1.Tema proiectului

Să se proiecteze şi să se stabilească schema tehnică pentru o moară de

porumb cu degerminare cu capacitatea de 70 t / 24h pentru pentru mălai extra şi

superior extracţie totală 80% şi masa hectolitrică a porumbului 78 kg / hectolitru.

1

2. Caracterizarea materiei prime

2.1. GeneralităţiPorumbul este una dintre cele mai importante plante de cultură din lume.Cultura porumbului ocupă locul trei dintre plantele agricole cultivate pe toate

continentele. Faţă de celelalte cereale, pe lângă producţia ridicată la hectar (până la 5000 kg boabe la ha), porumbul prezintă o rezistenţă sporită la secetă,la boli şi intemperii.

Boabele de porumb se folosesc pe scară largă în alimentaţia omului, în industrie ca materie primă şi în furajarea animalelor.

Făina de porumb obţinută din boabele de porumb, este folosită la prepararea unor produse alimentare cu valoare nutritivă ridicată. De asemenea, boabele de porumb se utilizează ca materie primă în industria alcoolului rafinat, a amidonului, a dextrinei şi glucozei, a uleiurilor rafinate (din germeni de porumb). În producţia mondială de grăsimi vegetale comestibile, porumbul este folosit în proporţie de 2%.

Din 100 kg boabe de porumb putem obţine următoarele produse: 77 kg făină, 63 kg amidon, 71 kg glucoză sau 44 l alcool rafinat, iar din embrionul de porumb rezultă 1,8-2,7 l ulei rafinat dietetic şi 3,6 kg tărâţe folosite la furajarea animalelor.

Folosirea unor soiuri de porumb productive (hibrizi dubli) natura solului, condiţiile agrotehnice, etc. duc la obţinerea unor recolte sporite.

Porumbul face parte din fam. Gramineae, subfam. Panicoideae tribul Maydeae. Criteriile de bază ale porumbului (Zea mays L.) le constituie caracteristicile endospermului. Pe baza acestor caracteristici s-au determinat următoarele convarietăţi:

Zea mays indurata Sturt (porumb cu bobul tare) este specia cu bobul neted, lucios caracterizat printr-o textură cornoasă, dezvoltat pe cea mai mare parte a endospermului; are stratul amidonos repartizat în jurul embrionului. Acest porumb mai poartă denumirea de porumb "sticlos". Are un bob de culoare albă, galbenă, violacee, portocalie sau roşie, având forme ale bobului de la mare la mic în funcţie de perioada de vegetaţie.

Zea mays dentiformis Kőrn (porumbul dinte de cal) se caracterizează printr-un endosperm cornos în partea periferică a bobului. Prezintă o structură făinoasă care ocupă partea de mijloc şi superioară a bobului. După uscare partea făinoasă se contractă determinând ca în partea superioară a bobului să se formeze însuşiri asemănătoare dintelui de cal, de unde şi denumirea populară. Majoritatea hibrizilor dublii şi simpli cultivaţi aparţin acestei convarietăţi. Suprafaţa bobului prezintă încreţituri, o culoare albă, galbenă, violacee sau roşie.

Zea mays aurista Grebensc (porumbul cu bob intermediar) cu endosperm ce are însuşiri intermediare primelor două convarietăţi, se caracterizează printr-un bob rotunjit cu o pată mată în vârf, rareori cu o adâncitură neînsemnată.

2

Hibrizii de porumbSub denumirea de hibrizi trebuie cuprinşi numai hibrizii obţinuţi pe bază de

linii consangvinizate.La noi în ţară se cultivă două soiuri şi anume:

porumb cu boabe mari (sticloase) care se caracterizează printr-un conţinut mai mare de substanţe azotoase decât celelalte soiuri;

porumb cu boabe făinoase, care are un conţinut mare de amidon şi mai scăzut în substanţe azotoase. Aceste soiuri se pretează pentru industrializare obţinându-se alcool, amidon, glucoză şi dextrină.

2.2 Compoziţia chimică a bobului de porumbCompoziţia chimică a bobului de porumb este variabilă de la un soi la altul şi

chiar în cadrul aceluiaşi soi, în funcţie de condiţiile de climă şi sol.Compoziţia chimică a bobului de porumb este prezentată în tabelul de mai

jos:

Componente chimice ValoriApă 11-15%

Proteină brută 9,5-11,5%Grăsime brută 4,1-4,9%

Substanţe extractive neazotoase 68-72%Celuloză brută 1,9-2,5%

Cenuşă 1,4-1,8%

Conţinutul în amidon al porumbului reprezintă cca. 70% din substanţa uscată a bobului. De asemenea, se găsesc zaharuri simple (2,2%), dextrine (2,5%) şi pentozani (4,4%).

Grăsimile sunt localizate în embrion şi nu influenţează spumarea plămezii, ceea ce permite utilizarea la maxim a capacităţii de fermentare, iar borhotul rezultat la distilare are o valoare furajeră ridicată.

Substanţele proteice formate din 90% compuşi cu azot sunt folosite în nutriţia drojdiilor după o hidroliză enzimatică, cu ajutorul malţului verde în cursul zaharificării plămezii.

Şi substanţele minerale se găsesc localizate în embrion, coajă şi endosperm, valorile acestora fiind scăzute în comparaţie cu alte cereale.

2.3 Caracteristici fizico-tehnologice ale porumbului Aspectul general al masei de cereale. Acest aspect e influenţat de o serie

de factori ca: gradul de vechime, modul de conservare, conţinutul de impurităţi, gradul de dezvoltare al boabelor, uniformitatea ca mărime şi formă a boabelor.

Culoarea boabelor. Culoarea indică dacă cerealele sunt vechi, au luciu sau sunt opace, dacă cerealele au suferit degradări în timpul vegetaţiei sau în timpul conservării.

