată cu ajutorul unui utilaj special denumit coloană de condiţionare ; - amestecarea diferitelor soiuri de cereale, ţinându-se seama de particularităţile lor, pentru alcătuirea amestecului de cereale cu o anumită caracteristică tehnologică. IV. Măcinarea cerealelor este faza hotărâtoare a procesului tehnologic, la moară, deoarece produce produsul finit – făină. Această fază de producţie, în timpul căreia are loc sfărâmarea cerealelor, se împarte în două operaţii principale: - sfărâmarea brută a cerealelor, pregătite din timp ( proces de şrotuire); - mărunţirea fină a produselor obţinute prin sfărâmarea preliminară şi supuse după aceea ameliorării calitative ( procesul de măcinare). Pentru mărunţirea cerealelor se folosesc utilajele principale din moară denumite valţuri, ale căror organe de lucru sunt tăvălugii. Concomitent cu valţurile lucrează utilajele de cernut denumite site plane care sortează produsele obţinute după mărime şi într-o măsură oarecare, după calitate. Valţurile pentru sfărâmarea brută, împreună cu sitele plane respective, alcătuiesc aşa numitele pasaje de şrotuire, la care se obţine o cantitate mică de făină şi mai multe produse intermediare. Aceste produse sunt semifabricate, masa lor principală fiind formată de grişuri, care sunt particule de endosperm ce variază după mărime, formă şi calitate şi care nu sunt încă eliberate complet de învelişurile exterioare ale bobului, de care sunt strâns lipite. Pentru ca grişurile care conţin părţi din învelişurile bobului să fie scoase din amestec, ele sunt supuse unei prelucrări la maşinile numite curăţitoare de grişuri. Această prelucrare constituie un proces de ameliorare calitativă. Afară de aceasta, parte din grişuri sunt supuse unei prelucrări la valţuri, ai căror tăvălugi execută un fel de “desfacere”a grişurilor, distrugând coeziunea dintre endosperm şi învelişuri, pentru ca apoi să fie separate mai uşor unele de altele. Grişurile curăţite cu ajutorul curăţitoarelor de grişuri, şi supuse “desfacerii”, sunt trimise la o altă grupă de valţuri, pentru a fi măcinate fin în făină. Tăvălugii acestor valţuri au, de obicei, o suprafaţă netedă (lisă). Se mai folosesc – în procesul de măcinare a grişurilor – tăvălugi cu rifluri mărunte, cu condiţia ca produsul care intră să fie, în prealabil, bine sortat şi foarte bine curăţit. Funcţionarea acestor valţuri se efectuează, în mod gradat, procesul de măcinare a grişurilor, în făină, se încheie cu măcinarea învelişurilor, din care se obţine făina rămasă pe învelişuri, Afară de valţuri, la măcinarea cu extracţie participă şi maşinile cu perii pentru tărâţe. Valţurile care efectuează desfacerea, măcinarea şi extracţia alcătuiesc, împreună cu sitele plane respective aşa numitele pasaje de măcinare. Aşadar, după pregătirea lor prealabilă, prelucrarea cerealelor cuprinde: procesul de şrotuire; procesul de curăţire a grişurilor; procesul de măcinare.

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

2

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE 1.2.Indici care caracterizează proprietăţile tehnologice ale cerealelor 1.2.1.Indici care arată proprietăţile de măciniş ale cerealelor 1.2.1.1.Structura anatomică a boabelor de cereale Boabele de grâu

Cea mai mare aglomerare de substanţe proteice se află spre periferia endospermului în zona stratului aleuronic Boabele de porumb

1.2.1.2.Proprietăţile de măciniş ale cerealelor Sticlozitatea. La boabele de grâu şi de secară endospermul poate fi complet sticlos, sau complet făinos, sau particule sticloase şi făinoase combinate în diverse raporturi. După gradul de sticlozitate, grânele se pot împărţi în trei grupe, care se deosebesc prin proprietăţile lor tehnologice. • Prima grupă cuprinde cerealele care au sticlozitatea mai mare de 70%. În timpul sfărâmării, în procesul de şrotuire ele dau o producţie mai mare de grişuri şi o cantitate mică de făină. • Cea de a doua grupă cuprinde amestecul de cereale făinoase şi sticloase, sticlozitatea variind între 40 şi 70%. • Cea de a treia grupă cuprinde cerealele făinoase care au sticlozitatea mai mică de 40%. În procesul de şrotuire se obţine o cantitate mai mare de făină şi una mai mică de grişuri. Procentul de substanţe minerale (cenuşă). Repartizarea substanţelor minerale din boabele de grâu de soiuri diferite se schimbă simţitor în raport cu regiunea de cultivare şi cu condiţiile climatice. Procentul de cenuşă al învelişurilor, al stratului aleuronic şi al embrionului este mult mai mare decât cel al endospermului.

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

3

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE Mărimea bobului. O importanţă foarte mare în procesul de prelucrare o are omogenitatea masei de cereale (dimensiuni egale ale boabelor). Diferitele faze ale procesului tehnologic (curăţirea de corpuri străine, umectarea cerealelor, sfărâmarea la valţuri) decurg optim în cazul omogenităţii masei de cereale. 1.2.2..Indici care privesc însuşirile de panificaţie ale cerealelor Glutenul este o pastă cu însuşiri elasto-vâscozice care ia naştere dintr-o combinaţie de substanţe proteice existente în făina rezultată din măcinarea endospermului prin adăugarea unei cantităţi de apă. Substanţele proteice predominnate în gluten sunt: - gliadina în proporţie de 70% - gluteina în proporţie de 30% Conţinutul în gluten al grâului este influenţat de soi, sol, îngrăşăminte, plantele premergătoare etc.. Din făina care are gluten cu elasticitate şi extensibilitate suficientă se obţine o pâine poroasă frumos crescută. Din făina cu un gluten ce se rupe uşor şi cu o extensibilitate slabă se obţine o pâine necrescută şi cu porozitate mică. Făina cu gluten slab, lipsit de elasticitate, dă un aluat şi o pâine scăzută. 1.2.3.Valorile standardizate ale indicilor masei de cereale 1.2.3.1.Grâu pentru panificaţie Proprietăţi fizice şi chimice Masa hectolitrică min Kg 75 Gluten umed, % min 22 Indice glutenic, min. 25 Sticlozitate în secţiune, % min. 30 Umiditate, % max. 14 Secară, % max. 6 Corpuri străine,% max. 3 Compuse din: a)corpuri negre, % max 1 din care: - neghină, % max. 0,5 - alte corpuri vătămătoare, % max 0,2 b)corpuri albe, % max. rest până la 3 din care: - boabe încolţite, % max. 1 Boabe de grâu mălurate, sau tăciunate, % max. 5 Infestare, cu dăunătorii depozitelor (exemplare adulte vii) Nu se admite Aspect şi gust Culoare Miros

1.2.Proprietăţi organoleptice Caracteristic grâului sănătos De la galben-deschis la galben-roşcat Fără miros de încins, de mucegai sau alte mirosuri străine

1.2.3.2..Grâu pentru paste făinoase Grâul pentru paste făinoase se clasifică în două tipuri: • tip T, grâu de toamnă • tip P, grâu de primăvară Tipul Aspect Culoare Miros Gust

Proprietăţi organoleptice T P Caracteristic grâului sănătos Gălbuie-roşcată Gălbuie Fără miros de încins, de mucegai sau alte mirosuri străine Caracteristic grâului sănătos

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

4

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE Tipul Masa hectolitrică, kg min. Masa a 1000 boabe, g min. Corpuri străine,% max. Compuse din: a)corpuri negre, % max din care: - neghină, % max. - boabe de mălură, % max - cornul secarei b)corpuri albe, % max. din care boabe încolţite, % max. Infestare cu dăunătorii depozitelor, exemplare adulte, vii Boabe de grâu prăfuite sau fulguite de mălură şi tăciune, % max. Sticlozitate în secţiune, % min. Conţinut de gluten umed în şrotul total, % min. Umiditate, % max.

