Практическое занятие № 2.

Тема: Измельчение.

Цель работы:Анализ работы машин по процессам измельчения, изучить конструкцию и работу измельчительных маши и провести исследования основных характеристик.

Порядок выполнения работы:

8. Записать в тетради тему практической работы.

9. Ознакомится с конструкцией и принципом действия валковых, шаровых и стержневых мельниц.

10. Ознакомление с основными параметрами этих машин и методикой расчета.

11. Произвести сравнительный анализ измельчающих машин.

12. Решить задачи.

13. Записать вывод о проделанной практической работе.

14. Ответить на контрольные вопросы.

 

Содержание работы: 1. Дисковые мельницыприменяются для мелкого и тонкого дробления зерна, солода, жмыха, сухарей и др. Рабочими органами дисковых мельниц являются два вертикальных рифленых дис­ка, один из которых неподвижный, а другой вращается на горизонтальном валу. Измельчаемый материал подается непрерывно в зазор между дисками, где и из­мельчается. Степень измельчения регулируется величиной зазора между дисками. Окружная ско­рость дисков при помоле зерна составляет 7—8 м/с.

Молотки, плиты, диски и ре­шетку изготавливают из износо­устойчивой марганцовистой стали или из углеродистой стали, на ко­торую направляют твердый сплав.

Валковые мельницы служат для среднего, мелкого и тонкого измельчения. Они применяются в пищевой промышленности для дробления и помола зерна, солода, плодов, жмыха и т. д. Рабо­чими органами валковой мельницы являются горизонтальные валки. Дробилка может иметь один валок, вращающийся вокруг горизонтальной оси параллельно неподвижной рабочей щеке, либо два валка. В первом случае раздавливание материала про­исходит между неподвижной щекой и вращающимся вал­ком. Парные валки вращаются навстречу один другому, и раз­давливание происходит между валками. Поверхность валков может быть гладкой, рифленой и зубчатой.

На рис. 1 представлена схема валковой мельницы. Подшипники валка 5 неподвиж­ны, а валка 3 — подвижны и удерживаются при помощи пру­жины 2, что позволяет вал­ку 3 смещаться при попадании в мельницу твердых инородных тел. Размер кусков продукта определяется шириной щели между валками. Загрузка мельницы производится непосредствен­но из бункера.

При вращении валков куски материала захватываются вал­ками и раздавливаются.

В валковых дробилках угол захвата α обычно составляет 18 °.

Наибольший размер измельченных кусков в 20—25 раз мень­ше диаметра валков.

Бегуны(рис.2.) имеют, как правило, два жернова (катка) и чашу, в которую загружается зерно. Жернова закреплены на вертикальном валу и вращаются вместе с ним. Кроме того, жернова одновременно вращаются вокруг горизонтальных осей за счет трения между поверхностью жерновов и материалом, находящимся в чаше. Измельчение зерна происходит раздавли­ванием и истиранием при набегании на него жерновов.

 

 

Рис. 1. Валковая мельница: 1-станина; 2 - пружина; 3 – подвижный валок; 4 — бункер; 5 — неподвижный валок

 

 

Шаровые и стержневые мельницы, в которых продукт обра­батывается шарами или стержнями, находящимися вместе с ним в полом вращающемся барабане, покрытом изнутри брониро­ванными плитами, применяются для тонкого измельчения.

Шаровая мельница (рис. 3.) загружается шарами и мате­риалом одновременно. Шары изготавливают из стали, диабаза, фарфора и других твердых материалов. Размер шаров зависит от размеров измельчаемого материала. Стальные шары имеют диаметр 35—175 мм. Корпус мельницы заполняют шарами на 30—35 % его объема.

Наряду с шарами используются также цилиндрические стержни. Оси стержней располагают параллельно оси корпуса мельницы. В шаровых мельницах измельчение материала проис­ходит под действием ударов падающих шаров или стержней и путем истирания его между шарами или стержнями и внутрен­ней поверхностью корпуса мельницы.

 

Измельченный продукт

Рис. 3. Шаровая мельница

1 – корпус барабана; 2 – броневая плита; 3 – люк; 4 – приводная шестерня; 5 – решетка; 6 – крышка; 7 – полые цапфы; 8 – направляющий конус; 9 – крышка.

 

 

При вращении шаровой мельницы вследствие трения между стенкой мельницы и шарами последние поднимаются в направле­нии вращения на такую высоту, пока угол подъема не превысит угла их естественного откоса, после чего скатываются вниз.

С увеличением скорости вращения мельницы возрастает центробежная сила и соответственно увеличивается угол подъ­ема шаров до тех пор, пока составляющая силы веса шаров не станет больше центробежной силы. При нарушении этого условия шары падают, описывая при падении некоторую пара­болическую кривую. При дальнейшем увеличении скорости вра­щения мельницы центробежная сила может стать настолько большой, что шары будут вращаться вместе с мельницей.

В кольцевых мельницах измельчение происходит путем раз­давливания и истирания материала роликами или шарами, ка­тящимися по внутренней поверхности кольца. Ролики или шары прижимаются к поверхности кольца центробежной силой или пружинами. В зависимости от этого различают центробежные и пружинные мельницы.

Вибрационные мельницы предназначены для тонкого измель­чения материала. Мельница представляет собой барабан, запол­ненный примерно на 70 % измельчающими телами, например шарами. Внутри барабана установлен вибратор, который сооб­щает вибрацию шарам и измельчаемому материалу. Интенсивность работы такой мельницы зависит от частоты и амплитуды колебаний.

Коллоидные мельницы ис­пользуются для очень тонкого измельчения суспензий. Из­мельчение проводится мокрым способом. Основными частями коллоидной мельницы являются корпус с коническим гнездом и ротор. Между конической по­верхностью корпуса и поверх­ностью ротора имеется зазор, равный долям миллиметра. Ро­тор вращается с окружной ско­ростью 30—120 м/с. В зазоре между корпусом и ротором твердые частицы суспензии из­мельчаются истиранием.

Измельчитель для мяса — куттер (рис. 4.) работает сле­дующим образом. Мясо из корыта автоматически загружается во вращающуюся чашу, изготовленную из нержавеющей стали, и режется инструментом, выполненным в виде фрезы и установ­ленным в чаше.

Скорость резки составляет 130 м/с. Процесс проводится под вакуумом. Материал корпуса и крышки куттера делает процесс резания практически бесшумным. Выгрузка фарша производится периодически с помощью автоматической наклонной заслонки, которая вытесняет фарш из чаши в приемное корыто. Уплотне­ние крышки и корпуса достигается с помощью специальных по­лимерных прокладок. Смена режущего инструмента происходит менее чем за 3 мин.

 

 

 

Рис. 4. Измельчитель (куттер) для мяса: 1 – крышка; 2 – стенка; 3 – чаша; 4 – привод; 5 – станина; 6 – режущий инструмент.

 

Контрольные вопросы:

1. С какой целью применяют измельчение?

2. Чем характеризуется процесс измельчения?

3. Какими методами производится измель­чение твердых материалов?

4. Какие схемы измельчения применяются в пищевой про­мышленности?

5. На какие виды подразделяется измельчение в зависимости от начальных и конечных размеров наибольших кусков материала?

6. От каких характеристик измельчаемых материалов зависит работа, затрачиваемая на измельчение?

7. Какие типы измельчающих машин применяются в промышленности? Характеристики дробилок и мельниц.

8. Перечислите требования к измельчающим машинам.