Ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Мұкан Думан Байтұрсынұлы
Ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
мамандығы 5В072400 - Технологиялық машиналар және жабдықтар
Алматы 2018
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Технология және биоресурстар факультеті
"Тағам өнімдерінің технологиясы және қауіпсіздігі" кафедрасы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
тақырыбы: "Ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру"
Беттер саны 61
Сызбалар мен көрнекі
материалдар саны 5 сурет, 6 кесте
Қосымшалар жоқ
-
Орындаған:
_____________
Мұкан Д.Б.
2018 ж. " ___ " ______ қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі, б.ғ.к., қауымд. проф.
_____________
Мамаева Л.А.
Жетекші,
т.ғ.д., профессор
_____________
Оспанов Ә.Ә.
Норма бақылау
т.ғ.к., профессор
_____________
Тимурбекова А.К.
Рецензент
т.ғ.д., профессор
_____________
Алтаев С.А.
Алматы 2018
МАЗМҰНЫ
бет
АНЫҚТАМАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
9
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Сусымалды дәнді шикізаттың құрылымдық-механикалық қасиеттері..
1.2 Сусымалды астық массасының механикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... .
1.3 Майдалау жайлы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Өте майда бөлшектер және оларды алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5 Майдалап ұнтақтауға арналған соққылы диірмен жайлы жалпы түсінік
15
15
17
23
24
25
2 негізгі БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
2.1 Майдалау машиналарының жіктелуі және майдалау технологиясы ... ...
2.1.1 Жіктеу әдістерінің бар түрлеріне қысқаша талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... .
2.1.2 Материалды ұсақтаудың әдістері мен технологиялық сызбаларының жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.3 Сусымалы материалдарды жұқа ұсақтау үшін соқпалы әсері бар қазіргі заманғы машиналар құрылымының жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2 Майдалауға арналған технологиялық қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Дәнді және бұршақ дәнді дақылдар дәнін майдалайтын соққы әсерлі ұсақтағыштың жұмыс тиімділігін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
27
29
31
36
41
3 ОРТАДАН ТЕПКІШ РОТОРЛЫ ДИІРМЕННІҢ ТИІМДІЛІГІН АРТТЫРУ ТУРАЛЫ ҰСЫНЫС ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
47
4 ҰНТАҚТАЙТЫН МАШИНАЛАР МЕН ҰНТАҚТАУ ҮРДІСІНЕ ҚОЙЫЛАТЫН ҚАУІПСІЗДІК ТАЛАПТАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
51
5 ЭКОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
53
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
57
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ..
58
АНЫҚТАМАЛАР
Бұл дипломдық жұмыста келесі анықтамалар қолданылды:
жом - диффузиялық аппаратта қантсыздандырылған қант қызылшалы жаңқа;
инвертті қант - глюкоза мен фруктоза құрайтын сахарозаны инверсиялау өнімі;
ірілік модулі - зерттелінетін майдаланған нысан бөлшектерінің орташа мөлшерін сипаттайтын көрсеткіш;
какао бұршағы - какао ағашының тұқымдары;
какао жарма - какао бұршақтарының құырылған және ұсақталған дәндері, майдың массалық бөлшегі 50 % кем емес, ылғалдылықтың массалық бөлшегі 3 % кем емес, какаовелланың массалық бөлшегі 2 % кем емес;
какао күнжарасы - жартылай майсыздандырылған сығымдалып үгітілген какао, ылғалдылығының массалық бөлшегі 7,5 % артық емес;
какао майы - какао бұршағынан алынатын май қышқылдарының және ұқсас заттар үшглицеридтерінің қоспасы немесе бос май қышқылдары бар какао бұршағының құрамдас бөліктері, олеин қышқылына қайта есептегенде 1,75 % артық емес сабындалмайтын заттар, петролеинді эфирді қолданып анықтағанда 0,5 % артық емес, сығымдалған какао майлары үшін 0,35 % артық емес;
какао өнімдері - какао бұршағын қайта өңделген өнімдері, шоколад өндірісінде қолданылады: какао жарма, үгітілген какао, какао майы, өндірістік какао ұнтақ;
какао тайызы - ұсақталған какао-бұршағының ең ұсақ фракциясы, какао майының массалық бөлшегі 30 % кем емес, какаовелланың массалық бөлшегі 3 % артық емес, ылғалдылықтың массалық бөлшегі 5 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 30 % артық емес;
какао ұнтақ - жұқа ұнтақталған, жартылай майсыздандырылған үгітілген какаодан алынатын кондитерлік өнім, оның құрамы 12 % бен 20 % дейінгі какао майы мен 7,5 % ылғалдылықты құрайды;
какаовелла - какао бұршағының қабығы;
қант күлділігі - қанттағы минералдық заттардың массалық үлесі, пайызбен берілген;
қант түстілігі - шартты бірлікпен немесе оптикалық тығыздық бірлігімен белгіленген қант ерітіндісінің боялу дәрежесін сипаттайтын көрсеткіш;
қант ұнтағы - өлшемі 0,2 мм артық емес құмшекердің майдаланған кристалдары;
қант-шикізат - құмшекер, қант-рафинад және сұйық қант өндіру үшін шикізат болып табылатын, сахароза мен қант еместерден құралған жекеленген кристалдар түрдегі қант қызылшасын немесе қант құрағын қайта өңдеуден алынған өнім;
қант ылғалдылығы - кристалды қанттағы ылғалдың массалық үлесі, пайызбен берілген;
қанттың гранулометриялық құрамы - жалпы массадағы белгілі өлшемдері бар қант кристалдары фракцияларының қатынасы, пайызбен берілген;
қаттылық - жұмылдырылған күштің бұзушы әсеріне қарсы болатын материалдың қасиеті, бұл тұста бірге өзгермейтін пішіні мен құрылымдық элементтердің өзара орналасуы сақталады;
құмшекер - 0,45 % қоспасы бар кейбір кристалдарының өлшемі 0,2 ден 2,5 мм дейін болатын сахароза түрлес тағамдық өнім;
құрамындағы майдың мөлшері жоғарылатылған какао ұнтақ - жұқа ұсақталған үгітілген какаодан алынатын кондитерлік өнім, оның құрамы 20 % артық какао майын және 7,5 % артық емес ылғалдылықты құрайды;
майдалау - сыртқы күштің әсерінен қатты дененің механикалық бұзылу (майдалану) үдерісі;
меласса - соңғы кристаллизациялы утфелді центрифугалау кезінде бөлінетін кристаларалық ерітінді түріндегі қант өндірісінің қосымша өнімі;
өндірістік какао ұнтақ - какао күнжарасын ұнтақтау жолымен алынатын кондитерлік шикізат, құрамында какао майы 12 % артық емес, ылғалдылығы 7,5 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 3 % артық емес;
сахарозаның инверсиясы - сутегі иондары немесе ферменттер әсерінен су ерітіндісіндегі сахарозаның глюкоза мен фруктозаға айналу үрдісі;
сұйық қант - дайын тағам өнімі ретінде, сонымен қатар тамақ өнеркәсібі мекемелерінде қайта өңделу үшін қолданылатын әртүрлі тазалық дәрежедегі сахарозаның сулы ерітіндісі;
үгітілген какао - какао бұршағын механикалық бұзып, қуырып қабығынан ажыратып ұнтақталған өнім, оның құрамында какао майының массалық бөлшегі 50 % кем емес, 3 % кем емес ылғалдылықтың массалық бөлшегін құрайды;
ұнтақталған какаовелла - какао майының массалық бөлшегі 3 % артық емес, ылғалдылығының массалық бөлшегі 10 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 30 % артық емес.
КІРІСПЕ
Сауда-саттық мөлшерін арттыратын және Қазақстан Республикасы тұрғындарының жоғары сапалы тағамдық өнімдерді тұтынуын қамтамасыз ететін қорларды пайдалану өзекті мәселе болып табылады [1, 2, 3].
Сауда-саттық тауарларының кең ассортиментінің ішінде кондитерлік және нан-тоқаш өнімдерінің үлкен сұранысқа ие екендігі мәлім.
Тәжірибе мен практика көрсетіп отырғандай, жұмыс органдарының құрылымы, қазір жұмыс істеп тұрған машиналардың кинематикасы мен динамикасы өнімнің қажетті сапа көрсеткіштерін қамтамасыз ету талаптарына толығымен сәйкес келмейді. Сонымен қатар, олар қуат көздерін өте көп пайдаланады [1, 2].
Ұнтақтау үрдісіне бүкіл әлемде өндірілетін электр қуатының орта есеппен 2,8-ден 3,4 % дейіні шығындалады. Ұнтақтау үрдісіне кететін қуаттың шығыны, майда және өте майдалап ұнтақтау саласында (бұған тағам өндірісіндегі сусымалы массалардың көпшілігі жатады) ұнтақтау деңгейі 100 және одан да жоғарыға жеткенде елеулі анық байқалуда. Майда және өте майдалап ұнтақтау кезіндегі жоғары салыстырмалы қуат шығыны кіші мөлшердегі бөлшектер мен олардың беріктілік қасиеттеріне күшпен әсер ету жағдайларын өзгертеді. Бөлшектер қаншалықты майда болған сайын, материалдағы ішкі ақаулар соншалықты аз, олар беріктеу, және сәйкесінше, оларды майдалауға қуаттың көп шығындарын талап етеді. Сонымен қатар, бөлшек мөлшері азайған сайын оны жүктеуге ұшырату қиын, ол үрдіске кететін салыстырмалы қуат шығынының артуына ықпал етеді [3, 4].
Беріктілігі орташа материалдардың ірі және орташа ұнтақтау саласындағы әр түрлі өндірістердің мәліметтері бойынша, қуат шығыны сағатына 0,4-ден 1,0 кВт·чт дейінде ауытқиды; майда және өте майдалап ұнтақтау кезінде қуаттың шығыны сағатына 30 кВт·чт жетеді, кейде одан да артық [3, 4, 5].
Жалпы жағдайда соққылы элементтің ауытқу бағытының (тербеліс) ұнтақталатын (бұзылатын) өнімнің берілу бағытына қатысты үш нұсқасы болуы мүмкін [3, 4, 5, 6]:
1. Ұзына бойғы ауытқу.
2. Көлденең ауытқу.
3. Ауытқу бағыты өнімнің қозғалу бағытымен бірқатар бұрыш түзіп айналады.
Үрдісінің бір уақытта қарқындату кезіндегі қуат сыйымдылығының төмендеуі ұнтақтау үрдісінің технологиялық өлшемдері мен ұнтақтағыштың құрылымдық өлшемдерінің арасындағы ара-қатынасының оңтайландырылу жағдайы кезінде қол жеткізуге болады. Бұндай мәселені ғылыми негіздеп нақты қарастырылатын ұнтақтау үрдісін көп факторлы математикалық үлгілеудің көмегімен шешуге болады [4, 6, 7, 8].
Әр түрлі технологиялық үрдістердің математикалық үлгілері инженерлік оңтайландырылған міндеттерді, яғни үрдістер мен машиналардың негізгі технологиялық және техникалық өлшемдерін тиімді таңдау міндеттерін шешу үшін негіз болып табылатындығы анық [9, 10].
ТМД және алыс шет елдердің көптеген зерттеушілерінің ұсыныстары бойынша заманауи зерттеулердің негізіне бөлшектеу үрдісінің сипаттауға мүмкін әдістерден құралған. Бұл негізінен соққылы диірмендегі сусымалы материалдардың бөлшектенуінің ауқымдылығы және сонымен байланысты көптеген кездейсоқ жағдайлардың болуымен байланысты [10, 16, 17].
Өндірістің тиімдіділігін арттыру Қазақстан Республикасының экономикалық стратегиясының құрамдас бөлігі болып табылады және бұл жоғары сапалы өнімдерді аз шығынмен өндіруді арттыруда көрініс табады. Тағам өндірісінде бұған техникалық қайта жарақтану, прогрессивті технологиялар мен жабдықтарды енгізу жолымен қол жеткізіледі [11, 13, 19].
Қатты фазалар қатысатын гетерогенді үрдістердің қарқындылығын арттыру үшін (мұндай үрдістерге белгілі бір жақындығымен қант ұлпасын, какао жармасын, жаңғақтарды және т.б. жатқызуға болады) үрдіске қатысатын қатты фазалар беттерін арттыруға әрекет ету қажет. Сондықтан қазіргі таңда тағам өндірісінде көптеген өнімдерді жұқа дисперсті қалпында өндіреді, ал ұнтақтың дисперстілігіне талаптар үздіксіз өсіп келеді [14, 15, 18].
Нақты гетерогенді үрдістерді зеттеу әдетте келесідей сұлбада жүргізіледі [24, 25, 26]:
1. Үрдістің жалпы сұлбасы қарастырылады (құбылыстың физикалық суреті, оның негізгі элементтері).
