Cuprins:

1. Generalitati2. Calculul forţei ce acţionează asupra paletelor

3. Schema de încărcare a arborelui4. Calculul diametrului arborelui5. Verificarea la flambaj6. Verificarea la oboseala a arborelui 7. Calculul simplificat al fusului axial.

1

1. Generalitati

Prajirea materialului oleaginos este operaţia de tratament hidrotermic în decursul unui timp limitat, sub amestecare continuă. Prăjirea se realizează înainte de presare, asupra măcinăturii obţinute la valţuri sau, înainte de extracţia prin procedee continui, asupra broken-ului rezultat în urma presării, sau a măcinăturii materiilor prime ce trec direct la extracţie (de exemplu soia).

Scopul prăjirii înainte de presare este de a realiza anumite transformari fizico-chimice ale componentelor măcinăturii, ca şi modificări ale structurii particulelor, pentru obţinerea randamentului maxim la presare. În plus se realizeaza transformări chimice suplimentare, care îmbunătăţesc calitatea produselor finite şi o dezodorizare parţială. Prăjirea înainte de extracţie este necesară pentru obţinerea plasticităţii dorite, în vederea prelucrării la valţurile de aplatizare în paiete fine, poroase şi stabile, care să nu se sfarame în extractor şi sa prezinte o structură internă favorabilă extracţiei cu dizolvant.

Procesul de prăjire se realizează în două faze. În prima fază se realizează umectarea măcinăturii (cu pulverizare cu apă şi injectare de abur saturat, sau numai prin aburire), până la o umiditate optimă caracteristică fiecărui sortiment de seminţe.

În paralel cu umectarea are loc şi o creştere rapidă a temperaturii măcinăturii. Etapa a doua a procesului de prăjire constă în uscarea măcinăturii umectate, pentru realizarea structurii celulare optime, precum şi atingerii umidităţii şi temperaturii dorite la presare sau extracţie. Utilajele pentru prăjire folosite în mod curent în industria uleiului sunt de tipul prăjitoarelor cilindrice cu compartimente multietajate (2-6 compartimente). Pentru încălzirea compartimentelor, acestea sunt prevăzute cu fund dublu, cu manta dublă, sau cu fund şi manta dubla, în care se introduce abur saturat la 4,5 daN/cm2.

În figura 1 este prezentat un prăjitor cu şase etaje cu fund dublu şi manta dublă.

2

Figura 1

Compartimentele prăjitorului sunt construite din oţel laminat de 10-12 mm, iar malaxarea măcinăturii în fiecare compartiment se asigură cu ajutorul unor palete. Distanţa dintre palete şi fundul compartimentului trebuie să fie cât mai mică, pentru a nu permite lipirea şi, prin urmare, arderea materialului. Trecerea măcinăturii dintr-un compartiment în altul se realizează cu ajutorul unui dispozitiv cu clapetă rabatabilă, care asigură în acelaşi timp şi înălţimea stratului de măcinătură la nivelul dorit în fiecare compartiment. Circulaţia măcinăturii dintr-un

3

compartiment în altul se face prin fante de evacuare, a căror aşezare reciprocă trebuie să permită deplasarea cât mai lungă a măcinăturii.

Procesul de prăjire înainte de presare trebuie să fie supravegheat pentru menţinerea constantă a caracteristicilor măcinăturii.

Depăşirea umidităţii optime la umectare nu este raţională, deoarece:- se prelungeşte timpul de prăjire, ce duce la scăderea productivităţii preselor;- se obţine o agregare prea puternică a particulelor şi formarea bulgărilor ceea

ce determină o presare necorespunzătoare;- favorizează separarea uleiului în prăjitoare, fapt care împiedică evaporarea

normală a apei.În etapa de uscare, măcinătura este încălzită până la obţinerea umidităţii şi a

temperaturii optime pentru presare. Dacă măcinătura este uscată insuficient şi are o umiditate mai mare decât cea optimă, atunci ea provoacă dificultăţi la presare şi duce la înfundarea presei. La presarea unui material prea uscat, se obţine un randament mai scăzut de ulei, iar broken-ul rezultat este sfărâmicios.

Înălţimea stratului de material în compartimentele prăjitorului nu trebuie să depăşească înălţimea recomandată, deoarece astfel se asigură o malaxare mai bună a materialului, precum şi trecerea vaporilor rezultaţi de la evaporarea apei prin toată masa de material.

2. Calculul forţei ce acţionează asupra paletelor

- masa de seminţe din prăjitor este : M=950 kg ;

- masa de seminţe pe un etaj este : kg

- greutatea seminţelor pe un etaj : G=mg=1553 kg ;

Forţa care acţionează asupra unei palete,obţinută pe baza observaţiilor

experimentale este :

[N]

4

Cuplul care se transmite arborelui ,dacă se consideră că forţa acţionează la

o treime din lungimea paletei faţă de arbore, se calculează cu relaţia :

N . mm

În figura 2 este reprezentată o pereche de palete şi se observă că acestea au

o formă trapezoidală, fiind dispuse una faţă de cealaltă la 180º.

Figura 2

3. Schema de încărcare a arborelui este reprezentata in figura 3 .

Figura 3

5

Arborele central este supus numai la torsiune iar momentul de torsiune este transmis de la motorul de acţionare calculat cu relaţia :

şi momentul datorat fiecărei palete , .

M1 = 299000 Nmm

M=6 . M1 + Mt = 6 . 396941 + 12892500 = 15274150 Nmm

4. Calculul diametrului arborelui

Calculul diametrului arborelui se face din condiţia de rezistenţă la torsiune.

unde : - tensiunea admisibilă a oţelului din care este executat arborele;

5. Verificarea la flambaj

a) Calculul coeficientului de zvelteţe

unde :

- lungimea de flambaj a arborelui ; pentru arbore articulat la un capăt şi

încastrat la celălalt;

l-lungimea arborelui;

6

i-raza de inerţie;

mm

I-moment de inerţie :

A-aria secţiunii : [mm2]

mm

b) Se compară cu (coeficientul de zvelteţe pentru oţel,

pentru oţelul OLC 45).

- se calculează efortul unitar critic de famblaj cu formula Tetmajer-Jasinski :

a = 304 ; b = 1,12

[MPa]

Se compară cu .

- arborele nu flambeaza

unde : G – greutatea arborelui

G = m . g ; g = 9,81 m/s2

;

V = A . l ; A = 0,0218 m2 , l = 3 m

7

G = 3 . 0,0218 . 8000 . 9,81 = 5133 m/s2

6. Verificarea la oboseala a arborelui

Se calculeaza coeficientul de oboseala la torsiune :

; ; ;

; ; ; ;

7. Calculul simplificat al fusului axial

8

Fusul axial, numit şi pivot, susţine arborele vertical pe o suprafaţă de contact

circulară sau inelară după cum se vede în figura 4., asigurând ungerea suprafeţei de

frecare.

Figura 4

Repartitia presiunii la pivotul inelar :

de unde rezultă presiunea de contact p:

pentru ;

9

N/m2 = 0,5 MPa

pentru ;

N/m2 = 0,25 MPa

10