ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ПОДРІБНЕННЯ

Вибір методу подрібненні залежить від крупності і міцності шматків подрібнюють матеріалів.

Міцні та крихкі матеріали подрібнюються роздавлюванням і ударом, міцні і в'язкі - роздавлюванням, в'язкі матеріали середньої міцності - стиранням, ударом і Раскал и ванием.

Подрібнення може проводитися в один або кілька при емов, у відкритих або замкну у тих циклах.

При подрібненні у відкритому циклі шматки матеріалу проходять через измельчающую м а шину один раз. Якщо у вихідному матеріалі є домішка дрібниці, то її попередньо відсіюють. У откри тому циклі, як правило, проводять велике й середнє дроблення.

При подрібненні в замкнутому циклі після подрібнювальної ма шини встановлюють кла з сіфіцірующее пристрій, за допомогою якого шматки, що перевищують встановлений кінцевий розмір, знову транспортуються в измельчающую машину на повторне дробл е ня.

Процеси подрібнення пов'язані з витратою великої кількості енергії. Витрата енергії на подрібнення може бути визначений на підставі існуючих теорій подріб ь чення.

Поверхнева теорія виходить з того, що при подрібненні робота витрачається на подолання сил молекулярного тяжіння по поверхнях руйнування матеріалу. Із цієї теорії випливає, що робота, необхідна для подрібнення, пропорційна знову про б разующейся поверхні подрібнюємо матеріалу.

Об'ємна теорія виходить з того, що при подрібненні робота витрачається на д е формації матеріалу до досягнення граничної руйнує деформації. Звідси слід у ет, що робота, необхідна для подрібнення, пропорційна зменшенню обсягу шматків м а териала перед їх руйнуванням.

Повна робота зовнішніх сил виражається рівнянням Ребиндера

20. 2

де: А _Д - робота, витрачається на деформацію обсягу руйнованого шматка, Дж; А _П - робота, витрачається на утворення нової поверхні, Дж; До ₁ - коефіцієнт пропо р циональности, рівний роботі деформування одиниці об'єму тіла; - Зміна об'єк е ма руйнованого тіла; К ₂ - коефіцієнт пропорційності, рівний роботі, витрачаючи е мій на освіту одиниці нової поверхні; - Прирощення новоствореної п про верхности

На підставі закону Гука роботу деформації (в Нм) матеріалу при стисненні можна опр е ділити по співвідношенню

На підставі закону Гука роботу деформації (в Н м) матеріалу при стисненні можна визначити за співвідношенням

, 20. 3

де: - Руйнівне напруження стиснення, Н / м; - Зменшення обсягу шматків м а териала в результаті їх деформації перед руйнуванням, м ^​​3; Е - модуль пружності матері а ла, Н / м ^2.

З урахуванням 20. 3 отримаємо

20. 4

У разі великого дроблення з малим ступенем подрібнення можна знехтувати раб про ту, що витрачається на утворення нової поверхні, і, враховуючи, що Δ V ~ D ^3, отримаємо

20. 5

де D ³ - характерний розмір куска.

Рівняння 20. 5 висловлює гіпотезу Кіка-Кирпичева: робота дроблення пропорціях про нальна обсягом роздрібнюванню шматка.

Для дроблення з великим ступенем подрібнення можна знехтувати роботою, затр а Чіва на деформування обсягу шматка. Тоді, враховуючи, що Δ F ~ D ^2,

20. 6

Це рівняння є вираженням гіпотези Ріттін гер а, згідно з якою робота дроблення пропорційна величині новоствореної при дробленні п про верхности.

У разі, коли не можна знехтувати доданками в рівнянні 20. 2, отримують зрівняні е ня:

20. 7

яке носить назву рівняння Бонда: робота дроблення пропорційна сер е ге о метрическому з його об'єму і поверхні.

Різання

Резанию піддають овочі, фрукти, цукеркову і тестообраз ную масу, м'ясні, до і сл про молочні, рибні та інші продукти.

На практиці застосовують такі основні способи різу ня: пуансоном, різцем, ножем і фрезою. Найбільш розпод про стра ненний спосіб - різання ножем і фрезою.

Ножі бувають односторонні і двосторонні (рис. 2 0.2). Грань 1 одностороннього ножа є робочою. У двухсторон ньому ножі обидві грані 2 - робітники. Кут між гранями наз и ва ється кутом заточки. Лінія перетину граней ножа утворює лезо.

Рис. 20.2. Види ножів:

а - односторонній ніж; 1 - ріжуча кромка, б - двосторонній ніж; 2 - робоча ріжуча грань

Застосовують ножі різноманітних форм: серповидні в куттерах, дискові в слайс е рах для різання хліба, овочів, а також при порціонування продуктів, стрічкові, хрест про визначні в подріб чающих машинах та ін Ножі можуть здійснювати зворотно-Поступу тельное, вр а щательное і коливальний рух. У деяких різальних машинах ножі залишаються нерухомими, а порізана матеріал дв і жется певним чином щодо але жей. Ножем ріжуть в основному м'які пр про дукти.

Для розпилювання туш застосовують фрези та пили.

Крім різання ножем застосовують різання різцем і Пуансо ном (рис. 2 0.3). Пуансо про ном ріжуть тверді харчові пр про дукти, на приклад моркву, капусту, картоплю і т. д. Різець застосовують для різання твердих і пластичних продуктів.

Рис. 20. 3. Види різання:

а - ножем; б - пуансоном; в - різцем; г - Струною

Різання можна розділити на власне різання і рубку. При рубці різець перемещ а ється тільки в перпендикулярному напрямку нии до матеріалу, а при різанні він рухається як в пе р Пендики лярном, так і в паралельному напрямку до крайки матеріалу. При рубці різець або клин проникає в товщу, наприклад, м'яса і ущільнює його верхній шар. При рубці п про верхность виходить не гладкою, що не має певної форми. Рубку применя ють, к о гда до поверхні зрізу НЕ пред'явнику в ляють спеціальних тре бований.

Для різання пластичних матеріалів застосовують струну.

Пол ная робота, витрачається на різання, Дж, може бути вираженні на формулою акад. В.П. Горячкина

де: А _сж - Робота, витрачається на стиснення продукту, Дж; А _п - Корисна робота р е зания, Дж.

Р езаніе складається з двох послідовних стадій: спочатку лезо ножа стискає м а териал, а потім перерізає його.

Робота стиснення

,

де Е - умовний модуль стиснення матеріалу лезом ножа, Дж; h _сж - висота стисненого шару, м; h - Первісна висота шару матеріалу, м.

Корисна робота

,

де - Зусилля різання.

Зазвичай користуються поняттям «питоме зусилля різання», яке представляє з о бій зусилля, віднесене до 1 м довжини леза ножа. Так питоме зусилля різання моркви з про сто в ляє 1400... 1600Н / м, а картоплі-600... 700 Н / м.

Умовний модуль стиснення матеріалу лезом ножа визначають експериментальним шляхом. Його величина залежить від властивостей матеріалу, виду ножа, зусилля та інших факт про рів.

Лезо ріжучого інструменту характеризується ріжучої здатністю, яка в процесі експлуат ації леза зменшується. Через перерахованих причин повну роботу різання визначити розрахунковим шляхом дост а точно важко.

Технологічним властивістю матеріалу при різанні є його податливість рез а нию. Величина, зворотна податливості, оп ределяет здатність матеріалу чинити опір рез а нию.

Коефіцієнт корисної роботи леза являє собою від носіння корисної раб про ти до повної:

Здатність леза розділяти матеріал на частини є його ріжучої способн про стю, яка залежить від зусилля різання: чим зусилля різання менше, тим ріжуча спосо б ність леза більше. Однак ріжуча здатність леза уменьш а ється в міру його з носа. Важливим технологічним параметром леза є ско рость різання, під якою пон і мают ск про рость переміщення ліз вия в напрямку різання. Із збільшенням швидкості різання уси ліє різання зменшується. Їсть е ственно, що при різанні м'яких продуктів зменшується зусилля різання, збільшуються швидкість різання і термін експлу а тації леза.

У харчовій промисловості застосовують ріжучі інструменти самих разнообра з них форм: прямокутні, дискові, стрічкові, серповидні та ін Ріжучі інструменти можуть здійснювати обертальний, зворотно-поступальний, коливальний рух, але м о гут бути і нерухомими, у той час як порізана матеріал знаходиться в русі в м а шині.

Поиск по сайту: