MRUNIREA

DEFINIRE I SCOP

Materiile prime, produsele intermediare (semifabricate) sau produsele finite din industria alimentar se prezint adesea la dimensiuni care impun reducerea acestora, fie n scopul accelerrii realizrii unor faze tehnologice, fie pentru obinerea unui anumit produs din materia prim prelucrat, pentru facilitarea comercializrii produsului, sau pentru aducerea la o form dorita (tabelul 1). Mrunirea se definete ca operaia de divizare, avnd ca scop reducerea volumului individual al particulelor materiale sub aciunea forelor mecanice sau hidraulice, materialele supuse marunirii putndu-se prezenta initial n stare solid, lichid sau gazoas. Denumirile specifice ale operaiei sunt prezentate n tabelul urmator. Scopul operaiei Exemple de utilizare

Accelerarea operaiior fizice i Creterea suprafeei de contact interfazic Dizolvri, nclzire, rcire, uscare, extracie etc.

Accelerarea operaiilor chimice si biochimice Prealabil hidrolizei acide sau enzimatice a amidonuluietc.

Separarea constituenilor dintr-un aglomerat Mcinarea cerealelor, tranarea, dezbrobonirea

Obinerea de amestecuri omogene Omogenizarea, emulsionarea. amestecarea compuilor solizi pentru produse tip instant etc.

Reaiizarea fineii necesare obinerii unor caliti senzoriale dorite Conarea ciocolatei, rafinarea unor paste alirnentare etc.

Obinerea de amestecuri granulometrice de volum convenabil (eventual minim) pentru necesiti de prelucrare, ambalare, transport, consum Obinerea de mixturi alirnentare pulverulente(condimente. produse instant etc.)

Denumiri specifice ale operaiei de mrunire

Starea materialului Denumirea

Solid (Denumirea particular este determinat de dimensiunea iniial a particulei, modul de realizare a mrunirii i maina folosit) Sfrmare, spargere, concasare, dezintegrare, mcinare, tiere, tocare, aplatizare, zdrobire etc.

Lichid Emulsionare, pulverizare, omogenizare

Gazoas Dispersare

Procedeele de realizare a operaiei de mrunire se aleg i n funcie de urmtoarele dou aspecte: caracteristicile fizice ale materialului i de dimensiunile iniiale i finale ale entitilor fizice. n funcie de modul n care se transmite energia de deformaie entitilor fizice primare se deosebesc urmtoarele procedee de mrunire: solicitare cvasistatic prin comprimare i frecare i prin ncovoiere; solicitare prin forfecare; solicitare prin impact; solicitare prin energia transmis de mediul nconjurtor. Comprimarea i forfecarea sunt dou moduri de solicitare des utilizate n operaii de reducere a dimensiunilor corpurilor solide. Procedeul de realizare a operaiei de tiere se alege n funcie de caracteristicile fizice ale materialului, de dimensiunile iniiale i finale ale elementelor structurale ale produselor agroalimentare. Pentru un material dat se va alege acel procedeu de tiere care necesit cel mai redus consum de energie i care asigur un maxim ritm de procesare. n cadrul procesului de tiere suprafeele organelor active ale echipamentelor tehnice pot solicita elementele structurale n mod individual sau colectiv. Rezistena la tiere este o proprietate proprie fiecrui produs agroalimentar. Distrugerea integritii produselor agroalimentare prin tiere se realizeaz solicitnd materialele la forfecare prin intermediul a dou corpuri, din care cel puin unul prezint o muchie tietoare. Materialele ce urmeaz a fi mrunite prin tiere sunt aduse n dreptul muchiei tietoare.

FACTORII CARE INFLUENTEAZ MRUNIREA Mrunirea solidelor este mult mai frecvent utilizat i este mult mai important datorit marilor cantiti de materii prime i produse prelucrate i consumului considerabil de energie, din care totui numai o mic parte (0,1 -0,2%) se consum efectiv pentru invingerea forelor de coeziune, restul disipndu-se inutil sau chiar duntor sub form de cldur. Factorii principali care influeneaz operaia de marunire sunt prezentai n tabelul 3.

Tipul factorilorFactorii

Factori referitori la materialul iniial supus mrunirii Cantitatea sau debitul; Granulometria sistemului polidispers initial; Temperatura de topire Duritatea;Umiditatea;Elasticitatea i plasticitatea Sensibiiitatea termic i chimic; Agresivitatea chimic

Factori referitori la produsul obinut prin mrunire Forma i structura particulelor; Granulometria sau mrimea produsului; Suprafaa specific; Densitatea n vrac; Tendina de aglomerare a particulelor

Factori referitori la maina de mrunit Modul i durata de aciune asupra materialului; Temperatura de lucru; Gradul de mrunire; Uzura suprafefelor de mrunire; Impurificarea produsului mrunit

Factori referitori la instalaia de mrunire Numrul treptelor de mrunire; Tipul de transport al materialulul

Factori generali referitori la operaia de mrunire Consumul energetic specific; Costul operaiei; Costul manoperei; Tipul de marunire (uscata sau umed)

GRAD DE MARUNIRE. TREPTE DE MRUNIRE Gradul de mrunire, m, se definete ca raportul dintre mrimea (diametrul) medie a particulelor materialului iniial, D, si mrimea (diametrul) medie a particulelor materialului rezultat ca efect al marunirii, d: m=D/d Atunci cnd gradul de marunire total (considerat ca raport ntre mrimea particulei iniiate i finale) este prea mare, pentru a se obine ntr-o singur operaie de mrunire se recomand mrunirea n mai multe trepte, gradul de mruntire total fiind produsul gradelor de mrunire pe fiecare treapt.Pentru industria morritului, n mod expres, gradul de mrunire se definete i ca raport ntre suprafaa nou creat i suprafaa iniial a particulei:m'= Sf - Si / Siunde: Si este suprafaa iniial a particulei; Sf suprafaa final a particulelor rezultate prin divizarea particulei iniiale.

Tipul de mrunireDimensiunile maxime ale bucilor sau particulelor, mm

Materialul iniial supus mrunirii Materialul final rezultat prin mrunire

Mrunire grosier Mrunire medie Mrunire fin Mcinare obinuit Mcinare coloidal 1300-200 140-50 50-10 25-3 sub 0,1 75 250-40 40-10 10-1 0.4 sub 0,0001

Organele specifice de lucru a mainilor de mrunit Cnd organele de lucru acioneaz asupra unui corp solid, acesta sufer deformri de natur elastic sau plastic n funcie de caracteristicile materialului. Deoarece deformaia atinge o anumit valoare limit determinat de natura i structura solidului (rezisten mecanic), materialul i pierde integritatea de-a lungul anumitor plane (plane de deformare). n orice operaie de mrunire sunt implicate fore de toate felurile avnd diferite valori. La evaluarea randamentului unei operaii de mrunire trebuie s fie luate n considerare dou aspecte: dimensiunea fragmentelor obinute din materialul prelucrat i energia consumat n acest proces [Zeki Berk, 2009]. Mrunirea prin tiere se aplic unor produse cu consisten cuprins ntre moale i semidur precum i unor materiale fibroase. Produsul obinut prin operaia de tiere este un amestec de entiti fizice ale cror caracteristici sunt definite prin dimensiunile i forma lor. Mrunirea prin tierea este operaia de reducere a dimensiunilor materialulu primar bazat pe aciunea muchiilor ascuite ale unor elemente mobile (cuite, lame). Tipul cuitelor care se pot monta pe toba mainii de tiat (fig.1) se aleg n funcie de natura materialului care trebuie mrunit i de destinaia materialului mrunit. Termenul de tiere este de obicei rezervat pentru operaiile din care rezult elemente structurale cu form destul de regulat (cuburi, felii, juliene), n timp ce termenul de mrunire este utilizat pentru cazul n care dimensiunile acestor elemente sunt aleatoare. Tierea este realizat de cuite aflate n micare discontinu liniar a tiului sau de rotaie sau n micare ciclic alternativ (cu forma liniar fig.2, a i b, curb cu ascuire pe exterior fig. 2,c sau pe interior fig. 2,d, avnd muchia continu sau zimat cu ascuire unilateral - fig. 2, e i f).

Fig.2. Tipuri de cuite utilizate pentru realizarea operaiei de tiere: cuite disc (a i b), cuite cu form curb cu ascuire pe exterior (c) sau pe interior (d), cuite band (e i f).

Muchia tietoare poate fi continu (fig 1,a), dinat (fig.1,b) sau cu scafe (fig. 1,c). Cuitele sunt fixate n elementul de antrenare al mainii n lcauri speciale. Forma bucilor rezultate dup tiere depinde de configuraia geometric a cuitului, de modul de ascuire i de poziia cuitului fa de materialul ce urmeaz a fi tiat. Pentru obinerea de cuburi tierea este realizat de-a lungul a trei plane reciproc perpendiculare, materialul fiind tiat prima oar n felii, n a doua etap, feliile sunt tiate longitudinal pentru producerea benzilor (fiilor, panglicilor), iar n a treia etap, benzile sunt scurtate pentru producerea cuburilor [Zeki Berk, 2009].

Fig.1. Cuite utilizate pentru realizarea operaiei de mrunire: a) cu ti drept continuu;b) cu ti drept canelat;c) cuit cu scafe;i unghiul de ascuire al cuitului

MAINI DE MARUNIT. Clasificarea mainilor de mrunit Mainile de mrunit definibile ca maini care transform energia mecanic n energie de suprafa, n funcie de natura materialului supus marunirii, se clasific n doua mari grupe: maini de tiat i maini de mrunit propriu-zis. Clasificarea acestora este prezentat n tabelul 3.

Criteriul de clasificare Tipul mainii Denumiri. Caracteristici

1 2 3

M3?ini de tSlat

Dup tipul de cuit utilizat Cu cuite-discCu cuite plane Cu cuite stea Cu alte tipuri de cuite

Dup mrimea bucilor tiate Pentru tiere n buci mari Pentru tiere n buci medii Pentru tiere n buci mici Pentru tiere fin (tocare) Fierastraie: lam, disc, band, circular Masini cu cuite i sit Volfuri, maini de tiat cuburi Cutere, mori coloidale, mori cu bile etc.

Dup construcia i modul de montare a cuitelor Cu cuite montate pe discuri rotative Cuite plane de diferite forme

Centrifugale (cu cuite plane) Tierea se face sub aciunea forei centrifuge

Cu cutite montate pe arbori rotativi Pentru tiat legume Fierstraul circular

Cu cuite disc Cuterul

Cu cuite plane de diferite forme Fierstraul plat (lamelar)

Cu cuite stea Volful

Cu mai multe tipuri de cuite Maina de tiat slnin

Dup gradul de marunire a materialalui pentru concasare primar m = 3-4 D= 1500 - 300 mm; d= 300 -100 mm

Pentru concasare secundara m=5-7 D = 100 - 25 mm; d = 25 - 5 mm

Pentru mcinarea materialelor dure Grosier m= 10 D = 5-0.8 mm; d~ 0.5 -0.08 mm

Fin m = 15 D = 1,2-0,15 mm:d=0,06-0.01 mm

Pentru dezintegrarea materialelor moi Grosier m = 20 D = 12,5- 1.7 mm; d= 0,6 -0,08 mm

Fin m = 50 D = 4- 1,5 mm; d= 0,1 -0.01 mm

Dup vileza relativ a organulul de marunire Cu vitez relativ mic Cu vitez relativ medie Cu vitez relativ mare

Dup principiul de funcionare i caracteristicile constructive Concasoare Concasoare cu fIci Mori cu cilindri

dori chiliene (colerganguri)

Mori prin lovire Mori cu ciocane Mori cu bile Dezintegratoare Mori cu discuri

Maini de tiat

Mainile de taiat n buci mari, specifice industriei crnii, cuprind:- fierastrul mobil lamelar;- fierstrul electric mobil circular pentru despicat carcase;- fierstrul electric mobil lamelar pentru taiat costi;- fierstrul electric circular pentru tiat oase;- maina de scos orici;- maina de decalotat capni.

Fig. 3. Fierstru mobil lamelar:1-pnza; 2-captul liber al fierastraului; 3-su portul pnzei; 4-carcasa fierstrului; 5-arti culatie; 6 - biel-manivel

Fig.4. Fierstru circular staionar:1-plac apratoare de protecie; 2- mas;3 - sistem de presare; 4 - aprtoare; 5 - sistem de gresare; 6- pnz disc.

Pentru unitile de panificaie sunt specifice mainile pentru divizat aluat, atat pentru fabricarea painii, cat i a specialitatilor de franzelarie (fig.5).

Fig. 5. Maina de divizat aluat MDA:1 - batiu incluznd sistemul de antrenare; 2 - plnie de alimentare; 3-dispozitiv de divizare aluat; 4-melc; 5-banda transportoare pentru aluat divizat.

Pentru tiat n buci medii i mici se folosesc maini specifice nu numai industriei crnii, ci i industriei conservelor vegetale, zahrului i unitilor de alimentaie public, cum ar fi:- volful pentru mrunirea (tierea) grosier a crnii sau slninii;- maina de tocat carne;- concasorul de oase;- maina de tiat cuburi;- masina de tiat legume;- maina de tiat vrfuri la psti de fasole;- masina de tiat psti de fasole;- maina de tiat felii;- maina de taiat sfecla de zahr.

Maini de mrunit propriu-zise Mori cu cilindri Dup principiul de funcionare i caracteristicile constructive, mainile de mruntit propriu-zise se mpart n concasoare, mori chiliene i mori prin lovire.Concasoarele, granulatoarele i morile cu cilindri sunt cele mai utilizate n industria alimentar, fiind necesare n aproape toate subramurile sale i sunt cunoscute sub numele de valuri. Distana dintre suprafaa periferic a celor doi cilindri care lucreaz n pereche, rotindu-se n sens de ntmpinare, este condiionat de dimensiunea maxim a particulelor obinute prin marunire. Cilindrul sau tvlugul, dup forma suprafeei sale exterioare, poate fi neted, striat (cu rifluri), cu dini sau coli, n funcie de scopul urmrit: strivire (compresiune), tiere, rupere, frecare sau efecte combinate.Dac suprafaa cilindrilor este neted i raportul vitezelor lor periferice unitar, marunirea se realizeaz prin strivire la presiune constant; acest caz corespunde, pentru materialele moi, mai ales operaiei de aplatizare (de exemplu pentru obinerea paietelor pentru extracie n industria uleiului, pentru obinerea fulgilor de cereale, pentru degerminare etc.).Cnd suprafaa cilindrilor este striat, prezentnd rifluri, efectului de strivire i se adaug cel de tiere, dac raportul vitezelor periferice este unitar, si cel de rupere, dac raportul vitezelor periferice este diferit de unitate; n acest ultim caz, suprafaa cilindrilor poate fi dotat cu dini sau coli. Valurile dotate cu asemenea cilindri folosesc propriu-zis la mrunire (mcinare sau granulare-rotare). Dac suprafaa cilindrilor este neted i raportul vitezelor lor periferice unitar, marunirea se realizeaz prin strivire la presiune constant; acest caz corespunde, pentru materialele moi, mai ales operaiei de aplatizare (de exemplu pentru obinerea paietelor pentru extracie n industria uleiului, pentru obinerea fulgilor de cereale, pentru degerminare etc.).Cnd suprafaa cilindrilor este striat, prezentnd rifluri, efectului de strivire i se adaug cel de tiere, dac raportul vitezelor periferice este unitar, si cel de rupere, dac raportul vitezelor periferice este diferit de unitate; n acest ultim caz, suprafaa cilindrilor poate fi dotat cu dini sau coli. Valurile dotate cu asemenea cilindri folosesc propriu-zis la mrunire (mcinare sau granulare-rotare). Conform celor afirmate anterior, valul poate realiza patru operaii principale: rotarea (fragmentarea particulelor mari n particule mai mici, cu evitarea obinerii de pulbere), desfacerea (desprinderea anumitor fraciuni dintr-un agregat), mcinarea (mruntirea fin propriu-zis) i aplatizarea (laminarea particulelor).Cilindrii sau tvlugii sunt organe mobile, masive, dispuse orizontal, care lucreaz n pereche.Vrful riflului este rotunjit pentru a nu se tirbi, ca i fundul canalului riflului, pentru a nu se nfunda.Pentru a genera o multitudine de puncte active de tiere (frecare), riflurile sunt nclinate fa de generatoare cu 10 - 20. Aceast nclinare, numita drall, poate fi pe stnga sau pe dreapta.n funcie de scopul urmrit, dispunerea relativ a riflurilor - perechii de tavlugi poate fi: T/T-cnd efectul de tiere este maxim, T/S, S/T sau S/S - cnd efectul de tiere este minim (fig.1).

