RU2124946C1

RU2124946C1 - Apparatus for fine grinding of plant and animal materials

Info

Publication number: RU2124946C1
Application number: RU97120405/13A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Кочнев; С.А. Симанкин; В.Ф. Подгорный; А.Ф. Шухнов
Original assignee: Кочнев Владимир Георгиевич; Симанкин Сергей Альбертович; Подгорный Валерий Федорович; Белорусова Нина Иннокентьевна
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-01-20

Abstract

FIELD: agriculture and food-processing industry. SUBSTANCE: apparatus has carrier and planetary grinding drums mounted in carrier. Rotational speed ratio of drums and carrier is 0.3-0.7 of critical value. Drums are mounted in horizontal position and provided with partition walls for separating one section from another. Sections are communicated one with another. EFFECT: increased grinding efficiency and simplified construction. 1 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для тонкого и сверхтонкого помола материалов растительного и животного происхождения и может быть использовано в пищевой, косметической, фармацевтической и других отраслях промышленности. The invention relates to equipment for fine and ultrafine grinding of materials of plant and animal origin and can be used in food, cosmetic, pharmaceutical and other industries.

Известно устройство для тонкого измельчения материалов, содержащее цилиндрический корпус, установленные в нем на водиле помольные барабаны с крышкой и днищем, находящиеся в зацеплении с боковой поверхностью корпуса, загрузочные патрубки, размещенные сверху по оси каждого барабана, и загрузочный бункер [1]. A device for fine grinding of materials is known, comprising a cylindrical body, grinding drums with a lid and a bottom mounted on it, engaged with the side surface of the housing, loading nozzles placed on top along the axis of each drum, and a loading hopper [1].

Недостатком известного устройства является его невысокая эффективность при помоле биологических материалов за счет того, что оно имеет отношение скорости вращения барабанов к скорости вращения водила, равное 0,7 - 0,9 от его критического значения, вычисляемого по формуле:

где ω - относительная скорость барабанов (об/мин);
Ω - скорость вращения водила (об/мин);
R - радиус водила - расстояние от центра водила до центра барабана (м или мм);
r - радиус барабана (м или мм).A disadvantage of the known device is its low efficiency when grinding biological materials due to the fact that it has a ratio of the rotational speed of the drums to the rotational speed of the carrier, equal to 0.7 - 0.9 of its critical value, calculated by the formula:

where ω is the relative speed of the drums (rpm);
Ω - carrier rotation speed (r / min);
R is the radius of the carrier - the distance from the center of the carrier to the center of the drum (m or mm);
r is the radius of the drum (m or mm).

При значении (ω/Ω), равном 0,7 - 0,9 от критического значения, мелющие тела совершают циклические движения, попадая на противоположную сторону барабана и опускаясь по ней вниз, приобретая круговое движение, и затем процесс повторяется. Такой режим работы является эффективным для хрупких материалов, а для помола биологических материалов неэффективным, так как при указанном соотношении реализуется ударный режим измельчения. With a value of (ω / Ω) equal to 0.7 - 0.9 of the critical value, the grinding bodies make cyclic movements, falling on the opposite side of the drum and falling down on it, acquiring a circular motion, and then the process repeats. This mode of operation is effective for brittle materials, and for grinding biological materials is ineffective, since the shock mode of grinding is realized at the indicated ratio.

Для биологических материалов необходимо попадание их в ядро перекатывающихся относительно друг друга мелющих тел, где они расщепляются по волокнам, истираются, но не дробятся. Такой режим можно создать при условии подбора определенного соотношения скоростей барабанов и водила. For biological materials, it is necessary to get them into the core of grinding bodies rolling relative to each other, where they are split into fibers, are worn, but not crushed. This mode can be created provided that a certain ratio of the speeds of the drums and the carrier is selected.

Недостатком известного устройства является также и то, что в нем помольные барабаны находятся в вертикальном положении, что не обеспечивает расположение мелющих тел строго параллельно стенкам барабана, а это в свою очередь отрицательно сказывается на эффективности измельчения. A disadvantage of the known device is also that the grinding drums are in an upright position, which does not ensure the location of the grinding bodies strictly parallel to the walls of the drum, and this, in turn, negatively affects the grinding efficiency.

