CAP.1Elemente de calcul tehnologic pentru cuptoare de panificatie

Cele mai raspandite cuptoare pentru panificatie sunt cuptorul de caramida, cuptorul Dampf si cuptorul tip tunel.

Cuptorul de caramida : numit si cuptor de pamant este cel mai vechi si se foloseste in special in brutariile satesti. Pentru incalzire combustibilul (motorina sau gaze) se ard in camera de coacere cu ajutorul unui injector. Cuptorul are de obicei o singura vatra cu o suprafata de 8-16 m incalzirea cuptorului dureaza 35-40 minute apoi se intrerupe arderea, se acopera canalele de fum spre a nu se pierde caldura, se umezeste camera de coacere prin aruncarea unei cantitati de 1 pana la 2 l apa pe bolta si apoi folosind lopata de copt se incarca vatra cu aluat alcatuind randuri longitudinale incepand din fundul cuptorului. Se formeaza din nou aburi. Se inchide usa si se lasa painea la copt. Dupa coacere painea se scoate din cuptor si se repeta ciclul.

Cuptorul de caramida prezinta avantajul ca realizeaza un astfel de regim de coacere incat painea are gust placut si aroma, in schimb are productivitate redusa.

Cuptorul Dampf : se utilizeaza frecvent in unitati cu capacitate mica si mijlocie, incalzirea camerelor de coacere se obtine prin arderea combustibilului intr-un focar amplasat lateral, folosind un injector in cazul combustibilului lichid sau un arzator in cazul combustibilului gazos. Gazele de ardere incalzesc tevile de abur care sunt asezate in randuri sub bolta sj vatra fiecarei camere de coacere, iar apoi sunt evacuate printr-un canal de fum.

Incalzirea tevilor se face la temperatura cuprinsa intre 800-1000°C, iar apa care circula prin ele se transformsa in aburi supraincalziti cu temperatura de 350°C trecand in spatiul liber al tevilor care se afla in camera de coacere, aburul se condenseaza cedand caldura.

Avantajul acestui cuptor este productivitatea marita, coacerea uniforma si consumul redus de combustibil.

Cuptorul tip tunel cu banda : se utilizaeza in unitatile cu capacitate mare de productie, este un cuptor cu functionare continua. Se compune dintr-o carcasa metalica izolata termic in interiorul careia se afla tunelul de coacere prevazut cu o banda transportoare care transporta aluatul din camera de coacere. Pentru actionarea benzii se foloseste un motor electric.

Incalzirea cuptoarelor se realizarea prin recircularea gazelor calde care din focarele de ardere sunt trimise cu ajutorul unor ventilatoare intr-o serie de canale montate pe partea superioara si inferioara a camerei de coacere alcatuind trei zone termice.

Cuptorul este prevazut cu ferestre de control pentru urmarirea coacerii, termometre si aparate de control si reglare automata a incalzirii. La inceputul primei zone de coacere se realizeaza umezirea cu ajutorul unui distributor de abur, iar in celelalte doua zone are loc coacerea aluatului.

Principalele elemente care se au in vedere la calculul tehnologic al cuptoarelor de panificatie sunt:- productivitatea cuptoarelor;

- indicele de utilizare intensiva.

Productivitatea cuptoarelor

Variaza in functie de produsele care se fabrica si de tipul cuptorului. Determinarea productivitatii se realizeaza pe baza marimii suprafetei de coacere, incarcarii specifice a vetrei si duratei ciclului de coacere.

Marimea suprafetei de coacere S (m2) reprezinta suprafata de banda care se afla in camera de coacere si este o caracteristica constructiva a cuptorului rezultand din lungimea si latimea pe care o are vatra cuptorului.

Incarcarea specifica a vetrei M reprezinta cantitatea de produse asezate pe 1 m2

vatra si se calculeaza cu formula :

M=n1 n2 m (kg/m2) Unde : n1 = numarul de bucati de produs care se pot aseza pe 1 m de latime a vetrein2 = numarul de produse care se pot aseza pe 1 m de lungime a vetrei m = masa nominala a produsului (kg); a = distanta dintre bucatiile asezate pe vatra (cm), 3-10 cm pentru painea

rotunda si 2-5 cm pentru franzela; l1, l2 = latimea respectiv lungimea produselor supuse coacerii (cm).

