malaxare.pdf

8/14/2019 malaxare.pdf

1/22

Utilaje pentru frmntarea aluatului32

4. UTILAJE PENTRU FRMNTAREA ALUATULUI

4.1. Metode de preparare a aluatuluiPentru prepararea aluatului, sunt cunoscute n practicdoumetode: metoda

indirecti metoda direct[2,4,7,8,9,16,19].Metoda indirect, aplicatnumai la obinerea pinii, presupune prepararea

aluatului n dou sau trei faze tehnologice, prin realizarea, nainte de frmntareapropriu-zis, a unor semipreparate intermediare (prospturi maia), din care maiapoi sse obinaluatul final. Cele dousau trei faze sunt maia aluat, respectiv

prosptur maia aluat. Varianta cu trei faze tehnologice se aplic, n special, n

cazul utilizrii unor finuri de calitate slab.Prosptura este un aluat de consistentare, realizat din fin, api drojdiecomprimat. Fina utilizat la prepararea prospturii se ia n raport de 3:1 fadeap, iar drojdia n cantitate de 2-3 g pentru fiecare kilogram de fin.

Dup frmntarea acestor componente un timp de circa 5-7 min, amesteculobinut se las s fermenteze 3-4 ore la temperatura de 25-26oC, pn cndaciditatea ajunge la 8-10 grade. Prosptura astfel obinuteste o culturbogatn

bacterii lactice si drojdii puternice care ajut la fermentarea aluatului, ducnd laproduse finite gustoase, de buncalitate.

Maiaua este tot un aluat preparat prealabil, n care se nmulesc celulele dedrojdie si se dezvoltunele substane aromatice, care ajutla obinerea unei pinicu miezul bine afnat si gustos. Maiaua poate fi de consistentare sau fluid.

La prepararea maielei se folosesc: circa 50% din fina total utilizat laobinerea aluatului final, n funcie de calitatea finii (aprox.60% pentru findecalitate foarte bun, 47-50% pentru fin bun i 30-40% pentru fin slab); ocantitate de prospturce variazntre 5-30% din fina final; apn raport de 1:1cu fina, n cazul maielei de consistentare i de 3:2 pentru maia fluid; ntreagacantitate de drojdie prevzutpentru realizarea pinii.

Dupfrmntare (cca.6-8 min), maiaua se lassfermenteze, de obicei, 2-3ore, n funcie de calitatea finii, consistena maielei i de cantitatea de drojdientrebuinat. Sfritul fermentrii se recunoate dupvolum i dupaciditate. Secunoate c n timpul fermentrii, volumul maielei crete de 2,5-3 ori, la sfritsuprafaa acesteia fiind bombat. Dup terminarea fermentrii, nivelul maieleincepe s scad, datorit pierderii unei pri din gazele formate. Cnd nivelul asczut cu 3-5 cm, iar aciditatea este de 3-3,5 grade la maiaua obinut din finalbi 6-6,5 la cea obinutdin finneagr, se considercmaiaua este suficientfermentati poate fi utilizatla obinerea aluatului final.

Aluatul final se obine din maiaua fermentat, prin adugarea restului de

fin, apsi soluie de sare.

ase purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.


2/22


3/22


aluatului la frmntare, mrirea volumului pinii, ntrzierea nvechirii, etc. Acetiamelioratori conin: finde gru, finde soia, finde mal, emulgatori (ex. acidtartric E422), antioxidani (acid ascorbic vitamina C), enzime.

Aprecierea aluatului se face prin consistena lui, care reprezinto proprietate

a acestuia de natur reologic, complex, rezultat prin combinarea vscozitii,plasticitii, elasticitii i care variaz cu umiditatea, temperatura i timpul, cuproporia dintre fazele aluatului (solid lichid gaz), cu compoziia biochimicafinii, etc. Consistena aluatului se msoar organoleptic, prin pipit, sau cuajutorul consistometrelor (cu penetrometre de cufundare sau prin comparaie cu oinstalaie de frmntare etalon farynograph). Ea influeneaz randamentul

procesului tehnologic de panificaie. Consistena aluatului se msoar n unitiBrabender (1 UB = 10-3kgf.m). Se considercaluatul are o consistennormalatunci cnd acesta necesitla frmntare un moment maxim de 500 UB.

Dac, n timpul procesului de frmntare, se msoarmomentul de torsiunela arborele unui frmnttor (malaxor de aluat), se obine o curbM=f(t), care se

prezintsub o formca cea din figura 4.1 [4].

Fig.4.1.Variaia momentului la arborele frmnttorului

n aceastfigur, poriunea de curb1 reprezintmomentul la mersul n golal frmnttorului, 1 momentul dupintroducerea finii n cuva frmnttorului,

AB momentul dupintroducerea apei i nceputul procesului de hidratare a finii,BC momentul n timpul procesului de frmntare a aluatului (momentul maxim),iar CD faza de nmuiere a aluatului dac se prelungete frmntarea. Totodat,intervalele de timp caracteristice procesului sunt: t1 perioada de formare aaluatului; t2 perioada de stabilitate; t3 perioada de nmuiere.

