Industria Moraritului

CAPITOLUL I

1.1 INTRODUCERE

Industria morăritului este o industrie perenă: a existat, există și va exista, fiind la fel de necesară ca și curentul electric într-o societate modernă.

Dacă în urmă cu sute de ani, pentru a pune pâine pe masă, omul depindea în totalitate de forța naturii (vânt, apă – morile fiind acționate de aceste „puteri”), cu timpul el a învățat să fie autonom, creând utilaje din ce în ce mai complexe pentru a-și ușura și eficientiza munca.

În zilele noastre, cel mai utilizat utilaj cu care se realizează mărunțirea cerealelor, la nivel industrial, este valțul. Aceasta se datorează faptului că valțul este un utilaj modern, complet mecanizat și automatizat cu ajutorul căruia se poate obține o făină de calitate superioară.

Măcinarea grâului cu valțuri nu constituie un procedeu nou, ci după unele date din literatură el este menționat încă din 1588. Forma constructivă a valțurilor, însă a evoluat în raport cu tehnica.

Unitățile de morărit sunt alcătuite din instalații complexe, care realizează transformarea semințelor în cereale, cu deosebire a grâului, secarei și porumbului în produse finite sub forma de făină și mălai. În afară de aceste cereale folosite pentru producerea făinii, respectiv mălaiului, se mai pot industrializa, în scopul obținerii altor produse alimentare: orezul, orzul, ovăzul și mazărea.

Proiectul de față își propune să conceapă o unitate pentru măcinișul cerealelor cu o capacitate de 25 t/24h, lungimea cilindrilor de măcinare fiind B = 800 mm,cuplarea și decuplarea cilindrilor de măcinare se va face automat,în funcție de materialul de mărunțire, iar antrenarea valțului se face de la un motor electric montat la același nivel cu utilajul.Ca și cerințe de exploatare unitatea nu trebuie să polueze aerul cu praf, iar zgomotul produs nu trebuie sa depășească 90 dB.

Din punct de vedere structural, lucrarea este împărțită în capitole și se încheie cu o secțiune destinată planșelor desenate.

CAPITOLUL II

2. Caracteristicile materiei prime – grâul, materie primă în industria morăritului

2.1 . Descrierea boabelor de grâu

Grâul face parte din familia Gramineae și Polygonaceae alături de alte plante precum: porumbul, secara, orzul, orezul, ovăzul, meiul, sorgul.

Grâul este o plantă care se cultivă de cel puțin trei mii de ani înaintea erei noastre. În prezent ocupă peste 33% din suprafața totală cultivată. Boabele de grâu se folosesc la obținerea diferitelor tipuri de făină, a grișului, arpacașului, a germenilor, a expandatelor și aplatizatelor de tipul pufarinului și a fulgilor.

Grâul se cultivă într-o gamă largă de specii, varietăți dintre care cele mai importante soiuri sunt:

grâul comun-Triticum vulgare, cu bobul de culoare roșiatică sau gălbuie, de formă ovală, bărbiță lungă și vizibilă. Bobul are lungimea de 5- și grosimea 2,8-. În prezent această specie cuprinde mai multe varietăți și peste 4000 soiuri adaptate din ce în ce mai bine la condițiile de climă și sol.

grâul tare-Triticum durum, cuprinde o mare diversitate de varietăți, soiuri, tipuri. Grâul tare se cultivă numai în anumite regiuni și pe suprafețe restrânse datorită producțiilor mici la hectar și destinației restrânse pe care o are făina obținută din grâu dur. Bobul de grâu dur are culoare roșiatică sau alb-gălbuie, de formă alungită, cu bărbița slab vizibilă. Bobul are o lungime cuprinsă între 5-, o grosime de 3-. Soiurile de grâu dur sunt mai rezistente la boli decât grâul comun. Bobul de grâu dur este sticlos până la 100% și cu un conținut de gluten umed de 27%. Făina obținută din grâu dur nu se recomandă la fabricarea pâinii deoarece glutenul este mai puțin plastic decât elastico-vâscos.

2.1.2. Structura anatomică a bobului de grâu

Bobul de grâu are în general o formă ovală, cu o parte concavă ce are o adâncitură sub formă de șanț, cealaltă fiind convexă.

Capătul ascuțit al bobului conține în interior embrionul, capătul opus având bărbița sub forma unui smoc de peri curbați, cu pereți foarte groși și lumen redus care în fazele anterioare coacerii depline asigură accelerarea respirației și protecția bobului. Mărimea și forma perișorilor este caracteristică fiecărei varietăți.

O secțiune longitudinală și transversală prin bobul de grâu pune în evidență următoarele părți: învelișul floral, învelișul fructului sau pericarpul, învelișul seminței sau spermoderma, stratul aleuronic, endospermul sau corpul făinos, embrionul, bărbița.

Învelișul fructului sau pericarpul este alcătuit din trei straturi suprapuse în următoarea succesiune de la exterior către interior: epiderma sau epicarpul, mezocarpul, endocarpul.

Epiderma este constituită dintr-un singur rând de celule cu membrană celulozică rezistentă, mezocarpul este format din celule mai alungite iar endocarpul este alcătuit dintr-un strat de celule foarte alungite, sub care se găsește un alt strat de celule sub formă de tub așezate perpendicular pe primele celule, mărind rezistența endocarpului.

În fazele de vegetație anterioare coacerii depline celulele pericarpului sunt organe verzi asimilatoare iar pe măsură ce înaintează în procesul de maturație, plasma dispare devenind celule moarte ce au rolul de a proteja bobul de grîu.

Învelișul seminței sau spermoderma este strâns legată de endocarp și este formată din două straturi de celule:

stratul brun care provine din celulele ovarului,

membrana hialină care provine din pereții ovulului florii.

Stratul brun este alcătuit din două straturi de celule puternic comprimate, acest strat conține substanțe colorante în procent ridicat, motiv pentru care se mai numește și strat colorat.

Membrana hialină este alcătuit din celule fără culoare, puternic comprimate, cu pereți îngroșați.

Stratul aleuronic este alcătuit din celule mari cu pereți îngroșați, cu secțiune de formă pătrată. În zona embrionului celulele devin din ce în ce mai mici și dispar.

Stratul aleuronic conține substanțe proteice în procent ridicat sub formă de granule foarte fine, compacte cu aspect cornos. În masa proteinelor se găsesc dispersate în proporție mică trigliceride sub formă de picături foarte mici. Picăturile de ulei conțin lecitină, steride, substanțe colorante.

Stratul aleuronic are un conținut mare de ulei, motiv pentru care se mai numește și strat uleios.

Stratul aleuronic mai conține și substanțe carotenoide cu funcții biochimice în procesul germinației și dezvoltării plantei embrionare, fiind ultima rezervă în materii nutritive pentru embrion. El reprezintă 7-9% din bobul întreg.

Acest strat conține proporții însemnate de vitamine din complexul B, dar nu conține granule de amidon. Endospermul sau corpul făinos cuprinde cea mai mare parte din bob, (respectiv 84%) și constitue sursa principală de materii prime nutritive pentru dezvoltarea embrionului.

Endospermul denumit și corpul făinos este alcătuit din celule mari, poliedrice, cu pereți foarte subțiri, care au în structură cantități mari de hemiceluloză și granule de amidon, răspândite în masa substanțelor proteice generatoare de gluten.

Granulele de amidon din grâu au mărimi cuprinse între 28 și 40 μm, de formă ovală, lenticulară. În secțiune se pot observa straturi concentrice dispuse în jurul unui punct fix numit hil. Mărimea granulelor de amidon variază în funcție de locul de dispunere în masa endospermului. În zona centrală a endospermului se găsesc granulele mai mari, iar spre periferie sunt tot mai mici.

Celulele care se găsesc în endosperm sunt de trei tipuri:

celule periferice,

sunt cele de lângă stratul aleuronic, au lungimea de 60 μm, care formează șiruri drepte și care conțin granule de amidon lenticulare mari și sferice mici.

celule centrale,

sunt cele din zona de mijloc a endospermului, și pot fi de două tipuri, de două dimensiuni respectiv celule centrale mari de 120-140 μm/ 80-120 μm și celule centrale mici de 72-104 μm / 69-96 μm;

celule prismatice

situate între celulele periferice și celulele centrale, au dimensiuni de 128-200 μm/ 40-64 μm, ce conțin granule mari lenticulare de 28-50 μm și granule mici de 2-8 μm diametru.

Endospermul conține substanțe minerale, celuloză, pentozani, vitamine și enzime. Deoarece din endosperm prin măcinare se obține cea mai mare cantitate de făină, acesta se mai numește și corp făinos.

Embrionul este așezat la unul din vârfurile bobului, opus vârfului care are barba. Embrionul conține organele viitoarei plante: rădăcină, tulpiniță și mugurele terminal. Embrionul este protejat de un scutișor care este cotiledonul seminței de grâu. Scutișorul embrionului prin stratul epitelial format din celule cilindrice alungite, face legătura cu endospermul, de unde absoarbe materiile de rezervă hidrolizate în fază germinativă a bobului.

Embrionul este îmbrăcat în pericarp, care îi asigură protecție. Ponderea embrionului ajunge la 2-3% față de bobul întreg.

2.2. Compoziția chimică a bobului de grâu

Compoziția chimică a bobului de grâu depinde de o serie de factori cum ar fi: soiul, gradul de maturitate fiziologică care este determinat de momentul recoltării, umiditatea, compoziția chimică a solului, condițiile climaterice, cantitatea și natura îngrașămintelor administrate culturii, succesiunea și numărul zilelor secetoase și ploioase, condițiile de recoltare, modul de depozitare și conservare.

Dacă perioada de coacere este călduroasă și secetoasă, bobul de grâu va fi bogat în substanțe proteice și mai puțin în amidon.

Compoziția chimică a bobului de grâu cuprinde următoarele componente: umiditate, glucide, substanțe proteice, lipide, substanțe minerale, vitamine și enzime.

2.2.1. Umiditatea

Umiditatea grâului este un element important în păstrarea lui. Dacă umiditatea este sub 13% grâul se păstrează în condiții bune, dacă umiditatea depășește 14% apar o serie de procese biochimice precum accelerarea respirației cu producere de căldură și apă, urmate de procese fermentative care determină alterarea masei de cereale.

Umiditatea influențează proprietățile fizice cum ar fi rezistența la sfărâmare și plasticitatea învelișului. Boabele cu umiditate redusă se mărunțesc putermic în procesul de măcinare producând cantități mici de grișuri, randamentul în făină în acest caz scade considerabil, înrăutățindu-se în același timp și calitatea făinurilor.

Procesul de măcinare a grâului cu umiditate mare decurge greoi, cu consum ridicat de energie. Datorită procentului ridicat de umiditate cernerea și curățirea grișurilor se desfășoară anevoios, diminuând randamentul în făină.

În endospermul bobului de grâu apa pătrunde prin linia de legătură dintre învelișul bobului și embrion. Apa pătrunde ușor și prin straturile exterioare ale bobului și mai greu prin membrana hialină.

La amestecarea boabelor cu umidități diferite există tendința de uniformizare a umidității în întreaga masă de cereale. Acest proces începe după 30-60 minute și continuă timp de 18-20h, fără însă să fie complet deoarece se menține o diferență de umiditate între loturile de boabe.

2.2.2. Glucidele

Glucidele reprezintă partea cea mai mare a bobului de grâu și constitue substanțe de rezervă ( amidonul, zaharuri, dextrine ), substanțe de constituție a învelișului celular și a scheletului învelișurilor protectoare ale bobului ( celuloză, hemiceluloză ).

După structura chimică glucidele pot fi : monozaharide; dizaharide; polizaharide.

Monozaharidele care se găsesc în cereale sunt: glucoza, fructoza, riboza, xiloza, manoza, galactoza.

Oligozaharidele sunt formate din molecule de monozaharide prin eliminarea unei molecule de apă ( legaturi glucozidice ). Din această grupă fac parte: dizaharidele, trizaharidele, tetrazaharidele.

În grâu s-a semnalat:

dizaharide: maltoza, melibioza, zaharoza.

trizaharidele: rafinoza, 6-chestoza, nechestoza.

tetrazaharidele: stahioza, secaloza, bifurcoza, neobifurcoza.

Distribuția monozaharidelor și oligozaharidelor în diferitele părți anatomice ale bobului de grâu este diferită. Endospermul conține cea mai mare parte din glucide în schimb conținutul în monozaharide și oligozaharide este infim comparativ cu embrionul și învelișul. În germeni sunt 20% zaharuri între care predomină zaharoza și rafinoza.

Polizaharidele prezente în grâu sunt:

Glucofructani, sunt polizaharide nereducătoare, solubile în apă, cu masă moleculară de 2000, ce cuprind molecule de zaharoză.

Hemiceluloze și pentozani. Hemicelulozele însoțesc celulozele de care se pot separa în soluție bazică. Hemicelulozele și pentozanii au fost identificați în aproape toate părțile componente ale bobului. Prin hidroliza acestora se obțin derivați ai pentozelor și hexozelor.

Celuloza. În boabele de grâu celuloza se găsește în cantitate mică. Celuloza pură apare ca o substanță albă, cu aspect amorf, insolubilă în apă, solvenți organici și acizi diluați. Macromolecula celulozei corespunde formulei ( C6H10O5)5, formată din resturi de D-glucopiranoză legate 1-4 α glucozidice.

