Proiectul PN 19 10 01 04: CERCETĂRI PRIVIND VALORIFICAREA SUPERIOARĂ A UNOR

SPECII DE PLANTE NOU CULTIVATE IN ROMÂNIA

Faza 1/2019

Rezumatul Fazei: Studiu documentar privind tehnologiile de obținere a uleiurilor volatile din

plante medicinale

1.1. CONSIDERAȚII GENERALE PRIVIND ULEIURILE VOLATILE/ESENȚIALE

Extracția uleiurilor volatile/esențiale este costisitoare datorită cantităților mari de materie primă

necesară pentru a produce câțiva mililitri de ulei, iar aceasta explică prețurile ridicate cu care se

comercializează uleiurile esențiale originale, concentrate.

De regulă, biosinteza substanțelor odorizante are loc în frunze și acestea rămân acolo,

localizate până la înflorire. În timpul procesului de înflorire, uleiurile volatile/esențiale migrează în flori,

iar o parte dintre ele sunt consumate în procesul de fertilizare. După fertilizare, ele se acumulează în

fructe și semințe, dar există și o migrare către frunze, coajă și rădăcină. În timpul maturării plantelor,

compoziția uleiurilor esențiale se modifică: plantele tinere conțin în principal hidrocarburi terpenice și

molecule mai simple, în timp ce organele de reproducere conțin uleiuri eterice bogate în compuși

oxigenați. Deși rolul lor în organismul plantelor este parțial cunoscut, uleiurile eterice au utilizări

multiple. Există mai mult de 3.000 de uleiuri esențiale caracterizate fizic și chimic, iar 150 dintre

acestea sunt fabricate pe scară industrială.

Din punct de vedere al compoziției chimice, uleiurile volatile/esențiale sunt amestecuri

complexe, care conțin între 5.000 și 7.000 compuși chimici, în care predomină mono și sesquiterpene,

compuși aromatici derivați de fenilpropan și rareori diterpene. Compușii terpenici pot fi hidrocarburi

sau derivați oxigenați (oxizi, alcooli, aldehide, cetone, acizi) sau produși de reacție ai acestora (esteri,

eteri). Compușii terpenici sunt substanțe de origine vegetală care intră în compoziția naturală a

amestecurilor moleculare care conduc la formarea uleiuri volatile/esențiale.

Obținerea de uleiuri volatile/esențiale și ape florale/aromatice, necesită materii prime, produse

vegetale de calitate. Pentru aceasta, recoltarea materialului vegetal trebuie făcută cu mare grijă, astfel

încât să nu fie contaminat cu alte specii de plante. Materialul vegetal care face obiectul hidrodistilării

nu este întotdeauna prelucrat după recoltare. De regulă, plantele proaspete determină obținerea unor

soluții cu un miros mai plăcut și care au o acțiune terapeutică mai mare (excepție: scorțișoară, florile

de tei și de lavandă care se folosesc uscate). În cazul plantelor uscate, aroma inferioară este obținută

datorită unor modificări morfologice și chimice ale uleiului volatil, datorate acțiunii aerului, a încălzirii,

posibil prin alterare. De asemenea și procesul tehnologic de obținere a uleiului volatil/esențial intervine

în compoziția și calitatea sa. În cazul hidrodistilării, se produc procese fizice și chimice care modifică

semnificativ conținutul materialului vegetal și a uleiului volatil/esențial obținut.

1.2. EXTRACȚIA ȘI TEHNOLOGIILE DE OBȚINERE A ULEIURILOR VOLATILE DIN PLANTE

MEDICINALE

În prezent se folosesc următoarele procedee de extracţie:

1. Antrenarea (distilarea) cu vapori de apă - metodă folosită frecvent la extracția uleiurilor volatile

din plantele medicinale și aromatice. Prin această metodă, vaporii de apă pătrund în masa vegetală

proaspătă, distrug învelișul glandelor oleifere și volatilizează uleiul care se amestecă cu vaporii de

apă. Acest amestec trece în refrigerent (vas de condensare), unde este transformat prin răcire într-un

lichid, un amestec de apă și ulei volatil. Ulterior, amestecul ajunge în vasul florentin (vas de separare),

unde are loc separarea, deoarece uleiul volatil fiind mai ușor se depune în strat deasupra apei. Părțile

componente ale unei instalații de distilare sunt: cazanul/vasul în care se așează materia primă

vegetală în stare proaspătă, refrigerentul și vasul florentin pentru separarea uleiului volatil.

În funcţie de condiţiile de lucru, se cunosc 4 variante de antrenare cu vapori de apa: la foc direct –

cea mai veche metodă de extracție a uleiurilor volatile, folosită și astazi, dar care prezintă o serie de

dezavantaje: operaţiile de încărcare-descărcare a materiei prime epuizate se fac manual; contactul

materialului vegetal cu pereţii supraîncălziţi ai recipientului duce la o degradare parţială a uleiului

volatil; este necesar un timp îndelungat pentru atingerea temperaturii de fierbere a apei, iar din cauza

apei folosite, pe peretele cazanului se depun săruri, reducându-se astfel coeficientul de transfer

termic. Aceste impedimente pot fi depășite fie prin încărcarea materialului vegetal în coşuri metalice

perforate, fie prin introducerea în interiorul cazanului a unei plăci perforate care are rolul de a susţine

încărcătura.

în curent de vapori – metodă care asigură o temperatură uniformă, se poate controla debitul

de vapori și se evită degradarea uleiului volatil, datorită contactului direct al plantei cu pereţii

supraîncălziți ai vasului de extracție. Antrenarea în curent de vapori se poate efectua atât cu abur

direct cât și cu abur indirect. Aburul direct se introduce la partea inferioara printr-un distribuitor sub

forma unei spirale perforate. La încălzirea cu aburul indirect, agentul termic circulă printr-o manta,

asigurând astfel producerea unei cantități mari de vapori de apă ce se introduce în vasul de antrenare,

odată cu materia primă vegetală. Materialul vegetal intra în contact numai cu vaporii de apă generați

în antrenor, ceea ce asigură o încălzire treptata. Separarea se realizează cu vase florentine

modificate, pentru a prelungi timpul de staţionare și de a asigura o separare mai buna a uleiului volatil.

cu abur sub presiune - procedeul constă în trecerea vaporilor de apă (obtinuți în cazane

speciale la temperaturi și presiuni destul de ridicate, dar care nu depășesc 0.25 MPa, prin materialul

vegetal așezat în coșuri speciale (flori, iarba etc,). Procedeul prezintă unele avantaje: scurtarea

timpului de antrenare, extracţia avansată a uleiului volatil (a compușilor mai greu antrenabili) și

economie de energie.

Aplicarea acestei variante de extracție cu vapori de apă sub presiune, este limitată doar la anumite

tipuri de uleiuri volatile, foarte stabile termic, care suporta acţiunea severă a aburului aflat sub

presiune. Este avantajos în cazul unor uleiuri sărace în hidrocarburi monoterpenice și compuşi uşor

volatili, dar bogate în sesquiterpene (ex: uleiurile volatile obținute din lemn, scoarţă, rădăcini și

anumite ierburi uscate).

la presiune redusă - în sistem se realizează un vid slab de ordinul a câtorva sute de mm Hg,

care face ca apa din antrenor sa se vaporizeze la temperaturi inferioare temperaturii normale de

fierbere. Avantajele procesului sunt următoarele: economie de energie; antrenarea are loc fără contact

cu aerul, evitându-se eventualele procese oxidative; puritate mai mare a uleiului volatil deoarece unele

substanţe nespecifice ( cumarine, furocumarine, flavonozide), care la presiune normală, au puncte de

fierbere apropiate de cele ale componentelor uleiului volatil, nu sunt antrenate; separarea integrală a

acelor componente din uleiul volatil, care la presiune normală suferă descompuneri parţiale sau totale.

2. Extracţia uleiurilor volatile cu grăsimi (enfleurage și macerare) - permite extragerea

parfumurilor fără a fi alterată compoziția naturală și se aplică în cazurile în care substanțele odorante

sunt foarte sensibile și în cantități foarte mici, astfel că antrenarea cu vapori de apă este exclusă.

Procedeul se aplica în următoarele variante:

Enfleurage (absorbție la rece) - metodă utilizată în industria parfumurilor, când planta are o

cantitate mică de ulei, dar cu o valoare comercială ridicată (petale de flori). Petalele sunt așezate pe

un strat de grăsime, la temperatura camerei, o anumită perioadă de timp. Petalele epuizate sunt

schimbate cu altele noi, iar mai târziu grăsimea saturată este tratată cu alcool. Uleiul volatil este apoi

obținut prin distilarea amestecului alcoolic la temperaturi joase. Deoarece odorantele sunt extrase

parțial, florile separate sunt supuse unei a doua extracții din care rezultă un ulei parfumat de calitate

inferioară.

Macerarea (extracția la cald) – în acest caz, imersarea florilor se face în grăsimi sau uleiuri

încălzite la 50-70°C, iar timpul de contact între grăsime și florile proaspete este mult mai mic; același

lot de grăsime caldă este pus în contact cu mai multe loturi de flori proaspete, până când grăsimea

devine saturată cu parfum floral, iar apoi aceasta (grăsimea) este spălată cu alcool, ca extractul

obținut din extracția la rece prin enfleurage. Această variantă a extracției cu grăsimi se aplică foarte

mult, preluând o mare parte din materiile prime vegetale (extracte din flori de trandafir, portocali,

narcise, viorele, etc.). Parfumurile obținute prin macerare sunt mai bogate, mai armonioase decât cele

obținute prin extracția cu solvenți volatili.

3. Extracţia uleiurilor volatile cu solvenţi organici – prin care se obțin 3 categorii de extracte:

- uleiuri concrete (concrete) obținute din materii prime vegetale proaspete (flori);

- extracte rezinoide (oleorezine) obținute din materii prime vegetale deshidratate (rașini,

balsamuri, gumirezine, oleogumirezine, etc.);

- uleiuri absolute (absolute) obținute din concrete, rezinoide, pomadele de enfleurage sau

macerație, care se supun extracției cu alcool etilic;

Operația constă în epuizarea materiei prime vegetale cu un solvent, apoi izolarea principiilor

aromatice, permitând evaporarea solventului prin distilare. Uleiurile volatile sunt extrase preferențial cu

solvenți nepolari (eter, eter de petrol, diclormetan). Temperaturile aplicate de-a lungul întregului

proces sunt mai mici decât cele utilizate la distilare. Uleiul volatil obținut prin această metodă are în

general o aromă mai bună, dată de aroma originală.

4. Extracţia cu fluide supercritice (CO2 supercritic) – metodă care are o serie de aplicații, printre

care și extracția uleiului volatil. Extracția cu CO2 supercritic permite recuperarea diferitelor tipuri de

arome naturale și uleiuri volatile cu o eficacitate ridicată. Folosind aceată metodă de extracție, nici o

urmă de solvent nu rămâne în produsul final, ceea ce înseamnă un avantaj atunci când este comparat

cu uleiurile volatile obținute prin alte metode de extracție.

5. Extracția prin presare – se aplică numai la acele plante sau părți din plante, la care uleiul

volatil se găseste în cantitate mare. Procedeul este folosit în obținerea de ulei volatil din citrice (lămâi,

portocale, etc.). Procesul constă în presarea mecanică (cu diferite dispozitive) a cojilor fructelor, după

ce sucul a fost îndepărtat. Împreună cu uleiul volatil sunt eliminate din coajă și alte substanțe:

mucilagii, pectine, proteine, coloranți liposolubili, apa etc. Uleiul volatil se separă prin decantare și se

filtrează. O variantă a extracției prin presare este filtrarea centrifugă, care se aplică cojilor tocate și

este urmată de decantarea și filtrarea uleiului volatil. Uleiurile volatile obținute astfel au calități

superioare celor obținute prin antrenarea cu vapori de apă, deoarece sunt eliminați factorii care produc

degradarea lor.

6. Adsorbția pe solide (material adsorbant) - procedeu de extracție a substanțelor aromate din

flori, prin adsorbția lor pe un suport cu capacitate mare de adsorbție (carbunele activ, gel de silice,

alumina). Alte variante ale procedeului: extracția la presiune redusă, la suprapresiune cu gaze inerte

(hidrogen, azot, bioxid de carbon), izolarea parfumului prin antrenare cu vapori de apă a

adsorbantului, nu s-au dovedit atât de eficiente.

1.3. ETAPELE PROCESULUI TEHNOLOGIC DE OBȚINERE A ULEIURILOR VOLATILE/

ESENȚIALE ȘI A APELOR FLORALE/AROMATICE DIN PLANTE MEDICINALE

Procesul tehnologic cuprinde următoarele etape:

livrarea materiei prime vegetale;

cântărirea materiei prime vegetale;

mărunțirea materiei prime vegetale;

umectarea (macerarea) materiei prime vegetale;

antrenarea cu vapori de apă sub presiune, condensarea distilatului, separarea și colectarea

uleiului volatil și a apei aromatice;

filtrarea apei florale;

condiționarea uleiului volatil și a apei florale;

marcare, grupare, ambalare.

Livrarea, cântărirea și mărunțirea materiei prime vegetale – operații ce urmăresc ca aceasta să fie

transportată în secția de fabricație, unde este cântărită și adusă la gradul de mărunțire indicat,

după care este introdusă împreună cu apa, în blaza de distilare (fig.1).

Fig.1: Etapele incipiente ale procesului tehnologic de obținere a uleiurilor volatile/esențiale

Umectarea – materia primă vegetală poate fi sau nu în prealabil umectată cu solvant, cu apă sau cu

amestec hidroalcoolic. Macerarea se poate efectua și direct în blaza de distilare: 100 părți de material

vegetal se umecteză cu 100 părți alcool sau 200 părți amestec hidroalcoolic (în părți egale). Timpul

de macerare poate varia de la 6 - 24 ore, perioadă în care țesuturile vegetale se permeabilizează, în

aceste fel fiind asigurat dizolvarea și extracția uleiului volatil.

Antrenarea cu vapori (Hidrodistilarea) – care poate fi făcută în trei variante:

distilarea cu apă;

distilarea cu vapori de apă;

distilarea cu vapori de apă ce provin de la un generator separat.

Primele tranșe de distilate conțin cantitatea cea mai mare de principii cu caracter hidrofil (aldehide,

alcooli, acizi, etc.) și au o aromă placută. Următoarele sunt opalescente, cu o aromă mai puțin placută,

deoarece conțin hidrocarburi terpenice, greu solubile în apă. Sfârșitul hidrodistilării este marcat de

lipsa de miros a distilatului. Distilatul colectat se amestecă prin agitare, pentru a realiza o soluție

saturată, iar excesul de ulei volatil se adună la suprafață, în vasul florentin (separator de ulei).

Separarea și colectarea uleiului volatil și a apei aromatice se poate realiza prin mai multe metode:

metoda cohobației, metoda de extracție cu solvenți nevolatili, metoda adsorbției pe carbune activ, etc.

Filtrarea apei aromatice - pentru a înlătura impuritățile aflate în suspensie, folosind hârtie de filtru,

materiale textile.

Stocarea intermediară - apele aromatice și uleiurile volatile sunt depozitate în recipiente din sticla de

preferință de culoare închisă, bine inchise, în vederea condiționării.

FAZA 2/2019

Rezumatul fazei: Studiu tehnologic privind valorificarea fructelor de arbuști fructiferi

1. CONSIDERAȚII GENERALE

La nivel mondial se constata o tendință și un interes crescut pentru cultura arbuștilor fructiferi, datorită

proprietăţilor sanogene ale fructelor acestor specii. America de Nord deține supremația în ceea ce

privește suprafața ocupată cu plantații de afin, reprezentând aprox. 81.14% din suprafața totală la

nivel global. Conform FAO producţiile cele mai ridicate s-au inregistrat in SUA și Canada, urmate de

Europa.

Investițiile pentru culturile de arbuști fructiferi depind mult de specie. Pentru afin, ele pot ajunge la cca

15.000 -20 000 euro/ha, urmând a fi recuperate în aprox. 5-7 ani, după ce plantația intră pe rod.

2. TEHNOLOGIA DE FABRICARE A SUCURILOR CONCENTRATE SI NATURALE

2.1. Tehnologia de fabricare a sucurilor concentrate

Principalele avantaje pentru care se realizează sucurile concentrate sunt:

-creșterea perioadei de valabilitate la raft a produsului,

-reducerea greutății transportate a materiei prime de la locul de cules / procesare la punctele de

îmbuteliere a produselor finite dedicate desfacerii pe piață.

Fluxurile tehnologice și utilajele specifice diferă, în funcție de speciile de fructe, însă fiecare din ele

cuprinde in mare aceleeaşi faze tehnologice.

Faza (I). Prelucrarea fructelor anterior presării, cuprinde următoarele operații:

1. Recepția fructelor - se realizează pe loturi de transport. Fructele se recepționează în stare

proaspătă, neafectate de boli, la maturitatea fiziologică deplină, cu conținut de suc și substanță uscată

solubile cât mai mare.

2. Depozitarea temporară - având în vedere fragilitatea acestor tipuri de fructe, se recomandă evitarea

acestei faze tehnologice, introducându-le direct la prelucrare.

3. Sortarea se face înaintea operației de spălare, pentru toate fructele, in afară de mere, prin

îndepărtarea manuală sau automatizată a fructelor necorespunzătoare și a impurităților de natură

vegetală și minerală (pietre, pământ, hârtie, frunze, crengi etc.)

4. Spălarea - este o operaţie tehnologică foarte importantă, influențând calitatea și stabilitatea sucului

concentrat. Scopul ei este de a îndepărta impuritățile minerale (nisip, praf, pământ), a resturilor

vegetale, a unei părți importante din microfloră, cât și a altor contaminanți. Apa utilizată pentru spălare

trebuie să fie potabilă. Eficiența spălării se verifică vizual, dar și prin determinarea numărului de

germeni aerobi mezofili, înainte și după spălare. Numărul lor trebuie să scadă de cel puțin 10 ori, altfel

operația se repetă.

A fost analizat stadiul actual al echipamentelor de spălat fructe/legume. Acestea realizează operaţia

prin prespălarea, spălarea şi clătirea produselor, folosind diverse sisteme de curățare: jeturi de apa cu

presiune și bule de aer, combinație între zone de spălare turbulente și zone calme, sisteme cu palete

mobile care deplaseaza produsul în incinta de spălare, utilizarea unor tamburi de plastic cu perișori

etc. Majoritatea echipamentelor de spălat urmăresc creșterea ratei de reciclare a apei.

5. Eliminarea părților necomestibile constă in eliminarea rahisului și a codițelor (fenolii din ele

determină o modificare a gustului și culorii sucurilor), precum și a sâmburilor.

6. Zdrobirea fructelor - gradul de mărunțire al fructelor este foarte important, deoarece influențează în

mare măsură randamentul instalației de presare și calitatea sucului obținut. Se alege în funcție de

textura fructelor și de nivelul lor de maturitate.

7. Tratarea termică a zdrobiturii –are ca scop inhibarea enzimelor oxidative, distrugerea

microorganismelor și hidroliza parțială a substanțelor pectice la: coacăze, afine, căpșuni. Constă în

încălzirea acesteia la 80-85°C timp de 10-15 min. urmată de răcire la 45-50°C.

8. Macerarea enzimatică a zdrobiturii – este o operație de hidroliză a substanțelor pectice, ce

impermeabilizează membranele celulare şi conduce la: îmbunătățirea randamentului la presare,

creșterea intensității colorației, reducerea vâscozității sucului. Se execută la toate fructele, cu excepția

merelor, zmeurei, murelor și a cătinei.

Faza (II). Presarea - Fază tehnologică care se realizează cu diverse tipuri de echipamente, care se

clasifică în funcție de: parametrii constructivi principali, modul de funcționare, modul de lucru sau

numărul de corpuri. Indiferent de echipamentele folosite, un ciclu de presare cuprinde: încărcare;

presare preliminară; decomprimarea; completarea cu zdrobitură proaspătă; presare finală; descărcare

completă presă.

Faza (III). Epuizarea tescovinei de la presă – Tescovina reprezintă de obicei 25-30% din cantitatea

totală de fructe supusă prelucrării. În cazul afinelor, coacăzelor, murelor, în tescovină rămân până la

45-55% din cantitatea totală de substanțe colorante și cca. 10-15% din cantitățile de zaharuri și acizi

organici.

Epuizarea tescovinei de la presă se execută la cald (în cazul fructelor colorate) sau la rece (mere), în

una sau mai multe etape, cu ajutorul unui echipament tip extractor.

Faza (IV) Recuperarea aromelor din sucurile de fructe se bazează pe solubilitatea acestora în apă și

pe evaporarea acestora în condiții normale de temperatură și presiune (volatilitate). Din punct de

vedere chimic, acestea se compun din: terpene, alcooli, aldehide, esteri, fenoli, eteri fenolici, acizi,

cetone. Principiul de funcționare a unei instalații de recuperare a aromelor, se bazează pe un ciclu de

evaporare – condensare a sucului de fructe, ce se repetă de un număr de ori. Pentru afine cantitatea

de suc evaporată pentru obținerea unui concentrat de aromă de calitate este de 20-30%.

Faza (V) Limpezirea sucurilor – se realizează în trei operatii:

1. - Tratarea enzimatică (Depectinizarea) constă în tratarea sucului cu preparate enzimatice

pectolitice, cantitatea lor fiind calculată periodic prin probe de laborator.

2. - Cleirea (Limpezirea), constă în tratarea sucului de fructe cu gelatină și tanin.

3. – Filtrarea, are loc în una sau două etape, folosind filtre specifice.

Faza (VI) Concentrarea sucurilor de fructe se realizeaza prin metoda calorică prin evaporare, fiind cea

mai folosită pe scară industrială. Scopul concentrării prin evaporare este asigurarea stabilității

produsului, dar cu păstrarea calităților organoleptice și nutritive la un nivel maxim posibil. Operația de

tratare cu benzoat de sodiu – se aplică sucurilor de coacăze, afine, zmeură, mure, cătină care se

concentrează la 42-45° refractometrice pentru a le asigura stabilitatea în timpul depozitării.