Alte caracteristici geometrice ale canelurii riflate sunt pasul riflului, t, i numrul de rifluri pe unitatea de lungime de circumferin a tvlugului. Clasificarea morilor cu cilindri

Fig.6. Dispunerea tavalugilor pereche n funcie de drall

Fig. 7. Tipuri de maini de marunit,n funcie de numarul decilindri i poziia lor relativ: a- cu cilindru i plac zdrobitoare; b cu axele cilindrilor n acelai plan orizontal; c - cu axele cilindrilor n planuri orizontale diferite; d - cu trei cilindri (dou treceri); e - cu dou perechi de cilindri suprapui (dou treceri); f-cu cinci cilindri suprapui (patru treceri).

Echipamente pentru realizarea operaiei de tiere a fructelor i legumelor

Feliator model CC Urschel Ofer o multitudine de posibiliti de tiere, rezultnd felii plate, felii n form de V, sub form de band, cu form oval, semilun. Pot fi echipate cu motor de 1,5; 3,7; sau 7,5 kW pentru a se adapta la capacitatea de producie a liniei de lucru. Cuitele nu necesit reascuire i sunt interschimbabile fapt pentru care ofer flexibilitate pentru diferite tipuri de tiere. n funcie de caracteristicile dimensionale ale rotorului accept produse pn la dimensiuni de 101,6 mm (rotor realizat din aluminiu-mangan) i respctiv pn la 88,9 mm (rotor realizat din oel inoxidabil). Este de tipul cu funcionare continu fapt ce asigur o producie nentrerupt.

Fig8. Feliator model CC Urschel [Ursche]

Fig. 9 Schema de principiu a aparatului de tiere

Caracteristici tehnice: lungime: 1220 mm pentru motoare cu puterea de 1,5 sau 3,7 kW i 1314 mm pentru motoare cu puterea de 8,5 kW, lime: 896 mm; nlime: 799 mm 2 sau 5 CP; 769 mm 10 CP; greutate net: 250 kg. Aparatul de tiere (fig. 2.23) este format dintr-o carcas inelar pe care sunt fixate cuitele i un rotor cu palete, antrenat n micare de rotaie. Materialul ce urmeaz a fi mrunit este antrenat de ctre paletele rotorului, iar n momentul n care trece prin dreptul cuitului, acesta detaeaz o felie de material. Grosimea feliei este dat de limea fantei dintre carcas i tiul cuitului.

Maina de mrunit KRONEN KUJ Utilajul de mrunit KRONEN prelucreaz legume, fructe i pete n cuburi egale, fii sau felii, ntr-un singur pas. Calitatea cuitelor utilizate garanteaz o tietur simpl (curat, ngrijit), fr vtmarea produsului. n funcie de tipul produsului i de grosimea tieturii, capacitatea de lucru a acestei maini este cuprins ntre 300 i 3000 kg/or. Posibilitatea de ajustare a apte trepte de vitez, prin intermediul unui invertor de frecven, permite corelarea caracteristicilor funcionale ale echipamentului cu caracteristicile fizico-mecanice ale materialelor prelucrate, precum cpunele sau a produselor fierte de tipul cartofilor, a sfeclei etc.

Maina de tiat legume S021 Main de tiat legume S021 este echipat pentru tierea simpl i foarte rapid a spiralelor decorative de legume (din morcovi, cartofi, dovlecei, ridichi, elin, sfecl etc.) Prin intermediul unor instrumente variate spiralele pot avea diverse dimensiuni (2 x 2 mm, 2 x 8 mm, 2 x 10 mm i alte dimensiuni la cerere), la o lungime maxim a produsului de 250 mm.

Fig.10. Maina de mrunit KRONEN KUJ Fig. 11 Maina de tiat legume S021[http://www.kronengmbh.de/]

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVAFACULTATEA DE AGRICULTURA SI HORTICULTURASPECIALIZAREA C.E.P.A

REFERAT -Maruntirea materiilor prime-

Nume si prenume: Badulescu AdrianaAnul: IIDisciplina: Utilaje si aparatura in industria alimentara