Amidonul, este cea mai importantă glucidă. Prin hidroliză formează D-glucoză, are structură primară formată din lanțuri de glucoză, mai mult sau mai puțin ramificate.

Amidonul este format din două componente: amiloza și amilopectina ce se deosebesc prin structura lor. Amiloza dă cu iodul o colorație albastru închis, iar amilopectina dă o colorație albastru violet. Granulele de amidon prezintă forme morfologice foarte variate în funcție de soi, varietate, grad de coacere. Granula de amidon este formată din învelișuri concentrice cere cuprind între ele spații intrazonale. În bobul de grâu amidonul se află sub forma unor granule de diferite dimensiuni și forme. În majoritatea cazurilor granula de amidon este sferică, ovoidală, cu dimensiuni de 2-170 μm.

La grâu granula de amidon este mare, de formă lenticulară, sau mici sferice. Mărimea granulei poate fi:

mare de 45 μm;

mijlocii de 30-40 μm;

mici de 2-3 μm.

2.2.3. Substanțele proteice

Substanțele proteice se găsesc distribuite neuniform în diverse părți componente ale structurii anatomice ale bobului de grâu: î epidermă: 4%; stratul de celule rotunde: 11%; învelișul seminal: 18%; stratul aleuronic și membrana hialină 33%; corpul făinos11%; germeni: 23%.

În compoziția boabelor de grâu intră următoarele categorii principale de proteine: albumine; globuluine; prolamine; gluteline.

Albuminele se găsesc în citoplasma celulelor vii, în calitate de substanțe de rezervă, în stratul aleuronic, învelișul bobului și embrion. Conținutul de albumine al bobului de grâu variază între 0,3-0,5%. În embrion albumina se găsește sub formă de nucleat de albumină, în stratul aleuronic și înveliș albumina apare sub formă liberă. În boabele de grâu leucozina se prezintă ca un amestec de trei componente cu funcții izoelectrice diferite α, β, γ leucozina.

Globulinele sunt concentrate în embrion. Globulina grâului se numește edestină și se găsește în proporție de 0,6%. În embrion globulina apare sub formă de nucleat de globulină.

Prolaminele Din această grupă cea mai importantă este gliadina grâului care se găsește în endosperm și care împreună cu glutenina formează glutenul. Gliadina este puțin solubilă în apă, solubilitatea scade în soluții diluate de săruri, este solubilă în alcool etilic 70% în volume.

Glutelinele au un caracter acid. Dintre gluteline cea mai importantă este glutenina grâului, acea componentă care rămâne insolubilă prin extragerea glutenului cu alcool de 70%. Această componentă mai este numită și zimonă. Glutenina se găsește sub forma α și β.

Dintre proteine cele mai importante sunt gliadina și glutenina care în prezența apei formează o masă elastico-vâscoasă numită gluten, care conferă aluatului principalele însușiri de panificație.

Substanțele proteice generatoare de gluten sunt distribuite neunifor în endospermul bobului de grâu, crescând ca pondere din centrul endospermului către periferie.

După conținutul de gluten endospermul se poate împărți în cinci zone: zona întâi conține 7,4% gluten; zona a doua conține 8,6% gluten; zona a treia conține 9,5% gluten; zona a patra contine13% gluten; zona a cincia conține 16,5% gluten.

Conținutul în gluten este influențat de forma și mărimea boabelor de grâu. Boabele de formă alungită sunt mai bogate în gluten decât cele rotunde, dar și soiurile de grâu cu bobul mic sunt mai bogate în gluten decât cele cu bobul mare. în compoziția glutenului intră cinci componente: α1, α2, β, γ si ω gluten.

2.2.4. Lipidele

Lipidele sunt distribuite în mod deosebit în embrion, stratul aleuronic și endosperm. Lipidele existente în bobul de grâu se găsesc sub formă liberă sau legate:

lipidele libere 1,85%;

lipide legate 0,84%.

Lipidele sunt combinații chimice, ușor oxidabile, putând determina alterarea proprietăților organoleptice ale făinurilor. Din totalul lipidelor trigliceridele reprezintă 63-70%. Prin hidroliza enzimatică trigliceridele dau glicerină și acizi grași saturați ( acidul miristic, acidul palmitic, acidul stearic, acidul arahic ) sau acizi grași nesaturați ( acidul oleic, acidul linoleic, acidul linolenic ).

Lipidele complexe sunt scindate de fosfataze, cu punere în libertate de fosfați acizi și acid fosforic. Acizii grași, fosfații acizi, acid fosforic determină creșterea acidității grâului și făinii, motiv pentru care prin procesul de măcinare se îndepărtează germanii și stratul aleuronic.

2.2.5. Substanțele minerale

Boabele de grâu conțin o cantitate însemnată de substanțe minerale, care însă nu sunt răspândite în mod uniform în părțile componente ale bobului. Cantitatea cea mai mică se găsește în endosperm 0,30%, în zona centrală, crescând către periferie la 0,48%. În stratul aleuronic cantitatea de substanțe minerale crește brusc ajungând la 7%, în endosperm și pericarp scade la 3,5%.Embrionul este de asemenea bogat în substanțe minerale, respectiv 5%, deci straturile periferice care se îndepărtează în procesul tehnologic de măcinare sub formă de tărâță sunt mai bogate în substanțe minerale.

Cenușa rezultată prin calcinarea boabelor de grâu este alcătuită în mare parte din fosfați acizi de potasiu și magneziu și mai puțin de fosfati de calciu.

În compoziția cenușii intră o serie de elemente grupate astfel:

grupa I:

C, O, H, N, S, P, ce se găsesc în proporție de 95-98,5%;

grupa II:

care se găsesc în proporție de 1,5-5% și care se împart în:

macroelemente:

K, Mg, Na, Fe, Al, Si, Ca ce se găsesc în proporție de 0,1-0,01%;

microelemente:

Mn, B, Sr, Cu, Zn, Ba, Ti, Li, I, Br, Mo, Co, în proporție de 0,001-0,00001%;

ultramicroelemente:

Cs, Se, Cd, Hg, Ag, Au, Ra, în proporție mai mică de 0,000001%.

Cel mai important este fosforul care intervine în metabolism și se găsește sub formele: acizi fosforici din fosfatide – 5%; fosfați anorganici – 6,6%; acizi fosforici din proteine – 19,7%; acizi fosforici din fitină – 68,7%.

Pe baza conținutului de cenușă se poate realiza clasificarea făinurilor pe clase de calitate. Astăzi în locul extracțiilor de făină se folosește noțiunea de ‘tip de făină’ noțiune ce apare ca produsul dintre conținutul de cenușă și 1000.În alte țări clasificarea făinii se face pe bază de culoare, de conținutul de substanțe proteice sau alți indici.

2.2.6. Enzimele

Enzimele din bobul de grâu reprezintă o clasă importantă de substanțe ce catalizează o serie de reacții biochimice. Bobul de grâu conține un număr mare de enzime din clasele: hidrolaze, transferaze, oxidoreductaze, liaze, izomeraze, sinteaze

Enzimele determină procesul germinației și metabolismul componentelor chimice ale bobului, pe care le transformă în stare asimilabilă de către noua plantă în procesul de dezvoltare. În timpul păstrării cerealelor pentru ca activitatea enzimelor să fie foarte mică trebuie ca temperatura și umiditatea să fie scăzute. Enzimele se găsesc distribuite în mod neuniform în diferite părți anatomice ale bobului de grâu. Astfel cantitatea cea mai mare se găsește la limita dintre embrion și endosperm, în embrion și la periferia endospermului.Cele mai importante enzime amilolitice sunt:

α Amilaz, este o endoenzimă care atacă legăturile în interiorul macromoleculei de amidon, legăturile 1,4 α glicozidice din molecula de amiloză și amilopectină în mod întâmplător cu formare de dextrine din grupele: amilodextrine, eritrodextrine, acrodextrine și maltodextrine, motiv pentru care α amilaza mai este numită și dextrinogen-amilaza. Prin acțiunea prelungită a α amilazei, amiloza este hidrolizată în procent de 87% glucoză, 13% maltoză, iar amilopectina în 73% maltoză, 8% izomaltoză, 19% glucoză. În boabele de grâu normal, mature, α amiloza este practic absentă, pH-ul optim este 4,7-5,4 iar temperatura de 60-.

β Amiloza denumită zaharogen-amilaza, descompune amiloza și amilopectina cu formare de maltoză, fără a mai trece prin diferite trepte ale dextrinelor. Dacă concentrația de β amilaza este mare atunci amiloza este scindată complet în maltoză, iar amilopectina este descompusă în proporție de 60% în maltoză, iar restul de macromoleculă rămânând sub formă de dextrină limită care se colorează în roșu-violet cu iodul, pH-ul optim este de 4,5 la temperatura de 40- și de 5,5 la temperatura de .

Proteinazele și dipeptidazele se găsesc în scutellum, axul embrionar și la limita dintre stratul aleuronic și endosperm. Activitatea proteinazelor variază în diferite părți anatomice între urmatoarele limite: 4,8-6,9% în stratul aleuronic, 0,8-1,3% în germene, 0,1% în endosperm.

Fosfatazele sunt răspândite neuniform în bobul de grâu, cantitatea cea mai mare se găsește în stratul aleuronic iar cantitatea cea mai mică se găsește în înveliș. Dintre fosfataze cea mai importantă este fitaza care catalizează hidroliza acidului fitic la inozitol și orto-fosfat. Acidul fitic conține 70-75% din fosforul total din bob. Fitaza este distribuită în mod neuniform în părțile componente ale bobului de grâu, conținutul cel mai mare este în stratul aleuronic 34,5% și cel mai mic în învelișul epidermic 1,9%. Fitaza are un pH optim de 5,15 la temperatura de .

Lipazele se găsesc distribuite în mod uniform în diferite părți anatomice a bobului de grâu. în scutellum activitatea lipazelor este de 3,5-4 ori mai mare față de cea din endosperm. Lipazele conținute în embrionul de grâu sunt inhibate în proporție de 83% de p-cloromercur benzoat și de 75% de o-iodozobenzoat 0,0005M.

Tirozinaza este enzima care în procesul de panificație transformă tirozina în melanine, substanțe de culoare închisă, se găsește în stratul aleuronic în cantitate mare și este activă în bobul de grâu germinat sau atacat de ploșnița grâului.

Oxidazele. Cea mai importantă oxidază este lipoxidaza care accelerează peroxidarea acizilor grași polienici cu oxigen molecular. Activitatea lipoxidazei exprimată în unități pe gram este de 87 în scutellum, 75 în embrion, 11 în bobul întreg, 7,5 în bobul germinat, 2-3 în endosperm. Lipoxidaza are un pH optim de 6,5.

2.2.7. Vitaminele

Vitaminele existente în bobul de grâu constitue o sursă importantă pentru necesitățile catabolismului și anabolismului uman. Distribuția vitaminelor este diferită în părțile anatomice ale boabelor. În bobul de grâu se găsesc următoarele vitamine: B1 ( tiamină ), B2 (riboflavină), PP (niacină), E ( tocoferol ), acid pantotenic, acid folic, biotină, vitamina A.

Vitaminele din complexul B se găsesc în stratul aleuronic, în embrion, în înveliș. Vitaminele A, E se găsesc în embrion și mai puțin în stratul aleuronic.

Tabel 2.0 : Conținutul de vitamine al bobului de grâu

Datorită faptului că vitaminele se găsesc în embrion și în stratul aleuronic, părți care se ăndepărtează în procesul de măcinare, făinurile rezultate sunt mai sărace în vitamine decît cerealele ca atare de asemenea în cursul procesului de panificație se pierd 10-75% din conținutul de vitamina B. Pentru evitarea unor astfel de situații se recurge la vitaminizarea făinurilor.

2.3 Proprietatile produsului finit

Făina de grâu – produs finit în industria morăritului

Făina de grâu obținută în urma procesului de măcinare a cerealelor constitue materie primă utilizată în industria de panificație și patiserie, cofetărie. Din punct de vedere calitativ făina de grâu se definește printr-o serie de indici de calitate cum ar fi: indici fizici, indicii compoziției chimice, însușiri de panificație, puterea, capacitatea de a forma și reține gaze.

Indicii de calitate ai făinii sunt determinați de două grupe de factori:

materia primă, respectiv grâul din care se obține făina;

dotarea tehnică și procesul tehnologic de pregătire și prelucrare a grâului;

Indicii de calitate ai făinii se referă la:

indici fizici: culoare, finețe (granulație), umiditate, miros, gust, prospețime, conținut de impurități nevătămătoare;

compoziția chimică: conținutul de substanțe proteice, inclusiv glutenul, hidrați de carbon, grăsimi, substanțe minerale, enzime, vitamine;

însușirile de panificație ale făinii de grâu;

proprietăți tehnice ale făinii de grâu.

2.3.1 Indici fizici

2.3.1.1. Mirosul făinii de grâu

Făina normală obținută din grâu cu însușiri corespunzătoare de panificație și după un proces de măcinare bine condus, trebuie să aibă un miros plăcut, caracteristic de cereale.

Mirosurile improprii, de mucegai, stătut, încins, de substanțe chimice sau de altă natură conduc la apreciaerea că făina nu corespunde și nu se poate utiliza în industria de panificație, întrucât imprimă defect de miros pâinii.

Mirosul impropriu făinii poate fi preluat de la grânele măcinate cu asemenea defecte, precum și de la spațiile de depozitare necorespunzătoare, deoarece făina este un produs higroscopic deci preia în timpul depozitării mirosul din spațiul înconjurător

Verificarea mirosului făinii se face astfel: se ia o cantitate de făină care se freacă, intre palme, pentru a o încălzi și apoi se miroase. Pentru o verificare mai precisa se introduc cca. 10 grame făină intr-un pahar cu apa calda la cca. 60ºC și apoi se acoperă. După 5 minute se descoperă paharul și se miroase imediat. În acest caz, mirosul străin al făinii iese puternic în evidenta.

2.3.1.2. Culoarea făinii de grâu

Dupa culoare, în practică, făina de grâu se clasifică în:

făină albă,

făină semialbă,

făină neagră.

Metoda cea mai folosita în brutarii pentru verificarea culorii făinii astea cea comparativa, denumita și metoda Pekar. Ea consta în compararea culorii probei de făină cu, culoarea unei faini etalon.Etaloanele de făină se stabilesc pentru fiecare sort de făină și se păstrează la întuneric, loc uscat, în recipienți închiși și se reînnoiesc lunar.

Culoarea făinii în practica industrială este un indice cantitativ orientativ, aprecierea exactă a făinei făcându-se pe baza conținutului de cenușă.

Făinurile conțin pe lângă particulele provenite din endosperm și particule de tărâță. Culoarea făinurilor este determinată pe de o parte de proporția în care se găsesc particulele de endosperm și înveliș și pe de altă parte de mărimea acestora. Particulele provenite din endosperm au culoare alb-gălbuie, ca urmare a pigmenților carotenici pe care îi conțin, în timp ce părțile provenite din înveliș au culoare închisă, dată de pigmenții flavonici.

Făinurile de extracție ridicată, au culoare mai închisă, datorită particulelor de tărâță din componență și în unele cazuri datorită conținutului de impurități rămase în masa de grâu după curățire, a conținutului de boabe mălurate, încinse, încolțite, caramelizate datorită uscării.

Culoarea făinii este influențată de gradul de participare al diferitelor părți anatomice ale bobului de grâu la constituirea făinurilor

Mărimea granulelor poate defini de asemene culoarea făinii, în sensul că particulele mari, ca urmare a umbrelor pe care le crează pe suprafața făinii, dau o culoare mai închisă. Prin măcinarea făinii de granulație ridicată, culoarea se deschide.

Culoarea făinii mai poate fi influențată și de temperatura cu care aceasta iese dinte tăvălugi, temperatură care este determinată de regimul de măcinare. La o temperatură de endospermul care alcătuiește făina își păstrează culoarea. În cazul măcinarii într-un regim strâns, temperatura făinii depășește , accentuându-se culoarea albă.

Modul de combinare, amestec și dozare a diferitelor fracțiuni rezultate în procesul de cernere, condiționează culoarea făinii, atât ca nuanță, dar mai ales ca uniformitate.

În timpul depozitării, făina, funcție de condițiile și durata de păstrare, ca urmare a proceselor fizice, chimice și biochimice ce au loc, este supusă unui fenomen de deschidere la culoare, datorat transformării sub acțiunea oxigenului a combinațiilor carotenoide nesaturate în combinațiile de formă peroxidică saturate și incolore.

Accelerarea procesului de deschidere la culoare se poate realiza în atmosferă bogată în oxigen și prin tratarea făinurilor cu diferite substanțe oxidante. De regula între culoarea făinii de grâu și culoarea miezului de pâine trebuie să existe o legătură directă: o făină de culoare deschisă conduce la o pâine cu miez de culoare deschisă.

Cu toată această corelație între culoarea făinii și a miezului pîinii există cazuri cand dintr-o făină albă se obține o pîine de culoare închisă. Acest lucru se explică prin acțiunea enzimei tirozinază asupra aminoacidului tirozină, pe care sub acțiunea oxigenului din aer îl oxidează cu formare de melanine de culoare neagră, care imprimă atat aluatului cît și miezului pîinii o culoare închisă.

2.3.1.3 Gustul făinii de grâu

Făinurile corespunzătoare calitativ au gust plăcut, dulceag, caracteristic unui produs sănătos. Prezența unui gust străin, impropriu de amar, acru, rânced sau de altă natură, face ca făina să nu fie corespunzătoare calitativ. Aceste defecte se pot datora, fie măcinarii unui grâu cu defecte de gust și depozitării necorespunzătoare a făinii, fie datorită atacului dăunătorilor.

Făina cu astfel de defecte conduce la obținerea unei pâini cu miros impropiu care nu poate fi consumată. Odată cu aprecierea gustului se stabilește și eventuala prezentă a impurităților minerale, prin scrâșnetul pe care îl produce la mestecare.

2.3.1.4. Gradul de finețe al făinurilor

Finețea făinurilor, reprezentată de mărimea particulelor rezultate la măciniș, este un indice de calitate foarte important, întrucât determină în mare măsură viteza proceselor fizico-chimice, biochimice, coloidale, însușirile de panificație ale aluatului, randamentul făinii în pâine, precum și digestibilitatea. Finețea făinii se stabilește prin cernerea unei cantități de făină folosind un set de site calibrate și ținând seamă de cantitatea de făină ce ramane și trece prin site.

Exprimând mărimea particulelor în microni s-a stabilit prin metode de cercetare că raportul optim între mărimea particulelor mai mari și mai mici de 46 microni, trebuie să fie egală cu unitatea.

Din punct de vedere al granulozității făinurile se clasifică în:

făinuri fine;

făinuri normale;

făinuri grifice.

Cu cât făina este mai fin măcinată, cu atât suprafața specifică a particulelor de făină este mai mare și deci și capacitatea de a lega coloidal apa în procesul frământării aluatului este mai mare. Cu cât făina este mai fin măcinată cu atât durata formării glutenului și a aluatului este mai mică. În cazul făinurilor fin măcinate activitatea enzimelor proteolitice este pronunțată, ceea ce conduce la o descreștere accentuată a consistenței aluatului în fazele de frământăre, fermentare și prelucrare.

Din aceste considerente se recomandă ca făinurile cu gluten slab să aibă particule mai mari de 46 μm. Făina provenită din grâne normale, nu conține enzima α amilaza, iar acțiunea enzimei β-amilaza, care se gasește în exces, este direct proporțională cu suprafața particulei de amidon. În făina fin măcinată, suprafața de acțiune pentru β-amilaza este mai mare ceea ce favorizează creșterea conținutului în maltoză, rezultată din hidroliza amidonului.

Capacitatea de formare a maltozei depinde nu numai de mărimea particulelor ci și de gradul de deteriorare a granulelor de amidon sub acțiunea mecanică a valțurilor. Starea granulei de amidon influențează capacitatea făinurilor de a absorbi apa.

Făina cu un conținut mai mare de granule de amidon deteriorate prezintă o capacitate de hidratare ridicată și un indice de sedimentare mai bun.

O făină prea fin măcinată, în contact cu apa, formează aluatul într-un timp scurt, având o consistență normală, însă care se înmoaie pe parcursul prelucrării conducând la o pâine aplatizată, de volum mic, cu porozitate necorespunzătoare. Dacă făina este foarte fină mergând până la distrugerea granulei de amidon – așa numitele făinuri moarte – randamentul de panificație este redus, similar cu cel al făinurilor de granulație mare. Se recomandă ca făina sa aibă o granulație mijlocie.

2.3.1.5. Conținutul de impurități

Sunt considerate impurități numai acele particule care nu fac parte din bobul din care provine făina. În aceste condiții particulele de tărâță și germenele nu sunt considerate impurități.

Cele mai întâlnite impurități în făină sunt cele provenite din măcinarea altor semințe cerealiere și de buruieni, care nu au putut fi îndepărtate în procesul de pregătire și condiționare a cerealelor. Prezența acestora în făină este imposibil de determinat.

Cele mai importante impurități din acestă categorie sunt cele vătămătoare, provenite din semințe de neghină, mălură, cornul secarei și altele care nu trebuie să depășească la neghină 0,1%, mălură 0,04%, cornul secarei 0,01%, raportat la grâul intrat în măciniș.

În făină se pot întâlni impurități feroase sub formă de așchii, pulbere. se pot admite numai pulberi feroase în proporție de 0,01 mg/kg făină

2.3.1.6. Umiditatea făinii.

Prin umiditatea unui produs se întelege conținutul de apă al produsului respectiv, exprimat în procente față de masa totală. După forma în care se gasește apa, umiditatea produsului se poate împarți în:

umiditatea din macrocapilare, respectiv apa liberă;

umiditatea din microcapilare, care umple porii înguști;

umiditatea de îmbibare, respectiv de structură, care pătrunde în interiorul micelelor cu structură macromoleculară;

umiditatea de absorbție, respectiv apa legată.

Umiditatea făinii este dată de umiditatea inițială a grâului la care se adaugă umiditatea câștigată în timpul condiționării și se scade cea care se pierde prin evaporare în timpul procesului tehnologic de măcinare.

Din punct de vedere al umidității, făina se poate clasifica în:

făină uscată cu umiditatea de până la 14%;

făină cu umiditate medie cuprinsă între 14-15%;

făină umedă cu umiditatea peste 15%.

Umiditatea făinii este un indicator de calitate important, întrucât umiditatea influentează atât comportarea în procesul de preparare, prelucrare a semifabricatelor cât și randamentul în pâine

Făina are caracter higroscopic, ceea ce face ca în timpul depozitării să-și modifice umiditatea, în sensul creșterii sau scăderii. Modificarea umidității este determinată de o serie de factori cum ar fi: umiditatea inițială a făinii, condițiile de microclimat din depozit, respectiv temperatura și umiditatea relativă a aerului, modul de ambalare, în vrac sau în saci, modul de depozitare, de stivuire, precum și de durata depozitării.

În timpul depozitării făinii, funcție de factorii menționați se stabileste un echilibru între umiditatea făinii și umiditatea relativă a aerului din depozit. Conform normelor în vigoare, în condiții normale, umiditatea inițială a făinii este de 14-15%, iar umiditatea relativă a aerului este de 55-60%.

Făina umedă, ridică în timpul depozitării o serie de probleme datorită condițiilor favorabile pe care le asigură pentru transformarile biochimice și microbiologice care conduc la alterarea și încingerea făinii.

2.3.1.7. Aciditatea făinii.

Făinurile, ca de altfel toate produsele de măcinare a cerealelor prezintă reacție acidă. Aciditatea făinurilor este dată de prezența unor substanțe din compoziția făinii dar și de o serie de combinații ce se formează în timpul depozitării, maturizării făinii ca urmare a acțiunii diferitelor enzime.

Aciditatea făinurilor se datorează fosfaților acizi rezultați din hidroliza fitinei sub acțiunea fitazei. Din hidroliza acidului fitic se pune în libertate acid fosforic care intră în compoziția acizilor liberi ai făinurilor. Proteinele sunt degradate de enzimele proteolitice cu formare de peptone, polipeptide, oligopeptide și aminoacizi. Acidul glutenic conținut în proteinele generatoare de gluten, fiind un aminoacid dicarboxilic, are reacție acidă. Acizii monoamino-monocarboxilici, prin dezaminare se transformă în oxiacizi.

Aciditatea făinurilor mai este dată și de o serie de acizi organici ca: acid lactic, acetic, succinic, citric, malic, care se formează datorită proceselor biochimice anoxibiotice, sub acțiunea pseudobacteriilor lactice în timpul depozitării făinurilor, în condiții necorespunzătoare, cu umiditate și temperatură ridicată.

În timpul maturizării făinii, aciditatea crește mai mult în primele 7 zile după care creșterile sunt din ce în ce mai mici, iar după 14 zile sunt neînsemnificate. Aciditatea făinurilor crește odată cu creșterea gradului de extracție. Astfel, făinurile albe au o aciditate redusă de 1,8-2 grade, datorită conținutului mic de substanțe minerale de 0,45% și de substanțe grase 0,5%, în timp ce făinurile de larg consum au o aciditate de 3-4 grade, urmare a conținutului de substanțe minerale de 1,2% și de substanțe grase de 1,3%.

Aciditatea făinurilor se exprimă prin numarul de mililitri de NaOH n/10, folosiți la neutralizarea a făină, un grad de aciditate fiind egal cu un mililitru soluție de NaOH n/10, folosiți la neutralizarea a făină. Valorile medii ale pH-ului corespunzătoare făinurilor de grâu de extracție diferită sunt:

5,8-6 pentru făină albă (0-30%);

5,5-5,7 pentru făină semialbă (0-75%);

5,3-5,5 pentru făină de larg consum (0-85%).

2.3.1.8. Prospețimea făinurilor

Prospețimea făinii se poate aprecia în general după gustul și mirosul făinii. Un miros de închis, mucegai sau de rânced, precum și gustul amar sau acru, indică dacă făina este proaspată sau veche. Când aciditatea depășește 6 grade, aceasta denotă că făina este veche.

2.3.2. Compoziția chimică a făinii.

Definirea făinii din punct de vedere al compoziției chimice are o importanță deosebită în stabilirea valorii nutritive precum și în comportarea făinii în procesul de panificație.

Principalele componente chimice care intră în compoziția făinurilor sunt:

apa,

substanțele proteice,

glucidele,

lipidele,

substanțele minerale,

vitaminele,

enzimele.

Compoziția chimică a făinurilor depinde de o serie de factori, printre care un loc important îl ocupă compoziția chimică a bobului de grâu. Datorită repartizării neuniforme în diferitele părți anatomice a bobului de grâu, în învelișul fructului, învelișul seminței, stratul aleuronic, embrion, endosperm, a principalelor componente chimice, rezultă că un factor important care determină compoziția chimică a făinurilor îl constitue gradul de extracție.

Regimul tehnic de producere a făinii sub aspectul intensității, al capacității de pregătire, condiționare a boabelor, de îndepărtare mai mult sau mai puțin a unor părți anatomice ca: embrion, înveliș, reprezintă de asemenea un factor care condiționează compoziția chimică a făinii.

2.3.2.1. Conținutul în apă al făinurilor

Apa constitue un component chimic principal de care depinde atât valoarea nutritivă cât și capacitatea de conservare în timpul depozitării. Apa în făină se gasește sub formă de apă liberă și legată, dar este greu de stabilit conținutul real de apă.

2.3.2.2. Conținutul în substanțe proteice

Din clasa substanțelor azotoase, cele mai întâlnite în făinuri sunt substanțele proteice. Conținutul în substanțe proteice al făinii depinde de calitatea grâului, de părțile din bob care participă la formarea tipului de făină și de gradul de extracție. Tipurile de făină neagră sunt mai bogate în substanțe proteice decât tipurile de făină albă.

Prin procedee de extracție fracționată din făina de grâu se pot obține urmatoarele grupe de proteine:

proteine aglutenice, din care fac parte albuminele solubile în apă și globulinele solubile în soluții de sare;

proteine glutenice din care fac parte gliadinele solubile în soluție de etanol și glutenine solubile sau dispersabile în acizi sau alcalii diluate.

Proteinele din făină conțin aminoacizi esențiali ca: lisină, lecitină, izoleucină, metionină, fenilalanină, triptofan, treonina și valină, repartizarea fiind neuniforma în diferite părți anatomice ale bobului de grâu. Proteinele din făina de grâu sunt formate din substanțe proteice generatoare de gluten, care mai provin din endospermul bobului și din proteine cornoase din stratul aleuronic, spermodermă și pericarp.

Alături de proteine în făinuri se mai găsesc nucleoproteide de lecitină, substanțe azotoase minerale mai ales în făinurile de extracție ridicată. În făina de grâu se mai găsesc albumine în proporție de 0,05-2 %, globuline în proporție de 0,08-0,25%.

Proteinele generatoare de gluten, respectiv gliadina și glutenina reprezintă 75-80% din totalul proteinelor din făină, se găsesc numai în endosperm, unde au o repartizare neuniformă, în sensul că în centrul endospermului proporția lor este de 7,6% iar în zona periferică de 16,25%.

După gradul de asimilare în organism, proteinele se clasifică în:

proteine digestibile care se găsesc în endospermul bobului de grâu;

proteine nedigestibile sau cornoase care se găsesc în stratul aleuronic.

Făinurile superioare obținute din endosperm au un conținut ridicat de proteine digestibile, în timp ce făinurile inferioare și în mod deosebit tărâța au un conținut ridicat de proteine nedigestibile.

În făina de calitate superioară conținutul de azot neproteic este de 1,7%, la tărâță de 8,5%, în timp ce la praf acesta ajunge la 14,9%.

Gliadina reprezinată 30-35% din totalul proteinelor. Prin extracție cu alcool 70% s-a obținut un conținut de gliadina din făină. Prin analiza electroforetică s-a constatat că gliadina este caracteristică pentru fiecare varietate de grâu, că nu se modifică în timpul păstrării făinii și că nu depinde de conținutul total de proteine.

Tot pe cale electroforetică s-au determinat 5 grupuri de gliadina, α, β, γ, δ si ω-gliadina. Dintre acestea cea mai mobilă este α-gliadina. α, β, γ- gliadinele sunt prolamine, bogate în sulf și reprezintă 34-38% din total gliadine, iar ω-gliadinele fac parte din categoria prolaminelor sărace în sulf și reprezintă 8-13% din total gliadine.

Gliadinele au o masă moleculară cuprinsă de regulă între 30.000-40.000. Există și gliadine cu masă moleculară între 100.000-200.000 numite HMW, care pot fi reduse la gliadine cu masă moleculară mică. În complexul glutenic, gliadinele sunt cele care dau extensibilitatea glutenului.

Gluteninele reprezintă 40-50% din totalul proteinelor, ceea ce reprezintă 5,9 g/ făină. Prin electroforeză sau HPLC, s-au identificat și studiat unitățile în care se împart gluteninele, respectiv:

subunități LMW, cu masă moleculară mică, cuprinsă între 30.000-50.000;

subunități HMW, masă moleculară mare.

În complexul glutenic, gluteninele sunt cele care dau elasticitate glutenului. Gluteninele influențează însușirile de panificație ale făinii prin:

reportul gliadină/glutenină;

distribuția masei moleculare;

prezența unor subunități de glutenine cu masă moleculară mare.

2.3.2.3. Conținutul în glucide al făinurilor.

În compoziția făinii, glucidele ocupă proporția cea mai mare de peste 82%. Conținutul de hidrați de carbon din făină depinde de tipul de făină și gradul de extracție.

Primul loc în hidrații de carbon îl ocupă amidonul. Odată cu creșterea în extracție de făină, conținutul în amidon descrește, ceea ce înseamnă că făinurile albe de extracție mică au un conținut în amidon mai mare decât al făinurilor negre de extracție ridicată.

Făina albă de extracție 0-30 are un conținut de 84,85% amidon, în timp ce făina de extracție 0-85% are un conținut de 71,10%. Granulele de amidon din făina de grâu au forme și dimensiuni diferite. Ca formă predomină granulele sferice, iar ca greutate cele lenticulare. În contact cu apa, granula de amidon își mărește diametrul cu 10% și volumul cu 33%, degajând o căldură de hidratare de 32 cal/g.

Granulele de amidon sunt formate din mai multe membrane, straturi concentrice în jurul unui punct fix. Zonele dintre membrane sunt împărțite în alveole, în interiorul cărora se găsesc niște săculeți cu substanțe amilacee, amiloza și amilopectine, sub formă de granule mici.

Amidonul prezintă o structură primară, în care elementele de constituție sunt moleculele de glucoză legate prin legături glucozidice și o structură secundară în care amiloza și amilopectina sunt asociate între ele. Amidonul este constituit din două componente:

amiloza care reprezintă 17-29%;

amilopectina.

Amidonul mai conține: 0,48-0,61% materii grase, 0,17-0,29% materii proteice, 0,14-0,28% substanțe minerale. Dinte substanțele minerale, ponderea cea mai mare o are fosforul, respectiv 0,058-0,072%.

Amiloza este formată din lanțuri liniare în care resturile de glucoză sunt legate prin legături α 1,4. Structura liniară a amilozei face ca β-amilaza să o hidrolizeze aproape complet. β-amilaza desface legăturile α 1,4 de la capatul nereducător al catenei, punând în libertate unități de β maltoză.

Amilopectina este formată din resturi de glucoză, legate prin legături α 1,4 și legături de saponificare α 1,6 în proporție de 5-6%. Amilopectina este componenta ramificată a amidonului.

Asocierea între amiloză și amilopectină se realizează prin legături de hidrogen direct între grupările oxidril ale resturilor de glucoză din amiloză și amilopectină sau prin intermediul moleculelor de apă. În procesul tehnologic de fabricare a produselor de panificație amidonul are un rol important

Prin hidroliza, amidonul se scindează treptat până la glucoză, după un ciclu care cuprinde produse intermediare numite dextrine:

amilodextrine eritrodextrine acrodextrine maltodextrine maltoză glucoză

Endospermul bobului de grâu sticlos este format din granule de amidon de 30-40 μm și granule de amidon de 8-10 μm, în timp ce granulele de 2-3 μm sunt în cantitate mică, la care aderă puternic pelicule de substanțe proteice.

Endospermul grâului făinos este format din granule de amidon de 30-50 μm și granulele de amidon de 2-3 μm.

Făina de grâu conține alături de amidon și alți hidrați de carbon solubili în apă, cum sunt: dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza, fructoza a caror cantitate crește odată cu gradul de extracție.

Dintre aceste glucide solubile, zaharoza se găsește în cantitatea cea mai mare de 1,67-3,67%, raportat la substanța uscată. În timpul maturizării făinii, ca urmare a proceselor enzimatice cantitatea de zaharoză crește. Făina mai conține în cantități mici rafinoză și trifructoză.

În făină se găsesc hemiceluloze provenite din învelișul bobului de grâu și din învelișul celulelor mari ale endospermului unde se găsesc în proporție de 2,4% și sunt constituite din: pentozane și hexozane.

Conținutul de pentozani al făinurilor albe este de 2-3%, al făinurilor negre de 4-6% iar al tărâței de 25-30%. Făina de grâu mai conține și celuloză care provine din învelișul bobului și din stratul aleuronic. Cantitatea de celuloză crește odată cu marirea gradului de extracție.

Depozitarea făinurilor în condiții necorespunzatoare, în spații neaerisite, umede conduce la creșterea cantității de zaharuri reducătoare. Același lucru se întâmplă și când umiditatea inițială a făinii depozitate este mai mare de 15%.

2.3.2.4. Conținutul de lipide al făinii

Conținutul de lipide al făinii depinde în proporții diferite de o serie de factori precum soiul grâului din care provine făina, mărimea bobului, calitatea grâului, gradul de extracție al făinii.

Conținutul de lipide crește odată cu mărimea bobului de grâu, spre deosebire de cel al substanțelor proteice și minerale, care crește pe măsură ce mărimea boabelor scade.

Lipidele se găsesc în unele părți anatomice ale bobului de grâu cum ar fi: embrionul, stratul aleuronic și endospermul. funcție de gradul de participare al diferitelor părți anatomice ale bobului de grâu, la alcătuirea tipurilor de făină, s-a stabilit că făina albă are un conținut de substanțe grase sub 1%, în făina neagră depășește 2% iar în tărâță ajunge la 4%.

Lipidele făinurilor sunt formate în cea mai mare parte (90%) din gliceridele acizilor grași nesaturați și în mod deosebit ale acidului oleic, iar restul din gliceridele acizilor saturați stearic și palmitic, precum și o cantitate mică de acizi grași liberi, linoilenic și linolenic.

În cantități mici făina de grâu mai conține: steride, ceride, lipide complexe. Cantitatea de lipide complexe din făină crește odată cu creșterea gradului de extracție. Dintre lipidele complexe ponderea o deține lecitina, respectiv 0,65%.

În timpul păstrării făinii, lipidele sub influența luminii, căldurii, umidității și a unor enzime, se descompun în acizi grași și alți compuși.

Lecitina este scindată de o fosfatază, în colină, acizi grași și acid glicorofosforic care în continuare este scindat de glicorofosfatază în glicerină și acid fosforic. Creșterea acidității făinii în timpul depozitării se explică prin formarea acizilor ca rezultat al scindării lipidelor.

2.3.2.5. Conținutul de fitină în făină.

Fitina este sarea dublă de calciu și magneziu a acidului fitic. Alături de fitina, în făina de grâu se mai întâlnesc și săruri de potasiu ale acidului fitic. Cantitatea mai mare de fitină și acid fitic se găsește în embrion și în stratul aleuronic.

Această repartizare explică conținutul mai ridicat de fitină și acid fitic existent în făinurile de extracție ridicată față de făinurile albe.

În timpul depozitării făinei, acidul fitic, sub acțiunea fitazei este scindat partial sau total, cu formare de acid fosforic și derivați penta, tetra, tri, bifosfați ai inozitolului. Procesul de scindare poate să aibă loc până la formarea inozitolului.

Fitina din făină urmează același lanț de scindare hidrolitică. Ca urmare a scindării acidului fitic și a fitinei pe timpul depozitării făinii, se formează fosfați acizi și acid fosforic care determină creșterea acidității făinei.

2.3.2.6. Conținutul de substanțe minerale al făinurilor.

Cantitatea de substanțe minerale existente în făina de grâu depinde de o serie de factori, printre care se pot enumera: soiul de grâu, condițiile de dezvoltare, mărimea boabelor, calitatea grâului sub aspectul greutății hectolitrice și al conținutului în substanțe minerale, gradul de extracție al făinurilor. Substanțele minerale determină valoarea alimentară a făinurilor.

Determinarea conținutului de cenușă se face prin calcinare, îndepărtându-se prin evaporare apa și unii compuși organici, rămânând sub formă de cenușă, numai acizi de P, Ca, K.

Existența în proporție mare a fosforului fitic în făină, și deci în pâine, are un rol negativ în alimentația omului, deoarece funcționalități biologice cum ar fi: Ca, Fe, Mg, Zn, provoacă carențe în regimul alimentar.

Substanțele minerale se găsesc răspândite în mod neuniform în diferitele părți anatomice ale bobului de grâu. În grânele românești bobul întreg are un conținut de substanțe minerale în medie de 1,9-2%.

Conținutul de substanțe minerale variază de la 0,4% în endosperm la 7% în stratul aleuronic. Acest lucru explică creșterea conținutului de substanțe minerale odată cu creșterea gradului de extracție.

Tabel 2.1 Conținutul în substanțe minerale al făinurilor de diferite extracții

2.3.2.7. Conținutul în vitamine al făinurilor

Cantitatea de vitamine din făina de grâu, depinde în principal de conținutul acestora în bob, dacă prin măcinare și dirijarea fracțiunilor intermediare, o parte din vitamine ajung în subproduse, se diminuează astfel conținutul total de vitamine din făină.

În bobul de grâu, vitaminele care apar în proporția cea mai mare sunt cele din complexul B, respectiv B1, B2, B6, B12 și biotina, iar dintre cele liposolubile amintim vitaminele F și A. Făina de grâu mai conține vitamina PP și acidul pantotenic. Vitaminele sunt acumulate în embrion și în stratul aleuronic și de aceea conținutul lor în făină crește odată cu gradul de extracție.

Acest lucru duce la concluzia că făinurile albe sunt sărace în vitamine, iar cele de larg consum au un conținut ridicat în vitaminele B1,și B2 Conținutul în vitamine B6, si B12 este proporțional cu cel în vitaminele B1,și B2.

Conținutul în vitamine are o importanță deosebită, deoarece pâinea ca aliment principal aduce organismului cantități însemnate de vitamine.

Față de necesarul organismului uman consumul zilnic de 300g pâine albă asigură: 15% tiamină (B1); 10% riboflavină ( B2); 20% niacină (PP) și 30% piridoxină (B6 ).

Pâinea provenită din făinuri de extracție mare ( 85-90%) asigură: 40% tiamină, 20-25% riboflavină, 60-80% niacină și 45% piridoxină din necesarul nutrițional zilnic.

Tabel 2.2 Conținutul în vitamine în făinurile de diferite extracții

2.3.2.8 Conținutul în enzime al făinurilor

În făinurile de grâu se găsesc toate enzimele care se găsesc în bobul de grâu. Enzimele constitue clasa de substanțe care catalizează procesele biochimice ce au loc în făină în timpul păstrării și prelucrării.

Principalele enzime pe care le conține făina sunt: amilazele, proteazele, lipazele, fosfatazele, oxidazele și peroxidazele. Enzimele sunt localizate în embrionul bobului de grâu la periferia endospermului și în stratul aleuronic. Acestă distribuție neuniformă în diferitele părți anatomice ale bobului, face ca făinurile de extracție ridicată să aibă un conținut mai mare de enzime decât cele de extracție redusă.

Enzimele amilolitice din făina de grâu, sunt constituite din α-amilază, numită și dextrinamilaza care scindează amidonul în dextrine în principal, și într-o masură mai mică în maltoză și β-amilaza numită și amilaza zaharogenă, ce transformă amidonul în maltoză în principal și într-o măsură mai mică în dextrine.

Amilazele acționează pe substraturile constituite din amiloză și amilopectină, cele două componente ale amidonului și din produsele de degradare ale acestora.

α – Amilaza (α 1,4-glucan-4-glucohidrolaza), întrucât atacă legaturile din cadrul macromoleculelor se consideră o endoenzimă. Prin activitatea α-amilazei asupra legăturilor 1,4 α-glucozidice din moleculele de amiloză și amilopectină, fără a ataca legăturile terminale, rezultă dextrine din clasa: amilodextrine, eritrodextrine, achrodextrine și maltodextrine.

În concentrație mare și sub acțiune prelungită α-amilaza hidrolizează complet amiloza cu formare de maltoză 87% și glucoză 13%, iar amilopectina este scindată complet în maltoză 73%, izomaltoză 58% și glucoză 19%. Prin încalzire la peste 60- enzima devine inactivă.

Activitatea enzimei este determinată de urmatorii factori:

starea și mărimea granulei de amidon;

calitatea grâului din care s-a obținut făina;

cantitatea de amidon;

aciditatea, pH-ul mediului;

activitatea enzimelor proteolitice;

temperatura.

Granulele de amidon degradate mecanic, hidrotermic sau enzimatic sunt atacate cu intensitate de α-amilaza. Granula de amidon gelatinizată este atacată de α-amilază cu o intensitate de 165-7000 ori mai mare decât în cazul granulei intacte.

Granulele intacte sunt hidrolizate de amilaze a caror activitate este crescândă numai de la anumite valori ale concentraăției în substrat și anumite temperaturi. În făinurile provenite din grâne încolțite, atacate de ploșnița grâului sau încinse în timpul condiționării, activitatea enzimelor amilolitice este foarte intensă.

Astfel α-amilaza are o activitate de circa 10.000 ori mai mare în timp ce β-amilaza de 3-4 ori. În cazul făinii fin măcinate care conține deci granule de amidon mai mici, granule deteriorate, cantitatea de maltoză este mai mare ca urmare a unei activități mai intense a enzimei α-amilaza.

Activitatea α-amilazei este de nedorit, întrucât prin transformarea amidonului în dextrine, acesta își pierde principala însușire de panificație, aceea de a gelifica în procesul coacerii.

β – Amilaza numită și zaharogen-amilaza, actionează asupra amilozei și amilopectinei, formând direct maltoză, fără a mai trece prin stadiu de dextrine. În concentrații mari, β-amilaza, scindează complet amiloza în maltoză, iar amilopectina numai în proporție de 60%, restul macromolecului fiind o dextrină limită.

β-amilaza este o exoenzima, care scindează amiloza, moleculă cu moleculă cu formare de maltoză. β-Amilaza acționează la fel și asupra amilopectinei, însă numai până când enzima ajunge la o ramificație, peste care nu poate să treacă și în acest caz activitatea enzimei încetează.

În făinurile provenite din grâu atacat de ploșnita grâului sau cu început de germinare, urmare a acțiunii intense a α-amilazei, există o cantitate mare de dextrine pe care β-amilaza le transformă ușor în maltoză.

2.3.3. Însușirile de panificație ale făinii

Însușirile de panificație ale făinii reprezintă un complex de proprietăți care determină calitatea și randamentul pâinii fabricate. Pentru a se fabrica o pâine de bună calitate și în limita randamentului fixat, trebuie să se cunoască aceste însușiri ale făinii în vederea conducerii procesului tehnologic în mod corespunzător.

Cele mai importante însușiri de panificație ale făinurilor sunt:

capacitatea de hidratare;

puterea de panificație;

Capacitatea de a forma și reține gazele de fermentare (prin care se înțelege cantitatea de bioxid de carbon produsă în aluat în timpul fermentării, precum și însușirea de a retine o cantitate din aceste gaze pentru a se obține o pâine cu miez poros);

După proprietățile de panificație făinurile se clasifică în:

făinuri foarte bune (puternice);

făinuri bune (medii);

făinuri slabe.

2.3.3.1.Capacitatea de hidratare a făinii

Capacitatea de hidratare a făinii depinde de următorii factori:

cantitatea și calitatea glutenului;

condițiile climatice;

gradul de maturizare fiziologica a grânelor;

gradul de maturizare al făinii;

gradul de extracție al făinii;

umiditatea făinii;

gradul de finețe al făinii;

numărul de granule deteriorate mecanic la măcinare;

substanțe folosite la prepararea aluatului.

Prin puterea făinii se înțelege capacitatea acesteia de a forma un aluat care să aibă după frământare și în cursul fermentării și dospirii, anumite proprietăți fizico-reologice.

Puterea de panificație a făinurilor de grâu, care depinde în mod deosebit de conținutul în gluten umed și de proprietățile coloidale, determină proprietățile fizice ale aluatului exprimate prin: tenacitate, extensibilitate și vâscozitate.

Aluatul ocupă un loc intermediar între un corp elastic, un corp plastic și un lichid vâscos, și face parte din grupa corpurilor elastico-vasco-plastice. Aluatul este un corp elastico-vasco-plastic care în procesul de prelucrare este supus unor forțe exterioare ce determina apariția unor tensiuni ce pot provoca deformații încadrate în elasticitate, plasticitate, curgere vâscoasa.

Caracteristicile principale ale aluatului sunt: tenacitatea, respectiv proprietatea de a se rupe sub acțiunea forțelor exterioare, după deformații permanente vizibile și extensibilitatea.

2.3.3.2.Cantitatea și calitatea glutenului

În făină obținută din boabe de grâu normale, (neatacate de ploșnița grâului, neînghețate) există o dependență directă între conținutul de substanțe proteice și conținutul de gluten umed: cu cât făină are un conținut mai mare de substanțe proteice cu atât este mai mare și cantitatea de gluten umed și proprietățile reologice sunt mai bune.

Enzimele proteolitice acționează asupra substanțelor proteice modificând proprietățile reologice ale aluatului: scad consistenta și elasticitatea și cresc extensibilitatea aluatului.

Activitatea enzimelor proteolitice depinde de:

1. însușirea substanțelor proteice ale făinii de a fi atacate, ca substrat pentru acțiunea enzimelor proteolitice,

2. conținutul de enzime proteolitice,

3. cantitatea de activatori ai proteazei.

2.3.3.3. Capacitatea făinii de a forma gaze

Aceasta se caracterizează prin cantitatea de CO2 care se degajă după o anumită perioadă de timp la fermentarea aluatului preparat din: făină, drojdie și apă.

Drept indice pentru capacitatea făinii de grâu de a forma gaze se consideră numărul de mililitri de CO2 care se degajă în curs de 5 ore de fermentare la o temperatura de dintr-un aluat preparat din făină, 60 ml apă și drojdie.

Factori care condiționează capacitatea făinii de a forma gaze.

Formarea gazelor în aluat la fermentare, are loc datorita fermentării zaharurilor sub acțiunea enzimelor drojdiei după ecuația:

C6H12O6 –––-►2C2H5OH + 2CO2 + 24kcal

Aceasta fermentare a monozaharidelor (glucoză și fructoză) este catalizată de complexul enzimatic, zimaza, al celulelor de drojdie. Drojdia conține și enzimele zaharoză și maltoză.

Cu ajutorul enzimelor din drojdie vor fi fermentate atât zaharurile proprii ale făinii cât și zaharurile care se formează în aluat din amidon sub acțiunea enzimelor amilolitice.

Capacitatea făinii de a forma gaze este condiționata de:

a. conținutul în zaharuri proprii ale făinii

b. capacitatea făinii de a forma zaharuri

2.3.3.4.Culoarea făinii și capacitatea de a se închide la culoare în timpul procesului tehnologic

Culoarea pâinii și a miezului este unul din indicii după care este apreciată pâinea. Aceasta culoare depinde direct de culoarea făinii. Proprietatea făinii de a-si schimba culoarea pe parcursul procesului tehnologic este determinat de prezenta enzimei tirozinaza și a enzimelor proteolitice care în urma degradării proteinelor formează aminoacidul tirozina sau derivații săi. Tirozina, în prezența oxigenului și sub acțiunea tirozinazei formează melanine care au o culoare închisa și care realizează efectul de închidere a culorii făinii în timpul prelucrării ei.

Produse secundare

2.4. Tărâța, produs secundar al măcinării grâului

Tărâța este produsul rezultat din măciniș după ce din bobul de grâu a fost extras endospermul sub formă de făină. Masa de tărâțe este formată din particule de înveliș fără sau cu puțin endosperm, germeni și particule de făină.

Dimensiunile particulelor de tărâță sunt foarte variate. Dacă diagrama de măciniș nu prevede extragerea făinii furajere, particulele de tărâță pot avea diametrul de la 10-15 μ până la 3000 μ. Mărimea particulelor este influențată în mare măsură de tipul măcinișului și de poziția riflurilor în faza de șrotuire.

Din măcinișul plat și scurt rezultă tărâțe cu particule mari. Din măcinișul semiînalt și înalt se obține tărâța cu dimensiuni mai mici. Unele diagrame prevăd, fără ca de fapt acest lucru să aibă o justificare tehnică, ca tărâțele să se obțină în amestec, particule mari cu particule mici, iar altele prevăd ca tărâța să se producă în două sortimente (mică și mare).

Cea mai mare cantitate de tărâță apare la sfârșitul fazei de șrotuire, iar cea mai mică rezultă la sfârșitul fazei de măcinare. Tărâța mare este refuzată în procent de cca 80% de sita de sârmă nr. 24, în timp ce tărâța mică trece prin această sită în proporție de 90%.

După conținutul în făină, tărâța se împarte în două categorii :

-tărâță cu mai puțin de 2% făină, care se mai numește și tărâță seacă sau uscată ;

-tărâță cu peste 2% făină, numită de unii morari tărâță grasă.

În practică, determinarea conținutului de făină a tărâței se face cu ajutorul sitei nr. 10. Determinarea aceasta nu este corectă, deoarece prin cernere se realizează separarea doar după mărimea particulelor. Cernutul obișnuit conține în afară de particule de făină provenite din endosperm și particule de aceeași mărime provenite din înveliș.

O metodă mai exactă este cea care folosește un aparat polarimetric. Ea are la bază faptul că învelișul nu conține amidon și deci cantitatea de amidon determinată polarimetric nu poate proveni decât din endosperm.

Această cantitate de amidon poate fi echivalentă cu aceeași cantitate de endosperm dacă se neglijează micile cantități de proteine și ceilalți componenți secundari ai endospermului.

Plecând de la aceste considerente, conținutul de endosperm în tărâță se poate determina cu formula :

E

unde :

E – conținutul de endosperm din tărâță raportat la substanța uscată ;

α – unghiul de deviere a planului lungimii polarizate citit pentru un tub polarimetric cu lungimea de 200 mm ;

2,498 – coeficient de transformare pentru tărâța de grâu ;

u – umiditatea tărâței, %.

Cea mai mare parte din tărâța de grâu este destinată furajării animalelor, doar o mică parte fiind întrebuințată în alimentația umană pentru prepararea borșului și în industria farmaceutică pentru prepararea fitinei.

CAPITOLUL III

3.1 Prezentarea schemei tehnologice a utilajului și analiza procesului de lucru al acestuia

Funcția realizată de morile cu valțuri constă fie în sfărâmarea semințelor și particulelor de semințe în scopul eliberării endospermului din înveliș, fie mărunțirea particulelor de endosperm separate de înveliș, până la granulația corespunzătoare făinii.

In principiu, moara cu valțuri este formată din două părți identice, fiecare având câte o pereche de cilindri (valțuri) de măcinare confecționați din fontă turnată, așezate spate în spate în aceeași carcasă, fig.3.0. Foarte rar se întâlnește și construcția de valț simplu care dispune de o singură pereche de cilindrii de măcinare. Fiecare din jumătățile valțului dublu sunt alimentate și comandate independent și deseori sunt folosite pentru funcții tehnologice diferite.

Fig.3.0 Schema constructivă a unui valț de moară

1. racord de alimentare; 2. mecanismul de sesizare al materialului; 3,4. pârghii; 5. cilindri de alimentare; 6,6'. cilindrii de măcinare (rapid respectiv lent); 7. perii de curățire și cuțite răzuitoare, 8. tremie de colectare; 9. clapetă de alimentare; 10. lagăr mobil; 11. uși de observație și control; 12. uși de control și aspirație; 13. manetă; 14,15,16,17. pârghii de la mecanismul de cuplare/decuplare; 18. roată pentru acționarea valțurilor;

Materialul de mărunțit introdus în mașină prin racordul de alimentare 1 din sticlă sau plastic transparent, este sesizat de mecanismul de sesizare al materialului 2, ajungând deasupra cilindrilor de alimentare 5 care se rotesc în același sens. Alimentarea morii cu material se poate regla cu ajutorul clapetei 9, prin intermediul pârghiilor 3 și 4.

Cilindrul de alimentare superior, care are o turație mai mică, se numește cilindru de dozare, iar cilindrul de alimentare inferior, cu turație mai mare, se numește cilindru de distribuție. Aceștia au rolul de a realiza o pânză de material uniformă pe care o dirijează în zona de lucru a valțurilor 6 și 6', cât mai aproape de valțul lent 6'. Valțurile se rotesc în sensuri contrare, cu viteze unghiulare diferite, valțul rapid 6 fiind dispus, în majoritatea cazurilor, deasupra. Acționarea valțurilor se face de la o roată 18 montată pe valțul rapid.

Pentru curățirea valțurilor se folosește un sistem cu perii 7, atunci când valțurile sunt riflate și cu cuțite răzuitoare în cazul în care valțurile de lucru sunt netede.

Materialul ieșit din spațiul de lucru al valțurilor cade în tremia de colectare 8 și este evacuat din mașină, fiind transportat la mașinile de cernut. Moara este prevăzută cu uși transparente de observație și control 11, și cu uși de control și aspirație 12 din material textil.

Pentru reglarea distanței dintre cilindrii de măcinare și pentru cuplarea/ decuplarea acestora, se folosește un sistem format din șuruburi 17, pârghii 14,15,16. Carcasa monobloc a mașinii se realizează din fontă.

Dacă cilindrii de măcinare au suprafețe netede și se rotesc cu o viteză periferică egală, produsul este supus numai la compresiune. Dacă însă cilindri de măcinare au viteze periferice diferite, se produce o deformare complexă a produsului(forfecare și compresiune).

În ultimul timp o serie de operații ale valțului sunt prevăzute a se face automat (cuplare-decuplare sincronizate cu debitarea sau sistarea procesului), operații care sunt determinate fie de prezența sau absența fluxului de produs, fie de apariția unor defecțiuni. În acest caz valțul se numește automat.

In figura 3.1 este prezentată schema constructivă a morii cu valțuri MDDK-2501000 (Bühler) de construcție germană cu valțuri așezate în plan orizontal. Acest tip de moară este de ultimă generație.

Materialul intră în mașină prin racordul de alimentare din plastic 11 și cade pe mecanismul de sesizare al materialului 10 care are rol și de a opri efectul de turbionare a materialului rezultat în urma transportului pneumatic. Astfel materialul cade pe primul cilindrul de dozare 8, cu turație mai mică, care trimite materialul cilindrului de distribuție, cu turație mai mare. Acești cilindrii sunt riflați și au diferite forme ale riflurilor. Primul cilindru (cilindrul de dozare) poate fi înlocuit cu un cilindru melcat. Debitul materialului poate fi reglat prin clapeta de alimentare 9. Cilindrii de alimentare au rolul de a realiza o pânză de material uniformă pe toată lungimea zonei de măcinare. Pânza de material este dirijată apoi cât mai aproape de zona de mărunțire cu ajutorul a două plane montate în formă de V, materialul ajungând pe valțul lent 7. Valțurile se rotesc în sensuri contrare, cu viteze unghiulare diferite, valțul rapid 6 fiind dispus, în această variantă, orizontal. Pentru curățirea valțurilor se folosește un sistem cu perii 14, atunci când valțurile sunt riflate și cu cuțite răzuitoare 3 în cazul în care valțurile de lucru sunt netede. Materialul ieșit din spațiul de lucru al valțurilor cade în tremia de colectare 2 și este evacuat din mașină, fiind transportat pneumatic la mașinile de cernut. Prin roata 4 se realizează reglarea distanței dintre cilindrii de măcinare 5 iar pentru cuplarea/decuplarea acestora, se folosește un sistem pneumatic automat comandat de mecanismul de sesizare al materialului 10.

Fig.3.1. Schema constructivă a morii cu valțuri MDDK-250 (Bühler) de construcție germană cu valțuri așezate în plan orizontal

a)Zona intrării materialului în mașină; b)Zona mecanismului de alimentare; c)Zona de măcinare; d)Zona părăsirii materialului din mașină

1.Racord conductă evacuare; 2.Tremie colectoare; 3.Cuțite răzuitoare; 4.Roată pentru ajustarea distanței dintre cilindri; 5.Distanța dintre cilindri (e); 6.Cilindrii de măcinare rapizi; 7.Cilindrii de măcinare lenți; 8.Cilindrii de alimentare; 9.Clapetă de alimentare; 10.Mecanism de sesizare a materialului; 11.Racord de alimentare din plastic; 12.Melc de distribuție; 13. Cilindru de alimentare; 14.Perii pentru curățire

3.1.1. Valțul automat de construcție românească tip V.D.A. – 1025

Principalele tipuri de valțuri

Valțul constituie utilajul de bază pentru industria morăritului, alcătuit, în principiu, din cel puțin doi cilindri metalici, numiți tăvălugi, care se rotesc în sensuri opuse, acționând asupra aceluiași produs, pe care-l sfarmă în particule de diferite dimensiuni, în mai multe faze, cu următoarele denumiri convenționale, indiferent de procesul de mǎcinare sau tipul utilajului folosit.

– șrotuirea, este faza tehnologică prin care se urmărește zdrobirea boabelor de cereale în particule de diferite dimensiuni, inclusiv particule de făină;

– desfacerea, faza prin care se desfac particulele provenite din faza (fazele) anterioară;

– măcinarea, faza în care particulele provenite din endosperm sunt transformate în făinuri.

La valțuri, suprafața de trecere pentru materialul de măcinat generată de o pereche de tăvălugi se numește pasaj. Rezultă deci, pentru valțurile cu o pereche de tăvălugi un pasaj de măcinare, pentru trei tăvălugi doua pasaje, iar pentru patru tăvălugi, două posibilități: trei pasaje sau două pasaje. În general numărul pasajelor este mai mare decât jumătatea numărului tăvălugilor pentru valțurile de șrotuire, desfacere sau pentru porumb, iar la faza de măcinare a grâului, numărul pasajelor este egal cu seminumărul tăvălugilor.

Pentru prezentarea componentelor principale și a procesului de lucru se dǎ în figura 3.2 schema unui valț dublu automat (VDA) în variantele constructive 825 (lungime tăvălugi = 800 mm, diametru = 25 cm), sau 1025 (lungime tăvălugi = 1000 mm, diametru = 25 cm). Procesul de lucru la acest utilaj este următorul: produsele de măcinat intră în tubul transparent (1), unde, prin greutate apasǎ mecanismul de cuplare și decuplare a valțului (2). Apoi, materialul este așezat uniform de către dispozitivul (3), peste tăvălugii (cilindrii) de alimentare (4), care trimit materialul pe plăcile de dirijare (5), între tăvălugii măcinători (6). Pentru ca procesul de măcinare să se desfășoare în condiții optime este necesară curățirea continuă a tăvălugilor cu dispozitivele de curățire (7) (cu perie sau cuțite de răzuire). Produsul măcinat este colectat pentru evacuare și evacuat de către tremia 8, care poate avea sau nu un șnec de evacuare.

Acționarea tăvălugilor se face printr-un sistem de angrenaje cilindrice plasate într-o cutie cu roți dințate, cu ungere prin barbotare cu ulei. Turația tăvălugilor (cilindrilor) de alimentare se reglează printr-un mecanism special, celelalte turații ale tăvălugilor fiind fixe. Pentru a nu deteriora accidental tăvălugii, la fiecare pasaj un tăvălug este fix și servește la prestabilirea distanței între ei (determinând granulozitatea măcinișului), iar celalalt este mobil, fiind apăsat de un sistem elastic sau hidraulic pentru păstrarea distanței prestabilite. Dacǎ între tăvălugi pătrunde accidental un corp dur care se prinde (pătrunde în pasajul de măcinare efectiv), sistemul de apăsare permite îndepărtarea tăvălugilor, iar după trecerea corpului tăvălugii sunt readuși la poziția inițială.

Pe baza acelorași principii sunt construite și valțurile VDI 622 (lungime tăvălugi = 600 mm diametru = 220 mm), respectiv 822 (lungime tăvălugi = 800 mm; diametru = 220 mm), destinate, îndeosebi, la morile de capacitate mică și medie. Legat de caracteristicile constructive specifice se face precizarea ca tăvălugii (cilindrii) de alimentare au pe suprafața de lucru striațiuni a căror formă și dispunere este corelată cu mărimea și masa volumică a particulelor, după cum urmează:

– pentru produsele mari, striațiunile sunt trasate longitudinal;

– pentru produsele mari, dar moi, striațiunile au formă de dinți;

– pentru produsele albe ce vin de la tăvălugii desfăcători și măcinători se folosesc striațiunile transversale (circulare) sau longitudinale mărunte.

În general, tendințe moderne în proiectarea și fabricarea valțurilor sunt legate de înlocuirea acționării tăvălugilor cu transmisii prin curele, a modificării lagărelor și a sistemelor de ungere, automatizarea completă și posibilitatea de comanda centralizata a întregului proces de lucru.

3.1.1.2 Caracteristicile principale, construcția și mentenanța tǎvǎlugilor

3.1.1.2.1 Tăvălugii rifluiți au pe suprafața cilindrică exterioară niște crestături, numite rifluri, cu următoarele caracteristici:

1. Profilul riflurilor reprezintă forma în secțiune transversală a crestăturii și elementele geometrice principale. În figura 3.3 sunt redate principalele elemente ale profilului riflurilor. Experiența a arǎtat că forma riflurilor influențează în mare măsura sfărâmarea, după cum urmează:

– riflurile ascuțite, definite prin relația α + β < 90o, se folosesc la morile cu măciniș scurt:

– riflurile deschise (obtuze), pentru care α + β > 90o, se folosesc la morile cu măciniș lung.

Unghiul α format de rază cu suprafața mai mică a riflului constituie tăișul sau muchia riflului, iar unghiul β format de rază cu suprafața mai mare a riflului constituie spatele riflului. Legătura tăișului cu spatele riflului se face printr-o racordare cu diametrul între 0,1-0,5 mm, dupǎ mǎrimea riftului: mai mic la riflurile închise și mai mare la riflurile deschise.

Vârfurile riflului se termină cu o țesătură de lățime variabilă între 0,1-0,3 mm, care mărește rezistența riflului în timpul funcționării, evitând uzura rapidă a acestuia. Unghiul format între față și spatele riflului se numește unghi de tăiere al riflului. Exista o relație grafică între unghiurile α și β (figura 3.4).

2. Înclinarea riflurilor față de generatoarea cilindrului, exprimată prin raportul între distanta „A” a unei extremități a riflului fața de generatoare, măsurată pe lungimea cilindrului și lungimea generatoarelor L, exprimat în [%] (figura 3.5).

Dacă riflurile ar fi paralele, măcinarea ar fi discontinuă și periodică, producându-se doar la întâlnirea riflurilor existente pe suprafața celor doi tăvălugi.

Datorită înclinării riflurilor și vitezei diferențiale dintre tăvălugi, se formează puncte de întretăiere, puncte al cǎror număr este în relație de directă proporționalitate cu intensitatea și echilibrarea procesului de măcinare.

Practic, înclinarea are valori cuprinse între 6-12 %, funcție de locul pasajului respectiv în diagrama de măciniș. Se face precizarea că, deși riflurile sunt înclinate, nu are loc o deplasare axială a măcinișului, deoarece unghiul de înclinare a riflurilor (4-12o), este mai mic decât unghiul de frecare (10-160), condiție necesară și suficientă.

3. Numărul riflurilor, n, reprezintă numărul de proeminențe existente pe un centimetru liniar, măsurat pe circumferința tăvălugului.

Distanța între două vârfuri de rifluri succesive se numește pas, notată P și este în următoarea relație cu numărul riflurilor:

0

Acest parametru influențează, în cea mai mare măsură, gradul de mărunțire, crescând de la 4 – 5 la prima treapta de sfărâmare, la 14 – 16 pentru ultima treaptă.

4.Viteza tăvălugilor, este viteza periferică a fiecărui tăvălug [m/s].

Deseori, tǎvǎlugii din același pasaj au viteze diferite, viteze egale pentru ambii tăvălugi fiind utilizate numai la pasajele destinate separării a germenilor. Raportul între vitezele periferice ale tăvălugilor aceluiași pasaj este cuprins în intervalul [2,5-1,25], mai mare pentru șrotuire (2,5), iar pentru măcinarea grișurilor și a dunsturilor și în faza intermediară de desfacere valoarea este 1,25. Tăvălugul care se rotește mai repede se numește tăvălug rapid, iar cel care se rotește mai încet tăvălug lent.

Daca Vr este viteza tăvălugului rapid, iar Vl este viteza tăvălugului lent, se poate vorbi de un raport K:

(3.1)

În practică, viteza tăvălugului rapid Vr = 4-4,5 m/s pentru pasajele de șroturi și Vr =3-3,5 m/s pentru pasajele de grișuri și dunsturi.

5. Poziția riflurilor reprezintă situația în care se aflǎ fața și spatele riflurilor de pe tăvălugul rapid în raport cu fața și spatele riflurilor de pe tăvălugul lent, în timpul rotirii. În figura 22 se prezintă pozițiile posibile în procesul de măcinare, după cum urmează:

a) varianta „muchie pe muchie” sau „tăiș/tăiș”, (figura 22a), în care atât riflul de pe suprafața tăvălugului rapid, cât și cel de pe suprafața tăvălugului lent pătrund în bob în momentul când acesta ajunge în zona de sfărâmare (spațiul de lucru). Pe măsură ce tăvălugul rapid avansează față de celalalt, muchia riflului de pe tăvălugul rapid taie o parte din bob, iar muchia riflului de pe tăvălugul lent reține restul.

b) varianta „spate pe muchie” sau „spate/tăiș”, (figura 22b), în care muchia riflului de pe tăișul lent pătrunde în bob datorită presiunii exercitată de spatele riflului de pe tăvălugul rapid și pe măsură ce tăvălugul rapid avansează, celalalt continuă să rețină o parte din bob, iar cealaltă parte, sub forma unei particule rupte, se deplasează pe spatele tăvălugului rapid;

c) Varianta „muchie pe spate” sau „tăiș/spate”, (figura 22 c), la care muchia riflului de pe tăvălugul rapid intră în bob și-l poartǎ în sensul de rotire a tăvălugului; prin apăsarea spatelui riflului de pe tăvălugul lent, are loc presarea și strivirea bobului;

d) Varianta „spate pe spate” (figura 22 d), la care boabele sunt strivite la început parțial, procesul accentuându-se pe măsură ce tăvălugul rapid avansează.

6. Diametrul tăvălugilor are o influență importantă asupra operațiilor de măcinare, cu cât diametrul este mai mare, cu atât drumul produsului este mai lung, iar influența măcinării este mai intensă.

Se propune alegerea diametrului tăvălugilor în funcție de mărimea particulelor ce urmează a se obține. De exemplu, pentru transformarea produselor intermediare în făină se recomanda tăvălugi cu diametrul de 250-300 mm, iar pentru obținerea produselor grifice se recomandă diametrul de 200-220 mm. Datorita considerentelor de uniformizare a gabaritelor, în practică se folosesc tăvălugi cu același diametru.

3.1.1.2.2 Tăvălugii netezi implică, în aparență, un proces de măcinare simplu, dar în realitate, procesul este mult mai complex, influențat, cu precădere, de următorii factori:

– starea suprafeței tăvălugilor;

– deplasarea relativă a tăvălugului rapid față de cel lent;

– modul de curățire etc.

Suprafața tăvălugilor are o rugozitate dată de granulația pietrei utilizată la rectificarea acestora.

În timpul lucrului se produce șlefuirea acestei suprafețe, care devine lucioasă, înrăutățindu-se calitatea măcinișului. De aceea este necesară rectificarea tăvălugilor netezi de câte ori este nevoie sau, dacă nu este posibilă rectificarea, pentru o scurtă perioadă, se poate remedia situația prin trecerea printre tăvălugi a unei porții de granule abrazive sau șmirghel granulat. Operația se face cu mare atenție, deoarece pătrunderea granulelor de șmirghel în lagăre poate duce la griparea acestora, iar curățirea insuficientă a tăvălugilor după operație poate afecta serios și responsabil calitatea produsului măcinat (făină, tărâță), devenind periculos pentru sănătatea consumatorilor.

Rectificarea se efectuează în două trepte:

– o treaptă grosieră, pe o adâncime de 0,06-0,08 mm;

– o treaptă fină pe o adâncime de 0,01 mm, ambele efectuate cu pietre din carbură de siliciu cu duritatea minim 7 și granulația numărul 46 și 26.

Fiindcǎ măcinarea se face, în acest caz, mai mult prin presare decât prin frecare, viteza diferențială dintre tăvălugii unui pasaj este foarte mică (K=1 sau K=1,25-1,5), cazul vitezelor periferice egale corespunde situațiilor de aplatizare mai mult decât de măcinare (la pasajul de germeni). Datorita presării și încălzirii tăvălugilor, în timpul măcinării, apare fenomenul de aderență a unor produse ale măcinării pe suprafața de lucru a tăvălugilor. Înlăturarea acestora se face cu ajutorul unor dispozitive de răzuire (cele mai bune sunt dispozitivele cu cuțite din oțel special, dar sunt folosite și rame din lemn tare sau alt tip de dispozitive realizate prin înlocuire cu sisteme de periere, rezultatele, în aceste ultime cazuri, nefiind, deocamdată, concludente).

Construcția tăvălugilor, deoarece încălzirea acestora în procesul de măcinare este neuniformă, fiind mai puternică la capete (datorită transmisiei căldurii de frecare din lagăre), impune o teșitură sau conicitate în aceste zone. Pentru compensarea dilatărilor diferențiate, care pot duce uneori la oprirea măcinării, capetele tăvălugilor se polizează mai accentuat, forma reală fiind cea din figura 3.7.

Dimensiunile teșiturilor se stabilesc în funcție de lungimea tăvălugilor, astfel:

l=500 mm; d-d1 =0,026 mm; a=50 mm;

l=600 mm; d-d1 =0,038 mm; a=63 mm;

l=800 mm; d-d1 =0,05 mm; a=75 mm;

l=1000 mm; d-d1 =0,065 mm; a=85 mm;

Justificarea conicității tăvălugilor este dată și de neuniformitatea alimentării pe toată lungimea de lucru a tăvălugilor (la capete rămân neacoperite porțiuni de 20-30 mm, care se uzează mai încet decât porțiunea care macină permanent).

Această neuniformitate este determinată de necesitatea asigurării unei rezerve de lungime de lucru, care să preia surplusurile datorate neuniformității umidității, granulației și debitului materiei de măcinat.

3.2. Analiza mecanismelor cinematice ale utilajului și rolul lor în funcționarea acestuia

Pentru acționarea morilor cu cilindri se folosesc mai multe sisteme de acționare:

a. acționare centrală de la o transmisie principală acționată de un motor de mare putere (termic sau electric), prin intermediul unei transmisii secundare la fiecare mașină în parte (fig 3.8, a);

b. acționare pe grupuri de mașini care permite acționarea unui număr de 2-4 mori cu valțuri de la aceeași sursă de energie (fig 3.8, b);

c. acționare monobloc care permite folosirea unui spațiu montaj mic, folosind cuplaje cu discuri sau manșon între două mașini apropiate (fig 3.9, a);

d. acționare individuală care folosește pentru acționarea unei mașini unul sau două motoare așezate la același nivel cu mașina sau sub planșeu (fig 3.9, b). De la un cilindru la altul transmiterea mișcării se poate face prin angrenaje cu roți dințate, prin transmisii cu lanț sau cu curele late sau direct de la motoare.

Fig.3.8

Fig.3.9

Pentru cuplarea și decuplarea cilindrilor de măcinare ai morilor se pot folosi trei mecanisme de cuplare-decuplare: un mecanism mecanic manual, mecanismul hidraulic automat sau mecanismul electro-hidraulic.

În general un mecanism de cuplare-decuplare trebuie să asigure: așezarea în paralel a cilindrilor de măcinare; modificarea distanței dintre cilindrii de măcinare; cuplarea și decuplarea cilindrilor de măcinare (micșorarea, respectiv mărirea, bruscă a distanței dintre aceștia); cuplarea și decuplarea acționării cilindrilor de alimentare, la cuplarea și decuplarea cilindrilor de măcinare; permiterea trecerii unor corpuri mai mari și mai dure prin spațiul dintre cilindrii de măcinare.

În fig.3.10 este prezentată schema mecanismului de cuplare-decuplare semi-automat al morii cu cilindri VDI, iar in fig.3.11 este prezentată schema unui mecanism de cuplare-decuplare al morii cu cilindri VDA-1025. Mecanismul de cuplare-decuplare al morii VDI (fig.3.10) permite: reglarea paralelismului axelor celor doi cilindri în plan vertical cu ajutorul piulițelor 10 și 11; reglarea paralelismului axelor cilindrilor în plan orizontal cu ajutorul manșoanelor de reglare 12; reglarea distanței între cilindri, cu păstrarea paralelismului acestora de la manșonul 16; reglarea debitului de alimentare prin poziționarea corectă a clapetei 19, cu ajutorul șuruburilor 25 și 26; cuplarea și decuplarea automată a alimentării, prin intermediul manetei 14 și automată, de la cutia de comandă 17; cuplarea manuală a cilindrilor de la maneta 14.

Fig.3.10 –Mecanismul de cuplare-decuplare la moara VDI

1.14. ax și manetă de comandă; 2. cilindru rapid; 3. lagăr fix; 4. cilindru lent; 5. lagăr mobil; 6. articulație fixă; 7. pârghia lagărului; 8,9,10. tijă cu resort și piuliță; 11,12. tijă cu manșon de reglare; 13. excentrici; 15. articulație mobilă; 16. tijă; 17. cutie de comandă; 18. pârghie cu trei poziții ( decuplarea rapidă a alimentării, trecerea pe decuplarea automată, scoaterea din decuplarea automată); 19. clapeta de alimentare; 20,20’. pârghii; 21,22. tijă cu talere; 23. pâlnie de alimentare; 24. pârghie de ghidare; 25,26,27. șuruburi de reglare.

Fig.3.11-Mecanismul de cuplare-decuplarea la moara VDA-1025

1. cilindru de măcinare rapid; 2. cilindru de măcinare lent; 3. cilindru de alimentare inferior; 4. cilindru de alimentare superior; 5. transportor elicoidal; 6. articulație fixă; 7. brațul lagărului mobil; 8,9,10,11. tijă cu resort; 12. piesă articulată; 13. Manetă de reglare a paralelismului distanței dintre valțuri; 14,15. tije reglabile; 16. manetă de cuplare-decuplare manuală; 17. piesă cu excentric; 18. clichet; 19. buton de decuplare; 20. carcasa morii; 21. tirant; 22. cilindru hidraulic.

3.3. Calculul parametrilor principali ai utilajului propus

3.3.1. Stabilirea parametrilor constructivi principali ai cilindrilor de măcinare

Se stabilesc diametrul D și lungimea cilindrilor B.

D = 250 mm

B = 1000 mm

3.3.2. Elemente cinematice de calcul ( turații, viteze periferice, viteze unghiulare, viteze diferențiale etc.)

Turațiile cilindrilor de măcinare:

Se determină turațiile cilindrilor măcinători:

Se recalculează vitezele unghiulare, vitezele periferice și raportul k:

Calculul vitezelor periferice

Calculul vitezei diferențiale a fiecărei perechi de cilindrii de măcinare

Estimarea prin calcul a vitezei particulelor de material în zona de mărunțire

3.3.3. Calculul cilindrilor de măcinare (unghi prindere, diametru minim, lungime traseu mărunțire, parametri rifluri, număr rifluri în acțiune, timp de mărunțire etc)

Stabilirea distanței dintre cilindrii de măcinare conform pasajului tehnologic:

Calculul unghiului de prindere dintre cilindrii de măcinare și verificarea condiției de prindere:

Calculul diametrului minim al cilindrilor de măcinare și verificarea cu diametrul constructiv

Calculul lungimii traseului de prelucrare dintre cilindrii de măcinare L

În urma procesului de mărunțire particula de dimensiune d este adusă la dimensiunea e, acest lucru realizând-se pe arcul de cerc AC, de lungime L.

Stabilirea parametrilor exteriori ai riflurilor celor doi cilindrii de măcinare conform pasajului tehnologic

(unghiurile riflului, numărul specific de rifluri, înclinarea, poziția reciprocă a riflurilor)

unghiul de atac α (al tăișului): unghiul de atac β (al spatelui):

numărul de rifluri pe unitatea de lungime:

Calculul numărului de rifluri pe circumferința cilindrilor de măcinare și parametrii acestora

Pentru un număr specific de rifluri nrsp cunoscut, pe circumferința cilindrilor de măcinare vor fi Nr rifluri:

Pasul riflurilor t:

Adâncimea riflului H, variază de la un cilindru la altul în funcție de mărimea unghiurilor de atac α și β și de numărul de rifluri de pe suprafața cilindrului, respectiv pasul riflurilor:

Dimensiunea muchiei tăișului m:

Dimensiunea muchiei spatelui S:

Înclinarea riflurilor:

unde ψ=6º

Pentru ca particulele de material să nu alunece în lungul riflului este necesar ca unghiul de înclinare a riflului să satisfacă condiția:

Calculul numărului de rifluri de pe lungimea traseului de prelucrare (mărunțire) dintre cilindrii de măcinare, a numărului de rifluri care atacă particula și a timpului de mărunțire.

Numărul de rifluri de pe lungimea traseului de prelucrare se poate calcula cu relația:

Efectul de mărunțire se poate aprecia după numărul de rifluri de pe cilindrul rapid, care acționează asupra particulei în timpul trecerii acesteia prin zona de măcinare, considerându-se că riflurile de pe cilindrul lent au rolul de reținere a particulei. Acest număr se rifluri se calculează cu relația:

, unde τ este timpul cât particula se găsește în zona de lucru.

Numărul de rifluri de pe cilindrul rapid care atacă particula în zona de mărunțire este egal cu:

3.3.4. Calculul capacității de prelucrare a unei perechi de cilindrii măcinători și încărcarea specifică a acestora în 24 ore

Capacitatea de lucru a unei perechi de cilinddri de măcinare se poate determina cu relația:

Pentru capacitatea de lucru rezultată din calcul la primul pasaj se calculează coeficienții de umplere la pasajele 2 și 3.

Încărcarea specifică a morii:

3.3.5. Calculul cilindrilor de alimentare ai valțului (dimensiuni, rifluri, turații, viteze, traiectorii particule)

Stabilirea parametrilor constructivi ai cilindrilor de alimentare:

Diametrul

Lungimea

Calculul turațiilor și vitezelor cilindrilor de alimentare

Se determină vitezele periferice ale celor doi cilindri de alimentare, la fel ca la CM.

Calculul distenței de aruncare, a componentelor vitezei de cădere și traiectoriei particulelor

Poziția punctului de desprindere a particulelor de pe cilindru este dată de distența a față de planul orizontl ce trece prin centrul cilindrului, și poate fi determinată cu ajutorul relației:

Unghiul de desprindere a particulelor de pe cilindrul de alimentare:

Componentele vitezei periferice a cilindrului de alimentare, în punctul de desprindere a materialului dat de unghiul α, au valorile:

Se stabilesc ecuațiile parametrice ale traiectoriei particulelor de material prelucrate și ecuația generală a acesteia.

Ecuația parabolei pe care se deplasează particulele de material de la cilindrul de alimentare la cilindrul de măcinare inferior (lent) este dată de expresia:

Se stabilesc componmentele vitezei în punctul de contact cu cilindrul de măcinare lent și valoarea vitezei absolute a particulei la atingerea suprafeței cilindrului lent. În punctul d cădere, componentele vitezei particulei au valorile date de relațiile:

Distanța dintre punctul de desprindere a particulelor de pe cilindrul de alimentare și punctul de cădere pe cilindrul d măcinare lent:

Calculul timpului de zbor, vitezei și turației maxime a cilindrului de alimentare distribuitor

Timpul de zbor al particulelor se determină din ecuația de mișcare pe verticală:

Viteza particulei de material în momentul atingerii cilindrului de măcinare lent se determină din relația cunoscută:

De asemenea, viteza periferică maximă a cilindrului de distribuție se poate determina când desperinderea particulei de pe cilindru are loc în punctul A, pentru sinα=1, obținându-se:

Turația maximă posibilă a cilindrului de alimentare distribuitor este dată de relația:

3.3.6. Stabilirea altor parametri geometrici ai cilindrilor de alimentare și măcinare (suprafață, duritate etc)

Se determină de pe desenele de execuție: rugozitatea suprafețelor, duritatea, conicitatea la capete, grosimea peretelui tubului, diametrul interior.

3.3.7. Calculul puterii de acționare a fiecărei perechi de cilindri de măcinare si alegerea motorului electric

Numărul de semințe aflate la un moment dat în zona dintre cilindrii de măcinare poate fi determinat cu relația:

în care: L – este lungimea de lucru a cilindrilor

bs – lățimea unei semințe

ku – coeficient de umplere

ksi – coeficient de simultaneitate (se consideră ksi = 0.9)

Se stabilește forța normală de strivire a particulelor N ( pentru grâu ). Pentru sistemele de coordonate x1Ay1, respectiv x2By2, momentele forțelor care acționează asupra particulei, față de centrele celor doi cilindri O1 și O2, sunt:

Datorită faputlui că viteza periferică a cilindrului de măcinare rapid este mai mare decât viteza periferică a cilindrului de măcinare lent, în cazul cilindrilor cu sprafața riflată, se poate spune că , pentru că acționarea riflurilor celor doi cilindri asupra particulei este diferită.

Puterea necesară pentru acționarea fiecărui cilindru de măcinare, în situația în care se cunosc forțele rezultante pe cei doi cilindri, se obține cu relațiile:

Pentru cilindrii de măcinare acționați de un singur motor electric, mișcarea între doi cilindri transmițându-se prin angrenaj cilindric cu dinți înclinați, puterea de acționare se determină cu relația:

Admițând că reacțiunile și cunoscând că și ,atunci puterea necesară la mărunțire în cazul cilindrilor acționați de la un singur motor electric, se obține prin diferența între puterile celor doi cilindri de măcinare de pe un pasaj:

Se determină rezultantele forțelor care acționează asupra particulelor pe baza forței de strivire N ținând seama de unghiurile de frecare. Cunoscând și se pot determina momentele de torsiune pe fiecare cilindru de măcinare.

Pentru caclulul puterii morii cu valțuri, necesară la mărunțirea cerealelor, literatura de specialitate recomandă folosirea relației de mai jos:

Stabilirea corelației puterii P de mărunțirea a cilindrilor de măcinare și puterea motorului electric de acționare

Se alege motorul 132S cu turația la mers în gol de 1000 rot/min, ce dezvoltă o putere de 3 kW și o turație de 955 rot/min.

3.3.12. Prezentarea schemei cinematice finale și caracteristicile acesteia

Alegerea și verificarea curelelor:

Alegerea curelei trapezoidale și dimensionarea acesteia

Diametrul primitiv de curea trapezoidală Dp1=145mm.

Diametrul primitiv al roții conduse

Se alege Dp2=404mm.

Viteza periferică a roții conducătoare se consideră egală cu viteza de deplasare a curelei.

Alegerea distanței dintre axe A12, dacă nu este impusă din considerente geometrice, se adoptă în intervalul de valori:

Lungimiea orientativă a curelei se determină în funcție de distanța dintre axe și de diametrele primitive ale roților de curea:

Această lungime orientativă se standardizează:

Lp = 3150 mm

Se recalculează distanța dintre axe, rezolvând ecuația de gradul doi:

Unghiul dintre ramurile curelei γ

Unghiurile de înfășurare ale curelei pe roata conducătoare respectiv condusă β1, β2

Calculul preliminar al numărului de curele z0

Funcție de z se determină numărul final de curele:

Calculul angrenajelor cilindrice dintre cilindrii de măcinare:

Rapoarte de transmitere:

CAPITOLUL IV

4.1 Instrucțiuni tehnice de exploatare, întreținere, reglare a utilajului

Exploatare:

Acționarea cilindrilor de la motorul propriu, se realizează printr-o roată de curea montată pe arborele cilindrului nr. 3, iar între cilindri mișcarea se transmite prin intermediul unor roți dințate.

Produsul pătrunde în utilaj printr-un cilindru transparent de sticlă și acționează clapeta dispozitivului de alimentare, care se armează în vederea decuplării automate. În continuare, cu ajutorul unui grătar se separă impuritățile mari din masa produsului care ajunge apoi la cei doi cilindrii de alimentare: primul realizează dozarea, iar al doilea accelerarea în zona activă de lucru a primilor doi cilindri. Șrotul obținut după primul pasaj este dirijat cu ajutorul unor pereți spre pasajele al doilea și al treilea. Produsul măcinat este evacuat prin cădere liberă pe la partea inferioară a batiului care este prevazut cu o pâlnie de evacuare.

Cuplarea cilindrilor de zdrobire se face manual, iar decuplarea lor se poate realiza manual sau automat.

Întreținere:

Unul din factorii principali care asigură o bună funcționare a valțului este grija ce se acordă întreținerii și ungerii întregii mașini.

Întreținerea valțului

Întreținerea tehnică zilnică se execută înainte de începerea și pe parcursul schimbului de lucru și cuprinde următoarele operații:

-curățirea și controlul utilajului: se curăță cilindrii cu o perie, se controlează strângerea și asigurarea șuruburilor și piulițelor, verificându-se dacă nu s-au slăbit îmbinările filetate în interiorul batiului;

-verificarea nivelului de ulei în băile de ungere;

-pe parcursul lucrului se urmărește vizual și sonor funcționarea valțului pentru a se depista defecțiunile ce pot apărea și a se opri utilajul pentru remedieri;

Periodic se vor controla după oprirea funcționării valțului:

-întinderea curelelor de transmisie;

-integritatea arcurilor;

-strângerea șuruburilor de fixare;

Ciclul de revizii și reparații este: timp de staționare în reparații(zile)

Rt=6000ore 1

Rc1=6600ore 2

Rc2=13200ore 4

Rk=52800ore 6

Ungerea

În carcasele lagărelor cilindrilor de alimentare și cutiei de angrenaje se va introduce ulei mineral cu o vâscozitate de 2-10°E la 50°până la nivelul maxim al indicatoarelor de nivel. După rodaj uleiul se va schimba.

Rulmenții capsulați nu necesită ungere. Rulmenții mecanismului de cuplare alimentare și ai cilindrilor de alimentare se ung cu ulei prin barbotare. Rulmenții cilindrilor se vor unge atât la montaj, cât și periodic la 6 luni cu unsoare UM 175 LiCa 3 STAS 8789-88. Pentru ungere se demontează capacele lagărelor, se îndepărtează unsoarea veche, se introduce unsoarea nouă și apoi se remontează capacele.

Reglare:

Pentru buna funcționare a valțului se vor efectua urmatoarele reglaje și verificări:

-se realizează paralelismul cilindrilor prin reglarea lungimii tijelor mecanismelor de cuplare și reglare cilindri;

-se reglează distanța dintre cilindri cu ajutorul rozetelor de reglare ale acelorași mecanisme;

-se reglează poziția contragreutații clapetei de comandă astfel încât să basculeze la căderea produsului pe ea și revină în poziție orizontală la terminarea produsului;

-se reglează poziția camei pe exul clapetei de comandă astfel ca revenirea clapetei în poziție orizontală să asigure decuplarea mecanismului de cuplare cilindri, respectiv decuplarea cilindrilor;

-se ve regla poziția periilor, astfel ca apăsarea lor pe cilindru să fie minimă;

-se reglează forța de apăsare a cilindrilor prin comprimarea arcurilor elicoidale de pe ambele părți laterale ale batiului, din cadrul mecanismelor de cuplare cilindri și reglare a poziției cilindrului nr. 1.

Se consideră bună reglarea dacă în timpul măcinării nu se produce o comprimare suplimentară prin brațele lagărelor mobile;

-se reglează cantitatea de produs intrată în valț de la rozeta superioară din fața pâlniei de alimentare.

CAPITOLUL V

5.1 Norme de protecția muncii și PSI în cadrul unității de morărit și la lucrul cu utilajul

În timpul exploatării valțului se vor respecta următoarele reguli de protecția muncii:

-deservirea valțului se va face numai de personal calificat și instruit, care să cunoască bine construcția, tehnologia de lucru și funcționarea acestuia;

-întreținerea și repararea valțului se va face numai de personal calificat și instruit în acest sens;

-nu se admite exploatarea utilajului fără totalitatea elementelor instalațiilor electrice și mecanice în bună stare, utilizarea lui în cazul existenței unei defecțiuni punând în pericol atât personalul de deservire cât și utilajul;

-valțul se va lega în mod obligatoriu la pământ și la nulul de protecție;

-apăratoarea de protecție a grupului de acționare va fi vopsită în culoarea galbenă de securitate;

-orice intervenție la utilaj pentru reglare, ungere, curățire, întreținere sau reparații se va face numai după întreruperea alimentării cu curent electric;

-valțul se va porni numai după ce s-a constatat corecta asamblare a tuturor elementelor, strângerea șuruburilor, închiderea ușilor și ferestrelor utilajului, existența și montarea corectă a apărătorilor;

-zilnic se va verifica de către lăcătușul și electricianul de serviciu funcționarea utilajului urmărindu-se dacă nu apar bătăi sau frercări ale organelor în mișcare, funcționarea corectă a elementelor tabloului electric de comandă și integritatea cablurilor electrice, orice dereglări sau defecțiuni remediindu-se imediat pentru a nu se produce accidente sau distrugeri.

În timpul fucționării valțului se interzice:

-demontarea apărătorilor;

-reglarea cilindrilor;

-urcarea pe valț;

-orice intervenție cu mâna sau cu obiect la oricare din mecanismele în mișcare;

-deschiderea capacului pentru scoaterea impurităților mari.

Beneficiarul va afișa la locul de muncă regulile de protecția muncii specifice sectorului de activitate, inclusiv cele cu caracter general, instruind personalul de deservire și întreținere a valțului în vederea respectării lor.

CAPITOLUL VI

6.1 Ansamblul general al utilajului

6.2 Sistem de acționare

6.3 Secțiune prin valțuri

6.4 Schema sistemului pneumatic de acționare

6.5 Schema convențională a instalației de acționare pneumatică