Процесс измельчение в вальцовом аппарате

При уменьшении удельной нагрузки на системы измельчения  улучшается качество всех извлекаемых  продуктов и муки. Наиболее существенное улучшение наблюдается на системах второго качества и вымола.

Удельный расход энергии  при уменьшении нагрузок снижается, что объясняется изменением силового нагружения и снижением температуры  продукта в рабочей зоне вальцов. Таким образом, для повышения  качества муки и улучшения условий обслуживания оборудования целесообразно уменьшать удельные нагрузки на вальцовые станки при сортовых помолах пшеницы. При этом снижение удельных нагрузок на системах, обрабатывающих продукты первого качества, в том числе и на первых трех крупообразующих системах.

 

2.2  Вымол оболочечных продуктов

 

В результате многократного  измельчения зерна для максимального  извлечения эндосперма остаются оболочечные  продукты, в составе которых содержится около 10…14 % эндосперма. Для наиболее эффективного вымола остатков эндосперма из оболочек устанавливают радиально-бичевые машины ударного действия. Вальцовые станки на вымоле оболочечных продуктов работают малоэффективно, тка как при этом интенсивно измельчаются оболочки, которые, попадая в муку, резко ухудшают ее качество. Высоки также энергозатраты вальцовых станков, обслуживающих системы вымола.

Эффективность вымола оболочечных  продуктов характеризуется количественными  и качественными показателями извлечения, среди которых наибольшее значение имеют извлечение муки и ее качество по зольности, также степень вымола оболочек по количеству оставщегося в них крахмала. На эффективность вымола оболочечных продуктов оказывают влияние следующие факторы: технологические свойства оболочечных продуктов, кинематические и геометрические параметры рабочих органов вымалывающих машин, нагрузка на машину.

Среди показателей технологических  свойств наибольшее значение при  вымоле имеют вымалываемость зерна, влажность и структурно-механические свойства оболочечных продуктов. Оболочечные продукты из зерна пшеницы IV типа, обладающего в радиально-бичевых машинах, чем оболочечные продукты из зерна I и III типа. Степень вымола эндосперма и дробимость оболочек в значительной мере зависят от их влажности. Важно обеспечить такую влажность оболочек зерна, чтобы они оставались достаточно вязкими и прочными на завершающем этапе технологического процесса – вымоле. Эффективность вымола крупных оболочечных продуктов выше, чем мелких, поскольку они обладают повышенной прочностью и меньше дробятся. Различна также прочность оболочек из мучнистой, стекловидной и твердой пшеницы, а также ржи. Поэтому при оценке эффективности вымола оболочечных продуктов необходимо учитывать их технологические свойства.

К кинематическим и геометрическим параметрам вымалывающих машин относят окружную скорость бичевого ротора, число бичей, расстояние от кромки бичей до ситового цилиндра и размеры отверстий цилиндрических сит.

Окружная скорость бичевого ротора определяет число ударов бичей  о частицу оболочечного продукта и находится в прямой зависимости от прочности частиц и в обратной зависимости от их массы. Окружную скорость бичевого ротора в различных типах вымалывающих машин принимают 20…36 м/с при вымоле оболочечных продуктов из пшеницы и 28…40 м/с при вымоле оболочечных продуктов из ржи.

Число бичей ротора характеризует  число их воздействий на частицы  оболочечного продукта, находящегося в рабочей зоне машины. У различных  типов вымалывающих машин неодинаковое число бичей до ситового цилиндра – 10…15 мм. Уменьшение этого зазора приводит к повышению эффективности вымола. У некоторых типов вымалывающих машин А1-БВУ величину зазора регулируют, перемещая подвижную полосу бича.

Размеры отверстий цилиндрических сит выбирают исходя из крупности  обрабатываемых оболочечных продуктов. Для первых сходовых продуктов II и III др. с. При сортовых помолах рекомендуется применять сита с отверстиями Ø1,3…1,4 мм, для сходовых продуктов с IV др. с. – Ø0,8…1,0 мм, а при вымоле более мелких оболочечных продуктов – Ø0,7…0,8 мм.

