iii utilajemaruntire

Uti laje pentru mărunţirea solidelor

III. UTILAJE PENTRU MĂRUNŢIREA SOLIDELOR

Utilajele pentru mărunţirea solidelor (maşinile de mărunţit) se clasifică în două mari grupe: maşini de tăiat şi maşini de mărunţit propriu-zise (tabelul III.1).

Tabelul III.1 – Clasificarea utilajelor pentru mărunţirea solidelor

Criteriul de clasificare

Utilizare Denumiri / Caracteristici*)

1 2 3Maşini de mărunţit propriu – zise

Gradul de mărunţire al materialului

Concasare primarăm = 3 – 4 D = 1500 – 300 mmd = 300 – 100 mm

Concasare secundarăm = 5 – 7D = 100 – 25 mmd = 25 – 5 mm

Măcinarea materialelor dure:

Măcinare grosierăm = 10D = 5 – 0,8 mmd = 0,5 – 0,8 mm

Măcinare finăm = 15D = 1,2 – 0,15 mmd = 0,06 – 0,01 mm

Dezintegrarea materialelor moi:

Dezintegrare grosierăm = 20D = 12,5 – 1,7 mmd = 0,6 – 0,08 mm

Dezintegrare finăm = 50D = 4 – 1,5 mmd = 0,1 – 0,01 mm

1

Prof.Dr.Ing. Teodor–Ioan TraşcăUTILAJE ÎN INDUSTRIA ALIMENTARĂ

1 2 3Viteza relativă a

organului de mărunţire

Viteză relativă micăViteză relativă medieViteză relativă mare

Principiul de funcţionare şicaracteristicileconstructive

Concasoare Concasoare cu fălciMori cu cilindri

Mori chiliene

Mori prin lovire

Mori cu ciocaneMori cu bileDezintegratoareMori cu discuri

Maşini de tăiat

Tipul cuţitului

Cu cuţite – discCu cuţite planeCu cuţite steaAlte tipuri de cuţite

Mărimea bucăţilor tăiate

Pentru bucăţi mari Fierăstraie: lamă, disc, bandă, circular

Pentru bucăţi medii Maşini cu cuţite şi sităPentru bucăţi mici Volfuri, maşini de tăiat

cuburiPentru tăierea fină (tocare)

Cutere, mori coloidale, mori cu bile, etc.

Construcţia şi modul de montare a

cuţitelor

Cu cuţite montate pe discuri rotative

Cuţite plane de diferite forme

Centrifugale (cu cuţite plane)Cu cuţite montate pe arbori rotativi

Fierăstrău circular pentru tăiat legume

Cu cuţite disc CuterulCu cuţite plane de diferite forme

Fierăstrăul plat (lamelar)

Cu cuţite stea VolfulCu mai multe tipuri de cuţite

Maşina de tăiat slănină

*) Notaţii: m [-] – grad de mărunţire;D [mm] – mărimea iniţială a particulei;d [mm] – mărimea finală a particulei.

2


III.1. Mori cu cilindri

Morile cu cilindri au ca şi organ principal de lucru tăvălugi de formă cilindrică – valţuri. Aceştia lucrează în pereche şi se caracterizează prin:

- rotaţie în sensuri contrare unul faţă de celălalt;- viteze diferite de rotaţie;- suprafeţele laterale netede sau rifluite.La tăvălugii cu suprafeţe netede, măcinarea se

realizează prin strivire la presiune constantă. Acest caz corespunde, pentru materialele moi, operaţiei de aplatizare (de exemplu la obţinerea paietelor pentru extracţie în industria uleiului, la obţinerea fulgilor de cereale, la degerminare).

