UA77864C2

UA77864C2 - Method and device of automatically controlled crushing of cake of oil-bearing crops

Info

Publication number: UA77864C2
Application number: UAA200504070A
Authority: UA
Inventors: Viktor Heorhiiovych Muratov
Original assignee: Viktor Heorhiiovych Muratov
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2007-01-15

Abstract

The invention relates to the technology for refining of grain, cake and other bulk materials. It can be used in food, meat and compound feed industry at production of mustard, sauces, mayonnaises, food additives and mixed feeds. A method of automatically controlled crushing of cake is carried out by grinding of cake in two stages, moreover, at the first stage the cake is ground by percussion-centrifugal crushing of low intensity to the size of the particles not more than 8à 10 mm in the diameter and is mixed up with separated out large particles of finished powder coming for recirculation, and at the second stage this mixture is finally ground by percussive centrifugal crushing of high intensity to the assigned state of finished powder. A quantity of recirculating component of mixture at the inlet in the disintegrator is adjusted depending on the deviation of the current fineness of finished product from the given one by displacing the adjusting shutters of separator. The dispersion ability of finished product is measured by a sensor of fineness, which is installed at the outlet of separator and is connected with actuating mechanisms of adjusting shutters of the separator through adjusting microprocessor controller. The blade rotor of the percussive centrifugal mill of low intensity rotates in vertical cylinder with perforated walls and bottom, moreover, the openings of cylinder located in staggered rows have a diameter 8à 10 mm, and into the mixing chamber of this mill, which is equipped with magnetic separator of metal admixtures, are directed following flows by gravity: at the angle of 65° to the horizon û cake after first stage of crushing, at the angle of 80° to the horizon û recirculation flow of separated large particles of the finished powder. The invention ensures the high quality of powder and the stability of output of ground products independent of the oiliness of cake and state of operating units of the mill at simultaneous reduction of specific power consumption and reduction of required production area.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до техніки подрібнення зерна, жмихів та інших сипких матеріалів, а точніше, до 2 способу та пристрою подрібнення жмихів олійних культур. Пропонуємий спосіб та пристрій знайдуть використання у харчової, м'ясної та комбікормової промисловості при виготовленні гірчиці, соусів, майонезів, харчових додатків та комбікормів.The invention relates to the technique of grinding grain, cakes and other loose materials, and more precisely, to 2 methods and devices for grinding cakes of oil crops. The proposed method and device will find use in the food, meat and compound feed industry in the production of mustard, sauces, mayonnaise, food supplements and compound feeds.

Відомі різноманітні способи подрібнення зерна та жмихів, які відрізняються різноманітністю інтенсивності та механіки процесу подрібнення, а також стабільністю виходу та якістю помолу. 70 Відомий спосіб подрібнення зерна та жмихів шляхом вимола в лінії послідовно включених вальцевих верстатів с поступовим зменшенням зазору між вальцями |1). Такий спосіб потребує значної кількості вальцевих верстатів та достатньо великої площі виробничого приміщення. Крім того велика олійність жмихів (8...1495), наприклад, гірчиці, приводить до пресування готового порошку, що потребує додаткового роздрібнення за допомогою деташера або ентолейтора. Поряд с цим даний спосіб характеризується нестабільністю виходу помолу. 12 Відомий спосіб ударно-віддентрового подрібнення зерна, наприклад, в штифтовому подрібнювачі-дезінтеграторі з наступним сортируванням порошку по сортах за допомогою розсіву |1). Цей спосіб підвищує стабільність виходу помолу, але не дозволяє здобути високу продуктивність переробки, бо рівень олійності жмихів та інші фактори призводять до безперервного забивання сіт розсіву. Крім того, до недоліків цього способу можно віднести: - низьку продуктивність дезінтегратору при подачі в нього великих шматків жмиха олійних та інших культур (дрібні фракції проходять зони подрібнення швидше, ніж великі); - перевитрати електрики на подрібнення жмиху в потоці на дезінтеграторі; - затори вхідного отвору дезінтегратора великими шматками жмиху; - нестабільність якості помолу готового продукту при зміні олійності жмиха або спрацюванні робочих с органів дезінтегратора при експлуатації. Ге)Various methods of grinding grain and cakes are known, which differ in the intensity and mechanics of the grinding process, as well as the stability of the output and the quality of grinding. 70 A known method of grinding grain and cakes by grinding in a line of sequentially connected roller machines with a gradual reduction of the gap between the rollers |1). This method requires a significant number of rolling machines and a sufficiently large area of the production premises. In addition, the high oiliness of cakes (8...1495), for example, mustard, leads to pressing of the finished powder, which requires additional grinding with the help of a detacher or an entoleator. Along with this, this method is characterized by the instability of the grinding output. 12 There is a known method of impact-addentive grinding of grain, for example, in a pin grinder-disintegrator with subsequent sorting of the powder by grades with the help of screening |1). This method increases the stability of grinding output, but does not allow to obtain high processing productivity, because the level of oiliness of cakes and other factors lead to continuous clogging of screening screens. In addition, the disadvantages of this method include: - low productivity of the disintegrator when feeding large pieces of cake oil and other crops into it (small fractions pass through the grinding zone faster than large ones); - to overspend electricity for grinding the cake in the stream on the disintegrator; - clogging of the disintegrator inlet with large pieces of cake; - instability of the grinding quality of the finished product when the oiliness of the cake cake changes or when the working parts of the disintegrator are activated during operation. Gee)

