Proiect Utilaje in industria alimentara II

Universitatea Politehnică Bucuresti Facultatea De Chimie Aplicata si Stiinta Materialelor

PROIECT Utilaje in industria alimentara II

Titulari de disciplina: Ana Maria

Student: Persello

Prof.dr.ing. Gheorghe Voicu

Grupa: 1131 CEPA

Prof.dr.ing. Sorin Biris Prof coord. Mariana Ionescu

Anul universitar 2013-2014

Anul III, Semestrul II

TEMA proiectului la disciplina “ Utilaje in industria alimentara II ”

a. Sa se proiecteze si sa se analizeze procesul de lucru al unui framantator de aluat cu brat spiral din cadrul unei linii tehnologice de panificatie,cunoscand: a.1. Volumul cuvei de aluat Vc; a.2. Modul de actionare a cuvei; a.3. Modul de actionare a bratului de framantare; a.4. Turatia cuvei nc; a.5. Turatia bratului de framantare nb . Memoriu de calcul 1. Introducere. Despre procesul de panificatie. 2. Studiul proprietatilor fizico-mecanice si tehnologice ale materiei prime (faina, aluat, etc.) 3. Studiu documentar. Analiza solutiilor similare existente pe plan mondial si in tara. 4. Analiza procesului de lucru al utilajului si prezentarea schemei cinematice de actionare. 5. Calculul parametrilor principali ai framantatorului: 5.1. Bilantul de materiale la framantare si dimensionarea cuvei; 5.2. Stabilirea consumurilor de energie si dimensionarea bratului de framantare; 5.3. Calcului puterii necesare pentru actionarea framantatorului si alegerea motorului electric 6. Dimensionarea transmisiei si a componentelor acesteia. 6.1. Calculul rapoartelor de transmitere si al transmisiei framantatorului; 7. Instructiuni tehnice de exploatare, intretinere, reglare a utilajului si norme de protectia muncii.

Material grafic:

2

1. Desenul de ansamblu al utilajului ( o proiectie) – scara 1:2 1.Notiuni generale despre procesul de panificatie. Descierea liniei tehnologice. In descrierea alimentelor cuprinse in ratia zilnica, painea ocupa o pondere insemanta, facand parte din alimentele de baza, de aceea industria de panificatie ocupa un loc important in cadrul productiei bunurilor de consum. Prelucrarea fainii are loc in cadrul unor unitati de panificatie cu capacitate din cele mai diverse care realizeaza o gama larga de produse. Prin substantele lor componente, aceste produse contribuie la inmultirea celulelor organismului uman, le refacerea tesuturilor uzate. La mentinerea sanatatii si a capacitatii de munca. Pentru satisfacerea cerintelor tot mai crescande si diversificate necesare unei alimentatii moderne, industria de panificatie din tara noastra realizeaza o mare varietate de sortimente, care pot fi grupate astfel: paine neagra, paine semialba, paine alba, produse de farnzelarie simple, produse de franzelarie cu adaosuri, produse speciale de farnzelarie, produse dietetice si produse de covrigarie. In structura productiei, painea neagra reprezinta aproximativ 28٪, painea semialba 30٪, paine alba 31٪, iar produsele de franzelarie si celelalte sortimente 11٪. Productia industriala a painii in tara noastra a inceput la sfarsitul sec. al XIX-lea si inceputul sec. al XX-lea, in cadrul armatei, care a constituit primele unitati de productie de mare capacitate (manutantele), dotate cu utilaje la nivelul tehnic al epocii respective, in vederea mecanizarii procesului de fabricatie. Dupa primul razboi mondial s-au fondat unitati mai mari pantru productia painii, dotate cu cuptoare incalzite cu tevi cu abur (Dampf) si malaxoare. Astfel, in 1935 in Romania functionau 36 de brutarii mecanizate cu 700 salariati. In anul 1938, in Bucuresti, 35٪ din productia zilnica de paine era realizata in brutarii mecanizate. Dupa cel de-al doilea razboi mondial, productia de paine in tara noastra s-a organizat pe baze noi. Principalele obiective ale acestei actiuni au fost: largirea capacitatii de productie spre a se acoperi pe cale industriala integul necesar de consum, mecanizarea tuturor operatiilor grele, diversificarea gamei de sortimente . Principalele progrese in panificatie sunt legate, astazi, de introducerea pe scara tot mai larga a automatizarii si computerizarii sistemelor si structurilor productive. Procesul tehnologic de fabricare a painii ( si a produselor de panificatie), constituie un ansamblu de operatii, prin care materiile prime si auxiliare utilizate in procesul de lucru se transforma in produs finit. Aceste operatii presupun: A.Depozitarea Depozitarea produselor finite trebuie să se facă în condiţii optime, care să asigure calitatea acestora până la introducerea în procesul de fabricaţie. Făina rezultată din măcinarea grîului în diferite variante de extracţie, constituie principala materie primă utilizată în industria de panificaţie.Făina este un produs sub formă de pulbere fină, obţinut prin măcinarea boabelor de cereale panificabile : grîu şi secară. 3

Făina este grupată după: -

calitate; natura boabelor; destinaţie Principalii factori care determină tipul şi calitatea făinii sînt calitatea boabelor de materie primă, particularităţile tehnologiei de producere, conţinutul de proteine, amidonul, sărurile minerale. Făina în unităţile de panificaţie se depozitează în spaţii special amenajate, avînd condiţii corespunzătoare de temperatură, umeditate relativă a aerului şi lumină. Prin depozitare se urmăreşte: îmbunătăţirea calităţii făinii, formarea amestecurilor din loturi de calităţi diferite. Depozitarea în condiţii necorespunzătoare duce la înrăutăţirea calităţii şi alterării ei cauzînd pierderi însemnate. La producerea pîinii se foloseşte făină de grîu şi de secară de diferite calităţi. În articolele de panificaţie şi patiserie se foloseşte făină de calitate superioară 1 si 2. La întreprindere făina estea dusă cu ajutorul autocamioanelor şi este depozitată în depozite cu ambalaj (saci) sau în vrac (în silozuri şi bunchere). Fiecare cantitate de făină primită este însoţită de factură de transportare a mărfii şi copia certificatului de calitate în care sunt indicate: culoarea, gustul, mirosul, conţinutul de impurităţi feromagnetice, umiditatea, fineţea de măcinare, conţinutul de cenuşă sau gradul de albeaţă, calitatea şi cantitatea glutenului, aciditatea, proprietăţile reologice ale aluatului.La păstrarea făinii fără ambalaj aceasta se depozitează în bunchere sau celule cu capacitatea de la 5-50 tone. Pentru fiecare calitate de făină se recomandă să fie cîte două celule. În buncher nu se bate cu metal ci cu un ciocănaş de cauciuc. Depozitul fără ambalajare următoarele priorităţi: -

mai puţină muncă fizică în timpul transportării; nu sunt pierderi în timpul transportării; ocupă puţin loc pentru transportare; condiţii sanitare mai bune.

Făina la întreprindere se depozitează pe timp de 7 zile . În timpul păstrării, sub influienţa fermenţilor, aerului, umidităţii în făină are loc următoarele procese: - aciditatea făinii se măreşte în comparaţie cu aciditatea boabelor. Datorită enzimeilipaza are loc descompunerea grăsimilor în acizi organici şi fosfaţi; -

se micşorează activitatea enzimelor proteici ai făinii; se măreşte capacitatea de a absorbi apa; glutenul devine mai puternic culoarea făinii de calitate la o păstrare îndelungată devine puţin mai deschisă;

Maturizarea este un proces ce îmbunătăţeşte proprietăţile de panificaţie a făinii proaspăt măcinată.Maturizarea făinii este un proces biofazic complex ce se desfăşoară lent în făină după măcinarea boabelor de grîu şi care are ca urmare ameliorarea însuşirilor ei de 4

panificaţie. Făina proaspătă măcinată formează un aluat lipicios, neelastic, cu capacitatea mică de absorbţie a apei, cu tendinţa de lăsare la dospirea finală, iar pîinea are volum redus, miez dens şi coajă cu crăpături şi fisuri. Procesul de maturizare constă într -un ansamblu de fenomene complexe şi independente ce au loc în făinurile de grîu, influenţate de numeroşi factori fizici, chimici şi biochimici, care pot produce modificări ce conduc la transformări substanţiale ale însuşirilor de panificaţie. Principalele modificări în făina de grîu după măcinare, care se produc în timpul perioadei de maturizare sunt; -

uniformizarea umidităţii făinii; modificarea pe cale biochimică a componenetelor ale făinii:glucidele, lipidele, proteinele, creşterea acidităţii; oxidarea chimico-enzimatică a acizilor graşi esenţiali şi pigmenţilor carotenoizi.

Îmbunătăţirea însuşirilor reologice ale glutenului reprezintă, de fapt, esenţa procesului de maturizare. Se consideră că maturizarea are loc datorită oxidării grupărilor sulfhidrice din structura proteinelor a enzimelor proteolitice. Durata procesului de maturizare depinde de însuşirile iniţialeale grîului , de gradul de aerare şi de regimul termic la păstrare. O durată prelungită e necesară pentru făina provenită din recolta nouă de grîu, în special,în lunile de toamnă. Asupra duratei influienţează şi gradul de extracţie mai mare a făinii. Cu cît făina are grad de extracţie mai mare, cu atît este mai redusă perioada necesară pentru maturizare.Depozitarea făinii trebuie să se facă în condiţii optime, care să asigure calitatea pînă la introducerea în procesul de fabricaţie.

