Licenta Final(de Printat) [303434]

UNIVERSITATEA „DUNĂREA DE JOS” DIN GALAȚI

FACULTATEA DE INGINERIE

PROIECT DE DIPLOMĂ

USCĂTOR ORIZONTAL DE CEREALE

NUMELE ABSOLVENT: [anonimizat]; ele se folosesc în scopul verificării și a menținerii boabelor la o umiditate normală astfel încât acestea să nu se deterioreze.

Lucrarea este structurată în cinci capitole. [anonimizat], conservarea și condițiile de depozitare ale cerealelor.

În capitolul al doilea: SISTEM DE SILOZURI PENTRU CEREALE am prezentat etapele construirii unui siloz de cereale începând de la realizarea fundației și până la punerea în funcțiune a acestuia.

[anonimizat], [anonimizat] a zgomotului, recuperatorul de căldură și am descris părțile componente ale unui uscător orizontal.

În capitolul numărul patru intitulat MODELAREA TRIDIMENSIONALĂ A BUNCĂRULUI PENTRU PĂSTRAREA CEREALELOR am prezentat pașii prin care am proiectat buncărul cu ajutorul programului Inventor pornind de la cotele de gabarit ale acestuia.

În capitolul numărul cinci numit VERIFICAREA REZISTENȚEI SILOZULUI ÎNCĂRCAT CU CEREALE am importat desenul din programul Inventor în programul Ansys; [anonimizat] a verifica dacă rezistă la o încărcare maximală a acestuia.

[anonimizat] o încărcare cu cereale aproximativ 4.000 tone, observând că deformările sunt mici neafectând rezistența acestuia.

Introducere

POLITICA AGRICOLĂ COMUNĂ[1]

[anonimizat], aplicate fiind în mod consecvent timp de o generație, să producă efecte atât la nivelul statelor membre dar și la nivel mondial. [anonimizat], [anonimizat] a acestor state față de piața mondială. Armonizarea politicilor agricole specifice fiecărui stat membru în cadrul politicii agricole comune și aplicarea lor coordonată la nivelul tuturor statelor membre a fost unul din principalele câștiguri ale unificării europene.

Crearea Pieței Agricole Comune s-a sprijinit pe două elemente fundamentale:

a) constituirea unei piețe interne fără frontiere în care produsele agricole să poată circula liber;

b) [anonimizat] a [anonimizat].

Politica Agricolă Comună este un set de reguli și mecanisme care reglementează producerea, procesarea și comercializarea de produse agricole și care definesc politica agricolă a Uniunii Europene, care a început prin Tratatul de la Roma din 1957. A suferit modificări de-a lungul timpului. În prezent bugetul pentru agricultură reprezintă 48% din totalul bugetului Uniunii Europene.

PAC a fost creată, în 1962, astfel încât oamenii să se poată bucura de alimente bune la prețuri accesibile, iar agricultorii să își poată câștiga o existență echitabilă. După cincizeci de ani, aceste obiective sunt în continuare valabile.

PAC a fost timp de mulți ani prima și singura politică deplin integrată a UE și a deschis calea pentru piața unică a UE 30 de ani mai târziu, în 1992. Sistemul ei de prețuri unice a impus crearea de către PAC a propriei monede, „unitatea de cont” (UC), un precursor îndepărtat al monedei euro.

PAC s-a reconcentrat și pe calitate punând în aplicare cele mai înalte standarde de calitate și producție și efectuând controale riguroase cu privire la sănătatea plantelor și a animalelor, prin procedura de urmărire continuă de la fermă la consumator. S-au luat măsuri pentru protejarea și promovarea produselor alimentare tradiționale și regionale. Agricultura ecologică este încurajată. PAC a ajutat la menținerea accesibilității alimentelor noastre.

Deoarece se anticipează că până în 2050 cererea de produse alimentare la nivel global va crește cu 40%, Europa trebuie să producă mai mult, dar nu la orice preț. Reforma din 1992 le-a dat agricultorilor responsabilitatea de a avea grijă de zonele rurale și de biodiversitatea acestora, precum și de a utiliza cu prudență resursele noastre naturale, solul, aerul și apa. Acest lucru s-ar traduce în măsuri practice precum diversificarea culturilor, întreținerea pășunilor permanente și o producție mai puțin intensivă.

Provocarea realizării unei agriculturi durabile

Principiul dezvoltării durabile a fost adoptat în 1992 la Summitul Pământului de la Rio de Janeiro. De atunci a fost inclus în toate domeniile politice ale UE, inclusiv în agricultură. Astfel s-au impus agricultorilor noi sarcini pentru furnizarea de bunuri publice în interesul nostru, al tuturor, sub forma unor zone rurale bine îngrijite, a biodiversității înfloritoare, a utilizării prudente a resurselor naturale și a conservării obiectelor și a siturilor culturale. Agricultorii nu pot transfera costul furnizării acestor bunuri publice în prețurile lor. Pentru remunerarea agricultorilor pentru acest serviciu adus societății în ansamblu, UE le oferă acestora sprijin pentru venit.

Agricultorii și schimbările climatice

Impactul schimbărilor climatice a arătat că amenințări care păreau îndepărtate ne afectau deja. Agricultura trebuie să se adapteze la modificările condițiilor meteorologice și la perioadele de vegetație, precum și la calamitățile naturale mai frecvente. Prin subvenții, agricultorii sunt ajutați să reducă emisiile de gaze cu efect de seră, schimbând hrana șeptelurilor, dezvoltând energii regenerabile sub formă de combustibili din biomasă, utilizând produse secundare și reziduuri. Acestea fac parte din lupta globală pentru reducerea schimbărilor climatic.

Perspective de viitor

O mai bună direcționare a sprijinului pentru venit în vederea stimulării dezvoltării și a ocupării forței de muncă;

Instrumente de gestionare a crizelor mai bine adaptate și cu o capacitate de reacție sporită pentru a face față noilor provocări economice;

Plăți de agromediu pentru prezervarea productivității pe termen lung și a ecosistemelor;

Investiții suplimentare pentru cercetare și inovare;

Un lanț alimentar mai competitiv și mai echilibrat;

Încurajarea inițiativelor de agromediu;

Facilitarea lansării în activitate a tinerilor agricultori;

Stimularea ocupării forței de muncă în mediul rural și a spiritului antreprenorial;

O mai mare atenție acordată zonelor vulnerabile;

O PAC mai simplă și mai eficientă.

Strategia Romanieipentru dezvoltarea sectorului agroalimentar pe termen mediu și lung: 2020-2030

Populația globală din ce în ce mai numeroasă, creșterea presiunii asupra resurselor naturale și încălzirea globală determină un nou cadru de lucru. În Europa, îmbătrânirea populației constituie, de asemenea, o provocare suplimentară.

Toate acestea vor avea implicații profunde asupra agriculturii și creșterea vulnerabilității culturilor și animalelor la schimările climatice vor limita producția alimentară. Se previzionează că, la nivel global, cererea de alimente va crește cu 70% până în 2050, ca urmare a populației din ce în ce mai numeroase și a sporirii veniturilor.

Pentru a putea răspunde numeroaselor preocupări sociale, Politica Agricolă Comună, implementată în România, a fost nevoită să se adapteze în mod constant.

Priorități economice: Din momentul în care a fost creată, acum 50 de ani, PAC s-a concentrat atât pe productivitatea în agricultură, cât și pe furnizarea de hrană suficientă la prețuri rezonabile. Astăzi, agricultorii din cele 28 de state membre ale UE garantează securitatea alimentară a peste 500 de milioane de consumatori.

Priorități sociale: UE a recunoscut faptul că agricultura nu înseamnă numai producția de alimente ci și spațiul în care trăim, mediul rural și populația rurală. Spațiile rurale oferă resursele naturale care trebuie să fie menținute și protejate, iar agricultorii sunt considerați "gestionarii" zonelor rurale. În consecință, asigurarea unei perspective pentru agricultori și zonele rurale este un element esențial abordat de PAC.

Priorități de mediu: În ceea ce privește așteptările tot mai mari cu privire la dezvoltarea durabilă, s-au introdus criterii de mediu în procesul de reformă al PAC.

Deși agricultura s-a axat întotdeauna pe securitatea alimentară și a fost un motor pozitiv de creștere economică, preocuparea crescândă a societății pentru mediu din ultimele decenii a afectat politicile agricole la nivel mondial.

Sectorul de cereale a fost primul care a făcut obiectul Politicii Agricole Comunitare. Din 1967 până în 1992 mecanismele de Organizare Comună a Pieței (OCP) au fost perfecționate continuu.

Organizarea Comună a Pieței se extinde asupra cerealelor boabe (grâu, orz, secară, porumb, ovăz, sorg, etc), precum și a produselor rezultate din prima transformare (făină, arpacaș, griș, amidon, produse pe bază de cereale): OCP a intrat în vigoare în 1967 și funcționează pe baza regulamentului nr.1776/1992 al Consiliului Comunității Europene.

Sectorul de cereale a fost primul care a făcut obiectul Politicii Agricole Comunitare. Din 1967 până în 1992 mecanismele de Organizare Comună a Pieței (OCP) au fost perfecționate continuu.

