Модуль 1

МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ЗЕРНА ДО ПЕРЕРОБКИ

Лабораторна робота №1

Тема: Машини для очищення і сортування зерна

1. Мета роботи: Мета роботи: вивчити будову, роботу, правила експлуатації, регулювання та технічного обслуговування машин, а також методи розрахунку машин та їх складових частин.

2. Обладнання: ЗПА-10; ЗСМ-5; БМК-15.

3. Зміст роботи:

Для очищення і сортування зерна використовують: пневматичні, повітряно-ситові сепаратори, каменевідбірні машини і магнітні уловлювачі.

Пневматичних сепараторів (аспіратори) застосовують для відсадження основного продукту (зерна) з пневматичної мережі і відділення повітряним потоком домішок, відмінних від зерна основної культури аеродинамічними властивостями. До таких домішок відносяться квіткові плівки, частини стебел і колосів, полова, насіння смітних рослин, щуплі зерна основної культури, пил і т.д. Пнемосепаратори знаходять застосування також на крупозаводах при повітряній сепарації продуктів лущення круп'яних культур.

Класифікація пневматичних сепараторів можна підрозділити на дві групи: з розімкненим циклом повітря і із замкнутим циклом повітря. До першої групи відносяться аспіраціїні колонки, що широко застосовуються на круп'яних заводах, і пнемосепаратори для млинів з пневматичним транспортом. Останні виготовляють з відносовіддільною камерою і без неї. До другої групи відносяться головним чином пневмосепаратори з двократним продуванням, використовувані в зерноочисних відділеннях млинових і круп'яних підприємств.

Основними параметрами пневматичного сепаратора, забезпечуючими ефективність очищення зерна і чіткість сепарації, є питоме зернове навантаження, розміри пневмосепарующего каналу, швидкість повітряного потоку і втрати тиску в сепараторі.

Ефективність очищення цє відношенням маси домішок, виділених із зерна, до маси домішок в початковій зерновій суміші, які можуть бути виділені повітряним потоком

(1)

де А – маса відходів, кг;

а – вміст нормального зерна в відходах;

Б – маса домішок в початковій зерновій суміші, які можуть бути виділені повітряним потоком, кг.

Рис.1. Пневмоаспіратор ЗПА-10:

1 - корпус; 2 - кришка; 3 - стінка; 4 - рукоятка; 5 - вантажний клапан; 6, 15 - пневмосепарующій і повітря підвідний канали; 7 - осадова камера для відходів; 8 - оглядовий люк; 9 - черв'ячний редуктор; 10 - електродвигун; 11, 12 — шлюзові затвори для висновку очищеного зерна і легких домішок; 13 - подвійний патрубок; 14 - патрубок для подачі зерна, що транспортується; 16 - осадова камера для зерна.

Повітряно-ситові сепаратори типа ЗСМ (ЗСМ-2,5 (А1-БСБ), ЗСМ-5, ЗСМ-10 і ЗСМ-20)використовують для млинів з внутрішньоцеховим механічним транспортом зерна. Призначені для очищення зерна (пшениці, іржі, вівса і ін.) від домішок на млинах і крупозаводах з внутрішньоцеховим механічним транспортом зерна. Сепаратори відділяють домішки, відмінні від зерна геометричними розмірами (шириною і товщиною) і аеродинамічними властивостями. Для уловлювання металевих домішок в сепараторах ЗСМ-2,5, ЗСМ-5 і ЗСМ-10 є магнітний захист.

Відділення домішок здійснюється шляхом послідовного просівання на похило розташованих ситах, що скоюють поворотно-поступальну ходу. Відділення домішок по аеродинамічних властивостях досягається двократним продуванням зерна повітрям в каналах під час вступу зерна в машину і при виході з неї.

Рис.2. Сепаратор ЗСМ-5:

1 – станина; 2 – верхній ситовий корпус; 3 – нижній ситовий корпус; 4 – пневмосепарующа труба; 5 – магніт; 6 – електродвигун; 7 – ексцентриковий коливач; 8 – приємна камера; 9 – аспераціїна камера; 10 – вентилятор; 11 – пелюсткові клапани; 12 – лоток; 13 – інерційний очисний механізм.

Каменевідбірні машини застосовують для виділення домішок в зерні таких як галька, крупний пісок, осколки скла, шматочки металу, шлаку і т.д., які об'єднуються під загальною назвою «мінеральні». Ці домішки, коли вони за своїми геометричними розмірами не відрізняються від зерен основної культури, відносять до розряду важко видільних. Правилами організації і ведення технологічного процесу на млинах і комбікормових підприємствах вміст мінеральних домішок в зерні строго регламентується.

Для відділення мінеральних домішок на млинових і комбікормових підприємствах застосовують каменевідбірні машини ЗКГ і ЗК-15м. У, стадії освоєння знаходяться каменевідбірні машини типів БМК, БОК і БЗС. Як правило, каменевідбірні машини встановлюють в технологічній схемі зерноочисного відділення перед I драною системою після системи 3-ої сепарації або до зволоження зерна.

Класифікація каменевідбірних машин

Каменевідбірні машини залежно від конструкції робочого органу діляться на три групи: з конічними робочими поверхнями, з сітчастими плоскими поверхнями і з сітчастими поверхнями і піддуванням повітря. Каменевідбірні машини виділяють із зерна мінеральні домішки з використанням їх відмінностей по густині і коефіцієнту тертя. Машини перших двох груп мають кругову поступальну ходу, а третьої групи — поворотна поступальна хода.

До машин з круговою поступальною ходою робочого органу відносяться ЗКГ, ЗК-15М і БОК, до машин з поворотно-поступальною ходою і піддуванням повітря — БМК-15 і БЗС.

Основні параметри роботи каменевідбірних машин характеризується продуктивністю і ефективністю відбору каміння. Ефективність роботи каменевідбірних машин визначають так само, як і ефективність роботи зерноочисних сепараторів, тобто за змістом мінеральних домішок до і після очищення.

У основу процесу очищення зерна від мінеральних домішок на каменевідбірних машинах з круговою поступальною ходою робочого органу встановлена відмінність густини зерна (1,3—1,4 г/см³) і мінеральних домішок (2,6—2,7 г/см³) і коефіцієнтів тертя.

В процесі обробки зернової маси з домішками на робочих органах каменевідбірних машин відбувається процес самосортуванія: у нижні шари переміщаються частинки з більшою густиною, в верхнє — з меншою. Необхідною умовою самосортування є повідомлення зерновій масі прискорення, достатнього для порушення рівноваги окремих її частинок, при якому відбувається переміщення мінеральних частинок щодо зерен. Оптимальне значення прискорення знаходиться в межах 15—19 м/сек².

Продуктивність Q робочі сортуючи елементи каменевидільних машини з круговою поступальною ходою може бути визначена по формулі:

(2)

де H – середня товщина сипкого тіла в статичному стані, м;

B – ширина робочого елементу, м;

L – довжина робочого елементу, м;

γ – об’ємна маса зерна, кг/м³;

k – коефіцієнт запасу.

Коефіцієнт запасу, що враховує нерівномірність товщини шаруючи зерна і неоднорідність мінеральних частинок, вибирається в межах. k₃=1,4÷1,5.

Каменевидільна машина БМК-15. Повітряно-флотаціїна каменевидільна машина БМК-15 з поворотно-поступальною ходою сортувального столу.

Основним робочим органом машини є пневмостіл (дека), який є дерев'яною рамою, розділеною подовжніми перегородками і поперечними козирками. Козирки відігнуті під кутом 6° до вертикалі. У нижній частині рами встановлені повітророзподільні грати з отворами, розташованими в шаховому порядку, з козирками, що мають кут підйому від 20 до 90°, чим досягається зміна живого перетину отворів.

Зверху рами є спеціальна дротяна сітка великої густини, осередками (ячейки) з розмірам 0,7×1,0 мм.

Рис.3. Каменевидільна машина БМК-15:

1 – станина; 2 – вентилятор; 3 – коливач; 4 – кузов; 5 – пневмостіл; 6 – витяжний зонт; 7 – приймальний бункер; 8 – фільтр.

Рис. 4. Схема технологічного процесу каменевидільна машини БМК-15:

I – неочищене зерно; II – повітря і відноси; III – схід чистого зерна; IV – мінеральні домішки (каміння); V – повітря.

Магнітні уловлювачі використовують в технологічних процесах мукомельних, круп’яних і комбікормових підприємств для очищення сировини і проміжних продуктів від металомагнітних домішок є обов’язковим.

Металомагнітні домішки що зустрічаються в зерні, взагалі різноманітні за розмірами, формою і походженням: випадково влучені дрібні металеві предмети, продукті зносу робочих органів і т.п.

Класифікація металомагнітних машин

На мельничих підприємствах застосовують магнітні сепараторі двох типів: з постійними магнітами: магнітні колонки типів МК і МКЛ різних модифікацій, магнітні апарати типа МА і з електромагнітами. У сепараторах першого типу використовується тільки гравітаційний тип транспортування продукту, в сепараторах другого типу — як гравітаційний, так і примусовий. Сепаратори виконують з ручним і механічним очищенням магнітних полюсів, з безпосереднім контактом продукту з магнітами і через екран. Електромагнітне сепараторі виготовляють з магнітним системами, що обертаються і нерухомою; по конструктивному виконанню вони бувають барабанні, конвеєрні, стрічкові і вібролоткові.

Для виділення металомагнітних домішок на зернопереробних підприємствах застосовують магнітні апарати і електромагнітні сепараторі, де роздільною ознакою є магнітне властивості компонентів. Силове магнітне поле наводиться постійними магнітами або електромагнітами.

Рис. 5. Магнітні колонки типа МКЛ, МК-700:

1 – регулятор висипу; 2 – кришка; 3 – барабан з набором магнітних підков;

4 – люк; 5 – рукоятка; 6 – корпус.

Рис. 6. Магнітний апарат для очищення зерна:

1 – корпус; 2 – магніто тримач; 3 – рукоятка; 4 – полюсна накладка; 5 – магніт; 6 – рукоятка магніто тримач; 7 – пластина; 8 – неставний гвинт.