Дробилка для ячменя. Измельчения зерна на вальцовом аппарате (1). Процесс измельчение в вальцовом аппарате
 Скачать 2.39 Mb.
|
|
1.2 Методы и показатели эффективности процесса измельчения Методы измельчения, применяемые в мукомольном производстве, основаны на использовании следующих деформации: сжатие, сдвиг, удар, истирание. Для измельчения зерновых продуктов в мукомольном производстве применяют следующие машины: вальцовые станки, бичевые, щеточные и пальцевые измельчители. В вальцовых станках используются деформации сжатия, а в бичевых измельчителях – удар и истирание. Эффективность процесса измельчения характеризуются совокупностью количественных, качественных и энергосиловых показателей. Количественные показатели процесса измельчения: общее извлечение (u1), представляющее величину проходовой фракции через определенный номер сита l; частное извлечение (ul1/l2), являющееся частью обего извлечения и представляющее фракцию продукта полученного проходом через сито l1 и сходом с сита l2; коэффициент извлечения (kи);  (1)где И1 – количество извлеченной проходовой фракции через определенный номер сита, %; Ин– количество проходовой фракции, содержащейся в продукте до его измельчения, %. Величина относительной деформации (ε):  (2)где Sк – конечная суммарная поверхность частиц после измельчения; Sн –начальная суммарная поверхность частиц до их измельчения. Количественные показатели эффективности процесса измельчения применяют дифференцированно на различных этапах технологического процесса. Показатель общего извлечения (И1) обычно используют при оценке эффективности крупообразующих систем (I…IV др. с.), на которых получаются промежуточные продукты почти всех классов крупности. На других этапах измельчения (шлифовочный и размольный процессы, вымол в драном и размольном процессах) для оценки их эффективности используют величину частного извлечения (выход муки), хотя возможна оценка и по другим фракциям, например выходу крупок в шлифовочном процессе. Для более полного представления об эффективности процесса измельчения определяют такие показатели, как коэффициент извлечения (kи) и величину относительной деформации (ε), которые показывают относительное приращение количества извлекаемых частиц через определенный номер сита либо приращение их поверхности. Качественные показатели процесса измельчения: зольность различных продуктов измельчения зерна; цвет муки и некоторых промежуточных продуктов, определяемых на цветомере; содержание клетчатки в различных зерновых продуктах; содержание крахмала в оболочечных продуктах, определяемое методом поляриметрического анализа. Зольность широко используют для оценки качества продуктов общего и частного извлечения (крупок, дунстов и муки), а также оболочечных (сходовых) продуктов. Цвет муки – оперативный показатель товарного качества муки. Содержание клетчатки в зерновых продуктах служит наиболее полным показателем их качества. Однако этот показатель применяют в практике редко из-за сложности и длительности анализов по определению этого показателя. Содержание крахмала в оболочечных продуктах – это эффективный показатель степени их вымола. Так как крахмал содержится в основном в эндосперме, то его наличие в оболочечных продуктах сведительствует о степени вымола частиц эндосперма. Энергосиловые показатели процесса измельчения удельный расход электроэнергии на получение определенного продукта; удельный расход электроэнергии на приращение новой поверхности измельчаемых зерновых продуктов; удельный расход электроэнергии на измельчение образца зерна. Удельный расход электроэнергии на получение определенного продукта для относительной оценки процесса измельчения. Удельный расход электроэнергии на приращение новой поверхности измельчаемых частиц наиболее полно характеризует процесс измельчения по энергозатратам. Удельный расход электроэнергии на измельчение образца зерна до определенной крупности применяют для оценки размолоспособности отдельных сортов зерна. Основы теории процесса измельчения Процесс измельчения зерна отличается высокой сложностью. Его теория еще недостаточно разработана, имеющиеся теоретические положения лишь односторонне раскрывают сущность процесса. Энергетическая теория рассматривает процесс измельчения с позиций затрат энергии. Обобщенная зависимость удельного расхода электроэнергии на измельчение твердых материалов (по Ребиндеру) представлена в виде: А = Ау.п + Ао.п, (3) где Ау.п – удельный расход электроэнергии на упругие и пластические деформации измельчаемого материала; Ао.п –удельный расход электроэнергии на образование новых поверхностей. Эта зависимость хорошо согласуется с экспериментальными данными по деформированию и разрушению зерна. Установлено (А.Р. Демидов и др.), что процесс деформирования и разрушения зерна состоит из трех фаз. Для первой фазы характерны упругие деформации, подчиняющиеся закону Гука. Для второй – пластические деформации и развитие микротрещин. В третьей фазе происходит разрушение зерновки при значительном росте удельного расхода электроэнергии. В зависимости от структурно-механических свойств и влажности зерна его прочностные и деформативные свойства изменяются, однако общая характеристика разрушения остается практически постоянной. Удельный расход электроэнергии на упругие и пластические деформации можно представить в виде зависимости:  ,где n – число циклов деформирования частиц измельчаемого материала; σр - разрушающее напряжение для материала; V̶ объем измельчаемой частицы; E – модуль упругости материала. Из приведенной зависимости можно установить, что затраты электроэнергии на упругие и пластические деформации можно снизить приуменьшении числа циклов нагружения (n), объема измельчаемых частиц (υ), а также при снижении разрушающегося наприжения в результате соответствующей подготовки материала (зерна). Удельный расход электроэнергии на образование новых поверхностей при измельчении материала можно выразить следующим образом: |