1

TPPA lab

Determinarea parametrilor constructivi şi funcţionali ai maşinilor de

spălat şi tocat rădăcinoase (sfeclă) – INTOS. Tocător pentru rădăcinoase – cu

disc şi de tip tambur. Determinarea continutului de zahar din sfecla si sucuri

Tocătorile de radacinoase si tuberculifere se clasifică în general după tipul aparatului

de tocat, forma organului de lucru si după destinatia tocaturii.

După tipul organului de tocat se disting (fig.1): tocători cu aparat de tip disc, tocători

cu aparat de tip tambur si tocători cu aparat de tip rotor cu cutite.

După modul de montare al discului: aparate cu disc orizontal, aparate cu disc vertical.

După tipul tamburului se deosebesc următoarele tipuri de aparate: cu tambur cilindric,

cu tambur tronconic si cu tambur dublu tronconic.

Fig. 1. Tipuri constructive de tocători de rădăcinoase

a) – cu aparat de tip disc vertical; b) – cu aparat de tip disc orizontal; c) – cu aparat de tip

tambur cilindric; d) – cu aparat de tip tambur tronconic simplu; e)- cu aparat de tip

tambur dublu tronconic; f) – cu rotor cu cutite.

Organul principal de lucru al aparatelor de tocat este cutitul. După forma constructivă

se deosebesc: cutite cu tăis drept (continuu sau dintat) si cutitte sub forma de scafe (simple,

duble, multiple). Cutitele cu tăis drept se folosesc la aparatele de tip disc si la cele de tip rotor,

in timp ce cutitele de tip scafă se folosesc la aparatele de tip tambur.

Tocător pentru rădăcinoase cu disc model TR – 0,3.

Schema constructivă a rotorului tip disc este prezentată în figura 2.

Tocătorile de tip disc nu sunt prevăzute cu contracutite. Rădăcinile de sfeclă se

introduc în cosul de alimentare de unde sub propria greutate ajung în contact cu organul activ

care are o miscare de rotatie. Cutitele, montate sub un anumit unghi fata de suport desprind

2

felii de anumite dimensiuni si le dirijează spre cosul de evacuare. Grosimea tocăturii se poate

regla prin deplasarea cutitelor pe suportul lor.

Fig. 2. Schema constructiva a tocatoare TR -0,3

Capacitatea de lucru a tocăturii se poate calcula cu următoarea relatie:

(kg/s)

Unde Vr – volumul de tocătură obtinut la o rotatie

( ) (m/rot)

Unde: z – numarul de cutite active

kl = 0.8 – 0.9 – coeficient de folosire a lungimii cutitului

ko = 0,7 – 0,8 – coeficient care ia in considerare solurile dintre radacini

ω = 40 – 50 s-1

– viteza de rotatie a discului

Aef – suprafata de contact dintre material si discul rotorului.

l – lungimea cutitului, cm

lt – lungimea efectivă a taisului, cm.

Rezistenta la taiere a sfeclei se calculeaza cu relatia:

(N)

k1 – coeficient ce depinde de proprietatile fizico-mecanice ale nutretului (k1 = 104 pentru

sfeclă).

h – latimea de tăiere, în cm;

t – grosimea taisului cutitului (t = 3-10·10-3

cm);

m – coeficient ce depinde de natura nutretului (m = 0,53 la sfecla).

Momentul dat de rezultanta fortelor de taiere:

(Nm)

Momentul dat de fortele de frecare dintre radacini si disc:

(Nm)

3

µ2= 0,75 – 0,85 – coeficientul de frecare al nutretului pe disc;

G – greutatea nutretului din cosul de alimentare, in N.

√

(N)

Rf = D/3 – raza de actiune a rezultantei

Momentul de torsiune rezultant la arbore:

Mr = M1+M2 (Nm)

Puterea necesara antrenarii aparatului de tocat se calculeaza cu relatia:

(kW)

Puterea motorului electric de actionare va fi:

(kW)

ηt – randamentul transmisiei

Instalatia de spălat si tocat rădăcinoase INTOS

Instalatiile de spălat si tocat rădăcinoase efectuează succesiv curătirea (spălarea) si

tocarea rădăcinoaselor.

Instalatia INTOS (fig.3) este formată dintr-o masina de spălat si un aparat combinat de

tocare.

Fig. 3. Schema constructivă a instalatiei INTOS

1-transportor melcat; 2-jgheab de alimentare; 3-jgheab de spălare; 4-jgheab de golire, 5-

dispozitiv de tăiere; 6-mecanism de antrenare transportor melcat; 7-alimentator; 8-instalatie

de spălare, evacuare nămol; 9-buncăr cu parapeti; 10-bazin; 11-stâlp de sustinere; 12-

instalatie electrică.

Amplasată corespunzător instalatia permite mecanizarea lucrărilor de alimentare si

transport. Alimentarea masinii cu material cât si descărcarea tocăturii se face direct din

remorca de uz general. Curătirea se face in trei etape:

- În bazinul de precurătire

4

- În jet de apă recitculată

- În jet de apă de la retea.

Instalatia poate lucra în flux (pornirea aparatelor făcându-se în succesiunea: tocător,

ttransportor elicoidal, alimentator, pompa pentru spălare, iar oprirea în ordine inversă) si

secvential (functionarea unui singur aparat, ca de exemplu: alimentatorul pentru precurătirea

rădăcinoaselor sau pompa pentru evacuarea nămolului).

Caracteristici:

- Capacitatea de lucru 16 t/h

- Dimensiunile aparatului de tocare: diametrul 300 mm, lungime 1000 mm

- Turatia 1000 rot/min

- Numărul de cutie: 8 longitudinale, 16 radiale

- Numărul de contracutie 17

- Puterea motorului de antrenare 15 kW.

Dispozitivul de tăiere al Instalatiei de spălat si tocat rădăcinoase este un aparat format

dintr-un tambur cu două tipuri de cutite (elicoidale si radiale) si o bară cu contracutite, (fig.4).

Fig. 4. Dispozitivul de tăiere al „Instalatiei de spălat si tocat rădăcinoase model INTOS”

1- Cutit radial; 2- cutit elicoidal; 3 – rozetă; 4 – contracutit; 5 – suport contracutit.

Cutitele elicoidale sunt dispuse sub un unghi τ fată de axa tamburului constant, în timp

ce cutitele radiale (de despicare) fixate cu suruburi de prindere, formează un unghi de

alunecare variabil.

Cutitele radiale sunt dispuse după linii elicoidale.

În procesul de lucru cutitele elicoidale despicând felii de lătime b, egală cu distanta

dintre urmele a două cutite de despicare vecine. Grosimea tocăturii este functie de unghiul de

asezare în plan transversal al cutitului elicoidal, de lătime si înăltimea de asezare a acestuia.

Lătimea feliilor se poate varia modificând numărul de cutite de despicare (fără a

dezechilibra rotorul).

Determinarea continutului de zahar din sfecla si sucuri

Refractometrele sunt instrumente optice ce se folosesc pentru determinarea

concentratiilor de zahăr în siropuri, sucuri, precum si a diferitelor amestecuri lichide ce

constituie produse intermediare si finale în industria alimentară, sau în alte domenii.

Principiul de functionare. Măsurarea concentratiei solutiilor cu ajutorul

refractometrului se bazează pe principiul refractiei totale a luminii (rază de lumină incidentă

5

pe suprafata de separare sub un unghi limită este refractată total). Unghiul limită depinde de

indicele de refractie a lichidului, relatia fiind direct proportională. Razele de lumină care trec

dintr-un mediu dens într-un altul de o densitate mai mare sunt deflectate. Când se întâmplă

acest lucru, se creează un unghi de incidentă pe primul mediu si unul de refractie pe cel de-al

doilea mediu. Raportul dintre sinusurile celor două unghiuri dau indicele de refractie.

Concentratiile de zahăr pot fi determinate cu refractometre de masă (laborator) sau cu

refractometre de mână (portabile).

Refractometrele de masă (fix) Abbe – sunt aparate de laborator cu ajutorul cărora se

determină indicele de refractie (fig.5.). Aceste refractometre au un domeniu larg de măsurare

pentru indicele de refractie si anume între n=1,3000 si 1,7000.