Целью заявляемого изобретения повышение эффективности измельчения биологических материалов, т.е. материалов растительного и животного происхождения. The aim of the invention is to increase the efficiency of grinding biological materials, i.e. materials of plant and animal origin.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем водило, установленные в нем помольные барабаны, привод и загрузочные и разгрузочные устройства, отношение скоростей вращения барабанов и водила выбрано равным 0,3 - 0,7 от его критического значения и определяется из выражения

при этом барабаны расположены горизонтально и имеют перегородки, отделяющие одну секцию от другой и сообщающиеся между собой.This goal is achieved by the fact that in the device containing the carrier, the grinding drums installed therein, the drive and loading and unloading devices, the ratio of the rotational speeds of the drums and the carrier is selected equal to 0.3 - 0.7 of its critical value and is determined from the expression

while the drums are horizontal and have partitions separating one section from another and communicating with each other.

На чертеже приведен вид устройства. The drawing shows a view of the device.

Устройство для тонкого помола материалов растительного и животного происхождения содержит водило, состоящее из дисков 1, смонтированных на оси 2 посредством подшипников 3, привод, имеющий солнечное колесо 4, сателлитные шестерни, паразитные шестерни (на чертеже не показаны) и шкив 6, загрузочное устройство, состоящее из течки 7, центробежного питателя 8 и спирального питателя 9, разгрузочное устройство, состоящее из разгрузочной решетки 10, подъемной камеры с разгрузочным конусом 11, разгрузочной цапфы 12, разгрузочной воронки 13 и приемного кожуха 14, помольные барабаны 15, смонтированные в дисках водила 1 посредством подшипников 16 и имеющих внутри перегородку, состоящую из решетки 17, разгрузочного конуса 18 и перегрузочного отверстия 19, раму 20. A device for fine grinding of materials of plant and animal origin contains a carrier, consisting of disks 1 mounted on an axis 2 by means of bearings 3, a drive having a sun wheel 4, satellite gears, spurious gears (not shown in the drawing) and a pulley 6, a loading device, consisting of estrus 7, centrifugal feeder 8 and spiral feeder 9, an unloading device consisting of an unloading grill 10, a lifting chamber with an unloading cone 11, an unloading pin 12, an unloading funnel 13 and a receiving skin ha 14, grinding drums 15 mounted in the discs of the carrier 1 by means of bearings 16 and having a partition inside, consisting of a grill 17, a discharge cone 18 and a reload hole 19, a frame 20.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Вращение барабанов вокруг центральной оси 2 в подшипниках 3 и вокруг собственных осей в подшипниках 16 осуществляется с помощью электродвигателя посредством клиноременной передачи через шкив 6 и путем обкатывания сателлитных шестерен 5, неподвижно закрепленных на цапфах 12 барабанов 15 по солнечному колесу 4, неподвижно закрепленному на оси 2 через паразитные шестерни (на чертеже не показаны). The rotation of the drums around the central axis 2 in the bearings 3 and around their own axes in the bearings 16 is carried out using an electric motor by means of a V-belt transmission through a pulley 6 and by rolling the satellite gears 5 fixedly mounted on the pins 12 of the drums 15 along the sun wheel 4 fixedly mounted on the axis 2 through spurious gears (not shown in the drawing).

Биологический материал загружается равномерно в помольные барабаны 15 через течку 7, центробежный питатель 8 и спиральный питатель 9, где он истирается в первой камере мелющими телами, специально подобранными для получения равномерной грубодисперсной фракции. В качестве мелющих тел использованы крупные шары, ролики, кубики и другие конфигурации, изготовленные из материала, который имеет максимальное трение по измельчаемому материалу с тем, чтобы создать максимальный эффект истирания. Biological material is loaded evenly into the grinding drums 15 through estrus 7, a centrifugal feeder 8 and a spiral feeder 9, where it is abraded in the first chamber by grinding media specially selected to obtain a uniform coarse fraction. As grinding media used large balls, rollers, cubes and other configurations made of a material that has maximum friction on the crushed material in order to create the maximum effect of abrasion.

Полученный грубодисперсный продукт через разгрузочную решетку 17, разгрузочный конус 8 и перегрузочное отверстие 19 поступает во вторую камеру, где истирается другими мелющими телами более мелкими и из другого, либо такого же материала, что и в первой камере, полученный тонкодисперсный продукт через разгрузочную решетку 10, подъемную камеру с разгрузочным конусом 11, разгрузочную цапфу 12, воронку 13 и приемный кожух 14 поступает наружу на дальнейшую обработку или затаривание. The resulting coarse product through the discharge grill 17, the discharge cone 8 and the transfer hole 19 enters the second chamber, where it is abraded by other grinding media smaller and from another or the same material as in the first chamber, the obtained fine product through the discharge grill 10, a lifting chamber with an unloading cone 11, an unloading pin 12, a funnel 13 and a receiving casing 14 goes outside for further processing or packaging.

