Измельчение, как процесс образования новых поверхностей

Измельчением называется процесс разделения твердого тела на части механическим путем, т.е. путем приложения внешних сил, превосходящих силы молекулярного сцепления. В результате измельчения образуется множество мелких частиц с сильно развитой поверхностью.

Образование новых поверхностей составляет основное содержания всякого процесса измельчения. Другими словами: измельчение – процесс производства новых поверхностей частиц корма.

Для сравнения развитости поверхности частиц сыпучих материалов пользуются величиной удельной поверхности S_уд.

Куб с ребром L

Объем куба = L³ Площадь куба = 6L

Удельная поверхность

Чем меньше L, тем больше S_уд.

Удельной поверхностью называется суммарная поверхность всех частиц, заключенных в единице массы (м²/кг) или объема (м²/м³).

Однако, для энергетической очистки процесса измельчения знания удельной поверхности недостаточно. При этом требуется знать степень измельчения.

Степенью измельчения λ материала называется отношение средних размеров D кусков исходного материала к среднему размеру d частиц продукта измельчения, т.е.:

.

С уменьшением размеров частиц удельная поверхность возрастает, поэтому степень измельчения равна отношению удельной поверхности частиц конечного продукта S_к к удельной поверхности кусков исходного материала S_н, т.е.:

.

В теории измельчения, кроме относительных величин, также используют абсолютные значения вновь образованной при измельчении поверхности, определяя приращение удельной поверхности.

, м²/кг или м²/м³.

Энергоемкость процесса измельчения зависит от выбора способа воздействия рабочих органов машин на материал.

Схемы различных способов дробления кормов.

1. Плющение (по этому принципу работают вальцевые зерноплющилки).

Зерно m расплющивается гладкими поверхностями n₁ и n₂ под действием сил Р₁ и Р₂ (а), или попадая в зазор h, увлекается вращающимися вальцами и расплющивается (б).

2. Крошение (жмыходробилки)

Продукт крошится зубьями вращающегося рабочего органа под действием силы Р (а), или разрушается двумя зубчатыми поверхностями под действием сил Р (б).

3. Разлом (истирание) – вальцевые зернодробилки, кукурузные дробилки.

Зерно m подвергается сдавливанию силами Р и одновременному перетиранию в результате движения одной поверхности относительно другой (а).

4. Измельчение ударом (молотковые дробилки).

Зерно разбивается на лету быстро вращающимися, шарнирно - подвешенными молотками.

Все измельчающие машины должны удовлетворять следующим основным требованиям (не зависимо от способа измельчения):

1. равномерность измельчения.

2. возможность регулировать степень измельчения.

3. быстрое удаление измельченного продукта из рабочей зоны машины.

4. непрерывная разгрузка машины.

5. легкая замена быстро изнашивающихся деталей.

6. наименьшее пылевыделение.

7. наименьший расход энергии.

Метод определения степени измельчения кормов.

В практике сельскохозяйственного производства для определения средневзвешенного диаметра частиц используют ситовой анализ. Ситовой анализ – это рассев сыпучего материала с целью определения его гранулометрического состава.

Для рассева применяют сита с различными диаметрами отверстий.

Средневзвешенный диаметр частиц:

,мк

В производственных условиях степень разлома определяется по ГОСТу 8770 - 58, подсчитывая модуль помола.

, мм

где Р₀ - остатки на поддоне, %

Р₁;Р₂;Р₃ – остатки на ситах с от-

верстиями 1;2 и 3 мм.

0,5; 1,5; 2,5; 3,5 - средний размер частиц каждого остатка между двумя смежными ситами, мм.

Степень измельчения:

Показатель степени измельчения λ характеризует, главным образом, технологический процесс дробления, а не крупность частиц дерти.

Степень измельчения (относительная величена) может иметь разные значения для дерти одного и того же гранулометрического состава, если исходный материал имеет разную крупность (например, зерно овса и кукурузы). Очевидно при одной и той же крупности дерти (d_cp) крупное зерно дает более высокие значения степени измельчения и наоборот.