Fig 1. Siloz pentru depozitarea cerealelor

5

B.Pregatirea fainii Pentru pregătirea făinii se efectuează urmatoarele operaţii : - amestecarea loturilor de faină având calităţi diferite, spre a se obţine o masă de calitate omogenă pentru o perioadă cât mai lungă de timp, astfel încât produsele fabricate să aibă calitate superioară şi cât mai constantă. - cernerea , pentru îndepărtarea eventualelor impurităţi care au pătruns în făină după măcinare şi pentru afânarea prin aerisire, îmbunătăţirea condiţiilor de fermentaţie a aluatului. Dupa pregatire se recomandă trecera făinii printr-o instalaţie cu magneţi, pentru separarea eventualelor impurităţi metalice care nu au putut fi eliminate prin cernere sau a celor care nu au mai pătruns în făina pe parcursul operaţiilor de pregătire. Pentru obţinerea unor făinuri de calitate se recurge la amestecarea, în anumite proporţii a loturilor de făină cu calităţi diferite. Criteriile care stau la baza amestecării făinii sunt :conţinutul în gluten umed, indice de deformare, indice valoric, culoarea. Amestecarea făinii se realizează cu ajutorul amestecatorului de făină. De aici cu ajutorul transportorului cu melc făina este transportată la cernere. Conform schemei tehnologice, următoarea operaţie după amestecarea loturilor este cernerea făinii. În procesul de măcinare, făina este supusă cernerii. Cu toate acestea, pentru îndepărtarea impurităţilor care ajung în făină în timpul transportului şi manipulăriide la moară pînă la întroducerea în fabricaţie la unităţile de panificaţie , făina se supune operaţiei de cernere. Prin cernere se realizează odată cu îndepărtarea impurităţilor şi o aerisire a făinii, deosebit de importantă şi necesară în procesul de fermentare a semifabricatelor,de impulsionare a activităţii drojdiilor. Cernerea de control care se realizează în unităţile de panificaţie se asigură prin cernerea făinii prin site metalice nr.18 – 20 prin care făina trece ca cernut, iar impurităţile rămîn ca refuz pe sită.Cernerea făinurilor se efectuează în cernătoare speciale cu capacitate diferită şi cu dimensiunile sitei anumite tipului şi calităţii făinurilor. Scopul cernerii făinii constă în: -

înlăturarea impurităţilor străine; înlăturarea impurităţilor feromagnetice; aerarea; desfacerea bulgărilor de făină.

Pentru îndepărtarea eventualelor corpuri metalice care nu au fost reţinute la cernerea de control, făina este trecută peste magneţi.Magneţii permanent sunt construiţi din bare de oţel cu secţiunea transversală 48x32 mm şi cu o forţă de ridicare de 12 kg/f.Magneţii permanent se 6

montează de regulă la ieşirea făinii dinutilajele de cernere sau pe traseul de la cernerea finală la secţia de preparare a semifabricatelor. În zona magneţilor făina trebuie să treacă în strat de 10 mm grosime şi cu o viteză maximă de 0,5 m/s.Magneţii permanent se curăţă de impurităţile metalice,cel puţino dată la 8 ore, având grijă ca la îndepărtarea corpurilor metalice,acestea să nu ajungă în făină.La sfărşitul schimbului maistrul de schimb curăţă magneţii, îi cîntăreşte impurităţile feromagnetice colectate şi le pune într -un plic,pe care scrie greutatea, data, luna, anul, schimbul. Pentru fiecare 1 kg de făină se admite un conţinut de 3 mg de impurităţi feromagnetice.După cernere făina cu ajutorul transportorului cu melc se acumulează în bunchere de producere. Cantărirea este un proces obligatoriu.Se cantăreşte în flux continuu cu cantare electrice MD – 100 (200).Înaite de a fi dată în producţie făina se încălzeşte puţin.Deoarece este cunoscut faptul că temperatura apei folosite la 35 prepararea semifabricatelor depinde în principal de temperatura acestora şi temperatura făinii. Întrucat temperatura semifabricatelor depinde de faza de fabricaţie şi sortiment şi variază limitat în jurul cifrei de 30˚C pentruca apa tehnologică să nu aibă o temparatură care să depăşească o limită maximă impusă de necesitatea desfăşurării unei activităţi normale a drojdiei, este necesar ca făina să aibă o temperature corespunzătoare. Din acest motiv, înaite de a fi introdusă în fabricaţie, făina se încălzeşte. Încălzirea făinii necesară pentru două sau trei schimburi de producţie se poate realiza prin depozitarea făinii în încăperi încălzite sau prin cernerea făinii cu ajutorul unor utilaje care asigură o atmosferă de aer încălzit. Unele unităţi de panificaţie sînt dotate cu utilaje care realizează încălzirea făinii odată cu cernerea. Înainte de a fi dată în producţie făina este cîntărită. La întreprindere este nevoie de a proiecta cel puţin 2 linii de cernere. Din buncherele de producere făina este cîntărită şi apoi dată în fabricaţie la frămîntarea aluatului.

Fig 2. Cernator de faina

7

C. Pregătirea apei: Constă în aducerea ei la temperatura necesară pentru obţinerea aluatului cu temperatura dorită. Se realizează prin amestecarea apei reci de la retea cu apă caldă având temperatura de circa 60º C, obţinută în boilere sau prin barbotarea în apă rece a aburului saturat de joasă presiune. Pregatirea afânătorilor -Drojdia: înainte de folosire, drojdia comprimată se desface în apă caldă, formându-se suspensie, cu scopul de a se realiza o distribuţie uniformă a celulelor bacteriene în masa semifabricatului supus fermentaţiei şi în acest mod, o afânare uniformă a aluatului,respectiv a pâinii. Pentru preararea drojdiei se foloseşte agitatorul mecanic simplu. - Sarea se foloseşte dizolvată, atît cu scopul de a se repartiza uniform în masa aluatului, cît şi pentru eliminarea impurităţilor minerale pe care le conţine uneori. De obicei, se prepară soluţia saturată de sare (concentraţia circa 30g/100ml, corespunzăndla densitatea de 1,2g/cm³), care se filtrează înainte de utilizare. Materiile auxiliare comportă operaţii de pregătire specifice fiecăreia dintre ele: zahărul sedizolvă, laptele şi grăsimile se încălzesc, ouăle se bat, etc. Capacitatea de hidratare a făinii este un indice major ce influenţează asupra calităţii aluatului, mersului procesului tehnologic, calităţii pîinii, randamentului în pîine, indicilor tehnico-economice ai întreprinderii. Capacitatea de hidratare a făinii reprezintă cantitatea de apă absorbită de făină pentru a forma unaluat de consistenţă standardă(500 U.B. -unităţi Brabender), se exprimă în ml de apă absorbiţi de 100 g de făină. Capacitatea de hidratare este în relaţie directă cu calitatea şi extracţia făinurilor. Valorile normale ale acesteia sunt: •

făină albă 50-55%;

•

făină semialbă 54-58%;

•

făină neagră 58-64%.

Capacitatea de hidratare a făinii este legată de proprietăţile hidrofile ale principalelor componente, gluten şi amidon, şi semanifestă, în principal, în procesele de absorbţie şi de peptizare.

8

D.Dozarea materiilor prime şi auxiliare Dozarea făinii: Pentru aplicarea corectă a reţetei de fabricaţie, dozarea făinii are un rol important, ţinând seama de ponderea cu care aceasta intră în compoziţia aluatului. Dozarea porţiilor de făină se face utilizând cântarul semiautomat. Acesta se utilizează în fabricile mari. El reprezintă un mijloc perfecţionat care, pe de o parte, asigură precizia dozării, iar pe de alta uşurează munca frământorului la frământare. Dozarea drojdiei comprimate, sării, zahărului şi a apei: Se face dozând fiecare materie în cantităţile prevăzute în reţetele pentru fabricarea produsului. Se face prin măsurarea fie cu vase simple, gradate, fie cu ajutorul unor instalaţii semimecanice sau mecanizate. Instalaţiile sunt dotate cu posibilităţi de citire a volumului delichid măsurat şi, eventual, a temperaturii acestuia ( în cazul apei). E.Prepararea aluatului Prepararea aluatului – o fază tehnologică importantă la fabricarea produselor de panificaţie – se poate realiza prin două metode: Metoda indirectă – practicată în cazul unor făinuri slabe – cuprinde 2 faze (bifazică) (maia-aluat) sau 3 faze (trifazică) (prospătură- maia- aluat) de preparare a aluatului şi constă în realizarea, în prima fază, a unor semifabricate intermediare (prospătură- maia), ca apoi să seobţină aluatul final. Metoda directă sau monofazică –

într-o singură fază – constă în prepararea aluatului prinfrământarea deodată a întregii cantităţi de făină, apă, drojdie, sare şi alte materii auxiliare.

Această metoda este prezentată schematic mai jos:

9

10

2.Studiul proprietatilor fizico-mecanice si tehnologice ale materiei prime Componenţii chimici ai făinii sunt aceiaşi ca şi ai bobului de grâu, proporţia lor fiind diferită. Făina conţine: hidraţi de carbon, substanţe proteice, substanţe grase, vitamine, enzime, substanţe colorante, substanţe minerale. Materiile prime si auxiliare utilizate in procesul de obtinere a painii sunt: faina, apa, drojdie, sare, grasimi, etc.