Proprietăţi fizice T P 77 30 3 1 0,5 0,1 lipsă rest până la 3 0,1 Nu se admit 3 65 28 14

75

1.2.3.3..Porumb boabe pentru consum alimentar Porumbul destinat consumului alimentar se livrează în două categorii: categoria 1, pentru morile prevăzute cu instalaţii de degerminare categoria 2, pentru morile fără instalaţii de degerminare. Categoria Aspect Culoare Miros Gust Umiditate, % max. Corpuri străine,% max. din care: -corpuri inerte (minerale şi organice), % max. Seminţe de alte plante de cultură,% max. -boabe de porumb alterate, atacate de boli criptogamice, % max. -boabe de porumb arse având endospermul distrus, % max. Boabe de porumb cu defecte (pătate, cu embrionul de culoare schimbată sau cu atac uşor de mucegai dar cu endospermul sănătos), % max. Spărturi de porumb sănătoase, care rămân pe ciurul nr. 4 R % max. Indice de plutire, % max. Infestare cu dăunători ai produselor depozitate (exemplare adulte vii)

Proprietăţi organoleptice şi fizice 1 2 Caracteristic porumbului sănătos De la alb-gălbuie la galben-portocalie, caracteristică soiului sau hibridului respectiv Caracteristic, fără miros de încins, mucegai sau alte mirosuri străine Dulceag, nici amar, nici acru 17 17 4 5 0,5 0,5 0,5 0,5 1

1

nu se admite

1

1

2

2

8

50

65

Nu se admite

1.3. Pregătirea cerealelor pentru măcinare 1.3.1..Compoziţia fizică a masei de cereale Masa de cereale, recepţionată la unităţile de achiziţie şi prelucrare, constă nu numai din cereala de bază, dar şi din alte culturi, seminţe de buruieni etc, care intră în categoria impurităţilor. Ele sunt clasificate în două tipuri - impurităţi albe şi impurităţi negre

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

5

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE • Impurităţile negre din grâu şi secară sunt constituite din:

