Universitatea TRANSILVANIA din Braov Facultatea de Alimentaie i Turism Ing. ISTRATEN. Ana-Maria (cs. NAZRU) TEZA DE DOCTORAT CERCETRI PRIVIND OPTIMIZAREA ENERGETIC A PROCESULUI TEHNOLOGIC DE MCINARE A CEREALELOR RESEARCHES ON THE ENERGY OPTMIZATION OF THE TEHNOLOGICAL PROCESS OF GRAIN MILLING Rezumatul tezei de doctorat Summary of PhD Thesis Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. BRTUCU Gheorghe Braov 2011 MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII I INOVRII UNIVERSITATEA TRANSILVANIA DIN BRAOV, 500038 Braov, B-dul Eroilor nr.29, Tel./Fax: +40-0268-413000 Ctre _________________________________________ Vaducemlacunotincnziuadevineri,06.05.2011,ora11:30nsalaRP6(amfiteatru corpR),laFacultateade Alimentaiei Turism,vaavealocsusinereapublicatezeidedoctorat intitulatCercetriprivindoptimizareaenergeticaprocesuluitehnologicdemcinarea cerealelor, elaborat dedoamna ing.ISTRATE N. Ana-Maria (cs. Nazru) n vederea obinerii titluluitiinificdeDoctorndomeniulfundamentaltiineInginereti,domeniulInginerie Mecanic,cuurmtoareacomisie,numitprinordinulRectoruluiUniversitiiTransilvaniadin Braov, nr. 4509/07.02.2011. PREEDINTE:Prof.univ.dr.ing.Romulus GRUIADECAN Facultatea de Alimentaie i Turism Universitatea Transilvania din Braov CONDUCTOR TIINIFIC:Prof.univ.dr.ing. Gheorghe BRTUCU Universitatea Transilvania din Braov REFERENI:Prof.univ.dr.ing. Ioan DANCIU Universitatea Lucian Blaga din Sibiu Cercet.t.pr.I, dr.ing. Ioan PIRN Institutul Naional de CercetareDezvoltare pentru Mainii Instalaii destinate Agriculturii i Industriei Alimentare Bucureti Conf.univ.dr.ing. Liviu GACEUUniversitatea Transilvania din Braov nacestscopvtrimitemalturatrezumatultezeidedoctorativinvitmsluaipartela edina public de susinere a tezei de doctorat. n cazul n care dorii s facei aprecieri sau observaii asupra coninutului lucrrii, v rugm s le transmitei pe adresa Departamentului de Doctorat al Universitii Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 1 CUPRINS Pag.Pag. 1.Stadiulactualalcercetrilorirealizrilorndomeniultehnologiilori echipamentelor pentru mcinarea grului 57 1.1.Cerealele i importana lor n alimentaie57 1.2.Stadiulactualalcercetrilorirealizrilorndomeniultehnologiilorpentru mcinarea grului 619 1.3.Standardizarearomneascreferitoarelagruiproduselefinalerezultaten urma procesului tehnologic de morrit 1470 2.Stadiulactualalcercetrilorprivindenergeticaoperaiiloriechipamentelor pentru mcinarea cerealelor 1577 2.1.Aspectegeneraleprivindconsumulenergeticnprocesuldemcinarea cerealelor 1577 2.2. Bilanul energetic al procesului de mcinare a grului1691 3.Necesitatea i obiectivele lucrrii de doctorat2199 3.1. Necesitatea lucrrii2199 3.2. Obiectivele lucrrii22100 4.Contribuii teoretice la optimizarea procesului tehnologic de mcinare a grului24103 4.1. Analiza comparativ a consumurilor energetice pe diferite variante tehnologice24103 4.2. Optimizarea energetic a tehnologiilor de mcinare25107 4.3.Modelareamatematicaconsumurilorenergeticealeechipamentelor procesului tehnologic de mcinare a grului 27118 4.4.Modelareamatematicaconsumurilorenergeticealevariantelortehnologice pentru mcinarea grului 36128 5.Cercetareaexperimental a consumurilorenergetice n procesul demcinare a grului 42137 5.1. Obiectivele cercetrii experimentale42137 5.2. Obiectele cercetrii experimentale42138 5.3. Metodica cercetrii experimentale43142 5.4. Aparatura utilizat la cercetarea experimental44143 5.5. Desfurarea cercetrilor experimentale46148 5.6. Prelucrarea, analiza i interpretarea rezultatelor cercetrii experimentale51156 5.7. Compararea rezultatelor cercetrilor teoreticei experimentale62168 6.Concluzii finale64173 6.1 Concluzii generale64173 6.2 Concluzii privind cercetrilor teoretice i experimentale68180 6.3 Contribuii personale72185 6.4 Direcii viitoare de cercetare72186 BIBLIOGRAFIE73187 ANEXE77191 Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 2 CONTENTS Pag.Pag. 1.Actual state of research and achievements in technologies and equipments field for wheat grinding57 1.1.Grain and its importance in daily alimentation 57 1.2. Actual state of research and achievements in wheat grinding technology field 619 1.3.Romanianstandardsconcerningwheatandfinalproductsresultedfromthe milling technological process1470 2.Actualstateofresearchconcerningoperationandequipmentenergeticfor grain milling process 1577 2.1. General aspects regarding energy consumption in grain milling process 1577 2.2. Energy balance on grain milling process 1691 3.PhD thesis necessityand objectives 2199 3.1. PhD thesis necessity2199 3.2. PhD thesis objectives22100 4.Theoretical objectives for grain milling technological process optimization 24103 4.1. Comparative analysis of energy consumptions on various technologies24103 4.2. Energy optimization of grinding technologies 25107 4.3.Mathematicalmodelingofenergyconsumptionsforgraingrindingprocess equipments27118 4.4. Mathematical modeling of energy consumptions for various technologies used in wheat grinding process36128 5.Experimental research on energy consumptions in wheat grinding process 42137 5.1. Experimental research objectives 42137 5.2. Experimental research subject 42138 5.3. Experimental research methodology 43142 5.4. Experimental research equipments 44143 5.5. Experimental research development46148 5.6. Processing, analysis and interpretation of theresults of experimental research51156 5.7. Compare of theoretical and experimental results 62168 6.Final conclusions 64173 6.1 General conclusions64173 6.2 Conclusions concerning theoretical and experimental research 68180 6.3 Personal contributions72185 6.4 Future research directions72186 73187 BIBLIOGRAPHY77191 ANNEXES Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 3 PREFA Cerealele auconstituit din toate timpurile una din sursele principale de hran ale omului, ceea ce a fcut ca istoria prelucrrii lor s se confunde cu istoria omenirii i a culturii sale materiale. Datoritcompoziieiistructuriianatomicediferite,fiecaredinspeciiledecerealeacptatntrebuinriiafostprelucratprintehnologii diferite. Industria de prelucrare a cerealelor, n calitatea sa de component a industriei alimentare are un rol complex n transformarea acestora n produse finite comestibile, produse ce au un aport nutritiv deosebit pentru populaie. Transformarea acestora n produse alimentare se realizeaz cu un consum energeticmare,faptcedeterminuncostridicatalproduselorfinitedinmorrit,darialcelor obinute pe baza acestora. Ca urmare a acestui fapt se impune un studiu laborios al acestui domeniu. Prelucrareaiextindereanculturacerealelor,precumiinteresulmanifestatdeompentru selecionarealornvedereaspoririirandamenteloriadaptriiperformanelorlacerinelede prelucrare au fost determinate de rolul important pe care acestea l-au jucat n producia alimentar. Odatcudezvoltareaiprogresareasocietiis-audiversificaticerinelealimentareale populaiei, cerine ce se regsesc i n varietatea tot mai mare de produse de morrit existente astzi. Fadetoateacesteaspecte,nultimeledeceniiseimpunetotmaiputerniconoucerin pentru echipamentele tehnologice, respectiv reducerea consumurilor specifice de energie pe unitatea de produs finit. Aceast cerin are la baz dou aspecte importante: pentrucelepeste3,5milioanetonedefiniprodusedemorritproduseanualn Romnia consumul de energie total este ct se poate de important; criza mondial de energie care se prefigureaz i creterea permanent a preului energiei face ca n costul finii i a produselor de morrit i panificaie ponderea acesteia s fie tot mai mare. Dinacestemotivecercetareaconsumurilorenergeticedinproceseletehnologicedemorrit au devenit o necesitate i o preocupare de mare actualitate, orice reducere a acestora transformndu-se ntr-un avantaj pe piaa concurenial a acestor produse. Lucrareadefaabordeazotemdemareinteresncontextulcrizeienergeticemondiale. Aa cum arat cercetrile realizate n ultimii ani n domeniul resurselor energetice, acestea tind s se epuizeze,iarpreulacestoraestedincencemaimare. Acestaspectconducelanecesitateaunor cercetrilaborioasepentrureducereasemnificativaconsumurilordeenergiedinprocesul transformrii cerealelor n produse finite comestibile. Prinntocmireabilanurilorenergeticealentreguluiprocesdemcinareagrului,bilanuri realizate pentru mai multe variante constructive de mori, productorii de fin i produse de morrit ivorputealuamsurilenecesarepentrueliminareapierderilor,iarpotenialiicumprtorisevor orienta ctre acele utilaje care au cele mai mici consumuri, pe o surs energetic precizat. n final, reducereaconsumurilorenergeticedinprocesultehnologicdemcinareagrului,sevorregsin preul mai sczut al finii la consumator, aspect de care este interesat toat populaia. Lucrareaestestructuratpe6capitole,cuprinde190pagini,139figuri,131relaii matematice i 39 tabele, 5 anexe, precum i o list bibliografic cu 121 de titluri. Rezumatul lucrrii nlimbaenglez(pagini),reprezintoobligaielegalpentrufiecaretezdedoctorat,caiCV-urile n limbile romn i englez. ncapitolul1,intitulatStadiulactualalcercetrilorirealizrilorndomeniul tehnologiilor i echipamentelor pentru mcinarea cerealelor sunt prezentate principale soiuri de cerealeutilizatecamaterieprimnindustriamorrituluiirolullorndezvoltareacivilizaiei umane i alimentaiei acesteia. Unsubcapitoldeoimportantdeosebitestecelncareseprezintproprietilefizice, mecaniceichimicealeboabelordecereale,ncaresuntenumerateprincipalelensuiriale Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 4 acestora, de care depind n mod direct performanele procesului de mcinare i calitatea produselor finite obinute. Totnacestcapitolsefaceoampltrecerenrevistatuturortehnologiilordemcinarea cerealelordinantichitateipnnprezent,specificndu-segraduldenoutatealfiecreiepocide dezvoltare a civilizaiei umane. Capitolul2intitulatStadiulactualalcercetrilorprivindenergeticaoperaiilori echipamentelor pentru mcinarea cerealelor ncepe prin precizarea bazelor teoretice generale ale consumurilorenergeticenprocesuldemcinare,prezentndu-sesuccintprincipaleletipuride bilanuri energetice i metodica general de ntocmire a acestora. Unsubcapitolapartetrateazpelargmetodologiaderealizareabilanuluienergetical procesuluidemcinareagrului,plecnddelaconsumurileenergeticedinseciaderecepiea cerealelor i ajungnd la cele de la expediie, atingndu-se un maxim n secia de mcinare propriu-zis a cerealelor.ncapitolul3,intitulatNecesitateaiobiectivelelucrriidedoctoratprecizeaz necesitatea acestei teze de doctorat, obiectivele urmrite, precum i metodica general de cercetareabordat n teza de doctorat. Capitolul4,intitulatContribuiiteoreticelaoptimizareaprocesuluitehnologicde mcinareagruluiseprezintoanalizcomparativaconsumurilorenergeticepediferite variante tehnologice, precum i o modelare matematic a acestor consumuri n vedereaoptimizriienergeticeaacestora.Uneledintrevalorileconcretealemodelelormatematiceaufostutilizatela