4.8.5. Tipuri constructive de zdrobitoare - dezciorchinătoare.4.8,5.1.1. Zdrobitor - scurgător.

Zdrobitoarele scurgătoare au fost construite din necesitatea simplificării prelucrării strugurilor, prin realizarea scurgerii mustului liber, concomitent cu zdrobirea strugurilor.

Este format dintr-un zdrobitor cu valţuri canelate (2) (fig. 4.115) turnate din bronz, având la partea inferioară un transportor de mustuială cu melc (3), cu ajutorul căruia se realizează scurgerea mustului liber.

Turaţia melcului este 24 rot/min, iar distanţa dintre valţuri 2,25-9,75 mm. Mustuială zdrobită de cele două valţuri ale zdrobitorului

cade într-un jgheab de tablă perforată montat la partea inferioară a carcasei. În acest jgheab este montat un melc transportor înclinat la 20-25°, care vehiculează mustuiala de-a lungul său şi a unui cilindru perforat montat în prelungirea jgheabului de mustuială. Mustul liber se scurge prin orificiile jgheabului şi cilindrului perforat, iar mustuială scursă este eliminată prin gura de evacuare (5). Mustul scurs se colectează într-un bazin plasat sub jgheabul perforat, de unde prin racordul (4) se scurge spre cisternele de colectare ale cramei.

Din cauza lipsei dezciorchinării şi a comprimării mustuielii în dispozitivul de scurgere, mustul obţinut cu acest utilaj este foarte bogat în substanţe tanante. Totodată, prin frecarea mustuielii de pereţii cilindrului perforat, are loc o mărunţire a componentelor solide, care duce la mărirea procentului de burbă din must.

Folosirea zdrobitoarelor-scurgătoare de acest tip nu este recomandabilă decât în situaţia în care strugurii care trebuie prelucraţi sunt de calitate inferioară, astfel încât o prelucrare complexă nu ar fi rentabilă.

Caracteristici tehnice: capacitatea de prelucrare: 5-6 t/h; puterea electromotorului 2,8 kW; capacitatea coşului de alimentare 80 1; turaţia valţurilor 120 rot/min; turaţia melcului 24 rot/min; distanţa dintre valţuri 2,25-9,75 mm.

La reglarea distanţei dintre valţuri, se ţine seama de: diametrul boabelor, starea recoltei de struguri, forma suprafeţei valţurilor.

Întreţinerea constă în spălarea zilnică cu jet de apă, după încetarea activităţii. Se spală pâlnia de alimentare, valţurile zdrobitoare, gura de evacuare, părţile interioare, după scoaterea capacelor laterale şi demontarea sitei de fund din dreptul capacelor.

Revizia maşinii se face o dată pe an, la sfârşitul sezonului, şi constă în demontarea maşinii, curăţirea organelor de lucru şi verificarea lor.

4.8.5.1.2. Zdrobitor - dezciorchinător cu pompă.Zdrobitorul - dezciorchinător cu pompă este de fapt un agregat numit egrafulopompă,

care .prezintă o serie de avantaje: indici calitativi de lucru superiori, productivitate ridicată, utilizare largă, reglare simplă, ocupă un spaţiu restrâns.

Zdrobitorul - dezciorchinător cu pompă TZD-1 are următoarele componente principale: valţurile de zdrobire (2), cilindrul separator (4), arborele dezciorchinător (6), pompa de mustuială (8) (fig. 4.116).

Cadrul agregatului este o construcţie metalică din profiluri U şi din cornier, sudate, pe care sunt montate, în şuruburi, diferitele organe ale maşinii. Acesta este fixat pe fundaţie prin şase şuruburi speciale.

Zdrobitorul este format din patru valţuri canelate, îmbrăcate la exterior cu o cămaşă de oţel inoxidabil. Valţurile extreme sunt montate pe bucşe excentrice de fontă, care permit prin rotirea lor, reglarea distanţei dintre ele şi valţurile fixe. Pentru evitarea deteriorării diferitelor organe ale maşinii, în cazul intrării unor corpuri tari între valţuri, zdrobitorul este prevăzut cu un cuplaj de siguranţă cu con de fricţiune.

În funcţionarea normală, cuplul motor primit de la roata de lanţ (3), montată pe butucul roţii dinţate (2), care se roteşte liber pe axul (1), se transmite axului (6) prin intermediul roţii dinţate libere(5) şi a conului de fricţiune (4) (fig. 4.117).

Strângerea conului de fricţiune (4) în locaşul său de pe roata dinţată (5) se face cu ajutorul piuliţelor (8) şi al şaibei elastice (7).

In cazul în care momentul de torsiune rezistent depăşeşte o anumită valoare, conul de fricţiune patinează în locaş întrerupând transmiterea mişcării.

Buncărul de alimentare, montat pe cadrul zdrobitorului, este construit din tablă de oţel cu profiluri cornier sudate. Pentru evitarea contactului strugurilor cu fierul, în interior, buncărul este

Fig. 4.115- Zdrobitor-scurgător: /- pâlnie de alimentare: 2 - valţuri canelale; 3 -

transportor cu şnec; 4 - racord evacuare; 5 -pâlnie evacuare, mustuială

scursă; 6 - cilindru perforat.

acoperit cu un strat de vopsea rezistentă la acţiunea acizilor din must. In partea opusă alimentării cu struguri acesta este prevăzut cu un perete mai înalt pentru evitarea căderii strugurilor în afara buncărului.

Fig. 4.116 - Zdrobitor-dezciorchinător cu pompă: 1 - buncăr de Fig. 4.117 - Cuplaj de siguranţă cu con de alimentare; 2 - valţ de zdrobire; 3 - perete înclinat; 4 - cilindru fricţiune: 1-arbore valţ; 2- roată dinţată;separator; 5 - segmente de spiră; 6 - arbore dezciorchinător; 7 - 3- roată de lanţ; 4- con de fricţiune; 5-palete; roată dinţată;8 - pompă de mustuială cu piston; 9 - jgheab evacuare roată dinţată; 6-arbore valţ; 7- şaibă ciorchini; 10- bazin colector mustuială; 11 - gură de evacuare elastică; 8-piuliţă mustuială.