2.1.

Proprietatile fizico-mecanice ale fainii

In industria de panificatie se folosesc mai multe sortimente de faina de grau, care se deoebesc prin gradul de extractie (cantitatea de faina se obtine din 100 kg de grau cu masa hectolitrica medie de 75 kg). Calitatea fainii utilizata in procesul de panificatie se determina prin analiza de laborator a proprietatilor sale fizico-chimice, organoleptice si bacteriologice. Dintre proprietatile fizico-mecanice si organoleptice ale fainii, amintim: Culoarea fainii depinde de natura semintelor de grau, de felul cum se separa endospermul de invelis, de marimea particulelor de faina, de continutul de substante colorante, si in mod deosebit de gradul de extractie ( de cantitatea de tarate ramasa in faina). Culoarea fainii de grau trebuie sa fie alba cu usoara nuanta galbuie. Dupa culoare, faina poate fi alba, semialba si neagra. In procesul de panificatie este necesar sa se examineze culoarea fainii, de care depinde culoarea miezului painii. Mirosul fainii trebuie sa fie placut, fara iz de mucegai, de ranced sau alte mirosuri straine, iar gustul acestuia trebuie sa fie putin dulceag, nici amariu si nici acru. Finetea fainii este determinata de marimea particulelor componente, care face ca faina sa fie moale (neteda), cand are particule fine si aspra (grisata) cand are particule mari. Faina moale nu este indicata pentru fabricarea painii, deoarece aluatul obtinut se inmoaie 11

repede, iar painea ramane necrescuta. Faina grisata se folosete mai mult la fabricarea unor produse speciale (cozonaci, paste fainoase), deoarece in timpul procesului tehnologic se produce o umflare tarzie a amidonului care contribuie la mentinerea formei produsului finit. Umiditatea este o caracteristica foarte importanta a fainii care influenteaza direct randamentul in paine, precum si calitatea produsului finit. Datorita higroscopicitatii sale, faina isi mareste permanent umiditatea, valoarea de echilibru a umiditatii fiind conditionata de umiditatea initiala, umiditatea relativa a mediului si temperatura de depozitare. Prin umiditate se intelege continutlu de apa, exprimat in procente fata de greutatea totala. Dupa umiditate faina se clasifica in: faina uscata(u<14٪), faina cu umiditate medie (u=14-15٪) si faina umeda (u>15٪). Valoarea optima a fainii de panificatie este cuprinsa intre 13,5-14,5٪. Aciditatea fainii se exprima in grade, care reprezinta numarul de centimetrii cubi de NaOH 0,1n folositi la neutralizarea acizilor din 100 g faina. Aciditatea fainii creste cu gradul de extractie: faina alba are un continut mai mic de substante minerale si, deci, o aciditate mica, in timp ce faina neagra are o aciditate mai mare. Normativele in vigoare stabilesc aciditatea maximna admisa pentru diferite extractii de faina, si anume: faina de extractie 30٪ - aciditatea maxima de 2,2 grade; faina de extracite 75٪ - aciditatea maxima de 3 grade; faina de extractie 85٪ - aciditatea maxima de 4 grade.

2.2 Proprietatile tehnologice ale fainii

Cele mai importante proprietati tehnologice ( de panificatie) ale fainurilor tin de: cantitatea si caliitatea glutenului umed, de capacitatea de hidratare ( de a absorbi apa) a fainii, de capacitatea aluatului de a forma si retine gazele si de gelatinizarea amidonului. Cantitatea si calitatea glutenului umed. Glutenul constituie majoritatea substantelor proteice din faina si are un rol foarte important in procesul de panificatie, deoarece de proprietatile lui depinde volumul si calitatea produsului finit. La un continut mic de gluten aluatul creste mai putin chiar daca proprietatile lui elastice sunt superioare. Continutul de gluten umed variaza de obicei intre 33-32٪. Calitatea glutenului se determina prin examinarea culorii, a mirosului, a elasticitatii si a cosistentei, a intinderii si a capacitatii lui de a retine apa. Capacitatea de hidratare a fainii sau puterea de a retine apa – este o proprietate importanta care determina randamentul fainii in aluat. Din faina care absoarbe peste 60٪ apa se obtine un aluat carea fermenteaza lent si din aceasta cauza isi mentine bine forme in timpul fermentarii finale si a coacerii. Din faina slaba care absoarbe sub 54٪ apa, aluatul se formeaza repede, dar tot atat de repede se degradeaza in timpul fermentarii finale si produsul finit iese latit.

12

Capacitatea de a forma si de a retine gazele (puterea de fermentare) este acea proprietate a fainii care face ca in timpul fermentarii aluatului sa se degaje o cantitate de gaze, care afaneaza aluatul. Prin puterea de fermentare se intelege cantitatea de dioxid de carbon produsa intr-un alaut supus dospirii un anumit timp. Puterea de fermentare depinde de activitatea enzimelor α si β – amilaza care transforma o parte din amidon in maltoza, precum si de calitatea drojdiei folosite, care fermenteaza glucoza din aluat, producand bioxid de carbon si alcool etilic. Cunoscand cantitatea totala de gaze formate, se poate stabili mersul fermentatiei, gradul de afanare si volumul painii. Gelatinizarea amidonului – este proprietatea acestuia de a forma un gel la temperatura de 65-68°C , dupa ce a absorbit apa. In timpul coacerii painii, se produce gelatinizarea amidonului din aluat care face ca miezul fainii sa aiba aspect uscat la pipait cu toate ca mai contine o cantitate destul de mare de apa (cca.45٪).

2.3. Proprietatile apei utilizata in procesul de panificatie

Apa folosita in industria de panificatie trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii: -sa fie incolora, fara miros si fara gust strain, limpede, cu un continut redus de saruri de fier sau de magneziu, deoarece aceste saruri inchid culoarea aluatului; - sa fie lipsita de bacterii, deoarece in timpul procesului tehnologic de fabricare a painii, acestea nu pot fi distruse, temperatura din miezul painii atingand in timpul coacerii 95-98°C; - sa aiba o anumita duritate (duritatea este determinata de continutul de saruri de calciu si magneziu dizolvate in apa, exprimata in grade de duritate; un grad de duritate este egal cu 10 mg CaO si 7,14 mg Mgo la un litru de apa).Duritatea apei din industria de panificatie nu trebuie sa depaseasca 18 grade de duritate; -sa aiba o temperatura astfel potrivita, incat temperatura aluatului rezultat sa fie 27-30°C. In industria de panificatie nu se foloseste apa fiarta si racita, deorece prin firbere apa elimina aerul al carui oxigen este necesar activitatii drojdiilor si totodata i se reduce duritatea.

2.4. Proprietatile drojdiei de panificatie si ale sarii de bucatarie

Drojdia se foloseste in industria de panificatie cu scopul de a afana aluatul, pentru a obtine paine cu volumul dezvoltat. Drojdiile sunt organisme vegetale cu dimensiuni foarte mici, care nu pot fi vazute decat la microscop. In panificatie pentru afanare se foloseste drojdie comprimata si drojdie lochida. Drojdia comprimata este o aglomerare de celule de 13

drojdie obtinuta prin fermentrea melasei de la fabrica de zahar. Ea se caracterizdeaza prin putere mare de fermentare, putere mare de inmultire si rezistenta la comprimare. Drojdia lichida se foloseste ca afanator. Folosirea drojdiilor lichide la fabricarea painii prezinta unele avantaje, cum ar fi: se prepara usor, chiar in incinta fabricii de paine, evitandu-se transportul si greutatile de conservare; au o putere de ridicare a aluatului mai mare, dau aroma si gust palcut painii, iar in timpul prepararii formeaza acid lactic in proportie de circa 0,3٪, datorita carui fapt in lunile calduroase se impidica activitatea unor microorganisme care degradeaza painea; aluatul preparat au drojdii lichide este mai rezistent, suportand mai usor intarzierile la fermentatie; painea obtinuta are volum mare, miezul elastic, cu pori uniformi si isi pastreaza prospetimea mai mult timp. Drojdiile lichide prezinta si unele dezavantaje: provoaca cresterea aciditatii produsului cu cel putin un grad, iar pentru prepararea lor sunt necesare incaperi si utilaje speciale. Sarea de bucatarie (clorura de sodiu) se foloseste in panificatie, atat pentru a da gust painii, cat si pentru a imbunatatii proprietatile glutenului, respectiv ale aluatului, facndu-l mai tare si mai rezistent la actiunea enzimelor. Aluatul fara sae este moale, nu opune rezistenta la rupere, iar la dospirea finala bucatile de aluat nu-si mentin volumul, se latesc. Cantitatea de sare care se adauga in aluat este de 1,2-1,7٪ fata de cantitea de faina intrebuintata si variaza cu calitatea fainii ( la faina alba se mareste procentul de sare), cu anotimpul ( se mareste in anotimpul calduros) si cu sortimentele de produse care se fabrica. Influenta sarii asupra proceselor din aluat impune ca ea sa fie uniform repartizata. De aceea, este foarte important ca ea sa fie complet dizolvata in aluat. Se prefere folosire sarii de granulatie fina.

