2.6.5. Применение магнитных полей

Установки магнитной обработки материалов оснащены досто­янными магнитами или электромагнитами. Они нашли основное применение для магнитной сепарации (очистки) кормов и зерна от металлических включений, а также для магнитной обработки воды с целью придания ей противонакипных свойств.

Сепарация в магнитном поле основана на различии магнитных свойств разделяемых фракций, которые определяют силу, дей-

317

ствующую на них со стороны магнитного поля. Эта сила особенно значительна для ферромагнитных материалов.

Напомним, что на частицу, помещенную в неоднородное маг­нитное поле, действует сила Р_и, Н, и если размеры частицы малы, напряженность магнитного поля Н и градиент модуля напряжен­ности считают одинаковыми в объеме частицы V. Тогда

где цо — магнитная проницаемость вакуума, цо = 4я- Юг¹, Г/м; К—объем части­цы, м³; И—напряженность магнитного поля, А/м; хо — магнитная восприимчи­вость частицы.

(2.155)

Магнитная сепарация семян. При магнитной сепарации семян их предварительно увлажняют, смешивают с ферромагнитным по­рошком и подают на вращающийся немагнитный барабан, внутри которого неподвижно установлен магнитный узел. Гладкие семена культурных растений практически не удерживают на своей повер­хности ферромагнитный порошок, и поэтому при вращении бара­бана они отрываются от него первыми и попадают в свой сепари­рующий отсек, а шероховатые семена сорняков удерживают фер­ромагнитный порошок, и они отрываются от вращающегося бара­бана позже в другой сепарирующий отсек. После уничтожения семян сорняков ферромагнитный порошок используют снова. Производительность процесса сепарации достаточно высокая и со­ставляет, например, для семяочистительной установки СМЩ-0,4 с постоянными магнитами 0,4 т/ч по клеверу и 0,5 т/ч по льну при степени очистки семян 98 %. Мощность установки — 2,6 кВт.

Условие удержания семян сорняка на поверхности барабана в нижней его части

где Г_а и ^„ — центробежная сила и сила тяжести, действующие на семя, их опреде­ляют из выражений, приведенных ранее; р —угол между направлением центро­бежной силы и вертикальной осью.

318

Магнитная очистка кормов. Это важная часть технологического процесса кормоприготовления, так как металлические включения в кормах (кусочки проволоки, гвозди, гайки, болты и т. п.) вызы­вают поломки измельчающих машин, а также, проникая в орга­низм животных, снижают продуктивность последних и могут быть причиной их травм и даже гибели.

На предприятиях комбикормовой промышленности широко используют магнитные сепараторы, выделяющие ферромагнит­ные примеси из зерна и продуктов его измельчения.

Разработан электромагнитный сепаратор грубых кормов, по­зволяющий очищать от металлических включений сено, солому, сенаж. В сепараторе использован электромагнит постоянного тока М-22В, подключенный к сети через выпрямительный мост. Мощ­ность установки — 2,2 кВт. При скорости транспортной ленты 1,5 м/с полностью обеспечено извлечение ферромагнитных при­месей из стебельчатых кормов с подачей 40 т/ч.

Обработка воды магнитным полем. Вода, обработанная магнит­ным полем, не образует при кипячении накипи. Противонакип-ной эффект магнитной обработки связан с наличием в воде фер­ромагнитных примесей (оксидов железа и их гидратов), частички которых в магнитном поле слипаются и служат затравочными центрами кристаллизации солей жесткости непосредственно в объеме воды, а не на теплообменных поверхностях. Основной накипеобразователь — карбонат кальция СаСО₃, который обра­зует кристаллы.

Установка для магнитной обработки воды представляет собой трубу, внутри которой размещена латунная гильза с чередующи­мися постоянными магнитами или электромагнитами. В зазоре, равном 2,5...3 мм, между трубой и латунной гильзой в магнитном поле пропускают воду со скоростью 0,4...2 м/с при напряженности магнитного поля — 100... 150 кА/м и длине пути воды в магнитном поле 0,15.,.0,35 м. Объемный расход воды при этом должен состав­лять 2...7 л/с. Пример лротивонакипного аппарата — ПМУ-1 (про-тивонакипное магнитное устройство).

Соли выпадают в виде взвешенных частиц — шлама, уносятся водой и улавливаются шламоотделителем. Аппарат ПМУ-1 ис­пользуют в контурах с холодной водой, ПМУ-2 — в контурах с го­рячей водой.

Обработанная магнитным полем вода обладает также и други­ми полезными свойствами. Например, при поливе такой водой увеличивается урожайность сельскохозяйственных культур. Ее ис­пользование повышает эффективность рассоления почв в 1,5...2 раза и т.д. Однако по истечении 1...4 ч вода, прошедшая через магнитное поле, теряет приобретенные ею полезные свойства. Поэтому магнитную обработку воды проводят перед непосред­ственным ее использованием [13].

319

В Курганской государственной сельскохозяйственной акаде­мии разработан комплекс машин для сепарации пластично-вязких материалов под условным названием УМС (установки мокрой се­парации) [12].

Установки УМС-1 и УМС-2 предназначены для удаления фер­ромагнитных включений из фарфоровых и керамических суспен­зий, шликеров, пищевых масс, кормовых смесей и отработанных масел.

Кормовые смеси одновременно с очисткой от железа подверга­ются важному технологическому процессу омагничивания.