Ζυγιστικά συστήματα

Ζυγιστικά συστήματα ονομάζονται αυτά που χρησιμοποιούνται για την ακριβή ζύγιση αντικειμένων.

Ιστορική αναδρομή

Αρχαιότητα
Τα πρώτα ζυγιστικά συστήματα γεννήθηκαν από την ανάγκη για μέτρηση των προς πώληση αγαθών. Εφευρέθηκαν λόγω της ραγδαίας 
ανάπτυξης του εμπορίου και των ανταλλαγών, καθώς οι έμποροι αναζήτησαν έναν καινούργιο τρόπο μέτρησης της αξίας των προϊόντων, εκτός από τη μέτρηση κατά κομμάτι. Σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως στο εμπόριο ακανόνιστου σχήματος ψηγμάτων χρυσού, η μέτρηση με αυτή τη μονάδα ήταν δύσκολη. Τα αρχαιότερα ζυγιστικά ανακαλύφθηκαν από αρχαιολόγους στην πεδιάδα του Ινδού ποταμού κοντά στο σημερινό Πακιστάν και χρονολογούνται περίπου στο 2000 π.Χ. Αποτελούνταν από δυο δίσκους προσαρμοσμένους σε μια κάθετη ακτίνα/ βέργα. Το προς ζύγιση προϊόν τοποθετείται στον ένα δίσκο, ενώ στον άλλο τοποθετούνταν βαρίδια/ σταθμά με γνωστό και καθορισμένο βάρος, μέχρι να επιτευχθεί η ισορροπία, η οποία υποδήλωνε και το βάρος του προϊόντος. Το σύστημα αυτό ζύγισης ήταν απόλυτα ακριβές, αλλά και εύκολο στο να πειραχθεί. 
Το πιο γνωστό ιστορικό παράδειγμα αλλοίωσης αποτελέσματος ζύγισης είναι αυτό μετά την κατάληψη της Ρώμης το 390 π.Χ. από τον Γαλάτη αρχηγό Βρέννο. Ο Βρέννος απαίτησε από τους Ρωμαίους το ποσό των 1000 λιβρών ως λύτρα για να μην κάψει την πόλη της Ρώμης. Οι Ρωμαίοι, φοβούμενοι μήπως καταστραφεί η χρυσή τους πόλη, συγκέντρωσαν τον χρυσό, τον ζύγισαν και τον παρέδωσαν στον Βρέννο. Αυτός, όμως, τον ζύγισε με τα δικά του σταθμά, τα οποία ήταν διαφορετικά από αυτά των Ρωμαίων. Βρήκε ως εκ τούτου την ποσότητα του χρυσού που του προσφερόταν λειψή και απαίτησε το συμπλήρωμα. Όταν οι Ρωμαίοι -και με το δίκιο τους- παραπονέθηκαν ότι έχει «πειράξει» τη ζυγαριά και τα βαρίδια, ο Βρέννος πέταξε στο δίσκο με τα βαρίδια το σπαθί του (έτσι ώστε, για να ισορροπήσει τώρα η ζυγαριά θα χρειαζόταν ακόμη μεγαλύτερη ποσότητα χρυσού) και είπε την ιστορική πλέον φράση  «Αλίμονο στους ηττημένους» (vae victis).

18ος - 20ος
Τα ζυγιστικά συστήματα δε γνώρισαν μεγάλη εξέλιξη μέχρι τη βιομηχανική επανάσταση. Μέχρι τα τέλη του 18ου αιώνα για τη ζύγιση, χρησιμοποιούνταν οι ζυγοί με τα βαρίδια. Η ζυγαριά με ελατήρια εφευρέθηκε από τον Richard Salter γύρω στο 1770 και μετρούσε την πίεση ή την ένταση που ασκείται σε ένα ελατήριο για να εξαχθεί ως αποτέλεσμα το βάρος του αντικειμένου που ασκεί την πίεση. Τέτοιου είδους ζυγαριές χρησιμοποιούνται μέχρι και σήμερα, παρά την εφεύρεση των ηλεκτρονικών ζυγών, κυρίως λόγω του χαμηλού κόστους τους. 
Οι ηλεκτρονικές ζυγαριές αποτελούν την πιο σύγχρονη μορφή ζυγού. Μετρώντας την ηλεκτρονική αντίσταση υπολογίζεται το βάρος του αντικειμένου, ενώ πλέον με την εξέλιξη της τεχνολογίας είναι δυνατόν να ληφθούν υπ’ όψιν και να αποκλειστούν αυτόματα από την τελική μέτρηση δυνάμεις που την καθορίζουν όπως η ατμοσφαιρική πίεση που ασκείται στο σώμα προς ζύγιση.