Cilindrul separator este un tambur din tablă de oţel inoxidabil, perforată, pe care este nituită, la capătul anterior, o coroană dinţată de antrenare, iar la capătul posterior un inel de rulare. Turaţia cilindrului separator este de 14 rot/min.

Pe corpul tamburului sunt montaţi în exterior opt segmenţi de spiră, care transportă spre carcasa inferioară a dezciorchinătoruiui boabele căzute în jgheabul cilindrului separator, prin orificiile tamburului.

Arborele dezciorchinătorului, plasat în interiorul cilindrului separator se compune dintr-un valţ pe care sunt montate prin filetare şi piuliţe de siguranţă, o serie de palete dispuse în spirală. Turaţia arborelui dezciorchinător este de 166 rot/min.

Atât arborele cât şi paletele sunt confecţionate din oţel inoxidabil. Axul se sprijină pe două lagăre cu rulmenţi, iar la capătul anterior sunt montate două roţi de lanţ.

Strugurii descărcaţi în buncărul (1) (fig. 4.116) sunt antrenaţi prin rotirea valţurilor zdrobitorului (2) între acestea şi zdrobiţi, după care cad pe peretele înclinat (3). De aici strugurii alunecă spre cilindrul separator (4), de unde sunt preluaţi de paletele axului separator (6), care îi antrenează spre jgheabul de evacuare a ciorchinilor (9).

Prin rotirea arborelui dezciorchinător, paletele (7) ale acestuia lovesc ciorchinii cu boabe, proiectându-i spre pereţii cilindrului separator, desprinzând boabele de pe ciorchini. Paletele arborelui dezciorchinător, dispuse în spirală, antrenează ciorchinii fără boabe, spre partea posterioară a cilindrului separator şi îi evacuează prin jgheabul (9).

Pentru prelungirea sau scurtarea timpului în care ciorchinii sunt supuşi acţiunii paletelor, acestea sunt prevăzute cu posibilitatea de reglare a orientării lor prin rotirea în jurul axei proprii.

Boabele zdrobite, desprinse de pe ciorchini, cad prin orificiile practicate în pereţii cilindrului separator, de unde, prin rotirea acestuia (în sens invers sensului de rotire al axului dezciorchinător), sunt împinse de către segmenţii elicoidali (5), spre carcasa inferioară a agregatului, în bazinul (10), de unde pompa (8) le evacuează spre scurgător.

Caracteristici tehnice: capacitatea de prelucrare: 30-45 t/h; capacitatea buncărului de alimentare: 1,4 m; debitul pompei: 40000 l/h; înălţimea de refulare a pompei pe verticală: 14 m; puterea electromotorului: 10 kW; n: 1500 rot/min; dimensiuni de gabarit, în mm: 3160 x 2000 x 3670: masa: 3000 kg.

Variaţia capacităţii de prelucrare a agregatului este limitată de productivitatea valţurilor zdrobitoare care este funcţie de indicele de zdrobire care depinde de calitatea materialului.

Indicii calitativi ai agregatului, îmbogăţirea mustului în substanţe tanante şi fier sau vătămarea ciorchinilor şi seminţelor se încadrează în limitele valorice impuse de cerinţele tehnologice.'

4.8.5.1.3. Zdrobitor - dezciorchinător cu dispozitiv de prelevare a mustuluiAltă maşină tip zdrobitor - dezciorchinător este cea cu dispozitiv de prelevare (fig. 4.118) a

mustului şi a fost realizată în România.

Strugurii din buncărul (1) cad pe valţurile (2), de unde prin obturatorul (3) ajung pe arborele (6) al dezciorchinătoruiui cu palete (4), ciorchinii evacuându-se prin jgheabul (7), iar bobiţele zdrobite prin perforaţiile cilindrului (5) ajungând la şnecul (8).

Această maşină se deosebeşte de celelalte utilaje, de acelaşi tip, prin faptul că pentru evacuarea boştinei se utilizează două şnecuri (8) şi (11). Ultimul este montat sub un unghi de 45°. Sub ambele şnecuri sunt instalate două site (9), (10) prin care, la mişcarea boştinei, se elimină mustul.

Fig, 4.118 - Schema tehnologică a maşinii tip zdrobitor-dezciorchinător cu dispozitiv de prelevare a mustului: 1 - buncăr; 2 - valţuri; 3 - obturator; 4 - palete; 5 - cilindru perforat; 6 - arborele dezciorchinătorulut; 7 - jgheab

pentru evacuare; 8 - şnec; 9, 10- site; 11 - şnec.Avantajele acestei maşini constau în: posibilitatea obţinerii unui must de diferite fracţii;

încetinirea procesului de oxidare a boştinei (datorită micşorării timpului ei de prelucrare), micşorarea suprafeţei necesare producţiei (prin scoaterea din linie a scurgătorului) şi în universalitatea utilizării (datorită obturatorului (3) pot fi prelucraţi struguri cu separarea şi fără separarea ciorchinilor).

4.8.5,1.4. Zdrobitor - dezciorchinător tip VDG.In fig. 4.119 a este prezentată schiţa de principiu a dezciorchinătorului tip VDG-20, iar în fig.

4.119 b schema cinematică a acestei maşini. Schema principială a zdrobitorului-dezciorchinătorului cu valţuri rămâne neschimbată aproape pentru toate variantele de maşini din această grupă.

Principiul de funcţionare al dezciorchinătorului tip VDG-20 este următorul: recolta este descărcată în buncărul de alimentare de unde trece printre valţurile (2) şi se zdrobeşte. Trecând printre valţuri. toată masa de struguri se îndreaptă spre dezciorchinător, boştina este supusă loviturilor paletelor în urma cărora bobitele se desprind de ciorchine. Bobitele trec prin orificiile cilindrului perforat ajungând în recipientul de baştină, iar ciorchinii deplasându-se sub acţiunea paletelor se îndreaptă spre ieşire. în partea inferioară a recipientului pentru boştină se află şnecul care transportă boştina la pompă.

