Utilaj Tehnologic in Panificatie

Adnotare

Elaborare proiectului dat la sfîrşitul semestrului finalizează studiul disciplinei „utila „utilajj tehnol tehnologi ogicc în panifi panificaţ caţie” ie”.. Acest Acest proiec proiectt contri contribui buiee la consol consolida idarea rea studiului construcţiei şi a principiului de funcţionare a maşinii de divizat, a noţiunilor teoretice ale procesului de divizare, la calculul productivităţii maşinii şi a puterii motorului electric. În lucrarea dată sunt expuse principalele procese care au loc în procesul de divizare a aluatului, parametrii optimi ai procesului de divizare. Sa făcut o analiză a procesului de divizare. La elaborarea proiectului am luat în vedere un şir de condiţii pe care trebuie să le îndep îndeplin lineas ească că obiect obiectul ul proiec proiectări tăriiŞ iŞ produc productiv tivita itatea tea,, putere putereaa necesa necesară ră motorului electric, precizia funcţionării maşinii de divizat, influenţa ei asupra mediului ambiant. Proiectul dat ne permite să înţelegem mai bine ce înseamnă calculul tehnologic şi calculul energetic al maşinii.

Cuprins:

Introducere Sarcina tehnică

1.

1.1. Noţiuni teoretice a procesului de divizare a bucăţilor de aluat 1.2. Procesul tehnologic de divizare a bucăţilor bucăţilor de aluat 1.3. 1.3.

Anal Analiz izaa bibl bibliiogra ografi fică că a nive nivellului ului de dezv dezvol olttare are tehni ehnică că a

divizatoarelor  1.4. Studiul brevetelor  2.

Proiectul tehnic

2.1. Construcţia maşinii de divizat divizat 2.2. Principiul de funcţionare funcţionare a maşinii 2.3. Instrucţiuni de exploatare a utilajului utilajului 2.4. Calculele inginereşti 2.5. Impactul utilajului utilajului asupra mediului ambiant ambiant 2.6. Asigurarea protecţiei muncii Bibliografie

Cuprins:

Introducere Sarcina tehnică

1.

1.1. Noţiuni teoretice a procesului de divizare a bucăţilor de aluat 1.2. Procesul tehnologic de divizare a bucăţilor bucăţilor de aluat 1.3. 1.3.

Anal Analiz izaa bibl bibliiogra ografi fică că a nive nivellului ului de dezv dezvol olttare are tehni ehnică că a

divizatoarelor  1.4. Studiul brevetelor  2.

Proiectul tehnic

2.1. Construcţia maşinii de divizat divizat 2.2. Principiul de funcţionare funcţionare a maşinii 2.3. Instrucţiuni de exploatare a utilajului utilajului 2.4. Calculele inginereşti 2.5. Impactul utilajului utilajului asupra mediului ambiant ambiant 2.6. Asigurarea protecţiei muncii Bibliografie

1.

Sarcina tehnică

1.1. Noţiuni teoretice a procesului procesului de divizare a bucăţilor de aluat

Divizarea aluatului în bucăţi de o masă anumită este prima operaţie de  prelucrare a aluatului pregătit. Maşinile de divizat aluat cu acţiune continuă, de toate oate cons constr truc ucţţii iille, se baze bazeaz azăă pe acel acelaş aşii pri princip ncipiu iu:: de la o cant cantiitate tate nedeterminată de aluat se separă bucăţi de volum constant, adică toate maşinile lucrează după principiul volumetric. Elementele de bază a maşinilor de divizat aluat sunt: - Pîlni Pîlniaa de recepţie (buncărul); (buncărul); - Mecanismul Mecanismul de alimentare alimentare a camerei de lucru; - Camera Camera de lucru; - Mecanismul de alimentare a celulei divizatoare (melc, palete, valţuri, piston, comprimare pneumatică); - Celule Celule divizatoare; divizatoare; - Dispozitivul pentru reglarea volumului celulelor divizatoare;

- Dispozitivul pentru separarea bucăţilor bucăţilor marcate de aluat de la masa totală; totală; - Dispozitivul pentru evacuarea bucăţilor de aluat din maşină; - Dispozitivul pentru menţinerea permanentă a densităţii aluatului (arcuite,

gravitaţionale sau hidraulice). Interacţiunea organelor de lucru cu aluatul influenţează caliatea produsului finit şi a lucrului maşinii. Astfel, la deplasarea îndelungată a aluatului din făina de grîu în raport cu suprafaţa organelor de lucru se pot schimba proprietăţile fizico-mecanice a lui, ceea ce e inadmisibil. Criteriile Criteriile de bază la analiza analiza şi aprecierea construcţiilor construcţiilor variate ale maşinilor  maşinilor  de divizat aluat sunt următoarele: -

 posibiliatea reglării masei bucăţii de aluat măsurate în limitele date;

-

  ple pleni nitu tudi dine neaa umpl umpleri eriii cu alua aluatt a volu volumu mulu luii pres presta tabi bili litt a celu celule leii

măsurătoare; -

stab stabil ilit itat atea ea dens densit ităţ ăţii ii alua aluatu tulu luii sepa separa ratt în bucă bucăţi ţi pentr pentruu asig asigur urar area ea

masei precise. Teoria maşinii de divizat aluat permite de a aprecia influenţa parametrilor  camerei de lucru şi elementele ei constructive asupra lucrului maşibii de divizat aluat aluat (exacti (exactitat tatea ea masei masei măsurat măsuratee a semifa semifabric bricate atelor lor de aluat; aluat; proprie proprietat tatea ea aluatului după prelucrare în divizatorul de aluat; consumul specificde energie; eficienţa şi durata de funcţionare a maşinii), adică teoria oferă posibilitate de a dete determ rmin inaa para parame metr trii ii raţi raţion onal alii ai came cameri riii de lucr lucru, u, calc calcul ulre reaa maşi maşini niii şi aprecierea gradului de perfecţiune a lucrului său. Pentru studiere se va utiliza maşina de divizat aluat A2-HTN de construcţie UCRNIIprodmaş, care se aplică pe larg la liniile de divizat aluat, îndeosebi  pentru aluatul din făina de grîu. În ea este întrebuinţat principiul progresiv al compresorului cu palete. Maşina conţine următoareleavantaje: - simplitatea deservirii organelor de lucru;

- diapazonul larg larg al productivităţii; - posibilitatea reglării masei masei de aluat al semifabricatelor; - stabilitatea bucăţilor de aluat instalate;

- mişcarea de rotaţie rotaţie continuă a organelor de lucru. Maşina de divizat cu compresorul cu palete funcţionează după un principiu de volu volum m egal egal.. Pent Pentru ru a obţi obţine ne bucă bucăţi ţi cu masa masa egal egală, ă, alua aluatu tull din din celu celule lele le măsurătoare trebuie să posede o densitate constantă. Întrucît această condiţie în  practică  practică aproape e imposibil imposibilăă de asigurat, asigurat, atunci maşinile de divizat divizat aluat sunt adoptate pentru lucrul normal la oscilaţia densităţii aluatului în anumite limite. Pentru a micşora influenţa oscilaţiilor densităţilor aluatului de la recepţie la  precizia de divizare a lui, volumul camerei de lucru trebuie sa fie de cîteva ori mai mare decît volumul celulelor măsurătoare a capului divizor. În acest caz, în el rămîne o cantitate mare de aluat în prealabil presat. Porţia nouă de aluat recepţionat constituie o parte neînsemnată a volumului camerei de lucru şi de

aceea nu poate influenţa variaţia densităţii aluatului, îndeosebi funcţionarea continue a maşinii. La obţinerea unei mase uniforme a aluatului, contribuie şi vehicularea aluatului în direcţie opusă, din camera de lucru în pîlnia de recepţie. Această vehiculare în direcţie opusă este asigurată de clapeta care se deschide la depăşirea valorii presiunii admisibile din camera de lucru. Analiza procesului permite aprecierea influenţei parametrilor camerei de lucru asupra preciziei divizării semifabricatelor, a proprietăţilor aluatului după  prelucrarea în divizator, stabilirea consumului specific de energie, durabilitatea şi fiabilitatea maşinii. Camera de lucru a divizatorului de aluat

V  0

- volumul, în care se execută

 procesele şi operaţiile legate de divizarea aluatului în semifabricate de formă şi masă egală. Pîlnia de recepţie a maşinii nu se referă la camera, întrucît operţiile din ea nu sunt legate cu divizarea aluatului. Aluatul din camera de lucru la început nu se comprimă pînă la o presiune anumită şi apoi, la conectarea camerei de lucru cu celulele măsurătoare le umple cu alut. Camera de compresiune

V   1

-  partea camerei de lucru, în care are loc

comprimarea pînă la preaiunea de lucru. Camera de stabilizare a presiunii

V  2

-  partea camerei, determinată de

volumul maxim al aluatului, pe care îl poate percepe stabilizatorul presiunii. Cu cît acest volum este mai mare, cu atît mai bine va funcţiona divizatorul de aluat şi cu atît mai mică va fi devierea masei semifabricatelor de la cea prestabilită. Camera de amortizare

V  3

-  parte camerei de lucru, în care rămîne aluat

după finisarea ciclului de lucru. Odată cu mărirea volumului dat, se măreşte şi   prelucrarea mecanică a aluatului şi precizia de dozare. Totodată abuzul volumului de amortizare duce la mărirea consumului de energie şi înrăutăţirea  proprietăţilor fizice ale aluatului. Celula măsurătoare

V  4

- volumul, destinată pentru măsurarea şi separarea

 bucăţilor de lauat de masă anumită. Volumul celulei măsurătoare nu este parte

componentă a camerei de lucru, deoarece el comunică cu camera de lucru numai pe o perioadă de timp, necesară pentru a fi umplut cu aluat. Volumul aluatului, evacuat din camera de lucru în pîlnia de recepţie

V  5

-

este volumul aluatului avacuat pe parcursul ciclului de lucru al maşinii pentru stabilizarea presiunii în camera de lucru. Întoarcerea aluatului în pîlnia de recepţie spre sfîrşitulul ciclului demonstrează o realizare neraţională a ciclului. Mărirea volumului V   duce la creşterea sarcinii în maşină, supracomprimarea şi 5

slăbirea structurii semifabricatelor de aluat. Varianta cea mai reuşită de organizare a procesului va fi pentru cazul V   =0. 5

Pentru caracterizarea procesului de lucru introducem următoarele însemnări:  P  0

- presiunea iniţială a alauatului în camera de lucru înainte de compresie

 P  0

- 0,05 MN/ m ; 2

 P  1

- presiunea maximă în camera de lucru (diapazonul raţional al presiunii

aluatului la sfîrşitul comprimării este de 0,13...0,20 MN/ m ); 2

 P  4

- presiunea aluatului în celula măsurătoare în momentul decuplării de la

camera de lucru. Cu cît construcţia divizorului de aluat şi procesul de lucru în el sunt mai săvîrşite, cu atît mai mică este şi diferenţa dintre  K 1

 P  1

şi

 P  4

;

- coeficient de comprimare a aluatului la presarea lui pînă la presiunea de

lucru, se determină cu formula:  K 1

=

V 1

(1)

V 0

Notă: indicii volumelor iniţial

V  0

şi

V   1

se determină după nomograme în

dependenţă de presiunea de lucru a aluatului din făină de calitate corespunzătoare.  K 2 =

V 2 V 0

- coeficient de stabilizare a presiunii, care indică a cîta parte din

volumul camerei de lucru este folosită la stabilizarea presiunii;  K ' 2 =

V 2 V 4

- indicele divizibilităţii de stabilizare a presiunii, care indică cîte

volume a camerelor de măsurare alcătuiesc volumul de stabilizare a presiunii;

 K 3 =

V 3

- coeficientul volumului de amortizare, care indică a cîta parte a

V 0

camerei de lucru este ocupat de volumul de amortizare;  K '3 =

V 3

- indicele divizibilităţii volumului de amortizare, care arată cîte

V 4

volume a camerelor de măsurare alcătuieşte volumul de amortizare a presiunii;  K 4 =

V 4

- coeficientul de comprimare a aluatului în camera de lucru;

V 0 V 0

 K ' 4 =

- indicele divizibilităţii de presare (are valoare inversă mărimii  K  ) 4

V 4

care indică de cîte ori masa semifabricatelor se expune presării pe parcursul trecerii prin camera de aluat;  K 5 =

V 5

- coeficientul de reîntoarcere a aluatului din camera de lucru în pîlnia

V 0

de recepţie;  K ' 5 =

V 5

- indicele divizibilităţii de restituire a aluatului în pîlnia de recepţie.

V 4

Aşa dar, V 1

=

V 2

V 3

+

V 4

+

(2)

V 5

+

Împărţind partea dreaptă şi stîngă a ecuaţiei precedente la

V  0

şi efectuînd

substituirea necesară, obţinem:  K 1 =  K 2 + K 3 + K 4 + K 5

............(3)

Pentru cazul cînd nu are loc restabilirea aluatului din camera de lucru în pîlnia de recepţie ( V 

3 =

0

), volumul ocupat de aluat după comprimarea lui pînă la

 presiunea de regim, poate fi obţinut din următoarea relaţie: V 2

V 3

+

=

V 4

V 4

−

(4)

Volumul de stabilizare a presiunii în mare măsură depinde de construcţia compresorului şi a stabilizatorului. Stabilizarea trebuie să asigure posibilitatea completării normale cu aluat a celulei măsurătoare şi volumul de amortizare la alimentarea oscilatorie cu aluat. Pentru volumul minimal al semifabricatelor de aluat, avem: V 2

=

 K ' 2 V 4

(5)

Indicele volumului de amortizare: V 3

=

V 1

−

(V 2

(6)

V 4 )

+

Parametrii recomandaţi pentru maşinile de divizat aluat sunt următorii:   presiunea aluatului în camera de compresiune,MN  / m ; de grîu –  

-

2

0,05..0,125; de secară – 0,02; -

raportul între masele maximale şi minimale de aluat (se acoperă mai inferior 

de 5; cu cît va fi mai mic acest raport, cu atît mai bune vor fi condiţiile tehnologice pentru prelucrarea mecanică a aluatului); volumul camerei de lucru pentru bucăţile de aluat cu masa mai mică de

-

16...20 ori mai mare decît volumul total al tuturor celulelor măsurătoare pentru  bucăţile de aluat cu masa maximală; coeficientul de comprimare  K 

-

4

=5

;

Pentru stabilirea influenţei construcţiei maşinilor de divizat asupra  procesului de lucru şi analizei consumurilor energetice, se utilizează relaţia: L=Ll+L2+L3+L4+L5+L6+L7,

unde:

L1 este lucru mecanic consumat pentru comprimarea aluatului de la p0 la pl; L2 este lucru mecanic consumat pentru învingerea frecării la mişcarea aluatului în camera de lucru; L3 este lucru mecanic consumat pentru stabilizarea presiunii; L4 este lucru mecanic consumat la acţionarea capului de divizare sau a mecanismului de tăiere pentru maşinile de divizat fără cap de divizare; L5 este lucru mecanic consumat la întoarcerea aluatului din camera de lucru în  pîlnia de alimentare; L6 este lucru mecanic consumat pentru deplasarea pistonului; L7 este lucru mecanic consumat la acţionarea transportorului; Înlocuind V1 din relaţia V1 =V2 +V3 +V4 +V5 , obţinem:  L1 =

 p0 +  p1 2

*V 0 (1 − k 1 )

(1)

Daca procesul de lucru al maşinii de divizat este calculat astfel încît la începutul comprimării în camera de lucru are loc întoarcerea aluatului în pîlnia

de alimentare, atunci lucrul mecanic consumat la comprimare poate fi calculat după relaţia:  L1 =

 p0 +  p1 2

(2)

* (V 0 −V 5 ) * (1 − K 1 )

Ecuaţiile 1 şi 2 arată că lucru mecanic consumat la comprimarea aluatului este direct proporţional cu presiunea medie în camera de lucru, cu volumul ei şi invers proporţional cu valoarea coeficientului de comprimare a aluatului pоnă la  presiunea p1. L2=F2*õ*L, unde:  F 2 este suprafaţa pe care are loc deplasarea aluatului în camera de lucru; õ- este tensiunea limită de deplasare a aluatului [Pa];

L - drumul parcurs de aluat într-un ciclu [m]. Pentru divizoarele cu piston şi cameră de lucru dreptunghiulară: L2 = 2*a*L*õ(b + h),

unde:

a, b, h reprezintă lungimea, lăţimea respectiv înălţimea camerei de lucru. Pentru divizoarele cu palete:  L2

=

2 a * σ 

2

* ( R + r ) * ( R − r  + w ) 2

,

unde

a - este unghiul de divizare, [rad]; σ 

- este lăţimea camerei de comprimare [m];

R - este raza paletei [m] şi r este raza tobei [m]. Lucrul mecanic consumat pentru stabilirea presiunii L 3, pentru divizoarele cu  piston se determină cu relaţia: L3=p1*b*h*Ln,

unde:

Ln - este cursa pistonului [m]. Pentru divizoarele cu palete:  L3 =  p1 * F  p * ϕ 3

 R + r  2

,

unde:

Fp – este suprafaţa paletei [m2]; - este unghiul de întoarcere al paletei la acţionarea stabilizatorului [grade].

Lucrul mecanic consumat la acţionarea capului divizor se determină cu relaţia:  L4

=

(w

2

*  J  * M c * ϕ 4

,

unde:

W - este viteza unghiulară a capului divizor; - este unghiul de întoarcere a capului; J -momentul de inerţie a capului divizor; 2

 J 

=

m 2 * r  2

,

unde:

m2 - esre masa capului divizor ; r - este lungimea manivelei; Mc -momentul încărcărilor exterioare asupra manivelei; M c

= bc * r c2 * ϕ * δ  ,

unde:

bc ,rc - lăţimea respectiv raza capului divizor. La maşinile de divizat care nu au cap de divizare L4 este lucrul mecanic consumat la acţionarea mecanismului de tăiere, şi se consideră: L4=(5±7)%*L1 Dacă p ≥o,2 p1 şi canalul de alimentare are secţiunea dreptunghiulară, atunci: L5=b*h*L*p , sau L5= K 

5

* V 0 * p

Din această relaţie rezultă că lucrul mecanic consumat pentru întoarcerea aluatului L5 este proporţional cu coeficientul de întoarcere (K5), volumul camerei de lucru (V0) şi presiunea (p). Dacă întoarcerea aluatului are loc la o   presiune, p≤0,1, atunci L5 poate fi calculat ca lucrul mecanic consumat la învingerea frecării: L5= F  * δ  5

*L

Lucru mecanic  L6  consumat la deplasarea pistonului în cazul divizoarelor cu  piston, se determină pentru o deplasare dublă a pistonului pe cursa S. Se admite ca  jocul dintre piston şi cameră este umplut cu aluat şi se neglijează forţele de inerţie ale pistonului(deoarece are o viteză mică).  L6  = 4*в*(b + h)*Ln*S ,

unde :

 Ln şi S reprezintă lungimea şi respectiv, cursa pistonului.

Pentru maşinile de divizat cu palete: unde:

,  L6 = (w2 •J d+   M d )*φ6   

m -este viteza unghiulară [md/s\;  J d  -este momentul de inerţie al tobei; M a- este momentul sarcinilor exterioare [N.m]; φ6  -este unghiul de întoarcere a tobei.

Lucrul mecanic  L7   pentru acţionarea transoportului pentru semifabricate este foarte dificil de calculat, însă pentru toate maşinile de divizat valoarea lui este aproape aceeaşi. In mod simplist,  L7  poate fi determinat ţinînd cont că puterea de antrenare a transporotorului P este de 80 + 150 \W]:  L7 =P.t c,

unde:

t 0 -este durata ciclului, [s].

Pentru comparare şi analizarea consumurilor de energie a diferitelor tipuri de maşini de divizat se introduce indicile lucrului mecanic specific care arată consumul de energie la divizarea unui kilogram de semifabricate din aluat:  L sp =

 L  ρ 0

.

 Parametrii recomandaţi pentru maşinile de divizat aluat sunt următorii:

a)

presiunea aluatului în camera de compresiune, MN/m2, de griu

0,05...0,125, de secară - 0,02;  b) raportul între masele maximale şi minimale de aluat (se acceptă mai inferior  de 5, cu cît va fi mai mic acest raport, cu atît mai bune vor fi condiţiile tehnologice  pentru prelucrarea mecanică a aluatului) ; c)

volumul camerei de lucru pentru bucăţile de aluat cu masa mică - de

16...20 ori mai mare decît volumul total al tuturor celulelor măsurătoare pentru  bucăţile de aluat cu masa maximală; d) coeficientul de comprimare K =5.  Ecuaţii de stare a procesului

Pentru calculul procesului de comprimare a aluatului în camera de lucru a maşinii de divizat, este nevoie de relaţia de stare a aluatului fermentat, care

exprimă legătura funcţională dintre volumul specific şi presiunea aplicată aluatului într-un spaţiu închis, la o temperatură constantă. Obţinera pe cale analitică a ecuaţiei de stare cum se face în termodinamică pentru amestecurile de gaze, nu este posibil deoarece aluatul are în compoziţie mai multe faze, adică particule solide de faină, bioxid de carbon, alcool etilic, aer, etc. Pentru descrierea matematică a relaţiei de stare, mulţi autori propun o ecuaţie de formă:  p * V 

n

= constant,

unde V - este volumul gazului.

Principial această relaţie de stare este valabilă numai pentru gazul ideal, dar   pentru un sistem multistructural cum este aluatul, nu este valabilă deoarece gazul ocupă 15-20% din volumul aluatului şi în acelaşi timp se găseşte sub formă de micro sau macroglobule care sunt concentrate în sistemul capilar al aluatului şi în spaţiu intermolecular. Prelucrarea matematică a materialului experimental, obţinut în urma cercetărilor  în domeniu a permis obţinerea ecuaţiei de stare la temperatură constantă, pentru următoarele sisteme de aluat pentru pоine: a) pentru aluat din faină de grîu calitatea I la umiditatea W = 43,0 ± 0,2%.   p + 0,4  * ( v − 7,6 *10− ) = 72.2    , unde:   v   4

2

V – este volumul specific al gazului.  b) pentru aluatul din făină de grîu şi secară la umiditatea W=46,0 ±o,2   p + 0,4  * (V  − 7,6 *10− ) = 72.2      V    4

2

C) pentru aluatul din făină de grîu şi secară la umiditatea W=46,5 ±0.2%.

  0,4   p +  V ud   

2

   * (V  − 7,1 *10 − ) = 122     4

Eroarea maximă de calcul nu depăşeşte ± 2,8%. Alegerea parametrilor optimi ai procesului de divizare.

In maşinile de divizat, aluatul este supus diferitelor acţiuni care constau din amestecare

datorită antrenării mecanice şi comprimare repetată   pînă la o

anumită presiune. Valoarea presiunii influenţează substanţial precizia divizării şi

  parametrii calitativi ai aluatului. Se ştie că la mărirea presiunii se măreşte  precizia divizării, dar cînd presiunea depăşeşte o anumită limită se modifică în mod negativ structura aluatului. Cercetările şi studiile au stabilit domeniul presiunii în camera de lucru în limitele 0,1 ^-0,2 MPa. La alegerea valorii optime a presiunii de lucru trebuie ţinut cont de faptul că la micşorarea presiunii de la 0,2 la 0,1 MPa, calitatea aluatului se îmbunătăţeşte, scade puterea de acţionare şi consumul de energie cu circa 30%, se micşorează aproape de două ori încărcările maxime de pe elementele mobile ale maşinii, se măreşte durata de funcţionare şi fiabilitatea maşinilor de divizat. Din această cauză, valoarea optimă pentru presiunea de lucru este de 0,1 MPa, valoare ce reprezintă o combinaţie reuşită între toţi parametrii regimului de funcţionare ai maşinii. Cercetătorii străini recomandă valori de 0,05 - 0,12 MPa. Micşorarea presiunii de lucru în acest caz nu duce la micşorarea preciziei dozării, însă contribuie la micşorarea consumului de energie pentru acţionare, totodată mărindu-se şi fiabilitatea maşinii. Precizia prelucrării materialului în maşinile de divizat este caracterizată în afară de presiune asupra aluatului şi de umplerea camerei de lucru caracterizată  printre-un coeficient de umplere. Aceasta depinde de construcţia pistonului şi de  parametrii procesului.  Preciza funcţionării maşinii de divizat 

Uniformitatea divizării semifabricatelor permite determinarea modului de funcţionare a maşinii, micşorarea pierderilor de producţie şi stabilirea abaterilor de la tehnologie. După divizare, aluatul este supus unui şir de operaţii tehnologice care sunt însoţite de modificarea masei. Din această cauză este greu de sabilit după mărimea masei finale, în care etapă a procesului tehnologic a avut loc o modificare excesivă a masei. Abaterea maximă a 10 produse cîntărite nu trebuie

să depăєească ± 2,5 % din masa nominală, iar abaterea unui singur produs este de ± 3,0 %. Pentru aprecierea preciziei funcţionării maşinilor de divizat se utilizează o metodă de verificare statistică. Determinarea abaterilor maselor semifabricatelor  se face cu relaţia: ∑( x − ∆ g )m ,

δ  =

n −1

unde:

X – este abaterea medie aritmetică a masei m;  x =

m n

* ∑∆ρ 

În care ∆q =q1-q0, iar q1 şi q0 sunt calorile măsurate respectiv normale ale masei semifabricatului. q0 = (100 + U 1 + U 2 ) *

G 100

,

unde :

U1 – este cantittea de apă evaporată la coacere, % G – este masa produsului final, în grame. Masa medie aritmetică a semifabricatelor se calculează cu relaţia: g=g0+x precizia statistică de funcţionare a maşinii de divizat este caracterizată de coeficientul de variaţie ∆v%, ∆V  =

σ   g 0

*100 .

1.2. Procesul tehnologic de divizare a bucăţilor de aluat

Divizarea reprezintă împărţirea aluatului în bucăţi de o anumită greutate, în funcţie de greutatea nominală pe care urmează să o aibă produsul fabricat. La stabilirea greutăţii bucăţilor de aluat se i-au în consideraţie pierderile în greutate care variază între 8-23%, în funcţie de sortimentul fabricat. Pentru exemplificare, la unele brutării fabricarea pîinii de tip franzelă cu masa de 400 grame, pierderile în greutate sunt de 12%.

