cuprinsCAPITOLUL 1 GENERALITI31.1.Noiuni introductive din industria laptelui31.2.Clasificare separatoarelor51.2.1.Separatoarele cu talere tronconice.81.3.Domenii de utilizare101.4.Tendine actuale n construcia separatoarelor101.5.Factorii care influenteaz compoziia i caracteristicile laptelui11CAPITOLUL 2 PREZENTAREA SOLUIILOR COSTRUCTIVE132.1.Separatorul centrifugal din industria laptelui definiie132.2.Soluii constructive132.3.Elemente componente, principiul de funcionare152.4.Prezentarea i justificarea tehnico-economic a soluiei propuse i alegerea variantei optime. 292.4.1.Cerine ale unei valorificri eficiente a produciei de lapte292.4.2.Prezentarea soluiei propuse pentru proiect302.4.3.Determinarea nivelului tehnic al produsului31CAPITOLUL 3 PROCESUL DE PRELUCRARE AL LAPTELUI333.1.Generaliti333.2.Proprietile laptelui353.3.Valoarea nutritiv a laptelui363.4.Fluxul tehnologic de prelucrare a laptelui383.4.1.Recepia calitativ i cantitativ383.4.2.Transportul laptelui393.4.3.Curire i filtrare403.4.4.Standardizarea continutului de grsime - pasteurizare403.4.5.Depozitare tampon lapte pasteurizat racire443.4.6.Ambalare443.4.7.Depozitare, transport i livrare lapte de consum.45CAPITOLUL 4 MEMORIU TEHNIC DE CALCUL464.1.Calculul sistemului de alimentare464.1.1.Calculul conductei de alimentare474.1.2.Calculul camerei de nivel constant484.1.3.Calculul plutitorului504.2.Calculul sistemului de evacuare524.2.1.Calculul orificiilor de evacuare a laptelui degresat524.2.2.Calculul orificiului de evacuare a smntnii.534.3.Calculul rotorului separatorului544.3.1.Stabilirea turaiei rotorului544.3.2.Calculul diametrului interior al carcasei rotorului544.3.3.Calculul diametrului maxim al talerelor554.3.4.Alegerea unghiului de nclinare al talerelor , 554.3.5.Alegerea diametrului minim al talerelor554.3.6.Calculul naltimii unui taler554.3.7.Calculul nr. de talere564.4.Verificarea criteriului Reynolds la curgerea ntre talere564.5.Verificarea indicelui separrii ,S574.6.Verificarea diametrului de sedimentare a globulelor584.7.Calculul timpului de sedimentare ,584.8.Calculul timpului de staionare n separator 58CAPITOLUL 5 Calculul energetic i de dimensionare605.1.Calculul de rezistenta al carcasei rotorului.605.2.Determinarea turaiei maxime din condiia de rezisten a carcasei615.3.Dimensionarea i calculul de rezisten pentru piulia de strngere-nchidere625.4.Echilibrarea rotorului645.4.1.Calculul momentelor de inerie ale rotorului65Capitolul 6 Alegerea motorului de antrenare706.1.Calculul puterii de pornire706.2.Calculul puterii de mers n gol716.3.CaIculul puterii de mers n sarcin716.4.Alegerea motorulul72CAPITOLUL 7 Calculul transmisiei757.1.Calculul arborelui757.1.1.Predimensionarea arborelui757.1.2.Calcului reaciunilor i al diagramei de momente767.1.3.Verificarea arborelui la solicitarea compus777.1.4.Determinarea turaiei critice787.2.Calculul transmisiei cu , curea lat78CAPITOLUL 8 Calculul reglajului CONCENTRAIEI de GRSIME818.1.Calculul procentului de grsime n smntna84CAPITOLUL 9 NORME DE PROTECIA MUNCII879.1.Igiena utilajelor, a ustensilelor de lucru i a ambalajelor889.1.1.Msuri specific de protecia muncii n sectorul de separare a laptelui889.2.Norme de tehnica securitii muncii899.3.Norme de igien personal a lucrtorului din industria alimentar90BIBLIOGRAFIE92CAPITOLUL 1GENERALITI

1.1. Noiuni introductive din industria laptelui

Societile comerciale pentru industrializarea laptelui pot fi uniti de recepie, prelucrarea i distribuire a laptelui i a produselor lactate, integrate pe flux tehnologic, n aa fel nct materia prim s fie recepionat i s fie transformat n produs finit salubru. De obicei aceste societi se nfiineaz i se amplaseaz n zone unde se cresc multe animale, iar dimensionarea capacitilor de producie se face n funcie de materia prim existent n zon. Amplasarea i construirea spaiilor de producie necesit o serie de avize printre care i avizul sanitar-veterinar. Principalele condiii sanitare-veterinare de care trebuie s se in cont n amplasarea i construirea unui obiectiv de procesare a laptelui sunt: s fie prevzut cu o zon de protecie sanitar n scopul evitrii polurii i crerii unui microclimat corespunztor att n incint ct i n spaiile de producie; amplasarea s fie fcut n aa fel nct acesta s poat fi racordat la o reea de ap potabil care s asigure att necesarul tehnologic pentru producie dar i pentru meninerea unei stri de igien corespunztoare; spaiile de producie trebuie s fie prevzute cu pardoseli rezistente la aciunea grsimilor i a substanelor dezinfectante. De asemenea s prezinte o pant uniform nclinat spre un sifo pentru preluarea apelor spre canalizare. Pereii s fie placai cu faian pn la nlimea de 2 metri. S fie prevzut cu dou reele de canalizare din care una pentru preluarea apelor reziduale industriale i alta pentru evacuarea reziduurilor provenite de la grupurile sanitare; sistemul de iluminare artificial trebuie s asigure o intensitate egal cu lumina natural a zilei, acesta fiind o condiie necesar pentru a nu denatura culoarea laptelui i a produselor lactate; s fie prevzut cu sisteme de ventilaie pentru mprosptarea aerului i asigurarea unui microclimat optim pentru personalul lucrtor, dar n special pentru obinerea unor produse lactate salubre; instalaiile folosite la transportul i prelucrarea laptelui, inclusiv conductele de ap i abur trebuie s fie fcute din materiale inoxidabile astfel nct acestea s nu influeneze calitativ salubritatea laptelor i a produselor lactate;Indiferent de capacitatea fabricilor de prelucrare a laptelui trebuie s fie astfel proiectate pentru a respecta urmtoarele principii generale:S fie spaii separate de producie, depozitare, filtru,i spaii administrative.Spaiile destinate produciei trebuie s fie separate n spaii pentru materia prim nepasteurizata i spaii pentru prelucrarea produselor pasteurizate.[4]Personalul care lucreaz n sectoarele de prelucrare i depozitare vor avea acces numai la filtru sanitar dotat cu vestiare, duuri, chiuvete i wc-uri.Spaiile administrative, spltoria i usctoria, atelierele mecanice, grupurile frigorifice, termocentral i depozitul de materiale se vor grupa separat de sectorul de prelucrare a laptelui.[4]Depozitele de lapte i de produse lactate s fie dimensionate n funcie de producia zilnic i trebuie s fie dotate cu instalaii de frig i ventilaii n scopul asigurrii unei temperaturi de 0 C - +4 C i separat depozite rcoroase amenajate cu rafturi pentru pstrarea produselor care nu au nevoie de un regim termic anume.[4]S asigure confirmarea calitii produselor i salubritatea acestora printr-un laborator propriu, care s efectueze determinarea parametrilor fizico-chimici i bacteriologici pentru fiecare arj de produs finit.[11]S asigure spaiu pentru recepia cantitativ i calitativ a laptelui.S asigure o ramp pentru dezinfecia mijloacelor de transport a laptelui i altor produse lactate.[11]Este foarte important de reinut c salubritatea produselor lactate depinde n mare msur de utilajele de lucru din dotare i modul cum acestea sunt igienizate fiind astfel necesar a se asigura: nregistrarea prin termografe automate a temperaturii de pasteurizare i de rcire a laptelui. Termogramele se pstreaz i se prezint la controlul sanitar-veterinar. instalarea ntre sistemul de pasteurizare i tancurile de pstrare a laptelui pasteurizat a unui dispozitiv de control al pasteurizrii conform standardelor n vigoare. posibilitatea splrii i dezinfectrii dup ntrebuinarea utilajelor i ambalajelor din dotare cu ap fierbinte sau aburi supranclzii cu soluii clorigene. De asemenea zilnic vor fi splate i dezinfectate spaiile de producie.[4]Pentru a putea industrializa laptele este nevoie de a asigura o serie de condiii nct salubritatea laptelui s nu fie influenat de factori existeni n mediul exterior. De aceea n continuare voi prezenta o serie de noiuni teoretice cu referire la compoziia i caracteristicile fizico-chimice ale laptelui, microorganismele din lapte i din produsele lactate. Ca noiune, laptele crud, este produsul recoltat manual sau mecanic din ugerul de vac, bivolia, oaie sau capra numai cnd acestea sunt n lactaie i sunt sntoase. Laptele trebuie s fie muls n condiii igienice n aa fel nct s nu i modifice aspectul i caracteristicile specifice. n funcie de procesul de prelucrare, laptele poate fi integral atunci cnd i menine compoziia, laptele smntnit cnd se extrage grsimea, laptele parial smntnit cnd se extrage o parte din grsime i laptele normalizat.Dup procedeul de tratare termic laptele poate fi crud, pasteurizat, sterilizat, concentrat i lapte praf. Acestea sunt denumirile comerciale ale laptelui dup prelucrare pentru laptele de vac, iar la bivolia, oaie i capra se adug i denumirea speciei de la care provine.[4]