Найбільш близькими до пропонуємих є відомий спосіб подрібнення зерна та пристрій, що його здійснює, для двухступінчатого подрібнення продукту на окремих технологічних системах: спочатку на вальцевому верстаті, потім в ударно-відцдентровому подрібнювачі з лопастним ротором |1)Ї. Даний спосіб та пристрій для його здійснення дозволяють підвищити стабільність виходу помолу в часі (порівнянне з подрібненням тільки на З вальцевих верстатах). Тут, одначе, великі питомі витрати енергії та виробничої площі приміщення на переробку «о жмихів олійних культур.The closest to the proposed ones are the well-known method of grain grinding and the device that implements it, for two-stage grinding of the product on separate technological systems: first on a roller machine, then in an impact-reciprocating grinder with a bladed rotor |1)І. This method and the device for its implementation make it possible to increase the stability of the grinding output over time (compared to grinding only on Z roller machines). Here, however, there are large specific costs of energy and production area of the premises for the processing of oilseed cakes.

В основу винаходу покладена задача розробити спосіб та пристрій подрібнення жмихів олійних культур із со забезпеченням автоматичної стабілізації завданої дисперсності помолу готового продукту за рахунок ча використання якісних властивостей аеросепараторів і ударно-віддентрових подрібнювачів в поєднанні з 3о раціональною послідовністю їх включення в розмольний процес при одночасному удосконаленні їх конструкції. вThe invention is based on the task of developing a method and device for grinding oilseed cakes with the provision of automatic stabilization of the applied dispersion of the finished product grinding due to the use of the qualitative properties of air separators and shock-addent crushers in combination with a 3-o rational sequence of their inclusion in the grinding process while simultaneously improving their structures. in

Задача вирішується шляхом помолу жмиху в два етапи, причому на першому етапі жмих подрібнюють шляхом ударно-відцентрового подрібнення низької інтенсивності до розмірів часток не більше 8...10 мм в діаметрі та змішують з отсепарованими великими частками готового порошку, що поступають на рециркуляцію, а надругому «Ф етапі цю суміш остаточно подрібнюють шляхом ударно-відцентрового подрібнення високої інтенсивності (в 50 дезінтеграторі) до завданої кондиції готового порошку. Причому частку рециркуляційної складової суміші на З с вході в дезінтегратор регулюють по відхиленню поточної тонкості помолу готового продукту від завданої шляхомThe problem is solved by grinding the cake in two stages, and in the first stage, the cake is crushed by impact-centrifugal grinding of low intensity to a particle size of no more than 8...10 mm in diameter and mixed with the separated large particles of the finished powder, which are sent for recirculation, and in the second "F" stage, this mixture is finally crushed by impact-centrifugal grinding of high intensity (in a 50 disintegrator) to the required condition of the finished powder. Moreover, the share of the recirculation component of the mixture at the entrance to the disintegrator is adjusted according to the deviation of the current fineness of grinding the finished product from that caused by

