cap-7 divizarea aluatului - masini de divizat.pdf

Procese i utilaje pentru panificaie 61

7. MAINI DE DIVIZAT ALUATUL

Dup frmntare i dup fermentare, aluatul este supus n continuare operaiilor de prelucrare care constau n divizarea, premodelarea, fermentarea intermediar, modelarea i dospirea final, nainte de condiionarea bucilor i introducerea lor n cuptorul de pine.

Operaia de divizare reprezint mprirea aluatului n buci de o anumit greutate, n funcie de greutatea produselor finite ce se doresc a fi obinute.

Divizarea aluatului se poate executa manual sau mecanizat. Divizarea mecanic se realizeaz cu maini speciale care mpart aluatul n buci uniforme de o anumit greutate, ceea ce face ca i dospirea i coacerea s fie uniforme.

Prin construcie, mainile de divizat funcioneaz pe principiul volumetric, avnd o precizie relativ redus, datorit masei specifice variabile a aluatului, chiar dac divizarea acestuia se realizeaz n volume egale. Masa specific a aluatului variaz ntre al = 1,101,22 kg/dm3 n funcie de presiunea exercitat asupra lui.

Divizarea aluatului se poate face n diferite moduri: prin decuparea unui cilindru de aluat n lungimi egale; prin tierea unei benzi de aluat n buci egale; prin introducerea aluatului n caviti cu volum determinat; etc. [1,2,4,7,8,9,11,15].

Pentru divizarea aluatului este nevoie deci de presarea lui, astfel nct acesta s capete o mas specific ct mai uniform.

n principiu, o main de divizat se compune din: a) un rezervor tampon de aluat; b) un generator de presiune; c) un dispozitiv de divizat.

Astfel, exist maini de divizat care realizeaz presarea aluatului cu spire elicoidale, cu valuri i tambure, cu camere cu volum reglabil, cu pistoane, etc. 7.1. Maini de divizat cu spire elicoidale

Din aceast categorie face parte maina de divizat model Novicov, prezentat n fig.7.1, [4]. Aceasta este alctuit dintr-o spir elicoidal 2, care preia aluatul din plnia de alimentare 3 i l deplaseaz prin carcasa 1, pn la tuul (ajutajul) demontabil 9, cu seciunea de trecere mai mic dect a carcasei, unde este forat s treac pe o band de transport 7. La ieirea din ajutaj, cilindrul de aluat format este tiat periodic de un cuit 5 care este acionat n micare de rotaie de mecanismul cu excentric 6.

Maina poate avea una sau dou spire elicoidale amplasate ntr-o carcas comun.

Considernd aluatul ca o piuli blocat radial, care are o deplasare numai axial, debitul teoretic poate fi determinat cu relaia: ( ) ]/[..

460 22 hkgnpdDQt = (7.1)

Maini de divizat aluatul 62

Debitul real ine seama de deplasarea radial a aluatului, adic de deformarea sa, ceea ce se poate scrie astfel: (7.2) tr kQQ =unde: k este un coeficient de debit funcie de proprietile aluatului; k = 0,250,3 pentru maini cu o singur spir elicoidal; k = 0,40,45 pentru maini cu dou spire elicoidale.

Fig.7.1.Maina de divizat aluatul model Novicov 1.carcas; 2.spir elicoidal (nec); 3.plnie de alimentare; 4.clapet de reglare debit;

5.cuit de divizare; 6.mecanism cu acionare cuit; 7.transportor de evacuare; 8.canal de evacuare; 9.tu demontabil.

Valorile lui k arat c numai o mic parte din energie se transform n

deplasare axial, restul fiind consumat pentru deplasarea radial (care apare sub form de cldur) i pentru unele transformri de stare ale aluatului (prin modificarea proprietilor fizicotehnologice ale acestuia).

n timpul procesului de divizare temperatura aluatului crete cu 350, acoperind oarecum pierderile ulterioare de cldur. Presiunea n carcasa spirei elicoidale, montat n consol, se realizeaz numai pe ultimele trei spire ale elicei, aceasta avnd, de obicei, circa 5 spire. Presiunea la ieire depinde de construcia canalului de evacuare, de valoarea debitului, variind cu ptratul vitezei.

