МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО - ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ
За темою: «Теоретичні основи подрібнення твердих тіл»
Робота
Студентки групи 3 - Ф - 68
Сомової Юлії
Процес подрібнення широко застосовується в хіміко-фармацевтичному виробництві, особливо в фітохімічних цехах. Подрібнення являє собою процес механічного розподілу твердих тіл на частини. В результаті подрібнення збільшується поверхня оброблюваних матеріалів, що дозволяє значно прискорити розчинення, хімічну взаємодію, виділення біологічно активних речовин з подрібненого матеріалу.
Переробка матеріалів у подрібненому вигляді дозволяє значно прискорити екстрагування та теплову обробку матеріалів, провести зазначені процеси з незначними втратами діючих речовин і меншою витратою тепла [1]. (
Застосування твердих матеріалів, роздроблених на дрібні шматки (шляхом дроблення) або подрібнених в порошок (шляхом розмелювання), дозволяє значно прискорити розчинення, випал, хімічна взаємодія, тобто різні процеси, що протікають тим швидше, чим більше поверхня бере участь в них твердої речовини.
В даний час для подрібнення матеріалів застосовують машини різних типів, починаючи від великих щокових дробарок, що дроблять брили матеріалу обсягом до 2м 3, і кінчаючи колоїдними млинами, подрібнювати продукти на частинки розміром до 0,1 мк.
Дроблення та помел характеризуються ступенем подрібнення - відношенням діаметра d до шматків після подрібнення:
d н
i = (1)
d до
Шматки вихідного матеріалу і шматки або зерна, одержувані в результаті подрібнення, не мають правильної (симетричної) форми тому на практиці розміри шматків (d н і d к) визначають розміром отворів сит, через які просівають сипкий матеріал, тобто за допомогою ситового аналізу. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.49.)
Для розрахунку середнього характерного розміру шматків матеріал розділяють за допомогою набору сит на кілька фракцій. У кожній фракції знаходять середній характерний розмір як полусумму характерних розмірів максимального d max і мінімального d min шматків:
d max + D min
d ср =. (2)
2
Практично розмір максимальних шматків визначається розміром отворів сита, через яке проходить весь матеріал даної фракції, а розмір мінімальних шматків - розміром отворів сита, на якому дана фракція залишається.
Середній характерний розмір шматка у суміші обчислюють за рівнянням
d СР1 * а 1 + d ср2 * а 2 + ... + d ср * а n
d =. (3)
а 1 + а 2 + ... + а n
де d СР1, d ср2, ... d ср n - Середні розміри шматків кожної фракції, а 1, а 2, ..., а n - вміст кожної фракції,% мас.
Знайдений таким чином середні характерні розміри шматків D вихідного і d подрібненого матеріалів використовуються для розрахунку ступеня подрібнення за формулою (3).
У залежності від розміру шматків вихідного матеріалу і кінцевого продукту розрізняють два типи подрібнення: 1) дроблення, 2) розмел (порошкованіе).
Приблизна характеристика класів дроблення і розмелювання наведена в табл.1:
Таблиця 1
Велике, середнє і дрібне дроблення здійснюють в дробарках сухим способом, а тонке колоїдне подрібнення - сухим і мокрим способом. При мокрому дробленні зменшується пилоутворення і отримують частинки, більш однорідні за розміром, полегшується також розвантаження матеріалу.
Дроблення матеріалів здійснюється роздавлюванням, ударом, стиранням, розколюванням і розпилюванням, різанням, розламуванням.
Для досягнення оптимального ступеня подрібнення процес здійснюють постадійно на послідовно сполучених дробильно-розмельних машинах.
Ріжуть машини використовують для подрібнення рослинного матеріалу (коренів, стебел, квіток і ін.)
Розчавлювання застосовують при великому і середньому подрібнення, стирання - при тонкому подрібненні.
Залежно від фізико-математичних властивостей вихідних матеріалів використовують такі способи подрібнення (табл.2):
Таблиця 2
(Чуєшов В. І. Промислова технологія ліків. Т.1. - Х.: МТК - Книга, 2002. С.32 - 34)
Види подрібнення Типи машин
За сучасними поглядами, процес деформації твердих тіл полягає в тому, що під дією зовнішніх сил у найбільш слабких місцях тіла утворюються замкнуті або починаються на поверхні дрібні тріщини. При припиненні зовнішнього впливу тріщини під дією молекулярних сил можуть замикатися («Самозажівляться»); при цьому тіло піддається лише пружної деформації. Руйнування тіла відбувається в тому випадку якщо тріщини на стільки збільшуються, що перетинають тверде тіло по всьому його перетину в одному або декількох напрямках. У момент руйнування деформується тіла напругу в ньому перевищує деякий надлишковий значення, пружна деформація змінюється деформацією руйнування і відбувається подрібнення.
