1.1. Обладнання для подрібнення

Розмел сировини, напівфабрикатів проводять на подрібнюючих машинах.

Подрібнюючі машини розділені на наступні групи:

вальцьові, молоткові, дискові, штифтові, кульові, колоїдні й комбіновані.

Вальцьові верстати.

Вальцьові верстати використовуються для середнього й тонкого подрібнення різних по твердості матеріалів, найпоширеніші на борошномельних підприємствах.

У вальцьовому верстаті може бути одна або кілька пар вальців.

Вальці можуть бути гладкі, рифлені й зубчасті.

На ефективність роботи вальцевого верстата впливають відношення окружних швидкостей вальців, стан поверхні, точність зазору по довжині вальців.

Детально розглянемо приклад конструкції вальцевого верстата А1-БЗН (мал. 3). Верстат складаються із двох секцій, які працюють паралельно. Секції розділені поздовжньою перегородкою. У кожній секції встановлена пара вальців механізму,привально-відвальний пристрій, автомат керування, приймальні й випускні пристрої.

Рис. 3. Вальцевий верстат А1-БЗН: 1, 2 – вальці, що мелють; 3 – дозуючий валок; 4 – живильний шнек; 5 – датчик живлення; 6 – прийомна труба; 7 – горловина; 8 – сигналізатор рівня; 9 - заслінка; 10 – регулятор живильного зазору; 11 – ножі-очисники; 12 – випускний бункер; 13 – щітки очисники.

Зерно й проміжні продукти подрібнюються в клиноподібному просторі, утвореним циліндричними поверхнями двох паралельних вальців. Вальці обертаються назустріч із різними швидкостями. Руйнування зерен відбувається в результаті комбінації деформацій стиску й зрушення.

Робота верстата починається з пуску електродвигуна, від якого через пасову передачу обертання передається шківу верхнього вальця 2, а від нього через зубчасту передачу – живильному вальцю 4. Від верхнього вальця обертання передається дозуючим вальцям 3.

При наповненні продуктом прийомної труби 6 датчик рівня 8 включає систему подачі стисненого повітря в пневмоциліндр, який через систему важелів забезпечується привал (зближення) вальців, що мелють.

Під дією маси продукту датчик живлення 5 включає поворот заслінки 9 і через зазор між нею й дозуючим валиком 3 продукт починає надходити в зону подрібнення.

Рис. 4. Восьмивальцевий млин: 1- завантажувальна воронка; 2 – живильний валок; 3 – магніт; 4, 5 – рифлені вальці; 6, 7, 8 – гладкі вальці для розмелу; 9.10, 11 – вальці для тонкого подрібнення; 12 – ніж; 13 – приймач; 14 – мішалка.

При відсутності продукту в прийомній трубі відбувається автоматичне розведення вальців (відвал), щоб уникнути їх ушкодження, і зупинка живильного механізму.

Окружна швидкість швидкообертового вальця звичайно становить 4-6 м/с. Він пустотілий і має систему охолодження шляхом подачі холодної води у внутрішню порожнину.

Охолодження вальців позитивно впливає на технологічні показники помолу. Зниження температури в зоні подрібнення запобігає підсушуванню й надмірному подрібненню оболонок, а також перегрів продуктів розмелу.

Млини й дробарки

Використовуються в різних галузях харчової промисловості для розмелу сировини, напівфабрикатів і відходів до дуже малого розміру часток різними способами: стиском, ударом, стиранням, розколюванням.

Восьмивальцеві, а також трьох- і пятивальцеві млини, застосовують у кондитерської промисловості для тонкого подрібнення шоколадних мас.

Восьмивальцевий млин.

Восьмивальцевий млин (мал. 4) складається із завантажувальної воронки 1, одного живильного рифленого валка 2, магніту 3, двох рифлених валків 4 і 5 для грубого розмелу крупки,які надходять, трьох вальців 6, 7 і 8 для попереднього розмелу, трьох вальців 9, 10 і 11 для тонкого подрібнення.

Сталевий пластинчастий ніж 12 знімає масу какао з останнього валка.

Здрібнена маса надходить у приймач 13, що має мішалку 14 пором, що й обігрівається.

Зазори між валками регулюються й послідовно зменшуються з 0,2÷0,5 мм до 0,01÷0,02 мм. У міру зменшення зазорів швидкості вальців збільшуються. Щоб уникнути перегріву внутрішні порожнини валків другого і третього ступеней охолоджується водою.

Продуктивність восьмивальцевого млина 150÷300 кг/год.

Рис. 5. Пятивальцевий млин: 1 – прийомна воронка; 2-6 - валки; 7 – привод; 8 - шкребок; 9 – лоток; 10 – манометр.

Пятивальцовая млин.

Пятивальцевий млин (мал. 5) призначений для тонкого подрібнення шоколадних мас і начинок, мас праліне. Конструкція машини складається з п'яти вальців (2, 3, 4, 5, 6) розташованих між двома чавунними станинами. Вальці охолоджуються водою щоб уникнути перегріву маси, що подрібнюється. Наявність води контролюється манометром 10.

Від нижнього валка до верхнього по ходу продукту швидкість валків зростає, а зазори між валками зменшуються. Положення валків, крім другого, можна змінювати за допомогою гідравлічних регулюючих механізмів.

Рис. 6. Зубчаста дробарка: 1 – корпус; 2 – колосникові решітки; 3 – вал; 4 – зубчастий диск; 5 – бункер; 6 – шків привода.

Попередньо перемішану теплу шоколадну або горіхову масу завантажують у прийомну воронку 1. Маса захоплюється парою нижніх вальців 2,3 і, проходячи послідовно через зазори між валками, подрібнюється. З верхнього валка 6 маса очищається шкребком 8 і по лоткові 9 осипається в підставлену ємність або на стрічку транспортера.

У пятивальцевих млинах маса переміщається з нижніх вальців на верхні. При такому русі дрібні частки завжди перебувають над великими, що виключає можливість влучення великих часток у готовий продукт.

Зубчасті дробарки.

Застосовуються в консервному виробництві. Ці дробарки тихохідні. Вони складаються із двох вальців, на яких змонтовані зубчасті диски (мал. 6). Диски першого вальця перебувають між двох суміжних дисків другого валка. Валки обертаються назустріч один одному з різними окружними швидкостями. У нижній частині дробарки розташовані решітки, і зубці вільно розміщаються в її отворах. Продукт (плоди, томати) подається з бункера, розривається зубцями й подрібнюється. Здрібнений продукт надходить на колосникові решітки, додатково подрібнюється й проходить крізь отвори в колосниках.

Рис. 7. Молоткова дробарка. 1 – двигун; 2 – диск; 3 – вісь молотків; 4 – молоток; 5 – сито; 6 – прийомна воронка; 7 – станина.

Молоткова дробарка.

Молоткові дробарки застосовуються для подрібнення зерна, солоду, цукру в цукрову пудру.

Робочими органами дробарки є пластини прямокутної форми – молотки, які на великій швидкості вдаряються об продукт і розбивають його на частини.

Схема дробарки показана на мал. 7. На станині 7 закріплений корпус дробарки. На валу двигуна 1 закріплений диск 3. На диску є отвори, у яких на осі 3 вільно закріплені молотки 4. Вал дробарки обертається із частотою до 5000 об/хв. При обертанні вала молотки під дією відцентрових сил розташовуються по радіусу симетрично осі вала.

Рис. 8. Колоїдний млин: 1,2 – ротор і статор тонкого помолу; 3, 4 – ротор і статор грубого помолу; 5 – канал; 6 - регулювальна гайка; 7 - вивантажувальний патрубок; 8 – вал.

Продукт подається у воронку 6, подрібнюється молотками. Здрібнений продукт виходить через сито 5. Зазор між молотком і ситом становить 3-5 мм.

Молоток вільно повертається навколо осі 2. Тому, якщо в дробарку потрапить дуже твердий продукт, молоток відхилиться, компенсуючи ударні навантаження.

При зношуванні робочих кромок молотка знижуються якість подрібнення й продуктивність. Тоді молотки повертають і закріплюють іншим кінцем.

Колоїдні млини.

Дозволяють одержати частки розміром менше 1 мікрона. Вони використовуються для готування паст і емульсій, для тонкого подрібнення м'яса при виробництві ковбасних виробів.

Подрібнення проводять у диспергуючому рідкому середовищі – щоб запобігти злипанню часточок.

На валу 8 (мал. 8) перебувають два конусні ротори 1, 3. У корпусі млина закріплено два статори 2, 4. Поверхня ротора й статора рифлена. Між ротором і статором є дуже маленький зазор (мінімально 0,05 мм). Зазор зменшується зверху вниз по ходу продукту.

Матеріал надходить на верхнє кільце ротора 4, і під дією відцентрової сили по каналах 5 надходить у зону подрібнення між ротором і статором. У верхній частині млина відбувається грубе подрібнення, а в нижній – тонке. Здрібнений матеріал виводиться через патрубок 7. Щілина між ротором і статором змінюється за допомогою накидної гайки, що дозволяє змінювати ступінь подрібнення.

Окружна швидкість у зоні подрібнення досягає 120 м/с.

Рис. 9. Штифтовий млин (дисмембратор) 1 – кришка; 2, 3 – диски; 4 – штифти; 5 – вихідний отвір; 6 – планшайба; 7 – вал; 8 – підшипниковий вузол; 9 – зубчаста передача; 10 – приводний вал; 11 – охолоджуюча сорочка; 12 – патрубки подачі води.

Штифтові млини.

Ці млини застосовуються в кондитерському виробництві для подрібнення крупки в какао терте й какао-жмиху в какао-порошок.

Штифтові млини мають штифти, розташовані на двох обертових дисках. Дисковий штифтовий млин з одним обертовим диском називається дисмембратор, а із двома – дисинтегратор.

У дисмембраторі (мал. 9), подрібнений продукт через конічний отвір кришки 1 надходить разом з повітрям у простір між дисками 2 і 3. На дисках по концентричних окружностях закріплені штифти 4. Штифти одного диска розташовуються в кільцевому просторі іншого диска. Диск 2 прикріплено до кришки 1. Диск 3 прикріплено до планшайби 6, яка шпонкою кріпиться до вала 7. Частота обертання диска — 6000 об/хв.

У просторі між дисками продукт завдяки багаторазовим ударам об штифти подрібнюється, і виводиться із дробарки через отвір 5. При здрібнюванні продукт сильно нагрівається. Тому кришка й корпус млина охолоджуються водяною сорочкою 11, у яку через отвори 12 подається охолоджуюча вода.

Рис. 10. Дискова дробарка: 1 – вал; 2, 3 – диски.

Штифтові дробарки прості за конструкцією, мають високу продуктивність і ступінь подрібнення, але при роботі вони утворюють багато пилу.

Дискові дробарки

Дискові дробарки (мал. 10) застосовуються для подрібнення зерна, солоду, сухарів, горіхів і інших матеріалів. Продукт подрібнюється між двома дисками – рухливим і нерухливим.

Рис. 11. Клапанний гомогенізатор: 1 – канал подачі продукту; 2 – сідло; 3 – клапан; 4 – ущільнення; 5 – гайка; 6 – пружина; 7 – гвинтовий пристрій; 8 – канал, що відводить.

Рухливий диск 2 закріплено на валу 1, який обертається в нерухливому корпусі. Корпус дробарки закритий кришкою, до якої прикріплений нерухомий диск 3. Вал за допомогою спеціальних пристроїв можна переміщати в осьовому напрямку, зменшуючи або збільшуючи щілину між дисками. Диск може бути виведений рукояткою з робочого положення. При зношуванні знімна частина диска заміняється.