Capitolul 2UTILAJUL DE FRĂMÂNTAREA ŞI

FERMENTAREA ALUATURILOR

2.1 UTILAJUL DE FRĂMÂNTARE A ALUATURILOR

Procesul de frământare se reduce la amestecarea făinii, apei, drojdiilor, soluţiei de sare, de zahăr, grăsimilor şi a altor componente pentru a obţine o masă omogenă, aplicarea acestei mase a unor proprietăţi fizice şi mecanice specifice aluatului şi crearea condiţiilor favorabile fermentării prin aerarea lui cu aer.

Frământarea aluaturilor este un proces destul de compli-cat, ea este însoţită de fenomene biochimice, coloidale, de creştere a temperaturii aluatului.

Pentru a avea loc procesul de amestecare, este necesar ca organele de lucru să efectueze o mişcare relativă în masa de aluat.

Caracterul procesului de frământare şi calitatea aluatului (omogenitatea şi proprietăţile fizice) în mare măsură depind de mulţi factori fizici şi mecanici ai maşinii: cantitatea de aluat, antrenată de către organul de lucru, viteza şi forma traiectoriei de deplasare a organului de lucru, forma cuvei.

Cu cât mai puţin aluat este anternat de către organul de licru, cu atât mai omogen se obţine amestecul şi mai bine se întinde aluatul. Dar, în cazul antrenării unor cantităţi prea mici de aluat, creşte durata frământării. Cantitatea de aluat antrenată depinde de forma şi suprafaţa organului de lucru.

Durata procesului de frământare este funcţie şi de viteza organului de lucru. La mărirea vitezei organului de lucru durata procesului de frământare scade. Fiecare malaxor posedă o viteză optimă a organului de lucru, la care durata de frământare şi consumul de energie nu depăşesc normele stabilite.

Uneori, la utilizarea făinurilor din grâu dur, pentru formarea plasticităţii şi elasticităţii aluaturilor sunt necesare viteze mari ale organelor de lucru. Totodată, energia pentru punerea în funcţie a malaxorului se măreşte de 2,5-3 ori. În aceste cazuri, pentru micşorarea consumului de energie, se folosesc motoare electrice cu două viteze la care raportul puterilor este 1:2. La început, când are loc amestecarea componentelor, organului de lucru i se aplică o viteză minimă, iar la sfârşit (cu aproximativ 3 min până la sfârşitul procesului) – viteza maximă.

Din cauza modificării proprietăţilor fizico-mecanice ale aluaturilor, consumul de energie pe parcursul frământării variază: la început, când are loc amestecarea componentelor, consumul de energie este minim, în continuare, datorită îmbună-tăţirii proprietăţilor fizico-mecanice, creşte şi consumul de ener-gie. Ajungând la o limită maximă, o perioadă de timp consumul de energie rămâne constant şi apoi scade brusc. Aceasta ne demonstrează, că din cauza duratei mari de frământare, structura aluatului începe să se distrugă.

Forma traiectoriei de deplasare a organului de lucru de asemenea influenţează la eficacitatea lucrului maşinii. Ea deter-mină omogenitatea masei de aluat obţinute şi durata de frământare.

Aluaturile elastice necesită o frământare şi întindere mai intensă de cât cele plastice. De aceea se pregătesc în malaxoare cu traiectoria organului de lucru compusă, în plan sau spaţiu şi în malaxoare cu două organe de lucru rotative.

Aluaturile din făină de secară şi din făină integrală de grâu sunt plastice, iar aluaturile din făină de grâu de calitatea I, II şi superioară – elastice. În dependenţă de plasticitatea şi elasticitatea aluatului, se utilizează diferite metode de acţionare mecanică asupra lui. La frământarea aluaturilor plastice se folosesc malaxoare de construcţie simplă, de exemplu malaxorul cu organul de lucru rotativ. La frământarea aluaturilor dure

(pentru biscuiţi, covrigi etc.), care necesită o acţionare mecanică intensivă, se folosesc malaxoare cu două organe de lucru, care se rotesc în diferite direcţii şi cu diferite viteze.

Malaxoarele pot fi clasificate după următoarea schemă:

C o m b in a te

L en te R ap id e

M alax o are

C u o sc ila rea o rg an u lu i d e lu c ru in p lan

C u ac tiu n e co n tin u a, C u ac tiu n e d isco n tin u a,

C u p a le te C u cuva netransportab ila

C u cu v a tran sp o rtab ila

C u cuva nem iscata

C u ro tirea libera a cuvei

,C u ro tirea fortata a cuvei

C u ax a d e ro ta tie a

o rg an u lu i d e lu c ru

o rizo n ta la

,C u ax a d e ro ta tie a

o rg an u lu i d e lu c ru v e rtica la

,

C u tra iec -to ria o rg a -

n u lu i d e lu c ru

co m p u sa , in sp a tiu,

C u ax a d e ro ta tie a

o rg an u lu i d e lu c ru in c lin a ta

,

2.1.1 Malaxoarele cu acţiune continuă

Malaxorul H-12

Malaxorul H-12 se utilizează mai des în agregatul HTREl prezintă (Fig. 1) un vas confecţionat din foaie de metal

inoxidabil. Pe axa vasului este instalat arborele 1 cu opt palete

2 montate elicoidal. Arborele se pune în mişcare de către motor prin intermediul reductorului 3 şi a transmisiei cilindrice 4.

