Влияние кинематических параметров на процесс обработки продуктов на последних системах

30.10.2014

Как указывалось, конечной стадией процесса измельчения зерна в сортовую муку является обработка продуктов на последних драных и размольных системах. На этой стадии технологическая задача заключается в том, чтобы отделить оставшийся эндосперм от частиц зерна, содержащих его (эндосперм) в весьма малых количествах. Кроме того, необходимо добиться максимального извлечения эндосперма при наименьшем измельчении оболочек. Потоки продуктов, получаемых в результате этих операций, направляются обычно в муку второго сорта. Следовательно, качество муки второго сорта, а также суммарный выход ее зависят от совершенства этой стадии процесса.
Практикой установлено, что энергоемкость указанных операций конечного измельчения относительно высока. Так, на последние драные и размольные системы приходится 30—40% мощности, требующейся для привода всей вальцевой линии мельницы. Несмотря на очевидное значение этой стадии измельчения для практики, до последнего времени не проводилось каких-либо экспериментальных работ в этой области.
Чтобы найти оптимальные параметры для обработки конечных продуктов, было проведено исследование влияния:
— отношения окружных скоростей валков (опыты проводили с тремя различными рабочими поверхностями при отношении окружных скоростей валков K 1,0—4,87 и неизменной vб=6 м/сек);
— окружных скоростей валков (vб=4—15 м/сек);
— удельной нагрузки на валки (опыты проводили при q=160—500 кг/см*сутки).
Приводим результаты исследования.

Опыты проводили с верхним сходом с IV драной системы. Перерабатывали пшеницу рядовую IV типа Крымской области со стекловидностью 50%, влажностью па I драной системе 15% и зольностью 1,56%. Поверхность исходного продукта S0= 60803 см2/кг. Диаметр валков был примят равным 300 мм, длина — 500 мм; число рифлей на 1 см длины окружности валков 8 и уклон 10%. Hск валков, обработанных электроискровым способом, составляло 16 микронов; величина рабочего зазора 0,05 мм и удельные нагрузки на валки q= 200 кг/см*сутки.
Результаты опытов приведены в табл. 79.

Экспериментальные данные показывают, что с повышением отношения окружных скоростей валков извлечение муки и вновь образованная поверхность возрастают. Эта зависимость справедлива для пар валков с различными геометрическими параметрами. Таким образом, подтверждаются те же закономерности, что и при первичном измельчении зерна. Вместе с тем обнаружено, что при повышении К в пределах 1,24—4,8 показатели качества муки (зольность и цвет) снижаются, Наилучшие результаты по качеству получены при К— 1,24—1,61.
Исследуя влияние геометрии рабочих поверхностей валков, можно установить, что самые низкие показатели качества муки получены при использовании валков с углом заострения рифлен Θ=90°.
Удельный расход энергии (на единицу вновь образованной поверхности или на единицу количества извлеченной муки) с увеличением К повышается. Наименьший удельный расход энергии получен при Θ=90°.

При проведении этой серии опытов обрабатывали верхний сход с IV и нижний сход с V драных систем. Измельчалась рядовая пшеница IV типа Краснодарского края со стекловидностью 43%, влажностью на I драной системе 15% и зольностью 1,73%. Поверхность исходных продуктов S0 соответственно составляла 70 960 и 118 406 см2/кг.
Углы рифлей Θ=120°, β=80° и γ=40°. Число рифлей и их уклон были такие же, как и в предыдущих опытах. Величина рабочего зазора ак=0,08 мм. Опыты проводили при неизменных К=2,5 и q=250 кг /см*сутки. Экспериментальные данные приведены в табл. 80.
На основе данных табл. 80 мы устанавливаем:
— при неизменных K и q c увеличением окружной скорости быстровращающихся валков vб от 6 до 15 м/сек величины извлечения муки и вновь образованной поверхности изменяются незначительно;
— показатели качества муки (зольность и цвет муки) при увеличении vб с 4 до 8 м/сек остаются почта постоянными,. Дальнейшее увеличение vб приводит к резкому снижению качества муки. Очевидно, степень измельчения частиц оболочек с увеличением скорости деформирования повышается. Поэтому в муку попадает большое количество таких частиц, что приводит к увеличению ее зольности и ухудшению цвета:
— с повышением vб расход энергии на единицу вновь образованной поверхности снижается.

Опыты проводились с верхними сходами с IV и V драных систем. Измельчали пшеницу рядовую IV типа, Воронежской области со стекловидностью 31 % влажностью на I драной системе 14,9% и зольностью 1,65 %. Поверхность исходных продуктов S0 соответственно составляла 73191 и 94567 см2/кг.
Геометрия рабочих поверхностей валков такая же, как и в предыдущих опытах (см. табл. 80). Окружная скорость быстровращающихся валков vб=5,7 м/сек, отношение окружных скоростей валков К=2,5. Рабочий зазор при обработке верхнего схода с IV драной системы =0,2мм и с V драной системы ак=0,13 мм. Переменными величинами являлись удельные нагрузки q.

Результаты исследований приводятся в табл. 81.
Рассматривая результаты этой серии опытов, мы видим, что с повышением удельной нагрузки извлечение муки и вновь образованная возрастают. В то же время поверхность показатели качества муки снижаются. Так, при увеличении нагрузок на V и VI драные системы с 190 до 450 кг/см/сутки и с 160 до 500 кг/см/сутки зольность муки повышается с 1,05 до 1,28—1,34 и с 2,06 до 2,25%, а цвет муки ухудшается с 110 до 124 условных единиц цветомера ВНИИЗ; расход энергии на единицу вновь образованной поверхности изменяется при этом в незначительных размерах.

Исследования процесса обработки продуктов на последних системах при различных отношениях и величинах окружных скоростей валков, а также различных удельных нагрузках показали:
1. Количество муки, извлекаемой на последних системах чрезмерно мало.
2. Качество извлекаемой муки очень низко, что отражается на показателях качества муки второго сорта. 3. Расход энергии неоправданно велик.
Все это указывает на несовершенство вымольного процесса, осуществляемого в настоящее время в вальцевых станках.
Назрела настоятельная необходимость в разработке конструкции высокопроизводительной машины, которая позволила бы повысить эффективность технологического процесса производства сортовой муки на его последнем этапе.