Fig.1.1. Separator centrifugal pentru lapte

1.2. Clasificare separatoarelor

Separator (din limba englez Separator - separator") dezambiguizare. Separator n industria alimentar - un dispozitiv care separ o fraciunea a produsului.Sub aciunea forei centrifuge separarea impuritilor are loc foarte rapid i direct proporional cu ptratul vitezei de rotaie, raza tobei separatorului,cu ptratul vitezei particulei ,n suspensie cu diferena dintre greutatea specific a mediului de dispersare i greutatea particulei n suspensie i invers proporional cu vscozitatea mediului de dispersare.[7]Separarea amestecurilor eterogene sub influena forei centrifuge care apare cnd n amestec se realizeaz viteze de rotaie mari poart denumirea de separare centrifugal sau centrifugare. Separarea amestecurilor eterogene sub influena forei centrifuge a devenit una din metodele cele mai rspndite. n prezent n aproape toate subramurile industriei alimentare se utilizeaz pentru separare efectul forei centrifuge. Utilajele utilizate pentru separarea sub efectul forei centrifuge poart denumirea generic de centrifuge, centrifugele fiind caracterizate prin elemente n micare la turaie mare. n unele cazuri centrifugele primesc denumiri speciale, determinate de operaia pe care o realizeaz sub efectul forei centrifuge ca : separator, clasificator, concentrator, rmnnd ns utilaje de separare sub influena forei centrifuge.[7]Exist separri sub efectul forei centrifuge, cnd numai amestecul de separat este pus n micare de rotaie, aparatul neavnd elemente n micare. Aceste aparate poart denumiri speciale : cicloane, hidrocicloane, n funcie de tipul de amestec care l separ sub influena forei centrifuge.[7]Separarea sub efectul forei centrifuge la utilajele n micare de rotaie, realizeaz separri cu consum mare de energie. Este de ateptat din acest motiv ca pe viitor utilizarea lor s se strng.[7]Separarea amestecurilor eterogene sub influena forei centrifuge, se realizeaz pe dou principii :- Sedimentare, cnd separarea sub influena forei centrifuge se realizeaz pe baz de diferen de vitez de sedimentare. Separarea componenilor se realizeaz prin stratificarea lor. Ea se aplic amestecurilor eterogene lichid lichid, solid solid, solid lichid, solid gaz. Spaiul n care se realizeaz separarea este n micare de rotaie i are perei plini sau spaiul este fix ns creaz pentru amestecul de separat viteze periferice de rotaie mari. Separarea centrifugal pe principiul sedimentrii, uneori capt denumiri speciale, n funcie de faza tehnologic pe care o realizeaz, de exemplu : limpezire, concentrare. Sedimentarea sub influena forei centrifuge se realizeaz de fapt n dou faze : - Depunerea fazei cu vitez de sedimentare sau cu densitatea mai mare, care se supune legilor hidrodinamice, n cazul sedimentelor solide i apoi tasarea sedimentului, care se supune legilor mecanicii solului. Sedimentarea sub influena forei centrifuge se deosebete de sedimentarea sub influena forei gravitaionale printr-o serie de elemente i n primul rnd prin faptul c se realizeaz sub influena acceleraiei centrifugale.[7]- Prin filtrare, care se aplic n special amestecurilor eterogene solid lichid. Lichidul strbate suprafaa filtrant sub influena forei centrifuge, iar particulele solide din amestec, acionate i ele de fora centrifug se depun la suprafaa masei filtrante, ca i n cazul filtrrii obinuite. Filtrarea sub influena forei centrifuge este un proces mai complex dect filtrarea obinuit. La filtrarea sub influena forei centrifuge apar trei faze: formarea sedimentului, tasarea lui i eliminarea lichidului reinut din porii sedimentului. Faza de formare a sedimentului se aseamn cu cea de la filtrarea obinuit, ns n cadrul filtrrii sub influena forei centrifuge, presiunea cu care trece lichidul prin stratul de sediment este provocat de fora centrifug i n mod normal este mai mare dect filtrarea obinuit. Umiditatea din sediment este nlturat mai intens. Faza de tasare i cea de eliminare a lichidului reinut de forele capilare la filtrarea obinuit nu exist. Faza de tasare se supune legilor mecanicii solului. Faza de eliminare a umiditii reinute n porii sedimentului se aseamn cu o uscare mecanic. Viteza de eliminare a lichidului scade treptat, tinznd ctre 0. O parte din lichid nu se poate elimina. Totui n cazul filtrrii sub influena presiunii creat de fora centrifug se elimin mai mult din faz lichid dect la filtrarea obinuit i se obine un precipitat cu umiditate mai redus. Durata filtrrii n ansamblu i pe faze n cazul interveniei forei centrifuge, depinde de o serie de factori. n cazul suspensiilor diluate faza de formare a sedimentului faza propriu zis de sedimentare este cea mai lung, n cazul filtratelor cu procent mare de particule faza de formare a sedimentului aproape nu exist deoarece apare sedimentarea instantanee. Ca i la filtrarea obinuit i n cazul filtrrii centrifugale, dac este necesar se poate realiza faze de splare. [7]Centrifugele sunt utilaje care realizeaz separarea prin rotirea unui tambur cilindric sau tronconic montat orizontal sau vertical. n funcie de operaia de separare, filtrare sau sedimentare, tamburul este perforat sau este din tabl compact. [7]Separarea centrifugal se clasific n funcie de mai multe criterii:Dup metoda de ncrcare n separatoare a soluiei de limpezit i evacurii din ele a lichidului limpezit. [7] separatoare deschise introducerea soluiei iniiale i evacuarea lichidului limpezit se realizeaz la presiunea atmosferic separatoare semiermetice incarcarea soluiei de limpezit se realizeaz la presiunea atmosferic,iar evacuarea lichidului limpezit la presiunea creat de fora centrifug (P=15*Pa) separatoare ermetice-incarcarea soluiei de limpezit i evacuarea lichidului limpezit se realizeaz n sistem nchis sub presiunea excedentar. [7]Dup elementele constructive: -separatoare cu talere cilindrice concentric -separatoare cu talere tronconiceDup operaia tehnologic realizat: - separatoare centrifugare clarificatoare(de limpezire); - separatoare centrifugare concentratoare ; - separatoare centrifugare pentru separarea a dou faze lichide.Separatoarele cu talere cilindrice concentrice sunt ntrebuinate numai pentru operaii de clarificare,n timp ce separatoarele cu talere troconice pot fi clarificatoare, concentratoare, pentru separare de faze lichide etc. [7]Clarificarea se aplic pentru nlturarea impuritilor solide din suspensie ,n faz lichid. Condiia esenial este c faza solid s fie n proporie redus. [5]n industria alimentar clarificarea centrifug i-a gsit multe aplicaii deoarece substitue cu succes o filtrare dificil,la care stratul de precipitat se depune greu.Aceasta clarificare are i efect de sterilizare, fiindc separ o parte dim microorganisme prin sedimentarea lor.[5]1.2.1. Separatoarele cu talere tronconice.

Acest tip de separator este cel mai vechi i cu cele mai variate utilizri, avnd elemente adaptate situaiei specifice. Prototipul separatorului centrifugal este cel pentru separarea n sistem eterogen lichid lichid la separarea smntnii din lapte fr de care industria laptelui de consum nu poate fi conceput. [5]Separatorul cu talere tronconice funcioneaz n sistem deschis, semiermetic sau ermetic.[5]n cazul separatoarelor ermetice din aceiai grup, care funcioneaz cu doi eflueni, pentru asigurarea alimentrii sub presiune apar noi modificri.[5]n categoria separatoarelor ermetice se ntlnesc dou tipuri de utilaje. Unele la care alimentarea se realizeaz pe la partea superioar, de exemplu tipul separatoarelor Titan, altele cu alimentarea pe la partea inferioar.[5]La separatoarele ermetice cu alimentare pe la partea superioar singur modificare este de principiu, este cea a nlocuirii rezervorului de alimentare i conductei respective cu o conduct prin care se realizeaz alimentarea n sistem nchis, sub presiune. Aceasta nu aduce nici o modificare constructiv de principiu tobei de la separatorul semiermetic.[5]Separatoarele ermetice cu alimentare pe la partea inferioar a tobei, din cauza acestui sistem de alimentare apar deosebiri constructive i la partea inferioar i la partea superioar, difereniindu-se att de separatoarele deschise ct i de cele semiermetice. Alimentarea se realizeaz prin intermediul arborelui de antrenare care este un arbore tubular. El se deosebete de arborele celorlalte separatoare pentru c are la partea superioar un dispozitiv cu orificii care permite pulverizarea lichidului de alimentare n interiorul tobei centrifugei, iar la partea inferioar apare dispozitivul de alimentare i reglarea debitului.[7]n interiorul tobei talerul de alimentare este modificat la partea inferioar fiind nchis, i la partea superioar modificarea fiind necesar pentru a permite lichidului cu densitate mai mic s se ridice pe acelai ax vertical cu sistemul de antrenare i s se evacueze sub presiunea imprimat de fora centrifug. Evacuarea lichidului cu densitate mai mare se realizeaz printr-un stator care este mpins sub presiune n conduct de evacuare.[7]Separarea n interiorul tamburului, att la separatoarele semiermetice ct i la cele ermetice, la separarea lichid lichid se realizeaz n acelai principiu ca la separatoarele deschise. [7]n categoria separatoarelor ermetice cu talere tronconice se gsesc i separatoare clarificatoare n care se realizeaz limpezirea unui lichid ca n cazul separatoarelor cu talere cilindrice. La acest tip de separatoare toba are o serie de modificri. Talerele curente de separare nu mai au orificii s formeze canale de distribuie ntre talere. Distribuia se realizeaz la marginea talerelor lng carcas i lichidul limpezit este mpins spre partea central. Evacuarea lichidului clarificat se realizeaz la partea superioar. Fiind un singur efluent la evacuare, acesta atrage modificri la partea superioar, modificnd talerul central care era taler de alimentare i practic fcnd s dispar al treilea tip de taler : talerul superior.Pentru cazul lichidelor bogate n sediment, separatoarele clarificatoare nu pot fi utilizate din cauza cantitii mari de sediment. Prin separare de fapt se urmrete mbogirea unei faze n particule solide, att cele care intereseaz, cum apare n industria alimentar n cazul industriei amidonului i a drojdiei. Prin separare de fapt se urmrete mbogirea unei faze n particule solide i eliminarea unei raze limpezite, care n cele mai multe cazuri nu este interesant.[7]Eliminarea fazei concentrate n particule solide prin intermediul separatoarelor concentrice pune probleme speciale, ceea ce a atras unele modificri n construcia separatoarelor respective. O prim condiie care se impune pentru separate este ca particulele solide s aib densitate mai mare dect faza fluid.[7]Evacuarea lichidului bogat n sediment impune ca panta unghiului de evacuare s fie mai mare dect unghiul de taluz natural sau unghiul de alunecare al sedimentului. Acesta e atras de necesitatea evacurii concentratului prin poriunea cu diametru mai mare din tob, a atras mrirea diametrului tobei i ca o consecin reducerea turaiei i a eficacitii de evacuare.[7]La separatoarele concentratoare alimentarea cu suspensie i evacuarea lichidului limpezit se fac pe la partea superioar, n timp ce eliminarea efluentului bogat n sediment, printr-o serie de canale sau orificii care se gsesc n peretele carcasei n poriunea cu diametrul maxim. Toate acestea au adus modificrile corespunztoare n construcia tobei i a prii superioare a separatorului. Talerele curente nu mai au orificii de distribuie, funcionnd ca la separatoarele clasificatoare, talerul superior nu mai exist, talerul de alimentare este modificat, carcasa tobei este modificat pentru a aprea canalele respectiv orificiile de evacuare i a respecta condiia de unghi impus de curgerea concentratului.[7]Sub aspectul fucionaliti legat de alimentare i evacuare se ntrebuineaz dou tipuri de separatoare: semiermetice i ermetice. Spre deosebire de celelalte separatoare semiermetice la acestea evacurile se realizeaz n contact cu atmosfera i alimentarea sub presiune.[7]

1.3. Domenii de utilizare

Centrifugarea este o tehnic de lucru care permite realizarea unor procese de separare sedimentare, filtrare, spargerea emulsiilor, extracie, etc.) ntr-un cmp de fore centrifugal, procese care uneori sunt dificil sau chiar imposibil de realizat numai sub aciunea gravitaiei. Acest capitol trateaz numai procesele i aplicaiile referitoare la sedimentarea n cmp de fore centrifugal. [6] n biotehnologii, centrifugarea are numeroase aplicaii: separarea masei celulare din lichidele de fermentaie, ndeprtarea resturilor celulare, colectarea precipitatelor, prepararea unor medii de fermentare, separarea diferitelor tipuri de celule, extracia diverilor componeni (alcaloizi, arome, uleiuri eseniale din plante, antibiotice din lichidul de fermentaie, steroizi, proteine), etc. Prima aplicaie a separrii centrifugale n industria alimentar a fost n procesul de smntnire a laptelui, iar n biotehnologie la recoltarea masei celulare n fabricarea drojdiei de panificaie.[6]1.4. Tendine actuale n construcia separatoarelor

n vederea asigurrii unei caliti i valori nutritive constante a laptelui de consum, coninutul n grsime al acestuia este adus la o valoare constant, funcie de coninutul de grsime al sortimentului dorit (lapte smntnit, parial smntnit, ex. 1.8% grsime sau lapte integral: 3,5...4% grsime). Aceasta presupune o reducere a coninutului iniial de grsime, cu ajutorul separatorului centrifugal, care asigur separarea grsimii din lapte sub aciunea forei centrifuge, pe baza diferenei de greutate specific a componentelor laptelui integral, i anume smntna i laptele smntnit. [6]Elemente de luat n considerare la construirea centrifugelorLa construirea centrifugelor aa cum a aprut din analiza factorilor care influeneaz operaia trebuie s se in seama de elementele impuse : - Materialul supus centrifugrii;- Materialul din care este construit centrifugarea;- Construcia centrifugei;pe care le putem concretiza n : - Limitarea razei i turaiei centrifuge;- Limitarea volumului ocupat de produs n centrifug datorit formei pe care o ia produsul n timpul micrii de rotaie;- Turaia critic care apare la centrifugare; [7]1.5. Factorii care influenteaz compoziia i caracteristicile laptelui