Capitolul I

PĂSTRAREA CEREALELOR –

UNA DINTRE CONDIȚIILE RESPECTĂRII NORMELOR DE SIGURANȚA ALIMENTELOR

Depozitarea cerealelor trebuie să se asigure necesarul de la o recoltă la alta. Calitatea produselor de măciniș depinde în mare măsură de condițiile de depozitare și de cele de măciniș.

După recoltare, în condiții normale, au loc o serie de procese biochimice complexe, de maturizare, procesul de respirație continuând la un nivel redus, influențat de o serie de factori, cum ar fi: umiditatea, temperatura, gradul de aerare [2].

Umiditatea critică de conservare este de 14,5 – 15 %. La o umiditate de 17 % boabele respiră de 4 –8 ori mai intens decât la umiditatea de 14 %. Boabele care au ajuns la maturitate auo umiditate mai mare, dar și o activitate enzimatică crescută. Boabele încolțite au o umiditate mare și energie de respirație ridicată, reprezentând un pericol pentru întreaga masă de grâu supusă păstrării. De asemenea, semințele de buruieni, boabele șiștave, care au pe suprafața lor o microfloră foarte bogată care prin activitatea lor determină o creștere a uniformității și căldurii, sunt un pericol pentru conservarea normală.

Încingerea se previne prin uscarea artificială până la umiditatea de 12 % și aerarea grâului. În boabele care au suferit acest fenomen, activitatea enzimatică a amilazelor, proteazelor și lipazelor este intensificată.

Autoîncingerea, ca și uscarea în condiții necorespunzătoare (ca de exemplu, temperatura ridicată) conduc la obținerea de făinuri cu însușiri de panificație inferioare și a produselor cu volum mic, coajă palidă, miez dens, pori cu pereți groși. Un regim sever de uscare provoacă denaturarea proteinelor generatoare de gluten existente în bob.

De asemenea, microflora influențează calitatea boabelor în timpul depozitării. Dintre microorganismele care influențează în mod negativ prelucrarea făinii sunt bacteriile din genul Bacillus (subspecia mesentericus), care apar mai ales pe boabele prăfuite sau care au suferit autoîncingerea. Ele se dezvoltă optim la 37 – 41°C, produc spori termorezistenți (la 109 – 113°C rezistă 5 minute.

Gustul și mirosul făinii se transmit în cele mai multe cazuri produselor finite, acestea fiind influențate de starea de sănătate a grâului. În condițiile depozitării grâului cu umiditate mărită, datorită activității de degradare apare gustul de stătut până la acru și mirosul de mucegai.

Conservarea la temperaturi de 23 – 27 °C și la o umiditate de peste 15 % în condiții de neaerare, conduce la dezvoltarea mucegaiurilor (Aspergillus, Penicillium), care distrug boabele.

Pentru stabilirea parametrilor optimi de umiditate, temperatură, grad de aerare, procesul de conservare asigură menținerea însușirilor de panificație ale grâului.

Dintre factorii care influențează procesele microbiologice (temperatura, compoziția atmosferei, interacțiunile dintre speciile microbiene), umiditatea este cel mai important factor în determinarea activității microorganismelor, care pot fi:

a. la peste 20 % umiditate și temperatura de 20 °C se dezvoltă rapid microflora aerobă anaerobă mezofila, inclusiv bacterii lactice, drojdii și mucegaiuri cu acțiune puternic degradantă (Aspergillus candidus, flavus, Penicillium cyclopium)care contribuie la creșterea temperaturii masei de cereale la 60 – 70 °C, ducând la denaturarea proteinelor. Prin autooxidarea lipidelor din grâu se poate ajunge la autocombustie.

b. la umiditatea de sub 15 % se pot dezvolta numai mucegaiuri xerotolerante.

c. la umiditatea de 14 % conservabilitatea este bună datorită valorii limită a activității apei, deoarece practic nu se mai dezvoltă nici mucegaiurile xerofile care pot consuma lipidele și glucidele din grâu, cu producere de căldură, apă și dioxid de carbon.

1.1.Uscarea cerealelor

Existența umidității în limite normale nu periclitează sănătatea cerealelor în timpul păstrării, dar depășirea acestor limite duce la apariția în masa de boabe a unor procese nedorite (autoîncălzirea, mucegăirea, încolțirea, etc.) care favorizează degradarea boabelor. Pentru asigurarea păstrării boabelor, umiditatea care depășește limita optimă (14%), trebuie extrasă prin uscare. Uscarea constă în forțarea migrării umidității din interiorul bobului către exterior și de aici, vaporizarea ei în aerul înconjurător. Se produc astfel, două operații simultane dar distincte: o difuzie internă și una exterioară. Viteza cu care se efectuează uscarea depinde de următorii factori: temperatura și umiditatea inițială, proprietățile lui fizico-chimice, structura stratului de boabe, temperatura și viteza de deplasare a agentului termic și construcția uscătorului, Figura 1.1.

Cerealele pot fi uscate natural, prin utilizarea căldurii solare, sau artificial, prin utilizarea unei surse de căldură produsă într-o instalație.

În silozurile de cereale se folosește numai uscarea artificială, care are la bază principiile transmiterii căldurii prin: convecție, conducție și radiație.

1.1.1.Uscarea prin convecție constă în transmiterea căldurii în masa de boabe de către aerul încălzit sau gazele de ardere în amestec cu aerul atmosferic. Principiul acestei metode constă în amestecarea gazelor de ardere cu temperatura ridicată cu aer atmosferic și trecerea acestui amestec prin masa de boabe. Rezultatul uscării este influențat de următorii factori: temperatura și viteza de deplasare a agentului în spațiul dintre boabe, structura stratului de cereale și de gradul de amestec între agentul termic și masa de cereale.

Acest procedeu prezintă și o serie de dezavantaje:

-uneori uscarea se face neuniform, deoarece curenții de aer sau amestecul gaze-aer nu sunt distribuiți uniform în întreaga masă de cereale;

-în cazul unor temperaturi ridicate ale agentului de uscare, există pericolul deprecierii calitative a boabelor.

Cu toate aceste dezavantaje, uscătoarele care funcționează pe acest principiu au o largă utilizare, datorită productivității mari pe care o au.

1.1.2.Uscarea prin conducție constă în trecerea cerealelor peste o suprafață încălzită cu apă caldă sau cu abur (cărămidă, conducte metalice, etc.). Cerealele intră în contact cu suprafețele încălzite ale radiatoarelor, prin care circulă apa caldă și se încălzesc. Umiditatea din interiorul boabelor se deplasează către exterior ieșind la suprafața acestora și se produce fenomenul de transpirație. Apa de la suprafața boabelor este transformată în vapori în zonele următoare ale uscătorului.

1.1.3.Uscarea în vid se aseamănă cu uscarea prin conducție. Căldura necesară pentru evaporarea apei din boabe se obține de la suprafața conductelor de abur, iar apa evaporată din boabe este aspirata în mod continuu cu o pompă de vid urmând ca apoi vaporii să fie condensați într-un condensator. Cu cât în uscător vidul este mai înaintat, cu atât va fi mai mică temperatura de fierbere a apei și cu atât va fi mai intensă evaporarea apei din boabe.

Uscarea în vid prezintă o serie de avantaje cum ar fi:

-procesul de uscare are loc la o temperatură mult sub limita temperaturilor critice care ar dăuna boabelor de cereale;

-se realizează uscarea uniformă a boabelor și se consumă energie calorică și electrică mult mai puțin decât în celelalte sisteme de uscare;

-uscarea sub vid se produce în condiții sigure de exploatare;

-prin acest procedeu se poate elimina la o singură trecere un procent mai mare de apă, decât prin alte procedee;

-din cauza vaporizării la temperatura din uscător și a lipsei de oxigen, eventualii dăunători existenți în masa de cereale, sunt complet distruși, iar cerealele cu un ușor miros de mucegai sunt readuse la mirosul normal;

Conducerea regimului de uscare a cerealelor constituie unul dintre factorii de bază în păstrarea însușirilor calitative naturale ale produsului, precum și însușirile complementare de conservare în depozit. Regimul de uscare este caracterizat în principal de doi factori: temperatura agentului de uscare la intrarea în camera de uscare și temperatura de încălzire a boabelor în aceeași cameră. Regimul de uscare se consideră optim în următoarele condiții:

-să se realizeze într-un timp scurt;

-să se efectueze cu minim de căldură, agent termic și energie electrică.

Regimul de uscare se stabilește în funcție de: umiditatea boabelor, tipul uscătorului și destinația cerealelor.

Caracteristicile specifice uscării influențează alegerea și conducerea regimului de uscare, și trebuie avute în vedere următoarele:

-umiditatea boabelor la intrarea în uscător;

-temperatura maximă de încălzire a boabelor;

-caracteristicile glutenului;

-temperatura agentului de uscare.

1.2.Aerarea cerealelor

Dacă starea cerealelor nu este supravegheată și apariția autoîncălzirii nu este înlăturată, se produce încingerea și mucegăirea masei de grâu și deprecierea calității acestuia. Autoîncălzirea se controlează prin sondarea și prelevarea unor probe, sau prin traductoare de temperatură.