Faza (VII) Depozitarea - sucurile concentrate se păstrează în spații ferite de îngheț sau de acțiunea

razelor solare, la temperaturi de 10-20°C, în cisterne sau damigene.

2.2 Tehnologia de obținere a sucurilor naturale - conține un număr mai redus de etape și implicit

de operații decat cea a sucurilor concentrate. Acestea sunt: Prelucrarea fructelor anterior presării

(recepție, sortare, spălare, zdrobire); Presarea; Filtrarea; Pasteurizarea, Ambalarea şi Depozitarea

Etapa de prelucrarea a fructelor inaintea presării cuprinde următoarele operaţii:

- Recepţia pentru o depozitare de scurtă durată, această tehnologie presupunând introducerea

imediată a fructelor recoltate in procesul de fabricaţie;

- Sortarea, spălarea, zdrobirea sunt operaţii care se execută ca şi la sucurile concentrate;

Etapa de presare constă în extragerea sucului din masa de fructe tocate/zdrobite, prin presare,

utilizănd o presă cu randament ridicat de presare.

Etapa de filtrarea presupune filtrarea sucului dupa etapa de presare şi se executa cu un filtru de

autocurăţăre. Din acesta sucul filtrat ajunge în recipientele de colectare.

Etapa de pasteurizare a sucurilor constă în procedeul termic de încălzire a acestora la o temperatura

de 80-850C o scurtă perioadă de timp, pentru a preveni alterarea (prin distrugerea florei patogene),

dar păstrând intacte însușirile (arome, conţinut de vitamine, antioxidanţi etc.). Se realizează cu un

dispozitiv de pasteurizare.

Etapa de ambalare se realizează prin imbutelierea sucului în pungi de tipul “Bag-in-Box”, sau în sticle

de diferite capacităţi, utilizând maşini speciale de îmbuteliat.

Etapa de depozitare presupune păstrarea recipentelor cu sucuri în spaţii cu temperatură şi umiditate

controlate.

2.3 Instalații modulate utilizate pentru obținerea sucurilor concentrate prin evaporare

Pe plan mondial, cele mai cunoscute și utilizate instalații datorită performanțelor sunt:

1. Instalația de concentrare ALFA LAVAL, (Elveția) care se compune din două evaporatoare, unul de

tip “Expanding Flow” iar celălalt de tip „Centri-Therm”, produse de firmă, procesul având loc în două

trepte de concentrare.

2. Instalația de concentrare SCHMIDT-BRETTEN (SUA), care funcționează cu dublu/triplu efect, un

efect fiind constituit din două elemente constructive: un schimbător de căldură cu plăci (evaporator) și

un vas ciclon pentru separarea vaporilor.

2.4 Instalații mobile pentru fabricarea sucurilor naturale de fructe

Unitățile mobile sunt tot mai utilizate pentru prelucrarea fructelor sub formă de sucuri naturale, datorită

numeroaselor avantaje, dintre care cele mai importante sunt:

-mobilitate practic nelimitată, instalația ajungând la fructe, și nu invers;

-reducerea cu peste 25% din costurile de proces prin eliminarea transportului fructelor;

-economii de energie cu reducerea emisiilor de CO2 și efecte benefice pentru mediu;

-sporirea numărului de clienţi prin oferirea de servicii în diverse zone de culturi;

-posibilitatea dezvoltării unor puncte sezoniere de colectare și valorificare a fructelor pentru diverse

asociații de producători;

-obținerea unor sucuri de calitate.

Instalaţiile mobile sunt realizate de obicei de tip remorcă, fiind dotate cu toate echipamentele necesare

realizării etapelor din fluxul tehnologic de obţinere a sucurilor naturale, descris anterior. Echipamentele

pot fi folosite separat sau in paralel pe flux.

Fructele sunt încărcate în recipientul de spălare cu sisteme de incarcare, sunt spalate și transportate

la mașina de măcinat, sunt zdrobite și apoi conduse la presa. Sucul generat este filtrat şi pompat de

obicei automat în rezervoare, încălzit la aproximativ 80 °C în pasteurizator și apoi ambalat in

recipiente sau sticle speciale. Aceste instalatii utilizează mai ales prese cu bandă, al căror randament

poate ajunge la 70%. Instalaţiile mobile sunt astfel concepute, încât pot fi pregătite de lucru într-un

timp scurt. Au nevoie de conexiune la alimentarea cu apa ,energie electrică şi scurgere pentru apa

uzată.

3 CONDITII TEHNICE DE CALITATE PENTRU SUCURILE CONCENTRATE

Sucurile concentrate din fructe se fabrică după instrucțiuni tehnologice aprobate în norme și

standarde. Materiile prime și auxiliare utilizate la fabricarea sucurilor concentrate trebuie să

corespundă normelor și standardelor legale în vigoare. Se pot folosi fructe din orice soi și mărime. Se

admit fructe lovite sau pătate fără să prezinte început de fermentație sau putrefacție. Sucurile

concentrate din fructe nu trebuie să prezinte semne de fermentare sau mucegăire, care se pot

observa cu ochiul liber. Verificarea calității sucurilor concentrate de fructe se face pe loturi din același

fel de fruct, de aceeași calitate, aflat în același tip de ambalaj și fabricate de același producător.

4. CONSERVAREA FRUCTELOR PRIN CONGELARE; TEHNOLOGIA DE CONGELARE RAPIDĂ

Congelarea este o metodă modernă de conservare prin care se păstrează aproape în

totalitate calitatea fructelor. Congelarea industrială reprezintă procesul de răcire a produselor

alimentare la o temperatură mult inferioară temperaturii de solidificare a apei (0°C), având beneficiul

prelungirii duratei de conservare a produselor alimentare, cu perioade de 5…50 ori mai lungi față de

procesul de refrigerare.

Parametrii principali ce caracterizează procesul de congelare a fructelorsunt: Regimul sau

temperatura de congelare; Durata congelării; Viteza de congelare (cm/h sau m/h)

Din punct de vedere al vitezei de congelare există patru tipuri/regimuri de congelare:

Regim de congelare lentă, când frontul de congelare avansează cu viteze mici, sub 0,5

cm/oră. Congelarea lentă duce la apariția de cristale de gheață cu dimensiuni mari și forme

neregulate. Cristalele se localizează în spațiul intercelular, vor presa membrana celulelor

vegetale, deformând-o până la rupere. Acest fenomen conduce la migrarea sucului din

interiorul celulelor în spațiul intercelular (efect de plasmoliză) cu pierderi mari de suc la

decongelare.

Regimul de congelare rapidă, când frontul de congelare avansează cu viteze cuprinse între

0,5…3 cm/oră. Generează cristale de gheață cu dimensiuni mici și forme regulate, care se

localizează în spațiile intercelular și intracelular, cu efecte favorabile asupra menținerii

nealterate a calității fructelor după decongelare.

Avantajele congelării rapide sunt:

- cu cât fructele sunt congelate mai rapid și la o temperatură mai scăzută (între -25…-35°C) cu

atât își vor menține mai bine calitățile și substanțele nutritive;

- structura fructelor va rămâne mai compactă, deoarece congelarea rapidă previne formarea

cristalelor mari de gheață care alterează textura.

Regimul de congelare foarte rapidă, frontul avansează cu viteze de 3…10 cm/oră.

Regimul de congelare ultra-rapidă, când frontul avansează cu viteze de 10…100 cm/oră. Se

formează cristale foarte mici, iar pierderile de suc la decongelare vor fi foarte mici. Se aplică la

instalațiile moderne de congelare în strat fluidizat, sub vid.

Indiferent de tipul produsului Tehnologia Congelării produselor alimentare presupune o succesiune de

faze tehnologice: 1). Pre-răcirea; 2). Refrigerarea; 3). Congelarea propriu-zisă; 4). Depozitarea

produselor congelate; 5). Păstrarea temporară în starea congelată a produselor pe timpul transportului

spre rețeaua comercială; 6). Păstrarea la congelare în rețeaua comercială; 7). Păstrarea la congelare

la utilizatori.

Tipurile de echipamente de congelare pot fi cu funcţionare: continuă, discontinuă (în șarje) şi semi-

continuă, utilizand diverse procedee de congelare.

Faza 3/2019

Rezumatul Fazei: STUDIU DOCUMENTAR PRIVIND TEHNOLOGIILE DE ÎNFIINȚARE,

ÎNTREȚINERE ȘI RECOLTARE A CULTURII DE BAMBUS

Cultura de bambus în pepiniere furnizează materialul săditor pentru plantarea pe câmp. Operaţiile

specifice care se efectuează sunt prezentate mai jos.

1. Pregătirea solului pentru însămânţare şi plantare

Pentru cultivarea plantelor de bambus în pepiniere se folosesc cele mai bune soluri organice, la care

se poate adăuga și îngrășământ sub formă de granule.

2. Pregătirea semințelor

În general, semințele de bambus nu trebuie stocate pentru o perioadă lungă de timp, deoarece

viabilitatea lor începe să se deterioreze după 2-3 luni. Se recomanda să fie semănate la mică

adancime sau chiar la suprafață, fiind acoperite apoi cu sol. Semințele plantate trebuie menținute într-

o zonă umbrită și protejate de lumina directă a soarelui, pentru o germinație ridicată. Ele trebuie udate

zilnic și păstrate umede în permanență. Răsadurile foarte mici și butașii mici de bambus sunt foarte

sensibile la razele soarelui. Cele cu o înălțime de aprox. 5 cm trebui scoase ușor din patul de răsaduri

și replantate în tuburi de polietilenă. După 8-12 luni, se obțin transplanturi de dimensiuni potrivite.

3. Transplantarea în tuburi sau pungi de polietilena (ghivece)

Replantarea trebuie făcută cu atenție pentru a asigura o rată de supraviețuire ridicată a plantelor. În

mod obișnuit se folosesc tuburi sau pungi de polietilenă cu găuri la bază, cu dimensiuni de 40 cm x 50

cm, care oferă plantelor mici de bambus suficient spațiu pentru dezvoltarea rădăcinilor, rizomilor și

lăstarilor noi.

4. Aplicarea îngrăşămintelor poate fi făcută în patul din pepiniera împreună cu udarea, cu mult înainte

de transplantare, prin dizolvarea îngrășământului NPK complex. Se pot aplicarea îngrășăminte şi în

vasul sau groapa în care se va transplanta răsadul.

5. Irigarea bambusului în pepiniere este un factor important pentru producerea unor plante sănătoase,

ce au nevoie de apă zilnic, pentru a se dezvolta şi a nu se deshidrata.

6. Prășitul (plivirea) culturii trebuie făcută sistematic și regulat, când solul este umed, ori de câte ori

este nevoie. In plus, se impune o pregătire temeinică a solului înainte de însămânțare și a gunoiului

de grajd, care să nu conțină semințe de buruieni.

7. Călirea se realizează după ce răsadurile și butașii au fost transplantaţi prin menţinerea

în proporţie de 50% la umbră, dar care, de îndată ce încep să crească, trebuie să fie expuse la mai

multă lumină a soarelui. Cu cel puțin o lună înainte de înființarea culturii în câmp, transplanturile (de

butaşi sau rasaduri) ar trebui mutate în câmp deschis, unde să fie întreținute până în momentul în care

vor fi scoase din sacii de polietilenă și transportate la locurile de plantat.

