Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Чуркин Владислав Александрович

Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости
<
Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Чуркин Владислав Александрович. Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости : дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01 Саратов, 2006 153 с. РГБ ОД, 61:07-5/1687

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ технологий измельчения зерновок злаковых культур. цель и задачи исследования 9

1.1. Классификация способов и технических средств измельчения 9

1.2. Ударно-истирающее измельчение 12

1.3. Вальцовый способ измельчения 19

1.4.Другие способы измельчения и возможность их применения для переработки зерна 26

1.5. Лабораторные мельницы 27

1.6. Технологические сзойства зерна пшеницы и ржи 29

1.7. Влияние физико-механических свойств зерна на процесс измельчения 33

1.8. Лабораторные методы определения качества зерновой смеси и продуктов измельчения 37

1.9. Выводы. Цель и задачи исследования 43

2. Теоретические основы универсальных дробилок-мельниц для получения крупно- и мелкодисперсных продуктов измельчения 46

2.1. Математическая модель «входного устройства» центробежно-ударной мельницы 47

2.2. Физические принципы и математическое описание способов измельчения в роторных центробежно-ударных мельницах 48

2.3. Модель кольцевого зазора между ротором и корпусом мельницы... 54

2.4. Физические процессы измельчения в кольцевом каскаде 58

2.5. Выводы 64

3. Общие методические вопросы и структура экспериментальных исследований 66

3.1. Особенности разработки и изготовления основных элементов роторных центробежно-ударных мельниц-дробилок 68

3.2. Определение дисперсности продуктов измельчения 74

3.3. Методика и устройство для определения коэффициента внутреннего трения дисперсных материалов 77

3.4. Выводы 81

4. Роторные центробежно-ударные мельницы 82

4.1. Общие вопросы 82

4.2. Роторная вертикальная мельница 86

4.3. Каскадная центробежно-ударно-кольцевая мельница вертикального типа 89

4.4. Другие элементы 94

4.5. Выводы 95

5. Экспериментальные результаты 97

5.1. Зависимость степени измельчения продуктов в однокаскадной и двухкаскадной мельницах с центробежно-ударным и роликовым каскадах от частоты вращения ротора 98

5.2. Влияние режимно-конструктивных параметров мельницы на качество помола, производительность и потребляемую мощность 103

5.3. Определение размеров загрузочного отверстия мельницы 108

5.4. Качественные показатели зерна ржи и результаты лабораторных исследований помола в однокаскадной и двухкаскадной мельницах при частоте вращения ротора 50 с' 110

5.5. Качественные показатели зерна пшеницы и результаты лабораторных исследований помола в однокаскадной и двухкаскадной мельницах при частоте вращения ротора 50 с' 115

5.6.0пределение коэффициентов внутреннего трения сыпучих смесей различной дисперсности, входящих в описание математической модели 120

5.7.Выводы 123

6.Технико-экономическая оценка роторных центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости и экологические аспекты их применения 124

6.1.Технико-экономические вопросы изготовления роторных центробежно-ударно-кольцевых мельниц 126

6.2. Экономическая эффективность использования усовершенствованных мельниц центробежно-ударного-кольцевого типа при переработке зерновой массы в фермерском хозяйстве и индивидуальном применении 127

6.3. Экологические аспекты 130

6.4. Выводы 132

Общие выводы 133

Бибилиографический список используемой литературы 135

Введение к работе

В технологиях переработки зерновых масс пшеницы и ржи, а также других культур в продукты потребления - муку и крупу используются соответствующие приемы и способы, обеспечивающие наиболее эффективное выполнение всех необходимых процессов с наилучшим экономическим эффектом. Наиболее энергоемким и одним из основных является процесс измельчения.

