Utilaje pentru dozarea componentelor aluatului 22

3. UTILAJE PENTRU DOZAREA COMPONENTELOR ALUATULUI

3.1. Utilaje pentru dozarea finii

Datorit proprietilor fizico-mecanice diferite de ale altor materiale (unghiul

de taluz natural i de frecare intern foarte mare), dozarea finii este o operaie care se realizeaz greu deoarece fina are mas specific ce variaz n limite largi, este antrenat foarte mult de cureni de aer, curge greu, se ncarc cu electricitate static.

Dozatoarele de fin, utilizate n panificaie pot fi clasificate astfel: a) dup metoda de dozare

- volumetrice - gravimetrice - mixte

b) din punct de vedere al procesului tehnologic realizat - cu funcionare discontinu - cu funcionare continu

c) din punct de vedere al nivelului de automatizare - cu comand manual - cu comand semiautomat - cu comand automat

3.1.1. Dozatoare cu funcionare discontinu Dozatoarele de fin cu funcionare discontinu, lucreaz pe principii

gravimetrice, fina cntrindu-se n arje . n funcie de faza tehnologic

(prosptur, maia, aluat), de modul de preparare (direct sau n dou faze) i de capacitatea cuvei, cantitatea de fin poate varia n limite destul de largi. Aceste dozatoare se compun, n general, dintr-un recipient suspendat pe cuite de cntar i prghii, care se poate echilibra cu ajutorul unui sistem de comparaie (cu bra variabil sau cu unghi variabil).

n fig.3.1 s-au notat [4]: G1 - greutatea recipientului de fin

G2 - greutatea sistemului de comparare Gf - greutatea finii din recipient

Fig.3.1. Dozator cu bra variabil

Procese i utilaje pentru panificaie 23

Urmrind fig.3.1, se poate scrie c momentul de comparare Mc este egal cu: FLLGGM fc 211 )( =+= (3.1)

de unde rezult c fora F aplicat sistemului este:

( )2

11 L

LGGF f+= (3.2) Conform aceleiai scheme, momentul indicat Mi poate fi calculat cu relaia:

322 FLLGM i == (3.3) Fora F preluat de sistemul de cntrire, este egal, n acest caz ,cu:

32 L

LGF i= (3.4) Egalnd expresiile forei F, din cele dou relaii, rezult la echilibru, greutatea finii care trebuie dozat: GLL

LLGG if 131

22 = (3.5)

de unde se obine c: )(LG if f= pentru c: L1, L2, L3 = constant.

Pentru sistemul de comparaie cu unghi variabil (fig.3.2), momentul indicat va fi egal cu 4:

Fig.3.2. Sistem de comparare cu RRRGM Fi 2 11122 '.)cos( == (3.6) unghi variabil de unde rezult greutatea finii Gf

care trebuie dozat:

GLL

RRRGG f 1

1

2

1

122 2

cos = (3.7)

n acest caz, greutatea finii este dat de valoarea unghiului : )(fG f = . Majoritatea dozatoarelor de fin au astzi sistem de comparaie cu unghi

variabil, prevzut cu sisteme de amplificare a unghiului , citibil n gradaii proporionale pe un cadran circular, direct n uniti de mas. n fig.3.3 este prezentat schematic dozatorul de fin, model Independena - Sibiu, prevzut cu sistem de comparare cu unghi variabil [4].

Dozatorul este format dintr-un recipient de dozare 1, alimentat pe la partea superioar cu ajutorul unui transportor elicoidal 10, care este pus n funciune la comanda operatorului, dar se oprete automat atunci cnd sistemul de comparaie este echilibrat de greutatea finii din recipient. n momentul evacurii finii prin deschiderea clapetei 7, de la partea de jos a recipientului, la partea superioar a acestuia se formeaz o depresiune, care antreneaz prin conducta de legtur 8, aerul din seciunea inelar 9, format prin dublarea tubului de evacuare. Prin aceasta se mpiedic prfuirea cu fin a mediului nconjurtor.

Pentru dozarea alternativ a dou cantiti de fin diferite, aparatul se doteaz cu dou traductoare de poziie i dou butoane de comand (pentru maia i

Utilaje pentru dozarea componentelor aluatului 24

aluat). O golire sigur a recipientului se asigur atunci cnd aparatul este dotat cu un sistem de vibrare a tremiei de evacuare.

Fig.3.3. Schema constructiv a dozatorului de fin Independena - Sibiu 1.recipient de dozare a finii; 2.tub flexibil de legtur (ciorap); 3,4.prghiile sistemului de dozare; 5.cuplaj de legtur; 6.sistem de comparaie; 7.clapeta de evacuare; 8.conducta de legtur; 9.seciune inelar; 10.extractor de celul; 11.puncte de sprijin ale recipientului

3.1.2. Dozatoare cu funcionare continu

Aceste dozatoare funcioneaz, de obicei, pe principii volumetrice, dei

dozele se calculeaz pe baz de mas, i deservesc instalaii de frmntare continu a maielei i aluatului. Sunt, n general, instalaii de transport (nec, band) sau de transfer (ecluze), la care debitele se regleaz fie prin modificarea turaiei, fie prin modificarea coeficientului de ncrcare [2, 4, 6].

Un astfel de dozator este dozatorul cu band, prezentat schematic n fig.3.4.

h

Fig.3.4. Schema de principiu a dozatorului cu band

1.co (plnie) de alimentare; 2.ibr de reglare; 3.transportor cu band; 4.reductor; 5.motor electric.

Capacitatea de lucru (debitul) a benzii se calculeaz cu relaia: [ ]skgbhvQ /= (3.8)

Procese i utilaje pentru panificaie 25 unde: v este viteza benzii, iar - densitatea finii.

n cazul n care b, v, sunt constante atunci, debitul Q = f (h). n practic exist i dozatoare cu band care funcioneaz pe principii

gravimetrice (suspendate pe un cntar). Din categoria dozatoarelor cu funcionare continu face parte i dozatorul cu

spir elicoidal cu pas variabil, a crui schem este prezentat n fig.3.5. Fig.3.5.Dozator cu spir

elicoidal cu pas variabil M motor electric; V variator de turaie; R reductor.

Capacitatea de dozare a acestui dozator poate fi calculat cu relaia:

]/[)(4

22 skgknkpdDQ au = (3.9) n care: D, d reprezint diametrele exterior i interior ale spirei elicoidale; p pasul spirei; ku coeficientul de umplere a carcasei spirei; ka coeficient de avans axial al materialului.

Pentru valori constante ale lui D , d, ku i ka, debitul dozatorului Q = f(n), ceea ce arat c poate fi reglat prin modificarea turaiei spirei, lucru care se poate realiza cu ajutorul variatorului de turaie V.

Pentru mrirea preciziei la aceste dozatoare se pot folosi spire cu pas sau/i diametru variabil, realizndu-se astfel o pomp volumic cu roi dinate i dini elicoidali.

Din aceeai categorie de dozatoare face parte si dozatorul cu disc rotativ, prezentat n schema din fig.3.6. Din figur se observ c, n situaia n care tubul telescopic 2 este ridicat la o nlime h fa de discul rotativ 4, materialul (fina) existent n plnia de alimentare 1, se va dispune sub un unghi cu orizontala care este aproximativ unghiul de taluz natural al materialului. De aici rezult:

tghDR +=

2 (3.10)

Prin deplasarea pe vertical a tubului telescopic 2, se poate modifica raza R a bazei conului de fin format cu discul rotativ 4. Racheta fix 3 evacueaz fin cu un debit care, pentru , n, - constante, este o funcie de R.

Q = f(R) Q = f (h)

Utilaje pentru dozarea componentelor aluatului 26

Fig.3.6. Schema dozatorului cu disc rotativ 1.plnie de alimentare; 2.tub telescopic; 3.rachet fix; 4.disc rotativ

3.1.3. Dozatoare de fin cu micare intermitent Dozatoarele cu micare intermitent sunt constituite tot din utilaje de

transport sau transfer la care reglarea debitului se face prin reglarea unghiului de rotaie . Astfel pentru o rotaie complet a arborelui de acionare cu 360, arborele rotorului dozator se rotete numai cu unghiul

Procese i utilaje pentru panificaie 27

n zona de aciune a clichetului, exist piesa de reglaj 9, care se fixeaz, la carcas, n poziia dorit, prin urub pe orificiul alungit 10. Aceast pies (cam) prezint dou suprafee sub form de sector de cerc de raze R1 i R2. n anumite poziii clichetul este mpiedicat prin bolul 8 montat lateral pe clichet, s vin n contact cu roata dinat (pe sectorul de raz R2). Cnd clichetul se mic n dreptul suprafeei de raz R1, atinge dinii roii i o cupleaz. Prin aezarea piesei 9 n diferite poziii prin punctul de racordare ntre segmentul de raz R1 i R2, unghiul de reglaj poate fi mprit n dou unghiuri: - unghiul activ i - unghiul de alunecare. Cum + = = constant, dozatorul poate fi reglat ntre dou limite: - doza maxim (100%) ; = 0 i = - doza minim (0 % ) ; = i = 0.