2. Үрдістің құрылымы анықталады, яғни құрамдас үрдістер белгіленеді және олардың бір бірімен әрекеттері орнатылады, заттардың көлемді бөлінуі қарастырылады.
3. Үрдіс құрылымы арқылы материалды және жылу баланстары теңдеулері негізінде үрдістің математикалық моделі, үрдісті есептеуге қажетті теңдеулер құрылады.
4. Математикалық модель арқылы гетерогенді азық-түлік үрдісінің талдауы жүргізіледі, шектеу кезеңдері, үрдіс режимдері қарастырылады.
5. Үрдісті қарқындату жолдары қарастырылады.
Материалдарды ұсақтау кезінде өңдеуші заттардың тек қана сыртқы физикалық өзгерістері емес, сонымен қатар материалдың құрамына едәуір әсер ететін күрделі ішкі физика-химиялық өзгерістері жүретіні белгілі. Қатты заттарды көптеген жағдайларда оларды алдын ала механикалық ұсақтаусыз тәжірибелік қолдану мүлдем мүмкін емес [20, 22, 23].
Ұсақталатын материалдардың көлемі мен дисперстілігін арттыру қуат шығындарының қауырт өсуіне алып келеді. Жұқа ұнтақтау үрдісіне әлемдік энергия өндірісінің 10 % артығы шығындалады, ал оның 0,05 % ғана жаңа бетті қабат түзілуіне кетеді. Сондықтан барынша үнемді және тиімді ұсақтау әдістерін, сонымен қатар ұсақтау машиналарының конструкциясын қолдану аса маңызды міндет болып табылады [21, 27].
Бұл диірмендердегі материал қозғалысының механикасын дұрыс конструктивті шешімдер арқылы оңтайландыру, ең аз қуат шығындары мен жұмыс органдарының аз тозуында белгіленген гранулометрикалық құрамды дайын өнімді алуға жеткілікті жылдамдықты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді [24-30].
Берілген жұқа гранулометрикалық құрамды ұнтақ алу маңызды міндет болып табылады, өндірістің көптеген салаларында оларға сұраныс артып келеді, соның ішінде кондитерлік өндірісте, ірімшік және май дайындауда. Мұндай ұнтақтарды алу үшін әдетте бірінен кейін бірін тізбектеп орнатылған екі типті машиналарды қолданады: ұнтақтағыштар мен конструктивті құрылымы әртүрлі классификаторлар. Тікелей ұнтақтау - ұнтақтау үрдісінде материалдарды тиімді жіктеуші ұнтақтағыштарды пайдалану барынша үнемді [24, 31, 32].
Тағам өндірісіндегі аппараттарды құрастыруды әртүрлі дисперсті материалдарды алу барысында технологиялық үрдістерді үйлестіру заманауи беталыс болып табылады. Ұнтақтау аппараттарында ұнтақтау, активтеу, жіктелу және араластыру үрдістерін біріктіру дисперсті композициялауды, өңдеу технологияларын қарқындатады [24, 33, 37].
Тәжірибелік зерттеулерде дезинтеграторларды әртүрлі технологияларда: химиялық, құрылыс және тағам технологияларында, сонымен қатар метталлургияда қолдану жоғарғы тиімділігін көрсетті [24, 34, 35, 36].
Жұқа ұнтақтау саласында жүргізілген көптеген зерттеулер санына қарамастан қазіргі таңда дисперсті материалдарды ұнтақтау үрдісі жүрісін барынша жақсы нақтылықпен болжау теориясы жеткілікті түрде дамымаған [24, 29, 36, 37].
Материалдарды механикалық ұнтақтау теориясын дамыту және оны тәжірибелік қолдану үшін бұл үрдісті барынша нақты зерттеу қажет, және де бөлшектерді жүктеудің режимдік шарттары, ұнтақтағыштардың конструктивті ерекшеліктері, белсендірілген материалдар арасындағы байланысты табу қажет. Сонымен қатар, жұқа гранулометриялық құрамды ұнтақ пен берілген қасиеттегі композиционды қоспаларды алудың қажетті шарты ұнтақтаудың, жіктеудің және араластырудың жаңа әдістерін жетілдіру болып табылады, және де соққылы тәсілдегі ұнтақтағыштардың жоғарғы әсерлі құрылымдарын құру қажет [24, 28, 29-36].
Үрдістер мен аппараттар ғылымының дамуы азық-түлік технологиясындағы үрдістердің ғылыми негізделген жіктелуін құруға мүмкіндік берді, олардың негізгісі денелердің таза механикалық әрекеттесуіне негізделген механикалық үрдістер болып табылады. Оларға материалдың физика-химиялық сипаттамаларын өзгертпей тек формасының өзгеруіне алып келетін ұнтақтау, сусымалы материалдарды жіктеу (фракциялау) және сығымдау үрдістері жатады [24, 28, 32, 35].
Тағам технологияларының теориялық негізіндегі заманауи білімдерінің және есептеу техникасының жылдам дамуы математикалық моделдеу негізіндегі жаңа зерттеу әдістеріне көшуге мүмкіндік береді [22-25].
Ұнтақтағыштардың рационалды құрылымын жобалау және оларды есептеу әдістерін жетілдіру үшін физика-механикалық қасиеттерінің қалай өзгеретінін немесе соққылы жүктеу үрдісіндегі сусымалы материалдардың бөлшектерінің ұнтақталғыштығын білу қажет [25-29].
Сусымалы материал өндіріс үрдісінде үздіксіз қозғалып, оның физика-механикалық қасиеттерін өзгертетін технологиялық операциялардан өтеді, өз кезегінде оның тасымалдаушы және қосалқы машиналардың элементтерімен әрекеттесу сипатын анықтайды. Сондықтан сусымалы материалдар қозғалуының жалпы теориялық сұрақтарын қарастыру кезінде сыртқы және ішкі үйкеліс коэфициентін білу орынды, ол қызмет етуші машиналардың элементтері мен шикізаттың күштік әрекеттесуін анықтап қана қоймай, сонымен қатар тасымалдау технологиялық сызбасының сенімділігі мен тоқтаусыздығын анықтайды [24, 27, 32].
Басқа жағынан қарағанда сусымалы материалдардың аз габаритте, металсыйымдылықта еркін төгілуін қамтамасыз ететін бункерлер мен силостардың шығу қуыстарын есептеу үшін сусымалы материалдардың үйін түзуіне байланысты физика-механикалық қасиеттерінің әсерін зерттеу қажет [25-33].
Салыстырмалы қорытындылау нәтижесінде ұсынылған оңтайлы және өндірістік жағдайда алынған азық-түлік өндірісіндегі сусымалы материалдар бөлшектерінің өлшемдері арасында анағұрлым айырмашылық байқалады, оның себептерінің бірі опа, ұн және ұнтақтарды фракцияларға үздіксіз бөлудің жоқтығы болып табылады [24-30].
Мысалы тағам өндірісіндегі кәсіпорындарында електі жұмысшы органдарымен іріктелетін жұқа дисперсті сусымалы өнімдер (ұн, қант ұнтағы, жеміс ұнтақтары және т.б.), әдетте аз тиімділікпен жүреді, себебі тор көзі үлкен електерде ірі дисперсті фракцияларды бөлу толық жүрмейді, ал тор көзі кіші өлшемдегі електерде маңызды адгезионды және кагезионды күштер әсерінен елек көздері бітеліп қалады [29-36].
Тиімділігі рационалды режимді таңдауға тәуелді соққы кезінде үлкейетін және қысқа уақыт аралығында азаятын күштер пайда болады. Жұмысшы органдарында болғандағыдай, деформацияланушы орталаларда да кернеулер толқыны туындайды, олар белгілі бір қарқындылықта озық жарықтар туындауына себеп болады [24-33, 37].
Тағам және өңдеу кәсіпорындарының негізгі міндеті жаңғақ, какао, какао майы дәнді дақылдар және т.б. секілді шығу тегі, құрылымдық, реологиялық ерекшеліктері әртүрлі шикізаттарды кешенді пайдалану болып табылады. Мұндай материалдарды өңдеу үрдістері шет елдерде де, кеңес дәуірінің мемлекеттерінде де аз зерттелген жоқ, алайда зерттеу нәтижелері ғылыми әдебиеттерде жеке мақала түрінде үзінділермен сипатталған және жүйеленбеген [24, 36, 37].
Қазақстан Республикасының азық-түлік потенциалын көтеретін және халықтың сапасы жоғары тағам өнімдеріне сұранысын қамтамасыз ететін қорларды пайдалану өзекті мәселе болып табылады [1, 27].
Шоколад өндірудің негізгі құрамдас бөліктері какао массасы, қант және какао майы болып табылады. Какао майы какаоның сығымдалған массасынан алынады. Нәтижесінде шыққан күнжара какао ұнтағын дайындауға жұмсалады. Какао массасы қуырылған какао атбұршағын ұсақтау (бір мезгілде оны қабығынан ажырату) және кейнгі ұнтақтау жолымен алынады. Жармаларды үгітудің негізгі мақсаты жасуша ұлпасы мен қабыршақтарын жыртып, ішіндегісін, яғни ең алдымен какао майын босату. Сондықтан неғұрлым жасуша тіні бұзылып, толығымен үгітілген сайын, бүтін, бүлінбеген жасушалар саны аз қалған сайын, соғұрлым жасушадан босатылған какао майының мөлшері де мол, қатты бөлшектердің көлемі аз, ал үгіту үрдісі тиімді болады [27, 29, 34].
А.Л. Соколовскийдің, айтуы бойынша какао бұршақтарының микроқұрылымын өлшеген кезде ядрода какао майы бар жасушалар мен крахмалды, ақуызды (алейронды) дәнектер бөлек болатыны анықталған. Ядро жасушаларының көлемі 23-тен 40 микронға дейін жетеді, ал жасушалық қабырға қалыңдығы 12 микрон болады. Сондықтан жармалардың жоғары сапамен үгітілуін қамтамасыз ету үшін үгітудің соңғы кезеңінде беткі қабатындағы үгітіндінің қалыңдығы бірнеше ондаған микроннан аспауын қамтамасыз ету қажет [31, 37].
Үгіту барысында какао массасы қажалу немесе ұрылу әсерінен масса ішіндегі какао майының балқу температурасынан жоғары температураға дейін қыздырылады да, нәтижесінде ұсақтағаннан кейінгі үгітілген какаоның консистенциясы сұйықтау келеді. Сондықтан құрамындағы какао майының мөлшері 55 % жеткен үгітілген какао суспензия түрінде болады. Ондағы сұйық бөлігі - какао майы, ал қатты бөлігі - жасуша тіндерінің, крахмал, ақуыз дәндерінің бөлшектері [31, 35, 37].
Дегенмен, тәжірибе мен атқарылған жұмыстар көрсеткендей, қолданыстағы машиналардың жұмыс органдарының құрылымы, кинематикасы мен динамикасы өнім сапасының қажетті көрсеткіштерін қамтамасыз ететін талаптарына толық сай емес [24, 31, 33, 37].
Тағам өнеркәсібінде қант ұнтағын дайындау, какао жармасын ұнтақтау, басқа сусымалы массаларды майдалау үрдістері жалпы жіктеуіш бойынша жіңішке және аса жіңішке ұнтақтауға жатады, және стандарттар Комитеті талап ететін дисперстікке (40 микронға дейін) қол жеткізу үшін көп энергия жұмсалады [24-33, 36, 37].
Сондықтан үрдіске жұмсалатын, әсіресе жіңішке және аса жіңішке ұнтақтау саласындағы үрдістерге жұмсалатын энергия шығынын азайту аса маңызды ғылыми және техникалық маселе болып отыр [24, 31, 35, 37].
Зерттеудің нысаны ретінде отандық ғалым-селекционерлердің заманауи селекциялық жетістіктері болып табылатын дәнді және бұршақ дәнді дақылдардың майдалауға арналған үлгілері алынды.
Дипломдық жұмыстың мақсаты - Қазақстанда өсірілетін дәнді және бұршақ дәнді дақылдарды майдалауда қолданылатын майдалағыш машиналардың заманауи бағыттарын талдау.
Осы мақсатты орындау үшін келесі міндеттер орындалуы керек:
oo зерттеу тақырыбы бойынша әдеби шолу жасау;
oo майдалау машиналарының жіктелуімен және майдалау технологиясымен танысу;
oo сусымалы массаларды майда және өте майда ұнтақтауда қолданылатын қондырғылардың негізгі түрлерімен танысу;
oo ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру туралы ұсыныс әзірлеу;
oo майдалауға және майдалау үрдісіне қойылатын талаптарды меңгеру;
oo майдалау технологиясы өлшемдерін анықтайтын әдістемені игеру.
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Сусымалды дәнді шикізаттың құрылымдық-механикалық қасиеттері
Бидай шикізаты қайта өндіру процесінде тағам өнімдерін әр түрлі механикалық әсерлерге ұшырататын қатты дисперсті жүйе болып табылады.