- Cernutul sitei cu orificii circulare de 1 mm diametru. Această fracţiune include corpuri minerale (pământ, pietricele, praf); seminţe de buruieni şi de plante cultivate, care nu fac parte din categoria impurităţilor albe;impurităţi organice (resturi de coceni şi spice, frunze, pleavă, ariste, paie etc); boabe atacate de dăunători de hambar şi afectate de acţiunea negativă a microflorei; boabe şiştave; - Impurităţi minerale - particule de pământ, nisip, bucăţi de zgură şi pietre. Această fracţiune fiind prezentă în cereale contribuie la uzura înaintată a organelor de lucru a utilajelor, iar prezenţa acesteia în produsele finite apare ca un scrâşnet la masticaţie, ceea ce face ca produsele să fie de calitate inferioară. De aceea, în curăţătoria morii această fracţiune trebuie complet separată. In cerealele recepţionate de silozuri procentul de impurităţi minerale nu trebuie să depăşească 0,3%, dintre care pietre 0,1%, zgură 0,05%; -Seminţe de buruieni (neghină, măzăriche). In majoritatea cazurilor seminţele de buruieni se maturizează deplin mai târziu decât grâul şi secara. De aceea, la recoltarea cerealelor seminţele de buruieni au un conţinut de umiditate cu 10 - 20% mai mare decât cerealele. Astfel, ele au o activitate respiratorie mare şi reprezintă un mediu favorabil pentru dezvoltarea microorganismelor şi dăunătorilor, ceea ce în condiţii de depozitare necorespunzătoare poate aduce la declanşarea procesului de autoaprindere a cerealelor; -Impurităţi organice. Pe aceste impurităţi se acumulează o cantitate mare de praf de origine minerală şi organică, şi microorganisme; - Boabe de grâu şi secară total afectate (mucegăite, putrezite, calcinate, prăjite), cu endosperm de culoare cafenie până la negru Aceste boabe pot să conţină substanţe cu un gust şi miros neplăcut şi substanţe toxice. Prezenţa acestor boabe reprezintă cauza alterării calităţii cerealelor depozitate şi reducerii valorii alimentare a produselor finite; - Impurităţi vătămătoare. Aceasta fracţiune se clasifică în: ciuperci, care provoacă tăciunele la cereale; impurităţi de origine animală (formaţiuni întunecate ce se conţin în spic, seminţe de buruieni otrăvitoare - grâul prepeliţei, zâzania, muştarul sălbatic , ridichea sălbatică), scaiul sălbatic, etc - -Impurităţile albe în masa de grâu sunt constituite din: - boabe sparte şi atacate de dăunătorii de depozit, indiferent de caracterul şi dimensiunile defecţiunii; - boabe de grâu strivite şi nedezvoltate (şiştave); prezenţa acestora micşorează extracţia şi calitatea produselor finite; - boabe de grâu încolţite, cu radicula ieşită în exterior sau cu radicula pierdută, cu culoarea modificată a învelişurilor; aceste boabe se păstrează greu şi posedă însuşiri tehnologice inferioare; - boabe de grâu autoaprinse sau mucegăite; au culoarea modificată a învelişurilor; - boabe de grâu prăjite ca urmare a uscării incorecte în uscător; - boabe de grâu umflate la uscare; se caracterizează printr-un volum mare a boabelor, prin culoarea modificată a învelişurilor şi fisurarea endospermului; - boabe verzi de grâu, care nu s-au maturizat complet (cazul recoltării timpurii); se caracterizează printr-un conţinut înalt de substanţe hidrosolubile şi însuşiri tehnologice inferioare; - boabe de grâu degerate; - boabe de secară şi orz întregi sau sparte, dar care după caracterul defecţiunilor nu intră în categoria impurităţilor negre; după compoziţia chimică şi posibilităţile de utilizare aceste culturi sunt apropiate de grâu şi? într-un procent oarecare, pot să rămână în masa de grâu. Impurităţile metalice apar întâmplător în masa de boabe, fiind formate din aşchii metalice, şuruburi, şaibe, piuliţe desprinse în timpul transportării sau procesării cerealelor.

• • •

• •

•

1.3.2.Fluxul tehnologic al curăţirii cerealelor în mori Prezenţa impurităţilor în grâu are un rol defavorabil asupra indicilor de morarit şi panificaţie, care poate conduce la: creşterea cenuşii în făină; închiderea culorii făinii; alterarea mirosului şi gustului făinii; pierderea puterii de fermentare a aluatului; scăderea valorii alimentare a fainii; pericolul de intoxicaţii (prezenţa neghinei şi altor buruieni vătămătoare, resturi de rozătoare, micotoxine etc).

De aceea, grâul, înainte de a fi transformat în faină, trebuie supus unei atente curăţiri, în vederea eliminării cât mai complete a impurităţilor. Cea mai bună schemă tehnologică de măciniş, cele mai eficiente şi performante utilaje nu vor putea asigura fabricarea fainii calitative, dacă în secţia de măciniş a morii, la primul pasaj de şrotuire, se vor dirija cereale necurăţate şi

