CC BY
43
631.363.2.004.15
ИЗМЕЛЬЧИТЕЛИ С АДАПТИВНЫМИ РАБОЧИМИ ОРГАНАМИ В ТЕХНОЛОГИИ МУКОМОЛЬНОГО И КОМБИКОРМОВОГО ПРОИЗВОДСТВ
В.А. ШУЛЯК, Л.А. СИВАЧЕНКО, Н.Г. СЕЛЕЗНЕВ
Могилевский технологический институт Могилевский машиностроительный институт,
НТК "Млын”
Дробление семян злаковых, бобовых и травосмесей осуществляется на молотковых и ножевых дробилках [1] в условиях свободного или стесненного удара (среза). При этом из-за заклинивания частиц измельчаемого продукта между вращающимся жестким рабочим органом и стенками корпуса, наблюдается интенсивный износ рабочих поверхностей измельчителя и повышенный расход электроэнергии.
Для тонкого измельчения зерна на муку на всех предприятиях мукомольной промышленности применяются вальцовые измельчители [2, 3]. Принцип измельчения в них основан на сжатии и сдвиге частичек исходного продукта между двумя вальцами, вращающимися навстречу друг другу с различной частотой.
Однократность и кратковременность накладываемого со стороны вальцов воздействия на обрабатываемый материал не позволяют достигнуть требуемого качества измельчения за один проход через вальцовый станок. Это вызывает необходимость многократного пропускания измельчаемого зерна через группу станков. Так, при помоле муки зерно проходит около 7 драных систем и до 12 размольных, что соответствует 50-60% выхода муки высших сортов из исходного зерна. Можно получить требуемую степень измельчения на вальцовом станке за один проход. Однако качество такой муки не соответствует хлебопекарным требованиям, производительность станка в таком режиме обработки крайне мала, а потребляемая мощность, напротив, увеличивается до максимального предела.
Имеющийся опыт обработки зерна на шаровых вибромельницах [4] привел к таким результатам: при высокой интенсивности процесса — качество муки низкое, при мягком режиме обработки — мала производительность и низки удельные показатели энергозатрат на тонну готового продукта.
Поиск иных способов воздействия на измельчаемый материал и механизмов нагружения позволил создать ряд принципиально новых конструкций измельчителей для переработки зерна на комбикорм и муку.
В течение 15 лет в МТИ и НТК ”Млын” (г. Могилев) развиваются аппараты с адаптивными рабочими органами, способными приспосабливаться к характеру и форме обрабатываемого материала, условиям окружающей среды, случайным внешним воздействиям и изменениям кинематики движения. Адаптивность, как правило, реализует-
ся за счет избыточных степеней свободы самого рабочего органа или условий его монтажа. Излишняя жесткость конструкции измельчителей, с одной стороны, обеспечивает строго заданное усилие измельчения, а с другой — приводит к поломке или деформированию рабочего органа при попадании недробимых включений, что на крупнотоннажных производствах, связанных с многократной перевалкой зерна, постоянно наблюдается.
Высокую степень адаптивности и защиту от недробимых включений имеют роторно-цепные дробилки (рис. 1).
тгрузка
I
Дробилка состоит из цилиндрического корпуса / с патрубками для загрузки зерна 2 и выгрузки готового продукта 3. Основным рабочим органом является ротор 4 с ударными элементами 5, выполненными из отрезков цепей. Привод ротора осуществляется от электродвигателя 6 через клиноременную передачу 7. В цилиндрической части корпуса на его боковой поверхности установлены отражательные кольцевые перегородки 8, предотв-
1.004.15
ми
самого Излиш-и, с од-усилие юломке попада-пнотон-сратной
дату от ■цепные
корпуса ыгрузки органом выпол-а осуще-линоре-сти кор-аовлены предотв-
ращающие проскок целых зерен вдоль стенки без измельчения.
Процесс дробления осуществляется за один проход. Исходный продукт по транспортеру или из бункера-накопителя непрерывным потоком поступает в верхнюю часть дробилки. Путем многократного ударного воздействия происходит разрушение. За счет касательного скольжения вдоль стенки острые кромки зерен истираются, что исключает наличие в готовом продукте частиц игольчатой или остро ограненной структуры. Тонина измельчения может регулироваться в широких пределах. При постоянной частоте вращения ротора возможно изменение числа рядов ударных элементов. Так, при шестирядном исполнении можно перевести исходное зерно в класс менее 1 мм, что соответствует всем ГОСТам на комбикорма, в том числе и для откорма молодняка.
Высокая степень подвижности звеньев ударных элементов гарантирует работоспособность дробилки даже при попадании кусковых или длинномерных недробимых включений, которые после непродолжительного вращения в корпусе выпадают в нижней части без видимых разрушений.
Для более тонкого помола цельного, плющеного или дробленого зерна на комбикорм или муку в ГПК ”Млын” разработаны винтовые мельницы с пружинными рабочими органами {рис. 2) [5].
В изогнутом трубчатом корпусе 1 установлена винтовая цилиндрическая пружина 2, напрямую подключенная к валу электродвигателя 3. Сам корпус также монтируется на фланце электродвигателя, закрепленного на раме 4. Загрузочный патрубок 5 с бункером подключен к нижней части трубчатого корпуса. Выгрузка готового продукта осуществляется с противоположного, открытого конца трубы 6.
Процесс помола осуществляется следующим образом. Исходный продукт по загрузочному патрубку подается в корпус. Рабочий орган — винтовая дугообразно изогнутая пружина — захватывает частички зерна между витками на большем ради-
усе изгиба и измельчает путем сжатия и сдвига на меньшем радиусе изгиба. Одновременно продукт перемещается по винтовой линии пружины к выходу. Число актов силового воздействия определяется частотой вращения рабочего органа и числом витков. Между каждой парой витков образуется клиновое пространство, механизм разрушения в котором во многом аналогичен измельчению в валковых агрегатах. Однако динамические нагрузки на измельчаемый материал развиваются на фоне интенсивных вибрационных возмущений, что позволяет достигать предельных напряжений разрушения при гораздо меньших статических усилиях сжатия.
Высокая подвижность пружины в целом и ее составных частей гарантирует высокую степень защиты рабочего органа от поломки при попадании недробимых включений. В этом случае витки пружины либо раздвигаются, либо отходят в сторону и проталкивают это включение к выходу.
При всей видимой ’’мягкости” такого рабочего органа он способен перерабатывать довольно широкий класс материалов. Наиболее хорошо измельчаются хрупкие материалы даже высокой прочности, такие как сахар-песок, пряности, соль. Применимы винтовые мельницы и для приготовления суспензий, эмульсий, растворов, паст. Плохо измельчаются материалы переходной и высокой влажности, густые высоковязкие пасты. Однако принудительное нагнетание таких материалов в полость рабочего органа позволяет перерабатывать и их.
Разработанные винтовые мельницы и роторноцепные дробилки имеют следующие технические характеристики:
Винтовая мельница Роторно-цепная дробилка
Марка Млын-М.14 Млын-Д.1
Производительность, кг/ч 150,0 до 2000,0
Потребляемая мощность, кВт 2,2 5,5
Напряжение питания, В 380 380
Габариты, мм
длина 1420,0 1000,0
ширина 492,0 700,0
высота 1200,0 1900,0
Масса, кг 110,0 200,0
Серийный выпуск этого оборудования налажен на АО ’’Калужский турбинный завод”. Машины прошли испытания на машиноиспытательной станции и сертифицированы.
Сейчас цепные дробилки и винтовые мельницы ”Млын” получили широкое распространение в промышленности строительных материалов, широко их используют небольшие фермерские хозяйства и крупные животноводческие фермы.
вывод
На основе нового принципа измельчения зерна на комбикорм и муку разработаны два вида аппаратов с адаптивными рабочими органами.
Новое оборудование имеет повышенную степень защиты от недробимых включений и селективный характер воздействия на измельчаемый материал. Оно может применяться на перерабатываемых предприятиях агропромышленного комплекса, а также в личном и фермерском хозяйствах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Справочник мукомола, крупянщика и комбикормщика. — Л.: Колос, 1973.
2. Птушкина Г.Е., Товбин Л.И. Высокопроизводительное оборудование мукомольных заводов. — М.: Агропромиз-дат, 1985.
3. Оборудование для производства муки и крупы: Справочник. — М.: Агропромиздат, 1990.
4. Кислая Л.В. Теоретические основы диспергирования зерна на различных диспергаторах / Тез. и докл. 1-й конф. по сравнению различных видов измельчителей. Ч. 1. — Одесса, 1993.
5. Сиваченко Л.А., Шуляк В.А,, Бочков С.Л. Поставьте пружину и все развалится // Наука и жизнь. — № 4. — 1992. — С. 46-47.
Кафедра теплохладотехннки
Поступила 10.07.95
641.64.002
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ ПИЩЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
В.М. ХРОМЕЕНКОВ, Х.С. МУСТАФАЕВ,
Н.Ф. УРИНОВ, М.С. САИДОВА
Московская государственная академия пищевых производств Бухарский технологический институт пищевой и легкой промышленности
Задачи изучения резания пищевых материалов необходимо решать как задачи со сложной структурой, в которой большое количество различных явлений влияет на конечный результат не посредством простого сложения их, но как комплекс сравнимых по величине, одновременно действующих факторов, находящихся в сложном взаимодействии между собой [1].
Эта проблема может быть решена на основе идей системного анализа, предполагающего рассмотре-
7^&-І
I
дуп'Уа1 ]
Л'ГТ/.УТ
ние свойств объекта через свойства его частей. Структурная схема резания является основой для проведения следующего этапа системного анализа — моделирования изучаемого процесса. Для разработки структурной схемы необходимо прежде всего выделить входные параметры, комплексные характеристики .процесса и выходные показатели [2].
Входные параметры можно разделить на факторы, относящиеся к объекту резания, конструкции резальной машины и ее рабочим органам. Основными факторами, характеризующими обрабатываемый объект, являются рецептурные, реологические, трибологические и теплофизические параметры, объединенные в группу технологических факторов (рисунок).
Я і
■3:Ь
г-;--
"А-
■ 1* I
_• ;і І I | .
-ь. —і—1 >
?,г. >-
1 .? -
в £ ^
Ф; мож с ост опре ния зави устр пока маш кин< рие! реза Вто{ свои подг харг мик Тг ных| едщ Ге01М
неуі
ния
неу]
разл
ЄКТЇ
МЄТ]
СКИ'
риа
коте
ЛОГЇ
фа к
ное
не
фак
ОТНІ
К
лир
греї
щег
Всл
про
опр
ПО I
в
ОСН
так*
вие
щу|
ТОЙ'
В
фек
нос
затр
тел»
вод]
рум
сти:
чи
Поэ
нео<
каз;
нич
Р
опы
т.е.
ние
Учй
