Utilaje în industria alimentară - elevatorul

1.Introducere

1.1Materia prima porumbul

Porumbul se situează pe primul loc în planul de culturi cerealiere din ţara noastră. Pe plan mondial, România se află printre primele 4-5 ţări producătoare de porumb din lume.

Cel mai vechi dintre produsele finite obţinute din porumb este mălaiul.

Obţinerea mălaiului s-a făcut în ţara noastră şi continuă să se facă într-o proporţie suficient de mare încă prin măcinarea directă a porumbului, fără o pregătire specială, exceptând unele operaţii simple de eliminare a corpurilor străine.

Bobul de porumb este format din următoarele părţi principale morfologice:

• învelişul

• endospermul

• embrionul sau germenul

• vârful (pedicelul).

Constituenţii chimici care se separă în industrie se găsesc în endosperm şi germen, părţi ale bobului care sunt învelite în trei straturi concentrice: pericarpul, învelişul seminal şi stratul aleuronic.

Procesele industriale pe care le suferă porumbul în cele mai multe cazuri, includ separarea a trei părţi principale ale bobului: învelişul, endospermul şi germenul. Bobul de porumb (Zea Mays L.) este un fruct compus dintr-un pericarp subţire care închide o singură sămânţă.

Culoarea boabelor este variabilă. Pigmenţii ce dau coloraţia sunt localizaţi în unul sau mai multe ţesuturi. Astfel au fost găsiţi în pericarp (incolori, oranj, roşu-vişiniu, roşu închis, brun sau pestriţ) în stratul aleuronic (incolori, roşu, roşu-purpuriu, purpuriu sau brun) şi în endosperm (incolor sau diverse nuanţe de galben).

Componentele chimice ale bobului de porumb au o împrăştiere neuniformă în masa bobului, ele având proporţii extrem de diferite în cele trei părţi principale.

Endospermul este foarte bogat în substanţe extractive neazotoase, dar sărac în grăsimi şi foarte sărac în substanţe minerale. În schimb germenul este foarte bogat în proteină brută, grăsimi şi substanţe minerale, iar învelişul în celuloză brută şi substanţe extractive neazotate.

Comparativ cu celelalte cereale porumbul se deosebeşte prin conţinutul ridicat de grăsimi (media 4 % faţă de 1,5 – 2 % la grâu şi secară, 2 % la orz).

În afară de vitamina A în bobul de porumb, mai ales în embrion se găseşte vitamina E (tocoferolul), a cărei cantitate variază, în funcţie de soi:

- Porumb galben timpuriu 0,366 mg

- Porumb românesc de Arieş 0,448 mg

- Porumb românesc de Studina 0,499 mg

- Porumb portocaliu 0,707 mg.

Dintre vitaminele hidrosolubile, prezente în bobul de porumb se poate cita:

- Vitamina B1 (tiamină) 2,33 – 8,00 (medie 4,90 mg/kg)

- Vitamina B2 (riboflavină) 0,77 – 2,29 (media 1,02 mg/kg)

- Vitamina PP (amida acidului nicotinic) 7,0 – 54,1 (media 28,08 mg/kg)

- Acid pantotenic 1,9 – 11,6 (media 6,42 mg/kg)

În ceea ce priveşte acidul nicotinic, cel mai bogat în această importantă vitamină este porumbul zaharat. Unii autori arată că, cu cât este mai bogat în amidon, cu atât soiul de porumb respectiv are un conţinut scăzut de acid nicotinic. De asemenea se pare că conţinutul acestui acid ar scădea la porumbul bogat în proteină brută. În general porumbul cu boabe colorate este mai bogat în vitamine decât soiurile cu boabe albe. De menţionat că porumbul este lipsit complet de vitaminele din grupa C şi D.

Porumbul este una din cele mai valoroase plante cultivate datorită productivităţii foarte ridicate şi multiplelor întrebuinţări a produselor sale în alimentaţia oamenilor, în zootehnie şi în industrie.

Boabele (care conţin în medie 10% proteine 7% substanţe extractive ne azotate, 4% grăsime 2%, celuloza 1%, cenuşă 13% apă), sunt folosite cu precădere ca nutreţ concentrat în alimentaţia tuturor categoriilor de animale. Ele sunt utilizate în largă măsură şi în alimentaţia oamenilor sub forme variate (mămăliga, turtă, porumb fiert şi copt, floricele, fulgi etc,) precum şi ca materie primă pentru importante industrii (a amidonului, glucozei, alcoolului şi uleiului), de la care rămân reziduuri (tarate, turte, şroturi, borhoturi,) folosite în furajarea animalelor.

2. Principii teoretice,formule matematice si fizice ce explica procesul

In industria moraritului,se foloseste elevatorul cu cupe. Cerealele preluate şi antrenate de cupe sunt ridicate pe verticala pana la capul elevatorului, unde are loc rasturnarea. In timpul descarcarii o particula se gaseste sub acţiunea unui sistem de doua forţe:

a)forta centrifuga (Fc=m×ω2×r)

b)forta gravitaţionala (Fg=m×g).

(in fig 2.20)

a) forta centrifuga b) forta gravitationala

Rezultanta acestor forţe intalneste verticala dusa prin centrul O al tamburului intr-un punct P, distanta OP=h fiind denumită distanta polara (punctul P este numit pol).

Din asemanarea triunghiurilor OPA si ABD şi relaţiile trigonometrice clasice se deduce usor relaţia de calcul a distanţei polare:

m×g×r=m× ×r×h(2.1) rezulta:

h= = = (2.2)

unde:

g-acceleratia gravitational,g=9,81

ω-viteza unghiulara in rad/sec

n-turatia rotii motoare in rot/min

Rezultă, că distanţa polară este funcţie numai de turaţie, fiind invers proporţională cu aceasta.

Când distanţa polară este mai mică decât raza tamburului Rt (h<Rt), descărcarea este centrifugală (figura 2.20 a), iar dacă h>Rt, descărcarea este gravitaţională (figura 2.20 b).