2.5. Materiile auxiliare

In aceasta categorie intra materialele folosite pentru ameliorarea gustului si marirea valorii nutritive a produselor, din care fac parte zaharurile, grasimile, laptele si subprodusele de lapte, ouale, fibrele alimentare, glutenul vital de garu, condimentele, semintele ce se presara pe suprafetele produsului. Zaharurile include: zaharul de sfecla sau de trestie (zaharoza), glucoza, mierea de labine. Introduse in aluat, ele detrmina inmuierea acestuia, reducand astfel cantitatea de apa folosita la framantare. In doze pana la 10٪ stimuleaza activitatea fermentativa a drojdiei, maresc volumul si porozitatea painii ai inchid culoarea cojii. Un sortiment de zahar este zaharul brun. El contine unele cantitati de melasa si are influenta pozitiva pentru gustul painii. In acest scop el se foloseste la prepararea painii negre si a painii multicereale. Proportia utilizata este 6-10٪ fata de faina prelucrata.

14

Glucoza este disponibila sub doua forme: solida si lichida. In panificatie este folosita mai ales sub forma lichida. Cand este introdusa in cantitati mari, ea tinde sa cristalizeze in paine, ceea ce conduce la aparitia de “pete de zahar” in coaja si la intarirea miezului. Zaharurile introduse in aluat influenteaza: - proprietatile reologice ale aluatului, in prezenta zaharurilor simple, aluatul isi reduce consistenta ca urmare a actiunii de deshidratare exercitate de acestea; - activitatea fermentativa a drojdiei, pana la 10٪ zaharuri, calculate fata de faina prelucrata, este stimulata. Peste aceasta valoare, activitatea drojdiei scde datorita procesului de plasmoliza; - calitatea painii; zaharurile intensifica culoarea cojii, imbunatatesc aroma si gustul si daca faina are capacitate buna de retinere a gazelor de fermentare si volumul produsului. Mierea de albine se utilizeaza la prepararea painii din faina integrala pentru aroma, fie singura, fie in combinatie cu zahar. Pentru un efect perceptibil asupra aromei painii, doza minima de miere este de 14٪ fata de faina prelucrata. Grasimile folosite in panificatie cuprind uleiul de floarea soarelui sau de soia, untul, margarina, untura. In cea mai mare proportie este folosit uleiul. Introduse in aluat, grasimile influenteaza: - proprietatile reologice ale aluatului, datorita absorbtiei lor la suprafat proteinelor si granulelor de amidon, reducand hidratareaacestora, ceea ce intarzie formarea glutenului si aluatului si reduce cantitatea de apa folosita la framantare. In prezenta grasimilor este imbunatatita prelucrabilitatea mecanica a aluatului, prin reducerea lipirii lui de organele de lucru ale masinilor de prelucrat. Pentru calitatea aluatului este important ca uleiul sa fie aspciat cu grasimi solide intr-o oarecare masura, mai ales cu grasimi cu punct de topire inalt. - activitatea fermentativa a drojdiei, care este inhibata atunci cand cantitatea de grasime depaseste 10٪, datorita absorbtiei lor la suprafata celulelor de drojdie; - calitatea painii, deoarece toate grasimile imbunatatesc elasticitatea miezului si a cojii si mentinerea prospetimii painii. Fiind un bun solvent pentru substantele de aroma, ele ajuta la retinerea acestora in painea in timpul coacerii. Laptele si subprodusele de lapte. Se folosesc laptele lichid si laptele praf, integral sau degresat, in special pentru produse de franzelarie, fiind preferat laptele praf, deoarece are volum mai mic si necesita conditii de depozitare mai simpla. Pentru paine se utilizeaza zerul acid, cu aciditate maxima de 100°T , aciditatea fiind favorabila pentru insusirile reologice ale aluatului preparat din faina de calitate medie si salba. Se foloseste in proportie de 20-30٪ fata de faina si se introduce in faza de maia.

15

Ouale se folosesc pentru produsele speciale de panificatie. Fibrele alimentare se folosesc pentru marirea continutului de fibre al produselor curente, sau la prepararea painii cu valoarea calorica redusa. Se folosesc in acest scop fibre insolubile formate din fibre celulozice, tarate de cereale, fibre din peretii calulari obtinute din soia, mazare, sfecla de zahar, citrice si fibre solubile in care intra gumele vegetale, microbiene si marine. In general, fibrele insolubile pot fi folosite in proportii mai mari decat fibrele solubile. Cand sunt folosite in proportii de peste 5%, ele au efect negativ pentru volumul si structura porozitatii. Fibrele cu cele mai mici efecte negative pentru calitatea painii sunt fibrele celulozice.Datorita continutului lor mai scazut in fibre decat fibrele cellulozice, de cca.42%, taratele nu sunt, in general, preferate pentru painea cu valoare calorica redusa. Gumele, indiferent de natura lor, contin 70-85%, fibra solubila. Se foloseste in proportie de 0,5-1% fata de faina prelucrata. In proportii mai mari influenteaza negativ calitatea painii. Glutenul vital se adauga la prelucrarea fainurilor sarace in proteine, a celor integrale si la prelucrarea sortimentelor de paine cu adaos non-grau, cum ar fi painea cu continut ridicat de fibra. Se foloseste in proportie de 2-5% apa/kg gluten vital. Se adauga , de preferinta, in faza de maia. Glutenu; vital are 6-8% umiditate si contine 70-76% proteine. Calitatea proteinelor continute variaza in functie de graul din care sa obtinut si de conditiile de uscare in procesul de fabricatie. Calitatea glutenului vital se apreciaza cel mai simplu prin capacitatea lui de a absorbi apa. Glutenul uscat in conditii normale, vital, absoarbe apa de cca 1,5-1,8 ori fata de masa sa, in timp ce glutenul uscat la temperaturi inalte, absoarbe foarte putina apa. Condimentele se folosec numai pentru sorturile speciale de paine. In aceasta categorie intra ceapa si chimenul. Ele se folosesc pentru gust. Ceapa se foloseste la sortimentul de paine cu ceapa sub form ade fulgi de ceapa hidratati in prealabil, la temperatura camerei, timp de circa 30 min, folosind 2,5-3 parti de apa la I parte fulgi de ceapa. Chimenul se fooseste in painea de seacra si in cea obtinuta din grau si secara. Semintele ce se presara pe suprafata produsului. Cele mai folosite in acest scop sunt susanul si semintele de mac a caror aroma se dezvolta in timpul coacerii prin prajire. Icorporarea lor in aluat nu se recomanda decat daca sunt prajite in prealabil. Conservantii sunt folositi pentru combaterea mucegairii si a bolii mezentericus. Din aceasta categorie fac parte:acetatii, propionatii, sorbatii. Dintre acetati se foloseste mai ales otetul (circa 1%). Are actiune mai ales antibacteriana. Cei mai folositi in panificatie sunt propionatii – acidul propionic si propionatul de calciu, care sunt activi la ph-uri sub 5,5 si care au actiune relativ mica de inhibare a drojdiei de panificatie. Se folosesc in proportie de 0,2-0,3%. Acidul propionic prezinta inconvenientul ca inmoaie aluatul. Are actiune antibacteriana si antifungica. 16

Sorbatii – acidul scorbic si sorbatul de potasiu – au actiune antifungica, dar influenteaza negativ avtivitatea drojdiei. Sunt activi la ph-uri sub 6. Se folosesc si influenteaza negativ activitatea drojdiei. Sunt activi la ph-uri sub 6. Se folosesc si la stropirea prodiselor la iesirea din cuptor pentru prevenirea mucegairii.

3.Elemente privind linia tehnologica de panificatie propusa

Nr. crt.

Denumire utilaje

Buc Dimensiuni de Putere . gabarit (mm) instal.

1 Dulap frigorific

1

2 Cărucior lisă pentru saci

1

3 Grătar pentru saci

20 1200x800x150

4 Balanţă 200 kg semiautomată

1

970x800x1152

5 Masă pentru tăvi şi balanţă

2

1000x750x850

6 Cernător de făină PBSF100

1 1760x776x1915 2,2

7 Emulsionator de drojdie

1

921x610x705

8 Instalaţie de preparat saramură

1

180x648x1072 0,75

9

Frământător de aluat Piertroberto 1 300

1,1 430x353x1220

0,3

1700x1005x141 3,0 0

10 Cărucior cu cuvă GN 1/1

3 1090x1005x868

11 Ridicător-răsturnător cuve Escher

1

12 Rezervor de aluat 300 l

1 1150x1530x940

13 Maşină de divizat aluat

1 1870x660x1606 1,5

14 Masă pentru balanţă 0 – 2 kg

1

15

Maşină de modelat rotund Enkomak

16 Maşină de modelat lung RO-CR

1815x1300x320 2,2 0

100x600x850

1 1025x970x1520 0,75 1 1650x808x1050 0,75

17

17 Dospitor automat

1 2000x785x1595

18 Cuptor electric DADEX

1

19 Navete pentru pâine

2165x1860x277 89,5 0

200 670x460x205

20 Masă pentru preluare navete pâine 1

1000x750x850

Tabel 1. Utilajele din linia tehnologica a procesului de panificatie

Parti componente importante ale liniei tehnologice:

Dulap Frigorific Este caracterizat prin capacitate mare de depozitare necesara in unitaile de panificatie. Structura din otel inox ii confera rezistenta si fiabilitate. Poate fi amplasat in centre unde sunt temperaturi ridicate datorita izolatiei poliuretanice cu grosime mare ce impiedica transferul de temperatura. Curatarea usoara este asigurata de interior din otel inox. Carucior lisa pentru saci Carucioare folosite pentru transportul sacilor cu materie prima sau auxiliara , au o constructie robusta si in conditii bune de functionare pot transporta greutai de pana la 150 kg. Balanta semiautomata Balanta se montează pe sol, pe o suprafaţă plană, orizontală şi suficient de rigidă. Pentru cântărire, se aşază sarcina de cântărit pe platforma balantei şi se citeşte valoarea masei pe cadran, în dreptul indicatorului, după stabilizarea acestuia. Cernator de faina PBSF 100 Cernerea urmareste indepartarea impuritatilor grosiere ajunse accidental in faina dupa macinare.Se realizeaza cu site nr. 18 – 20. Concomitent cu cernerea se realizeaza si afanarea fainii, prin inglobarea aerului intre particule, ea devenind astfel mai apta pentru prelucrare. Instalatie de preparat saramura Sarea în soluţie saturată este transportată prin saleduct până la instalaţia de preparare, la rezervorul de saramură. De la rezervor saramura este trimisă la epurare unde se filtrează şi se tratează cu carbonat de calciu şi cu hidroxid de sodiu. Saramura astfel purificată este trimisă în instalaţia de evaporare, care are loc în trei faze legate în paralel, pe principiul evaporării sub vid, în care aburul secundar obţinut în evaporator este

18

agent termic pentru următorul evaporator, iar condensul pur de la primul evaporator se recirculă în centrala termică. Framantator de aluat 300 l Framantatorul cu brate ofera avantajul malaxarii perfecte si rapide fara incalzirea aluatului datorita bratelor de malaxare ce actioneaza ca si bratele umane fiind destinat patiseriilor, unitatilor de panificatie, unitatilor de productie grisine etc.

Carucior cu cuva GN 1/1 Carucior transport cuve GN 1/1, capacitate 10 tavi, integral inox, 4 roti multidirectionale, cu protectie la lovitur Ridicator-Rasturnator Cuve Escher Ridicatorul-rasturnator de cuve deste destinat pentru orice cuva cu capacitate pana la 200 kg. Inaltimea de ridicare poate fi intre 900 mm. si 3300 mm. Sarcina maxima pe care o poate ridica este de 980 kg. Poate fi echipat optional cu racleta pentru curatarea peretilor de cuva. Se poate comanda cu rasturnare pe partea dreapta sau stanga. Rezervor de aluat 300 l Destinat captarii a 300 de litrii de aluat preparat , ce va fi transmis masinii de divizat aluat in urmatoarea faza de prelucrare. Masina de divizat aluat Este o masina dezvoltata pentru a diviza cu precizie tipuri de aluat moale sau semi-moale, in bucati de marimea si greutatea dorite si sa alimenteze automat masinile urmatoare in linia de productie. Proiectat pentru un ciclu de lucru intensiv, divizorul este in special potrivit pentru unitati largi de panificatie, pentru productii medii sau mari. Proiectat pentru a alimenta framantatoarele cu rasturnare si alte masini (rotunjitoare, modelatoare, modelatoare lungi), divizorul poate fi considerat baza unei linii de productie bine concepute. Masina de modelat rotund Enkomak Ideal pentru aluaturi cu densitate moale sau medie.Rotunjirea este realizatã prin intermediul unui con prevăzut cu canale concave fixe sau ajustabile care permit obţinerea unor bile sferice perfecte pentru o gama larga de dimensiuni (30gr la 4000gr). Canalele şi conul pot fi teflonate pentru a evita lipirea aluatului. Maşinile sunt echipate cu sisteme de înfãinare şi pot fi dotate cu sistem de ventilaţie cu aer cald sau rece. Masina de modelat lung RO-CR

19

Masini speciale pentru format franzela sau baghete Dotata cu cilindri verticali motorizati, pentru centrarea bucatilor de aluat, situati inaintea cilindrilor de laminare Laminarea se realizeaza în 3 faze, pentru a evita distrugerea structurilor glutenice din aluatCilindrii de laminare din teflon pentru evitariea lipirii aluatuluiModelarea se realizeaza între banda de antrenare din pâsla si 2 benzi cu vergele metalice la interior Dupa formare, aluatul este supus unei filonari prin care i se ajusteaza forma, respectiv îmbinarea este aplatizata iar capetele sunt rotujite, astfel formându-se franzela sau bagheta care ulterior vor trebui doar crestata si puse la dospit.Utilajul are o mare flexibilitate, prin mecanismele de modelare avand posibilitatea de a efectua diverse reglaje. Dospitor automat Dospitoare autonome (independente) cu 1 sau 2 usi pentru 2, 3, 4 sau 6 carucioare port-tavi de diverse dimensiuni cm sau pentru carucioarele port-panacoade pentru cuptoarele pe vatra pentru diverse dimensiuni 2500, 3000 sau 3500 mm total. Temperatura si umiditate controlate. Structura cu cadre din aluminiu galvanizat si panouri izolate cu poliuretan de densitate mare. Cuptor electric DADEX Fiecare vatra este dotata cu sursa de abur tehnologic cu actinare independenta pe fiecare vatra. Cuptorul este dotat cu podele stabile si termorezistente. Vetrele de incarcare sunt construite din otel inox (rama) si sticla temperata-dispuse pe fiecare vatra,sistem de introducere temporizata a aburului,avertizare sonora la sfarsitul coacerii painii,aprinderea automata a lumini in camerele de coacere.

4.Prezentarea schemei tehnologice a utilajului si analiza procesului de lucru al acestuia Dupa framantare si dupa fermentare, aluatul este supus in continuare operatiilor de prelucrare care constau in divizarea, premodelarea, fermentarea intermediara, modelarea si dospirea finala, inainte de conditionarea bucatilor si introducerea lor in cuptorul de paine. Operatia de divizare reprezinta impartirea aluatului in bucati de o anumita greutatea produselor finite ce se doresc obtinute. Divizarea aluatului se poate realize manual sau mecanizat. Divizarea mecanizate se realizeaza cu masini speciale care impartr aluatul in bucati uniforme de o anumita greutate, ceea ce face ca si dospirea si coacerea sa fie uniforme. Prin constructie, masinile de divizat functioneaza pe principiul volumetric, avand o precizie relative redusa, datorita masei specifice variabile a aluatului, chiar daca divizarea 20

acestuia se realizeaza in volume egale. Masa specifica a aluatului variaza intre ρal=1.10….1.22 kg/dm3 in functie de presiunea exercitata asupra lui. Divizarea aluatului se poate face in diferite moduri: prin decuparea unui cilindru de aluat in lungimi egale; prin taierea unei benzi de aluat in bucati egale; prin introducerea aluatului in caviati cu volum determinat; etc. Pentru divizarea aluatului este nevoie deci de presarea lui, astfel incat acesta sa capete o masa specifica cat mai uniforma. In principiu o masina de divizat se compune din:  un rezervor tampon de aluat  un generator de presiune;  un dispozitiv de divizat O masina de divizat cu spira elicoidata este si masina MINI-DUA, realizata de firma Tehnopam Bucuresti. In rezervorul de alimentare al acestei masini se afla doua valturi care asigura alimentarea uniforma cu material a spirei elicoidale, efectuand totodata si comprimarea aluatului astfel incat acesta sa capete masa specifica constanta, in procesul de divizare. Masina este alimentata cu aluat prin cuva. Aluatul este preluat de valturile care se rotesc in sens contrar presand aluatul spre melcul de presare care la randul lui antreneaza aluatul si il ghideaza spre capul de iesire aluat, fiind comprimat in conul capului de iesire si laminat prin o duza de lemn. Aluatul iese din duza sub forma de snur si este taiat de catre cutitul mecanismului de divizare cazand in bucati pe banda de pasla alimentand urmatorul loc de lucru prin procesul tehnologic de panificatie.

Functionarea organelor de comanda si reglare Elementele care concura la modificarea regimurilor de lucru ale masinii (productivitate orara, tactul de dirijare a bucatilor de aluat) sunt: -

Motorul electric cu doua game de turatie de la mecanismul de divizare la care fiecare gama de turatii variaza de la zero la o turatie maxima prin intermediul potentiometrului.

-

Duza de extrudare a aluatului Cutitul cu un tais sau cu doua taisuri La gama de divizare a bucatilor de aluat cu gramaj mare se foloseste urmatoarea configuratie: 21

-

Duza de lemn cu orificiu mare de Φ50mm. Cutit cu un tais Motorul electric pe treapta I de viteze iar potentiometrul pe pozitia minima , pozitie la care nu se produce divizarea , cutitul divizor stand pe loc. Rotind potentiometrul spre pozitia maxima turatia de divizare se mareste putandu-se diviza bucati cu masa minima pentru aceasta treapta de turatii. In mod similar se procedeaza pe a doua treapta de turatii obtinanduse bucati de aluat mai mici prin turatii ale cutitului divizor din ce in ce mai mari. Pentru bucati de aluat cu gramaj mic se foloseste: -

Duza de lemn cu orificiu mic Φ 30 mm. Cutit cu doua taisuri Motorul electric reglat similar ca la punctul anterior astfel incat sa se obtina bucati de aluat cu gramaj minim.

22

5. Calculul parametrilor principali ai liniei tehnologice si utilajului propus 5.1. Bilanţul de materiale la frământare Date cunoscute: •

Vc(volumul cuvei) = 300 L;

•

Actionare cuva - 1 transmisie curea trapezoidala si 1 angrenaj cilindric;

•

Actionare brat - 1 transmisie curea trapezoidala;

•

nc (turatia cuvei) = 29 rot/min;

•

nb(turatia bratului) = 145 rot/min;

•

raportul H/D= 0,53.

-Se da (H/D) si din relatia volumului cuvei se determina D si H : Vc=

D=

π ⋅ D2 π ⋅ H = ⋅ D 2 ⋅ [ ( H / D) ⋅ D] 4 4

4 ⋅ Vc π ⋅ ( H / D)

23

H  H =  ⋅ D D

D= 3

4 ⋅ 300 = 895mm = 9[ cm] π ⋅ 0.53

H= ( H / D) ⋅ D = 0.53 ⋅ 8.95 = 4.74 = 474mm = 5[ cm] -Se aleg valori intregi, rotungite ale lui H si D si se recalculeaza Vc(Vc.r) Vc=

[ ]

π ⋅ D2 π ⋅ 92 ⋅H = ⋅ 5 = 318.08 L 4 4

-Se schiteaza forma constructiva a cuvei si se trec dimensiunile caracteristice ale acestora -Diametrul partii rolate si flansei inferioare se aleg constructiv prin similitudine geometrica cu cuva unui framantator cunoscut Forma bratului de framantare, dimensiuni- Dbe, Dbi, DS, constructia partii de antrenare, intarituri -Forma bratului de framantare, numarul de pasi si diametrele caracteristice se aleg constructiv prin similitudinea geometrica cu bratul unui framantator cunoscut. -Se alege (Dbe/D)=0,48-0,49 si se calculeaza Dbe Dbe = 0.49 ⇒ Dbe = 4.41[m] = 441[ mm] D Dbi = 0.75 ⋅ 4.41 = 330[ mm]

DS = 3.30 − 4.41 /( −2) = 0.56[ m] = 330[mm]

-Se stabileste constructiv forma partii de prindere la arborele de antrenare si dimensiunile Intariturii -Se face schita bratului de framantare si se trec dimensiunile sale principale -Se incepe desenul de ansamblu al utilajului pozitionand pe desen cuva si bratul de framantare in pozitie normala de functionare. -Capacitatea de incarcare a cuvei exprimata in faina -Se calculeaza volumul fainii din cuva la 70% din volumul cuvei : VF=Vc.r VF= 0.7 ⋅ 318 = 222 L = 0.222[m 3 ] -Pentru o masa volumica cunoscuta a fainii(ρF=575-650kg/m3) se determina masa fainii din cuva F : F= ρ F ⋅ V F = 625 ⋅ 0.222 = 138.75[ kg ] 24

-Cantitati de materiale la framantare – ecuatia de bilant la framantare − Se scrie ecuaţia bilanţului de materiale la frământare: F

M alfram

A D

F + A + D + S + Mî = Al + Pfr

S Mau x

Frământător

sau, ţinând seama de procentele reţetei (considerând, într-o primă fază, pierderile P fr la frământare nule):

F+F

ch(%) d (%) s (%) m (%) +F +F +F i = Alc 100 100 100 100

unde :ch(%) – reprezinta capacitatea de hidratare a fainii (pentru faina de larg consum – ch = 58-64% ; pentru faina semialba – ch = 54-58% ; pentru faina alba – ch =50 -55%), echivalenta cu cantitatea de apa care se adauga la o suta de kilograme de faina (cu umiditate de 14%) pentru a obtine prin fermentare un aluat de o anumita consistenta (Alc), in anumite conditii de lucru bine stabilite ; d(%) – procentul de drojdie, calculat fata de faina introdusa (d = 5-14%) ; s(%) – procentul de sare (s = 1,5-1,7%). A= F

ch(%) 100

A=F

ch(%) 60 = 139 ⋅ = 86.18[ kg ] 100 100

D=F

d (%) 10 = 139 ⋅ = 13.9[ kg ] 100 100

S=F

s(%) 1.6 = 139 ⋅ = 2.22[ kg ] 100 100

D=F

d (%) 100

S=F

s (%) 100

Alc=139*(1+0.52+0.1+0.016)=227.4 [kg] -Se considera, in faza a doua, pierderi la framantare (pierderi mecanice) in limite ρfr = 0,2 – 0,3% aluat si se recalculeaza cantitatea de aluat obtinuta la o sarja : ρ fr   M al . fram = Al c  1 + 100     0.25   M al . fram = 227.4 * 1 +  = 226.94[ kg ] 100  

Calculul temperaturii apei necesara la framantare -Temperatura apei Өa in procesul de framantare, necesara obtinerii unei maiele sau a unui aluat cu temperatuta Ɵm respectiv Ɵal, se calculeaza cu relatia : 25

Pfram

θ a = θ al +

F ⋅ c f ⋅ (θ al − θ f

)

A ⋅ ca

[ ]

+ n C

in care : F, A sunt cantitatile de faina, respectiv apa folosite la obtinerea maielei sau aluatului (kg) ;cf,ca – caldura specifica a fainii, respectiv a apei (cf = 0,4 kcal/kg.°C ; ca = 1 kcal/kg.°C sau 4186 kj/kg.°C) ; Ɵf – temperatura fainii – temperatura mediului ambiant (°C) ; n – coeficient de corectie (n = 1-vara ;n = 2-primavara si n = 3- iarna).In general, maiaua trebuie sa aiba temperatura de 26-27°C, in timp ce aluatul trebuie sa aiba o temperatura de 28-29 (32)°C. θ a = 29 +

139 ⋅ 0.4 ⋅ (29 − 26) + 2 = 32.93 C 86.18 ⋅ 1

- Calculul densitatii aluatului la framantare -Se calculeaza densitatea aluatului cu relatia : ρal = ρ F ⋅ ϕ + ρapa ⋅ (1 − ϕ)

ϕ=

VF VF ≈ V F + Vapa + Vdrj + Vs V F + Vapa

unde : ρF – densitatea fainii (1300-1400kg/m3) ; ρapa = 1000kg/m3 ; φ – participatia volumica a fainii in aluat. In general, ρal = 1200-1400kg/m3 (in calculele de energie se va lua 1400kg/m3) Vapa =

ϕ=

m apa

ρ apa

=

[ ]

86.18 = 0.086 m 3 1000

0.222 = 0.72 0.222 + 0.086

[

⇒ ρ al = 1300 ⋅ 0.72 + 1000 ⋅ (1 − 0.72) = 1216 kg / m 3

]

-Determinarea inaltimii aluatului in cuva – inainte si dupa fermentare : volum gaze acumulate -Cunoscand masa aluatului din cuva framantatorului se densitatea acesteia, se calculeaza volumul aluatului Val = Val =

M al . fram

ρ al

=

π ⋅ D2 H al 4

[ ]

226.94 = 0.19 m 3 1216

-Se calculeaza inaltimea la care se ridica acesta in cuva in pozitie normala, imediat dupa framantare : 26

H al =

4 ⋅ Val π ⋅ D2

H al =

4 ⋅ 0.19 = 0.29[ m] π ⋅ 0.9 2

-Se determina volumul aluatului dupa fermentare, considerand ca fermentarea are loc in aceeasi cuva in care se face framantarea si ca in timpul fermentarii se acumuleaza in aluat un volum specific de gaze qCO2=8-12cm3/(min*kg) : Valcf = Valfram + qCO 2 ⋅ M alfram ⋅ t ferm ⋅ (1 − k )

unde : tferm – timpul de fermentare (min) ; k – coeficient de pierderi (k=0,5).Se considera un timp de fermentare intre 80-150 min. Valcf = 0.19 + 10 ⋅10 −6 ⋅ 226.94 ⋅ 150 ⋅ (1 − 0.5) = 0.36[ m 3 ]

-Se stabileste, prin diferenta, volumul gazelor acumulate si se estimeaza daca nu cumva volumul aluatului dupa fermentare depaseste cu mult volumul cuvei framantatorului. - Volumul si cantitatea de aluat antrenat de spira la o rotatie -Volumul de aluat din interiorul spirei antrenat la o rotatie, in timpul framatarii,Vsp se calculeaza cu relatia : Vsp =

π ⋅ ( De2 − Di2 ) ⋅ H dm 3 4

[

]

pentru o inaltime maxima a aluatului in interiorul spirei egala cu inaltimea cuvei. Vsp =

π ⋅ ( 4.412 − 3.30 2 ) ⋅ 4.75 = 26.88[dm 3 ] 4

-Cantitatea de aluat dislocat la o rotatie, depinde de densitatea aluatului, tinand seama de aderenta acestuia la spira si se calculeaza cu relatia : Val1 = Vsp ⋅ ρal ⋅ k t

unde :kt este coeficient de transfer,kt =(1,15-1,25). Val = 26.88 ⋅10 −3 ⋅1216 ⋅1.25 = 40.85[ kg ]

5.2.Stabilirea caracteristicilor energetice ale procesului de framantare - Determinarea vitezelor periferice ale bratului si cuvei de framantare -Se stabilesc turatiile cuvei si bratului de framantare, asa cum a fost ele date prin tema.Calculul se face mai intai pentru turatia rapida pana la final, apoi pentru treapta lenta.

