Mainsko inenjerstvo u praksi

Prehrambeno mainstvo

Prehrambena industrija je grana privrede sa najveim asortimanom proizvoda i izuzetno velikim obimom proizvodnje. Neki proizvoai svoj opstanak na tritu u dobroj meri zasnivaju na asortimanu prehrambenih proizvoda koji imaju viedecenijsku tradiciju proizvodnje, ali konkurencija na tritu zahteva da proizvoai neprekidno rade i na promociji novih proizvoda koji se od ostalih razlikuju po sastavu, obliku, dimenzijama, boji, ukusu, mirisu, roku trajanja, itd. U novije vreme poseban znaaj u prehrambenoj industriji pridaje se procesu pakovanja prehrambenih proizvoda, kako zbog higijenske zatite proizvoda od uticaja spoljanjih faktora, tako i zbog vizuelnog efekta, lakoe transporta i skladitenja.

Proizvodnja opreme za prehrambenu industriju, kao i proizvodnja opreme uopte ne moe se zamisliti bez primene znanja iz opte obrazovnih predmeta na osnovnim akademskim studijama (Mehanika, Otpornost konstrukcija, Inenjerska grafika, Mainski materijali, Mainski elementi, itd). Meutim, zbog specifinosti u proizvodnji hrane po pitanju kvaliteta i roka trajanja, potreba za transportom i skladitenjem proizvoda, te primene propisa i standarda iz oblasti prehrambene industrije, oprema za proizvodnju i pakovanje prehrambenih proizvoda mora zadovoljavati i veliki broj dodatnih uslova ija realizacija zahteva nova znanja koja se mogu stei izuavanjem odgovarajuih nastavnih predmeta na smeru za prehrambeno mainstvo.

Na osnovnim akademskim studijama nova znanja iz oblasti prehrambenog mainstva mogu se stei izuavanjem predmeta: Projektovanje mehanizama, Osnovne tehnoloke operacije u prehrambenom mainstvu, Hidrauliki i pneumatski mehanizmi i instalacije, Struna praksa (B.Sc) prehrambeno mainstvo. Na diplomskim akademskim studijama znanja iz oblasti prehrambenog mainstva stiu se kroz izuavanje predmeta: Mehatronika, Projektovanje mehanizama i manipulatora u prehrambenoj industriji, Estetika proizvoda, Inenjerska

dijagnostika, Maine za pakovanje, Prehrambene maine i Struna praksa (M.Sc) prehrambeno mainstvo, kao i nekoliko predmeta iz grupe izbornih u bliskoj vezi sa prehrambenim mainstvom.

Na Katedri za teoriju mehanizama i maina realizovan je veliki broj projekata iz razliitih oblasti. Najvei broj projekata vezan je za oblast prehrambenog mainstva i projektovanja mehanizama i maina.

Na slici 1. prikazani su demo panoi sa razliitim tipovima mehanizama.

Slika 1.

Na slici 2. prikazana je oprema za uravnoteavanje rotora.

Slika 2.

Na slici 3. prikazane su tri razliita tipa pei za pekare i ugostiteljske objekte: etana pe, konvektna pe i roto pe.

Slika 3.

Na slici 4. prikazana je maina za pakovanje komadnih i viskoznih materijala.

Slika 4.

Na slici 5. prikazana je automatska linija za proizvodnju formovanog i rezanog keksa.

Slika 5.

Od svih projekata iz oblasti prehrambenog meinstva, po gotovo svim kriterijumima (obim poslova, vreme trajanja, koliina dokumentacije, broj angaovanih izvrilaca, finansijski efekat, itd.) najvei projekat koji je na Katedri za teoriju mehanizama i maina realizovan od idejnog reenja, preko konstruisanja, izrade dokumentacije i praktine realizacije, do putanja u rad, je automatska linija za proizvodnju tvrdog keksa i krekera.

Takoe, veliki broj diplomskih radova sa temom vezanom za ovaj projekat studenti su odradili tokom njegove realizacije.

Sagledavanje kompletnog tehnolokog procesa proizvodnje prehrambenog proizvoda, u ovom sluaju tvrdog keksa i krekera, je neophodno za kvalitetnu realizacije opreme za njegovu proizvodnju.

Tehnoloki proces proizvodnje tvrdog keksa i krekera sastoji se iz nekoliko tehnolokih celina (ema 1).

ema1.

U proizvodnji keksa koriste se sirovine propisanog kvaliteta, kao na primer: brano, eer, masnoe (buter, margarin, biljna mast), mleko, jaja, skrob u prahu, invertni sirup, kuhinjska so, kvasac, amonijum bikarbonat, mlena kiselina, sredstva za aromatizaciju, voda, koje moraju biti i adekvatno uskladitene.

Sledei korak u procesu proizvodnje je tehnoloka priprema sirovina i formiranje zamesa. Pored kvaliteta upotrebljenih sirovina na kvalitet zamesa najvei uticaj imaju redosled dodavanja sirovina, te nain i duina trajanja meanja. Sledea faza obuhvata obradu testa formiranjem testane trake, njenim slojevanjem pa zatim valjanjem, ime se postie homogenost testa i ravnomernost debljine testane trake to za posledicu ima ravnomernu poroznost, slojevitu strukturu, glatku povrinu i sjaj gotovog proizvoda.

