RU2026730C1

RU2026730C1 - Method for treatment of materials

Info

Publication number: RU2026730C1
Authority: RU
Inventors: Игорь Юрьевич Давыдкин; Юрий Петрович Давыдкин; Валерий Юрьевич Давыдкин; Виталий Михайлович Блинов; Сергей Дмитриевич Никитинский
Original assignee: Игорь Юрьевич Давыдкин; Юрий Петрович Давыдкин; Валерий Юрьевич Давыдкин; Виталий Михайлович Блинов; Сергей Дмитриевич Никитинский
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: mixing process. SUBSTANCE: material with ferromagnetic particles located in it is exposed to effect of running electromagnetic fields interacting at angle with respect to each other. EFFECT: higher efficiency. 5 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к способам, использующим энергию бегущего электромагнитного поля для процессов смешения, измельчения, эмульгирования, диспергирования и др. Наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической, химико-фармацевтической, парфюмерной, пищевой и др. отраслях промышленности. The invention relates to methods that use the energy of a traveling electromagnetic field for mixing, grinding, emulsification, dispersion, etc. The most effective can be used in microbiological, chemical, pharmaceutical, perfumery, food and other industries.

Известны способы обработки материалов, реализуемые в камере с ферромагнитными частицами, помещенной внутри индуктора вращающегося магнитного поля переменно чередующегося направления [1]. Known methods of processing materials implemented in a chamber with ferromagnetic particles placed inside an inductor of a rotating magnetic field of alternating direction [1].

Известен также способ обработки материалов в электромагнитном поле путем воздействия на материал ферромагнитных частиц, взаимодействующих с бегущими электромагнитными полями [2]. Данное решение является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному. По известному способу подлежащие обработке материалы поступают в камеру с ферромагнитными частицами, которые приходят во вращательное движение вокруг осей, перпендикулярных направлениям движения магнитных полей. There is also a method of processing materials in an electromagnetic field by exposing the material to ferromagnetic particles interacting with traveling electromagnetic fields [2]. This solution is the closest in technical essence and the achieved result to the proposed one. According to the known method, the materials to be processed enter a chamber with ferromagnetic particles, which come into rotational motion around axes perpendicular to the directions of motion of the magnetic fields.

Основными недостатками известных способов являются низкая эффективность обработки материала, поскольку существуют так называемые застойные зоны - зоны скопления материала, который не подвергается обработке. И как результат отмеченного недостатка - невысокое качество продукта и большая продолжительность процесса переработки материала. The main disadvantages of the known methods are the low processing efficiency of the material, since there are so-called stagnant zones - zones of accumulation of material that is not subjected to processing. And as a result of the noted drawback is the low quality of the product and the long duration of the material processing process.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки материала, улучшение качества готового продукта, уменьшение времени обработки. The aim of the invention is to increase the efficiency of material processing, improving the quality of the finished product, reducing processing time.

С этой целью воздействие на материал осуществляют посредством ферромагнитных частиц, взаимодействующих с бегущими электромагнитными полями, расположенными под углом друг к другу. Предпочтительным является угол в интервале 30-150^о или 210-330^о. Снижение величины угла (меньше 30^о) или увеличение (больше 330^о) ведет к появлению эффекта "выталкивания", когда ферромагнитные частицы, перемещаясь вдоль направления движения параллельных магнитных полей, стремятся покинуть область действия этих полей. При этом вращательное движение феpромагнитных частиц отсутствует и материал не обрабатывается.To this end, the effect on the material is carried out by means of ferromagnetic particles interacting with traveling electromagnetic fields located at an angle to each other. The preferred angle is in the range of ^about 30-150, or ^about 210-330. A decrease in the angle (less than 30 ^° ) or increase (more than 330 ^° ) leads to the appearance of a “push” effect, when ferromagnetic particles moving along the direction of movement of parallel magnetic fields tend to leave the field of action of these fields. In this case, the rotational motion of ferromagnetic particles is absent and the material is not processed.

Увеличение угла (больше 150^о), равно как и снижение (меньше 210^о), приводит к образованию результирующего магнитного поля эллиптической конфигурации с двумя составляющими, используемого в известном способе.The increase in the angle (more than 150 ^about ), as well as the decrease (less than 210 ^about ), leads to the formation of the resulting magnetic field of an elliptical configuration with two components, used in the known method.

Схематическое изображение обмотки индукторов с направлениями движения создаваемых ими магнитных полей представлено на фиг.1-4. Схема на фиг.1 с параллельными встречно направленными полями Н и Н₁ соответствует известному способу ( α= 180^о) или при одинаковой направленности ( α= 360^о) полей Н и Н₁ приводит к линейному перемещению ферромагнитных частиц из зоны обработки. Схемы на фиг.2,3,4 соответствуют различным вариантам расположения обмоток с соответствующими углами наклона направления движения магнитных полей, создаваемых каждой обмоткой. Реализация способа по изобретению приводит к созданию результирующего магнитного поля сложной конфигурации с тремя составляющими и очень малой по величине силой, прижимающей ферромагнитные частицы к поверхности индуктора, создающего электромагнитное поле. В известных устройствах за счет значительной величины этой силы плотность ферромагнитных частиц у поверхности индуктора велика, что ведет к образованию застойных зон и неэффективности обработки материала. Уменьшение силы, прижимающей частицы, обеспечивается снижением градиента результирующего магнитного поля, что достигается взаимодействием бегущих электромагнитных полей, расположенных под углом друг к другу.A schematic representation of the windings of the inductors with the directions of motion of the magnetic fields created by them is presented in figures 1-4. The diagram in figure 1 with parallel counter-directed fields H and H ₁ corresponds to the known method (α = 180 ^about ) or with the same directivity (α = 360 ^about ) of the fields H and H ₁ leads to a linear movement of ferromagnetic particles from the treatment zone. The diagrams in FIGS. 2,3,4 correspond to different options for the location of the windings with the corresponding angles of inclination of the direction of movement of the magnetic fields generated by each winding. The implementation of the method according to the invention leads to the creation of the resulting magnetic field of complex configuration with three components and a very small force, pressing ferromagnetic particles to the surface of the inductor that creates the electromagnetic field. In known devices, due to the significant magnitude of this force, the density of ferromagnetic particles at the surface of the inductor is high, which leads to the formation of stagnant zones and inefficiency of material processing. A decrease in the force pressing the particles is provided by a decrease in the gradient of the resulting magnetic field, which is achieved by the interaction of traveling electromagnetic fields located at an angle to each other.

Устройство для реализации способа показано на фиг.5 и представляет собой рабочую камеру 1, выполненную из немагнитного материала, заполненную ферромагнитными частицами 2 и размещенную между обмотками двухстороннего индуктора 3, создающего бегущие электромагнитные поля. Камера 1 имеет подводящий 4 и отводящий 5 патрубки. Внутри камеры 1 размещена съемная решетка 6. Обмотки индуктора 3 размещены под углом друг к другу. Способ осуществляется следующим образом. A device for implementing the method is shown in Fig. 5 and is a working chamber 1 made of non-magnetic material, filled with ferromagnetic particles 2 and placed between the windings of a two-sided inductor 3 that creates traveling electromagnetic fields. The camera 1 has a supply 4 and 5 outlet pipes. Inside the chamber 1 is placed a removable grill 6. The windings of the inductor 3 are placed at an angle to each other. The method is as follows.

Подлежащие обработке материалы поступают в рабочую камеру 1, под воздействием бегущих магнитных полей каждой из сторон индуктора 3 ферромагнитные частицы начинают перемещаться параллельно направлению движения этих полей. В результате взаимодействия бегущих магнитных полей, расположенных под углом друг к другу, а также соударений друг с другом и со стенками рабочей камеры 1 ферромагнитные частицы приобретают сложное хаотическое движение, заполняя при этом весь объем камеры, вследствие чего происходит интенсивное измельчение и перемешивание обрабатываемого материала. The materials to be processed enter the working chamber 1, under the influence of traveling magnetic fields on each side of the inductor 3, the ferromagnetic particles begin to move parallel to the direction of motion of these fields. As a result of the interaction of traveling magnetic fields located at an angle to each other, as well as collisions with each other and with the walls of the working chamber 1, the ferromagnetic particles acquire a complex chaotic motion, filling the entire chamber volume, as a result of which the processed material is intensively crushed and mixed.