Бидай шикізатының механикалық жүктелуінің нәтижесінде, қайта өндіру үрдісінде серпімділік, беріктілік, қаттылық (қатаңдық), ағымдылық, морт сынғыш, сыртқы үйкеліс және тағы сол сияқты реологиялық қасиеттер маңызды болып табылады [3, 7, 10].
Беріктілік материалдың технологиялық өңдеу процесіндегі (майдалау, араластыру, түйіршіктеу) сыртқы күштердің бұзушы әсеріне төтеп беруін жасай алатын қабілеттілігін анықтайды [4, 5].
Беріктілікті бағалау үшін ағымдылық шегі, уақытша төтеп беруі, беріктілік шегі және сол сияқты басқа да әр түрлі бақылау өлшемдері пайдаланылады.
Беріктілік шегі σр нәтижессінде материалдың бұзылуы жүзеге асатын қуат болып табылады. Өз кезегінде σр шамасы деформация түріне (ажырау, сығылу, жылжу, кесілу және сол сияқтылар) байланысты, өйткені әр материалдың беріктілік шегі әр түрлі.
Материалдардың серпімділік қасиетін сипаттау үшін ерекше мәндерді пайдаланады [4, 5]:
oo Юнгтың серпімділік модулі: (1)
oo Пуассон коэффициенті: (2)
oo жылжу модулі: (3)
oo серпімділіктің көлемді модулі: (4)
мұндағы σ - қалыпты күш; τ - жанама күш; - созылыңқы деформация; - көлденең деформация; γ - жылжу деформациясы.
Қаттылық - материалдың өзгермейтін форманы сақтай отырып, қосылған күштің деформациялаушы әсеріне төтеп бере алатын қасиеті және құрылымдық элементтердің өзара орналасуы [4, 5, 7].
Гук заңының орындалуы шегіндегі қарапайым деформация жағдайында қаттылық серпімділік модулінің туындысы немесе дененің кейбір физикалық сипаттамаларының жылжу модулі ретінде сандық анықталыды [5, 7, 9]:
созылу-сығылу кезінде: көлденең қиылысу ауданындағы серпімділік модулінің туындылары Y = E · F;
жылжу кезінде: көлденең қиылысу ауданындағы жылжу модулінің туындылары Y = G · F;
иілу кезінде: инерцияның осьтік моментіндегі серпімділік модулінің туындылары Y = E · I.
3 кестеде ылғалдылықтың екі түрлі мәнді кезінде әр түрлі дақылды дәннің құрылымдық-механикалық қасиеттерінің көрсеткіштері көрсетілген.
3 кесте
Әр түрлі дән қасиеттерінің құрылымдық-механикалық қасиеттері
№
қс
Дақыл
Ылғалдылық, %
Беріктілік шегі, σр, МПа
Серпімділік модульі, Е, Мпа
1
Бидай
11,6
17,0
5,20-5,68
3,20-3,70
40,2-45,0
19,8-20,5
2
Арпа
11,6
17,0
4,90-5,10
3,40-3,89
37,7-42,5
18,9-22,8
3
Сұлы
11,6
17,0
3,60-3,80
1,25-1,80
15,0-19,0
3,7-4,6
4
Жүгері
11,6
17,0
9,50-10,2
7,80-8,30
100,8-110,5
14,5-15,8
5
Қарақұмық
11,6
17,0
3,89-4,15
1,87-2,9
21,6-27,7
7,9-9,8
6
Тары
11,6
17,0
4,30-4,56
2,36-2,86
26,9-32,6
9,9-13,7
3 кестеде келтірілген мәндердің барлығы үздіксіз емес, олар бірқатар факторлардың (ылғалдылық, температура, материалдың геометриялық параметрлері және сол сияқтылар) әсерімен өзгеріске ұшыраған. Көптеген материалдар үшін Пуассон коэффициентінің мәндері 0,2-0,5 шегінде жатыр, сарпімділік модульінің жылжу модульіне қатынасы - 2...3 шегінде, жан жақты және бір жақты қысым кезіндегі серпімділік модульінің қатынасы - 0,3...3,3 шамасында [9, 10, 11].
Бидайдың беріктілік қасиетіне эндосперм консистенциясы, оның әйнек тәрізділігі біршама әсер етеді. Пластикалық қасиеттері ұнды эндоспермі бар, әсіресе ылғалдылығы жоғары бидайларда анық көрінеді.
Өзінің құрылымы бойынша бидай шикізаты сусымалы материал болып табылады, осыған байланысты ыдыстың формасын қабылдау қабілеті мен ағыммен жылжу мүмкіндігі сусымалы материалды сұйықтыққа ұқсас етеді, бірақ әр бөлек, жеке бөлшек қатты дененің барлық қасиеттерін көрсетеді. Сұйықтыққа қарағанда сусымалы материалдар олардың беттік бөлігінің жанасу орындарында бөлшектермен өзара әсерлесу күшімен анықталатын шектелген жылжымалылыққа ие. Бұл күштер бөлшектердің бір біріне қатысты орын ауыстыруы кезінде пайда болатын үйкеліс күшіне және оның физика-механикалы қасиеттерін анықтайтын тіркесу күштеріне тәуелді [11, 12].
Форманың елеулі өзгеріссіз бұзылу кезінде морт сынғыш бұзылыс жайлы айтады, ал форманың елеулі өзгеріспен бұзылу кезінде тұтқыр бұзылыс жайлы айтады. Жүктемелену кезінде әр бөлек дән материалдың қарапайым қылығына мысал бола алады және жағдайы Гук теңдеуімен сипатталатын сөзсіз серпімді дене болып табылады [5, 7, 9]
(5)
мұндағы G - жылжу кернеуі, Па; γ - жылжу жылдамдығы, с-1.
Қарапайым тұтқыр серпімді қатты дененің реологиялық жағдайы Кельвин заңымен сипатталады [5, 7, 9]
(6)
Деформация жылдамдығы [5, 7, 9 ]
(7)
мұндағы: - серпімді салдарының периоды.
Сонымен бірге тепе-теңдік жағдайына t -- infinity, γ(t) = 0, γ = const мәндері мынадай болғанда қол жетімді.
Гуктық емес дененің жүктемесінен кейін деформация біртіндеп азаяды және оны мынадай теңдеумен сипаттауға болады [5, 7, 9]
(8)
Серпімді салдары және релаксацияға ие тұтқыр-серпімді күрделі денелер үшін Максвелл-Томсон теңдеуімен сипатталады [ ]
(9)
мұндағы λt - серпімділік салдарының (жылжығыштық) периоды; λ - релаксация периоды.
Қатты денелердің ағымы шекті кернеудің - ағымдылық шегінің артуы кезінде байқалады. Бірақ сонымен қатар, қайтымды серпімді деформациядан басқа қалдық пластикалық деформация жүреді. Жеткілікті ұзақ уақыт бойы жүктемелеу кезінде беріктілік шегі артқан кезде қатты дене бұзылады. Бұл құбылысты майдалау, үгіту және кесу сияқты процестер кезінде байқауға болады, және сондықтан да ол маңызды технологиялық маңыздылыққа ие.
1.2 Сусымалды астық массасының механикалық қасиеттері
Элеватор өндірісінде сусымалды материалдар қатарына түгел жүк ағындары жатады. Тек астық өнімдерінің қабатқа салған жүк ағымдарын жатқызуға болмайды. Көптеген ғалымдар сусымалы материалдардың моделін, топыраққа ұқсастырып зерттеудің арқасында теориялық және практикалық қателіктер жіберілді. Сусымалды материалдар дисперсиялық жеке қатты бөлшектер және ауа фазасынан тұрады деп қарастыру көп ғылыми және практикалық жаңалықтар әкелді [13, 14].
Сусымалды материалдар қатты дене мен газдан құралуын, оның сусымалдығын бейнелейтін коэффициент ретінде оның бөлшектерінің орналасу тығыздығын айтады [13].
мұндағы V т- қатты фаза көлемі, м3
V - сусымалды материалдыңкөлемі. Оның шамасы мына аралықта
өзгереді: 0К 1
Сусымалды материалдың физикалық денелер арасындағы орналасу схемасын мына тұрғыда болады (1-сурет) [13]:
1-сурет. Физикалық денелердің құрылымы
1 - газ; 2 - түтін; 3 - қалқымалы қабат; 4 - сусымалды материал; 5 - сорбент; 6 - қатты дене
Физикалық тұрғыдан сусымалды материал дисперсиялы екі фазадан тұрады. сондықтан әр фазаның өлшемдері бар.
Қатты фазаның параметрлеріне мыналар жатады: өлшейтін; структуралы (құрылымды), үйкелістік, жылу физикалық, аэродинамикалық, электрофизикалық [13, 14].
Өлшейтіндерге: ұзындық, ені, қалыңдығы, жазықтық беті, көлемі, т.б. яғни гранулометриялық және грануломорфологиялық өлшемдерін жасайды. Гранулометриялық [13, 14]:
мұндағы
орта арифметикалық
дисперсия
жеке дисперсиялық шамасы
грануломорфологиялық
Газалық фазасы параметрі екі топқа бөлінеді [13]: өзінше өлшемдері - газдың тығыздығы мен тұтқырлығы;
Газдың басқа денелер мен қатына сәрекеті болғандағы өлшемдері реакцияның тұрақты жылдамдығы, энергияактивизациясы, коэффициент диффузиясы, жылу реакциясы.
Сусымалы материалдардың физикалық моделі деп түрдегі постулаттарды айтамыз, яғни ол дискреттік статистикалық система ретінде мына жағдайда болады [13, 14, 15]:
- кішкентай элементарлық көлемі. Одан аз көлем мөлшерінде сусымалды материалдар ретінде физикалық түрғыдан оның өмір сүруі тоқталады;
- үлкен көлемі сақталатын ыдыстың өлшемі мен анықталады;
- әр қабатта орналасқан сусымалды материал бөлшектерінің саны белгілі бір тұрақты шамада болады;
- екі қатарлас қабат арасында ең аз потенциалды энергияның айырмасы бар.
Сусымалды материал дискреттігі әр қабаттағы сусымалды материал дискретті потенциалдык энергиясын көрсетеді.
Сусымалды материалдың қабаттарында мына қатынас болады [13]:
∆l∆р=A
∆ℓ сызықтық өлшемдерінің өзгерісі; ∆р - өзіндік қысым өзгерісі;
А - тұрақты; бұл шаманы қолданғанда орналасу тығыздығы және қысым деген түсініктерді пайдаланады.
1 кестеде сусымалды материалдың өлшемдері және олардың сипаттамасы келтірілген [13].
Кесте -1
Сусымалды материалдың өлшемдері және олардың сипаттамасы
Өлшемдері:
Сипаттамасы:
Орналасу тығыздығы
Бөлшектердің қозғалу
мүмкіншілігін сипаттайды
Өзіндік салмағы
Гравитациялық күш шамасын
Гранулометрия және грануломорфология
Потенциалдық энергияның кванттық аз шамасын
Бөлшектердің бетіндегі үйкелістік байланыстар
Үйкелістік күштің шамасын
Астық массасының биіктігінің ыдыстың еніне қатынасы (НВ)
Қайта туу энергиясынын шамасын
Сусымалды материалдың қасиеттері мына математикалық өрнекпен сипатталады [13]:
=уі
мұндағы: Фі - сусымалды материалдың қасиеттері;
L- оператор;
хі- сусымалды ансамбльдің өлшемдері;
уі- фазалар өлшемі.
Сусымалды материалдың касиеттері екі топқа бөлінеді. Бірінші топтағы қасиеттерге мыналар жатады: кұрылымды-механикалық, күштік және фракциялық (үйкелістік). Екінші топқа: жылу физикалық, электрофизикалық және аэродинамикалық қасиеттер.
Бұл қасиет сусымалды материалдың бөлшектерінің орналасу тығыздыгына және оның қозғалғыш қабілетіне көп байланысты. Бұл қасиет статистикалық ансамбльдің туу себептерін дұрыс түсіндіреді.
Пуассонның эквиваленттік коэффициенті құрылымды механикалық қасиетті сан жағынан дүрыс бейнелейді [13].
Егер к -- ктіп қарай өзгерсе, онда П = 0 бүл түрақсыз структураның пайда болу жағдайын көрсетеді, егер к--ктахсусымалды материалдың статистикалык ансамблінің тууын түсіндіреді. Егер к -- кор- сусымалды материалдың тұракты құрылымы пайда болады [13, 15].
Күштік қасиеті. Сусымалды материалдың ішіндегі күш қасиетінің пайда болуы, ыдыстын өлшемдерінің қатынасына байланысты. Осыған байланысты ыдыстар мына екі топқа бөлінеді: НВ1және НВ1 [13, 14, 15, 16].