8 Aplicarea tratamentelor fitosanitare - Combaterea efectivă a buruienilor și reducerea forței de muncă

manuală pentru plivire, se pot obtine prin utilizarea erbicidelor preemergente. Primul tratament trebuie

efectuat imediat după replantare, iar al doilea, chiar înainte ca plantele să fie aduse în câmp. În

perioada în care acestea se află în seră, se aplică şi o plivire manuală. Tratamentele cu erbicide pot fi

aplicate de 4-5 ori pe an, în funcție de gradul de imburuienare. De asemenea, în pepinieră, se impune

efectuarea anumitor tratamente preventive și curative împotriva bolilor şi dăunătorilor

Etapele procesului de înfiinţare a culturii de bambus pe câmp

Mai întâi, trebuie stabilită o schemă de plantare, cea recomandată fiind de 7 x 7m sau 204 de

plante/ha. Această schemă oferă spațiu suficient pentru culturile intercalate și permite desfăşurarea

activităților de întreținere și recoltare. O structură de 5 x 5m cu 400 de plante/ha poate fi totuși folosită

pentru stabilizarea malurilor râurilor și a vâlcelelor. Plantarea în câmp se poate realiza prin plantarea

directă a rizomilor proveniți de la rărirea unei culturi exixtente, sau prin utilizarea plantelor crescute în

pepinieră, care sunt preferate pentru inființarea unei culturi de dimensiuni mai mari.

1. Selecția și transportul materialului de plantare

Plantele utilizate pentru plantarea în câmp trebuie să fie călite în pepinieră înainte de a fi transportate

la locul de plantare. Este important să se selecteze doar plantele care au rădăcinile și rizomii bine

dezvoltaţi, deoarece acestea vor putea să absoarbă substanțele nutritive din sol și vor putea să se

adapteze mai ușor la condițiile din câmp, faţă de cele care încă se dezvoltă. Plantele de pepinieră

care au tulpini foarte lungi pot fi tăiate până la o înălțime de 50 cm şi în plus, este esențial să aibă

suficiente frunze. Plantele trebuie manipulate cu grijă şi udate înainte de transport. De asemenea

trebuie încărcate și descărcate din vehiculul de transport, fără a fi vătămate, iar după sosirea în câmp,

trebuie udate în mod regulat până la momentul plantării.

2 Pregătirea terenului pentru plantare

Bambusul se poate dezvolta bine pe majoritatea tipurilor de sol, dar preferă un sol fertil, poros în

profunzime, cu un conținut ridicat de umiditate și un pH de 5,5. Este de preferat ca bambusul să se

amplaseze pe soluri organice (50% soluri forestiere, 25% soluri de nisip și 25% alte resturi organice).

Drenarea bună a solului este foarte importantă, verificându-se dacă terenul nu este predispus la

inundații. Se recomandă pantele moderate, iar terenul trebuie să fie curăţat de buruieni și vegetația

nedorită.

Tehnologia de pregătire a terenului pentru bambus este asemănătoare cu cea pentru cereale păioase.

Astfel, se executa lucrarea de arat, urmată de discuirea terenului și dacă este necesar se efectuează

fertilizarea cu gunoi de grajd sau cu compost.

3 Plantarea bambusului

Gropile de plantare a bambusului trebuie să fie amplasate la distanțele și intervalele prevăzute în

schema de plantare aleasa, fiind orientate pe cât posibil, de la nord spre sud, pentru o distribuție

optimă a luminii solare. Pentru schema 7m x 7m, se realizează gropi de plantare cu diametrul de 1 m

și adâncimea de 60 cm.

Transplantarea bambusului se realizează în lunile aprilie – mai, iar în zonele de răspândire, înainte de

anotimpul ploios. Se impune ca bambusul să nu fie transportat pe distanțe mari, iar rădăcina să fie cu

balot de pămînt, pentru a nu se usca. Dacă este posibil, în fiecare groapă trebuie să se introducă

îngrășăminte organice sau gunoi de grajd, amestecat cu sol vegetal. Poate fi utilizat şi îngrăşământ

special pentru iarbă.

Răsadul de bambus trebuie plantat într-o poziție perfect verticală, groapa fiind bine acoperită. Apoi se

efectuează mulcirea, care se poate realiza local (pe o raza de 1,5 m în jurul plantei) sau pe întreaga

suprafață cultivată. In primii ani de dezvoltare a culturii, prin semănatul lucernei / trifoiului între spațiile

dintre plantele de bambus se pot combate plantele dăunătoare. Cu dezvoltarea culturii de bambus,

plantele dăunătoare şi lucerna/trifoiul vor fi complet eliminate. Nu toate răsadurile și butașii vor

supraviețui noului mediu. Plantația trebuie controlată regulat, pentru inlocuirea plantelor uscate.

În primii doi ani de la înființarea culturii de bambus, între rândurile acesteia se pot realiza culturi

intercalate de legume, care oferă o mai mare stabilitate solului și ajută la combaterea eroziunii.

Lucrările de întreținere a culturilor de legume, combaterea buruienilor și daunătorilor sunt favorabile și

dezvoltarii plantelor de bambus.

4 Lucrările de întreţinere

După înfiinţare, cultura de bambus se întreţine relativ uşor. În primele faze de vegetaţie, o atenţie

deosebită trebuie acordată combaterii buruienilor și asigurării necesarului de apă. Activitățile de

întreținere în primii 2 ani de la plantare trebuie să se concentreze pe protejarea plantelor tinere. În

primul an, este recomandată afânarea solul din jurul lor, pentru stimularea creșterii. Lucrarea se

executată de două ori pe an, efectuându-se astfel încât să nu fie afectat sistemul radicular al plantelor

(rizomii de bambus).

Dezvoltarea plantelor din cultură poate fi împiedicată de buruieni și de vegetația concurențială, a căror

creştere este foarte important să fie controlată şi oprită, măcar în jurul fiecărui grup de bambus. Dacă

nu se face acest lucru, rezultă în mod inevitabil o dezvoltare proastă a rădăcinilor și a tulpinilor tinere

de bambus. Pe o zona cu raza de 60 cm în jurul fiecărei plante ar trebui eliminate toate plantele

dăunătoare. Prăşitul buruienilor în cultura de bambus se poate face manual sau mecanic.

Mulcirea este o altă modalitate eficientă de prevenire a creșterii buruienilor, ajutând la conservarea

umidității solului și contribuind la creșterea nivelului de nutrienți organici din acesta. Ea se realizează

prin împrăștierea uniformă a unui strat de așternut de frunze sau a altor materiale organice pe

suprafața solului în jurul mănunchiului de bambus. Mulcirea protejează lăstarii tineri de lumina soarelui

și îi menține umezi, permițându-le să crească la o dimensiune optimă, fără a se întări și a-și pierde

calitatea comestibilă.

Cultura de bambus trebuie protejată pentru a împiedica pășunatul animalelor, prin împrejmuirea

parțială sau totală, împreună cu o supraveghere atentă și permanentă.

De asemenea, irigarea culturii de bambus este un factor important pentru dezvoltarea unor plante

sănătoase. Cu exceptia perioadelor cu ploi, aceasta se efectueaza săptămânal. În perioda imediată

de după plantare se efectuează irigarea de urgență, administrându-se 15 – 20 l de apă fiecărei plante.

Cultura se irigă mai ales în cazul unei secete excesive, pentru a se obtine o producție ridicată.

5. Recoltarea bambusului constă din tăierea tijelor la nivelul solului. Din rădăcina rămasă se va

dezvolta o altă plantă, care va urma ciclul de creştere, fără să fie nevoie de replantare. Din acest motiv

bambusul este o resursă foarte sustenabilă. Recoltarea bambusului trebuie făcută selectiv, în funcție

de vârsta și maturitatea tijelor. Plantația de bambus va fi gestionată eficient, dacă exploatarea este

reglementată pe baza unei producții durabile. Culturile noi, de 1-2 ani, nu ar trebui să fie recoltate. De

asemenea, culturile vechi de 3 ani ar trebui lăsate intacte, pentru a-și păstra robustețea.

O plantație de bambus recent înființată ar trebui să fie, în mod normal, pregătită pentru prima recoltare

după 5-6 ani de la plantare. Ulterior, tăierea culturilor mature se poate face anual sau la intervale

predeterminate de ani, în conformitate cu planul de gestionare și utilizarea finală a lor. Ciclurile de

tăiere și metodele de extracție a tulpinilor dintr-o cultură ar trebui implementate ca parte integrantă a

sistemului de management al întregii plantații de bambus. Realizarea durabilității în ceea ce privește

producția de tulpini/lăstari va depinde de cât de eficient sunt selecționate culturile pentru recoltare și

de modul în care se efectuează extracția din grupul de plante.

Caracteristicile specifice ale operației de recoltare a bambusului:

În zonele de origine se execută numai în timpul sezonului uscat, când conținutul de amidon

din plante este mai mic, conferind rezistență la atacurile insectelor;

Se execută selectiv, prin tăiere cu unelte foarte ascuțite, colectându-se doar tulpinile mature;

Se execută începând de la centrul spre periferia mănunchiului, deoarece dezvoltarea normală

a tulpinilor are loc spre exterior, pentru cele tinere si spre centru, pentru cele mai vechi;

Operația de tăiere, trebuie planificată şi controlată pentru a evita deteriorarea culturilor tinere.

Tulpinile noi, care ating o înălțime medie în primele câteva luni, sunt moi și pot să se

prăbușească dacă nu sunt susținute de cele mature. De aceea, pot fi lăsate câteva tulpini

mature, verificându-se ca totuși aglomerarea din mănunchi să fie sub control;

Nu se taie tulpinile tinere, cu excepția cazurilor în care aglomerarea împiedică tăierea celor

mature;

Fiecare tulpină se taie între 15 - 30 cm de la sol sau chiar deasupra primului nod de la nivelul

solului, pentru ca apa să nu se acumuleze în internodul proeminent, aceasta favorizând

depunerile de ouă pentru insecte, cât și putrezirea;

Nu se taie niciodată un mănunchi întreg, cu excepția cazului în care a fost verificat şi s-a

constatat că este grav afectat de vreo boală;

La final, se realizează mulcirea fiecarui mănunchi de bambus, prin aranjarea de jur împrejur a

ramurilor și frunzelor rămase de la tijele tăiate, care pe lângă alte beneficii, oferă și material

organic pentru îmbogățirea solului.

FAZA 4 / 2019

Rezumatul Fazei: Proiectare ME de instalație de extracție a uleiurilor volatile din plante medicinale,

cu flux alternativ

Instalatia de extractie a uleiurilor volatile din plante medicinale, cu flux alternativ, IEA

2x500, este utilizata in cadrul tehnologiei de extractie a uleiurilor volatile prin metoda distilarii cu vapori

de apa. Instalatia (fig. 1) are in componenta urmatoarele elemente principale:

- Vas de distilare as., reper IEA 2x500-1.0, poz. 1, 2 buc.;

- Vas de răcire as., reper IEA 2x500-2.0, poz. 2, 1 buc.;

- Separator ulei volatil, reper IEA 2x500-3.0, poz. 3, 1 buc.;

- Suport vas distilare, reper IEA 2x500-4.0, poz. 4, 2 buc.;

- Suport vas de racire, reper IEA 2x500-5.0, poz. 5, 1 buc.;

- Generator de vapori de apă, aprovizionat din comert, poz. 6, 1 buc.;

- Regulator de presiune, aprovizionat din comert, poz. 7, 1 buc.;

- Robinet cu trei căi, aprovizionat din comert, poz. 8, 2 buc.;

- Furtunuri de legatură, aprovizionate din comert, poz. 9 si 10, cate 1 buc.;

- Instalatie de automatizare, reper IEA 2x500-11.0, poz. 11, 1 buc.

Fig. 1 Instalatia de extractie a uleiurilor volatile, cu flux alternativ, IEA 2x500

Vasul de distilare (fig. 2), reper IEA 2x500-1.0, este un recipient cilindric realizat din tabla de

otel inox alimentar, avand in componenta stuturi pentru intrare/iesire abur, robinet golire, garnitura de

etansare si supapa de decompresie. De asemenea, inchiderea etansa a vasului se realizeaza prin

intermediul unui capac dotat cu supape de siguranta de 0,5 bari si termomanometru cu ac indicator

(masoara presiunea si temperatura). In interiorul vasului de distilare este prevazuta o sita pe care va fi

asezata masa de material vegetal supus procesului de distilare. Sita este prevazuta cu tija pentru

ghidare si sustinere in timpul procesului de incarcare/descarcare a materialului vegetal.

Fig. 2 Vas distilare

Vasul de răcire (condesare) (fig. 3), reper IEA 2x500-2.0, este un recipient cilindric realizat

din tabla de otel inox alimentar, avand in componenta un schimbator de caldura tip serpentina,

racorduri pentru intrare/iesire apa de racire si robinet golire.

Fig. 3 Vas de răcire (condesare)

Separatorul de ulei volatil (fig. 4), reper IEA 2x500-3.0, este un recipient realizat din tabla de

otel inox alimentar, fiind prevazut cu un racord de intrare, un racord de colectare apa florala, un vizor

cilindric din sticla, un racord de iesire cu stut pentru colectarea uleiului volatil, un racord de evacuare a

uleiului volatil colectat si un racord de golire a recipientului.

Fig. 4 Separator de ulei volatil

Suport vas distilare si Suport vas de racire (fig. 5), repere IEA 2x500-4.0 si IEA 2x500-5.0,

sunt subansambluri sudate formate din profile realizate prin indoirea foilor de tabla. Acestea reprezinta

elementele de sustinere a vasului de distilare si vasului de racire, asigurand pozitionarea in plan

vertical, conform procesului de lucru.

Fig. 5 Suport vas distilare si Suport vas de racire

Regulatorul de presiune, poz. 7, se monteaza pe generatorul de abur, asigurand reglarea

presiunii de lucru in limitele prescrise de tehnologia de extractie a uleiurilor volatile prin metoda

distilarii cu vapori de apa.

Robinetul cu trei cai, poz. 8, este subansamblul prin intermediul caruia se stabileste traseul

fluidelor de lucru in cadrul instalatiei de distilare, in vederea alimentarii si extractiei alternativere a

uleiurilor volatile. Robinetul este prevazut cu un niplu si doua stuturi la care se conecteaza furtunurile

de legatura intre diferite echipamente din cadrul instalatiei de distilare.

Furtunurile de legatura, poz. 9 si 10, sunt utilizate pentru vehicularea fluidelor de lucru in

cadrul instalatiei de distilare. Furtunul de legatura 1, poz. 9, este de tip furtun de abur de joasa

presiune, destinat utilizarii in industria alimentara, avand o temperatura de lucru intre -30 °C si +164°C

iar presiunea de lucru fiind de 7 bar. Furtunul de legatura 2, poz. 10, este realizat din PVC transparent,

fiind utilizat pentru conducerea amestecului de ulei volatil si apa florala catre separatorul de ulei volatil.

Instalatia de automatizare (fig. 6), reper IEA 2x500-11.0, este subansamblul destinat

mentinerii constante a temperaturii apei din vasul de racire, in scopul cresterii eficientei procesului de

condensare. Instalatia ofera posibilitatea de setare a limitei superioare de temperatura a apei de

racire, prin intermediul unui regulator de temperatura care preia informatia de la o termorezistenta

aflata in contact direct cu agentul de racire si transmite comanda de deschidere catre electrovalva

montata la racordul de alimentare cu apa al vasului de racire.

Fig. 6 Instalatie de automatizare

Principalele caracteristici tehnice ale instalatiei de extractie a uleiurilor volatile din

plante medicinale, cu flux alternativ, IEA 2x500, sunt:

- Capacitatea de lucru: aprx. 500 l;

- Diametru vase distilare 720 mm;

- Inaltime vase distilare (fara capac) 1250 mm;

- Diametru vas racire 620 mm;

- Inaltime vas racire 1000 mm;

- Diametru vas separare 280 mm;

- Inaltime vas separare 545 mm;

- Presiunea de lucru: 0,18-0,2 bar;

- Temperatura de lucru 103-105 °C

Procesul de lucru al instalatiei de extractie a uleiurilor volatile din plante medicinale, cu flux

alternativ, IEA 2x500

Aburul furnizat de generator traverseaza masa vegetala de plante, antrenand uleiul volatil

continut de acestea, dupa care amestecul de abur si ulei volatil patrunde in vasul de racire unde are

loc procesul de condensare, obtinandu-se un amestec de ulei volatil si apa florala. Separarea pe fractii

a amestecului de ulei volatil si apa florala se realizeaza in separatorul de ulei volatil, pe baza diferentei

de densitate intre cele doua fractii. Colectarea uleiului volatil se realizeaza pe la partea superioara a

separatorului iar apa florala se colecteaza pe la racordul special destinat acestui scop.

Instalatia permite functionarea alternativa a vaselor de distilare, eliminandu-se astfel timpii

neproductivi consumati cu oprirea instalatiei, racirea vasului de distilare, golirea de materialul epuizat,

umplerea cu o noua sarja de material vegetal si reintrarea instalatiei in regimul de lucru normal.

Conectarea celui de al doilea vas de distilare la fluxul de lucru al instalatiei se realizeaza prin

actionarea parghiei robinetului cu trei cai montat la iesirea regulatorului de presiune al generatorului

de abur urmata de actionarea parghiei robinetului cu trei cai montat la intrarea vasului de racire

(condensare).

FAZA 5 / 2019

Rezumatul Fazei: Proiectare ME de echipament inovativ de congelare rapidă, cu funcționare

discontinuă

Echipamentul inovativ de congelare rapidă, cu funcționare discontinuă, ICR, este utilizat

in cadrul tehnologiei de conservare a produselor horticole si are drept scop congelarea acestora prin

contact cu azot lichid.

Echipamentul ICR (fig. 1) este un model experimental de echipament inovativ de congelare cu

funcţionare discontinuă, care utilizeaza caldura latenta de vaporizare la presiune atmosferica a

azotului lichid, in scopul reducerii temperaturii produselor pana la temperatura de depozitare in stare

congelata. De asemenea, echipamentul asigura valorificarea superioara a agentului de racire

„epuizat”, prin reutilizarea vaporilor reci de azot (-30 °C) evacuati din incinta de congelare rapida, la

racirea unei incinte adiacente pentru preracire / pastrare temporara in stare congelata. Echipamentul

este dotat cu senzori de temperatura care permit monitorizarea si controlul permanent al parametrilor

de proces si anume:

- Temperatura in centrul produsului;

- Temperatura pe suprafata produsului;

- Temperatura in incinta de congelare.

Echipamentul (fig. 1) are in componenta urmatoarele elemente principale:

- Cadru de susţinere, reper ICR-1.0, 1 buc.;

- Incinta termoizolata dubla, reper ICR-2.0, 1 buc.;

- Instalatie alimentare azot lichid, izolata termic la exterior, reper ICR-3.0, 1 buc.;

- Vas Dewar cu cap de purjare, aprovizionat din comert, 1 buc.;

- Instalatie frigorifica de congelare, tip Split, aprovizionata din comert, 1 buc.;

- Instalatie de automatizare, reper ICR-9.0, poz. 9, 1 buc.

Fig. 1 Echipamentul inovativ de congelare rapidă, cu funcționare discontinuă – ICR

Cadrul de sustinere (fig. 2), reper ICR-1.0, reprezinta elementul de sustinere a

subansamblurilor principale ale echipamentului tehnic, conferind rigiditate si stabilitate intregii

constructii. Este un subansamblu sudat realizat din tevi cu sectiune patrata si tabla de otel. Pentru

deplasarea si pozitionarea facila a echipamentului in spatiul de lucru, cadrul este prevazut cu patru roti

pivotante. De asemenea, cadrul este prevazut cu o platforma asezata in consola, pentru pozitionarea

recipientului de azot lichid necesar desfasurarii procesului de congelare, precum si a agregatului

frigorofoc aflat in componenta instalatiei de congelare.

Fig. 2 Cadrul de sustinere

Incinta termoizolata dubla (fig. 3), reper ICR-2.0, este o constructie etansa, realizata prin

imbinarea unor panouri cu poliuretan, avand rolul de a izola mediul de desfasurare a procesului de

congelare, de atmosfera din camera de lucru. Constructia este alcatuita din doua incinte separate de

un perete comun, care comunica prin intermediul unei conducte prevazute cu o valva de evacuare.

Rolul acesteia este de a favoriza obtinerea unei usoare suprapresiuni in camera de congelare rapida

in scopul evitarii evacuarii rapide a gazelor de azot care nu au fost inca utilizate la randament maxim.

Pentru racordarea la incinta a diferitelor subansambluri exterioare si limitarii puntilor termice, sunt

prevazute elemente tubulare realizate din polietilena de mare densitate, avand caracteristici mecanice

si termice compatibile cu temperaturile criogenice din interior.

Pentru a realiza o convectie fortata a atmosferei din incinta in scopul imbunatatirii transferului

termic dinspre produs catre agentul termic, s-au prevazut trei motoare ventilator, fiecare avand un ax

prelungit, montat in exteriorul incintei si o elice de refulare in interior. De asemenea, fiecare din cele

doua incinte este prevazuta cu o usa de acces, termoizolata si dotata cu garnitura de etansare insotita

de o rezistenta de degivrare, pentru a impiedica formarea ghetii si a inlesni accesul in incinta la finalul

ciclului de congelare.

Fig. 3 Incinta termoizolata dubla

Instalatia de alimentare cu azot lichid (fig. 4), reper ICR-3.0, este un subansamblu

demontabil, alcatuit din conducte de otel inox interconectate prin intermediul armaturilor

corespunzatoare, o valva solenoid special destinata aplicatiilor criogenice si o serie de duze cu

distributie plana pe suprafata tinta. Instalatia este izolata termic prin intermediul unor cochilii din

spuma poliuretanica pentru aplicatii criogenice, caserate la exterior cu foita de aluminiu.

