Mașini pentru sortarea fructelor

1. INTRODUCERE

Fructele şi legumele au o compoziţie chimică complexă, conţinând principalele grupe de substanţe organice (glucide, zaharuri, acizi graşi, grăsimi, proteine, substanţe tanoide, arome, vitamine etc.) şi substanţe minerale (cu compuşi de K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Al, P, S, Zn etc.) care prezintă importanţă în alimentaţia oamenilor. Datorită acestui conţinut complex, fructele şi legumele în stare proaspătă au o valoare nutritivă ridicată, fapt pentru care sunt de neinlocuit în ali¬mentaţia raţională a oamenilor. De aici cererea din ce in ce mai mare pentru consum a fructelor şi legumelor în stare proaspăta, ceea ce a determinat dezvoltarea sectoarelor legumicole şi pomi-viticole pentru creşterea continuă a producţiei de fructe şi legume.

Din datele publicate de F.A.O. se poate evidenţia faptul că, in ţările avansate, consumul anual pe cap de locuitor se ridică la circa 120-170 kg legume şi 80-90 kg fructe în stare proaspătă la care se adaugă 90-100 kg cartofi. în urma studiilor pentru alimentaţia raţio¬nală se recomandă ca în raţia zilnică să intre circa 15% legume şi fructe în stare proaspătă, ceea ce ar reveni la un consum anual pe cap de locuitor de «circa 200 kg fructe şi legume, la care să se adauge cir¬ca 100 kg cartofi.

După recoltarea fructelor şi legumelor, un loc important il ocupa operaţiile de pregătire pentru distribuirea lor la consum în stare proaspătă. în aceste operaţii intră sortarea după dimensiunile geome¬trice sau masa lor individuală în mai multe fracţii, conform unor ce¬rinţe ce se impun, ambalarea, împachetarea, însăcuirea şi cântărirea produselor, operaţii care necesită un volum ridicat de muncă.

Dacă până nu de mult aceste operaţii se executau in majoritate manual, cu productivităţi scăzute ale muncii, acum se execută din ce in ce mai mult mecanizat, când productivitatea muncii şi calitatea lucrărilor cresc foarte mult. 4,a fructe sortarea se efectuează pentru mere, pere, caise, piersici, prune,iar la legume pentru tomate, ceapă, ardei gras şi gogoşar, castraveţi. Una din cele mai importante cerinţe ce se impun maşinilor de sortat fructe şi legume este aceea de a pro¬duce vătămări mecanice cât mai reduse produsului prelucrat de aces¬tea. De aceea, atât pentru stabilirea criteriilor de sortare pe fracţii cât şi pentru stabilirea măsurilor şi soluţiilor tehnice pentru reducerea vătămărilor mecanice ale fructelor şi legumelor în timpul prelucrării lor, este necesar să se cunoască principalele lor proprietăţi fizice şi mecanice care intervin în aceste operaţii şi.factorii care influenţează aceste proprietăţi.

Trebuie să remarcăm că studii aprofundate şi sistematice ale proprietăţilor fizice şi mecanice ale fructelor sunt efectuate în ţările avansate, ca:;S.U.A.,R.F.G., Anglia, Franţa ş.a., pentru soiurile exis¬tente în aceste ţări. în ţara noastră, se iniţiază destul de timid astfel de studii, mai ales pentru proprietăţile mecanice ale merelor. Aceste studii sunt absolut necesare atât pentru soiurile existente, cât şi pentru soiurile nou create. în continuare vom evidenţia care sunt aceste pro¬prietăţi şi factorii care le influenţează.

2. Proprietati fizice si mecanice ale fructelor

Dintre proprietăţile fizice şi mecanice ale fructelor şi legume¬lor, care intervin într-o formă sau alta în procesul de lucru al maşini¬lor de sortat, fac parte: dimensiunile şi forma geometrică, masa şi densitatea, coeficienţii de frecare pe diferite materiale, rezistenţa me¬canică la comprimare şi penetrare statică, rezistenţa mecanică la sar¬cini dinamice (cu şoc) şi rezistenţa mecanică la solicitări ciclice.

2.1. Dimensiunile şi forma geometrică

Ca dimensiuni caracteristice, la fructe şi unele legume, se con¬sideră diametrul maxim (Dmax) şi minim (Dmin) în plan ecuatorial şi înălţimea (H) pe direcţia normală pe planul ecuatorial. Aceste dimen¬siuni sunt exemplificate pe fig. 1. Media valorilor diametrelor ma¬xim şi minim este diametrul mediu.

Din punct de vedere al formei geometrice, fructele pot fi ca¬racterizate în funcţie de valoarea raportului:

Fig. 1 Dimensiunile caracteristice ale unui fruct

Pentru > l, fructele au formă plată, pentru -1, forma apro¬ximativ sferică şi pentru <1, forma alungită. Forma geometrică poate sta la baza metodei de sortare şi depinde de natura fructului şi de soi. în general, merele, tomatele şi piersicile au formă sferică; pe¬rele, prunele, castraveţii şi ardeiul gras - formă alungită, iar ardeiul gogoşar şi ceapa au forma plată. în cadrul fiecărei specii, în funcţie de soi, se pot întâlni toate cele trei forme geometrice enumerate (ex. mere, pere, tomate). Pentru exemplificare se pot urmări datele referi¬toare Ia trei soiuri de mere, în tabelul 2.1. Experimental s-a constatat că diferenţele între valorile maxime şi minime ale diametrului ecuato- rial se modifică în funcţie de mărimea fructelor şi de condiţiile de creştere. Fructele mici au această diferenţă (între Dmax şi Dmin) neînsemnată, diferenţă ce creşte cu mărirea dimensiunilor fruclelor. Mai trebuie menţionat că valorile medii ale dimensiunilor caracteristi¬ce nu sunt suficiente, ci trebuie completate de curbele de variaţie ale distribuţiei după dimensiuni a fructelor sau de şirurile de variaţie.

Ca exemplu dăm şirurile de variaţie pentru Dmax la trei soiuri de mere în tabelul 1:

Tabelul 1: Distributia dupa Dmax a merelor ( % )

Soiul Limitele claselor de dimensiuni (rnm)

36-40 41-45 46-50 51-55 56-60 61-65 66-70 71-75 76-80 Peste 80

Renet - 0,3 1,8 7,6 4,2 16,5 23,3 23,4 19,3 7,2 0,6

Jonathan - - 1,8

22,0 26,0 21,8 14,2 8,3 1,7

Kandiii-Sinap 3,7 4,1 '11,6 42,5 29,1 7,3 1,4 0,3 - -

Se observă că dimensiunile variază în limite largi, că dis¬tribuţia după dimensiuni este neuniformă, că majoritatea fructelor se grupează in jurul valorii medii şi că distribuţia poate fi suficient de bine aproximată cu distribuţia normală. Măsurătorile au arătat că structura şirului de variaţie este esenţial influenţată de anul colectării probelor, de zonă, de condiţiile climatice şi de sol. Cunoaşterea ca¬racterului distribuţiei după dimensiuni a fructelor unui anumit soi per¬mite să se stabilească limitele fracţiilor de sortat şi a capacităţii de re¬cepţie a jgheaburilor sau transportoarelor de evacuare a fracţiilor res¬pective.