Factorii care influeneaz compoziia i caracteristicile laptelui pot fi grupai n trei categorii i anume: factori care in de fiziologia animalului: perioada de lactaie, mulgerea, starea de gestaie, starea sntii, vrsta etc. ; factorii de mediu exterior: condiiile naturale, solul i hrana, modul de hrnire i ngrijire etc.; factorii etnici care includ ras i individualitea animalului.Factorii de natur fiziologicPerioada de lactaie. Perioada de lactaie, definit ca perioada dintre ftare i nrcare, dureaz - 305 zile la vaci i 170 - 180 zile la oi, influeneaz compoziia chimic i aspectul laptelui n primele 10 zile de la ftare (perioada colostrala) i la sfritul lactaiei. Colostrul se prezint ca un lichid dens, vscos, de culoare galben-intens sau galben-cafenie, cu miros specific i gust dulceag srat.Compoziional, laptele colostral difer net de cel normal.Laptele colostral nu este permis a se recepiona.Laptele normal prezint i el variaii compoziionale i anume: n prima perioda de lactaie ( 3 - 4 luni) toate componentele din lapte scad cantitativ, deci apare o scdere a substanei uscate totale; n a dou perioada de lactaie (~ 5 luni), substana uscat total crete lent; n ultima perioada de lactaie (~ 1 lun), substana uscat crete brusc i n ultimele zile ale lactaiei laptele devine amarui- srat, are un coninut ridicat de sruri, de lactalbumin, aciditatea se reduce pn la 6% i consisten crete. Mulgerea. Condiiile de mulgere influeneaz cantitatea total de lapte i coninutul n grsime. Cantitatea maxim de lapte se constat la o mulgere de 3 ori/ zi i la intervale ctmai mari. Laptele de sear are un coninut mai mare de grsime dect cel de dimineaa, iar ncadrul aceleiai mulsori, coninutul de grsime din lapte crete, fiind maxim la sfritul mulsorii.Starea de gestaie. Influeneaz compoziia laptelui n sensul ca la nceputul gestaiei crete coninutul de grsimi i substane proteice i scade cel de lactoz.Factorii de mediu externCondiiile naturale (temperatura, umezeala relativ). Aceastea influeneaz att producia de lapte ct i coninutul de grsime. Temperaturile sczute i umiditatea mare (ploi) conduc la o diminuare a produciei de lapte, dar coninutul de grsime poate s creasccu ~ 0,2%. Solul. Influeneaz prin punea respectiv att asupra produciei de lapte ct i asupra compoziiei laptelui, mai ales n ceea ce privete srurile de calciu i fosfor (puni cu iarb acid). Micarea n aer liber a animalelor influeneaz producia de lapte, coninutul de grsime (crete cu 0,2%) i cel de proteine (crete cu 0,5%). Modul de ntreinere i hrnire. Este hotrtor att pentru producia de lapte ct i pentru compoziia acestuia. Pe toat perioada lactaiei, vacile productoare de lapte trebuie hrnite cu fibroase i concentrate pn la asigurarea gradului de saturare, iar ngrijirea nu se refer numai la asigurarea condiiilor de microclimat ci i la igiena ntreinerii animalelor pe perioda stabulaiei, inclusiv n timpul mulsului.Factorii etniciRasa animalului. Este un factor care determin nu numai cantitatea de lapte dar i coninutul acestuia n grsime. Rasele perfecionate dau producii mari de lapte,cu un coninut mediu de grsime de peste 3,6%. n cadrul aceleiai rase, individualitatea este i ea determinant n ceea ce privete producia de lapte i compoziia chimic. Aceste nsuiri pot fi transmise descendenilor.

CAPITOLUL 2PREZENTAREA SOLUIILOR COSTRUCTIVE

2.1. Separatorul centrifugal din industria laptelui definiie

Separatorul centrifugal este inserat n fluxul de pasteurizare-racire lapte, smntnirea avnd loc dup prencalzirea laptelui n zona de preaincalzire a pasteurizatorului.Pentru separarea grsimii, laptele se nclzete n zona de prencalzire a pasteurizatorului la temperatura de 35-45C i este introdus n tamburul de separare al separatorului centrifugal. Odat cu separarea grsimii are loc i o curire a laptelui, impuritile din lapte adunndu-se pe pereii capacului tamburului i se elimin prin demontarea i curirea manual a tamburului. Deoarece cantitatea de lapte prelucrat este redus, maxim 2000 litri /zi, iar coninutul de grsime dorit n laptele de consum este, n general, mai mic dect coninutul de grsime al laptelui integral,procesul de standardizare are loc prin combinarea laptelui integral cu lapte smntnit, obinut prin extragerea grsimii din laptele integral cu ajutorul separatorului centrifugal. Astfel, se introduce n van de lapte de consum ,o anumit cantitate de lapte integral , la care se adaug apoi cantitatea de lapte smntnit necesar, rezultat din calcul (bilan de materiale), pentru a se atinge coninutul de grsime dorit.[6]

2.2. Soluii constructive a) Separatorul de lapteInstalaiile au mare randament, asigurnd astfel un grad naintat de separare . Construcie modern, iar parametrii de lucru sunt ideali. Putem oferii instalaii de diferite complexiti din punct de vedere constructiv i tehnologic, i anume: -separatoare deschise(semiermetice)-separatoare ermetice, cu descrcare manual-separatoare ermetice cu descrcare automata- cu mantaua vopsit sau mantaua din inox,[16]Separator de smntn centrifugal Capacitate 80 l / h-este folosit pentru a separa laptele integral n smntna i lapte degresat-componente metalice-fiabil, compact, economic!-consum doar 60w pe or, 10500 rotaii pe minunt, reglare a grsimii i a procentului de smntn pn la 1/4-viteza de rotaie 10500 Rpm -cantitate discuri n centrifuga 12-capacitate recipient lapte 12 litri

b) Separatoare ermetice cu descarcare automataSeparatorul asigur separarea total a grsimii din lapte, rezultnd lapte degresat, sau parial, rezultnd lapte standardizat (procent de grsime dorit) precum i curirea laptelui. Capaciti ntre 1000 i 10.000 l/h ermetice cu autocurire sau semiermetice i se pot conecta n circuit nchis cu instalaia de pasteurizare,[16]

c) c) Separator centrifugal deschis si manualSeparator centrifugal pentru separarea smantanei de lapte, deschis i manual, cu capacitatea pn la 500 lt/h, ideal pentru standardizarea laptelui.Prile n contact cu produsul sunt executate din oel inox AISI 304, structura de susinere din oel vernisat i prevzut cu amortizoare i motor mbrcat n oel inox.Putere electric 0,18 Kw,[16]

d) Separator centrifugal cu talere Principiul de funcionare al separatorului centrifugal, pentru separarea laptelui integral n smntna i lapte smntnit este redat n figur nr. 1-racorduri ieire faze separate: smntna, respectiv lapte smntnit2-tambur talere3-zona distribuie4-talere 5-inel de blocare6-distribuitor7-canal colectare8-corp tob 9-ax; racord intrare lapte integral [6]2.3. Elemente componente, principiul de funcionare

Talerul de separareElementul principal al separrii este talerul de separare, el se comport ca un decantor. Sub influena forei centrifuge, particulele grele vor fi aruncate spre periferia talerului i, alunecnd pe pant n jos particulele uoare vor urca pe taler n sus. Talerele se monteaz n pachet astfel : pe talerul suport care are o construcie deosebit se aeaz succesiv talerele cu orificii de separare, apoi talerul fr orificii. Acest taler are o prelungire cilindric spre partea superioar pentru dirijarea fazei uoare, iar pe periferia conic are trei patru nervuri, care, n timpul rotirii, conduc faza grea de la marginea talerului spre centru de unde apoi este evacuat.Pachetul cu talere se monteaz n tob, care se nchide cu un capac, dup ce mai nti s-a montat garnitur de etanare. La aceast tob, se ataeaz apoi capacul sau plniile de evacuare.Toba astfel asamblat se aeaz pe axul care strbate prin lagr. La seperatoarele ermetice sau semiermetice, toba se nchide cu capac strns puternic cu uruburi. n timpul ct separatorul este deschis pentru curare, capacul st rabatat n jurul bolului. Axul pe care se fixeaz toba este gol la tipurile de separatoare ermetice, n care alimentarea se realizeaz sub presiunea dat de o pomp. Pentru creterea presiunii necesare nvingerii rezistenei n talere pe axul de antrenare se monteaz un rotor, care primete laptele din conduct de alimentare. Acest rotor refuleaz laptele n axul gol i de aici, pe talerul suport, ajunge n zona de separare de sub talere. De asemenea pe partea superioar a axului se monteaz dou rotoare ce evacueaz-sub presiune meninnd n conduct laptele degresat.Partea inferioar a carcasei gzduiete mecanismul de transmitere a micrii format din melcul ce face corp comun cu axul i roata melcat. n aceast parte a carcasei se afl i baia de ulei pentru ungerea tuturor pieselor n micare.Motorul este montat n consol pe carcas, iar ntregul ansamblu se sprijin pe supori.Modelele de separare difer ntre ele, iar deosebirile apar eseniale pentru construcia talerelor i a tobei. Toba poate avea forme diferite, dup cum i talerele care se monteaz n pachet n interiorul ei sunt diferite constructiv. Talarele pot fi cilindrice nchise la un capt aezate concentric cu deschiderile alternnd.Talerele pot fi conice fr orificii realiznd n acest caz separarea unei faze lichide i a unui sediment. Sedimentl este ndeprtat pe la partea cu diametrul maxim al tobei iar faza uoar, obinuit pe la partea superioar, pe lng ax. Aceste separatoare realizeaz o concentrare n sediment a fazei grele pentru c nu trebuie s realizeze separarea n dou faze cu densiti apropiate, nu mai este necesar talerul superior.[8] PornireaPornirea impune urmtorul proces :- Controlul strii generale a centrifugei : tambur rotativ, jocul n lagre, ntinderea curelelor, cuplajelor, starea asamblrilor demontabile, existena ungerii, sistemele de blocare a capacului n timpul funcionrii, fixarea centrifugii pe fundaie, starea etanrilor la toba exterioar, racordrile la conduct de evacuare a filtrului i de alimentare cu suspensie, funcionarea sistemelor de splare i desprindere a precipitatului, legturile corecte la reeaua electric de alimentare, existena aprtorilor de protecie a tuturor dispozitivelor de tehnic securitii muncii.La supercentrifuge se urmrete : starea interioar a tubului, sprijinirea tamburului n lagrul axial, legturile electrice corecte, dispozitivele de protecie a muncii, curelele de transmisie, legturile la conductele de evacuare a lichidelor, legturi la conduct de alimentare cu suspensie, starea lagrelor, ungerea sistemului de acionare.La filtre se are n vedere : - Controlul strii generale a utilajului (corp, sisteme de fixare a corpului, grtare);- Controlul stratului filtrant ; prinderea stratului pe grtar, starea esturii, curenia stratului filtrant;- Controlul echipamentelor anexe ale filtrului;- Deschiderea robinetului la conduct de evacuare-filtrant;- Deschiderea robinetului la pompa de vid i punerea n funciune a pompei de vid;- Punerea n funciune a sistemului de alimentare cu suspensie.Alimentarea cu suspensie se face dup pornirea motorului electric i continu s se desfoare concomitent cu descrcarea precipitatului. n timpul funcionrii se supravegheaz turaia la rotor, temperatura lagrelor, consumul specific de energie electric i lubrifiant, temperatura motorului, funcionarea sistemelor de acionare, a curenilor de descrcare i a pistonului pulsator, starea etanrilor, calitatea filtrantului i a precipitatului, funcionarea linitit, comportarea sistemelor de frnare, centrarea arborilor n lagre, sistemele de sprijin ale carcasei, fixarea mainii pe fundaie.[11] Oprirea utilajelor de centrifugare-filtrareDac n tipul exploatrii utilajelor este necesar ntreruperea funcionrii, prima operaie este ntreruperea alimentrii. Funcionarea mainii se continu pn la eliminarea complet a precipitatului din toba interioar. n cazuri grave de avarii sau defeciuni se ntrerupe motorul electric, chiar dac filtrare sau operaiile secundare nu sunt ncheiate.[11] Lagre cu rulmeni