Refractometrul Abbe este prevăzut cu o scală indicând:

- fie indicele de refractie (n) cu patru zecimale;

- fie procente de masă zaharoasă (%) cu o aproximatie de 0,1 %.

Refractometrul este prevăzut cu un termometru a cărui scală este cuprinsă între 15 ±5ºC.

Fig.5. Refractometrul Abbe standard de mare precizie (±0,0002) pentru

indicele de refractie

Refractometrele portabile (fig.6) sunt construite pentru a răspunde cerintelor de

analiză pentru un domeniu clar definit de măsurători cum ar fi de exemplu, măsurarea

salinitătii sau a cantitătii totale de substantă uscată dizolvată (refractometru Brix).

Refractometrele portabile actuale sunt dotate cu scala %Brix (procente Brix). Această

scală măsoară cantitatea totală de substante dizolvate (cum ar fi zahăr, sare, proteine, acizi,

etc.) măsurătorile reflectând suma totală a acestora în solutia apoasă analizată. Calibrarea

scalei Brix se face în functie de numărul de grame de zahăr de trestie dizolvat în 100g de apă.

Refractometrele portabile pentru vin si must pot fi folosite în conditii de câmp fiind

dotate cu scale, cum ar fi: Brix, T:A: (alcool), Oechsle, KMW, Baume.

Refractometru pentru sucuri, Refractometru digital

fructe, legume, vinuri, miere, gemuri. (pentru indice de refractie

între 1.3300 si 1,5600 si

Brix între 0% si 95,0%).

Fig.6. Refractometre portabile

6

Un refractometru portabil (fig.7.) este alcătuit din următoarele părţi componente:

1. tub optic (lunetă), prevăzut în interior cu lentile şi cu un disc de sticlă pe care este

marcat o scală gradată de jos în sus, de la 0-30%, îndicând procente de masă zaharoză

(substanţă uscată solubilă);

2. un ocular prevăzut cu o rozetă pentru reglarea lui potrivit ochiului;

3. un şurub de reglare aflat pe lunetă în apropierea ocularului, care acţionat cu o

şurubelniţă serveşte la reglarea punctului de 0% al refractometrului;

4. o prismă de sticlă la partea terminală a lunetei, montată într-o ramă metalică. În

partea opusă a acestei rame se află o fereastră (deschizătură), prin care pătrund razele de

lumină, în prisma de sticlă până la pelicula de must;

5. o placă de bachelită rabatabilă, prevăzută cu o adâncitură, în care se pipetează

mustul de analizat, iar prin închidere aceasta se lipeşte de prisma de stică, prinzând între ele

pelicula de must.

Fig. 7. Refractometrul portabil şi scala refractometrului:

1 - lunetă; 2 - ocular; 3 - şurub de reglare; 4 - prismă; 5 - placă rabatabilă.

Determinarea conţinutului de zaharuri dintr-o probă de must implică

următoarele operaţii:

- reglarea ocularului;

- verificarea şi reglarea refractometrului la 0% substanţă uscată solubilă.

Reglarea ocularului se face prin rotirea rozetei spre stânga şi spre dreapta

până ce cifrele şi diviziunile scalei gradate sunt văzute clar.

În vederea verificării şi reglării refractometrului, mai întâi se spală prisma şi placa

rabatabilă cu apă distilată şi alcool; după care se şterg până la uscare cu o bucată de tifon curat

sau cu vată.

Apoi deschizând placa rabatabilă şi ţinând-o în poziţie orizontală cu scobitura în sus,

se pipetează în ea 3–4 picături de apă distilată după care se alipeşte de prismă.

După ce în prealabil refractometrul a fost orientat cu fereastra către o sursă de lumină,

se aduce la nivelul ochilor şi se priveşte în ocular, observându-se linia de separare între cele

două câmpuri (întunecat şi luminat).

Dacă linia de separare nu trece exact prin punctul de 0%, se reglează aparatul

acţionând cu o şurubelniţă asupra şurubului de reglare de pe lunetă.

Apoi se şterge prisma refractometrului cu o bucată de tifon, după care se pipetează 2–3

picături de produs în scobitura de pe placa rabatabilă.