5

3

4 1 2 7 8

6

Fig. 1 Malaxorul H-12

Operaţia de frământare se petrece în modul următor. De la dozatorul 5 malaxorul se alimentează cu făină, iar de la staţia de dozare 6 – cu componentele lichide. Alimentarea are loc în flux. În prima parte a camerei de lucru aceste componente se amestecă minuţios cu o deplasare concomitentă de-a lungul axe de rotaţia a arborelui. Deplasarea se datorează înclinaţiei pale-telor şi a presiunii din partea masei de produse ce alimentează

camera de lucru. Masa de produs, deja amestecată, se revarsă peste peretele despărţitor 7, instalat la mijlocul camerei de lucru, şi nimereşte în a doua parte a vasului. Aici se petrece frămân-tarea în continuare a aluatului pentru ai aplica proprietăţile fizico-mecanice necesare. Aluatul gata iese din maşină prin gura de alimentare 8.

Malaxorul H-26A

Malaxorul H-26A prezintă un vas în care sunt instalaţi doi arbori paraleli cu palete. Arborii au sens de mişcare opus. Operaţia de frământare se petrece analogic ca şi în malaxorul H-12.

Malaxorul FTK-1000

Este destinat pentru frământarea intensivă a aluaturilor din făinuri de grâu şi de secară.

Malaxorul posedă o cameră de lucru de formă cilindrică 1 de diametru relativ mic (200 mm) înzestrată cu manta de răcire 2 (Fig. 2). În partea interioară a camerei sunt fixate ştifturile 3.

A -A

A

A

5 6 1 2 7 8 9

3 2

4

Fig. 2 Malaxorul FTK-1000

Camera se desface pe balamaua 4 în două în două semicilindre pentru acces la curăţire şi reparare. Pe arborele principal 5 este montat şnecul amestecător 6 şi ajustajul cu paletele 7. Camera de lucru se termină cu un prelungitor conic 9 care trece în conducta de plastificare 9.

Turaţia organului de lucru este de 3,3 s-1, durata de fră-mântare – 10-60 s. Maşina este compactă, comodă în deservire şi curăţire.

Malaxorul tip Sidera

Acest malaxor este destinat pentru frământarea intensivă a aluaturilor. În el (Fig. 3) componentele lichide (apă, lapte, gră-sime) sunt introduse cu ajutorul pompelor dozatoare prin gurile de alimentare 1, iar făina, sarea, zahărul sunt introduse prin gura de alimentare 2. Ansamblul componentelor este amestecat în ca-mera cilindrică (turbomixer) 3, înăuntrul căreia se află o spirală ce se roteşte cu 1000 rot/min. Pasta omogenă cade prin gura de trecere 4 în camera de frământare 5 unde se realizează o frământare intensivă. Aluatul gata se elimină prin gura de eli-minare 6.

2 1 3 5 4

6

Fig. 3 Malaxor tip Sidera

În acest malaxor amestecarea componentelor are loc în flux dinamic, ceea ce permite atât o economie de energie, cât şi o eficienţă de malaxare mult mai mare. Fiecare particulă solidă

întâlneşte o particulă lichidă la care trebuie să se asocieze, ceea ce evită formarea de grămezi (bulgări) dificil de distrus.

2.1.2 Malaxoarele cu acţiune discontinuă

Malaxorul tip TMM-1M

Este destinat pentru mecanizarea lucrărilor de frământare la întreprinderile de panificaţie mici şi în secţiile de patiserie.

Malaxorul este instalat pe batiul 1 (Fig. 4). Pentru fixarea mai precisă a cuvei, în batiu sunt confecţionate două pro-eminenţe laterale şi o adâncitură la centru pe care se rosto-goleşte roata conducătoare a cuvei.

Fig. 4 Malaxorul TMM-1M

Mecanismul de acţionare este alcătuit dintr-un reductor cu melc de la care mişcarea de rotaţie se transmite în două direcţii: la cuvă, prin intermediul unui alt reductor cu melc şi la paleta de frământat 2 prin intermediul transmisiei cu lanţ, a steluţei 3 şi a manivelei 4.

Reductorul mecanismului de acţionare al cuvei constă dintr-un corp de fontă, un angrenaj cu melc şi un capac. Pe capătul superior al arborelui reductorului cuvei 5 este îmbrăcat discul conic 6 înzestrat cu un cuib pătrat în care intră tija arborelui dejei.

Pârghia 7 a paletei de frământat se împarte printr-o îngroşare sferică în două braţe: primul braţ este drept şi scurt, al doilea – lung şi încovoiat sub un unghi de 118 O. La mişcare braţele pârghiei descriu conuri a căror vârfuri se află în punctul de sprijin al pârghiei (în lagărul sferic oscilant 8).

Pentru evitarea revărsării aluatului din cuvă, maşina este prevăzută cu apărătoarea de protecţie 9.

Malaxorul tip “Standard”

Malaxorul tip “Standard” este alcătuit din batiul 1 (Fig. 5), corpul cu apărătoarea de protecţie 2, pârghia de frământare 3, mecanismul de acţionare şi cuva transportabilă 4. Pârghia de acţionare prezintă un arbore încovoiat cu paleta 5 la un capăt, cuva – un vas de capacitatea 330 instalat pe un cărucior cu trei roţi.

1 3 5 7

2

6

4

Fig. 5 Malaxorul Standard

Pentru efectuarea procesului de frământare cuva se tran-sportă cu căruciorul pe batiul malaxorului, astfel încât roţile

căruciorului să nimerească în proeminenţe. Cuva poate fi încăr-cată cu componentele necesare atât înaintate de amestecare, cât şi pe parcursul procesului.

