УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОНКОГО ПОМОЛА МАТЕРИАЛОВ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК B02C17/08 

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого помола материалов растительного и животного происхождения и может быть использовано в пищевой, косметической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для тонкого измельчения материалов, содержащее цилиндрический корпус, установленные в нем на водиле помольные барабаны с крышкой и днищем, находящиеся в зацеплении с боковой поверхностью корпуса, загрузочные патрубки, размещенные сверху по оси каждого барабана, и загрузочный бункер [1].

Недостатком известного устройства является его невысокая эффективность при помоле биологических материалов за счет того, что оно имеет отношение скорости вращения барабанов к скорости вращения водила, равное 0,7 - 0,9 от его критического значения, вычисляемого по формуле:

где ω - относительная скорость барабанов (об/мин);
Ω - скорость вращения водила (об/мин);
R - радиус водила - расстояние от центра водила до центра барабана (м или мм);
r - радиус барабана (м или мм).

При значении (ω/Ω), равном 0,7 - 0,9 от критического значения, мелющие тела совершают циклические движения, попадая на противоположную сторону барабана и опускаясь по ней вниз, приобретая круговое движение, и затем процесс повторяется. Такой режим работы является эффективным для хрупких материалов, а для помола биологических материалов неэффективным, так как при указанном соотношении реализуется ударный режим измельчения.

Для биологических материалов необходимо попадание их в ядро перекатывающихся относительно друг друга мелющих тел, где они расщепляются по волокнам, истираются, но не дробятся. Такой режим можно создать при условии подбора определенного соотношения скоростей барабанов и водила.

Недостатком известного устройства является также и то, что в нем помольные барабаны находятся в вертикальном положении, что не обеспечивает расположение мелющих тел строго параллельно стенкам барабана, а это в свою очередь отрицательно сказывается на эффективности измельчения.

Целью заявляемого изобретения повышение эффективности измельчения биологических материалов, т.е. материалов растительного и животного происхождения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем водило, установленные в нем помольные барабаны, привод и загрузочные и разгрузочные устройства, отношение скоростей вращения барабанов и водила выбрано равным 0,3 - 0,7 от его критического значения и определяется из выражения при этом барабаны расположены горизонтально и имеют перегородки, отделяющие одну секцию от другой и сообщающиеся между собой.

На чертеже приведен вид устройства.

Устройство для тонкого помола материалов растительного и животного происхождения содержит водило, состоящее из дисков 1, смонтированных на оси 2 посредством подшипников 3, привод, имеющий солнечное колесо 4, сателлитные шестерни, паразитные шестерни (на чертеже не показаны) и шкив 6, загрузочное устройство, состоящее из течки 7, центробежного питателя 8 и спирального питателя 9, разгрузочное устройство, состоящее из разгрузочной решетки 10, подъемной камеры с разгрузочным конусом 11, разгрузочной цапфы 12, разгрузочной воронки 13 и приемного кожуха 14, помольные барабаны 15, смонтированные в дисках водила 1 посредством подшипников 16 и имеющих внутри перегородку, состоящую из решетки 17, разгрузочного конуса 18 и перегрузочного отверстия 19, раму 20.

Устройство работает следующим образом.

Вращение барабанов вокруг центральной оси 2 в подшипниках 3 и вокруг собственных осей в подшипниках 16 осуществляется с помощью электродвигателя посредством клиноременной передачи через шкив 6 и путем обкатывания сателлитных шестерен 5, неподвижно закрепленных на цапфах 12 барабанов 15 по солнечному колесу 4, неподвижно закрепленному на оси 2 через паразитные шестерни (на чертеже не показаны).

Биологический материал загружается равномерно в помольные барабаны 15 через течку 7, центробежный питатель 8 и спиральный питатель 9, где он истирается в первой камере мелющими телами, специально подобранными для получения равномерной грубодисперсной фракции. В качестве мелющих тел использованы крупные шары, ролики, кубики и другие конфигурации, изготовленные из материала, который имеет максимальное трение по измельчаемому материалу с тем, чтобы создать максимальный эффект истирания.

Полученный грубодисперсный продукт через разгрузочную решетку 17, разгрузочный конус 8 и перегрузочное отверстие 19 поступает во вторую камеру, где истирается другими мелющими телами более мелкими и из другого, либо такого же материала, что и в первой камере, полученный тонкодисперсный продукт через разгрузочную решетку 10, подъемную камеру с разгрузочным конусом 11, разгрузочную цапфу 12, воронку 13 и приемный кожух 14 поступает наружу на дальнейшую обработку или затаривание.

Регулирование работы устройства производится изменением частоты вращения водила и скорости подачи исходного материала. Увеличение скорости продвижения измельчаемого материала в рабочих зонах устройства может быть осуществлено за счет продувки воздухом от вентилятора в направлении движения обрабатываемого материала.

Пример конкретного исполнения устройства для тонкого помола пищевых продуктов.

В качестве исходного материала были взяты отруби.

Требовалось получить готовый продукт следующего фракционного состава:
крупнее 200 мкм - не более 2%
100 - 200 мкм - 8 - 12%
75 - 100 мкм - 12 - 15%
менее 75 мкм - 70 - 80%
Для получения заданного фракционного состава муки применялся промышленный образец устройства, представляющий собой планетарную мельницу со следующими техническими характеристиками:
количество помольных барабанов - 4
диаметр помольных барабанов - 200
длина помольных барабанов, мм - 340
скорость вращения ротора, об/мин - 220
скорость вращения барабанов, об/мин - 450
центробежный фактор - 25g
мелющие тела - шары диаметром 10 - 15 мм
материал мелющих тел - оксид циркония
материал футеровки - оксид циркония
установленная мощность, кВт - 55
габариты LxBxH, м - 2,81x2,87x1,63
масса, т - 5
В результате измельчения исходного пищевого материала были получены следующие технологические показатели:
производительность мельницы, кг/час - 980
расход электроэнергии на 1 т готового продукта, кВт•час/т - 56
Фракционный состав готового продукта:
крупнее 200 мкм - 0,5%
100 - 200 мкм - 2,8%
75 - 100 мкм - 5,9%
менее 75 мкм - 90,8%
Таким образом, заявляемое изобретение при реализации позволило повысить эффективность измельчения материалов растительного и животного происхождения, обеспечив выполнение заданных требований по фракционному составу готового продукта, за счет соответствующего выбора отношения барабанов и водила, а также повышения стабильности скорости вращения барабанов.

Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР N 1724361, МПК⁵ B 02 C 17/08, приор. 24.04.90 г., опубл. 07.04.90 г. БИ N 13.

Технический результат - повышение эффективности измельчения. Устройство содержит водило и установленные в нем барабаны планетарной мельницы. Отношение скоростей вращения барабанов и водила - 0,3-0,7 от его критического значения. Барабаны расположены горизонтально и имеют перегородки, отделяющие одну секцию от другой. Секции сообщаются. 1 ил.

Устройство для тонкого помола материалов растительного и животного происхождения, содержащее водило, установленные в нем помольные барабаны, загрузочные и разгрузочные устройства, привод, отличающееся тем, что отношение скоростей вращения барабанов и водила выбрано равным 0,3 - 0,7 от его критического значения и определяется из выражения

где ω - относительная скорость вращения барабанов;
Ω - скорость вращения водила;
R - радиус водила;
r - радиус барабана,
при этом барабаны расположены горизонтально и имеют перегородки, отделяющие одну секцию от другой и сообщающиеся между собой.