Uscatorul cu discuri rotative

Facultatea "Stefan cel Mare" Suceava

Facultatea de Inginerie Alimentara

Specializarea Ingineria Produselor Alimentare

Uscatorul cu discuri rotative

Uscarea

Uscarea este un proces combinat de transfer de umiditate si de caldura,in care produsul cedeaza umiditatea unui alt agent (aer,gaze calde) care are un rol de vehiculator al umiditatii.

Factorii care inflenteaza uscarea:

Pentru ca uscarea sa se realizeze intr-un timp scurt cu un consum minim de energie si sa se asigure calitatea produsului uscat,este necesar a se tine seama de urmatorii factori:

a)Natura materialului supus uscarii-materialul supus uscarii poate avea structura poroasa sau capilara ce poate influenta deplasarea apei din straturile interioare spre suprafata unde va fi evaporata sau antrenata de agentul de uscare.

b)Felul cum se prezinta apa si procentul acesteia in masa produsului-daca apa legata chimic predomina in produse,uscarea se va face mai greu,durand mult timp;daca apa este continuta in proportie mai mare in capilare si pori,atunci deplasarea acesteia spre stratul periferic se va face usor.

c)Forma si dimensiunile materialului-produsele maruntite au suprafata libera foarte mare si grosimea mica,fapt ce determina diminuarea duratei de uscare.

d)Temperatura produsului-cand acesta are valori mari,mareste viteza de uscare.

e)Temperatura si umiditatea agentului de uscare-aerul cu umiditate mica si temperatura mare se poate incarca cu umiditate multa de la suprafata produsului,ajungand de starea de saturatie.Pentru ca acest aer sa poata fi refolosit la uscarea produselor,trebuie supus unei operatii de incalzire.

f)Sensul de deplasare si viteza aerului-cand produdul circula in contracurent cu agentul de uscare,este posibila trecerea unei catitati mai mari de umiditatedin produs spre aer.

Metode de uscare :

A. Dupa modul realizarii transmiterii caldurii,uscarea se poate realiza:

a)Prin conductie-cand produsul vine in contact direct cu suprafata calda a uscatorului ,incalzita la temperaturi mari.

b)Prin convectie in aer cald sau gaze de ardere-produsul fiind asezat in tavi,pe carucioare fixes au circuland in contracurent cu agentul de uscare.Daca aerul are temperature mare (160-180 grade C)si umiditate absoluta x mica,uscarea se realizeaza intr-un timp scurt.

c)Prin radiatie-se supun produsele iradierii raze infrarosii obtinute de la lampi electrie,corpuri ceramice si metalice incalzite sau gaze calde.Se supun uscarii prin radiatie produsele cu grosime mica.

B. Dupa presiunea la care are loc.uscarea se poate realiza:

a)La presiunea atmosferica-in uscatoare deschise sau inchise neetans.

b)in vid -realizand uscarea in conditii perfect etanse.Uscarea sub vid se poate realiza:

-obisnuit-produsele fiind introduse in stare proaspata in uscator

-prin sublimare-cand produsele se aduc in uscator in stare congelata

Clasificarea utilajelor pentru uscare:

Utilajele folosite pentru uscare trebuie sa realizeze uscarea produselor pana la obtinerea unei umiditati de echilibru.

Tipul de uscator se allege atat in functie de metoda de uscare(prin conductie,convectie sau radiatie) cat in functie de natura produsului.

Principalele uscatoare utilizate subramurile industriei alimentare sunt:

-uscatoare cu benzi sau tavi(pentru legume)

-uscatorul cu valturi sau uscator pentru pulverizare (pentru lapte)

-uscator cu leagane (pentru paste fainoase)

-uscator cu cellule si site vertivale (pentru malt)

-uscator rotativ (pentru zahar)

Uscatorul cu discuri este folosit in industria zaharlui pentru uscarea cristalelor de zahar care au continutul de umiditate destul de redus.

Uscatorul este alcatuit dintr-un turn vertical (1) in interiorul caruia se monteaza un arbore (2) pe care se fixeaza discurile (3).Discurile se rotesc odata cu arborele ,miscarea de rotatie fiind transmisa de la un electromotor (4) prin sistemul de transmisie (5) plasat la partea superioara a turnului.

Alimentarea cu zahar (cristale umede)se face prin gura de alimentare (6),prevazuta cu dispozitiv de reglare a debitului (7) iar evacuare zaharului uscat se face prin gura de descarcare (8) ,prevazuta cu sistemul de deschidere automata (9).Caderea cristalelor de pe un disc superior pe sltul inferior este asigurata de miscarea de rotatie a discurilor ; concomitant cu antrebarea lor in deplasare de la centru spre periferie ,se face si uniformizarea in strat de inaltime mica.

Aerul cald circula in uscator prin racordul(10) , iar evacuarea aerului incarcat cu umiditate se face prin racordul (11).

