Оборудование для измельчения
Измельчение – это процесс дробления твердого тела на мелкие частицы. Степень измельчения характеризуется коэффициентом (ί), который определяется отношением диаметра частиц материала до измельчения (dн) к диаметру частиц его после измельчения (dк):
Ί = dн / dк
После дробления материал просеивают через сито с определенными размерами отверстий. В зависимости от коэффициента измельчения степень измельчения может изменяться от крупного измельчения до сверхтонкого. Различают следующие виды измельчения:
| Крупное* Среднее Мелкое Тонкое Сверхтонкое | 1500-200/250-25 150-25/25-5 25-10/5-1 5-1/1-0,075 0,2-0,1/до 10-4 | |||
| Примечание: * в числителе – величина частиц до измельчения, в знаменателе – после измельчения, мм. |
Процесс дробления можно проводить на молотковых дробилках (мельницах), дезинтеграторах, шаровых, стержневых, коллоидных, бисерных или газоструйных мельницах. Как правило, такое оборудование имеет рубашку охлаждения, чтобы исключить изменение термолабильных биологически активных веществ в процессе обработки.
Молотковая дробилка типа ДМ-630-К. Установка используется для дробления культур плесневых грибов. Общий вид дробилки показан на рис. 9.1. Аппарат представляет собой цилиндрическую камеру с рубашкой для охлаждения. Внутренняя поверхность камеры имеет зубчатые сектора. Внутри камеры на валу электродвигателя установлен ротор пластинчатыми молотками, которые крепятся к ротору шарнирно.
Исходный продукт через патрубок на крышке аппарата непрерывно подается к центру ротора, где под действием центробежных сил проходит между молотками. Многократно ударяясь о пластинчатые молотки продукт дробится. Величина частиц, поступающих на дробление не должна превышать 50 мм. Температура в камере дробления поддерживается в пределах 15-20 °С за счет подачи в рубашку хладоагента с температурой от - 10 до + 10 °С.
Готовый продукт перед выходом из аппарата попадает на сменную сетку с размером ячеек 15, 20 и 40 мм, В зависимости от требуемого размера частиц устанавливается соответствующая сетка. Степень измельчения может колебаться от 10-15 до 30-40.
| Характеристика аппарата: | |||
| Производительность по культуре гриба, кг/ч Поверхность теплообмена, м2 Мощность электродвигателя, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг | До 700 0,3 13,0 1178 Х 1035 Х 1066 | ||
Дезинтегратор ДЗГ-630-401 относится к группе ударных мельниц. Достоинством таких машин являются: простота устройства, надежность в работе, компактность, высокая производительность и степень измельчения. Общий вид дезинтегратора показан на рис. 9.2.
Аппарат представляет собой ударно-дисковую мельницу. Основным органом машины являются два ротора, вращающиеся в противоположных направлениях с частотами 950 и 1440 мин-1 . вращение роторов осуществляется от индивидуальных приводов.
Ротор представляет собой два кольцевых диска, соединенных стальными цилиндрическими пальцами. Круглые пальцы диаметром 15 и длиной 55 мм расположены по концентрическим окружностям. Пальцы одного ротора располагаются между двумя рядами пальцев другого ротора. Число ударных пальцев на каждом роторе увеличивается от центра к периферии.
Измельчаемый материал должен иметь размер частиц не более 30 мм. Если частицы крупнее их предварительно измельчают. Через загрузочную воронку подготовленный материал поступает вдоль оси роторов и центробежной силой отбрасывается к периферии. Измельчение продукта происходит между вращающимися роторами.
При эксплуатации таких машин необходимо обращать внимание на точность установки и балансировки, т.к. роторы вращаются с большой скоростью. Необходимо также предусматривать защитные приспособления от попадания в роторы посторонних твердых тел.
Дезинтеграторы могут выпускаться в специальном исполнении для работы с пожаровзрывоопасными продуктами.
Техническая характеристика дезинтеграторов приведена ниже.
| Показатели | ДГЗ-630-401 | ДГЗ-630-4В1 |
| Производительность, кг/ч Размер частиц: Исходного продукта, мм Готового продукта, мкм Влажность исходного продукта, % Рабочая среда Мощность электродвигателя, кВт Габаритные размеры, мм Масса, кг | До 1500 До 30 50-100 Не более 5 Нейтральная невзрывоопасная 2060 Х 1390 Х 1375 | До 1500 До 30 50-100 Не более 5 Нейтральная пожаровзрывоопасная 2060 Х 1430 Х 1550 |
Шаровые мельницынашли широкое применение в микробиологической промышленности. Измельчение высушенных продуктов в таких аппаратах осуществляется с помощью металлических или керамических шаров, которые расположены внутри барабана. Шары при вращении барабана поднимаются на некоторую высоту и падают, измельчая материал. Диаметр шаров может изменяться от 25 до 150 мм. Шарами заполняется 40-45 % объема барабана. Степень измельчения в шаговых мельницах достигает 50-100. Продолжительность процесса зависит от свойств исходного продукта и требуемой степени измельчения.
Выгружают готовый продукт через полую цапфу с решеткой, расположенную у разгрузочного конца барабана. Для эффективного измельчения материала необходимо выполнять следующее условие (9.1):
, (9.1)
где: Рц – центробежная сила, Н; Ω2 – угловая скорость, рад/с; R – радиус вращения шара, м.
Критическую частоту вращения, при которой шары не будут отделяться от стенки барабана и падать, можно рассчитать по формуле (9.2):
, (9.2)
где: D – диаметр вращения шаров, м.
производительность шаровых мельниц зависит от вида материала, е5го механических свойств и степени измельчения.
Бисерные мельницыиспользуют для непрерывного сверхтонкого механического измельчения продукта с образованием суспензии. Аппараты состоят из размольного контейнера, насосной станции и электропривода. Размольный контейнер выполнен в виде вертикального сосуда цилиндрической формы. Внутри его размещен вал с насаженными на него дисками. Для поддержания необходимой температуры контейнер снабжен рубашкой для охлаждения, измельчение продукта происходит за счет стеклянных шариков диаметром 0,8-1,2 мм, которыми заполнена нижняя часть контейнера.
Исходный продукт в виде суспензии подается насосом в нижнюю часть размольного контейнера. При вращении ротора твердые частицы материала интенсивно измельчаются в результате трения и соударения с измельчающими шариками. Готовый продукт через верхний патрубок откачивается в емкость или направляется в технологическую линию.