La tăvălugii cu suprafeţe rifluite, măcinarea se realizează prin strivire şi tăiere sau rupere. Riflurile sunt crestături pe suprafaţa tăvălugilor, cu scopul de a desface mai uşor miezul boabelor de înveliş. Valţul dotat cu tăvălugi rifluiţi se foloseşte la mărunţirea propriu-zisă şi realizează patru operaţii principale:

- şrotare – fragmentarea particulelor mari în particule mai mici, cu evitarea obţinerii de pulbere;

- desfacere – desprinderea anumitor fracţiuni;- măcinare – mărunţirea fină propriu-zisă;- aplatizare – laminarea particulelor.Tăvălugii pereche se rotesc cu viteze diferite: tăvălugul

care se roteşte mai repede se numeşte tăvălug rapid, iar cel care se roteşte mai încet – tăvălug lent.

Riflul (figura III.1) se caracterizează prin două suprafeţe de lucru: spate (S = mn) şi tăiş (T = np). Vârful şi fundul canalului riflului sunt rotunjite, primul pentru a nu se ştirbi, al doilea pentru a nu se înfunda.

Alte mărimi geometrice caracteristice ale riflului sunt pasul (t) şi numărul de rifluri pe unitatea de lungime de circumferinţă a tăvălugului.

3


Figura III.1 – Schema riflului

Pentru a genera o multitudine de puncte active de frecare, respectiv tăiere, riflurile sunt înclinate faţă de generatoare cu 10º-20, această înclinare numindu-se drall. În figura III.2 se prezintă poziţiile relative ale riflurilor perechii de tăvălugi, iar în figura III.3 – fazele trecerii bobului de grâu prin valţurile de măcinare:

T/T – varianta “tăiş pe tăiş” (“muchie pe muchie”): în momentul când bobul ajunge în spaţiul de lucru (zona de sfărâmare), riflurile de pe suprafaţa tăvălugului rapid şi de pe suprafaţa tăvălugului lent pătrund în bob. Efectul de tăiere este maxim.

S/S – varianta “spate pe spate”: boabele sunt strivite la început parţial, apoi din ce în ce mai accentuat, pe măsură ce tăvălugul rapid avansează.

T/S – varianta “tăiş pe spate” (“muchie pe spate”): muchia riflului de pe tăvălugul rapid intră în bob şi îl transportă în sensul de rotire al tăvălugului. Prin apăsarea spatelui riflului de pe tăvălugul lent se produce apăsarea şi strivirea bobului.

S/T – varianta “spate pe tăiş” (“spate pe muchie”): muchia riflului de pe tăvălugul lent pătrunde în bob datorită presiunii exercitate de spatele riflului de pe tăvălugul rapid şi pe măsură ce acesta avansează, celălalt tăvălug continuă să reţină o parte din bob. Partea ruptă din bob se deplasează pe spatele tăvălugului rapid.

4


Figura III.2 – Poziţiile relative ale riflurilor tăvălugilor pereche

Figura III.3 – Fazele trecerii bobului de grâu printre valţurile de măcinare

5


În figura III.4 se prezintă schema constructiv – funcţională a valţului dublu automat clasic utilizat în industria morăritului, cu următoarele componente:

1 – tub de alimentare cu material2 – mecanism de cuplare şi decuplare a tăvălugilor3 – dispozitiv pentru uniformizarea fluxului de alimentare4 – tăvălugi de alimentare5 – plăci de dirijare a produsului6 – tăvălugi de măcinare7 – dispozitiv de curăţare a tăvălugilor8 – tremie de evacuare pentru produs măcinat.

Figura III.4 – Schema valţului dublu automat clasic

Modul de lucru al valţului dublu automat este următorul: de la un sistem de acţionare se pun în mişcare de rotaţie tăvălugii de alimentare (4) şi cei măcinători (6). Materialul care trebuie măcinat se alimentează în utilaj prin tubul transparent (1). Datorită greutăţii proprii, materialul acţionează asupra mecanismului pentru cuplarea şi decuplarea valţului (2).

6


Dispozitivul (3) de deasupra tăvălugilor de alimentare uniformizează fluxul de material şi îl trimite pe plăcile de dirijare (5) şi de aici între tăvălugii de măcinare (6). Pentru ca măcinarea să se desfăşoare în condiţii optime, tăvălugii sunt curăţaţi continuu cu ajutorul unor dispozitive (7). După măcinare, produsul finit se evacuează prin tremia (8).