Cu ocazia frmntrii au loc modificri complexe ale substanelor din aluat,dintre care o importan deosebit o au procesele coloidale i fizico-chimice.Practic, frmntarea decurge astfel: la nceputul amestecrii finii cu apa,

particulele de fin absorb apa i se unesc n mici aglomerri umede separate

(noduli). Particulele de fin sunt alctuite din granule de amidon, glomeruleproteice i material celulozic, care leag n mod difereniat apa. Amidonul leag



4/22

Procese i utilaje pentru panificaie 35apa prin adsorbie cu degajare de cldur (cldura de hidratare, care reprezintcirca 27 cal/g, raportat la substana uscat), fr variaia volumului, n timp cesubstanele proteice leag apa prin osmoz, umflndu-se i unindu-se ntre ele.Materialul celulozic leag apa prin mbibare datorit structurii copilaro-poroase a

acestuia. Aceastfazconstituie faza de formare a aluatului.La continuarea amestecrii, aglomerrile umede de finncep sse uneascntr-o mascompactde aluat, care captpe parcurs proprieti elastice, ncepe sse desprindde pe peretele cuvei de frmntare, umiditatea de la suprafadispare,iar suprafaa acestuia devine neted i uscat. Aceast faz constituie faza dedezvoltare a aluatului. Timpul necesar pentru obinerea dezvoltrii optime este de 2- 25 minute, n funcie de tipul frmnttorului, viteza organelor de frmntare,sortimentul de fini cantitatea de apadugatla frmntare.

Pe parcursul frmntrii starea aluatului poate srmnneschimbat, ntr-un interval mai scurt sau mai lung de timp. Aceasta constituie faza de stabilitate,durata ei avnd un rol important n procesul de panificaie. Se consider c atttimp ct raportul dintre apa legat i apa liber rmne neschimbat, nu aparmodificri n starea aluatului.

Dincolo de faza de stabilitate, dacse continufrmntarea, apar modificriprogresive n structura aluatului: acesta devine moale, puin elastic i foarteextensibil, dup care i pierde coeziunea, capt proprietatea de lipire, i secomportsimilar unui lichid. Aceastfazreprezintfaza de nmuiere a aluatului.

Fina de calitate slab se frmnt un timp mai scurt dect cea de calitatebun, pentru a evita degradarea glutenului. Asupra calitii aluatului frmntatinflueneazi temperatura lui, temperatura cea mai potrivitfiind de 28 - 300C. Otemperatur mai nalt poate s duc la nrutirea elasticitii i consisteneialuatului, n special la cel preparat din fin slab, iar o temperatur mai joasmicoreazplasticitatea aluatului, ceea ce duce la dificulti n faza de prelucrare,

precum i la nrutirea calitii produselor. Rolul principal n formarea aluatuluidin finde gru l au substanele proteice generatoare de gluten. Acestea absorbcea mai mare cantitate din apa folosit la frmntare. Aciunea mecanic defrmntare mbuntete proprietile fizice ale aluatului, contribuind laaccelerarea umflrii substanelor proteice i la formarea scheletului de gluten, ceeace apare mai evident n cazurile finurilor slabe. De aceea aluatul din finfoarte

bun(puternic), la care scheletul de gluten este foarte rezistent, trebuie frmntattimp mai ndelungat (i chiar se refrmntde 1 - 2 ori pe parcursul fermentrii),

pentru obinerea de proprieti fizice optime, n timp ce frmntarea aluatului dinfin slab trebuie s nceteze imediat dup obinerea unei mase omogene. Intimpul frmntrii, amidonul din fin absoarbe i el o parte din apa folosit lafrmntare (30 - 35% fa de substana uscat), datorit crui fapt granulele deamidon se umflntr-o msurnensemnat.

Aciunea de frmntare duce la micorarea glutenului ce poate fi splat,

datoritmicorrii gruprilor proteice, iar rezistena enzimatica proteinelor scade.Un rol important n modificarea structurii proteinelor l are durata i modul de



5/22


frmntare. O frmntare intensiv i de lung durat conduce la distrugereastructurii proteinelor i la formarea secundarlenta unei noi structuri cu legturislabe. Un aluat este bine frmntat atunci cnd este omogen, bine legat(consistent), uscat la pipire, elastic i se dezlipete uor de pe braul

frmnttorului i de pe pereii cuvei. Pentru o frmntare n bune condiii,laboratorul unitii de producie trebuie s indice ct se poate de corect, attcantitile de materii prime din componena aluatului, ct i regimul tehnologic(temperatura i durata de frmntare). Pentru aceste considerente s-au extins o seriede procedee noi de frmntare, dintre care de cel mai important este frmntarearapid i intensiv a aluatului, care duce la scurtarea i simplificarea procesuluitehnologic prin eliminarea unor faze din cadrul acestuia, la creterea volumului

pinii cu circa 50% (prin nglobarea unei cantiti sporite de oxigen) i la obinereaunei culori mai deschise a miezului. La frmntarea rapidi intensiva aluatuluise distrug forele de coeziune dintre componentele finii, apa adugatptrunzndliber la fiecare granulde amidon i particulproteic

Frmntarea rapid i intensiv a aluatului este uor de aplicat, dac sedispune de un malaxor (frmnttor) a crui vitezde frmntare poate fi variat,viteza a doua trebuind s fie de circa dou ori mai mare dect a malaxoarelorobinuite. In cazul frmnttoarelor cu braoblic, de exemplu, braul de frmntaretrebuie saibo turaie de 75 - 80 rot/min, fade 30 - 40 rot/min, ct are n modobinuit. Prin acest mod de frmntare adaosul de drojdie se mrete substanial (2- 3% raportat la fin); fermentarea aluatului n cuv este scurt (45-60 minute);temperatura aluatului scade (24-25oC).

Pornind de la curba operaiei de frmntare (fig.4.1) i de la expresiileputerii, se pot calcula puterea maximi puterea medie la frmntarea aluatului:

55,930.

nMnMMP ===

(4.3)

30

.maxmax

nMP

= (4.4)

30

.nMP mm

= (4.5)

Momentul mediu, utilizat n relaia puterii medii (Pm), se obine fcndraportul ntre suprafaa S cuprins ntre curba momentului, abscis i verticalacorespunztoare sfritului fazei de stabilitate a aluatului (determinat prinintegrare sau planimetrare) i valoarea timpului de frmntare:

fm

t

SM = (4.6)

unde tf= t2 timpul de frmntare (corespunztor sfritului fazei de stabilitate).Energia consumatn procesul de frmntare (E) se obine cu relaia:

55,9

.

30

. nSt

nMtPE fmfm ===

(4.7)



6/22

Procese i utilaje pentru panificaie 37

Pentru o turaie constant (n=const.), energia consumatdepinde numai dearia suprafeei de sub curbS:E=f(S).

Energia specificde frmntare , se determinfcnd raportul ntre energiaconsumatE i masa aluatului frmntat (are valori ntre 10 15 J/g) [4]:

]/[ kgJAlE

c

= (4.8)

Curbele de frmntare au, n general, aceeai alur, dar ele difern funciede cantitatea de apadugat, calitatea finii, materialele auxiliare adugate i deutilajul de frmntare (fig.4.2).

Fig.4.2.Influena unor factori de proces asupra alurei curbelor de frmntareF1 finslab; F2 finbun; F3 finputernic.

4.3. Procedee de realizare a operaiei de frmntare

Procesul de frmntare are loc, n general, n trei faze specifice n timpulcrora se produc:a. deplasri de materiale (fin, ap, etc.);

b. micri relative ale particulelor de finhidratate;c. deformarea aluatului legat, cu ajutorul gradienilor de vitez.

Gradienii de vitez pot fi realizai cu ajutorul a cel puin dou suprafeentre care s existe o distanhi o vitez relativv (o suprafade reinere i osuprafamobil- purttoare).

Suprafaa de reinere o constituie, de obicei, cuva, n timp ce suprafeele

mobile aparin braelor de frmntare (palete, bare, role, spire elicoidale) care auviteze variabile sau constante, n comparaie cu suprafeele de reinere.



7/22


n figura 4.3 (a,b,c) sunt reprezentate dou suprafee plane (ntre care sepresupune cexisto masde aluat de grosime h) care se pot deplasa, una fadecealalt: cu pstrarea distanei h translaie simpl (fig.4.3a), cu micorareadistanei translaie cu comprimare (fig.4.3b), sau cu mrirea acesteia translaie

cu ntindere (fig.4.3c).Gradul de deformare a aluatului poate fi scris ca raport ntre alungireaaluatului dl i lungimea suprafeei iniiale a acestuia l, respectiv ca raport ntrevolumul de aluat dislocat la deformare Vd i volumul total al acestuia V,considernd aluatul ca un material incompresibil (cel puin n aceastfaz):

V

V

l

dl d== (4.9)

Fig.4.3. Modaliti de realizare a operaiei de frmntarea.translaie simpl; b.translaie cu comprimare; c.translaie cu ntindere

Viteza de deformare este reprezentatde variaia deformrii n timp:

][ 1= sdt

d

t (4.10)

Fora necesarrealizrii unei deformri are urmtoarea expresie:..SF= (4.11)

unde: Seste aria de contact dintre aluat i suprafaa de lucru, iar - efortul unitartangenial dintre aluat i suprafa.

Pentru corpuri vscoase, de vscozitate , fora necesardeformrii se poatecalcula cu relaia:

dh

dvSdt

dSF

== (4.12)n care dv/dhreprezintgradientul de vitezal deformrii.

n finalul operaiei de frmntare, pentru ca aluatul snu alunece ntre celedou suprafee, sub forma unui solid rigid, se recurge la translaii cu h variabil,crendu-se efecte complexe de comprimare, ntindere, forfecare.

n cazul braelor purttoare de elemente mobile (palete, furci, cadre), care semic n interiorul masei de aluat, la distane mari fa de suprafeele fixe,deformaiile apar n straturile din apropierea barelor.



8/22


4.4. Soluii constructive de frmnttoare4.4.1.Frmnttoare cu funcionare discontinu

Frmnttoarele cu funcionare discontinusunt frmnttoare care lucreazn flux discontinuu (n arj) i se prezint sub o mare varietate de soluiiconstructive. Ele pot fi cu axe orizontale, cu axe nclinate sau cu axe verticale[4,5].

4.4.1.1.Frmnttoare cu axe orizontale

Aceste frmnttoare au n componen o cuv fix, n interiorul creia serotesc brae de frmntare de diverse forme, dispuse sub forma unor rotoare cu axeorizontale. Cuva i braul (braele) de frmntare sunt elemente indispensabileoricrui frmnttor, iar formele lor constructive se intercondiioneaz.

n fig.4.4 sunt reprezentate schemele de principiu ale ctorva frmnttoarede acest tip.

Fig.4.4.Scheme de principiu ale unor frmnttoare cu axe orizontalea.frmnttor cu un rotor; b. frmnttor cu dourotoare;c.frmnttor cu brae cadru

1.cuv; 2.rotoare cu palete; 3.brae de frmntare.

Dezavantajul unor astfel de frmnttoare const n aceea cnu toatmasade aluat particip la frmntare, deoarece n interiorul cilindrilor rotitori, generaide rotaia braelor de frmntare, aluatul este imobil. De aceea, este necesar ca, dintimp n timp, s fie curate, arborele i braele, de aluatul aderent la acestea.

Totodat, cuva, ca parte fix a frmnttorului, nu poate fi detaat, golireaaluatului fcndu-se manual, prin nclinarea acesteia.La frmnttoarele cu doubrae orizontale (fig.4.4b), cei doi cilindri rotitori

se pot ntreptrunde i pot avea viteze de rotaie diferite, ceea ce conduce lambuntirea operaiei de frmntare.

Braele de frmntare pot fi sub forma unor rotoare cu palete sau sub formaunor brae cadru. Braele cadru sunt constituite din spire elicoidale n form dezeta (fig.4.5a,c) sau n formde sigma (fig.4.5b,d). La aceste brae, arborelerotorului a fost eliminat, pstrndu-se numai fusurile de capt, astfel caluatul nuse mai nfoarn aceeai msurca la rotoarele cu palete. nclinarea braelor defrmntare zeta i sigma trebuie fcut sub anumite unghiuri care s asigureatt deplasarea radiala aluatului ct i deplasarea axiala acestuia. La braele de



9/22


frmntare zeta materialul se deplaseazde la un capt la altul al cuvei, n timpce la braele de frmntare sigma materialul se deplaseaz de la centru ctrecapete, i invers.

n practic, aceste brae de frmntare sunt mbrcate n suprafee de forme

diferite, care realizeazefecte secundare de strivire, presare i forfecare a aluatuluin vederea mririi efectului general de deformare a acestuia (fig.4.6), [9].

Fig.4.5.Brae de frmntare cu efecte axialea,c.brae zeta; b,d.brae sigma

Fig.4.6.Frmnttor de aluat cu brae sigma1.cuv; 2.brae sigma; 3.mecanism rsturnare cuv; 4.tablou comand; 5.mecanism acionare.

Din categoria frmnttoarelor discontinui cu ax orizontal i cuv

nedetaabil, face parte i frmnttorul cu spirorizontal(fig.4.7) care are ca brade frmntare o spirconic, evacuarea aluatului fcndu-se pe la partea lateral,unde exist un capac acionat pneumatic. n interiorul cuvei, materiile prime



10/22

Procese i utilaje pentru panificaie 41introduse periodic prin gura de alimentare se transform n aluat. Acesta captomicare axial dubl: la exterior (n zona periferic) aluatul se deplaseaz ctrecapacul de evacuare (care rmne nchis pn la terminarea pocesului), iar lainterior aluatul se deplaseazdinspre capac ctre zona de diametru minim a spirei.

Datorit acestei micri, la evacuarea aluatului nu mai este necesar nclinareacuvei.

Fig.4.7. Frmnttor cu spirelicoidalconici ax orizontal1.cuv; 2.gurde alimentare; 3.brade frmntare; 4.capac rabatabil; 5.caseta angrenajelor.

4.4.1.2.Frmnttoare cu axe nclinate

La aceste tipuri de frmnttoare (fig.4.8), braele de frmntare sunt dispusei se rotesc n jurul unor axe nclinate, formndu-se, prin aceasta, n interiorulcuvei, o zon de frmntare de dimensiuni reduse, n raport cu volumul total alcuvei. Pentru ca toatmasa de material streacprin zona de frmntare, cuva serotete n jurul axei sale verticale cu o vitez unghiular corespunztoare, jucndrolul att de suprafa fix (de reinere) ct i de transportor de aluat. Prin

micorarea zonei de lucru a braului de frmntare, s-a redus substanial putereainstalat a utilajului, dar s-a mrit corespunztor timpul de frmntare datorittrecerii succesive a aluatului din cuvprin zona de aciune a braului.

Cuva frmnttoarelor cu axe nclinate poate fi nedetaabil, atunci cndbraul de frmntare de tip furc rmne n permanen n interiorul acesteia(fig.4.8a) sau detaabil, atunci cnd braul de frmntare este frnt i n timpulunei rotaii complete a acestuia el are o poziie n care depete margineasuperioara cuvei, permind desprinderea cruciorului acesteia de mecanismul deacionare (fig.4.8b), [4,9,15].



11/22


Fig.4.8.Scheme de principiu pentru frmnttoare cu axe nclinate

1.cuv; 2.brade frmntare; 3.arbore de acionare cuv.

n funcie de necesitile tehnologice, la frmnttoarele cu brafrnt se potataa, pe rnd, mai multe cuve, eliminndu-se astfel operaia de golire a aluatuluidin ciclul operaiei de frmntare. Dezavantajul principal al acestor frmnttoareconstn aceea cbraul de frmntare nu mai are o solicitare continupe perioadaunei rotaii complete, datorit intrrii i ieirii sale permanente n/din masa dematerial din cuv, momentul de torsiune al acestuia este variabil, iar funcionareaare loc cu ocuri. Totodat, timpul necesar unei bune frmntri se mrete prinfaptul cbraul nu mai este permanent n contact cu aluatul din cuv.

Din aceast categorie de frmnttoare face parte i frmnttorulIndependena, a crui schemconstructiveste prezentatn figura 4.9 [23].

Fig.4.9. Schema constructiva frmnttorului Independena1.cuv; 2.arbore antrenare cuv; 3.barntrerupere acionare; 4.brade frmntare;5.roatridicare bra; 6.aprtoare; 7.sistem blocare crucior; 8.carcasa transmisiei.



12/22


4.4.1.3. Frmnttoare cu ax vertical

La aceste frmnttoare organul de frmntare este format dintr-un cadru(bare sau brae) de diferite forme care se rotete n interiorul cuvei, n jurul unui ax

vertical. Zona de frmntare formatprin rotirea cadrului mobil nu ocup ntregulvolum al cuvei i, de aceea, pentru ca ntreaga masde aluat streacprin zona defrmntare s-au adoptat dou soluii: fie cuv rotitoare, fie element mobil cumicare de revoluie (planetar). Este ntlnit i soluia cu bra de frmntaremobil i cuvcare se rotete prin efectul de interaciune cu braul (fig.4.10).

Fig.4.10.Frmnttor cu braconductor i cuvcondus(Tkacev)1.cuv; 2.brade frmntare; 3.crucior; 4.urub conductor acionare bra; 5.opritor.

Datorit vscozitii (consistenei) aluatului i distanei d (dintre cuv ibraul de frmntare), cuvei i se transmite n timpul frmntrii un moment derotaie care face cuva s se roteasc singur, cu viteza unghiular2, diferit deviteza unghiular a braului 1, care variaz n limite destul de largi. Pentrudetaarea cuvei, braul de frmntare 2 se poate ridica, prin sistem urub-piuli.

Dacneglijm distana dca fiind relativ mic n raport cu raza braului R1,respectiv cu raza cuvei R2, atunci viteza periferic a cuvei este egal cu vitezaperiferica braului de frmntare, adic:

2211 RRvp == (4.13)

de unde rezultviteza unghiulara cuvei 2:

12

12

R

R= (4.14)

Frmnttoarele planetare (fig.4.11) sunt mai complicate din punct de vedereconstructiv i necesitsisteme de ridicare i coborre a cuvelor, astfel nct braele

de frmntare s poat fi scoase sau introduse n masa de aluat. Acestefrmnttoare sunt mai fragile, au masmare i un cost ridicat.



13/22


Fig.4.11. Scheme de principiu pentru frmnttoare planetare1.cuvfix; 2.brae de frmntare; 3.carcasa angrenajelor; 4.melc-roatmelcat;

5.pinion cu micare planetar; 6,6.coroandinatfix;

5

Fig.4.12.Frmnttor Tehnofrig1.cuv; 2.crucior; 3.sistem de blocare; 4.brade frmntare; 5.colivie;

6.brafix; 7.carcasa transmisiei; 8.mecanism ridicare bra.Din categoria frmnttoarelor cu ax vertical face parte i frmnttorul

Tehnofrig (fig.4.12) cu bra fix i cuvmobil (rotitoare). Braul de frmntareeste alctuit din douelemente: un rotor cu bare curbe i o lamelfixcare mbraccuva prin interior. Lamela fixurmrete profilul cuvei, formnd n timpul rotiriiacesteia o zonde frmntare cilindric. Rotorul cu bare curbe, aflat n interiorulcuvei, se rotete liber pe axul su datorit interaciunii cu aluatul din cuv iantreneaz n micare aluatul din zona sa de aciune, astfel c ntreaga mas dealuat este supus procesului de frmntare. Datorit vitezelor periferice diferite(R1i R2) care apar n timpul rotirii cuvei, ia natere un moment rezultant ce va



14/22

Procese i utilaje pentru panificaie 45nvrti rotorul cu bare, formnd un vrtej ce deplaseaz aluatul din centru ctre

periferie i invers, toatmasa de aluat din cuvtrecnd prin zona de frmntare.Ambele organe de frmntare (lamela fix i rotorul cu bare) se pot ridica

din cuvprin rotirea manuala unei roi melcate acionatde la volanul 8. Pentru

modificarea zonei de frmntare nainte de legarea aluatului, braul de frmntaretrebuie mereu ridicat i cobort.

Fig.4.13.Frmnttor de aluat cu brafurcvertical1.cuv; 2.brade frmntare; 3.crucior; 4.carcasa angrenajelor; 5.mecanism ridacre bra.

Fig.4.14. Frmnttor de aluat cu braspiral mobil i cuvrotitoare1.cuv; 2.crucior; 3.brade frmntare spiral; 4.roi antrenare cuv; 5.aprtoare.

Din categoria frmnttoarelor cu axe verticale fac parte i frmnttoarelecu brafurcvertical (fig.4.13) i cu braspiral (fig.4.14), ambele avnd att braelect i cuvele rotitoare. Totodat, braele de frmntare pot fi retrase, dup



15/22


frmntare, deasupra cuvei astfel nct cruciorul cu cuvspoatfi detaat de lamecanismul de acionare.

4.4.1.4.Frmnttoare cu micare spaial

Aceste frmnttoare sunt, n general, frmnttoare care imit micrilefcute de om la frmntarea manuala aluatului. Au o construcie mai complicati nu dau cele mai bune rezultate, cu toate c ele se mai ntlnesc i astzi nexpoziiile cu astfel de utilaje.

Frmnttoarele cu micare spaial pot fi: cu dou brae verticale, cu braberbec (cu btaie), cu pivot cardanic, cu paletcu micare eliptic, etc.

Frmnttorul cu dou brae (Artofex fig.4.15) are n componen doubrae de frmntare formate din dousegmente de bar1 i 2 prinse ntre ele rigid

sub unghiul . Segmentele 2 i 3 au lungime constant fiind delimitate dearticulaia C care se mic n plan vertical pe axa de simetrie i de articulaia B,respectiv D, care au micare circular. Segmentele 5 i 6 au lungime variabil,

putndu-se regla cu ajutorul unor uruburi de reglaj, la diferite nlimi n cuva cualuat i se termin la captul din cuv cu furci de frmntare de forme diverse.Articulaiile B i D se rotesc n sensuri contrare cu aceeai turaie. Cele doubraeformeaz n cuvdouzone de frmntare, ceea ce impune o micare de rotaie acuvei pentru ca tot aluatul streacprin aceste zone.

Fig.4.15. Mecanismul braelor la frmnttorulcu doubrae (a) i zonele de frmntare date

de punctele sale caracteristice (b)

5 6

-0.6

-0.5

-0.4

-0.3

-0.2

-0.1 0 0.1 0.2 0.3 0.4

X [m]

Y [m]

YF(XF)

YG(XG)

YF1(XF1)

YG4(XG4)



16/22


La sfritul procesului de frmntare, segmentele de bar 5 i 6 se ridicdeasupra cuvei (prin intermediul unor manoane de fixare), iar cuva i cruciorulacesteia pot fi detaate i ndreptate spre urmtoarea operaie tehnologic.

Frmnttorul cu bra berbec imit sistemul de frmntare manual cu

btaie. Sistemul mecanic almecanismului frmnttor cu

bra berbec (fig.4.16) esteconstituit dintr-un mecanism

patrulater articulat care are omicare n planul longitudinalal cuvei. Elementul de execuieal mecanismului este biela 2, acrei form constructiv estecerutde necesitatea conduceriiunui punct trasor T de pe biel,

Fig.4.16.Frmnttor cu btaie pe o curb dat n interiorul1.cuv; 2.brade frmntare; 3.roatmotoare; 4.balansier cuvei, fr a lovi marginea de

sus a acesteia.Curba pe care trebuie s se mite punctul T este dictat de necesitile

procesului tehnologic de frmntare. Astfel, la partea de jos biela trebuie s sedeplaseze pe o direcie orizontalparalelcu suprafaa inferioara cuvei, ct maiaproape de aceasta, pentru a desprinde aluatul de pe fundul cuvei i a-l antrena n

procesul de omogenizare.La partea central a cuvei, biela trebuie s se deplaseze pe o direcie

vertical descendent, supunnd aluatul din cuv la tensiuni de compresiune iforfecare, iar retragerea bielei din aluat, pe lngpartea exterioara cuvei, trebuiesse facpe o curbcare spermito legturcontinuntre zona orizontali ceaverticala curbei de biel. n aceastzonaluatul este supus la solicitri complexede ntindere, torsiune i forfecare.

Ca i la cellalt frmnttor, nu tot aluatul din cuv este supus deodatprocesului de frmntare, ci se creazn interiorul acesteia o zonprin care aluatuleste trecut datoritmicrii de rotaie a cuvei.

4.4.2.Frmnttoare cu funcionare continu

Dintre frmnttoarele cu funcionare continu cele mai cunoscute suntfrmnttoarele cu spire i benzi elicoidale, tip Nudelman sau Iverson, precum ifrmnttoarele cu palete, Rabinovici. Toate aceste frmnttoare reproducconcomitent toate fazele operaiei de frmntare: amestecarea componentelor,formarea aluatului i tensionarea lui.



