Назначение и структура процесса измельчения

Твердые тела подвергают измельчению различными способа­ми для получения сыпучего материала, состоящего из частиц определенной крупности. Различают два метода разрушения твердых тел: простое и избирательное измельчение.

Если измельчаемый продукт однороден по химическому составу и все его части обладают практически одинаковыми структурно-механическими свойствами, то измельченные до определенной крупности части твердого тела представляют собой однородную сыпучую массу, которую можно использовать для соответствующих целей. Принято считать метод разрушения та­ких тел простым измельчением.

В тех случаях, когда измельчаемое твердое тело неоднородно по своему химическому составу и отдельные части его обладают различными структурно-механическими свойствами, можно направленными воздействиями (химическими, биологическими, механическими) усилить наличия свойств составных частей твердого тела. Применив различные приемы при измельчении, удается измельчить твердое тело так, что при одинаковом си­ловом нагружении будут получены частицы, отличающиеся по крупности и химическому составу. Для достижения этой цели обычно недостаточно одно­го этапа измельчения, его повторяют многократно последовательно, выделяя в результате просеивания на каждом этапе группы измельченных фракций различной крупности и качества. Такой метод измельчения называют избира­тельным. Избирательное измельчение является основным методом получения муки нескольких сортов при размоле подготовленной к помолу партии зерна пшеницы или ржи.

При подготовке к помолу, используя различия структурно-механических свойств анатомических частей зерна пшеницы и ржи, применяя мето­ды ГТО, усиливают отличительные особенности оболочек и эндосперма. Так, основная цель многосортного помола зерна — максимальное извлечение эн­досперма без измельчения оболочек. Поэтому при многосортном помоле ши­роко используют методы избирательного измельчения, варьируя геометриче­скими и кинематическими параметрами вальцов, изменяя величину удельной нагрузки на измельчающее оборудование. Сочетание оптимальных парамет­ров измельчающих устройств создает предпосылки для высокой эффектив­ности использования зерна и получения большого выхода муки высшего сор­та.

Для измельчения зерновых культур в зависимости от целевого назначения результатов помола на разных этапах технологического процесса применяют различные измельчающие машины.

Например, в ранее широко применявшихся жерновых поставах и современных вальцовых станках действуют принципы сжатия и сдвига. В молотковых дробилках, энтолейторах одновременно действуют удар и истирание. В деташерах и бичевых вымольных машинах — истирание и удар.

Одной из важнейших проблем измельчения является получение конечного продукта, возможно более однородного по гранулометрическому со­ставу. Это обусловлено необходимостью стабилизации показателя качества продукции (муки), а также требованием снижения удельной энергоемкости ее получения. В комбикормовом производстве однородность гранулометри­ческого состава способствует лучшему усвоению питательных веществ, со­держащихся в комбикормах. Наличие пылевидных частиц ухудшает кормле­ние животных и может вызвать закупорку дыхательных путей, особенно у молодняка.

Наличие в муке большого количества мелких фракций, характеризуемых высокими уровнями поврежденного крахмала, оказывает отри­цательное влияние на физические свойства теста. Установлено, что уровень повреждения крахмала должен находиться в определенном сочетании с ко­личеством и качеством клейковины в муке.

От правильного построения процесса измельчения, включающего рациональное применение комплекса параметров измельчающих и сепарирующих устройств, во многом зависит качество и себестоимость готовой продукции, производительность измельчающих машин, удельный расход электроэнергии.

Увеличение угла наклона рифлей обусловливает повышение интенсив­ности измельчения при прочих одинаковых условиях, так как уменьшается расстояние между точками пересечения вершин рифлей парноработающих вальцов. Угол наклона рифлей меньше угла трения измельчаемых продуктов, поэтому не происходит скольжения (сдвига) продукта вдоль рифли.

Взаиморасположение рифлей. На измельчение большое влияние ока­зывает взаимное расположение рифлей парноработающих вальцов, что обу­словлено изменением угла резания φ.

Конструкция вальцового станка и вальцов, несимметричность сечения рифлей (разные углы α и β), различие в окружных скоростях парноработающих вальцов обусловливают четыре варианта расположения рифлей по отношению друг к другу (рис. XVII-6).

Если во время вращения вальца грань острия рифли является передней, то угол резания φ = 90^с+α. Если передней гранью является грань спинки, то угол резания φ = 90°+ β. Так как угол β всегда больше угла α, то разрушение измельчаемого продукта при расположении рифлей «острие по острию» про­исходит более интенсивно и при меньших энергозатратах.

При расположении рифлей «острие по острию» грани острия обоих парноработающих вальцов врезаются в частицу, когда она поступает в зону измельчения. Так как быстровращающийся валец опережает мед-ленновращающийся, то его рифли срезают часть зерна, в то время как грани острия медленновращающегося вальца удерживают частицу. При располо­жении рифлей «острие по острию» наряду с эндоспермом довольно интен­сивно разрушаются оболочки, что нежелательно при многосортных помолах зерна пшеницы и ржи, особенно при недостаточной влажности зерна, на­правляемого в помол. При этом образуется больше фракций крупной и меньше средней и мелкой крупки. Средневзвешенная зольность извлеченных крупок и дунстов выше, чем при идентичных условиях измельчения, но при расположении рифлей «спинка по спинке».