Mărimea, forma şi uniformitatea boabelor. Mărimea, forma şi uniformitatea boabelor prezintă o deosebită importanţă, deoarece în funcţie de

3

acestea, morarul echipează şi reglează maşinile de curăţat şi sortat, reglează regimul de măcinare mai ales la şroturile I, II şi III.

Prospeţimea. Poate fii considerată optimă atâta vreme cât n-au intervenit modificări esenţiale în compoziţia chimică şi aspectul exterior şi interior al boabelor, sub acţiunea microorganismelor şi dăunătorilor specifici cerealelor. La stabilirea prospeţimii, pe lângă determinarea organoleptică a culorii, aspectului, luciului, mirosului şi gustului, se determină şi aciditatea care este crescută la cerealele vechi.

Tăria şi duritatea. Tăria reprezintă un indiciu privind modul în care cerealele rezistă la operaţiile de transport tehnologic, pregătire şi măcinare. Tăria indică în ce măsură boabele se sparg întâmplător în timpul mişcărilor şi când sunt măcinate. În funcţie de tăria boabelor se apreciază consumul de energie la măcinare. Tăria indică de asemenea cum trebuie alcătuită diagrama tehnologică de pregătire şi măciniş.

Sticlozitatea şi făinozitatea boabelor. Boabele sticloase sunt acelea care în secţiune transversală prezintă un aspect sidefat, translucid-cornos. La secţionare opun o mare rezistenţă şi prin măcinare la moară se transformă în prima fază (şroturile I, II, III ) într-o mai mare cantitate de grişuri mari şi mijlocii şi mai puţine grişuri mici, dunsturi şi făină. Porumbul sticlos e preferat la fabricarea mălaiului de tip superior-extra. Boabele făinoase opun o mică rezistenţă la secţionare, iar prin măcinare se transformă la primele şroturi în grişuri mici, dunsturi şi făină.

Maturizarea porumbului. Imediat după recoltare, bobul e incomplet maturizat, iar mălaiul obţinut din astfel de porumb nu prezintă calităţile corespunzătoare. Procesul de maturizare constă în aceea că substanţele solubile se transformă în substanţe insolubile: zahărul în amidon, aminoacizii în proteine, proteinele solubile în proteine insolubile. Totodată se elimină apa. Se produc transformări şi asupra grăsimilor, substanţelor minerale şi vitaminelor.

Masa hectolitrică. Reprezintă greutatea exprimată în kilograme a unui volum de boabe egal cu 0,1 m3, echivalentă cu capacitatea de 100 l. Această însuşire e folosită la dimensionarea depozitelor şi în special a celulelor de siloz.

Masa relativă a 1.000 boabe. Prin aceasta se înţelege greutatea a 1.000 de boabe la umiditatea care o conţin în momentul determinării.MS

1000=

100

u-100

M1000

u-umiditatea masei de boabe în %M-masa a 1000 de boabe determinata prin analiza în g

Masa absolută. Reprezintă greutatea a 1.000 boabe raportată la substanţa uscată. Prin substanţă uscată se înţelege greutatea produsului rămasă după scăderea greutăţii apei pe care o conţine.

Masa absolută se determină cu formula:100 u

G g100

G – masa absolută, în gu – conţinutul în umiditate, în %

4

g – greutatea a 1000 boabe, în g

Capacitatea de curgere. Deplasarea masei de boabe în stare liberă se numeşte capacitate de curgere. Aceasta e influenţată de o serie de însuşiri a masei de boabe: forma, dimensiunile şi starea suprafeţei boabelor, umiditatea, cantitatea de impurităţi şi compoziţia acestora, starea, forma şi materialul pe care se desfăşoară masa de boabe.

Rezistenţa stratului de cereale la trecerea aerului. La trecerea unui curent de aer printr-un strat de cereale, acesta întâmpină o anumită rezistenţă. Această rezistenţă se concretizează prin consumul de energie, fenomen care se întâlneşte la: intrarea şi ieşirea din tarare, aspiraţia cascadelor din curăţătorie.

Capacitatea de plutire. Însuşirile boabelor de a se menţine în stare de suspensie la o anumită viteză a unui curent de aer ascendent se numeşte capacitate sau viteză de plutire. Pe baza acestei însuşiri se separă impurităţile uşoare din masa de cereale şi se efectuează transportul pneumatic prin conducte, în curăţătorie şi moara propriu-zisă.

Autosortarea. În căderea lor liberă, cerealele se aşează sub formă de grămadă care are în centru boabele cele mai grele şi pe măsură ce se îndepărtează de centru boabele uşoare.

Densitatea şi spaţiul intergranular. Densitatea masei de boabe este raportul dintre volumul real ocupat de boabe şi impurităţi şi volumul total ocupat de masa de boabe. Densitatea se poate determina cu formula:

Vd 100

W

d – densitatea masei de boabe, în kg/m3;V – volumul efectiv ocupat de boabe şi impurităţi, în m3;W – volumul total ocupat de masa de cereale, în m3

Spaţiul intergranular se determină cu formula: W V

P 100V

Porozitatea porumbului este 35 – 55 %.

Conductibilitatea şi difuzibilitatea termică. Masa de boabe are o conductibilitate şi difuzibilitate termică redusă. Schimbul de căldură în masa de boabe are loc în special prin convecţie, prin circulaţia aerului intergranular.

Higroscopicitatea. Reprezintă capacitatea de absorbţie şi desorbţie a vaporilor de apă. Procesul de desorbţie poate avea loc atunci când presiunea vaporilor la suprafaţa boabelor este mai mare decât presiunea vaporilor de apă în spaţiul înconjurător. În caz contrar cerealele îşi măresc umiditatea. Schimbul de masă între aer şi boabe continuă până când presiunea vaporilor de apă de la suprafaţa boabelor şi presiunea aerului devin egale. În acest moment se ajunge la starea de echilibru higrometric.

