 |
Изучение процесса измельчения
|
|
|
|
Лабораторная работа № 1.1
Продолжительность работы 2 часа
Изучение процесса измельчения
Цель работы:
- изучение процесса измельчения дроблением, оборудование для дробления;
- изучение процесса измельчения резанием,аппаратурное оформление процесса.
Предмет и содержание работы.
Измельчением называется процесс разделения твердых тел на части под действием механических сил или тепла. Процесс измельчения широко применяется в спиртовом, пивоваренном, крахмало-паточном, свеклосахарном, мясном, мукомольном, консервном и других производствах.
Если требуется уменьшить размеры кусков без придания им определенной формы, процесс измельчения называется дроблением; если же одновременно с уменьшением размеров кусков, им придается определенная форма, процесс измельчения называется резанием.
Дробление. Различают дробление крупное, среднее, мелкое и тонкое, а также коллоидный размол. Такое разделение, хотя и условное, но все же помогает классифицировать аппараты для дробления.
Общие требования, предъявляемые к дробилкам:
а) конструкция машины должна обеспечивать возможность быстрой и легкой смены всех изнашивающихся частей, особенно дробящих элементов;
б) продукт дробления должен состоять из кусков одинакового размера, а конструкция дробилки должна допускать по возможности быстрое и легкое изменение степени дробления;
в) при дроблении сухих материалов должно обеспечиваться минимальное пылеобразование;
г) раздробленный до необходимой степени материал должен немедленно удаляться из дробилки во избежание излишнего измельчения, сопряженного с излишней тратой энергии;
д) дробилка должна иметь, возможно меньшую массу;
|
|
|
е) дробилка должна быть снабжена предохранительными конструктивными элементами, которые при их поломке или деформации предотвращали бы аварию всей конструкции.
Дробильные машины могут быть разделены на следующие основные группы:
1) щековые, или челюстные, дробилки (рис. 1, а) раздавливают куски материала между неподвижной щекой 1 и подвижной щекой 3, качающейся на оси 2. Дробилка применяется для крупного и среднего дробления, например для дробления известкового камня и строительных материалов.
2) конусная, или гирационная, дробилка (рис. 1, б) работает по принципу раздавливания материала между двумя конусами. Наружный конус 1 неподвижен, внутренний 2 вращается так, что ось его описывает коническую поверхность 3. Вследствие этого расстояние между конусами изменяется, и материал, попадающий между ними, дробится. Дробилки применяются для крупного дробления, однако в пищевой промышленности распространения не получили и далее не рассматриваются;
3) вальцовые дробилки (рис. 1, в) работают при непрерывном нажатии и истирании, а если валок зубчатый, материал дробится путем раскалывания. Дробилки применяются для среднего, мелкого и тонкого дробления;
4) ударные (молотковые) дробилки (рис. 1, г) работают по принципу удара, наносимого движущимися частями, и применяются для среднего, мелкого и тонкого дробления хрупких и не слишком твердых материалов;
5) шаровые и стержневые мельницы работают по принципу удара и истирания между падающими шарами или стержнями (рис. 1, д) и применяются для мелкого и тонкого помола;
6) вибрационные мельницы (рис. 1, е) производят дробление вследствие круговых колебаний корпуса мельницы. При этом шары, находящиеся в мельнице, многократно взаимодействуют с материалом и дробят его. Мельницы предназначены для тонкого и сверхтонкого помола, применяются и для тонкого дробления;
|
|
|
7) мельницы с вращающимися частями, в которых материал непрерывно истирается и отчасти раздавливается. На рисунке 1, ж, з, и, к показаны различные типы этих мельниц: жернова, бегуны, дисковая мельница, терка. Все они применяются для мелкого и тонкого дробления;
8) струйные дробилки (рис. 1, л), использующие для дробления энергию потока газов. Они служат для тонкого дробления;
9) коллоидные мельницы различных конструкций и принципов действия применяются для сверхтонкого дробления.