Сусымалды материалдың ішінде күш әсерінің НВ1 қатынасындағы берілу әсері. Сусымалды материалдың қабырғаға қысымы (сурет 2) [13].
Қабырғасы АВ, үзындығы 1м келетін ыдысты қарастырамыз, ол сусымалды материалды қоршап тұр.
Біз АВ қабырғасына dх-ке сәйкес аз жылжыту береміз. АВС көлемдегі сусымалды материалдың АС құлау (бұзылу) жазықтығымен белгілі бір қозғалысы болады [13].
2-сурет. Жай қойманың қабырғасына берілетін жазықтық күші
Құлау жазықтығының орнын сусымалды материалдың қабырғаға ең үлкен қысым жасау жағдайымен анықталынады.
АВС призмасын тепе-теңдік күйде түр деп санап, одан АВ және АС жазықтықтарына түсетін қысым күштерінің бағыттарын табамыз.
ВСD жазықтық бетпен қоршалған АВ қабырғасымен ұсталып түрған сусымалды материалдың тепе-теңдік жағдайдағы күйін қарастырамыз.
А нүктесі арқылы ішкі бүрышымен АD нақ түзуін жүргіземіз. Сусымалды материалдың құлауы АС жазықтығымен болады, оның бұзылу бұрышы - Ө.
Призманың салмағын G деп белгілеп, мына математикалык өрнекті жазамыз [13]:
G=плАВС х 1 х у ;
мұндағы у = у0q - сусымалды материалдың көлемдік салмағы.
Призманың салмағы қабырға жазықтығына түсетін Р қысыммен (реакция күшімен) және бұзылу жазықтығына бағытталған К реакция күшімен теңдеседі. Ол күштердің бағыты сол жазықтыққа жүргізілген перпендикулярмен φ0және φ бүрыштарының шамасымен анықталынады.
АВ қабырғасының жазықтықпен жасайтын бүрышы β белгілі болғанда оның тіп-тіке сызықпен жасайтын а бүрышының шамасын табуға болады [13].
;
бұдан
К күшінің тіп-тіке сызықпен арасындағы бүрыш Ө-φ тең. Ол бұдан түсінікті болып түрады: Ө.
Синустар теоремасының негізі бойынша күш шамасын көрсететін үшбұрыш Асdа арқылы мына теңдік өрнекті жазуға болады [13]:
Осы өрнектен сусымалды материалдың НВ1 ыдыс қабырғасына жасаған қысымы (Р) - ол құлау призмасының салмағына, оның ішкі үйкеліс бұрышына, қабырғаның реакция берген күшінің бағытына (а) және бұзылу жазықтығының бұрышына байланысты екенін көрсетеді.
Ыдыс НВ1 болған кезде сусымалды материалдың қысым жасау механизмі. Терең ыдыста сусымалды материалдың қысымы өзгеше болады. Бұл жағдайда қысымды екі түрде қарастырамыз: жазықтық және биіктік. Бұл екі қысым арасындағы байланысты математика өрнегімен жазуға болады [13]:
q(r,z)=ψ(z)·P(r,z)
Мұнда r - радиус, z - қабат биіктігі.
ψ(z)= босату бүйірінің коэффициенті
Сусымалды материалдың терең ыдыста қозғалысы кезінде бөлшектердің орналасу тығыздық коэффициенті К0-дан Кир-ге дейін өзгереді.
Фракциялық қасиет. Сусымалды материалдың ішінде энергияның берілуі ол үйкеліс күшіне көп байланысты болады [13].
Тығыздық коэффициенті мен үйкеліс коэффициентінің арасында байланыс бар, ол мына өрнек бойынша көрсетіледі:
Сусымалды материалдың тығыздық коэффициентінің өзгерісіне байланысты үйкеліс күші анықталады.
Үйкеліс коэффициенті сонымен қатар силостың ішіндегі астык қабатының биіктігіне де байланысты болады. Ол мына формуламен шешіледі [13]:
а1, б1-тұрақты; Н - биіктігі.
1.3 Майдалау жайлы жалпы мәліметтер
Ұнтақтау сыртқы күштердің әсерінен қатты денелердің механикалық бұзылу үрдісі болып табылады [4, 5].
Бұзылатын денелердің габариттері мен олардың бұзылуын ұйымдастыру мақсатына байланысты үрдіс бір, немесе бірнеше, не болмаса көп мөлшердегі денелердің бұзылуын қарастырады [4, 6, 7].
Өнеркәсіптерде денелердің бұзылу үрдісін ұйымдастыру қатты денелер ағынын жаппай ұнтақтауды қарастырады. Өндірістік ұнтақтаудың бұл ерекшелігі қатты денелер ағымын ұнтақтаудың ең тиімді әдістерін іздеуді бірінші жоспарға қояды [5, 6, 7].
Өндірістік ұнтақтаудың белгілі әдістерінің ішінен езу, жару, ұнтақтау, кесу, қысып соққылау және бос соққылау деп бөледі [4].
Өндірістік ұнтақтау әдістерін іске асыру аталған әдістердің біреуінің басым түсуін болжайды. Сонымен қатар әр жүзеге асырылуда аз немесе көп мөлшерде барлық ұнтақтау әдістері болады [4].
Ұнтақтау үрдісі ұнтақталатын материалдың мөлшеріне байланысты ірі, орташа және майдалап ұнтақтау деп бөлінеді, ал ұнтақталатын материалдың қасиеттеріне байланысты қатты, морт сынғыш, тұтқыр, жұмсақ, майлы, тез еритін, жабысқақ, өскінді талшықты, созылмалы және басқа да материалдарды майдалау деп бөлінеді. Сонымен қатар ашық және жабық циклді, ылғалды және құрғақ ұнтақтау деп те бөлінеді. Әдетте тәжірибелік сұрақтарды жоғарыда келтірілген барлық жіктелуді есепке ала отырып кешенді қарастырылады [4, 7, 9, 10].
Тәжірибеде соққымен ұнтақтау жиі қолданылады. Бұл ең алдымен қатты денелерді жаппай ұнтақтау кезіндегі оның техникалық іске асуының тиімділігімен байланысты. Бос соққымен ұнтақтау заттар мен бұзушы құралдардың өзара әсерлесуін ұйымдастыруды, сонымен қатар қатты денелер мен олардың бөлшектерінің кіретін және шығатын ағымдарының қозғалысын болжайды. Сонымен қатар үрдістің орналасуы мен қатты денелер ағымының басқарылуы және оларды бұзушы құралдардың жұмысы қажет [4, 6].
Ұнтақтауды өндірістік іске асыру бірқатар ерекшеліктерге ие, олардың ішінде ұнтақталатын заттардың ылғалдылық, тұтқырлық, серпімділік және сол сияқты қасиеттерінің болуын бөліп қарауға болады. Осыған байланысты, бұл заттарды майдалау арнайы мақсатты құрылымды ұнтақтағыштарды жасап шығаруды талап етеді [4, 8, 11].
1.4 Өте майда бөлшектер және оларды алу әдістері
"Өте" деген сөзге абайлап қарау керек. Өйткені, техникалық ілгерілеудің қазіргі жағдайында "өте" деген сөзді қосып әр түрлі білдірулерді қолдану тым сәнді болды. Әдетте, "өте" қосылған сөздер қандай да бір зат немесе құбылыстың сандық және сапалық сипаттамасының осы сипаттаманың кейбір белгілі үлгі-нұсқалы мәніне қатысты белгіленетін. Осылайша, "өте дыбысты" сөзі әлбетте қарастырылатын жылдамдық дыбыс жылдамдығынан асып түсетіндігін көрсетеді. Егер біз "өте жоғары температура" деп айтатын болсақ, онда бұл сөз тіркесінің дәл мағынасын беру қиын. Өйткені "өте жоғары температура" айтарлықтай белгісіз температураның сипаттамасын көрсететін "жоғары температурамен" салыстырылады. "Өте майда бөлшек" сөз тіркесіне қатысты алатын болсақ, онда бұл білдіру айтарлықтай анықталмаған және белгісіз мағыналы бірқатар білдірулерге жатады. Мамандар "өте майда бөлшек" сөзімен әдетте өндіріс орындарында шығарылатын белгілі дәстүрлі материалдар мөлшеріне қарағанда мөлшері аз ұнтақты материалдардың бөлшектерін айтады [4, 5].
Әңгіме жаңа керамикалық материалдар, металл ұнтақтар, композитті материалдар, сонымен қатар қант ұнтағы, тағамдық ұнтақтар және т.б. сияқты неорганикалық заттарды алуға арналған бастапқы компоненттер болып табылатын майда түйіршікті материалдар жайында болып отыр. Мамандар кәсіби тілде өте майда түйіршікті материалдарды "өте майда ұнтақтар" деп атайды. Жалпы алғанда "өте майда бөлшек" білдірілімі дәстүрлі шығарылатын өндірістік материалдар бөлшектерінен аз ұнтақты материалдар бөлшектеріне жатады. "Өте майда бөлшек" білдірімінің мағынасына жүргізілген талдауға қарамастан, бұл сөз тіркесіне дәл анықтама беру керек. Тәжірибеде, қолданылатын қарапайым ұнтақтау технологияларынан бөлшек майдалылығы 3 мкм дейінгі ұнтақты материалдар алынады. Механикалық ұнтақтаумен бөлшектері 3 мкм аз ұнтақты материалдар алу өте қиын екендігі жалпы мойындалған. Бұл ең алдымен ұнтақты материалдарды өндіру кезінде энергияны үнемдеу қажеттілігімен байланысты. Біздің жұмысымызда біз, өте майда түйіршікті материалдар мен өте майда бөлшектер жайлы айтқан кезде, мөлшері бірнеше микрон (шамамен 10-40 мкм) бөлшектерді айтамыз. Өте майда бөлшектерге осындай анықтама бере отырып, біз бөлшектердің 3 мкм көлемі ұнтақтар немесе түйіршіктерді алу технологиясында ұстану айрықша өте қиын және пайдасыз, тым қатаң сипаттама болар еді [4, 6, 7].
Біздің күнделікті өмірде біз үнемі көптеген сансыз ұнтақтар, түйіршіктер мен әр түрлі материалдардың майда түйіршіктері бар ортада тіршілік етеміз. Көптеген технологиялық үрдістер қатты майда бөлшектер мен материалдардың дәндері түзілумен бірге жүреді. Қатты майда түйіршікті ұнтақты материалдар осы мақсатқа жасап шығарылған әр түрлі технологиялық үрдістердің көмегімен арнайы бөліп алады. Бұл жерде табиғи шикізаттан өте майда түйіршікті материалдарды бөліп алу кезінде ұнтақтау міндетті технологиялық үрдістердің бірі болып табылады [4, 6, 8].
1.5 Майдалап ұнтақтауға арналған соққылы диірмен жайлы жалпы түсінік
A. Соққылы диірмен дегеніміз не? Соққылы диірмен - бұл бос қозғалыстағы ұнтақталуға тиісті материал бөлшегі, жоғары жылдамдықпен қозғалып келе жатқан және бұл бөлшектерді ұнтақтайтын битерге ұрылатын диірмен түрі. Ұнтақтау кезінде бөлшектер тек бір беттік ауданмен ғана әсерлеседі. Бөлшектер арасындағы соқтығыс соққылы ұнтақтаудың бөлігін құрайды [4, 5, 6, 7].
Б. Соққылы диірмен түрлері. Майда және өте майда ұнтақтауға арналған соққылы диірмендердің әр түрлі типтері бар [4, 5, 6, 12].
B. Біз неге соққылы диірменді таңдаймыз? Соққылы диірменді қолдану үшін төрт негізгі себеп бар [4, 5, 6].
1. Соққылы диірмен ең тиімді болып табылады.
2. Бұл диірмендердің техникалық жабдықтауы ешқандай қиыншылық тудырмайды.
3. Жақсы соққылы диірмендер құрамында ылғал, майдың мөлшері салыстырмалы жоғары материалдарды да ұнтақтай алады.
4. Соққылы диірмендер когезионды материалдарды ұнтақтау үшін өте үйлеседі.
Г. Таңдау үшін критерий. Материалларды (өнімдер) соққылы диірменмен ұнтақтау мүмкін болу үшін, олардың кейбір сипаттамалық ерекшеліктері болуы керек [4, 6, 7].
1. Ұнтақталатын (материалдар) өнімдер абразивті болмауы керек. Моостың қаттылық өлшемі қаттылық деңгейі 3-4 болатын материалдарды ғана минималды шығынмен ұнтақтауға болады. Одан да қатты материалдар диірмен элементтерінің жылдам тозуына әкеп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Мұкан Думан Байтұрсынұлы
Ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
мамандығы 5В072400 - Технологиялық машиналар және жабдықтар
Алматы 2018
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ АУЫЛШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ
ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Технология және биоресурстар факультеті
"Тағам өнімдерінің технологиясы және қауіпсіздігі" кафедрасы
ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС
тақырыбы: "Ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру"
Беттер саны 61
Сызбалар мен көрнекі
материалдар саны 5 сурет, 6 кесте
Қосымшалар жоқ
-
Орындаған:
_____________
Мұкан Д.Б.
