Analiza Privind Dimensionarea Si Calculul Energetic la Masinile de Spalat Materii Prime

INTRODUCERE

Încă de la prima revoluție alimentară, un impact deosebit și un loc important în hrana omului, l-au avut cerealele. În urmă cu peste opt sute de mii de ani, adică în era paleolitică, hrana omului era bazată pe culegerea din întâmplare a unor semințe ce aparțineau unor soiuri de plante precum și fructe, acestea fiind consumate în stare crudă. Abia în era mezolitică, omul a început să dezvolte o tehnică pe cât de primitivă pe atât de ingenioasă în a sorta speciile de plante destinate consumului.[57]

Urmează ca ca începând cu secolul XIX să se treacă la mecanizarea și automatizarea avansată a proceselor de curățire, la modificarea sistemelor și principiilor tehnice folosite prin așezările omenești suprapopulate, prin apariția industrializării, rafinarea gusturilor în alimentație.

Realizarea și alegerea soluțiilor celor mai viabile din multitudinea de soluții posibile oferite de cercetarea științifică conduce la modernizarea proceselor de producție. Aceste soluții au un grad de tehnicitate mult mai ridicat și prezintă o valorificare la nivel superior a resurselor de orice natură. [57]

Industria alimentară este un domeniu al economiei în care rezultatele și diseminările cercetărilor în domeniu au luat o amploare neașteptată și au fost asimilate extrem de rapid.

Dezvoltarea industriei alimentare în perioada actuală deține un sistem complex de conexiuni cu industriile, atât pe orizontală cât și pe verticală, ceea ce face ca ea să fie un obiectiv major al omenirii.

Principala sursă în ceea ce privește materia primă pentru industria alimentară este agricultura care se dezvoltă din ce în ce mai mult și se diversifică binențeles. De asemenea se dezvoltă comerțul precum și industria constructoare de utilaje, mașini și instalații pentru prelucrarea produselor agricole și alimentare.

Un ritm înalt de creștere vor cunoaște ramurile și produsele cu cel mai înalt grad de tehnicitate, care să asigure înmagazinarea în produsul finit a unei cantități cât mai mari de muncă complexă.

În acest context obiectivul principal al prezentei lucrări îl constituie studierea procesului de lucru, influenței diferiților parametri funcționali (dimensionali, cinematici și de reglare) asupra eficiențe mașinilor de spălat legume și fructe în vederea optimizării procesului de spălare, în sensul creșterii calității produsului obținut și cu un cost cât mai scăzut de realizare a operației de spălare.

Conținutul lucrări

Lucrarea de față, intitulată: Analiza privind dimensionarea și calculul energetic la masinile de spalat materii prime conține cercetarea documentară, teoretică și experimentală a mașinilor de spălat fructe și legume în vederea găsirii unei soluții de eficientizare a lor, astfel încât produsul să nu-și piardă din proprietăți și de asemenea să poată fi utilizat în industria alimentară.

Introducerea prezintă un scurt istoric al dezvoltării industriei alimentare prin agricultură, justificarea și oportunitatea efectuării prezentei lucrări

Capitolul I cuprinde o sinteză a cunoștințelor în domeniul mașinilor spălat fructe și legume cu mișcare vibratoare

Capitolul II prezintă tipuri constructive de mașini de spălat fructe și legume cu mișcare de rotație și palete

În vederea realizării dimensionării și a calculului energetic la mașinile de spălat legume și fructe, Capitolul III prezintă metoda de calculul a parametrilor acestor mașini

Capitolul IV este consacrat determinărilor experimentale, a metodei de lucru, a prezentării valorilor măsurate. Aceste rezultate au fost prelucrate și apoi interpretate rezultând anumite concluzii ce au fost prezentate sub formă grafică.

Concluziile prezintă analiza eficienței la mașinile de spălat legume și fructe.

CAPITOLUL I

MAȘINI DE SPĂLAT FRUCTE ȘI LEGUME CU MIȘCARE VIBRATOARE

Spălare este una dintre cele mai importante operații în procesul de fabricare a conservelor, care influiețează mult asupra calitații produselor finite.

Regimul de spălare a materiei prime depinde, în principal, de textura ei, care poate fi ,,dură” sau ,,moale”.

Suprafața produselor horticole poate fi acoperită de impurități de origine organică sau minerală, de exemplu, particole de nisip, pământ, praf, sucul produselor horticole deformate etc.

Impuritățile de origine minerală, ca și cele de origine organică conțin întodeauna microorganisme, uneori chiar din cele care provoacă boli. Din acceastă cauză , produsele horticole se spală înante de a fi prelucrate, cu scopul de a eliminatoate impuritățile chimice, reziduale și minerale, toate microorganismele care au un efect nociv asupra organismului uman.

Spălarea are și rolul de a reduce într-o masură cât mai mare rezidul de pesticide și microfloră epifiză. S-a demonstrat ca o bună spălare are o eficiență asemănătoare cu tratarea termică la 100 ˚C timp de 2-5 minute .

Materiile prime se spală cu apă rece.

Spălarea materilor prime se face prin înmuiere, prin ferecarea particolelor între ele și de organele de transport și prin stropire – șprițuire.

Pentru fructele cu textură moale spălarea are loc numai prin stropire.

Datorită diversități materiei prime folosite în industria alimentară, s-a construit o gama larga de masini de spălat .Dupa caracteristicile constructive ele pot fi divizate în:

mașini cu mișcare de translație a organului de transport ;

mașini cu mișcare de rotație;

mașini cu mișcare vibratoare.

Spălarea fructelor și legumelor, care conțin puține impurități, se face în regim slab intensiv- înmuirea și stropirea cu apă curată curgătoare. Materiile prime care conțin multe impurități se spală în regim intensiv cu folosirea dispozitivelor cu perii.

Spălarea rădăcinoaselor se efectuează folosind activatori mecanici (palete etc.).

I.1. Mașina de spălat cu mișcare vibratoare [7,8,14, 23, 26,38, 39,51,55,65,66]

Mașina se intrebuințează la spălarea fructelor pomicole, păstăioaselor și, de asemenea, la spălarea și răcirea altor materii prime după prelucrarea lor termică (figura 2.1).

Mașina este compusă dintr-un cadru de profiluri laminate 1, pe care este montată sita 4 cu suspensiile articulate 8, din mecanismele cu excentric 9, tijele 6, care unesc excentricele cu sita, motorul electric de acționare 2, din jgeabul 11 pentru acumuluarea și evacuarea apei care conține impurități din colectorul de șprițuire 7 și din buncărul de încărcare 5, dotat cu un registru de reglare 13.

Materia primă se alimentează în buncărul 5 și din el se transmite pe sită, care are o mișcare alternativă. Cantitatea de materie primă care se alimentează pe sită într-o unitate de timp se reglează cu ajutorul registrului 13.

Figura 1.1. Mașina de spălat cu mișcare vibratoare

Materia primă se deplasează pe sita înclinată în direcția pantei,amestecându-se intensiv. Deasupra sitei este montat colectorul 7 cu dușuri din care se stropeste materia primă cu apă curată curgătoare. După spălare, apa și impuritățile se acumulează în jgheabul 11și se evacuează în canalizare.Sita este antrenată dintr-o mișcare alternativă prin intermediul unui mecanism cu excentrice, lanțul cinematic find format din electromotorul 2, transmisia prin curelele trapezoidale 12 și arborele cu excentric geometric 10.

Materia primă se deplasează pe sita înclinată în direcția pantei,amestecându-se intensiv. Deasupra sitei este montat colectorul 7 cu dușuri din care se stropeste materia primă cu apă curată curgătoare. După spălare, apa și impuritățile se acumulează în jgheabul 11 și se evacuează în canalizare.Sita este antrenată dintr-o mișcare alternativă prin intermediul unui mecanism cu excentrice, lanțul cinematic find format din electromotorul 2, transmisia prin curelele trapezoidale 12 și arborele cu excentric geometric 10.

Caracteristica tehnică a mașinii

Capacitatea de prelucrare, t/h 2,0 – 2,5

Consumul de apă, m ³/ h 2,0

Puterea instalată, kW 1,1

Dimensiunile de gabarit, mm:

lungimea 1740

lațimea 936

înalțimea 1350

Masa, kg 212

I.2. Mașina de spălat cu vibratii MB-25

Mașina se utilizează pentru spălarea cartofului, sfeclei, morcovului. Mașina este compusă din corpul 4, instalat pe niște arcuri 13, vibratorul 15 și carcasa 1. Materia primă se spală cu apă care iese din dispozitivul de stropire 7, dotat cu duze și, datorită forței de frecare dintre tuberculii aflați în mișcare intensificată de vibrația mașinii (figura 2.2).

Figura 1.2 Mașina de spălat MB-25

În interiorul corpului 4 de formă cilindrică se află țeava 6, dotată din partea exterioară cu melcul 5. Prin țeavă trec de-a lungul un arbore cotit 15, care se rotește în rulmenții 9. Arborele cotit este dotat cu dezechilibrele 3 și se pune în mișcare prin intermediul cuplajului flexibil 10 și arborele 11 de la motorul electric 12. În timpul mișcării, corpul începe a vibra, vibrarea este prelucrată de arcurile 13. Frecvența vibrațiilor corpului este egală cu frecvența de rotație a arborelui motorului electric- 1400 min ̄ ¹; amplitudinea maximă a vibrațiilor variază de la 6 la 8 mm.

Procesul tehnologic de spălare se efectuează astfel. Materia primă se încarcă în buncărul 8 în care se debitează și apa din dispozitivul de stropire. Murdăria de pe materia primă se înmoaie și se dezlipește de ea și se sedimentează pe fundul mașinii, dotat cu orificii prin care trece și se evacuează cu apa murdară prin racordul 14. Datorită vibrațiilor, materia primă se deplasează de-a lungul mașinii și, după ce a fost spălată se evacuează din mașină pe un jgeab înclinat. Pentru a curața mașina de murdăria acumulată (pământ, nisip, pietre) se folosește fereastra 2. Productivitatea mașinii este de 2,0….2,5 t/h.

Mașina de acest tip se montează pe fundație autonomă. Deoarece funționarea mașinii este însoțită de vibrații și zgomot, este necesar, odată în an sau după reparare, de controlat nivelul lor.

I.3. Mașini de spălat A9

Se execută trei tipuri de mașini: A9 – 4, A9 – 8 și A9 -16 cu capacitatea de prelucrare, respectiv, de 4 ,8 si 16 t/h. Construcția mașinilor se deosebeste prin lățimea și viteza de mișcare a transportului cu role. Mașina se întrebuințează pentru spălarea tomatelor și a altor produse horticole cu textură moale.

Mașina este compusă din următoarele ansambluri: cuva, transportorul cu role, dispozitivul de stropire – șprițuire, dispozitivul de ridicare, ventilatorul și motoreductor. Cuva este fixată pe suporturile duble din față și din spate, executate din profil cornier. Cuva este dotată cu o fereastră și cu o clapetă. Fereastra serveste pentru evacuarea impurităților din cuvă în tipul funcționări masinii, iar clapeta pentru evacuare periodică a impurităților, fără ca mașina să fie oprită.

Clapeta este acționată prin intermediul pedalei, cu ajutorul uni sistem de leviere. În cuvă sunt instalate o grilă înclinată, un transportor cu role și un agitator pneumatic. La o extremitate a cuvei, deasupra porțiunii înclinate a transportorului cu role este instalat un dispozitiv de stropire șprițuire, dotată cu duzele, care servesc pentru a clăti materia primă cu apă rece.

Apa este dirijată în dispozitivul de stropire prin ventilul magnetic de închidere, blocat cu mecanismul de acționare al mașinii și care funcționează în felul următor: când mașina funcționează, apa se debitează în cuvă și invers.

Transportorul cu role are în componența lui și un dispozitiv de ridicare, cu ajutorul căruia el se evacuează în cuvă în timpul reparării ei.

Mecanismul de acționare a dispozitivului de ridicare funcționează manual. Pentru refularea aerului în agitator este montat pe suport suflanta, de presiune înaltă, acționată de un motor electric individual. Agitatorul pneumatic aspiră aerul prin conducta de aer. Transportorul cu role se pune în mișcare cu ajutorul motoreductorului prin intermediul transmisiei cu lanț.

Materia prină se întroduce în cuvă pe o grilă înclinată, în a cărei parte inferioară este montat agitatorul. Fluxul ascendent de aer pune în miscare materia primă din cuvă și intensifică înmuierea și dezlipirea impurităților.

De pe grila înclinată materia primă ajunge pe transportorul cu role, unde continuă procesul de dezlipire a impurităților datorită fecarii produsului de role rotative ale transportatorului. Materia primă se clăteste cu apă curgătoare, care iese din colectorul de stropire, fiind în continuare dirijată in jgheabul de descarcare.

Carcateristica tehnică a masini A9-

Tipul A9 – 4 A9 – 8 A9 – 16

Capacitatea de prelucrare , kg/h 4000 8000 16000

Viteza de mișcare a

transportorului cu role , m/s 0,125 0,215 0,28

Consumul de apă , m³/h 4 8 16

Puterea electronică ,kW 4 4 4,6

Dimensiunea de gabarit , mm

lungimea 4500 4500 4500

lățimea 1050 1050 1400

înalțimea 1900 1900 1990

Masa , kg 1050 1050 1150

I. 4. Mașina de spălat cu bandă transportoare

Prin operațiunile de curățire nu se pot elimină toate impuritățile din materiile prime. Eliminarea practic completă a impurităților de pe suprafața materiilor prime nu poate fi realizată decât prin spălare.

Mașinile de spălat materia primă vegetală sunt în general, diferite forme de transportoare, care pe lângă faptul că transportă materialul prin baia de apă, mai au rolul să execute și o amestecare intensă a materialului cu apa, pentru a facilita spălarea. Regimul de funcționare a mașinilor de spălat se schimbă în funcție de gradul de murdărie al suprafeței materialului, de consistența acestuia și de umiditatea stratului de murdărie. După modul în care se produce contactul între materia primă și apa de spălare, mașinile de spălat se pot clasifica în trei grupe:

mașini cu organe transportoare rotative, din această grupă făcând parte mașinile cu transportoare cu palete sau cu transportoare elicoidale, care provoacă o amestecare intensă a materialului cu apa de spălare;

Aceste tipuri de mașini transportată materia primă de-a lungul unor uluce, cu ajutorul unor transportoare cu elice sau palete, în contracurent cu apa de spălare.

mașini de spălat cu benzi transportoare, sau transportoare cu role, cu sau fără circulație de aer;

Aceste mașini realizează spălarea materiilor prime vegetale care nu suportă o amestecare prea energică, nefiind suficient de consistente (fructe, roșii etc)

mașini cu tambur rotativ.

Aceste mașini sunt utilizate pentru spălarea produselor vegetale mai consistente (rădăcinoase, pere, mere etc).

Deoarece, în majoritatea cazurilor, mașinile de spălat sunt concepute pentru anumite materii prime, neexistând agregate cu utilizare universală, se va enumera mai jos mașini utilizate cu predilecție pentru cetreale, semințe oleaginoase, rădăcinoase, fructe și legume.

Mașina combinată de spălat cereale asigură atât spălarea cât și zvântarea în continuare a cerealelor spălate. Se compune dintr-un agregat orizontal de spălare, terminat cu un storcător centrifugal vertical.

Mașina de spălat prin flotație este folosită pentru o serie de materii prime sub formă de boabe cât și pentru semințe oleaginoase. Se utilizează cu precădere pentru curățirea finală, realizând în același timp, și reducerea contaminării microbiene.

Mașina de spălat rădăcinoase cu două axe cu palete este o mașină de spălat de mare eficiență, destinată ȋn special pentru spălarea sfeclei de zahăr, cu conținut ridicat de impurități, recoltată prin mijloace mecanizate. Mașina se execută sub formă de jgheab metalic cu fund semicilindric.

La mașina de spălat cartofi spălarea are loc fie într-un singur utilaj, fie succesiv, în mai multe mașini. În funcție de caracteristicile funcționale, mașinile se clasifică în spălătoare cu palete și spălătoare cu tamburi.

Mașina de spălat cu perii este destinată pentru spălarea rădăcinoaselor de consistență tare, precum cartofi, hrean, morcovi, telină etc.

Mașina de spălat cu dușuri se utilizează pentru materiile prime alimentare cu textură moale, care nu necesită o spălare intensă, în special pentru fructe.

Mașina de spălat cu barbotare de aer realizează spălarea materiilor prime vegetale care nu suportă o amestecare prea energică, nefiind suficient de consistente (fructe, roșii etc).

Spălarea materiilor prime vegetale care nu suportă o amestecare prea energică, nefiind suficient de consistente (fructe, roșii etc), se face în mașini de spălat cu bandă transportoare. În figura 1.3. este reprezentată o astfel de mașină folosită în industria conservelor.

Aceasta este o mașină ce realizează spălarea prin imersie, stropire de apă cu duze ăi cu barbotare de aer. Ea este destinată pentru fructe și legume cu consistență semitare, realizând o curățire medie, putând fi utilizată pentru produse puțin murdare sau în operațiile de spălare finală.

Mașina este alcătuită din rezervorul metalic 1, înclinat la mijloc spre centru, în care se află apă și în care se montează un transportor cu lanț 2, pe care sunt fixate site. Datorită roților dințate 4, transportorul este sectorizat în două zone plane și una înclinată. Materia primă este adusă manual sau mecanic în rezervorul cu apă, de unde este preluată de banda transportoare și trecută prin baia de apă, producându-se în felul acesta prima spălare (înmuiere). în momentul când materialul ajunge pe partea înclinată a benzii, prin intermediul instalației de pulverizare 3, este supus unei spălări intense cu apă. Controlul materialului se face pe partea superioară a benzii (orizontală).

În vederea măririi efectului de spălăre, prin conducta perforată 5, montată sub partea superioară a benzii, pe care se mișcă materialul, se suflă un curent de aer, care produce o barbotare intensă a apei în această parte a mașinii.

Aerul este suflat cu ajutorul ventilatorului 6. Excesul de apă este evacuat la canal prin deversorul 7, care reține impuritățile ușoare, de unde acestea sunt periodic îndepărtate. Evacuarea apei murdare se face prin conducta 8. Alunecarea materialului pe partea înclinată a benzii este evitată prin montarea pe bandă a unor șicane metalice verticale, de înălțime mică.

Productivitatea unei mașini; de spălat de acest tip se poate calcula ținându-se seama de capacitatea transportorului cu lanț.

Fig. 1.3. Mașina de spălat cu bandă transportoare

CAPITOLUL II

MAȘINI DE SPĂLAT FRUCTE ȘI LEGUME CU MIȘCARE DE ROTAȚIE ȘI PALETE

II.1. Mașina de spălat rotativă A9 – KM -2

Mașina de spălat rotativă A9- KM-2 (figura 2.1) este destinată pentru spălarea fructelor și legumelor cu textură tare și se aplică mai frecvent la fabricarea conservelor de legume. Dimensiunile materiei prime pentru spălat trebuie să nu depășească 200 mm.

Mașina este intalată pe o carcasă 11, executată din profiluri laminate. Pe carcasă este fixată cuva 12 divizată în două părți . În fiecare dintre aceste părți se află câte un tambur, 2 și 3. Ambele tambure au lungimile și diametrele egale.

După tamburul 3 este instalat tamburul 4. Toate cele trei tambure sunt fixate pe un arbore comun 7, care se roteste. Arborele 7, la rândul său este fixat pe carcasă prin intermediul unor rulmenți.

Fig. 2.1. Mașină de spălat A9- KM-2.

Primele două tambure sunt destinate înmuieri și eliminări impurităților de pe materia primă. Suprafața laterală a tamburilor este executată din fâșii de metal fasonate; între fâșii există crepături, prin care trece murdăria în cuvă și care se depune pe fundul ei. Fundul cuvei este dotat cu feresterele 10 care servesc pentru evacuarea murdăriei în timpul prelucrări sanitare a mașinii și a reparări ei.

Al treilea tambur 4 este destinat pentru clătirea cu apă curgătoare și din această cauză el este dotat cu un dispozitiv de stropire: suprafața laterală a acestui tambur este perforată.

Materia primăse alimentează în mașină prin alimentatorul 1, iar evacuarea din mașină a materiei prime spălate spre operația următoare se face prin jgheabul 9.

Mașina este pusă în funcțiune de motoreductorul 5, prin transmisia cu lanț 6. Apa se dirijează în dispozitivul de stropire prin ventilul magnetic 8, blocat cu motor electric de antrenare.

Materia primă, din buncărul 1, se transmite în buncărul 2 și apoi , cu ajutorul paletelor, se aruncă în tamburul 3 de unde, cu un căuș special, se transmite în tamburul 4. Materia primă spălată se dirijează în jgheabul 9 și apoi la operația următoare.

Caracteristica tehnică a mașinii A9-KM-2

Capacitatea de prelucrare, kg/h 300

Consumul de apă, m³ /h 2,0

Turația tamburului, s ̄ ¹ (rot/min) 1,2( 12)

Puterea motorului electric, kW 1,1

Dimensiunile de gabarit, mm

lungimea 3390

lățimea 1270

înalțimea 1600

Masa, kg 840

II.2. Mașina de spălat cu perii T1 –KYM-3

Mașina de spălat cu perii se întrebuințează la spălarea castraveților, dovleceilor, vinetelor și a altor legume cu textura tare.

Partea principală a mașinii este cuva de spălare , executată din profil cornier și tablă. Cuva este fixată pe patru suporturi.

În partea superioară a cuvei, la unul și acelaș nivel sunt instalate cinci blocuri, ansamblate din perii de cauciug. Sub blocurile de perii se găsește un fund, compus din cinci sectoare fixate pe o carcasă executată din profil cornier. Fiecare sector se compune din perii și plăci în ordine succesivă.

Carcasa sectoarelor este înaltă pe excentrice, cu ajutorul cărora se reglează intervalul dintre periile rotative și imobile în funcție de dimensiunile materiei prime în limite până la 50 mm.

În partea dinaintea cuvei, pe o porțiune înclinată a carcasei, este instalată o grilă metalică pentru separarea corpurilor străine dure.Acolo unde se termina blocurile de periii este montat un transportator compus din două lanțuri înclinate paralele, dotate cu raclete și plăci , care formează împreună căusele.

După transportorul înclinat este instalat un alt transportator orizontal, compus din două lanțuri paralele orizontale, dotate cu degete, pe care se rotesc rolele când acestea se deplaseaz pe ghidaje instalate sub transportor.

Pentru reglarea întinderii lanțurilor elevatorului și transportorului mașina este dotată cu dispozitive de întindere.

Deasupra, paralel cu elevatorul și transportorul cu role, sunt instalate dușuri compuse din colectoare și din duze.

Pe țeava prin care se alimentează cu apă dușurile este instalat un ventil de închidere electromagnetic, acționat de motorul electric al mașinii și care asigură alimentarea cu apă numai atunci când funcționează mașina. Apa din colectoare, după clătirea matriei prime , se scurge în cuva. Excesul de apă din cuvă împreună cu impuritățile unșoare, se deversează într-un buncăt de unde se evacuează din mașină.

Blocurile cu perii, elevtorul și transporttorul cu role se pun în funcțiune prin intermediul transmisiei cu lanț de la motorul electric și reductorul cu melc, pe care este instalat blocul compus dintr-o roată dințață și o roată de lanț.

Materia primă se alimentează în partea din față a cuvei pe grila metalică și apoi se deplasează sub blocurile rotative de perii.

Blocurile curăță materia primă de murdărie și simultan o transportă de-a lungul cuvei spre elevator. Elevatorul ridică materia primă din cuvă și o deplasează pe transportorul orizontal cu role, de pe care, prin intermediul unui jgheab, o dirijează la operația următoare.

Caracteristica tehnică a mașinii de tip T1-KYM-3

Capacitatea de pelucrare , kg/ h

castraveți 4000

vinete 3000

dovlecei 200

Consumul de apă , m³/ h 3

Capacitatea cuvei , m³ 1,8

Viteza transportorului , m/s 0,182

Puterea instalată a electromotorului , kW 2,2

Dimensiunile de gabarit , mm

lungimea 4850

lățimea 1420

înalțimea 2140

Masa , kg 1725

II.3. Mașina de spălat cu palete A9- KЛA-1

Mașina se utilizează la spălarea rădăcinoaselor. Baza mașinii o constituie carcasa. Ea este compusă din pâlnia de alimentare și cuva, compusă din trei compartimente. Primul compartiment sevește pentru o spălare prealabilă, având ca rezultat înmuierea murdăriei. Compartimentul doi reprezintă un tambur perforat în partea lui inferioară. Aici se efectuează spălarea completă și separarea murdăriei demateria primă. Tamburul se fixează de arborele, poziția lui fiind fixată cu elementele.

Tamburul este instalat în cuva. Impuritățile trec din tambur în cuvă prin găurile tamburului. Cuva este dotată cu două ferestruci și cu ventil. Prin ventil se evacuează apa, iar prin ferestruci, impuritățile în timpul igienizării masinii.

Compartimentul trei se întrebuințează pentru clătirea materiei prime. O pare din fundul al acestui compartiment are perforații, prin care se evacuează apa și murdăria în compartimentul de spălare. La capătul compartimentelor sunt instalate colectoarele cu găuri pentru alimentarea lor cu apă. Excesul de apă din cuvă se evacuează prin buzunarul de deversare. Țeava de alimentare a colectoarelor cu apă este dotată cu un ventil magnetic de închidere, care este blocat cu mecanismul de acționare a masinii și admisia apei se termină atunci când mașina se opreste. Ferestruicile se deschid cu ajutorul sistemului de leviere. Pe arborele care trece prin toate cele trei compartimente sunt fixate paletele, care servesc pentru deplasarea materiei prime de-a lungul compartimentelor.

Motoreductorul, prin intermediul transmisiei cu lanț, rotește arborele mașinii cu frecvență de 25 rot/min. Toate trei componentele sunt închise de capace.

Materia primă se alimentează prin pâlnia de alimentare, apoi cu paletele se deplasează în primul compartiment. Traversând acest compartiment, materia primă cu ajutorul paletei terminale, se deplasează în al doilea comprtiment de spălare finală completă. La sfârșitul compartimentului doi, materia primă, cu ajutorul altei palete terminale, se aruncă în compartimetul trei, unde se clateste și se deplasează pe jgheab, pentru a fi dirijată la operația următoare.

Caracteristica tehnică a mașinii A9- KЛA/1

Capacitatea de prelucrare , kg/h 3000

Frecvența de rotație a arborelui

cu palete s ̄ ¹, (rot/min) : 0,41 (25)

Puterea instalată a electromotorului , kW 3,0

Consumul de apă , m³/h 3,0

Dimensiunile de gabarit , mm

lungimea 4635

lățimea 1060

înalțimea 1915

Masa, kg 1080

II.4. Mașina de spălat T1-KYM-5

Se utilizează pentru spalarea fructelor și legumelor (exclusiv rădăcinoasele) în liniile de fabricare a conservelor din legume și fructe.Materia primă care are pe suprafața sa laterală un strat uscat de murdărie în prealabil, trebuie înmuiată.

Principiul de funcționare al mașinii este bazat pe încărcarea continuă a materiei prime în cuva de spaălare, umplută cu apă. Intensitatea procesului de spălare este datorată acțiunii mecanice asupra materiei prime a aerului comprimat , care este refulat în agitatorul pneumatic (barbotor).

Din cuvă, materia primă spălată se evacuează cu transportorul înclinat , în a cărui parte superioară materia primă se clăteste cu apă curgătoare din dispozitivul de duze. Descărcarea produselor spălate se face prin jgheabul .

Pentru unplerea cuvei cu apă , la începutul funcționării, pe partea laterală a ei este un ștuț cu ventil , care se racordează la o conductă de apă.

În timpul funcționării mașinii, nivelul constant de apă în cuvă se menține cu apa care iese din dispozitivul de șprițuire,deversarea excesului de apă făcându-se prin crăpătura din peretele cuvei.

Curățarea mașinii se efectuează prin ferestuica din fundul cuvei.

În procesul de lucru, apa din cuvă se schimbă parțial (apa murdară se evacuează periodic prin robinetul de deversare).

Caracteristica tehnică a mașinii

Capacitatea de prelucrare , kg/h 5,0

Puterea instalată, kW 4,1

Consumul de apă , m³/h 5,0

Suprafața ocupată de mașina , m² 4,9

Dimensiunile de gabarit , mm

lungimea 3805

lățimea 1285

înalțimea 1790

Masa , kg 910

II.5. Mașina de spălat prin flotație

Mașina de spălat prin flotație este utilizată în linia tehnologică a stațiiloe de batere a mazării pentru realizarea ultimei curățări a boabelo, îndepărtarea impurităților care au rămas în urma vânturării.

Spălarea este absolut necesară, deoarece, în urma cosiri mecanice , mazărea se impurifică mult cu pământ , pietre, resturi de paie și teci. În cazul în care nu se îndepărtează aceste impurități, trierul de mazăre și instalația de recirculare a apei de la transportul hidraulic se vor înfunda repede, provocând staționarii în procesul de producție.

Mașina de spălat prin flotație se compune din spălătorul propriu-zis și separatorul de apă.

Separatorul propriu–zis este format dintr-o cameră de flotație 3, prevăzută cu pereți transversali 4. Spălarea se execută asfel : boabele de mazăre trec din buncărul 1 pe plăcile înclinate perforate 6 și sunt transportate sub acțiunea dușurilor13. Impuritățilegrele vor rămâne pe fundul compartimentului de separare a pietrelor 7, iar mazărea și impuritățile unsoare – în compartimentul de flotație 3.

Datorită șicanelor și lărgiri secțiunii transversale, viteza curentului de apă se micșiorează brusc și ca urmare mazărea va cadea pe fundul copatimentului de flotație, iar impuritățile unsore vor rămâne la suprafață și prin jgheabul colector 8, vor trece în tamburul de curățare 16 , unde se separă de apă.

Mazărea care a cazut pe fundul compartimentului este antrenată de jgheabul înclinat 5,cu ajutorul unui curent de apă trimis de pompa 14 și deversată pe sita oscilantă9, unde se spală de sușurile15. Pietrele sunt antrenate de curentul de apă într-o conductă de cauciug17 și se separă de apă tot în tamburul de curățare.Pentru reducerea pierderilor de substanțeuscate apa este recircultă în instalație.

II.6. Mașina de spălat zarzavaturi A9-KJH

Mașina de spălat zarzavaturi A9-KJH (figura 2.9) este compusă din batiul 1, aruncătorul 2, transportorul de evacuare3 și mecanismul de acționare 4. Batiul este fabricat , prin sudare, din metal de profil și tablă.

Partea superioară a masinii reprezintă o cuvă compusă din două compartimente (figura 2.9): de inmuiere a materiei prime și de spălare finală a ei. Între compartimente este intalat un aruncător , dotat cu două palete perforate , fixate un arbore. ÎN copartimentul de spălare este instalată transportorul de evacuare 3 a materiei prime spălate.

În partea inferioară a carcasei mașinii este instalat mecanismul de acționare, compus din motorul electric și reductor , care , prin intermediul transmisiei, prin lanț, roteste dispozitivul de aruncare și transportorul de evacuare 3.

Înainte de a pune în funcțiune mașina ,cuva ei se umple cu apă. Zarzavaturille se încarcă prin ferestruie în cuvă în porții mici ,din care este antrenată de fluxul de apă și de deplasată spre aruncător, care o transmite în comartimentul al doile și apoi pe transportorul de evacuare . Aici zarzavaturile se calesc și apoi se evacuiează din mașină.

II.7. Mașina de spălat sfecla de zahăr

Pentru a spăla sfela de zahăr de pământul lipit de ea și de alte impurități și de asemenea, pentru a separa de sfeclă paiele, pietrele, tulpinile și nisipurile se intrebuințează mașini de spălat sfeclă de zahăr.

În funcție de principiul de funcționare, mașinile de spălat sfeclă de zahăr se divizează în mașini cu palete (măciuci), cu jeturi de apă rotative (cu tambur) și cu vibrații. Primele au o vastă utilizare la fabricile de zahăr , celelate se află în stadiul de protejare și încercare a modelelor

Pentru a spăla sfecla de zahăr de impuritățile lipite de ea, în masina cu palete trebuie amestecat intensiv în apă sfecla care se află în ea în stare îndesită: tuberculi de sfeclă se freacă unul de altul și în rezultatul acestui proces , impuritățile lipite se separă de sfeclă.

Însă pentru a separa impuritățile grele ( pietre, nisip) este necesar ca tuberculii de sfeclă să se afle în stare liberă în apă, fiindcă numai în asemenea caz impuritățile grele pot să se acumuleze pe fundul mașinii de spălat, pe când, pentru separarea și captarea impurităților unsoare, oglinda apei în mașină trebuie să fie liniștită, pentru ca impuritățile să poată pluti.

Așadar în timpul proiectări și producerii mașinilor de spălat sfeclă cu palete , apar niste cerințe contradictoriii, care contribuie la creearea diverselor construcții de mașini cu palete de spălat sfeclă.

Aceste mașinii pot avea un nivel mic sau mare de apă și pot fi de asemenea , cu nivel combinat de apă. În mașinile de spălat de primul tim, nivel de apă este puțin inferior decât muchiile superioare ale paletelor fixate pe arborele care se rotește în cuva mșinii și din această cauză sfecla se gasete în apă în stare îndesită.

În mașinile de spălat de tipul doi nivelul apei este superior decât muchiile superioare ale paletelor și sfecla se găsete în stare liberă în apă. Mașinile combinate sunt dotate cu compartimente cu nivel mic și nivel mare al apei.

În mașinile de spălat sfeclă cu nivel mare al apei, datorită oglinzi linistite a apei și a stari linistite a sfeclei, în apăse separă bine impuritățile unsoare și grele , insă se spală insuficient impuritățile impuritățile lipite de tuberculii de sfeclă, deorece ei se află în apă în stare îndesită și intre ei există o forță puternică de ferecare, însă în aceste mașinise separă insuficient impuritățile grele și unsoare. Mașinile combinate separă bine impuritățile grele și unsoare și spală pământul lipit de sfeclă.

Mașinile de spălat sfeclă pot fi dotate cu unul sau doi arbori cu palete. În mașinile combinate, compartimentele cu nivel mic sau mare al apei pot fi amplasate consecutiv sau paralel. Transmiterea sfeclei dintr-un compartiment în altul în aceste mașini se realizează cu ajutorul unor dispozitive speciale de aruncare cu cătuse. Sfecla spălată se descarcă din masină cu ajutorul dispozitivelor rotative cu cătuse sau cu ajutorul melcurilor.

Corpul mașinilor cu palete de spălat sfeclă este dotat cu un fund dublu : fundul exterior nu este perforat iar cel inferior – perforat. În fundul exterior se instalează captatorul de nisip ,iar în cel interior – captatorul de pietre. Dischiderea și închiderea captatorului se efectuează cu ajutorul cilindrilor pneumatici și hidraulici.

La fabrica de zahăr se exploatează mașini cu palete de spălat sfeclă nu nivele mici de apă KM3- 57M (cu productivitatea 1500 t sfeclă în 24 de ore ) și mașinile de combinat simple KM3-57M, CM-3M și CKД-6 (cu poductivitatea de 1500, 3000 și 6000 respectiv).

Aceste mașinii combinate, au în fond, construcții identice și diferă prin construcția unor ansambluri și piese. De exemplu, mașina CKД – 6 este dotată cu doi arbori paraleli cu palete, fiindcă cuva mașinii este lată.

Mașina combinată de spălat sfeclă CMK-3Mare un compartiment de spălat 1 cu un volum de 19,6 m³ cu nivelul mare al apei.Ambele compartimente reprezintă un corp semicilindric deschis în partea superioară.

În compartimentul cu nivel mic al apeise roteste arborele 3 în rulmenți terminali 2 și intermediari 5 cu o frecvență de 13,2 rot/ min. De la mecanismul de acț ionare, compus din motorul electric 37 cu putere de 30 kW, reductorul 39 și angrenajul cilindric 1 .Pe arborele 3, pe o linie elicoidală sunt fixate 12 perechi de palete 4, care asigură o amestecare intensivă și de frecare între tuberculii de sfeclă.

Aceasta condiționează spălarea părții principale a murdăriei și de asemenea, deplasarea sfeclei spre dispozitivul de aruncat cu căușe. Nivelul apei în acest compartimenteste de 350 mm mai inferior decât muchiile superioare ale paletelor.

Apa curată se debitează prin ștuțurile 32 și 35 din buzunarul 34. Apa murdară din acest compartiment se evacueazăprin gaura din corp în buzunarul 40 din partea opusă a compartimentului, apoi în continuare prin racordul 48. Murdăria prin fundul perforat 46, se dirijează în două captoare de nisip 33 și 38, iar pietrele nimeresc în cazatorul de pietre 36.

Deschizând cu ajutorul cilindrilor hidraulici fundurile rabatate ale captatoarelor, impuritățile se evacuează din masină. Sfecla se dirijează cu ajutorul paletelor spre peretele frontalal compartimentului și prin gaura 47, se introduce în compartimentul de aruncare II.

Pentru a avea posibilitatea de a regla cantitatea de sfeclă, care va trece în compartimentul de aruncare , secțiunea găurii 47 poate fi reglată cu ajutorul șuberului 50, deplasat prin ghidaje 52 cu ajutorul troliului 51.

În compartimentul 11 se roteste un arbore, pe care sunt fixate 12 căușe aruncătoare 10 (capacitatea fiecărui dintre ele este de 0,073 m³), care apucă sfecla fără apă și, prin jgheabul 11, o deplasează în compartimentul III cu nivel mare de apă. Arborele din compartimentul II se rotește de la motorul electric 6 cu puterea de 10 kW, prin intermediul reductorului 7 și al angrenajului 8, cu o frecvență egală cu 7,1 rot/min.

În compartimentul III, pe arborele 13, care se rotește cu o frecvență egală cu 13,2 rot/min. De la mecanismul de acționare, instalat pe carcasa 30. Pe arborele 13 sunt instalate, pe o linie elicoidală 13, perechi de palete 13. Apa în acest compartiment se alimentează prin gaura din peretele corpului din buzunarul 12, iar în ultimul- prin racordul 26.

Nivelul apei în compartimentul III este cu 315 mm mai superior decât muchiile superioare ale paletelor, prin care se asigură o oglindă liniștită a apei, spălarea finală și clătirea sfeclei. Murdăriile separate trec prin fundul perforat și nimeresc în două captatoare de nisip 27 și 24, iar pietrele- în captatorul de pietre 25.

Pentru capturarea impurităților care plutesc în compartimentul III se utilizează un dispozitiv compus din melcul 18, instalat în jgheabul 17, de-a curmezișul corpului mașinii.

Melcul se rotește cu frecvența de 22,8 rot./min, de la motorul electric 45 cu puterea de 3 kW prin intermediul reductorului 44. Un perete 16 al jgheabului melcului, care are forma unui uluc 17, trece de-a lungul melcului. Muchia acestui perete este cu 500 mm mai inferioară decât nivelu normal al apei din acest compartiment, în care mai sunt instalate două țevi dotate cu duze, orientate spre melc. Jeturile de apă care iese din duze deplasează impuritățile plutitoare spre melc. Din melc, impuritățile se dirijează în jgheabul 42, de unde se antrenează cu apă murdară, care se introduce din compartimentul III și se evacuează prin racordul 41.

Pentru a evita nimerirea sfeclei în melc, înaintea lui se amplasează tamburul 15, confecționat din vergi de oțel, care se rotește de la mecanismul de acționare al melcului. Tamburul se rotește în aceeași direcție ca și melcul, adică contra mișcării amestecului de apă și sfeclă, din care cauză sfecla se respinge de tambur și nu nimerește în melc.

Fig. 2.2. Mașina de spălat sfeclă

Sfecla spălată se deplasează, cu ajutorul paletelor, spre peretele frontal al compartimentului III și prin gaura 49, a cărei secțiune se reglează cu ajutorul șuberului, deplasat de troliul 19, se dirijează în compartimentul IV, în care, de la mecanismul de acționare (motorul electric 23 cu puterea de 10 kW, reductorul 22 și angrenajul 21) se rotește un arbore, pe care sunt montate douăsprezece căușe aruncătoare 20.

Aceste căușe (capacitatea fiecăruia dintre ele este de 0,073m³) apucă sfecla fără apă și o aruncă din mașina de spălat în jgheabul 43.

Mașinilor cu palete de spălat sfeclă le sunt caracteristice dezavantajele:

eficacitatea redusă de spălare (până la 80 la sută);

evacuarea nesatisfăcătoare a impurităților ușoare și a pământului lipit de tuberculi, deteriorate majorată (până la sută) a sfeclei;

durata mare de aflare a sfeclei în mașină (3…8 min.) și pierderi de zahăr (până la 0,15 la sută din masa sfeclei);

dimensiuni de gabarit mari.

O utilizare largă are mașina de spălat sfeclă cu tambur, care este compusă din mașina cu tambur rotativ propriu-zisă și din clătitorul de sfeclă. În asemenea instalație pierderile de zahăr constituie 0,03 la sută din masa sfeclei, eficacitatea spălării sfeclei atinge 80-90 la sută.

O perspectivă mare au mașinile cu jeturi de apă cu discuri, pe care se deplasează sfecla. Deasupra sfeclei se stropește cu jeturi puternice de apă, care iese din duze sub o presiune de 1 MPa. Rostogolindu-se pe discuri, sfecla se spală cu jeturi puternice de apă. Durata de spălare constituie 40…50 s., pierderile de zahăr se reduc până la 0,01 la sută iar eficacitatea spălării constituie 90 la sută.

Captatorul de pietre funcționează în felul următor. Când obturatorul sectorului 19 este deschis, pietrele de pe fundul perforat 13 al mașinii trec prin gaura 20 în captatorul 18. Pentru ca sfecla să nu nimerească în captator împreună cu pietrele, în gaura 20 se pompează apă prin țeava 21, viteza apei nu trebuie să fie mai inferioară de 0,1 m/s. Sfecla mai ușoară se ridică în cuva mașinii, iar pietrele se lasă în captator. După ce captatorul s-a umplut cu pietre, robinetul cu trei căi 22 se așază în poziția A, se deschide robinetul 23 al captatorului respectiv și, în cilindrii hidraulici 24 și 25, se introduce apa sub o presiune excedentară egală cu 0,4…0,45 Mpa. Pistolul cilindrului hidraulic 24 se deplasează în dreapta, depășind efortul contragreutății 26, cu ajutorul levierului 27 închide obturatorul 19. Concomitent, pistonul cilindrului hidraulic 25 se mișcă în jos și, depășind efortul contragreutății, cu ajutorul cilindrului deschide fundul 30 al captatorului și pietrele cad din el împreună cu o cantitate mică de apă. Peste 5-6 min., după ce se termină descărcarea pietrelor, robinetul cu trei căi 22 se pune în poziția B. Introducerea apei în cilindrii hidraulici se oprește. Sub acțiunea contragreutăților 26 și 28, fundul 30 se închide, iar obturatorul 19 deschide gaura 20. Pistoanele cilindrilor hidraulici se reîntorc în poziția inițială, forțând evacuarea apei din cilindri prin robinetul cu trei căi în colector. Aceeași operație se efectuează și cu alte captatoare de pietre.

II.8. Mașina universală de tip planetar pentru spălarea produselor agroalimentare

Această mașină, care este unică, se planifică pentru a fi fabricată în serie. Ea este o mașină universală și permite de a obține rapid un efect foarte înalt de spălare a oricărui soi și gen de fructe, legume, rădăcinoase de orice dimensiuni, formă și neregularitate a suprafeței laterale a lor. Efectul de spălare se datorează întrebuintării unui principiu nou de contact – copiere a prelucării suprafeței laterale a produselor agroalimentare.

Mașina nu necesită o calibrare preliminară a materiei prime după dimensiuni și spală fără a fi reajunstate organele de lucru. Pot fi spălate produse agroalimentare ca: cartofi, morcovi, sfecle, vinete, ardei, castraveți, dovlecei, tomate, mere, pere, guti etc.

Construcția originală a organelor de lucru ale mașinii permite de a elimina impuritățile și putregaiul din adânciturile și neregularitățile suprafețelor produselor, excluzând vătămările mecanice ale lor. Principiul nou de spălare permite de curățat de pe suprafața exterioară a produselor agroalimentare toate resturile de pesticide și, de asemenea, de redus de 100 de ori contaminarea în microfloră (mașinile existente reduc numai de 10 ori această contaminare).

Efectul înalt al spălării permite ca această mașină să înlocuiască 4-5 mașini existente, instalate în serie în linia tehnologică. Durata de spălare a legumelor și fructelor variază de la 30 la 70 s. Mașina se utilizează și pentru decojirea produselor agroalimentare după tratarea lor termică. Ea poate să funcționeze autonom sau în componența liniilor tehnologice. Mașina este cu funcționare continuă, are o construcție simplă, ușor se întreține, se exploatează și se repară, este fiabilă și are o durată mare de funționare.

Caracteristica tehnică

Productivitatea, t/h 1,6-5,0

Consumul de apă tehnică, m³/t 0,7-0,8

Durata de spălare, s 30-70

Puterea instalată, kW 3,3

Suprafața ocupată de mașină, m² 4,9

Dimensiunile de gabarit, mm:

lungimea 2885

lățimea 890

înălțimea 1640

Masa, kg 935

CAPITOLUL III

CALCULUL PARAMETRILOR LA MAȘINILE DE SPĂLAT LEGUME ȘI FRUCTE

III.1. Calculul mașinilorde spălat produse agroalimentare la mașinile liniare

Productivitatea, P (în kg/h) a mașinilor liniare de spălat materii prime ( cu transportoare cu plăci sau cu role) se determină din formula

P= Bhρφυ (III.1)

în care B reprezintă lățimea benzii, în m;

h- înălțimea stratului produs pe bandă (h = 0,05 m pentru produse alimentare așezate într-un strat);

ρ- densitatea volumică a materiei prime, în kg/m³;

υ – viteza liniară a transportorului (se recomandă de acceptat în limitele

υ = 0,1… 0,25 m/s)

Dimensiunile cuvei mașinii liniare de spălat materii prime se determină pornind de la durata de înmuiere, care, de obice, se admite egală cu 2 min.

Corelația dintre productivitatea mașinii, volumul cuvei și durata de înmuiere a produsului se exprimă prin următoarea egalitate:

P= 60 (III.2)

în careρreprezintă densitatea volumică a materiei prime, în kg/m³;

τ –durata de înmuiere, în min;

– volumul cuvei, în m³.

Din această formulă găsim că=

Lățimena cuvei , în m:

= +0,1, (III.3)

în care reprezintă lățimea transportorului, m.

Lungimea cuvei L(în m.), umplută cu apă, se determină din consinderentele că volumul porțiunii cuvei în formă de clin constituie 20% ale părții cuvei, în care este un strat de apă de grosime constantă deasupra benzii transportului egală cu 250 mm:

L=, (III.4)

în care Hreprezintă grosimea stratului de apă deasupra transportorului, în m.

Lungimea cuvei, care servește pentru clătirea materiei prime cu apă curată curgătoare, , în m:

, (III.5)

în care a reprezintă pasul duzelor, în m;

m- numărul de colectoare cu duze.

Puterea motorului electric, care pune în mișcare transportorul mașinii, N (în kW):

N=, (III.6)

în care A reprezintă efortul de tracțiune al transportorului principal, în N;

–viteza maximă de mișcare a transportorului, în m/s;

–randamentul mecanismului de acționare.

Ventilatorul pentru mașinile de spălat se calculează conform consumului aerului și presiunii necesare .

Fiindcă lungimea conductei de aer pentru refularea aerului în barbotor și viteza aerului în conducta de aer sunt mici, pierderile de presiune în conducta de aer se neglijează și atunci presiunea necesară, (în Pa) se determină cu expresia:

= (1+Ʃ ξ) +hg, (III.7)

în carereprezintă densitatea aerului (presiunea atmosferică 760 mmHg, );

–viteza aerului în conductă (se recomandă de acceptat nu mai mare decât 10 m/s);

ξ – coeficentul de rezistență locală;

–densitatea apei, în kg/m³;

− adâncimea de plonjare în apă a orificiilor pentru ieșirea aerului (de obicei h= 0,6…0,8m);

g – accelerația căderii libere, în m/s².

Cantitatea de aer (în m³/s) introdusă în barbotor se determină de suprafața oglinzii apei în cuvă. Din practică este stabilită norma 1,5 m³ de aer pe min. Pentru 1 m² al oglinzii apei, adică:

(III.8)

în carereprezintă suprafața oglinzii apei în cuvă (egală cu produsul dintre lățimea cuvei și lungimea oglinzii apei în cuvă), în m².

Puterea motorului electric pentru acționarea ventilatorului, (în kW):

, (III.9)

în care reprezintă presiunea dezvoltată de ventilator, în Pa;

– randamentul ventilatorului.

Puterea motorului electric care pune în mișcare pompa pentru refularea apei în despozitivul de stropire –șprițuire, (în kW):

(III.10)

în care reprezintă consumul apei, în m³/s;

– presiunea apei, în Pa;

-randamentul pompei.

Consumul apei , în m³/s:

μ n , (III.11)

în care μ reprezintă coeficentul de consum;

d- diametrul orificiilor duzelor, în m;

–presiunea apei la ieșirea din duză, în Pa;

n- numărul de orificii;

–densitatea apei, în kg/m³.

Presiunea apei la ieșirea din pompă sau presiunea de refulare a apei, (în Pa):

, (III.12)

în care reprezintă pierderile de presiune din cauza rezistențelor locale și pe lungimea țevilor în Pa:

, (III.13)

în care reprezintă viteza apei în conducte (se recomandă de acceptat nu mai mare de 2 m/s);

-lungimea conductelor de apă, în m;

d- diametrul conductelor, în m;

–coeficentul de rezistență la frecare de-a lungul conductelor.

Dacă Re < 100000, atunci = 0,3164 (III.14)

Dacă Re > 100000, atunci = (III.15)

III.2. Calculul mașinilorde spălat produse agroalimentare la mașinile cu tambur rotativ

Numărul critic, (în ) de rotații al tamburului rotativ al mașinii cu tambur de spălat materii prime se determină cu formula:

, (III.16)

în care reprezintă diametrul tamburului, în m.

Numărul turațiilor de regim ale tamburului mașinii, , în :

, (III.17)

în care k reprezintă coeficientul obținut din experiențe și variază în limitele 0,6…0,9.

Viteza mișcării translatoare a materiilor prime de-a lungul tamburului,υ ,în m/s:

υ = , (III.18)

în care reprezintă unghiul de înclinare a tamburului (=3°)

–coeficient care ia în considerare antrenarea în mișcare a materiei prime de către apă și variază în limitele 1,5…2,0.

Productivitatea mașinii P, în kg/h:

P=900π²υρφ, (III.19)

în care ρ reprezintă densitatea volumică a materiilor prime, în kg/m³;

φ –coeficientul de umplere a tamburului cu materii prime, variază în limitele 0,02…0,12.

Puterea motorului electric al mașinii, N, în kW:

N=, (III.20)

în care L reprezintă lungimea tamburului, în m;

g-accelerația căderii libere, în m/s².

III.3. Calculul mașinilorde spălat produse agroalimentare la mașinile de spălat cu palete

Productivitatea mașinilor de spălat cu palete se determină de capacitatea utilă a spațiului de spălare a mașinii, de durata aflării în mașină, și de cantitatea de sfeclă care revine la o unitate de capacitate a spațiului de spălat.

În mod general, expresia pentru determinarea productivității mașinii de spălat sfeclă P, în de ore se scrie astfel:

P=, (III.21)

în careV reprezintă capacitatea utilă a spațiului de spălare a mașinii, în m³;

φ- coeficentul de umplere cu sfeclă a spațiului de spălare al mașinii, φ = 0,8;

ρ- densitatea volumică a sfeclei de zahăr, ρ = 420 kg/m³;

E- coeficientul de utilizare a mașinii de spălat sfeclă;

τ- durata de aflare a sfeclei în mașina de spălat, în s.

Durata de aflare a sfeclei în mașina de spălat depinde de lungimea transportului hidraulic prin care se transportează sfecla. Cu cât transportul hidraulic este mai lung, cu atât mai repede se spală sfecla în mașină.

Lungimea transportatorului hidrauli, m Durata de spălare,s

Până la 50 360

50-200 300

Superior de 200 270

În mașinile de spălat, sfeclă, dotate cu căușe de aruncare – descărcare și de transportare a sfeclei din compartimentul I în compartimentul III, productivitatea trebuie să fie mai mare decât productivitatea cuvei de spălare a mașinii, în caz contrar nu va fi asigurată o transferare fiabilă a sfeclei spălate din compartimentul I în compartimentul III.

Productivitatea căușelor de transferare și de aruncare – descărcare în tone de sfeclă /24 de ore se determină cu expresia:

= (III.22)

în careqreprezintă masa sfeclei în căușe, amplasate pe 1 m de lungime a circumferinței descrise de centrul de greutate a căușelor, în kg/m;

V- viteza periferică a centrului de greutate a căușelor, în m/s;

E- coeficientul de exploatare.

q= , (III.23)

în care n reprezintă numărul de căuse;

–capacitatea totală a căușului, în m³;

φ- coeficientul de umplere, φ= 0,7;

ρ- densitatea volumică a sfeclei, ρ= 550 kg/m³;

D- diametrul circumferinței deschise de centrul de greutate al căușelor, în m.

Viteza periferică a centrului de greutate al căușelor:

υ= , (III.24)

în care reprezintă frecvența de rotație a arborelui căușelor, în rot/min.

Substituind în formula lui P1 V și qvom obține:

, (III.25)

din care :

=. (III.26)

Consumul apei proaspete care debitează în mașina de spălat depinde de cantitatea de apă care se găsește în cuva mașinii în % din masa sfeclei, de durata de spălare a sfeclei și de durata de aflare a apei în mașina de spălat.

Consumul apei W (în % din masa sfeclei) la spălare:

W= 100, (III.27)

în care reprezintă cantitatea de sfeclă care revine la 1m³ din capacitatea utilă a mașinii de spălat.

Cunoscând W, se poate determina consumul apei proaspete care se introduce în mașina de spălat, în % din masa sfeclei:

, (III.28)

în care τ reprezintă durata aflării sfeclei în mașină, în s;

– durata aflării apei în mașina de spălat, în s;

durata τ depinde de lungimea transportorului hidraulic, iar – de gradul de impurificare a sfeclei de spălat și constituie 600…1200 s.

CAPITOLUL IV

ANALIZA PRIVIND DIMENSIONAREA ȘI CALCULUL ENERGETIC LA MAȘINILE DE SPĂLAT MATERII PRIME

IV.1. Obiectivele analizei

Obiectivul principal al prezentei lucrări îl constituie analiza privind dimensionarea și calculul energetic la mașinile de spălat materii prime. Pentru aceste tipuri de mașini s-au făcut măsurători la S.C. AGROMEC S.R.L. din județul Bihor, unde se spală fructe și legume în vederea obținerii de sucuri precum și conservarea lor.

În vederea realizării acestei lucrări, a fost necesară parcurgerea și rezolvarea mai multor obiective complementare cum ar fi:

Alegerea produselor ce urmează a fi spălate

Alegerea utilajelor pe care se face spălarea produselor.

Analiza și determinarea eficienței celor două mașini funcție de calitatea sortării celor două produse

IV.2. Metoda analizei

Metoda determinării eficienței la mașinile de sortat semințe s-a făcut după metodica prezentată în cele ce urmează:

Locul desfășurării probelor practice

Obiectivele urmărite

Alegerea produselor

Alegerea utilajelor în vederea efectuării operației de spălare a produselor

Determinarea indicatorilor de calitate a produsului final

analiza privind dimensionarea și calculul energetic la mașinile de spălat

IV.3. Utilaje utilizate la analiză

IV.3. 1. Mașini de spălat A9

Se execută pe trei tipuri de mașini: A9 – 4, A9 – 8 și A9 -16 cu capacitatea de prelucrare, respectiv, de 4, 8 si 16 t/h. Construcția mașinilor se deosebește prin lățimea și viteza de mișcare a transportului cu role. Mașina se întrebuințează pentru spălarea tomatelor și a altor produse horticole cu textură moale.

IV.3.2. Mașina de spălat rotativă A9 – KM -2

Mașina de spălat rotativă A9- KM-2 este destinată pentru spălarea fructelor și legumelor cu textură tare și se aplică mai frecvent la fabricarea conservelor de legume. Dimensiunile materiei prime pentru spălat trebuie să nu depășească 200 mm.

IV.4. Analiza și interpretarea rezultatelor.

IV.4.1. Calculul de dimensionare și energetic al mașinii liniare de spălat tomate tip A9

S-a efectuat calculul de dimensionare și energetic al mașinii liniare de spălat tomate tip A9-, știind că:

productivitatea mașinii

lățimea benzii transportorului

densitatea tomatelor

durata de înmuiere

înălțimea stratului de apă în cuvă deasupra transportorului

pasul colectoarelor

numărul de colectoare cu duce

viteza maximă a transportorului mașinii

randamentul mecanismului de acționare a transportorului în punctul 1:

masa 1m liniar de bandă și lanț fără încărcătură

lungimea transportorului

unghiul de înclinare a transportorului

masa încărcăturii pe 1 m liniar de bandă

înălțimea de ridicare a produsului spălat

randamentul ventilatorului

coeficientul rezistenței locale ;

randamentul pompei

coeficientul de consum

diametrul duzelor

numărul de duze

presiunea apei la ieșirea din duze

pierderile de presiune cauzate de rezistențele locale și pe lungimea conductei de apă P.

Se determină:

volumul cuvei mașinii cu expresia

(IV.1)

lățimea cuvei mașinii cu expresia (

(IV.2)

lungimea cuvei mașinii umplute cu apă, care constituie 80% din toată lungimea mașinii, cu expresia (3.1.5):

(IV.3)

lungimea părții înclinate a mașinii cu expresia (IV.3)

(IV.4)

forța de tracțiune a transportorului cu role al mașinii:

forța de tracțiune în punctul 2

(IV.5)

în care reprezintă forța de rezistență mișcării pe porțiune 1-2, .

(IV.6)

în care ω reprezintă coeficientul de rezistența mișcării egal cu 0,1…0,12; pentru lanțuri cu bucșe și role ω se acceptă egal cu 0,1.

(IV.7)

efortul de tracțiune în punctul 3

(IV.8)

în care reprezintă forșa de rezistență mișcării pe porțiunea 2-3

efortul de tracțiune în punctul 4

(IV.9)

în care reprezintă forța de rezistență mișcării pe porțiunea 3-4

(IV.10)

forța de tracțiune pe roțile de lanț conducătoare:

puterea motorului electric al transportului mașinii cu expresia

(IV.11)

puterea motorului electric al ventilatorului cu expresia presiunea aerului cu expresia (IV.12)

cantitatea de aer se introduce în barbotor cu expresia

(IV.13)

Atunci (IV.14)

de unde (IV.15)

puterea motorului electric al pompei cu expresia

(IV.16)

Date inițiale pentru calculul mașinilor de spălat materii prime Tabel IV.1

și

astfel (IV.17)

determinăm puterea instalată la mașină:

(IV.18)

Analizând calculele se poate face o analiză a puterii mașinii funcție de presiunea apei din conducte. Nu s-a luat în calcul căderea de presiune din conducte.

Fig. 4.1. Diagrama de variație a puterii mașinii funcție de lățimea benzii

IV.4.2. Calculul de dimensionare și energetic al mașinii de spălat cu tambur rotativ

Numărul critic de turații (rot/min) ale tamburului rotativ al mașinii cu tambur de spălat materii prime se determină cu expresia [1]:

(IV.19)

în care reprezintă diametrul tamburului, m.

Numărul turațiilor de regim ale tamburului mașinii (în rot/min):

(IV.20)

în care k reprezintă coeficientul obținut experimental (k=0,6…0,9).

Viteza mișcării translatoare a materiilor prime de-a lungul tamburului, .

(IV.21)

în care: reprezintă unghiul de înclinare a tamburului (=);

k –coeficientul care ia în considerație antrenarea materiilor prime de apă

Productivitatea mașinii P (în kg/h):

(IV.22)

în care reprezintă densitatea volumică a materiilor prime, ;

φ – coeficientul de umplere a tamburului cu materii prime, .

Puterea motorului electric al mașinii N (in kw):

(IV.23)

în care L reprezintă lungimea tamburului, m;

g – accelerația căderii libere, m/.

Se calculează productivitatea mașinii de spălat materii prime și puterea motorului electric al ei, știind că:

organul de transportare a materiei prime realizează o mișcare uniformă rotativă;

densitatea volumică a produsului de spălat ;

diametrul tamburului

lungimea tamburului

unghiul de înclinare a tamburului .

Se determină:

numărul critic de turații ale tamburului mașinii cu expresia

numărul de turații de regim ale tamburului cu expresia

viteza de mișcare translatoare a merelor de-a lungul tamburului cu expresia

Se acceptă

productivitatea mașinii cu tambur cu expresia

puterea motorului electric al mașinii cu expresia

Date inițiale pentru calculul mașinii cu tambur de spălat materii prime Tabel 2

Analizând calculele se poate face o analiză a puterii mașinii funcție de presiunea apei din conducte. Nu s-a luat în calcul căderea de presiune din conducte.

Fig. 4.2. Diagrama de variație a puterii motorului funcție de presiune apa

CONCLUZII

Spălare este una dintre cele mai importante operații în procesul de fabricare a conservelor, care influiețează mult asupra calitații produselor finite.

Regimul de spălare a materiei prime depinde , în principal, de textura ei, care poate fi ,, dură ” sau ,,moale”.

Suprafața produselor horticole poate fi acoperită de impurități de origine organică sau minerală, de exemplu, particole de nisip, pământ ,praf,sucul produselor horticole deformate etc.

Impuritățile de origine minerală, ca și cele de origine organică conțin întodeauna microorganisme, uneori chiar din cele care provoacă boli. Din acceastă cauză, produsele horticole se spală înante de a fi prelucrate, cu scopul de a elimina toate impuritățile chimice, reziduale și minerale, toate microorganismele care au un efect nociv asupra organismului uman.

Spălarea are și rolul de a reduce într-o masură cât mai mare rezidul de pesticide și microfloră epifiză. S-a demonstrat ca o bună spălare are o eficiență asemănătoare cu tratarea termică la 100 ˚C timp de 2-5 minute.

Materiile prime se spală cu apă rece.

Spălarea materilor prime se face prin înmuiere, prin ferecarea particolelor între ele și de organele de transport și prin stropire – șprițuire.

Pentru fructele cu textură moale spălarea are loc numai prin stropire.

În perioada actuală, mai mult ca oricând, dezvoltarea industriei alimentare este un obiectiv major deoarece aceasta are o rețea complexă de conexiuni atât cu industriile de pe orizontală cât și cu cele de pe verticală.

Un domeniu al economiei, în care rezultatele cercetărilor de profil sunt foarte repede asimilate, este industria alimentară.

Modernizarea proceselor de producție se realizează prin alegerea soluțiilor celor mai viabile din multitudinea de soluții posibile oferite de cercetarea științifică. Aceste soluții au un grad de tehnicitate mult mai ridicat și prezintă o valorificare la nivel superior a resurselor de orice natură.

Se pot desprinde următoarele obiective:

Obiectivul principal al acestei lucrări îl constituie analiza privind dimensionarea și calculul energetic la mașinile de spălat fructe și legume

Un alt obiectivul al prezentei lucrări îl constituie studierea procesului de lucru, influenței diferiților parametri funcționali (dimensionali, cinematici și de reglare) asupra eficiențe mașinilor de spălat legume și fructe în vederea optimizării procesului de spălare, în sensul creșterii calității produsului obținut și cu un cost cât mai scăzut de realizare a operației de spălare.

Eliminarea impurităților prin spălarea fructelor și legumelor în regim slab intensiv – înmuirea și stropirea cu apă curată curgătoare. Materiile prime care conțin multe impurități se spală în regim intensiv cu folosirea dispozitivelor cu perii.

Spălarea rădăcinoaselor se efectuează folosind activatori mecanici (palete etc.).

BLIOGRAFIE

Amarfi, R. Utilaj special în industria alimentară

Ana, Al., – Curs de tehnologia vinului și subproduselor, Universitatea din Galați, 1980

Ana, Al., – Tehnologia vinurilor și a băuturilor alcoolice distilate. Îndrumar de laborator, Universitatea din Galați, 1990

Balc, G., Calculul și construcția utilajelor pentru industria alimentară, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2000

Banu, C, ș a., Progrese tehnice, tehnologice și științifice, vol.2, Editura Tehnică, București, 1993

Banu, C., – Exploatarea, întreținerea și repararea utilajelor din industria cărnii, Editura Tehnică, București, 1990

Banu, C., s.a., Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. I, II, Editura Tehnica, Bucuresti, 1999.

Banu, C., ș.a., – Manualul inginerului de industria alimentară, vol. I, Editura Tehnică, București, 1998

Banu, C., ș.a., – Manualul inginerului de industrie alimentară, vol. II, Editura Tehnică, București, 1999

Boeru, Gh., Puzdrea, D, – Tehnologia uleiurilor vegetale, Editura Tehnică, București, 1980

Bordei, D. – Știința și tehnologia panificației, Editura Agir, București, 2000

Bordei, D. – Tehnologia modernă a panificației, Editura Agir, București, 2004

Cebotărescu, I.D.,ș.a., – Utilaj tehnologic pentru vinificație, Editura Tehnică, București, 1997

Cojocaru C, Cojocaru L, Procese Tehnologice în Industria Fermentativă, Editura Tehnică, București, 1969.

Costin I, Cartea Morarului, Editura Tehnică, București, 1988.

Costin, I, – Tehnologii de prelucrare a cerealelor în industria morăritului, Editura Tehnică, București, 1983

Costin, I., – Cartea morarului, Ed. Tehnică, București,1998

Culache, D., Platon, V., – Tehnologia zahărului, Editura Tehnică, București

David, D., ș.a., Îndrumător pentru instruirea tehnologică și de laborator în industria alimentară, Editura Ceres, București, 1984.

Druseik, A. K, Unele Probleme Privind Mecanizarea Separării Uleului

Georgescu N, Iliescu L, Șveț V, Procese și Aparate în Industria Alimentară, Editura Didactică și pedagogică, București 1964.

Gheorghiță, M.,– Tehnologii, procedee și utilaje în industria vinicolă, Universitatea din Craiova, 1997

Gherman, V., Utilaje pentru industria alimentară, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 1997.

Gould, B. M. Aparat de Masare a Cărnii. Brevet S.U.A., 45178888, 1986 .

Grav, L. M. Progrese în Tehnica de Concentrare a Laptelui și Produselor Lactate

Ioancea, I., ș.a., – Mașini , utilaje și instalații în industria alimentară, Editura Ceres, București, 1986.

Ioancea, L., Kathrein, I., – Condiționarea și valorificarea superioară a materiilor prime animale în scopuri alimentare, Editura Ceres, București, 1989.

Ioancea, L., Petculescu, E., – Utilajul și tehnologia meseriei, Editura Didactică și Pedagogică R. A., București, 1995.

Ionescu D., ș.a. – Pregătire de bază în industria alimentară, Editura Niculescu, 2004

Iordan, M., – Tehnologia uleiurilor și grăsimilor vegetale, note de curs, 1998

Jantea, C., – Tehnologia produselor zaharoase, note de curs, 1998

Katlirein, L. Uscarea Prin Sublimare în Vid și Perspectivele Acesteia în Industria Cărnii. Revista Industriei Alimentare. Produse animale, nr. 2, 1956, 8.

Ksitlirtiti. T. Progrese Realizate în Legătură cu Pasteurizarea și Sterilizarea Produselor Alimentare. Revista Industriei Alimentare Produse animale, nr. 9, 1956, 1.

Lislin, V. A. ș.a. Instalație de Ultrafiltrare Pentru Lapte. Molocinaia prom. 51, nr. 4, 1985, 13.

Lucian I, Iosif K, Condiționarea și Valorificarea Superioară a Materiilor Prime Animale în Scopuri Alimentare, ISBN 973-40-0001-2, Editura Ceres, 1989

Moldoveanu, Gh., Niculescu, N.I., Melniciuc, G., – Panificația modernă, Editura Tehnică, București, 1969

Moraru, C., Râpeanu, R., – Tehnologia industrializării porumbului, Editura Tehnică, București, 1972

Moțoc, V., Rășenescu I., ș.a., – Manualul inginerului din industria alimentară, Editura Tehnică, București, 1968

Muscă, M., – Tehnologia generală a industriei alimentare, Universitatea din Galați, 1984

Muscă, M., – Tehnologia produselor alimentare, Universitatea din Galați, 1980

N.A. Gladcov, – Mașini de curățit semințe, Editura Tehnică 1952

Naghiu A. Timar A., Tehnica frigului si climatizării, Editura Riso Print cluj Napoca, 2005

Nichita, L., Manual pentru pregătire practică – industria alimentară, Editura Oscar Print, 2004

Nichita, P., ș.a. – Pregătire de bază în industria alimentară, Editura Oscar Print, 2004

Nicolaescu, M.,Teodosescu, R., – Tehnologia morăritului, Editura Didactică și Pedagogică, București, 1971

Nicolescu, G., Petrescu, N., – Fabricarea produselor zaharoase, Editura Tehnică, București, 1967

Niculiță, P., – Îndrumătorul specialiștilor frigotehniști din industria alimentară, Editura Ceres, București, 1991.

Pica, E., Tehnologii industriale chimice si alimentare. Editura U.T.P Press, Cluj-Napoca,1999.

Pușcă, I., – Băuturi spumante în gospodărie, Editura Ceres, București, 1998

Pușcă, I.,– Tehnologia de preparare a vinurilor spumante, Editura Ceres, București, 1985

Rășenescu I, Operații și Utilaje în Industria Alimentară, Editura Tehnică, București, 1972, Vol I și II.

Rășenescu I., – Operații și utilaje în industria alimentară, vol. I, II, Editura Tehnică, București, 1972.

Rășenescu, I., Oțel, I., – Îndrumar pentru industria alimentară, vol. I, II, Editura Tehnică, București, 1987.

Rotaru, V., Niculescu, N., – Organizarea și conducerea producției alimentare, Editura Ceres, București, 1982

Segal, B.,– Utilajul tehnologic din industria de prelucrare a produselor horticole, Editura Ceres, București, 1984

Segal,.și Borlia, V. Noutăți în Domeniul Ambalajelor Pentru Industria Alimentară. Informații Tehnico-Economicc COCB, 14, nr. 1 și 2, 1988.

Sorică Cristian Marian, Contribuții la studiul procesului de condiționare a cerealelor – Teză de doctorat, 2011

Stănciulescu, Gh,– Fabricarea băuturilor alcoolice naturale, Editura Tehnică, București, 1973

Stănciulescu, Gh., – Tehnologia distilatelor alcoolice din fructe și vin, Editura Ceres, București, 1975

Șlepeanu, I., ș.a.,– Mașini și instalații folosite în vinificație, Editura Agrosilvică, București, 1959

Tehnologia Uleiurilor și a Grăsimilor Vegetale, București 1950.

Teleoarca R., Petculescu E., onofrei I., Procese și aparate în industria alimentară

Urusov, A. ș.a. Dezinfectarea Apelor Reziduale cu Ajutorul Descărcărilor prin Scântei în Apă. Measnai Industria SSSR, 41, nr. 2, 1971

Zugravu, L., ș.a., – Tehnologia vinurilor speciale, Editura Tehnică, București, 1984