Motorul electric 6 se pune în funcţiune numai după ce cuva a fost fixată pe batiu şi a fost închis capacul. De la motor concomitent se transmite mişcare de rotaţie şi organului de lucru şi cuvei. Pentru ca cuva să se poată roti, ea se instalează pe fusul 7 care intră în bucşa căruciorului.

Malaxorul este de construcţie simplă şi se obţine o frământare calitativă a aluatului.

Malaxorul tip TM-63

Este de tipul malaxoarelor cu cuvă staţionară şi axa de rotaţie a organului de lucru orizontală.

În calitate de organ de lucru în acest malaxor se folosesc două palete de forma “Z” cu mişcare de rotaţie în sens opus (Fig. 6). Paletele se pun în mişcare de la un motor electric printr-o transmisie prin curea trapezoidală şi o transmisie cu roţi dinţate. Cuva are un volum de 200 l şi fundul ei reprezintă doi semicilindri.

MM

Fig. 6 Malaxorul TM-63

Evacuarea aluatului din cuvă se petrece la rotirea ei în jurul uneia din axele paletelor. Mişcare de rotaţie cuva obţine de la un motor electric individual prin intermediul unei transmisii prin curea trapezoidală, a unei transmisii cu roţi dinţate şi a unui angrenaj melcat.

Malaxorul este înzestrat cu un sistem de blocare automată, care opreşte motorul cuvei în poziţiile critice: în momentul când cuva ajunge în poziţia verticală la răsturnare şi orizontală la revenirea în poziţia iniţială.

Durata de frământare este de 5-7 min.

Malaxorul de sistemul lui Tkacev

Malaxorul se utilizează pe larg în agregatele pentru pregătirea aluaturilor de sistemul lui Gatilin. Este de tipul malaxoarelor cu rotirea liberă a cuvei şi cu axa de rotaţie a organului de lucru verticală, aflată excentric de axa cuvei.

Organul de lucru de forma “Ф” obţine o turaţie de 50 rot/min de la un motor electric prin intermediul unei transmisiei prin curea trapezoidală şi a unui angrenaj melcat (Fig. 7).

Fig. 7 Malaxorul tip Tkacev

Pentru asigurarea rotaţiei libere, cuva este instalată pe un lagăr axial. Descărcarea cuvei se petrece la deschiderea unui capac care îi înlocuieşte. Capacul se deschide automat, cu ajutorul unui motor electric individual.

Volumul cuvei este de 600 l.Durata de frământare – 4…6 min.

2.1.3 Calculul malaxoarelor

Productivitatea.

Productivitatea malaxoarelor cu palete cu acţiune continue se determină din formula:

, kg/h (2.1)

în care D este diametrul exterior al paletei, în m;S – pasul paletelor, în m;n – turaţia paletelor, s-1; – densitatea aluatului, în kg/m3;

– coeficient de alimentare dependent de forma paletelor şi de amplasarea lor pe arbore.

Productivitatea malaxoarelor cu acţiune discontinue se determină din formula:

, kg/h (2.2)

în care V este capacitatea cuvei, în m3; – densitatea aluatului, în kg/m3;P – timpul necesar pentru prelucrarea produsului, în s;A – timpul adăugător, necesar pentru încărcarea şi des-

cărcarea cuvei, în s; – coeficient de utilizare a volumului cuvei.

Puterea malaxoarelor cu palete.

Pentru asigurarea procesului de frământare a aluaturilor plastice este necesar ca paletele malaxorului să învingă rezistenţa aluatului, mărimea căreia depinde de proprietăţile fizico-mecanice ale acestuia, de viteza paletei, de masa de aluat antrenată de către palete, etc. Pe parcursul deplasării paletei prin aluat ea înfrânge rezistenţa la înaintare, forţa de frecare dintre aluat şi palete, forţa de frecare internă a aluatului, forţa de adeziune dintre palete şi aluat.

Aşadar, valoarea presiunii normale din partea aluatului (rezistenţa pasivă a produsului), ce revine la o unitate de suprafaţă a paletei aflate în mişcare (N/m2), poate fi determinată ca:

(2.3)

în care este forţa de greutate a aluatului, în N/m3;h – adâncimea de afundare a paletei în aluat, în m; – unghiul de frecare internă a aluatului, în rad;

c – forţa specifică de adeziune dintre palete şi aluat, în N/m2.

Forţa presiunii ce apasă pe toată porţiunea de paletă afundată în aluat este (N/m2):

(2.4)

în care hmed este adâncimea medie de afundare a paletei în aluat, în m;f – suprafaţa porţiunii de paletă afundată în aluat, în m2.

Cum s-a menţionat, pe lângă forţa de presiune E, asupra paletei acţionează şi forţa de frecare Ef. Rezultanta forţelor de presiune şi de frecare se determină din relaţia (Fig. 8):

ER

E

EA

Ef

R

Fig. 8 Schema forţelor ce acţionează asupra paletei înclinate

, N/m2 (2.5)

în care este unghiul de frecare dintre produs şi paletă, în rad.Descompunem rezultanta R a forţelor ce acţionează asupra

paletei înclinată în sub unghiul faţă de orizontală în componentele radială ER şi axială EA.

(2.6)

(2.6)

în care tg = – coeficient de frecare a produsului de paletă.Puterea necesară pentru frământarea aluaturilor plastice în

malaxoare cu palete se determină din formula:

, W (2.7)

în care z este numărul de palete afundate concomitent în aluat;R – viteza periferică a punctului de aplicare a forţei

rezultante, în m/s;A – viteza axială a punctului de aplicare a forţei

rezultante, în m/s; – randamentul malaxorului.