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

6

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE necondiţionate. Totodată, trebuie de menţionat că, pentru obţinerea fainii calitative, trebuie prelucrat numai grâu, care, după recoltare, a fost uscat la temperaturi care nu au afectat calitatea glutenului şi care a fost păstrat la umiditatea de până la 14%, fără manifestarea fenomenului de autoâncingere. Curăţirea cerealelor de impurităţi şi condiţionarea acestora se desfăşoară în curăţătorie care este parte componentă a morii. Pentru funcţionarea fără întrerupere a morii, curăţătoria trebuie să aibă o capacitate mai mare cu 10...20% decât capacitatea secţiei de măciniş. Curăţătoria morii este formată din curăţătoria neagră şi cea albă. In cadrul curăţătoriei negre, din grâul supus prelucrării se separă impurităţile străine - praful mineral, pământul, nisipul, pietrişul, pleava, resturile de paie, seminţele degradate, seminţele de buruieni şi seminţele de alte culturi (orz, hrişcă, ovăz, porumb, neghină, zâzanie,muştar sălbatic, ridiche sălbatică, grâul prepeliţei,). În curăţătoria albă se desfăşoară condiţionarea (tratamentul cu apă) şi prelucrarea suprafeţei (învelişului) boabelor de grâu la descojitoare, separarea completă a impurităţilor din masa de boabe. Procesul tehnologic trebuie să permită cântărirea tuturor produselor extrase (deşeuri, tărâţă, produse finite), iar înregistrările tuturor cântarelor să fie colectate în calculatorul de extracţie, care asigură o informare permanentă a managementului în ceea ce priveşte fluxul de produse şi rezultatele măcinişului. Aceasta este o premisă sigură în conducerea optimă a producţiei, ceea ce înseamnă luarea deciziilor oportune la timp. Calculatorul de extracţie permite culegerea informaţiei privind capacitatea şi extracţia la valori momentane, de schimb, pe zi, săptămână, lună; informaţia poate fi expusă pe monitor sau imprimată. Procesul de curăţire a grâului poate decurge eficient numai în cazul dacă, iniţial, în masa de grâu, intrata în curăţătorie, conţinutul de impurităţi negre nu depăşeşte 2%, inclusiv corpuri vătămătoare maximum 0,2% şi boabe defectate 1%, impurităţi albe - 5%, inclusiv boabe germinate maximum 3%. Totodată, cantitatea de boabe atacate de fuzarioză nu trebuie să depăşească 1%; în acest caz conţinutul de micotoxine nu va depăşi 1 mg în 1 kg de cereale. La ieşire din curăţătorie conţinutul impurităţilor negre în grâu nu trebuie să depăşească 0,4%, dintre care neghină până la 0,1%, impurităţi vătămătoare până la 0,05% (inclusiv muştar sălbatic până Ia 0,04%), conţinutul de boabe cu fuzarioză 0,3%, iar conţinutul de impurităţi albe - 3,0%.

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

7

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE

1.3.3..Procedee şi utilaje pentru curăţirea masei de cereale în mori Procesul de curăţire şi sortare a masei de cereale se bazează pe diferenţierea proprietăţilor fizico-mecanice ale boabelor din cultura de bază şi ale componentelor străine. Principalele proprietăţi care stau la baza separării componentelor din amestecul de cereale sunt: • proprietăţile aerodinamice • dimensiunile de bază (lungime, lăţime, grosime, diametru) • forma şi coeficientul de frecare a suprafeţelor componentelor • însuşiri magnetice Organele de lucru care execută operaţia de separare prin diferenţierea acestor proprietăţi, sunt sub diverse forme şi imprimă traiectorii separate componentelor care au proprietăţi diferite. Astfel, separarea pe baza diferenţei dintre proprietăţile aerodinamice, se realizează prin utilizarea curenţilor de aer verticali sau înclinaţi. Separarea componentelor care au lungimi diferite, se realizează prin utilizarea unor suprafeţe prevăzute cu alveole. In aceste alveole, caracterizate printr-un anumit diametru, pătrund componentele scurte ce vor fi antrenate şi dirijate pe un traseu diferit de a componentelor lungi.. Separarea după grosime se face pe suprafeţe prevăzute cu ochiuri alungite, suprafeţe care pot fi plane sau cilindrice, fiind antrenate în mişcare de oscilaţie respectiv de rotaţie. Diferenţierea componentelor care au lăţimi diferite, se face cu ajutorul suprafeţelor prevăzute cu ochiuri circulare. Acelaşi tip de suprafeţe se utilizează şi la separarea componentelor cu diametre diferite. Forma şi starea suprafeţei boabelor, caracterizate prin diverse valori ale coeficientului de frecare, sunt proprietăţi ce pot imprima traiectorii diferite, dacă se utilizează suprafeţe înclinate fixe sau antrenate caracterizate de o anumită rugozitate.

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

8

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE Impurităţile feroase pot fi extrase prin fixarea pe traseul de curgere a boabelor a unui electromagnet sau a unui magnet permanent . 1.3.3.1.Pneumoseparatoare Pneumoseparatoarele fac parte din categoria separatoarelor, care au la baza funcţionării lor diferenţele de proprietăţi aerodinamice ale cerealelor şi impurităţile uşoare (coji, paie, boabe nedezvoltate, boabe şiştave, pleavă, fragmente de spic, praf ctc.) existente în masa de boabe. Se utilizează la morile care folosesc transportul pneumatic al produselor.

Viteza optimă a curentului de aer la intrarea în separator este de 18 – 22 m/s, iar viteza aerului necesară pentru separarea impurităţilor uşoare este de 5,5 – 6,5 m/s. Parametrii de bază ai separatorului pneumatic care asigură separarea eficientă a impurităţilor sunt: încărcarea specifică, concentraţia masei de boabe în aerul transportat, uniformitatea alimentării cu material, conţinutul impurităţilor în masa cerealieră, dimensiunile canalului de aspiraţie, viteza curentului de aer şi pierderile de presiune în separator. Valorile medii ale vitezei de plutire pentru principalele culturi şi tipuri de impurităţi existente în masa cerealieră se prezintă în figura de mai jos

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

9

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE

•

Cu cât diferenţa dintre vitezele de plutire a două componente ce formează un amestec este mai mare, cu atât mai uşor şi mai eficient acestea se vor separa 1.3.3.2. Separatorul aspirator

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

10

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE

Elementele de proiectare a acestor utilaje, vizează determinarea următorilor parametri: 1. adoptarea vitezei curentului de aer din canalele de antrenare a particulelor uşoare şi corespunzător camerelor de sedimentare în funcţie de viteza critică 2. calculul sarcinii de alimentare cu material din fiecare canal de separare 3. calculul dimensiunilor secţiunii canalelor 4. calculul debitului de aer al fiecărui canal precum şi debitul de aer total al ventilatorului 5. adoptarea dimensiunile orificiilor de cernere a sitelor în funcţie mărimea componentelor care se separă 6. adoptarea unghiurilor de înclinare a sitelor 7. calculul regimul cinematic de antrenare a sitelor pentru a avea mişcare relativă fără desprindere (frecvenţă, amplitudine, turaţie) 8. puterea motorului de antrenare a sitelor, transportoarelor melcate si al ventilatorului •

indicele cinematic limită la deplasarea în sus

r ⋅ ω s2 sin (α + ϕ ) = ks = g cos(α + β + ϕ ) • indice cinematic limită la deplasarea în jos are expresia: r ⋅ ω 2j

kj =

g •

Ko =

±

=

sin ( ϕ − α ) cos(α + β − ϕ )

indice cinematic la desprinderea particulei de sita

cos α sin (α + β )

In funcţie de regimul cinematic se pot realiza următoarele tipuri de deplasări relative ale particulelor:

1. deplasare într-un singur sens: - deplasare în jos

kj < k < ks

- deplasare în sus

ks < k < kj

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

11

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE 2. deplasări în ambele sensuri: - deplasare în sus şi în jos,mai mult în jos

k > ks > kj;