Lagrele cu rulmeni folosite pentru susinerea arborilor, trebuie s fie concepute i combinate n montarea lor, nct s asigure n funcionare urmtoarele condiii : - Preluarea sarcinilor care ncearc arborele;- S realizeze fixarea radial a arborelui;- S asigure arborele contra deplasrilor axiale, fie sub aciunea unor sarcini exterioare, fie datorita dilatrilor termice, respectiv a deformaiilor de ncovoiere produse de forele radiale;- S permit un reglaj a jocurilor din rulmeni atunci cnd este cazul;- S admit o montare i demontare uoar;- S creeze posibilitatea unei ungeri ct mai uoare i n acelai timp s mpiedice ptrunderea impuritilor care ar afecta funcionarea rulmenilor.Aproape n totalitatea cazurilor pentru susinerea arborilor se folosesc cel puin dou lagre. Alegerea soluiei de realizare a celor dou lagre este n strnsa corelare, astfel nct cele dou lagre considerate funcional mpreun formeaz un montaj cu rulmeni ,[3,11]Asigurarea simultan a fixrii radiale i axiale a arborilor de ctre lagrele cu rulmeni se poate face n dou feluri :- Fixarea radial a arborelui se face n ambele lagre, iar fixarea axial se face pentru ambele sensuri ntr-un singur lagr;- Fixarea radial se face n ambele lagre, iar fixarea axial se face pentru un singur sens n fiecare lagr;Prima soluie are un rulment astfel ales i montat nct s permit deplasarea axial ( fie se deplaseaz tot rulmentul odat cu arborele, fie se deplaseaz numai arborele cu inelul interior) se utilizeaz in cazul arborilor lungi, care prezint dilatri termice mari i deformaii de ncovoiere de valori mari, sau n cazul arborilor care se reazem pe mai mult de dou lagre. [3]Cea de-a doua soluie se folosete n cazul arborilor scuri, care au deformaii termice i de ncovoiere mici, care se ncadreaz n jocurile admise are rulmenilor.Alegerea tipurilor de rulmeni folosii pentru cele doua tipuri de montaje nu poate fi arbitrar ci este condiionat de modalitatea de fixare axial. Astfel pentru prima soluie n lagrul care asigur fixarea axial a arborelui n ambele sensuri se pot folosi rulmeni : radiali cu bile, oscilani cu bile sau role, radial-axiali cu bile sau role conice grupai n montaj O sau X, sau n ansamblul rulment radial cu un rulment axial. Pentru lagrul din dreapta se folosesc rulmeni cu bile sau role sau rulmeni oscilani. Pentru cea de a doua soluie pentru lagrele din ambele pri se pot folosi rulmeni : radial cu bile sau role, rulmeni radiali-axiali cu bile sau role conice.[11]Din montajele posibile prezentate mai sus, apare necesitatea ca unul sau ambele inele ale rulmenilor s fie blocate pentru a executa deplasri axiale. Acest lucru se poate realiza n dou moduri :- Fie prin folosirea unui ajustaj cu strngere intre inelul n cauz i piesa conjugat, soluie utilizat cnd nu sunt fore axiale exterioare, care s ncarce inelul.- Fie prin folosirea unor umere de sprijin sau piese suplimentare : buce, piulie, inele capace.- Din construcie inelele rulmenilor dup ce au fost montate n fabric pot avea deplasri fie n direcia radial, fie n direcia axial n funcie de tipul lor. Aceasta deplasare maxim se numete joc radial sau joc axial. Acest joc poate fi : - Joc iniial, cnd exist n rulment, nainte de montarea sa n lagr;- Joc de montaj acestea fiind jocul care exista dup montarea rulmentului;- Joc de funcionare, care este valoarea msurat n rulmentul montat n lagr n funcionare sub sarcin la temperatura de regim;Majoritatea tipurilor de rulmeni au jocul iniial realizat n procesul de montare al rulmenilor n ntreprinderea productoare, n urma unei operaii de sortare. Fac excepii de la acestea tipurile de rulmeni radiali-axiali i axiali care au n joc determinat numai la montarea n lagr. Jocul pe care trebuie s l aib rulmenii dup ce au fost montai n lagr, este impus de locul de utilizare i condiiile de funcionare.[11]Pentru lagrele, care folosesc rulmeni radiali-axiali i rulmeni axiali, trebuie asigurat constructiv problema reglrii si verificrii jocului la montaj. Aceast reglare se asigur prin adaosuri puse ntre carcasa i capacul lagrului, inele i capace filetate, piulie, etc.Jocul de montaj la rulmeni care au jocul iniial rezultat din fabricaie, se asigur prin alegerea unor ajustaje cu strngere, att inelul interior ct i pentru cel exterior la montarea n lagre ajungndu-se astfel la jocuri nule sau chiar pretensionri.Alegerea ajustajelor de montaj ale rulmenilor este determinat de urmatorii factorii:- Tipul i mrimea rulmentului;- Modul de ncrcare a inelului de ctre sarcin;- Felul i mrimea sarcinii de ncrcare a rulmentului;- Condiiile de exploatare a rulmentului;Conform recomandrilor din STAS, lund in considerare tipul rulmentului pentru rulmenii cu role se aleg ajustaje cu strngere mai mari dect pentru rulmenii cu bile. Pentru rulmenii de dimensiuni mai mari se aleg ajustaje cu strngere mai mare dect pentru rulmenii cu dimensiuni mai mici, care lucreaz n condiii similare.[3]Dup modul de ncrcare a inelului de ctre sarcin se identific trei cazuri : - ncrcare cu sarcin fix, cnd sarcina este ndreptat permanent sub acelai punct de pe calea de rulare. n acest caz inelul supus sarcinii fixe poate fi montat cu ajustaje cu joc.- ncrcare cu sarcin rotitoare, cnd sarcina este preluat succesiv de toate punctele de pe periferirea cilor de rulare, sau numai de o poriune din aceast periferie. n aceast situaie inelul supus sarcinii rotitoare trebuie montat cu ajustaj cu strngere.- ncrcare neterminat, cnd sarcina nu are o direcie contant situaie ce impune, ca ambele inele ale rulmentului s fie montate prin ajustaje cu strngere.Lundu-se n considerare felul i mrimea sarcinii, se recomand s se aib n vedere cu ct sarcinile sunt mai mari i cu ocuri pe inelul cu sarcin rotitoare pe periferia cii de rulare, cu ct ajustajul de strngere ales s fie mai mare.Condiiile de exploatare ale rulmenilor iau n considerare : temperatura de lucru, construcia i materialul arborilor, a carcasei lagrului, modul de montare, demontare, posibilitatea de deplasare axial a rulmentului.[11] Materiale utilizate pentru construcia rulmenilor. Corpurile de rostogolire i elementele cii de rulare (inelul interior i cel exterior) se execut din oel special pentru rulmeni, cunoscut sub denumirea de RUL l RUL 2 (STAS 1456-75).Colivia rulmentului se execut din oeluri obinuite, bronzuri, duraluminiu sau materiale plastice , [11] Descrierea proceselor tribologiceInfluena temperaturii de lucru se va lua n atenie n cazul valorilor mai mari prin mrimea strngerii pentru inele montate cu ajustaj de strngere, respectiv mrimea jocului pentru ajustajele libere n vederea meninerii posibilitii de deplasare axial a rulmentului.Construcia i materialul arborilor si carcasele lagrelor impun respectarea urmtoarelor reguli : - La carcasele separabile se va alege un ajustaj cu joc de simbol H i in mod excepional de simbol J.- La carcase cu perei subiri sau din materiale uoare i la arbori tubulari, se aleg ajustaje cu stngeri mai mari dect pentru carcase masive i arbori plini.- n cazul sarcinilor rotative la inelul exterior se va evita folosirea carcaselor separabile.n vederea pstrrii unor posibilitai de montare-demontare uoar a rulmenilor, se alege un ajustaj cu stngere numai pentru inelul care are o sarcina rotitoare. Cnd se impune folosirea unor ajustaje cu stngere pentru ambele inele se vor slege rulmeni demontabili sau rulmeni cu azelej conic, cu buca de strngere sau de extracie.Cmpurile de tolerane ale arborilor i ale carcaselor n care se monteaz rulmenii i prin combinarea crora se vor forma ajustaje folosite sunt :- Pentru arbori : f5, k5, m5, g6, h6, f6, k6, m6, n6, p6, r6, r7, h9, hlo.- Pentru alezaje : J6, K6, M6, N6, P6, G7, H7, J7, K7, M7, N7, P7, H8.La proiectarea lagrelor cu rulmeni la faza alegerilor ajustajelor cu montaj se va consulta neaprat STAS 6671-77 Rulmeni - Tolerane i ajustaje de montaj. Pentru a mrii certitudinea alegerii unor rulmeni potrivii, a unor soluii constructive corecte i a unor ajustaje normalizate pentru proiectele noi de utilaje ce se asimileaz la noi n ar este necesar a se proceda la o verificare a acestora de ctre Serviciul de ndrumare i Control in Problema Rulmenilor(STCR)din cadrul M.I.C.M. care elibereaz un aviz de folosire, aviz cerut n operaia de omologare a produsului. Ungerea lagrelor se face cu uleiuri sau cu unsoare consistent. Prin asigurarea unei micri corespunztoare, se va obine reducerea coeficientului de frecare, micorarea zgomotului produs in funcionare, protecia anticoroziv a elementelor rulmentului, etc.La alegerea lubrifianilor folosii se va ine seam de calitaile fizico-chimice ale acestora i de condiiile de lucru ale rulmenilor. Se pot ntlnii doua situaii : - Rulmenii aparin unor ansamble, care conin o baie de ulei folosit la ungerea angrenajelor (cazul cutiilor de vitez, reductoare).n aceast situaie se folosete ungerea asigurat prin stropire de ctre baia de ulei i pentru rulmeni.- Rulmenii aparin unor ansamble n care nu se fac alte ungeri respectiv in locuri greu accesibile. n aceast ipotez se poate folosii fie ungerea cu ulei, fie cea cu unsoare consistenta, obinea pentru un lubrifiant, sau altul fcndu-se n funcie de cea cu unsoare consistenta, opiunea pentru un lubrifiant, sau altul fcndu-se n funcie de viteza periferic medie a rulmentului, temperatur medie de funcionare a lagrului. Soluiile constructive prin care lubrifiantul ajunge la rulment sunt diverse : circulaie de ulei, stropiri, picurare, cea de ulei. Ca mrci de uleiuri folosite pentru ungerea rulmenilor se pot aminti : Te 14; M 20; I 42; K 40; I 70; K 65; K 90; K 120; K150; M 50. Unsorile consistente pregtite pentru a fi folosite la ungerea rulmenilor sunt : RUL 100 Ca 3; RUL 145 Na3; RUL 165 Na4; RUL S !40 NaCa3; UM 160 LiCaPb1.Este important de tiut pentru fiecare lagr intervalul de timp, la cere trebuie schimbat uleiul respectiv, unsoarea, fiind cunoscut faptul, c acestea au o durat de funcionare determinat dup care ii pierd calitile de ungere. O problem care are o influen evident asupra modului i a duratei de funcionare a lagrelor cu rulmeni este montarea i demontarea corect a rulmenilor.