În tabelul III.2 se dă un exemplu de caracteristici tehnice.

Tabelul III.2 – Caracteristici tehnice ale valţului tip VDA – 1025 Caracteristici Valori

Dimensiunile tăvălugilor [mm]:- lungime- diametru

1000250

Turaţiile tăvălugilor [rot/min]:- şrotuire- desfacere- măcinare

350 – 400500

250 – 300 Viteze periferice ale tăvălugilor [m/s]:- şrotuire- desfacere- măcinare

4,6 – 5,256,55

3,3 – 3,9Raportul turaţiei tăvălugilor:- şrotuire- desfacere- măcinare

1 : 2,51 : 1,91 : 1,2

Dimensiunile roţii de curea [mm]:- diametru- lăţime

450125

Dimensiuni de gabarit [mm]:- lungime- lăţime- înălţime

201016251830

Masa netă [kg] 3900

În figura III.5 se prezintă un mod de combinare a unei mori cu alte instalaţii conexe. În acest caz între perechile de tăvălugi este intercalat un pachet de site.

7


Din punct de vedere constructiv – funcţional, o astfel de moară se compune din:

1 – buncăr de material2 – pâlnie de alimentare cu material3, 9 – distribuitoare de material4, 5, 10 – perechi de tăvălugi măcinători7, 8 – site11 – guri de evacuare pentru produsul măcinat şi sortat.

Figura III.5 – Schema morii tip Maltomat, cu tăvălugi şi site

Modul de lucru al acestei mori este următorul: materialul formează în buncărul (1) un mic depozit, de unde este alimentat prin pâlnia (2) pe distribuitorul (3). Astfel, materialul de măcinat ajunge la prima etapă de măcinare (M), trecând peste cele două perechi de tăvălugi (4), (5). Produsul de măcinare ajunge pe

8


sitele vibratoare (7), (8) unde are loc operaţia de sitare (cernere) (S), rezultând trei fluxuri de materiale diferite (12), (13), (14). Unul dintre ele (13) se supune unei noi măcinări fine (M), prin trecerea printre tăvălugii de măcinare (10). În final, cele trei fracţiuni rezultate se evacuează prin guri de evacuare (grătare) (11).

III.2. Mori cu ciocănele

Morile cu ciocănele realizează măcinarea materialului prin lovire (măcinare prin impact). Acest tip de măcinare se recomandă pentru măcinarea materialelor cu umiditate sub 15%. Organul de lucru al acestor mori sunt ciocănelele, cu formele prezentate în figura III.6.

Figura III.6 – Tipuri de ciocănele

Ciocănelele sunt dispuse pe un rotor şi pot avea efect de lovire (figura III.7a) sau de tăiere (figura III.7b).

9


a

b

Figura III.7 – Efectele acţiunii ciocănelelor

În figura III.8 sunt prezentate schematic cele trei tipuri de operaţii particulare care se realizează cu morile cu ciocănele: spargere (figura III.8a), măcinare fină (figura III.8b), măcinare grosieră (figura III.8c).

a b c

Figura III.8 – Scheme ale operaţiilor de măcinare cu mori cu ciocănele

În figura III.9 se prezintă schema constructiv – funcţională a morii cu ciocănele. Se deosebesc următoarele componente:

10


1 – pâlnie de alimentare cu material2 – carcasă3 – placă de spargere4 – rotor cu ciocănele5 – sită6 – pâlnie de evacuare pentru produsul măcinat.

Figura III.9 – Schema morii cu ciocănele

Modul de funcţionare al acestei mori este următorul: de la un sistem de acţionare se antrenează în mişcare de rotaţie rotorul cu ciocănele (4), până când ajunge la turaţia de regim. (circa 3000 rot/min). Materialul ce trebuie măcinat se alimentează în interiorul carcasei (2) printr-o pâlnie (1), la debit constant. În interiorul camerei de măcinare, materialul se izbeşte de rotorul cu ciocănele (4) şi apoi de placa de spargere (3), producându-se astfel mărunţirea. După ce s-a atins granulaţia dorită, produsul măcinat trece printr-o sită (5) şi apoi se evacuează printr-o pâlnie (6), iar refuzul de pe sită se reprelucrează.