27

-Se prestabileste schema cinematica de actionare a framantatorului, sensurile de rotatie ale bratului si cuvei de framantare. -Se calculeaza viteza periferica exterioara cea mai mare a bratului de framantare si viteza sa unghiulara π ⋅ nb 30

ν =

π ⋅ Dbe ⋅ nb [ m / s] 60

ν=

π ⋅ 0.44 ⋅145 = 3.34[ m / s ] 60

π ⋅145

ωb =

30

ωb =

= 15.18[rad / s ]

-Se calculeaza viteza periferica exterioara a cuvei framantatorului si viteza sa unghiulara : νc =

π ⋅ Dc ⋅ nc [ m / s] 60

νc =

π ⋅ 0.9 ⋅ 29 = 1.37[ m / s ] 60

ωc =

π ⋅ 29 = 3[ rad / s ] 30

ωc =

π ⋅ nc 30

-Se calculeaza pe baza schemei de lucru viteza diferentiala dintre bratul si cuva de framantare ν dif =ν be ν c

ν dif .1 = 3.34 +1.37 = 4.71[ m / s ]

ν dif .2 = 3.34 −1.37 = 1.97[ m / s ]

- Sabilirea caracteristicilor reologice ale aluatului -Se stabileste numarul lui Reynolds cu relatia : Re =

ρ al ⋅ d be ⋅ v ηa

unde :da este diamentrul exterior al bratului de framantare ; v – viteza bratului de framantare (in cazul cuvelor fixe) sau viteza doferentiala (pentru cuve rotative) ;ηa – vascozitatea dinamica a aluatului (ηa=30-35 Pa s) Pentru :νdif .2 : Re

=

ρ al ⋅ d be ⋅ν dif . ηa

=

1216 ⋅ 0.44 ⋅ 1,97 = 35.13 30 28

-Se estimeaza forta de vascozitate dintre bratul si cuva cu relatia : Fν = 2πη a ⋅ h ⋅ r22 ⋅

ω 2 ⋅ ω1 r2 − r1

unde : h este inaltimea aluatului la bratul framantatorului (se calculeaza sau se poate considera egala cu ~2/3 din inaltimea cuvei) ; r2 – raza de rotatie a bratului framantatorului (jumatate din raza cuvei) ; r1 – raza medie a bratului de framantare (se face media razei maxime si celei minime) ; ω1, ω2 – vitezele unghiulare ale bratului de framantare, respectiv cuvei. 2 2 ⋅ H = ⋅ 4.74 = 3.16 3 3 D r1 = bi = 0.165 2 Rcuva 450 r2 = = = 0.225 2 2 h=

Fν = 2π ⋅ 30 ⋅ 3.16 ⋅ 0.225 2 ⋅

15.18 − 3 = 639.26 N 0.225 ⋅ 0.165

-Se calculeaza momentul fortei de vascozitate dintre brat si cuva cu relatia : M Fν = M Fν =

4π ⋅η a ⋅ h ⋅ (ω1 − ω 2 ) ⋅ r12 ⋅ r22 r22 − r12

[ N ⋅ m]

4π ⋅ 30 ⋅ 3.16 ⋅ (15.18 − 3) ⋅ 0.165 2 ⋅ 0.225 2 = 91[ N ⋅ m] 0.225 2 − 0.165 2

-Se estimeaza tensiunea de forfecare a aluatului cu relatia :

η a (ω2 − ω1 )r1 ⋅ r2 ⋅ [ Pa ] 2 r22 − r12 30 (15.18 − 3) ⋅ 0.165 ⋅ 0.225 τf = ⋅ = 294.90[ Pa ] 2 0.225 2 − 0.165 2 τf =

Stabilirea fortei rezistente a mediului de framantare -Se calculeaza forta rezistenta a mediului de framantare cu relatia : Frez .b = σ ⋅ A[ N ]

in care :σ- rezistenta totala a mediului (aluatului) ,N/mm2 ; A – aria sectiunii longitudinale a spirei bratului de framantare ;

[ ]

A = Dbe ⋅ H aluat m 2

29

Se apeciaza ca timpul framantarii, in treapta lenta sau treapta rapida, rezistenta totala a aluatului din cuva este de circa 9000-10000 N/m2.

[ ]

A = 0.44 ⋅ 0.29 = 0.13 m 2 ⇒ Frez.b = 9000 ⋅ 0.13 = 1170[ N ]

Stabilirea momentului la bratul de framantare si a puterii de antrenare a acestuia -Se estimeaza momentul la bratul de framantare pe baza fortei rezistente a mediului Dbe [ N ⋅ m] 2 0.44 = 1170 ⋅ = 257.4[ N ⋅ m] 2

M tb = Frez.b ⋅ M tb

-Se calculeaza constanta framantatorului pentru o consistenta normala a aluatului Caln = 0,5 daN.m, conform literaturii de specialitate, in cazul framantatorului etalon Brabender : k fram =

M tb C aln

k fram =

257.4 = 51.48 0.5 ⋅10

-Se calculeaza puterea consumata de bratul framanatatorului cu relatia cunoscuta : Pa.b = Frez .b ⋅ν be [W ]

Pa.b = 1170 ⋅1.97 = 2305[W ]

-Pentru verificare se calculeaza puterea consumata de bratul de framantare cu relatia de mai jos, stabilita cu ajutorul criteriului de similitudine al lui Newton :

P , a.b = k ⋅ Ne ⋅ ρ al ⋅ nb3 ⋅ d be5 unde : k = 1,2 pentru componente ale amestecului cu densitati ce difera cu peste 20% (ρf = 1300-1400 kg/m3 ; ρapa = 1000 kg/m3) : Ne – criteriul puterii (sau al lui Newton) ; n – turatia bratului de framantare (rot/s) ; Pentru Re = 35.13 rezulta Ne = P , a .b

120 = 60 2

1.2 ⋅ 60 ⋅ 1216 ⋅ 145 3 ⋅ 0.44 5 = 2037.88[W ] 60 3

30

5.3..Stabilirea puterii motorului de actionare a framantatorului -Stabilirea schemei cinematice de actionare a framantatorului -Stabilirea momentului si puterii pentru actionarea cuvei

-Stabilirea momentului si puterii pentru actionarea cuvei :

-In general, puterea de antrenare a cuvei framantatoruli cu brat spiral se estimeaza a fi intre 3/10 – 2/5 din puterea pe arborele intermediar al utilajului conform schemei cinematice de actionare, restul consumandu-se pentru actionarea bratului de framantare sipiral.Astfel : 3 7  Pa .b =  ...  ⋅ Pa . int ⋅ηtr .b  5 10 

31

unde : ηtr.b – randamentul transmisiei la bratul de framantare (se iau in calcul toate componentele transmisiei la brat : curele trapezoidale, rulmenti, angrenaje, etc) ; Pa.int – puterea pe arborele intermediar al utilajului -transmisie brat – pereche de rulmenti – curea trapezoidala – pereche de rulmenti : 7 ⋅ Pa. int ⋅ηtr .b 10 7 2 2305 = ⋅ Pa. int ⋅η pr ⋅ηTCP 10 2305 ⇒ Pa. int = = 3466[W ] 0.7 ⋅ 0.99 2 ⋅ 0.95 Pa.b =

-Din relatia de mai sus se estimeaza puterea pe arborele intermediar al famantatorului si apoi se calculeaza puterea pentru antrenarea cuvei :  3 2 Pa.c =  ...  ⋅ Pa. int ⋅ηtr .c 10 5 

-transmisie brat – doua curele trapezoidale – 3 perechi de rulmenti : 3 ⋅ Pa. int ⋅ηtr .c 10 3 = ⋅ 3466 ⋅ 0.92 2 ⋅ 0.99 3 = 957[W ] 10

Pa.c = Pa.c

-Stabilirea pierderilor in transmisie si calculul puterii motorului electric de actionare -Pentru alegerea motorului electric de actionare a framantatorului se tine seama de puterea consumata, atat pentru antrenarea bratului de framantare, cat si de puterea necesara pentru rotirea cuvei : Pcalc =

Pa . int [W ] ηTCT ⋅η p.rul

-unde :ηTCT = 0,94-0,97 – randamentul transmisiei cu curele trapezoizale ; ηp.rul = 0.99 – randamentul unei perechi de rulmenti ; Pcalc =

3466 = 3685[W ] 0.95 ⋅ 0.99

32

5.4 Pierderile de material în procesul de panificatie pot fi calculate pentru fiecare operatie tehnologică care urmeaza operatiei de framantare: fermentare, divizare, modelare rotunda , modelare finala, dospire, coacere, racire. - Pierderile la fermentare se calculeaza fata de masa initiala a semifabricatelor Conform literaturii de specialitate, pierderile de aluat la fermentare sunt de circa 0,3%. Aluatul care intra in camera de fermentare este egal cu aluatul din cuva dupa operatia de framantare.

Pferm

0.3⋅ M fram

0.3 Pferm := ⋅ 226.94 = 0.681 100

-

Pierderile mecanice la prelucrarea aluatului (divizare, modelare) – se calculeaza fata de greutatea aluatului fermentat si sunt de circa 2%.

