6. Машины для измельчения: дробилки, мельницы.

Мельница ножевая РМ 120 состоит из корпуса, электродвигателя, подставки, ротора, питающей воронки с плунжером и пульта управления. Мельница является аппаратом непрерывного действия. Материал поступающий через вертикальный канал питающей воронки, попадает _в камеру дробления, образованную внутренней боковой поверхностью корпуса, торцом электродвигателя и крышкой. Измельчение (резание) исходного материала происходит при прохождении частиц через зазор между ножом ротора и корпуса. Учитывая минимальную номинальную величину зазора между ними, внутри частицы появляются сдвиговые деформации, подобные возникающим при воздействии ножниц или но- жа гильотины. Крупность продукта измельчения регулируется размером и формой отверстий в разгрузочной решетке. Производительность 50-60 кг/ч, мощность двигателя 1,1 квт.

Траворезки предназначены для измельчения растительного мате­риала. Перед измельчением растительное сырье необходимо очистить от земли, пыли и других посторонних примесей. Если измельчаются хруп­кие растительные материалы, их необходимо сначала увлажнить (на­пример, листья). Увлажняют водой в хорошо закрывающихся сосудах, ящиках. После увлажнения листья легко разрезываются и не образуют крошку.

Твердые корни перед измельчением также размягчают с помощью воды. После измельчения сырье необходимо сразу высушить, как при хранении во влажном состоянии оно может быстро заплесневеть и потерять свои лекарственные качества.

Барабанная траворезка устроена следующим образом. На станине укреплен длинный лоток, по которому поступает измель­чаемое сырье. В верхней части станины в подшипниках закреплен вал. На валу размещаются дисковые ножи, укрепленные под углом 30° по отношению к валу. На валу также имеется маховое колесо и шкив. С помощью шкива траворезка с дисковыми ножами приводится в движе­ние. Основной вал машины через зубчатую передачу приводит в дви­жение так называемые питающие валики, подающие сырье под ножи. После разрезания измельченное сырье падает вниз по лотку.

Производительность траворезки (соломорезки) РСБ - 300 кг/ч из­резанной травы при 400 об/мин.

В некоторых конструкциях траворезок измельченный материал попадает на сито-трясучку. Мелкие частицы отсеиваются, а однородный измельченный материал сходит с сита и собирается отдельно.

Для изрезывания плотных и деревянистых частей растений, напри­мер. корней и коры, применяется корнерезка с гильотинными ножами.

В верхней части корнерезки имеется шатунно-кривошипный механизм 4, 5. Он обеспечивает обратно-поступательное движение верхнего ножа 6. Нижний нож 7 является неподвижным. Ножи сделаны массивными, в результате чего усиливается режущее действие корнерезки. Дня подачи сырья по лотку 1 имеется транспортер 9 и подающие валики 2. измельченное сырье высыпается по лотку 8. Корнерезка приводится во вращательное движение с помощью шкива 3.

В последние годы при измельчении некоторых корней, например, солодкового и алтейного, применяется так называемая прямоугольная резка. В результате такой резки сырье после измельчения имеет вид пра­вильных кубиков. Измельченное таким образом сырье имеет красивый внешний вид. Такое измельчение не лишено и технологического смысла. Извлечения, полученные, например, из кубических кусочков алтейного корня, более прозрачны, так как меньше вымывается крахмала.

Для прямоугольной резки увлажненные корни укладывают в спе­циальные металлические ящики равномерным слоем. Затем в измельчи- тельной машине корни выталкиваются из металлических коробок или кассет и надрезываются в двух плоскостях. Системой параллельно рас­положенных ножей разрезываются окончательно, высушиваются и пере­тираются вручную. Мелкая крошка и распавшиеся кубики отсеиваются.

Валковые дробилки, валки, вальцовки предназначены для измель­чения хрупкого материала, когда желательно получить поменьше пыли.

Вальцовая дробилка (рис. 2.5) состоит из станины 1 и двух валков 4, оси которых находятся в опорах 3 горизонтально и параллельно друг другу. Валки изготавливаются из чугуна, стали, гранита и фарфора. Вал­ки вращаются навстречу друг другу, захватывают дробимый материал, раздавливают и раскладывают его. Иногда валки вращаются не с одина­ковой скоростью. В таком случае вместе с раздавливанием и раскалыва­нием происходит и истирание материала. В зависимости от требуемой степени измельчения регулируют зазор между валками. Если зазор будет больше, чем величина дробимого материала, то измельчения не будет. Материал просто будет просыпаться между валками.

Необходимым условием хорошего измельчения в валках является равномерная, непрерывная подача измельчаемого материала определен­ного диаметра. Расчеты показывают, что дробимые куски должны иметь размеры в 15-20 раз меньше диаметра валков. В противном случае куски будут скользить по верху валков и измельчения не будет.

Иногда валки делают не гладкими, а с рифленой поверхностью, то есть, с зубьями. Рифленые и зубчатые валки обеспечивают захват более крупных кусков в 5-10 раз меньше диаметра валков.

При измельчении в зазор между валками может попасть не дроби­мый кусок, например, металл. Чтобы предохранить валки от поломки, один валок укреплен подвижно. По специальным рельсам валок может отодвигаться со своей опорой. Когда не дробимый кусок пройдет между валками, сильная пружина 2 вернет его в исходное положение.

Скорость вращения валков 24-47 оборотов в минуту при диаметре 0,5-1,2 м.

Для измельчения крупных материалов кроме валков применяются бегуны (рис. 2.6). Они состоят из двух тяжелых чугунных или гранит­ных цилиндров (или жерновов), помещенных на плоском круглом осно­вании или тарелке. Бегуны соединены между собой и вращаются вокруг своей оси и по тарелке.

Измельчаемый материал подается на дно тарелки, раздавливается и истирается тяжелыми бегунами. Для равномерного измельчения материала перед бегунами обычно движутся 2 пластины, соскабливающие материал со стенок тарелки.

В некоторых конструкциях бегунов движется или вращается тарелка, а бегуны вращаются только лишь по собственной оси.

В зависимости от скорости вращения жерновов или бегунов различают быстроходные и тихоходные бегуны. К быстроходным относятся те, которые вращаются со скоростыо более 15 об/мин. Тихоходные вращаются со скоростью меньше .15 об/мин. Быстроходные бегуны отличаются небольшими размерами. С их помощью в 1 час можно измельчить до 0,5 т продукта.

Жернова (рис. 2.7) - это наиболее древний вид мельницы. Жернова известны еще за 1600 лет до н.э. и, по-видимому, являются самым древним изобретением.

Жернова в заводских условиях сейчас не применяются, однако используются на фабриках в галеновом производстве.

Основной рабочей частью являются два каменных диска 1 и 2 с насечками, расходящимися веерообразно от центра. Эти каменные диски и называются жерновами. Естественные жернова делают из кварца, базальта или гранита - твердых силикатных камней. Существуют и искусственные камни.

Чаще диски располагаются друг над другом горизонтально. Щель между ними может регулироваться. Вращается, как правило, нижний жернов, но могут быть конструкции и с верхним вращающимся жерновом.

В верхнем жернове имеется отверстие, через которое засыпаю сырье для измельчения из загрузочной воронки 5. Между жерновами оно измельчается за счет раздавливания и растирания, перемещается к периферии и собирается в приемник.

Молотковые мельницы (рис. 2.8) имеют следующее устройство. На валу мельницы 3 укреплены несколько дисков 4. К этим дискам на шарнирах прикреплены так называемые молотки или металлические стержни 5. Вал с молотками помещен внутри корпуса мельницы 1. При­чем, нижняя половина корпуса имеет ряд щелей и носит название колос­никовой решетки 6.

Вал с молотками вращается с большой скоростью - до 1000 об/мин. Молотки в результате центробежной силы отбрасываются по радиусам. Измельченный материал подается через загрузочную воронку и под действием ударов молотков измельчается. Измельченный матери­ал попадает на колосниковую решетку и просыпается в приемник. Мо­лотковые мельницы широко применяются в фармацевтической про­мышленности, в основном для измельчения хрупких материалов.

Дисковые мельницы работают по принципу раскалывания ударом. Они состоят из двух типов дисков, снабженных рядом выступов, назы­ваемых кулачками, шпильками, штифтами и т. д.

Диски в мельницах, как правило, располагаются вертикально. В зависимости от того, какие выступы в дисках имеются (шпильки или штифты), дисковые мельницы подразделяются на две большие группы: дезинтеграторы и дисмембраторы.

Дезинтеграторы - это мельницы, в которых вращаются оба диска в разные стороны.

Диски 3 снабжены концентрическими рядами шпилек или штифтов. Причем, ближе к периферии, число шпилек или их густота увеличивается, расстояние между ними уменьшается. В последнем ряду шпилек настолько много, что при вращении они выполняют функцию решетки.

В двух дисках шпильки расположены так, что ряд одного диска помещается между рядами другого. Валы дисков 4 приводятся во вращательное движение с помощью шкивов 2. Скорость вращения диска колеблется от 300 до 1000 об/мин. Материал, подлежащий измельчению, поступает через загрузочную воронку к центрам дисков. При вращении дисков под действием центробежной силы материал начинает двигаться в радиальном направлении, попадает на шпильки и между ними и из­мельчается силой удара.

Дисмембраторы построены так же, как и дезинтеграторы, с той лишь разницей, что здесь один диск со штифтами неподвижен, а другой вращается с большой скоростью - 2,5-3,0 тыс. об/мин.

К дисковым мельницам относится мельница эксцельсиор. Она состоит из двух вертикально расположенных дисков, из кото­рых один врашасгеч. а второй неподвижен. Она имеет много общего с дисмембраторами, однако существенно отличается от них. В дисмембраторах измельчение является следствием многочисленных ударов об пальцы и штифты. В эксцельсиорах штифтов или пальцев нет. Вместо этого имеются на дисках рядами расположенные по кругу зубья. При­чем, ряд зубьев одного диска входит между двумя рядами второго диска. Расстояние между дисками может изменяться, что позволяет получать порошки различной степени измельчения. Мельница эксцельсиор при­меняется в основном для измельчения растительного материала. Ско­рость врашеиия диска 250-300 об/мин. Недостатком является то, что на этой мельнице нельзя получить материал одинаковой степени измельче­ния.

Предназначены для получения очень тонких порошков органиче­ского и неорганического происхождения и для смешения порошкооб­разных продуктов.

Шаровая мельница (рис. 2.11) состоит из металлического или фарфорового цилиндрического барабана, закрывающегося крышкой. Внутрь этого барабана загружаются металлические шары, причем обяза­тельно одинакового диаметра, а также измельчаемый материал. Цилинд­рический барабан с помощью приводного механизма приводят во вра­щательное движение. При вращении барабана с малой скоростью шары будут перекатываться медленно, поднимаясь на небольшую высоту. В этом случае они будут производить малую работу по измельчению ма­териала.

При вращении барабана с большой скоростью возникает большая центробежная сила, в результате чего шары прижимаются к стенкам ба­рабана и находятся по отношению друг к другу в относительном покое. В этом случае никакого измельчения не произойдет.

Необходимо подобрать такую скорость, когда шары будут подниматься почти к верху барабана, затем отрываться от стенки и падать вниз. То есть, масса шара должна быть несколько большей, чем центробежная сила.

При падении шаров и происходит измельчение за счет удара _и тем истирания продукта между шарами и внутренней поверхностью барабана.

Шаровые мельницы могут быть периодического и непрерывного действия.

Вибромельница представляет собой разновидность шаровой мельницы.

Вибрационную мельницу описанной конструкции наиболее целе­сообразно использовать для тонкого и сверхтонкого измельчения, от 1-2 мм до 50 мкм. Их изготавливают объемом от 0,001 м^э до 1 м³ с мощно­стью двигателя от 4,5 квт до 75 квт.

Струйные мельницы работают по принципу истирания, удара и истирания. предназначена для истира­ния материалов ограниченной твердости и волокнистости. Измельчение происходит за счет энергии потока газа, сжатого в компрессоре до 7-14 атм или перегретого пара. Исходный материал поступает в мельницу в виде частиц до 10 мм и приобретает большую скорость за счет энергии энергоносителя. При соударении частицы измельчаются до 50-100 мкм и выносятся из мельница потоком газа через штуцер 7.