Măcinarea cerealelor este una din cele mai vechi îndeletniciri, de-a lungul timpului, iar echipamentele din componența liniilor tehnologice pentru măcinarea grâului au evoluat concomitent cu progresul general al omenirii, prin aplicarea unor procedee si tehnologii de fabricație performante. Pe plan național si internațional cercetările teoretice si experimentale referitoare la corelarea parametrilor funcționali cu parametrii energetici si constructivi ai utilajelor din industria morăritului au luat o amploare deosebită. Calitatea si siguranța produselor alimentareeste un obiectiv major pentru producători si un drept al consumatorilor.

Măcinarea cerealelor

Din punct de vedere economic, operația de măcinare impune purificarea părților de endosperm și valorificarea la maximum a materiei prime.

Secţia de măciniş sau moara propriu-zisă este locul unde grâul se transformă în făini, germeni, tărâţă şi în procent redus griş comestibil.

În secţia de măciniş au loc două operaţii importante:

măcinarea cerealelor realizată cu ajutorul valţurilor şi dislocatoarelor;

cernerea produselor rezultate la măciniş care se realizează prin site plane şi maşini de griş.

Utilajele ajutătoare sunt cele de la transportul pneumatic: ventilatoare de înaltă presiune, cicloane de descărcare, baterii de cicloane pentru filtrare şi filtre cu ciorapi textili.

Transportul mecanic se face cu şnecuri şi elevatoare iar sistemul de ventilaţie este format din ventilatoare de joasă şi medie presiune şi filtre.

Procedee de măcinare

În procesul de măcinare se folosesc în principal:- mori cu valțuri – cu principiu de funcționare continuă;- mori cu pietre- functioneaza prin frecarea boabelor intre cele

doua suprafete formate de cele doua pietre;- macinarea cu dislocatoare ( finisorul de tarate) care disloca

invelisurile boabelor prin lovire;- detasoarele;- morile cu ciocanele, cu ajutorul carora se obtin produse cu o

granulatie grosiera.

1

Sisteme de măciniș

Pentru transformarea cerealelor in faina, malai, se folosesc mai multe sisteme de macinis, clasificate dupa:

- materia prima folosita;- numarul de treceri prin utilajele de macinare;- dezvoltarea regimului tehnologic;- destinatia macinisului;- numarul de sortimente de faina sau malai. Dupa materia prima folosita – se poate obtine:

- macinis pentru grane sticloase;- macinis pentru grane fainoase.

Dupa numarul de treceri prin utilaje de macinare, se obtine:- macinis scurt – ce consta intr-o singura trecere a boabelor prin

utilajul de maruntire. Se obtine faina integrala si presupune un reglaj foarte strans intre organele active (valturi);

- macinis repetat – consta in trecerea boabelor si produselor intermediare rezultate prin mai multe maruntiri repetate si cuprinde toate fazele unui proces tehnologic de macinare.

In functie de dezvoltarea regimului tehnologic aplicat se poate obtine:

- macinis simplu, bazat pe un singur proces de srotare urmat de unul redus de macinare;

- macinis dezvoltat, cuprinde partial sau in totalitate fazele unui proces de macinare (srotare, sortare grisuri, dunsturi, curatire, desfacere si macinarea produselor intermediare.

Dupa destinatia macinisului:- macinis cu regim de prestatie destinat deservirii populatiei rurale;- macinis comercial destinat pentru asigurarea populatiei de la

orase si sate cu faina, malai, produse de panificatie;- macinis mixt – destinat atat pentru deservirea populatiei rurale cat

si pentru obtinerea fainii necesara brutariilor rurale prin macinarea graului din fondul de stat.

Dupa numarul de sortimente de faina sau malai, avem:- macinis pe o singura extractie – care permite realizarea unui

singur sortiment de faina sau malai;- macinis pe mai multe extractii sau pe mai multe sortimente.

La grau se pot realiza 2...3 extractii si anume: faina alba, semialba, neagra si 2 % gris de consum.

2

La macinisul cu regim de prestatie – se obtine o singura extractie, respectiv faina integrala, extractie 82...85% sau faina semialba, extractie 75...91,5%, in timp ce la macinisul comercial se realizeaza 2...3 extractii, respectiv 2...3 sortimente de faina, cu extractie totala de 78...81%.