Debitul mainilor cu nec variaz cu proprietile de curgere ale aluatului. Pentru diferite rezistene ale canalului se obine o familie de curbe Q = f(H).

Debitul mainii se regleaz cu ajutorul unei clapete 4 (fig.7.1), HII i HIII fiind rezistene suplimentare introduse de clapet (fig.7.2). Trebuie realizat acordul ntre spir (pomp) i canalul de evacuare, pentru a exista un echilibru ntre acestea (cderea de presiune pe canal s fie egal cu presiunea produs de spir).


Fig.7.2. Diagramele de corelare a debitului cu presiunea exercitat de spir

Masa bucii de aluat depinde de lungimea acesteia, la ieirea din ajutaj: ][kgSLm alb = (7.3)

Pentru o seciune de ieire S i o mas specific a aluatului constante (S, al = const.), masa bucii de aluat va depinde numai de lungimea acesteia: mb = f(L).

Dar, lungimea bucii de aluat depinde de viteza v i de timpul t, de trecere prin ajutaj:

tvL .= (7.4) ceea ce face ca expresia masei bucii de aluat s devin: ][... kgtvSm alb = (7.5) i n aceste condiii, masa bucii va depinde de viteza de trecere v: m = f(v).

Debitul real al mainii este egal aadar cu: ]/[... skgQkvSQ talr == (7.6)

Cunoscnd debitul real al mainii i timpul de trecere a unei buci de aluat prin dreptul seciunii de ieire, masa bucii de aluat poate fi determinat cu relaia: (7.7) tQm rb =de unde rezult c aceasta depinde de debitul mainii: mb = f(Qr), adic de coeficientul de debit k: mb = f(k). O main de divizat cu spir elicoidal este i maina MINI-DUA, realizat de firma TEHNOPAM Bucureti, prezentat n fig.7.3. n rezervorul de alimentare al acestei maini se afl dou valuri care asigur alimentarea uniform cu material a spirei elicoidale, efectund totodat si comprimarea aluatului astfel nct acesta s capete o mas specific constant, n procesul de divizare.


Fig.7.3.Maina de divizat cu spir elicoidal MINIDUA TEHNOPAM 7.2. Maini de divizat cu valuri i tambure

Exist maini care realizeaz divizarea aluatului cu ajutorul unor tambure prevzute cu camere speciale de dozare, n interiorul crora se deplaseaz alternativ cte un piston cu rolul de a degaja incinta de dozare. Dintre acestea face parte i maina de divizat cu valuri i tambur, prezentat schematic n fig.7.4, [4].

La aceast main, aluatul este preluat din rezervorul de alimentare cu ajutorul unor valuri 1 i 3, cu suprafaa striat sau neted, i forat s ptrund n cilindrii tamburului de dozare 2, n interiorul crora se afl pistoanele 5 cu micare pe cam. Cama este fix dar se poate regla n anumite limite pentru a mri sau micora cursa de retragere a pistoanelor i prin aceasta masa bucilor de aluat.

Fig.7.4. Main de divizat cu valuri i tambur cu buzunare 1.val neted (sau cu striaiuni superficiale); 2.tambur cu buzunare de divizare; 3.val neted de curire a valului 1; 4.cuit rzuitor pentru valul 3; 5.pistoane; 6.role; 7.cam central


Din categoria mainilor cu valuri face parte i maina de divizat Orlandi, la care aluatul nu trebuie s intre ntr-o cavitate de dozare. Maina, prezentat n fig.7.5, funcioneaz tot pe principiul volumetric, dar aici se face, mai nti, laminarea aluatului sub form de band cu ajutorul a dou valuri i apoi tierea ei cu ajutorul unor cuite, n form paralelipipedic de un anumit volum, [1,4,6,9].

Pentru a obine greuti diferite ale bucilor, se poate modifica grosimea benzii de aluat.

Partea de jos a rezervorului de aluat 1, se compune din dou valuri 2 i 3. Distana dintre aceste discuri este nchis cu ajutorul unui cuit radial 4. Cuitele radiale 4 se ascund sau ies n afara valului 3, prin intermediul unor deschideri n suprafaa valului. Comanda de retragere i ieire a cuitelor se face din afar prin intermediul rolelor 5, puse n legtur cu cuitele prin legturi rigide, rolele urmrind profilul cii de rulare 7-7. Modificarea distanei A i, deci, reglarea grosimii benzii de aluat se face prin deplasarea n dreapta sau stnga a valului purttor de cuite.

Fig.7.5. Maina de divizat Orlandi

Pentru a menine constant distana A, calea de rulare se compune din dou segmente care se suprapun n zona de legtur. Segmentul 7 este legat rigid de valul 3 i se deplaseaz sub aciunea urubului 8, n timp ce segmentul 7 este legat de partea fix a mainii, dar se poate deplasa inde-pendent de segmentul 7. Maina pre-lucrez corespunztor numai aluatu-rile consistente, deoarece aluaturile moi curg prin neetaneiti i se des- prind greu de valul purttor de cuite. Fig.7.6.Main de divizat cu cuit [8,9]

1.plnie alimentare; 2.cilindri presare; 3.cilindru alimentare; 4.cuit sertar; 5.camer de dozare; 6.piston; 7.clapet nchidere; 8.band transport.


7.3. Maini de divizat cu pistoane

Divizarea aluatului poate fi efectuat i cu maini de divizat cu pistoane realizate n diverse variante constructive. Acestea pot fi cu ibr i piston, cu sanie i pistoane, etc. [2,4,9,16]. Maina de divizat cu sanie i piston este prezentat n fig.7.7, n care sunt artate si poziiile caracteristice ale ibrului 3, pistonului de presare 2 i camerei de dozare de pe tamburul dozator 5, mpreun cu diagrama de funcionare a unui ciclul complet al mainii.

n timpul unei rotaii complete a arborelui de comand 6, toate organele active (ibr, piston, tambur receptor) execut un ciclu complet de micri i realizeaz divizarea unei buci de aluat (sau a mai multora). I ( 0 ) II ( 60 )

IV ( 180 )

I II III IV V

Fig.7.7. Main de divizat cu ibr i piston 1.cilindru orizontal; 2.piston; 3.ibr; 4.rezervor de aluat; 5.tambur receptor cu una

sau mai multe caviti; 6.arbore antrenare disc receptor; 7,8.role ntidere lan; 9.came de ghidare; 10.prghie; 11.urub reglare a poziiilor limit piston.


n poziia I ibrul 3 i pistonul 2 se gsesc n poziie retras, cilindrul 1 este plin cu aluat, iar tamburul receptor se afl n rotaie. ncepnd cu = 00 pentru axul de comand, ibrul i pistonul ncep s avanseze, o parte din aluatul din cilindru fiind obligat s revin n rezervor. Pentru = 60o ibrul i pistonul se afl la jumtatea cursei (II), pistonul se oprete n timp ce ibrul i continu micarea nchiznd (poziia III) comunicarea dintre cilindru i rezervor. Tamburul receptor aduce cavitatea de msurare n dreptul cilindrului 1 (poziia III), iar pistonul continu cursa presnd aluatul din cilindru n buzunarul (cavitatea cilindric) discului care n acest timp se afl n poziie fix. Aluatul preseaz pistonul de refulare din buzunar pn se realizeaz volumul de aluat stabilit anterior printr-un limitator de curs reglabil (poziia IV).

ibrul i pistonul rmn n poziie avansat, iar discul printr-o micare violent rupe bucata de aluat la volumul stabilit, revenind apoi la o micare uniform de rotaie i nchide prin peretele lateral, evacuarea cilindrului.

Bucata de aluat este refulat n afara tamburului, pistonul i ibrul se retrag n poziia iniial, aluatul din rezervor intr din nou n cilindru i ciclul se reia.

Pe baza diagramei de funcionare a organelor de lucru (ibr, piston, tambur) se stabilete profilul camelor 6 i 9, fixate pe arborele de comand.

Pentru a realiza oprirea discului din micarea de rotaie uniform, n intervalul =12001800, lanul nu trebuie s mai antreneze roata de lan corespunztoare tamburului, dei roata de lan motoare (de pe arborele de comand) se rotete n continuare. Aceasta se realizeaz prin micarea pe cam a rolei cu prghie ce susine roata de ntindere 7, cama avnd un gol n intervalul 120o180o, care schimb poziia rolei i deci a roii 7.

Prin faptul c aluatul sufer mai multe presri nainte de a fi divizat, mainile de acest gen au o precizie mai mare, ns constructiv ele snt mai complicate.

La maina de divizat cu sanie i pistoane model Tehnofrig (fig.7.8), presiunea de introducere a aluatului n cavitatea de dozare se realizeaz cu ajutorul unui piston, iar forfecarea aluatului se face fr ibr prin deplasarea saniei pe suprafaa de glisare a batiului, [4].

Maina are n componen un subansamblu superior mobil sanie care n decursul unei rotaii a arborelui de comand execut o micare de translaie n plan orizontal. Ea realizeaz o dozare bun fr a exercita o aciune mecanic intens asupra aluatului, ns are un consum mare de ulei special pentru ungerea sistemelor glisante.

Presiunea pistonului 18 asupra aluatului poate fi controlat prin comprimarea resortului 16.


Fig.7.8. Main de divizat cu sanie i pistoane, model Tehnofrig

1.arbore de comand; 2.manivel; 2.biel; 3.articulaia snii la mec de antrenare; 4.rezervor de aluat; 5.cilindru receptor de aluat; 6.pistonul cilindrului receptor; 7.urub de reglare a cursei i volumului cilindrului receptor; 8.tij de ghidare vertical; 9.culis (evi glisate); 10.urub de

ajustare a cursei pistonului 6; 11.rol; 12.prghie de acionare a pistonului 6; 13.urub de reglare i de antrenare prghiei 12; 14.articulaie fix; 15.prghie articulat; 16.resort;

17.tij limitatoare de destindere; 18.piston.


7.4. Analiza operaiei de divizare

Bucata de aluat este format dintr-o faz incompresibil (fin + ap) i o faz compresibil (CO2, H2 i alte substane n stare gazoas), [4].

Volumul bucii de aluat Vb este aadar o sum de dou volume: (7.8) galb VVV +=

unde: Val este volumul aluatului fr gaze, iar Vg - volumul gazelor din aluat. Expresia masic a bucii de aluat este : (7.9) galb mmm +=

Din aceast relaie se deduce c: ggalalbb VVV += (7.10) unde: b, al, g sunt masele specifice ale bucii de aluat, aluatului incompresibil, respectiv a gazelor din aluat.

Neglijnd masa gazelor (g este de ordinul 10 -3), rezult: (7.11) alb mm =nlocuind expresia (7.8), n relaia (7.10), se obine: ( ) ggalgbbb VVVV += (7.12)

din care rezult:

gal

bal

b

g

VV

= (7.13)

Considernd volumul bucii de aluat egal cu unitatea (Vb=1) i neglijnd densitatea gazelor (g0), relaia (7.13) se transform n:

al

bgV = 1 (7.14)

adic: ( )V galb = 1 (7.15) Dac divizarea are loc la temperatur constant, iar aluatul intrat n volumul

Vb (de msurare) se afl la o presiune pi mai mare dect presiunea atmosferic: pi =pa+p, atunci relaia se corecteaz cu:

(7.16) agiig pVpV =

sau: (7.17) aibib pp =

de unde rezult:

a

gig

pp

VpV+

=1

1)( (7.18)

sau:

+=

abib p

pp 1)( (7.19) Aadar, la presiune atmosferic, masa bucii de aluat va fi egal cu:


1.)1( balalgalb VVm === (7.20) n timp ce la o presiune oarecare pi va fi:

+=

a

galib

pp

Vpm1

11)( (7.21)

sau:

+=

abib p

ppm 1)( (7.22) Deci, pentru al=const., masa bucii de aluat nu depinde dect de volumul gazelor Vg i de presiunea la care este supus pi:

( ) = pVfm gb 1;1 (7.23) Masa specific a aluatului fr gaze variaz ntre 1-1,41 kg/dm3 (pentru cazuri normale al=1,26 kg/dm3), deci, ntre masa specific a apei i masa specific a finii, n funcie de proporia ap-fin de la frmntare:

apaf

apaapaffal mm

mm++= (7.24)

Exemplu de calcul Pentru o divizare la volum constant Vb=1 dm3, masa bucii de aluat, la presiunile pa i pa+p, va fi:

a. Din punct de vedere teoretic: n aceast situaie volumul gazelor este . Rezult: 0=tgV

31 dmVV talb == i 3/26,1 dmkgaltb == kgVVm al

tal

tbb

tb 26,1===

Aceasta duce la concluzia c, n lipsa fazei incompresibile, masa bucii de aluat nu variaz cu presiunea.

b. Din punct de vedere real: b1. Pentru aluat proaspt frmntat (1), situaie n care avem:

31 /12,11,1 dmkgb = ; ; ; 01 gV talal VV

Procese i utilaje pentru panificaie 71 i: 311 87,01 dmVV gal ==iar masa bucii de aluat calculat cu relaia (7.20) va fi:

kgVVm alalgalb 1,1)1(111 ===

La presiunea p1=2.pa, volumul gazelor se calculeaz cu relaia (7.18): 31

11 065,0

1

1)( dm

pp

VpV

a

agg =

+=

i: ( ) ( ) 31111 935,01 dmpVpV gal ==iar masa bucii de aluat este egal cu:

( ) ( ) kgpVpm alalb 18,11111 == b2. Pentru aluat n stare fermentat (2):

n acest caz divizarea unei arje de aluat dureaz ntre 5-30 min, iar ultima bucat de aluat divizat va conine o cantitate de gaze mai mare dect prima. Astfel: )1(

212 ktqVV sCOgg +=

unde: qCO2 este debitul specific de CO2 n cm3/min.kg aluat; ts timpul arjei; k coeficient de pierderi. n cazul unor valori normale: ts=30 min; qCO2=10 cm3/min.kg; k=0,5; volumul gazelor formate prin fermentare este:

315,0)1(2

dmkqtV COsf

g == La presiunea atmosferic avem aadar:

312 28,015,013,0 dmVVV fggg =+=+= n timp ce la presiunea p1=2.pa, vom avea:

321

2 14,02128,0

1

1)( dm

pp

VpV

a

agg ==

+=

Masa bucilor de aluat divizate la sfritul arjei ts, va avea valorile: - la presiunea atmosferic:

kgVm galb 91,0)1(22 ==

- la presiunea de divizare p1: ( ) ( ) kgpVpm alalb 08,11212 ==

Din acest exemplu se constat c semnificaia mrimilor fizice care intervin n procesul de divizare difer de semnificaia aparent a acestora si c diferenele masice ale bucilor divizate dintr-o arj de aluat variaz direct proporional cu timpul de divizare, debitul de bioxid de carbon care se formeaz, cu gradul de reinere a gazelor si invers proporional cu presiunea la care se face divizarea.

cap-7 divizarea aluatului - masini de divizat.pdf

Documents