Pentru a pute fi prelucrat prin divizare, aluatul este scos din cuva în care a fost  preparat, operaţie care se realizează mecanic prin utilizarea unor răsturnătoare de cuvă. Cu ajutorul acestora, conţinutul cuvei esre deversat în pîlnia maşinii de divizat. Se urmăreşte ca în urma divizării, greutatea bucăţilor de aluat să fie cît mai exactă, mai ales în cazul pîinii care se vinde cu bucata. Greutatea uniformă  permite şi realizarea unei dospiri finale si coaceri cît mai uniforme, intrucît se ştie că bucăţile de aluat mai mici, au o durată de fermentare mai lungă şi o durată de coacere mai scurtă decît cele mari. Precizia divizării caracterizată prin uniformitatea bucăţilor de aluat, impune controlarea atentă şi sistematică a greutăţii acestora. În timpul procesului de divizare, în camera de lucru a maşinii de divizat aluat, au loc un şir de procese tehnologice care modifică proprietăţile aluatului. Aluatul pentru pîine are o structură capilară şi în porii lui se menţine o cantitate mare de gaze de la fermentare. La divizare şi formare, aluatul pierde o cantitate mare de gaze, se micşorează în volum şi îşi măreşte densitatea. De obicei, la divizare aluatul este supus unei comprimări de pînă la 0,3MPa. Procesele din camera de lucru a maşinii de divizat sunt ciclice şi au durate mici. Din acest motiv, în cazul unei analize trebuie luate în consideraţie doar    procesele care influenţează substanţial proprietăţile aluatului. Fermentarea aluatului are loc foarte încet şi din această cauză nu se i-au în consideraţie   proprietăţile fizice şi mecanice precum şi caracteul fermentării ulterioare, aceştia fiind factori determinanţi în alegerea parametrilor de lucru ai maşinii de divizat. În general, la acţiunea de scurtă durată a presiunii şi a antrenării mecanice se modifică puternic structura. La studierea procesului de lucru a maşinii de divizat se analizează influenţa presiunii în camera de lucru asupra preciziei divizării, dar trebuie studiate tote procesele care au loc în camera de lucru  precum şi influenţa lor asupra proprietăţilor aluatului.

Acţiunea presiunii asupra aluatului fermentat produce micşorarea volumului fazei gazoase, iar cînd se face în paralel şi antrenarea mecanică, are loc divizarea bulelor de aer în bule mai mici ceea ce contribuie la formarea unei structuri poroase fine şi eliminarea bulelor mari de aer. Acest tip de structură este capabilă să menţină mai bine faza gazoasă în etapele următoare ale  procesului tehnologic. După o prelucrare mecanică cum este divizarea, aluatul are o masă volumică constantă care este mult mai mică decăt masa aluatului proaspăt. La comprimarea aluatului într-un volum închis, el manifestă proprietăţi elastice datorită prezenţei fazei gazoase şi parţial datorită albumonelor elastice. Pe măsura creşterii presiunii are loc o absorbţie parţială de gaze şi o difuzie, producînd în general o micşorare a fazei gazoase care determină compresibilitatea aluatului. Aceasta scade brusc şi aluatul se manifestă ca un corp rigid. 1.3.

Analiza bibliografică a nivelului de dezvoltare tehnică a

divizatoarelor

Divizarea aluatului în bucăţi se poate face manual sau mecanic. Divizarea mecanică se execută la maşini care funcţionează pe principiul gravimetric sau volumetric. Principiul de bază după care s-au construit maşinile de divizat aluat este cel volumetric, conform căruia la volume egale corespund greutăţi egale de aluat, cu condiţia că aluatul să fie omogen şi să aibă aceeaşi densitate în toată masa sa. Aluatul este un mediu polifazic, care datorită fazei gazoase este compresibil la acţiunea unei forţe externe. Astfel se explică variaţia greutăţii specifice a aluatului între limitele 1,1...1.22

kg  / dm 3

, funcţie de gradul de fermentare,

  presiunea din aluat în momentul divizării, viteza de lucru a organelor de măsurare volumetrică, timpul parcurs di momentul începerii divizării.

Pentru a asigura greutatea nominală a pîinii este necesar să se respecte exact reţeta de fabricaţie, regimul tehnologic pe tot parcursul de fabricaţie, elemente ce asigură o consistenţă şi densitate relativ constantă a aluatului. Principiul proporţionării volumetrice presupune că la volume egale corespund greutăţi egale de aluat. Aceasta se întîmplă atunci cînd aluatul este omogen, în toată masa sa şi are aceeaşi densitate. Aceste operaţii de porţionare se realizează utilizînd ca factor extern presiunea, creată de un sistem de aer comprimat sau de un sistem mecanic. Greutatea  bucăţii de aluat se stabileşte funcţie de greutatea ce urmează să o aibă produsul finit şi de pierderile care au loc în timpul fermentării intermediare, a dospirii finale, a coacerii aluatului şi în timpul răcirii şi depozitării pîinii. Greutatea nominală a pîinii, cu abaterile admise depinde de precizia operaţiei de divizare, de nivelul pierderilor tehnologice. Maşinile de divizat aluat care funcţionează pe principiul volumetric asigură o toleranţă a greutăţii bucăţii de ±0,5 ÷ 2%. Din acest motiv este necesară verificarea periodică a greutăţii bucăţilor de aluat şi reglarea în consecinţă a maşinii. Deci, clasificarea divizatoarelor se efectuează în felul următor: 1 Conform ciclului de lucru: •

cu acţiune continuă;

•

cu acţiune discontinuă; 2 În funcţie de dispozitivele de divizare:

•

dispozitiv de divizare cu cap cilindric oscilant şi piston de comprimare;

•

dispozitiv de divizare cu cap cilindric rotativ şi paletă de comprimare ;

•

dispozitiv de divizare cu tamburi de laminare şi cuţit de tăiere ;

•

dispozitiv de divizare cu cilinri axiali ;

•

dispozitiv de divizare cu arbore profilat ;

•

dispozitiv de divizare cu cap cilindric oscilant şi arbore cu paletă oscilantă ;

•

dispozitiv de divizare cu capac cilindric rotativ şi paletă de comprimare.

3 În funcţie de metodă : •

maşini în care are loc tăierea unui flux de alenă de aluat de secţiune

constntă ; •

maşini în care are loc divizarea prin intermediul unor celule măsurătoare ;

•

maşini în care divizarea are loc prin ştanţare. 4 În funcţie de metoda creării suprapresiunii:

•

maşini cu melc;

•

maşini cu valţuri;

•

maşini cu piston;

•

maşini pneumatice. 5 În funcţie de rigiditatea schemei cinematice;

•

schemă cinematică rigidă ;

•

schemă cinematică mobilă.

Caracterizarea dispozitivelor de divizare a aluatului  Dispozitiv de divizare cu cap cilindric oscilant şi piston de comprimare

Schema unui dispozitiv de divizae cu cap cilindric oscilant ş piston de comprimare este prezentat în figura 1.1 .Aluatul din coşul de alimentare 5 este deversat parţial prin deschiderea clapetei 3 în camera de lucru de volum V 0 unde se află pistonul 4 care datorită resortului 6 va comprima aluatul. Aceasta îşi va micşora volumul de la valoarea V 0 la valoarea V  x corespunzător presiunii de comprimare.Camera 1 de volum V4 denumită camera de colibrare, este spaţiul în care este comprimat aluatul, forţat să umple volumul colibrat pentru divizare. Capul cilindric 2 în care s-a format camera de calibrare, execută o mişcare oscilatorie pentru a asigura fazele de lucru. La faza de alimentare cu aluat a camerii de calibrare, capul oscilant asigură corespondenţa între camera de lucru şi camera de calibrare permiţînd alimentarea cu aluat. In faza de evacuare a aluatului din camera de calibrare, capul cilindric oscilant se roteєte cu 90° pentru expulrarea aluatului calibrat. Ciclul se repetă prin revenirea în poziţia iniţială  pentru alimentare. Volumul V 4 al camerei de calibrare poate fi modificat între anumite limite, în funcţie de mărimea bucăţilor de aluat care sunt divizate. Modificarea volumului de calibrare se realizează pirn modificarea cursei pistonului din camera 1.

Dispozitiv de divizare cu tamburi de laminare şi cuţit de tăiere

Dispozitivele de divizare cu tambur de laminare şi cuţit de tăiere au ca principiu funcţional formarea unor fоєii de aluat, care sunt tăiate de tăiєul uneia din muchiile tăietoare ale unui cuţit cu mai multe muchii aflat ăn miєcare de rotaţie. Din punct de vedere constructiv, nu astfel de dispozitiv de divizare are în componenţa sa un cuţit 5 єi un set de tamburi cilindrici 2, cu axele paralele cu tamburul de formare 3. Cuţitul 5 este prevăzut cu două muchii tăietoare. Tamburii 2 sunt situaţi la distanţe diferite faţă de tamburul 3 pentru a executa laminarea succesivă. La exteriorul tamburului 3 sunt prevăzute gurele 4 care formează canale de o anumită lăţime єi adоncime. Cuţitul rotativ 5 se roteєte єipătrunde periodic cu muchiile tăietoare оn masa fвєiilor de aluat din canalele de  pe tamburul 3. Aluatul preluat din coєul de alimentare 1, este eliminat succesiv de tamburii de laminare 2 şi forţat să umple canalele formate din dispunerea gulerelor 4. Cuţitul 5 fiind antrenat, va tăia periodic felii din fîşiile de aluat aflate în canale. Dispozitivi de divizare cu cilindri axiali:

1.