17/22


Materialele (fin, ap, drojdie, etc.) se introduc n mod continuu prinracordul de alimentare, cu un debit constant i n proporii bine stabilite, pe lacaptul opus alimentrii ieind aluatul.

Frmnttorul Nudelman este prezentat schematic n figura 4.17. La acest

frmnttor, n zona I de lucru se aflspira elicoidal2 care amesteci deplaseazaxial materialele, n zona II se execut hidratarea i formarea aluatului datoritbarelor (benzilor) 3, iar n zona III acioneaz discurile cilindrice 4, montateexcentric, care preseaz aluatul pe pereii cuvei producnd deformri. Aceastultim zon este prevzut cu manta de rcire, datorit nclzirii aluatului prinfrecarea i presarea pe cuv. Frmnttorul este dotat cu doucuve intersectate ncare se rotesc n sens contrar doi arbori paraleli.

Fig.4.17. Frmnttorul de aluat Nudelman

Momentul de reaciune din carcasa motorului se preia printr-un resort 7 i unamortizor 8 care sunt legate la un capt de prghia 6 rigidizat cu statorulmotorului. n timpul funcionrii carcasa motorului se rotete cu un unghi ,tensionnd resortul. Momentul reactiv din carcaseste egal cu:

cosPlMr= (4.15)iar momentul activ se compune din momentul la mersul n gol Moi din momentulnecesar la frmntare Mf. Rezult:

of MPlM = cos (4.16)

Prin etalonare, pe scala 9 se poate citi direct consistena aluatului.Frmnttorul planetar Iverson (fig.4.18) prezint avantajul c permite

desfacerea aluatului blocat pe arborele frmnttorului, dar este scump datoritconstruciei sale mai complicate.

n interiorul cuvei orizontale 1, se rotesc o spiralplanetar7 i doubareexcentrice 4 i 5. Bara 5 este introdus n interiorul braului spiral pentru adesprinde aluatul aderent la el. Cuva cilindriceste limitatla cele doucapete de



18/22

Procese i utilaje pentru panificaie 49dou discuri 2 care se rotesc n jurul axei orizontale x-x, cu aceeai vitezunghiular fiind antrenate de la un arbore comun 3. Discurile sunt unite ntre ele

prin bara de frmntare cu rol4 i bara n consol5 a crei poziie fade discurise regleaz prin uruburile 6. Spirala elicoidal primete micare de rotaie prin

intermediul roilor dinate fixe 8 i 9 i a roilor dinate 10 i 11 de pe arboreletubular de capt.n procesul de lucru toate elementele mobile se rotesc n jurul axei x-x,

acionnd asupra aluatului care este reinut de suprafaa interioara cuvei. Datoritsistemului de angrenare, spirala se rotete i n jurul axei x-x formnd o zondefrmntare planetar cilindric, n interiorul creia se afl elementul fix 5. Prinrotirea spiralei i a barei 5, aluatul se deplaseaz axial i nu se blocheaz ninteriorul ei.

9

10

Fig.4.18. Frmnttorul planetar Iverson

Frmnttoarele continui cu palete (Rabinovici) fig.4.19 sunt cele mairspndite frmnttoare continui, care au la baz un principiu simplu dar carenecesit anumite proporii ntre suprafeele fixe i cele mobile, poziii i distanecorespunztoare ntre acestea, precum i un anumit echilibru ntre micrile radialei axiale astfel nct sse elimine blocarea aluatului pe arborele purttor de palete.

n general, un astfel de frmnttor se compune dintr-o cuv semicilindricfixn care se rotete un arbore cu palete radiale nclinate fade generatoare cu ununghi .

La varianta din figura 4.19a, cuva este mprit n trei zone. n prima i adoua zon se amestec componentele i se formeaz aluatul din materialeleintroduse n mod continuu. Aluatul format trece peste peretele P n compartimentulurmtor unde aciunea mecanic se continu i este evacuat printr-o deschidere.Rolul peretelui este de a reine din rotaie aluatul prins de arborele rotorului.

La varianta din figura 4.19b, n interiorul cuvei existdourotoare cu paleteintersectate, iar la varianta din figura 4.19c, pe peretele interior al cuvei sunt prinse



19/22


nite lamele fixe care mresc reinerea aluatului, acionnd asupra deplasrii axialea acestuia, n funcie de orientarea lamelei (de unghiul acesteia cu direcia axial).

Fig.4.19. Frmnttoare continui cu palete (Rabinovici)

4.5. Calculul puterii de acionare la frmnttoarele continui cu palete

La frmnttoarele continui formarea aluatului are loc pe msura avansriide-a lungul cuvei, trecnd succesiv prin toate fazele: amestecare, formare,tensionare. n cuvau loc concomitent toate fazele frmntrii.

De aceea, calculul puterii se face pe zone: zona I amestecarea, zona II formarea aluatului, zona III tensionarea aluatului, puterea necesar fiind omrime variabilpe zone.

IIIIII PPPP ++= (4.17)n prima zon (I) puterea necesar PI este mai mic, deoarece paletele se

micn finsau n lichid.

Fig.4.20. Schemde calcul la frmnttoarele cu palete

Asupra paletei de suprafaS, cufundatn material de densitate (densitateaparent), la adncimea hm, cu un unghi de frecare interno, acioneazrezultantaforelor:

+=

22. 2 om tggShN

(4.18)

Rezultanta R a tuturor forelor ce acioneaz pe palet, inclusiv fora defrecare Ff, ndeplinete relaia:

fFNR += (4.19)



20/22


Astfel, vom avea doucomponente ale lui R care acioneazpe palet, unaaxiali alta radial:

+=

=

sincos

cossin

fr

fax

FNR

FNR (4.20)

n care, la limit, Ff=N. Rezult:

[ ]

[ ]

+

+=

+=

sincos24

...

cossin24

...

2

2

omr

omax

tghgSR

tghgSR

(4.21)

La viteza de rotaie a arborelui cu palete, punctul de aplicaie al forelor ceacioneaz asupra materialului i viteza axial i radial ale acestuia, variaz nfuncie de lungimea paletei l, de nivelul de umplere a cuvei b i de unghiul de

poziie . Vitezele materialului antrenat de paletdepind, ns, de vitezele propriipaletei (punctului de pe palet care coincide cu punctul de aplicaie al forelor),conform schemei din figura 4.20. n aceast figur vn este viteza normal amaterialului, n cazul lipsei micrii relative ntre material i spir(viteza normala spirei), vp este viteza de rotaie a spirei, iar vo este viteza de avans a spirei pedirecie axial. Aadar:

60

.npvrv op == (4.22)

n cazul antrenrii materialului de ctre o palet, pentru b>0 i l=a, rezult:

)sin(cos

cos

2

2;cos

2

=

=+=

lv

lvb

lh

ax

pm

(4.23)

pentru b = 0 i l = a, avem:

)sin(cos

cos

3

23

2;cos

3

2

=

==

lv

lvlh

ax

pm

(4.24)

pentru b < 0 i l a, vom avea:

)sin(cos

cos

3

3;cos

3

=

=

=

alv

alvb

alh

ax

pm

(4.25)

In zona I aceste mrimi (hm, vr, vax) se determina dup cea de-a treia

varianta, introducndu-se n formula generalpentru calculul puterii:



21/22


( +=z

rraxaxI vRvRP1

) (4.26)

n care z este numrul de palete cufundate n aluat la un moment dat.n zona a II-a, formarea aluatului este nsoit de creterea vscozitii i

apariia pariala elasticitii, caracterizndu-se printr-o deplasare relativa paletein aluat. Asupra paletei acioneaz acum forele: greutatea aluatului de pe palet;fora de frecare a aluatului cu paleta; fora de frecare intern; fora de adeziune aaluatului la palet.

Lund n considerare i fora de adeziune, atunci:

++

+=

2.2

2.. 2 oom tgCtgghSN

(4.27)

( )

cossin

24

.2

24

..cos

2

2

++

+

+= ooax tgCtggbl

SR (4.28)

( )

sincos24

.224

..cos2

2 +

++

+

+= oor tgCtggb

lSR (4.29)

unde C este fora specificde adeziune a aluatului la palet(N/cm2).n aceastzonnivelul aluatului se afldeasupra axei rotorului cu palete, iar

mrimile hm, vr, vaxse calculeazpentru cazul b > 0.In zona a III-a a cuvei frmnttorului, n care are loc tensionarea aluatului,

se consumenergie pentru ridicarea acestuia Ph, desprinderea lui de pe perei Pdiruperea (forfecarea) aluatului Pf:

fdhIII PPPP ++= (4.30)ceea ce este echivalent cu relaia:

max.rSCSGkkP rrpcgsIII ++= (4.31)

n care: ks=0,5-0,7 este un coeficient de simultaneitate a aciunii paletelor asupraaluatului; kg0,7 coeficientul centrului de greutate al aluatului n lungul razei

paletei; G - greutatea aluatului din zona a treia a cuvei; rmax raza maxim apaletei; viteza unghiular a paletei; Spc suprafaa peretelui de pe care estedesprins aluatul; Sr suprafaa de rupere a aluatului; r tensiunea de rupere a

aluatului.n general, rezultatele obinute prin calcul la frmnttoarele continui cuturaie redus (30-60 rot/min) sunt cu circa 10% mai mari dect valorile practice,deci ele sunt acoperitoare.

Pentru alte tipuri de frmnttoare, puterea consumat n proces se poatecalcula estimativ cu urmtoare relaie:

][102

KWRAl

=Pfr

(4.32)

n care: Al reprezint masa aluatului din cuv, n kg; R raza circumferinei

descrisde centrul de greutate al masei de aluat antrenatde braul frmnttorului(R(0,70,8)R1); R1 raza celei mai mari circumferine descrise de punctul extrem



22/22

Procese i utilaje pentru panificaie 53al braului de frmntare, n m; viteza unghiulara braului de frmntare (s-1); randamentul mecanic de acionare.

La frmnttoarele cu axe nclinate masa aluatului care se ia n calcul estecirca 1/3 din masa totala aluatului din cuv.

malaxare.pdf

Documents