л
Рисунок 1 – Принципиальные схемы дробилок:
а – щековая дробилка, б – конусная дробилка, в – вальцовая дробилка, г –молотковая (ударная) дробилка д – шаровая мельница, е – шаровая вибрационная мельница, ж – жернова, з – бегуны, и –дисковая дробилка, к –терка, л – струйная мельница
|
Резание. Резанию подвергаются самые различные материалы: конфетная масса в кондитерской промышленности, тестовая масса в хлебопекарной промышленности, овощи и фрукты в консервной промышленности, сахарная свекла в свеклосахарной промышленности, мясо в мясной промышленности.
Эти материалы имеют разнообразные физико-механические свойства, что определяется разнообразием методов резания, вида режущих инструментов, скорости резания, устройств для резания.
Увеличение мощности предприятий пищевой промышленности требует увеличения производительности режущих машин, их экономичности, разработки рациональных режимов резания.
Общие требования, предъявляемые к резательным машинам, метут быть сформулированы так: они должны дать большую производительность, обеспечить высокое качество продукции, высокую износостойкость, простоту эксплуатации, минимальные энергетические затраты, хорошее санитарное состояние, малые габариты.
Классификация устройств для резания.
Устройства для резания пищевых материалов разделены на группы по следующим признакам:
- по назначению: для резания хрупких, твердообразных, упруго-вязко-пластичных и неоднородных материалов;
- по принципу действия: периодического, непрерывного и комбинированного;
- по виду режущего инструмента: пластинчатые, дисковые, струнные, гильотинные, роторные, струйные (жидкостные и пневматические), ультразвуковые, лазерные;
|
|
|
- по характеру движения режущего инструмента: с вращательным, возвратно-поступательным, плоскопараллелъным, поворотным, вибрационным;
- по характеру движения материала при резании и по виду его крепления.
На рисунке 2 представлены некоторые виды режущих инструментов: роторные, гильотинные, дисковые, струйные.
Рисунок 2 – Виды режущих инструментов:
а – ротор; б – гильотинный нож; в – дисковый нож, г – струна
|
Резательные и терочные машины. Резательные машины широко применяют в консервном и свеклосахарном производствах, когда измельченному сырью растительного или животного происхождения необходимо придать определенную форму и размеры.
В зависимости от формы и конструкции режущего инструмента резательные машины подразделяют на три основные группы:
1) с дисковыми вращающимися ножами;
2) с фигурными ножами (серповидными, прямоугольными и др.);
3) с комбинированными ножами, разрезающими продукт в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
В зависимости от скорости подачи продукта к режущим кромкам машины подразделяют на линейные, барабанные и роторные. Рабочим органом в резательных машинах является нож. Когда рабочая кромка ножа имеет зубчатую форму, ножи называют пилами.
Характерным для процесса резания является такое относительное перемещение режущего инструмента и продукта, при котором движение происходит одновременно перпендикулярно и параллельно лезвию. Из многочисленных конструкций резательных машин в пищевой промышленности наиболее распространены дисковые и центробежные.
Терочные машины предназначены для измельчения картофеля на крахмало-паточных заводах и плодов при производстве coкoв.
Основным регулируемым параметром процесса измельчения является степень измельчения, которая в свою очередь зависит от конструкции измельчающей машины, продолжительности пребывания в ней материала, его влажности и расхода энергии на проведение процесса.
Конструкция волчков, применяемых в промышленности, скопирована с мясорубок, хорошо известных и распространенных в быту. В волчках используются режущие инструменты трех видов: неподвижные подрезные ножи, ножевые решетки и подвижные плоские ножи.
|
|
|
Резание осуществляется парой режущих инструментов – плоским вращающимся ножом и ножевой решеткой. Материал подается шнеком, прижимается к ножевой решетке, частицы материала вдавливаются в отверстия решетки, а непрерывно вращающиеся плоские ножи с лезвиями, прижатыми к решеткам, отрезают частицы материала.
Частота вращения шнека для тихоходных волчков 100–200 об/мин, для быстроходных свыше 300 об/мин.
Оборудование, технические средства, инструмент:
1. лабораторная мельница;
2. овощерезка;
3. разделочные доски;
4. разборные доски;
5. линейка;
6. зерно;
7. корнеплоды.
|
|
|