- deplasare în sus şi în jos,mai mult în sus

k > kj > ks

- deplasare în sus şi în jos,cu valori egale

k > ks = kj

3. salturi cu desprinderea de suprafaţa de separare

k > ko

4. starea de repaus relativ pe suprafaţa de separare

k ≤ kj ; k ≤ ks ;

1.3.3.3. Indicii calitativi si cantitativi ai separării pe ciururi plane Procesul de curăţire a seminţelor cu ajutorul ciururilor plane se poate aprecia cu ajutorul indicilor calitativi şi cantitativi. Indicele calitativ este caracterizat de gradul de separare iar cantitatea cu ajutorul indicelui de productivitate. Gradul de separare Gs reprezintă raportul între masa seminţelor mici care au trecut prin orificiile de separare şi masa seminţelor mici aflate în amestecul iniţial: Gs =

M st ka ⋅ M s

în care: Mst este masa seminţelor mici trecute prin orificiile separare; Ms – masa de seminţe ce ajung pe suprafaţa de separare; ka – coeficient care exprimă conţinutul de seminţe mici în amestecul iniţial de seminţe (coeficient de amestec). Intre gradul de separare,lungimea suprafeţei de lucru,cantitatea de seminţe ce trebuie să treacă prin orificii şi intensitatea separării există următoarea corelaţie:

1 Gs = k ⋅k ⋅q 1+ a s b L în care: ks este coeficient ce caracterizează intensitatea separării (dm 2.h/kg); ka - este coeficient de amestec; qb – debitul specific pe 1 dm lăţime a suprafeţei de separare (kg/dm.h); L – lungimea suprafeţei de lucru (dm). Literatura de specialitate prezintă pentru gradul de separare Gs, următoarele valori: - separare de calitate superioară Gs = 0,8 - separare de calitate medie Gs = 0,65 - separare de calitate inferioară Gs = 0,5 Dependenţa dintre coeficientul de amestec ka şi parametrul ks pentru ciururi cu orificii dreptunghiulare, folosite la separarea grâului, se prezintă în figura., în care: 1.-qB = 50kg/dm.h; 2.- q B = 100kg/dm.h; 3.- q B = 200kg/dm.h; 4. – qB = 400 kg/dm.h; 5.- qB = 800 kg/dm.h; . In cazul în care se impun valorile gradului de separare Gs, se poate calcula lungimea suprafeţei de separare cu relaţia: L=

k a ⋅ k s ⋅ qb ⋅ G s 1 − Gs

Lăţimea de lucru B a suprafeţei de separare se determină fie în funcţie de debitul specific qb, fie în funcţie de încărcarea specifică medie pe unitatea de suprafaţă qs în timp de o oră, cu relaţiile: B=

Qa qb

sau

B=

Qa L ⋅ qs

în care: Qa este debitul de seminţe ce ajunge pe suprafaţa de separare.

Relaţia de corelare generală între qb, qs şi

ceilalţi parametri constructivi şi de debit are forma:

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

12

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE qb 1 − Gs = qs = L Gs ⋅ k a ⋅ k s Capacitatea de lucru a ciururilor plane se detrmină cu relaţia: Qp = qs . St în care: St este suprafaţa totală a ciururilor (dm2). Având în vedere încărcarea specifică pe unitatea de lăţime,se poate calcula lăţimea necesară B a ciurului din raportul: B=

Qp qb

(dm)

