Исходный материал

1, 6 — валы-. 2, 3 — диски; 4 — пальцы била;.5 — загрузочная воронка; 7 — разгрузочная воронка

Рисунок 4 - Схема дезинтегратора

Дисковые мельницы применяют 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 изготовляют из износоустой­чивой марганцовистой стали или из углеродистой стали, на которую наплавляют твердый сплав.

Для измельчения фруктов и ягод и последующего отделения сока от полученной массы применяют дисковые измельчающие машины, скомбинированные с центрифугой. Конструкция одной из них пред­ставлена на рис. 5.

1 —воронка; 2 — патрубок для мезги; 3 — кор­пус; 4 — ротор; 5 — двигатель; 6 — патрубок дли выхода сока; 7 — вал; 8 — измельчающий диск; 9 — корзина

Рисунок 5 - Измельчающая машина для фруктов и ягод

Внутри корпуса на валу установлена дисковая терка, которая приводится во вращение коническим ротором. Сырье загружается через загрузочную воронку в корзину, стенки которой выполнены из сетки и выполняют роль фильтровальной поверхности. Измель­ченная масса под действием центробежной силы разделяется на сок и мезгу. Сок фильтруется через сетчатые стенки вращающейся корзины и поступает в кольцевое пространство, из которого через выпускной патрубок сливается из измельчителя.

Мезга поступает в пространство под крышкой и оттуда выгру­жается через патрубок в крышке.

В протирочных машинах для фруктов и овощей сок от мезги отделяется в результате протирания через протирочные сита.

Протирочная машина состоит из одной или нескольких проти­рочных камер. На рис. 6 показана протирочная машина с одной горизонтальной протирочной камерой. Камера представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого расположена перфориро­ванная металлическая решетка. Решетка установлена таким обра­зом, что между ней и корпусом образуется кольцевой канал. По оси корпуса расположен ротор с насаженными на него протирающими лопатками. Между лопатками и решеткой имеется зазор, в котором и происходит измельчение материала в результате удара и истира­ния, а протирание происходит благодаря давлению, создаваемому лопатками ротора.

1 — корпус; 2 – кольцевой канал: 3 — решетка; 4 —воронка. 5 — ротор: 6 — спица; 7 — лопатка

Рисунок 6 - Протирочная машина

В машинах с двумя протирочными камерами достигается более высокая степень измельчения сырья путем установки во второй камере решетки с меньшими проходными размерами.

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. Рабочие органы валковой мельницы — 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. 25.7 представлена схема валконой 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. Мельница загружается непо­средственно из бункера.

1 — станина: 2 — пружина. 3 — валок; 4 — бункер; 5 — неподвижный валок

Рисунок 7 - Валковая мельница

При вращении валков куски материала захватываются валками и раздавливаются.

В валковых дробилках угол захвата а обычно составляет 18°.

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

Окружная скорость валков колеблется в пределах от 3 до 6 м/с.

Бегуны (рис. 8) 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.

Бегуны бывают с неподвижной чашей и вращающимся от привода катками; с вращающейся от привода чашей и свободно враща­ющимися катками.

Бегуны с вращающейся чашей более быстроходны (20...50 мин^-1).

Выгрузка измельченного материала осуществляется автомати­чески за счет центробежной силы.

1 —вертикальный вал; 2 — чаши; 3 — горизонтальные оси; 4 — жернова (катки): 5 — кривошип

Рисунок 8 - Бегуны

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. 9) загружается шарами и материалом одновременно. Шары изготовляют 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 используют 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.

При вращении шаровой мельницы вследствие трения между стенхой 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.

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

Рисунок 9 - Шаровая мельница

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. Частота колебаний в среднем составляет 1500…2500 мин^-1 при амплитуде 2...4 мм.

Коллоидные мельницы используют для очень тонкого измельче­ния суспензий. Измельчение проводят 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.

Рамная центробежная свеклорезка (рис. 10) служит для изрезывания свеклы в стружку с целью извлечения из нее сахарозы.

1 — загрузочный бункер; 2 — ножевая рама; 3 — корпус; 4 — днище; 5 — люк; 6 — трехло­пастная улитка

Рисунок 10 - Рамная центробежная свекло­резка

а — стандартный ломтереэный; б — тонкий для резки мягких и сочных продуктов; в —для нареза­ния волнистых ломтиков; г — для нарезания кубиков; д — терка

Рисунок 11 - Режущие диски овощерезки

Принцип действия свекло­резки заключается в следу­ющем. Свекла загружается в свеклорезку через загрузочный бункер, увлекается враща­ющейся улиткой и под дей­ствием центробежной силы при­жимается к режущей кромке ножей, которыми изрезывается в стружку. Свекловичная стружка через проемы ножевых рам выпадает в пространство между корпусом свеклорезки и кожухом и затем через люк поступает на дальнейшую пере­работку.

Для замены ножей ножевую раму поднимают и заменяют глухой рамой без ножей. Для очистки ножей применяют продувку паром или сжатым воздухом.