cercetrile experimentale i validate de acestea. Capitolul 5, denumit Cercetarea experimental a consumurilor energetice n procesul de mcinareagruluiareoimportandeosebitprinamploareacercetrilordesfuraten laborator,referitoarelacaracteristicilefizico-mecanicealeprobelordegruutilizatelacercetrile experimentaledinexploatare,desfuratendoumoridecapacitimicimediedinjudeul Braov.Dotriletehnicediferitealecelordoumoriauevideniatconsumurienergeticespecifice diferite,unroldeosebitrevenindsistemuluidetransportinteroperaionaladoptatnfiecaredintre acestea. n capitolul 6, intitulat Concluzii finale sunt sintetizate rezultatele cercetrilor teoretice i experimentale din prezenta lucrare de doctorat, se precizeaz contribuiile personale ale autoarei i se sugereaz direciile pe care se pot continua cercetrile la aceast tem. - Lucrarea de doctorat a fost realizat sub ndrumarea tiinific a d-nului prof. univ. dr. ing. Gheorghe BRTUCU, cruia i adresez mulumiri pentru sprijinul, ncrederea i nalta competen cu care m-a ndrumat la elaborarea acestei teze de doctorat. Adresez,deasemenea,mulumiriColegilordincadrulFacultiide AlimentaieiTurism dinUniversitateaTransilvaniaBraov,carepetoatperioadaelaborriitezeidedoctorat,n activitatea de pregtire i susinere a examenelor i referatelor la doctorat, au fost alturi de mine.Pentru sprijinul acordat n realizarea cercetrilor experimentale mulumesc ing. SILVAAN Radu i PLATON I., care mi-au pus la dispoziie morile pentru cercetrile experimentale . Nunultimulrnd,mulumescsouluiifamilieimelepentrusprijinulmoraliafectiv, pentru grija i nelegerea de care au dat dovad pe tot parcursul elaborrii acestei teze de doctorat. Braov, aprilie 2011Ana-Maria ISTRATE (NAZRU) Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 5 1.STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR I REALIZRILOR N DOMENIUL TEHNOLOGIILOR I ECHIPAMENTELOR PENTRU MCINAREA GRULUI 1.1. Cerealele i importana lor n alimentaie 1.1.1. Rolul, clasificarea i importana cerealelor Produciadecerealeitehnologiiledeprelucrareaacestoraaufostsupuse,de-alungul dezvoltriicivilizaieiumane,uneicontinueperfecionriiadaptrilanevoiledehranale populaiei, servind mbuntirii nivelului de trai. Cerealele auconstituit din toate timpurile una din sursele principale de hran ale omului, ceea ce a fcut ca istoria prelucrrii lor s se confunde cu istoria omenirii i a culturii sale materiale. Cerealelesuntplanteagricolecaresecultivpentruobinereaboabelor.Principalelecereale cultivate n Romnia sunt: grul, porumbul, orzul, ovzul, secar, meiul, sorgul i hrica. Cerealele fac parte din familia Graminee, iar datorit coninutului ridicat de amidon, mai poart i denumirea de produse agricole amidonoase. Boabele acestor cereale conin zaharuri, proteine, vitamine, sruri minerale igrsimi, substane necesare att nalimentaia omului, ct i a animalelor. Valoarea lor alimentar ridicat se datoreaz faptului c raportul dintre cantitatea de substane proteice (substane careconinazot)ineproteice(zaharuriigrsimi)esteaproapedecelnecesaruneialimentaii normale; totodat ele pot fi folosite n alimentaia zilnic n cantiti destul de mari. Cerealele mai des utilizate n industria de morrit i panificaie sunt grul, porumbul, secara i orzul. Industriamorrituluiproducediferitesortimentedefindegru,secar,porumb,necesare consumului alimentar. Materiile prime utilizate pentru obinerea acestora sunt boabele de cereale, care au un coninut ridicat de amidon. 1.1.1.1. Rolul i importana grului n alimentaie Grul,mpreuncuorzul,suntconsideratecelemaivechiplantecultivate.nurmaunor cercetriarheologices-aconstatatcgrulsecultivanEgiptacum3000deani,paieleacestora fiind utilizate la compoziia zidurilor de ceti din acele timpuri, iar boabele de gru s-au pstrat n mormintele faraonilor. Grul face parte din familia Graminee, genul Triticum. Bobuldegru(fig.1.2)esteformatdinnveliulfructuluisaupericarpul,stratulaleuronic, embrionul,barbaicorpulfinossauendospermul.Pericarpulesteformatdintreistraturi suprapuse i anume: epicarpul, mezocarpul i endocarpul. Fig. 1.2. Seciune longitudinalprin bobul de gru Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 6 n tabelul 1.1 este prezentat proporia diferitelor pri anatomice ale bobului de gru. Tabelul 1.1 Proporia principalelor pri anatomice n bobul de gru Prile anatomice Valori, % MaximeMediiMinime Endosperm83,6981,1478,33 Embrion4003.152,22 Stratul aleuronic9,486,793,25 nveli10,288,928,08 nRomniagrulsecultivpeosuprafadecirca22,5milioanedehectare,avnd produciile medii la hectar i producia total conform tabelului 1.2: Tabelul 1.2 Date caracteristice cultivrii grului n Romnia Indicatoriu.m. Anul 2000200120022003200420052006 Suprafaa cultivatmii ha1940,22546,32297,51735,22295,92476,02012,6 Producia totalmii tone4434,47735,14421,02479,17812,47340,75526,2 Producia mediekg/ha2286303819241429340329652746 1.2. Stadiul actual al cercetrilor i realizrilor n domeniul tehnologiilor pentru mcinarea grului 1.2.1. Evoluia tehnologiilor de mcinare a grului Avnd n vedere rolul i importana grului n alimentaie se poate spune c simultan cu evoluia civilizaiei umane a avut loc i o evoluie, respectiv o perfecionarea tehnologiilor de prelucrarea acestuia. n continuare se va prezenta un scurt istoric al acestei evoluii, cu precizarea aspectelor de noutate i situaia actual a celor mai complexe i performante tehnologii. Producereafiniidincerealeaconstituitlanceputopreocuparecasnic,fiecarefamilie dispunnddeuneltenecesaremcinriicerealelor.Uneledintreacesteunelteprimitivedeobinut fin sunt urluitoarele i piuliele. Urluitoarelerealizaumcinareacerealelorprinfrecareaacestorantreopiatrdedimensiuni maimari,cuosuprafaplaniopiatrcudimensiunimaimici,careeradeplasatcuajutorul braelor (fig. 1.10). Fig. 1.10. Urluitoare Piuliele se ntlneau n Egiptul antic, i erau formate dintr-o piatr cu o adncitur central, ncarecerealelesemruneauprinloviredectreopiatralungitprinmicrirepetateale braelor. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 7 ab Fig. 1.11. Piatra roman a cu acionare manual; b -cu traciune animal nRomaantic,mcinareacerealelorsefceacuajutorulmorilorcupietre(fig.1.11),care realizeaz mcinarea cerealelor prin frecarea acestora ntre o piatr mobil i una fix. Acionarea pietrelorerainiialmanual,prinforabraelorcuajutorulmnerelor,iarmaiapoicuajutorul traciunii animalelor, a roilor cu ap i a vntului. PnlanceputulsecoluluialXIX-leamoara(fig.1.12)eraechipatcuunsistemmecanic simplu,formatdintr-oroathidraulic,careantreneazoperechedepietredemoar.Boabelede gru sunt zdrobite prin frecarea dintre piatra superioar care se nvrte pe piatra inferioar, care este imobil.Boabelesfrmatesuntastfeltransformatenfingrosier,careesteevacuatdefora centrifugal de la exteriorul pietrelor de moar direct pe planeu. ab Fig.1.12. Mor de gru din secolul al XVIII-lea a vedere general; b schema de funcionare a morii cu pietre Fig. 1.14. Schema constructiv-funcional a unei mori cu valuri din anii 1930 n figura 1.13 este prezentat o moar din perioada anilor 1830 din Anglia. Fig. 1.13. Schema constructiv-funcional a unei mori din anii 1830 Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 8 ncepnd din 1841, morile cu piatr sunt nlocuite treptat cu morile cu valuri.Schema unei mori cu valuri din anii 1930 este prezentat n figura 1.14. Moara este structurat petreisecii:Aseciadecondiionareagrului;Bseciademcinare;Cseciadeambalare depozitare produse finite.n funcie de capacitile de lucru i performanele calitative ale morilor, n schema din figura 1.15sepotfaceunelesimplificrisauadugri,carepotconducelagradedeextraciei consumuri energetice specifice diferite. Fig. 1.15. Schema procesului tehnologic de mcinare a grului i utilajele aferente 1.2.2. Recepia i depozitarea grului Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 9 1.2.2.1. Recepia grului Se face n principiu pe dou direcii: recepia cantitativ i recepia calitativ. Recepiacantitativaredreptscopverificareaprincntrireacantitiidematerieprim constituit n loturi, care sosete la unitate n scopul prelucrrii.Echipamentele tehnice folosite la recepia cantitativ sunt cntarele. Recepiacalitativaredreptscop,stabilireaprincipalilorindicatoricalitativicare caracterizeazlotul de cereale ce urmeaz a fi descrcat la unitatea de prelucrat. Recoltarea probelor se efectueaz de ctre laboratorul autorizat, folosind echipamente specifice, precumscafasaudiferitetipuridesonde(sondapentrusaci,sondaefilat,sondacilindric,sonda conic, sonda pneumatic).

1.2.2.2. Depozitarea grului Duprecepiacantitativicalitativ,cerealelesuntdepozitatensilozurileunitilorde morrit,pectposibilpeloturiseparate,caracterizateprinvaloriapropiatealeindicilorcalitativi. Pstrarea grului n depozite trebuie s comporte o grij deosebit, ntruct pn la prelucrare se pot produce modificri negative ale produsului, care atrag dup ele pierderi deosebit de mari. De asemenea, materialele folosite n construcia silozurilor, a pasarelelor i a uilor ctre pasarele sunt n general neinflamabile. 1.2.3. Omogenizarea cerealelor Omogenizareapoatefifcutmanualsaucu ajutorul omogenizatoarelor. -Omogenizareamanualconstnformarea unuicon,careapoisemprtiedincentructre margini,formndu-seunptratsauundreptunghide grosime uniform. Se formeaz din nou un con care se mprtie, repetndu-se operaia de dou-trei ori. -Omogenizareacuajutorulomogenizatoarelor serealizeazcuajutorulmaimultortipuride omogenizator-divizoare cum ar fi:omogenizatorul divizor cu deschideri multiple; omogenizatorul divizor de tip canadian; omogenizatorul divizor conic. 1.2.4. Curarea i condiionarea masei de cereale Cerealele sosite la ntreprinderile de prelucrare, nainte de a fi depozitate, sunt supuse mai nti unei precurri fcute cu scopul eliminrii pariale a unor corpuri strine grosiere i a prafului. Principalele nsuiri morfologice care se au n vedere pentru separarea corpurilor strine sunt:forma, care poate fi: sferic, oval, alungit, plat, cu muchii etc.; starea suprafeei, respectiv structura nveliului, dup care corpurile strine se pot mpri n: corpuri cu suprafaa neted, cu denivelri, cu zbrcituri, cu peri. Fig. 1.20. Omogenizatorul divizor cu deschideri multiple Fig. 1.17.Sonda cilindric Fig. 1.16.Sonda pentru saci Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 10 1.2.4.2. Separarea corpurilor feroase din masa de cereale Impurificareacerealelorcucorpurimetalicesepoaterealizanfazadetransportsaude manipulare n magazii i silozuri. Att cerealele, ct i produsele intermediare i finite sunt supuse impurificrii pe toat perioada de manipulare. Fig. 1.26. Schema funcional a separatorului electromagnetic cu band ( www.themagnetguide.com) 1.2.4.3. Separarea pietrelor din masa de cerealeSerealizeazcuechipamentespecializatecarecombinprincipiuldeseparare-sortaredup masa specific a particulelor cu separarea-sortarea dup nsuirile aerodinamice ale acestora.

Fig. 1.28.Separatorul de pietre canadian de tip Forsberg (www.commoditytrades.biz) Fig.1.22. Separatorul aspirator de nalt capacitate Bhler (www.buhlergroup.com) Fig.1.23. Instalaie de curat cereale PRIMUS, firma Bhler (www.buhlergroup.com) Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 11 a b cd Fig. 1.39. Moduri de realizare a mrunirii, prin: a presare; b frecare; c forfecare; d - lovire 1.2.4.4. Separarea impuritilor n funcie de forma lor Serealizeazcuajutorulunorutilajespecifice,numitetrioare.Acesteapotfideform cilindric, spiral, cu discuri sau cu palete. 1.2.4.4.1. Triorul cilindric Esteunutilajcareajutlapregtireagruluipentrumcinareprinseparareaimpuritilorde form sferic sau apropiat de acestea (fig. 1.29), precum mzrichea, neghina i sprturile.Trioarelecilindricesempartntreigrupe:trioarenormale,trioaredemarecapacitatei ultratrioare.

a b Fig. 1.29. Principiul separrii impuritilor n trior, n funcie de forma boabelor a impuriti rotunde; b impuriti alungite 1.2.4.5. Echipamente pentru descojirea cerealelor Descojireacerealelorreprezintprocesultehnologicdendeprtareaimpuritilorfine (particuledepraf,microorganisme,respectivsporidemlursautciune)aflatepesuprafaa boabelor.Curareasuprafeelorianveliuluicerealelorserealizeaznuscatidupsplare, cu ajutorul mainilor de descojit. Descojirea se poate realiza n dou moduri: descojire moale i descojire intensiv.

1.2.4.6. Echipamente pentru condiionarea cu ajutorul apei Condiionareahidricsauhidro-termicesteunprocedeudetratareacerealelornfazade pregtirepentrumcinare,cuajutorulumiditiisaucuajutorulunorcombinaiideumiditatecu cldur. 1.2.5. Mcinarea grului i operaiile post-mcinare aplicate produselor obinute 1.2.5.1. Generaliti. Principii de realizarePentruproduselecerealiereoperaiasenumetemcinare,iarpentruproduselemaimariicu duritate ridicat se numete concasare sau sfrmare. Mcinareacerealelorserealizeazfolosindprocedeecareaulabazoperaiunidepresare, forfecare,frecareilovire,conformfigurii1.39.Presarea,forfecareaifrecareaacioneazn generalconcomitent,secondiioneazreciprociaurolulprincipalnprocesuldemcinare. Mcinarea prin acest procedeu se numete mcinare complex. 1.2.5.3. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 12 Utilaje i echipamente pentru mcinarea cerealelor Utilajeleiechipamentelefolositepentrumcinareacerealelorsenumescmori.Celemai utilizatemorisunt:morilecuciocane,carerealizeazogranulaiegrosier,morilecubile,cu ajutorulcroraseobinprodusecuogranulaiefinprinlovireaifrecareaboabelorde corpuriledemcinareimorilecuvaluri,careaucaprincipiudefuncionaremcinarea complex. Fig. 1.42. Schema mcinrii cu moara cu ciocaneFig. 1.45. Schema general a unui val dublu 1.2.5.4. Operaiile principale ale procesului de mcinare Prinmcinareseurmretessedistrugintegritateaboabelordecereale,pentruasesepara apoiparticuleledeendosperm,libere,pectposibil,departiculeledenveli.Dupaceasta, particulele de endosperm sunt transformate prin zdrobire n particule fine de fin. Acestprocessebazeazpediferenadestructuracelordoupricomponentealebobului (endospermulinveliul).Endospermulfiindfriabilsepoatesfrmauor,ntimpcenveliul, datoritstructuriiluifibroase,rezistmaibine,frssefrmieze,laeforturiledeforfecarei compresiune la care este supus ntre tvlugii valului. Cu toat aceast diferen de structur existent ntre nveli i endosperm, datorit faptului c nveliul este puternic aderent de endosperm (concrescut), operaia de separare a acestor dou pri nusepoaterealizaprintr-osimplsfrmare.Deasemenea,datoritformeibobului(alungit- ovalicunulelongitudinallagruisecar),nupoatefiaplicatcusuccesniciunprocedeu fizic care s duc rapid i fr pierderi de endosperm la separarea acestor dou pri componente ale bobului. 1.2.5.4.1. Clasificarea tipurilor demcinri Complexitateaoperaieidemcinarecreteprinfaptulcseparareaparticulelordenvelinu trebuiefcutcupierderidepridinendospermcaresrmnataatedeacestea.Operaiade mcinare impune, pe de o parte, o ct mai intens purificare a prilor de endosperm, iar pe de alt parte, o valorificare la maximum a materiei prime, respectiv, dac este posibil, o recuperare total a coninutuluideendospermdinbob.Dacseurmrescacestedouaspecte,mcinareapoatefi simpl sau foarte complex. Prin mcinare simpl se renun fie la puritatea finii obinute (eliminarea ct mai complet a particulelor de nveli), fie la valorificarea intens a potenialului din bob. Cu ct se va ncerca s se obinunprocentmaimaredefindinaceeaicantitatedematerieprim,prinmijloacetehnice mai simple, cu att calitatea finii va fi mai slab. Privitdinacestpunctdevedere,mcinareaaparecudiferenieriipeaceastbazs-a ncercatssefacomprireasistemelordemcinare,caresindicepedeopartegradulde utilare tehnic i complexitatea procesului, iar pe de alt parte, nivelul calitativ al produselor finite care pot fi obinute prin sistemul de mcinare respectiv. Astfel mcinrile se mpart n : Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 13 mcinare plat; mcinare repetat. Prinmcinareplatsenelegeoperaiadeprelucrareacerealelorprinaciuneaorganelede lucrualeunuiutilajoarecaredemcinat(piatr,val,moarcuciocane).Regimuldelucrual acestor maini trebuie s fie att de strns, nct printr-o singur trecere cerealele s fie transformate ntr-un produs suficient de mrunit. Prin mcinare repetat, dup cum indic i denumirea procesului, se nelege c produsul finit -fina-seobinecaurmareauneiaciunirepetatedinparteauneimainidemcinat,princare produsulestetrecutsuccesiv.naintedeaintralaonoumain,produsulobinut,caefectal aciuniimainiianterioare,nmajoritateacazurilor,seseparprincernerendiferitefraciuni, inclusivfin,care,cuexcepiaacesteia,sedirijeazsprealtemainidesfrmatsausortatn continuare. Mcinarea repetat se mparte n mcinare repetat simpl i mcinare repetat dezvoltat. Mcinarearepetatsimplesteunprocesnurmacruiarezultofincuindicicalitativi inferiori. Acest tip de mcinare apare la majoritatea morilor cu regim prestator, unde se folosete un numr mic de valuri, precum i un numr restrns de cerneri. Mcinarea repetat dezvoltat este un proces complex, care presupune repetarea succesiv a prelucrrilorboabelordecereale.Sempartenctevafazetehnologicedistincte,cumarfi: rotarea,divizarea,desfacerea,curareagriuriloriadunsturilorimcinareapropriu-zis.Din acest punct de vedere, n cadrul acestui sistem de mcinare apar dou procedee : mcinarea seminalt, care este prevzut numai cu o parte din fazele tehnologice posibile (rotare, mcinare, curare restrns a griurilor). Acest tip de mcinare este folosit frecvent pentru obinerea finurilor de extracie direct - fin neagr sau semialb; mcinarea nalt, care este prevzut cu toate fazele tehnologice necesare asigurrii celei mai bune caliti de fin, nsoit i de un randament maxim n ceea ceprivete folosirea prilor valoroase din bobul de cereale. Noiuneadeextracieexprimcantitateadeprodusfinitcesepoateextragedintr-oanumit cantitate de materie prim. Extracia se poate exprima prin dou cifre limit sau procentual. Fig. 1.47. Fragmente din bobul de gru rezultate la rotare n figura 1.47. notaiile au urmtoarele semnificaii: 1 bobul de gru; 2 rot mare; 3 rot mic; 4 gri mare; 5 gri mijlociu; 6 gri mic; 7 dunst aspru; 8 dunst fin; 9 fin. 1.2.6. Transportul intern i manipularea mciniurilor ntransportulinternmorilemoderneutilizeazatttransportpneumatic,careesteunmare consumatorenergetic,transportmecanic,daritransportgravitaional,acolounderestriciilede naturigienicpermit.Transportulmecanicsepoaterealizacuodiversitatedetransportoare, alegerea acestora fcndu-se dup mai multe criterii, dar aproape n orice situaie se pot utiliza dou tipuri constructive, cu consumuri energetice diferite. Transportul gravitaional se ntlnete pe fluxul tehnologic din majoritatea morilor, transportul mecanic se folosete la morile vechi i parial la cele noi, iar transportul pneumatic sefolosete la morile construite dupanul 1960 i cele modernizate dup aceast dat. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 14 1.2.7. Controlul calitii produselor mcinate nindustriamorrituluiscopulprelucrriigruluiesteaceladeaobineproduseprincipale (finuri) i produse secundare (tra, germeni) de caliti bine stabilite.Controlulfinii,executatlasfritulprocesuluidemcinare,sefacepentruanlturaunele abateri de la condiiile de calitate. Controlul se realizeaz practic printr-o nou cernere cu site apoi uncontrolcumagnei,efectuatpentruandeprtaeventualeleparticulemetaliceinfinalun control cu entolecterul pentru a depista i distruge insectele i oule acestora. n cele ce urmeaz se prezint anumite cerine ale finii de gru, care sunt urmrite la efectuarea controlului calitii. 1.3. Standardizarea romneasc referitoare la gru i produsele finale rezultate n urma procesului tehnologic de morrit Pentruaobineprodusefinalecaresfiedatespreconsumoamenilor,grulsupusmcinrii trebuie sa respecte anumite norme de calitate i siguran alimentar. Siguranaalimentarnuestenegociabilialturidecalitate,reprezintcondiiaesenialde acceptare i de meninere a ofertei de produse alimentare pe pia. Siguranaalimentarpresupuneasigurareaigieneialimentarepentregullanalprocesuluide producie,delamateriaprimpnlaconsumatorulfinal;esteresponsabilitateatuturorcelor implicai n lanul alimentar i face ca riscul contaminrii s fie redus la minim sau eliminat. Productoriidinindustriamorrituluisuntobligaisutilizezenumaigrucarescorespund parametrilor de calitate prevzui n standarde, specificaii tehnice i norme sanitare n vigoare. Verificareacalitiiproduseloralimentarepetoatefazeleprocesuluitehnologicdefabricaie, ncepndcumateriileprime,pnlaobinereaprodusuluifinitidepozitareaacestuiaeste obligatorie i se realizeaz de ctre personalul de specialitate, responsabil cu controlul calitii. Analizeledelaboratorcareseefectueazpentrudeterminareaindicilordecalitateaigrului pentrupanificaiedinsectorulmorrituluitrebuiesfieconformSRISO7970/2001-Gru. Specificaii, iar metodele de determinare ale acestora sunt prezentate astfel: -Cerealeiprodusecerealiere.Determinareaumiditii(Metodadereferinpractic) SR ISO 712/1999; -Cerealeiprodusecerealiere.Determinareaumiditii(Metodadereferin fundamental) SR ISO 711/1999; -Cereale. Determinarea densitii n vrac, denumit masa pe hectolitruSR ISO 7971-2/2002; -Determinarea indicelui de cdere SR ISO 3093/1997; -Determinarea coninutului de impuriti SR ISO 7970/ 2001. Ali parametri de calitate -Cerealeileguminoase.Determinareainfestriiascunsecuinsecte.Principiigenerale SR ISO 6639-1/1996; -Cereale i leguminoase. Determinarea infestrii ascunse cu insecte. Prelevare probe SR ISO 6639-2/1996; -Cereale i leguminoase. Determinarea infestrii ascunse cu insecte. Metode de referin SR ISO 6639-3/1996; -Cerealeileguminoase.Determinareainfestriiascunsecuinsecte.MetoderapideSR ISO 6639-4/1996; -Gru.Determinareaconinutuluidegluteniaindiceluidedeformare;calculul indicelui glutenic STAS 6283/1-1983; -Cereale i leguminoase. Determinarea masei a 1000 de boabe SR ISO 520/2002; -Cereale. Determinarea coninutului de protein brut STAS 6283-4/1984; -Cereale. Determinarea indicelui de sedimentare (Testul Zeleny) SR ISO 5529/1998; -Gru. Determinarea sticlozitii STAS 6283-2/1984 etc. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 15 2. STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR PRIVIND ENERGETICA OPERAIILOR I ECHIPAMENTELOR PENTRU MCINAREA GRULUI 2.1. Aspecte generale privind consumul energetic n procesul de mcinare a grului 2.1.1. Indici de apreciere calitativ a proceselor energetice Aprecierea modului de desfurarea proceselor energetice se realizeaz, de obicei, cu ajutorul unorindicatoricalitativicarepermitobinereaunorinformaiifoartepreioaseasupraeficienei utilizrii energiei n cadrul proceselor analizate. ncazulncare,nprocesulanalizat,intervinnumaienergiiordonate,eficienautilizrii acestora poate fi evideniat prin intermediul randamentului energetic. n schimb, n cazul n care, n procesul analizat, intervin i energii neordonate sau forme microfizice de transmitere a energiei -schimburi deenergie sub form decldur - determinareacorect aeficienei utilizrii acestora se poate face numai prin intermediul randamentelor exergetice. 2.1.2. Scopul ntocmirii i analizei bilanurilor energetice Prinbilanenergeticsenelegeegalitateadintrecantitiledeenergieieitesubformde energieutilipierdut,pedeoparte,icantitiledeenergieintrate,pedealtparte, corespunztoareunuisistemenergeticdatiunuiintervaldetimpdat.Sepoateevideniasub formdetabel,diagramsaualtform.Sistemulenergo-tehnologicasupracruiasepoatescrie bilanulenergeticpoatefiunechipamentsimplu(unutilaj,oinstalaie)sauunulcomplex(o ntreprindere,platformindustrialetc.),adicunproductorsauunconsumatordeenergie,bine precizat.Laelaborareabilanuluitrebuiesseinseamadetoatefazeleirandamentele proceselor de extracie, preparare, transformare,transport, distribuie i utilizarea corespunztoare a sistemului analizat, precum i a tuturor formelor i purttorilor de energie considerai ca intrri i ieiri ale sistemului. Bilanulenergeticreprezintometodgeneraldeanalizaactivitiienergeticeadiferitelor sisteme energo-tehnologice, studiind echilibrul ntre consumul i producia de energie,evideniind pierderile si stabilind randamentele proceselor energetice. Bilanurile energetice pot contribui, alturi de alte metode de analiz a sistemelor i proceselor energetice, la: -proiectarea obiectivelor noi sau reconstruirea celor existene, n sensul fundamentrii alegerii purttorilordeenergieiaiparametriloroptimidefuncionare.Deasemenea,sepotdetermina resursele energetice secundare i indica metode, de recuperare i folosire a lor; -mbuntireaprocesuluideexploatareaagregateloriinstalaiilordincadrulsistemului energeticconsiderat.Aceastasepoatefaceprindeterminareacantitativianalizadiverselor componenteicategoriideconsumuriutileipierderideenergiedetoateformele,inclusiva resurselor energetice secundare. De asemenea, se pot analiza si stabili diferite norme de consumuri energetice; -omologareairecepiainstalaiiloriutilajelordeproducere,transformareiutilizarea energiei de toate formele, prin punerea n eviden diferitelor componente de consumuri utile i de pierderi de energie i a stabilirii indicatorilor de consum energetic i a randamentelor de utilizare a energiei de toate formele. Alimentareacuenergieaconsumatorilor,launnaltnivelcalitatividesiguran,precumi gospodrirea raional i eficient a bazei energetice presupune, pe de o parte, cunoaterea corect a performanelortehnico-economicealetuturorprilorcomponentealentreguluilanenergetic,de la productor la consumator, iar pe de alt parte, asigurarea condiiilor optime, din punct de vedere energetic, pentru funcionarea acestora. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 16 Principalulmijloccarestlandemnaspecialitilorpentrurealizareaacestorobiective importante l constituie bilanul energetic, care permite efectuarea att a analizelor cantitative, ct i acelorcalitativeasupramoduluideutilizareacombustibiluluiiatuturorformelordeenergien cadrullimitelorunuisistemdeterminat.Acestcadrulimitpoartdenumireaidecontur,el reprezentndpracticsuprafaanchiscareincludelimitelefadecareseconsiderintrrilei ieiriledeenergie.Prinurmare,conturulunuibilanenergeticpoatecoincidecuconturulfizical unui utilaj, al unei instalaii sau al unui ansamblu complex, care n cele ce urmeaz va fi menionat casistem.Elaborareaianalizabilanurilorenergeticearedreptscopreducereaconsumurilorde combustibil i energie prin ridicarea continu a performanelor energetice ale tuturor instalaiilor i prin sporirea eficienei ntregii activiti energo-tehnologice.Elaborareaianalizabilanurilorenergeticeconstituiecelmaieficientmijlocdestabilirea msurilor tehnico-organizatorice menite s conduc la creterea efectuluiutil al energiei introduse ntr-un sistem, la diminuarea consumurilor specifice de energie pe produs. Modelele matematice pentru realizarea bilanurilor energetice au la bazprincipiul conservrii energiei.nacestsens,sedefinescmrimiledeintrare,secalculeazpierderiledinconturulde bilan,pecategoriideprocese,sestabilescvalorilerandamenteloriseconstituiesetulmrimilor de ieire. n funcie de scopul urmrit, bilanurile energetice se ntocmesc n patru faze distincte ale unui sistemianume:laproiectareaunuisistemnousaumodernizareaunuisistemexistent;la omologareairecepionareaprilorcomponentealeunuisistem;lacunoatereaimbuntirea parametrilortehnico-funcionaliaiunuisistemnprocesulexploatrii;lantocmireaplanurilor curente i de perspectiv privind economisirea i folosirea raional a energiei. n primul caz, prin elaborarea bilanurilor energetice se urmrete: alegerea celor mai raionali purttori de energie, stabilirea schemelor optime de alimentare cu energie, determinarea necesarului deresurseenergeticeculuareanconsiderareafolosiriictmaieficientearesurselorenergetice secundare,predeterminareaconsumurilorspecificedeenergiealefiecruiagregatcareintrn componena sistemului, precum i pe unitatea de produs. Elaborareabilanurilorenergeticepentrusistemelenfunciunesefacenscopulridicrii calitiiexploatrii,astabiliriistructuriiconsumuluiutiliapierderilordeenergie,nvederea sporirii randamentelor, recuperrii eficiente a resurselor energetice secundare, atingerii parametrilor optimi din punct de vedere energo-tehnologic. Pe aceast baz, se pot preciza normele de consum specific de combustibil, energie electric i termic. 2.1.3. Clasificarea bilanurilor energetice Bilanurile energetice se pot clasifica n funcie de urmtoarele criterii:- Formaenergiilorparticipantenprocesdetermingrupareabilanurilorenergeticendou mari categorii care se prezint n continuare. Bilanuri energetice atunci cnd n procesul analizat particip numai energii ordonate, ca de exemplu n cazul bilanurilor electrice. Bilanurile energetice, avnd un caracter exclusiv cantitativ, nu permit obinerea unor concluzii concrete n cazul energiilor neordonate. Bilanuriexergeticerecomandatepentrusistemelencareparticipenergiineordonate. Bilanurileexergeticeexprimattprimulprincipiualtermodinamicii(deoarecesumadintre exergieianergieesteconstant),ctialdoileaprincipiualtermodinamicii,deoarecefiecrei ireversibiliti i corespunde o anumit reducere a exergiei, cu mrirea corespunztoare a anergiei. 2.2.Bilanul energetic al procesului tehnologic de mcinare a grului 2.2.1. Aspecte generaleProcesuldemcinareacerealelorestedemarecomplexitateisecaracterizeazprin performanetehnico-economicecepotprimivalorinintervaleextremdelargi,nfunciedeo multitudinedefactorispecifici.Dinrndulacestoraseevideniazsoiulgrului,caracteristicile Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 17 biologiceiumiditateadepstrareaacestuia,dimensiunilemorii,moduldeorganizareafluxului tehnologic, performanele echipamentelor de lucru, organizarea i dotarea transportului intern etc..Din categoria performanelor tehnice se remarc capacitatea de lucru a morii, gradul de extracie afiniiicalitateaacesteia,precumiconsumurileenergeticespecificepeunitateadeprodus mcinat. n legtur cu acest ultim aspect se constat consumuri ce pot s varieze ntre 80120 kWh pe tonadegrumcinat,ceeacereprezintodiferenextremdemare,carepoateinfluenanmod sensibil costurile produselor rezultate n urma mcinrii. Fig.2.4. Schema de principiu a tehnologiei de mcinare a grului Pentru stabilirea contribuiei fiecrei faze din procesul de mcinare la consumul energetic total este necesar s se efectueze cercetri teoretice i experimentale referitoare la aceste consumuri i s sentocmeascbilanulenergeticgeneralaldiferitelorvariantedeorganizareidotareamorilor pentru mcinarea grului. nmomentuldefatehnologiiledemcinareagruluiauajunslaperformanedeosebitesub aspectul gradului de separare a endospermului de nveli i a mbuntirii nsuirilor de panificaie alefinii.Echipamenteletehnicecareparticiplaprocesuldemcinares-auperfecionatn permanen,liniiledeprelucrares-aucompletatcunoiutilaje,astfelnctmoaramodernesteun ansamblucompletautomatizat,condusprincomputer,ncare,pebazacaracteristicilorgrului,ca mrimedeintrare,sepotstabilicaracteristicilefiniidorite(mrimideieire),restuloperaiilor reglndu-sensistemultehnologic.nfigura2.4seprezintschemadeprincipiuatehnologieide mcinare a grului. La nivelul morilor din Romnia consumul actual mediu este de circa 100kWh pe tona de gru mcinat, ceea ce nseamn c la o cantitate de 3,5 milioane de tone mcinate pentru fabricarea pinii i nc 0,751,0 milioane tone pentru produse de panificaie se consum anual circa 450 milioane kWhenergieelectric.Esteocantitatefoartemaredeenergie,caresevaregsiprintr-opondere semnificativ n costul finii. 2.2.2. Bilanul general al consumurilor energetice Consumulspecificreprezintcantitateadeenergie,exprimatnkWh,necesarpentru prelucrareauneitonedecereale.Prelucrareaincludefazeletehnologicederecepieidepozitare, pregtire, mcinare, depozitare produse finite, livrare i analize de laborator. Consumulspecificdeenergiesepoateexprimaiprintotaluldeenergienecesarprelucrrii cerealelor pentru a se obine o ton de fin. Procedeul prezint ns unele erori deoarece cantitatea decerealeprelucratepentruobinereauneitonedefainnuestentoatecazurileaceeai,ea depinznd de o serie de factori. Unul dintre acetia este gradul de extracie a finii, iar un alt factor care influeneaz cantitatea de energie necesar fabricrii unei tone de fain este masa hectolitric a grului. Energianecesarobineriifiniiestesumaenergiilorconsumatenfiecaresecieamorii (depozit de materie prim, curtorie, mcinare i depozit de produse finite). Cantitatea de energie repartizatfiecrei secii este influenat de prelucrrile efectuate asupramateriei prime,gradul de mecanizare a operaiilor, tipul de transport intern i nsuirile materiei prime. nseciademcinarerepartizareaenergieipediferiteoperaiitehnologicesefaceconform tabelului 2.2. Datele prezentate n tabelele 2.1 i 2.2 sunt necesare, n special, la proiectarea morilor i ntocmirea bilanurilor energetice. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 18 Bilanul general al consumurilor energetice este exprimat prin relaia: WT=WP + WTI [kWh],(2.41) unde:WPreprezintconsumulenergetictotalalechipamentelordeprocesareacerealelor,nkWh, iar WTI reprezint consumul energetic datorat transportului interoperaional. 2.2.3.Bilanul energetic al echipamentelor de procesare a grului Fiecaredinoperaiileprecizatenfigura2.4poatefiunconsumatormaimicsaumaimarede energie, n funcie de starea iniial a grului i de cerinele impuse finii. Totui, consumul cel mai maredeenergieseproducenprocesuldemcinarepropriu-zis,careieldepindede performaneleoperaiilordinamonte,princareseasigurseparareacorpurilorstrine,curarea nveliuluiboabelor(descojirea)icondiionareaacestora.Decalitateaacestoroperaiivadepinde n mod direct calitatea finii obinute n urma mcinrii. n acelai timp un gru care conine multe corpuristrine,careestemurdaretc.,necesitprelucrrianterioaremcinriicuconsumuri energetice mult mai mari dect un gru de calitate superioar. Bilanul energetic al echipamentelor de procesare este dat de relaia: WP=WP1+WP2+WP3+WP4+WP5+WP6+WP7[kWh], (2.42) ncare:WP1 reprezintenergiaconsumatlarecepiacantitativ;WP2 energiaconsumatla depozitareagrului;WP3 energiaconsumatlacondiionareagruluipentrumcinare;WP4 energiaconsumatlamcinareagrului;WP5,6,7 energiaconsumatlaambalarea,depozitareai expedierea produselor finite. Din tabelul 2.2 rezult c cel mai mare consum de energie are loc la mcinarea propriu-zis. Pentru calculul puterii instalate la acionarea valurilor se folosete relaia:

=k nv L DPrr3 [W], (2.43) unde:Destediametrultvlugilor,m;Llungimeatvlugilor,m;vr -vitezaperiferica tvluguluirapid,m/s;-greutateaspecificaprodusului,daN/m3;nr numrulderifluripecm din circumferina tvlugului, 1/cm; k - raportul vitezelor periferice ale tvlugilor, care pentru pasajul demcinareestecuprinsnintervalul2,51,25,maimarepentrurotuire(2,5),iarpentrumcinarea griurilor i a dunsturilor i n faza intermediar de desfacere valoarea este 1,25; coeficientul de putere, carepentruroturiicelelaltepasajerifluiteeste=4,5,iarpentrumcintoareidesfctoare nerifluite este =4,0. Tabelul 2.2 Repartizarea consumului mediu de energie pe faze tehnologice[64] Faza tehnologic Consumul mediu de energie, % Mcinare45 Cernere5 Curare griuri8 Aspiraie5 Transport pneumatic30 Diverse7 Total 100 Tabelul 2.1 Repartizarea consumului mediu de energie pe secii[64] Denumirea seciei Consumul mediu de energie, % Siloz de gru5 Curtorie-condiionare20 Moara propriu-zis60 Omogenizare3 Siloz produse finite10 Diverse-laborator, atelier2 Total100 Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 19 Distribuiafluxuluideenergieprimitdevaldelamotornfunciedeprocesuldeextracie, esteindicatnfigura2.5,undecurba(1)aratconsumuldeenergiepreluatdelareea,curba(2) arat consumul tvlugului rapid, iar curba (3) consumul tvlugului lent.nfigura2.6seprezintdiagramaconsumuluideenergiepentruoperechedetvlugi mcintoriunde:1esteenergiaconsumatdinreealaacionareamotoruluielectricnsarcin;2- pierderiledeenergieinterncorespunztoaremotoruluielectric;3-pierderiledeenergieproprii transmisieiprincurele;4-consumuldeenergiealtvluguluirapidpentrumrunire;5-energia cedatdetvlugullenttvluguluirapid;6-energiapreluatdetvlugullentprinintermediul granulelorsupusemrunirii;7-consumuldeenergielamrunire;8-consumuldeenergiepentru mrunirepropriu-zis;9-consumuldeenergiepentrunvingereafrecrilordinlagreletvlugului rapid;10-consumuldeenergiepentrunvingereafrecrilordinlagreletvluguluilent;11- consumul de energie suplimentar, pentru asigurarea diferenei de vitez tangenial dintre tvlugi. Diagrama bilanului energetic este dat n figura2.7 unde:1reprezintconsumuldeenergiealvalului funcionnd n sarcin (80%); 2- consumul de energie al valuluifuncionndngol(20%);3-consumulde energiepentrumrunireapropriu-zis(60%);4- consumul de energie la presarea granulelor ntre tvlugi (19,2%);5-consumuldeenergielafrecareagranulelor pe tvlugi (0,8%); 6- pierderile de energie n angrenajul tvlugilor (5%); 7- pierderile de energie prin frecare n lagreletvlugilor(10%);8-pierderiledeenergien mecanismul de acionare prin curele trapezoidale. 2.2.4.Bilanulenergeticaltransportului interoperaional n industria morritului se ntlnesc dou tipuri de transport interoperaional, i anume transport mecanic i transport n cureni de aer.Bilanul energetic al transportului interoperaional poate fi exprimat astfel: WTI=WTM+WTP[kWh] , (2.44) unde: WTM reprezint energia consumat la transportul mecanic folosit n moar, iarWTP reprezint energia consumat la transportul pneumatic utilizat n aceeai moar. Dincategoriatransportuluimecanictipuriledetransportoareutilizatenindustriamorritului sunt: transportoarele cu band, transportoare elicoidale, cu cupe sau cu raclete[15]. Fig. 2.5. Distribuia fluxului de energie la val[28] Fig. 2.6. Diagrama consumului de energie pentru o pereche de tvlugi[28] Fig. 2.7. Diagrama bilanului energetic pentruval[28] Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 20 Consumul de putere al transportoarelor cu band este dat de relaia:

( )tR Rv F FPq + =1000' [kW],(2.45) unde: FR reprezint forele de rezisten de-a lungul traseului de transport; FR fora de rezisten la deplasarea organului de traciune pe tambur sau roata de lan de antrenare; v - viteza de deplasare a benzii, m/s; t - randamentul transmisiei de la motorul de acionare la tamburul de antrenare. Consumul de putere al transportorului elicoidal:

( ) o e o e sin cos3670 + =vK L QP [kW], (2.46)unde:Lreprezintlungimeatransportorului,m;K-coeficientalpierderilorenergeticedatorit amestecriiiafnriimaterialului(K=1.051.4);0-coeficientderezistenladeplasarea orizontalamaterialelor(0=1.24.0);v -coeficientderezistenladeplasareapeverticala materialelor (v=6.58.3). Consumul de putere al transportorului cu cupe: ||.|

\| + + + =Hktg QF v qtgF H QPRSP l RSP367 3751367 o o[kW], (2.47) unde: H nlimea de ridicare, m; FRSP - rezistena specific de deplasare, pentru band - FRSP=0,07 ipentrulanFRSP=0,11;-unghiuldenclinarefadeorizontal(.75);ql masaunitara materialului, kg/m; k coeficient ce ine seama de modul de descrcare. Consumul de putere al transportorului cu raclete: tTv FPq =1000 [kW], (2.48) ncare:t=0,71,randamentultransportorului;FT -foradetraciunedinlan,nN;vvitezade deplasare, m/s. Transportulinteroperaional,nindustriamorritului,estenmareparterealizatcuajutorul transportului n cureni de aer,care se caracterizeaz prin simplitate i o mare flexibilitate. Energiaconsumat,ncazultransportuluipneumatic,sereferstrictlaputereanecesar ventilatoruluicareformeazcureniideaernecesarirealizriitransportuluicerealelorprin conductele de absorbie i de refulare. Consumul de putere util necesar unui ventilator: 1000tv vUP QPA =[kW],(2.49) unde: Qv debitul ventilatorului, m3/s; Pt diferena total de presiune realizat la ventilator, Pa. Puterea motorului electric ce antreneaz arborele ventilatorului: tr vtv vmk k P QPq q A =10002 1 [kW],(2.50) n care: Qv este debitul ventilatorului, m3/s; k1-coeficient de siguran al puterii motorului electric la pornire;k2-coeficientdecretereaputeriidatorittreceriimaterialuluiprinventilator,k2=1.2;v randamentulventilatorului,v=0.40.6;tr randamentultransmisiei,nfunciedefelulde antrenare,tr=0.98antrenareprincuplajelasticitr=0.90.95antrenareprincurele trapezoidale. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 21 3. NECESITATEA I OBIECTIVELE LUCRRII DE DOCTORAT 3.1. Necesitatea lucrrii Dincelemaivechitimpurimcinareacerealelorareprezentatunuldincelemaiimportanteprocedee pentru obinerea hranei pentru cea mai mare parte din populaia globului. Pentrua asigura pineaceadetoatezilele,morrituladevenitopreocupareesenialpentrutoatecivilizaiile, realiznd materia prim pentru obinerea acesteia. Elementeledeprogresicivilizaiemanifestatenistorieseregsescinmbuntirea calitiiprocesuluidemrunire,ndiversificareaproduselorrezultateinadaptarealorla specificulalimentaralpopoarelor.Cretereaglobalapopulaieiinecesitiletotmaimaride produsedemorritauconduslaimposibilitateafabricriiacestoracuajutorulechipamentelor tradiionale,astfelnctncepndcusecolulalXIXauaprutiinstalaiileindustrialedestinate mrunirii cerealelor.Echipamentele tehnice care particip la procesul de mcinare s-au perfecionat n permanen, liniiledeprelucrares-aucompletatcunoiutilaje,astfelnctmoaramodernesteunansamblu complet automatizat, condus prin computer, n care, pe baza caracteristicilor grului, ca mrime de intrare, se pot stabili caracteristicile finii dorite (mrimi de ieire), restul operaiilor reglndu-se n sistemul tehnologic. n momentul de fa tehnologiile de mcinare agrului au ajuns la performane deosebite sub aspectulgraduluideseparareaendospermuluidenveliimbuntiriinsuirilordepanificaie ale finii.Fadetoateacesteaspecte,nultimeledeceniiseimpunetotmaiputerniconoucerin pentruechipamenteletehnologice,respectivreducereaconsumurilorspecificedeenergiepe unitatea de produs finit.Problema nedorit care apare n asemenea procese tehnologice complexe o reprezint consumul totmaimaredeenergieelectric,pemsurceperformanelemcinriicresciele.Lanivelul morilordinRomniaconsumulactualmediuestedecirca80...100kWhpetonadegrumcinat, ceea ce nseamn c la o cantitate de 3,5 milioane tone de gru mcinate pentru obinerea finii se consumanualcirca300milioanekWhenergieelectric.Esteocantitatefoartemaredeenergie, caresevaregsiprintr-oponderesemnificativnpreulfiniimcinateiapoialpiniii produselor de panificaie. Acesta este un motiv important pentru care specialitii au trecut la analize amnunitealeconsumurilorenergeticepetoateoperaiileprocesuluitehnologicdemcinare, ncercnd s furnizeze soluii care s rspund simultan multiplelor problemepuse n faa acestuia, inclusiv sub aspectul reducerii consumurilor specifice energetice. Consumul specific de energie la mcinarea propriu-zis poate fi redus, inclusiv prin exploatarea utilajelor la capacitate nominal i o ntreinere tehnic foarte bun. Celemaimarirezervesubaspectulreduceriiconsumurilorenergeticeauechipamentelede condiionareagruluinvedereamcinriiicelecareformeaztransportulinteroperaional,care consum mpreun circa 50% din totalul consumului pentru mcinare. Din aceste motive cercetarea consumurilor energetice din procesele tehnologice demcinare a gruluiadevenitonecesitateipreocuparedemareactualitate,oricereducereaacestora transformndu-se ntr-un avantaj pe piaa concurenial a acestor produse. n acestcadru se nscrie i tema acestei lucrri, n care se urmrete a se evidenia consumurile energeticespecificepentrumaimultetipuridemoriiindicareapierderilorpentrufiecaredintre acestea. Prin ntocmirea bilanurilor energetice ale acestor utilaje, morarii i vor putea lua msurile necesarepentrueliminareapierderilor,iarpotenialiicumprtorisevororientactreaceleutilaje careaucelemaimiciconsumuri,peosursenergeticprecizat.nfinal,reducereaconsumurilor energeticedinprocesultehnologicdemcinareagruluisevorregsinpreulmaisczutal produselor de morrit la consumator, aspect de care este interesat toat populaia. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 22 3.2. Obiectivele lucrrii Obiectivulgeneralaltezeidedoctoratconstnoptimizareaenergeticaprocesului tehnologicdemcinareagrului.Pentrundeplinireaobiectivuluiprincipalestenecesar parcurgerea i rezolvarea urmtoarelor obiective complementare: realizareaunuistudiuasupraroluluiiimportaneicerealelornalimentaiauman,a caracteristicilor fizico-chimice i senzoriale ale acestora, a produselor obinute n urma mcinriii a normelor referitoare la condiiile de calitate ale acestora; analizastadiuluiactualalrealizrilorndomeniultehnologiilorpentrumcinarea grului; analiza stadiului actual al cercetrilor i realizrilor n domeniul echipamentelor pentru mcinarea grului; analizaprocesuluidemcinareagruluiiaoperaiilepost-mcinareaplicate produselor obinute; efectuareaunorcercetriteoreticeasupraconsumurilorenergeticenprocesulde mcinareagruluiiinflueneidiferiilorparametriconstructiviifuncionaliaiechipamentelor tehnice asupra bilanurilor energetice ale acestora; ntocmireauneimetodiciistabilireaobiectivelorpentrucercetareaexperimentala consumurilor energetice ale diferitelor echipamente pentru mcinarea grului; ntocmireabilanuluienergeticexperimentalalechipamentelorpentrumcinarea grului i compararea cu bilanul teoretic n vederea corectrii modelului teoretic al procesului de mcinare a grului; stabilireaunorconcluziitemeinicereferitoarelainfluenaparametrilorconstructivii funcionaliaiechipamentelordinfluxultehnologicdemcinareagruluiasupraconsumurilor energetice specifice i precizarea direciilor viitoare de cercetare legate de aceast tem. Pentru rezolvarea complet, la un nivel tiinific i tehnic corespunztor cerinelor unei teze de doctorat s-a conceput o schem general de studiu prezentat n figura 3.1. S-aconsideratnecesaranalizastadiuluiactualalcercetrilorirealizrilorndomeniul tehnologiilor pentru mcinarea grului. Deasemenea,nusepoateabordaocercetarefraseticareestenivelulrealizrilorpeplan mondialreferitorlaproblematicarespectiv,nacestcazfiindvorbadeechipamentelenecesare procesului tehnologic de mcinare a grului. Cercetrileteoreticevorvizaconsumulenergeticncadrultransportuluiinteroperaional, urmate de studierea consumurilor energetice n procesul de mcinare propriu-zis. Cea mai mare importan n aceast lucrare o reprezintcercetrile experimentale, care trebuie s furnizeze date despre consumurile energetice n procesul tehnologic de mcinare a grului. Cercetrile experimentale s-au efectuat pe dou mori de capacitate mic din localitile Zrneti i Hrman, din judeul Braov.n primul caz moara are capacitatea de 2,5t/24h, iar cea dea doua moar are capacitatea de 18 t/24h. Pentrulucrareadefaaprezentatinteresmoduldeantrenareaechipamentelordepefluxul tehnologicinumrulacestorechipamente.LamoaradinZrnetiantrenareasefacecudou motoare electrice, cu puterile de 5 kW i respectiv 15 kW, putndu-se considera c n acest caz este vorba de o antrenare pe grupuri de maini. Moara din Hrman este antrenat de mai multe motoare electrice,ataateprincipalelorechipamentedepefluxultehnologicdemcinareagrului,decise poate considera o antrenare semicentralizat. nambelecazuris-auurmritproceseletehnologicedemcinarepentructedousoiuride gru,lacareumiditileaufostuordiferite.Dinacesteloturidegrus-auprelevatprobepentru care s-au fcut cercetri n laborator, att sub aspectul caracteristicilor fizico-mecanice, coninutului de impuriti etc., ct i al rezistenelor opuse la sfrmare i tiere. Acestecercetris-auefectuatnlaboratoruldespecialitatedelaFacultateade Alimentaiei Turism, din cadrul Universitii Transilvania din Braov. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 23 Msurareaconsumurilorenergetices-arealizatpentrufuncionareaechipamentelortehnicela funcionarea n gol i n regim nominal. Pentru moara din Zrneti s-au fcut msurri i la pornirea instalaiilor, pentru a se verifica coeficientul de suprasarcin la pornire.Fig. 3.1. Metodica general de studiu a temei abordate Realizarea modelului matematic pentru consumurile energetice ale echipamentelor utilizate la mcinare grului Analiza stadiului actual al echipamentelor pentru mcinarea grului Cercetarea experimental n laborator a consumului energetic necesar tierii i sfrmrii bobului de gru Optimizare Optimizare Studierea stadiului actual al cercetrilor privind energetica operaiilor i echipamentelor pentru mcinat Cercetarea experimental n exploatare a consumului energetic necesar mcinrii grului Analiza i compararea rezultatelor cercetrilor teoretice i experimentale n vederea optimizrii energetice a procesului tehnologic de mcinare a grului Studierea stadiului actual al cercetrilor i realizrilor n domeniul tehnologiilor pentru mcinarea grului Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 24 4. CONTRIBUII TEORETICE LA OPTIMIZAREA PROCESULUI TEHNOLOGIC DE MCINARE A GRULUI 4.1. Analiza comparativ a consumurilor energetice pe diferite variante tehnologice Fiecare din operaiile procesului de mcinare poate fi un consumator mai mic sau mai mare de energie, n funcie de starea iniial a grului i de cerinele impuse finii. Totui consumul cel mai maredeenergieseproducenprocesuldemcinarepropriu-zis,careieldepindede performaneleoperaiilordinamonte,princareseasigurseparareacorpurilorstrine,curarea nveliuluiboabelor(descojirea)icondiionareaacestora.Senelegecdecalitateaacestor operaii va depinde n mod direct calitatea finii obinute n urma mcinrii. n acelai timp un gru care conine multe corpuri strine, care este murdar etc., necesit prelucrri anterioare mcinrii cu consumuri energetice mult mai mari dect un gru de calitate superioar. Operaiadetransportagruluindepozitulmoriincarccosturilecuprocentulrespectiv, nefiind indiferent dac acestea sunt cu 1% sau 3% mai mari, la care se adaug i costurile separrii n unitate. ConsumurileenergeticerealizatenRomniasuntprezentatentabelul4.1,undeacesteasunt structurate n funcie de tipul de transport (transport mecanic i pneumatic)utilizat n seciile morii. Tabelul 4.1 Consumul de energie realizat n Romnia la mcinarea grului[64] Capacitatea de producie, t/24h Transportul intern al produselor Consum de energie, kWh/t Observaii Curtorie MoarMecanic Pneumatic Mecanic Pneumatic2530--da--da67 Acionare individual a utilajelor 50100--da--da62 Acionare pe grupe a utilajelor 100150--da--da75 Acionare pe grupe a utilajelor 150200da--da--47 Acionare pe grupe mari de utilaje 150200da----da58,5 Acionare pe grupe mari de utilaje 220250da--da--55 Acionare pe grupe mici 220250--da--da83 Acionare individual i nalt grad de automatizare Peste 300da--da--53 Acionare pe grupe mari ncadrulconsumuluitotal,elementulprincipallconstituieconsumuldeenergieconsumat pentruprelucrareacerealelor,carenfunciedensuirilemecanico-structuralealegruluiiali factori,reprezint5060%,iarpentrutransportulinteroperaionalseconsum1520%din consumultotal.Dintabelul4.1seobservcdacncadruluneimori,transportulmecaniceste nlocuit cu transport pneumatic, consumul crete cu 2030%. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 25 Cantitatea de energie consumat n procesul de mcinare este influenat i de o serie de factori, cum sunt: -amplasarea seciilor de depozitare i curare fa de secia de mcinare; -tipul constructiv al seciilor; -sistemul de transport intern; -tipul mciniului; -nsuirile mecano-structurale ale cerealelor; -mcinarea la granulaie optim; -tipul de acionare a utilajelor tehnologice etc. 4.2. Optimizarea energetic a tehnologiilor de mcinare 4.2.1. Bazele teoretice ale optimizrii bilanurilor energetice Teoriageneralaoptimizriicuprindeteoriamatematicclasiciteoriamatematic avansat a optimizrii. Teoriamatematicclasicaoptimizriiopereaznproblemeledeextremcucalculul diferenialicalcululvariaional.Acestemetode,deioferprocedeeteoreticepentruobinerea unor soluii analitice, sunt inaplicabile n multe probleme pe care le ridic practica.Teoriamatematicmodernopereazcuproblemedeprogramareliniarineliniar,care potaveacaracterstaionarsaudinamic,nproblemedeoptimizareavansat,modelelecomport restricii sub form de egaliti sau inegaliti i cuprind restricii de nenegativitate. Problemageneralaoptimizriiurmretegsireaextremuluiuneifunciincondiiide restricii impuse. Dacfunciadeeficienareunasaumaimultevariabilecarerespectunsetderestricii, atunci teoria matematic clasic a optimizrii permite gsirea punctelor staionare ale funciei prin anularea derivatei i determinarea rdcinilor acesteia. Din punct de vedere al optimizrii, consumatorii se pot clasifica astfel; consumatoriicarereclamunsingurfeldecombustibil,produsdeosingursursde energie ; consumatoricarereclammaimultefeluridecombustibilinteranjabile,produsedemai multe surse; consumatoricarereclamunsingurfeldecombustibilisealimenteazdelamaimulte surse care alimenteaz i alte tipuri de receptoare; consumatoricarereclamunsingurfeldecombustibilisealimenteazdelamaimulte surse, care nu acoper i cererile consumatorilor din alte categorii; alte categorii de consumatori care nu sunt cuprini n clasificarea anterioar. Optimizareabilanuluienergeticgeneralpresupunecunoatereaproducieiplanificatea surselordeenergie.Considerareaimportuluiiexportuluidreptrestriciidebilanconducela mrirea numrului de variabile din cadrul modelului matematic supus optimizrii. 