Процеси подрібнення пов'язані з значною витратою енергії на утворення нових поверхонь, на подолання внутрішнього тертя частинок при їх деформації під час руйнування і на подолання зовнішнього тертя між матеріалом і робочими частинами машини.
Теорія процесу подрібнення встановлює залежність між енергією, витраченої на подрібнення твердого тіла, і результатом подрібнення, тобто розміром шматків (зерен) продукту подрібнення.
Теорія подрібнення грунтується на двох гіпотезах: об'ємної та поверхневої.
Об'ємна теорія. Ця теорія була вперше запропонована та доведена Л. В. Кирпичовим в 1874 р .
Згідно об'ємної теорії, витрата енергії на подрібнення пропорційний обсягу тіла і, отже, ставлення робіт А 1 і А 2, витрачених на дроблення двох тіл, що мають обсяги V 1 і V 2, так само
А 1 V 1
= (4)
А 2 V 2
Робота дорівнює добутку сили P на деформацію і за законом Гука пропорційна лінійного розміру l тіла, тобто А = Pal (a - коефіцієнт пропорційності). Обсяг тіла пропорційний його лінійним розмірам і може бути виражений залежністю V = bl 3 (b - коефіцієнт пропорційності). Відповідно вираз (4) набуває вигляду:
P 1 al 1 bl 3 січня
=
P 2 al 2 bl 2 Березня
звідки
P 1 l 2 січня
= (5)
P 2 l 2 лютого
Таким чином з теорії Кирпичова для однорідних твердих тіл зусилля дроблення пропорційні квадратах їх подібних лінійних розмірів або поверхонь тіл, а вироблена робота пропорційна обсягам або ваг цих тіл.
Поверхнева теорія. Згідно цієї теорії, робота, витрачена на дроблення, пропорційна поверхні шматків, що утворюються при дробленні. Поверхня матеріалу при дробленні зростає обернено пропорційно кінцевому розміром шматків d k, який, згідно залежності (1) дорівнює d н / і.
Тоді при однаковій крупності шматків вихідного матеріалу отримаємо для різного ступеня дроблення:
І 1
А 1 d н І 1
= 
= (6)
А 2 І 2 І 2
d н
тобто робота, що витрачається на дроблення, пропорційна ступеню подрібнення маіеріала.
Незважаючи на те, що обидві теорії не відображають повною мірою всіх явищ, що відбуваються при дробленні, дослідження В. А. Баумана показали, що теорія Кирпичова добре узгоджується з досвідченими даними при великому і середньому дробленні, здійснюваному головним чином роздавлюванням і ударом. Поверхнева теорія більш відповідає процесам дрібного дроблення і тонкого подрібнення, пов'язаним з стиранням та інколи з розколюванням матеріалу.
Таким чином, обидві гіпотези близькі до певної міри до істини і, отже, доповнюють один одного. Це знайшло відображення в єдиній теорії дроблення, запропонованої П. А. Ребиндером.
За Ребіндера, робота, що витрачається на дроблення, в загальному випадку дорівнює сумі двох складових:
А = σΔF + kΔV (7)
Перший член цього виразу являє собою енергію, що витрачається на утворення нових поверхонь при руйнуванні твердого тіла. Ця енергія рівна питомій поверхневої енергії σ (що припадає на одиницю поверхні тіла), помноженої на поверхню ΔF, що утворюється при руйнуванні. Другий член рівняння виражає енергію деформації. Вона дорівнює роботі k пружною (і пластичної) деформації на одиницю об'єму твердого тіла, помноженої на частину обсягу тіла ΔV, що піддалася деформації.
Рівняння (7) є окремим випадком закону збереження енергії, згідно з яким процес дроблення характеризується переходом одного виду енергії твердого тіла в інше. До руйнування тіло володіє потенційною енергією, тобто перебуває під дією зовнішніх сил у стані пружної деформації. У результаті руйнування потенційна енергія переходить у кінетичну, причому енергія деформації перетворюється в тепло і розсіюється в навколишнє середовище.