Pentru determinarea productivitatii cuptoarelor trebuie sa se cunoasca caracteristicile tehnologice ale cuptoarelor de panificatie precum si dimensiunile produselor de panificatie.

Caracteristicile tehnologice ale cuptoarelor de panificatie:

  Tip cuptorCaracteristica Dampf Tunel cu banda

Nr.Vetre 2 2 1 1 1Dimensiunile vetrei          

Lungime 1 4 10 13 16Latime 1,7 2,6 1,1 2 2,5

Suprafata unei 6,8 21,6 11 26 40vetre (m2)          

Suprafata totala de 6,8 21,6 11 26 40coacere (m2)          

Inaltimea camerei 240 240 240 250 250de coacere (mm)          

Consumul de 5,5 12 13 10 35combustibil          

Dimensiunile produselor de panificatie:

Produs Masa (kg) Dimetru (cm) Lungime Latime Inaltime  4 38-40  - -  16-17

Paine 3 33-35  - -  13-14neagra 2 28-30  - -  11-12

  1 21-22  - -  9-10  4 38-40  - -  17-18

Paine 3 33-35  - -  14-15semialba 2 28-30  - -  12-13

  1 -  40-42 12-13 9-10  4 39-41  - -  16-18

Paine 3 34-36  - -  13-15alba 2 29-31  - -  11-13

  1 22-24  - -  10-11Franzela 2 -  36-38 14-15 10-11

alba 0,75 -  35-37 12-13 7-7,5  0,5 -  32-33 10-11 6,5-7

Chifle 0,1 9-9,5  - -  5-5,5  0,5 8  - -  - 

Cap.2

Utilaje pentru macinarea cerealelor.Valtul

Utilajul de baza cu care se face macinarea este valtul.Principiul de functionare a valtului este urmatorul : produsul de macinat

este trecut prin cadere libera in interiorul unui cilindru de sticla unde actioneaza asupra talerelor montate pe tija 1 , care se afla in contact cu dispozitivul de comanda prin contact 2 si parghia de inregistrare 3.Dispozitivul de comanda prin contact este alcatuit dintr-o clapeta mobila , care se extinde pe toata lungimea valtului si pe care cade tot produsul ce vine din cilindrul de sticla.

Produsul este apoi antrenat pe distribuitorii 4 , de unde ajunge prin cadere la primul tavalug de alimentare 6 , deasupra caruia actioneaza clapeta 5 care are rolul de a distribui uniform produsul pe toata lungimea lui..Sub tavalugul de alimentare 6 se gaseste tavaugul de alimentare 8 care are o turatie mai mare ca primul si asigura sortarea produsului din celalalte mecanisme de alimentare , dirijandu-le spre tavalugii macinatori 9.Pentru a se impiedica imprastierea produsului si pentru a dirija corect produsul in zona de lucru este montata panta de alunecare 7.Tijele de reglare a bratelor mobile din sistemul de apropiere si departare a tavalugilor sunt fixate pe axul excentric 10.Dupa macinare produsul este colectat de un transportor elicoidal 11 si dirijat spre punctul de evacuare 14.Pentru curatirea suprafetei tavalugilor sunt prevazute cutitele de reclare 12 sau periile 13.

Sectiune transversala prin valtul V.D.A. – 1025

Capacitatea de productie a valturilor

Capacitatea de productie a unei perechi de tavalugi macinatori este egala cu capacitatea tavalugilor de alimentare.Aceasta se calculeaza cu urmatoarea relatie:

Q=3600*γ*Vm* b*l*φ - Kg/h unde:Q- Capacitatea de productie a unei perechi de tavalugi kg/hφ – masa hectolitrica a produsului de macinat , kg/dm3

Vm – viteza medie a stratului de produse in zona de macinare m/sb – marimea distantei dintre tavalugi , dmφ – coeficient de umplere a lungimii de tavalugi , 0.8 – 1

Carateristici tehnice ale valturilor

Tipul valtuluiV.D.I.-

622 V.D.I.-

822 V.D.A. -

825V.D.A. -

1025Dimensiunile

tavalugilor(mm)L 600 800 800 1000d 220 220 220 250

Turatia tavalugilor fixi(rot / min)