І» переміщення регулюючих заслінок сепаратора. Дисперсність готового продукту при цьому вимірюють датчиком тонкості помолу, наприклад (2), який встановлений на виході сепаратора і зв'язаний з виконавчими механізмами регулюючих заслонок сепаратора через регулюючий мікропроцесорний контролер. Задача вирішується також тим, що лопасний ротор ударно-відцдентрового подрібнювача низької інтенсивності (першого етапу) обертається у 7 вертикальному циліндрі з перфорованими стінками та дном, причому отвори, розташовані рядами у шаховому -І порядку, мають діаметр 8...10 мм, а в змішувальну камеру цього подрібнювача, яка облаштована магнітним сепаратором металодомішок, самопливом направляють такі потоки: під кутом 652 до горизонту - жмиха після бо першого етапу подрібнення, під кутом 802 до горизонту - рециркуляційного потоку отсепарованих великих часток (о) 50 готового порошку.I" movement of the regulating flaps of the separator. The dispersity of the finished product is measured by a grinding fineness sensor, for example (2), which is installed at the exit of the separator and is connected to the executive mechanisms of the regulating valves of the separator through the regulating microprocessor controller. The problem is also solved by the fact that the blade rotor of the low-intensity shock-absorbing grinder (of the first stage) rotates in a 7 vertical cylinder with perforated walls and a bottom, and the holes, arranged in rows in a checkerboard-I order, have a diameter of 8...10 mm, and into the mixing chamber of this grinder, which is equipped with a magnetic separator of metal impurities, the following flows are directed by gravity: at an angle of 652 to the horizon - cake after the first grinding stage, at an angle of 802 to the horizon - a recirculation flow of separated large particles (o) 50 of the finished powder.

ГТ» На Фіг. показаний пристрій для здійснення запропонованого способу. Пристрій вміщує приймальні патрубки жмиху 1 та великих часток 2 (рециркуляції) готового порошку, ударно-віддентровий подрібнювач З першого етапу подрібнення, змішувальну камеру 4, штифтовий подрібнювач-дезінтегратор 5 другого етапу помолу, сепаратор 6 та вібротранспортер 7 рециркуляції. Пристрій має у своєму складі магнітні сепаратори 8 металевих домішок вхідних та вихідних потоків. гФ) Спосіб реалізується таким чином. Сировина із складу або бункера поступає в подрібнювач З першого етапу з подрібнення крізь патрубок 1 і магнітний сепаратор 8 зверху у внутрішню полость перфорованого циліндру 9, де в горизонтальної площині обертається лопасть-ніж 10, який пов'язаний з валом електродвигуна 11. Тут в результаті деформацій удару-сдвигу-зрізу, виникаючих при взаємодії жмиху з перфорованою поверхнею циліндру бо 9, ножем 10, і при співударяннях шматків сировини між собою жмих подрібнюється і крізь отвори бокових стінок та дна циліндру 9 виводиться із зони подрібнення. Вказані отвори мають діаметр 8 ... 10 мм. Як показали результати експериментів, при збільшенні цього діаметру за границю 12...14 мм або зменшенні нижче ніж 5...6 мм знижується загальна продуктивність пристрою. В першому випадку збільшується загальні час помолу та питомі витрати електроенергії, а в другому - продуктивність падає за рахунок забивання перфорованих отворів циліндру 65 9 продуктами подрібнення олійних культур (особливо таких як гірчиця).GT" in Fig. the device for implementing the proposed method is shown. The device includes receiving nozzles for cake cake 1 and large particles 2 (recirculation) of the finished powder, an impact and dent grinder from the first grinding stage, a mixing chamber 4, a pin grinder-disintegrator 5 of the second grinding stage, a separator 6 and a recirculation vibratory conveyor 7. The device includes 8 magnetic separators for metal impurities in the incoming and outgoing streams. gF) The method is implemented as follows. Raw material from the warehouse or bunker enters the shredder from the first grinding stage through the nozzle 1 and the magnetic separator 8 from above into the inner cavity of the perforated cylinder 9, where the blade-knife 10, which is connected to the shaft of the electric motor 11, rotates in the horizontal plane. Here, as a result impact-shear-shear deformations that occur when the cake interacts with the perforated surface of the cylinder 9, knife 10, and when the pieces of raw material collide with each other, the cake is crushed and removed from the grinding zone through the holes in the side walls and the bottom of the cylinder 9. The specified holes have a diameter of 8 ... 10 mm. As the results of the experiments showed, when this diameter increases beyond 12...14 mm or decreases below 5...6 mm, the overall performance of the device decreases. In the first case, the total grinding time and specific electricity consumption increases, and in the second case, the productivity decreases due to clogging of the perforated holes of the cylinder 65 9 with the products of grinding oil crops (especially mustard).