Efectuarea acestor operaii trebuie fcut prin folosirea unor scule si dispozitive adecvate respectndu-se urmtorul principiu : aplicarea forelor din exterior asupra rulmentului s nu fie fcut dect pentru repartizare uniform pe suprafaa inelelor montate cu strngere, corpurile de rulare s nu participe la prelucrarea de for. Aplicarea forelor de presare s se fac ct mai lin fr ocuri mari. Dac ambele inele sunt presate se va aplica fora de presare pe ambele inele. n acest scop se vor folosi buce de montare acionate prin lovire cu ciocanul din bronz sau presate. Se interzice lovirea cu ciocanul direct a inelelor rulmentului sau rezemarea numai pe inelul exterior, la extragerea rulmentului. Pentru rulmenii cu alezaj mai mare care nu mai pot fii presai la rece, deoarece ar fi necesare fore de presare prea mari, se va proceda la nclzirea prealabil a rulmenilor la temperaturi sub 120prin imersarea rulmentului in baie de ulei, introducerea in dulapul de nclzire sau pe plit electric.Rulmenii de tip nedemontabil se vor nota mai nti pe zona cu ajustaj cu strngere. La rulmenii demontabili se vor monta separat cele dou pri ale rulmentului pe piesele conjugate i apoi se vor monta separat cele dou pari ale rulmentului pe piesele conjugate i apoi se vor monta piesele cu rulmeni introdui. Dup montare rulmenii se vor unge i se vor verifica, dac se rotesc cu uurin fr producere de zgomot i nclzire.La demontare se va respecta aceleai principii ca i la montare n ceea ce privete modul de aplicare al forei. Sunt folosite n mod frecvent diverse piese cu urub. Se procedeaz la nceput la scoaterea rulmentului de pe suprafa unde strngerea este mai mic, iar la rulmenii demontabili se va face separarea prilor rulmentului, care apoi se scot separat. [10,11]La proiectarea lagrelor cu rulmeni se impune asigurarea spaiului necesar montrii i demontrii uoare funcie de tipul de rulment folosit, prevederea unor umere, guri, filetare, canale. [11] Angrenaj cu roat melcatAngrenajul melcat este un angrenaj cu axele ncruciate format dintr-un melc si o roat melcat conjugat.Prin noiunea de melc se nelege o roat dinat cilindric cu dinii nclinai, care are de la 1 la 4 dini, conjugat roii melcat pe care o definete.Roata melcat este o roat dinat a crei dantur este definit cu ajutorul unui melc generator cu care roata formeaz un angrenaj ncruciat. Dat fiind numrul mic de dini ai melcului cu acest tip de angrenaj pot fi obinute rapoarte mari de transmitere (1:100) n gabarite relativ restrnse. Aceste angrenaje pot fi utilizate pentru transmiterea puterii fie, in cazul cnd puterea este un factor neglijabil, pentru transmiterea micrii situaie n care angrenajul se numete angrenaj melcat cinematic. Din punct de vedere constructiv angrenajele melcate pot fi : - Angrenaje melcate cilindrice-la care specific este faptul c melcul are form cilindric.- Angrenaje melcate globoidale, la care melcul are form globoidal.- Angrenaje melcate speciale-la care fie melcul, fie roata au forme speciale.

Din cele exprimate mai sus la definirea melcului se arat c acesta este un caz particular de roat dinat cilindric cu dini nclinai la care numrul de dini scade foarte mult. Legat de aceasta crete unghiul de nclinaie al dinilor pentru a nu aprea fenomenul de interferen, astfel pentru patru dini unghiul de nclinate este de 75 iar pentru un dinte unghiul de nclinare este 86.Dinii roilor dinate cilindrice cu dinii nclinai se consider ca fcnd parte dintr-o elice nfurat pe un cilindru. Prin creterea unghiului de nclinare a dinilor i prin micarea dinilor, chiar pentru o lime relativ redus deodat, acetia se vor nfura pe roat cu doi sau mai muli pai, roata avnd aspectul unei piese filetate cu unul sau mai multe nceputuri. Acest lucru explic i denumirea care se ntlnete n literatur de uruburi fr sfrit.Forma coloidal a dinilor, i legat de aceasta, procedeele de prelucrare posibile de folosit, a fcut ca melcul s nu mai fie considerat o roat dinat cu dinii nclinai, care are ca element de generare o cremalier de referin, ci s fie considerat ca un urub ale cror profile i parametre geometrici se definesc n mod specific fr a se folosi o cremalier de referin.

Pentru angrenajul melcat unghiul de nclinare al elicei determin dac angrenajul este revesibil : adic dac micarea se poate transmite de la roata melcat la melc ct si de la melc spre roata melcat sau ireversibil, adic micarea se poate transmite numai de la melc la roata melcat. La angrenajele ireversibile unghiul de nclinare al elicei este cuprins n intervalul 4, iar al angrenajele reversibile unghiul elicei este n domeniul : 35. De acest fapt trebuie inut cont cnd se pune problema locului de utilizare a angrenajului melcat.[11] Mecanisme cu roi dinate.Angrenajul a fost definit ca un mecanism elementar format din dou roi dinate care execut o micare de rotaie n jurul a dou axe a cror poziie relativ este invariabil, una dintre roi antrennd-o. Rezolvarea diverselor probleme propuse de practic a impus realizarea unor mecanisme care conin mai multe angrenaje. Aceste mecanisme cu roi dinate pot avea att angrenaje cu axe fixe n spaiu ct i angrenaje cu axe mobile n spaiu. Elementele care au determinat dezvoltarea mecanismelor cu roi dinate sunt obinerea de rapoarte mari, de reducere a turaiei a unor sensuri de rotaie impuse precum i necesitatea nsumrii simultane a doua sau mai multor micri separate.[11] Materiale utilizate pentru construcia de roi dinate.Pornindu-se de la destinaia lor, roile dinate se execut din diferite materiale si anume:- Oeluri netratate termic;- Oeluri mbuntite;- Oeluri tratate termic n stratul superficial;- Font si oeluri turnate;- Aliaje neferoase;- Materiale plastice. [11]Elementele care se iau n considerare la alegerea materialelor sunt: calitaile de rezisten mecanic, rezisten la ageni chimici i atmosferici, sileniozitatea n functionare, tehnologia de prelucrare i alte considerente economice. Pentru puteri de lucru reduse se folosesc ca materiale oeluri carbon, sau oelurile slab aliate care sunt supuse numai unui tratament de recoacere de normalitate. Rezistena mecanic a acestor oeluri este n funcie de coninutul de carbon.n situaia cnd se cer condiii de rezisten la oboseal si tenacitate sporit se folosesc oelurile in stare mbuntit. Mrcile de oeluri care n stare mbuntit, fr un alt tratament se comport bine cnd sunt folosite la executare roilor dinate sunt : 33 MoC 11(cu HB maxim 217), 41 MoC 11(cu HB maxim 217), 36 MoCN 10 (cu HB maxim 229), 36 MoCN 15 (cu HB maxim 229), 30 MoCn 20(cu HB maxim 235).S-a constatat c roile dinate executate din semifabricate forjate au o comportare mai bun in funcionare dect cele executate din semifabricate laminate, acest lucru fiind determinat de structura fibrelor, de material diferit existent la cele doua categorii de semifabricate.n vederea mbuntirii comportrii flancurilor danturii de uzur i la solicitarea de ncovoiere la baza dintelui se folosesc pe scar larg procedeele de durificare ale straturilor superficiale ale flancurilor dinilor. Aceste durificri superficiale se obin prin: cimentare, ceanurare, nitrourare, clire CIF, sau cu flacr. La executarea roilor dinate din oeluri de cimentare, dup ce dantura a fost executat, se execut operaia de cimentare pe o adncime prescris., dup care se execut o clire, fapt care conduce la durificarea flancurilor.Pentru roi dinate de dimensiuni mari se folosete ca material fonta si oeluri turnate.Roile executate din font se bucur de calitatea de a avea o funcionare silenioas, fonta avnd proprietatea de a amortiza ocurile si vibraiile. Se ntlnesc roi dinate executate din Fc 200, Fc 250, Fc 350, Fgn 700-2.La roile dinate cu gabarit mare la care condiiile de rezisten pe care le ofer fonta nu satisface se folosesc oelurile turnate din marca : OT 55 i OT 60. Angrenajele care trebuie s funcioneze in condiii silenioase, s prezinte caliti bune de antifriciune se utilizeaz ca materiale, bronzuri, alame, aliaje de aluminiu. Cu utilizare frecvent pot fi utilizate bronzurile ca : CuSn 12, CuSn 14, CuSn 10 Zn 2, in special la executarea roilor melcate unde se pune problema evitrii griprilor. [11] Solicitri pentru angrenaje. Descrierea proceselor tribologiceAngrenajele prin rolul pe care l ndeplinesc, acela de elemente de transmisie mecanic, sunt supuse unor solicitri care difer de la un tip la altul i care dup o funcionare n timp vor avea ca efect deteriorarea danturii. Chiar i n cazul unor condiii normale de exploatare (n solicitare, material, execuie, montaj, ungere), dantura angrenajelor sufer un proces mai mult sau mai puin intens de deteriorare. Fenomenele care au ca defect deteriorarea danturii pot fii grupate n cinci categorii : - Uzarea;- Oboseala superficial;- Deformare plastic;- Ruperea ;- Fisurarea;Fiecare din categoriile menionate include forme i tipuri distincte care prezint elemente specifice.Prin uzarea danturii se nelege n general fenomenul de pierdere de material de pe flancurile active ale danturii. Funcie de intensitatea cu care se produce fenomenul se pot identifica urmtoarele tipuri : - Uzarea normal la care pierderea de material nu influeneaz sensibil funcionarea angrenajului- Uzarea moderat care n mod obinuit duce la apariia unor zgomote n funcionare- Uzarea destructiv care face ca flanoul dinilor s se distrug, fapt ce are ca efect scderea rapid a durabilitii, funcionarea cu zgomot i vibraii puterniceDin punct de vedere al cauzelor i al aspectului, fenomenul de uzare poate fi ntlnit la urmtoarele forme :- Uzarea abraziv-aceasta se produce sub aciunea unor particule fine ( nisip, zgur, impuriti, metal desprins de piese ), care au intrat n zona de angrenare.- Zgrierea are ca element specific apariia unor rizuri liniare, paralele, a cror lungime difer i care sunt orientate pe direcia alunecrii. Producerea ei de datoreaz unor particule pure fixate pe unul din flancuri. nlturarea cauzei duce la eliminarea fenomenului.- Griparea constituie o uzare intensiv a flancurilor produse de smulgerea unor particule n contact de pe flancurile conjugate ca urmare a sudrilor la contactul metal pe metal. Pe suprafaa flancului vor aprea brazde n direcia alunecrii. n mod uzual griparea se produce datorit eliminrii peliculei de lubrifiant prin ncrcarea cu sarcini excesive. Pentru nlturarea fenomenului se procedeaz la prelucrarea fin a suprafeelor ( rectificare, lepuire ) sau prin schimbarea lubrifiantului utilizat.- Uzarea de interferen se produce ca urmare a contactului necorespunztor care are loc n punctul de nceput sau de sfrit al agregrii flancurilor conjugate contact n timpul creia ntreaga sarcin se concentreaz n acel punct. Ca form se poate manifesta ca linii subiri de uzur sau ciupituri care produc doar zgomote n timpul agregrii dar se poate ajunge i la distrugerea complet a danturii prin subierea flancului i deformarea plastic a vrfului dintelui conjugat.- Uzarea coroziv este fenomenul de distrugere superficial produs ca urmare a aciunii chimice a unor acizi, umezeal. Se poate identifica prin aceea c apar fenomene de coroziune i pe alte suprafee metalice dect pe flancurile active.O cauz a uzurii corozive o poate constitui aciunea unor aditivi puternici din lubrifianii pregtii s lucreze la presiuni ridicate. Temperatur ridicat poate accelera fenomenul.-Cojirea se manifest prin desprinderea de metal din zonele active ale flancurilor sub forma unor lamele mici i foarte subiri, dantura avnd un aspect mat i rugos. n principal cojirea se produce datorit oboselii superficiale a materialului dar aceiai msur poate fi cauzat de cedarea materialului sub aciunea combinat alunecrii i rostogolirii flancurilor. Fenomenul se produce la roi din oel moale sau bronz dar se poate identifica i n cazul existenei unui strat superficial de carburat la oeluri tratate termic.- Arsura se produce prin creterea excesiv a temperaturii printr-o nclzire din exterior, fie datorit unor frecri puternice n condiii de suprasarcin i lubrifiere necorespunztoare. Ca efect al nclzirii duritatea scade i apar zone decolorate pe flancurile active. Principalul efect al arsurii l constituie scderea rezistenei la oboseal. Arsura se poate datora i unei supranclziri produse la rectificarea danturii.- Decolorarea este modificarea culorii zonelor nvecinate cu flancurile active ca rezultat al alterrii lubrifiantului n urma unor nclziri puternice. Este o faz premergtoare arsurii.A doua categorie de fenomene care produc deteriorarea danturii este oboseala superficial. Prin aceasta se nelege ruperea materialului n urma unor eforturi locale superficiale care se repet i n care depete limita de oboseal a materialului. Se manifest prin ndeprtare de material i formarea unor caviti.Dup caracterul ei se pot meniona trei tipuri de oboseal superficial : ciupituri incipiente, ciupituri progresive i sfrmare. Uzura sub form de ciupituri mai este cunoscut sub denumirea de pitting.- Ciupiturile incipiente apar la nceputul funcionrii angrenajului pe zona din jurul liniei corespunztoare diametrului de rulare la roi. Fenomenul se oprete dup ce toate proeminenele de pe suprafaa flancurilor au fost reduse.- Ciupiturile progresive apar deobicei sub linia de rulare a fancului. Dimensiunile i numrul ciupiturilor cresc permanent simindu-se electul lor printr-o funcionare nelintit a angrenajului. Pn la urm de distruge tot flancul dintelui- Sfrmarea se caracterizeaz printr-o desprindere de particule i achii de pe flancul activ. Cavitile rmase sunt mai mari i mai adnci dect ciupiturile. Cauza acestui fenomen o constituie prezenta unui defect superficial sau a unor tensiuni interne excesive rmase n urma unui tratament termic.O alt categorie de fenomene distructive ale danturei o constituie deformaiile plastice. Deformarea plastic este un fenomen de curgere a metalului care se produce datorit cedrii materialului din zona flancului activ al dintelui sub efectul unor sarcini mari. Fenomenul se produce n mod obinuit la oeluri moi i mai rar la danturile clite. Se disting trei tipuri de deformare plastic : laminarea i ciocnirea, ncreirea i ridarea.Laminarea i ciocnirea se produc simultan ca efect al alunecrii flancurilor aflate n angrenare sub aciunea unei sarcini mari i a ocurilor produse de o angrenare incorect. Apar muchii proeminente la vrful dintelui sau depresiuni pe flancul roii conductoare n zona punctului de antrenare, n agrenare, precum i n val ridicat n apropierea liniei de rostogolire a flancului roii conduse.ncreirea este o deformaie plastic care are forma ondulat avnd o orientare perpendicular fa de direcia de alunecare. ncreirea are un aspect de solzi de pete i apare n special la pinioanele hipoide, datorndu-se cedrii suprafeei n urma frecrii n condiii de ungere corespunztoare sub sarcini mari.Ridarea constituie o form special a deformrii plastice ce apare la pinioanele hipoide comentate i clite, i la roile melcate din bronz. Apare sub for de riduri liniare n diagonal flancului sub form de V n direcia alunecrii. Cauzele apariiei o constituie sarcinile excesive sau lucrul n condiii de ungere necorespunztoare. Deteriorarea extern a dintelui o constituie ruperea acestuia. Se pot distinge tri tipuri de rupere : rupere la oboseal, rupere prin suprasarcin i rupere prin uzare intern.- Ruperea la oboseal constituie modul cel mai des nlnit de rupere a dintelui. Cauza acestei ruperi este solicitarea la ncovoiere peste limita de oboseal a materialului. Ruperea se produce datorit subdimensionrii danturii, suprasarcinilor, erorilor de montaj, concentratorilor de tensiune. nceputul ruperii de oboseal se face n zona de racod la fundul dintelui, la marginea lateral a danturii, fisura propagdu-se de-a lungul piciorului dintelui sau pe diagonal spre vrful din partea opus. Examinndu-se aspectul ruperii datorate oboselii se vor vedea o serie de linii de contur i un pol de rupere. Dac pornirea fisurii de rupere este superficial, polul de rupere va avea o suprafa lustruit.- Ruperea prin suprasarcin se produce sub aciunea unor ocuri puternice. Suprafaa rupturii este rugoas i se deosebete de aspectul rupturii de oboseal. Apariia ocurilor este legat de erorile de montaj sau de ptrunderea de corpuri strine n dantura angrenajului.- Ruperea prin uzare intens care se poate manifesta sub forma ruperii la oboseal sau a ruperii prin suprasarcin se produce datorit scderii rezistenei dintelui la ncovoiere sub aciunea unei uzri foare intense care i produce seciunea.Ultima categorie de deteriorare a danturii o constituie fisurarea. Se remarc dup dou forme imprtante : fisurarea de clire i fisurarea tehnologic.- Fisurarea de clire rezist n urma tratamentului termic n situaia cnd n pies se produc tensiuni interne excesive. Fisurile care sunt filiforme se pot observa pe zona capului dintelui sau pe zona de racordare a piciorului dintelui.Aceste fisuri por constitui amorse pentru ruperea la oboseal i dac sunt mari pot cauza ruperi similare cu ruperea prin suprasarcin.- Fisurarea de rectificare se produce n special n timpul operaiei de rectificare datorit unor condiii tehnologice neadecvate.Aceste fisuri se pot observa sub forma unor reele sau linii cu direcii definite. Prezena lor constituie amorse pentru producerea ruperii prin oboseal. [11] uruburi.Dup scopul urmrit, uruburile se mpart n uruburi de fixare i uruburi de micare. Materialele pentru uruburi i accesoriile lor de montaj sunt indicate n standardele de form i dimensiuni. Condiiile generale sunt prezentate n STAS 2700/3-80. n general, materialul de baz este oelul laminat ( OL ) i oelurile carbon de calitate ( OLC ), sau uneori chiar oeluri aliate, tratate termic. n medii corozive se utilizeaz oeluri speciale. [3] Degradarea pieselor prin solicitri termiceLa temperaturi mai ridicate de 200C, aciunea temperaturii asupra materialelor trebuie serios luat n seam. O caracteristic a oelurilor este creterea rezistenei de rupere n intervalul de temperatur de 200 - 300C, dup care aceasta scade. Creterea rezistenei la rupere a oelurilor, n acest interval de temperatur, este nsoit de mrirea fragilitii.S-a observat c metalele au proprietatea de a se deforma plastic n mod lent i continuula solicitrile constante, indiferent de temperatur, fenomen numit fluaj. Fluajul se manifest ns deosebit de intens la temperaturi ridicate. Viteza de fluaj crete mult mai repede atunci cnd crete temperatura, solicitarea rmnnd constant. Evitarea degradrii prin solicitri termice se poate realiza prin:- alegerea materialelor pentru construcia utilajelor i instalaiilor s se fac n funcie de destinaia i de temperatura la care vor lucra diferitele pri componente ale lor;- n timpul exploatrii utilajului, trebuie avut grij ca temperatura lui sau a diferitelor pri componente s nu depeasc temperatura de regim prescris; creterea temperaturii de regim duce la distrugerea pieselor i a utilajului.Pstrarea temperaturii constante se face prin control, cu aparatur de automatizare.[8]