350 350 400 400

Srotare 350 350 500 500Desfacere 350 350 300 300Macinare        

Viteza periferica a tavalugilor 4 4 5 5Srotare     6.5 6.5

Desfacere     3.5 3.5Macinare        

Raportul turatiei tavalugilor      Srotare 1:25 1:25 1:25 1:25

Desfacere 1:2 1:2 1:2 1:2Macinare 1:1.25 1:1.25 1:1.25 1:1.25

Puterea necesara actionarii valtuluiViteza

perifericaViteza tavalugi T/T S/S

VDI4 1:1.25 3.2 3.24 1:2 2.8 2.64 1:2.5 2.6 2.4

VDA3.5 1:1.25 2.6 2.46.5 1:2 2.4 2.25 1:2.5 2.0 2.0

N=d*l*v* γ*ρ1*ή/k Cpunde:d - diametrul tavalugului mL – lungimea tavaluguluiV – viteza perifericaφ – coeficient de umplere a lungimii de tavalugi , 0.8 – 1 ρ1 – coeficient de putere (4- srotare)k – raportul turatiei tavalugilor (2.5 la srotare)ή – coeficient de amplificare (4)

CAP.3

CALCULUL PRODUCTIVITATII

Calculul productivitatii pentru : a)impletituri cu mac 60 g folosind cuptor Dampf (format lung);b)impletituri cu mac 60 g folosind cuptor tip tunel (format lung).

  Tip cuptorCaracteristica Dampf TunelDistanta dintre produse 3 cm 3 cmLungime impletiturii 20 cm 20 cmLatime impletiturii 8 cm 8 cmTimpul de coacere 20 min 20 minSuprafata benzii 6,8 m2 26 m2

Masa impletiturii 60 g = 0,06 kg 60 g = 0,06 kg

a) M = n1 n 2 m

n1 = (100-a)/(l1+a) = (100-3)/ (20+3) = 97/23 = 4,21 4 buc

n2 = (100-a)/(l2+a) = (100-3)/(8+3) = 97/11 = 8,81 9 buc

M = 4 9 0,06 = 2,16 kg/m2 (cuptor Dampf)

b) M = n1 n 2 m

n1 = (100-a)/(l1+a) = (100-3)/ (20+3) = 97/23 = 4,21 4 buc

n2 = (100-a)/(l2+a) = (100-3)/(8+3) = 97/11 = 8,81 9 buc

M = 4 9 0,06 = 2,16 kg/m2 (cuptor tunel)

Productivitatea (Q):

Q = S M 60/t (kg/h)

S = merimea suprafetei de coacere (m2)M = incarcatura specifica a vetrei (kg/m2)T = timpul de coacere (min)

QA = 6,8 2,16 60/20 =6,8 2,16 3 = 44,064 kg/h (pt.cuptor Dampf)

QB = 26 2,16 60/20 =26 2,16 3 = 168,48 kg/h (pt.cuptor tunel)

Indicele de utilizare intensiva a cuptorului reprezinta cantitatea de productie in kg pe unitatea de dimensiune caracteristica a cuptorului.Va;oarea acestui indice arata masura in care s-a folosit cuptorul si permite sa se faca o comparatie intre cuptoere chiar daca ele nu au aceeasi productivitate.

In = M/S t (kg/m2h)

M = incarcarea specifica a vetreiS = suprafata de coaceret = timpul efectiv de functionare a cuptorului (20 min)

IA = 2,16/6,8 20 = 2,16/136 = 0,0158 kg/m2h

IB = 2,16/26 20 = 2,16/520 = 0,0041 kg/m2h

Capacitatea de productie (P) :

P = M In t (kg/m2)

PA = 2,16 0,0158 20 = 0,6825 kg/m2

PB = 2,16 0,0041 20 =0,1771 kg/m2

Consumul de combustibil necesar coacerii.

La coacere consumul teoretic de caldura ( pentru incalzirea aluatului, evaporarea apei si formarea cojii) si consumul efectiv de caldura, se definesc tinand cont de consumul de caldura necesara formarii aburului si consumul de caldura necesara incalzirii peretilor cuptorului, precum si de pierderi. Pierderile reprezinta 63% in cazul cuptorului Dampf si 66% in cazul cuptorului tunel.

Consumul teoretic de caldura se determina tinand cont de procesele fizice si chimice care au loc in aluat in timpul coacerii.

Q1= cantitatea de caldura necesara incalzirii aluatului Q2= cantitatea de caldura necesara evaporarii apei Q3= cantitatea de caldura necesara formarii cojii.