При великому дробленні величина знову утворюється поверхні, в слідстві великих розмірів вихідного матеріалу, порівняно невелика. Тому в даному випадку другий член kΔV рівняння (7) значно перевищує перший член σΔF і витрата енергії на подрібнення приблизно пропорційний обиему твердого тіла.
При тонкому подрібненні знову утворюється поверхня дуже велика, тому в рівнянні (7), що описує цей процес, перший член у багато разів більше другого. У зв'язку з цим витрата енергії на подрібнення приблизно пропорційний знову утворилася поверхні.
Теорія Ребіндера добре узгоджується з досвідом, а описані вище об'ємна і поверхнева теорії грунтуються на ній і можуть розглядатися як окремі випадки. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.51 - 54)
Витрата енергії при подрібненні зростає зі зменшенням розміру частинок. У зв'язку з цим, щоб уникнути непродуктивних витрат вкрай важливо, щоб при організації процесу був заздалегідь відомий очікуваний розмір часток після дроблення. «Не дробити нічого зайвого» - таке основне правило дроблення.
З метою зменшення витрати енергії в ряді випадків доцільно періодично видаляти досить подрібнені частки із зони помелу.
Фактичні витрати енергії на подрібнення визначається експериментальним шляхом з урахуванням властивостей матеріалу і ступеня подрібнення.
Всі подрібнювачі стосовно до умов фармацевтичного виробництва можна розділити на
1. машини для попереднього подрібнення;
2. машини для остаточного подрібнення.
У новітніх вітчизняних посібниках подрібнювачі воліють класифікувати за способами подрібнення. У цьому випадку всі подрібнювачі, застосовувані у фармацевтичному виробництві, можна умовно розділити на наступні групи:
1. Ріжуть і розпилюють дій (траворезкі-січкарні, коренерізки, машини з дисковими пилами).
2. Розколює і розламують дій (щокові дробарки).
3. Розчавлюють дії (гладковалковие дробарки - вальцьові млини, валкові дробарки з нарізною рифленою поверхнею).
4. Істірающе - розчавлюють дії (дискові млини - "Верхній").
5. удоарлного дії (молоткові млини, дезінтегратори, дісмембратори, струменеві млини).
6. Ударно - истирающего дії (кульові млини, Вибро млини).
7. Колоїдні подрібнювачі (струминні, вібраційні).
Для великого дроблення застосовують щокові і конусні дробарки, у яких матеріал з розміром кусків не більше 1500 мм подрібнюється під дією на нього в основному розчавлюють і розколюють зусиль до кусків розміром близько трьохсот ста мм.
Після великого дроблення матеріал піддають у разі необхідності подрібненню на дробарках середнього і дрібного дроблень, в яких подрібнення здійснюється приблизно від 100 мм (Розмір найбільш великих шматків вихідного матеріалу) до 10 - 12 мм . Для середнього і дрібного дроблень використовують валкові та ударно - відцентрові мнльніци.
Для тонкого подрібнення від шматків з розміром 10 - 12 мм до частинок розміром 2 - 0,0075 мм застосовують барабанні і кільцеві млини. У них матеріал подрібнюється під одночасною дією розчавлюють, ударних і зусиль стирання.
Для надтонкого подрібнення застосовують вібраційні, струменеві і колоїдні млини, в яких частинки матеріалу подрібнюються приблизно від 10 - 1 мм до 75 * 10 -5 - 1 * 10 - 4 мм . (Чуєшов В. І. Промислова технологія ліків. Т.1. - Х.: МТК - Книга, 2002. С.37 - 38)
Вибір дробарок і млинів провадять залежно від виду подрібнення, а також від фізико - механічних властивостей подрібнювального матеріалу (твердість, крихкість, абразивність та ін.)
Для великого подрібнення найбільш широко застосовуються щокові дробарки. Конусні дробарки мають більшу продуктивність, ніж щокові, вимагають меншої витрати енергії, дають більш рівномірний продукт з меншим змістом дрібниці і відрізняються спокійною роботою. Однак внаслідок більш складної конструкції більшої ваги і більшої вартості конусні дробарки доцільно застосовувати для великого дроблення тільки при великій продуктивності, коли одна конусна дробарка може замінити дві або більше щокових. У всіх інших випадках слід віддавати перевагу щокові дробарки.
