VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Всесторонний анализ механоактиваторов и их классификаций [1] показал, что основным критерием, определяющим одновременно их технико-экономические показатели и основные различия, является способ передачи энергии к частицам обрабатываемого материала или способ формирования диспергирующего усилия [2].

Способ создания диспергирующего усилия определяет механизм, ста­дии и степень преобразования подводимой к 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.

Мельницы агропромышленного комплекса классифицированы на три основные группы[1,2]:

• с механическим способом создания диспергирующего усилия;

• аэродинамическим способом создания диспергирующего усилия;

• электромагнитным способом создания диспергирующего усилия.

Классификация механоактиваторов агропромышленного комплекса по признаку «способ формирования диспергирующего усилия» представлена в табл. 1.

В механоактиваторах первой группы энергия двигателя подводится или непосредственно к рабочим органам (молотковые, валковые, ударно-центробежные, дезинтеграторы и др.) или к корпусу мельницы, от которого она передается свободным мелющим телам или кускам материалам посредством трения, центробежного эффекта, с использованием сил тяжести (вращающиеся шаровые, стержневые, мельницы самоизмельчения) или инерционных сил (вибрационные и планетарные). Мельницы этой группы являются классическим видом измельчающего оборудования для тонкого помола материалов в сельскохозяйственной и пищевой промышленностях. Отличительной их особенностью является высокая энерго- и металлоемкость, небольшая производительность и сложность конструкции [1].

Таблица 1.2. Классификация механоактиваторов агропромышленного комплекса

Показатели	1 группа
Способ формирования диспергирующего усилия	Механический
Тип мельниц	С закрепленными рабочими органами			Со свободными мелющими телами
	Валковые	Дисковые, бегуны, катково-тарельчатые, шаро-кольцевые, ролико-кольцевые	Молотковые дезинтеграторы, дисмембраторы, бильные	Шаровые, стержневые, вибрационные, планетарные, самоизмельчения, (центробежные)
Способы измельчения материалов: основной и вспомогательный	Раздавливание Истирание	Раздавливание Истирание Размалывание	Прямой удар Скалывание	Прямой и отраженный удары, истирание Разламывание, скалывание
Стадия диспергирования	Тонкая		Тонкая, сверхтонкая
Тип материала	Выбирается по способу измельчения
Сопутствующие процессы	Пластификация	__	Перемешивание

Показатели	2руппа			3 группа
Способ формирования диспергирующего усилия	Аэродинамический			Электромагнитный
Тип мельниц	Струйные			С переменным электромагнитным полем
	Прямоточные	Противоточные	Отражательные	Вихревые электромагнитные аппараты (ВЭА), электромагнитные мельницы (ЭМИ)
Способы измельчения материалов: основной вспомогательный	Прямой удар Скалывание, истирание		Отраженный удар Истирание	Прямой и отраженный удар Истирание, скалывание
Стадия диспергирования	Тонкая, сверхтонкая		Тонкая и сверхтонкая (совмещенные)
Тип материала	Выбирается по способу измельчения
Сопутствующие процессы	Сушка, аэрация, перемешивание, экстракция			Акустическая и электромагнитная обработка, электродиализ, перемешивание

В технологических линиях производства они используются в сочетании с другими типами мельниц, так как не позволяют получить готовый продукт в узком и оптимальном диапазоне дисперсности.

Основным направлением интенсификации механических мельниц является совершенствование их конструкций. Такой подход в некоторой степени способствует устранению отдельных недостатков, но не позволяет повысить их общие технико-экономические показатели.

В мельницах с аэродинамическим способом формирования диспергирующего усилия частицы продукта, разогнанные струей газа, разрушаются в результате их ударно-истирающего взаимодействия между собой (прямоточные, противоточные) либо с отбойной плитой (отражательные). Достоинства струйных мельниц – высокая эффективность измельчения, отсутствие вращающихся деталей, возможность сочетания процесса диспергирования с другими одновременно протекающими процессами: сушкой, экстракцией и др. Механоактиваторы этой группы используются на предприятиях агропромышленного комплекса для тонкого диспергирования какао бобов, какаовеллы, сахарного песка, перца, эфиромасличного сырья и других материалов. Струйный помол позволяет повысить степень измельчения продукта и сократить продолжительность его обработки, но требует значительных затрат энергии и создания устойчивого аэродинамического режима работы мельниц. Гранулометрический состав измельчаемого материала характеризуется высокой степенью полидисперсности, что в большинстве случаев ухудшает качество готовых изделий. Устранение этих недостатков путем введения замкнутых циклов измельчения с использованием дополнительных инжекторов и классифицирующего оборудования усложняет схемы производства и повышает его энергоемкость.

Мельницы третьей группы представляют собой новый нетрадиционный тип измельчающего оборудования, в котором электромагнит­ные поля ис­пользуются в качестве технологического, процессового компонента. Исследования в области электромагнитного из­мель­чения материалов свидетельствуют о пер­спективности развития этого на­правления [3,...,7]. Высокая энергонапряженность силовых контактов между размольными органами электромагнитных мельниц по­зволяет сократить продолжительность обработки продукта, повысить степень его измельчения при одновременном снижении энергетических затрат.

Литература

1. Беззубцева М.М., Волков В.С. Механоактиваторы агропромышленного комплекса. Анализ, инновации, изобретения: монография. – СПб.: СПбГАУ, 2013. – 170 с.

2. Беззубцева М.М. Электромагнитные измельчители для пищевого сельскохозяйственного сырья. Теория и технологические возможности: дис…докт. техн. наук. – СПб. 1997. – 495 с.

3. Беззубцева М.М. Теоретические основы электромагнитно­го измельчения. СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2005. –160с.

4. Беззубцева М.М. Энергоэффективный способ электромагнитной механоактивации // Международный журнал экспериментального образования, 2012. - №5. – С. 92 – 93.

5. Bezzubceva M. M., Ruzhyev V.A., Yuldashev R. Z. ELECTROMAGNETIC MECHANOACTIVATION OF DRY CONSTRUC-TION MIXES. International Journal Of Applied And Fundamental Research. – 2013. – № 2 – URL: www.science-sd.com/455-24165 (16.11.2013).

6. Bezzubtzeva M.M., Volkov V.S., Gubarev V.N. THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROCESSES STUDY IN FERRO-BODIES’ MAGNETO – LIQUEFIED LAYER OF ELECTROMAGNETIC MECHANO – ACTIVATORS (EMMA) . International Journal Of Applied And Fundamental Research. – 2013. – № 2 – URL: www.science-sd.com/455-24425 (16.11.2013).

7. Беззубцева М.М., Волков В.С. Исследование энергоэффективности дискового электромагнитного механоактиватора путем анализа кинетических и энергетических закономерностей // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 10 (часть 9). – стр. 1899-1903

Код для цитирования: Скопировать