11


În tabelul III.3 se dă un exemplu privind caracteristicile tehnice ale unei astfel de mori cu ciocănele.

Tabelul III.3 – Caracteristici tehnice ale morii de condimente – exempluCaracteristici Valori

Productivitate [kg/h] 25 – 100Putere instalată [kW] 3Turaţia motorului [rot/min] 3000Număr de ciocănele -Diametru ochiurilor sitei [mm] 0,8; 2,5Dimensiuni de gabarit [mm x mm x mm]

750 x 380 x 600

Un alt exemplu de moară care lucrează prin lovire, utilizată pentru măcinare fină, se prezintă în figura III.10. Din punct de vedere constructiv – funcţional, moara se compune din:

1 – sită2 – gură de evacuare pentru produs măcinat3 – rotor vertical cu palete orizontale4 – pâlnie de alimentare cu material5 – pâlnie de alimentare cu aer.Modul de lucru al acestei mori este următorul: printr-o

gură de alimentare (5), se suflă un curent de aer în interiorul maşinii. Materialul de măcinat se alimentează printr-o pâlnie (4) şi este antrenat de către aer într-un curent ascendent. Materialul ajunge astfel în interiorul maşinii de mărunţit şi urcă într-un curent în spirală. În interiorul maşinii de mărunţit se roteşte un rotor cu palete (3) antrenat în mişcare de către un sistem de acţionare. Intensitatea curentului de aer şi material creşte, şi datorită lovirii materialului de sine şi de paletele orizontale ale (3) se produce mărunţirea. Produsul măcinat trece printr-o sită (1), după care se evacuează din utilaj prin gura (2). Refuzul de la sită se reintroduce la măcinare.

12


Figura III.10 – Schema morii cu rotor cu palete pentru măcinare fină

III.3. Mori cu bile

Morile cu bile lucrează prin frecare şi lovire, la turaţie relativ redusă, realizând un grad mare de mărunţire. Se obţin astfel produse măcinate fin.

Corpurile de măcinare al acestor maşini sunt nişte bile, realizate din materiale dure (oţel dur, porţelan) şi de diferite forme şi dimensiuni (de obicei bile sferice, dar şi cuburi, cilindri, bare, corpuri ovoidale, elipsoidale).

Acest tip de mori se utilizează pentru măcinarea condimentelor negrase, pepsinei etc.

Din punct de vedere constructiv – funcţional, o moară cu bile (figura III.11) se compune din:

1 – tambur2 – plăci de spargere din oţel dur

13


3 – bile4 – tambur din tablă perforată5 – sită fină6 – table curbate7 – pâlnie de evacuare pentru produs măcinat.

Figura III.11 – Schema morii cu bile

Modul de lucru al unei astfel de mori este următorul: materialul de măcinat se alimentează în interiorul tamburului (1) aflat în mişcare de rotaţie de la un sistem de acţionare. În timpul rotirii tamburului cu materialul şi organele de măcinare – bilele (3) – în interiorul său se produce măcinarea, până în momentul în care produsul măcinat poate trece prin fantele dintre plăcile de spargere (2), prin găurile din tabla perforată (4) şi prin ochiurile sitei (5). Refuzul de pe tabla perforată (4) şi de pe sită (5) se readuce în spaţiul de măcinare de către tablele curbate (6). La final, produsul măcinat se evacuează printr-o pâlnie (7).

În figura III.12 sunt redate poziţiile încărcăturii în morile cu bile, corespunzătoare turaţiilor crescânde ale tamburului.