In general lăţimea B a ciururilor plane este cuprinsă în limitele B = 800 – 1000 mm,iar între lungime şi lăţime există raportul L / B = 1 … 3.. 1.3.3.4. Procesul de lucru realizat de ciururi cilindrice In unele mori, în secţiile de curăţire a cerealelor, se pot întâlni ca organe de lucru şi ciururi cilindrice. Ele se construiesc ca şi cele plane din tablă perforată, cu orificii rotunde sau dreptunghiulare şi în consecinţă separă amestecurile de seminţe după lăţime, respectiv după grosime. Ca părţi componente, ciururile cilindrice cuprind un ax de susţinere a suprafeţei de separare şi transmiterea către aceasta a mişcării de rotaţie prin intermediul unor braţe radiale. Tabla perforată de formă cilindrică constituie suprafaţa de lucru propriuzisă. Se construiesc ciururi cilindrice cu orificii de aceeaşi dimensiune pe toată lungimea sau sub forma unor tronsoane în cadrul cărora orificiile sunt de dimensiuni diferite, permiţând separarea seminţelor în mai multe sorturi, de la mic către mare. In interacţiunea dintre suprafaţa interioară a ciurului în mişcare de rotaţie şi masa de seminţe distribuită pe suprafaţa acesteia, se pot imprima seminţelor două feluri de mişcări, care se deosebesc între ele în principiu prin prezenţa sau absenţa repausului relativ al seminţelor. Analiza care se efectuează în continuare urmăreşte să definească în mod concret, factorii cinematici pentru care se crează condiţiile mişcării seminţei fără repaus relativ. Numai în condiţiile în care regimul cinematic evită apariţia repausului relativ al seminţelor este posibil ca suprafaţa de lucru să separe seminţele. Pentru un anumit regim cinematic al unei suprafeţe cilindrice caracterizat prin indicele

k=

R ⋅ω 2 ,corespunzător g

căruia apare repausul relativ, ciclul mişcării particulei la o rotaţie a ciurului poate cuprinde patru etape (fig.2.14) reprezentate prin: faza de repaus relativ (4–1); faza de mişcare relativă cu întârziere, cu alunecarea particulei pe suprafaţa interioară (1–2); faza de mişcare liberă, independentă de suprafaţa de lucru ( 2-3) şi faza de alunecare pe suprafaţa de lucru cu mişcare relativă accelerată (3-4). Delimitarea celor patru puncte caracteristice s-a făcut conform notaţiilor din figura. Pentru o viteză unghiulară de rotaţie a ciurului ω şi respectiv a particulei antrenate Ω , în intervalul 4-1, când are loc repausul relativ,se asigură condiţia ω = Ω. In scopul restabilirii regimului cinematic care evită repausul relativ, se consideră o particulă în interiorul suprafeţei cilindrice de separare, la începutul alunecării pe suprafaţa interioară şi fără desprindere. Pentru efectuarea studiului analitic se alege un sistem mobil de axe de referinţă ξ O η , care se consideră că se roteşte cu aceeaşi viteză unghiulară ω. Neglijând forţa de inerţie a particulei şi acceleraţia Coriolis, se scrie condiţia de echilibru după direcţia O – η .Tinând seama de interdependenţa dintre reacţiunea N, forţa de frecare F , forţa centrifugă dată de produsul m.r.ω 2 şi componentele pe cele două direcţii a forţei datorită greutăţii particulei exprimată prin produsul m.g., rezultă că:

Utilaje pentru pregătirea cerealelor în vederea măcinării

Prof.dr.ing.Dănuţă Cozma Facultatea de mecanică Iaşi

Cap. 1

13

MASINI SI INSTALATII PENTRU MORĂRIT ŞI PANIFICAŢIE particulei la limita repausului relativ N=m.r.ω2 + m.gcosα =

F cos ϕ = m.g.sinα tgϕ sin ϕ

respectiv: r.ω2.sinφ = g(sinα.cosφ – cosα.sinφ) = g.sin(α-φ) Regimul cinematic limită corespunzător căruia se mai păstrează condiţia Ω = ω, are valoarea:

sin (α − ϕ ) r.ω 2 = sin ϕ g

Kc =

Pentru ca să dispară repausul relativ încă din cadranul I, este necesar ca ciurul să funcţioneze la un regim cinematic k < kc respectiv viteza unghiulară va fi: ωc