A) Qt = Q1+ Q2+ Q3

Q1 = ma CS (tf - ti) (pt.cuptor Dampf)

ma= masa aluat =75gCS= caldura specifica =0,65Kcal/Kg gradtf= temperatura finala =90ti= temperatura initiala =30

Q1 = 0,075 0,65(90 - 30) = 2,925 Kcal

Q2 = (ma - mpf) k Cv

Cv= caldura latenta de vaporizare a apei la 100°C=540Kcal/Kgma= masa aluatmpf= masa produs finitk= constanta care indica proportia apei evaporate din totalul pierderii de masa a produsului=0,95 deoarece 5% se considera pierderea in greutate datorata substantelorvolatile (alcooli, acizi organici, CO2 ).

Q2 = (0,075 - 0,06) 0,95 540 = 7,695 Kcal

Q3 = mp a cSU (t2 – t1)

mp= masa produs fmita= cantitatea de coaja (10-20% din mp)cSU= caldura specifica a substantei uscate din paine (0,34Kcal/Kg grad)t1= temperatura finala a miezului painii (50°C)t2= temperatura finala a cojii (90°C)

O3 = 0,06 10/100 0,06 0,34( 90-50) = 0,00489 Kcal

Qt =2,925 + 7,695 + 0,00489 = 10,62489 Kcal

b) Qt = Q1+ Q2+ Q3 (pt.cuptor tunel)

Q1 = 0,075 0,65(90 - 30) = 2,925 Kcal

Q2 = (0,075 - 0,06) 0,95 540 = 7,695 Kcal

O3 = 0,06 10/100 0,06 0,34( 90-50) = 0,00489 Kcal

Qt =2,925 + 7,695 + 0,00489 = 10,62489 Kcal

Consumul efectiv este dat de cantitatea de caldura necesara formarii aburului si care se calculeaza tinand cont ca pentru fiecare kilogram de paine este necesara o cantitate de 0,1 Kg apa care se transforma in vapori, tinand cont de pierderile de caldura date de consumul de caldura pentru incalzirea corpului cuptorului si pierderile de caldura prin gazele arse evacuate la cos.

Qe f = Qa + p Q t

Qa = 0,1 M

Qa= cantitatea de caldura pentru abur

Qefa =0,l 2,16 + 63/100 10,62489 = 1,4458 Kcal (pt.cuptor Dampf)

Qefb =0,l 2,16 + 66/100 10,62489 = 1,5146 Kcal (pt.cuptor tunel)

Qneca = Qta + Qefa = 10,62489 + 1,4458 = 12,07 Kcal (pt.cuptor Dampf)

Qnecb= Qtb + Qefb = 10,62489 + 1,5146 = 12,14 Kcal (pt.cuptor tunel)

Cap.4

Calculul capacitatii de productie a valtului V.D.A. – 1025

Q=3,6*γ*Vm* b*l*φ - Kg/h

Q=3,6*74*50*.2*1=2132.1 kg/h – pentru valt V.D.A. – 1025

Calculul puterii necesare actionarii valtului

N=d*l*v* γ*ρ1*ή/kN=1*0.25*6.5*0.8*4*4/2.5=13.52 Cp

Cap.5

Calculul dimesionarii spatiului de depozitare si al numarului de utilaje depozitate la curatirea graului

Capacitatea de depozitare = 20zile*200t=4000t

Volumul unei celule

V=S*L=(Π*D2/4)*IUnde:

V - volumul celulei in m3

S – suprafata sectiunii circulare a celulei , in m3

I - inaltimea celulei m

V=S*I=(Π*D2/4)*I=(3.14*49/4)*24=923.16 m3

Intr-un volum de 1m3 intra 740 kg (grau cu greutatea hectolitrica 74 ) respectiv 0.75t

Deci intr-o celula se vor depozita : 923.16*0.74=683.138 t

Numarul de celule necesar depozitarii va fi:4000:683.25=5.85(6 celule)

Calculul numarului de utilaje Suprafata de lucru necesara

S=Cc/Isp

undes – suprafata de lucru necesaraCc – suprafata curatatorieiIsp – incarcarea specifica

S=2200/150=14.6 m2

Suprafata unui trior

S= Π*l*D=3.14*1.5*0.75=3.532 m2