Totodată. (2.8)

La frământarea aluaturilor elastice se observă nu o mişcare relativă a paletei în produs (ca în cazul aluaturilor plastice), ci o antrenare a aluatului de către paletă şi ridicarea lui în continuare. De aceea, metoda de calcul recomandată mai sus nu poate fi utilizată şi pentru astfel de aluaturi.

Admitem că în acest caz, paleta antrenează cu sine în jurul la 2/3 din aluatul aflat în cuvă şi punctul de aplicare a forţei de greutate se află la distanţa de 0,7R de la axa de rotaţie a paletei.

De oarece, pe lângă lucrul efectuat la ridicarea aluatului, paleta înfrânge şi forţele de adeziune dintre aluat şi pereţii cuvei, apoi formula puterii malaxorului va avea forma următoare:

, W (2.9)

în care Q este forţa de greutate a produsului din cuvă, în N;R – raza maximă a paletei, în m;F – suprafaţa pereţilor cuvei, în m2; – viteza unghiulară a paletei, rad/s.

2.2 INSTALAŢIILE PENTRU FERMENTARE

Aceste instalaţii sunt destinate pentru asigurarea procesului de fermentare a plămădelii şi a aluatului.

Fermentarea are loc mai eficient la temperatura aerului de 28…32 OC şi umiditatea de 75…80%.

Toate instalaţiile de fermentare a plămădelii şi a aluaturilor pot fi divizate în instalaţii pentru fermentarea în flux şi instalaţii pentru fermentarea în raţii.

Instalaţiile pentru fermentarea în flux prezintă nişte vase în care aluaturile se deplasează în continuu datorită forţelor proprii de greutate sau a agitatorilor mecanici. Pentru obţinerea condiţiilor optime de fermentare, ele sunt înzestrate cu manta de încălzire sau se închid cu capace.

Fermentarea în raţii se petrece în vase aparte, care se deplasează periodic pe un conveier, sau în cuve, care se introduc în camere speciale de fermentare. Camerele se alimentează cu aer de temperatura şi umiditatea necesară.

Clasificarea instalaţiilor de fermentare este prezentată în schema următoare:

ap a ra teo rizo n ta lecu ag ita to r

ap a ra te v e rtica lefa ra ag ita to r

cu cam era in e la racu co n v e ie r

cu cam era tip tu n e l

cu cam era in fu n d a ta

In s ta la tii p en tru fe rm en ta re

În flu x În ra tii

,

,

2.2.1 Instalaţiile pentru fermentarea în flux

Aparatul de fermentare tip I.Rabinovici

Aparatul prezintă un jgheab alcătuit din trei secţii. Secţiile diferă una de alta prin aria secţiunii transversale. Ele sunt instalate pe suporturi metalice sub un unghi de 4 o faţă de axa orizontală.

În interiorul jgheabului este instalat un arbore gol 1 (Fig.9). Arborele se sprijină pe lagărele din pereţii frontali şi pe un şir de lagăre intermediare. În prima secţie este montată spira 2 din bandă metalică, iar la începutul secţiilor doi şi trei câte un filet al melcului 3 şi 4. La capătul jgheabului, pe acelaşi arbore, se află un cuţit rozător pentru curăţirea peretelui frontal de aluat.

Arborele jgheabului se pune în funcţiune de la motorul electric 6 prin intermediul reductorului 7 şi a transmisiei cu clichet 8.

Toate elementele aparatului care întră în contact cu aluatul sunt confecţionate din oţel inoxidabil de marca 1X18H9T.

Aparatul de fermentare se alimentează prin gura de alimentare în prima secţie. Aici el este antrenat de spira 2 şi transmis în secţia a doua. La începutul secţiei a doua filetul melcului, rotindu-se periodic, aplică aluatului o forţă oarecare, destulă pentru ca el să alunece în continuare pe toată lungimea secţiei. Acelaşi lucru are loc şi în secţia a treia, până când aluatul nu ajunge la gura de alimentare pe unde se elimină din aparat. Gura de alimentare se închide cu şuberul 5 care se pune în funcţiune de la un mecanism cu cremalieră. Durata în care aluatul parcurge toată lungimea jgheabului corespunde cu durata de fermentare (3-4 ore).

Durata de fermentare poate fi reglată la schimbarea unghiului de rotaţie a roţii clichetului.

8 2 3 1 4

5

7

6

Fig. 9 Aparatul de fermentare tip I.Rabinovici

Aparatul de fermentare tip A.Hrenov

Aparatul prezintă un buncăr dreptunghiular, confecţionat din oţel inoxidabil de grosimea 3 mm. Buncărul este divizat în trei secţiuni. Pereţii despărţitori 1 a buncărului sunt înzestraţi cu şubere 2. Aparatul se alimentează cu aluat prin gura de alimen-tare 3 în prima secţiune. Aici, pe parcursul fermentării el creşte în volum şi se revarsă peste primul perete despărţitor în a doua secţiune. În a doua secţiune procesul se repetă, revărsându-se peste al doilea perete despărţitor în a treia, de unde se elimină prin gura de eliminare.

5 3

1 6 7 4 2

Fig. 10 Aparatul de fermentat tip A.Hrenov

Trecerea aluatului dintr-o secţiune în alta se datorează alimentării în flux cu aluat a aparatului şi a variaţiei masei volumetrice pe parcursul fermentării. Aluatul proaspăt, de densitate sporită, se lasă la fund, iar cel fermentat, de densitate mică, se ridică la suprafaţă revărsându-se peste peretele despărţitor corespunzător.

Reglarea productivităţii sau a duratei de fermentare are loc cu ajutorul manşelor cu volan şi a cremalierelor 4. La rotirea manşei cu volan şuberul 2 se deplasează pe verticală şi schimbă înălţimea peretelui despărţitor.