РЕФЕРАТ
За темою: «Теоретичні основи подрібнення твердих тіл»
Робота
Студентки групи 3 - Ф - 68
Сомової Юлії
Процес подрібнення широко застосовується в хіміко-фармацевтичному виробництві, особливо в фітохімічних цехах. Подрібнення являє собою процес механічного розподілу твердих тіл на частини. В результаті подрібнення збільшується поверхня оброблюваних матеріалів, що дозволяє значно прискорити розчинення, хімічну взаємодію, виділення біологічно активних речовин з подрібненого матеріалу.
Переробка матеріалів у подрібненому вигляді дозволяє значно прискорити екстрагування та теплову обробку матеріалів, провести зазначені процеси з незначними втратами діючих речовин і меншою витратою тепла [1]. (
Застосування твердих матеріалів, роздроблених на дрібні шматки (шляхом дроблення) або подрібнених в порошок (шляхом розмелювання), дозволяє значно прискорити розчинення, випал, хімічна взаємодія, тобто різні процеси, що протікають тим швидше, чим більше поверхня бере участь в них твердої речовини.
В даний час для подрібнення матеріалів застосовують машини різних типів, починаючи від великих щокових дробарок, що дроблять брили матеріалу обсягом до 2м 3, і кінчаючи колоїдними млинами, подрібнювати продукти на частинки розміром до 0,1 мк.
Дроблення та помел характеризуються ступенем подрібнення - відношенням діаметра d до шматків після подрібнення:
d н
d до
Шматки вихідного матеріалу і шматки або зерна, одержувані в результаті подрібнення, не мають правильної (симетричної) форми тому на практиці розміри шматків (d н і d к) визначають розміром отворів сит, через які просівають сипкий матеріал, тобто за допомогою ситового аналізу. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.49.)
Для розрахунку середнього характерного розміру шматків матеріал розділяють за допомогою набору сит на кілька фракцій. У кожній фракції знаходять середній характерний розмір як полусумму характерних розмірів максимального d max і мінімального d min шматків:
2
Практично розмір максимальних шматків визначається розміром отворів сита, через яке проходить весь матеріал даної фракції, а розмір мінімальних шматків - розміром отворів сита, на якому дана фракція залишається.
Середній характерний розмір шматка у суміші обчислюють за рівнянням
d СР1 * а 1 + d ср2 * а 2 + ... + d ср * а n
а 1 + а 2 + ... + а n
де d СР1, d ср2, ... d ср n - Середні розміри шматків кожної фракції, а 1, а 2, ..., а n - вміст кожної фракції,% мас.
Знайдений таким чином середні характерні розміри шматків D вихідного і d подрібненого матеріалів використовуються для розрахунку ступеня подрібнення за формулою (3).
У залежності від розміру шматків вихідного матеріалу і кінцевого продукту розрізняють два типи подрібнення: 1) дроблення, 2) розмел (порошкованіе).
Приблизна характеристика класів дроблення і розмелювання наведена в табл.1:
Таблиця 1
| Класи подрібнення | D, мм | d, мм |
| Велике (дроблення) Середнє (дроблення) Дрібне (дроблення) Тонке (розмел) Колоїдне (розмел) | 1000ч200 250ч50 50ч25 25ч3 0,2 ч0, 1 | 250ч40 40ч10 10ч1 1ч0, 4 до 0,001 |
Дроблення матеріалів здійснюється роздавлюванням, ударом, стиранням, розколюванням і розпилюванням, різанням, розламуванням.
Для досягнення оптимального ступеня подрібнення процес здійснюють постадійно на послідовно сполучених дробильно-розмельних машинах.
Ріжуть машини використовують для подрібнення рослинного матеріалу (коренів, стебел, квіток і ін.)
Розчавлювання застосовують при великому і середньому подрібнення, стирання - при тонкому подрібненні.
Залежно від фізико-математичних властивостей вихідних матеріалів використовують такі способи подрібнення (табл.2):
Таблиця 2
| Матеріал | Способи подрібнення |
| Твердий і крихкий Твердий і в'язкий Крихкий, середньої твердості В'язкий, середньої твердості | Розчавлювання, удар Розчавлювання, розпилювання Удар, розколювання і стирання Стирання або стирання і удар, розпилювання |
Види подрібнення Типи машин
Велике дроблення |
Валкові дробарки |
Середнє дроблення |
Конусні дробарки |
Щокові дробарки |
Дрібне дроблення |
Струменево-вібраційні млини |
Вібраційні млини та дробарки |
Ролико-кільцеві млини |
Барабанні машини |
Ударно-відцентрові дробарки та млини |
Молоткові дробарки |
Тонке подрібнення |
Надтонке подрібнення |
Колоїдні млини |
За сучасними поглядами, процес деформації твердих тіл полягає в тому, що під дією зовнішніх сил у найбільш слабких місцях тіла утворюються замкнуті або починаються на поверхні дрібні тріщини. При припиненні зовнішнього впливу тріщини під дією молекулярних сил можуть замикатися («Самозажівляться»); при цьому тіло піддається лише пружної деформації. Руйнування тіла відбувається в тому випадку якщо тріщини на стільки збільшуються, що перетинають тверде тіло по всьому його перетину в одному або декількох напрямках. У момент руйнування деформується тіла напругу в ньому перевищує деякий надлишковий значення, пружна деформація змінюється деформацією руйнування і відбувається подрібнення.
Процеси подрібнення пов'язані з значною витратою енергії на утворення нових поверхонь, на подолання внутрішнього тертя частинок при їх деформації під час руйнування і на подолання зовнішнього тертя між матеріалом і робочими частинами машини.
Теорія процесу подрібнення встановлює залежність між енергією, витраченої на подрібнення твердого тіла, і результатом подрібнення, тобто розміром шматків (зерен) продукту подрібнення.
Теорія подрібнення грунтується на двох гіпотезах: об'ємної та поверхневої.
Об'ємна теорія. Ця теорія була вперше запропонована та доведена Л. В. Кирпичовим в
Згідно об'ємної теорії, витрата енергії на подрібнення пропорційний обсягу тіла і, отже, ставлення робіт А 1 і А 2, витрачених на дроблення двох тіл, що мають обсяги V 1 і V 2, так само
А 1 V 1
А 2 V 2
Робота дорівнює добутку сили P на деформацію і за законом Гука пропорційна лінійного розміру l тіла, тобто А = Pal (a - коефіцієнт пропорційності). Обсяг тіла пропорційний його лінійним розмірам і може бути виражений залежністю V = bl 3 (b - коефіцієнт пропорційності). Відповідно вираз (4) набуває вигляду:
P 1 al 1 bl 3 січня
P 2 al 2 bl 2 Березня
звідки
P 1 l 2 січня
P 2 l 2 лютого
Таким чином з теорії Кирпичова для однорідних твердих тіл зусилля дроблення пропорційні квадратах їх подібних лінійних розмірів або поверхонь тіл, а вироблена робота пропорційна обсягам або ваг цих тіл.
Поверхнева теорія. Згідно цієї теорії, робота, витрачена на дроблення, пропорційна поверхні шматків, що утворюються при дробленні. Поверхня матеріалу при дробленні зростає обернено пропорційно кінцевому розміром шматків d k, який, згідно залежності (1) дорівнює d н / і.
Тоді при однаковій крупності шматків вихідного матеріалу отримаємо для різного ступеня дроблення:
І 1
А 2 І 2 І 2
d н
тобто робота, що витрачається на дроблення, пропорційна ступеню подрібнення маіеріала.
Незважаючи на те, що обидві теорії не відображають повною мірою всіх явищ, що відбуваються при дробленні, дослідження В. А. Баумана показали, що теорія Кирпичова добре узгоджується з досвідченими даними при великому і середньому дробленні, здійснюваному головним чином роздавлюванням і ударом. Поверхнева теорія більш відповідає процесам дрібного дроблення і тонкого подрібнення, пов'язаним з стиранням та інколи з розколюванням матеріалу.
Таким чином, обидві гіпотези близькі до певної міри до істини і, отже, доповнюють один одного. Це знайшло відображення в єдиній теорії дроблення, запропонованої П. А. Ребиндером.
За Ребіндера, робота, що витрачається на дроблення, в загальному випадку дорівнює сумі двох складових:
А = σΔF + kΔV (7)
Перший член цього виразу являє собою енергію, що витрачається на утворення нових поверхонь при руйнуванні твердого тіла. Ця енергія рівна питомій поверхневої енергії σ (що припадає на одиницю поверхні тіла), помноженої на поверхню ΔF, що утворюється при руйнуванні. Другий член рівняння виражає енергію деформації. Вона дорівнює роботі k пружною (і пластичної) деформації на одиницю об'єму твердого тіла, помноженої на частину обсягу тіла ΔV, що піддалася деформації.
Рівняння (7) є окремим випадком закону збереження енергії, згідно з яким процес дроблення характеризується переходом одного виду енергії твердого тіла в інше. До руйнування тіло володіє потенційною енергією, тобто перебуває під дією зовнішніх сил у стані пружної деформації. У результаті руйнування потенційна енергія переходить у кінетичну, причому енергія деформації перетворюється в тепло і розсіюється в навколишнє середовище.
При великому дробленні величина знову утворюється поверхні, в слідстві великих розмірів вихідного матеріалу, порівняно невелика. Тому в даному випадку другий член kΔV рівняння (7) значно перевищує перший член σΔF і витрата енергії на подрібнення приблизно пропорційний обиему твердого тіла.
При тонкому подрібненні знову утворюється поверхня дуже велика, тому в рівнянні (7), що описує цей процес, перший член у багато разів більше другого. У зв'язку з цим витрата енергії на подрібнення приблизно пропорційний знову утворилася поверхні.
Теорія Ребіндера добре узгоджується з досвідом, а описані вище об'ємна і поверхнева теорії грунтуються на ній і можуть розглядатися як окремі випадки. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.51 - 54)
Витрата енергії при подрібненні зростає зі зменшенням розміру частинок. У зв'язку з цим, щоб уникнути непродуктивних витрат вкрай важливо, щоб при організації процесу був заздалегідь відомий очікуваний розмір часток після дроблення. «Не дробити нічого зайвого» - таке основне правило дроблення.
З метою зменшення витрати енергії в ряді випадків доцільно періодично видаляти досить подрібнені частки із зони помелу.
Фактичні витрати енергії на подрібнення визначається експериментальним шляхом з урахуванням властивостей матеріалу і ступеня подрібнення.
Всі подрібнювачі стосовно до умов фармацевтичного виробництва можна розділити на
1. машини для попереднього подрібнення;
2. машини для остаточного подрібнення.
У новітніх вітчизняних посібниках подрібнювачі воліють класифікувати за способами подрібнення. У цьому випадку всі подрібнювачі, застосовувані у фармацевтичному виробництві, можна умовно розділити на наступні групи:
1. Ріжуть і розпилюють дій (траворезкі-січкарні, коренерізки, машини з дисковими пилами).
2. Розколює і розламують дій (щокові дробарки).
3. Розчавлюють дії (гладковалковие дробарки - вальцьові млини, валкові дробарки з нарізною рифленою поверхнею).
4. Істірающе - розчавлюють дії (дискові млини - "Верхній").
5. удоарлного дії (молоткові млини, дезінтегратори, дісмембратори, струменеві млини).
6. Ударно - истирающего дії (кульові млини, Вибро млини).
7. Колоїдні подрібнювачі (струминні, вібраційні).
Для великого дроблення застосовують щокові і конусні дробарки, у яких матеріал з розміром кусків не більше
Після великого дроблення матеріал піддають у разі необхідності подрібненню на дробарках середнього і дрібного дроблень, в яких подрібнення здійснюється приблизно від
Для тонкого подрібнення від шматків з розміром 10 -
Для надтонкого подрібнення застосовують вібраційні, струменеві і колоїдні млини, в яких частинки матеріалу подрібнюються приблизно від 10 -
Вибір дробарок і млинів провадять залежно від виду подрібнення, а також від фізико - механічних властивостей подрібнювального матеріалу (твердість, крихкість, абразивність та ін.)
Для великого подрібнення найбільш широко застосовуються щокові дробарки. Конусні дробарки мають більшу продуктивність, ніж щокові, вимагають меншої витрати енергії, дають більш рівномірний продукт з меншим змістом дрібниці і відрізняються спокійною роботою. Однак внаслідок більш складної конструкції більшої ваги і більшої вартості конусні дробарки доцільно застосовувати для великого дроблення тільки при великій продуктивності, коли одна конусна дробарка може замінити дві або більше щокових. У всіх інших випадках слід віддавати перевагу щокові дробарки.
Валкові дробарки значно поступаються за продуктивністю грибоподібним, але при невеликих продуктивності і ступеня подрібнення доцільніше застосовувати валкові дробарки, що відрізняються простотою, компактністю і надійністю роботи. Для крихких матеріалів найбільш придатні високопродуктивні зубчасті валкові дробарки, прості по конструкції і потребують невеликої витрати енергії.
Молоткові дробарки мало придатні для подрібнення дуже твердих і абразивних матеріалів (швидкий знос) або вологих матеріалів, що містять більше 15% вологи (забивання решітки). Для вологих матеріалів невеликий твердості більш пристосовані дезінтегратори.
Тонке подрібнення матеріалів (приблизно до 100 мк) прозводить переважно у кульових млинах. Ролико - кільцеві млини застосовуються лише для тонкого подрібнення матеріалів невеликий твердості (наприклад, для подрібнення фосфоритів), а також для обробки матеріалів, не придатних до подрібнення в кульових млинах. Внаслідок складності пристрою ролико - кільцеві млини застосовують значно рідше барабанних.
Вібраційні млини можуть бути найбільш ефективно використані для отримання високодисперсних подрібнених продуктів (не більше 60 мк) за умови їх попереднього подрібнення приблизно до 2 мм в дробарках або млинах інших типів. Вібраційні млина не придатні для подрібнення липких порошків і грузлих паст.
Для надтонкого подрібнення ряду матеріалів (кам'яне вугілля, сухі барвники, двоокис титану тощо) перспективне застосування струменево - вібраційних млинів.
Подрібнення може проводитися у відкритому і замкнутому циклах.
При подрібненні у відкритому циклі шматки матеріалу проходять через дробарку (млин) тільки один раз, не повертаючись до неї. Зазвичай у відкритому циклі проводять велике і середнє подрібнення, якщо немає необхідності отримувати кінцевий продукт точних розмірів. При наявності дрібниці у вихідному матеріалі його попередньо піддають грохочення (ріс.1.а).
При подрібненні в замкненому циклі дробарка (млин) працює з гуркотом або класифікатором, за допомогою якого дуже великий продукт безперервно повертається для повторного подрібнення в дробарку або в млин (ріс.1.б) така схема широко застосовується при тонкому подрібненні, коли потрібно однорідність розмірів кінцевого продукту. Робота по замкнутому циклу дозволяє знизити витрата енергії на подрібнення і підвищити продуктивність дробарки.
На рис. 1 зображені найбільш прості схеми подрібнення в один прийом. При ізіельченіі в два прийоми (рис.2.) Матеріал після щокові дробарки надходить на перевірочне грохочення, а потім прямує в валкова дробарка. Така схема дозволяє отримувати рівномірний по крупності продукт подрібнення.
Кількість матеріалу, що повертається на повторне подрібнення, при роботі по замкнутому циклу («циркуляційна навантаження») складає 300 - 600% від ваги вихідного матеріалу.
Величина циркуляційної навантаження при дробленні в замкнутому циклі з попередніми грохоченням визначається за формулою:
a
x = η - r (8)
де а - вагова частка великих шматків у вихідному матеріалі;
η - зміст великої фракції у верхньому продукті гуркоту (к.к.д. гуркоту);
r - вагова частка шматків більше заданого розміру в продукті подрібнення.
При подрібненні в замкненому циклі з повірочним грохоченням циркуляційна навантаження складає:
r
х = η - r (9)
в середньому вагова частка великої фракції в дробленні матеріалі дорівнює: для щокових і конусних дробарок r = 0,7 для грибоподібних r = 0,4, для валкових r = 0,7 - 0,8. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.82 - 84)
Вихідний Вихідний матеріал
матеріал
1 грохочення (попереднє)
2
великий дрібний
(Верхній) (нижній) продукт продукт
дроблення
кінцевий продукт
а)
1
Ісхдний
Вихідний матеріал матеріал
дроблення
2
Грохочення (перевірочне)
великий дрібний
(Верхній) (нижній) продукт продукт
б)
рис.1. Схеми подрібнення в один прийом:
а) - з відкритого циклу, б) - по замкнутому циклу; 1 - гуркіт; 2 - дробарка;
Вихідний
матеріал
Дроблення (щекова дробарка)
1 грохочення (перевірочне)
2
3
Нижній 
Продукт продукт
Дроблення (валкова дробарка)
Кінцевий продукт
Рис.2. Схема подрібнення в два прийоми:
1 - щекова дробарка; 2 - гуркіт, 3 - валкова дробарка.