Productivitatea uscatorului este influentata de inaltimea stratului de zahar de pe disc si de viteza de rotatie a discului.

Transmisiile cu roti dintate sunt angrenajele pt transmiterea miscarii de rotatie ,formate dintr-o roata conductoare si una condusa,prevazute cu dantura periferica.

Ele pot realize transmiterea unor puteri mari intre arbori si asigura un raport de transmitere constant.

Dintii rotii conductoare patrund intre cei ai rotii conduse si ii apasa succesiv ,realizand o presiune de contact prin care se realizeaza angrenarea.

Clasificarea angrenajelor:

a)Dupa pozitia relativa a arborilor:

-cu arbori paraleli

-cu arbori concurenti(se intersecteaza in plan) si se folosesc roti conice

-cu arbori neconcurenti

b)Dupa tipul angrenarii:

-exterioara

-interioara

c)Dupa specificul miscarii:

-fara transformarea miscarii de rotatie

-cu transformarea miscarii de rotatie in miscare de translatie si invers

In cazul uscatorului cu discuri rotative exista un angrenaj conic cu roti dintate conice.Rolul angrenajului este de a transmite miscarea din plan vertical la axul uscatorului.

Rotile dintate conice cu dinti drepti sunt confectionate dintr-o gama foarte larga de materiale.Principalele materiale utilizate la confectionarea rotilor dintate sunt otelurile,fontele,alama,bronzul si materialele plastice de tipul

poliamidei etc.

Angrenajele conice au axele rotilor drepte coplanare care se intersecteaza,iar suprafetele lor de rostogolire formeaza o pereche de conuri tangente care se rostololesc fara alunecare.

Rulmentii sunt organe de masini complexe,utilizate pentru rezemarea pieselor care exectuta miscari de rotatie sau de oscilatie (arbori,roti dintate, role de cablu,mese rotative).

Rulmentii sunt compusi din :inelul interior si inelul exterior(la rulmentii radiali si radial-axiali) ,saiba de fus si saiba de carcasa(la rulmentii axiali) ,corpurile de rostogolire si colivia.Pe inele(sau pe saibe) sunt practicate caile de rulare ,de-a lungul carora are loc deplasarea corpurilor de rulare.Colivia are rolul de a ghida Si de a mentine corpurile de rostogolire la o distanta egala intre ele.

Cuplajele sunt organe de masini ce asigura legatura permanenta sau intermitenta necesara transmiterii miscarii de rotatie de la un arbore la altul sau de la un organ de masina la altul montat pe acelasi arbore ,fara a se modifica valoarea si sensul momentului de torsiune.

La alegerea cuplajelor se va avea in vedere ca ele:

-sa aiba capacitatea de transmitere totala a momentului de rasucire a arborelui

-sa nu genereze solicitari suplimentare

Solicitarile la care este supus uscatorul cu discuri rotative sunt :

-este solicitat la incovoiere datorita greutatii

-solicitarea de presiune

In raport cu prezenta lubrifiantului intre suprafetele pieselor in frecare ,se deosebesc urmatoarele categorii de frecare:

-frecarea uscata

-frecarea limita

-frecarea mixta

Frecarea fluida(lichida)

Datorita diferitelor frecari sunt generate uzurile.Procesul de frecare-uzare se rezuma la urmatoarele:

a)Interactiunea suprafetei in contact cu subdiviziunile

b)Producerea modificarilor pe suprafetele in frecare ,dintre cele mai importante sunt cresterea temperaturii si aparitia deformatiilor elasto-plastice .

Uzarile se pot clasifica astfel:

a)Dupa felul distrugerii:

-uzare de aderenta

-uzare abraziva

-uzare de oboseala

-uzare de coroziune

b)Dupa fenomenele predominante:

-uzare termo-fizica

-uzare mecanica

-uzare chimica

c)Dupa intensitatea distrugerii:

-uzare blanda

-uzare severa

Atingerea si mentinerea a parametrilor functionali ai unui utilaj depend intr-o masura esentiala de lubrifiantii prescrisi.Alegerea corecta a unui lubrifiant este o actiune complexa datorita unei serii de factori de care trebuie sa se tina seama:

-constructivi (tipul cuplei de frecare ,metoda de ungere ,etc..)

-functionali (presiunea de contact,viteza relativa etc..)

-de mediu (temperature si presiunea mediului ambient,prezenta contaminantilor etc..)