5

2.4 Recoltarea şi păstrarea porumbuluiPerioada de formare şi coacere a bobului de porumb poate dura jumătate

din perioada de vegetaţie a plantelor.La porumb deosebim trei faze de coacere:- în lapte;- în galben (în pârgă sau ceroasă);- deplină.

La coacerea deplină, în bob înregistrăm cea mai mare cantitate de substanţă uscată.

Porumbul se recoltează în faza de coacere deplină când boabele conţin 23-32% apă.

Depozitarea şi păstrarea corespunzătoare a porumbului constituie una din problemele principale şi uneori dificilă ale unităţilor de procesare a alcoolului rafinat.

La depozitarea porumbului se ţine seama de umiditatea şi temperatura boabelor, de condiţiile de păstrare, precum şi pierderile de substanţe utile(amidon ).

3. Caracteristicile produselor finite

3.1. Caracteristicile chimice ale produsului finitMălaiul este un produs alimentar fabricat din porumb nedergeminat

sau degerminat.Pentru mălaiul fabricat din porumb degerminat compoziţia chimică

este influenţată în primul rând de compoziţia părţii anatomice a spărturii din care provine.

Într-o anumită măsură influenţează conţinutul de germeni şi tărâţă.Conţinutul de glucide variază între 68 şi 71%, conţinutul de substanţă

proteică între 9 şi 10%, grăsimile între 0,7 şi 1,1% şi conţinutul de substanţe minerale între 0,58 şi 0,65%.

Mălaiul din porumb degerminat mai conţine vitamine şi enzime.

3.2. Caracteristici fizice ale produsului finitSe referă la culoare, aspectul, compoziţia şi granulaţia masei.CuloareaCuloarea normală a mălaiului este galbenă-aurie sau portocalie,

culoare ce depinde în primul rând de culoarea porumbului din care provine şi de partea din bob care a participat mai mult la formarea masei de mălai. În unele cazuri culoarea mălaiului este albicioasă şi chiar galben-cenuşie, din cauza porumbului degradat calitativ sau a unui conţinut ridicat de făină de porumb fin măcinată.

Aspectul masei

6

Aspectul normal al masei este imprimat de uniformitatea granulaţiei, conţinutul de făină şi de sănătatea porumbului din care s-a fabricat mălaiul.

Compoziţia maseiMasa de mălai trebuie să fie compusă din particule provenite numai

din partea cornoasă a bobului.Sunt cazuri când în masa de mălai intră şi particule din partea făinoasă

a bobului. Din cauza unei separări imperfecte, masa de mălai mai poate conţine particule de germeni şi particule de tărâţă. În afara acestora masa de mălai mai poate conţine şi unele particule minerale care la masticaţie produc scrâşnet şi senzaţie neplăcută consumatorului.

Aceste particule pătrund în masa de mălai din cauza unei curăţiri necorespunzătoare a porumbului înainte de degerminare.

Granulaţia mălaiuluiDin porumb degerminat se fabrică în mod obişnuit două sortimente de

mălai şi anume: mălaiul tip extra şi mălaiul tip superior. La ambele tipuri se folosesc pentru determinarea granulaţiei sitele metalice 22 şi 55. Pentru mălaiul tip extra refuzul sitei 22 este de maximum 2 % iar cernutul sitei 55 de maximum 4 %.

Mălaiul superior poate avea un refuz de maximum 10 % pe sita 22, iar cernutul sitei 55 poate fi de 35 %.

Primul tip este format din particule de griş şi dunst, iar tipul doi este format din griş, dunst şi un anumit procent de făină.

În cazuri speciale se fabrică mălai de tip extra care are particulele aproximativ egale. Acest tip de mălai se colectează de la o singură ramă de la o maşină de griş.

4. Specificitatea fabricaţiei

4.1 Felul măcinişuluiPentru transformarea porumbului în mălai, în industria morăritului se

folosesc mai multe sisteme de măciniş clasificate astfel:- după numărul de treceri prin utilajele de zdrobire şi măcinare, în

măciniş plat şi măciniş repetat- după gradul de dezvoltare a tehnologiei aplicate, în măciniş simplu şi

măciniş dezvoltat- după destinaţia măcinişului, în măciniş cu regim prestator, măciniş

mixt şi măciniş din fondul centralizat de stat denumit şi măciniş comercial- după numărul sortimentelor de mălai ce se obţine, în măciniş pe o

singură extracţie şi măciniş pe mai multe extracţii.Vom folosi următoarele tipuri de măciniş:

7

Măciniş repetat când mălaiul se obţine ca urmare a mărunţirii succesive a boabelor şi produselor intermediare, trecându-le prin mai multe maşini de măcinat.

Măciniş dezvoltat care cuprinde parţial sau în totalitate procesele de şrotuire, sortarea grişurilor şi dunsturilor, curăţirea grişurilor, desfacerea grişurilor, măcinarea grişurilor şi a dunsturilor, măcinarea refuzurilor, separarea germenilor şi obţinerea sortimentelor de mălai.

Vom folosi măciniş dezvoltat cu un proces dezvoltat de curăţire a grişurilor la care se urmăreşte realizarea unei cantităţi foarte mari de grişuri şi dunsturi la şrotuire, apoi curăţirea cu ajutorul maşinilor de griş şi măcinarea lor separată.

Măciniş pe două extracţiiLa măcinarea porumbului se obţine mălai extra în extracţie simplă 0-

15 concomitent cu mălai superior în extracţie intermediară 15-75.

4.2 Regimul de măciniş adoptat Procesul de măciniş este ciclul de măcinare-sortare. În funcţie de repetarea

acestui ciclu, măcinişul se clasifica în:• măciniş plat• măciniş scurt sau semiînalt• măciniş lung sau înaltMăcinişul repetat cuprinde mai multe faze:• şrotarea• divizarea grişurilor şi dunsturilor• curăţirea şi dunsturilor• desfacerea grişurilor• măcinarea grişurilor şi a dunsturilorŞrotarea este faza tehnologică în care conţinutul endospermic al boabelor

pentru a rămâne în final stratul de înveliş sub formă de tărâţă. În urma fazei de şrotare se obţin pe de o parte produse intermediare constituite din grişuri şi dunsturi, iar de cealaltă parte stratul de înveliş sub formă de tărâţă şi făină. Grişurile şi dunsturile sunt prelucrate în celelalte faze ale procesului tehnologic pentru a ajunge la produsele finite dorite.

Divizarea grişurilor şi dunsturilor este faza în care particulele de endosperm obţinute în procesul de şrotare sunt sortate pe clase de granulozitate şi uscate de făină. Faza de divizare se realizează numai prin cernere.

Curăţire grişurilor şi dunsturilor este faza în care produsele intermediare sunt îmbogăţite numai în endosperm curat. Ca produse uzate fac parte şi particulele care au un conţinut oarecare de înveliş, de tărâţe. Curăţirea se realizează în utilaje proprii pentru această operaţie.

Desfacerea grişurilor este în faza care produsele intermediare cu granulozitate mare sunt supuse operaţiei de mărunţire pentru extragerea particulelor de endosperm curat şi înlăturarea acelora care mai conţin straturi de înveliş. Produsele rezultate din faza de desfacere sunt supuse din nou operaţiei de curăţire.

Măcinarea grişurilor şi a dunsturilor este faza în care produsele formate din endosperm de diferite granulozităţi sunt aduse la granulozitatea făinii.

8

În afara acestor faze principale, în schemele de măciniş mai apar şi altele în funcţie de dezvoltarea pe care o are procesul însăşi. În procesul de măcinare nu toate fazele principale sunt obligatorii. Măcinarea poate fi de mai multe feluri. Astfel putem avea o măcinare plată sau strânsă când mărunţirea boabelor se face direct la granulozitatea făinii fără alte operaţii speciale. Măcinarea înaltă sau rotundă se aplică când se urmăreşte în primul rând separarea stratului de înveliş de endosperm printr-o prelucrare treptată a boabelor, iar apoi endospermul curat se aduce la granulozitatea făinii.

Deci, mărunţirea este operaţia unitară de micşorare a dimensiunilor geometrice ale particulelor ca urmare a acţiunii unor eforturi unitare exterioare şi care în morărit are diferite aspecte:

• mărunţirea boabelor în scopul separării învelişului sub formă de tărâţă, ceea ce se realizează în faza de şrotare

• mărunţirea grişurilor mari şi mijlocii pentru desprinderea particulelor de înveliş cuprinse în ele, lucru realizat în faza de desfacere

• mărunţirea grişurilor şi dunsturilor curate în făină, lucru realizat în faza de măcinare propriu-zisă

• mărunţirea dunsturilor cu un conţinut bogat în straturi de înveliş pentru recuperarea făinii ce o conţine, lucru realizat în faza de măcinare de terminare

Toate operaţiile se realizează cu anumite utilaje în care produsul intrat se aduce în final la o granulozitate cu mult mai mică. Prin operaţia de mărunţire se urmăreşte un efect de sfărâmare, zdrobire a particulelor. Efectul mărunţirii se poate aprecia prin creşterea suprafeţei totale a particulelor prelucrate.

Produsele de măciniş sunt formate dintr-o varietate mare de granule care se deosebesc după dimensiuni, suprafaţă şi compoziţie. Ca urmare a divizării boabelor apar granule noi care totalizează o suprafaţă mult mai mare decât cea iniţială.

Factorii determinanţi ai procesului de măciniş sunt:• gradul de mărunţire• energia consumată pentru o unitate de suprafaţă de granulă nou

formatăEfectul mărunţirii se poate aprecia prin creşterea suprafeţei totale a

particulelor prelucrate.Dacă avem suprafaţa Si , iar după mărunţire rezultă o suprafaţă finală

Sf , atunci gradul de mărunţire ,,i’’ sau indicele intensităţii de măcinare este definit ca raportul dintre suprafaţa totală a granulelor nou create (ΔS) prin măcinare şi suprafaţa totală a produsului iniţial (Si). Relaţia este următoarea:

i=ΔS/Si=Sf–Si/SiΔS- creşterea de suprafaţă

În procesul de măciniş, gradul de mărunţire i=10-1000, deci avem de-a face cu o mărunţire spre mărunţire fină.

Măsurarea suprafeţelor specifice a materialelor rezultate din operaţia de mărunţire se poate face prin metode directe: metoda de sedimentare, turbidimetrică şi permeabilităţii şi prin metode indirecte: metoda cernerii şi metoda prin adsorbţia folosită mai puţin.

9

5. Elemente de inginerie tehnologică

5.1 Dimensionarea tehnologica a utilajelor din secţia de pregătire a porumbului pentru măciniş

5.1.1 Calculul capacitaţii de producţie a secţiei de pregătire a porumbului pentru măciniş

Capacitatea morii:Cm = 70t/24 h

Capacitatea curăţătoriei:Cc = Cm + (10 – 20%) CmCc = Cm + 20% Cm

Cc =84t/24 hCapacitatea curăţătoriei într-o oră (capacitatea orară):

Cc/h = 3500 kg/h

5.1.2 Calculul şi alegerea utilajelor din secţia de pregătire a porumbului pentru măciniş

Calculul cântarului automatAlegem un cântar automat care face trei răsturnări/minut.Capacitatea cupei va fi:

45.19603

3500

kg

Vom alege un cântar cu capacitatea cupei de 20 kg.

Calculul separator - aspiratoruluiSeparatorul-aspirator este utilizat pentru eliminarea corpurilor străine care se

deosebesc de cereale prin mărime(lungime, lăţime, grosime) şi prin însuşiri aerodinamice. Acesta separă corpurile străine cu dimensiuni mai mari, egale sau mai mici decât ale cerealei supuse precurăţării, prin combaterea acţiunii ciururilor şi a curenţilor de aer.

Calculul separatorului-aspirator se face în funcţie de încărcarea specifică şi capacitatea orară a curăţătoriei. Există separatoare-aspiratoare cu lăţimea sitei de diferite dimensiuni: 80-100. Încărcarea specifica poate fi de 50-55kg/cmxh.

10

Încărcarea specifică este 50 kg/cm h

Calculăm lăţimea ciurului: cm

Se alege un separator aspirator cu lăţimea ciurului de 80 cm.Caracteristici tehnice şi funcţionale ale separatorului-aspirator:

Caracteristiciletehnice

Tipul separatoruluiTA-1216 SA-612 SA-812 SA-1212

Capacitatea, înt/h

40-50 2,5 3,5 5

Dimensiunea sitelor,în

mm

1200x1600 600x1200 800x1200 1200x1200

Suprafaţa sitelor,în

m²

4,8 1,8 2,4 3,6

Debitul de aer necesar, înm³/min

180 40-50 50-65 80-95

Turaţia axului de comanda a

cadrului cu site,în rot/min

450 350 350 350

Dimensiuni exterioare,în

mm:lungimelăţime

înălţime

192013701720

14507651575

14509651575

145013651575

Puterea instalata, în KW

1,1 0,6 0,7 1,1

Masa, în kg 800 380 440 570

Alegem un separator-aspirator de tipul SA-812 deoarece moara are o capacitate orară de 3500kg/h.

Separatorul de pietre canadian, tip ForsbergCombină principiul de separare – sortare după masa specifică a particulelor,

cu separare – sortare după însuşirile aerodinamice ale acestora şi gradul de alunecare, în funcţie de starea suprafeţei lor.

Principiul de lucru este următorul:Printr-o suprafaţă de lucru înclinată, confecţionată din împletitură de sârmă

sau tablă perforată, se trimite un curent de aer de jos în sus, suprafaţa de lucru fiind în acelaşi timp supusă unor oscilaţii imprimate de un mecanism cu excentric.

11

Masa de produs ce intră pe suprafaţa de lucru, suferă un efect de stratificare a particulelor, particulele grele se plasează direct pe suprafaţa de lucru, iar cele mai uşoare şi foarte uşoare se ordonează în straturile superioare, deasupra celor grele.

Datorită mişcării cadrului vibrator, particulele cele mai grele, pietrele, sunt transportate spre capătul superior, iar restul masei de produs se scurge pe suprafaţa înclinată spre capătul inferior.

Caracteristici principale ale separatorului de pietre canadian, tip Forsberg

Tipul Dimensiunile de gabarit

mm

Greutate

kg

Consum aer

m3/min

Putere necesară

CP

Capacitatea de lucru

T/hlungime

lăţime înălţime

BVCVDV

1.3201.6451.930

740895

1.095

1.4101.5101.525

175250300

6085115

0,500,751,00

3610

Calculul descojitoruluiAlegem descojitor dublu: DD-714Dimensiunile cilindrului descojitorului sunt:

- diametrul 700 mm- lungimea 1.400 mm

Viteza periferică a paletelor 13-15 m/s.Încărcarea specifică: 800-900 kg/m2h

Calculăm suprafaţa necesară de descojire: 88,3

900

3500

m2Calculăm suprafaţa unui descojitor:

S = DL = 3,140,71,4 = 3,07 m2

Calculăm numărul de descojitoare:

26,1

07,3

88,3

Alegem două descojitoare tip DD-714.

Caracteristici tehnice şi funcţionale:

12

Tipul Dimensiunilemantalelor

Dimensiuni de gabarit,mm Capacitateat/h

Turaţiarot/min

Greutateakg

D,m

L,mm

L,mm

Lăţime,mm

Înălţime,mm

Paralel

Serie

DD510

500 1000 1695 875 1725 3 1,5 385 730

DD714

700 1400 1970 1048 2030 6 6 275

Scopul principal al decojitorului este de a elimina de pe suprafaţa boabelor microorganismele şi resturile de praf lipite de ele sau depuse în şănţuleţul acestora. Al 2-lea scop este desprinderea unor părţi considerabile din straturile exterioare ale învelişului. În acest proces de prelucrare se separa parţial şi embrionul bobului, uşurând mult eliminarea lui în procesul de măcinare.

Decojitorul este format dintr-o suprafaţă de lucru circulară, sub forma unui cilindru, în interiorul căruia se roteşte un rotor cu palete. Maşina prin frecarea boabelor de suprafaţa de lucru a mantalei. Frecarea este provocată şi menţinută de paletele rotorului, care se rotesc prin masa de produs determinând astfel, desprinderea impurităţilor şi a straturilor exterioare de înveliş. Acestea sunt apoi separate de masa de cereale cu ajutorul unui curent de aer, care le antrenează în afara mantalelor, prin orificii special prevăzute în suprafaţa de lucru.

Separatorul cascadăSeparatorul cascadă este utilizat pentru separarea fracţiunilor uşoare în

curenţi de aer.Caracteristici tehnice şi funcţionale ale separatorului cascadă SC 6 şi SC 10:Tipul

Dimensiuni de gabarit Capacitatea de producţie

t/h

Consumul de aerm³/min

Puterea Necesară

KW

Greutatea

kgLungimeamm

Lăţimeamm

Înălţimeamm

SC 6 810 760 1275 1,5 30 0,4 197SC10

810 1214 1275 5 80 0,4 530

Având o moară cu capacitatea orară de 1, 605 t/h ,alegem SC-10.Cerealele intră prin gura de alimentare de formă rectangulară şi sunt

distribuite într-o pânză uniformă pe toată lăţimea maşinii, cu ajutorul unui tăvălug de alimentare şi a clapetelor cu contragreutate. Reglarea curentului de aer ce trece prin masa de produs se face cu ajutorul clapetei. Curenţii de aer străbat masa de produse în sens transversal, prin nişte şicane care forţează produsul să se scurgă de sus în jos în zigzag sub forma unei ,,cascade’’. Curenţii de aer pătrund în maşină prin fantele frontale ajungând în camerele de decantare, unde se separă particulele

13

uşoare, ca urmare a pierderii vitezei de plutire şi se depun la partea de jos a utilajului. Aerul eliberat de masa principală de produs antrenat până în camera de decantare îşi continuă traseul şi se evacuează prin gura de racord, spre instalaţiile de purificare ale reţelei de aspiraţie centrală.

Evacuarea particulelor uşoare depuse în camera de decantare se face după ce împing sub propria greutate clapeta mobilă. Cerealele curăţate sunt evacuate, după o prealabilă trecere peste o coloană de magneţi permanenţi, care vor reţine eventualele impurităţi feroase.

Calculul aparatului magneticAparatul magnetic se compune dintr-o linie de magneţi, fiecare dintre ei

având forma unei potcoave. Magneţii sunt aşezaţi unul lângă altul, cu izolaţie între ei şi strânşi cu o bară de oţel ce trece prin intervalul dintre potcoave. Alimentarea se face printr-o fantă, ce se extinde pe toată lungimea aparatului. Pentru aceasta, conducta de alimentare care debitează cerealele spre aparatul magnetic se termină într-o formă ce se lăţeşte treptat până ce atinge marginile extreme ale fantei de alimentare. Pe fundul acestei forme sunt prevăzute şicane pentru împrăştierea cerealelor pe toata lăţimea.Încărcătura specifică pe un magnet potcoavă este de 150 – 180 kg/h pentru l = 40 mm.Vom alege 180 kg/h.(Tehnologia industrializării porumbului, C. Moraru)

Calculăm numărul de magneţi:

Avem 20 de magneţi.Magnetul are lăţimea de 0,04 m, iar lungimea totală de magneţi va fi: 20 x 0,04 = 0,8 m.

Calculul numărului de celuleDimensiunile unei celule de odihnă:

- lungimea 2 m- lăţimea 2 m- înălţimea 12 m

Pentru porumb capacitatea celulelor pe zi este: 3500 x 24 = 84000 kgCalculăm volumul unei celule: V = 2 x 2 x 12 = 48 m2

Masa hectolitrică a porumbului este: 78 kg/hl = 780 kg/m3 1 hl = 0,1 m3

Capacitatea unei celule va fi: 48 780 = 37.440 kg

Număr de celule= Întreaga cantitate din celule/Cantitatea dintr-o singură celulă

Număr celule =

Vom alege 4 celule.

14

5.2 Descrierea fluxului tehnologic al secţiei de pregătire a porumbului pentru măciniş

La baza formării fluxului de pregătire stau însuşirile fizice ale masei de porumb: conţinutul de impurităţi, categoria de impurităţi şi conţinutul de umiditate.

Porumbul primit în sorb este ridicat cu ajutorul elevatoarelor ;i este trecut printr-un buncăr spre cântar, apoi intră în separatorul-aspirator pentru eliminarea prafului existent şi a impurităţilor. Porumbul cu ajutorul unui transportor este distribuit în celule de depozit, spoi intră în curăţătoria morii, unde este supus operaţiilor de pregătire pentru măciniş.

Formarea schemei de curăţire şi condiţionare începe cu celulele de rezervă ale morii, care pot fi amplasate în moară sau în curăţătorie şi continuă cu formarea traseului până se ajunge la celulele de rezervă ele curăţătoriei, care pot fi poziţionate în siloz.

Fluxul tehnologic cuprinde utilaje pentru eliminarea impurităţilor libere din masa de porumb, utilaje pentru condiţionare, aparate de măsură, utilaje şi instalaţii de transport, utilaje şi instalaţii de ventilare.

Eliminarea corpurilor străine din masa de porumb se face cu utilaje al căror principiu constructiv se bazează pe anumite diferenţe existente în modul de comportare a boabelor de porumb şi a corpurilor străine în anumite condiţii, diferenţe create de însuşirile fizice(lungime, lăţime, grosime, masă specifică, însuşiri aerodinamice)

Separarea corpurilor străine se începe chiar din momentul recepţiei la fabrică. În această fază se urmăreşte o separare parţială a corpurilor străine respectiv grosiere.

Fluxul tehnologic de precurăţire este completat cu cântare automate pentru înregistrări cantitative a efectului de precurăţire şi controlul gestiunii, instalaţii de transport pe verticală şi instalaţii de ventilaţie.

După cântărirea cerealelor la cântarul automat are loc separarea impurităţilor care se deosebesc de masa de cereale după mărime şi însuşirile aerodinamice, cu ajutorul separatorului-aspirator de tipul SA 612 şi apoi sunt dirijate spre un magnet permanent.

În fluxul tehnologic de precurăţire a porumbului se foloseşte şi o instalaţie pentru purificarea aerului. Aspiraţia se face centralizat şi este compusă dintr-un ventilator, cicloane şi conducte. Pentru o aspiraţie mai bună se folosesc două cicloane. Cu ajutorul separatorului de pietre sunt separate folosind diferenţa de masă specifică pietricelelor, fragmentele de corpuri metalice, bulgarii de pământ, de aceeaşi mărime cu boabele de porumb.

Pentru îndepărtarea impurităţilor uşoare rămase în produs se foloseşte separatorul cascadă, iar pentru îndepărtarea impurităţilor metalice care pot provoca avarierea utilajelor din curăţătorie şi moară se folosesc separatoare magnetice.

Masa de cereale se stochează în celule de rezervă, după efectuarea operaţiilor de curăţire şi condiţionare. Timpul de păstrare este de cel puţin 24h şi se face în 1-2 celule, prevăzute la golire cu aparate de procentaj pentru a face un nou amestec înainte de începerea procesului de măciniş.

15

5.3 Dimensionarea tehnologică a utilajelor din secţia de măciniş

5.3.1 Dimensionarea şi alegerea valţurilor. Caracteristici tehnice şi funcţionale

Valţul de moară este un utilaj modern, complet mecanizat şi automatizat, constituind principalul utilaj tehnologic folosit pentru operaţiile de mărunţire. Organele de lucru le constituie tăvălugii care se rotesc în sensuri contrare.

Suprafaţa cilindrică a tăvălugilor poate fi rifluită sau netedă, alegerea făcându-se în funcţie de procesul tehnologic. Dacă tăvălugii se folosesc pentru sfărâmarea boabelor şi separarea endospermului de înveliş, suprafaţa va fi rifluită; iar dacă se folosesc la transformarea particulelor de endosperm în făină suprafaţa va fi netedă.

Dimensiunile tăvălugilor pentru valţuriSimbol Denumirea Dimensiunile, în mm Masa, kg

D L A Fără fusuri

Cu fusuri

P Valţuri pt. 250 800 1.732 244 286porumb 250 1.000 1.932 305 347

Caracteristicile tehnologice ale tăvălugilor rifluiţi sunt profilul riflurilor,

numărul şi poziţia acestora pe tăvălugii pereche. Profilul riflului se caracterizează prin unghiul tăişului şi unghiul spatelui riflului. Riflurile pot avea înclinare stânga sau dreapta, iar la tăvălugii pereche trebuie să aibă acelaşi sens de înclinare.

Referitor la numărul riflurilor se discută despre doi parametrii:nR – număr de rifluri pe 10 mm lungime de circumferinţă a tăvăluguluiNR – număr total de rifluri pe circumferinţa tăvălugului

Legătura dintre cei doi parametrii este dată de relaţia:

, unde:

D – diametrul tăvălugilort – pasul riflurilor.

Poziţia riflurilor are un rol deosebit de important în procesul de mărunţire. Prin poziţia riflurilor se înţelege situaţia în care se găsesc faţa şi spatele riflurilor de pe tăvălugul rapid, în raport cu faţa şi spatele riflurilor de pe tăvălugul lent în timpul rotirii. După posibilităţile de intersecţie a riflurilor celor doi tăvălugi pereche, se disting patru poziţii:

1) Poziţia ,,tăiş pe tăiş” (T/T) în care tăvălugul rapid este aşezat astfel ca tăişul riflurilor să se afle în direcţia sensului de rotaţie, iar tăvălugul lent cu tăişul riflurilor în direcţia inversă sensului lui de rotaţie, astfel ca tăişul riflurilor tăvălugului rapid să acţioneze pe tăişul riflurilor tăvălugului lent.

2) Poziţia ,,tăiş pe spate” (T/S) unde tăişul riflurilor tăvălugului rapid acţionează pe spatele riflurilor tăvălugului lent.

16

3) Poziţia ,,spate pe tăiş” (S/T) în care spatele riflurilor tăvălugului rapid acţionează pe tăişul riflurilor tăvălugului lent.

4) Poziţia ,,spate pe spate” (S/S) în care spatele riflurilor tăvălugului rapid acţionează pe spatele riflurilor tăvălugului lent.

Tăvălugii se aşează în una din cele patru poziţii, în funcţie de scopul urmărit în prelucrarea produsului.

În poziţia ,,tăiş pe tăiş” predomină efectul de forfecare, obţinându-se o cantitate mare de grişuri mari şi o cantitate foarte mică de pulberi făinoase.

În poziţia ,,spate pe spate” apare la început un efect de compresiune urmat de unul de forfecare obţinându-se o cantitate foarte mică de grişuri mari şi creşte procentul de pulberi făinoase şi produse de granulaţie mică şi mijlocie.

Unghiul de înclinare al riflurilor se alege astfel ca el să fie mai mic decât unghiul de frecare al produsului care se macină. El este luat în jurul valorilor de 218’ şi 1013’, ceea ce exprimat în procente faţă de generatoare apare cuprins între 4-10%.

Folosind datele din tabelul din curs întocmim următorul tabel:Pasaj Lungime

faţă de total şroturi, %

Lungimea rezultată încifre absolute, cm

Lungimea reală încare se poate încadra, cm

Lungimea reală faţă de total, %

Nr. de valţuri, buc.

Şr. IIIIIIIV

20303020

280420420280

320400400320

22,2227.7727.7722,22

2x80021/2x80021/2x8002x800

Total şroturi

100 1400 1440 100 9x800

17

5.3.2 Dimensionarea şi alegerea sitelor plane. Caracteristici tehnice şi funcţionale

Sita plană este alcătuită dintr-o serie de suprafeţe de cernere, suprapuse, care au o mişcare circulară, ce fac ca amestecul de produse intermediare rezultate în procesul de măcinare, să se deplaseze de la un capăt la altul, când are loc şi sortarea prin cernere.Am ales sita plană SP-411.Caracteristicile tehnice ale sitei plane SP-411 sunt următoarele:

Înălţimea totală de montaj 3060 mmÎnălţimea pachet rame 1350 mmLungime 2340 mmLăţime 1200 mmNumăr pasaje (compartimente) 4Număr total de rame 14 buc.Număr de rame cu site 11 buc.Dimensiunile ramelor 995x350 mmSuprafaţa totală de cernere 8,2 m2

Greutatea totală 1470 kgMotor necesar 1,5 kW/1000 rot / minTuraţia la axul maşinii 227 rot/min

În industria de prelucrare a porumbului se folosesc site confecţionate din fire metalice: oţel galvanizat, alamă sau bronz.

Caracterizarea sitelor este dată de:- lăţimea orificiului- distanţa dintre axele a două fire vecine- diametrul firului- secţiunea utilă.