Fig. 4 Instalatia de alimentare cu azot lichid Fig. 5 Vas Dewar cu cap de purjare

Vas Dewar cu cap de purjare (fig. 5), este un echipament complex, prevazut cu linie de

umplere si respectiv linie de purjare a lichidului criogenic. De asemenea, este dotat cu dispozitive de

masurare a presiunii de lucru si sisteme de protectie. Purjarea lichidului catre instalatia de alimentare

a congelatorului se realizeaza prin intermediul unui furtun izolat termic.

Principalele caracteristici tehnice ale Echipamentului inovativ de congelare rapidă, cu

funcționare discontinuă, sunt:

- Tip echipament cu functionare discontinua, tip cabinet;

- Lungime totala a incintei termoizolate 1600 mm;

- Latime totala a incintei termoizolate 1120 mm;

- Inaltime totala a incintei termoizolate 2260 mm;

- Volum incinta de congelare volum interior aprx. 800 l in camera de congelare

rapida si aprx. 1300 l in camera de pastrare in stare

congelata;

- Agent criogenic azot lichid;

- Distribuire agent criogenic prin pulverizare cu agent criogenic lichid;

- Injectare agent criogenic duze speciale, adaptate conditiilor;

- Grosime izolatie termica 150 mm pentru congelare criogenica si 100 mm

pentru pastrare in stare congelata;

- Recirculare vapori agent criogenic cu motoare ventilator prevazute cu elice de refulare;

- Evacuare vapori agent criogenic tubulatura prevazuta cu valve de evacuare;

- Usile de acces izolate termic si prevazute cu garnituri de etansare si

rezistente de degivrare;

- Sursa agent criogenic vas Dewar cu cap de purjare;

- Monitorizare si control proces automatizat cu posibilitate de reglare parametri;

Procesul de lucru al Echipamentului inovativ de congelare rapidă, cu funcționare

discontinuă

Produsele horticole (intregi sau maruntite) sunt asezate uniform pe tavitele din interiorul

echipamentului, dupa care se procedeaza la pozitionarea senzorilor de temperatura, astfel: senzorul

pentru masurarea temperaturii in centrul produsului se introduce cu varful pana in centrul termic al

unui produs; senzorul pentru masurarea temperaturii pe suprafata produsului se aseaza cu elementul

sensibil pe suprafata exterioara a unui produs, fara a fi in contact cu peretii incintei sau tavitele din

interior. Se inchide usa de acces, se urmareste indicatorul de usa inchisa si se seteaza parametrii de

proces (temperatura limita in incinta si temperatura limita in interiorul produsului) in modul de lucru

automat, cu ajutorul ecranului tactil al tabloului de comanda si control. In continuare se deschide lent

robinetul de purjare a azotului lichid, pana la capat de cursa, dupa care se actioneaza butonul de start

de pe panoul de comanda si control. Se urmareste indicatorul de stare produs care semnaleaza

incheierea ciclului de congelare. Pe masura ce azotul lichid se vaporizeaza, se destinde in camera de

congelare rapida iar la atingerea unei usoare suprapresiuni, va fi evacuat in interiorul incintei de

pastrare in stare congelata. In acest mod, echipamentul asigura valorificarea superioara a agentului

de racire „epuizat”, prin reutilizarea vaporilor reci de azot (-30 °C) evacuati din incinta de congelare

rapida. La finalul ciclului de congelare rapida, se actioneaza butonul de stop, se inchide robinetul de

purjare a azotului lichid, se trece pe modul de lucru manual si se actioneaza butonul de deschidere a

electrovalvei pentru a elibera eventualul volum de azot lichid sau vapori ramasi pe tronsonul dintre

robinetul de purjare si electrovalva. Se actioneaza inchiderea electrovalvei dupa care se deschide usa

de acces, se inlatura senzorii din/de pe produse avand manusi cu protectie termica adecvata, se

elibereaza tavitele de produse si se inchide usa. Produsele congelate rapid vor putea fi pastrate in

stare congelata in interiorul celei de a doua incinte termoizolate dotate cu un agregat frigorific cu

compresie mecanica a vaporilor al carui efect va fi imbunatatit cu ajutorul vaporilor „epuizati” la ciclul

de congelare rapida.

Faza 6/2019

Rezumatul Fazei: ÎNFIINȚARE LOTURI EXPERIMENTALE PENTRU CULTURILE DE PLANTE

MEDICINALE PERENE, AFIN SIBERIAN ȘI BAMBUS

ÎNFIINȚAREA LOTURILOR EXPERIMENTALE PENTRU CULTURILE DE PLANTE MEDICINALE

PERENE

Înființarea și întreținerea culturii de Busuioc sfânt (Tulsi, indian) - Ocimum tenuiflorum L.

sin. Occimum sanctum L., fam. Lamiaceae

Pentru această specie a fost prezentată originea, importanța și compoziția chimică, a fost

descrisă planta cu principalele caracteristici botanice de identificare, au fost prezentate principalele

varietăți și soiuri cunoscute la nivel internațional. De asemenea, a fost prezentată tehnologia de

cultură adaptată condițiilor existente la INMA București (fig.1), cu verigile tehnologice care au cuprins

în principal: cerințele față de factorii de vegetație, fertilizarea de bază a terenului, lucrările solului,

înființarea culturii; plantarea răsadurilor în câmp (schema de plantare); lucrările de întreținere (prașile

manuale și mecanice, udări); principalele buruien întâlnite în cultură și combaterea lor; recoltarea.

Fig.1. Cultură de Busuioc sfânt (Tulsi) – Ocimum tenuiflorum sin. Ocimum sanctum L. fam.

Labiatae, înființată în cadrul INMA București

Înființarea și întreținerea culturii de Lophanthus - Lophanthus anisatus Benth., fam.

Lamiaceae, Soiul "Aromat (de Buzău)"

La această specie a fost prezentată originea, importanța, compoziția chimică, a fost descrisă

planta și au fost prezentate pe larg principalele caracteristici botanice ale primul soi românesc de

Lophanthus omologat, creat de catre SCDL Buzău - "Aromat (de Buzău)". De asemenea, a fost

prezentată tehnologia de cultură adaptată condițiilor existente la INMA București (fig.2), cu verigile

tehnologice care au cuprins: cerințele față de factorii de vegetație, fertilizarea de bază a terenului,

lucrările solului; înființarea culturii; schema de plantare a răsadurilor în câmp; lucrările de întreținere

(prașile manuale și mecanice, udări); principalele buruieni întâlnite în cultură și combaterea lor;

recoltarea.

Fig. 2. Cultură de Lophanthus – Lophanthus anisatus

Benth., fam. Lamiaceae, Soiul "Aromat (de Buzău)" înființată

în cadrul INMA București

Înființarea și întreținerea culturii de Roiniță (Melisa) – Mellisa officinalis L., fam.

Lamiaceae

A fost prezentată originea, importanța și compoziția chimică a acestei specii, a fost descrisă

planta și prezentate principalele varietăți și soiuri cunoscute la nivel internațional. De asemenea, a fost

prezentată tehnologia de cultură adaptată condițiilor existente la INMA București (fig.3), cu verigile

tehnologice care au cuprins: cerințele față de factorii de vegetație, fertilizarea de bază a terenului,

lucrările solului; înființarea culturii; plantarea răsadurilor în câmp (schema de plantare); lucrările de

întreținere (prașile manuale și mecanice, udări); buruienile din cultură și combaterea lor; recoltarea.

Fig.3. Cultură de Roiniță (Melisa) – Melissa officinalis L., fam. Lamiaceae, înființată în cadrul INMA

București

FAZA 7 / 2020

Rezumatul Fazei: Studiu tehnologic privind valorificarea bambusului în industrie

VALORIFICAREA BAMBUSULUI ÎN INDUSTRIA DE MOBILĂ ȘI AMENAJĂRI INTERIOARE

INTERIOARE

Mobilier din bambus - include scaune, bănci, mese, dulapuri, paturi și rafturi de cărți dar și

ustensile de bucătărie (fig.1).

Fig.1. Obiecte de mobilier realizate din bambus

Tehnologia de fabricație a mobilierului modern din panouri pe bază de bambus este similară

cu cea a mobilierului din lemn. Deși se remarcă prin rezistență mare, duritate și rigiditate, există unele

deficiențe specifice, care cu greu pot fi depășite: diametrul mic și golul culm-ului, precum și

numeroase articulații. Astfel, materialul din bambus nu poate fi prelucrat în plăci simple pentru

confecționarea mobilierului așa cum se procedează la lemn, stâlpii din bambus trebuie să fie modelați,

întăriți și conectați pentru a se realiza rame de mobilier, ce sunt apoi acoperite cu scânduri de

bambus. Pentru a modela stâlpii din bambus în vederea realizării ramelor, se utilizează îmbinarea de

tip mortonă și tenon, folosită pentru a consolida stâlpi suplimentari, pentru a aranja scândurile de

bambus pe cadru și pentru a înfrumuseța mobilierul cu piese curbate.

Covorașe din bambus (fig.2) – Etapele realizarii covorașelor sau rogojinilor din fire fine de

bambus sunt: fabricarea firelor, fierberea lor la temperatură ridicată, dezinfectarea și albirea,

țesutul mecanic, lipirea, presarea la cald și procesarea marginilor. În funcție de calitatea

materiei prime, covorașele pot fi clasificate în următoarele categorii: "verde original", "primul

verde", "al doilea verde", "fire colorate", "fire pictate" și "fire filate". Ele pot fi aplicate pentru a

acoperi perne, paturi, perne de scaune ușoare și scaune auto.

Fig.2: Covoraș din bambus

VALORIFICAREA BAMBUSULUI ÎN INDUSTRIA TEXTILĂ

Fibrele naturale din bambus au proprietăți excelente, care atestă faptul că există un potențial

bun pentru a fi utilizate în industria textilă. Însă, cu toate acestea, nu au primit atenția cuvenită,

datorită faptului că sunt grosiere și rigide. Prin urmare, a fost dezvoltată și optimizată metoda chimică

pentru extragerea și modificarea fibrelor naturale de bambus pentru utilizări textile. Rezultatele

experimentale arată că fibrele de bambus modificate sunt mai fine, cu un conținut semnificativ mai mic

de substanțe non-celulozice. Există două metode principale de producere a fibrelor de bambus:

chimice și mecanice. Metoda urmărește același procedeu folosit la fabricarea rayonului vâscos

regenerat, folosind alcalinizarea hidrolizei cu principiul de albire multifazic. Acest procedeu (fig. 3)

produce fibre de bambus regenerate, care sunt mătăsoase, puternice și elegante, însă implică

substanțe chimice toxice și produse secundare dăunătoare. Dacă nu se folosesc metode pentru

captarea și reciclarea substanțelor chimice caustice, produsele secundare dăunătoare pot fi eliberate

în aer și apă.

Fig. 3: Etapele simplificate de fabricare a vâscozei din bambus:

a) bambus brut; b) bambus prelucrat în pulpă groasă; c) bambus prelucrat în continuare în foi de

pulpă fină; d) fibră de raion de bambus; e) produs finit

Fibra din bambus are proprietăți antibacteriene și dezodorizante, iar materialul este validat de

Asociația Inspecțiilor Textile din Japonia, care confirmă că și după 50 de spălări fibra din bambus își

păstrează proprietățile. Această proprietate naturală pe care o are bambusul nu produce alergii ale

pielii, așa cum o face orice alta fibră care necesită tratare chimică. De asemenea, în industria textilă

modernă au fost introduse diferite produse cum ar fi: perne, lenjerii de pat, pilote. Pernele din bambus

sunt ideale pentru persoanele care suferă de alergii sau astm, deoarece fibra de bambus procesată

doar prin abur și fierbere, oferă o ventilație foarte bună pentru un somn sănătos și confortabil.