Capacul de divizare al acestui dispozitiv este sub forma unui platou antrenat în rotaţie şi prevăzut cu un număr de găuri care corespund unui număr de cilindri cu  pistoane axiale. Platoul 5 este rotit împreună cu cilindrii 3 ale căror pistonoae sunt în contact  permanent cu cama spaţială 4. Forma camei face ca cilindrii superiori care ajung în zona de alimentare cu aluat, să aibă pistonoaele în poziţia în care deja camera de calibrare este formată. Cilindrii inferiori au pistoane ieşite la nivelul platoului astfel că aluatul din cilindri să fie evacuat complet din camera de calibrare. La o rotaţie completă a pistonului cu cilindri, fiecare din aceştia execută un ciclu complet de alimentare-evacuare cu aluatul din camera de calibrare.Pentru funcţionarea corectă a acestui dispozitiv, este necesară alimentarea continuă şi uniformă cu aluat de către tamburii de alimentare 2. Dispozitiv de divizare cu arbore profitat:

Arborele profilat al acestui tip de divizor reprezintă elementul care asigură alimentarea şi comprimarea aluatului în camera de calibrare 6. Împreună cu tamburul 5, arborele profilat 4 preia din coşul de alimentare 3 o cantitate de aluat determinată de spaţiul dintre cuvă єi profilul asimetric al arborelui. Alimentarea continuă cu aluat permite creşterea presiunii оn camera de calibrare, astfel ca volumul acesteia să fie ocupat complet cu aluat. La intervale egale de timp, cuţitul 7 care are rol єi de clapetă de reţinere, va deschide evacuarea aluatului, iar apoi la оnchidere, va debita coloana de aluat оmpinsă spre evacuare єi va obtura ieєirea aluatului din camera de calibreare.ciclul de evacuare se repetă, pe sama alimentării uniforme cu aluat єi creєterea presiunii ăn camera de calibrare. Paleta 1 menţinută permanent оn contact cu arborele profilat va curăţa aluatul aderent de la suprafaţa exterioară a acestuia. Dispozitiv de divizare cu cap cilindric oscilant şi arbore cu paletă oscilantă

Din punct de vedere constructiv, dispozitivele de divizare cu cap cilindric oscilant şi arbore cu paletă oscilantă reprezintă o construcţie compusă cu elemente constructivă a elementelor de divizare prezentate anterior. Capul de divizare 3 de formă cilindrică cu miєcare oscilatorie, are оn alezajul din corpul său pistonul 2 ce execută o miєcare oscilantă pentru a absorbi aluat оn camera de calibrare după care-1 va refula оn exterior.

Dispozitivul de divizare are оn componenţa sa єi un sistem de creare a presiunii  pentru aluatul ce urmează să intre оn volumul V4 de calibrare. presiunea este obţinută prin rotirea arborelui 5 prevăzut cu paletă escamotabilă 6 care ocupă  poziţia radială pвnă la contactul cu cuva оn zona camerei de presare. După acel moment, paleta se roteєte єi ocupă оn degajarea din arbore o poziţie sub nivelul diametrului exterior al arborelui. La eliberarea contactului cu peretele cuvei,  paleta revine оn poziţia radială єe va prelua оn continuare aluatul din coєul de alimentare. In apropierea zonei de alimentare a camerei de calibrare, există un sistem elastic 1 format dintr-o placă ocilantă єi un arc care are rolul de stabilizator de  presiune. Acesta menţine presiunea constantă la trecerea prin dreptul său a paletei de comprimare de pe arbore.

Dispozitiv de divizare cu capac cilindric rotativ şi paletă de comprimare

Dispozitivul de divizare cu cap cilindric rotativ şi paletă de comprimare reprezintă o variantă modificată a soluţiei constructive prezentate anterior.

Capul cilindric de divizare 2 are dispus un canal radial 3 оn care oscilează un piston cu dublu efect, pe o cursă a cărei valoare este оn funcţie de raportul dintre lungimea  pistonului єi diametrul capului de divizare. Deplasarea pistonului se face concomitent cu rotirea capului cilindric al divizorului, astfel că la o rotire completă a capului divizor, pistonul execută o cursă dublă. Antrenarea pistonului se face ca urmare a  pătrunderii aluatului оn camera de comprimare, umplerea ei єi creєterea presiunii. Presiunea este realizată de paleta 6 fixată pe arborele de acţionare, care prin rotire va antrena masa de aluat cuprinsă оntre peretele jgheabului єi arbore єi o va forţa să treacă spre camera de calibrare. Revenirea aluatului оn coєul de alimentare 5 este oprită de  paleta de reţinere 4 єi de cea de-a doua paletă similară de pe arbore. Atît arborele cu palete de comprimare cвt єi capul cilindric de divizare execută miєcare de rotaţie оn mod continuu. Fazele de lucru ale dispozitivului de divizare cu cap cilindric rotativ єi paletă de comprimare sunt date оn fug. 1 Camera de calibrare plină cu aluat este rotită de capul cilindric pentru a trece la evacuarea aluatului, оn timpul ce paleta de comprimare a realizat presiunea  pentru umplere, depăєeєte paleta de reţinere rotind-o prin contact pe paleta inferioară. Rotirea оn continuare a continuare a capului de divizare єi a arborelui cu palete de comprimare, asigură pregătirea pentru umplerea cu aluat a camerei de calibrare simetrice care se va obţine din deplasarea pistonului pentru evacuarea camerei pline. Umplerea cu aluat a camerei de calibrare nou formate  prin оmpingerea pistonului єi оn acelaєi timp evacuarea aluatului din camera de calibrare simetrică, durează pвnă cînd aceasta depăşeşte complet nivelul gurii de

alimentare. In tot acest interval de timp, paleta de comprimare a asigurat formarea єi menţinerea presiunii aluatului. După obturarea camerei de calibrare de către peretele gurii de alimentare datorită rotirii capului divizor paleta de comprimare va intra оn contact cu paleta de reţinere depăєind-o єi ciclul se va repeta. Condiţia funcţionării corecte a acestor tipuri de dispozitive de divizat se оndeplineєte prin corelarea poziţiilor unghiulare a paletelor de comprimare єi   pereţii camerei de calibrare. Alunecarea pistonului оn camera de calibrare trebuie să se facă uniform, fără frecări sau blocări temporare. 1.4. Studiul brevetelor

Dividing apparatus, Patent No. US 6,733,268 B2 Inventia dată se referă la aparatul de divizat aluat, mai exact, la aparatul de divizat destinat formării bucăţilor de aluat prin luarea aluatului introdus în coş,  presîndu-l în afară cu un extrudator şi tăindu-l în bucăţi cu greutatea stabilită anterior. Produsele coapte asa ca pîinea şi prăjiturile sunt produse prin divizarea aluatului în bucăţi individuale conţinînd o cantitate de aluat dată (procesul de divizare), şi prin rotirea acestor bucăţi divizate de aluat pentru a crea forma dorită (procesul de rotungire). După procesul de rotungire, bucăţile de aluat sunt modelate, de exemplu, în produse cu un aspec specific celor care sunt indicate spre fabricare. Bucăţile de aluat modelate sunt apoi coapte pentru a finisa produsele (procesul de coacere). Deasemenea, pentru a reduce scurgerea de gaze, bucăţile de aluat obţinute în procesul de rotungire trebuie să aibă aria suprafeţei minimă posibil. Astfel, un punct cheie pentru calitate este obţinerea unei forme cît mai sferice. Descrierea detaliată a maşinei de divizat:

Cel mai bun mod de a înţelege invenţia dată este descrierea de mai jos, cu referinţe la desene. Fig. 1 este o parte simplificată a maşinii de divizat A din vederea frontală, şi fig. 2 este o parte simplificată a masinii de divizat A din

vederea laterală. Aparatul de rotungit (nu este reprezentat în desen), este situat în josul aparatului de divizat A pentru rotungirea bucăţilor de aluat, fiind aprovizionat continuu de către aparatul de divizat A. Aparatul de divizat A conţine un buncăr 6 pentru recepţia aluatului D din afara aparatului; un bloc principal 7 pentru primirea aluatului din buncărul 6; un extrudator 8 pentru a extrage aluatul în acel bloc esenţial 7 şi un cuter 9 pentru a tăia aluatul extras. Deasemenea este înzestrat în partea de jos a aparatului cu roţi 10, pentru a face posibilă oricînd mutarea aparatului integru. Un şurub 71 asamblat înăuntrul bloculuio principal 7 se roteşte exercitînd presiune aluatului D, aducînd-ul în blocul principal prin intermediul buncărului 6, acesta făcînd ca aluatul D să fie scos de la extractorul 8. Extractorul 8 este înzestrat cu un loc de scurgere 1. Acest organ de ieşire 1 este sprijinit de placa de suport 2, care face parte din aparatul de divizat A. Mai exact locul de ieşire 1 este instalat potrivind sfîrşitul acestuia în deschizătura canalului ţevei 22 în placa de suport 2. De asemenea pe placa de suport este instalat un cuter 9 cu o lamă 91. Cuterul 9 este instalat astfel ca lama 91 să alunece înaintea suprafeţei plăcii de suport 2 şi să vină în contact cu aceasta în timp ce cuterul 9 se roteşte. Fig.3 expune la vedere cuterul 9 instalat pe placa de suport. Aici, un strat de  placă 21 confecţionată dintr-un material (ca poliacetalul) cu caracteristici de rezistenţă la forţa de frecare a lamei 91, este ataşat la placa de suport. Aceasta este suprafaţa acestui strat de placă 21 care se află în contact cu lama cuţitului 91 cînd este necesar de schimbat datorită uzurii, de exemplu în locul schimbării complete a plăcii de suport 2, numai placa protectoare trebuie de înlocuit. Cînd lama cuterului 91 alunecă peste deschizătura 22 a plăcii de suport 2, aceasta taie din aluat D fiind expulzat prin deschizătura 22. În continuare se descrie structura extruderului 8 a maşinii de divizat. Cum am menţionat anterior, extruderul 8 înzestrat cu un canal de ieşire 1 care este instalat la sfîrşitul lui, este acea parte a aparatului în care aluatul D este supus

 presiunii exercitate de rotirea şurubului 71 îngrădit înăuntrul blocului principal 7, acesta cauzînd împingerea aluatului D înafară prin canalul de ieşire 1. Canalul de ieşire 1 conţine un reductor cilindric 11 şi o flanşă 12 formată formată din două palete extinse vertical în direcţia radială a acesteea. Canalul de scurgere 1 fiind instalat poate fi mutat şi înlocuit cu alt canal de scurgere cu dimensiunea deschizăturii diferită, în măsură să suporte greutatea bucăţilor de aluat. Cum am menţionat anterior, flanşa 12 este utilizată pentru a ataşa canalul de scurgere 1 la placa de suport 2. Figurile 4(A ) şi 4 (B) reprezintă canalul de scurgere în două exemple de mărimi diferite văzute din vederea oblică, cu un diametru larg a canalului de scurgere expus în fig. 4 (A) şi cu un diametru îngust fig. 4(B). Fig. 5 (A) şi 5 (B) reprezintă vederi adiţionale a acestor două canale de scurgere reprezentate cu o vedere în secţiune fig 5(A) şi o vedere frontală fig. 5 (B). Canalul de scurgere reprezentat în fig. 4 (B) este folosit pentru a diviza aluatul în bucăţi cu un conţinut relativ mic de aluat. Acesta este asemănător cu canalul de scurgere din fig. 4 A. Interiorul acestui reductor 11, are un diametru constant (L1). Flanşa 12 (cuprinde aripile 12 A şi 12 B) este asamblată la capătul posterior a reductorului 11 şi se extinde în direcţia radială a acestuia. Reductoarele 11 a acestui canal de ieşire 1 sunt montate în deschizătura 22 a  plăcii de suport 2. Astfel susţinînd canalul de ieşire 1 pe placa de suport 2. cînd reductoarele sunt introdu-se pe deplin în deschizătura 22 a plăcii de suport 2, sfîrşitul suprafeţei anterioare a canalului de ieşire 1, este adus la ecelaşi nivel cu  partea anterioară a plăcii de suport. Flanşa 12 a canalului de ieşire este plasată împotriva părţii din spate a plăcii de suport 2 şi fixată folosind un montaj de tip baionetă. Aceasta reprezintă o deschizătură patrulateră 13(A) şi 13 (B) formate în flanşe într-un mod diametric-opus. Mai exact, flanşa 12 este prevăzută diametric cu palete (12 A şi 12 B), iar deschizăturile patrulatere 13 A şi 13 B sunt formate în paletele 12 A şi 12 B în aşa un mod încît aceste deschizături se deschid la fel în direcţia acelor  ceasornicului.

O pereche de buloane de fixare 3 sunt filetate în placa de suport 2 pe părţile opuse ale deschizaturii 22. Canalul de ieşire este fixat pe placa de suport 2 de către capetele buloanelor de fixare 3 strînse prin deschizăturile respective 13 A şi 13 B . În continuare se va descrie procedura de schimbare a canalului de ieşire cu deschizătura largă în unul cu deschizătura mai mică cu scopul de a stabili o nouă cantitate de aluat. Fig. 6 (A), 6 (B) şi 6 (C) reprezintă procedura de schimbare a canalului de ieşire cu respect pentru extrudatorul 8. Fig 6 (A) reprezintă modul în care ar putea fi demontată deschizătura largă a canalului de ieşire 1. Înainte de a demonta canalul de ieşire, se demontează mai întîi instalaţia ambreajului 4, care conectează canalul de ieşire la extrudatorul 8. În continuare, buloanele de fixare 3 instalate în placa de suport 2 sunt detaşate, iar canalul de ieşire 1 este rotit pentru a se decupla buloanele de fixare 3 de la deschizăturile patrulatere 13. Canalul de ieşire 1 acum poate fi tras deoparte din spatele plăcii de suport 2 şi demontat (vezi fig. 6(B)). În continuare, se instalează canalul de ieşire 1 cu deschizătura mai mică, prin alinierea începutului reductorului 11 cu deschizătura 22 în placa de suport 2 şi apoi introducerea acestuia pînă cînd paletele lui vor veni în contact cu partea  posterioară a plăcii de suport 2. (La acest punct, capătul din faţă al canalului de ieşire va veni la un nivel cu suprafaţa frontală a plăcii de suport 2). Canalul de ieşire 1 este acum rotit pentru a se angrena deschizăturile 13 a flanşei 12 cu  buloanele de fixare 3. În continuare, buloanele de fixare 3 sunt bine reglate pentru a asigura securitatea flanşei 12 la placa de suport 2. în final, ambreajul instalaţiei 4 este montat între extrudatorul 8 şi canalul de ieşire 1, şi reglat prin eetanşarea canelurei 5 la acea instalaţie completă a canalului de ieşire 1 (vezi fig. 6 (C)) În aparatul de divizat A , organul de ieşire de diametre diferite poate fi schimbat printr-o procedură simplă. Prin urmare, atunci cînd e necesar de schimbat cantitatea bucăţilor de aluat divizate, se poate de realizat prin reglarea

diametrului aluatului, fără a mări lungimea bucăţilor de aluat de mărimi aproape sferice. Din acest motiv, cînd bucăţile de aluat diferă după cantitate, un lucru simplu trebuie de făcut, de ales canalul de ieşire cel mai apropiat ca mărime. In timpul prelucrării, aluatul D este continuu împins în afară prin canalul de ieşire iar cuterul 9, rotindu-se la o anumită perioadă de timp stabilită alunecă contactîndu-se cu suprafaţa plăcii de suport 2 (în contact cu suprafaţa de material) tăind aluat în bucăţi de marimi stabilite anterior. Aici, spre deosebire de bucăţile de aluat divizate cu un aparat de divizat obişnuit, bucăţile de aluat divizate cu aparatul de divizat din invenţia dată, nu sunt lungi şi sunt mult mai sferice. Aceasta face ca procesul de rotungire să se efectueze cu mai multă eficienţă. Deşi partea principală a invenţiei a fost descrisă mai sus, sunt posibile încă o varietate de modificări în timp ce scopul obiectivelor menţionate rămîn aceleaşi. De exemplu, deşi cuterul 9 e fost descris ca un dispozitiv de rotire, cuterul poate deasemenea executa acţiuni reciproce de mişcare încolo şi încoace. Maşina de divizat aluat, Patent numărul 5,516,272

Această invenţie descrie procesul de manipulare a aluatului pentru coacere, si mai exact, are rol în divizarea succesivă a bucăţilor de aluat cu greutăţi constante. Referindune la figurile 1-3, observăm ca constă din : buncărul 10 aranjat deasupra asamblării 11 care este poziţionată deasupra carcasei de trecere 12,  pompei de dozare 13 şi conductei de expulzare 56. Carcasa exterioară 42 asigură cu suport elemntele componente. Buncărul 10 este din construcţie integrală şi se îngustează de la extremitatea de sus 15 spre extremitatea cît de jos posibilă 16. Buncărul este conturat asa ca să nu aibă nici un colţ unde ar putea să se acumuleze aluatul, care ar putea fi o zonă stagnantă. Extremitatea de ieşire 16 este echipată cu o flanşă 17 direcţionată în afară, ce permite racordarea ermetică la asamblarea 11.

Asamblarea 11 include un element a roţii de transmisie 19 de configuraţii rectangulare înconjurat de suprafeţe netede superioară şi inferioară 22 şi respectiv 23 si parte opusă a suprafeţei 24. Primul şi al doilea canal circular al ţevei cilindrice 25 şi 26, respectiv , extinse în direcţii paralele între parte din faţă şi din dos a suprafeţei. Ambreiajul 28 este unit demontabil cu suprafaţa frontală 22 cu ajutorul  buloanelor 29, si are un loc de trecere 30 configurat la asmblarea continuă între extremităţile frontale a ambelor canale a ţevei. Orificiul de primire 31 pătrunde suprafaţa superioară 20 şi instalaţiile de comunicare între extremitatea de ieşire 16 a buncărului şi primul canal 25. Un burghiu 32 este localizat înăuntrul   primului canal şi o unitate extinsă 36 este localizată înăuntrul canalului al doilea. Orificiul de iesire 41 se extinde între extremitatea din spate al canalului doi şi suprafaţa inferioară. Dispozitivul rotativ de dozare 13 este asamblat sub presiune la partea de jos a carcasei 12, şi primeşte aluatul de acolo. Suprafaţa de placă 57 susţinută de şuruburi 58 poate fi înlocuită ca să faciliteze schimbarea rotorului şi curăţirea în interiorul pompei. O conductă distribuită orizontal 55 este poziţionată dedesuptul pompei si cuplată strîns în continuare sub presiune cu asamblarea filetată 73. În figura 3 şi 4 este cel mai bine reprezentat aparatul 59 care constă din trunchiul 64 poziţionat deasupra axei centrale 92. Trunchiul 64 se extinde între extremitatea filetată 93, care pătrunde blocul 79 pe deasupra conductei dispuse orizontal 55 şi extremitatea canalului filetat 94. 2.

Proiectul tehnic 2.1. Construcţia maşinii de divizat

Maşina de divizat aluat A2-HTN este destinată divizării aluatului din taină de secară şi de grîu în bucăţi de mărime egală. Conform clasificării cunoscute ea aparţine tipului maşinilor cu divizare volumetrică, cu mecanismul de comprimare cu palete şi cu ritmul de lucru fixat. Se utilizează la întreprinderile industriei de panificaţie în liniile tehnologice în flux pentru producerea sorturilor 

de pîine, pe vatră şi în forme. Elementele de bază ale maşinii sunt: mecanismul de acţionare, batiul 11, buncărul de recepţie 5, camera de lucru 8, capul divizor 4 şi transportorul 1.

Maşina de divizat aluat A2-HTN: 1 - transportor, 2-cuţit, S-corp, 4tija, 5 -piston dublu, 6 - camera de amortizare, 7 - cap de divizare, 8 cameră de comprimare, 9 -piston, 10 - camera de lucru, 11 - clapeta, 12 -paleta, 13 -arbore de acţionare. 2.2. Principiul de funcţionare a maşinii

1.

Aluatul din buncărul 5 sub acţiunea forţei de greutate se alimentează оn camera de

lucru 8, din care este antrenat în continuare de paleta rotativă 7, In prima perioadă a procesului, clapeta 6 se află оn poziţia deschisă, pentru ca gazele care se conţin оn aluat să fie împinse înapoi în buncărul 5. In perioada următoare clapeta 6 se deschide şi sub presiunea paletei 7 se umple cu aluat celulele măsurătoare din capul divizor . In această perioadă celulele măsurătoare prin intermediul camerei de amortizare 9 comunică cu camera e lucru 8. La atingerea presiunii din camera de lucru 8 valorii limită aluatul de prisos laminează în buncărul de

recepţie 5. Astfel în zona de dozare se menţine o presiune stabilă. Capul divizor 4 taie bucata de aluat măsurată cu marginea celulelor măsurătoare. La umplerea repetată a celulei măsurătoare, după întoarcerea capului divizor 4, are loc împingerea bucăţii de aluat de către pistonul 10 şi separarea lui cu cuţitul 2. Bucata de aluat separată de la capul divizor, cade pe transportorul 1 care o transmite la operaţia următoare (la modelare).  Avantajele maşinii de divizat aluat A2 - HTN : -

lipsa scurgerii aluatului;

- precizia înaltă de divizare; - stabilitatea masei; - posibilitatea reglării masei de aluat al

semifabricatelor;

- simplitatea deservirii organelor de lucru; - mişcarea de rotaţie continuă a organelor de lucru; - diapazonul larg al productivităţii; - în zona de dozare se - simplitatea

menţine o presiune stabilă;

construcţiei.

 Dezavantajele maşinii:

-

Consum înalt de energie

-

Productivitatea mică

Fazele organelor de lucru a maşinii A2-HTN

Faza I - din poziţia orizontală paleta efectuiază o rotaţie de 75° în direcţia acului ceasornicului. In această fază, înaintea paletei, se creează o suprapresiune neînsemnată, care în continuare se reduce în tot volumul camerei de lucru. Comprimarea aluatului va începe să crească după ce clapeta se va atinge de arborele paletei. Această fază mai poartă denumirea de „ zero convenţional". Faza II - rotirea paletei оn continuare pоnă la un unghi de 70° de la„ zero conventionat" - comprimarea aluatului. In această fază celula măsurătoare contactează cu camera de lucru єi datorită presiunii aluatului din camera pereche de pistoane se deplasează оn stоnga eliberînd, spaţiul pentru aluat. Totodată  pistonul evacuează din celula măsurătoare aluatul divizat оn ciclul precedent. Faza III - atingerea de paletă a unghiului de 95° de la „ zero conventionat". Anume оn această poziţie a paletei оn camera de lucru presiunea aluatului are valoare maximă. Faza IV - poziţia de 180° de la „ zero conventionat" - scăderea bruscă a  presiunii în camera de lucru 2.3.

Instrucţiuni de exploatare a utilajului

Înainte de a pune în funcţie maşina trebuie de verificat dacă capul divizor este instalat corec în maşină, să nu fie prezente obiecte străine. De verificat deplasarea pistonului în capul divizor. Pornim motorul electric şi efectuăm divizarea a patru-cinci bucăţi de aluat, le cîntărim şi în caz de necesitate reglăm volumul celulei măsurătoare cu piuliţa de reglare. La sfîrşitul lucrului este necesar de curăţit celula măsurătoare de aluat, de şters minuţios toate suprafeţele maşinii şi se unge cu ulei vegetal. Este necesar de efectuat prelucrarea sanitară a capacului divizor nu mai rar de 2 – 3 ori pe saptămînă. Regulat se verifică unsoarea din lagărele maşinii. 2.4. Calculele inginereşti

2.4.1 Calculul tehnologic

Calculăm productivitatea teoretică a divizorului de aluat - Q, kg/s: Q = m • n c.d• z ,

unde

nc.d - este turaţia capului divizor, nc.d=0,8 s"1; z - numărul celulelor din capul divisor, z = 2; m - masa semifabricatului de aluat, m = 0,45 kg. Q = 0 ,45 - 0,8- 2 = 0,7kg/s. 2.4.2 Calculul energetic

Analiza funcţionării maşinii ne arată, că la efectuarea procesului de divizare a aluatului se consumă o oarecare cantitate de energie necesară pentru comprimarea aluatului în camera de lucru şi deplasarea pistonului din capul divisor, pentru tăierea aluatului de către muchia capului divisor şi pentru deplasarea  bucăţilor de aluat pe transportor. Totodată, o parte din energia produsă de motor se  pierde în transmisiile şi angrenajele maşinii. Deci, puterea motorului electric este  Ntot, W:  Ntot=N1+N2+N3+N4 /η  ,

unde

N1 - este puterea consumată la comprimarea aluatului în camera de lucru, kW; N2 – puterea consumată la tăierea aluatului de muchia capului divizor. KW; N3 – puterea necesară pentru depăşirea forţei de frecare la deplasarea  pistonului din capul divizor, KW; N4 – puterea consumată la deplasarea bucăţilor de aluat pe transportor, KW; η 

- randamentul maşinii, η =0,85.

Calculăm puterea consumată la comprimarea aluatului din camera de lucru –   N1, W: N1= M1 * w1,

unde:

M1 – este momentul aplicat arborelui paletei în urma acţionării presiunii aluatului din camera de lucru, Nm;

w1 – viteza unghiulară a paletei,  s − ; 1

M 1

= 1/

(

2 P max * S  *  R

+

) = 1 / 2 P 

r 

max

(

* l  *  R

2

−

2

r 

),

unde:

Pmax – presiunea maximă a aluatului din camera de lucru, Pmax = 0,2Mpa; S – suprafaţa paletei, S=0,0072

m2 ;

R – raza paletei, R=0,18m; r – raza arboelui paletei, r=0,04m; l – lăţimea paletei, l=0,22m. M 1

= 1 / 2 * 0,2 *10

6

* 0,0072 ( 0,18 + 0,04)

w1 = 2π  * n p

,

= 158,4 Nm

unde:

np – este turaţia paletei, np =0,16  s w1=2*3,14*0,16=10,048 s − n1=10,048 * 158,41591,6W. Calculăm puterea consumată la tăierea aluatului de către muchia capului −1

1

divisor -N2, W(se determină ca produsul dintre momentul format de rezistenţa aluatului la tăiere şi viteza unghiulară a capului divisor):  

N2=M2-w2,

unde:

M2- este momentul aplicat arborelui capului divisor la tăierea aluatului, Nm; w2 - viteza unghiulară a capului divisor, s"1. M2 =2 π  -q -Rp • Red,

unde :

q - este rezistenţa specifică a aluatului la tăiere, q = 700 N/m; RP - raza pistonului, Rp = 0,1 m; Red - raza capului divisor, Rcd=0,25m; M2 – 2*3,14*700*0,1*0,25=106,76Nm. w2 =2n • ncd, unde ncd - este turaţia capului divisor, nc.d=0,8 s"1. w2 =2 -3,14 -0,8 = 5,24 s"1.  N2 = 5,24-106,76 = 536,36 W. Calculăm puterea necesară pentru deplasarea pistonului din capul divisor  N3, W (se determină ca puterea necesară pentru înfrîngerea forţelor de frecare  pe parcursul acestei deplasări):   N3 = Ffr *v, unde :

Ffr - este forţa de frecare a pistonului şi a aluatului de către pereţii camerei măsurătoare a capului divisor, N ; v- viteza liniară a pistonului, v= 0,67 m/s. Ffr = g(mp-f1 + mal*f 2),

unde :

g - este acceleraţia căderii libere, g = 9,8 m/s2; mp - masa pistonului, mp = 2,2 kg ; mal- masa aluatului din celula măsurătoare, mal = 0,45kg ; fi - coeficientul de frecare a pistonului de pereţii celulei măsurătoare, se acceptă : f1 = 0,3; f2 - coeficientul de frecare a aluatului de pereţii celulei măsurătoare, se acceptă : f2 = 0,85. Ffr= 10 • ( 2,2 • 0,35 + 0,45 • 0,8) =13,1 N  N3 = 13,l • 0,67 = 8,8 W. Calculăm energia utilizată pentru punerea în funcţiune a pistonului - N4, W (care se consumă la depăşirea rezistenţei benzii la mersul util, depăşirea rezistenţei benzii la mersul în gol, ridicarea aluatului la o oarecare înălţime,  pierdere de energie în mecanismul de descărcare):   N4 = Q • g • L (sina + Ccosa),

unde:

Q - este productivitatea maşinii, Q = 0,7 kg/s; L - lungimea transportorului, L = 1,3 m; C - coeficient dependent de rezistenţele apărute pe parcursul deplasării,C= 5; a - unghiul de înclinare a transportorului, a = 10°. N4 = 0,7- 10- 1,3 (sin10 + 5cos 10) =51,87 W.