4.2.2.1 Modelul matematic al bilanului electroenergetic Structura modelului matematic al bilanului electroenergetic la nivelul alimentrii centralelor de tipul (i) de la sursele de tipul (j) are forma : -( )= + =i jij ij n ij ij, im min P i p t c F4(4.12) -( ) , m E x x x x bjdIVijIIIijIIijIijmiij 111 s + + += -, n R xidmjF ijij 111 sq(4.13) Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 26 -, ExEjni ijijdj>=1 q(4.14) care cij sunt cheltuielile de producie; pn este coeficientul de eficien = (0,06 0,08), Pij puterea centralelor electrice analizate; bij cantitatea de energie electric produs la bornele generatoarelor pentruaselivrasistemuluiounitatedeenergiedupscdereaconsumuluipropriutehnological centralelor studiate; xij = tij Pij fluxul de energie livrate sistemului de centrale(i) n cele patru trimestre(I...IV)aleanului;Eijenergiadisponibilaatuturorcentralelor(i=lm1);ij randamentul ntregului complex analizat; Rdi volumul disponibil de resurse generat de sursele (j = l n1). Diagrama Sankey pentru bilanul electroenergetic se prezint n figura 4.4. Fig. 4.4. Diagrama Sankey pentru bilanul electroenergetic la nivelul sistemului energetic 4.2.3.Posibilitideoptimizareaconsumurilorenergeticenprocesuldemcinarea cerealelor Pentru reducerea pierderilor de energie ntr-o reea electric a uneintreprinderi, trebuie s secunoasc:nivelulrealalpierderilorndiverseleelementealereelei;valorilenormateale pierderilor;metodeleisoluiileeconomicedereducereaacestorpierderi,corelate, obligatoriu,cu factorii economici. n sistemul electroenergetic al unei ntreprinderide morrit exist mai multeposibiliti de aplicareaunormsurideconservareaenergieielectrice.Raiunilecarepledeazpentru aplicarea acestor msuri sunt multiple, unele din ele fiind redate n continuare: -costul energiei electrice crete destul de rapid;-creteconsumuldeenergieelectricperprodus,printrealtele,datoritproceselor suplimentare cerute de produsele noi; -fiecarekWhdeenergieelectriceconomisitreprezintoeconomiede34kWhde energieprimar,ntructrandamentulcicluluielectric(delacombustibil-producere,la transport-distribuie i utilizare) este uzual cuprins ntre 2530%; -apariiaunorgeneraiinoideechipamenteelectriceavndrandamenteidecieficiene crescute (motoare, transformatoare, lmpi electrice etc.); -cuunmicefortingineresciframricomplexitateatehnologicantreprinderii,exist Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 27 realmenteposibilitidegsireaunorvaloriatractivedereturnareainvestiieiiniiale,prin reducereapierderilorelectrice. Acestepierderi,ntr-ontreprinderedinindustriaalimentar,uzual, au valorile: n motoare (funcie de mrimea acestora)510%; n transformatoare23%; n cabluri23%; iluminat i ali consumatori1,52%. n industria morritului i crupelor, echipamentul tehnologic se acioneaz prin electromotoare. 4.3. Modelarea matematic a consumurilor energetice ale echipamentelor procesului tehnologic de mcinare a grului

4.3.1. Consideraii generale Modelareamatematicaenergeticiiechipamentelordincadrulprocesuluitehnologicde mcinareagruluireprezintstabilirearelaiilordecalculalecomponentelorenergieinecesare prelucrrii grului i analiza acestora, n scopul gsirii metodelor de reducere ale consumurilor de energie la mcinarea grului. Pebazastudiuluienergeticiiechipamentelordeprocesareagrului,efectuatnsubcapitolul 2.2s-audeterminatcomponenteleenergieitotalepentrufiecaredintreacestea.Componentele energiei necesare mcinrii grului i metodica analizei componentelor sunt prezentate n figura 4.9. Fig.4.9. Metodicastudiului i modelrii matematice aenergiei totale 4.3.2. Modelarea matematic a consumului energetic al echipamentelor de procesare a grului Energianecesarobineriifiniiestesumaenergiilorconsumatenfiecaresecieamorii (depozit de materie prim, curtorie, mcinare i depozit de produse finite). Cantitatea de energie repartizatfiecrei secii este influenat de prelucrrile efectuate asupramateriei prime,gradul de mecanizare a operaiilor, tipul de transport intern i nsuirile materiei prime. Bilanul energetic al echipamentelor de procesare este dat de relaia: WP=WP1+WP2+WP3+WP4+WP5+WP6+WP7[kWh],(4.17) ncare:WP1 reprezintenergiaconsumatlarecepiacantitativ;WP2 energiaconsumatla depozitareagrului;WP3 energiaconsumatlacondiionareagruluipentrumcinare;WP4 Energia total necesar,Wt Analiza componentelor Wp, energia necesar prelucrrii grului Energianecesarechipamentelorde procesare a grului Energianecesartransportului interoperaional Wpierderi, energia necesar acoperirii pierderilor din transmisie Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 28 energiaconsumatlamcinareagrului;WP5,6,7 energiaconsumatlaambalarea,depozitareai expedierea produselor finite. Deoarececonsumulcelmaimareserealizeazlamcinareagrului,circa45%dinconsumul total, se va realiza modelul matematic al echipamentelor de mcinare i anume al valurilor. Energia necesar echipamentelor de mcinare se poate determina cu ajutorul relaiei urmtoare: [kWh], (4.18) n care: P reprezint puterea necesar pentru acionarea valurilor i se determin cu ajutorul relaiei =K Zv L DPrV3736 , 0[kW],(4.19) unde:Destediametrultvlugilor,m;Llungimeatvlugilor,m;vr -vitezaperiferica tvluguluirapid, m/s; -greutatea specifica produsului, daN /m3; nr numrul derifluri pe cm din circumferina tvlugului, 1/cm;k - raportul vitezelor periferice ale tvlugilor, care pentru pasajul demcinareestecuprinsnintervalul2,51,25,maimarepentrurotuire(2,5),iarpentrumcinarea griuriloriadunsturilorinfazaintermediardedesfacerevaloareaeste1,25;coeficientulde putere,carepentruroturiicelelaltepasajerifluiteeste=4,5,iarpentrumcintoarei desfctoare nerifluite este =4,0;t timpul de funcionare. Din relaia 4.19 se observ c puterea necesar acionrii valurilor este direct proporional cu diametrul, cu lungimea tvlugilor mcintori, precum i cu viteza periferic a tvlugului rapid. Pentrudeterminareavariaieiputeriinecesareacionriivaluluinfunciedediametrul tvlugilor(fig.4.10),lungimeatvlugilor(fig.4.11)ivitezaperifericatvluguluirapid(fig. 4.12)s-auadoptatvaloridinliteraturadespecialitateicuajutorulprogramuluidecalcul matematic,Mathcad2000Professional,iartrasareagraficelors-afcutcuprogramulOrigin6, rezultatele obinute fiind prezentate n figurile 4.10 ... 4.26. nfigura4.10seprezintvariaiaputeriinecesarepentruacionareavaluluinfunciede diametrultvlugiloriseobservcodatcucretereadiametruluitvlugilorcreteiputerea necesar acionrii valului.Din grafic se observ c dac tvlugii valului au diametrul D, egal cu 250 mm, atunci puterea necesaracionriivaluluiesteegalcu1,112kW,iardacdiametrulestemaimare,anume450 mm,putereanecesarvafide2,002kW.Deci,seremarcfaptulcdacdiametrultvlugilora crescutcu80%,implicitacrescutiputereanecesaracionriivaluluicu80%.nacestcaz lungimeatvlugiloresteconstant(L=800mm),deasemeneaivitezaperifericatvlugului rapid este constant (vr =6 m/s). Fig. 4.10. Variaia puterii necesare la val n funcie de diametrul tvlugilor nfigura4.11esteprezentatdependenaputeriinecesareacionriivaluluifadelungimea tvlugilor. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 29 Fig. 4.11. Variaia puterii necesare acionrii valului n funcie de lungimea tvlugilor Daclungimeatvlugilor,L,esteegalcu500mm,atunciseobservcputereanecesar acionriivaluluiesteegalcu0,695kW.Laolungimeatvlugilordetreiorimaimare,adic 1500 mm, puterea necesar crete, avnd valoarea de 2,086 kW, adic de trei ori mai mare dect n primulcaz,deciputereanecesaracionriivaluluiestedirectproporionalculungimea tvlugilor.Deasemenea,pentruacestedeterminrivitezatvluguluirapidafostv=6m/s,iar diametrul tvlugilor s-a adoptat D= 250 mm. n graficul din figura 4.12 s-a reprezentat variaia puterii necesare acionrii valului n funcie de viteza periferic a tvlugului rapid. Dependenadintreputereanecesarivitezaperifericatvluguluirapidesteliniar, cresctoare, i se constat c la o vitez v1=5 m/s puterea necesar este de 0,927 kW, iar pentru v5=9 m/sputereaestede1,669kW.Deasemenea,s-aevideniatfaptulcputereanecesarvaluluieste direct proporional i cu viteza periferic a tvlugului rapid. n acest caz diametrul tvlugilor este D= 250mm, iar lungimea lor este L= 800 mm. Fig. 4.12. Variaia puterii necesare acionrii valului n funcie de viteza periferic atvlugului rapid Rezultate mai recente ale unor cercetri consider c energia necesar mrunirii se poate calcula mai precis utiliznd relaia: (4.20) ncare:cK,cRreprezintconstanteleluiKick,respectivRittinger;ddiametrulfinalalparticulei supuse mrunirii, mm; D diametrul iniial al particulei supuse mcinrii, mm. , lndDc + )D1-d1( c WK R =Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 30 Pentrucazulcerealelorboabe,porninddelarelaiademaisus,Melnicovastabilitorelaiede calcul pentru energia specific de mcinare, care i poart numele: (4.21) relaiencarec1,c2,suntcoeficienialecrorvalorisecalculeazexperimental,-gradulde mrunire.Spre exemplu pentru gru: [J/kg] i [J/kg]. Cunoscnd energia specific, Ws i debitul utilajului, Q [kg/s], se poate calcula puterea necesar mcinrii: [kW]. (4.22) nfigura4.13seprezintgraficvariaiaputeriinecesareacionriivaluluinfunciededebitul utilajului.Folosindu-seecuaialuiMelnicovs-adeterminatenergiaspecificmcinriigrului,Ws, adoptndvaloripentrucoeficieniic1ic2,ianumec1=12103[J/kg]ic2=9103[J/kg]rezultc energia Ws = 3,142105 J/kg. Fig. 4.13. Variaia puterii necesare acionrii valului n funcie de capacitatea utilajului Dingraficulprezentatnfigura4.13seobservcputereanecesarmcinrii,pentruo capacitate de lucru egal cu 2,5 t/24h este de 9,08 kW, iar pentru un debit mai mare, i anume de 18 t/24hputereanecesarmcinriiestede65,35kW.Seconstatcputereanecesarmcinriieste direct proporional cu capacitatea de lucru a valului. Energiaconsumatdepierderiledintransmisiecaresedatoreazfrecrilorceaparntre organele aflate n micare se neglijeaz. 4.3.3.Modelareamatematicaconsumuluienergeticnecesartransportului interoperaional Morilemoderneutilizeazcaitransportinteroperaionaltransportulpneumatic,careesteun mareconsumatorenergetic,transportulmecanic,daritransportulgravitaional,acolounde restriciiledenaturigienicpermit.Consumulenergeticncazultransportuluimecanicestecu 20% mai redus fa de transportul pneumatic. Pentru micorarea diferenei i egalizarea consumului deenergiedintreceledousistemedetransport,estenecesarcasistemulpneumaticsfie perfecionat. Reducereaconsumuluilatransportulpneumatics-arealizatprinmbuntirearandamentului ventilatoarelor de la 0,5 la 0,7 sau chiar 0,8, prin micorarea rezistenei cicloanelor de descrcare, a receptoarelordeproduseamagistraleloriconductelordetransport,mbuntirearaportuluide amestec ntre cantitatea de produs i aer. Bilanul energetic al transportului interoperaional poate fi exprimat astfel: 1), - ( c + c = W3s 2 1logQ W =PS mCercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 31 WTI=WTM+WTP +WP [kWh] , (4.23) unde: WTM reprezint energia consumat la transportul mecanic folosit n moar i se poate exprima prin relaia: WTM=Wtr.b+Wtr.e +Wtr.c [kWh] ,(4.24) ncare:Wtr.breprezintenergiaconsumatncazultransportoruluicuband,Wtr.b=Ptr.bt(Ptr.b putereanecesaracionriitransportoruluicuband;ttimpuldefuncionareatransportorului); Wtr.eenergiaconsumatlatransportorulelicoidal,Wtr.e=Ptr.et(Ptr.eputereanecesaracionrii transportoruluielicoidal;ttimpuldefuncionareatransportoruluielicoidal);Wtr.cenergia consumatncazultransportoruluicucupe,Wtr.c=Ptr.ct(Ptr.cputereanecesaracionrii transportoruluicucupe;ttimpulncarefuncioneaztransportorulcucupe);WTP-energia consumat la transportul pneumatic utilizat n aceeai moar; WP - energia consumat de pierderile din transmisie. Dincategoriatransportuluimecanictipuriledetransportoareutilizatenindustriamorritului sunt: transportoarele cu band, transportoare elicoidale i cu cupe.ncazultransportuluipneumatic,energiaconsumat,sereferstrictlaputereanecesar ventilatoruluicareformeazcureniideaernecesarirealizriitransportuluicerealelorprin conductele de absorbie i de refulare. Astfel, bilanul energetic al transportului interoperaional devine: (4.25) -Energianecesarfuncionriitransportoruluicubandreprezintputereanecesar acionrii transportorului cu band n unitatea de timp. Transportoarele cu band sunt folosite pentru manipularea boabelor de cereale i a mciniurilor. Necesarul de energie pentru acest tip este sczut comparativ cu alte tipuri de transportoare.Energia necesar transportorului cu band se poate determina astfel:Wtr.b= Ptr.bt [kWh].