Şuberele 5, instalate în partea inferioară a pereţilor despărţitori, servesc pentru eliminarea rămăşiţilor de aluat la oprire. Ele se deschid cu manşele cu volan 6 prin intermediul tirajelor cu filet 7.

Aparatul de fermentare din agregatul tip Djalagania

Prezintă un buncăr dreptunghiular 1 divizat în două secţii. Buncărul se termină cu câte un fund piramidal, care se închide cu şuberul 2. Partea inferioară dreptunghiulară a buncărului este îmbrăcată în mantaua 3 prin care curge apă rece sau fierbinte. În partea superioară a fiecărei secţiuni este atârnată orizontal câte o placă din metal 4. Între placă şi pereţii secţiunii se află un joc (din trei părţi 0,05 m şi din a patra-a parte – 0,3 m). Deasupra plăcii este montat şuberul 5, cu ajutorul căruia se poate de reglat valoarea jocului dintre şuber şi placa 4. Înăuntrul secţiilor, la diferite distanţe, sunt suspendate trei reşouri orizontale 6, întoarse sub un unghi de 90 o unul faţă de altul. Reşourile asigură deplasarea consecutivă a aluatului.

Ca regulă, fermentarea are loc într-o secţiune, a doua secţiune se utilizează la mărirea productivităţii. O secţiune este în stare să asigure lucrul a două cuptoare tip FTL-2 ceea ce corespunde cu 18 tone în 24 ore. Acest buncăr nu necesită consum de energie mecanică deoarece deplasarea aluatului are loc numai sub acţiunea forţei de greutate.

5

1

23

6

4

Fig. 11 Buncăr pentru fermentare din agregatul Djalagania

2.2.2 Instalaţiile pentru fermentarea în raţii

Buncărul pentru fermentare din agregatul tip Gatilin

Buncărul prezintă un vas cilindric în partea superioară şi conic în cea inferioară (Fig. 12). Vasul este divizat cu pereţii verticali 1 în cinci secţii egale.

În partea cilindrică exterioară a buncărului sunt sudate braţele de sprijin 2 de care se fixează profilul U de formă inelară 3. Prin intermediul acestui inel buncărul se sprijină pe trei roţi 4. O roată este de sprijin şi două de acţionare.

Trunchiul de con se termină în partea inferioară cu placa din fontă 5 în care este montată o gaură. Placa, în procesul lucrului, se află nemişcat.

La fiecare rotaţie a buncărului cu 72 o gaura de eliminare a secţiei următoare a buncărului coincide cu gaura din placa de fontă care în acest timp este închisă cu şuberul 6. La deschiderea şuberului cu cremaliera 7 are loc eliminarea aluatului din secţia corespunzătoare.

3

4

9

6

11

1

2

1 0

8

5

7

Fig. 12 Buncăr pentru fermentare din agregatul tip Gatilin

Fiecare roată de acţionare obţine mişcare de rotaţie de la câte un motor electric individual 8 prin intermediul transmisiei prin curea trapezoidală 9, a reductorului melcat 10 şi a transmisiei prin lanţ 11. Ambele motoare se pornesc şi se opresc

concomitent. Pornirea are loc de la panoul de comandă, iar oprirea se petrece automat cu întrerupătoarele de capăt de cursă.

Încăperi pentru fermentare

Pentru fermentarea nemijlocită în cuve, ele se introduc în încăperi special amenajate. Camerele pentru fermentare prezintă încăperi fără iluminaţie naturală, cu podul nu mai joase de 2,5 m, înzestrate cu uşi pliante. Lăţimea uşilor se alege mai mare cu 0,3 m de cât diametrul cuvei, iar înălţimea este mai mare de 1,9 m. Uşile pot fi instalate la un perete al camerei sau la pereţi opuşi.

Suprafaţa camerei depinde de numărul şi dimensiunile cuvelor implicate în procesul de fermentare. Cuvele se repartizează în cameră în două rânduri cu distanţa dintre rânduri egală cu diametrul cuvei plus 0,7 m.

Pentru a evita condensarea vaporilor de aburi pereţii camerei sunt confecţionaţi din material cu conductibilitatea termică scăzută.

Parametrii optimi a mediului din camere se menţin cu aparatele de condiţionare a aerului.

2.2.3 Calculul instalaţiilor pentru fermentare

Calculul instalaţiilor pentru fermentare se reduce la determinarea volumului vasului şi în cazul acţionărilor mecanice a puterii motorului electric.

Volumul vasului

Volumul vasului aparatelor se determină din formula:

(2.10)

în care V este volumul vasului aparatului, în l;Q - debitul făinii, în kg/s;

q – cantitatea de făină ce revine la 100 l al volumului vasului aparatului închis ermetic, este dependentă de calităţile făinii şi variază în limitele: pentru opăreală 23…36 kg, pentru aluat 30…41 kg;

K – coeficient dependent de variaţia masei produsului în decursul fermentării: pentru opăreală K = 0,75 (densitatea se schimbă de la 1000 până la 500 kg/m3), pentru aluat K = 0,9 (densitatea se schimbă de la 1100 până la 700 kg/m3);

T – durata de fermentare, în s.

Puterea motorului electric

Pentru punerea în funcţiune a arborelui din aparatul de fermentare tip Rabinovici este necesar de a învinge:

1) forţa de frecare a aluatului de vasul aparatului;2) forţa de frecare a aluatului de suprafaţa spirei şi a

filetului melcului;3) forţele de frecare din rulmenţi;4) rezistenţele adăugătoare apărute din cauza acu-

mulărilor de aluat în zonele rulmenţilor intermediari, amestecării aluatului.

