Download - Tema 02 2 Sitele
Instalaţiile de cernere a făinii
1. Suprafeţe de cernere;2. Maşini de cernut făina;3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere;4. Calculul maşinilor de cernut făina.
1. Suprafeţe de cernere
Suprafeţele de cernere pot fi clasificate în funcţie de diferiţi criterii:
forma geometrică a suprafeţei;
poziţia axului de acţionate;
mişcarea imprimată suprafeţei;
materialul din care este confecţionată suprafaţa de cernere.
1. Suprafeţe de cernere
În funcţie de forma geometrică a sitei se deosebesc:
suprafeţe plane;
suprafeţe cilindrice;
suprafeţe hexagonale;
suprafeţe conice;
suprafeţe paraboloidale, etc.
În funcţie de mişcarea imprimată suprafeţei de cernere se întâlnesc:
suprafeţe de cernere fixe;
suprafeţe de cernere cu mişcare de rotaţie plană;
suprafeţe cu mişcarea circulară;
suprafeţe de cernere cu mişcarea de vibraţie .
1. Suprafeţe de cernere
În funcţie de poziţia axului de acţionare se clasifică în:
suprafeţe de cernere cu ax vertical;
suprafeţe de cernere cu ax orizontal.
1. Suprafeţe de cernere
În funcţie de materialul din care este confecţionată suprafaţa de cernere:
site metalice;
site din textil;
din mătase naturală;
din capron.
1. Suprafeţe de cernere
Sitele metalice
Sunt confecţionate din:
sârmă de oţel zincat,
sârmă de oţel cupru,
sârmă de oţel bronz sau bronz fosforos
foi de metal prin ştanţare.
În general ele se folosesc la cernerea refuzurilor, adică al particulelor cu mult înveliş, care ar provoca uzura prea rapidă a sitelor textile şi nu sunt indicate la cernerea făinurilor şi grişurilor, deoarece au o suprafaţă aspră, iar ochiurile nu sunt uniforme din cauza îndoiturii sârmei.
Avantajele mătăsurilor se manifestă prin:
•elasticitate înaltă;
•rezistenţă înaltă;
•nu percepe căldura eliminată se produsul supus cernerii;
•posedă o suprafaţă netedă.
Dezavantajele sitelor de mătase sunt:
•uzura relativ rapidă în rezultatul acţiunii particulelor măşcate;
•la umidităţi ale aerului 10...13 % mătasea poate absoarbe până la 30 % umiditate mărindu-se în diametru şi ca rezultat, micşorând dimensiunile ochiului sitei;
•durata de funcţionare este de numai 6 luni
1. Suprafeţe de cernere
Sitele din mătase naturală
Avantajele sitelor din capron:
•umiditatea aerului şi a produsului nu influenţează parametrii sitei;
•rezistenţa capronului este mult mai mare ca a mătăsurilor şi deci, se pot folosi fibre mai subţiri ce permite mărirea ariei secţiunii vii.
•durata de exploatare a sitelor de capron este de trei ori mai mare ca cea de mătase iar sine costul este de 3…4 ori mai mic.
Dezavantajul principal este încălzirea de la căldura eliminată de către produsul supus cernerii şi ca rezultat, modificarea dimensiunilor orificiilor sitei
1. Suprafeţe de cernere
Sitele din mătase naturală
2. Maşini de cernut făina
Sita plană
7
6
5
4
3
2
1
8 9 1 0
11
1 2
1 3
1 – cutie colectoare; 2 – arbore; 3 – tub flexibil; 4 – balast; 5 – arbore cotit; 6 – rulmenţi; 7 – sită; 8 – canal de aspiraţie; 9 – caroserie; 10 – racord; 11 – tije, 12 – motor electric; 13 – transmisie prin curea trapezoidală.
2. Maşini de cernut făina
Buratul piramidal
1 2 3 4 5 6
9 8
10 71 – racord; 2 – melc; 3 – tambur; 4 – arbore; 5 – spiţă; 6 – corp; 7 – scut; 8 – magneţi; 9 – şnec; 10 – lagăre de alunecare.
2. Maşini de cernut făina
Cernător cu sită cilindrică fixă
2
1
3
5
6
11
128
4 910
16
b)
1315
14
a)
1 – buncăr; 2 – reşou de protecţie; 3 – şnec; 4 – site centrifugale; 5 – separator de impurităţi metalice; 6 – mecanism de acţionare; 7 – elice; 8 – sită cilindrică; 9 – palete verticale; 10 – ghidaje înclinate; 11 – con; 12 – sită cilindrică; 13, 14 – semicilindri; 15 – manta;16 – acumulator.
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita plană
Deplasarea relativă a materialului pe sita plană se asigură imprimând sitei o mişcare oscilatorie cu ajutorul unui mecanism de bielă-manivelă sau al unui mecanism cu excentric.
Regimul de funcţionare al sitei trebuie să imprime materialului o mişcare relativă corespunzătoare care să îndeplinească cerinţele unei bune separări.
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita plană
În funcţie de regimul cinematic al sitei, materialul de pe suprafaţa acesteia se poate găsi în una din următoarele situaţii:
repaus relativ – materialul nu se deplasează pe suprafaţa sitei;
deplasare relativă fără desprindere – materialul se deplasează pe sită (numai în sus, numai în jos sau în ambele sensuri)
ramânând în contact permanent aceasta;
deplasare relativă cu desprindere - materialul se deplasează pe sită (numai în sus, numai în jos sau în ambele sensuri) cu desprindere doar la unul din sensurile de deplasare;
desprindere de pe suprafaţa sitei – Materialul nu se deplasează pe sită, ci numai se desprinde de aceasta.
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita plană
Mişcarea relativă care asigură desfăşurarea eficientă a procesului de separare pe sită este cel de deplasare relativă în ambele sensuri fără desprindere.
Totodată materialul de pe sită trebuie să aibă o mişcare de înaintare către capătul opus alimentării, pentru a permite evacuarea refuzului. Cu acest scop sitele sunt instalate înclinat, cu un unghi de înclinate mai mic de cât unghiul de frecare dintre particule şi sită
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita plană
Capacitatea sitei plane. Capacitatea de cernere a sitelor plane este dependentă de:
suprafaţa de cernere, viteza lineară a sitei, amplitudinea oscilaţiilor sitei, grosimea stratului de făină pe sită, numărul sitei şi de proprietăţile fizice ale făinii. De aceea la determinarea capacităţii sitelor plane se foloseşte relaţia:
qFQ
în care F este aria sitei, în m;q – capacitatea specifică a sitei, în kg/(m2s);
– coeficient de utilizare a ariei sitei.
(1)
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
F f
F O
G
NO
R
R X
G s inG s in
G c o s
F s inO
F c o sO
Sita hexagonală (buratul)
O particulă de material aflată pe suprafaţa de separare hexagonală în mişcare de rotaţie cu viteza unghiulară w faţă de axa orizontală (fig.3.7), este acţionată de forţele:
•greutatea proprie a particulei (G=mg);
•forţa centrifugală (F0=mRX2);
•reacţia suprafeţei de separare (N);
•forţa de frecare (Ff=fN).
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
F f
F O
G
NO
R
R X
G s inG s in
G c o s
F s inO
F c o sO
Sita hexagonală (buratul)
0sinsin fo FFG
Unghiul dintre raza de poziţionare a particulei RX şi apotema hexagonului R este b.
Pentru ca particula să alunece pe sită, astfel încât să fie posibilă separarea, trebuie îndeplinită condiţia:
în care este unghiul de înclinare al sitei.
(2)
xR
coscos 2xRg
GGN
Reacţia N se determină din echilibrul forţelor pe direcţia lui RX
(3)
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
F f
F O
G
NO
R
R X
G s inG s in
G c o s
F s inO
F c o sO
Sita hexagonală (buratul)
(4)
tgf
f
R
g
cossin
,
Ţinând seama de faptul că RX=R/cos, se obţine expresia vitezei unghiulare a sitei care asigură alunecarea (mişcarea relativă) a particulei în poziţia iniţială:
6
2
58,06 tg
58,0
1max
fR
g
58,0
1
2
1max
fR
gn
Poziţia limită la care este posibilă cernerea este:
şi
Atunci, viteza unghiulară maximă pentru suprafeţe de separare hexagonale cu mişcare de rotaţie:
58,0
1max
fR
g (5)
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
F f
F O
G
NO
R
R X
G s inG s in
G c o s
F s inO
F c o sO
Sita hexagonală (buratul)
(4)
,
58,0
1max
fR
g
58,0
1
2
1max
fR
gn
spm qLDQ
Capacitate de lucru a unei site hexagonale sau cilindrice se poate determina, cunoscând dimensiunile sitei şi încărcarea specifică a acesteia qsp (kg/m2.h), cu relaţia:
în care Dm este diametrul mediu al sitei, în m;L – lungimea sitei, în m.
Diametrul Dm pentru sita hexagonală este egal cu:
Dm = R(1+2/3),
pentru sita cilindrică:
Dm = 2R
(R – apotema, respectiv raza, sitei).
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita cilindrică verticală
fmgrm 2
n 2
r
gfn
2
Forţa centrifugală, necesară pentru asigurarea procesului de cernere trebuie să depăşească forţa de frecare, care frânează această deplasare:
în care m este masa particule de făină, în kg;w – viteza unghiulară a melcului sau sitei, în s-1;r – raza sitei, în m;f – coeficient de frecare a făinii de suprafaţa melcului sau a sitei;g – acceleraţia căderii libere, în m/s2;
Dacă de înlocuit viteza unghiulară cu relaţia
în care n este turaţia melcului sau a sitei, în s-1.
(5)
(6)
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita cilindrică verticală
00FQ
Capacitatea de cernere a sitei cilindrice verticale. Se determină cu formula tradiţională de calcul a productivităţii:
în care F0 este aria secţiunii vii a sitei, în m2;u0 – viteza de trecere a făinii prin sită, în m/s;r – densitatea făinii, în kg/m3;j – coeficient de utilizare a ariei secţiunii vii a sitei.
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita cilindrică verticală
svDHkF 0
20 1
2 alkrn
Aria secţiunii se determină cu formula:
în care D este diametrul sitei, în m;H – înălţime sitei, în m;ksv – coeficientul secţiunii vii, în suprafeţele de cernere ale sitelor
pentru făină coeficientul secţiunii vii este de 0,5...0,8.
Viteza de trecere a particulelor de făină prin sita cilindrică verticală se determină ca componenta normală a vitezei deplasării particulei sub acţiunea forţei centrifugale:
în care kal este coeficientul de alunecare a particulelor pe suprafaţa sitei. kal =0,5...0,8.
(8)
(7)
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita cilindrică verticală
(8)
21
3210
NNNN
Puterea motorului electric al sitei cilindrice (N0, în W) se determină cu formula:
în care N1 este puterea necesară pentru depăşirea forţelor de frecare dintre făină şi suprafaţa de cernere; în W;
N2 – puterea necesară pentru melcului de ridicare a făinii în camera de lucru, în W;
N3 – puterea necesară pentru acţionarea elicei din buncăr, în W.
h1 – randamentul mecanismelor sitei;
h2 – randamentul motorului electric.
3. Noţiuni teoretice ale procesului de cernere
Sita cilindrică verticală