4.8.5.1.5. Zdrobitor - dezciorchinător tip VPPV.Utilajul (fig. 4.120) este alcătuit din buncărul de recepţie (1), pe fundul căruia sunt instalate

două transportoare (2) cu plăci, care se mişcă unul în întâmpinarea altuia. Fiecare transportor este executat sub formă de bandă infinită care este înfăşurată pe roţile dinţate 6), (7), (8). Plăcile alunecă liber de-a lungul ghidajelor (10). Plăcile suprapuse una peste dta prezintă vârfuri şi goluri realizate astfel încât vârful de la placa superioară să corespundă cu golul de la placa inferioară.

Sub transportoare este instalat dezciorchinătorui (3), sub care se află sita de scurgere (4). Boştina, trecând prin sita de scurgere, ajunge în scurgătorul (9), unde sucul o transportă spre prese. Transportoarele şi dezciorchinătoarele şnecului sunt acţionate de la motorul electric prin transmisie cu curea.

Principiul de funcţionare al maşinii tip VPPV-20 constă în următoarele: masa de struguri ajunge în buncăr, care are în partea inferioară două transportoare cu plăci înclinate.

Riflurile de pe plăcile transportoare apucă strugurii şi-i îndreaptă spre orificiul conic care se îngustează şi unde are loc zdrobirea de mai multe ori a strugurilor şi apoi prin sita de scurgere ajung în scurgătorul cu şnec. Mustul ravac din scurgător este colectat în rezervorul pentru must, iar boştina este trimisă la presare.

4,8.5.1.6. Zdrobitor cu valţuri profilate.Construcţia unui zdrobitor cu valţuri profilate şi cu role este următoarea (fig. 4.121): pe fundul

buncărului de recepţie (1) sunt instalate dispozitivele de zdrobire. între acestea, fixată pe pereţii buncărului, este instalată placa de separare (2).

Dispozitivele de zdrobire constau din două valţuri cuplate (3), cu vârfuri şi degajări cu acelaşi profil. Pe vârfurile fiecărui valţ sunt montate rolele (4), care au posibilitatea de a se roti. Axele acestor role sunt paralele cu axele (6) de rotire a valţurilor. Rolele sunt fixate în degajările (7) ale valţurilor. Axele rolelor sunt fixate în urechile barelor de montare fixate pe părţile frontale ale valţurilor, iar suprafeţele rolelor şi ale valţuriior sunt cauciucate.

Fig. ¿.119- Zdrobitorul-dezciorchinător tip VDG-20:a- schiţa de principiu; b - schema cinematică; 1 - buncăr; 2 - valţuri; 3 -cilindrul desciorchinătorului; 4 - capac; 5 - arborele dezciorchinătorului; 6 - palete; 7-

dispozitiv, portar elicoidal; 9 - cadrul maşinii; 10 - gură evacuare baştină; 11 - gura evacuare ciorchini; 12 - clapetă obturatoare.

Fig. 4.120 - Zdrobitorul-dezciorchinător tip VPPV-20: 1 - buncărul de alimentare; 2 - transportoare cu plăci; 3 - dezciorchinător; 4 - sita de scurgere; 5 - şnec; 6,7,8 - roţi dinţate; 9 - scurgăior cu şnec; 10- ghidaje.

1 2

Fig. 4.121 - Schema tehnologică a maşinii: 1 - buncărul de alimentare; 2 - placa de separare: 3 - valţuri; 4 - role; 5, 6 - axele de rotire; 7, 8 - degajările valţurilor, 9 - urechile barelor de montare ale

rolelor.Principiul de funcţionare al utilajului este următorul: strugurii se introduc în buncărul de

alimentare. Pereţii înclinaţi ai buncărului şi placa de separare a fluxului (2), datorită masei proprii a strugurilor, îi dirijează spre dispozitivul de zdrobire. Ca urmare a rotirii valţuriior (3) în sensuri opuse, strugurii sunt atraşi în spaţiul dintre rolele (4) şi degajările (8). Rotindu-se în jurul axei sale în degajare, rola se rostogoleşte pe masa de struguri şi compensează complet diferenţa vitezelor de rotaţie ale suprafeţelor tangenţiale ale valţuriior şi exclude mişcarea şi frecarea strugurilor.

4.8.5.2. Zdrobitoare-dezciorchinătoare centrifuge cu şocuri.Particularitatea specifică a principiului de funcţionare a zdrobitoarelor-dezciorchinătoare

centrifuge cu şocuri este realizarea simultană a operaţiilor de zdrobire şi dezciorchinare efectuate de către rotorul maşinii. Aceste maşini sunt caracterizate de o turaţie mare a rotorului (până la 450-500 rot/min).

În funcţie de poziţia organelor de execuţie, zdrobitoarele - dezciorchinătoare centrifuge cu şocuri se subîmpart în utilaje verticale şi orizontale.

În cazul celor orizontale, în boştină rămâne o cantitate oarecare de boabe nezdrobire şi, prin urmare, este necesară introducerea unui dispozitiv suplimentar de zdrobire.

Din punct de vedere tehnologic, existenţa vitezelor mari ale organului de execuţie la zdrobitoarele centrifuge cu şocuri se reflectă negativ asupra calităţii mustului, în comparaţie cu zdrobitoarele cu valţuri.

În fig. 4.122 sunt prezentate schemele principale ale zdrobitoareîor-dezciorchinătoare centrifuge cu şocuri. Arborele cu braţe se află în cilindrii (4) şi (5) care, la rândul lor, se află în

interiorul cilindrului (6).Principalul organ de lucru al maşinii este rotorul, care este reprezentat de un arbore vertical (1)

(în cazul al doilea - arbore tubular) cu braţele (2). La extremitatea de jos a arborelui este instalat un suport în cruce (7). Fiecare pereche de braţe este fixată pe arbore sub un unghi de 90° faţă de cea vecină. Pe suportul (7) sunt instalate paletele verticale (3), înfăşurate pe o spirală în spaţiul inelar dintre cei doi cilindri. Cilindrul exterior (6) este perforat şi comunică cu recipientul pentru boştină al maşinii.

Suprafaţa laterală interioară a cilindrului mic (5), în varianta din fig. 4.122 a, este ondulată, pentru mărirea forţei de lovire a strugurilor de pereţii cilindrului. La varianta din fig. 4.122 b, (8) reprezintă un arbore vertical cu paletele elicoidale. Paletele elicoidale sunt destinate separării eficiente a resturilor de coajă a bobitelor, separării bobitelor de ciorchinii pătrunşi în spaţiul inelar dintre cilindri, precum şi transportului ciorchinilor către orificiul de evacuare şi înlăturarea lor din zdrobitor.

Schema prezentată (varianta 1 - fig. 4.122 a) corespunde zdrobitoarelor tip ŢDG-20, ŢDG-30 din R. Moldova şi sistemului BLACHERE (Franţa, Algeria).

Firma "Garolla" (Italia) produce zdrobitoare cu productivitatea de 30 şi 40 t/h (staţionare) şi de 10 t/h (mobile). Asemenea tipuri de zdrobitoare sunt produse şi de firma "Gianazza" (Italia).

Analizându-se procesul de lucru al acestor maşini, s-a stabilit că, după lovirea cu braţul, strugurele primeşte o viteză considerabilă şi poate să iasă din camera de zdrobire, trecând pe lângă celelalte braţe. Practic, în camera de zdrobire se efectuează nu mai mult de 1-2 lovituri ale braţelor pe fiecare strugure.

Zdrobitoarele-dezciorchinătoare cu braţe, cu dispunerea verticală a organelor de lucru, prezintă o eficienţă tehnologică scăzută. Un rol important în distrugerea bobitelor şi în dezciorchinare îl are procesul de transport al strugurilor cu ajutorul paletelor elicoidale către orificiul de ieşire pentru ciorchini, proces care este însoţit de o frecare intensă a strugurilor pe suprafaţa cilindrului perforat.

Sunt posibile mai multe metode de înlăturare parţială a acestor neajunsuri. Astfel, în Italia, Franţa precum şi în alte ţări sunt patentate utilajele tip zdrobitor-dezxriorchinător verticale cu aşa-numita alimentare cu struguri "de jos", dintre asemenea construcţii deosebindu-se zdrobitoarele "Blachere" fără braţe. Pentru zdrobitoarele-dezciorchinătoare cu alimentare "de jos" nu este necesară instalarea receptorului de boştină.

O metodă de mărire a gradului de uniformitate al zdrobirii strugurilor este folosirea mecanismelor de acţionare independentă a arborelui cu braţe faţă de cel cu palete elicoidale.

Un asemenea tip de utilaj este cel reprezentat în fig. 4.122 b care este realizat dintr-un corp cilindric, pe a cărui parte posterioară este instalată fereastra pentru evacuarea ciorchinilor.

Fig. 4.122 - Schema tehnologică a zdrobitorului-dezciorchinător centrifug cuşocuri: a - cu arbore comun, cu braţe şi palete; b - cu arbori de acţionare, separaţi; 1,

8 - arbori; 2 - braţe; 3 - palete elicoidale: 4 - cilindri interiori netezi; 5 - cilindru interior ondulat; 6 - cilindru exterior perforai; 7 - suport în cruce.

Concentric corpului este aşezat un cilindru interior (4), deasupra căruia este instalat buncărul de alimentare. în interiorul corpului, concentric cu acesta, se află şi cilindru! perforat (6). Pe axa corpului cilindric vertical este instalat arborele (8), care în partea de jos, cu ajutorul unui suport de tip cruce orizontal (7), are fixate paletele elicoidale (3). Pe arborele tubular (1) sunt instalate braţele (2)

.Fig. 4.123 - Zdrobitorul-dezciorchinător centrifug cu şocuri tip ŢDG - 50: 1 - corpul cilindric; 2 - cilindrul

interior; 3 - buncărul de alimentare; 4 - cilindrul perforat exterior; 5 - arborele dezciorchinătorului; 6 - suport în cruce; 7 - palete elicoidale; 8 - arbore pentru acţionarea zdrobitorului; 9 - braţe orizontale ale

zdrobitorului.

Strugurii se răstoarnă în buncărul zdrobitorului, de unde trec în cilindrul mic unde, cu ajutorul braţelor care se rotesc, se realizează zdrobirea strugurilor şi dezciorchinarea. In nartea inferioară a corpului, strugurii sunt aruncaţi datorită forţei centrifuge pe paletele elicoidale. Bobitele zdrobite cad prin găurile cilindrului perforat şi sunt evacuate prin fereastra specială.

Tabelul 4.11

TipulŢDG-20ŢDG-30ŢDG-30AŢDG-50Productivitatea, t/h20303050Turaţia arborelui cu braţe,275; 350;250; 300;125; 175;75;

110;I rotmiin425; 500350; 400225; 275150; 180! Turaţia paletelor elicoidale,275, 300;250; 300;400300j rot/min425; 500350;

400Puterea mecanică de acţionare,7.5101013kWDimensiuni de gabarit,

mmlungimea1890196019602910lăţimea1300196618003120înălţimea1000180021003200masa600108010803408 1

Caracteristici tehnice ale zdrobitoarelor-dezciorchinăloare centrifuge cu şocuri

Această schemă funcţională stă la baza construcţiilor utilajelor ŢDG-20. ŢDG-30A şi ŢDG-50 care au productivitatea de 20, 30 şi respectiv 50 t/h (tabelul 4.11). în fig. 4.123 este prezentată schema tehnologică a zdrobitorului ŢDG-50.

4.8.6. Calcului tehnologic al zdrobitoarelor-dezciorchinătoare.

4.8.6.1. Elemente dimensionale ale valţurilor.Relaţia dintre diametrul valţurilor D, diametrul boabelor d şi distanţa dintre valţuri , se poate

stabili conform schemei din fig. 4.124.Condiţia ca bobul de strugure să poată fi antrenat de valţuri şi tras printre acestea este: < ,

unde este unghiul de frecare al bobului cu suprafaţa valţului.Diametrul valţului pentru antrenarea celor mai mari boabe se determină din fig. 4.124 a

conform relaţiei:

c o s (4.64)

D = ( d c o s - )/(1- cos )unde:

- este distanţa dintre valţuri, care trebuie să fie mai mare decât dimensiunile seminţelor de struguri.

Unghiul a capătă valoarea maximă în cazul în care = 0. Introducând =0 şi = < , se obţine diametral minim al valţului:

D cos (4.66)

Fig. 4.124 - Schema de prindere a boabelor de struguri între valţurile zdrobitorului: a - valţuri netede; b - valţuri profilate.

Valoarea unghiului de frecare ajunge până la 14,5°. în practică pentru D se foloseşte valoarea obţinută cu relaţia:

D = (l5-20)d (4.67)Determinarea geometriei optime a valţuriîor profilate, elaborarea metodologiei de calcul,

precum şi proiectarea acestora constituie probleme de actualitate în construcţia de utilaje pentru vinifîcaţie.

Problemele mai importante, care presupun un studiu mai profund, sunt mecanica procesului de lucru a valţurilor (caracterul acţiunii organelor de lucru asupra produsului; cinematica de mişcare a strugurelui şi jocul între valţuri etc), acţiunea diferiţilor factori ssupra productivităţii zdrobitorului precum şi indicii calităţii procesului obţinut.

Geometria şi condiţiile tehnice ale acţiunii valţurilor profilate contribuie la aplicarea raţională a forţelor exterioare asupra strugurilor supuşi prelucrării.

La mărunţirea lor între vârfurile şi golurile nervurilor, strugurii capătă viteze considerabil mai mici şi sunt supuşi unei frecări mai slabe. Procesul de mărunţire, în acest caz, se apropie tot mai mult de varianta optimă de fărâmiţare a strugurilor, ca rezultat al apropierii suprafeţelor plane de mărunţire. Majoritatea uzinelor realizează valţuri profilate cu 4, 6 şi 8 nervuri.

4.8.6.2. Productivitatea zdrobitoarelor-dezciorchinătoare.

4.8.6.2.1. Productivitatea zdrobitorului-dezciorchinătorului cu valţuri Se determină conform relaţiei:

Q =vm I Ku (4.68)

în care:vm - este viteza medie de deplasare a produsului prin spaţiul dintre valţuri, m/s sau viteza

periferică a valţurilor); - distanţa (jocul) dintre valţuri, m (aproximativ 0,006 m);

1 - lungimea valţului, m; - densitatea în vrac a strugurilor, kg/m3 (600 - 700 kg/m3);

Ku - coeficient de corecţie care tine seama de neuniformitatea de alimentare cu produs a valţurilor, umplerea spaţiului dintre valţuri (Ku = 0,7-0,8)

Relaţia pentru determinarea productivităţii poate avea şi următoarea formă:

Qs= (4.69)

în care:D - este diametrul valţului, m; nm - turaţia medie a valţurilor, rot/min.

nm= (4.70)

unde:n1, n2 - reprezintă turaţia valţurilor (când turaţia lor este diferită);

, , l, Ku - au semnificaţia prezentată în relaţia (4.68).Menţionăm că relaţiile indicate (4.68) şi (4.69) sunt aplicabile numai în cazul- în care

materialul se fărâmiţează în bucăţi care nu conţin lichid. In realitate, când bobitele ajung în zona de funcţionare a valţurilor, orice crăpătură cât de mică a pieliţei bobitei este urmată de eliminarea sucului (mustului), având o viteză mai mare decât a masei principale de struguri, trecând mai repede printre valţuri. în consecinţă, productivitatea reală a zdrobitorului cu valţuri este mai mare decât cea calculată conform formulelor indicate. În afară de aceasta, în aceste relaţii nu se ţine seama de profilul valţurilor.

Lăţimea spaţiului pentru zdrobire între valţurile profilate este puţin mai mare decât cea dintre valţurile netede sau striate, în timp ce alţi parametri geometrici sunt aceiaşi (diametrul exterior, distanţa între axe).

Coeficientul de corecţie se determină conform relaţiei:

Ku=A/vm (4.71)în care:

v - este viteza periferică a valţurilor, m/s; A - coeficient în funcţie de tipul valţului.

Pentru valţurile cilindrice, v = 0,48-1,57 m/s, iar A = 0,753, pentru cele profilate, când v = 0,8-1,24 m/s, A = 0,859;

m - exponent (m = 1 şi respectiv m =1,06).

4.8.6.2.2. Productivitatea zdrobitorului-dezciorchinător centrifugai cu şocuriSe determină conform relaţiei:

Q= KuKaq (4.72)în care:

D - este diametru] cilindrului exterior perforat, m;d - diametrul exterior al cilindrului din mijloc al zdrobitorului, m;h - înălţimea medie a paletelor înclinate, m;n - turaţia paletelor, rot/min;

- densitatea boştinei cu ciorchini, kg/m3;Ku - coeficient de umplere al spaţiului de lucru; Ku = 0,85;Ka - coeficient care vizează micşorarea vitezei periferice şi neuniformitatea alimentării

zdrobitorului cu struguri: Ka =0,7;

q - cantitatea de boştină şi must care pătrunde în unitatea de timp prin orificiile de la partea inferioară a cilindrului mare în zona în care transportorul elicoidal face alimentarea cu struguri: q = 0,083 kg/s = 0,3 t/h;

- unghiul de înclinare a paletelor elicoidale ( = 15- 18°).Practic această relaţie determină productivitatea zdrobitorului în funcţie de capacitatea de

producţie a paletelor de descărcare a ciorchinilor.

4.8.6.3. Consumul energetic la zdrobirea-dezciorchinarea strugurilor.

4.8.6.3.1. Consumul energetic pentru antrenarea arborilor zdrobitorului-dezciorchinător.Acest consum energetic este necesar în vederea învingerii rezistenţei la rotirea valţuriior şi la

separarea boabelor de ciorchini.Momentul de rezistenţă la rotirea valţurilor poate fi determinat ca o sumă.a două componente:

M = Md+Mfr , [N-m] (4.73)unde:Md - este momentul necesar învingerii rezistenţei la deformare a produsului;Mfr - momentul de rezistenţă la frecarea în lagăre, creat de greutatea valţuriior şi forţa de

împingere a produsului printre valţuri. Componenta Md se determină cu relaţia:

Md = Pi D sin /2 , [N-m] (4.74)în care:

Pi - este forţa de împingere, N; D - diametrul valţurilor, m;a - unghiul de antrenare între valţuri a produsului. Momentul de frecare în lagăre este dat de

relaţia:Mfr = dl [m] (4.75)

în care: - este coeficient de frecare în lagăre:

Gv - greutatea valţurilor; dl - diametrul lagărului, m.

4.8.6.3.2. Puterea de acţionare a zdrobitorului se determină cu relaţia:

Nz = [kW]-------------(4.76)

în care:n - este turaţia valţuriior sau turaţia medie a celor două valţuri, rot/min;

- randamentul transmisiei.Pentru calculul orientativ al puterii motorului electric de acţionare a valţurilor zdrobitorului poate

fi folosită şi relaţia empirică:N = 0,119D l n(120 dm+D

2)K (4.77)în care:

dm - este diametrul mediu al bobitei de struguri;K - coeficient în funcţie de proprietăţile fizico-mecanice ale strugurilor, profilul valţurilor

(pentru valţuri cilindrice K = 0,194 -0,338; pentru valţuri profilate, K =136 - 0,164);D, l, n- conform relaţiei (4.69).

4.8.6.3.3. Puterea consumată pentru separarea ciorchinilor poate fi determinată cu relaţia:

Nd =Qz a 10-3 , [kw] (4.78)

Qz - este productivitatea zdrobitoarelor, kg/s;

a - lucrul mecanic specific al dezciorchinătoarelor, [a = (82,4 -130,8)N m/kg].

3.7. UTILAJE PENTRU DEGERMINARE.3.7.1. Consideraţii generale.

Această operaţiune este folosită în mod uzual la prelucrarea porumbului. În felul acesta, se îmbunătăţeşte calitatea şi conservabilitatea crupelor pe de o parte, iar pe de altă parte, prin germeni se poate recupera peste 80% din conţinutul de ulei de calitate superioară.

Fabricarea crupelor din porumb degerminat reprezintă un procedeu care a cunoscut o mare dezvoltare ajungându-se ca întreaga cantitate de crupe destinate fondului pieţii să se fabrice din porumb degerminat.

Extinderea fabricării crupelor din porumb degerminat poate fi privită sub două aspecte şi anume:Aspectul economic care urmăreşte o valorificare superioară a porumbului prin extragerea germenilor folosiţi ulterior la

fabricarea uleiului comestibil şi a crupelor, in mai multe sortimente în mod simultan.Aspectul calitativ al crupelor obţinute şi contribuţia acestora la hrana populaţiei

In cazul grâului se procedează uneori la eliminarea învelişului şi a embrionului boabelor, operaţiune numită decorticare. Ea include predescojirea, descojirea, şlefuirea şi polizarea boabelor. Pe aceasta cale, folosind grâu sticlos, condiţionat în mod special aspectul fracţionării boabelor după mărime, a proprietăţilor aerodinamice, formei şi masei specifice, se fabrică arpacaşul.

Acelaşi proces de degerminare apare şi în cazul prelucrării orezului pentru consumul populaţiei.. În asemenea cazuri degerminarea are loc în cadru! unui proces complex de prelucrare numit decorticare, prezentat în cap. 3.8.

La fabricaţia malţului din orz destinat ca materie primă pentru fabricarrea berii apare, de asemenea, un proces de degerminare.

3.7.2. Degerminarea porumbului.După cum s-a arătat mai înainte, în vederea prelucrării industriale a porumbului în scopuri alimentare este necesară

degerminarea lui. Separarea germenului permite recuperarea unei părţi importante a uleiului conţinut în bob, prelungirea conservabilităţii prin prevenirea râncezirii şi eliminarea gustului neplăcut în produsele preparate obţinute din materii prime cu conţinut de ulei.

Operaţiunea de degerminare poate fi efectuată pe cale uscată, ori cu porumb supus condiţionării prealabile, iar în unele situaţii şi pe cale complet umedă. Metoda de degerminare aplicată depinde de scopul urmărit şi anume:- pe cale uscată, se efectuează când se urmăreşte obţinerea de mălai; pe această cale se separă circa jumătate din germenii conţinuţi; în schimb, fluxul tehnologic este mai simplu, numărul de utilaje necesare relativ scăzut şi costul de degerminare redus;- cu porumb condiţionat, denumită impropriu degerminare umedă; se reuşeşte astfel separarea practic completă a germenului şi recuperarea din acesta a peste 80% din uleiul conţinut în bob; această condiţie este impusă în cazul folosirii porumbului ca materie primă pentru produse expandate; uneori procesul implică şi o tratare termică cu abur;- prin înmuierea porumbului cu apă cu conţinut redus de dioxid de sulf, la temperatura de 50 oC, separându-se germenul integral, inclusiv învelişul şi alţi componenţi ai porumbului faţă de amidonul conţinut în bob; această tehnologie este aplicată la fabricarea amidonului din porumb.

Degerminarea uscată se efectuează cu maşini conice sau cilindrice, în care se roteşte un dispozitiv cu palete sau cu proeminenţe ce sfărâmă marginea bobului, operaţie urmată de separarea germenilor cu alte maşini ce funcţionează pe principiul diferenţei de masă specifică şi a însuşirilor aerodinamice.

1. Degerminatorul DDP - 712 (licenţă OCEIM), de construcţie românească, este de tip orizontal, etajat, pentru a ocupa un spaţiu mai redus.

Se compune din două mantale cilindrice (5) (fig. 3.225) prevăzute cu baretele (6) în care se găsesc rotoarele (3) cu barete metalice (4), fixate într-o poziţie înclinată faţă de generatoare, pentru a permite înaintarea boabelor în maşină.

Boabele sunt alimentate prin gura (1) şi distribuite în două fluxuri cu ajutorul clapetei (2), ajungând în spaţiul de lucru a! celor două mantale. Baretele ajută la sfărâmarea boabelor cu ajutorul rotorului, desfăcându-se germenii, predominând particulele mari, ce ajung la 1/4 din dimensiunile boabelor. Evacuarea amestecului zdrobit se face prin gura (7) sub formă de canal colector, ce primeşte produsele de la ambii cilindri, sub acţiunea masei dirijate prin intermediul clapetelor (8 şi 9). La capetele rotoarelor se găsesc flanşele (10) de închidere a suprafeţei active.

În partea superioară a maşinii se află racordul (12) pentru legătură cu aspiraţia centrală. Aceasta este ajutată de perforaţiile prevăzute în partea superioară a statorului. Fracţiunile grele de impurităţi, ce nu pot fi antrenate prin aspiraţie, se depun în pâlniile din partea de jos a maşinii (11). Gurile de evacuare a boabelor zdrobite sunt legate de aspiraţie prin canalul vertical (14), ce comunică cu gura (12).

Pentru protecţia mantalei cilindrului inferior faţă de căderile de produse din cilindrul superior există panourile (15). Fracţiunile de praf, uşor antrenate de aerul de aspiraţie, sunt depuse în parte în camera de detentă (16), de unde se evacuează sub acţiunea masei proprii prin deschiderea periodică a clapetei din canalul (17). Debitul aerului de aspiraţie este reglat cu ajutorul ventilatorului (13). Accesul în interiorul maşinii poate fi. efectuat prin intermediul uşiţelor (18).

Fig. 3.225 - Degerminator de tip DDP 712: 1 - gură de alimentare; 2 - clapetă; 3 - rotor; 4,6- barete metalice; 5 - manta cilindrică; 7 - canal colector pentru germeni şi spărturi; 8. 9-.clapele; 10-flanşă; 11-colector pentru deşeuri; 12-gură de racord

la aspiraţia centrală; 13 - ventil pentru reglare aer; 14 - canal vertical de aspiraţie. 15 - panou de protecţie; 16 - cameră de detentă; 17 - canal pentru colectare pulbere; 18 - uşiţă de vizitare.

În funcţie de caracteristicile materiei prime, productivitatea acestui degerminator este de 2,5...3,5 t/h, la o putere instalată de 7,5 kW, o turaţie a rotoarelor de 500 rot/mm şi un consum de aer de 18 m3 /min. Cilindrii au diametre de 700 mm şi lungimi active de 1200 mm. Dimensiuni de gabarit: 770 x 1040 x 2030 mm.

2. Degerminatorul tip M1AG se caracterizează printro construcţie verticală, sub formă de cilindru cu fund conic, prevăzut cu rotor cu palete: Statorul are în interior un perete dublu, perforat (4), (fig. 3.226), pe care sunt proiectate boabele sub acţiunea forţei centrifuge, fiind expuse acţiunii paletelor (3). Alimentarea porumbului are loc prin gura superioară (1), de unde este distribuit cu discul rotativ (2), pe spaţiul de acţiune al paletelor. Deplasarea porumbului în maşină se efectuează în spirală, de sus în jos, sub acţiunea forţei gravitaţiei. Evacuarea are loc prin gura (5) din partea inferioară.

,1 - gură de alimentare;m 2 - disc rotativ; 3 - paletă; 4 - manta perforată; 5 - gură de evacuare; 6 stuţ de aspiraţie; 7 - motor; 8 - variator de turaţie; 9 - carcasă

3. Degerminatorul conic orizontal (Beall Illinois - S.U.A) are suprafeţele de lucru desfăşurate pe o formă tronconică. Porumbul este debitat în maşină prin gura de alimentare (1) (fig. 3.227) de unde intră în zona de lucru dintre cele două suprafeţe (rotor- stator).

Rotorul are suprafaţa împărţită în cinci sectoare: primul sector aflată în zona punctului 1 prezintă pe o distanţă de câţiva centimetri proeminenţe paralele cu generatoarea rotorului, care iau sens elicoidal în sectorul următor, al doilea; sectorul al treilea este prevăzut cu proeminenţe discontinue în forma unor "măsele" dispuse elicoidal care sunt orientate apoi, paralel cu generatoarea rotorului în sectorul patru; sectorul cinci plasat în zona punctului 3 este prevăzut cu proeminenţe continue amintind de forma recţii dinţate, dispuse elicoidal, însă, în sens invers celui realizat în sectorul doi şi trei.

Statorul are suprafaţa interioară prevăzută cu proeminenţe uniforme de tip "măsele", cu excepţia unei porţiuni 10, aflată la partea superioară, care constitue o sită pentru circulaţia aerului. Boabele sunt antrenate şi presate între proeminenţele descrise, unde sub acţiunea acestora, se sfărâmă eliberând germenul din masa de endosperm. Totodată sub acţiunea primelor influenţe ale suprafeţelor de lucru, care sunt ceva mai puţi.-intense, înainte de sfărâmare se înregistrează o descojire a bobului. în final, după parcurgerea întregului traseu, rezultă un amestec de spărturi eterogen ca mărime, germeni şi particule de înveliş. După cum se vede partea de intrare a maşinii (2) are diametrul mai mic decât partea (3) de ieşire. Evacuarea produsului se face prin punctul (4) de la partea inferioară.

Rotorul maşinii este fixat pe axul (5), sprijinit în lagărele (6); pe el este fixată şi roata de antrenare (7). Totodată sub acţiunea primelor influenţe ale suprafeţelor de lucru, care sunt ceva mai puţi.-intense, înainte de sfărâmare se înregistrează o descojire a bobului. în final, după parcurgerea întregului traseu, rezultă un amestec de spărturi eterogen ca mărime, germeni şi particule de înveliş. După cum se vede partea de intrare a maşinii (2) are diametrul mai mic decât partea (3) de ieşire. Evacuarea produsului se face prin punctul (4) de la partea inferioară.

Rotorul maşinii este fixat pe axul (5), sprijinit în lagărele (6); pe el este fixată şi roata de antrenare (7).

7 1 2 10 3 5 6

Fig. 3.227 - Degerminatorul de porumb Beall Illinoios (SUA): 1- gura de alimentare; 2- zona de intrare; 3-zona de ieşire; 4- evacuarea produs; 5-ax; 6-lagăre; 7- roata de antrenare

4. Degerminarea porumbului în flux continuu pe cale umedă. În situaţia recuperării avansate a germenilor cu pierderi minime, se folosesc hidrocicloanele, montate în serie. Principiul de funcţionare se bazează pe diferenţa de densitate dintre germenii uşori şi apă, care este mai grea, cât şi a celorlalte particule ce sunt mai grele şi se depun pe fund. Separarea are loc pe principiul forţei centrifuge.

