Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Беззубцева М.М. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Выявлено, что сложность при подборе помольных агрегатов, отвечающих требованиям производства, объясняется отсутствием общепринятой классификации, определяющей место измельчителей в различных областях диспергирования с учетом физико-механических свойств обрабатываемого продукта и комплекса технико-экономических показателей. В статье проанализированы принципы систематизации мельниц для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов различного целевого назначения. Обоснован признак, положенный в основу создания классификации – это способ создания измельчающего усилия. Этот признак определяет механизм воздействия рабочих органов на обрабатываемый продукт, принцип действия мельниц и их конструкцию, способ измельчения материалов и позволяет установить виды и интенсивность воздействий, а также области применения мельниц и тип обрабатываемого в них продукта. Представлена классификация по технологическому назначению механоактиваторов с магнитоожиженным слоем.

Статья в формате PDF

1327 KB

способ создания измельчающего усилия

классификация

электромагнитные механоактиваторы

1. Беззубцева М.М. Электромагнитные измельчители для пищевого сельскохозяйственного сырья (теория и технолог. возможности): Дис. ... д-ра техн. наук – СПб., 1997.

2. Беззубцева М.М. Энергосберегающие технологии диспергирования сырья растительного происхождения // Инновации – основа развития агропромышленного комплекса материалы для обсуждения Международного агропромышленного конгресса / Министерство сельского хозяйства Российской Федерации, Комитет по аграрным вопросам ГосДумы РФ, Правительство Санкт-Петербурга, Правительство Ленинградской области, С.-Петербургский государственный аграрный университет, ОАО «Ленэкспо». – 2010. – С. 65–66.

3. Беззубцева М.М. Научное обоснование внедрения импортозамещающего способа электромагнитной механоактивации в аппаратурно-технологические системы шоколадного производства // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 5–3. – С. 351–352.

4. Беззубцева М.М., Волков В.С. Механоактиваторы агропромышленного комплекса. анализ, инновации, изобретения (монография) // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 5–1. – С. 182–182.

5. Беззубцева М.М. Прикладные исследования энергоэффективности электромагнитных механоактиваторов // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 9–1. – С. 83.

6. Беззубцева М.М., Волков В.С. Классификация электромагнитных механоактиваторов по технологическому назначению // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 8–1. – С. 25–27.

7. Беззубцева М.М., Платашенков И.С., Волков В.С. Классификация электромагнитных измельчителей для пищевого сельскохозяйственного сырья // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2008. – № 10. –С. 150–153.

8. Беззубцева М.М., Волков В.С., Ружьев В.А. Классификация электромагнитных мельниц // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 9. – С. 103–104.

9. Беззубцева М.М. Энергоэффективный способ электромагнитной активации // Международный журнал экспериментального образования. – 2012. – № 5. – С. 92–93.

10. Беззубцева М.М. Способ измельчения шоколадных масс // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 1993. – № 5–6. – С. 65–67.

Тонкий помол является неотъемлемой частью различных технологических процессов в широком диапазоне промышленных производств. Использование тонкого и сверхтонкого помола позволяет в значительной степени изменить и повысить качество различных добавок, присадок, красящих пигментов, огнеупоров, строительных и абразивных материалов, покрытий, лекарств, топлива, продуктов шоколадного и хлебопекарного производства, детского питания и др. [1, 2, 3]. Между тем, тонкий и сверхтонкий помол является наиболее энергоемким процессом промышленного производства. В большинстве случаев высокие энергозатраты на тонкое и сверхтонкое измельчение продуктов вызваны тем, что выбор мельниц и оптимальных режимов их работы до сих пор производится эмпирически и теория носит качественный характер. Сложность при подборе помольных агрегатов объясняется отсутствием общепринятой классификации, определяющей место измельчителей в различных областях диспергирования с учетом физико-механических свойств обрабатываемого продукта и комплекса технико-экономических показателей. Несмотря на значительные расхождения существующих классификаций, можно наметить общие принципы систематизации и выявить несколько вполне определенных классов мельниц и направлений их развития.

Целью исследования является анализ принципа систематизации мельниц для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов различного целевого назначения и обоснование наиболее объективного признака для формирования классификации, позволяющей установить с ее использованием виды и интенсивность воздействий, а также области применения мельниц и тип обрабатываемого в них продукта.

Материалы и методы исследования

Исследованы классификации мельниц и обоснован наиболее объективный признак ее формирования – способ создания измельчающего усилия.

Результаты исследования и их обсуждение

К самому распространенному классу измельчителей относятся мельницы, в которых материал разрушается воздействием на него мелющих тел или кусков того же материала. К таким устройствам относятся: вращающиеся, вибрационные, молотковые, струйные, шаровые, электромагнитные и другие мельницы. В этих мельницах разрушение осуществляется созданием в частицах предельных напряжений путем сдавливания, удара, истирания и раскола, причем главному способу измельчения всегда сопутствуют другие, второстепенные. Измельчители отличаются друг от друга скоростями нарастания напряжений, обусловленными соответствующими скоростями приложения нагрузок. Различия в процессах разрушения следует искать прежде всего в способе передачи энергии или в механизме воздействия рабочего органа на диспергируемый материал. В зависимости от способа измельчения к рабочим телам могут относиться мелющие тела (шары, цилиндры) различных размеров или измельчающие элементы (валки, лопасти, вращающиеся била, роторы, дезинтеграторные элементы). Способ создания диспергирующего усилия определяет механизм, стадии и степень преобразования подводимой к измельчителю-механоактиватору внешней энергии в энергию разрушения материалов, позволяет установить виды и интенсивность механических воздействий, а также области применения мельниц и тип обрабатываемого в них продукта. Этот признак использован при создании классификации механоактиваторов для тонкого диспергирования, оценке технико-экономических показателей, выявлении тенденций развития и направлений интенсификации. От этого признака зависит механизм воздействия рабочих органов на обрабатываемый продукт, что в свою очередь определяет принцип действия мельниц, их конструкцию и способ измельчения материалов [4].

По способу создания измельчающего усилия мельницы подразделены на три группы: с механическим, струйным и электромагнитным подводом энергии. Схема классификации представлена на рис. 1 [5].

В первом случае энергия двигателя подводится или непосредственно к рабочим органам (молотковые, валковые, ударно-центробежные, дезинтеграторы) или к корпусу мельницы, от которого она передается свободным мелющим телам или кускам материала посредством трения, центробежного эффекта и с использованием сил тяжести (вращающиеся шаровые, стержневые, мельницы самоизмельчения, отражательные), инерционных сил (вибрационные и планетарные). Мельницы этой группы нашли широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства и являются классическим вислом измельчающего оборудования в пищевой промышленности. Отличительной их особенностью является высокая энерго- и металлоемкость, небольшая производительность, сложность конструкции.

Традиционные механические способы организации измельчающего усилия практически исключают возможность тонкого управления силовыми нагрузками по частицам обрабатываемого материала и затрудняют создание автоматической системы управления селективностью измельченных материалов. Переработанный продукт обладает широким диапазоном дисперсностей, что в некоторых случаях ухудшает его качественные и экономические показатели.

В струйных мельницах процессы разрушения осуществляются при ударе и истирании частиц, разогнанных струей газа, друг о друга либо об отбойную плиту из твердого материала (отражательные). Достоинства струйных мельниц – высокая эффективность измельчения, отсутствие вращающихся деталей, возможность сочетания процесса измельчения с другими одновременно протекающими процессами: сушкой, экстракцией и др. Однако струйное измельчение требует значительных затрат энергии и создания устойчивого аэродинамического режима работы. В пищевой промышленности предложено использовать их при обработке эфиромасличного сырья с одновременным извлечением из него летучих компонентов.

В электромагнитных аппаратах (мельницах) электрическая энергия непосредственно превращается в энергию движения размольных ферромагнитных элементов без передаточного устройства и специального рабочего механизма [6]. Размольные элементы в силу своей магнитотактивности, преобразуют энергию магнитного поля в кинетическую энергию своего движения и в столкновении с частицами обратываемого материала обмениваются с ними энергией, производя и этом механическую работу и измельчая продукт. Электромагнитные мельницы представляют собой новый перспективный тип оборудования, выгодно отличающийся меньшим количеством ступеней преобразования энергии, высокой энергонапряженностью и частотой силовых воздействий по частицам обрабатываемого продукта, что значительно интенсифицирует процесс измельчения и сокращает время обработки [7, 8, 9, 10]. Технологическое назначение электромагнитных механоактиваторов (ЭММА) представлено в табл. 2.

Таблица 1

Классификация мельниц

Таблица 2

Технологическое назначение ЭММА

Заключение

В статье проанализированы принципы систематизации мельниц для тонкого и сверхтонкого измельчения материалов различного целевого назначения. Обоснован признак, положенный в основу создания классификации – это способ создания измельчающего усилия. Этот признак определяет механизм воздействия рабочих органов на обрабатываемый продукт, принцип действия мельниц, способ измельчения материалов и позволяет установить виды и интенсивность воздействий, а также области применения мельниц и тип обрабатываемого в них продукта.

Получение механоактивированных тонких и сверхтонких порошков с минимальной энергоемкостью открывают новые возможности в области создания новых материалов и технологий, принципиально новых приборов и устройств в различных отраслях промышленности.

Библиографическая ссылка