Analiza Dimensionarii Unor Elemente Constructive din Alcatuirea Utilajelor Ce Deservesc O Linie Tehnologica Semiautomata Pentru Producerea Sortimentului Paine Neagra

Analiza Dimensionarii Unor Elemente Constructive din Alcatuirea Utilajelor Ce Deservesc O Linie Tehnologica Semiautomata Pentru Producerea Sortimentului Paine Neagra

Byadmin ianuarie 1, 2024

PROIECT DE DIPLOMĂ

Analiza dimensionării unor elemente constructive din alcătuirea utilajelor ce deservesc o linie tehnologică semiautomată pentru producerea sortimentului pâine neagră ( capacitate 400 buc/h )

CUPRINS

LISTA FIGURILOR

LISTA TABELELOR

LISTA ABREVIERILOR

INTRODUCERE

PARTEA I- CONSIDERAȚII GENERALE

CAPITOLUL 1. ASPECTE LEGATE DE TEHNOLOGIILE DE OBȚINERE A PÂINII NEGRE

1.1 Aspecte cu privire la materiile prime folosite la realizarea pâinii negre

1.2 Aspecte cu privire la produsul finit realizat pe liniile de obținere a pâinii negre

1.3 Analiza comparativă a tehnologiilor de obținere a pâinii negre

1.4 Analiza factorilor care influențează producția

CAPITOLUL 2. CARACTERIZAREA CADRULUI ORGANIZATORIC

2.1 Date privind societatea în care s-a efectuat documentarea

2.2 Schema fluxului tehnologic

2.3 Schema liniei tehnologice

2.4 Regimul de lucru al instalației

PARTEA II- CONTRIBUȚII PROPRII

CAPITOLUL 3. OBIECTIVE PROPUSE ȘI MODUL DE ABORDARE A ACESTORA

3.1 Obiective propuse

3.2 Modul de abordare a problemelor propuse

CAPITOLUL 4. STUDIU DE REZISTENȚA MATERIALELOR ȘI ORGANE DE MAȘINI, CU PRIVIRE LA CUPLAJUL POMPEI INSTALAȚIEI DE SPĂLARE CE ECHIPEAZĂ MAȘINA DE SPĂLAT NAVETE

4.1 Studiu privind mașinile de spălat navete

4.2 Studiu privind cuplajele mecanice

4.2.1 Cuplaje permanente

4.2.2 Cuplaje intermitente

4.3 Studiu privind asamblările prin pene

4.4 Studiu privind solicitarea de încovoiere

4.5 Studiu privind solicitarea de forfecare

4.6 Calculul cuplajului de antrenare a pompei pentru prespălare a mașinii de spălat navete

4.6.1 Alegerea soluției constructive pentru cuplaj

4.6.2 Motorul electric de antrenare

4.6.3 Calculul momentului de torsiune transmis

4.6.4 Alegerea cuplajului elastic cu bolțuri

4.6.5 Verificarea momentului capabil al cuplajului

4.6.6 Verificarea la strivire dintre bolț și manșon

4.6.7 Verificarea la încovoiere a bolțului

4.7Calculul cuplajului de antrenare a pompei pentru spălare

4.8 Calculul penelor pentru montarea cuplajelor calculate

4.8.1 Alegerea tipului de pană

4.8.2 Verificarea penei alese

Concluzii

Bibliografie

LISTA FIGURILOR

LISTA TABELELOR

Tabelul 1.1 Caracteristicile fizico- chimice ale pâinii negre……………………………………………..15

LISTA ABREVIERILOR

Mtc – moment de torsiune de calcul ;

Ks- coeficient de siguranță ;

Mtn- moment nominal de torsiune ;

Pn- puterea nominală ;

n- turația pompei ;

Mn- moment nominal;

d – diametrul interior;

D- diametrul exterior al flanșei;

D1- diametrul de montare al bolțului;

D2- diametrul exterior al manșonului

l- lungimea semicuplajului;

l1- lungimea manșonului;

j- jocul;

L- lungimea totală a cuplajului;

Mtcap- momentul de torsiune capabil;

nb- numărul bolțurilor;

db- diametrul bolțului;

lb- lungimea de montare a bucșei de cauciuc;

σas- efortul unitar admisibil la strivire;

σs- efortul unitar la strivire;

σi- efortul unitar normal la încovoiere;

l’- lungimea de încovoiere;

σai- efortul unitar admisibil la încovoiere;

σs- efortul unitar la strivire;

Mt- momentul de torsiune transmis;

f- efortul unitar la forfecare;

T – forță tăietoare;

– efort unitar tangențial;

x – deplasarea față de poziția inițială;

– lunecarea specifică;

INTRODUCERE

Pâinea este unul dintre cele mai vechi alimente, datând din era neolitică.

Primele feluri de pâine produse au fost preparate din terci de cereale (cereale măcinate și apă). Este posibil ca pâinea, să fi apărut printr-un accident în timpul gătitului.

Descendente ale acestor tipuri timpurii de pâine încă se mai consumă în lume, spre exemplu tortilla în Mexic, chapati în India, poa ping în China, turte de orez, oatcake, în Scoția, pâinea din porumb indian, johnnycake, în America de Nord și injera în Etiopia. [34]

Din vremuri străvechi pâinea, alături de bere a fost un aliment consumat aproape de orice popor din Mesopotamia până în Egipt, nici o masă nu putea fi completă fără aceste două produse. Vechii egipteni aveau o dietă variată, dar hrănirea poporului era centrată pe pâine și bere. [23]

Egiptul secolului 18, înainte de Hristos, este considerat locul apariției pâinii dospite, evoluția acesteia a fost favorizată de folosirea unui tip de grâu, care conținea îndeajuns gluten, încât să permită o creștere a aluatului.

Dospirea pâinii timpurii se făcea în mai multe feluri, în funcție de specificul zonei: cu spumă de bere, cu suc de struguri fermentat împreună cu făina, cu tărâțe de grău înmuiate în vin sau cu o bucată de aluat păstrat timp de câteva zile.

În Antichitate, pâinea devine mai mult decât un aliment de bază – vechii greci coceau o mulțime de preparate din ceea ce azi numim “patiserie”: clătite preparate pe grătar, franzele modelate sub formă de ciupercă și acoperite cu semințe de mac și multe altele.

Un lucru interesant este evoluția preferințelor privind gradul de rafinare al pâinii. Timp de secole, pâinea albă a fost considerată “pâinea bogaților”, în timp ce pâinea neagră era era considerată “pâinea săracilor”. Lucrurile s-au schimbat radical în secolul XX, când valoarea nutritivă superioară a pâinii negre, a făcut ca aceasta să devină mult mai cautată decât pâinea albă, fiind asociată cu un stil de viață sănătos. [34]

Pâinea neagră este obținută din făină neagră. Are un conținut scăzut de fibre alimentare și este bună în tratamanetul obezității.

Datorită aportului de elemente nutritive, pâinea neagră nu ar trebui să lipsească din alimentația zilnică a omului. Se știe că românii sunt mari consumatori de pâine, însă diversele sortimente existente pe piață (albă, integrală, cu semințe, neagră etc.) fac ca alegerea acesteia să fie destul de dificilă și grea.

Dacă în Germania este consumată mai mult pâinea negră, în Franța este mai apreciată pâinea albă, tip baghetă. Majoritatea românilor preferă pâinea albă (aproximativ 90% dintre aceștia), în ultimul timp s-a constatat o ușoară creștere a cererii pentru pâine neagră.Cu toate că pâinea albă este mai aspectoasă, mai pufoasă și mai atrăgătoare, aceasta nu este neapărat și mai sănătoasă decât cea neagră, recomandată și de nutriționiști.

O pâine mai inchisă la culoare este mai hrănitoare decât una mai albă. Prin operația de măcinare și cernere a grâului, cea mai mare parte a vitaminelor și proteinelor se elimină (prin înlăturarea învelișului extern al bobului de grâu). Grâul măcinat reține doar o parte din compușii nutrienți ai bobului, direct proporțională cu gradul de extracție al făinii, cu cât făina este mai albă, cu atât pâinea obținută din aceasta este mai saracă în elemente nutritive. [33]

100 g pâine albă conține aproximativ 235 calorii și 1,5% fibre în timp ce aceeași cantitate de pâine neagră (obținută din făină de grâu din care s-a înlăturat o parte din tărâțe) are 218 calorii și conține 3,5% fibre, 44,3% carbohidrați ; 8,5% proteine;2,0 % grăsimi. [17]

Nutriționiștii estimează că un adult ar trebuie să consume zilnic 150 – 250 g pâine, asigurându-și astfel aproape jumătate din necesarul de glucide al organismului și o treime din necesarul de proteine.

Pentru un regim alimentar cât mai sănătos, specialiștii recomandă consumul de pâine neagră, cu un efect benefic în echilibrarea metabolismului, prin stimularea tranzitului intestinal, fiind sursa naturală de vitamine, minerale și fibre alimentare.

Avantajele consumului de pâine neagră:

conținut crescut de fibre alimentare, vitamine (B1, B2, B6, E) și minerale (magneziu, fosfor,calciu si potasiu);

este recomandată pentru orice regim alimentar echilibrat și în tratamentul obezității;

este mai săracă în calorii (aproximativ 218 calorii la 100 g);datorită conținutului crescut de fibre ajută la detoxifierea organismului, previne cancerul tubului digestiv și ajută la tratarea bolilor de piele;

prin conținutul crescut de minerale și vitamine, are efecte pozitive în afecțiuni cardiovasculare(ateroscleroza, cardiopatii ischemice);

rol preventiv și de ameliorare în cazul diabetului zaharat. [33]

Având în vedere importanța fabricării pâinii negre și a igienei navetelor, în care aceasta este transportată, am propus modernizarea liniei de fabricație, prin introducerea unei mașini de spălat navete. Mașina de spălat navete oferă o serie de avantaje, cum ar fi: productivitate ridicată; diminuarea efortului fizic; îmbunătățirea condițiilor de lucru; o igenizare mai bună a navetelor; un consum mai redus de detergenți.

Pentru alegerea tipului de mașină de spălat, s-a făcut un studiu cu privire la aceste utilaje. În urma concluziilor desprinse din acest studiu, s-au calculat cuplajele cu bolțuri elastice, care antrenează cele două pompe ale mașinii de spălat navete propuse. Pentru aceasta s-au studiat solicitările de încovoiere și forfecare la care sunt supuse elementele acestor cuplaje, s-a făcut un studiu privind cuplajele și s-au dimensionat penele aferente acestora.

CAPITOLUL 1. ASPECTE LEGATE DE TEHNOLOGIILE DE OBȚINERE A PÂINII NEGRE

Aspecte cu privire la materiile prime folosite la realizarea pâinii negre

Pentru obținerea pâinii negre se utilizează o serie de componente, ca: făină, drojdie, apă ,sare și enzime.

Făina – în industria de panificație, făina este materia primă de bază, care are cea mai mare proporție în componența produselor de panificație. Făina apare în urma măcinarii boabelor de grâu. Această operație se realizează în scopul extragerii părților din bob, cu mare valoare nutritivă pentru om.

La realizarea pâinii negre, făina folosită este o făină neagră, tip 1350. Aceasta are următoarele caracteristici fizico-chimice: umiditatea este de maximum 14,5%, aciditatea de maximum 4 grade, conținutul de gluten umed minim 24%, indicele de deformare a glutenului are o valoare intre 5…15mm, conținutul de cenușă raportat la substanța uscată este de maximum 1,35%, conținutul de substanțe proteice raportat la substanța uscată este de minim 10,5% și capacitatea de hidratare (cantitatea de apă absorbită de făină pentru formarea unui aluat de consistență standard) trebuie să fie de 58-64%. Făina reprezintă un complex de componenți chimici care determină însușirile tehnologice, fiecare component având un rol bine definit în desfășurarea proceselor de fabricație. Principalii componenți chimici ai făinii sunt: glucidele, proteinele, substanțele minerale, lipidele, vitaminele și enzimele. [1], [15], [16],[ 22]

Apa- folosită în industria panificației este apa potabilă. Rolul apei în aluatul pâinii este important, deoarece în prezența apei particulele de făină se hidratează și formează glutenul care condiționează obținerea aluatului.

Apa trebuie să fie limpede, fără culoare, fără gust și fără miros, să aibă o temperatură de 10…15o C, să aibă o duritate de 5…10 grade duritate, sau de 10..20 grade duritate, să corespundă normelor sanitare din punct de vedere microbiologic (trebuie să conțină maximum 20 micrograme/mL, fără bacterii coliforme). [ 1], [14],[ 15],[ 18]

Drojdia- în industria panificației, drojdia este folosită în calitate de afânător biochimic. Drojdia pentru panificație este o aglomerare de celule de drojdii din specia Saccaromyces cerevisiae și poate să fermenteze toate zaharurile din aluat, producând o fermentație alcoolică, din care rezultă bioxid de carbon. Drojdia se poate prezenta sub mai multe forme: comprimată, uscadă sau lichidă.

Drojdia de panificație conține: apă 70-80%, substanțe proteice (aminoacizi, albumine, glutation, polipeptide, globuline), glucide (glicogen, zaharuri simple), lipide, substanțe minerale (fosfor, potasiu, calciu, magneziu) și vitamine (B1, B2). [ 1],[14],[ 15],[ 19]

Sarea- în panificație se folosește sarea de bucătărie măcinată. Aceasta se dizolvă și se folosește sub formă de soluție. Sarea este utilizată pentru gust, dar și pentru a îmbunătăți calitățile aluatului, făcându-l mai elastic, cu porozitate bună.

Cantitatea de sare adăugată în aluat variază între 1,2 și 1,5% în funcție de anotimp și calitatea făinii ). [1], [14],[15]

Enzimele- sunt folo. Făina reprezintă un complex de componenți chimici care determină însușirile tehnologice, fiecare component având un rol bine definit în desfășurarea proceselor de fabricație. Principalii componenți chimici ai făinii sunt: glucidele, proteinele, substanțele minerale, lipidele, vitaminele și enzimele. [1], [15], [16],[ 22]

Apa- folosită în industria panificației este apa potabilă. Rolul apei în aluatul pâinii este important, deoarece în prezența apei particulele de făină se hidratează și formează glutenul care condiționează obținerea aluatului.

Apa trebuie să fie limpede, fără culoare, fără gust și fără miros, să aibă o temperatură de 10…15o C, să aibă o duritate de 5…10 grade duritate, sau de 10..20 grade duritate, să corespundă normelor sanitare din punct de vedere microbiologic (trebuie să conțină maximum 20 micrograme/mL, fără bacterii coliforme). [ 1], [14],[ 15],[ 18]

Drojdia- în industria panificației, drojdia este folosită în calitate de afânător biochimic. Drojdia pentru panificație este o aglomerare de celule de drojdii din specia Saccaromyces cerevisiae și poate să fermenteze toate zaharurile din aluat, producând o fermentație alcoolică, din care rezultă bioxid de carbon. Drojdia se poate prezenta sub mai multe forme: comprimată, uscadă sau lichidă.

Drojdia de panificație conține: apă 70-80%, substanțe proteice (aminoacizi, albumine, glutation, polipeptide, globuline), glucide (glicogen, zaharuri simple), lipide, substanțe minerale (fosfor, potasiu, calciu, magneziu) și vitamine (B1, B2). [ 1],[14],[ 15],[ 19]

Sarea- în panificație se folosește sarea de bucătărie măcinată. Aceasta se dizolvă și se folosește sub formă de soluție. Sarea este utilizată pentru gust, dar și pentru a îmbunătăți calitățile aluatului, făcându-l mai elastic, cu porozitate bună.

Cantitatea de sare adăugată în aluat variază între 1,2 și 1,5% în funcție de anotimp și calitatea făinii ). [1], [14],[15]

Enzimele- sunt folosite în panificație pentru a hidroliza, sau oxida componentele făinii. Procesele hidrolitice, catalizate enzimatic, încep odată cu frământarea aluatului și țin toată perioada procesului tehnologic. Hidroliza enzimatică vizează biopolimerii făinii (proteine, amidon) și compușii simpli (lipide, compuși fitinici).

Enzimele folosite în panificație sunt enzimele amilolitice, proteolitice, hemicelulolitice, lipolitice, lipoxigenaza, glucozoxidanza, glicerol-oxidaza, lacaza, catalaza și peroxidaza. [ 1]

Aspecte cu privire la produsul finit realizat pe liniile de obținere a pâinii negre

Pâinea este folosită ca aliment de bază în hrana omului deoarece are un conținut ridicat de substanțe nutritive, are o digestibilitate bună și este rezistentă la alterare. Conținutul de substanțe nutritive este dat de făină.

Prin realizarea corectă a tehnologiei de fabricație rezultă o pâine cu miez elastic, poros, bine format, coaja are un aspect și o culoare atrăgătoare, care închide bine miezul și îl protejează de influențele negative ale mediului. [14]

Caracteristicile organoleptice ale pâinii negre se referă la aspect exterior (coajă), interior (miezul), aromă, gust și miros, consistență și culoare.

Aspectul: pâinea trebuie să fie de formă regulată (rotundă), neturtită, bine crescută, și fără rupturi.

Suprafața cojii: trebuie să fie netedă, cu aspect lucios, nearsă, fără lipituri, fără părți lipsite, fără bășici sau zbârcituri.

Culoarea cojii: rumenă, brună-aurie până la brună-roșcată.

Aspectul miezului: masă cu pori fini, uniformi (se admite prezența unor goluri de maxim 2x3cm la pâinea mai mare de 1 kg.), ce caracterizează o pâine bine crescută și bine coaptă, fără cocoloașe sau urme de făină nefrământată, fără straturi compacte.

Consistența miezului: Acesta trebuie să fie elastică, la apăsarea ușoară să revină imediat la starea inițială, nelipicios, neumed la pipăit și nefărâmicios.

Aroma: plăcută, caracteristică, fără miros străin (de mucegai, rânced, stătut).

Gustul: plăcut, caracteristic unui produs bine copt, potrivit de sărat, fără gust acru, amar sau alt gust neplăcut. [15] [22]

Caracteristicile fizico-chimice ale pâinii negre sunt prezentate în tabelul 1.1.

Tabelul. 1.1

Caracteristicile fizico-chimice ale pâinii negre

(După Gh. Moldoveanu, Radu S.)

Analiza comparativă a tehnologiilor de obținere a pâinii negre

Există mai multe tehnologii de obținere a pâinii negre. Deosebirile dintre aceste tehnologii nu diferă foarte mult, dar conduc la obținerea mai multor sortimente de pâine neagră.

În continuare sunt prezentate trei fluxuri tehnologice, de obținere a pâinii negre, elaborate de prof. Radu Steluța (figura 1.2), Constanța Virginia Modoran (figura 1.3) și de S.C. AGROPAN IMPEX S.R.L. (Brand PANIFCOM) din Iași (figura 1.4).

Dacă privim peste aceste scheme tehnologice vom observa că ele sunt aproximativ asemănătoare. O diferență este aceea că, în fluxul tehnologic prezentat de prof. Steluța Radu operația de pregătire a materiilor prime este prezentată în detaliu ( făina se condiționează, drojdia se suspensionează, apa se încălzește și sarea de dizolvă), față de schema prezentată de Constanța Virginia Modoran, unde este trecută doar operația de pregătire a materiilor prime.

Încă o diferență este aceea că în fluxul tehnologic prezentat de Constanța Virginia Modoran după dozare, se trece direct la operația de frământarea aluatului, nu se mai realizează operațiile de frământare și fermentare maia.

Asemănările dintre aceste scheme sunt operațiile tehnologice de preparare a pâinii negre.

Operațiile de pregătire a materiilor prime constau în:

Pentru făină :

Cernere: -sunt eliminate impuritățile, dar are și scopul de a aerisi și afâna făina,conducând la îmbunătățirea condițiilor de fermentare

Amestecarea făinurilor:- se amestecă făinuri de același tip, dar de calități diferite pentru a obține o calitate omogenă

Încălzirea făinii: – până la temperatura de 20…25o C, în vederea utilizării apei la 40oC.

Pentru apă: aceasta se încălzește până la temperatura necesară obținerii unor semifabricate cu temperatura optimă de fermentare prevăzută in rețetă.

Pentru drojdie: se transformă în suspensie pentru a obține o repartizare cât mai uniformă a celulelor de drojdie în masa aluatului.

Pentru sare: se folosește numai dizolvată sub formă de soluție filtrată, cu scopul eliminării impurităților și a repartizării uniforme în aluat.

Prepararea aluatului cuprinde operațiile de:

Frământarea aluatului: trebuie să se obțină un amestec omogen, din materii prime și auxiliare, cu elasticitate și consistență optimă, pentru prelucrarea ulterioară. Operația se realizează cu ajutorul malaxoarelor.

Fermentarea: în urma acestei operații se obține un aluat bine afânat, din care să rezulte produse cu volum dezvoltat. Operația se realizează în spații special amenajate.

Refrământarea: este o frământare de scurtă durată, aproximativ un minut, care se face în scopul îmbunătățirii structurii aluatului.

Prelucrarea aluatului cuprinde:

Divizarea: este operația prin care aluatul este împărțit în bucăți de masă dorită. Masa bucăților de aluat este în funcție de masa produsului finit. Operația se realizează fie manual, fie cu ajutorul mașinilor de divizat.

Premodelarea: se aplică pentru a obține o structură mai poroasă la pâine, se realizează și închiderea secțiunilor poroase rezultate la divizare.

Repaosul intermediar: durează între 1…5 min. Reprezintă timpul de odihnă al aluatului care intervine între operația de premodelare și cea de modelare.

Predospirea: se realizează în instalații închise, are în general o durată de 10 min.

Modelarea: aluatul este modelat în forma finală. Operația se realizează manual sau mecanic.

Dospirea finală: se execută în scopul obținerii unui produs afânat, operația este indispensabilă. Operația se realizează în dospitoare continue sau discontinue.

Condiționarea bucăților de aluat este operația în care aluatul este crestat, spoit și ștanțat.

Coacerea propriu-zisă se realizează în cuproare de panificație, este operația prin care aluatul se transformă în produs finit. Coacerea are loc la un anumit regim de temperatură și umiditate.

Răcirea: se realizează în spații special amenajate.

Depozitarea și livrarea: pâinea este asezată pe răstele și este transferată într-un depozit la o temperatură de 20o C. [14],[ 21],[ 22]

Analiza factorilor care influențează producția

Uneori, pâinea poate prezenta o serie de defecte cauzate de:

Folosirea materiilor prime necorespunzătoare din punct de vedere al calității

Conducerea greșită a procesului tehnologic, în special la prepararea aluatului, la prelucrare și la coacere

Depozitarea și manipularea greșită a produselor după coacere. [10]

În continuare sunt prezentate câteva dintre principalele defecte ce pot apare la pâinea neagră:

1. Defectele miezului: principalele defecte sunt crăpăturile, desprinderea miezului de coajă, straturile sau dungile compacte, porozitatea defectuoasă a miezului.

Crăpăturile în miez pot fi: Verticale – trece prin mijlocul miezului, de sus în jos (apar în cazul folosirii unei făini inferioare, realizării unui aluat consistent și cu aciditate mică, coacere insuficientă a aluatulu; Laterale – apar la arcuirea cojii (crăpătura apare în timpul coacerii și se mărește în timpul răcirii pâinii); Orizontale – apar deasupra cojii inferioare. (apar în cazul folosirii făinii de calitate inferioară, prepararea aluatului cu consistență redusă, la temperatură joasă și în cazul coacerii aluatului la temperaturi ridicate); Sub coaja superioară – apar în cazul coacerii aluatului la temperaturi prea ridicate.

Desprinderea miezului de coajă: apare rar la pâinea neagră, se produce în timpul coacerii la temperaturi prea ridicate.

Staturile sau dungile compacte: pâinea prezintă un miez dens, cu pori insuficient dezvoltați. Se formează în timpul coacerii unui aluat când acesta nu este suficient de fermentat.

Porozitatea defectuoasă a miezului: se prezintă sub trei aspecte și anume: pori prea mici, pori mari și neregulați, goluri mari.

2. Defectele cojii: în această categorie se înscriu: crăpăturile (la coaja superioară, laterale), bășicile dulci sau arse, culoarea necorespunzătoare (deschisă, închisă).

Crăpăturile sunt considerate defecte de natură estetică. Acestea pot fi: crăpături la coaja superioară – sunt provocate de cantitățile mai mici sau mai mari de abur din camera de coacere; crăpături laterale – sunt întâlnite la pâinea așezată prea aproape de vatră.

Bășicile dulci sau arse apar din cauza folosirii se maiele insuficient fermentate, sau a unui aluat prea moale.

Culoare necorespunzătoare – poate fi deschisă, când s-a folosit un aluat cu consistență mare, sau temperatura de coacere a fost redusă; închisă, când s-a folosit un aluat fermentat insuficient.

3. Defectele formei: acestea sunt: pâine bombată, pâine alpatizată

Pâinea bombată apare în cazul folosirii unui aluat insuficient fermentat, la care s-a folosit maia bătrână. Această pâine mai prezintă și un miez dens, cu porozitate neuniformă și gust fad.

Pâinea aplatizată apare în cazul folosirii unei făini de calitate inferioară, coacerea realizându-se la temperatură joasă. Pâinea prezintă și goluri în miez, coaja crăpată și gust acru.

4. Defectele gustului – deosebim: gust acru, gust fad, gust nesărat, gust prea sărat.

Gustul acru apare atunci când s-a folosit o maia veche în cantitate mare.

Gustul fad rezultă atunci când s-a realizat o fermentație insuficientă a maielei sau aluatului.

Gustul nesărat sau prea sărat apare atunci când s-a realizat o dozare necorespunzătoare a sării în aluat. [ 10], [ 14], [ 22]

Pe lângă aceste defecte pâinea poate prezenta și unele boli, cauzate de:

Folosirea unor materii prime și auxiliare contaminate cu microorganisme;

Contaminarea spațiilor de depozitare, producție, utilajelor, instalațiilor, echipamentelor și ustensilelor cu microorganisme;

Nerespectarea unor parametri tehnologici la realizarea produsului;

Prezența personalului contaminat în producție. [10]

Principalele boli care apar la pâine sunt:

Boala întinderii sau boala cartofului sau boala mezentericus – este provocată de bacteriile bacillus subtilis și Bacillus mezentericus. Pâinea capătă miros și gust neplăcute, își modifică consistența și culoarea miezului. Apare un gust amărui dulceag și un miros de fructe alterate, iar miezul prezintă goluri de diferite mărimi, devine lipicios și la rupere se întinde.

Mucegăirea pâinii – Mucegaiurile care provoacă această boală sunt din genul Aspergillus, Mucor și Penicillium. Se mai pot întâlni și Rhizopus nigricans și Clostridium herbarum. Pâinea capătă gust și miros neplăcute, iar colorația se modifică datorită prezenței mucegaiurilor. [1]

CAPITOLUL 2. CARACTERIZAREA CADRULUI ORGANIZATORIC

2.1 Date privind societatea în care s-a efectuat documentarea

S.C. AGROPAN IMPEX S.R.L. s-a înființat pe data de 9.07.2003, în Județul Iași, pe Calea Chișinăului nr.29. Domeniul de activitate fiind fabricarea produselor de panificație.

Procesul de fabricație al pâinii respectă standardele de fabricație europene, fluxul de fabricație fiind complet, începând de la intrarea materiilor prime în unitate și până la livrarea produsului finit.

În acest moment, unitatea are în jur de 165 de angajați, calificați pe meserii de modelatori, cocători și ambalatori.

Gama de produsele oferită de această firmă cuprinde pâine albă nefeliată sau feliată, pâine neagră, chifle, specialități împletite.

Liniile de fabricații sunt moderne cuprinzând utilaje noi, unele operații fiind complet automatizate.

2.2 Schema fluxului tehnologic

Fluxul tehnologic utilizat pe linia de producere a pâinii negre, de la SC. AGROPAN IMPEX S.R.L. este prezentat în figura 2.1.

Etapele de desfășurare a procesului de fabricație sunt:

Pregătirea materiilor prime

Făina – după ce s-a realizat recepția calitativă și cantitativă, aceasta se depozitează până în momentul în care urmează să fie utilizată la realizarea pâinii. La intrarea pe linia de fabicație, făina este supusă operațiilor de cernere, de amestecare a diferitelor tipuri de făinuri (dacă este cazul) și de dozare.

Apa: este supusă operațiilor de încălzire la temperatura optimă de folosire și dozare.

Drojdia: se emulsionează pentru a fi mai bine încorporată în aluat, se filtrează și se dozează.

Sarea: se folosește numai dizolvată sub formă de soluție filtrată cu scopul repartizării uniforme in aluat.

Enzimele: sunt supuse operației de dozare.

Frământarea aluatului: trebuie să se obțină un amestec omogen din materii prime și auxiliare, cu elasticitate și consistență optimă. Operația se realizează cu ajutorul malaxoarelor.

Divizarea: este operația prin care aluatul este împărțit în bucăți de masă dorită. Operația se realizează cu ajutorul mașinilor de divizat tip Kemper.

Premodelarea: se aplică cu scopul îmbunătățirii structurii porozității pâinii, se realizează și închiderea secțiunilor poroase rezultate la divizare. Operația se realizează cu mașina de rotunjit.

Predospirea: se realizează în instalații închise, predospitoarele tip Kemper, are în general o durată de 10 min.

Modelarea finală: aluatul este modelat în forma finală. Operația se realizează mecanizat, cu ajutorul mașinii tip Roller.

Dospirea finală: se execută în scopul obținerii unui produs afânat, operația este indispensabilă. Operația se realizează în dospitoare tip Miwe.

Crestarea: se realizează manual.

Coacerea: se realizează în cuptoare cu vetre fixe tip Miwe. Este operația în care aluatul este transformat în produs finit.

Răcirea: se realizează în spații special amenajate.

Felierea și ambalarea: se realizează cu ajutorul mașinii de feliat și ambalat semiautomată.

Depozitarea și livrarea: pâinea este asezată în navete de plastic și este transferată într-un depozit la 20o C. [14], [ 21], [ 22]

2.3 Schema liniei tehnologice

Schema liniei tehnologice de fabricare a pâinii negre este prezentată în figura 2.2.

Această schemă prezintă modul de aranjare a utilajelor pe linia de fabricație care respectă fluxul tehnologic prezentat în figura 2.1.

2.4 Regimul de lucru al instalației

Materiile prime și auxiliare folosite la realizarea pâinii negre sunt constituite din făină neagră tip 1350, sare, drojdie, apă potabilă și enzime. După realizarea recepției calitative și cantitative, materiile folosite la realizarea pâinii sunt depozitate în spații special amenajate, după care sunt supuse operațiilor pregătitoare.

Făina este supusă operației de cernere, amestecare și dozare.

Sarea se dizolvă, se filtrează și se dozează.

Drojdia se emulsionează, se filtrează și se dozează.

Apa potabilă se încălzește și se dozează. Enzimele se dozează.

După realizarea operațiilor anterioare, materiile sunt amestecate și omogenizate cu ajutorul malaxoarelor, până la obținerea aluatului. Prin frământarea acestuia se urmărește, pe lângă omogenizare și obținerea unor proprietăți fizice și structurale care să permită o comportare optimă în timpul divizării, modelării, dospirii, coacerii, astfel încât pâinea să fie de bună calitate.

Frământarea aluatului durează 8…10 min (aproximativ 4 min viteză lentă și aproximativ 4 min viteză rapidă). Temperatura aluatului este de 28-29 o C și aciditatea de minim 5 grade.

Cu ajutorul malaxorului ridicător-răsturnător aluatul este transferat în cuve și dus la mașina de divizat. Divizarea constă în împărțirea aluatului în bucăți cu masa de 0,565…0,570 kg. La stabilirea greutății bucăților de aluat, se au în vedere pierderile în greutate, ce au loc în timpul coacerii și răcirii pâinii, pierderi care variază între 13 și 16%. Divizarea se realizează cu ajutorul mașinii de divizat tip Kemper, după care bucățile de aluat sunt trimise la mașina de rotunjit.

După această operație, bucățile de aluat sunt introduse în predospitorul tip Kemper timp de zece minute. Nu se recomandă să se facă modelarea aluatului, fără a realiza operațiile de rotunjire și predospire, deoarece presiunile interne din interiorul aluatului provoacă ruperea cu ușurință a suprafeței acestuia și strângerea bucății de aluat.

După operația de predospire bucățile de aluat sunt aduse pe masa de modelat rotund pentru a primi forma finală (forma produsului finit). În timpul modelării finale se execută și o frământare în scopul eliminării golurilor mari formate în timpul fermentării, ceea ce contribuie la uniformizarea porozității.

Bucățile de aluat sunt așezate pe cărucioare cu pânze panacod și tranferate în dospitorul Miwe tip cameră cu microclimat controlat. Dospirea finală se efectuează într-un mediu cald și umed, temperatura fiind de 30…36 o C, iar umiditatea relativă a aerului de 73…75%.

Următoarea operație este aceea de coacere unde bucățile de aluat modelate sunt introduse în cuptoarele cu vetre fixe Miwe. Aici aluatul se tranformă în produs finit. Durata de coacere la pâinea neagră este de 26…30 minute, la o umiditate relativă 75…80%.

Pâinea astfel obținută este așezată pe cărucioare și transferate în camera de răcire.

După răcire, pâinea este supusă operației de feliere și ambalare, realizată cu ajutorul mașinii de feliat și ambalat semiautomată.

Pâinea ambalată se așează în navete de plastic și este depozitată în camerele de depozitare până în momentul livrării.

Livrarea se realizează în navete, în mașini special amenajate în acest scop.

CAPITOLUL 3. OBIECTIVE PROPUSE ȘI MODUL DE ABORDARE A ACESTORA

3.1 Obiective propuse

În urma unui studiu realizat la unitatea S.C. AGROPAN IMPEX S.R.L., s-a constat că spălarea navetelor folosite la depozitarea și livrarea pâinii, se realizează manual de către personalul unității. Această operație ce se face prin spălarea cu jet de apă, ceea ce necesită un consum mare de substanțe de curățare, deoarece nu se poate realiza o dozare a acestora. De asemenea timpul de lucru este mai mare decât în cazul în care această operație s-ar realiza mecanizat.

În concluzie pentru modernizarea și scurtarea timpului de efectuare a acestei operații, se impune utilizarea unei mașini de spălat navete. Aceasta va fi utilă, deoarece reduce timpul de lucru al personalului, realizează un consum mai mic de detergenți iar navetele curățate vor fi mult mai igienice și spălate mult mai bine.

Capacitatea mașinii de spălat navete trebuie să fie corelată cu capacitatea producției de pe toate liniile de fabricație. În acest caz s-ar impune utilizarea unei mașini de spălat navete cu capacitate de aproximativ 400 navete/h.

Pentru realizarea presiunii jetului de apă pentru prespălare și spălare, mașinile pentru spălat navete sunt dotate cu pompe, pentru vehicularea apei, pompe care pot fi acționate individual de un motor electric sau pot fi antrenate de același motor electric care pune în mișcare și transportorul mașinii.

Pentru mașina propusă, se recomandă soluția antrenării pompei de apă cu un motor individual. În acest scop, se va realiza alegerea și dimensionarea cuplajelor și penelor aferente pentru antrenarea pompelor instalației de spălare.

3.2 Modul de abordare a problemelor propuse

Pentru a pune în practică ideea propusă se va face un studiu cu privire la mașinile de spălat navete, un studiu privind organele de mașini tip cuplaje mecanice și asamblări cu pene și un studiu de rezistența materialelor cu privire la solicitările de încovoiere și forfecare.

Pentru alegerea cuplajului cu bolțuri propus se va utiliza un breviar de calcul specific pentru acest tip de organe de mașini. De asemenea se va face alegerea tipului de pene folosite și verificarea acestora din condițiile de rezistență.

CAPITOLUL 4. STUDIU DE REZISTENȚA MATERIALELOR ȘI ORGANE DE MAȘINI, CU PRIVIRE LA CUPLAJUL POMPEI INSTALAȚIEI DE SPĂLARE CE ECHIPEAZĂ MAȘINA DE SPĂLAT NAVETE

4.1 Studiu privind mașinile de spălat navete

Mașina de spălat navete se folosește în industie cu scopul de a oferi navete igienice, într-un timp scurt și cu un consum mult mai mic de apă, detergenți și electricitate. Aceasta prezintă mai multe sectoare de spălare, după cum se observă în figura 4.1 și anume: prespălare, spălare cu soluție la 40…50 o C și spălarea finală (clătirea) care se realizează cu apă rece. Durata spălării depinde de gradul de infectare, iar presiunea din instalație este de 0,4…0,6 MPa. [ 29]

Pe piață se întâlnesc diverse tipuri de mașini de spălat navete. Acestea pot fi tip tunel, tip dulap, tip carusel.

În figura 4.2 este prezentată o mașină de spălat navete tip tunel cu zone distincte de încărcare și descărcare, iar în figura 4.3 o mașina de spălat navete tip tunel cu post comun de încărcare – descărcare. O mașină tip dulap, unde alimentarea se face manual este prezentată în figura 4.4, iar o mașină de spălat cu granule în figura 4.5.

Pentru a moderniza linia tehnologică de fabricație a pâinii negre se propune o mașină de spălat navete tip BX 400 (RIA DO Trading) prezentată în figura 4.6.

Mașina este prevăzută cu două programe pentru spălarea navetelor: primul pentru spălarea navetelor ce conțin diverse ustensile și al doilea (mai rapid), pentru spălarea numai a navetelor.

Mașina este prevăzută cu diuze de spălare laterale care asigură un rezultat deosebit al igienizării. A fost concepută astfel încât să satisfacă toate cerințele industriei alimentare, care are nevoie să spele și să sterilizeze zilnic o cantitate mare de navete.

Datele tehnice ale acestei mașini sunt:

– alimentarea electrică : 400 V – 50 Hz. ;

– dimensiunea utilă : 510 x H500 mm ;

Mașina prezintă trei sectoare de spălare:

PRESPĂLARE

– puterea pompei : 2,02 KW ;

– capacitatea pompei : 500 l/min.(din recirculare) ;

– capacitatea cuvei : 95 l ;

SPĂLARE

– puterea pompei : 2,00 KW ;

– capacitatea cuvei : 110 l ;

– capacitatea pompei : 650 l/min.(din recirculare) ;

– încălzire apă : 12 KW ;

CLĂTIRE

– consum total apă : 560 l / h;

– încălzire apă : 2 x 14 KW ;

– capacitate boiler : 2 x 10 l ;

– presiunea apei : 150 – 400 KPa ;

– absorbție totală : 44 KW ;

Productivitate mașinii este : 400 navete / ora , pentru viteza maxima de 4 m/min.;330 navete / ora, pentru viteza medie de 3,3 m / min ;

Dimensiuni generale : 3600 x 750 x H1770/2015 mm ;

Greutatea : 530 Kg. [43]

4.2 Studiu privind cuplajele mecanice

4.2.1 Generalități

Cuplajele sunt organe de mașini ce asigură legătura între doi arbori care își transmit reciproc putere și mișcare.[25]

Cuplajele au următoarele funcții:

transmit mișcarea și momentul de torsiune;

comandă mișcarea (cuplajele intermitente);

compensează erorile de execuție și montaj (cuplaje compensatoare);

amortizează șocurile și vibrațiile (cuplaje elastice);

limitează unii parametri funcționali [4]

Pentru o bună funcționare, cuplajele trebuie să îndeplinească următoarele condiții [25]:

dimensiunile constructive să fie cât mai reduse;

să aibă capacitate de transmitere totală în momentul de răsucire al arborelui;

să aibă capacitate de atenuare a șocurilor provenite din variația regimului de funcționare a mașinii;

să asigure interschimbabilitățile necesare înlocuirii elementelor uzate;

să aibă posibilitatea de a preveni, prelua și transmite supraeforturile dăunătoare

În figura 4.7 este prezentată după STAS 7082 – 77, o clasificare a cuplajelor. În funcție de natura legăturii dintre elemente, acestea pot fi permanente sau intermitente.

La cuplajele intermitente legătura poate fi stabilită sau întreruptă în timpul funcționării. [26] Prin cuplare-decuplare, ambreiajele pot întrerupe sau relua transmiterea mișcării în gol sau chiar sub sarcină, fără oprirea arborelui de la care se transmite. [24]

La cuplajele permanente, transmiterea mișcării între cei doi arbori nu poate fi întreruptă în timpul lucrului, decât prin oprirea arborilor și demontarea cuplajelor.

4.2.1 Cuplaje permanente

Cuplajele permanente se împart în două grupe:

cuplaje fixe:se realizează o legătură rigidă a arborilor

cuplaje mobile: permit mici deplasări

Cuplajele fixe se folosesc la cuplarea rigidă a arborilor, transmit momente de răsucire și încovoiere. Acestea pot fi:

cu manșon dintr-o bucată: se montează pe capetele arborilor ce urmează să transmită mișcarea (fig.4.8)

cu manșon din două bucăți (fig 4.9): asigură preluarea și transmiterea mișcării arborelui numai prin frecarea dintre suprafețele de contact ale fusurilor și manșonului.

cu flansă: sunt formate din două discuri care se montează pe cele două capete ale arborilor prin împănare.( figura 4.10; figura 4.11)

Cuplajele mobile se folosesc când sunt necesare preluarea deplasărilor axiale, radiale sau unghiulare ale arborilor. Cuplajele mobile se împart în două categorii:

cuplaje permanente mobile cu elemente intermediare rigide

Cuplaje cu gheare (figura 4.12)- permit mici deplasări axiale ale arborilor ce se cuplează. Se folosec pentru arbori ale căror diametre sunt cuprinse între 25 – 250 mm.

Cuplaje cu disc intermediar mobil (Oldham) (figura 4.13) – permit o deplasare radială a arborilor, transmit sarcini mari și foarte mari la diferite mecanisme.

Cuplaje cardanice( unghiulare) (figura 4.14): permit transmiterea puterii între arbori care se intersectează sub un unghi care poate ajunge până la 45 o .

Cuplaje dințate (figura 4.15)- permit preluarea abaterilor axiale, radiale și unghiulare ale arborilor cuplați. Au capacitatea de a transmite momente de torsiune mari la viteze mari de rotație.

cuplaje permanente mobile cu elemente intermediare elastice [4], [5], [ 24], [26], [28].

Cuplaje cu elemente intermediare nemetalice: elementul elastic al acestor cuplaje este cauciucul. Acestea prezintă următoarele avantaje: capacitate mare de amortizare a șocurilor și vibrațiilor; simple din punct de vedere constructiv; preț scăzut. Au durabilitate și rezistență mai mică, de aceea nu se folosesc la transmiterea de momente mari de torsiune. Din categoria acestor cuplaje cel mai des utilizat este cuplajul elastic cu bolțuri (figura 4.16). Aceste cuplaje sunt standardizate. Momentul de torsiune se transmite prin intermediul manșoanelor de cauciuc ,care sunt montate pe bolțuri și sunt fixate rigid în semicuplă. Semicuplele sunt montate pe arbori , prin intermediul penelor paralele .

Cuplaje cu elemente intermediare metalice: Elementele elastice metalice sunt mai durabile decât cele nemetalice și permit executarea de cuplaje cu dimensiuni de gabarite reduse și capacitate mare de încărcare. Cuplajele sunt de mai multe feluri: Cuplaj cu arcuri în formă de bară(figura 4.17): legătura dintre semicuplaje este realizată cu arcurile în formă de bară (știfturi elastice), montate axial în găurile în formă de pâlnie, pentru a oferi semicuplelor mobilitate.

Cuplaj cu arcuri elicoidale (Cardeflex) (figura 4.18): este format din două semicuplaje, pe care sunt montați,prin intermediul știfturilor ,segmenții; aceștia sunt prevăzuți cu știfturile pentru a centra arcurile elicoidale cilindrice .

Cuplaj cu arcuri lamelare (figura 4.19): elementul elastic poate fi dispus axial sau radial. Pachetele de arcuri lamelare sunt montate în golurile dinților de formă specială, executați pe semicuplaje. Carcasele au rolul de protecție și etanșare a cuplajului care funcționează cu ungere.[ 4] [27]

4.2.2 Cuplaje intermitente

Cuplajele intermitente mai poartă denumirea și de ambreiaje, ele pot fi cuplate sau decuplate în gol, fără demontare și chiar în sarcină, când au în componența lor elemente elastice pentru preluarea energiei de șoc. Acestea se grupează în două categorii: comandate și automate.

Cuplajele comandate cu fricțiune – la aceste cuplaje, transmiterea momentului de torsiune de la arborele motor, la cel condus, se face prin intermediul frecării, dintre elementele ambreiajului. Se întâlnesc la transmisiile autovehiculelor, a mașinilor unelte, mașinilor de ridicat și transportat, în industria petrolieră . [4], [25]

Pentru a funcționa în bune condiții aceste ambreiaje trebuie să:

– asigure transmiterea momentului maxim fără alunecări;

– realizeze cuplarea și decuplarea fără șocuri;

– disipeze cu ușurință căldura degajată în timpul cuplărilor;

– realizeze un contact între suprafețe cât mai uniform.

Aceste cuplaje pot fi de tipul:

Cu fricțiune prin discuri multiple: (figura 4.20)- permit transmiterea unor momente de răsucire mari la arborele condus. Sunt alcătuite din: semicuplaje fixe pe arbori cuplați; discuri de ambreiere, ghidate alternativ pe canelurile interioare ale semicuplei 3 și canelurile exterioare ale semicuplei 4; tamponul care pune discurile în contact și este acționat de mecanismul de comandă.

Cu fricțiune conice: (figura 4.21) sunt alcătuite dintr-un semicuplaj fix pe arbore , care este conic la interior și unul deplasabil pe arbore, conic la exterior. Suprafața de fricțiune este tronconică.

Cuplajele automate realizează cuplarea sau decuplarea automată a elementului condus în funcție de anumiți parametri impuși lanțului cinematic: sens de rotație, valoarea vitezei unghiulare, valoarea momentului de torsiune. Acestea se împart în cuplaje intermitente automate de sens, de viteză și de sarcină. [20 ]

4.3 Studiu privind asamblările prin pene

Penele sunt organe de asamblare demontabile, cu o formă aproximativ prismatică, cu secțiune constantă sau cu una dintre fețe înclinată.

Clasificarea penelor:

Pene longitudinale

De fixare ( cu prestrângere)

– Pene înclinate înalte

– Pene înclinate plate

– Pene concave

– Pene tangențiale

De ghidare (fără prestrângere)

– Pene paralele

– Pene disc

– Pene cilindrice

Pene transversale

Penele longitudinale sunt organe specifice asamblărilor între arbori și butuci. Se folosesc la poziționarea roților dințate, roților de curea, a volanților pe arbori, sau axe și sunt confecționate din oțel. Lungimea penei se alege egală cu a butucului

Penele longitudinale cu strângere (figura 4.22) au una din fețe (superioară) înclinată, ceea ce permite să se obțină o solidarizare între piesele asamblate, prin apăsarea care se exercită asupra fundurilor canalelor de la nivelul butucului și arborelui. Transmiterea momentului de torsiune se face prin frecare.

Datorită faptului că butucul este ușor excentric față de arbore, acest tip de asamblare se recomandă numai pentru turații mici, sau în cazul utilizării unei singure pene pentru regimuri de funcționare fără șocuri și fără inversări de sens

. Penele longitudinale fără prestrângere au largă utilizare în construcția de mașini. Acestea nu afectează centrarea butucilor pe arbori. În timpul funționării pana are contact pe fețele laterale ale canalului din butuc și arbore. Ele pot servi și ca pene de siguranță forfecându-se la suprasarcini.

În această categorie se înscriu:

Penele paralele (figura 4.23)- sunt pene de antrenare. Au secțiunea dreptunghiulară constantă pe întreaga lor lungime. În unele cazuri penele paralele se fixează pe arbore cu ajutorul unor șuruburi. Aceste pene se folosesc când se dorește să se obțină posibilitatea de deplasare axială a butucului pe arbore.

Penele cilindrice: (figura 4.24) sunt știfturi cilindrice montate longitudinal, locașul pentru știft fiind executat jumătate în arbore și jumătate în butuc.

Penele disc: (figura 4.25) sunt realizate sub forma unei porțiuni dintr-un disc. Au partea inferioară îngropată în arbore, iar partea superioară în canalul din butuc. Se folosesc fie în cazul transmiterii momentelor de răsucire, fie numai pentru fixarea poziției piesei îmbinate. [5],[9],[11], [13], [19],[25]

Penele transversale (figura 4.26)- pot fi cu una sau ambele părți înclinate, cu secțiune dreptunghiulară. Ele pot fi utilizate pentru asamblare, reglare sau pentru asigurare. [11], [13], [20]

4.4 Studiu privind solicitarea de încovoiere

O bară este solicitată la încovoiere atunci când forțele ce acționează asupra ei, produc un cuplu situat în planul longitudinal al barei. Solicitarea de încovoiere este întâlnită în diferite variante, atât prezenței simultane a altor eforturi în secțiune, cât și poziției vectorului moment încovoietor față de axele inerției.

Se întâlnesc mai multe tipuri de încovoiere:

Încovoierea pură (forța tăietoare este nulă);

Încovoierea simplă ( cu forța tăietoare);

Încovoierea oblică;

Încovoierea cu forța axială;

Încovoierea barelor curbe.[ 2],[ 8], [13]

Încovoierea pură (figura 4.27)– o bară dreaptă este solicitată la încovoiere pură dacă momentul încovoietor este constant pe lungimea barei, forța tăietoare este nulă. [13]

Pentru realizarea studiului de încovoiere pură se fac unele ipoteze de lucru:

Materialul barei respectă legea lui Hooke și este omogen și izotrop;

Bara este solicitată de forțe situate într-un plan de simetrie ( conține o axă principală de inerție și o axă longitudinală);

Este prezentă și ipoteza lui Bernoulli;

Axa barei este nedeformată, fiind o linie dreaptă;

Înălțimea barei este mică în raport cu lungimea. [ 2], [12]

Încovoierea simplă- o bară este supusă la încovoiere simplă, dacă într-o secțiune oarecare există atât momente tăietoare cât și momente încovoietoare. În acest caz, ipoteza lui Bernoulli nu mai este valabilă, deoarece, după deformarea grinjii, secțiunile sunt deplanate. Eforturile unitare tangențiale nu se repartizează uniform pe secțiune, mai ales la cea dreptunghiulară îngustă. [8], [12]

La încovoierea barelor, axa neutră trece prin centrul de greutate al secțiunii. Valoarea efortului unitar, , depinde de cea a cuplului, M.

[Pa] (4.1)

Relația (4.1) reprezintă formula lui Navier. Aceasta exprimă legătura dintre efortul unitar normal, (σ), ce apare pe secțiune într-un punct oarecare al acesteia, momentul încovoietor, (M), din acel punct al secțiunii și dimensiunile secțiunii înglobate în momentul de inerție axial, (Iz).

În cazul relației (4.1), valoarea maximă a efortului unitar va fi atinsă pentru valoarea maximă a lui y.

[Pa] (4.2)

dar:

[m3] (4.3)

În acest caz formula lui Navier devine:

[Pa] (4.4)

Formula (4.4) poate fi utilizată pentru dimensionare, verificare și determinarea momentului capabil la încovoiere.

Formula de dimensionare – în cazul în care bara are secțiune constantă pe toată lungimea sa, se va lua în considerare efortul unitar corespunzător celui mai mare moment încovoietor; iar în cazul în care bara este alcătuită din tronsoane cu arii diferite ale secțiunilor, se va lua în considerare efortul unitar maxim, Mmax, corespunzător tronsonului de dimensionat.

Formula utilizată pentru dimensionare este:

[m3] (4.5)

În care:

Formula de verificare – efortul unitar efectiv la încovoiere, σefî, trebuie să fie mai mic, cel mult egal cu cel admisibil σaî.

[Pa] (4.6)

în care:

Formula de calcul al momentului capabil – Momentul capabil, Mcap, pe care îl poate suporta o bară se calculează cu relația:

[N·m] (4.7)

În practică, se impune condiția ca barele solicitate la încovoiere să nu se deformeze peste anumite valori. De aceea în calculul de dimensionare a acestor piese trebuie îndeplinită o nouă condiție și anume cea de rigiditate. Chiar dacă piesa supusă la încovoiere corespunde din punct de vedere al calcului de rezistență, aceasta poate suporta deformații mai mari decât cele prevăzute de condiția de rigiditate. În acest caz piesa este redimensionată astfel încât valorile deformațiilor să se încadreze sub o anumită limită.

Deformațiile ce apar în piesele supuse la solicitarea de încovoiere, sunt reprezentate în figura 4.28. [3]

Încovoierea oblică- în cazul în care, planul forțelor ce acționează asupra barei nu conține una din axele de inerție ale secțiunilor acesteia, spunem că avem încovoiere oblică. Se consideră o bară în consolă de o anumită lungime, având o secțiune nesimetrică, supusă acțiunii unei forțe, cuprinsă în planul vertical. [12], [13]

Încovoierea axială- mai poartă denumirea și de încovoiere spațială. Încovoierea se produce atunci când forțele și cuplurile de forțe acționează în două plane ce conțin axa longitudinală a barei, dar nu conține nici una dintre axele principale de inerție. În acest caz, axa neutră se diferă de axa efortului încovoietor. Se consideră o bară în consolă, având secțiunea sub forma unui cornier cu aripi neegale, supusă acțiunii unei forțe cuprinse în planul orizontal și unei forțe cuprinsă în planul vertical.

Încovoierea barelor curbe- în acest caz, apar deformații suplimentare, care se neglijează în cazul secțiunilor compacte, cum ar fi profilele compacte, dar nu se pot neglija în cazul profilelor deschise.

4.5 Studiu privind solicitarea de forfecare

Dacă asupra unei bare acționează două forțe egale, de sens contrar și perpendiculare pe axa barei, acțiunea fiind asemănătoare ca cea a unui foarfece, bara este supusă solicitării de forfecare, sau de tăiere. [ 13]

Solicitarea de forfecare (figura 4.29) se întâlnește la construcția mașinilor, la asamblările prin știfturi și bolțuri, prin pene, prin nituri, prin șuruburi, la asamblările sudate și la tăierea metalelor. [8]

Forfecarea este însoțită și de alte solicitări cum sunt încovoierea, întinderea sau compresiunea, efectul acestor solicitări este însă neglijabil.

În calculul solicitării la forfecare se admite ipoteza simplificatoare, aici, eforturile unitare tangențiale se repartizează uniform pe secțiune.

Efortul unitar la forfecare, f, este:

[Pa] (4.8)

unde:

Relația este satisfăcătoare pentru piesele de dimensiuni mici.

Cu ajutorul formulei (4.8) se pot deduce:

Formula pentru dimensionare

[m2] (4.9)

în care:

Formula pentru verificare

[Pa] (4.10)

unde:

Formula pentru determinarea forței tăietoare capabile, Tcap

[N] (4.11)

În același mod se calculează forța de rupere la forfecare, Tr.

[N] (4.12)

unde:

Sub acțiunea forței tăietoare bara se deformează, producându-se o deformație unghiulară.(figura 4.30)

Unghiul α este denumit lunecare specifică, având valoarea proporțională cu eforturile unitare tangențiale după legea lui Hooke.

[Pa] (4.13)

în care:

Deplasarea Δx față de poziția inițială a barei este:

[m] (4.14)

unde:

Ținând cont de legea lui Hooke

(4.15)

și

(4.16)

din cele două relații rezultă:

[m] (4.17) [3]

4.6 Calculul cuplajului de antrenare a pompei pentru prespălare a mașinii de spălat navete

4.6.1 Alegerea soluției constructive pentru cuplaj

Cuplajul dintre motorul electric și pompa pentru prespălare se alege în funcție de o serie de criterii și anume: puterea mecanică transmisă, turația, regimul de funcționare, jocurile care trebuiesc preluate (compensarea erorilor de montaj), de complexitatea constructivă.

Puterea necesară antrenării pompei de prespălare (după www.riado.ro/produse) este de 2,02 kW.

Pompa pentru prespălare funcționează fără întrerupere în timpul procesului de lucru, ceea ce face ca regimul de funcționare să fie considerat de tip continuu.

Turația pompei în timpul funcționării este 3000 rotații/minut.

Pentru cuplarea pompei la motorul electric se optează pentru un cuplaj de tip elastic cu bolțuri. Acest cuplaj are avantajul că permite compensarea abaterilor la dispunerea arborilor cuplați, asigurând în același timp amortizarea șocurilor și a vibrațiilor torsionale. Elementul elastic al acestui tip de cuplaj este confecționat din cauciuc. Acesta prezintă o serie de avantaje: elasticitate mare, capacitate mare de amortizare, simplitate constructivă, cost mai mic comparativ cu cuplajele elastice cu elemente metalice. Ca dezavantaj se poate menționa o durabilitate și o rezistență mai mică, ceea ce nu le recomandă pentru transmiterea momentelor mari de torsiune.

Cuplajele elastice cu bolțuri se aleg din STAS 5982/6- 81, sau din cataloagele de firmă ale inteprinderilor producătoare.

Alegerea cuplajelor elastice se face în funcție de diametrul arborilor pe care se montează semicuplajele și de momentul de torsiune transmis.

4.6.2 Motorul electric de antrenare

Pentru antrenarea pompei, este utilizat un motor de curent alternativ trifazat cu rotor în scurtcircuit tip MA-AL 90L cu puterea de 2,2 kw și turația de 2855 rotații/minut.

Cotele de legătură la nivelul arborelui sunt prezentate în figura 4.31.

Valorile cotelor sunt: D= 24mm; F= 8mm; GD= 7mm; GA= 27mm; G= 20mm

4.6.3 Calculul momentului de torsiune transmis

Momentele nominale (normale) de torsiune indicate în cataloagele firmelor producătoare, sau în standarde, corespund valorilor maxime care pot fi suportate de cuplaj în regim static de funcționare. [6]

În regim dinamic, cuplajul trebuie să facă față la solicitarea din timpul demarajului și la eventualele șocuri ce apar în timpul funcționării.

Momentul de torsiune de calcul este dat de relația:

Mtc = Ks Mtn [daN cm] unde: (4.18)

Ks- coeficient de siguranță (determinat pe bază experimentală) [6]

Ks= 1,75…..3,5; se alege Ks= 2,5

Mtn- momentul nominal de torsiune

[daNcm] (4.19)

În care

Rezultă:

Mtn= 73,59 [daN cm]

Momentul de torsiune calculat va avea valoarea:

Mtc= 183,9 daN cm

4.6.4 Alegerea cuplajului elastic cu bolțuri

Alegerea se face pe baza momentului de torsiune (Mtc) și a turației de lucru (n) din STAS 5982/6-81.

Se consideră că arborele motorului electric și al pompei au același diametru.

Se va alege un cuplaj varianta normală (N), cu semicuple tip P, mărimea 1 de tip:

CEB-1-N-P24-OT60-3 STAS 5982/6-81.

Cuplajul ales are următoarele caracteristici: ( figura 4.32)

4.6.5 Verificarea momentului capabil al cuplajului

Se face cu relația : [6], [7]

Mtcap= 1/2D1nbdblbσas ≥ Mtc (4.20)

În care:

Rezultă

Mtc= 979,2daNcm ≥ 183,9 2daNcm

Relația este adevărată, cuplajul rezistă la momentul de torsiune care îl solicită.

4.6.6 Verificarea la strivire dintre bolț și manșon

Verificarea se face cu relația [6], [7]

(4.21)

în care:

σs-efortul unitar la strivire ( tensiunea la strivire)

Mtc, D1, nb, db, lb, σas reprezintă notațiile de la 4.6.5

Rezultă

σs = 9,39 daN/cm2 ≤ 50 daN/cm2

Relația este adevărată , rezultă că îmbinarea dintre bolț și manșonul de cauciuc rezistă la strivire.

4.6.7 Verificarea la încovoiere a bolțului

Verificarea la încovoiere a bolțului se face cu relația [8]:

(4.22)

Unde:

– σi- efortul unitar normal la încovoiere (tensiune la îmcovoiere)

– l’- lungimea de încovoiere

l’= l – l1+ j = 20mm= 2 cm (4.23)

– σai- efortul unitar admisibil la încovoiere (tensiunea admisibilă la încovoiere) [6,7],

σai = (0,25…………0,4) σ0,2 daN/cm2 (4.24)

În care:

– σ0,2- reprezintă limita la curgere; Pentru materialul bolțului OL-50 rezistența limită la curgere σ0,2= 2800 daN/cm2.

Se consideră σai= 0,25 σ0,2= 700 daN/cm2

Rezultă

σai = 264,1 daN/cm2 ≤ 700 daN/cm2

Relația este adevărată.Bolțurile vor rezista la solicitarea de încovoiere.

4.7 Calculul cuplajului de antrenare a pompei pentru spălare

Se va alege din eceleași considerente, aceeași soluție constructivă, un cuplaj elastic cu bolțuri.

Având în vedere că puterea necesară antrenării pompei pentru instalația de spălare a mașinii este de 2 kW, turația este de 3000 rotații/minut, va fi necesar tot un motor electric de antrenare ca cel folosit pentru acționarea pompei, pentru secțiunea de prespălare.

Momentul de torsiune transmis de cuplaj, de la motor la pompă, are aceeași valoare cu cel calculat la 4.6.3.

Rezultă că pentru pompa de spălare se va utiliza tot un cuplaj

CEB-1-N-P24-OT60-3 STAS 5982/6-81.

4.8 Calculul penelor pentru montarea cuplajelor calculate

4.8.1 Alegerea tipului de pană

Pentru transmiterea mișcării de rotație de la arborele motorului electric la cuplaj și de la cuplaj la arborele pompei, se vor utiliza pene longitudinale paralele.

Aceste pene transmit momentul de torsiune pe fețele laterale.

În cazul acestor tipuri de pene, nu există riscul deformării organelor asamblate și se evită posibilitatea montării descentrate a pieselor pe arbore, ceea ce înlătură apariția vibrațiilor în timpul funcționării.

Jocul, în cazul penelor paralele, este de tip radial, fiind prevăzut între fața superioară a penei și fundul canalului din butuc. [6], [7]

Dimensiunile penelor paralele sunt standardizate (STAS 1004/81).

În cazul penelor paralele se efectuează un calcul de verificare la forfecare.

Se va utiliza același tip de pană pentru transmiterea mișcării de rotație de la arborele motorului electric la cuplaj și de la cuplaj la arborele pompei.

Dimensiunile pentru canalul de pană practicat la nivelul arborelui electric, sunt reprezentate în figura 4.31.

Conform standardelor se va alege o pană tip A (figura 4.33)

4.8.2 Verificarea penei alese

Pana este solicitată la forfecare. În urma transmiterii momentului de torsiune pe fețele laterale, apare solicitarea de strivire.

Verificarea penei se va face la strivire cu relația:

(4.25)

în care:

Rezultă

σs= 218,9 daN/cm2 ≤ 350 daN/cm2.

Relația este adevărată. Pana resiztă la solicitarea de strivire.

CONCLUZII

Pâinea este unul din cele mai vechi alimente, cu un conținut ridicat de fibre alimentare, vitamine, substanțe minerale și este mai săracă în calorii.

Pentru obținerea pâinii negre se utilizează o serie de componente, ca: făină tip 1350, drojdie, apă ,sare și enzime.

. Există mai multe tehnologii de obținere a pâinii negre. Deosebirile dintre aceste tehnologii nu diferă foarte mult, dar conduc la obținerea mai multor sortimente de pâine neagră.

În timpul fabricației pâinea neagră poate suferi o serie de defecte cauzate de: materiile prime și auxiliare folosite; conducerea greșită a procesului tehnologic; depozitarea și manipularea greșită a produselor după coacere

Pentru modernizarea și scurtarea timpului de efectuare a operației de spălare a navetelor din material plastic, s-a propus introducerea unei mașini de spălat navete pe fluxul de fabricație.

Avantajele mașinii de spălat navete sunt: reduce timpul de lucru al personalului; realizează un consum mai mic de detergenți; navetele curățate vor fi mult mai igienice și spălate mult mai bine.

S-a realizat alegerea și dimensionarea cuplajelor și penelor aferente pentru antrenarea pompelor instalației de spălare.

Pe piață se întâlnesc mașini de spălat navete tip: tunel, tip dulap, tip carusel. Mașina aleasă va fi tip tunel (tip BX 400), cu posturi distincte de încărcare și descărcare a navetelor.

O bară este solicitată la încovoiere atunci când forțele ce acționează asupra ei, produc un cuplu situat în planul longitudinal al barei.

Dacă asupra unei bare acționează două forțe egale, de sens contrar și perpendiculare pe axa barei, acțiunea fiind asemănătoare ca cea a unui foarfece, bara este supusă solicitării de forfecare, sau de tăiere.

Puterea necesară antrenării pompei de prespălare este de 2,02 kW, iar a celei pentru spălare de 2 kW.

Pentru acționarea acestor pompe, se utilizează câte un motor de curent alternativ trifazat cu rotor în scurtcircuit tip MA-AL 90L cu puterea de 2,2 kw și turația de 2855 rotații/minut.

Antrenarea pompelor pentru apă, ale mașinii, se face prin intermediul unor cuplaje eleastice cu bolțuri.

Cuplajele sunt organe de mașini ce asigură legătura între doi arbori care își transmit reciproc putere și mișcare.

Cele două cuplaje alese sunt în varianta normală (N), cu semicuple tip P, mărimea 1 de tip: CEB-1-N-P24-OT60-3 STAS 5982/6-81.

Pentru transmiterea mișcării de rotație de la arborele motorului electric la cuplaj și de la cuplaj la arborele pompei, se vor utiliza pene longitudinale paralele.

Penele sunt organe de asamblare demontabile, cu o formă aproximativ prismatică, cu secțiune constantă sau cu una dintre fețe înclinată.

Penele utilizate la asamblarea cuplajelor sunt de tip A, conform standardelor, cu rmătoarele dimensiuni: lățimea penei, 8 mm; înălțimea penei, 7 mm; lungimea penei; 20mm.

Bibliografie

Banu C., 2009. Tratat de industrie alimentară- Tehnologii alimentare. Editura Asab, București

Buzdugan Gh., 1986. Rezistența materialelor. Editura Academiei Republicii socialiste România, București

Chirilă C., 2010. Note de curs Rezistența materialelor. Iași

Constantin V. și Palade V., 2005. Organe de mașini și mecanisme, vol.I, Transmisii mecanice. Editura Fundației Universitare "Dunărea de jos", Galați

Drăghici I. și colaboratorii, 1978. Calculul și construcția cuplajelor. Editura Tehnică, București

Drăghici I. și colaboratorii, 1980. Organe de mașini. Probeleme. Editura Didactică și Pedagogică, București

Drăghici I. și colaboratorii, 1981. Îndrumător de proiectare în construcția de mașini. Editura Tehnică, București

Drobotă V., 1982. Rezistența materialelor. Editura Didactică și Pedagogică, București

Gafițanu M. și colaboratorii, 1981. Organe de mașini, vol 1. Editura Tehnică, București

Leonte M., 2007. Tehnologii, utilaje, rețete și controlul calității în industria de Panificație, patiserie, cofetărie, biscuiți și paste făinoase. Editura Ecozone, Iași

Manea Gh., 1970. Organe de mașini, vol 1. Editura Tehnică, București

Marin C., 2006. Rezistența materialelor și elemente de teorie a elasticității. Editura Biblioteca, Târgoviște

Mocanu D., 1980. Rezistența materialelor. Editura Tehnică, București

Modoran V., 2007. Tehnologia morăritului și panificției. Editura Risoprint, Cluj-Napoca

Moldoveanu Gh., 1963. Cartea brutarului. Editura Tehnică, București

Moldoveanu Gh., 1992. Tehnologia panificației. Editura Tehnică, București

Mencinicopschi Gh., 2005. Siguranța alimentară autenticitate și trasabilitate. Editura Mirton, Timișoara

Niculescu N., 1980. Producerea modernă a alimentelor făinoase. Editura Ceres, București;

Niculescu N., 1981. Materii și materiale pentru producerea alimentelor. Editura Ceres, București;

Pavelescu D. și colaboratorii, 1985. Organe de mașini. Editura Didactică și Pedagogică, București;

Pop G., Tehnologia produselor de morărit și panificație

Radu S., 2009. Tehnologia produselor făinoase. Editura Samia, Iași

Sârbu A., 2009. Pâinea și alte produse de panificație. Editura Agir, București

Stere N., 1969. Organe de mașini, Manual pentru licee și școli de maieștri. Editura Didatică și Pedagogică, București;

Stere N., 1975. Organe de mașini, Manual pentru licee și școli de maieștri. Editura Didatică și Pedagogică, București

Stratulat R., 1981. Organe de mașini, Vol 1. Editura Tehnică, București

Stratulat R., 1983. Organe de mașini, Vol 2. Editura Tehnică, București

Szekely I., 1968. Teoria mecanismelor și organe de mașini. Editura Didactică și Pedagigică, București

Țenu I., 2010. Note de curs Utilaje în industria alimentară

http://bergeo.webgarden.ro/ [ accesat la 12.04.2012]

http://www.bizoo.ro/firma/bakery/vanzare/188524/img/Masina-de-spalat-navete-tunel#1 [accesat la 09.02.2012]

http://www.china-flexible-coupling.com/products_detail/&productId=5265acbe-53c1-4706-9507-eff50cbfff74&comp_stats=comp-FrontProducts_detail02-001.html [ accesat la 10.03.2012]

http://feminin.netul.ro/dieta/painea-neagra-o-alegere-mai-sanatoasa [accesat la 20.11.2011]

http://www.gustos.ro/articole/newsletter-gustos-ro/painea.html [ accesat la 15.09.2011]

http://www.hi-end.ro/cuplaje-c-286.html [accesat la 06.02.2012]

http://istoriiregasite.wordpress.com/2010/08/24/istoria-painii/ [accesat la 04.04.2012]

http://www.indiamart.com/mehta-enterprise/products.html [accesat la 18.09.2011]

http://www.kittnerbg.com/en/Products/Washing-machines/Washing-machines-for-boxes-and-pallets [accesat la 10.01.2012]

http://www.novapan.ro/?YTozOntpOjA7czoxMDoiZXF1aXBtZW50cyI7aToxO2k6NDQ7aToyO2k6MTk7fQ== [ accesat la 14.02.2012]

http://www.novapanpanif.bizoo.ro/vanzare/1996943/Ma-ini-de-spalat-cu-granule-pentru-tavi-navete-ustensile [ accesat la 14.02.2012]

http://ps.thomasnet.com/productsearch/results.html?pskwid=426&pskw=stainless+steel+couplings [accesat la 26.03.2012]

http://sanatate.acasa.ro/dieta-nutritie-4/consumati-paine-neagra-54.html [accesat la 12.09.2011]

http://www.robotics.ucv.ro/flexform/aplicatii/ite/Sandoi%20Cristina%20-%20INCOVOIEREA%20BARELOR%20DREPTE/ [ accesat la 25.04.2012]

http://www.riado.ro/produse.php?categorie=Utilaje%20pentru%20industria%20alimentara&subcategorie=8&produs=50 [accesat la 12.02.2012]

http://www.tradekorea.com/products/181001/Couplings.html [accesat la 23.11.2011]

http://www.yjdriveshaft.com/p-Universal-joint-122398/Universal-joint-shaft-122404 [ accesat la 30.11.2011]