(4.26) Puterea necesar acionrii transportorului cu band se determin cu ajutorul relaiei: , (4.27) unde: reprezint coeficientul de frecare, = 0,5; L lungimea benzii de transport, m;v viteza dedeplasareabenzii,m/s,careiavalorintre0,6i3m/snfunciedemasahectolitrica produsului transportat i de limea benzii; Q capacitatea de transport a benzii, t/h; H eventuala nlime de ridicat a produsului pe band, m.Seobservcenergianecesarfuncionriitransportoruluicubandestedirectproporional culungimeabenziitransportoruluiL,vitezadedeplasareabenziiv,capacitateadetransportQ, chiar i de nlimea de ridicare H, deci:Wtr.b = f(L,v,Q,H). (4.28) nfigura 4.14 se prezint dependena puterii necesare transportorului cuband, decapacitatea de transport. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 32 Fig. 4.14. Variaia puterii necesare acionrii transportorului cu band n funcie de capacitatea de producie Calcululs-aefectuatpentruvitezabenziide1m/s,lungimeabenziide10m,iarnlimeade ridicategalcu1m.Seconstatcpentruocapacitatede18t/24h,adic0,75t/h,puterea consumat este de 0,024 kW, iar pentru 2,5 t/24h (0,104 t/h) puterea necesar este de 0,008106 kW. Dependenadintreputereanecesaracionriitransportoruluicubandicapacitateadelucru este liniar i cresctoare. Viteza de deplasare a benzii este limitat de pericolul de aruncare a materialului de pe band i n special degradarea acestuia. Valorile curente ale vitezei variaz ntre 0,6 1,5 m/s, ntlnindu-se la anumite construcii i viteze mai mari, de pn la 3 m/s. n figura 4.15 se prezint variaia puterii necesare acionrii transportorului cu band n funcie de viteza de deplasare a benzii. Se observ c puterea necesar este direct proporional cu viteza de deplasareabenzii.Determinrileaufostrealizatepentruocapacitatedeproduciede18t/24h, lungimea benzii transportoare egal cu 10 m, iar nlimea de ridicare de 1 m. Dingraficulprezentatseconstatclaovitezoptimdedeplasare,v=1,5m/sputerea necesar acionrii este de 0,034 kW. Fig. 4.15. Variaia puterii necesare acionrii transportorului cu band n funcie de viteza de deplasare a benzii Energianecesaracionriitransportoruluielicoidalsetransformnlucrulmecanic necesarfuncionriitransportoruluinunitateadetimp.Energianecesaracionriitransportorului elicoidalestedirectproporionalcucapacitateadeproducieQ,lungimeatransportoruluiLi unghiul de nclinarea al transportorului o: Wtr.e = f(Q,L,o) .(4.29) Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 33 EnergianecesaracionriitransportoruluielicoidalestedatderelaiaWtr.e=Ptr.et[kWh],n care puterea necesar acionrii transportorului se poate calcula cu urmtoarea formul: ( )| | kWK L QPv e tro e o e sin cos3670 . + =, (4.30) unde:Qreprezintcapacitateadeproducie,t/h;L-lungimeatransportorului,m;K-coeficiental pierderilorenergeticedatoritamestecriiiafnriimaterialului(K=1.051.4);0-coeficientde rezistenladeplasareaorizontalamaterialelor(0=1.24.0);v -coeficientderezistenla deplasarea pe vertical a materialelor (v=6.58.3); o - unghiul de nclinarea al transportorului. n figura 4.16 se prezint variaia puterii necesare acionrii transportorului elicoidal n funcie de unghiul de nclinare o. Se observ c puterea necesar este direct proporional cu unghiulo de nclinare a transportorului. Fig. 4.16. Variaia puterii necesare acionrii transportorului elicoidal n funcie de unghiul de nclinare o Cu ct unghiul de nclinare este mai mare cu att puterea necesar transportorului elicoidal este maimare.Prinmodificareaunghiuluienclinarentre0...30,putereanecesarantrenriise modificntre0,383...1,367kW,pentruocapacitatedetransportQ=15t/h;L=6,5m;K=1,2; 0= 1,2; v = 6,5. n cazul transportorului elicoidal s-a mai analizat i influena capacitii de lucru asupra puterii necesare acionrii transportorului. Fig. 4.17. Variaia puterii necesare acionrii transportorului elicoidal n funcie de capacitatea de producie Dingraficulprezentatnfigura4.17seconstatcputereanecesaracionriitransportorului elicoidal este direct proporional cu capacitatea de lucru. Prin modificarea capacitii de lucru ntre 2,5...18t/24hputereanecesartransportoruluielicoidalsemodificntre0,001571...0,011kW, pentru urmtoarele condiii concrete de lucru: L = 2 m; K = 1,2; 0= 1,2; v = 6,5 i o = 10. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 34 Energianecesaracionriitransportoruluicucupeestedependentdemaimulifactori cum ar fi: capacitatea de lucru Q, nlimea de ridicare H, unghiul de nclinare o fa de orizontal i ali factori ce in de natura materialului transportat. Putereanecesaracionriitransportoruluicucupesepoatedeterminafolosindformula urmtoare: ||.|

\| + + + =Hktg QF v qtgF H QPRSP l RSP367 3751367 o o[kW],(4.31) unde:Hnlimeaderidicare,m;Qcapacitateadelucru,t/h;FRSP -rezistenaspecificde deplasare,pentruband-FRSP=0,07ipentrulanFRSP=0,11;-unghiuldenclinarefade orizontal(.75);ql greutateapemetruliniardetransport,nN/m,aelementelormobile;k coeficient ce ine seama de modul de descrcare (la descrcarea superioar n jgheab k=0). Se studiaz teoretic influena capacitii de lucru, Q, a nlimii de ridicare, H i a unghiului de nclinare, o. Condiiile concrete ale studiului teoretic sunt: o = 85; q1= 78 N/m; FRSP=0,07; v= 2,5 m/s; k =0 . Dinstudiulteoreticalinflueneinlimiideridicareasupraputeriinecesareacionrii transportorului(fig.4.18),reiesecputereanecesarestedirectproporionalcunlimeade ridicare. Mrirea nlimii conduce la creterea puterii necesare de acionare .Din grafic se constat c pentru acionarea unui elevator cu o nlime de ridicare egal cu 8 m, putereanecesar este egal cu 10,091 kW. Fig. 4.18. Variaia puterii necesare acionrii transportorului cu cupe n funcie de nlime Laanalizadependeneiputeriinecesareacionriielevatoruluifadecapacitateadelucru, figura 4.19, se observ ,de asemenea, c puterea este direct proporional cu capacitatea de lucru. Se constat c diferenele dintre puteri sunt relativ mici. Fig. 4.19. Variaia puterii necesare acionrii transportorului cu cupe n funcie de capacitatea de producie n urma studiului teoretic s-a constatat c nlimea de ridicareare o influen mai mare dect capacitatea de lucru asupra puterii necesare acionrii elevatorului. n figura 4.20 se prezint variaia puterii necesare acionrii elevatoruluin funcie de unghiul de nclinare al transportorului. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 35 Fig. 4.20. Variaia puterii necesare acionrii transportorului cu cupe n funcie de unghiul de nclinare Seremarcfaptulcputereanecesaracionriielevatoruluiesteinversproporionalcu unghiul de nclinare al transportorului. Cnd transportorul este n poziie vertical puterea necesar acionriiacestuiaesteceamaimic,ianume2,844kW,fade37,789kWpentruunghiulde nclinare de 75. Energianecesartransportuluipneumaticdinmoarsereferstrictlaputereanecesar ventilatoruluicareformeazcureniideaernecesarirealizriitransportuluicerealelorprin conductele de absorbie i de refulare. Puterea motorului electric ce antreneaz arborele ventilatorului se determin cu relaia: tr vvt vmk k p QPq q A =10002 1 [kW], (4. 32) n care: Qv este debitul ventilatorului, m3/s; Apvt diferena de presiune total realizat de ventilator, Pa;k1-coeficientdesiguranalputeriimotoruluielectriclapornire,k1=1,1;k2-coeficientde cretereaputeriidatorittreceriimaterialuluiprinventilator,k2=1,2;v randamentul ventilatorului, v=0,40,6; tr randamentul transmisiei, n funcie de felul de antrenare, tr=0,98 antrenare prin cuplaj elastic i tr=0,90,95 antrenare prin curele trapezoidale. nfigura4.21seprezintdependenaputeriinecesareacionriiventilatoruluinfunciede debituldeaeriseconstatcputereaestedirectproporionalcudebituldeaer.Deexemplu, pentruovariaieadebituluideaerntre105...165m3/s,putereanecesarantrenriicretentre 0,292...2,101 kW. Fig. 4.21. Variaia puterii necesare ventilatorului nfuncie de debitul de aer Puterea necesar acionrii ventilatorului mai este dependent i de diferena de presiune total realizat, i anume este direct proporional cu aceasta.nfigura4.22esteprezentatvariaiaputeriinecesareventilatoruluinfunciedediferenade presiune,deundeseconstatcpentruovariaieapresiuniintre1000...3000Pa,puterease modific ntre 0,122...0,367 kW. Cercetri privind optimizarea energetic a procesului tehnologic de mcinare a cerealelor Autor: Ing. Ana-Maria Istrate Conductor tiinific: Prof.univ.dr.ing. Gheorghe Brtucu 36 Fig. 4.22. Variaia puterii necesare ventilatorului n funcie de diferena de presiune -Energiaconsumatdepierderiledintransmisiesedatoreazfrecrilorcareaparntre organelenmicarealeechipamentelortehnice.Sepoaterealizareducereaacestorpierderiprin reducerea numrului organelor aflate n transmisie i prin reducerea frecrilor prin ungere. 4.4.Modelareamatematicaconsumurilorenergeticealevariantelor tehnologice pentru mcinarea grului 4.4.1. Aspectegeneraleprivinddiversificareasoluiilortehnologicelamcinarea gruluinmomentuldefatehnologiiledemcinareagruluiauajunslaperformanedeosebitesub aspectul gradului de separare a endospermului de nveli i a mbuntirii nsuirilor de panificaie alefinii.Echipamenteletehnicecareparticiplaprocesuldemcinares-auperfecionatn permanen,liniiledeprelucrares-aucompletatcunoiutilaje,astfelnctmoaramodernesteun ansamblucompletautomatizat,condusprincomputer,ncare,pebazacaracteristicilorgrului,ca mrimedeintrare,sepotstabilicaracteristicilefiniidorite(mrimideieire),restuloperaiilor reglndu-se n sistemul tehnologic. Fiecare din operaiile procesului de mcinare poate fi un consumator mai mic sau mai mare de energie, n funcie de starea iniial a grului i de cerinele impuse finii. Totui consumul cel mai maredeenergieseproducenprocesuldemcinarepropriu-zis,careieldepindede performaneleoperaiilordinamonte,princareseasigurseparareacorpurilorstrine,curarea nveliuluiboabelor(descojirea)icondiionareaacestora.Senelegecdecalitateaacestor operaii va depinde n mod direct calitatea finii obinute n urma mcinrii. n acelai timp un gru care conine multe corpuri strine, care este murdar etc., necesit prelucrri anterioare mcinrii cu consumuri energetice mult mai mari dect un gru de calitate superioar. Operaiadetransportagruluindepozitulmoriincarc,deasemenea,costurile,nefiind indiferentdacacesteasuntcu1%sau3%maimari,lacareseadaugicosturileseparriin unitate. Cantitatea de energie consumat n procesul de mcinare este influenat i de o serie de factori, cum sunt: amplasarea seciilor de depozitare i curare fa de secia de mcinare; tipul constructiv alseciilor