Degerminarea cu ajutorul hidrocicloanelor se aplică, în special, în industria amidonului, din porumb. Prezintă avantajul dimensiunilor reduse, a funcţionării igienice în circuit închis şi a randamentului ridicat de purificare a suspensiei, de impurităţile cu conţinut de ulei, respectiv de recuperare a germenilor.

Fig. 3 228 - Instalaţie de degerminare a porumbului cu hidrocicloane: 1 - moară cu ciocănele; 2 - bazin; 3 - pompă: 4 - hidrociclon; 5 - pompă; 6 - hidrociclon II; 7,8- site curbe; 9 - moară cu ciocănele; 10- bazin; 11 -

pompă; 12 - hidrociclon III: 13 - pompă; 14 - hidrociclon IV; 15 - moară cu ştifturi; 16 - bazin.

In mod uzual se efectuează degerminarea în două faze, dar cu colectarea germenilor într-o singură etapă, precum şi cu o mărunţire intermediară a porumbului. De la bazinele de înmuiere cu o soluţie slabă de acid sulfuros (circa 0,2%), porumbul ajunge în prima moară de măcinare umedă cu ştifturi (1) (fig. 3.228), măcinişul fiind colectat în bazinul (2). De aici, el este trimis cu pompa (3) în primul hidrociclon (4). Germenii uşori sunt evacuaţi din partea superioară a acestuia pe sitele curbe de deshidratare şi, de acolo, în uscătorul de germeni.

Fracţiunea grea părăseşte hidrociclonui prin partea inferioară, ajungând în pompa (5) şi, de aici trece în al doilea hidrociclon (6), apoi în sitele curbe (7 şi 8), pentru a t r e ce prin a doua moară cu ştifturi (9). Germenii recuperaţi din hidrociclonui (6) sunt returnaţi în bazinul (2) pentru o nouă separare.

Măcinişul cu suspensia de amidon de la moara (9) şi de la sitele curbe (7. şi 8), este colectat în bazinul (10) şi trimis în hidrociclonul (12). Fracţiunea grea separată ajunge, zra intermediul pompei (13), în hidrociclonui al patrulea. Germenii separaţi de la ultimele două hidrocicloane sunt retumaţi în bazinul (10). Suspensia de amidon ajunge din hidrociclonul (14), în moara cu ştifturi (15) şi de acolo, în bazinul (16) pentru a fi dirijat la desnisipare

3.7.3. Maşina de degerminat malţ uscatEste denumită incorect maşină de degerminat, fiind utilizată de fapt pentru curăţirea malţului de

radicele. Curăţirea este necesară pentru a nu transmite berii un gust neplăcut. Dacă eliminarea nu se efectuează imediat, îndepărtarea devine greoaie, din cauza higroscopicităţii radicelelor.

Fig. 3.229 - Maşina de degerminat malţ uscat: 1- gură de alimentare; 2 - sită oscilantă; 3 - bielă; 4 - pâlnie; 5 - gură de evacuare radicele; 6 - sistem de desprăfuire; 7 - ventilator; 8 - magnet; 9 - bătător cu

palete; 10- sită cilindrică; 11- colector; 12 - transportor elicoidal; 13 - gură de evacuare pentru radicele; 14 - gură de evacuare pentru malţ.

Efectul de curăţire se bazează pe secţiunea de batere a malţului cu un rotor cu palete, a frecării datorită diferenţei de turaţie între mantaua perforată şi rotor, cât şi a aspirării prafului degajat.

Malţul uscat este alimentat prin gura (1) (fig. 3.229), căzând pe o sită oscilantă (2), acţionată de biela (3). Sita asigură separarea radicelelor curate care se elimină cu ajutorul gurii (5), iar malţul precurăţit ajunge cu ajutorul pâlniei (4) în bătătorul cu palete (9) care se roteşte în sita cilindrică (10). Prin acţiunea combinată, a lovirii de către palete şi a frecării, prin diferenţa de turaţie dintre rotor şi manta, are loc curăţirea malţului de radicele. Acestea cad prin mantaua perforată în jgheabul de colectare (11), fiind evacuate din maşină cu ajutorul transportorului elicoidal (12). Malţul curăţit de radicele este antrenat de manta spre gura de evacuare (14). Sita de precurăţire este aspirată prin sistemul de desprăfuire (6) de către ventilatorul (7). Impurităţile feroase sunt reţinute de către magnetul (8).

Productivitatea este de 7 t/h, la o eficienţa de curăţire de 3...3,5%.3.7.4. Maşina de tăiat ţepi.

Această maşină serveşte pentru îndepărtarea ţepilor şi a altor impurităţi aderente de pe suprafaţa boabelor de cereale, în special a orzului. Efectul de tăiere se bazează pe frecarea boabelor de o manta semicilindrică, rifluită, cu ajutorul unor bare fixate pe un rotor.

Boabele sunt alimentate prin pâlnia (5) (fig. 3.230), căzând pe o clapetă de dirijare (4). Aceasta permite trecerea boabelor prin maşină sau scoaterea din circuit, în cazul când nu este necesară tăierea ţepilor. în continuare boabele ajung în spaţiul dintre mantaua semicilindrică rifluită (2) şi rotorul (3), fiind frecate şi lustruite, până când ajung în zona de terminare a mantalei, căzând în gura (6). O serie de bare fixate pe rotor în vederea efectuării operaţiei de tăiere, pot fi reglate, adaptându-se distanţa. în funcţie de dimensiunile boabelor de curăţit.

Pentru eliminarea prafului şi a implantaţilor uşoare, maşina este legată la instalaţia centrală de aspiraţie, prin intermediul gurii (7).

Fig. 3.230 - Maşina de tăiat ţepi: 1 - carcasă; 2 - manta semicilindrică; 3 - rotor; 4 - clapetă; 5 - gură de alimentare; 6 - gură de evacuare; 7 - gură de desprăfuire.

Liniile punctate din figură indică poziţia de comutare în vederea scurt - circuitării maşinii, în situaţia când boabele nu trebuie curăţite de ţepi.

Maşina de tip ME, fabricată în ţara noastră, are o productivitate de 5 t/h la un număr de 700 rot/min ale rotorului. Ea este acţionată de un motor de 2,2 kW.