Регулирование работы устройства производится изменением частоты вращения водила и скорости подачи исходного материала. Увеличение скорости продвижения измельчаемого материала в рабочих зонах устройства может быть осуществлено за счет продувки воздухом от вентилятора в направлении движения обрабатываемого материала. Regulation of the operation of the device is made by changing the frequency of rotation of the carrier and the feed rate of the source material. The increase in the speed of advancement of the crushed material in the working areas of the device can be carried out by blowing air from the fan in the direction of movement of the processed material.

Пример конкретного исполнения устройства для тонкого помола пищевых продуктов. An example of a specific implementation of the device for fine grinding food products.

В качестве исходного материала были взяты отруби. Bran was taken as the starting material.

Требовалось получить готовый продукт следующего фракционного состава:
крупнее 200 мкм - не более 2%
100 - 200 мкм - 8 - 12%
75 - 100 мкм - 12 - 15%
менее 75 мкм - 70 - 80%
Для получения заданного фракционного состава муки применялся промышленный образец устройства, представляющий собой планетарную мельницу со следующими техническими характеристиками:
количество помольных барабанов - 4
диаметр помольных барабанов - 200
длина помольных барабанов, мм - 340
скорость вращения ротора, об/мин - 220
скорость вращения барабанов, об/мин - 450
центробежный фактор - 25g
мелющие тела - шары диаметром 10 - 15 мм
материал мелющих тел - оксид циркония
материал футеровки - оксид циркония
установленная мощность, кВт - 55
габариты LxBxH, м - 2,81x2,87x1,63
масса, т - 5
В результате измельчения исходного пищевого материала были получены следующие технологические показатели:
производительность мельницы, кг/час - 980
расход электроэнергии на 1 т готового продукта, кВт•час/т - 56
Фракционный состав готового продукта:
крупнее 200 мкм - 0,5%
100 - 200 мкм - 2,8%
75 - 100 мкм - 5,9%
менее 75 мкм - 90,8%
Таким образом, заявляемое изобретение при реализации позволило повысить эффективность измельчения материалов растительного и животного происхождения, обеспечив выполнение заданных требований по фракционному составу готового продукта, за счет соответствующего выбора отношения барабанов и водила, а также повышения стабильности скорости вращения барабанов.It was required to obtain a finished product of the following fractional composition:
larger than 200 microns - no more than 2%
100 - 200 microns - 8 - 12%
75 - 100 microns - 12 - 15%
less than 75 microns - 70 - 80%
To obtain a given fractional composition of flour, an industrial design of the device was used, which is a planetary mill with the following technical characteristics:
the number of grinding drums - 4
diameter of grinding drums - 200
grinding drum length, mm - 340
rotor rotation speed, rpm - 220
drum rotation speed, rpm - 450
centrifugal factor - 25g
grinding bodies - balls with a diameter of 10 - 15 mm
grinding material - zirconium oxide
lining material - zirconium oxide
installed power, kW - 55
dimensions LxBxH, m - 2.81x2.87x1.63
weight, t - 5
As a result of grinding the starting food material, the following technological indicators were obtained:
mill productivity, kg / h - 980
energy consumption per 1 ton of finished product, kW • h / t - 56
Fractional composition of the finished product:
larger than 200 microns - 0.5%
100 - 200 microns - 2.8%
75 - 100 microns - 5.9%
less than 75 microns - 90.8%
Thus, the claimed invention, when implemented, has improved the grinding efficiency of materials of plant and animal origin, ensuring the fulfillment of the specified requirements for the fractional composition of the finished product, due to the appropriate choice of the ratio of the drums and the carrier, as well as increasing the stability of the rotation speed of the drums.

Источники информации, принятые во внимание
1. Авторское свидетельство СССР N 1724361, МПК⁵ B 02 C 17/08, приор. 24.04.90 г., опубл. 07.04.90 г. БИ N 13.Sources of information taken into account
1. USSR author's certificate N 1724361, IPC ⁵ B 02 C 17/08, prior. 04.24.90, publ. 04/07/90, BI N 13.

Claims

A device for fine grinding of materials of plant and animal origin, containing a carrier, grinding drums installed in it, loading and unloading devices, a drive, characterized in that the ratio of rotational speeds of the drums and carrier is selected equal to 0.3 - 0.7 from its critical value and determined from the expression

where ω is the relative speed of rotation of the drums;
Ω - carrier rotation speed;
R is the radius of the carrier;
r is the radius of the drum,
while the drums are horizontal and have partitions separating one section from another and communicating with each other.