14


La turaţii mici (a, b), încărcătura cu bile şi materialul supus mărunţirii alunecă ca un tot pe suprafaţa interioară a tamburului. Măcinarea nu se produce decât într-o măsură foarte mică, datorită frecării dintre material şi bile.

La turaţii mai mari (c, d), bilele însoţesc tamburul până la o anumită înălţime, după care cad şi lovesc materialul. Este acţiunea cea mai eficace a morii.

La turaţii foarte mari (e), forţa centrifugă depăşeşte greutatea bilelor, acestea nu mai cad şi acţiunea de măcinare încetează.

a b c d e

Figura III.12 – Poziţiile încărcăturii în morile cu bile

Pentru ca bilele să se desprindă la un moment dat de pe peretele tamburului şi să cadă pe material pentru a-l lovi şi astfel a-l mărunţi, turaţia tamburului (n) trebuie să îndeplinească condiţia:

unde D [m] reprezintă diametrul tamburului.Eficienţa măcinării este maximă pentru un unghi de

desprindere a bilelor de 35° faţă de orizontală. Diametrul bilelor (d) trebuie să îndeplinească condiţia:

15


Gradul de umplere al tamburului cu bile se recomandă între 30% şi 35%.

III.4. Mori cu discuri

Morile cu discuri funcţionează pe principiul lovirii produsului cu ajutorul unor cuie sau bare metalice.

Din punct de vedere constructiv – funcţional, moara (figura III.13) se compune din:

1, 3 – discuri2 – bare / cuie4 – carcasă5 – sistem de acţionare6 – sită7 – pâlnie de evacuare pentru produs măcinat8 – pâlnie de alimentare cu material.Modul de lucru al acestui tip de moară este următorul:

materialul de măcinat se alimentează printr-o pâlnie (8) în interiorul carcasei (4), în care discurile (1), (3) sunt antrenate în mişcare de rotaţie de la un sistem de acţionare (5). Datorită rotaţiei discurilor, materialul este lovit de barele de mărunţire (cuie) (2) şi apoi proiectat pe suprafaţa interioară a carcasei, de unde cade la partea inferioară peste sita (6) pentru separarea părţilor de dimensiuni foarte mici. Cernutul din sita (6) se evacuează ca şi produs măcinat prin gura (7), iar refuzul este reprelucrat.

16


Figura III.13 – Schema morii cu discuri

III.5. Maşini de tăiat

Maşinile de tăiat se utilizează cu precădere în industria cărnii şi produselor din carne, deosebindu-se următoarele tipuri pentru tăiat în bucăţi mari:

- fierăstrăul mobil lamelar;- fierăstrăul electric mobil circular pentru despicat

carcase;- fierăstrăul electric mobil lamelar pentru tăiat costiţă;- fierăstrăul electric circular pentru tăiat oase;- maşina de deşoricat;- maşina de decalotat.

17


În figura III.14 se prezintă schema fierăstrăului mobil lamelar, cu următoarele componente:

1 – carcasă2 – articulaţie3 – suport pentru pânza de tăiat4 – sistem bielă – manivelă5 – pânza de tăiat6 – capăt liber.

Figura III.14 – Schema fierăstrăului mobil lamelar

Un astfel de fierăstrău are o productivitate de 70 carcase pe oră, în condiţiile unei puteri instalate de 1,7 kW.

Pentru tăierea oaselor se utilizează un fierăstrău circular staţionar (figura III.15), compus din:

1 – sistem de gresare a pânzei de tăiere2 – apărătoare 3 – sistem de presare4 – placă apărătoare5 – carcasă6 – pânză – disc de tăiere.

18


Figura III.15 – Schema fierăstrăului circular staţionar

Pentru tăierea în bucăţi medii şi mici se utilizează (industria cărnii, industria conservelor vegetale, industria zahărului):

- volful pentru mărunţirea (tăierea) grosieră a cărnii;- maşina de tocat carne;- concasorul de oase;- maşina de tăiat cuburi;- maşina de tăiat legume;- maşina de tăiat vârfurile la păstăi de fasole;- maşina de tăiat păstăi de fasole;- maşina de tăiat sfeclă de zahăr.