2.4. Prezentarea i justificarea tehnico-economic a soluiei propuse i alegerea variantei optime2.4.1. Cerine ale unei valorificri eficiente a produciei de lapte

n actualele condiii datorit privatizrii economiei n general, industrializarea laptelui se face de ctre productorii particulari sau asociaii de productori particulari.[9]Avnd n vedere aceast situaie, rezult o serie de efecte economice:- asigurarea unei prelucrri rapide a laptelui,- asigurarea unei utilizri raionale i eficiente a utilajulul, corelat cu o aprovizionare constant.[9]Din condiiile de mai sus rezult pentru aceti productori o medie de 1000 - 3000 l/zi, cantitate separabil cu un separator de capacitate mic. Separatorul de 400 l/zi poate fi excutat n producie de serie de ntreprinderile specializate i poate fi livrat pe pia la un pre accesibil productorilor particulari, avnd n vedere gabaritul relativ redus, simplitatea construciei i consumului redus de energie electric.[9]

2.4.2. Prezentarea soluiei propuse pentru proiectinnd seam de soluia propus mai sus, capacitatea separatorului proiectat va fi de 400l/h.Separatorul se compune din: mecanism de antrenare cu motor electric, rotorul de separare, sistemul de alimentare i evacuare, stativ.Sistemul de antrenare este format dintr-un ax vertical antrenat printr-o transmisie cu curea lat, de un motor electric. Axul vertical este susinut la captul inferior de un lagr oscilant. Mai are n compunere: carcasa rulmentului, arcurile elicoidale cu uruburile de fixare aezate radial n suportul lagrului, rezolvnd parial problema amortizrii vibraiilor ce apar n funcionare i asigur totodat rotorului posibilitatea de a se autocentra.Rotorul de separare se compune din: discul dinamic, capac rotor, talere de separare , distribuitor, taler superior, strnse ntre ele cu o piulia de strngere-inchidere. Etaneitatea rotorului este asigurat de o garnitur de cauciuc. Reglajul coninutului de grsime n smntn se realizeaz cu ajutorul urubului special. Rotorul este elementul principal al unui separator de lapte centrifugal, construcia clasic a acestuia asigurnd o bun funcionare.Sistemul de alimentare, montat n partea superioar a suportului, este compus din rezervorul de lapte mpreun cu robinetul cu cep ce permite scurgerea laptelui n tambur. Sistemul de alimentare asigur, datorit construciei sale, o alimentare a rotorului la un debit aproximativ constant i o micorare a timpului de umplere cu laptele integral a rezervorului.Receptorul de lapte degresat i receptorul de smntn mpreun cu conductele respective de evacuare, sunt montate pe carcasa separatorului unul deasupra celuilait. Deasupra acestora se afl vasul de alimentare prevzut cu plutitor de meninere constant a debitului.Adaptarea sistemului energic n funcie de puterea necesar a arborelui vertical se realizeaz cu un motor electric monofazat.

2.4.3. Determinarea nivelului tehnic al produsuluiPentru determinarea nivelului tehnic al produsului se va face analiz comparativ a trei tipuri de separatoare centrifiagale de lapte dintre care, dou provenind de la productori strini.Caracteristici tehniceSECEL 4VestfaliaMTA 20Alfa-Laval32171MCoeficienti

Capacitatea de lucru40020003000K1

Turaia motorului850072007000K2

Diametrul rotorului150400400K3

Nr talerelor de separare386185K4

Puterea instalat0.434K5

Relaia de ierarhizare este urmtoarea[K1PK5PK4PK2PK3]Submulimea caracteristicilor care trebuie s aib valori ct mai mari:S1={K2;K4}Submulimea caracteristicilor care trebuie s aib valori ct mai mici:S2={K1;K3;K5} Se alctuiete matricea coeficienilor, atribuind liber un nr. de puncte corespunztoare cu grad de important a parametrilor reprezentai n relaie interdependen i se calculeaz nr total de puncte.K1K2K3K4K5K

K1120115

K2011226

K32115312

K40141511

K5003418

Se determin ponderile caracteristice n nivelul tehnic cu relaiile: Formula folosit la determinarea nivelului tehnic este urmtoarea:

Nivelul tehnic pentru utilajul din proiect prezentat este:

Determinarea nivelului tehnic al utilajului 2 fata de utilajul 1:

Din compararea valorilor nivelurilor tehnice ale celor trei utilaje se constat c cel mai mare nivel tehnic l are SECEL 4, celelalte niveluri tehnice fiind mai sczute deci nerentabile.Rezult c pentru condiiile de producie impuse , proiectarea unui separator centrifugal de lapte pentru debitul de 400 l/h este justificat.