В случае осуществления процесса измельчения для классификации обработанного материала в камере 1 устанавливают съемную решетку 6. In the case of the grinding process to classify the processed material in the chamber 1 install a removable grill 6.

П р и м е р 1 осуществления способа. Осуществляли измельчение различных материалов (дендробациллина, красителей, пудры, пекарских дрожжей) в периодическом и непрерывном режимах. Размеры камеры - V_к = 130 см³; масса ФМЧ 30 г; размер 0,25х5,0 и 0,50х7,5 мм, материал сталь 65Г, напряженность бегущего электромагнитного поля 64 кА˙м^-1.PRI me R 1 implementation of the method. Various materials were crushed (dendrobacillin, dyes, powder, baker's yeast) in batch and continuous modes. The dimensions of the chamber are V _k = 130 cm ³ ; mass PMC 30 g; size 0.25x5.0 and 0.50x7.5 mm, material 65G steel, running electromagnetic field strength 64 kA˙m ^-1 .

Результаты испытаний сведены в табл.1. The test results are summarized in table 1.

П р и м е р 2. Осуществляли дезинтеграцию дрожжевых клеток с экстракцией белка в щелочи. PRI me R 2. Carried out the disintegration of yeast cells with the extraction of protein in alkali.

Размеры камеры - V_к =150 см³; масса ФМЧ G 20 г; материал сталь 65Г; размеры 0,25х5,0 мм; напряженность поля 64 кА˙м^-1.The size of the chamber - V _to = 150 cm ³ ; mass PMC G 20 g; material steel 65G; dimensions 0.25x5.0 mm; field strength 64 kA˙m ^-1 .

Результаты испытаний сведены в табл.2. The test results are summarized in table 2.

П р и м е р 3. Осуществлялось получение эмульсий на основе раствора Хенкса. Требования эмульсии: вязкость от 100 до 110 сСт; медианный диаметр шариков ( δ₅₀) от 2 до 5 мкм; степень расслоения до 1,0%. Напряженность магнитного поля 64 кА˙м^-1. Размеры ФМЧ: d_o - 0,25 мм, l_o - 5,00 мм. Размеры камеры - V_к = 130 см³; масса ФМЧ 20 г; материал сталь 65Г.PRI me R 3. Obtained emulsions based on the Hanks solution. Emulsion requirements: viscosity from 100 to 110 cSt; the median diameter of the balls (δ ₅₀ ) from 2 to 5 microns; degree of delamination up to 1.0%. The magnetic field strength is 64 kA˙m ^-1 . The sizes of the PMF: d _o - 0.25 mm, l _o - 5.00 mm. The dimensions of the chamber are V _k = 130 cm ³ ; mass PMC 20 g; material steel 65G.

Данные сведены в табл.3. The data are summarized in table 3.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить эффективность обработки материалов и снизить время их обработки (увеличивается производительность), улучшить качество готового продукта (увеличение дисперсности при измельчении сухих материалов и получении эмульсии, повышение выхода белка при дезинтеграции дрожжей). Указанное подтверждается представленными в таблицах результатами экспериментов. Thus, the proposed method allows to increase the efficiency of processing materials and reduce the time of their processing (productivity increases), improve the quality of the finished product (increase dispersion when grinding dry materials and obtaining an emulsion, increase protein yield during yeast disintegration). The indicated is confirmed by the experimental results presented in the tables.

Claims

METHOD OF PROCESSING MATERIALS in an electromagnetic field by acting on traveling electromagnetic fields in a material traveling electromagnetic fields, characterized in that, in order to improve processing efficiency, the effect is carried out by traveling electromagnetic fields interacting at an angle to each other.