Volful este maşina de mărunţit grosier carne ce are ca şi organ de lucru principal un sistemul de tăiere cu cuţite şi site. Cuţitele au forme de cruce, cu tăiş pe o parte sau pe ambele părţi, sau cu cuţit dublu lamelar în cazul în care se utilizează la mărunţirea oaselor.

19


Din punct de vedere constructiv – funcţional, maşina pentru mărunţirea cărnii, tip „volf”, se compune din:

- transportor cu şnec de alimentare cu materie primă (carne);

- transportor cu şnec de presare a cărnii spre mecanismul de tăiere;

- mecanismul de tăiere a cărnii, compus din perechi de site metalice şi cuţite cu aripioare.

În figura III.16 se prezintă posibilităţile de asamblare pentru diferite opţiuni de mărunţire grosieră a cărnii, pe anexa de tocat carnea, iar în tabelul III.4 – caracteristicile tehnice specifice ale acestor maşini. Din punct de vedere constructiv – funcţional, maşina de tocat se compune din

1, 3, 7, 9 – site cu orificii de diferite dimensiuni2, 10 – inele distanţiere 4 – cuvă de alimentare5 – ax şnec6 – cuţit dublu8 – cuţit simplu11 – piuliţă de strângere12 – corp metalic.

Figura III.16 – Schema anexei de tocat carne

20


Tabelul III.4 – Caracteristici tehnice ale anexei de tocat carneCaracteristici Valori

Diametru site [mm] 100 – 285 Diametru orificii site [mm] 2 – 25 Turaţie transportor de antrenare [rot/min]

150 – 300

Turaţie melc alimentare [rot/min]

15 – 130

Putere motor antrenare [kW] 10 – 33 Turaţie motor antrenare [rot/min]

970 – 1500

Pentru tăierea fină (tocare), în industria cărnii se utilizează cuterele, obţinând bradtul şi compoziţia de prospături. De asemenea se mai pot utiliza cuţite şi site, mori coloidale.

În figura III.17 se prezintă schema unui astfel de cuter, tip MATOCUT – 100. Pentru a distinge părţile componente, în figura III.17a se prezintă schema cinematică, iar în figura III.17b o vedere generală a maşinii. Din punct de vedere constructiv – funcţional, se deosebesc:

1 – sistem de acţionare (motoreductor)2 – taler3 – disc de evacuare pentru produs tocat4 – capac5 – cuţite6 – ax pentru cuţite7 – curele trapezoidale8 – variator de turaţie9, 11 – electromotoare10 – angrenaj melcat12 – batiu.

21


Figura III.17 – Cuterul (schemă cinematică şi vedere generală)

În tabelul III.5 se prezintă caracteristicile tehnice ale cuterului MATOCUT – 100.

Tabelul III.5 – Caracteristici tehnice ale cuterului MATOCUT – 100 Caracteristici Valori

Capacitate de prelucrare [kg / şarjă]

90

Capacitate taler [l] 100Număr cuţite [buc.] 4; 6; 8Putere instalată [kW] 19,5 / 24,5Turaţie taler [rot/min] 9 / 18Turaţie cuţite [rot/min] 1500 / 3000Dimensiuni gabarit [mm x mm x mm]

2060 x 1300 x 1405

Masa [kg] 1414

Pentru mărunţirea foarte fină sau emulsionare se utilizează maşini de mărunţit fin, prevăzute cu mecanisme cuţit – sită sau rotor – stator.

22


Mărunţirea foarte fină utilizează sistemul de mărunţire rotor – stator, cum este cazul morilor coloidale, prevăzute cu dinţi pentru operaţiile de tăiere, frecare, omogenizare.

Principiul mărunţirii foarte fine constă în generarea de oscilaţii de înaltă frecvenţă (15 kHz), funcţie de capul de mărunţire şi turaţia rotorului.

23

iii utilajemaruntire

Documents