Sitele de cernere se caracterizează printr-un număr care indică numărul de ochiuri pe unitatea de lungime. La sitele metalice numărul sitei este dat de numărul aproximativ de ochiuri pe un ţol englez de valoare 25,4 mm.

Capacitatea de cernere a sitelor depinde de următorii factori:- suprafaţa utilă a sitei- desimea sau numărul sitei- întinderea sitei pe ramă- curăţirea sitei- încărcătura cu produs- umiditatea produsului de cernut- diferenţierea granulometrică- temperatura produsului cernut- starea de uzură a sitelor

- mişcarea produsului pe suprafaţa sitei

18

5.3.3 Dimensionarea şi alegerea maşinilor de griş. Caracteristici tehnice şi funcţionale

Maşina de griş efectuează sortarea produselor după indici geometrici (granulozitate), în care scop se foloseşte atât efectul de cernere prin site, cât şi însuşirile aerodinamice ale particulelor aflate sub acţiunea unui curent de aer. Are loc un proces de autosortare, particulele mai grele se situează în straturile inferioare, în contact direct cu sita, iar particulele uşoare se plasează în straturile superioare.

Produsul supus curăţirii la maşina de griş este un amestec de particule de endosperm curat, particule curate de tărâţe şi particule formate din părţi de endosperm şi de înveliş aderent.

Determinarea necesarului de maşini de griş se face în funcţie de încărcarea specifică, care este 250 kg/cmx24h.

Lungimea totală a maşinilor de griş se calculează cu formula:

Lt=Cm/Qsp =70000/ 250=280 cm=2800mm

Dacă alegem maşini de griş duble, cu lăţimea totală a sitelor de 400 mm, determinarea maşinilor de griş se face cu următoarea formulă:

Nr. MG=Lt/2xl=280/400x2=3,5 bucăţi. Alegem 4 maşini de griş.

Caracteristici tehnice ale maşinii de griş duble GD 35x16:

5.4 Descrierea fluxului tehnologic pentru secţia de măcinişŞrotuirea este faza tehnologică prin care se realizează fragmentarea boabelor

de porumb în particule de diferite dimensiuni şi detaşarea în cea mai mare măsură a cojii sub formă de tărâţă. Şrotuirea se aplică în mod treptat, începând cu boabele şi terminând cu învelişul care ajunge în stadiul de tărâţă. După fiecare trecere a produsului printre tăvălugii valţului, cu funcţii de şrot se face cernerea cu sita plană, deci o treaptă de şrotuire este formată dintr-una sau mai multe perechi de tăvălugi şi unul sau mai multe compartimente de sită plană.

Din amestecul de produse rezultate la şrotuire, cu ajutorul sitei plane se separă la primele trei trepte următoarele produse: şrot mare, şrot mic, grişuri mici, mijloci şi mici, dunsturi şi mălai.

Numărul şroturilor se stabileşte de morar în funcţie de capacitatea morii, dar mai ales în funcţie de gradul de extracţie şi sortimentele de mălai.

Lungime 3130 mmLăţime 950 mmÎnălţime 1300 mmGreutate 950 kg

Motor necesar 0,8 kW/1420 rot/minTuraţia axului de excentric 450 rot/minNumărul rame de cernere 16

Consum de aer 55 m3/min

19

Operaţia de măcinare se realizează cu valţuri de porumb VD -822, iar separarea fracţiunilor de granulaţie diferită se efectuează cu ajutorul sitelor plane de tipul 411 şi a maşinilor de griş duble 35x16.

Curăţirea şi accentuarea fracţionării grişurilor constituie o fază tehnologică de importanţă deosebită, deoarece grişurile pregătite în această fază constituie de fapt materia primă pentru făinurile de calitate superioară. Desfacerea grişurilor este faza prin care se urmăreşte micşorarea granulelor grişului mare şi în acelaşi timp desfacerea de coajă pe care le conţin de obicei acest tip de griş.

Procesul tehnologic de măcinare a porumbului se desfăşoară prin utilizarea a 4 şroturi, 2 maşini de griş, un desfăcător.

Fracţiunile de grişuri mari de la primele pasaje de şrot , numite şi refuzuri de pe sitele superioare, trec fiecare la pasajul de şrot imediat următor, măcinându-se treptat până la granulaţia ce se doreşte a se obţine de la ultimul şrot. În schimb, grişurile mijlocii şi mici de la primele pasaje de şrot, mai numite şi refuzuri de pe sitele inferioare, se sortează şi se curăţă cu maşina de griş dublă, cu obţinere de mălai extra. De pe ultimul pasaj de şrot se va obţine numai mălai extra şi tărâţe.

Mălaiul superior se obţine numai la măcinătoare.La fiecare compartiment se separă unul sau mai multe fracţiuni de mălai,

calitatea lor fiind influenţată de calitatea porumbului, de felul cum a fost pregătit pentru măciniş, de întreţinerea utilajelor la parametri de funcţionare normală şi de conducerea de către morari a fazelor tehnologice.

20

6. Bibiliografie

1. Ionel Costin - ,,Cartea morarului”, Ed.Tehnică, Bucureşti, 19882. Constantin Banu - ,,Manualul inginerului de industrie alimentară”, vol. I, II. Ed.Tehnică, Bucureşti , 2002 3. Radu Râpeanu - ,,Tehnologia morăritului”, Ed.Didactică si

Pedagogică, Bucureşti, 1963

4. M. Creţu, F. Oancea, C. Mălureanu - ,,Diagrame pentru

măcinarea cerealelor”, Ed.Tehnică, Bucureşti, 1977

5. Modoran Constanţa Virginia - Note de curs

6. Radu Râpeanu şi Elena Stamate – ,,Utilajul şi Tehnologia

morăritului”, Ed.Didactică si Pedagogică, Bucureşti, 1993

21