Φυσική των ζυγιστικών συστημάτων

Τι μετρούν
Το βάρος είναι δύναμη και η μονάδα μέτρησης του στο διεθνές σύστημα είναι το Newton (N), ενώ αντίθετα οι ζυγαριές είναι βαθμονομημένες σε χιλιόγραμμα (κιλά δηλαδή) και τις υποδιαιρέσεις και τα πολλαπλάσιά τους. Όταν για παράδειγμα ζυγίζεται ένας άνθρωπος και πάρει ένδειξη 80Κg, αυτό δεν είναι το βάρος του, αλλά η μάζα του. Και μάλιστα αν χρησιμοποιηθεί ζυγαριά με ελατήρια και όχι κάποια που χρησιμοποιεί σταθμά, η ένδειξη θα είναι ακριβής μόνο αν ληφθεί στο ύψος της επιφάνειας της θάλασσας. Στο συγκεκριμένο παράδειγμα το βάρος του θα είναι περίπου 784,5N. Η μάζα είναι κάτι που δεν αλλάζει με τις διακυμάνσεις της βαρύτητας και αυτό είναι που θέλουμε να μάθουμε από τη ζυγαριά. Σκεφτείτε απλώς ότι οι αστροναύτες, σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας, δε ζυγίζουν ούτε γραμμάριο, αλλά αυτό δε σημαίνει πως έχουν εξαϋλωθεί. Το βάρος, λοιπόν, είναι η δύναμη που ασκείται στη ζυγαριά, αλλά η ζυγαριά το χρησιμοποιεί προκειμένου να μετρήσει μάζα.

Ζυγιστικά μηχανήματα και μηχανές συσκευασίας
Ο συνδυασμός των ζυγιστικών συστημάτων και των μηχανών συσκευασίας αποτελεί την αυτοματοποιημένη λύση που προσφέρουν οι κατασκευαστικές εταιρείες για την παρασκευή ελαιόλαδου, βρώσιμης ελιάς και πελτέ τομάτας.

Μηχανή παραγωγής και συσκευασίας ελαιόλαδου
Η γραμμή επεξεργασίας του ελαιοκάρπου για την παρασκευή ελαιολάδου ξεκινάει με τη μεταφορά των δοχείων ή των τσουβαλιών περισυλλογής από το χωράφι στο ελαιοτριβείο. Το πρώτο κομμάτι του εξειδικευμένου μηχανήματος είναι ένας ανατροπέας ελέγχου με ανοξείδωτο υδραυλικό έμβολο ανύψωσης. Οι ελιές ρίχνονται πάνω σε μια μεταλλική ταινία, η οποία οδηγεί και «ανεβάζει» τον ελαιόκαρπο σε ένα κόσκινο. Εκεί με δονητική κίνηση διαχωρίζεται ο καρπός από τα φύλλα και τα λοιπά ξένα στοιχεία. Ακολουθεί το αυτοματοποιημένο πλύσιμο, για να απομακρυνθούν τα όποια ξένα σώματα που μπορούν να επηρεάσουν την ποιότητα αλλά και τη γεύση του λαδιού. Στη συνέχεια, ο καθαρός καρπός σπάει μέσω ενός κοχλία σε μικρά κομμάτια και μετατρέπεται σε ελαιόπαστα, ώστε να μπορέσει να βγει το ελαιόλαδο από τα κύτταρα του μεσοκαρπίου.  Η ελαιόπαστα συνεχίζει την πορεία της στον μαλακτήρα ώστε (με προσθήκη νερού, αν είναι απαραίτητο λόγω της στεγνότητάς της) και με τη διαδικασία της μάλαξης να παραχθεί το λάδι. Ακολούθως, το αποτέλεσμα της μάλαξης εισάγεται στο φυγοκεντρικό διαχωριστήρα οριζόντιας φυγοκέντρισης, όπου και απομακρύνονται μέσω της φυγόκεντρου δύναμης τα κουκούτσια, τυχόν στερεά απόβλητα και ο πολτός. Το παραχθέν λάδι περνάει πλέον σε ειδικά μηχανήματα για τον τελικό διαχωρισμό ελαίου-νερού και καταλήγει σε ειδικά μηχανήματα συσκευασίας, από όπου κρύβεται σε μπουκάλια ή δοχεία.