В настоящее время используется большое количество мельничных комплексов, содержащих полный арсенал устройств и механизмов, позволяющих производить подготовительные операции - очистку, сушку, увлажнение и отволаживание, измельчение, рассевы, сортировку и упаковку муки и побочных продуктов. Как правило, это предприятия, которые перерабатывают зерна разных культур в муку в больших количествах от 30 до 300 тонн в сутки [1-Ю], а также минимельницы [11] производительность которых меньше.

Применяется и достаточное количество дробилок, производительность которых больше, а выходной продукт используется для приготовления кормов домашним животным и птице в крупных животноводческих хозяйствах.

Наряду с крупными предприятиями успешно развиваются фермерские хозяйства и малые предприятия аграрного профиля. Их развитие зависит от технического обеспечения. Кроме того, фермерские структуры, как правило, универсальны. Получают продукты растениеводства, и животноводства, однако их объемы ограничены.

В таких хозяйствах целесообразно использование мельниц и дробилок сравнительно небольшой производительности (10-50 кг/ч) и малой энергоемкости (0,25-1,5 кВт*ч), которые обеспечивали бы получение

широкого спектра выходного продукта переработки зерновых культур от сортовой муки до обойной, а также более крупных фракций размельчения. Устройства должны быть также и достаточно компактными.

Несмотря на то, что при обозначенных параметрах трудно создать минимельничный комплекс, обеспечивающий выполнение всех необходимых технологических операций, связанных с подготовкой перерабатываемого зерна к помолу, разработка и создание мельниц малой энергоемкости, основанных на применении различных видов измельчающих устройств является актуальной.

Цель работы заключается в повышении эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости за счет применения комплексных методов измельчения в одном агрегате, предназначенном для получения выходных продуктов в широком диапазоне дисперсности от 0,8-1,2мм до 0,5-0,1мм, соответствующих обойной и сортовой муке.

Объект исследования - технологические процессы центробежно-ударного измельчения зерновых культур с помощью «мельниц» малой энергоемкости.

Предмет исследования - количественные и качественные взаимосвязанные показатели измельчения зерновых продуктов в широком диапазоне дисперсности.

В соответствии с целью исследований необходимо решить следующие основные задачи:

- на основе литературных данных проанализировать современное состояние вопроса, связанного с процессами малоэнергоемкого измельчения зерновой массы на предмет применимости в широкопрофильных фермерских хозяйствах и индивидуальном пользовании для получения как

крупнодисперсной смеси (0,8-1,2 мм), пригодной для изготовления кормов домашним животным и птице, так и возможность получения обойной и сортовой муки, предназначенной для хлебопечения,

- определить теоретические вопросы, связанные с особенностями
прохождения зерновой массы через соответствующие измельчающие
устройства, предложить и обосновать математические модели для различных
частей измельчающих устройств - входное звено, центробежно-ударный
каскад, роликовый каскад и выходное звено

- с применением теоретических предпосылок, разработать и создать
макет агрегата роторной центробежно-ударно-роликовой мельницы,
позволяющей проверить эти заключения,

- выполнить экспериментальные исследования относительно продуктов
измельчения основных культур - пшеницы и ржи и проанализировать их
«сортность» с применением апробированных средств экспертизы,

- проанализировать технико-экономические вопросы применения
роторных центробежно-ударно-роликовых мельниц и экологические
аспекты.

Рабочая гипотеза исследований заключается в совместном использовании различных способов измельчения в одном агрегате, позволяющем получать выходной продукт в широком диапазоне дисперсности.

Для достижения цели использованы:

- известные теоретические положения кинематики и динамики частиц,

метод аналогий и элементы теории подобия,

созданный образец роторной центробежно-ударно-роликовой мельницы,

широко апробированные методы лабораторного анализа качества зерна и продуктов измельчения,

- основы электростатики.

Научная новизна работы заключается в том, что с применением теории подобия обоснована модель процесса преобразования зерновой массы в дисперсный продукт, прохождение которого через измельчающее устройство аналогично движению какой-либо вязкой среды (жидкости, газа или суспензии) через определенное сечение трубопровода и обоснована целесообразность совместного применения ударно-центробежного и роликового способов измельчения, значительно расширяющего диапазон применения выходного продукта.

Практическая значимость работы обусловлена созданием универсальных, компактных, малоэнергоемких мельниц, позволяющих получать широкий спектр дисперсности продуктов измельчения от частиц больших размеров, применяемых для изготовления кормов домашним животным и птице, до частиц, соответствующих сортовой муке при сравнительно малой энергоемкости 5 Вт* ч/кг и производительности до 50 кг/ч.

Достоверность и обоснованность полученных результатов.

Теоретические выводы относительно совместного использования центробежно-ударного и роликового механизмов измельчения достоверны, так как подтверждены экспериментальными данными, полученными с помощью разработанной и созданной оригинальной конструкции такой мельницы и физической интерпретацией результатов исследований.

На защиту выносятся научные положения:

- совокупность ударно-центробежного и роликового способов
измельчения зерновой массы, приводящая к существенному изменению
дисперсности составляющих выходного продукта, в котором содержится до
50% сортовой муки;

- математическая модель процесса прохождения зерновой массы через
элементы центробежно-ударного и роликового каскадов мельницы,

построенная на аналогии между потоком движущихся частиц и жидкостью, обладающей внутренним трением;

- метод и устройство для определения коэффициента внутреннего трения сыпучих материалов разной дисперсности, входящих в описание математической модели;

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались: на международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию инженерного факультета Пензенской сельскохозяйственной академии в 2002г; на Всероссийских конференциях «Вавиловские чтения» Саратов, СГАУ в 2004, 2005 г. и 2006г;. международной конференции, посвященной 75-летию профессора Кобы В.Г. (март 2006г) и конференциях профессорско-преподавательского состава СГАУ в 2002-2006 гг.; расширенном заседании кафедры «Детали машин и подъемно-транспортные машины» СГАУ в 2006г.

Результаты работы внедрены в ОАО «Кологривовское» Саратовской области путем использования выходного продукта измельчения, полученного с применением мельницы при приготовлении смесей для поросят и молодняка крупного рогатого скота в период их выкармливания.

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы изложены в 12 статьях и защищены патентом РФ на полезную модель. Общий объем публикаций 3,49 п.л. (автору принадлежит 1,69 п.л.)

Структура и объем диссертации.

Работа изложена на 142 страницах и состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы из 95 наименований, из которых 12 иностранных источников, содержит 41 рисунок, 5 таблиц и 3 приложения.

Вальцовый способ измельчения

Основной измельчающей машиной в процессе производства муки, определяющей режим работы, производительность и эффективность последующих технологических процессов является вальцовый станок (рисунок 1.5). Дополнительные операции измельчения осуществляются за счет ударного воздействия в вымольных машинах - энтолейторах и деташерах.

Рабочим органом вальцовых механизмов являются парнообразующие цилиндры, вращающиеся навстречу друг другу с различными скоростями. Конструкция таких станков, несмотря на простоту принципа, достаточно сложна как в техническом исполнении, так и в обслуживании [2,5]. При поступлении зерна в измельчающий агрегат срабатывает датчик уровня, сигнал с которого подается на механизм привала-отвала и питающие валики.

Питающий механизм подает в агрегат зерновую массу в автоматически регулируемый зазор между вальцами. При прекращении подачи продукта электронная система размыкает электропневматический клапан и через систему рычагов происходит отвал мелющих вальцев и остановка мелющего и питающего механизмов.

Степень и характер измельчения зерна зависит от вырабатываемого ассортимента муки. Так при выработке обойной муки добиваются получения частиц размером до 0,8 мм, а при производстве сортовой - частиц размером 0,2 мм и отделении при этом частиц оболочек.

Для измельчения зерна при сортовых помолах требуется 55-70% всей потребляемой энергии и, поэтому от того, как осуществляется измельчение зерна, зависят технологические и технико-экономические результаты работы крупного мукомольного предприятия.

Правильная организация процесса позволяет обеспечить: - эффективное использование зерна - получение большого выхода муки, - высокие удельные нагрузки на технологическое оборудование, - минимальный расход энергии, - низкую себестоимость продукции и рентабельность предприятия. Требования, предъявляемые к процессу измельчения, обусловлены типом помола и заданными показателями качества муки. При получении сортовой муки процесс измельчения должен способствовать: - получению максимального количества высококачественных крупок на первых драных системах, - лучшему измельчению крупок и дунстов на размольных системах, - полному отделению эндосперма от оболочек, - извлечению муки заданной дисперсности.

При получении обойной муки измельчение должно обеспечить получение частиц муки стандартной крупности [39,42].

В вальцовом станке перерабатываемый продукт поступает в зазор между вальцами и подвергается разрушению вследствие деформаций сжатия и сдвига. Крупность получаемых при этом частиц определяется технологическими требованиями. На процесс измельчения в вальцовом станке оказывают влияние многие факторы. В частности: 1. Структурно-механические свойства зерна и его частей, зависящие в свою очередь от перерабатываемой культуры, сорта и района произрастания, стекловидности, влажности, размеров. 2. Техническая характеристика рабочих органов станка - вид поверхности валков, шаг рифлей их уклон и расположение, окружные скорости быстровращающегося и медленновращающегося валков (дифференциал), число воздействий рифлей на продукт, способ питания, зазор между валками, производительность, охлаждение и обеспыливание. Как уже отмечалось, основополагающее значение при измельчении зернового продукта с помощью вальцовых станков имеют конфигурация поверхности валков, форма и взаиморасположение рифлей. Наружная поверхность валка может быть рифленой или гладкой.

Под рифлеными подразумеваются цилиндрические поверхности, на которых сделаны углубления соответствующего рассматриваемому процессу профиля, а гладкими - обработанные до определенной степени шероховатости. В настоящее время применяются валки с мелко нарезанными рифлями (до 1 Осм"), что приводит к увеличению количества извлекаемой сортовой муки из зерновой массы.

Разные окружные скорости валков обусловлены тем, что от этого зависит степень измельчения. Чем больше дифференциал, тем больше относительная скорость вращения валков в направлении сдвига и меньше в направлении сжатия.

Это положение позволяет изменять дифференциал валков с целью получения превалирующего действия того или иного вида деформации. Основным элементом вальцовых станков являются цилиндрические барабаны - «бочки», имеющие правильную геометрическую форму и хорошо уравновешенные. В противном случае при их вращении будет изменяться величина зазора между ними и, как следствие, неравномерное измельчение продукта. Неуравновешенность также отрицательно влияет на работу межвальцовой передачи и электропривода, так как способствует возникновению нежелательных вибраций. Различают неуравновешенность статическую (линия центра масс не совпадает с осью вращения) и динамическую (ось инерции вальца не совпадает с его геометрической осью вращения). Для устранения этих недостатков применяют балансировку, как в статическом, так и в динамическом режимах.

Большое значение на выход и качество продукции имеют диаметр, длина, расположение вальцов, а также параметры их поверхности. Минимальный диаметр вальцов, с учетом требований жесткости обычно не менее 185мм. Чем больше диаметр, тем выше интенсивность измельчения. В вальцовых станках типа ЗМ диаметр бочек составляет 250-300мм при длине 1000-600мм. С увеличением длины вальцов возрастает производительность. Однако при выборе длины учитывается жесткость, связанная с появлением продольного изгиба, из-за которого нарушается равномерность измельчения. Для устранения этого эффекта концы вальцов шлифуются на конус, размеры которого зависят от длины вальцов и возможной предельной нагрузки на их среднюю часть.

Физические принципы и математическое описание способов измельчения в роторных центробежно-ударных мельницах

Измельчаемая масса зерновок ржи, пшеницы, других культур поступает в рабочий объем, в котором за счет действия центробежных сил отбрасывается к статическим билам. Вследствие воздействия динамических бил в зазоре возникают как силы ударного сжатия, так и сдвиговые, приводящие к комплексному измельчению зерновок поступающего продукта. Кроме центробежных и сдвиговых сил имеет место гравитационная сила, способствующая эвакуации измельченного продукта через кольцевой зазор между ротором и корпусом мельницы.

В результате действия сил - центробежной и сдвиговой происходит разрушение зерновок до определенной дисперсности, а под действием гравитационной силы измельченной продукт эвакуируется из зоны измельчения. Измельченная масса имеет другой показатель вязкости.

Коэффициент восстановления определяется отношением абсолютных значений относительных скоростей тел после и до удара. Он зависит от упругих свойств соударяющихся тел. Уменьшение кинетической энергии тел в результате удара равно где т3 и тб - массы зерновки и билы соответственно. Эта часть энергии системы преобразуется в ее внутреннюю энергию. При упругом ударе К=1, при неупругом К=0. Во всех остальных случаях удар считается не вполне упругим и 0 К 1. При «косом» центральном ударе двух поступательно движущихся тел изменяются нормальные составляющие скоростей, параллельные линии удара Таким образом, в отличие от вальцовых механизмов измельчения зерновых культур, в роторных центробежно-ударных мельницах измельчение происходит в результате передачи импульса динамической билы зерновкам „ mv2 = Р = —t, (2.Ю) где v - линейная (окружная) скорость, m - масса динамической билы, R -радиус вращения центра масс динамической билы. Поскольку линейная скорость связана с угловой известным образом (см.напр. [69]) v = coR, но Ю = 2nf , поэтому р = 47i2mf 2Rt. (2.11) Возникающая при этом центробежная сила равна Fu=47C2mf2R. (2.12) Она пропорциональна квадрату частоты вращения, радиусу вращения центра масс R динамических бил, имеющих массу т. Ее зависимость при m/R=l (кг/м) представлена на рисунке 2.1. F4(H) 300 20 40 Г(Гц) Рисунок 2.1 - Зависимость центробежной силы от частоты вращения при m/R=l (кг/м) Из рисунка 2.1. следует, что для разрушения целых зерен пшеницы или ржи, согласно данным, приведенным в подразделе 1.5 требуется центробежная сила не менее 500 Н/см . Это соответствует частоте вращения ротора порядка 40 Гц.

При ударе динамической и статической бил о зерновку она численно равна сумме сил сжатия и сдвига (2.13) Величина этих составляющих, очевидно, зависит от угла «атаки» а (рисунок 2.2). Кроме того зерновки разгоняются центробежными пластинами в направлении противоположном направлению движения динамических бил и имеет место сила инерции FH и в результате сила взаимодействия удваивается.

Для того чтобы разрушить зерновку, в зависимости от классификации -твердая, мягкая пшеница, рожь и другие при наличии деформации сжатия и скалывания требуют усилия не менее 55 кг/см (550 Н/см ) [70]. При больших значениях эффективность возрастает, а если величина центробежной силы будет создавать меньшие усилия, то и процесс измельчения будет неуверенным при частотах вращения порядка 15-20 с"1 и соответственно m/R=l. Как показано в разделе 5 такое положение подтверждается экспериментально.

Измельченная масса, как уже отмечалось, имеет коэффициент внутреннего трения отличный от «вязкости» входного перерабатываемого продукта Гравитационная сила потенциальна. Векторная характеристика поля тяготения - напряженность Е, равна отношению гравитационной силы, действующей на зерновку к ее массе E=F/m. Скалярная величина - потенциал Ф связан с напряженностью соотношением ( Зерновка создает поле напряженности (2.14) (2.15) с потенциалом г (2.16) Г где Г - радиус - вектор точки (зерновки), С - произвольная постоянная. В общем случае потенциал ф гравитационного поля, создаваемого произвольно распределенными в пространстве массами удовлетворяет уравнению Пуассона [70] (2.17) Л + а = _47іСр;(Дф_47іСр) дї ду1 ді dm - А д2 д2 д2 где р = — - объемная плотность распределения массы, а А = — + — + — dV дк ду dz оператор Лапласа. Общее решение этого уравнения P = -Gj pdV (2.18) где г - расстояние от центра частицы до зоны эвакуации при интегрировании по всему объему, занимаемому массой измельченного продукта.

Каскадная центробежно-ударно-кольцевая мельница вертикального типа

Возможность совокупного применения различных физических методов измельчения зерновок культивированных растительных злаковых культур (преимущественно пшеницы и ржи) требует определенного анализа. В частности приведенные на рисунке 1.1. схемы различных механизмов размельчения исходного продукта своеобразны.

В настоящее время достаточно широко распространена вальцовая схема, в которой применяется два рифленых барабана определенного диаметра и длины, вращающиеся относительно друг друга с несколько различными скоростями. Они обладают несомненными преимуществами по сравнению с другими способами измельчения. Преимущество заключается в том, что возможно измельчение зерновок при их различной влажности от 11 до 17%. Это позволяет определить оптимальный режим измельчения как для получения сортовой муки после соответствующих рассевов, вследствие зависимости механических свойств эндосперма и оболочки от степени увлажнения, так и для получения относительно крупно-дисперсных продуктов измельчения, предназначенных для приготовления кормов домашним животным и птице. Вместе с тем ударно-центробежные механизмы совместно с кольцевыми и бегунковыми еще недостаточно изучены.

Предлагаемый вариант роторной центробежно-ударной мельницы предполагает каскадное использование ударно-центробежного механизма измельчения зерновок и кольцевого [77]. При этом сход измельченных частиц в первом каскаде осуществляется за счет действия гравитационной силы через регулируемый конусный зазор между роторной пластиной и цилиндрической образующей корпуса. Далее сход, состоящий из измельченных частиц эндосперма и оболочки определенной дисперсности (кольцевой зазор между усеченным конусом роторной пластины и цилиндрической образующей корпуса) поступает в следующий каскад кольцевого типа, в котором, за счет действия центробежных сил, кольца расположенные на штоках прижимаются к внутренней цилиндрической образующей корпуса вследствие действия центробежных сил и оказывают соответствующее давление на частицы, попадающие между ними и корпусом. Если они шарнирно закреплены на штоках ротора, то кроме вращательного движения они совершают и колебательные движения относительно радиуса. В результате этого, кроме непосредственного эффекта качения роликов относительно цилиндрической образующей корпуса возникает дополнительный ударный эффект за счет скачкообразного их перемещения по отношению к корпусу.

Конструктивные особенности такой мельницы представлены на рисунке 4.5. Она должна обеспечить возможность получения сортовой и обойной муки с заданной степенью дисперсности. Действительно, распределение измельченного исходного продукта по дисперсности подчиняется определенным закономерностям - Максвелла, Гаусса и др. При этом особое внимание уделяется наиболее вероятному значению размеров размельченных частиц, которые без предварительных рассевов составляют основу обойной муки, что является несомненным достоинством для индивидуального и широкопрофильного фермерского хозяйства. В первом каскаде осуществляется измельчение исходного продукта до сравнительно больших размеров частиц эндосперма и фрагментов оболочки, определяемых размерами между усеченным конусом ротора и цилиндрической образующей корпуса. Эта масса поступает в следующий каскад, в котором используется эффект прокатывания попадающих в него размельченных частиц из первого каскада за счет действия центробежных сил роликов, создающих большое локальное давление в области их соприкосновения с внутренней цилиндрической образующей корпуса мельницы.

В этой связи возникает направление комплексного измельчения зерна, сочетающего в себе простое разрушение зерновок и получение мелкодисперсного качественного выходного продукта [58], которому соответствует наличие в измельченной массе различных фракций от 0,4мм до 0,01мм, как эндосперма, так и оболочек [81].

Зависимость степени измельчения продуктов в однокаскадной и двухкаскадной мельницах с центробежно-ударным и роликовым каскадах от частоты вращения ротора

Применяемая нами рожь выращена в Саратовской области, имела группу А (первый класс).

Качественные показатели следующие (см. приложениеі): влажность 13%, сорная примесь 1,2% (перед переработкой была удалена из зерновой массы), зерновая примесь 3%, в том числе проросшие зерна 1%, число падения 210с, натура 710 г/литр. Рожь находилась в здоровом, не греющемся состоянии, свойственным нормальному зерну без постороннего запаса (затхлого, солодового и плесневелого), не зараженному вредителями и без вредных примесей. Отсутствовали также зерновки с розовой окраской и фузориозные зерна.

Зерно, помещалось в бункер после включения измельчающего устройства и через дозатор, снабженный магнитной ловушкой и патрубок, попадало в рабочий объем.Исследования проводились с помощью однокаскадной и двухкаскадной мельниц вертикального типа (см. рисунки 4.3; 4.5 и 4.6). В первом каскаде используется ударно-центробежный принцип измельчения (см. рисунок 4.5.а), а во втором - роликовый (см. рисунок 4.5.6).Мучная масса, полученная в результате размола ржи на центробежно-ударно-кольцевой мельнице (рисунки 5.9; 5.10 и 5.11) при частоте вращения ротора 50Гц исследовалась в специализированной лаборатории.Результаты лабораторных исследований (заключение лаборатории приведено в приложении 1). Вкус, запах свойственное ржаной муке: влажность - 12, зольность -1,45, белизна муки характеризует степень отделения фрагментов частиц периферийных частей зерна от эндосперма за счет различия в их окраске. Она играет большую роль при товарной оценке муки, хотя этот показатель и не регламентируется в случае получения обойной муки.

Хлебопекарные свойства ржаной муки снижаются, если среди зерновок имеются проросшие зерна. Снижение газообразующей способности теста характеризуется числом падения, которое определялось согласно ГОСТами [84-90], а мука должна быть с числом падения не менее 105с [83]. В нашем случае число падения составляет 220с, что также является хорошим показателем для обойной муки.

Крупность помола: остаток на сите №067 (проволочное) - 1%, проход через сито №38-60%.В случае однокаскадной мельницы, реализующей ударно-центробежный механизм измельчения, выход готовой продукции составил 98%. Полученная измельченная масса состояла из битых зерен (дробленки), фрагментов отрубей и эндосперма.

В результате сделанных рассевов на сите с большими ячейками (1-1,5 мм) 50% составляло битое зерно (дробленка пригодная для приготовления грубых кормов крупному и мелкому рогатому скоту и птице). Остаток на сите №4 составил 36% - крупянистые частицы сходные с манной крупой по цвету и количеству слипшихся частиц оболочек и эндосперма, который можно применять для приготовления кормов с различными витаминными и питательными добавками для молодняка домашних животных и птицы.Остаток металлического сита с малыми ячейками (0,2мм) - мучнисто-отрубная смесь 5%, которая может применяться в качестве кормовых отрубей для всех животных, а также как добавка в основное тесто при выпечке отрубянистого хлеба.

Проходная фракция сита с ячейками размером 0,2мм составляет мука похожая на ржаную сеяную, но несколько уступающая ей по цвету. Она составляет 3% исходного продукта и пригодна для выпечки ржаного хлеба.

Таким образом, однокаскадные мельницы с ударно-центробежным механизмом измельчения могут рассматриваться как дробилки, однако с возможностью регулирования дисперсности выходного продукта.

Похожие диссертации на Повышение эффективности помола зерновых культур путем совершенствования конструктивно-технологических параметров центробежно-ударных мельниц малой энергоемкости