Pentru răcirea și scăderea umidității cerealelor se pot folosi două procedee:

-aerarea prin prefirare;

-aerarea activă.

1.2.1.Aerarea prin prefirare constă în principiu din vehicularea cerealelor cu ajutorul instalațiilor de transport intern și trecerea lor printr-un aspirator. Odată cu aerarea se produce și eliminarea mai accentuată a corpurilor străine care au contribuit la autoîncălzirea cerealelor în celula de siloz.

1.2.2.Aerarea activă se efectuează în perioade în care umiditatea relativă a aerului este scăzută și temperatura sa este mai ridicată. Aerarea activă constă, în principiu, din introducerea forțată a aerului în spațiul intergranular al masei de cereale existente în celule.

Aceasta se realizează cu ajutorul unei rețele formate din ventilatoare, canale de distribuție și dispozitive de reglare, (Figura 1.2).

1.3.Dezinsecția

Normativele de recepție a cerealelor din industria morăritului interzic depozitarea produselor care conțin în masa lor insecte dăunătoare. În multe cazuri însă prezența insectelor nu poate fi sesizată, acestea trecând neobservate la analiză, deoarece fie că recoltarea probelor nu s-a efectuat corect, fie că gradul de infestare este atât de redus încât în probele recoltate nu se prinde nici o insectă. Odată cu cerealele descărcate, insectele ajung în instalațiile și celulele silozului, unde se înmulțesc și dăunează calității și cantității produselor. Pentru a pune în evidență existența infestării masei de cereale, înainte ca acestea să ia proporții, este necesar să se verifice periodic masa de boabe. Verificarea trebuie făcută cu mare atenție astfel încât să se stabilească precis cantitatea și tipul insectelor dăunătoare.

Existența în depozit a boabelor cu embrionul distrus este un semn al prezenței insectelor. De asemenea temperatura poate constitui și ea un semn al infestării cerealelor. Existența în celulele silozului a unor zone cu umiditate ridicată constituie de asemenea un indiciu că cerealele sunt infestate.

Pentru stabilirea gradului de infestare se folosesc mai multe metode. Cea mai frecventă este aceea de a stabili, prin cernere, numărul de insecte existente într-un kilogram de boabe. O altă metodă este aceea prin care se determină cantitatea de dioxid de carbon din spațiul intergranular.

Mijloacele preventive sunt cele aplicate în scopul preîntâmpinării infestării silozurilor și a masei de cereale introduse spre depozitare. Aceste măsuri constau în mod normal din întreținerea curățeniei în interiorul silozului și în exteriorul său și executarea corectă a analizelor pentru a preveni introducerea în siloz a cerealelor infestate.

Mijloacele curative se aplică în cazul apariției insectelor dăunătoare în masa de cereale introduse în celulele silozului. Prin aceste mijloace trebuie distruse în totalitate orice fel de insecte indiferent de stadiul lor de dezvoltare. Măsurile ce se pot întreprinde sunt fizico-mecanice, chimice și biologice.

O metodă de dezinsecție a cerealelor poartă numele de gazare. Prin acest procedeu se distrug insectele în toate stadiile, în condiții de ermetizare perfectă și de respectare a normelor de tehnica securității muncii. Efectul operației de gazare depinde de proprietățile insecticidului, de metoda utilizată și de starea produselor de gazat.

1.4.Conservarea

Se poate face în mai multe feluri, adoptate la nivel mondial:

– Conservarea la temperaturi scăzute;

– Conservarea prin aerare activă;

– Conservarea anaerobă;

-Conservarea pe cale chimică;

– Conservarea prin radiații.

1.4.1.Conservarea la temperaturi scăzute (conservarea prin răcire) este o metodă care se folosește pe scară din ce în ce mai largă în toate țările producătoare de cereale. Deoarece conținutul de umiditate al grâului proaspăt recoltat este prea mare ca să permită o depozitare fără riscuri de degradare și deoarece uscarea lui nu se poate realiza în ritmul strângerii recoltei, se recurge frecvent la conservarea la temperaturi scăzute, Figura 1.3.

Scopul conservării prin răcire este eliminarea autoîncălzirii și încingerii boabelor cu un conținut ridicat de umiditate, reducerea activității biologice a acestora precum și frânarea dezvoltării microflorei, acarienilor și insectelor.

Există o strânsă corelație între conținutul de umiditate al cerealelor și temperatura care asigură conservarea în condiții optime. Cu cât temperatura cerealelor supuse conservării este mai joasă cu atât conținutul de umiditate care permite o bună păstrare a acestora poate fi mai ridicat.

Studiile făcute în țările mari producătoare de cereale, unde se găsesc în funcțiune diferite tipuri de agregate frigorifice, arată că cerealele cu o umiditate de până la 17 % se pot conserva în condiții bune prin răcire la temperaturi de 12 – 16 °C.

La alegerea variantei de conservare prin răcire trebuie luată în considerare biologia semințelor și a organismelor care provoacă deteriorarea acestora precum și destinația produsului. Temperatura optimă de dezvoltare a insectelor dăunătoare depășește 15 °C, iar umiditatea minimă este în jur de 10%.

Pentru eliminarea efectelor negative ale insectelor dăunătoare și a microflorei, metoda de conservare ideală ar fi aceea care prin realizarea temperaturilor joase să elimine insectele, iar prin umiditate redusă să limiteze microflora, acarienii și metabolismul semințelor [3].

Realizarea temperaturilor scăzute pentru conservarea grâului se poate asigura prin mai multe metode:

-dehidrorefrigerarea sau uscarea la temperatură scăzută;

-răcirea simplă a produsului;

-folosirea aerului condiționat pentru menținerea conținutului de umiditate și temperatură la valoarea dorită.

1.4.2.Conservarea prin aerare activă constă în schimbarea periodică a aerului intergranular din masa de boabe cu aer atmosferic necondiționat, în scopul reducerii temperaturii acesteia, cu toate efectele sale. Folosind aer atmosferic rece se asigură mărirea duratei de conservare fără pierderi a produselor. Față de conservarea la temperaturi scăzute cu utilizarea agregatelor de răcire, aceasta prezintă avantajul că nu necesită consum de energie pentru răcirea aerului, dar și marele dezavantaj al dependenței de temperaturi scăzute.

1.4.3.Conservarea anaerobă (autoconservarea cerealelor) se folosește mai ales pentru conservarea cerealelor furajere.

Principiul autoconservării se bazează pe reducerea activității vitale a organismelor vii (cereale, microfloră, dăunători) într-un mediu lipsit de oxigen. Practic, conservarea anaerobă se realizează în spații ermetic închise, în care se modifică compoziția aerului intergranular. Datorită proceselor de respirație a cerealelor oxigenul din aerul intergranular este înlocuit cu dioxid de carbon. Înlocuirea oxigenului din aerul intergranular diminuează până la oprirea definitivă procesul de respirație aerobă, reducând astfel cantitatea de căldură degajată și frânând concomitent dezvoltarea microflorei aerobe și a dăunătorilor.

1.4.4.Conservarea pe cale chimică constă în introducerea în masa de boabe a unor substanțe chimice sterilizante, în scopul frânării dezvoltării microflorei, insectelor și acarienilor și activității vitale a boabelor. La cerealele cu un grad ridicat de umiditate, metoda prezintă interes pentru păstrarea temporară a cerealelor în bune condiții până la uscarea lor.

1.4.5.Conservarea prin radiații se bazează pe efectele sterilizante și inhibitoare ale radiațiilor gama asupra semințelor. Cerealele cu umidități ridicate iradiate cu Co60 pot fi păstrate timp îndelungat, fără deprecieri calitative. Doza de radiații necesară asigurării unei conservări corespunzătoare depinde de conținutul în umiditate al boabelor.

Rezultatele obținute prin această metodă de conservare nu justifică însă din punct de vedere tehnic și economic extinderea ei, iar dozele mari limitează posibilitatea folosirii produsului în scopuri alimentare. În unele țări, conservarea prin radiații se realizează ca efect secundar al tratamentului de combatere a dăunătorilor, operație pentru care se folosesc doze mici de radiații cu efect de inhibare a microflorei, dăunătorilor și activității vitale a cerealelor.

1.5.Condițiile de depozitare a cerealelor

Depozitarea poate fi realizată în silozuri sau magazii, realizate pe întreg teritoriul țării și în special în zonele mari producătoare de grâu.

Necesitatea construirii unui depozit a apărut din următoarele motive:

-asigurarea unui stoc de cereale necesar funcționării continue a morii pe o perioadă mai mare de timp, în vederea evitării unor goluri în aprovizionarea cu materii prime provocate de diferite împrejurări;

-păstrarea și conservarea materiilor prime în condiții optime;

-crearea condițiilor necesare în vederea asigurării unui regim tehnologic de prelucrare constant;

-asigurarea livrării de făină corespunzătoare indicilor din standardele de calitate;

-crearea unei precurățiri brute a cerealelor în scopul îndepărtării corpurilor mari și a prafului în afara secției de curățătorie și de moară propriu-zisă.

Depozitele de cereale ale morilor cu regim comercial și cu capacitate mare de producție sunt depozite cu caracter permanent, mecanizate sau semimecanizate și, în majoritatea cazurilor sunt separate de moară propriu-zisă sau de curățătorie.

Depozitele de cereale pentru morile comerciale se împart în:

-magazii (hambare) mecanizate;

-silozuri semimecanizate;

-silozuri complet mecanizate.

Din punct de vedere al posibilităților de precurățire a grâului , depozitele se împart în:

-depozite de cereale fără utilaje de precurățire;

-depozite de cereale cu utilaje de precurățire – amplasate în curățătoria morii;

-depozite de cereale cu utilaje de precurățire independente.

Depozitarea se face pe orizontală, în straturi de o anumită grosime sau sub formă de grămadă.

Construcția magaziilor de cereale trebuie să îndeplinească anumite condiții pentru a putea fi corespunzătoare pentru depozitarea cerealelor :

a.pardoselile trebuie să asigure protecția cerealelor contra umezelii și să împiedice pătrunderea rozătoarelor. Pardoselile se fac de obicei la 50 – 60 cm. deasupra pământului.

b.pereții trebuie să asigure etanșeitatea contra scurgerilor de cereale, să asigure protecția împotriva apei de ploaie și să fie bine încheiați , pentru a permite dezinfectarea cerealelor cu substanțe chimice;

c.acoperișurile trebuie etanșate pentru protejarea împotriva intemperiilor.

Magaziile se pot construi cu parter sau cu mai multe etaje, ele împărțindu-se în:

♦Magaziile (hambarele) simple sunt destinate depozitării cantităților mici de grâu. Construcția este împărțită în hambare, iar înălțimea pe care se poate depozita este de 3m, Figura 1.4.

Încărcarea se face manual sau cu mijloace de transport mecanizate mobile pe culoarul central destinat special acestui scop. Acest culoar servește și pentru executarea operațiilor de precurățire a cerealelor cu utilaje mobile (selectoare de cereale, vânturători). În cazul în care magazia este construită la 50-60 cm. înălțime de pământ, ea este prevăzută la ușile de intrare cu o rampă de încărcare-descărcare.

♦Magaziile (hambarele) cu etaje au fost construite ca o consecință a necesității spațiului redus de depozitare și pentru îmbunătățirea condițiilor datorită mecanizării. Astfel, s-au creat și condiții mai bune de depozitare, aerisirea făcându-se prin simpla scurgere a grâului de la un etaj superior la unul inferior. În general sunt construite din cărămidă și beton armat, fiind prevăzute să fie deservite și de linii de cale ferată.

Magazia cu etaje, mecanizată, este prevăzută cu utilaje necesare unei încărcări și descărcări mecanice (elevatoare, transportoare cu melc). Precurățirea cerealelor se poate realiza cu ajutorul unui separator-aspirator, efectuându-se și cântărirea cerealelor supuse precurățirii cu ajutorul unui cântar automat. Magazia este prevăzută și cu o instalație de aerare activă (forțată) a cerealelor depozitate.

♦Silozurile de cereale

Sunt depozite în care grâul este depozitat pe verticală, în celule de diferite tipuri și dimensiuni. Aici are loc primirea, precurățirea, compartimentarea, păstrarea și conservarea grâului în vederea procesării. Silozurile asigură o mecanizare completă a operațiilor de încărcare-descărcare și a precurățirii cerealelor dar și condiții mult mai bune de conservare a cerealelor.

Constructiv, silozurile se împart în trei grupe, în funcție de materialul din care sunt construite: silozuri din lemn (prezintă dezavantaje atât în limitarea posibilităților de compartimentare cât și în mecanizarea internă a vehiculării cerealelor), silozuri metalice și silozuri din beton armat. Capacitatea totală de depozitare, precum și capacitatea celulelor, determină de multe ori și materialele din care se construiesc silozurile. Silozurile de pe lângă morile de medie și mare capacitate se construiesc din beton armat, iar silozurile de capacitate mai mică se pot construi din virole și profiluri de oțel.

Silozurile metalice sunt construcții care durează o perioadă mare de timp, se pot construi pe o înălțime mare de depozitare (20-30 m) sunt perfect etanșe ceea ce duce la o bună conservare a grâului, (Figura 1.5).

Silozurile din beton armat pot face corp comun cu moara (pentru a se utiliza terenul la maxim) sau pot fi separate de corpul morii. Se construiesc cu celule de diferite forme : pătrate, hexagonale sau rotunde, cea mai economică formă de celulă fiind cea cu secțiune circulară deoarece cuprinde cea mai mare suprafață și se execută cel mai rapid, Figura 1.6.

Față de o hală sau un siloz orizontal, un siloz metalic vertical ocupă o suprafață mai mică, aceasta fiind un element important pentru eficientizarea spațiului din fermă sau pentru cei care nu dețin mult pământ pentru a-l aloca spațiilor de depozitare.

Depozitarea cerealelor cu grad ridicat de umezeală nu este recomadată a se realiza în silozuri orizontale, deoarece poate produce fermentații care încălzesc cerealele, afectându-le calitatea.

Un siloz metalic are avantajul automatizării echipamentului de transportat cereale. Încărcarea și descărcarea se realizează automat, cu costuri minime. Alt avantaj este costul mai mic al montajului. În raport cu silozul din beton, cel din metal vine cu componente fabricate după dimensiuni standard, asigurându-se durabilitatea proiectului finit, al rezistenței și al rapidității finalizării lucrării.

Silozul metalic este una dintre investițiile care primesc ușor aprobare în cadrul proiectelor cu finanțare europeană, mai ales datorită faptului că o fermă care deține o astfel de facilitate își asigură venituri mai bune prin prețuri corecte la vânzarea producției.

Capitolul II

SISTEM DE SILOZURI PENTRU CEREALE. ETAPELE CONSTRUCȚIEI

Construcția unui sistem de silozuri implică lucrări complexe în vederea clarificării situațiilor ce apar pe parcursul exploatării:[4]

Realizarea fundației;

Păstrarea pieselor înainte de montaj;

Montajul mecanic;

Montajul electric și automatizarea;

Punerea în funcțiune.

2.1. Realizarea fundației

Pentru fundațiile de beton ale silozurilor sunt necesare: lucrări de excavare, turnarea betonului, realizarea armăturilor în fundație și hidroizolația.

Suprafața aleasă trebuie să fie uniformă. În mod natural, zona trebuie să permită accesul ușor pentru încărcare și descărcare dar și spațiu pentru celule noi. De asemenea, luând în considerare echipamentele de manevrare, aerare, uscare sau curățare a cerealelor, trebuie ținut cont și de accesul la energie electrică. Fundarea silozurilor cu fund plat se realizează sub cota de îngheț.

2.1.1. Fundația silozurilor

Forma și diametrul șuruburilor care se ancorează în centura fundației sunt stabilite de către proiectant. Acestea depind de înălțimea silozului și de elementele care îi asigură rezistența. La fața superioară a plăcii și a centurii de fundație, abaterile limită pentru planeitatea pe orizontală sunt de 10 mm față de cotele acestora. Trebuie să se asigure o rugozitate cât mai redusă a suprafeței plăcii de fundație.

2.1.2. Podeaua complet perforată

Fundația unui siloz care va fi echipat cu podea complet perforată este ușor de realizat deoarece este necesară doar o șapă din beton, ceea ce înseamnă o cantitate de material foarte redusă. Trebuie avut în vedere ca terenul de fundare să fie bine curățat, fără resturi vegetale sau reziduri (Figura 2.1).

2.1.3. Canalele cu plăci perforate

Canalele sunt realizate direct în fundația de beton și sunt acoperite ulterior cu plăci metalice găurite. Proiectarea canalelor se realizează în funcție de factori ca: gradul de aerare, dimensiunea silozului și poziția dorită a sistemului de evacuare.

În funcție de proiectant, lățimea unui canal variază între 20 cm și 2 m. Acest aspect are o importanță deosebită în distribuirea corectă a aerului pe întregul volum al silozului, (Figura 2.2).

2.1.4. Fundația pentru descărcarea la nivelul solului

Conveiorul de descărcare trebuie amplasat pe linia silozurilor astfel încât să poată colecta cerealele ce sunt descărcate din celule prin intermediul șnecurilor de evacuare. Este necesar ca fundația în cauză să aibă lățimea potrivită astfel încât conveiorul să poată fi amplasat fără dificultăți(Figura 2.3). Modul în care sunt poziționate șnecurile de evacuare permite un flux continuu al cerealelor evitându-se blocajele.

2.1.5. Fundația pentru descărcarea prin tunel

Transportul cerealelor după descărcare se realizează cu un conveior cu bandă sau raclete care se află sub linia de silozuri, conveiorul fiind amplasat într-un tunel cu o lățime care trebuie să permită accesul rapid și ușor al persoanelor care realizează întreținerea (Figura 2.4).

2.1.6. Fundația gropii de recepție

Groapa de recepție este o structură din beton armat, îngropată, cu dimensiuni stabilite de furnizorul echipamentelor, proiectată astfel încât să asigure continuitatea fluxului tehnologic de descărcare al cerealelor și prelucrarea lor în fluxul tehnologic de încărcare al silozurilor. Procesul de încărcare se realizează prin intermediul elevatorului montat la capătul gropii de recepție. Forma fundației este special realizată pentru o încărcare rapidă și fără blocaje a conveiorului ce alimentează elevatorul dar și pentru eliminarea pierderilor de cereal (Figura 2.5).

2.2. Păstrarea pieselor înainte de montaj

Echipamentele și structurile de susținere sunt livrate de către producători, neasamblate și împachetate în containere, astfel încât să nu sufere deteriorări în timpul transportului.

În ciuda faptului că echipamentele ce sunt utilizate în mediul exterior sunt galvanizate pentru a fi protejate de rugină, este necesară o verificare a componentelor datorită faptului că plăcile metalice sunt livrate strâns grupate și sunt ținute așa până când sunt montate.

Pe componentele metalice galvanizate poate apărea rugina albă atunci când pe acestea apa rămâne un timp îndelungat. Rugina albă nu reprezintă o problemă mare dacă este localizată la timp. În aceste condiții este necesară separarea componentelor și uscarea lor.

Este recomandat ca păstrarea echipamentelor înainte de montaj să se realizeze într-un spațiu închis, uscat și în care nivelul umezelii poate fi controlat.

Panourile pereților silozurilor trebuie păstrate cu partea curbată în sus, astfel încât să permită umezelii să se scurgă, în timp ce panourile acoperișului trebuie înclinate de la partea mai îngustă. Este important ca aceste componente să fie păstrate pe structuri de lemn sau pe cherestea, acoperite cu o prelată, la cel puțin 30 cm față de o placă betonată(Figura 2.6).

2.3. Montajul mecanic

2.3.1. Montajul silozului

Montajul unui siloz cu o capacitate mică se poate realiza în câteva zile datorită panourilor care se îmbină între ele prin șuruburi, fiind necesar un număr redus de utilaje.

Inițial se montează acoperișul silozului ale cărui plăci pot fi perforate pentru gurile de aerisire.

Ulterior, utilizând o macara sau cricuri pentru ridicarea acoperișului, se montează pereții silozului confecționați din tablă ondulată, galvanizată (Figura 2.7).

2.3.2 Montajul sistemului de aerare

2.3.2.1 Podeaua complet perforată

Podeaua este compusă din plăci metalice găurite care sunt așezate pe suporți metalici (Figura 2.8). În urma poziționării podelei, este nevoie de material suplimentar pentru a acoperi spațiile libere rămase între pereții silozului și podea.

2.3.2.2 Plăcile perforate pentru canale

Lățimea canalului este direct proporțională cu suprafața aerată. Astfel, în cazul unei lățimi mici, aerarea se face foarte puternic în vecinătatea ventilatorului și foarte puțin în zonele îndepărtate, această problemă neputând fi rezolvată prin creșterea puterii ventilatorului sau adâncirea canalului(Figura 2.9).

2.3.3 Montajul ventilatorului

Ventilatorul trebuie montat ținând cont de poziția șnecului de evacuare, astfel încât cel din urmă să nu blocheze curentul de aer. Aerul este introdus forțat în siloz printr-o tranziție la nivelul fundației, sub podeaua complet perforată sau cu canale, străbătând ulterior coloana de produs. Pentru a evita dezvoltarea de mucegaiuri sau microorganisme, puterea ventilatorului trebuie aleasă astfel încât întreaga masă de cereale să poată fi străbătută de fluxul de aer introdus. De asemenea este important ca fiecare siloz să fie dotat cu un ventilator a cărui capacitate să poată aera întreaga coloană de cereale stocată.

2.3.4 Montajul curățitorului

În funcție de tipul de curățitor ales și de poziționarea acestuia, lucrările necesită folosirea acelorași utilaje ca în cazul montajului uscătorului. Pentru a fi siguri de eficiența acestui echipament este necesară o verificare ulterioară montajului, Figura 2.10.

Sitele unui curățitor se monteaza după amplasarea acestuia în poziția finală.

2.3.5 Montajul uscătorului orizontal

Pentru montajul unui uscător orizontal se ține seama de:

Dimensiunea uscătorului;

Cantitatea de cereale ce urmează a fi procesată;

Distanța la care echipamentul se amplasează față de celulele în care produsul va fi stocat;

Influența pe care uscătorul o poate avea față de echipamentele alăturate.

Montajul uscătorului orizontal poate fi realizat rapid și facil, fiind nevoie de un număr mic de utilaje și de o echipă restrânsă de oameni, Figura 2.11.

2.3.6 Montajul pasarelei și suporților

Pasarela reprezintă o structură importantă într-un sistem de silozuri, ea permițând accesul personalului pentru verificare sau exploatare fiind realizată din plăci perforate pentru prevenirea alunecării. Pasarela este asamblată prin intermediul unor șuruburi ea fiind montată deasupra silozurilor cu ajutorul unei macarale, având o structură rezistentă ce poate susține conveioarele ce asigură încărcarea celulelor, Figura 2.12.

Susținerea pasarelei se poate realiza în mai multe moduri, ținându-se cont de spațiul disponibil dar și de posibilitățile de dezvoltare ale sistemului.

2.3.7 Montajul conveioarelor (benzi transportoare)

Conveioarele sunt utilizate pentru a transporta cerealele pe orizontală sau pe o pantă. Acestea pot fi amplasate pe sol sau pot fi suspendate pe suporți, Figura 2.13.

Modul lor constructiv este unul simplu, fapt ce avantajează montajul acestora pe pasarelă fiind utilizați la încărcarea celulelor. Astfel, conveiorul este prevăzut cu o carcasă în interiorul căreia se află lanțul cu raclete, motor, șibăr, comutator de singuranță și alte componente care contribuie la buna funcționare a acestuia.

2.3.8 Montajul elevatoarelor

Elevatoarele cu cupe reprezintă cea mai bună opțiune pentru transportul cerealelor la mare înălțime. Modul în care este construit un elevator permite realizarea montajului într-un mod facil și rapid utilizând o macara.

Elevatorul este prevăzut cu un cadru de susținere ale cărui componente sunt lipite prin sudare continuă. De asemenea, în această porțiune se află zonele de inspecție. Capul unui elevator este configurat astfel încât să existe o distanță optimă între cupe și carcasă, Figura 2.14.

2.4. Montajul electric și automatizarea

Dacă s-a avut în vedere ca amplasarea sistemului de silozuri să se facă astfel încât accesul la energie electrică să fie facil, montajul electric va fi realizat cu ușurință asigurându-se o bună funcționare a echipamentelor întregului sistem. Pentru montajul electric sunt necesare componente precum cablaj, comutatoare, relee de protecție și altele, acestea variind de la un sistem la altul.

Pentru automatizarea proceselor din sistem, se utilizează programe cu ajutorul cărora se pot verifica fluxurile tehnologice de încărcare, descărcare, transfer și uscare. În acest fel, dacă se dorește încărcarea unei celule cu condiția ca produsul să fie curățat înainte, se poate selecta această opțiune, softul fiind foarte ușor de utilizat (Figura 2.15).

2.5. Punerea în funcțiune

În urma finalizării lucrărilor de construcție ale sistemului de silozuri și montării tuturor echipamentelor specifice, este necesară punerea în funcțiune, utilizând o cantitate din produs pentru a fi verificată calitatea proceselor pentru care a fost proiectat sistemul. În acest sens, acea cantitate de produs parcurge fluxul sistemului în cauză, pentru a fi observate cauzele problemelor survenite, astfel încât clientul să poată demara procesele de curățare, uscare și stocare fără dificultăți.

Capitolul III

DESCRIEREA USCĂTOARELOR ORIZONTALE

Pentru că sunt atât de mulți factori care influențează timpii de recoltare al cerealelor, uscarea oferă posibilitatea recoltării atunci când este necesar uscărea cerealelor la nivelurile ideale pentru depozitare. Acest lucru reduce semnificativ riscul de pierdere și aduce o valoare extraordinară pentru o operație.

•Începe recoltarea mai devreme pentru a minimiza pierderile potențial semnificative a câmpului din sfărâmarea cerealelor și distrugerea culturilor.

•Începe condiționarea cerealelor mai devreme, înainte de apariția condițiilor meteorologice nefavorabile, pentru a evita pierderile catastrofale ale culturilor care ar putea avea loc dacă am aștepta uscarea cerealelor pe câmp.

•Evită costurile de contracție a liftului aplicate la cereale livrate peste limitele de umiditate cerute.

•Livrarea cerealelor se apropie de nivelul de umiditate dorit de cumpărător și astfel evită taxele de andocare.

•Flexibilitate de introducere pe piață prin depozitarea cerealelor condiționate în mod corespunzător pentru perioade lungi de timp, fără a fi deteriorate.

•Elimină blocajele de recoltare prin condiționarea cerealelor într-un ritm a combinelor de mare capacitate din ziua de azi.

În uscătoarele orizontale de cerealele curg printr-un buncăr cu doi pereți perforați și sunt uscate de aerul cald care trece dinspre peretele interior spre cel exterior. Deoarece uscarea se poate realiza la mai putin de 99 °C, riscul de degradare a boabelor (e.g., crăpare, reducerea valorilor nutritive) este foarte redus. Printre echipamentele opționale disponbile pentru acest tip de uscatoare se găsesc: recuperatorul de căldură, sistemul de reducere a zgomotului și platforma cu roți care permite transportul utilajului pe șosea[7].

3.1.Principiul de funcționare

Uscătoarele orizontale sunt compuse din unul până la trei module puse unul peste altul. Fiecare modul este alcătuit dintr-o cameră de ardere, una sau două perechi ventilator + arzător, un buncăr cu pereți perforați și echipamentele de control și siguranță.

Produsul intră prin gura de alimentare din partea superioară a uscătorului și este distribuit de un transportor elicoidal pe toată lungimea buncărului. Aerul atmosferic este încălzit de arzător și ajunge în camera de ardere. De aici, curentul trece prin peretele perforat interior, apoi prin masa de cereale și iese prin peretele perforat exterior. În continuare, în funcție de model și de modul de uscare, cerealele pot fi răcite în mod asemănător, cu un curent de aer la temperatura atmosferică. Produsul este evacuat cu transportorul elicoidal de descărcare din partea inferioară a uscătorului, procesul fiind controlat prin intermediul rolelor de dozare.

Uscătoarele orizontale au două moduri de utilizare:

-Flux continuu: Încărcarea și descărcarea cerealelor se realizează în mod continuu.

-Sarjă programată: Încărcarea și descărcarea sunt făcute pe porțiuni din uscător.

3.2.Modulele unui uscător orizontal

Un modul al unui uscător orizontal conține unul sau două agregate de uscare formate dintr-un ventilator și un arzător.[6]

Uscătoarele orizontale sunt proiectate pentru a fi extinse prin adăugarea de module. Se poate porni cu un modul de bază care conține sistemele de control. După aceea, capacitatea de uscare poate fi crescută prin adăugarea a unul sau doua module. Dispozitivele și agregatele de uscare din aceste module sunt controlate folosind panoul modulului de la bază. Astfel, clientul beneficiază de un grad mare de flexibilitate pentru realizarea achiziției, aceasta putând fi făcută în etape.

Fiecare cameră de ardere este echipată cu limitatoare de temperatură și senzori de presiune a aerului. De asemenea, sunt monitorizate următoarele componente: limitatorul de temperatură din carcasa ventilatorului / arzătorului, cel de la vaporizator, traducătorul de turație a rolelor de descărcare și senzorul de flacără. Uscătorul este echipat cu un întrerupător de oprire de siguranță la șnecul de descărcare.

În Figura 3.1 este prezentat un uscător cu trei module și șase agregate de uscare – răcire. În acest exemplu, primele patru agregate funcționează în modul de uscare, având atât ventilatorul cât și arzătorul pornite. Cele două agregate de la bază sunt in modul răcire, având numai ventilatorul în funcțiune.

3.3.Invertoarele de cereale

Invertoarele de cereale ajută la realizarea unei uscări mai bune și la reducerea costurilor de operare. În trecut, uscătoarele puteau fi echipate cu dispozitive care mută produsul de la interiorul camerei de incălzire către exteriorul acesteia.

Procesul de inversare al locului boabelor ajută la pastrarea unei temparaturi optime de uscare. Astfel, se maximizează calitatea produsului, iar cantitatea de carburant consumata este mult diminuată (Figura 3.2.).

3.4.Platforma de transport cu roți

Uscătoarele orizontale cu un singur modul pot fi așezate pe o platformă de transport cu roți. Prin folosirea acestui accesoriu opțional, clientul are posibilitatea de a face uscarea cu un singur utilaj în mai multe baze de depozitare sau chiar pe câmp. Pentru a funcționa, uscătorul are nevoie doar de acces la o sursa de combustibil și la una de curent electric.

Uscătorul poate rămâne permanent pe platforma mobilă, nefiind nevoie de alte elemente de suport în timpul utilizării. Platforma mobilă se atașează la vehicul ca o remorcă normală. În plus, datorită greutății reduse, utilajul poate fi transportat cu o mașină de teren (Figura 3.3.).

3.5.Sistemul de reducere a zgomotului

Ansamblul opțional pentru reducerea zgomotului este construit din componente perforate și galvanizate. Zgomotul este redus până la un nivel mai mic decât cel creat de un ventilator centrifugal. În funcție de distanță, se poate ajunge la un nivel de doar 15% din zgomotul fără amortizor. Astfel, uscătorul poate fi utilizat în zone în care este necesară operare la un nivel foarte scăzut de poluare fonică (Figura 3.4.).

3.6.Recuperatorul de căldură

Recuperatorul de căldură (Figura 3.5.), se poate instala pe uscătoarele orizontale pentru a reduce consumul cu până la 30%, când se operează in modul Dry & Cool.

Conductele de aer sunt proiectate să nu rețina praful, astfel încât ele nu introduc pierderi de capacitate. Deoarece sunt dimensionate pentru o viteză mică a aerului, particulele fine din atmosferă nu sunt trase în uscător. Recuperatorul de căldură poate fi folosit împreună cu reductorul de zgomot [5].

3.7.Părțile componente ale unui uscător[7]

Melcul de nivel cu spirele DuraEdge®

montate pe lemn impregnat cu ulei împreună

cu lagăre cuier măresc fiabilitatea.

Profilul mic al coșului umed permite ridicarea

ușoară a instalației existente și permite

uscătoarelor încadrarea în diverse locuri.

Capacul perforat permite o vizualizare ușoară

a roții de curea, și verificarea funcționării.

Întinzătorul de curea Turnbuckle permite o ușoară

întindere a benzii și întreținerea acesteia.

Lumina de lucru se dubleaza cu un indicator de

oprire.

Scările cu degeteasigură o urcare degajată,

în condiții de siguranță.

Coloanelede cereale de 14’’permit o maximă

capacitate șiajuta la uscarea eficientă.

Camera de amestec al aerului se amestecă bine

căldura și aerul , înainte de a pătrunde în

camera de uscare.

IEC evaluează contactoarele și întrerupătoarele,

și asigură durabilitateași calitatea.

Întrerupătoarele presiunii de aer verifică

presiunea aerului și totodata verifică

fluxul de aerpentru siguranță.

Ventilatoarele sunt foarte eficiente pentru a crea

fluxul de aer maxim șitemperaturile necesare.

Funcționarea arzătorului permite temperaturi

scăzute pentru cereale sensibile chiar și

când temperaturile de vară sunt aproape de 400C.

Lamele ventilatorului (1725 rpm) cu viteză redusă

și de înaltă performanță funcționează cu mai puțin

zgomot decât cele de mare viteză, utilizează mai

puțină energie decât cele centrifuge.

Carcasazincată minimizează rugina și coroziunea

și prelungește durata de viață.

Întreruptor este integrat în mânerul ușii

pentru condiții de siguranță reducând în

același timp costurile de instalare.

Panou de comandă ușor de manevrat.

Panouri de acces, oferă un acces facil la

rolele de metru și melcul de descărcare, fără

utilizarea instrumentelor.

Ușile de acces pe coloană facilitează

descărcarea rapidă și un acces ușor la rolele metru.

Mânerul de la partea exterioară a cadrului

uscătorului, face ca deschiderea melcului

sa fie mai rapidă și mai ușoară.

Contorul de aluminiu sub formă de rulouri

cu lungime întreagă,asigură cu exactitate

fluxul de cereale și elimină riscul înfundării

coloanei.

Descărcarea rapidă se facecu melc de 1/4" 8

DuraEdge®.

Capitolul IV

MODELARE TRIDIMENSIONALĂ A BUNCĂRULUI PENTRU PĂSTRAREA CEREALELOR

4.1.Tema proiectului

Se va modela buncărul pentru păstrarea cerealelor din componența uscătorului.

Pentru aceasta se au în vedere următoarele dimensiuni de gabarit:

Diametrul buncărului = 14.573 mm

Înălțimea buncărului = 15.455 mm

Înălțimea stâlpilor = 11.224 mm

Înălțimea acoperișului = 4.232 mm

Numărul de stâlpi = 50

4.2.Modelare tridimensională în autocad

Comenzi AUTOCAD:

CIRCLE Ø14573mm

3DPOLY pentru stâlp 11225mm

REC pentru profilul U

EXTRUDE

3D ARRAY

4.3.Modelarea în programul INVENTOR

Pași pentru desenarea buncărului

Linia de produse Autodesk Inventor are în componență o serie integrată de comenzi pentru modelarea tridimensională și crearea desenelor de execuție și de ansamblu, proiectarea matrițelor de injecție, crearea traseelor de țevi, simularea mecanismelor și validarea datelor în format digital în vederea reducerii numărului de prototipuri fizice.

Soluția software Autodesk Inventor oferă utilizatorilor săi posibilitatea de a refolosi datele create în formatul 2D DWG pentru modelarea pieselor 3D, reducând astfel riscul transferării incorecte a datelor.

Programul Autodesk Inventor include funcționalități precum proiectarea traseelor de țevi și cabluri, proiectarea matrițelor de injecție mase plastice și funcții de simulare dinamică și calcul de rezistență, alcătuind soluția completă pentru prototipare digitală.[9]

În Figura 4.4. s-a desenat un cerc cu diametrul de 14.573 mm.

În Figura 4.5. s-a desenat talpa buncărului.

În Figura 4.6. se arată cum am construit talpa bucărului cu ajutorul comenzii EXTRUDE cu grosimea de 10mm.

În Figura 4.7. cu ajutorul comenzii CIRCULAR PATTERN s-a construit talpa pentru toți cei 50 de stâlpi.

În Figura 4.8. am desenat stâlpul buncărului cu profil U, am ales profil UPE200.

Profilul UPE corespunde, în construcție în mare măsură cu un profil UNP, diferența este dată de faptul că UPE-ul are flanșele paralele și lărgite spre deosebire de produsul standard care are marginile înclinate. Are aplicații diverse pentru confecții/ construcții metalice,  atât în domeniul civil cât și industrial.

Avantajele profilului UPE200

Deși un profil  UPE are aripi mai late și mai subțiri decât un UNP, păstrează aceleași caractersitici mecanice.

Pentru aceeași rezistență, folosirea de profile UPE în structuri oferă o reducere a greutății de până la 30% comparat cu profilele UNP.

Aceste beneficii pot reduce costurile de construcție și întreținere cu mai mult de 10%.

UPE este disponibil în toate clasele oțel de construcții și este înlocuitorul perfect pentru produsele U standard.

Caracteristici tehnice:

Toleranțe de fabricație conform:

EN 10279 Standardul ce reglementează condițiile referitoare la toleranțele la dimensiuni, forma și masa profilelor U laminate la cald din oțel.

Calitate oțel: S 235, S 275, S 355 conform EN 10025 – 2

Profil UNP – profil U normal cu margini înclinate[12].

În Figura 4.9. cu ajutorul comenzii EXTRUDE am cosntruit stâlpul cu înălțimea de 11.224 mm.

În Figura 4.10. se arată cum cu ajutorul comenzii CIRCULAR PATTERN am construit 50 de stâlpi.

În Figura 4.11. se arată direcția și unghiul acoperișului.

În Figura 4.12 am desenat profilul acoperișului, am ales țeavă rectangulară din oțel de tipul 200*80 cu grosimea de 16,8mm.

Utilizare țeavă rectangulară

Țeava rectangulară utilizată pentru confecții și construcții metalice, industria agricolă, balustrade autostrăzi, mobilier, piese de mașini.

Este unul dintre cele mai versatile și utile produse din oțel, cu o formă structurală excelentă care combină costul redus cu rezistența ridicată. Forma geometrică uniformă îi asigură o rezistență  constantă pe toată lungimea în cadrul construcțiilor unde sunt încărcări pe doua sau mai multe axe.

EN 10210 – 2 Acest standard stabilește toleranțele, dimensiunile și caracteristicile profilelor cave finisate la cald cu secțiune circulară, pătrată, dreptunghiulară și eliptică, utilizate în construcții.

Calitate material S235JRH, S275JOH, S355J2H

Certificat de calitate: conform EN 10204 tip 2.2 sau 3.1B [14].

În Figura 4.13, cu ajutorul comenzii SWEEP am construit stâlpul acoperișului.

În Figura 4.14. se arată cum cu ajutorul comenzii CIRCULAR PATTERN am construit stâlpii acoperișului.

În Figura 4.15. se arată cum cu ajutorul comenzii WORK PLANE am construit două cercuri pe care apoi le-am EXTRUDAT pentru a tăia la față surplusul de material.

În Figura 4.16. se arată desenarea stâlpilor circulari ai silozului, am ales teava pătrată din oțel de tipul 80*80 cu grosimea de 7,07.

Țeavă pătrată este folosită pentru aplicații variate în industrie, construcții, mobilier, aparatură și industria agricolă. Este un produs metalurgic utilizat ca element structural în construcția de clădiri, poduri, autostrăzi și alte structuri, precum și într-o gama largă de produse fabricate.[13]

Avantaje țeavă pătrată:

– rezistență la încărcare pe multiple direcții;

– toleranță strânsă;

– finisaj bun;

– structură densă;

– rezistență buna la torsiune;

– raport bun rezistență greutate;

– reciclabilitate.

În Figura 4.17. se arată cum cu ajutorul comenzii EXTRUDE am construit stâlpii.

În Figura 4.18. se arată cum am multiplicat stâlpii cu ajutorul comenzii CIRCULAR PATTERN.

În figura 4.19. se arată cum am construit un cerc pe talpa buncărului pe care apoi l-am extrudat pentru a face o gaură pentru prinderea buncărului de podeaua de beton a acestuia.

Capitolul V

VERIFICAREA REZISTEȚII SILOZULUI ÎNCĂRCAT CU CEREALE

Analiza cu element finit este utilizată pentru rezolvarea unor probleme analitice de mari dimensiuni. Obiectivul acesteia este modelarea și descrierea comportării mecanice a structurilor cu geometrie complexă. Metoda este un procedeu de discretizare: forma geometrică și câmpurile deplasărilor, deformațiilor specifice și tensiunilor sunt descrise prin cantități discrete (de ex. coordonate) distribuite în toată structura.

În modelarea cu elemente finite, o structură este discretizată (ipotetic) în elemente finite. Pe conturul și în interiorul acestora se definesc puncte numite noduri. Deplasările nodurilor se aleg ca variabile discrete primare. Deplasările în interiorul elementelor se exprimă în funcție de deplasările nodale prin funcții de interpolare denumite funcții de formă. Elementele finite sunt atât de mici încât forma câmpului de deplasări poate fi aproximată cu eroare relativ mică, urmând a se determina doar intensitatea acestuia. “Formele” sunt polinoame, putând fi utilizate și funcții trigonometrice.

În A.E.F. se parcurg următoarele șase etape principale: 1) discretizarea conținutului; 2) alegerea funcțiilor de interpolare; 3) definirea proprietăților elementelor; 4) asamblarea proprietăților elementelor; 5) rezolvarea sistemului de ecuații și 6) retrocalculul pentru determinarea unor mărimi suplimentare.

A.E.F. implică trei etape distincte: 1) preprocesarea, 2) procesarea și 3) postprocesarea datelor.

Preprocesarea include introducerea și pregătirea datelor, coordonatele nodale, conectivitatea elementelor, condițiile la limită, proprietățile materialelor și încărcările. Generarea automată a rețelei de discretizare poate fi utilizată pentru definirea coordonatelor nodale, numerotarea optimă a nodurilor și definirea conectivității elementelor. Afișarea desenului rețelei este un mod util și simplu de verificare a datelor de intrare. În acest fel se pot pune în evidență nodurile amplasate incorect sau blocarea greșită a nodurilor de pe contur.

În etapa de procesare, programul cu elemente finite prelucrează datele de intrare și calculează mai întâi variabilele nodale, cum sunt deplasările și temperaturile (rezolvarea ecuațiilor), apoi mărimi ca tensiunile și derivatele variabilelor primare.

Postprocesarea se ocupă cu prezentarea rezultatelor. Programele de calcul mai vechi utilizau listarea tabelară. Majoritatea programelor actuale reprezintă grafic configurația deformată, formele modurilor proprii de vibrație și distribuția tensiunilor.[10]

Calculul presiunii cerealelor

Pornind de la o încărcare a buncărului cu cereale până la înălțimea de 10m.

Masa de cereale este: m= V* ρ = 14,72*10*500= 3.394.333 kg;

Greutatea corespunzătoare: G= m*g =3.394.333*9,81= 33.298.414 N;

Presiunea distribuită pe stâlpi este dată de formula:p = G/S, unde:

G este greutatea cerealelor

{\displaystyle S}S este suprafața desfăsurata a buncarului

S = h*π*D = 10* π *14= 439 m2

Rezultă:

p = G/S =33.298.414/439 = 75.850 N/m2

Procedură de analiză Ansys

ANSYS – Workbench reprezintă platformă software care combină capacitatea de rezolvare de bază cu o serie de instrumente de management de produs, în vederea unei bune gestionări ale proiectelor și datelor. Această platformă conține trei structuri importante:

• Cadru de integrare – integrează tehnologii ANSYS existente / aplicații; permite integrarea rapidă a aplicațiilor de terță parte

• Cadru de aplicare – dezvoltare, interfața cu utilizatorul, aplicații, comenzi noi.

• Instrumente și servicii comune – gestionarea datelor native; gestionarea parametrilor de proiectare, a unităților de măsură, a expresiilor matematice, a istoricului și rapoartelor de activitate.[11]

Discretizarea

Modelul de calcul al structurii care urmează să fie analizată cu EF, este format din linii, care sunt axele barelor structurii, din suprafețe plane si curbe, care sunt suprafețele mediane ale plăcilor componenete ale structurii și volume, care sunt corpurile masive ale structurii. În această etapă, modelulul este un continuu, cu o infinitate de puncte, ca și structura dată. Discretizarea este demersul fundamental cerut de MEF și constă în trecerea de la structura continuă (cu o infinitate de puncte) la un model discret, cu un număr finit de puncte (noduri). Modelarea comportării structurilor cu elemente finite Această operație se face “acoperind” modelul cu o rețea de dicretizare și se justifică prin aceea că din punct de vedere practic, ingineresc, sunt suficiente informațiile privind structura (ca de exemplu, cunoasterea valorilor deplasărilor și ale tensiunilor) într-un număr finit de puncte ale modelului, numărul acestora putând fi oricât de mare. În MEF, obișnuit, se definesc necunoscutele (deplasări sau eforturi) în punctele modelului și se calculează valorile lor în aceste puncte.

Punctele nodale. Punctele definite prin rețeaua de dicretizare se numesc noduri. În noduri se definesc necunoscutele nodale primare, ale căror valori sunt rezultatele analizei. Necunoscutele asociate nodurilor pot fi deplasările, caz în care MEF se numește model deplasare, pentru care se admite că forma deformată a structurii, ca urmare a unei solicitări oarecare, este definită de deplasările tuturor nodurilor în raport cu rețeaua nodurilor înainte de deformare, Fiecare nod poate avea maximum sase componente ale deplasării, denumite deplasări nodale[8].

În Figura 5.1. s-a importat din programul Inventor desenul buncărului.

În Figura 5.2. s-a GENERAT desenul din inventor.

Modelarea analizei statice

După realizarea desenului se revine la pagina proiectului și se observă că celula referitoare la geometrie este bifată astfel încât se trece la următorul pas și anume definirea condițiilor la limită și discretizarea domeniului – Model.

Se generează grila cu elemente finite prin click-stânga mouse – Generate Mesh, Figura 5.4.

Modelarea constrângerilor. Generare constrângere de tip încastrare (anulează toate cele 6 grade de mobilitate), Figura 5.5.

Modelarea încărcărilor. Încărcarea cu o presiune distribuită pe toți cei 50 de stâlpi ai buncărului, Fig.5.6.

POSTPROCESAREA REZULTATELOR

Vizualizarea câmpului deplasărilor totale.

În Figura 5.7. se arată cum buncărul se deformează mai mult în partea de sus mai exact pe stâlpii acoperișului în timp ce cu cât se coboară pe stâlpii de susținere ai buncărului deformația este din ce în ce mai mică, după câte se arată în figură buncărul va rezista la o încărcare cu cereale având o deformație foarte mică.

Vizualizare câmp tensiune echivalentă.

În Figura 5.8. avem tensiunea echivalentă care nu este deloc mare după cum se observă în figură, zonele albastre fiind predominante existând mici porțiuni unde structura buncărului este afectată dar nu atât încât să ne facem probleme deoarece acesta va rezista chiar dacă poate ajunge la deformații și mai mari.

CONCLUZII

În lucrarea de față am construit un buncăr de cereale cu 50 de stâlpi profil UPE 200 din oțel cabon (OLC35) calitate conform S235JR/S335JO/S355J2 – EN 10025 și pentru acoperișul acestuia țeavă rectangulară din oțel și țeavă pătrată pentru întărirea rezistenței buncărului cu calitatea conform EN 10204 tip 2.2 sau 3.1B.

Profilele UPE au aripile mai late și mai subțiri față de profilele U standard, păstrează aceleași caracteristici mecanice, au aceeași rezistență și oferă o reducere a greutății cu 30% comparativ cu cele standard aceste caracteristici pot reduce costurile de construcție și întreținere cu mai mult de 10%, aceste profile sunt disponibile în toate clasele de oțel și este înlocuitorul perfect pentru prodesele U standard.

Profilele din țeavă rectangulară și cele din țeavă pătrată sunt unele dintre cele mai versatile și utile produse din oțel, cu o formă structurală excelentă care combină costul redus cu rezistența ridicată. Formă geometrică uniformă îi asigură o rezistență constantă pe toată lungimea în cadrul construcțiilor unde sunt încărcări pe douăsau mai multe axe.

Verficarea s-a făcut la o greutate de 4.000t de cereale date pe care apoi le-am introdus în programul Ansys unde am simulat încărcarea buncărului cu aceste valori concluai fiind că rezultatele pentru cele două încercări sunt normale neîntâmpinând probleme de rezistență în cazul acestui buncăr.

Deplasarea totală a buncărului se înregistrează mai mult pe stâlpii acoperișului (42 mm), această deplasare scade pe măsură cecoborâm pe stâlpii de susținere ai buncărului ajungând la o valoare apropiata de 0 m. Concluzia este că stâlpii rezistă la acțiunea cerealelor pentru că nu va ajunge la valori la care se produce ruperea.

În ceea ce privește tensiunea echivalentă calculată se înregistrează o valoare mai mare pe stâlpii buncărului unde ajunge la valori de 3.1519 Mpa, iar pe măsură ce coborâm pe stâlpi la locul de fixare se ajunge la o tensiune de 1,005MPa, ceea ce demostrează că alegerea stâlpilor a fost corectă.

Toate aceste verificări demonstrează că am ales corespunzător elementele structurii de rezistență ale buncărului.

ANEXE

Static Structural (A5)

TABLE 7
Model (A4) > Analysis

TABLE 8
Model (A4) > Static Structural (A5) > Analysis Settings

TABLE 9
Model (A4) > Static Structural (A5) > Loads

Solution (A6)

TABLE 10
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution

TABLE 11
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Solution Information

TABLE 12
Model (A4) > Static Structural (A5) > Solution (A6) > Results

BIBLIOGRAFIE

Politica agricola comuna

http://revad.uvvg.ro/files/nr4/3.%20claudiu%20porumbacean.pdf

http://www.creeaza.com/afaceri/agricultura/Conditii-de-pastrare-si-conser624.php

agrointel.ro

Construirea unui sistem de silozuri pentru cereale

Uscătoare orizontale de cereale

Alcătuirea unui uscător orizontal

http://www.danagri-3s.com/images/downloads/ff020_2010_04sm.pdf

http://cfdp.utcb.ro/uploads/files/Curs%20MEF%202012%20Nr_%201.pdf

http://www.cadware.ro/licentiere/autodesk/mecanica/autodesk-inventor/

http://www.resist.pub.ro/CursuriRades/04%20M%20Rades%20-%20Analiza%20cu%20elemente%20finite.pdf

https://www.researchgate.net/profile/Silviu_Butnariu/publication/275645424_ANALIZA_CU_ELEMENTE_FINITE_IN_INGINERIA_MECANICA_Aplicatii_practice_in_ANSYS/links/5541e4200cf2718618dcbde5/ANALIZA-CU-ELEMENTE-FINITE-IN-INGINERIA-MECANICA-Aplicatii-practice-in-ANSYS.pdf

http://www.h-metal.ro/ro/profil-upe/124

http://www.h-metal.ro/ro/teava-patrata/1

http://www.h-metal.ro/ro/teava-rectangulara/122

Fig.1.1. https://www.mgtrade.ro/produse/uscatoare-cereale/orizontale/functionare/

Fig.1.2.https://www.bizoo.ro/firma/primeagriculture/vanzare/11717989/racheta-aerare-cereale

Fig.1.3. http://www.ua.all.biz/ro/silozuri-de-conservare-de-cereale-bgg1089001

Fig.1.4. http://ro.stockfresh.com/image/2612946/shed-for-poultry-farm

Fig.1.5. http://agrointel.ro/36907/cat-costa-un-siloz-metalic-construit-cu-o-firma-specializata/

Fig.2.6.http://www.wolfsystem.ro/Recipienti-din-beton/Silozuri

Fig.2.1. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/fundatie-podea-4.jpg

Fig.2.2. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/fundatie-canale-3-600×450.jpg

Fig.2.3. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/fundatie-canal-conveior-descarcare-2-600×450.jpg

Fig.2.4. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/Fundatie-tunel-600×450.jpg

Fig.2.5. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/fundatie-groapa-receptie-2-600×450.jpg

Fig.2.6.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/livrarea-componentelor-1 600×450.jpg

Fig.2.7.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/montaj-pereti-siloz-2-600×450.jpg

Fig.2.8.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/montaj-podea-perforata-e1397738418128-600×450.jpg

Fig.2.9.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/montaj-placi-canale-1-600×450.jpg

Fig.2.10. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/montaj-curatitor-5-600×450.jpg

Fig.2.11. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/IMG_5727-Large-600×450.jpg

Fig.2.12.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/pasarale-finalizata-600×450.jpg

Fig.2.13.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/Montaj-conveioare-descarcare-2-600×450.jpg

Fig.2.14. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/montaj-elevator-2-600×450.jpg

Fig.2.15. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/Soft-de-comanda-600×450.jpg

Fig.3.1.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/portable_flow_diagram 230×627.png

Fig.3.2.https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/inverting-normal-vs.-new-600×475.png

Fig.3.3. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/portable-transport-kit-126.png

Fig3.4. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/noisesuppression_550.jpg

Fig.3.5. https://www.mgtrade.ro/wp-content/uploads/HeatRec05-600×450.jpg