Se închide refractometrul şi se citeşte cifra corespunzătoare liniei de separare dintre

cele două câmpuri. Cifra citită reprezintă procentul de substanţă uscată aparentă cu o precizie

de 0,2 unităţi. Se notează temperatura (t) la care a fost făcută citirea.

7

Calculul rezultatelor obtinute

Pentru proba de produs al cărui indice de refracţie (n) sau procente de masă zaharoză

care s-au citit la temperatura de 20°C, evaluarea conţinutului de zaharuri exprimată în g/l sau

g/kg se face direct din tabelul 2.

Dacă indicele de refracţie sau conţinutul de substanţă uscată solubilă (procente de

masă zaharoză), pentru aceeaşi probă, se citeşte la o temperatură diferită de 20°C, atunci

trebuie să se facă o corecţie a acestor valori conform tabelului 1.

De exemplu, pentru aceeaşi probă de produs, valoarea conţinutului de substanţă uscată

solubilă citită la temperatura de 17°C, are valoarea 20,4%.

Valoarea corectată la 20°C este tot 20,2%, cifră obţinută prin scăderea din valoarea

citită la 17°C (20,4%) a valorii 0,2 %. (20,4 - 0,2 = 20,2) (tabelul 1).

Conform acestei valori (20,2%) din tabelul 2 se estimează acelaşi conţinut de zaharuri,

respectiv 194,2 g/l sau 179,4 g/kg.

Pentru valori ale procentului de masă zaharoză care nu sunt trecute în tabelul 2,

conţinutul de zaharuri se evaluează prin interpolare.

De exemplu, dacă pentru aceeaşi probă de must procentele de masă zaharoză la 20°C

sunt 20,3%, conţinutul de zaharuri în g/l sau g/kg se estimează astfel:

20,2% ............................................. 194,2 g/l

20,4% ............................................. 196,5 g/l

0,2% ............................................... 2,3 g/l

0,1% ............................................... x

1,15 g/l se adună la 194,2 sau se scad din 196,5

Deci pentru 20,3% corespunde 194,2 + 1,15 = 195,35 g/l sau 196,5 – 1,15 =195,35 g/l.

Corectarea valorii indicelui de refracţie citit la o temperatură diferită de 20°C se face

conform tabelului 2 astfetl: indicele de refracţie citit la temperatura (t) din coloana 2 se

raportează la valoarea corespunzătoare a procentului de masă zaharoză (coloana 1). Această

valoare este corectată la temperatura de 20°C şi exprimată cu ajutorul tabelului 1. Apoi

procentul de masă zaharoză la 20°C se raportează pentru obţinerea indicelui de refracţie la

20°C, cu ajutorul căruia din tabelul 2 se estimează conţinutul de zaharuri exprimat în g/l sau

g/kg.

Evaluarea conţinutului de zaharuri din proba de must se poate face cu ajutorul

tabelelor de calcul, asemănător metodei anterioare (refractometru Abbé) sau cu ajutorul unei

formule empirice:

(

)

în care:

S - conţinutul mustului în substanţă uscată solubila la 20°C;

4,25 - raportul dintre densitatea şi indicele de refracţie a mustului;

2,5 - conţinutul mediu al mustului în procente % substanţă uscată

nezaharată;

4,0 - coeficient empiric stabilit pe baza unui număr mare de determinări;

10 - coeficient de raportare la 1 litru.

8

În funcţie de conţinutul de zaharuri determinat prin metodele de mai sus se poate

calcula tăria alcoolică potenţială (T.a.p.) cu relaţia:

T.a.p. =

, % vol.

în care:

Z – conţinutul de zaharuri, g/l;

17 – grame de zaharuri necesare pentru obţinerea unui grad alcoolic.

Aparatura utilizată în laborator

Refractometrul Abbe tip WYA – 2S – poate fi folosit în industria chimică,

farmaceutică, industria alimentară pentru măsurarea indicelui de refractie.

Refractometrul portabil 0-32 % (fig. 9) – se foloseste pentru determinarea

concentratiilor de zahăr, siropurilor, sucurilor, precum si a diferitelor amestecuri lichide ce

constituie produse intermediare si finale în industria alimentară, sau în alte domenii.

Zona de manipulare este din cauciuc pentru a elimina impreciziile cauzate de

infleuenta căldurii corpului utilizatorului asupra produsului testat.