Μηχανή επεξεργασίας και συσκευασίας βρώσιμης ελιάς
Η επιτραπέζια ελιά αποτελεί ένα από τα κύρια εξαγώγιμα προϊόντα της Ελλάδας. Για την παραγωγή επιτραπέζιας ελιάς (καθώς μόνο ο καρπός της Θρουμπολιάς είναι βρώσιμος χωρίς περαιτέρω επεξεργασία) η διαδικασία είναι διαφορετική από αυτή  του λαδιού. Μετά τη συγκομιδή τους, οι ελαιόκαρποι περνούν τη διαδικασία του ξεπικρίσματος, καθώς η ουσία ελευρωπαΐνη που βρίσκεται στη σάρκα έχει μια πικρή γεύση. Η ουσία αυτή δεν είναι επικίνδυνη για τον άνθρωπο, και μάλιστα μικρά ποσοστά της (π.χ. στις υπόπικρες ελιές) δρα ευεργετικά σε αρκετές παθήσεις του στομάχου. Έχει, όμως, πικρή γεύση, μη ευχάριστη στον ουρανίσκο. Το ξεπίκρισμα μπορεί να γίνει με δύο τρόπους, με βύθισμα των ελιών σε καθαρό νερό για μια περίοδο ημερών ή με την επεξεργασία τους για μερικές ώρες με διάλυμα NaOH (καυστικού νατρίου). Αμέσως μετά το ξεπίκρισμα, οι ελιές αποπλένονται. Ακολουθεί η διαδικασία της ζύμωσης, που αποσκοπεί κατά κύριο λόγο στη δημιουργία των καταλλήλων συνθηκών για τη συντήρησή τους. Η διαδικασία συνίσταται στην προσθήκη αλατιού και τη διεξαγωγή γαλακτικής ζύμωσης των ζυμώσιμων συστατικών της σάρκας του καρπού σε αναεροβιωτικό περιβάλλον. Τα ζυμώσιμα συστατικά δεν είναι άλλο από τα ζάχαρα που περιέχονται στη σάρκα της ελιάς σε ποσοστό που εξαρτάται από την ποικιλία αυτής. Τα ζάχαρα, περνώντας από τη σάρκα στο καθαρό νερό ή στην άλμη, δημιουργούν το υπόστρωμα στο οποίο αναπτύσσονται τα γαλακτοβακτηρίδια αρχίζοντας έτσι τη διαδικασία της ζύμωσης. Η ζύμωση των ζαχάρων προκαλεί την παραγωγή γαλακτικού οξέος και διοξειδίου του άνθρακα (CO2) που εκλύεται στο διάλυμα χωρίς να σχηματίζει φυσαλίδες (όπως τουναντίον γίνεται με τον μούστο όταν «βράζει»). Όταν το γαλακτικό οξύ φτάσει ένα ορισμένο ποσοστό στην άλμη (0.8-1 γρ.%, ph 3.6-4,0) η ζύμωση σταματάει. Οι ελιές οδηγούνται στο διαχωριστή ελιάς- άλμης και, μέσω μιας ανοξείδωτης αντλίας, η άλμη απομακρύνεται από τη θυρίδα καθαρισμού. Οι ελιές οδηγούνται σε μια τράπεζα οπτικής διαλογής όπου με ειδικά μηχανήματα και καλιμπράρισμα διαχωρίζονται σε κατηγορίες με βάση την εγκάρσια διάμετρο του καρπού (και όχι του βάρους). Η ταξινόμηση με βάση το μέγεθος βελτιστοποιεί την τελική εμφάνιση του προϊόντος, διευκολύνει την κοστολόγηση και έμμεσα υποδεικνύει το στάδιο ωρίμασης του καρπού (οι μεγαλύτεροι καρποί είναι πιο ώριμοι).  Σειρά έχει το πέρασμά τους από το τσακιστικό/ χαρακτικό μηχάνημα, ενώ μετά από αυτή τη διαδικασία, επανατοποθετούνται σε άλμη και συσκευάζονται με τη βοήθεια των ειδικών μηχανημάτων.

Μηχανή επεξεργασίας και συσκευασίας πελτέ τομάτας
Η γραμμή επεξεργασίας της τομάτας για την παραγωγή πελτέ περιλαμβάνει αρχικά την πλυστική μηχανή με διάταξη προώθησης. Σε αυτήν, το πλύσιμο εκτελείται σε 3 στάδια. Κατά το τρίτο και τελευταίο στάδιο που είναι και το πιο σημαντικό, γίνεται εκτόξευση νερού από μπεκ που βρίσκονται πάνω από τη μεταφορική ταινία, η οποία παρουσιάζει μία κλίση ανεβάζοντας τις τομάτες από το πλυντήριο στην ταινία διαλογής. Η διαδικασία της διαλογής της πρώτης ύλης είναι κεφαλαιώδους σημασίας στην παρούσα φάση, γιατί εξασφαλίζεται η καλή ποιότητα του παραγόμενου προϊόντος. Ακολουθεί η διάταξη τεμαχισμού και πολτοποίησης της  ντομάτας. Η πρώτη ύλη οδηγείται στο σπαστήρα, το ειδικό τμήμα της μηχανής που αποτελείται από 2 κυλίνδρους με δόντια ή με περιστρεφόμενες λεπίδες. Οι τομάτες, καθώς περνούν από τα δόντια των κυλίνδρων ή των λεπίδων που περιστρέφονται, κομματιάζονται. Στη συνέχεια, η θρυμματισμένη τομάτα προωθείται σε δεξαμενή με ειδικό πλωτήρα και από εκεί με αντλία στον προθερμαντήρα, όπου και προθερμαίνεται σε θερμοκρασία 90 βαθμών Κελσίου. Αμέσως μετά, διοχετεύεται στο συγκρότημα διήθησης και οδηγείται διαδοχικά από τρία κόσκινα με γρήγορους ρυθμούς για να φιλτραριστεί και να απομακρυνθούν τυχόν ξένα σώματα. Πριν ο τοματοπελτές οδηγηθεί στη μηχανή συσκευασίας, συμπυκνώνεται και παστεριώνεται για να αποφευχθεί η οποιαδήποτε αλλοίωση και να διατηρηθεί σωστά το αποτέλεσμα.
Μονάδες μέτρησης
Συστήματα