Adnotare

Elaborare proiectului dat la sfîrşitul semestrului finalizează studiul disciplinei

„utilaj tehnologic în panificaţie”. Acest proiect contribuie la consolidarea

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 îndeplinească obiectul proiectăriiŞ productivitatea, puterea necesară

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

1. Sarcina tehnică

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

1.2. Procesul tehnologic de divizare a bucăţilor de aluat

1.3. Analiza bibliografică a nivelului de dezvoltare tehnică a

divizatoarelor

1.4. Studiul brevetelor

2. Proiectul tehnic

2.1. Construcţia maşinii de divizat

2.2. Principiul de funcţionare a maşinii

2.3. Instrucţiuni de exploatare a utilajului

2.4. Calculele inginereşti

2.5. Impactul utilajului asupra mediului ambiant

2.6. Asigurarea protecţiei muncii

Bibliografie

1. Sarcina tehnică

1.1. Noţiuni teoretice a 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 construcţiile, se bazează pe acelaşi principiu: de la o cantitate

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:

- Pîlnia de recepţie (buncărul);

- Mecanismul de alimentare a camerei de lucru;

- Camera de lucru;

- Mecanismul de alimentare a celulei divizatoare (melc, palete, valţuri, piston,

comprimare pneumatică);

- Celule divizatoare;

- Dispozitivul pentru reglarea volumului celulelor divizatoare;

- Dispozitivul pentru separarea bucăţilor marcate de aluat de la masa 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 de bază la analiza şi aprecierea construcţiilor variate ale maşinilor

de divizat aluat sunt următoarele:

- posibiliatea reglării masei bucăţii de aluat măsurate în limitele date;

- plenitudinea umplerii cu aluat a volumului prestabilit a celulei

măsurătoare;

- stabilitatea densităţii aluatului separat în bucăţi pentru asigurarea

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 (exactitatea masei măsurate a semifabricatelor de aluat; proprietatea

aluatului după prelucrare în divizatorul de aluat; consumul specificde energie;

eficienţa şi durata de funcţionare a maşinii), adică teoria oferă posibilitate de a

determina parametrii raţionali ai camerii de lucru, calculrea maşinii 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 al productivităţii;

- posibilitatea reglării masei de aluat al semifabricatelor;

- stabilitatea bucăţilor de aluat instalate;

- mişcarea de rotaţie continuă a organelor de lucru.

Maşina de divizat cu compresorul cu palete funcţionează după un principiu de

volum egal. Pentru a obţine bucăţi cu masa egală, aluatul din celulele

măsurătoare trebuie să posede o densitate constantă. Întrucît această condiţie în

practică aproape e imposibilă de asigurat, atunci maşinile de 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 0V - 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 1V - partea camerei de lucru, în care are loc

comprimarea pînă la preaiunea de lucru.

Camera de stabilizare a presiunii 2V - 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 3V - 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 4V - 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 5V -

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 5V duce la creşterea sarcinii în maşină, supracomprimarea şi

slăbirea structurii semifabricatelor de aluat. Varianta cea mai reuşită de

organizare a procesului va fi pentru cazul 5V =0.

Pentru caracterizarea procesului de lucru introducem următoarele însemnări:

0P - presiunea iniţială a alauatului în camera de lucru înainte de compresie

0P - 0,05 MN/ 2m ;

1P - presiunea maximă în camera de lucru (diapazonul raţional al presiunii

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

4P - 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 1P şi 4P ;

1K - coeficient de comprimare a aluatului la presarea lui pînă la presiunea de

lucru, se determină cu formula:

0

11 V

VK = (1)

Notă: indicii volumelor iniţial 0V şi 1V se determină după nomograme în

dependenţă de presiunea de lucru a aluatului din făină de calitate

corespunzătoare.

0

22 V

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

volumul camerei de lucru este folosită la stabilizarea presiunii;

4

22

'

V

VK = - indicele divizibilităţii de stabilizare a presiunii, care indică cîte

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

0

33 V

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

camerei de lucru este ocupat de volumul de amortizare;

4

33' V

VK = - indicele divizibilităţii volumului de amortizare, care arată cîte

volume a camerelor de măsurare alcătuieşte volumul de amortizare a presiunii;

0

44 V

VK = - coeficientul de comprimare a aluatului în camera de lucru;

4

04' V

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

care indică de cîte ori masa semifabricatelor se expune presării pe parcursul

trecerii prin camera de aluat;

0

55 V

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

de recepţie;

4

55

'

V

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

Aşa dar,

54321 VVVVV +++= (2)

Împărţind partea dreaptă şi stîngă a ecuaţiei precedente la 0V şi efectuînd

substituirea necesară, obţinem:

54321 KKKKK +++= ............(3)

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

de recepţie ( 03 =V ), volumul ocupat de aluat după comprimarea lui pînă la

presiunea de regim, poate fi obţinut din următoarea relaţie:

4432 VVVV −=+ (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:

422 ' VKV = (5)

Indicele volumului de amortizare:

)( 4213 VVVV +−= (6)

Parametrii recomandaţi pentru maşinile de divizat aluat sunt următorii:

- presiunea aluatului în camera de compresiune, 2/ mMN ; de grîu –

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 54 =K ;

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:

(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

( )1010

1 1*2

kVpp

L −+=

de alimentare, atunci lucrul mecanic consumat la comprimare poate fi calculat

după relaţia:

(2)

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:

F2 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:

, 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:

2** 313

rRFpL p

+= ϕ , unde:

Fp – este suprafaţa paletei [m2];

ϕ - este unghiul de întoarcere al paletei la acţionarea stabilizatorului [grade].

( ) ( )15010

1 1**2

KVVpp

L −−+=

( ) ( )wrRrRa

L +−+= **2

* 22

2

σ

Lucrul mecanic consumat la acţionarea capului divizor se determină cu

relaţia:

( ) 42

4 *** ϕcMJwL = , unde:

W - este viteza unghiulară a capului divizor;

ϕ - este unghiul de întoarcere a capului;

J -momentul de inerţie a capului divizor;

2

* 22 rm

J = , unde:

m2 - esre masa capului divizor ;

r - este lungimea manivelei;

Mc -momentul încărcărilor exterioare asupra manivelei;

δϕ *** 2ccc rbM = , 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= pVK ** 05

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= LF **5 δ

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:

L6 = (w2 •Jd+Md)*φ6, unde:

m -este viteza unghiulară [md/s\;

Jd -este momentul de inerţie al tobei;

Ma- 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.tc, unde:

t0 -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:

0ρ

LLsp = .

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:nVp * = 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%.

( ) 2.7210*6,7*4,0 42

=−

+ −v

vp , unde:

V – este volumul specific al gazului.

b) pentru aluatul din făină de grîu şi secară la umiditatea W=46,0 ±o,2

( ) 2.7210*6,7*4,0 42

=−

+ −V

Vp

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

( ) 12210*1,7*4,0 4

2=−

+ −V

Vp

ud

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:

( )1−∆−

= ∑n

mgxδ , unde:

X – este abaterea medie aritmetică a masei m;

∑∆= ρ*n

mx

În care ∆q =q1-q0, iar q1 şi q0 sunt calorile măsurate respectiv normale ale

masei semifabricatului.

( )100

*100 210

GUUq ++= , 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%,

.100*0g

Vσ=∆

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 3/ dmkg , 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 V0 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:

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:

1.

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, 4-

tija, 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 menţine o presiune stabilă;

- simplitatea 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 • nc.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, 1−s ;

( ) ( )22maxmax1 **2/1**2/1 rRlPrRSPM −=+= , unde:

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

S – suprafaţa paletei, S=0,0072 2m ;

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

( ) NmM 4,15804,018,00072,0*10*2,0*2/1 61 =+=

pnw *21 π= , unde:np – este turaţia paletei, np =0,16 1−s

w1=2*3,14*0,16=10,048 1−s

n1=10,048 * 158,41591,6W. Calculăm puterea consumată la tăierea aluatului de către muchia capului

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 =2π -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*f2), 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 12-

14% 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.

3. Leonte M. „Tehnologii şi utilaje în industria morăritului”. Măcinişul

cerealelor. Ed. Millenium – Piatra -Neamţ, 2002.

4. Auerman I.L. „Tehnologia panificaţiei (traducere din limba rusă)”

5. Ganea Gr.P. „Bazele de calcul şi de construire a maşinilor şi aparatelor din

industria alimentară. Material didactic. I.P.C., Chişinău, 1992, 53p”.

6. Zissu Karniol. Dicţionar politehnic, Bucureşti, ed tehnică, 1957, 451p.