Выбор нагрузки на вымалывающую машину зависит от ее производительности. При повышении нагрузки эффективность  вымола снижается. Поэтому приходится принимать такую нагрузку, при  которой достигается паспортная производительность и высокая эффективность  вымола оболочечных продуктов на различных типах вымалывающих машин. Например, машина А1-БВУ должна обеспечить производительность 2,5 т/ч. При обработке оболочечных продуктов из ржи нагрузка на вымалывающую машину снижается на 10…12 %, учитывая структурно-механические свойства этих продуктов. 

 

 

 

 

 

 

 

3. Расчет вальцовых станков и выбор лучшего

 

При производстве муки процесс  измельчения зерна и промежуточных  продуктов является одним из главных, так как в значительной мере влияет на выход и качество готовой продукции. Измельчение зерна – одна из наиболее энергоемких операций.

Вальцовые станки предназначены  для измельчения зерна и промежуточных продуктов злаковых культур на мукомольных и крупяных предприятиях. Измельчение осуществляется в клиновидном пространстве, образованном поверхностями двух цилиндрических параллельных вальцов, вращающихся с различными скоростями навстречу другу. Зерно разрушается в результате деформации сжатия и сдвига.

При выборе оборудования и общей характеристики процесса измельчения на вальцовых станках вводится нормативный показатель средней удельной нагрузки, который определяют отношением суточной производительности размольного отделения мукомольного завода к общей длине мелющей линии.

Для сравнения и выбора лучшего взяты четыре вальцовых станка: ЗМ2, БВ2, ВМ2П, А1-БЗН и ВС.1000, расчет которых представлен ниже.

В таблице 5 даны технические характеристики вальцовых станков.

5. Техническая характеристика вальцовых станков

Показатели	ЗМ2	БВ2	ВМ2П	А1-БЗН	ВС.1000
Размеры вальцов, мм	250х1000	250х1000	185х400	250х1000	250х1000
Производительность одной половины станка, т/сут	100	100	45	84	84
Частота вращения быстровращающегося вальца, об/мин:    рифленого    гладкого	490 390	490 390	770 525	н/д н/д	460 415
Мощность электродвигателя привода вальцов одной половины, кВт	22	22	11	18,5	18
Габариты, мм    длина    ширина    высота	2218 1470 1390	2218 1630 1580	1050 1090 1130	2030 1700 1400	2600 1500 1900
Масса, кг	3350	3650	1000	2650	2600

 

Расчет  вальцовых станков.

Проведем расчет вальцового станка ЗМ2, исходя из данных технических характеристик. Рассчитаем показатели технической производительности (Wт), удельной энергоемкости (Nуд) и габаритности (Г) по формулам, предложенным.

Техническая производительность Wт=Wп * τ, где

Wп – паспортная производительность аппарата, кг/ч

τ – коэффициент использования рабочего времени (0,7)

Wт=100 * 0,7=70 т/сут

Удельная энергоемкость Nуд=N/Wт, где

N – потребляемая мощность, кВт

Nуд=22/70=0,31 кВт * сут/т

Габаритность Г=L*B*H/Wт, где

L, B, H – габаритные размеры (длина, ширина, высота), м

Г=2,2*1,5*1,4/70=0,066 м³*сут/т.

 

Проведем расчет вальцового станка БВ2 исходя из данных технических характеристик. Рассчитаем показатели технической производительности (Wт), удельной энергоемкости (Nуд) и габаритности (Г).

Wт=100 * 0,7=70 т/сут

Nуд=22/70=0,31 кВт * сут/т

Г=2,2*1,6*1,6/70=0,080 м³*сут/т.

 

Проведем расчет вальцового станка ВМ2П исходя из данных технических характеристик. Рассчитаем показатели технической производительности (Wт), удельной энергоемкости (Nуд) и габаритности (Г).

Wт=45 * 0,7=31,5 т/сут

Nуд=11/31,5=0,35 кВт * сут/т

Г=1,1*1,1*1,1/31,5=0,042 м³*сут/т.

 

Проведем расчет вальцового станка А1-БЗН исходя из данных технических характеристик. Рассчитаем показатели технической производительности (Wт), удельной энергоемкости (Nуд) и габаритности (Г).

Wт=84 * 0,7=58,8 т/сут

Nуд=18,5/58,8=0,31 кВт * сут/т

Г=2,0*1,7*1,4/58,8=0,081 м³*сут/т.

 

Проведем расчет вальцового станка ВС.1000 исходя из данных технических характеристик. Рассчитаем показатели технической производительности (Wт), удельной энергоемкости (Nуд) и габаритности (Г).

Wт=84 * 0,7=58,8 т/сут

Nуд=18/58,8=0,31 кВт * сут/т

Г=2,6*1,5*1,9/58,8=0,126 м³*сут/т.

 

По совокупности полученных данных (техническая производительность, удельная энергоемкость, габаритность) лучшими являются вальцовые станки ЗМ2 и БВ2, однако станок ЗМ2 имеет меньшую массу и габаритность, поэтому рассмотрим его подробнее.

 

 

 

 

 

 

4. Описание вальцового станка ЗМ2

 

Вальцовый станок ЗМ2 (ПАО  «Могилев-Подольского машиностроительного завода», Беларусь) двухсекционный, с автоматической дистанционной системой управления, с автоматическим регулированием производительности, предназначен для измельчения зерна и промежуточных продуктов размола преимущественно на мукомольных заводах с механическим транспортом (рис. 7).

Рисунок 7. Вальцовый станок ЗМ2

 

Мелющие вальцы – это  литой рабочий барабан (цилиндр) и две стальные полуоси. Валок из чугуна, наружная поверхность которого отбелена. Вальцы в станине устанавливают на роликовых подшипниках, угол между линией, соединяющей оси вальцов, и горизонталью составляет 45.

Один из каждой пары вальцов  имеет только вращательное движение (быстровращающийся), другой (медленновращающийся) кроме вращательного может иметь и поступательное движение в направлении, перпендикулярном оси. Этим обеспечиваются регулирование зазора междубыстрое сближение (привал) и удаление (отвал), а также прохождение между вальцами твердых посторонних предметов без поломок деталей станка и повреждения вальцов. Вальцы связаны между собой шестеренчатой передачей. Очищают вальцы щетками (рис. 8).

Рисунок 8. Устройство вальцового станка ЗМ2

1 - станина; 2 - аспирационное устройство; 3, 28 - медленновращающийся и быстровращающийся вальцы; 4, 5 - дозирующий и распределительный валки; 6, 11, 15, 23 -рычаги; 7, 17, 24- винты; 8 - планка; 9 - секторная заслонка; 10, 22 — пружины; 12 — питающая труба; 13, 14 - датчики; 16- клапан; 18 — тяга; 19 - механизм грубого привала; 20 - серьга; 21 - вал; 25 - механизм настройки и выравнивания подвижного вальца; 26 — межвальцовая передача; 27 - эксцентриковый вал; 29 — электродвигатель; 30 – щетка

 

Настройку вальцов на параллельность проводят винтовыми  механизмами. Для параллельного сближения вальцов служит эксцентриковый механизм.

Твердые посторонние  предметы проходят между вальцами благодаря кратковременному увеличению зазора при сжатии пружины амортизатора, установленного под рычагом подвижного вальца. Питающий механизм станка двухвалковый. Распределительный валок 4 имеет разнонаправленные (левые и правые) винтовые рифли, а дозирующий 5 – 35 продольных рифлей на окружности на драных системах и 59 рифлей на размольных.

Механизм регулирования  питания позволяет автоматически  изменять подачу продукта дозирующим валком в зависимости от поступления  его в питающую трубу. Питающий механизм приводится в движение плоскоременной передачей от ступицы быстровращающегося вальца, а дозирующий — от распределительного посредством шестеренчатой передачи. Щель между секторной заслонкой и распределительным валком регулируют вручную.

Вальцовые станки типа ЗМ2 выпускают с механическим автоматом  отвала и привала подвижного вальца. Автомат обеспечивает выполнение следующих операций:

• отвал и привал подвижного вальца;
• выключение и включение вращения питающих валков;
• закрытие и открытие секторной заслонки.