Cunoscând coeficienţii de frecare pot fi determinate toate aceste forţe în afară de rezistenţele adăugătoare. Deoarece rezis-tenţele adăugătoare constituie partea preponderentă din rezis-tenţa totală, apoi se recomandă la calculul puterii consumate să se folosească de coeficientul de rezistenţă C obţinut din experienţa exploatării utilajului.

, (2.11)în care NME este puterea motorului electric, în W;

Q – productivitate aparatului, în kg/s;L – lungimea vasului aparatului, în m;C – coeficientul de rezistenţă: pentru aluatul din secară

este 1100, pentru aluatul din grâu – 1200.

Pentru punerea aplicarea mişcării de rotaţie buncărului din aparatul de fermentare tip Gatilin este necesar de a învinge:

1) forţele de frecare prin rostogolire în locurile de contact a roţilor cu inelul şi forţele de frecare în suporturile roţilor;

2) forţa de frecare prin alunecare dintre buncăr şi placa inferioară din fontă;

3) forţa de frecare prin alunecare dintre aluat şi şi placa inferioară din fontă în timpul rotaţiei buncărului;

4) forţele de inerţie.Puterea necesară pentru învingerea forţele de frecare prin

rostogolire în locurile de contact a roţilor cu inelul şi forţele de frecare în suporturile roţilor se determină după formula:

, (2.12)în care este viteza periferică a roţii, în m/s;

W – rezistenţa buncărului rotirii, în N:

(2.13)

Q – sarcina sumară (masa buncărului şi a aluatului), în N;d – diametrul fusului roţii, în m;D – diametrul roţii, în m;f – coeficientul de frecare prin rostogolire dintre roată şi

inel, f =0,3; – coeficientul de frecare în suportul roţilor, m = 0,025;K – coeficient ce ţine cont de rezistenţele adăugătoare

(dezaxare, frecarea de bordură ş.a.), K=1,25.Puterea necesară pentru înfrângerea forţei de frecare prin

alunecare dintre buncăr şi placa inferioară din fontă este:, (2.13)

în care T este forţa de frecare prin alunecare dintre buncăr şi placa inferioară din fontă, în N,

1 – viteza deplasării aluatului pe fundul buncărului, în m/s.Forţa de frecare dintre buncăr şi placă este:

, (2.14)în care P este presiunea care apasă asupra plăcii, în Pa;

- coeficientul de frecare prin alunecare dintre inelele plăcii şi buncăr, =0,2.

Presiunea P se determină din formula:, (2.15)

în care r este densitatea aluatului, în kg/m3;h - înălţimea coloanei de aluat, în m;F – suprafaţa plăcii, în m2.Viteza deplasării aluatului pe fundul buncărului se determină

ca raportul:

, (2.16)

în care este viteza inelului de sprijin al buncărului, în m/s;- diametrul mediu al suprafeţei de frecare a plăcii, în m;

Dmed – diametrul mediu al inelului de sprijin, în m.Puterea necesară pentru înfrângerea forţei de frecare prin

alunecare dintre aluat şi placă este:, (2.17)

în care Mal este momentul forţei de frecare prin alunecare, în Nm; – viteza unghiulară a buncărului, s-1.Se admite, că forţa de frecare este aplicată la 2/3 din raza

plăcii, atunci momentul acestei forţe va fi:

, (2.18)

în care P1 este forţa de frecare, în N;R – raza plăcii, în m.

, (2.19)în care F este suprafaţa pe care are loc frecarea prin alunecare,

în m2;p – efortul necesar pentru înfrângerea frecării prin

alunecare, p = 4900 N/m2.

Puterea necesară pentru înfrângerea forţelor de inerţie este:

, (2.20)în care M este momentul statistic, necesar pentru aplicarea

corpului cu momentul de inerţie J pe parcursul de timp t a vitezei unghiulare , în N/m;

. (2.21)

Momentul de inerţie a buncărului se calculează ca suma momentelor de inerţie a părţii cilindrice Jcil şi a părţii conice Jcon.

. (2.22)Puterea necesară pentru înfrângerea tuturor rezistenţelor,

apărute la funcţionarea buncărului este:. (2.23)

Luând în consideraţie pierderile de energie în mecanismul de alimentare, puterea motorului electric

în care este randamentul mecanismului de alimentare.

2.3 AGREGATELE PENTRU PREGĂTIREA ALUATURILOR

În agregatele pentru pregătirea aluaturilor, consecutiv, se îndeplinesc următoarele operaţii: dozarea componentelor opărelii sau a aluatului, frământarea opărelii sau a aluatului, fermentarea, transmiterea aluatului către operaţiile următoare.

Agregatele sunt alcătuite dintr-un şir de maşini şi aparate legate între ele cu un sistem de transportoare şi conducte pentru asigurarea fluxului neîntrerupt al procesului tehnologic.

Utilajul de bază al agregatelor pentru pregătirea aluaturilor este malaxorul, aparatul de fermentare şi staţia de dozare.

Agregatele pentru pregătirea aluaturilor se clasifică după următoarea schemă:

A g reg a te le p en trup reg a tirea a lu a tu lu i

fe rm en ta re în f lu x

fe rm en ta reîn ra tii,

d ep la sa rea a lu a tu lu i înflu x su b ac -tiu n ea fo rte id e g reu ta te

p e co n v e ie rrig id

d ep la sa rea a lu a tu lu i

în f lu x cu ag ita to ri p e co n v e ie r

flex ib il

d ep la sa rea d isco n tin u ea v ase lo r cu a lu a t

, ,

2.3.1 Agregatele pentru pregătirea aluaturilor în flux

În agregatele de acest tip frământarea aluatului se petrece în continuu cu o fermentare consecutivă în vase nemişcate. Deplasarea aluatului în aceste vase are loc cu ajutorul agitatorilor sau sub acţiunea forţei proprii de greutate.