ЛІТЕРАТУРА
1. Чуєшов В. І. Промислова технологія ліків. Т.1. - Х.: МТК - Книга, 2002. С.32.
Молоткові дробарки мало придатні для подрібнення дуже твердих і абразивних матеріалів (швидкий знос) або вологих матеріалів, що містять більше 15% вологи (забивання решітки). Для вологих матеріалів невеликий твердості більш пристосовані дезінтегратори.
Тонке подрібнення матеріалів (приблизно до 100 мк) прозводить переважно у кульових млинах. Ролико - кільцеві млини застосовуються лише для тонкого подрібнення матеріалів невеликий твердості (наприклад, для подрібнення фосфоритів), а також для обробки матеріалів, не придатних до подрібнення в кульових млинах. Внаслідок складності пристрою ролико - кільцеві млини застосовують значно рідше барабанних.
Вібраційні млини можуть бути найбільш ефективно використані для отримання високодисперсних подрібнених продуктів (не більше 60 мк) за умови їх попереднього подрібнення приблизно до
Для надтонкого подрібнення ряду матеріалів (кам'яне вугілля, сухі барвники, двоокис титану тощо) перспективне застосування струменево - вібраційних млинів.
Подрібнення може проводитися у відкритому і замкнутому циклах.
При подрібненні у відкритому циклі шматки матеріалу проходять через дробарку (млин) тільки один раз, не повертаючись до неї. Зазвичай у відкритому циклі проводять велике і середнє подрібнення, якщо немає необхідності отримувати кінцевий продукт точних розмірів. При наявності дрібниці у вихідному матеріалі його попередньо піддають грохочення (ріс.1.а).
При подрібненні в замкненому циклі дробарка (млин) працює з гуркотом або класифікатором, за допомогою якого дуже великий продукт безперервно повертається для повторного подрібнення в дробарку або в млин (ріс.1.б) така схема широко застосовується при тонкому подрібненні, коли потрібно однорідність розмірів кінцевого продукту. Робота по замкнутому циклу дозволяє знизити витрата енергії на подрібнення і підвищити продуктивність дробарки.
На рис. 1 зображені найбільш прості схеми подрібнення в один прийом. При ізіельченіі в два прийоми (рис.2.) Матеріал після щокові дробарки надходить на перевірочне грохочення, а потім прямує в валкова дробарка. Така схема дозволяє отримувати рівномірний по крупності продукт подрібнення.
Кількість матеріалу, що повертається на повторне подрібнення, при роботі по замкнутому циклу («циркуляційна навантаження») складає 300 - 600% від ваги вихідного матеріалу.
Величина циркуляційної навантаження при дробленні в замкнутому циклі з попередніми грохоченням визначається за формулою:
a
де а - вагова частка великих шматків у вихідному матеріалі;
η - зміст великої фракції у верхньому продукті гуркоту (к.к.д. гуркоту);
r - вагова частка шматків більше заданого розміру в продукті подрібнення.
При подрібненні в замкненому циклі з повірочним грохоченням циркуляційна навантаження складає:
r
в середньому вагова частка великої фракції в дробленні матеріалі дорівнює: для щокових і конусних дробарок r = 0,7 для грибоподібних r = 0,4, для валкових r = 0,7 - 0,8. (Плановскій О.М., Рамм В.М., Каган С. З. Процеси та апарати хімічної технології. М.: Вид - во хім. Літ - ри, 19682. С.82 - 84)
Вихідний матеріал матеріал
дроблення
великий дрібний
(Верхній) (нижній) продукт продукт
б)
рис.1. Схеми подрібнення в один прийом:
а) - з відкритого циклу, б) - по замкнутому циклу; 1 - гуркіт; 2 - дробарка;
Вихідний
3
Продукт продукт
Кінцевий продукт
Рис.2. Схема подрібнення в два прийоми:
1 - щекова дробарка; 2 - гуркіт, 3 - валкова дробарка.
ЛІТЕРАТУРА
1. Чуєшов В. І. Промислова технологія ліків. Т.1. - Х.: МТК - Книга, 2002. С.32.