100

Pprel

100

Pprel

-

0.2

Pprel

0.2

(

)

⋅ M al.fram − Pferm

⋅ ( 223.94 − 0.68)

0.45

kg

Pierderile la dospire – se calculeaza fata de masa aluatului intrata la dospire, adica aluatul de la framantare mai putin pierderile de la fermentare si prelucrare, considerandu-se a fi de circa 0,25% din masa de intrare. Pdosp Pdosp

Pdosp

0.25 100

0.25 100

3.39 -

(

⋅ M fram − Pferm − Pprel

)

⋅ ( 226.94 − 0.68 − 0.45)

kg

33

-

Pierderile la coacere – se calculeaza fata de masa bucatilor de aluat intrate la coacere, aceste valori sunt foarte relative si depend de procesul de coacere. 10

(

⋅ M fram − Pferm − Pprel − Pdospire

Pcoacere

100

Pcoacere

100

Pcoacere

22.24-

10

)

⋅ ( 226.94 − 0.68 − 0.45 − 3.39)

kg

Pierderile la racire – se calculeaza fata de produsul fierbintesi reprezinta sub 3% din acesta. Pracire

2 100

2

Pracire

100

Pracire

4

(

⋅ Mfram − Pferm − Pprel − Pdosp − Pcoacere

)

⋅ ( 226.94 − 0.68 − 0.45 − 3.39 − 22.24)

kg

Pierderile tehnologice care apar in timpul procesului tehnologic de fabricare a painii se calculeaza astfel: Pteh

Pferm + Pprel + Pdosp + Pcoacere + Pracire

Pteh

0.68 + 0.45 + 3.39 + 22.24 + 4

Pteh

30.76 kg

34

Masa produselor finite care pot fi obtinute la o sarja de aluat este: Mp

M fram − Pteh

Mp

226.94 − 30.6

Mp

196.18 kg

5.5 Stabilirea capacitatii de lucru a framantatorului -capacitatea de lucru a framantatorului se determina in functie de capacitatea sa de incarcare cu aluat: 60 ⋅q  kg  Q   tp + taux  h  60 ⋅227.4 17 + 10 kg Q 505.33 h , unde q-capacitatea de incarcare,kg aluat; tfr – timpul de framantare pentru toate fazele de preparare, min ; taux-timpul auxiliar necesar pt alimentarea cu materii prime, aducerea si scoaterea cuvei. Se presupune prepararea aluatului intr-o singura faza , astfel ca timpul de framantare este de maxim 10 minute, iar timpul auxiliar de circa 8 minute. Durata de framantare a aluatului se stabileste in functie e tipul framantatorului si de capacitatea acestuia. Aceasta se apreciaza pe baza caracteristicilor tehnice ale framantoarelor cunoscute. Q

-cantitatea de paine rece dintr-o sarja se determina in functie de capacitatea de incarcare a framantatorului si masa painii reci: -se calculeaza nr.de framantator necesar pe fluxul tehnologic al unei linii de panificatie cu capacitatea P (kg/h) se det. cu relatia: Nf

P Q ⋅e

35

Nf

7.5 505.33 ⋅0.81

unde P-productivitatea unitatii de fabricatie; e=0.81-indice de Nf

0.018

echivalenta a aluatului in paine. Cantitatea de paine rece si numarul de sarje dintr-un schimb de 8 ore -cantitatea de paine rece obtinuta intr-un schimb de 8 ore se determina in functie de capacitatea de lucru a framantatorului dintr-o ora: Painerece

Q ⋅8ore

Painerece

4042.64

Painesarja

227.4 226.94

Painesarja

1

kg paine/8 ore

kg paine

-numarul de sarje realizate intr-un schimb de opt ore se determina in functie de cantitatea de paine rece obtinuta intr-un schimb si cantitatea de paine rece obtinuta dintr-o sarja: Painerece Nsarje Nsarje 4042.64 Paine rece ( sarja )

Randamentul fainii in paine -se poate calcula cu relatia: ηp

ηp

F Mp

Unde F-cantitatea de faina folosita pentru o sarja de aluat, iar M Painerecesarja

138.5 226.94

36

p

=

ηp

0.6

6. Instructiuni tehnice de exploatare si intretinere, reglare a utilajului

In timpul si dupa darea in folosinta a produsului se va avea in vedere ca masina sa fie deservita numai de muncitori calificati si instruiti in acest scop. Se va avea in vedere ca in timpul lucrului masina sa cuprinda toate componentele de protectie impotriva accesului la organele de miscare ale utilajului. a. Actionarea divizorului Actionarea divizorului se face de la buton, moment in care se aprinde lampa care avertizeaza ca divizorul functioneaza. -

Tabloul de comanda a masinii

La oprirea divizorului se apasa butonul moment in care se stinge lampa. Divizorul lucreaza cu doua game de turatii: prin pozitionarea cheiei pe pozitia I se obtin game de turatii mai mici, pentru gramaje mai mari, iar prin pozitionarea cheiei pe pozitia II se obtin game de turatii mai mari pentru gramaje mai mici. In cadrul fiecarei game de turatii reglarea continua se face prin intermediul potentiometrului de la turatie zero cu potentiometrul pe pozitia stanga spre turatia maxima corespunzatoare pozitiei dreapta. Pentru o mai buna functionare,in sensul pastrarii gramajului, a tactului mecanismului divizar trebuie ca masina sa lucreze cu potentiometrul in plaja a doua a turatiilor la ambele viteze ale motorului. b. Actionare snec La pornirea snecului se pasa butonul moment in care se aprinde o lampa care ne avertizeaza ca snecul functioneaza. La oprirea snecului se apasa un buton moment in care se stinge lampa. c. Utilizatrea duzelor si asetului de cutite Setul de doua duze a Φ 30 mm si a Φ 50 mm pentru extrudere aluat si setul de cutite cu unu sau cxu doua taisuri, se pot schimba numai cu masina scoasa de sub retea. Duza se schimba prin desurubarea stiftului filetat de pe exteriorul carcasei dupa care se inlocuieste duza si se insurubeaza la loc stiftul. 37

Cutitul divizor se schimba prin desurubarea piulitei de pe axul motoreductorului se pune celalalt cutit dupa care se insurubeaza piulita. Dupa reglarea masinii conform indicatiilor se poate trece la regim de lucru. Masina trebuie sa fie alimentata continuu si pe cat posibil constatnt pentru ca snecul sa aibe in permanenta aluat pentru alimentare corespunzatoare a duzei cu aluat. In caz de defectare sau avarie in procesul de productie de panificatie se apasa butonul de oprire generala de culoare in general rosie dupa care se sting lampile de snec si functionare si ramane aprinsa lampa “prezenta tensiune”, restul comenzilor ramanand neactive. Dupa inlaturarea avariei se extrage butonul rosu si se reiau comenzile. REGLARE Reglarea gramajului se face folosind: -

duza cu Φ 30 mm sau 50 mm

-

cutit cu un tais sau cu doua taisuri

-

buton cheie

-

potentiometru

Atat pentru obtinerea de gramaje mari cat si pentru cele mici, folosind una din configuratiile posibile dintre duze si cuite, gramaje mai mari se obtin pozitionand cheia pe treapta I iar gramaje mai mari trecand cheia pe pozitia II. Reglarea continua de la turatie zero a cutitului divizor la turatie maxima corespunzatoare fiecarei trepte se face prin intermediul potentiometrului rotindul de la stanga spre dreapta corespunzator turatiei maxime. REGULI DE INTRETINERE La sfarsitul fiecarui schimb masina se va curata de resturile de aluat depus pe valturi, melc si cilindru de presare. Pentru curatirea valturilor se desurubeaza piulita ce strange brida capacelor de la valturi. Se scot capacele si cu ajutorul cheii tubulare se demonteaza suruburile de la cele 2 valturi si se extrag valturile de pe ax. Pentru curatirea cilindrului si a mencului se demonteaza capul iesire aluat cu mecanismul de dirijare din cele trei suruburi rozetate de pe flansa dupa care se desurubeaza melcul cu o cheie fixa cu deschiderea de 36 mm. Sensul de desurubare este normal stanga. Pentru ungerea mecanismelor se va consulta fisa de ungere.

38

7. Norme de portectia munci si PSI in cadrul liniei de panificatie si la lucrul utilajului. In exploatarea produsului trebuie rescpectate urmatoarele articole din “ Norme de protectie a muncii pt industria de morarit si panificatie” nr.3 Bucuresti 1987 Art. 40-43, 4548, 50, 51, 56-70, 72-77, 1818, 903, 1599-1610, 1734, 1735, 1737, 1738. In vederea transportului masinii se va avea in vedere articolel cuprinse in capitolul “ Tehnica securitatii muncii” privind incarcaea, descarcarea, transportul, manipularea si depozitarea materiilor prime, materialelor si produsului finit din “ Norme generale de protectia muncii pentru industria moraritului si panificatiei” precum si “ Norme generale de protectia muncii in agricultura si in industia alimentara”. Masurile de protectie specifice ce trebuie luate in vederea realizarii si intre tinerii in deplina siguranta sunt cuprinse in urmatoarele articole din “ Norme de protectia munciipentru industia de morarit si panificatie” nr.3 Art. 966 – masina de divizat aluat trebuie deservita numai de muncitori calificati si instruiti in acest scop. Art. 967 – pentru curatirea, ungerea, verificarea sau alte intervenrii se vor lua urmatoarele masuri: - se opreste utilajul de la automatul de pornire- oprire, se va scoate sigurantiel de la tabloul electric ( numai de catre elctricianul de serviciu), afisandu-se placuta avertizoare: Atentiune se lucreaza” Art. 968 – se interzice muncitorilor sa introduca mana in cosul de alimentare cu aluat sau la organele in miscare ale masinii. Art. 969 – toate organele de miscare ale utilajului vor fi incastrate. Art.970 – dupa terminarea lucrului si scoaterea de sub tensiune se va efectua operatia de curatare a masinii.

39

“