Ecuaia general a debitului unui astfel de dozator se poate scrie astfel:

our

nkVQ360= (3.11)

unde: Vr este volumul de material corespunztor unei rotaii complete a rotorului cu palete (a ecluzei); ku - coeficientul de umplere; n - turaia axului de comand.

Dintre toate dozatoarele de materiale solide pulverulente (fin), cele gravimetrice sunt cele mai precise, fiind influenate cel mai puin de proprietile finii. Pentru c modificrile umiditii i electricitatea static a finii pot influena calitatea operaiei de dozare, trebuie ns folosite la evacuare sisteme de vibrare.

La dozatoarele volumetrice, factorul dominant este masa specific a finii, care variaz n limite mari. Fr o instalaie de afnare sau de presare, aceste dozatoare nu pot asigura precizia necesar la prepararea aluatului n flux continuu.

3.2. Utilaje pentru dozarea lichidelor

Cantitatea de ap i temperatura ei sunt factori tehnologici importani n procesul de preparare a aluatului. Raportul fin ap influeneaz eficiena economic a procesului tehnologic de panificaie, proprietile fizice ale aluatului i calitile produsului finit.

Temperatura apei este mijlocul prin care se realizeaz temperatura amestecului fin ap, influennd viteza reaciilor enzimatice, natura i intensitatea proceselor microbiologice.

Prin operaia de dozare a apei se urmrete realizarea bilanului de materiale i bilanul termic al operaiilor de amestecare i formare a aluatului.

Obinerea apei calde la temperatura dorit presupune existena unuia din urmtoarele cazuri:

a. amestecarea apei reci i apei calde ntr-un rezervor tampon (cuv); b. rezervor tampon termostatare; c. termoregulatoare de ap montate pe conductele de alimentare a dozatoarelor; d. dozarea cu instalaii de nclzire.

Dozatoarele pentru lichide (ap) pot fi: discontinue; continue; pulsatorii.

Utilaje pentru dozarea componentelor aluatului 28

3.2.1. Dozatoare cu funcionare discontinu Din categoria dozatoarelor cu funcionare discontinu fac parte: debitmetrele

i vasele de msur (cu tije de reglare sau cu termoreglare) [4,6,9,15]. n fig.3.8 este prezentat un dozator cu debitmetru.

Fig.3.8. Dozator cu debitmetru 1.conducta de dozare; 2.sursa de ap termostatat; 3.termometru de control; 4.ramificaie pentru controlul temperaturii; 5.debitmetru cu contact reglabil; 6.van electro-magnetic

normal nchis; 7.van cu comand manual; 8.tablou de comand

Dup verificarea temperaturii apei n ramificaia 4, operaia de dozare se declaneaz manual, de la tabloul de comand i se oprete automat prin contactul reglabil cu van electromagnetic. n fig.3.9 sunt prezentate unele vase de msur existente n exploatare, n unitile de panificaie. Aceste vase se monteaz pe supori, deasupra frmnttoarelor pentru ca apa s cad direct n cuva acestora. Sunt dozatoare simple, ns, datorit rcirii conductelor i vaselor, pot exista cderi de temperatur n timpul ct nu se face dozarea apei. Toate operaiile se realizeaz manual, precizia de dozare depinznd de atenia i corectitudinea operatorului.

Fig.3.9. Vase de msur: cu tub de nivel (a), cu plutitor (b), cu termoreglare (c) 1.racord de ap cald termostatat; 2.conducta de splare;

3.conducta de preaplin; 4.termometru colar

Procese i utilaje pentru panificaie 29

La vasul de msur din figura 3.9.c, reglarea temperaturii apei se face prin termoreglare pe baza diferenei dintre densitile apei reci i apei calde.

Vasele de msur cu termoreglare pot dota instalaiile de dozare semiautomat a apei realiznd totodat i reglarea temperaturii acesteia.

3.2.2 Dozatoare cu funcionare continu Dozatoarele de lichid cu funcionare continu, se ataeaz la agregatele de

preparare continu a aluatului sau a maielei. Ele pot asigura un debit continuu de lichid sau cu discontinuiti funcie de modul i durata de frmntare, fr ns a crea variaii de umiditate n aluat.

Dozatoarele cu debit continuu funcioneaz pe baza a dou principii, dup modul de reglare a debitului, care rezult din formula debitului [4]:

vSQ .= sau HgSKQ = 2 (3.12)

Astfel: - pentru H = constant Q = f (S) - pentru S = constant Q = f ( H )

Fig.3.10. Scheme de principiu pentru dozatoarele cu funcionare continu Ca dozatoare cu funcionare continu se pot folosi i pompe centrifugale

care refuleaz lichidul printr-o conduct pe care se afl instalat o rezisten variabil (drosel), care regleaz debitul. Acestea trebuie verificate i etalonate periodic.

3.2.3. Dozatoare pulsatorii pentru ap

Datorit faptului c aceste dozatoare au elemente n micare (roi cu cupe, mecanisme n micare de translaie), ele creeaz senzaia de siguran, de bun funcionare.

Aceste dozatoare pot fi: cu membran (peristaltic); electrice (cu pulsaii, cu vane electromagnetice); cu cupe cu micare de rotaie [4].

Dozatorul peristaltic cu membran, prezentat n fig.3.11, funcioneaz pe principiul pompelor volumice cu piston cu simplu efect.

Utilaje pentru dozarea componentelor aluatului

30

t, min

8

Fig.3.11.Dozator peristaltic cu membran 1.camer de dozare; 2.membran elastic; 3.tij de legtur; 4.resort; 5.urub de reglare a cursei;

6.rol de acionare; 7.roat melcat; 7.cap de urub (suprafa plan); 8.pinion melcat. Pentru un ciclu de funcionare, n camera de dozare se aspir i se refuleaz

lichid al crui volum este proporional cu valoarea cursei C executat de membrana elastic 2. Aceast membran este acionat de rola 6, aflat pe roata melcat 7, prin intermediul urubului 5, al tijei 3 i al resortului 4. Cursa activ a membranei se poate regla de la urubul 5, ntre o valoare maxim C i valoarea zero.

Pentru poziia "a" a suprafeei 7, membrana execut o curs complet, n timp ce pentru poziiile "b" i "c", numai fragmente de curs. Astfel pentru o rotaie complet a roii melcate (de perioad 2 ), debitul de lichid are o variaie pulsatoare sinusoidal, cantitatea de lichid obinut fiind proporional cu fragmentul de curs parcurs de tij i membran, pentru poziia n care se afl suprafaa 7(Ca, Cb, Cc, Co).

Pentru o suprafa activ S a membranei i o turaie n, a roii melcate 7, acionat de pinionul melcat 8, dozatorul realizeaz un debit orar egal cu:

]/[..60 3 hmnCSQ ih = (3.13) Avnd n vedere c suprafaa S i turaia n sunt constante, rezult c reglarea debitului se poate realiza numai prin modificare cursei C a membranei: Q = f(C).

Pentru ca dozatorul s poat fi folosit i la dozarea lichidelor corosive, carcasa 1, supapele i membrana se construiesc din mase plastice anticorosive.

Procese i utilaje pentru panificaie 31

Dozatorul cu cupe n micare de rotaie, prezentat schematic n fig.3.12, este alctuit dintr-un vas cu nivel reglabil 1, n care se nvrte cu o turaie constant rotorul cu cupe 2, care se golesc n plnia colectoare exterioar 4, prin canalele 3, imediat ce depesc planul orizontal ce trece prin axa de rotaie a rotorului.

Volumul lichidului ce intr n cup se poate regla prin nivelul lichidului din vas ntre limitele H1 i H2. Exist dozatoare de acest tip la care debitul se regleaz prin variaia capacitilor cupelor, prin scoaterea n afar sau introducerea, cu ajutorul unui urub a unor volume pline.

Fig.3.12. Dozator cu cupe n micare de rotaie 1 - vas cu nivel reglabil al apei; 2.cupe; 3.canal de golire a cupelor;

4.plnie de evacuare a apei; Dozatorul are un debit discontinuu (pulsator), care poate fi determinat cu relaia:

]/[..60 3 hmnzVQ c= (3.14) n care: V este volumul lichidului dintr-o cup (m3); zc numrul cupelor de pe rotor; n turaia rotorului cu cupe; 60 coeficient de transformare orar.

Dac n i zc sunt constante, atunci debitul dozatorului poate fi reglat numai prin modificarea volumului util al unei cupe: Q = f (V).