CAPITOLUL 3PROCESUL DE PRELUCRARE AL LAPTELUI

3.1. Generaliti

Producia total de lapte n lume a reprezentat n anul 1997, 545,6 mii. tone, nregistrnd o cretere fat de anul 1995 cu 1,45 % (FAO, 1998 ).[18]Din aceast cantitate, laptelui de vac i revine 471,8 mii. tone (86,5 % ), laptelui de bivoli - 55,9 mii. tone (10,2 %), laptelui de oaie i capr 1,5 % i 1,8 % corespunztor. Producia de lapte de vac a crescut n ultimii 3 ani numai cu 0,8 %, a laptelui de bivoli - cu 9,9 %, de oaie cu 5,2% i de capr . cu 4,8%.Sub aspect cantitativ cca. 40 % din cantitatea total de lapte se produce n Europa, 27,5 % n Asia i 16,5 % n America de Nord.[18]Principalele ri productoare de lapte din lume sunt S.U.A., India, Rusia. Germania, Frana, Pakistan, Ucraina.[18]n Europa se obin i cele mai mari cantiti de produse lactate . 54,4 % brnzeturi, 40,2 % unt i 49 % lapte uscat i condensat. A doua poziie, dup cantitatea de brnzeturi, o ocup America de Nord (27,4 %) apoi Asia (6,7 %) i America de Sud (4,5 %). n producia untului poziia a doua i revine Asiei 37,1 %, apoi America de Nord 10,1 %.[18]n majoritatea zonelor globului s-a nregistrat o cretere a produciei de lapte,creterea fiind mai accentuat n Asia, America de Sud, Oceania,Australia i Noua Zeeland. n Europa producia total de lapte s-a redus cu 3,5 %. n ceea ce privete industrializarea laptelui, se observ o cretere a cantitii de brnzeturi n ultimii 3 ani cu 4,3 %, fabricarea untului practic a rmas la acelai nivel, iar fabricarea laptelui uscat i condensat s-a redus aproximativ cu 7 %.[18]Obiectiv, relaii despre nivelul de producere i industrializare a laptelui n diferite zone geografice i n unele ri se pot conclude analiznd cantitatea de produse pe locuitor, din datele prezentate n tabelul 3.1.[18]Nivelul de producie a laptelui integral i a unor produse lactate n unele zone geografice (calculat conform datelor FAO, 1997, kg/om/an)[18]Tabelul 3.1[18]ContinentalLapte integral totalBrnzeturiUnt Lapte uscat i condensat

n lume932.61.10.7

Europa29910.842.8

Asia410.30.70.2

America de nord1948.81.42.6

America de sud1312.10.50.7

Africa310.70.20.7

Australia51012.816.85.2

Noua Zeeland305754.18.50.3

Dup cum reiese din datele tabelului 0.1 n medie, la un locuitor, revine 93 de kg lapte, acest indice fiind mai redus n Asia i Africa. Cea mai mare cantitate de lapte i brnzeturi pe locuitor se produce n Noua Zeland, iar untul, laptele uscat i condensat-n Australia.[18]n Europa, dup cum se observ din tabelul 3.2, cea mai mare cantitate de lapte i brnzeturi pe cap de locuitori se produce n Danemarca i Olanda.[18]A treia poziie, dup cantitatea de brnzeturi pe cap de locuitori o ocup Frana, dup care urmeaz Germania, Italia i Austria. Primele trei poziii dup cantitatea de unt pe cap de locuitor le ocup Danemarca, Lituania i Olanda, iar dup cantitatea de lapte uscat i condensat - Olanda, Belarus, Germania.[18]Nivelul produciei de lapte integral i a unor produse lactate n unele ri ale Europei (calculat dup datele FAO, 1997, (kg,om,an) [18]

Tabelul 3.2[18]TaraLapte integral totalBranzeturiUnt Lapte uscat si condensat

Danemarca84455.59.51.7

Olanda 71443.98.221.1

Lituania5087.39.43.5

Belarui4693.85.910.5

Austria37312.55.55.7

Letonia3714.53.26.1

Germania35019.15.46.6

Ucraina3021.43.01.2

Frana29927.45.51.4

Polonia29510.33.90.3

Romnia2431.90.4-

3.2. Proprietile laptelui

Proprietile laptelui:Laptele este un lichid opac de culoare alb pn la alb-glbuie, n funcie de specie, ras, alimentaie i sezon.[15]Laptele obinut de la vac vara, cnd se hrnete cu furaje verzi este mai glbui, datorit coninutului ridicat de caroten.[15]Mirosul laptelui prospat este plcut, difereniat dup specie.Gustul este dulceag, plcut, datorit lactozei; gustul srat indic afeciuni ale ugerului, gustul amar indic afectarea cu microorganisme sau consumul de sfecl, ceap, varz; gustul de acru este dat de transformarea lactozei n acid lactic.[15]Densitatea minim a laptelui de vac proaspt este de 1.029, iar PH-ul - 6.3-6.9.Microorganismele din lapte: n laptele proaspt se pot gsi att microorganisme nepatogene ct i patogene, iar n tehnologia de preparare a produselor lactate se folosesc microorganisme dirijate.Microorganismele nepatogene mai frecvene din lapte sunt bacteriile lactice, propionice, butirice, acetice. Microorganismele patogene din lapte pot produce mbolnviri consumatorilor atunci cnd nu sunt respectate normele sanitar-veterinare referitoare la recoltare, manipulare i prelucrare a laptelui. Prin lapte se pot transmite boli ale animalelor productoare (antrax, tuberculoz, bruceloz, mastit, febr aftoas, leucemie). Tot prin lapte se pot transmite boli ale mulgtorilor sau preparatorilor (afeciuni gastro-intestinale, staficolocii cutanate, etc).[15]

3.3. Valoarea nutritiv a lapteluiLaptele este folosit n alimentaia omului nc din timpuri strvechi.Datele asupra creterii animalelor i implicit folosirea laptelui au fost lsate de pe vremea sumerienilor cu 3100 de ani .H.Compoziia chimic:- substane proteice 3.4 % (vac); 4.2 % (capr); 6,7 % (oaie).- glucide 4.5 % (vac); 4.6 % (capr); 5 % (oaie i bivoli)- substane grase 3.5 % (vac); 4.1 % (capr); 6.8 % (oaie); 8.2 % (bivoli)- sruri minerale 7.8 - vitamine- enzime Proteinele Sunt formate din:- cazeina 80-85 %- lactoalbumina 10-12 %- lactoglobulina 5-8 %Cazeina este o fosfoproteina liber sau sub forma de cazeinat de calciu.[15]Lactoglobulinele i lactoalbumina formeaz proteinele serice ale laptelui (ele nu precipit sub aciunea acizilor sau enzimelor coagulante i rmn n soluie de zer).[15]Glucidele sunt reprezentate n principal de lactoz un dizaharid care prin hidroliza formeaz glucoz i galactoz. Datorit lactozei laptele este diuretic i laxativ.[15]Grsimile din lapte sunt formate din trigliceride - bogate n acizi grai saturai i mai puin acizi grai nesaturai, fosfatide (bogate n fosfor i lecitin - 0.03-0.04 %) i o cantitate mai mic de steroli sub form de colesteroli (0.07-0.4 %).Coninutul n colesterol al laptelui i al produselor lactate este mai redus dect n alte alimente.[15]n lapte grsimea se afl emulsionat n globule mici i n cantitate mai mic dect n produsele lactate.Grsimile din lapte se adun la suprafaa laptelui, formnd caimacul (complex lipoproteic), greu digerabil, fiind dificil de emulsionat de ctre bil.n alimentaie grsimea din lapte se folosete sub form de unt, smntna sau la prepararea diferitelor brnzeturi, ngheate i a prjiturilor.Srurile minerale din lapte sunt alctuite din macroelemente (Ca, K, S, Na, Cl, Mg) i microelemente (Fe, Cu, Zn, Al, I, F).[15]Laptele conine 135 mg/100g Ca (fa de 250 mg/100g n brnza de vaci, 500 mg/100g n brnza telemea, 700 mg/100g n cacaval).Fosforul este coninut n laptele de vac n cantitate de 93 mg/100g (150 mg/100g n laptele de oaie, 103 mg/100g n laptele de capr).Sodiu este prezent n laptele de vac n cantitate de 75 mg/100g.Potasiul se gsete n cantiti mari n lapte - 1300-1500 mg/100g, iar magneziu n cantitate de 90-240 mg/100g.Fierul este prezent n cantiti mici, insuficiente n lapte - 0.1 mg/100g i trebuie compensat prin consumarea altor alimente bogate n Fe.[15]VitamineleLaptele conine aproape toate vitaminele n cantiti moderate. Coninutul de vitamine din lapte este diferit n funcie de specie, ras, perioada de lactaie, alimentaie, temperatura de prelucrare a laptelui i sortiment.n smntna i unt se gsesc vitaminele liposolubile (A, D, E, K) n cantitate mai mare, iar n laptele degresat se gsesc vitaminele hidrosolubile (grupa B i PP) n cantiti mai mari.[15]Enzimelen lapte exist identificate 19 enzime, cele mai rspndite fiind lipazele, fosfatazele, proteazele i oxido-reductazele (catalaz, reductaz i lactoperoxidaza).[15]Valoarea nutritiv a lapteluiValoarea nutritiv a laptelui i a produselor lactate prezint unele avantaje comparativ cu alte alimente:- proteinele componente cu valoare biologic mare (sunt bogate n lizin);- au coninut crescut n vitamine (A, D, B2, B6, acid pentotenic);- conin calciu uor asimilabil- au digestibilitate bun (uoar)Pentru aceste caliti laptele este un aliment valoros, care asigur o stare de sntate bun i mrete durata de viaa a persoanelor care l consum (ex.: numrul crescut de centenari din Bulgaria, care se hrnesc cu iaurt, lapte acru i derivate; marea vigoare fizic i rezisten crescut la infecii a nordicilor, arabilor, popoarelor orientale care sunt mari consumatori de lapte).[15]3.4. Fluxul tehnologic de prelucrare a lapteluiProcesul tehnologic de fabricare a laptelui de consum trebuie s asigure obinerea unui produs gata de consum, fiind pasteurizat i normalizat la un coninut de grsime constant. Laptele-materie prim este transferat de la ferm, cu ajutorul autocisternelor izoterme, la fabrica pentru prelucrare. Principalele faze tehnologice pentru prelucrarea laptelui de consum sunt: 3.4.1. Recepia calitativ i cantitativ

innd seam de rolul hotrtor al calitii materiei prime n ceea ce privete obinerea unui produs de calitate, o deosebit atenie se acord determinrii caltatii laptelui-materie prim.

Fig.3.1. Schema tehnologic de recepie a laptelui1- cistern auto pentru lapte, 2- pomp, 3- cntar, 4- van de recepie a laptelui, 5- filtru,6- refrigerent, 7- instalaie pentru obinerea apei glaciale , 8- tanc de pstrareAspectul calitativ al desfurrii procesului tehnologic este urmrit prin determinarea pe parcursul ntregului flux tehnologic a principalilor indici fizico-chimici i bacteriologici ai materiei prime i ai produsului finit, prin analize de laborator. Recepia calitativ const n analiza organoleptic i examenul fizico-chimic i microbiologic, prin analize de laborator.

3.4.2. Transportul laptelui

Cisternele - sunt de obicei mprite n dou sau trei compartimente separate ntre ele; - n unele cazuri, umplerea cisternelor se face cu ajutorul vidului, ceea ce permite evitarea folosirii pompei i simplificarea conductelor, care constituie o serioas surs de contaminare a laptelui. - att cisterna propriu-zis ct i accesoriile ei trebuie s fie astfel construite i montate nct s permit o uoar splare i eficient. Spre deosebire de transportul laptelui n bidoane, utilizarea autocisternelor izoterme prezint mari avantaje, i anume: menine aproape constant temperatura laptelui simplific munca i reduce timpul de ncrcare i descrcare; asigur condiii igienice superioare;Singurul dezavantaj const n faptul c introducnd ntr-o cistern o cantitate mic de lapte puternic contaminat, se contamineaz ntregul coninut. Recepia cantitativ se realizeaz volumetric, prin msurarea volumului de lapte din bazinul de recepie cu ajutorul unei tije gradate. n cazul msurrii cu un aparat de msurare volumetric (debitmetru galactometru) pentru evitarea erorilor de msurare se previne ptrunderea aerului n conductele de transport al laptelui. Dup recepie, laptele este pstrat n tancuri de stocare.