Ca exemplu al agregatelor cu acţiune în flux pot servi agregatele tip Rabinovici (HTR), Hrenov, Djalagania, FTK-1000 (Ungaria), KVT-1000 (Slovenia), FMS-400 (Germania).

Agregatul pentru pregătirea aluaturilor XTR tip Rabinovici

Este destinat pentru pregătirea în flux a aluaturilor din făinuri de grâu şi de secară. Agregatul HTR (Fig. 13) este alcătuit din malaxorul în flux 1 cu staţia de dozare 2 şi aparatul staţionar pentru fermentare 3.

62

7

8

9

4

5

1

3

Fig. 13 Agregatul tip Rabinovici

Principiul de funcţionare al agregatului este următorul. Malaxorul se alimentează cu făină din silozul de producere 4 prin intermediul transportorului cu şnec 5, a alimentatorul

automat 6 şi a dozatorului de făină. Totodată, are loc şi alimentarea cu componente lichide (apă, grăsimi, soluţie de sare şi de drojdii) prin intermediul rezervoarelor 7 cu nivelul constant şi a staţiei de dozare 2. Toate aceste componente se amestecă în continuu pe parcursul a 2 – 3 min. Aluatul amestecat este îndreptat în aparatul de fermentare de forma unui jgheab. Aici el este antrenat de spira 8 care se roteşte periodic, concomitent cu filetul melcului 9. Filetul melcului deplasează aluatul în secţia următoare a vasului, aplicând-ui o forţă oarecare, destulă pentru ca el să alunece în continuare pe toată lungimea secţiei. Acelaşi lucru are loc şi în secţia a treia, până când aluatul nu ajunge la gura de alimentare pe unde se elimină din aparat.

Timpul în care aluatul parcurge toată lungimea jgheabului corespunde cu durata de fermentare (3-4 ore). Pentru reglarea duratei de fermentare schema cinematică a aparatului include un mecanism cu clichet cu ajutorul căruia poate fi schimbat unghiul de rotaţie a melcului.

Agregatul pentru pregătirea aluaturilor tip Hrenov

Agregatul este destinat pentru pregătirea aluaturilor din făinuri de grâu. Durata de fermentare e de 30…35 min, productivitatea de 70 t/24h.

Agregatul se montează în trei nivele (Fig. 14). În nivelul superior se află silozurile de producere pentru păstrarea făinii, al doilea nivel este dotat cu utilaj de pregătirea opărelii şi nive-lul inferior cu utilaj de pregătirea aluatului. Procesul tehnologic parcurge de la nivelul superior către cel inferior, aceasta favorizează reducerea consumului de energie la transportare.

Utilajele de bază care intră în componenţa agregatului sunt: malaxoarele 1 şi 2 pentru frământarea opărelii şi a aluatu-lui, aparatele 3 şi 4 pentru fermentarea opărelii şi a aluatului sta-ţiile de dozare a componentelor lichide, dozatoarele de făină 5.

6

7

5

5

8

1

9

4

3

1 2

11

1 3 2

1 0

Fig. 14 Agregatul tip Hrenov

Principiul de funcţionare al agregatului este următorul. În dependenţă de receptura aleasă malaxorul 1 se alimentează cu făină din silozurile 6 prin intermediul transportorului cu şnec 7 şi a dozatorului de făină 5, cu apă, drojdii comprimate şi lichide din rezervoarele cu nivel constant 8. Toate componentele se amestecă în continuu în malaxor şi se vehiculează cu pompa 9 în aparatul de fermentat tip Hrenov 3. Pentru obţinerea unui proces de fermentare eficient şi intensiv, aparatul se alimentează cu aer comprimat prin reţeaua pneumatică 10.

Maiaua obţinută se transmite în rezervorul 11 din care se alimentează malaxorul de frământat aluat 2. Adăugător în acest malaxor se introduce făină din silozurile 6 şi soluţie de sare din rezervorul 12 cu nivel constant. După o frământare intensivă în malaxor, aluatul este vehiculat în aparatul de fermentare 4 cu transportorul cu şnec 13, care finisează procesul de frământare prin acţionări mecanice adăugătoare. Fermentarea aluatului are

loc pe parcursul deplasării prin aparat. La ieşirea din aparatul de fermentat 4 se obţine o şuviţă continue de aluat, care cade în maşina de divizat.

Agregatul pentru pregătirea aluaturilor tip Djalagania

Agregatul (Fig. 15) este destinat pentru pregătirea aluatu-rilor din făinuri de calitatea I şi II.

Caracteristic acestui agregat este utilizarea în calitate de aparat pentru fermentare a două buncăre verticale cu mantale de încălzire. În astfel de buncăre aluatul se deplasează sub acţiunea forţei proprii de greutate. Mantalele sunt destinate pentru reglarea temperaturii aluatului în timpul fermentării.

1 0 5 4 3 2 1

11 7

1 2

1 3

1 4

6

9

8

Fig. 15 Agregatul tip Djalagania

Principiul de funcţionare al agregatului este următorul: În vasele 1, 2 şi 3 se pregăteşte drojdia lichidă, iar în vasul 4 – opăreala, care după patru ore de fermentare se vehiculează în rezervoarele gradate 5.

Pentru o amestecare şi fermentare mai intensă vasele 3 şi 4 pot fi alimentate după necesitate cu aer comprimat.

Din rezervoarele gradate 5 opăreala nimereşte în rezer-vorul cu nivel constant 6, iar din el în malaxorul 7. Concomitent malaxorul se alimentează cu soluţie de sare din rezervorul cu nivel constant 8, apă din rezervorul cu nivel constant 9 şi făină din silozul 10 prin intermediul şnecului 11. Toate componentele se dozează în staţia de dozare montată deasupra malaxorului.

Aluatul frământat cade din malaxor în formă de şuviţă neîntreruptă în unul din buncărele pentru fermentare 12.

La începutul procesului, până când bucărul nu s-a umplut complet cu aluat (2,5 h), şuberul 13 se află închis, pe urmă se întredeschide şi aluatul în formă de şuviţă neîntreruptă alimen-tează maşina de divizat aluat 14.

2.3.2 Agregatele pentru pregătirea aluaturilor în raţii

În agregatele de acest tip aluatul se frământă în raţii sau în continuu, iar fermentarea are loc în vase aparte care se rotesc periodic în jurul axei sale sau se deplasează pe un conveier inelar.

Ca exemplu de astfel de agregate pot servi agregatele tip Gatilin, Marsacov, BAG-20 al firmei “Djon Holmstroms” etc.

Agregatul pentru pregătirea aluaturilor tip Gatilin

Agregatul (Fig. 16) este destinat pentru pregătirea aluaturilor din făinuri de secară şi din grâu în cantităţi mari (100 t/24h).

Componenţa lui este următoarea: malaxorul 1 pentru frământarea opărelii, buncărul 2 pentru fermentarea opărelii, amestecătorul 3 pentru opăreală, aparatele de dozare (pentru

apă, macerat, soluţie de sare, etc.), pompele 4 pentru vehicularea amestecului, malaxorul 5 pentru frământarea aluatului, buncărul 6 pentru fermentarea aluatului, maşina de divizat aluat.

7

1

2

9

4

11

8

5

1 0

3

1 2

6

1 34

Fig. 16 Agregatul tip Gatilin

Caracteristic acestui agregat este prezenta a două buncăre pentru fermentare cu câte cinci secţii: pentru fermentarea opărelii şi a aluatului. Frământarea opărelii şi a aluatului are loc în malaxoare tip Tcacev cu acţiune discontinue cu axa de rotaţie verticală şi cu cuva rotativă netransportabilă. Pentru eliminarea aluatului fundul cuvei este îndeplinit în formă de capac care se deschide de la un mecanism special.

Agregatul funcţionează în modul următor. Conform recepturii malaxorul 1 se alimentează cu făină prin intermediul dozatorului automat 7, cu apă din rezervorul cu nivel constant 8 şi cu opăreală diluată pregătită în prealabil. Se frământă opăreala şi se varsă în una din secţiile libere a buncărului 2. Eliberarea malaxorului de către opăreală are loc în timpul rotirii organului de lucru.

O secţie a buncărului se alimentează cu patru cuve de aluat, după aceasta se pune în mişcare mecanismul de acţionare şi buncărul se roteşte cu 72 O pentru a instala sub malaxor următoarea secţie. Procesul de malaxare şi de umplere a secţiei se repetă.

Până când se umplu următoarele patru secţii, în prima opăreala dovedeşte să fermenteze. Totodată, când secţia a cincia nimereşte în zona de încărcare, prima secţie – în cea de descărcare. În acest moment şuberul buncărului se deschide şi aluatul prin gura de recepţie nimereşte în dozatorul cu melc 9. Dozatorul transmite 1/3 din opăreală în prima secţie a ameste-cătorului 3 şi 2/3 în a doua secţie. În prima secţie opăreala se amestecă numai cu apă şi se vehiculează cu pompa în malaxorul 1 pentru reproducerea opărelii. În secţia a doua a amestecă-torului din rezervoarele cu nivel constant 10 se adaogă apă, soluţie de sare şi macerat, se amestecă până se obţine o masă omogenă şi se vehiculează cu pompa în malaxorul 5 pentru frământarea aluatului.

Adăugător malaxorul se alimentează cu făină prin inter-mediul dozatorului automat 11 şi cu apă din rezervorul cu nivel constant 12. După malaxare aluatul se îndreaptă în buncărul de fermentare a aluatului 6 de construcţie analogică buncărului de fermentare a opărelii 2. În momentul când prima secţie a buncărului nimereşte în zona de descărcare, se deschide şuberul gurii de eliminare a buncărului şi aluatul cade în formă de şuviţă neîntreruptă în maşina de divizat aluat 13.

La încărcarea consecutivă a buncărelor se obţine un proces de pregătire a aluatului în continuu.

Agregatul pentru pregătirea aluatului tip Gatilin de obicei se foloseşte în liniile cu cuptorul de copt tip AŢH.

Agregatul pentru pregătirea aluaturilor tip BAG-20

Agregatul posedă productivitate medie (20-30 t/24h) şi este destinat pentru pregătirea aluaturilor din făinuri de grâu şi de secară.

Construcţia şi principiul de funcţionare sunt în principiu analogice agregatului tip Gatilin. Caracteristic agregatului BAG este utilizarea malaxorului modificat tip “Standard” cu un capac pentru descărcare montat în partea inferioară a cuvei şi folosirea în locul pompei pentru opăreală a alimentatorului cu melc (diametrul conductei fiind de 200 mm).

Ambele agregate sunt complet automatizate şi înzestrate cu aparate şi control şi măsurare.