Functiile lubrifiantilor sunt :

a)influenta frecarii

b)micsorarea uzurii

c)influenta temperaturii cuplei de frecare

d)etansare

e)transportul contaminantilor din zona cuplei de frecare

f)transmiterea puterii

g)atenuarea socurilor

Dupa starea de agregare si consistenta,lubrifiantii pot fi :

-lichizi(uleiurile)

-semisolizi(unsorile consistente)

-solizi

-gazosi

Intretinerea uscatoarelor cu discuri rotative consta in:

-verificarea centrarii discurilor pe arborele vertical de antrenare

-ungerea lagarelor intermediare si a granajului conic cu unsoare consistenta,o data pe luna

-verificarea garniturilor de etansare a lagarelor

-controlul periodic a gradului de incalzire a lagarelor

-verificarea starii de uzura a agrenajului conic

Repararea uscatoarelor:

Ciclul de reparatii ale uscatoarelor variaza ca intervale de timp in limite foarte largi in functie de tipul uscatorului,de regimul de lucru.intensitatea utilizarii lui etc.

De exemplu la uscatoarele de borhot de sfecla din fabricile de zahar reparatiile curente se fac anual ca revizii generale ,deoarece nu lucreaza decat 3-4 luni in perioada de campanie ,iar reparatiile capitale se fac o data la 7-8 ani .

Toate lucrarile de intretinere,revizie si reparatii ale instalatiei de automatizare aferente uscatoarelor,se vor executa numai cu personal specializat in lucrari de aparate de masura,control si automatizare sau in lipsa acestuia ,prin unitatile specializate.

Reparatiile executate la uscatorul cu discuri rotative:

-revizia generala a ventilatoarelor

-curatirea filtrelor de aer

-revizia sistemelor de ungere,gresarealagarelor si schimbarea lubrifiantilor

-centrarea discurilor

-strangerea suruburilor de fundatie

-inlocuirea rulmentilor uzati si repararea cuzinetilor

-verificarea etanseitatii canalelor de aer

-curatirea suprafetei de incalzire a radiatoarelor,de praful depus

-verificarea aparatelor de masura si control

-curatarea si repararea oalelor de condens a radiatoarelor

-centrarea arborelui cu discuri

-revizia sistemelor de actionare si a reductoarelor

-revizia mecanismelor de alimentare cu material si a celor de evacuare a produselor

-inlocuirea ventilatoarelor

-schimbarea reductoarelor si inlocuirea lagarelor

-schimbarea radiatoarelor

-revizia generala a canalelor de aer si inlocuirea tronsoanelor uzate

-inlocuirea arborelui cu discuri si a lagarelor

-reparatii capitale la sistemele de alimentare cu material si evacuarea produselor uscate

-vopsirea de protectie si anticorosiva

-dupa reparare se executa montarea si probarea uscatoarelor

-probe de etanseitate la canalele de aer

-probe de mers in gol timp de 2-4 ore

-functionarea la intreaga capacitate timp de 24 ore .

Norme specifice de protectie a muncii:

La instalatiile de uscare descries ,exista pericol de incendiu in cazul folosirii ca agent de uscare a gazelor de ardere cu temperature ridicate.In aceasta situatie sunt uscatoarele cu tambur utilizate in industria zaharului si in industria uleiurilor vegetale. Materialele supuse uscarii , in contact indelungat cu gazelle arse cu temperature foarte ridicate se pot incinge si aprinde. Trebuie sa se ia masuri ca dispozitivele de alimentare cu material si evacuarea produsului uscat sa fuctioneze continuu si sa nu se produca aglomerari sau infundari de material.

La toate uscatoarele cu actionari prin angrenaje sau transmisii (uscatoarele cu valturi, uscatoarele cu tambur, uscatoarele cu benzi etc.) trebuie prevazute aparatoare, iar accesul la aceasta este interzis in timpul functionarii.

La orice interventie in interiorul uscatoarelor, a reductoarelor de turatii si a sistemelor de actionare se vor scoate de sub tensiune toate electromotoarele instalatiei, inclusive a ventilatoarelor, prin desfacerea sigurantelor de la tabloul electric. Se vor afisa panouri avertizoare.

Se vor respecta cu strictete limitele admisibile pentru temperature atat a agentilor de uscare cat si a materialelor ce se prelucreaza.

Toate snecurile de transport vor lucra in cuve acoperite si asigurate.

La turnurile de uscare prin pulverizare se va acorda atentie deosbit a ca lichidele pulverizate sa nu contina impuritati dure care sa indunde duzele sau sa provoace scantei can izbesc peretii interiori ai uscatorului,putand provoca aprinderea produsului pulverulent uscat si da nastere la explozii.

Izolatiile termice trebuiesc mentinute in stare corespunzatoare pentru a nu crea zone de supraincalzire a prafului ce se depune din exterior pe suprafata lor .Se vor curata de praf cat mai des posibil.

Ventilatoarele vor fi amplasate in zone cat mai ferite de spatiile de acces si prevazute cu ingradiri de protectie .

La lucrarile de reparatii pentru lucrarile de demontare si montare se vor utilize mijloace mecanice de ridicat si transportat specifice acestor operatiuni iar personalul utilizat in aceste lucrari va fi echipat cu manusi si haine de protectie conform normativelor in vigoare.