2.5. Impactul utilajului asupra mediului ambiant

Relaţiile zilelor noastre arată că secolul XX este perioada celor mai mari descoperiri şi transformări ale civilizaţiei omeneşti, dar şi cele mai complexe şi uneori nebănuite efecte asupra vieţii.

Odată cu sporirea populaţiei globului, ce a decurs paralel cu perfecţionarea organizării sociale şi în special odată cu dezvoltarea industriei, a transporturilor  mecanizate din ultimele două secole, încercarea omului de a domina în lupta aspră cu natura, de a-i “smulge” lacom bogăţiile ascunse, începe să aibă tot mai mult succes. Peste un miliard şi jumătate din populaţia actuală a terrei aparţine civilizaţiei industriale. Industrialismul a fost mai mult decît coşuri de fabrică şi linii de asamblare. A fost un sistem social multilateral şi bogat care a influenţat fiecare aspect a vieţii omeneşti. Creşterea economică, enorm accelerată se bazează în majoritate nu pe surse regenerabile de energie, ci pe energia cheltuită prin folosirea combustibililor fosili, neregenerabili: cărbuni, ţiţei, gaze naturale. Alvin Toffler observa cu sarcasm: “Pentru prima dată o civilizaţie consumă din capitalul naturii, în loc să trăiască din dobînzile pe care le dădea acest capital”. Perfecţionarea şi modernizarea proceselor tehnologice, utilizînd cele mai noi cuceriri ştiinţifice, au redus mult consumurile specifice de materii prime, dar nu şi pe cele energetice. Ca urmare a industrializării şi creşterii producţiei de  bunuri a sporit mult materialele ce afectează mediul ambiant. Mecanizarea şi automatizarea proceselor tehnologice necesită o reşea dezvoltată de cabluri, conductoare şi alte dispozitive electrice, care sunt o sursă de pericol de incendiu sporit. Reconstruirea întreprinderilor şi înnoirea fondurilor de producţie, efectuate în condiţiile de tranziţie şi însoţite de diferite lucrări electrotehnice, de sudare, cu foc deschis etc. Sporesc deasemenea  pericolul de incendii şi explozii a obiectivelor. Analizînd minuţios, constatăm că utilajul cercetat – maşina de divizat, manifestă un pericol pentru mediul înconjurător în ceea ce priveşte gazele nocive sau noxele degajate prin probabilitatea apariţiei un incendiu, deoarece instalaţia repectivă lucrează doar prin consum de energie.

Deaceea, cauza principală a incendiilor la întreprinderile industriale este încălcarea regimului tehnologic, ca urmare a unei diversităţi considerabole de  procese tehnologice, de regulă, extrem de complicate. Astfel, conform statisticii elaborate cu caracter tehnic în cadrul întreprinderii industriale rezulta că frecvenţa apariţiei incendiilor constituie 16% . aici mai  putem menţiona despre nerespectarea graficului de reparaţie, uzarea şi corozia utilajului, care la rîndul său manifestă 8%. Deasemena intră aici şi defectele constructive ale utilajului realizate prin procenatajul următor – 7%. În consecinţă, putem relata că acest utilaj, adică maşina de divizat, manifestă un risc (primejdie) extrem de neînsemnat pentru mediul ambiant, neavînd un   pericol dăunător atît asupra faunei şi a florei; precum şi oamenolor care lucrează în cadrul întreprinderii şi în afara acesteea. 2.6.

Asigurarea protecţiei muncii

Protecţia muncii este un sistem de reguli de securitate, de masuri şi mijloace social – economice, tehnice, curative ce acţionează în baza actelor normative, asigură securitatea păstrării sănătăţii angajaţilor în hale şi secţiile întreprinderii şi menţinerea capacităţii de muncă în timpul lucrului. Pentru ca lucrătorii să-şi desfăşoare din plin activitatea şi să-si pună în scopul   producţiei întreaga capacitate de muncă trebuie să aibă condiţii de muncă corespunzătoare. Dintre măsurile specifice întreprinderii de panificaţie se menţionează: 1 Mecanizarea muncilor grele. 2 Instalarea de apărători şi îngrădiri pentru a împiedica accesul muncitorilor la organele maşinii care prezintă pericol de accidentare. 3 Izolarea cablurilor electrice şi punerea la motoarele electrice legături la  pămînt. 4 Supravegherea întreţinerii maşinilor şi utilajelor pentru asigurarea unei funcţionări normale a lor şi de a evita accidente de muncă.

5 Dotarea locurilor de muncă cu instalaţii necesare pentru îmbunătăţirea condiţiilor de lucru – instalaţii de evacuare a căldurii, fumului ş.a. 6 Asigurarea tuturor secţiilor de lucru cu iluminare naturală. Incendiul la întreprindere poate fi caracterizat ca un proces de ardere necontrolat şi nedirijat ce provoacă pierderi materiale. Procesul de ardere poate avea loc în prezenţa obiectului de ardere, oxidant, impuls termic. Pentru a reduce riscul procesului de ardere este necesar: -

De a reduce concentraţia de oxigen din aer pînă la valori mici de 1214% ce nu susţin arderea;

- De a reduce temperatura obiectului arzător pînă la temperatura mai joasă de temperatura lui de aprindere. La întreprindere este organizată o comisie pentru evitarea pericolului de incendiu şi explozie a încăperilor. Această comisie este condusă de către directorul tehnic al unităţii economice şi include specialişti în problemele incendiare pe protecţia muncii şi serviciuluii medical. Funcţiile de bază ale acestei comisii sînt: -

de a verifica starea antiincendiară a întreprinderilor;

-

de a acorda ajutor antiincendiar;

-

evacuarea bunurilor materiale în caz de incendiu şi stingerea lui. La întreprindere la majoritatea aparatelor se instalează sisteme de verificare şi

aspiraţie a aerului. Scopul acestor ventilaţii este de a asigura parametrii aerului în încăperile de producţie în cazul influenţei diferitor factori de producţie. În procesul lucrului instalaţiilor electrice asupra organismului uman pot exercita o influenţă nocivă: cîmpurile electromagnetice, zgomotul, vibraţia, iluminarea insuficientă, temperatura sporită sau scăzută a aerului, poluarea aerului cu substanţe nocive. Instalaţiile electrice defecte pot să ia foc sau să explodeze. Deservirea instalaţiilor electrice e însoţită de eforturi emoţionale mari, suprasolicitaţii psihofiziologice (atenţia, memoria, văzul, auzul,).

Măsurile tehnice şi organizatorice de protecţie au scopul de a asigura inaccesibilitatea părţilor conducătoare de curent şi imposibilitatea unei atingeri neprevăzute de ele, de a exclude electrocutările în caz de scurt circuit al curentului la masa instalaţiei electrice sau la pămînt, de a preveni acţiunile incorecte ale personalului în timpul lucrului la instalaţiile electrice. Personalul care deserveşte instalaţiile electrice trebuie să fie este instruit despre tehnica securităţii. La fabricile de pîine şi chiar la fabricile în ansamblu este exploatată o mare varietate de instalaţii electrice, lucrul corect cu ele constituind un mijloc important de profilaxie a electrotraumatismelor. Fiecare angajat în cadrul unei întreprinderi trebuie cunoască şi să respecte următoarele: -

locul de lucru trebuie sa fie curat;

-

locul de lucru nu se lasă fără supraveghere;

-

corpul motorului electric şi butoanele electrice trebuie să fie legate la

 pămînt; -

Butoanele electrice se pornesc şi se opresc cu mîinile uscate;

-

Butoanele lectrice nu se spală ci se şterg cu o cîrpă umedă în caz că sunt

murdare. -

În caz de ieşire din funcţiune a utilajului, utilajul se opreşte, se aduce la

cunoştinţă maistrului de schimb şi se cheamă electricianul de schimb; -

Se interzice de a introduce mîinile în camera de lucru a maşinii în timp ce

maşina funcţionează. Bibliografie

1. Gheorghe Moldoveanu, „Utilajul şi tehnologia panificaţiei şi produselor  făinoase” Editura didactică şi pedagocică – Bucureşti, 2. Leonte M. „Biochimia şi tehnologia panificaţiei”, Editura Crigarux – Piatra Neamţ, 2000.