Studiu - moară coloidală

Moara coloidală

Cap. I Marunţirea. Generalităţi.

Într-o serie de cazuri în industria alimentară se pune ca materii prime, produse finite sau produse intermediare să fie mărunţite, fie pentru accelerarea unei faze tehnologice, fie pentru obţinerea unui anumit produs din materia primă, fie chiar numai pentru uşurarea comercializării produselor. În unele cazuri se urmăreşte aducerea produsului la o anumită formă cerută de faza tehnologică care urmează în cadrul procesului tehnologic.

Studierea proceselor de mărunţire şi a utilajelor aferente este deosebit de importantă datorită faptului că operaţia de mărunţire este energointensivă şi se urmăreşte scăderea consumului de energie necesar reducerii dimensiunilor materiilor prime la dimensiuni necesare prelucrării ulterioare.

Mărunţirea poate fi definită ca operaţie care ca obiect reducea volumul individual al particulelor de materiale sub acţiunea unor forţe mecanice. Materialele supuse mărunţirii se pot găsi iniţial în stare solidă, lichidă şi gazoasă.

Mărunţirea solidelor poartă şi o serie de denumiri particularizate ca: sfărâmare, spargere, concasare, granulare, dezintegrare, măcinare, aplatisare, tăiere, tocare, etc.

Mărunţirea materialelor solide se realizează prin operaţii tehnologice de concasare, măcinare, granulare, tăiere.

Concasarea este operaţia de sfărâmare a unui material dur în bucăţi mai mici, cu ajutorul utilajelor speciale numite concasoare.

Măcinarea este operaţia de mărunţire fină a materialelor. Ea se efectuează cu ajutorul morilor.

Granularea este operaţia de sfărâmare a unui material dur, în bucăţi mărunte, având forme geometrice rotunjite.

Tăierea este operaţia de detaşare sau desprindere a unei porţiuni dintr-un material solid, prin strivire locală (ceea ce constituie tăierea propriu-zisă), forfecare, despicare sau aşchiere.

Mecanismele mărunţirii sunt diferite funcţie de construcţia maşinii în care aceasta este efectuată conform figurii 1:

În figurile 1, a, b se reprezintă schematic procesul de mărunţire prin compresie şi frecare, a unei particule sau a unui colectiv de particule. Suprafeţele de lucru pot fi netede sau cu nervuri având forma geometrică plană sau curbă. Mecanismul de mărunţire este specific concasoarelor cu fălci, cu con şi cu valţuri. Mărunţirea prin contact cinetic cu o suprafaţă dură (fig. 1, c) este întâlnită la concasoarele cu ciocane fixe. În cazul concasoarelor cu ciocane articulate şi a morilor cu bile sau bare, mărunţirea se produce prin contact cinetic şi frecare pe o suprafaţă dură, cum ar fi blindajul concasorului sau corpurile de măcinare (figura 1, d). Granulele pot fi mărunţite şi prin ciocnire între ele (fig. 1, e) aşa cum se întâmplă în cazul morilor cu jet. Mecanismul mărunţirii prin tăiere, forfecare sau desprindere (fig. 1.1, f) se aplică materialelor solide cu rezistenţă la forfecare mai mică de Pentru domenii bine precizate, se folosesc mecanisme pentru mărunţirea materialelor solide prin solicitări în medii gazoase sau lichide, în care sunt introduse aceste materiale.

Denumirea particulară este determinată de: dimensiunea particului iniţial, maşina cu care s-a realizat mărunţirea, modul de realizare a mărunţirii.

Mărunţirea lichidelor se realizează prin pulverizare sau emulsionare.

Mărunţirea fazelor gazoase se realizează prin dispersare.

Mărunţirea se poate realiza în ciclu închis sau deschis.

Moara coloidală se foloseşte la tocarea mărunţită a cărnii, a legumelor, a fructelor, peştelui şi ketchup-ului.

Mărunţirea poate fi efectuată prin următoarele procedee:

Procedeul discontinuu. Materialul este mărunţit pe şarje până la fineţea dorita. Prin acest mod de lucru rezultă însă şi o cantitate destul de mare de particule cu dimensiuni mici, până la praf, ceea ce conduce la o pierdere de materie primă şi de energie.

Procedeul continuu în circuit deschis. Materialul este trecut continuu prin una sau mai multe trepte de mărunţire. Şi în acest procedeu se întâmpină inconvenienţele procedeului discontinuu.

Procedeul continuu în circuit închis. La acest procedeu materialele ce trec, continuu prin maşina de mărunţire sunt apoi separate într-un clasor, particulele mari fiind îndrumate din nou la mărunţire iar cele de dimensiunea dorită evacuate. Se evită astfel mărunţirea inutilă consumul de energie fiind mai redus.

Procedeul continuu cu antrenare pneumatică. În timpul mărunţirii se trece un curent de aer prin maşină, care antrenează particulele de dimensiunea dorită. După separarea particulelor, aerul este condus din nou în utilaj. Pe lângă avantajul că mărunţirea se face numai până la dimensiunea dorită, aerul răceşte utilajul de mărunţit şi usucă materialul.

Cap. II. Elemente componente.

Mărunţirea fină a cărnii şi a subproduselor (ficat, plămâni, etc.) se poate realiza în bune condiţii cu ajutorul morilor coloidale, care au sistemul de mărunţire format din rotor şi stator, distanţa dintre cele două organe putând fi modificată după dorinţă. Atât rotorul cât şi statorul sunt prevăzute cu dinţi care execută operaţiile de tăiere, frecare, şi omogenizare, inclusiv descărcarea produsului.

Mărunţirea în moara coloidală are la bază fenomenul creării unor oscilaţii elastice de înaltă frecvenţă, frecvenţa acestor oscilaţii crescând spre baza capului de mărunţire. Mărimea frecvenţei şi amplitudinea oscilaţiei crescând spre baza capului cu frecvenţa şi adâncimea danturii etajului de mărunţire, precum şi cu turaţia rotorului. Frecvenţa de lucru poate atinge 15 kHz. Aceste oscilaţii de înaltă frecvenţă provoacă fenomenul de dezintegrare a materiei prime în particule coloidale. Calitatea pastei poate fi reglată prin acţionarea piuliţelor de reglare care ridică, respectiv coboară statorul în alezajul carcasei de alimentare, mărind, respectiv micşorând spaţiul dintre rotor şi stator.

Reglajul poate fi utilizat şi în cazul uzurii danturii rotorului şi statorului, pentru a reface mărimea corectă a spaţiului dintre rotor şi stator.