2018 ж. " ___ " ______ қорғауға жіберілді
Кафедра меңгерушісі, б.ғ.к., қауымд. проф.
_____________
Мамаева Л.А.
Жетекші,
т.ғ.д., профессор
_____________
Оспанов Ә.Ә.
Норма бақылау
т.ғ.к., профессор
_____________
Тимурбекова А.К.
Рецензент
т.ғ.д., профессор
_____________
Алтаев С.А.
Алматы 2018
МАЗМҰНЫ
бет
АНЫҚТАМАЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
7
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
9
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
1.1 Сусымалды дәнді шикізаттың құрылымдық-механикалық қасиеттері..
1.2 Сусымалды астық массасының механикалық қасиеттері ... ... ... ... ... ... .
1.3 Майдалау жайлы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ...
1.4 Өте майда бөлшектер және оларды алу әдістері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
1.5 Майдалап ұнтақтауға арналған соққылы диірмен жайлы жалпы түсінік
15
15
17
23
24
25
2 негізгі БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
2.1 Майдалау машиналарының жіктелуі және майдалау технологиясы ... ...
2.1.1 Жіктеу әдістерінің бар түрлеріне қысқаша талдау ... ... ... ... ... ... ... . ... .
2.1.2 Материалды ұсақтаудың әдістері мен технологиялық сызбаларының жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.1.3 Сусымалы материалдарды жұқа ұсақтау үшін соқпалы әсері бар қазіргі заманғы машиналар құрылымының жіктелуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
2.2 Майдалауға арналған технологиялық қондырғылар ... ... ... ... ... ... ... ... ..
2.3 Дәнді және бұршақ дәнді дақылдар дәнін майдалайтын соққы әсерлі ұсақтағыштың жұмыс тиімділігін бағалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
27
27
29
31
36
41
3 ОРТАДАН ТЕПКІШ РОТОРЛЫ ДИІРМЕННІҢ ТИІМДІЛІГІН АРТТЫРУ ТУРАЛЫ ҰСЫНЫС ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
47
4 ҰНТАҚТАЙТЫН МАШИНАЛАР МЕН ҰНТАҚТАУ ҮРДІСІНЕ ҚОЙЫЛАТЫН ҚАУІПСІЗДІК ТАЛАПТАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
51
5 ЭКОЛОГИЯЛЫҚ БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
53
ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
57
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ..
58
АНЫҚТАМАЛАР
Бұл дипломдық жұмыста келесі анықтамалар қолданылды:
жом - диффузиялық аппаратта қантсыздандырылған қант қызылшалы жаңқа;
инвертті қант - глюкоза мен фруктоза құрайтын сахарозаны инверсиялау өнімі;
ірілік модулі - зерттелінетін майдаланған нысан бөлшектерінің орташа мөлшерін сипаттайтын көрсеткіш;
какао бұршағы - какао ағашының тұқымдары;
какао жарма - какао бұршақтарының құырылған және ұсақталған дәндері, майдың массалық бөлшегі 50 % кем емес, ылғалдылықтың массалық бөлшегі 3 % кем емес, какаовелланың массалық бөлшегі 2 % кем емес;
какао күнжарасы - жартылай майсыздандырылған сығымдалып үгітілген какао, ылғалдылығының массалық бөлшегі 7,5 % артық емес;
какао майы - какао бұршағынан алынатын май қышқылдарының және ұқсас заттар үшглицеридтерінің қоспасы немесе бос май қышқылдары бар какао бұршағының құрамдас бөліктері, олеин қышқылына қайта есептегенде 1,75 % артық емес сабындалмайтын заттар, петролеинді эфирді қолданып анықтағанда 0,5 % артық емес, сығымдалған какао майлары үшін 0,35 % артық емес;
какао өнімдері - какао бұршағын қайта өңделген өнімдері, шоколад өндірісінде қолданылады: какао жарма, үгітілген какао, какао майы, өндірістік какао ұнтақ;
какао тайызы - ұсақталған какао-бұршағының ең ұсақ фракциясы, какао майының массалық бөлшегі 30 % кем емес, какаовелланың массалық бөлшегі 3 % артық емес, ылғалдылықтың массалық бөлшегі 5 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 30 % артық емес;
какао ұнтақ - жұқа ұнтақталған, жартылай майсыздандырылған үгітілген какаодан алынатын кондитерлік өнім, оның құрамы 12 % бен 20 % дейінгі какао майы мен 7,5 % ылғалдылықты құрайды;
какаовелла - какао бұршағының қабығы;
қант күлділігі - қанттағы минералдық заттардың массалық үлесі, пайызбен берілген;
қант түстілігі - шартты бірлікпен немесе оптикалық тығыздық бірлігімен белгіленген қант ерітіндісінің боялу дәрежесін сипаттайтын көрсеткіш;
қант ұнтағы - өлшемі 0,2 мм артық емес құмшекердің майдаланған кристалдары;
қант-шикізат - құмшекер, қант-рафинад және сұйық қант өндіру үшін шикізат болып табылатын, сахароза мен қант еместерден құралған жекеленген кристалдар түрдегі қант қызылшасын немесе қант құрағын қайта өңдеуден алынған өнім;
қант ылғалдылығы - кристалды қанттағы ылғалдың массалық үлесі, пайызбен берілген;
қанттың гранулометриялық құрамы - жалпы массадағы белгілі өлшемдері бар қант кристалдары фракцияларының қатынасы, пайызбен берілген;
қаттылық - жұмылдырылған күштің бұзушы әсеріне қарсы болатын материалдың қасиеті, бұл тұста бірге өзгермейтін пішіні мен құрылымдық элементтердің өзара орналасуы сақталады;
құмшекер - 0,45 % қоспасы бар кейбір кристалдарының өлшемі 0,2 ден 2,5 мм дейін болатын сахароза түрлес тағамдық өнім;
құрамындағы майдың мөлшері жоғарылатылған какао ұнтақ - жұқа ұсақталған үгітілген какаодан алынатын кондитерлік өнім, оның құрамы 20 % артық какао майын және 7,5 % артық емес ылғалдылықты құрайды;
майдалау - сыртқы күштің әсерінен қатты дененің механикалық бұзылу (майдалану) үдерісі;
меласса - соңғы кристаллизациялы утфелді центрифугалау кезінде бөлінетін кристаларалық ерітінді түріндегі қант өндірісінің қосымша өнімі;
өндірістік какао ұнтақ - какао күнжарасын ұнтақтау жолымен алынатын кондитерлік шикізат, құрамында какао майы 12 % артық емес, ылғалдылығы 7,5 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 3 % артық емес;
сахарозаның инверсиясы - сутегі иондары немесе ферменттер әсерінен су ерітіндісіндегі сахарозаның глюкоза мен фруктозаға айналу үрдісі;
сұйық қант - дайын тағам өнімі ретінде, сонымен қатар тамақ өнеркәсібі мекемелерінде қайта өңделу үшін қолданылатын әртүрлі тазалық дәрежедегі сахарозаның сулы ерітіндісі;
үгітілген какао - какао бұршағын механикалық бұзып, қуырып қабығынан ажыратып ұнтақталған өнім, оның құрамында какао майының массалық бөлшегі 50 % кем емес, 3 % кем емес ылғалдылықтың массалық бөлшегін құрайды;
ұнтақталған какаовелла - какао майының массалық бөлшегі 3 % артық емес, ылғалдылығының массалық бөлшегі 10 % артық емес, ұнтақталу дәрежесі 30 % артық емес.
КІРІСПЕ
Сауда-саттық мөлшерін арттыратын және Қазақстан Республикасы тұрғындарының жоғары сапалы тағамдық өнімдерді тұтынуын қамтамасыз ететін қорларды пайдалану өзекті мәселе болып табылады [1, 2, 3].
Сауда-саттық тауарларының кең ассортиментінің ішінде кондитерлік және нан-тоқаш өнімдерінің үлкен сұранысқа ие екендігі мәлім.
Тәжірибе мен практика көрсетіп отырғандай, жұмыс органдарының құрылымы, қазір жұмыс істеп тұрған машиналардың кинематикасы мен динамикасы өнімнің қажетті сапа көрсеткіштерін қамтамасыз ету талаптарына толығымен сәйкес келмейді. Сонымен қатар, олар қуат көздерін өте көп пайдаланады [1, 2].
Ұнтақтау үрдісіне бүкіл әлемде өндірілетін электр қуатының орта есеппен 2,8-ден 3,4 % дейіні шығындалады. Ұнтақтау үрдісіне кететін қуаттың шығыны, майда және өте майдалап ұнтақтау саласында (бұған тағам өндірісіндегі сусымалы массалардың көпшілігі жатады) ұнтақтау деңгейі 100 және одан да жоғарыға жеткенде елеулі анық байқалуда. Майда және өте майдалап ұнтақтау кезіндегі жоғары салыстырмалы қуат шығыны кіші мөлшердегі бөлшектер мен олардың беріктілік қасиеттеріне күшпен әсер ету жағдайларын өзгертеді. Бөлшектер қаншалықты майда болған сайын, материалдағы ішкі ақаулар соншалықты аз, олар беріктеу, және сәйкесінше, оларды майдалауға қуаттың көп шығындарын талап етеді. Сонымен қатар, бөлшек мөлшері азайған сайын оны жүктеуге ұшырату қиын, ол үрдіске кететін салыстырмалы қуат шығынының артуына ықпал етеді [3, 4].
Беріктілігі орташа материалдардың ірі және орташа ұнтақтау саласындағы әр түрлі өндірістердің мәліметтері бойынша, қуат шығыны сағатына 0,4-ден 1,0 кВт·чт дейінде ауытқиды; майда және өте майдалап ұнтақтау кезінде қуаттың шығыны сағатына 30 кВт·чт жетеді, кейде одан да артық [3, 4, 5].
Жалпы жағдайда соққылы элементтің ауытқу бағытының (тербеліс) ұнтақталатын (бұзылатын) өнімнің берілу бағытына қатысты үш нұсқасы болуы мүмкін [3, 4, 5, 6]:
1. Ұзына бойғы ауытқу.
2. Көлденең ауытқу.
3. Ауытқу бағыты өнімнің қозғалу бағытымен бірқатар бұрыш түзіп айналады.
Үрдісінің бір уақытта қарқындату кезіндегі қуат сыйымдылығының төмендеуі ұнтақтау үрдісінің технологиялық өлшемдері мен ұнтақтағыштың құрылымдық өлшемдерінің арасындағы ара-қатынасының оңтайландырылу жағдайы кезінде қол жеткізуге болады. Бұндай мәселені ғылыми негіздеп нақты қарастырылатын ұнтақтау үрдісін көп факторлы математикалық үлгілеудің көмегімен шешуге болады [4, 6, 7, 8].
Әр түрлі технологиялық үрдістердің математикалық үлгілері инженерлік оңтайландырылған міндеттерді, яғни үрдістер мен машиналардың негізгі технологиялық және техникалық өлшемдерін тиімді таңдау міндеттерін шешу үшін негіз болып табылатындығы анық [9, 10].
ТМД және алыс шет елдердің көптеген зерттеушілерінің ұсыныстары бойынша заманауи зерттеулердің негізіне бөлшектеу үрдісінің сипаттауға мүмкін әдістерден құралған. Бұл негізінен соққылы диірмендегі сусымалы материалдардың бөлшектенуінің ауқымдылығы және сонымен байланысты көптеген кездейсоқ жағдайлардың болуымен байланысты [10, 16, 17].
Өндірістің тиімдіділігін арттыру Қазақстан Республикасының экономикалық стратегиясының құрамдас бөлігі болып табылады және бұл жоғары сапалы өнімдерді аз шығынмен өндіруді арттыруда көрініс табады. Тағам өндірісінде бұған техникалық қайта жарақтану, прогрессивті технологиялар мен жабдықтарды енгізу жолымен қол жеткізіледі [11, 13, 19].
Қатты фазалар қатысатын гетерогенді үрдістердің қарқындылығын арттыру үшін (мұндай үрдістерге белгілі бір жақындығымен қант ұлпасын, какао жармасын, жаңғақтарды және т.б. жатқызуға болады) үрдіске қатысатын қатты фазалар беттерін арттыруға әрекет ету қажет. Сондықтан қазіргі таңда тағам өндірісінде көптеген өнімдерді жұқа дисперсті қалпында өндіреді, ал ұнтақтың дисперстілігіне талаптар үздіксіз өсіп келеді [14, 15, 18].
Нақты гетерогенді үрдістерді зеттеу әдетте келесідей сұлбада жүргізіледі [24, 25, 26]:
1. Үрдістің жалпы сұлбасы қарастырылады (құбылыстың физикалық суреті, оның негізгі элементтері).
2. Үрдістің құрылымы анықталады, яғни құрамдас үрдістер белгіленеді және олардың бір бірімен әрекеттері орнатылады, заттардың көлемді бөлінуі қарастырылады.
3. Үрдіс құрылымы арқылы материалды және жылу баланстары теңдеулері негізінде үрдістің математикалық моделі, үрдісті есептеуге қажетті теңдеулер құрылады.
4. Математикалық модель арқылы гетерогенді азық-түлік үрдісінің талдауы жүргізіледі, шектеу кезеңдері, үрдіс режимдері қарастырылады.
5. Үрдісті қарқындату жолдары қарастырылады.
Материалдарды ұсақтау кезінде өңдеуші заттардың тек қана сыртқы физикалық өзгерістері емес, сонымен қатар материалдың құрамына едәуір әсер ететін күрделі ішкі физика-химиялық өзгерістері жүретіні белгілі. Қатты заттарды көптеген жағдайларда оларды алдын ала механикалық ұсақтаусыз тәжірибелік қолдану мүлдем мүмкін емес [20, 22, 23].
Ұсақталатын материалдардың көлемі мен дисперстілігін арттыру қуат шығындарының қауырт өсуіне алып келеді. Жұқа ұнтақтау үрдісіне әлемдік энергия өндірісінің 10 % артығы шығындалады, ал оның 0,05 % ғана жаңа бетті қабат түзілуіне кетеді. Сондықтан барынша үнемді және тиімді ұсақтау әдістерін, сонымен қатар ұсақтау машиналарының конструкциясын қолдану аса маңызды міндет болып табылады [21, 27].
Бұл диірмендердегі материал қозғалысының механикасын дұрыс конструктивті шешімдер арқылы оңтайландыру, ең аз қуат шығындары мен жұмыс органдарының аз тозуында белгіленген гранулометрикалық құрамды дайын өнімді алуға жеткілікті жылдамдықты қамтамасыз етуге мүмкіндік береді [24-30].
Берілген жұқа гранулометрикалық құрамды ұнтақ алу маңызды міндет болып табылады, өндірістің көптеген салаларында оларға сұраныс артып келеді, соның ішінде кондитерлік өндірісте, ірімшік және май дайындауда. Мұндай ұнтақтарды алу үшін әдетте бірінен кейін бірін тізбектеп орнатылған екі типті машиналарды қолданады: ұнтақтағыштар мен конструктивті құрылымы әртүрлі классификаторлар. Тікелей ұнтақтау - ұнтақтау үрдісінде материалдарды тиімді жіктеуші ұнтақтағыштарды пайдалану барынша үнемді [24, 31, 32].
Тағам өндірісіндегі аппараттарды құрастыруды әртүрлі дисперсті материалдарды алу барысында технологиялық үрдістерді үйлестіру заманауи беталыс болып табылады. Ұнтақтау аппараттарында ұнтақтау, активтеу, жіктелу және араластыру үрдістерін біріктіру дисперсті композициялауды, өңдеу технологияларын қарқындатады [24, 33, 37].
Тәжірибелік зерттеулерде дезинтеграторларды әртүрлі технологияларда: химиялық, құрылыс және тағам технологияларында, сонымен қатар метталлургияда қолдану жоғарғы тиімділігін көрсетті [24, 34, 35, 36].
Жұқа ұнтақтау саласында жүргізілген көптеген зерттеулер санына қарамастан қазіргі таңда дисперсті материалдарды ұнтақтау үрдісі жүрісін барынша жақсы нақтылықпен болжау теориясы жеткілікті түрде дамымаған [24, 29, 36, 37].
Материалдарды механикалық ұнтақтау теориясын дамыту және оны тәжірибелік қолдану үшін бұл үрдісті барынша нақты зерттеу қажет, және де бөлшектерді жүктеудің режимдік шарттары, ұнтақтағыштардың конструктивті ерекшеліктері, белсендірілген материалдар арасындағы байланысты табу қажет. Сонымен қатар, жұқа гранулометриялық құрамды ұнтақ пен берілген қасиеттегі композиционды қоспаларды алудың қажетті шарты ұнтақтаудың, жіктеудің және араластырудың жаңа әдістерін жетілдіру болып табылады, және де соққылы тәсілдегі ұнтақтағыштардың жоғарғы әсерлі құрылымдарын құру қажет [24, 28, 29-36].
Үрдістер мен аппараттар ғылымының дамуы азық-түлік технологиясындағы үрдістердің ғылыми негізделген жіктелуін құруға мүмкіндік берді, олардың негізгісі денелердің таза механикалық әрекеттесуіне негізделген механикалық үрдістер болып табылады. Оларға материалдың физика-химиялық сипаттамаларын өзгертпей тек формасының өзгеруіне алып келетін ұнтақтау, сусымалы материалдарды жіктеу (фракциялау) және сығымдау үрдістері жатады [24, 28, 32, 35].
Тағам технологияларының теориялық негізіндегі заманауи білімдерінің және есептеу техникасының жылдам дамуы математикалық моделдеу негізіндегі жаңа зерттеу әдістеріне көшуге мүмкіндік береді [22-25].
Ұнтақтағыштардың рационалды құрылымын жобалау және оларды есептеу әдістерін жетілдіру үшін физика-механикалық қасиеттерінің қалай өзгеретінін немесе соққылы жүктеу үрдісіндегі сусымалы материалдардың бөлшектерінің ұнтақталғыштығын білу қажет [25-29].
Сусымалы материал өндіріс үрдісінде үздіксіз қозғалып, оның физика-механикалық қасиеттерін өзгертетін технологиялық операциялардан өтеді, өз кезегінде оның тасымалдаушы және қосалқы машиналардың элементтерімен әрекеттесу сипатын анықтайды. Сондықтан сусымалы материалдар қозғалуының жалпы теориялық сұрақтарын қарастыру кезінде сыртқы және ішкі үйкеліс коэфициентін білу орынды, ол қызмет етуші машиналардың элементтері мен шикізаттың күштік әрекеттесуін анықтап қана қоймай, сонымен қатар тасымалдау технологиялық сызбасының сенімділігі мен тоқтаусыздығын анықтайды [24, 27, 32].
Басқа жағынан қарағанда сусымалы материалдардың аз габаритте, металсыйымдылықта еркін төгілуін қамтамасыз ететін бункерлер мен силостардың шығу қуыстарын есептеу үшін сусымалы материалдардың үйін түзуіне байланысты физика-механикалық қасиеттерінің әсерін зерттеу қажет [25-33].
Салыстырмалы қорытындылау нәтижесінде ұсынылған оңтайлы және өндірістік жағдайда алынған азық-түлік өндірісіндегі сусымалы материалдар бөлшектерінің өлшемдері арасында анағұрлым айырмашылық байқалады, оның себептерінің бірі опа, ұн және ұнтақтарды фракцияларға үздіксіз бөлудің жоқтығы болып табылады [24-30].
Мысалы тағам өндірісіндегі кәсіпорындарында електі жұмысшы органдарымен іріктелетін жұқа дисперсті сусымалы өнімдер (ұн, қант ұнтағы, жеміс ұнтақтары және т.б.), әдетте аз тиімділікпен жүреді, себебі тор көзі үлкен електерде ірі дисперсті фракцияларды бөлу толық жүрмейді, ал тор көзі кіші өлшемдегі електерде маңызды адгезионды және кагезионды күштер әсерінен елек көздері бітеліп қалады [29-36].
Тиімділігі рационалды режимді таңдауға тәуелді соққы кезінде үлкейетін және қысқа уақыт аралығында азаятын күштер пайда болады. Жұмысшы органдарында болғандағыдай, деформацияланушы орталаларда да кернеулер толқыны туындайды, олар белгілі бір қарқындылықта озық жарықтар туындауына себеп болады [24-33, 37].
Тағам және өңдеу кәсіпорындарының негізгі міндеті жаңғақ, какао, какао майы дәнді дақылдар және т.б. секілді шығу тегі, құрылымдық, реологиялық ерекшеліктері әртүрлі шикізаттарды кешенді пайдалану болып табылады. Мұндай материалдарды өңдеу үрдістері шет елдерде де, кеңес дәуірінің мемлекеттерінде де аз зерттелген жоқ, алайда зерттеу нәтижелері ғылыми әдебиеттерде жеке мақала түрінде үзінділермен сипатталған және жүйеленбеген [24, 36, 37].
Қазақстан Республикасының азық-түлік потенциалын көтеретін және халықтың сапасы жоғары тағам өнімдеріне сұранысын қамтамасыз ететін қорларды пайдалану өзекті мәселе болып табылады [1, 27].
Шоколад өндірудің негізгі құрамдас бөліктері какао массасы, қант және какао майы болып табылады. Какао майы какаоның сығымдалған массасынан алынады. Нәтижесінде шыққан күнжара какао ұнтағын дайындауға жұмсалады. Какао массасы қуырылған какао атбұршағын ұсақтау (бір мезгілде оны қабығынан ажырату) және кейнгі ұнтақтау жолымен алынады. Жармаларды үгітудің негізгі мақсаты жасуша ұлпасы мен қабыршақтарын жыртып, ішіндегісін, яғни ең алдымен какао майын босату. Сондықтан неғұрлым жасуша тіні бұзылып, толығымен үгітілген сайын, бүтін, бүлінбеген жасушалар саны аз қалған сайын, соғұрлым жасушадан босатылған какао майының мөлшері де мол, қатты бөлшектердің көлемі аз, ал үгіту үрдісі тиімді болады [27, 29, 34].
А.Л. Соколовскийдің, айтуы бойынша какао бұршақтарының микроқұрылымын өлшеген кезде ядрода какао майы бар жасушалар мен крахмалды, ақуызды (алейронды) дәнектер бөлек болатыны анықталған. Ядро жасушаларының көлемі 23-тен 40 микронға дейін жетеді, ал жасушалық қабырға қалыңдығы 12 микрон болады. Сондықтан жармалардың жоғары сапамен үгітілуін қамтамасыз ету үшін үгітудің соңғы кезеңінде беткі қабатындағы үгітіндінің қалыңдығы бірнеше ондаған микроннан аспауын қамтамасыз ету қажет [31, 37].
Үгіту барысында какао массасы қажалу немесе ұрылу әсерінен масса ішіндегі какао майының балқу температурасынан жоғары температураға дейін қыздырылады да, нәтижесінде ұсақтағаннан кейінгі үгітілген какаоның консистенциясы сұйықтау келеді. Сондықтан құрамындағы какао майының мөлшері 55 % жеткен үгітілген какао суспензия түрінде болады. Ондағы сұйық бөлігі - какао майы, ал қатты бөлігі - жасуша тіндерінің, крахмал, ақуыз дәндерінің бөлшектері [31, 35, 37].
Дегенмен, тәжірибе мен атқарылған жұмыстар көрсеткендей, қолданыстағы машиналардың жұмыс органдарының құрылымы, кинематикасы мен динамикасы өнім сапасының қажетті көрсеткіштерін қамтамасыз ететін талаптарына толық сай емес [24, 31, 33, 37].
Тағам өнеркәсібінде қант ұнтағын дайындау, какао жармасын ұнтақтау, басқа сусымалы массаларды майдалау үрдістері жалпы жіктеуіш бойынша жіңішке және аса жіңішке ұнтақтауға жатады, және стандарттар Комитеті талап ететін дисперстікке (40 микронға дейін) қол жеткізу үшін көп энергия жұмсалады [24-33, 36, 37].
Сондықтан үрдіске жұмсалатын, әсіресе жіңішке және аса жіңішке ұнтақтау саласындағы үрдістерге жұмсалатын энергия шығынын азайту аса маңызды ғылыми және техникалық маселе болып отыр [24, 31, 35, 37].
Зерттеудің нысаны ретінде отандық ғалым-селекционерлердің заманауи селекциялық жетістіктері болып табылатын дәнді және бұршақ дәнді дақылдардың майдалауға арналған үлгілері алынды.
Дипломдық жұмыстың мақсаты - Қазақстанда өсірілетін дәнді және бұршақ дәнді дақылдарды майдалауда қолданылатын майдалағыш машиналардың заманауи бағыттарын талдау.
Осы мақсатты орындау үшін келесі міндеттер орындалуы керек:
oo зерттеу тақырыбы бойынша әдеби шолу жасау;
oo майдалау машиналарының жіктелуімен және майдалау технологиясымен танысу;
oo сусымалы массаларды майда және өте майда ұнтақтауда қолданылатын қондырғылардың негізгі түрлерімен танысу;
oo ортадан тепкіш роторлы диірменнің тиімділігін арттыру туралы ұсыныс әзірлеу;
oo майдалауға және майдалау үрдісіне қойылатын талаптарды меңгеру;
oo майдалау технологиясы өлшемдерін анықтайтын әдістемені игеру.
1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ
1.1 Сусымалды дәнді шикізаттың құрылымдық-механикалық қасиеттері
Бидай шикізаты қайта өндіру процесінде тағам өнімдерін әр түрлі механикалық әсерлерге ұшырататын қатты дисперсті жүйе болып табылады.
Бидай шикізатының механикалық жүктелуінің нәтижесінде, қайта өндіру үрдісінде серпімділік, беріктілік, қаттылық (қатаңдық), ағымдылық, морт сынғыш, сыртқы үйкеліс және тағы сол сияқты реологиялық қасиеттер маңызды болып табылады [3, 7, 10].
Беріктілік материалдың технологиялық өңдеу процесіндегі (майдалау, араластыру, түйіршіктеу) сыртқы күштердің бұзушы әсеріне төтеп беруін жасай алатын қабілеттілігін анықтайды [4, 5].
Беріктілікті бағалау үшін ағымдылық шегі, уақытша төтеп беруі, беріктілік шегі және сол сияқты басқа да әр түрлі бақылау өлшемдері пайдаланылады.
Беріктілік шегі σр нәтижессінде материалдың бұзылуы жүзеге асатын қуат болып табылады. Өз кезегінде σр шамасы деформация түріне (ажырау, сығылу, жылжу, кесілу және сол сияқтылар) байланысты, өйткені әр материалдың беріктілік шегі әр түрлі.
Материалдардың серпімділік қасиетін сипаттау үшін ерекше мәндерді пайдаланады [4, 5]:
oo Юнгтың серпімділік модулі: (1)
oo Пуассон коэффициенті: (2)
oo жылжу модулі: (3)
oo серпімділіктің көлемді модулі: (4)
мұндағы σ - қалыпты күш; τ - жанама күш; - созылыңқы деформация; - көлденең деформация; γ - жылжу деформациясы.
Қаттылық - материалдың өзгермейтін форманы сақтай отырып, қосылған күштің деформациялаушы әсеріне төтеп бере алатын қасиеті және құрылымдық элементтердің өзара орналасуы [4, 5, 7].
Гук заңының орындалуы шегіндегі қарапайым деформация жағдайында қаттылық серпімділік модулінің туындысы немесе дененің кейбір физикалық сипаттамаларының жылжу модулі ретінде сандық анықталыды [5, 7, 9]:
созылу-сығылу кезінде: көлденең қиылысу ауданындағы серпімділік модулінің туындылары Y = E · F;
жылжу кезінде: көлденең қиылысу ауданындағы жылжу модулінің туындылары Y = G · F;
иілу кезінде: инерцияның осьтік моментіндегі серпімділік модулінің туындылары Y = E · I.
3 кестеде ылғалдылықтың екі түрлі мәнді кезінде әр түрлі дақылды дәннің құрылымдық-механикалық қасиеттерінің көрсеткіштері көрсетілген.
3 кесте
Әр түрлі дән қасиеттерінің құрылымдық-механикалық қасиеттері
№
қс
Дақыл
Ылғалдылық, %
Беріктілік шегі, σр, МПа
Серпімділік модульі, Е, Мпа
1
Бидай
11,6
17,0
5,20-5,68
3,20-3,70
40,2-45,0
19,8-20,5
2
Арпа
11,6
17,0
4,90-5,10
3,40-3,89
37,7-42,5
18,9-22,8
3
Сұлы
11,6
17,0
3,60-3,80
1,25-1,80
15,0-19,0
3,7-4,6
4
Жүгері
11,6
17,0
9,50-10,2
7,80-8,30
100,8-110,5
14,5-15,8
5
Қарақұмық
11,6
17,0
3,89-4,15
1,87-2,9
21,6-27,7
7,9-9,8
6
Тары
11,6
17,0
4,30-4,56
2,36-2,86
26,9-32,6
9,9-13,7
3 кестеде келтірілген мәндердің барлығы үздіксіз емес, олар бірқатар факторлардың (ылғалдылық, температура, материалдың геометриялық параметрлері және сол сияқтылар) әсерімен өзгеріске ұшыраған. Көптеген материалдар үшін Пуассон коэффициентінің мәндері 0,2-0,5 шегінде жатыр, сарпімділік модульінің жылжу модульіне қатынасы - 2...3 шегінде, жан жақты және бір жақты қысым кезіндегі серпімділік модульінің қатынасы - 0,3...3,3 шамасында [9, 10, 11].
Бидайдың беріктілік қасиетіне эндосперм консистенциясы, оның әйнек тәрізділігі біршама әсер етеді. Пластикалық қасиеттері ұнды эндоспермі бар, әсіресе ылғалдылығы жоғары бидайларда анық көрінеді.
Өзінің құрылымы бойынша бидай шикізаты сусымалы материал болып табылады, осыған байланысты ыдыстың формасын қабылдау қабілеті мен ағыммен жылжу мүмкіндігі сусымалы материалды сұйықтыққа ұқсас етеді, бірақ әр бөлек, жеке бөлшек қатты дененің барлық қасиеттерін көрсетеді. Сұйықтыққа қарағанда сусымалы материалдар олардың беттік бөлігінің жанасу орындарында бөлшектермен өзара әсерлесу күшімен анықталатын шектелген жылжымалылыққа ие. Бұл күштер бөлшектердің бір біріне қатысты орын ауыстыруы кезінде пайда болатын үйкеліс күшіне және оның физика-механикалы қасиеттерін анықтайтын тіркесу күштеріне тәуелді [11, 12].
Форманың елеулі өзгеріссіз бұзылу кезінде морт сынғыш бұзылыс жайлы айтады, ал форманың елеулі өзгеріспен бұзылу кезінде тұтқыр бұзылыс жайлы айтады. Жүктемелену кезінде әр бөлек дән материалдың қарапайым қылығына мысал бола алады және жағдайы Гук теңдеуімен сипатталатын сөзсіз серпімді дене болып табылады [5, 7, 9]
(5)
мұндағы G - жылжу кернеуі, Па; γ - жылжу жылдамдығы, с-1.
Қарапайым тұтқыр серпімді қатты дененің реологиялық жағдайы Кельвин заңымен сипатталады [5, 7, 9]
(6)
Деформация жылдамдығы [5, 7, 9 ]
(7)
мұндағы: - серпімді салдарының периоды.
Сонымен бірге тепе-теңдік жағдайына t -- infinity, γ(t) = 0, γ = const мәндері мынадай болғанда қол жетімді.
Гуктық емес дененің жүктемесінен кейін деформация біртіндеп азаяды және оны мынадай теңдеумен сипаттауға болады [5, 7, 9]
(8)
Серпімді салдары және релаксацияға ие тұтқыр-серпімді күрделі денелер үшін Максвелл-Томсон теңдеуімен сипатталады [ ]
(9)
мұндағы λt - серпімділік салдарының (жылжығыштық) периоды; λ - релаксация периоды.
Қатты денелердің ағымы шекті кернеудің - ағымдылық шегінің артуы кезінде байқалады. Бірақ сонымен қатар, қайтымды серпімді деформациядан басқа қалдық пластикалық деформация жүреді. Жеткілікті ұзақ уақыт бойы жүктемелеу кезінде беріктілік шегі артқан кезде қатты дене бұзылады. Бұл құбылысты майдалау, үгіту және кесу сияқты процестер кезінде байқауға болады, және сондықтан да ол маңызды технологиялық маңыздылыққа ие.
1.2 Сусымалды астық массасының механикалық қасиеттері
Элеватор өндірісінде сусымалды материалдар қатарына түгел жүк ағындары жатады. Тек астық өнімдерінің қабатқа салған жүк ағымдарын жатқызуға болмайды. Көптеген ғалымдар сусымалы материалдардың моделін, топыраққа ұқсастырып зерттеудің арқасында теориялық және практикалық қателіктер жіберілді. Сусымалды материалдар дисперсиялық жеке қатты бөлшектер және ауа фазасынан тұрады деп қарастыру көп ғылыми және практикалық жаңалықтар әкелді [13, 14].
Сусымалды материалдар қатты дене мен газдан құралуын, оның сусымалдығын бейнелейтін коэффициент ретінде оның бөлшектерінің орналасу тығыздығын айтады [13].
мұндағы V т- қатты фаза көлемі, м3
V - сусымалды материалдыңкөлемі. Оның шамасы мына аралықта
өзгереді: 0К 1
Сусымалды материалдың физикалық денелер арасындағы орналасу схемасын мына тұрғыда болады (1-сурет) [13]:
1-сурет. Физикалық денелердің құрылымы
1 - газ; 2 - түтін; 3 - қалқымалы қабат; 4 - сусымалды материал; 5 - сорбент; 6 - қатты дене
Физикалық тұрғыдан сусымалды материал дисперсиялы екі фазадан тұрады. сондықтан әр фазаның өлшемдері бар.
Қатты фазаның параметрлеріне мыналар жатады: өлшейтін; структуралы (құрылымды), үйкелістік, жылу физикалық, аэродинамикалық, электрофизикалық [13, 14].
Өлшейтіндерге: ұзындық, ені, қалыңдығы, жазықтық беті, көлемі, т.б. яғни гранулометриялық және грануломорфологиялық өлшемдерін жасайды. Гранулометриялық [13, 14]:
мұндағы
орта арифметикалық
дисперсия
жеке дисперсиялық шамасы
грануломорфологиялық
Газалық фазасы параметрі екі топқа бөлінеді [13]: өзінше өлшемдері - газдың тығыздығы мен тұтқырлығы;
Газдың басқа денелер мен қатына сәрекеті болғандағы өлшемдері реакцияның тұрақты жылдамдығы, энергияактивизациясы, коэффициент диффузиясы, жылу реакциясы.
Сусымалы материалдардың физикалық моделі деп түрдегі постулаттарды айтамыз, яғни ол дискреттік статистикалық система ретінде мына жағдайда болады [13, 14, 15]:
- кішкентай элементарлық көлемі. Одан аз көлем мөлшерінде сусымалды материалдар ретінде физикалық түрғыдан оның өмір сүруі тоқталады;
- үлкен көлемі сақталатын ыдыстың өлшемі мен анықталады;
- әр қабатта орналасқан сусымалды материал бөлшектерінің саны белгілі бір тұрақты шамада болады;
- екі қатарлас қабат арасында ең аз потенциалды энергияның айырмасы бар.
Сусымалды материал дискреттігі әр қабаттағы сусымалды материал дискретті потенциалдык энергиясын көрсетеді.
Сусымалды материалдың қабаттарында мына қатынас болады [13]:
∆l∆р=A
∆ℓ сызықтық өлшемдерінің өзгерісі; ∆р - өзіндік қысым өзгерісі;
А - тұрақты; бұл шаманы қолданғанда орналасу тығыздығы және қысым деген түсініктерді пайдаланады.
1 кестеде сусымалды материалдың өлшемдері және олардың сипаттамасы келтірілген [13].
Кесте -1
Сусымалды материалдың өлшемдері және олардың сипаттамасы
Өлшемдері:
Сипаттамасы:
Орналасу тығыздығы
Бөлшектердің қозғалу
мүмкіншілігін сипаттайды
Өзіндік салмағы
Гравитациялық күш шамасын
Гранулометрия және грануломорфология
Потенциалдық энергияның кванттық аз шамасын
Бөлшектердің бетіндегі үйкелістік байланыстар
Үйкелістік күштің шамасын
Астық массасының биіктігінің ыдыстың еніне қатынасы (НВ)
Қайта туу энергиясынын шамасын
Сусымалды материалдың қасиеттері мына математикалық өрнекпен сипатталады [13]:
=уі
мұндағы: Фі - сусымалды материалдың қасиеттері;
L- оператор;
хі- сусымалды ансамбльдің өлшемдері;
уі- фазалар өлшемі.
Сусымалды материалдың касиеттері екі топқа бөлінеді. Бірінші топтағы қасиеттерге мыналар жатады: кұрылымды-механикалық, күштік және фракциялық (үйкелістік). Екінші топқа: жылу физикалық, электрофизикалық және аэродинамикалық қасиеттер.
Бұл қасиет сусымалды материалдың бөлшектерінің орналасу тығыздыгына және оның қозғалғыш қабілетіне көп байланысты. Бұл қасиет статистикалық ансамбльдің туу себептерін дұрыс түсіндіреді.
Пуассонның эквиваленттік коэффициенті құрылымды механикалық қасиетті сан жағынан дүрыс бейнелейді [13].
Егер к -- ктіп қарай өзгерсе, онда П = 0 бүл түрақсыз структураның пайда болу жағдайын көрсетеді, егер к--ктахсусымалды материалдың статистикалык ансамблінің тууын түсіндіреді. Егер к -- кор- сусымалды материалдың тұракты құрылымы пайда болады [13, 15].