Вертикальные овощерезки используют для разрезания овощей на ломтики, кубики, соломку и т. д. Овощерезка состоит из загру зонной воронки, измельчающей камеры и привода. Режущим инструментом является горизонтальный диск, насаженный на верти­кальный вал, приводимый во вращение электродвигателем. Машина изготовлена из высококачественного цветного металла, покрытого слоем полиамида.

Размеры и форма нарезанных овощей изменяются в зависимости от конфигурации ножей.

На рис. 11 показаны некоторые конструкции режущих дис­ков.

Измельчитель для мяса — куттер (рис. 12) 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 проводят под ваку­умом. Материал корпуса и крышки куттера делает процесс резания практически бесшумным. Фарш выгружается 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.

1 – крышка; 2 — стенка; 3 — чаша; 4 — привод; 5 — станина; 6 — режущий инструмент

Рисунок 12 - Измельчитель (куттер) для мяса

КЛАССИФИКАЦИЯ ЗЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для разделения смеси зернистых материалов на фракции с узкими пределами размеров частиц применяют три вида классифи­каций:

· механическая, которая заключается в рассеве сыпучих материа­лов на ситах, решетах или других устройствах. При механической классификации через отверстия просеивающего устройства прохо­дят частицы материала (проход), размеры которых меньше разме­ров отверстий. Не прошедшие через сита куски или частицы (сход) направляются на дополнительное измельчение;

· гидравлическая классификация — разделение смеси твердых частиц на фракции в зависимости от скорости оседания частиц в жидкости;

· воздушная сепарация — разделение смеси твердых частиц на фракции в зависимости от скорости отстаивания частиц в воздухе.

Классификацию используют как вспомогательную операцию для удаления мелочи перед измельчением материала, а также при воз­врате крупных частиц материала на повторное измельчение и в качестве самостоятельной операции — для выделения готового про­дукта заданного фракционного состава.

Механическая классификация, которая также называется сепа­рированием (грохочением), применяется для разделения частиц раз­мерами от нескольких сантиметров до долей миллиметра. Класси­фикацию проводят на рассеивающих устройствах, называемых грохотами или сепараторами. Для рассеивания мате­риалов используют металлические или другие сита, решета из металлических листов со штампованными отверстиями, решетки из параллельных стержней — колосников.

Сита бывают с квадратными или прямоугольными отверстиями, имеющими размеры от 0,04 до 100 мм. Сита обозначают номерами, соответствующими размеру стороны отверстия сита в свету, выра­женному в миллиметрах или микронах.

Решета изготовляют из металлических листов толщиной 2...12 мм, в которых штампуют круглые или прямоугольные отвер­стия размером 2...10 мм. Чтобы избежать забивки отверстий мате­риалом, их выполняют в форме конуса, расширяющегося книзу.

Колосники собирают из стержней обычно трапецеидального сечения. При такой форме колосников облегчается проход частиц материала через расширяющиеся книзу зазоры между колосниками.

Классификация материалов происходит при движении их относи­тельно перфорированной поверхности. При этом поверхность может быть неподвижной, установленной под углом к горизонту большим, чем угол трения материала, либо движущейся.

В результате классификации получают два продукта: отсев (про­ход) и отход (сход). Отсев — частицы, прошедшие через рассеива­ющее устройство, отход — куски (частицы), не прошедшие через рассеивающее устройство.

Классификация бывает однократной и многократной. При одно­кратной классификации материал просеивается через одно сито, при многократной — через несколько сит.

В промышленности используют грохоты с неподвижными и подвижными решетками. Наибольшее применение нашли грохоты с неподвижными решетками. Грохоты бывают качающимися, бара­банными, вибрационными, дисковыми, роликовыми, колоснико­выми и цепными.

На рис. 13 показан качающийся грохот, который широко при­меняется в промышленности.

Грохот приводится в колебательное движение с помощью криво­шипного механизма. Отсев проваливается при сотрясении сита в отверстия, а отход перемещается вдоль сита и с него поступает непо­средственно на измельчение. Для отбора нескольких фракций кача­ющиеся грохоты делают многоярусными; в этих грохотах материал подается на верхнее сито, имеющее наибольшие отверстия. Круп­ные куски удаляются с этого сита как отход, а отсев поступает на расположенное ниже сито с более мелкими отверстиями. На этом сите снова получают отход и отсев, причем отсев попадает на следу­ющее более мелкое сито, и т. д.

Преимущества плоских качающихся грохотов: большая производительность, высокая эффективность грохочения, компактность, удобство обслуживания и ремонта.

1 — эксцентрик; 2 — шатун; 3 — пружина; 4 — корпус; 5 — сито

Рисунок 13 - Качающийся грохот

Недостатком этих грохотов является неуравновешенность кон­струкции, в результате чего работа их сопровождается сотрясени­ями и толчками.

К грохотам с подвижными колосниками относятся роликовые грохоты, у которых просеивающей поверхностью являются ролики или диски, насаженные на параллельно установленные вращающие­ся горизонтальные валы. Разделяемый материал движется по дис­кам или роликам, при этом нижний материал проваливается в зазоры между роликами или дисками, а отсев выгружается в конце грохота. В результате встряхивания материала при движении его по роликам или дискам повышается эффективность разделения.

Барабанный грохот представляет собой барабан, установленный наклонно под углом 4...7° к горизонту. Барабан изготовляют из сетки или перфорированных стальных листов, он вращается на центральном валу либо на выносных опорных роликах. Материал загружается с открытого торца барабана. Отсев проваливается через перфорированные стенки барабана, а отход выходит с проти­воположного открытого торца барабана. Барабанные грохоты используют для механической классификации от мелкого к крупно­му. Отверстия в ситах делают увеличивающимися по ходу движения материала. Недостатками барабанных грохотов является гро­моздкость, малая эффективность разделения и низкая производи­тельность.

Для очистки зерна, зерновых, крупяных и бобовых культур от сорных и зерновых примесей используют горизонтальные или вер­тикальные цилиндрические зерноочистительные сепараторы. Раз­деление в таких сепараторах происходит на металлическом сите. Проходные размеры отверстий сита увеличиваются по ходу движе­ния зерновой смеси. Разделение смеси происходит под действием центробежной силы в вертикальных сепараторах либо в результате вибрационных колебаний материала и сита в горизонтальных сепа­раторах.

На рис. 14 схематично показан барабан центробежного сепа­ратора. Барабан состоит из нескольких секций. Зерно с примесями поступает в верхнюю секцию. Под действием центробежной силы зерно вместе с примесями отбрасывается к перфорированной стенке барабана сепаратора. Примеси, имеющие меньшие размеры, чем зерно, проходят через отверстия стенки и удаляются из сепаратора в виде отсева, а зерно поступает в нижнюю секцию.

Стенки бара­бана этой секции имеют отверстия большего диаметра, через кото­рые зерно проходит и удаляется из сепаратора.

В вибрационных грохотах плоское наклонное сито совершает колебания с помощью вибратора. При вибрации материала на сите происходит его разделение, причем отверстия сит не забираются материалом, даже если разделяются влажные материалы. Процесс легко регулируется путем изменения частоты и амплитуды вибра­ций, сита легко сменяются.

1 — воронка; 2 — корпус; 3 — барабан, 4 — перегородка с каналом; 5 — вал

Рисунок 14 - Барабанный сепаратор

Магнитные (электромагнитные) сепараторы предназначены для извлечения из массы сыпучего материала, например зерна, сталь­ных и чугунных включений. Барабанный электромагнитный сепара­тор (рис. 15) имеет эксцентрично расположенный неподвижный электромагнит, работающий от постоян­ного тока. При вращении барабана поверх­ность его находится в непосредственной близости от полюсов электромагнита. Чугунные и стальные предметы, попадающие в зону сильного магнитного поля, удерживаются на поверхно­сти барабана, а сыпучий материал, не обладающий магнитными свойствами, ссыпается с поверхности барабана в приемный бункер. При выходе барабана из сферы действия магнитного поля чугунные и стальные предметы под действием силы тяжести отделяются от основной массы материала вне бункера.

1 — сепаратор; 2 — конвейер; 3 — бункер

Рисунок 15 - Схема работы барабанного магнитного сепаратора

Магнитные сепараторы устанавливают в местах загрузки твер­дых материалов в различные машины, например в дробилки, сушилки и др.

Гидравлическая классификация смесей твердых частиц на фрак­ции по скорости осаждения их в жидкости подчиняется общим зако­нам осаждения твердых тел. Гидравлическая классифи­кация осуществляется в горизонтальном или восходящем потоке воды. Скорость потока выбирают такой, чтобы из классификатора выносились частицы, меньшие определенного размера, — верхний продукт, а в классификаторе осаждались частицы больших разме­ров, обладающие большей скоростью осаждения, — нижний про­дукт. Для классификации под действием центробежной силы ис­пользуют гидроциклоны.

Воздушная сепарация отличается от гидравлической классифи­кации тем, что скорость осаждения частиц в воздухе значительно больше скорости осаждения частиц в воде. Воздушная сепарация

осуществляется в восходящем потоке воздуха в циклонных аппа­ратах.

На рис. 16 показана схема цент­робежного сепаратора. Обычно та­кой сепаратор устанавливают на линии отходящего воздушного потока от мельницы. Крупные части отделя­ются в кольцевом канале и конусе, где частицы под действием центробежной силы отбрасываются на стенки кону­са. Крупные частицы соскальзывают со стенок конуса и выгружаются через патрубки 4 и 5. Воздух вместе с мелкими неотделившимися частицами удаляется через патрубок в циклон.

1 — корпус; 2 — внутренний конус; 3 — патрубок для ввода исходного продукта; 4, 5 — патрубки для отвода крупных частиц; 6 — направляющая лопатка; 7 — патрубок для вывода пыли

Рисунок 16 - Схема центробежного сепаратора

Дата добавления: 2015-04-24