Automatska linija za proizvodnju tvrdog keksa i krekera, na kojoj se vri obrada testa i formiranje dekorisanih testanih komada ijim se peenjem dobijaju tvrdi keks ili kreker, projektovana na Katedri za teoriju mehanizama i maina prikazana je na slici 6.

Slika 6.

Projektovani kapacitet prikazane linije je 550 kg keksa na sat, a radna irina linije 800 mm.

Vreme potrebno za postepeno zgrevanje trake tunelske pei pri putanju u rad i nemogunost odloenog korienja velike koliine povratnog testa uslovljavaju neprekidan viednevni pa i viemeseni rad linije. Proces obrade testa i formiranja dekorisanih testanih komada dat je na emi 2.

ema 2.

1. PREDFORMIRANJE TRAKE TESTA 2. LAMINIRANJE 3. GLAANJE TESTANE TRAKE 4. ODMARANJE TESTA 5. FORMIRANJE DEKORISANIH TESTANIH KOMADA 6. ODVAJANJE ODPADNE MREE 7. TRANSPORT TESTANIH KOMADA U PE

U maini za slojevanje testane trake laminatoru, najpre se vri stanjivanje testane trake nastale sastavljanjem testane trake od sveeg testa iz ureaja za predformiranje i testane trake od povretne testane mase nastale od otpadne mree formirane prilikom isecanja testanih komada.Testana traka odreene irine i debljine potom prolazi kroz vei broj parova kalibrisanih valjaka za smanjivanje debljine testane trake i transportera za odmaranje testa. Na izlaznom trasporteru laminatora, iji je pravac kretanja pod uglom od 90o u odnosu na predhodni pravac kretanja testane trake, formira se slojevita testana traka od 4 do 14 slojeva

predhodno istanjene testane trake. Laminiranjem testane trake buduem proizvodu se daje slojevita i rastresita struktura. Na slici 7. prikazan je laminator bez oplate.

Slika 7.

Na mainama za glaenje, kojih ima 3, vri se postepeno stanjivanje testane trake do konane debljine potrebne za obrazovanje forme gotovog proizvoda odnosno dekorisanog testanog komada.

Posle dodatnog odmaranja testane trake isecanje dekorisanih testanih komada obavlja se na mainama za isecanje tanc mainama. Projektovana su dva tipa ovih maina.

Reverzibilna tanc maina koristi ploasti alat sa veim brojem u nizu povezanih modli koje istovremeno utiskuju dekoraciju i vre isecanje testanih komada u periodu dok se brzina kretanja alata u pravcu kretanja testane trake poklapa sa brzinom kretanja testane trake kroz mainu. Dok alat vri povratni hod testana traka se pomeri za jedan korak koji odgovara zbiru duine testanog komada i neophodnog razmaka izmeu njih. Reverzibilna tanc maina je radne irine 800 mm i prikazana je na slici 8.

Slika 8.

Mogunost promene broja otkucaja alata reverzibilne tanc maine u rasponu od 50 do 80 otkucaja dozvoljavaja isecanje testanih komada razliitih duina. Rotaciona tanc maina isecanje testanih komada obavlja sinhronim obrtanjem dva cilindrina alata, pri emu prvi alat obavlja dekoraciju testane trake, a drugi alat isecanje dekorisanih delova testane trake. Isecanje dekorisanih testanih komada razliitih duina zahteva primenu alata razliitih prenika, to za posledicu ima konstrukciju specijalnog reduktora koji daje mogunost zaokretanja alata za isecanje u odnosu na alat za dekoraciju testane, trake kako bi isecanje uvek bilo usklaeno sa dekorisanjem. Princip rada specijalnog reduktora prikazan je na slici 9.

Slika 9.

Iseeni testani komadi preko transportera odlaze u pe, a testana mrea se povratnim transporterom vraa u laminator gde se mea sa sveim testom. U

zavisnosti od oblika i veliine iseenih testanih komada otpadna mrea moe dostii i preko 50% testane trake. Zbog njenog direktnog uticaja na kvalitet tvrdog keksa i krekera, posebna panja je posveena konstruisanju alata. Peenje testanih komada obavlja se u tunelskim peima duine 27 do 60 m odgovarajue radne irine. Duina pei i vreme peenja proizvoda (5 - 15 min.) definiu brzinu kretanja iseenih testanih komada na ulazu u pe. Brzina testane trake i odgovarajuih izvrnih organa maina u pojedinim fazama obrade testa definisane su konstantnou masenog protoka testa. Primena varijatora u pogonskim sistemima svih maina za obradu testa omoguava sinhronizaciju u radu automatske linije za obradu testa pri promeni asortimana proizvodnje, a korekcioni varijatori pogona kompenziraju odstupanja nastala zbog promena u kvalitetu testa.

Hlaenje tvrdog keksa i krekera obavlja se prirodnim putem na sistemu transportera ija je duina dvostruko vea od duine tunelske pei. Na kruju transportera za hlaenje vri se pakovanje tvrdog keksa i krekera. Iskustva steena na projektovanju, izradi i u ekspolataciji ovakvih automatskih linija omoguila su uspenu realizaciju i automatskig linija za istu namenu kapaciteta 1200 kg keksa na sta radne irine 1200 mm.

Znanja i iskustva steene na realizovanim projektima prestavljaju vrst temelj za izradu novih projekata u oblasti prehrambenog mainstva i dobra su osnova za rekonstrukciju i odravanje postojee opreme u prehrambenoj industriji.