Fig. 3.2. Galactometru

Fig. 3.3. Tanc de stocaren cadrul ntreprinderilor foarte mari se construiesc tancuri siloz, de capaciti foarte mari 20000- 40000l , montate n aer liber, n afara spaiilor productive, i izolate n exterior contra variaiilor de temperatur i a intemperiilor. Acestea sunt prevzute cu sisteme de conducte i dispozitive automate de splare i control. 3.4.3. Curire i filtrare n prima faz a procesului tehnologic propriu-zis se urmrete ndeprtarea impuritilor mecanice ptrunse n lapte pe diferite ci, nainte de umplerea bazinului de recepie, chiar dac a fost filtrat la locul de producere, n ferm. Impuritile sunt reinute prin montarea unor site la tuurile de golire a laptelui din autocisterne i n timpul prelucrrii ulterioare, n separatorul centrifugal. 3.4.4. Standardizarea continutului de grsime - pasteurizare Pasteurizarea laptelui se realizeaz printr-un regim termic care asigur distrugerea microorganismelor patogene, eventual prezente n laptele materie prim. Tratamentul termic aplicat laptelui trebuie s asigure distrugerea bacilului tuberculozei (Mycobacterium tuberculosis) i a tuturor germenilor patogeni, precum i a florei banale, n proportie de peste 99,9%, astfel nct laptele s corespund normelor igienico sanitare prevzute n standardele nationale i europene, fr s fie afectat structura fizic a laptelui, echilibrul su chimic, ct i elementele biochimice - enzime i vitamine. [6]n concordant cu reglemetrile UE, instalatia de pasteurizare a laptelui esteechipat cu:-control automat al temperaturii;-nregistrare temperatur;-deviator automat n caz de temperatur insuficient de pasteurizare;-sistem pentru prevenire amestec lapte pasteurizat cu lapte nepasteurizat;-sistem automat de nregistrare.[6]Instalatia de pasteurizare (prezentat in figura nr.3.4. ) este format din 5 zone, n care au loc urmtoarele faze tehnologice: prenclzirea laptelui (4), urmat de separarea centrifugal, realizat cu ajutorul separatorului centrifugal (5); nclzirea la temperatura 78oC n contracurent cu laptele pasteurizat, avnd temperatura de 85 oC; pasteurizarea laptelui la 85 oC (6) , cu ap fierbinte avnd temperatura de 95 oC; mentinerea laptelui pasteurizat timp de 20 secunde (7) i prercirea laptelui cu ap de la retea (11).[6]Laptele materie prim, rcit i netratat termic este pompat prin prima i a doua zon (4) a schimbtorului de cldur figura nr. 3.4, unde are loc prenclzirea, respectiv nclzirea laptelui. Aici are loc o recuperare de cldur prin faptul c laptele materie prim este nclzit prin trecerea laptelui pasteurizat pe cealalt parte a plcilor, astfel nct n acelai timp are loc i prercirea laptelui pasteurizat.[6]nclzirea la temperatura de pasteurizare cu ap cald are loc n zona (6). Dup nclzire, temperatura laptelui este verificat cu un senzor montat n circuit.Acesta transmite un semnal continuu regulatorului de temperatur din panoul de control al instalatiei (13). Acelai semnal este de asemenea, transmis instrumentului de nregistrare, care nregistreaza temperatura de pasteurizare. In acelai timp, daca nu este atins valoarea temperaturii de pasteurizare, regulatorul de pe panoul de comand transmite semnal de deschidere valv deviere flux (12) pentru circuitul de recirculare, pn n momentul n care se va atinge valoarea temperaturii de pasteurizare.[6]

Fig. 3.4. Schema instalatiei de pasteurizare[6]1. Tanc tampon; 2. Pompa alimentare ;3. Control debit ;4. Zona de prenclzire5. Separator centrifugal; 6. Zona de nclzire; 7. Zona de mentinere8. Pompa de traseu (pentru evitarea pierderilor de presiune)9. Sistem de producere a apei de nclzire; 10. Zone de prercire11. Zone de rcire ;12. Valv de deviere flux; 13. Panou de control

Fig. 3.5. Instalaia de pasteurizare a laptelui, montat n linia deFabricaie a laptelui de consum la Baloteti[6]

Dup zona de mentinere la temperatura de pasteurizare, laptele este rcit pentrudepozitare, prin parcurgerea zonelor 10 i 11.[6]Deoarece sectia nu este dotat cu instalatie de ap gheat, rcirea final (11 figura nr. 4) a laptelui la temperatura de maxim 4o C se realizeaz n vana tampon pentru laptele de consum, prevzut cu instalatie proprie de rcire.[6]

Fig 3.6. Van cu rcire pentru rcirea-normalizarea laptelui[6]

3.4.5. Depozitare tampon lapte pasteurizat racire Depozitarea laptelui pasteurizat se realizeaz n van tampon pentru lapte de consum, unde se realizeaz i rcirea final a laptelui la temperatura de maxim 4o C, deoarece sectia nu este dotat cu instalaie de ap ghea.[6]

Fig. 3.7. Maina de ambalat lapte la pungi (folie polietilen)[6]

3.4.6. AmbalareAmbalajul utilizat asigur protecia produsului, i conserv valoarea nutritiv i coninutul de vitamine pe toat durata de valabilitate.Funciile principale ale ambalajului sunt:-asigur distribuia eficient a produsului;-mentine igiena produsului;-protejeaz componentele nutritive i arom;-marete termenul de valabilitate al produsului;-transmite informaii despre produs.[6]Deoarece laptele este un produs uor perisabil, iar expunerea la lumin are un efect de distrugere a vitaminelor i de a influena aroma produsului, ambalajul trebuie s-l protejeze de ocurile mecanice, de lumin i oxigen.[6]Laptele pasteurizat pentru consum se ambaleaz n pungi din folie de polietilen multistrat, imprimat. Ambalarea se face cu o main automat de ambalare lapte la pung, tip ML 1800 (figura nr. 6), cu o productivitate de maxim 1800 buc./h.[6]Cantitatea dozat poate fi reglat pentru gramaje de 0,500 litri i 1 litru. Maina asigur dozarea volumetric a laptelui, cu o eroare maxim admis de 1,5%, urmat de termosudarea pungilor. Operaiile de dozare i de sudare a pungilor sunt comandate i controlate electronic.[6]3.4.7. Depozitare, transport i livrare lapte de consum.Navetele cu pungi de lapte de consum sunt stivuite pe europaleti, care sunt transportai cu ajutorul unui crucior tip liz n camera frigorific a seciei( dulap frigorific), la o temperatur de depozitare de 2 4o C.[6]Transportul laptelui de consum, din momentul ieirii din camera frigorific i pn n momentul ajungerii n reeaua de distribuie, va trebui asigurat la o temperatur de maxim 4oC, cu ajutorul mijloacelor de transport auto dotate cu agregate frigorifice i termoizolate.[6]Perioada de valabilitate a laptelui pasteurizat pentru consum, ambalat n pungi de folie polietilen nchise prin termosudare este stabilit de productor, pe baza testelor de stabilitate (analiza periodic a probelor meninute la o temperatur de maxim 4o C).[6]

CAPITOLUL 4MEMORIU TEHNIC DE CALCUL

4.1. Calculul sistemului de alimentare

Alimentarea se realizeaz sub presiunea static a coloanei de lichid din rezervorul de alimentare. Rezervorul este de fapt o camera de nivel constant.Lichidul de separare strbate orificiul de scurgere al rezervorului,trece prin camera de nivel constant, prevazut cu plutitor, ajunge in interiorul talerului de alimentare fiind condus apoi la orificiile de distribuie in pachetul de talere.Datorit construciei, plutitorul asigura meninerea unui nivel aproximativ constant de lichid n camera sa.

Fig 4.1. Reprezentarea schematic a camerei de nivel constant4.1.1. Calculul conductei de alimentare

Diametrul d al conductei de alimentare a camerei de nivel constant se calculeaz pentru un debit ct mai mare. Debitul maxim de alimentare va fi:Qmax=Q+0,5QQmax=420 l/hQ-debitul de lucru al separatoruluiQmax=v(d2/4)v-viteza de scurgere a laptelui prin orificiul de alimentare,[m/s]d-diametrul orificiului de alimentare-coef. De debit ce depinde de nr. ReynoldsViteza de alimentare se calculeaz n funcie de naltimea de cdere cu relaia:

unde: H-naltimea de cadere n metri [m]Se consider c naltimea minima de cdere va fi cel puin o treime din naltimea bazinului de alimentare pentru a asigura debitul necesar. Hmax=0.4 m , se adopt Hmin=0.15 m

Debitul maxim de alimentare a camerei de nivel constant va fi:Qmax=420 l/h =116.66710-6 m3/sDin relaia Qmax=v(d2/4) rezult:

Coeficientul de debit este n funcie de nr. Reynolds.se adopt =0.57 urmnd a se face verificarea numarului lui Reynolds.

Se calculeaz nr lui Reynolds cu relaia:

Unde :v-viteza de curgere a lapteluid- diametrul conductei ; in m -vscozitatea cinematic a laptelui

-vscozitatea dinamic a laptelui.

=densitatea laptelui ,

Rezult :

deci:

Se calculeaz coeficientul de debit pentru Re>10000

Pentru o bun curgere, coeficientul de debit recalculat trebuie sa fie mai mic dect coeficientul de debit ales , cu cel mult doua sutimi .Valoarea calculat a coeficientului de debit ndeplinete aceast condiie , deci diametrul orificiului de alimentare este 12 mm.Din STAS 530/2- 81 se alege eava din oel inoxidabil alimentar cu:De=14 mmdf=12 mm=2 mm (grosimea peretelui evii)4.1.2. Calculul camerei de nivel constant

Constructive se adopt Hmin= 180 mm , naltimea minim de alimentare cu lapte a separatorului .Viteza de curgere:

Deci:

Diametrul conductei de legatur a camerei de nivel constant cu rezervorul se calculeaz pentru un debit de alimentare minim:Qmin=Q-0.05QQmin=400-0.05400=380 l/h =105.55510-6 m3/sExprimat n funcie de diametrul conductei:

De unde rezult diametrul conductei:

Se adopt =0.57 ,rezultnd :

Se calculeaz numarul Reynolds :

Se calculeaz coeficientul de debit pentru Re>10000

Pentru o bun curgere, coeficientul de debit recalculat trebuie sa fie mai mic dect coeficientul de debit ales , cu cel mult doua sutimi .Valoarea calculat a coeficientului de debit ndeplinete aceast condiie , deci diametrul orificiului de alimentare este 11 mm.Din STAS 530/2- 81 se alege eava din oel inoxidabil alimentar cu:De=14 mmdf=11 mm=1.5 mm naltimea maxim de alimentare cu lapte se calculeaz din relaia vitezei i a debitului:

respectiv:

Egalnd cele dou relaii rezult:

Prin recalculare , cu valoarea coeficientului de debit =0.057 rezult:

Se calculeaz :

Diferenta dintre valoarea calculat a coeficientului de debit i valoarea adoptat este mai mica de dou sutimi , deci curgerea este corespunzatoare.4.1.3. Calculul plutitorului

Pentru a asigura alimentarea cu un debit aproximativ constant este necesar meninerea unui nivel cat mai constant n vasul de alimentare cu ajutorul unui plutitor . n timpul funcionrii , asupra plutitorului actioneaz urmatoarele fore:

Fig 4.2. Schema forelor ce acioneaz asupra plutitoruluiFh-fora de presiune datorat laptelui din rezervorG-greutatea plutitoruluiFA- fora lui ArhimedeFora datorat laptelui din rezervor se obine cu ajutorul relaiei:

Unde: d1= diametrul conductei de alimentare cu lapte a camerei de nivel constant [m];d1=0.0123 m=densitatea laptelui

g=9.81m/s2H-nalimea de alimentareH=0.2 mnlocuind n relaie rezult:

Fora arhimedic:

Unde: h-nalimea plutitorului [m]D- diametrul plutitorului ,[m]Se adopt constructiv: h=0,005 mD=0,10 mrezultnd:

Pentru a se asigura de un nivel constant , greutatea plutitorului trebuie s ndeplineasc urmatoarele condiii:FA>G+Fh sauG> FA-FhDeci: Gp