Transformarea bobului de grâu în făină se face în mai multe faze tehnologice conform schemei prezentate în fig.1

3

Şrotarea – este faza tehnologica in care are loc zdrobirea si maruntirea treptata a boabelor sub forma de particule de dimensiuni diferite si detasarea endospermului de invelis (fig. 2).

Fig. 2 Fragmente rezultate la srotarea graului

1- bob de grau inainte de srotare,2- srot mare, 3- srot mic, 4- gris mare, 5- gris

mijlociu, 6- gris mic, 7- dunst aspru, 8- dunst fin, 9- faina.

Maruntirea se face trecand boabele si apoi sfaramiturile acestora printre valturi iar particulele rezultate variaza ca marime, de la sparturi mai mari de jumatate de bob pana la particule de faina cu granulatie foarte fina. Cu cat numarul de srotari va fi mai mare, cu atat maruntirea va fi mai fina. Atunci cand se urmareste obtinerea unei cantitati mai mari de faina superioara, se fac pana la 7 srotari succesive.

Produsele rezultate de la srotare se numesc produse intermediare.Valtul de moara este un utilaj modern, complet mecanizat si

automatizat, folosit pentru operatiile de maruntire. Organele de lucru le constituie tavalugii care se rotesc in sensuri contrare.

Suprafata cilindrica a tavalugilor poate fi rifluita sau neteda, alegerea facundu-se in functie de procesul tehnologic.

Astfel, daca tavalugii se folosesc pentru sfaramarea boabelor si separarea endospermului de invelis, suprafata va fi rifluita, iar daca se folosesc la transformarea particulelor de endosperm in faina (maruntirea grisurilor si a dunsturilor curatite), suprafata va fi neteda.

Şrotarea granelor fainoase duce la obtinerea unei cantitati mai mici de grisuri mari si mijlocii in schimbul unei cantitati mai mari de grisuri mici, dunsturi si faina.

Sortarea ( cernerea) - este faza in care particulele de endosperm obtinute la srotare, cu o

granulozitate mai mare dacat a fainii , se supun unei sortari prin cerere, pe clase de marime. Operatia este cunoscuta si sub denumirea de sortarea grisurilor si dunsturilor rezultate la srotare.

Divizarea are loc in toate fazele procesului tehnologic, la pasajele de srotare, desfacere si la macinarea propriu-zisa.

4

Pentru sortarea amestecului se folosesc mai multe procedee, tipuri de utilaje.

Cele mai folosite sunt: - sortarea prin cernere- sortarea pneumatica.La sortarea prin cernere, se obtin functie de marime, doua fractiuni: - o fractiune care trece prin orificiile sitei – cernut- o fractiune care nu trece prin orificiile sitei – refuz.Cernerea se realizează prin mişcare (rectilinie-alternetivă sau

circulară) în plan orizontal a suprafeţei cernătoare, mişcare provocată de un ax orizontal sau vertical excentric.

In morile moderne, in care se folosesc pentru cernere site patrate cu un numar mare de rame pentru economie de utilaje, spatiu constructiv si energie, nu se mai folosesc pasaje separate de sortare, operatia fiind efectuata de pasajul de cernere al srotului respectiv.

Fiecare valt e urmat de o sita formand impreuna un pasaj tehnologic.

Industria romaneasca construieste site plane de 6 si 8 pasaje cu cate 12 si 16 rame cu site.

Numerele de sita – sunt conventonal recunoscute pe plan mondial si reprezinta numarul de ochiuri pe un centimetru liniar (n) divizat cu 4 (adica n/4) sau numarul de ochiuri pe ţol liniar englez ( 25,4 mm) divizat cu 10 (n/10).

Curatirea grisurilor si a dunsturilor- urmareste pregatirea particulelor intermediare pentru

transformare in fainuri de calitate superioara. Grisurile rezultate in fazele tehnologice anterioare contin in masa lor o cantitate de faina si invelisuri sub forma de particule independente, ce trebuie separate si dirijate in diferite puncte, corespunzatoare calitatii lor.

Cernerea se realizeaza dupa marime si masa specifica, deci folosind masinile de cernut combinate cu actiunea aerului.

In afara fractiunilor de gris destinate fabricarii fainii, in procesul curatirii se fabrica si grisul pentru consum direct.

Desfacerea grisurilor - este faza tehnologica prin care se urmareste desfacerea unor

particule provenite din faze anterioare, in vederea separarii particulelor de endosperm curat si detasarii particulelor de invelis de endosperm. Desfacerea se realizeaza prin actiunea valturilor asupra particulelor de gris.

5

Macinarea propriu-zisa- este faza in care toate particulele provenite din endosperm sunt

transformate in fainuri, iar resturile de invelis raman sub forma de tarate.Deci, macinarea este faza in care prin maruntirea fina mult mai

activa a grisurilor si a dunsturilor curatite, cu ajutorul valturilor, urmata de cernere, se obtine masa principala de faina.

Macinarea se face treptat , prin trecere succesiva, la mai multe valturi a produselor mai mari rezultand faina si tarate, datorita presarii produselor intre valturi si in mica masura datorita frecarii dintre valturi si produse.

Valțul

6

Morile cu cilindri au ca şi organ principal de lucru tăvălugi de formă cilindrică – valţuri. Aceştia lucrează în pereche şi se caracterizează prin:

- rotaţie în sensuri contrare unul faţă de celălalt;- viteze diferite de rotaţie;- suprafeţele laterale netede sau rifluite.La tăvălugii cu suprafeţe netede, măcinarea se realizează prin

strivire la presiune constantă. Acest caz corespunde, pentru materialele moi, operaţiei de aplatizare (de exemplu la obţinerea paietelor pentru extracţie în industria uleiului, la obţinerea fulgilor de cereale, la degerminare).

La tăvălugii cu suprafeţe rifluite, măcinarea se realizează prin strivire şi tăiere sau rupere. Riflurile sunt crestături pe suprafaţa tăvălugilor, cu scopul de a desface mai uşor miezul boabelor de înveliş. Valţul dotat cu tăvălugi rifluiţi se foloseşte la mărunţirea propriu-zisă şi realizează patru operaţii principale:

- şrotare – fragmentarea particulelor mari în particule mai mici, cu evitarea obţinerii de pulbere;

- desfacere – desprinderea anumitor fracţiuni;- măcinare – mărunţirea fină propriu-zisă;- aplatizare – laminarea particulelor.Tăvălugii pereche se rotesc cu viteze diferite: tăvălugul care se

roteşte mai repede se numeşte tăvălug rapid, iar cel care se roteşte mai încet – tăvălug lent.

Riflul (figura 3) se caracterizează prin două suprafeţe de lucru: spate (S = mn) şi tăiş (T = np). Vârful şi fundul canalului riflului sunt rotunjite, primul pentru a nu se ştirbi, al doilea pentru a nu se înfunda.

Alte mărimi geometrice caracteristice ale riflului sunt pasul (t) şi numărul de rifluri pe unitatea de lungime de circumferinţă a tăvălugului.

Fig. 3- Schema riflului

7

Pentru a genera o multitudine de puncte active de frecare, respectiv tăiere, riflurile sunt înclinate faţă de generatoare cu 10º-20, această înclinare numindu-se drall. În figura 4 se prezintă poziţiile relative ale riflurilor perechii de tăvălugi:

T/T – varianta “tăiş pe tăiş” (“muchie pe muchie”): în momentul când bobul ajunge în spaţiul de lucru (zona de sfărâmare), riflurile de pe suprafaţa tăvălugului rapid şi de pe suprafaţa tăvălugului lent pătrund în bob. Efectul de tăiere este maxim.

S/S – varianta “spate pe spate”: boabele sunt strivite la început parţial, apoi din ce în ce mai accentuat, pe măsură ce tăvălugul rapid avansează.

T/S – varianta “tăiş pe spate” (“muchie pe spate”): muchia riflului de pe tăvălugul rapid intră în bob şi îl transportă în sensul de rotire al tăvălugului. Prin apăsarea spatelui riflului de pe tăvălugul lent se produce apăsarea şi strivirea bobului.

S/T – varianta “spate pe tăiş” (“spate pe muchie”): muchia riflului de pe tăvălugul lent pătrunde în bob datorită presiunii exercitate de spatele riflului de pe tăvălugul rapid şi pe măsură ce acesta avansează, celălalt tăvălug continuă să reţină o parte din bob. Partea ruptă din bob se deplasează pe spatele tăvălugului rapid.

Fig.4- Pozitiile relative ale riflurilor tăvălugilor pereche

8

În figura 5 se prezintă schema constructiv – funcţională a valţului dublu automat clasic utilizat în industria morăritului, cu următoarele componente:

1 – tub de alimentare cu material2 – mecanism de cuplare şi decuplare a tăvălugilor3 – dispozitiv pentru uniformizarea fluxului de alimentare4 – tăvălugi de alimentare5 – plăci de dirijare a produsului6 – tăvălugi de măcinare7 – dispozitiv de curăţare a tăvălugilor8 – tremie de evacuare pentru produs măcinat.

Fig. 5- Schema valtului dublu automat clasic

Modul de lucru al valţului dublu automat este următorul: de la un sistem de acţionare se pun în mişcare de rotaţie tăvălugii de alimentare (4) şi cei măcinători (6). Materialul care trebuie măcinat se alimentează în utilaj prin tubul transparent (1). Datorită greutăţii proprii, materialul acţionează asupra mecanismului pentru cuplarea şi decuplarea valţului (2).Dispozitivul (3) de deasupra tăvălugilor de alimentare uniformizează fluxul de material şi îl trimite pe plăcile de dirijare (5) şi de aici între tăvălugii de măcinare (6). Pentru ca măcinarea să se desfăşoare în condiţii optime, tăvălugii sunt curăţaţi continuu cu ajutorul unor dispozitive (7). După măcinare, produsul finit se evacuează prin tremia (8).

În tabelul următor se dă un exemplu de caracteristici tehnice.

Caracteristici Valori

Dimensiunile tăvălugilor [mm]:- lungime 1000

9

- diametru 250Turaţiile tăvălugilor [rot/min]:- şrotuire- desfacere- măcinare

350 – 400500

250 – 300 Viteze periferice ale tăvălugilor [m/s]:- şrotuire- desfacere- măcinare

4,6 – 5,256,55

3,3 – 3,9

Raportul turaţiei tăvălugilor:- şrotuire- desfacere- măcinare

1 : 2,51 : 1,91 : 1,2

Dimensiunile roţii de curea [mm]:- diametru- lăţime

450125

Dimensiuni de gabarit [mm]:- lungime- lăţime- înălţime

201016251830

Masa netă [kg] 3900

În figura 6 se prezintă un mod de combinare a unei mori cu alte instalaţii conexe. În acest caz între perechile de tăvălugi este intercalat un pachet de site.

Din punct de vedere constructiv – funcţional, o astfel de moară se compune din:

1 – buncăr de material

2 – pâlnie de alimentare cu material

3, 9 – distribuitoare de material

4, 5, 10 – perechi de tăvălugi măcinători

7, 8 – site

11 – guri de evacuare pentru produsul măcinat şi sortat.

10

Fig. 6- Schema morii tip Maltomat, cu tăvălugi și site

Modul de lucru al acestei mori este următorul: materialul formează în buncărul (1) un mic depozit, de unde este alimentat prin pâlnia (2) pe distribuitorul (3). Astfel, materialul de măcinat ajunge la prima etapă de măcinare (M), trecând peste cele două perechi de tăvălugi (4), (5). Produsul de măcinare ajunge pe sitele vibratoare (7), (8) unde are loc operaţia de sitare (cernere) (S), rezultând trei fluxuri de materiale diferite (12), (13), (14). Unul dintre ele (13) se supune unei noi măcinări fine (M), prin trecerea printre tăvălugii de măcinare (10). În final, cele trei fracţiuni rezultate se evacuează prin guri de evacuare (grătare) (11).

11

Bibliografie

“Utilaje în industria alimentară”- Teodor Ioan Trașcă

“Auxiliar curricular clasa a XI-a”- Mariana

Coman

www.scribd.com

12