Күштік қасиеті. Сусымалды материалдың ішіндегі күш қасиетінің пайда болуы, ыдыстын өлшемдерінің қатынасына байланысты. Осыған байланысты ыдыстар мына екі топқа бөлінеді: НВ1және НВ1 [13, 14, 15, 16].
Сусымалды материалдың ішінде күш әсерінің НВ1 қатынасындағы берілу әсері. Сусымалды материалдың қабырғаға қысымы (сурет 2) [13].
Қабырғасы АВ, үзындығы 1м келетін ыдысты қарастырамыз, ол сусымалды материалды қоршап тұр.
Біз АВ қабырғасына dх-ке сәйкес аз жылжыту береміз. АВС көлемдегі сусымалды материалдың АС құлау (бұзылу) жазықтығымен белгілі бір қозғалысы болады [13].
2-сурет. Жай қойманың қабырғасына берілетін жазықтық күші
Құлау жазықтығының орнын сусымалды материалдың қабырғаға ең үлкен қысым жасау жағдайымен анықталынады.
АВС призмасын тепе-теңдік күйде түр деп санап, одан АВ және АС жазықтықтарына түсетін қысым күштерінің бағыттарын табамыз.
ВСD жазықтық бетпен қоршалған АВ қабырғасымен ұсталып түрған сусымалды материалдың тепе-теңдік жағдайдағы күйін қарастырамыз.
А нүктесі арқылы ішкі бүрышымен АD нақ түзуін жүргіземіз. Сусымалды материалдың құлауы АС жазықтығымен болады, оның бұзылу бұрышы - Ө.
Призманың салмағын G деп белгілеп, мына математикалык өрнекті жазамыз [13]:
G=плАВС х 1 х у ;
мұндағы у = у0q - сусымалды материалдың көлемдік салмағы.
Призманың салмағы қабырға жазықтығына түсетін Р қысыммен (реакция күшімен) және бұзылу жазықтығына бағытталған К реакция күшімен теңдеседі. Ол күштердің бағыты сол жазықтыққа жүргізілген перпендикулярмен φ0және φ бүрыштарының шамасымен анықталынады.
АВ қабырғасының жазықтықпен жасайтын бүрышы β белгілі болғанда оның тіп-тіке сызықпен жасайтын а бүрышының шамасын табуға болады [13].
;
бұдан
К күшінің тіп-тіке сызықпен арасындағы бүрыш Ө-φ тең. Ол бұдан түсінікті болып түрады: Ө.
Синустар теоремасының негізі бойынша күш шамасын көрсететін үшбұрыш Асdа арқылы мына теңдік өрнекті жазуға болады [13]:
Осы өрнектен сусымалды материалдың НВ1 ыдыс қабырғасына жасаған қысымы (Р) - ол құлау призмасының салмағына, оның ішкі үйкеліс бұрышына, қабырғаның реакция берген күшінің бағытына (а) және бұзылу жазықтығының бұрышына байланысты екенін көрсетеді.
Ыдыс НВ1 болған кезде сусымалды материалдың қысым жасау механизмі. Терең ыдыста сусымалды материалдың қысымы өзгеше болады. Бұл жағдайда қысымды екі түрде қарастырамыз: жазықтық және биіктік. Бұл екі қысым арасындағы байланысты математика өрнегімен жазуға болады [13]:
q(r,z)=ψ(z)·P(r,z)
Мұнда r - радиус, z - қабат биіктігі.
ψ(z)= босату бүйірінің коэффициенті
Сусымалды материалдың терең ыдыста қозғалысы кезінде бөлшектердің орналасу тығыздық коэффициенті К0-дан Кир-ге дейін өзгереді.
Фракциялық қасиет. Сусымалды материалдың ішінде энергияның берілуі ол үйкеліс күшіне көп байланысты болады [13].
Тығыздық коэффициенті мен үйкеліс коэффициентінің арасында байланыс бар, ол мына өрнек бойынша көрсетіледі:
Сусымалды материалдың тығыздық коэффициентінің өзгерісіне байланысты үйкеліс күші анықталады.
Үйкеліс коэффициенті сонымен қатар силостың ішіндегі астык қабатының биіктігіне де байланысты болады. Ол мына формуламен шешіледі [13]:
а1, б1-тұрақты; Н - биіктігі.
1.3 Майдалау жайлы жалпы мәліметтер
Ұнтақтау сыртқы күштердің әсерінен қатты денелердің механикалық бұзылу үрдісі болып табылады [4, 5].
Бұзылатын денелердің габариттері мен олардың бұзылуын ұйымдастыру мақсатына байланысты үрдіс бір, немесе бірнеше, не болмаса көп мөлшердегі денелердің бұзылуын қарастырады [4, 6, 7].
Өнеркәсіптерде денелердің бұзылу үрдісін ұйымдастыру қатты денелер ағынын жаппай ұнтақтауды қарастырады. Өндірістік ұнтақтаудың бұл ерекшелігі қатты денелер ағымын ұнтақтаудың ең тиімді әдістерін іздеуді бірінші жоспарға қояды [5, 6, 7].
Өндірістік ұнтақтаудың белгілі әдістерінің ішінен езу, жару, ұнтақтау, кесу, қысып соққылау және бос соққылау деп бөледі [4].
Өндірістік ұнтақтау әдістерін іске асыру аталған әдістердің біреуінің басым түсуін болжайды. Сонымен қатар әр жүзеге асырылуда аз немесе көп мөлшерде барлық ұнтақтау әдістері болады [4].
Ұнтақтау үрдісі ұнтақталатын материалдың мөлшеріне байланысты ірі, орташа және майдалап ұнтақтау деп бөлінеді, ал ұнтақталатын материалдың қасиеттеріне байланысты қатты, морт сынғыш, тұтқыр, жұмсақ, майлы, тез еритін, жабысқақ, өскінді талшықты, созылмалы және басқа да материалдарды майдалау деп бөлінеді. Сонымен қатар ашық және жабық циклді, ылғалды және құрғақ ұнтақтау деп те бөлінеді. Әдетте тәжірибелік сұрақтарды жоғарыда келтірілген барлық жіктелуді есепке ала отырып кешенді қарастырылады [4, 7, 9, 10].
Тәжірибеде соққымен ұнтақтау жиі қолданылады. Бұл ең алдымен қатты денелерді жаппай ұнтақтау кезіндегі оның техникалық іске асуының тиімділігімен байланысты. Бос соққымен ұнтақтау заттар мен бұзушы құралдардың өзара әсерлесуін ұйымдастыруды, сонымен қатар қатты денелер мен олардың бөлшектерінің кіретін және шығатын ағымдарының қозғалысын болжайды. Сонымен қатар үрдістің орналасуы мен қатты денелер ағымының басқарылуы және оларды бұзушы құралдардың жұмысы қажет [4, 6].
Ұнтақтауды өндірістік іске асыру бірқатар ерекшеліктерге ие, олардың ішінде ұнтақталатын заттардың ылғалдылық, тұтқырлық, серпімділік және сол сияқты қасиеттерінің болуын бөліп қарауға болады. Осыған байланысты, бұл заттарды майдалау арнайы мақсатты құрылымды ұнтақтағыштарды жасап шығаруды талап етеді [4, 8, 11].
1.4 Өте майда бөлшектер және оларды алу әдістері
"Өте" деген сөзге абайлап қарау керек. Өйткені, техникалық ілгерілеудің қазіргі жағдайында "өте" деген сөзді қосып әр түрлі білдірулерді қолдану тым сәнді болды. Әдетте, "өте" қосылған сөздер қандай да бір зат немесе құбылыстың сандық және сапалық сипаттамасының осы сипаттаманың кейбір белгілі үлгі-нұсқалы мәніне қатысты белгіленетін. Осылайша, "өте дыбысты" сөзі әлбетте қарастырылатын жылдамдық дыбыс жылдамдығынан асып түсетіндігін көрсетеді. Егер біз "өте жоғары температура" деп айтатын болсақ, онда бұл сөз тіркесінің дәл мағынасын беру қиын. Өйткені "өте жоғары температура" айтарлықтай белгісіз температураның сипаттамасын көрсететін "жоғары температурамен" салыстырылады. "Өте майда бөлшек" сөз тіркесіне қатысты алатын болсақ, онда бұл білдіру айтарлықтай анықталмаған және белгісіз мағыналы бірқатар білдірулерге жатады. Мамандар "өте майда бөлшек" сөзімен әдетте өндіріс орындарында шығарылатын белгілі дәстүрлі материалдар мөлшеріне қарағанда мөлшері аз ұнтақты материалдардың бөлшектерін айтады [4, 5].
Әңгіме жаңа керамикалық материалдар, металл ұнтақтар, композитті материалдар, сонымен қатар қант ұнтағы, тағамдық ұнтақтар және т.б. сияқты неорганикалық заттарды алуға арналған бастапқы компоненттер болып табылатын майда түйіршікті материалдар жайында болып отыр. Мамандар кәсіби тілде өте майда түйіршікті материалдарды "өте майда ұнтақтар" деп атайды. Жалпы алғанда "өте майда бөлшек" білдірілімі дәстүрлі шығарылатын өндірістік материалдар бөлшектерінен аз ұнтақты материалдар бөлшектеріне жатады. "Өте майда бөлшек" білдірімінің мағынасына жүргізілген талдауға қарамастан, бұл сөз тіркесіне дәл анықтама беру керек. Тәжірибеде, қолданылатын қарапайым ұнтақтау технологияларынан бөлшек майдалылығы 3 мкм дейінгі ұнтақты материалдар алынады. Механикалық ұнтақтаумен бөлшектері 3 мкм аз ұнтақты материалдар алу өте қиын екендігі жалпы мойындалған. Бұл ең алдымен ұнтақты материалдарды өндіру кезінде энергияны үнемдеу қажеттілігімен байланысты. Біздің жұмысымызда біз, өте майда түйіршікті материалдар мен өте майда бөлшектер жайлы айтқан кезде, мөлшері бірнеше микрон (шамамен 10-40 мкм) бөлшектерді айтамыз. Өте майда бөлшектерге осындай анықтама бере отырып, біз бөлшектердің 3 мкм көлемі ұнтақтар немесе түйіршіктерді алу технологиясында ұстану айрықша өте қиын және пайдасыз, тым қатаң сипаттама болар еді [4, 6, 7].
Біздің күнделікті өмірде біз үнемі көптеген сансыз ұнтақтар, түйіршіктер мен әр түрлі материалдардың майда түйіршіктері бар ортада тіршілік етеміз. Көптеген технологиялық үрдістер қатты майда бөлшектер мен материалдардың дәндері түзілумен бірге жүреді. Қатты майда түйіршікті ұнтақты материалдар осы мақсатқа жасап шығарылған әр түрлі технологиялық үрдістердің көмегімен арнайы бөліп алады. Бұл жерде табиғи шикізаттан өте майда түйіршікті материалдарды бөліп алу кезінде ұнтақтау міндетті технологиялық үрдістердің бірі болып табылады [4, 6, 8].
1.5 Майдалап ұнтақтауға арналған соққылы диірмен жайлы жалпы түсінік
A. Соққылы диірмен дегеніміз не? Соққылы диірмен - бұл бос қозғалыстағы ұнтақталуға тиісті материал бөлшегі, жоғары жылдамдықпен қозғалып келе жатқан және бұл бөлшектерді ұнтақтайтын битерге ұрылатын диірмен түрі. Ұнтақтау кезінде бөлшектер тек бір беттік ауданмен ғана әсерлеседі. Бөлшектер арасындағы соқтығыс соққылы ұнтақтаудың бөлігін құрайды [4, 5, 6, 7].
Б. Соққылы диірмен түрлері. Майда және өте майда ұнтақтауға арналған соққылы диірмендердің әр түрлі типтері бар [4, 5, 6, 12].
B. Біз неге соққылы диірменді таңдаймыз? Соққылы диірменді қолдану үшін төрт негізгі себеп бар [4, 5, 6].
1. Соққылы диірмен ең тиімді болып табылады.
2. Бұл диірмендердің техникалық жабдықтауы ешқандай қиыншылық тудырмайды.
3. Жақсы соққылы диірмендер құрамында ылғал, майдың мөлшері салыстырмалы жоғары материалдарды да ұнтақтай алады.
4. Соққылы диірмендер когезионды материалдарды ұнтақтау үшін өте үйлеседі.
Г. Таңдау үшін критерий. Материалларды (өнімдер) соққылы диірменмен ұнтақтау мүмкін болу үшін, олардың кейбір сипаттамалық ерекшеліктері болуы керек [4, 6, 7].
1. Ұнтақталатын (материалдар) өнімдер абразивті болмауы керек. Моостың қаттылық өлшемі қаттылық деңгейі 3-4 болатын материалдарды ғана минималды шығынмен ұнтақтауға болады. Одан да қатты материалдар диірмен элементтерінің жылдам тозуына әкеп ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz