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 (d_н) к диаметру частиц его после измельчения (d_к):

Ί = d_н / d_к

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:

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. У становка 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.

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.

Шаровые мельницы нашли 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 мельницы используют 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.