VALORIFICAREA BAMBUSULUI ÎN CONSTRUCȚII

Potrivit literaturii de specialitate, bambusul este un material cu proprietăți mecanice, dezvoltate

pe direcțiile longitudinale, radiale și transversale. Spre deosebire de majoritatea arborilor, bambusul

nu dispare după recoltare, ci mai degrabă, prin recoltarea tulpinii mature (culm), randamentul și

calitatea plantației cresc. Similar, bambusul are o rețea extinsă de rădăcini, ceea ce o face ca o

potențială plantă ce poate fi folosită pentru reîmpăduriri, pe terenurile erodate și degradate, deoarece

poate restaura vegetația. Proprietățile mecanice ale bambusului, precum rezistența la tracțiune și

compresiune, contracția, rezistența și elasticitatea, îl fac un material multifuncțional pentru aplicații

structurale. Puterea fibrelor de bambus variază odată cu înălțimea culmului. Rezistența la

compresiune a culm-ului crește odată cu înălțimea, în timp ce rezistența la îndoire variază în sens

opus. Conținutul ridicat și proprietatea acidului silicic pirogen existent în bambus face ca acesta să

aibă o rezistență crescută la foc. Bambusul are o elasticitate ridicată, ceea ce îl face un material de

construcție adecvat și preferat în zonele cu risc seismic ridicat. Mai mult, având și o greutate specifica

relativ redusă, poate fi transportat ușor și utilizat oriunde pe glob. În industria construcțiilor, bambusul

este utilizat ca material pentru decorare și intră în elementele de structură ale caselor. Lemnul de

bambus este folosit în construcția de locuințe, pentru stâlpi, șoruri, căpriori, podea, tavan, acoperiș,

rame pentru ferestre și uși, pasarele, stâlpi de gard și perete. În majoritatea cazurilor, bambusul este

combinat cu alte materiale de construcţie: lemn, lut, var, ciment, oțel galvanizat şi frunze de palmier, în

funcţie de eficienţa, disponibilitatea şi costul lor. Potrivit unui studiu apărut în IJERA (International

Journal of Engineering Research and Applications), bambusul are rezistența mecanică comparabilă cu

cele ale oțelurilor folosite în construcții și învinge betonul. Această rezistență poate fi îmbunătățită,

dacă s-ar putea dezvolta tehnologii de laminare în masă a bambusului. Până acum laminarea a fost

aplicată doar în condiții de laborator, pe probe supuse la încercări de tracțiune, compresie și

încovoiere, obtinându-se rezultate promițătoare.

VALORIFICAREA BAMBUSULUI ÎN INDUSTRIA DE CELULOZĂ ȘI HÂRTIE

Procesul folosit pentru extracția ligninei din bambus este pulparea Kraft, care este preferată

pulpării alcaline. Pulparea Kraft utilizează temperaturi ridicate (150-170°C) în sulfat alcalin, urmată de

un proces de albire. Una dintre problemele cele mai frecvent întâlnite la pulberea de bambus, este

prezența acidului silicic care se acumulează în soluția rezultată, cu consecințe asupra procesului de

recuperare chimică. Procesul de fabricație - în procesul mecanic, tulpinile de bambus, sunt mai întâi

rotite între niște tamburi speciali pentru a se îndepărta coaja. Apoi acestea sunt trimise către mașinile

de tocat, care le mărumțesc prin presare între plăci rotative uriașe. Pulpa rezultată este apoi filtrată

pentru a se îndepărta obiectele străine. În procesul chimic, bucățile de bambus sunt fierte în soluție

chimică, în cuve uriașe numite digestoare. Bucățile introduse în digestor, sunt fierte la presiune

ridicată într-o soluție de hidroxid de sodiu și sulfură de sodiu. Apoi, pulpa rezultată este trimisă către

filtre și ulterior, către fabrica de hârtie. În acest stadiu se pot adăuga înălbitori sau se poate vopsi.

Pulpa este supusă unui proces de batere și stoarcere, numit "bătaie". În interiorul unei căzi mari, pulpa

este supusă efectului bătăilor, realizate cu ajutorul unor mașini speciale. In acest moment se pot

adăuga diferite materiale de umplere (ex. cretă, argilă sau substanțele chimice - oxidul de titan). Acești

aditivi vor influența opacitatea și calitatea produsului final. Fără execuția operatiei de încleiere, o hârtie

va fi prea absorbantă pentru majoritatea utilizărilor (excepție face hârtia pentru plloter-ul de birou).

Încleierea cu amidon face ca hârtia să fie rezistentă la cerneala pe bază de apă. La final, pentru a

transforma pulpa de bambus în hârtie, aceasta este pompată în mașini gigantice, automatizate de tip

"Fourdrinier". Apoi, hârtia rezultată este trecută peste o serie de cilindri încălziți cu abur, pentru a se

îndepărta apa rămasă. Hârtia uscată este turnată pe tamburi mari, unde va fi prelucrată suplimentar în

funcție de utilizarea finală. Hârtia este netezită și compactată mai departe prin trecere prin role

metalice numite "calendare", care oferă un finisaj dur sau moale, lucios

VALORIFICAREA CĂRBUNELUI OBȚINUT DIN BAMBUS

Cărbunele din bambus este alcătuit dintr-o bucată de bambus prelevată din plantele arse la cuptor la o

anumită temperatură, prin procesul de piroliză. Aplicațiile cărbunelui de bambus sunt: epurarea și

tratarea apelor uzate, reglarea umidității ca deodorant și conservant , în industria cosmetică, etc.

ALTE UTILIZĂRI ALE BAMBUSULUI

În ultimii ani, datorită tehnologiilor avansate de prelucrare a bambusului, acesta a devenit tot mai

folosit în producerea de obiecte neobișnuite (ex. industria IT).

• Laptop-uri Bamboo - ecrane de mari dimensiuni (13.3, 14 şi 15,6 inch), tastatură cu tastele

separate, un procesor rapid (Core i5-480 2.66 GHz), o memorie mai mare (hard disk 500 GB). La

corpul laptop-urilor anterioare, a fost înlocuită vechea culoare galben deschis, cu un placaj neted de

culoare maro închis. Cu toate acestea, pentru fabricarea corpului laptop-urilor, bambusul curat a fost

înlocuit cu bambusul amestecat cu material plastic (85% bambus şi 15% plastic).

• Telefonul mobil Bamboo – al cărui corp este realizat din bambus şi bioplastic. Ca o

completare a caracteristicilor sale ecologice, el este echipat cu un ecran monocrom, care permite

utilizarea economică a energiei. În plus, designerul olandez a adăugat un dispozitiv mecanic, care prin

rotire permite reîncărcarea aparatului în orice moment.

• Tastatură și mouse-ul din lemn de bambus - componente de calculator realizate din lemn

de bambus, care au funcționalitate perfectă și aspect natural. Aceste produse, pe lângă aspectul

plăcut, sunt durabile, ușor de întreținut, au proprietăți antiradiații și antibacteriene. Prețul acestor

gadget-uri variază între 50-20 dolari.

• Bicicleta din bambus - primele biciclete cu rame din bambus, au fost lansate în 2005, într-un

număr foarte limitat. În gamă sunt incluse biciclete de drum, de munte şi biciclete cross. Perioada de

garanţie pentru fiecare cadru este de 10 ani.

FAZA 10 / 2020

Rezumatul Fazei: Realizare ME de instalație de extracție a uleiurilor volatile din plante medicinale

Instalatia de extractie a uleiurilor volatile din plante medicinale, cu flux alternativ, IEA

2x500, este utilizata in cadrul tehnologiei de extractie a uleiurilor volatile prin metoda distilarii cu vapori

de apa.

Instalația beneficiaza de aportul unor solutii tehnice care asigura imbunatatirea procesului de

lucru prin utilizarea unui vas de distilare suplimentar, pentru alimentare alternativa, ceea ce va

conduce la reducerea timpilor neproductivi (necesari golirii vasului de distilare, spalarii/curatarii si

umplerii cu material vegetal la finalul unui ciclu de functionare) si cresterea productivitatii. De

asemenea, instalația utilizeaza presiuni joase ale vaporilor de apa in vasul de distilare, ceea ce

asigura o mai mare siguranță în exploatare. Prin implementarea sistemului automat de menținere

constantă a temperaturii apei în vasul de răcire, creste eficiența procesului de condensare si implicit

performanta vasului de racire.

Instalatia (fig. 1) are in componenta urmatoarele elemente principale:

- Vas de distilare as., reper IEA 2x500-1.0, 2 buc.;

- Vas de răcire as., reper IEA 2x500-2.0, 1 buc.;

- Separator ulei volatil, reper IEA 2x500-3.0, 1 buc.;

- Suport vas distilare, reper IEA 2x500-4.0, 2 buc.;

- Suport vas de racire, reper IEA 2x500-5.0, 1 buc.;

- Generator de vapori de apă, 1 buc.;

- Robinet cu trei căi, aprovizionat din comert, 2 buc.;

- Furtunuri de legatură, aprovizionate din comert, cate 1 buc./tip;

- Modul decontaminare UV-C, 1 buc.

Fig. 1 Instalatia de extractie a uleiurilor volatile, cu flux alternativ, IEA 2x500

Vasul de distilare (fig. 2), reper IEA 2x500-1.0, este un recipient cilindric realizat din tabla de

otel inox alimentar, avand in componenta stuturi pentru intrare/iesire abur, robinet golire, garnitura de

etansare si supapa de decompresie. De asemenea, inchiderea etansa a vasului se realizeaza prin

intermediul unui capac dotat cu supape de siguranta de 0,5 bari si termomanometru cu ac indicator

(masoara presiunea si temperatura). In interiorul vasului de distilare este prevazuta o sita pe care va fi

asezata masa de material vegetal supus procesului de distilare. Sita este prevazuta cu tija pentru

ghidare si sustinere in timpul procesului de incarcare/descarcare a materialului vegetal.

Fig. 2 Vas distilare

Vasul de răcire (condesare) (fig. 3), reper IEA 2x500-2.0, este un recipient cilindric realizat

din tabla de otel inox alimentar, avand in componenta un schimbator de caldura tip serpentina,

racorduri pentru intrare/iesire apa de racire si robinet golire.

Fig. 3 Vas de răcire (condesare)

Separatorul de ulei volatil (fig. 4), reper IEA 2x500-3.0, este un recipient realizat din tabla de

otel inox alimentar, fiind prevazut cu un racord de intrare, un racord de colectare apa florala, un vizor

cilindric din sticla, un racord de iesire cu stut pentru colectarea uleiului volatil, un racord de evacuare a

uleiului volatil colectat si un racord de golire a recipientului.

Fig. 4 Separator de ulei volatil

Suport vas distilare si Suport vas de racire sunt subansambluri sudate formate din profile

metalice rectangulare si patrate. Acestea reprezinta elementele de sustinere a vasului de distilare si

vasului de racire, asigurand pozitionarea in plan vertical, conform procesului de lucru.

Robinetul cu trei cai este subansamblul prin intermediul caruia se stabileste traseul fluidelor

de lucru in cadrul instalatiei de distilare, in vederea alimentarii si extractiei alternativere a uleiurilor

volatile. Robinetul este prevazut cu un niplu si doua stuturi la care se conecteaza furtunurile de

legatura intre diferite echipamente din cadrul instalatiei de distilare.

Furtunurile de legatura sunt utilizate pentru vehicularea fluidelor de lucru in cadrul instalatiei

de distilare. Furtunul de legatura 1 este de tip furtun de abur de joasa presiune, destinat utilizarii in

industria alimentara, avand o temperatura de lucru intre -30 °C si +164°C iar presiunea de lucru fiind

de 7 bar. Furtunul de legatura 2, este realizat din PVC transparent, fiind utilizat pentru conducerea

amestecului de ulei volatil si apa florala catre separatorul de ulei volatil.

Modul decontaminare UV-C, (fig.5), este subansamblul care completeaza tehnologia de

prelucrare primara a plantelor medicinale, in scopul reducerii incarcaturii microbiologice existente pe

suprafata materialului vegetal, inainte de procesarea prin distilare cu vapori de apa.

Fig. 5 Modul decontaminare UV-C

Procesul de lucru al instalatiei de extractie a uleiurilor volatile din plante medicinale, cu

flux alternativ, IEA 2x500

Aburul furnizat de generator traverseaza masa vegetala de plante, antrenand uleiul volatil

continut de acestea, dupa care amestecul de abur si ulei volatil patrunde in vasul de racire unde are

loc procesul de condensare, obtinandu-se un amestec de ulei volatil si apa florala. Separarea pe fractii

a amestecului de ulei volatil si apa florala se realizeaza in separatorul de ulei volatil, pe baza diferentei

de densitate intre cele doua fractii. Colectarea uleiului volatil se realizeaza pe la partea superioara a

separatorului iar apa florala se colecteaza pe la racordul special destinat acestui scop.

Instalatia permite functionarea alternativa a vaselor de distilare, eliminandu-se astfel timpii

neproductivi consumati cu oprirea instalatiei, racirea vasului de distilare, golirea de materialul epuizat,

umplerea cu o noua sarja de material vegetal si reintrarea instalatiei in regimul de lucru normal.

Conectarea celui de al doilea vas de distilare la fluxul de lucru al instalatiei se realizeaza prin

actionarea parghiei robinetului cu trei cai montat la iesirea regulatorului de presiune al generatorului

de abur urmata de actionarea parghiei robinetului cu trei cai montat la intrarea vasului de racire

(condensare).

Faza 8/2020

Rezumatul fazei :Proiectare ME de masină de recoltat plante medicinale"

Mașina de recoltat plante medicinale și aromatice - MRPM, este utilizată în cadrul tehnologiei de

cultură a acestor specii pentru optimizarea operației de recoltare, prin mecanizarea acesteia, în

vederea obținerii unui material vegetal de calitate.

Mașina de recoltat plante medicinale și aromatice beneficiază de aportul unor soluții tehnice inovative,

care vor permite realizarea unor indici calitativi de lucru ce vor respecta cerințele agrotehnice specifice

maşinilor de recoltat plante medicinale și aromatice. Echipamentul realizează recoltarea prin tăiere și

transportul într-o incintă de colectare a materialului vegetal pentru mai multe specii de plante

medicinale și aromatice. Astfel, pentru aceasta, echipamentul permite reglarea inălțimii de tăiere.

Mașina MRPM (fig.1) este un Model Experimental de tip tractat (în lucru cât și în transport), constituind

un agregat agricol cu un tractor de 45 CP, fiind alcătuită din principalele subansambluri:

- Cadru as., reper MRPM-1.0, 1 buc.;

- Transportor as., reper MRPM-2.0, 1 buc.;

- Aparat de tăiere as., 1 buc;

- Transmisie, reper MRPM-4.0, 1 buc.;

- Sistem dirijare plante MRPM-5.0, 1 buc.;

- Buncar as., reper MRPM-6.0, 1 buc.;

- Instalație hidraulică, reper MRPM-7.0, 1 buc.;

- Instalație electrică, reper MRPM-8.0, 1 buc.

Cadrul as. reper MRPM-1.0 (fig.2), reprezintă elementul de susținere a subansamblurilor principale

ale mașinii de recoltat plante medicinale și aromatice.

Fig. 1 Maşina de recoltat plante medicinale şi aromatice MRPM-0

Cadru as. este alcătuit din mai multe subansambluri. Platforma (poz.1) este subansamblul principal,

de tip construcţie sudată, prevazută cu o serie de elemente de rigidizare montate nedemontabil în

secțiunile intens solicitate, cât și cu elemente tip suport. Lateral stânga se montează Proţap (poz.2),

împreună cu Piciorul de sprijin (poz.4), poziționate în fața platformei. Proțapul are două poziții de

montaj, corespunzătoare tractării mașinii în lucru sau în transport. Piciorul de sprijin are rolul de a

susține Proțapul și implicit mașina, la staționar. Pe stâlpii verticali ai platformei se montează articulat

Cadru transportor (poz.5,) împreună cu Bara sup. as (poz.6) ce susţin în același mod (articulat) Cadru

faţă (poz.7). Toate alcătuiesc un mecanism patrulater, ce conferă Cadrului față o mișcare plan

paralelă. Toate elementele prezentate anterior sunt de tip construcții sudate. Roţile (poz.3) sunt

alcătuite din jantă, camera de aer, pneu, butuc și ax asamblat, pentru fixarea de platformă.

Fig. 2 Cadru as.

Transportorul as. reper MRPM-2.0 (fig.3) se montează pe Cadru transportor funcționând în poziție

inclinată. Este un transportor cu bandă, care preia plantele tăiate, direcționându-le către buncăr.

Datorită mecanismului patrulater, unghiul maxim de înclinare al transportorului (310), corespunde

înălțimii minime de tăiere (250 mm).

Fig. 3 Transportor as.

Aparatul de tăiere as. este de tipul cu dublă mișcare dinte-lamă, ce determină o tăiere de tip

foarfecă, netedă și uniformă, necesară recoltării de mai multe ori pe an a plantelor medicinale și

aromatice (specii anuale sau perene). El se montează pe Cadru față, păstrându-și poziția față de sol,

indiferent de inălțimea de lucru (de tăiere) aleasă, datorită mecanismului patrulater, descris anterior.

Transmisia reper MRPM-4.0 are rolul de a prelua mișcarea de la priza de putere a tractorului, prin

intermediul a două transmisii cardanice și un arbore intermediar, pentru a acționa un multiplicator.

Acesta asigură la ieșire turația necesară funcționării pompei instalației hidraulice.

Sistem dirijare plante reper MRPM-5.0 (fig.4) are rolul de a direcționa plantele medicinale și

aromatice spre aparatul de taiere, în vederea creșterii eficienței operației de recoltare. Elementul

principal al Sistemului dirijare plante il constituie Rabator as. (poz.1), pe ale cărui cinci generatoare se

montează elemente tip perie, pentru a nu produce vătămari plantelor. Poziția Rabatorului poate fi

reglată în plan vertical, funcție de înălțimea de tăiere sau talia plantelor medicinale și aromatice, ce se

recoltează.

Fig. 4 Sistem dirijare plante Fig. 5 Buncăr as.

Buncar as. reper MRPM-6.0 (fig. 5) se montează pe cadrul mașinii, în partea din spate, având rolul

colectării plantelor tăiate. El se compune din următoarele elemente principale: corp buncăr (poz.1),

capac buncăr (2), bara articulație (3). Buncărul se descarcă gravitațional, în urma deschiderii

capacului.

Instalația hidraulică reper MRPM-7.0 are rolul de a asigura acționarea organelor active ale masinii

(aparat de tăiere), cât și a elementelor în mișcare (transportor, rabator), care contribuie la realizarea

procesului de lucru.

Instalația electrică reper MRPM-8.0 se compune dintr-un actuator electric liniar care efectuează

inchidere/ deschidere buncăr, comandat de un comutator tripozițional.

De asemenea, pentru reglarea înălțimii de tăiere, mecanismul patrulater (prezentat anterior) este

acționat de actuatori electrici liniari și care realizează în tandem ridicarea sau coborârea acestuia, fiind

comandați de un alt comutator tripozițional.

Principalele caracteristici tehnice ale Masinii de recoltat plante medicinale și aromatice:

- Tip echipament:..................................................................................................tractat;

- Putere tractor:....................................................................................................45 CP;

- Tip acționare.........................................................................................................PPT;

- Ecartament mașină........................................................................................1496 mm;

- Tip transmisie...........................................................combinație mecanică-hidraulică;

- Tip transportor: .............................................................................................cu bandă;

- Lățime transportor:..............................................................................................1,4 m;

- Unghi de înclinare transportor:..........................................................max.310/min 23

0;

- Tip sistem de tăiere:..........................................................................cu dublă mișcare;

- Diametru rabator.............................................................................................550 mm;

- Inălțime de tăiere:..............................................................min250 mm/max. 400 mm;

- Lățime de lucru :.................................................................................................1,4 m;

- Viteza de lucru........................................................................................cca. 3,6 km/h;

- Tip descărcare buncăr:.............................................................................gravitațional;

- Volum util buncăr........................................................................................cca.0.8 m3;

-Dimensiuni de gabarit (în lucru, cu buncăr închis):

Lungime:...............................................................................................4295 mm;

Lăţime:..................................................................................................2545 mm;

Înălţime:................................................................................................1870 mm;

- Număr operatori:........................................................................................................1.

Procesul de lucru al Mașinii de recoltat plante medicinale și aromatice

In vederea realizării procesului de lucru, se trece utilajul tractat din pozitie de transport în

poziție de lucru, mașina fiind amplasată în dreapta tractorului, roata ei din stânga călcând pe urma

roților din dreapta ale tractorului. In funcție de specia de plante medicinale și de caracteristicile

vegetative ale culturii se stabilește inălțimea de recoltare, realizându-se reglajele necesare, prin

ridicarea sau coborârea aparatului de tăiere și implicit modificarea poziției transportorului, prin rotirea

acestuia. De asemenea în funcție de inălțimea de tăiere se reglează și poziția rabatorului. După

execuția reglajelor și strângerea tuturor elementelor de fixare se pornește motorul și se cuplează

utilajul. După ce se urmărește pentru scurt timp funcționarea elementelor în mișcare, echipamentul

este introdus în cultură pentru realizarea procesului de recoltare. Rabatorul orienteaza plantele din

cultură către aparatul de tăiere, acțiunea sa cotinuând și asupra materialului vegetal tăiat, care datorită

mișcării de inaintare a mașinii este direcționat pe transportor, care îl deversează în buncăr. După

umplere, prin deschiderea capacului, buncărul mașinii este golit prin căderea gravitaționala a

materialului pe o prelată amplasată pe sol. După golirea buncarului, procesul de recoltare se reia.