Подрібнений жмих після проходження отворів циліндру 9 поступає на дно корпуса подрібнювана 3, яке виконане під кутом 652 до горизонту, що виключає можливість "завалу" пристрою при його роботі. Частки жмиху вздовж дна самопливом поступають в змішувальну камеру 4, куди одночасно подають реціркуляційний потікThe crushed cake, after passing through the holes of the cylinder 9, enters the bottom of the shredding body 3, which is made at an angle of 652 to the horizon, which eliminates the possibility of "jamming" of the device during its operation. Particles of cake along the bottom flow by gravity into the mixing chamber 4, where the recirculation flow is simultaneously fed

Великих часток готового порошку. В зв'язку з тим, що кут отвалу порошку олійних культур достатньо висок, то для виключення "завалів" вхідного патрубка 2 рециркуляційний потік направляють в змішувальну камеру під кутом 802 до горизонту. Змішувальна камера 4 при цьому виготовлена з немагнітних матеріалів за виключенням стінки-панелі змішування, яка представляє собою плоский постійний магніт, який видвига-ють для його очищення від металодомішок. 70 На другому етапі здобуту в камері 4 і очищену від металодомішок суміш самопливом направляють в дезінтегратор 5, де в процесі високоїнтенсивного ударно-віддентрового подрібнення порошок остаточно подрібнюють. Получений тут порошок з потоком повітря із дезінтегратора 5 направляють у сепаратор 6, де порошок розділяють на фракції по сортах (дисперсності помолу).Large particles of finished powder. Due to the fact that the angle of fall of oilseed powder is high enough, in order to exclude "clogging" of the inlet pipe 2, the recirculation flow is directed into the mixing chamber at an angle of 802 to the horizon. At the same time, the mixing chamber 4 is made of non-magnetic materials with the exception of the mixing panel wall, which is a flat permanent magnet that is pulled out to clean it of metal impurities. 70 At the second stage, the mixture obtained in the chamber 4 and cleaned of metal impurities is sent by gravity to the disintegrator 5, where the powder is finally crushed in the process of high-intensity shock-dispersion grinding. The powder obtained here with the flow of air from the disintegrator 5 is sent to the separator 6, where the powder is divided into fractions by grades (dispersity of grinding).

Сепаратор складається з двох камер, між якими є прямокутний отвір на всю ширину камер. Отвір обладнаний 75 двома регулюючими заслінками 12, 13 з індикаторами їхнього положення і механічними приводами - ручними або електричними виконавчими механізмами, відповідно 14, 15, наприклад типу М3О-0,63.The separator consists of two chambers, between which there is a rectangular opening for the entire width of the chambers. The hole is equipped 75 with two regulating valves 12, 13 with indicators of their position and mechanical drives - manual or electric actuators, respectively 14, 15, for example, type M3O-0.63.

Перша камера додатково має отвір для проходу свіжого повітря із навколишнього середовища. В першу камеру подають вихідний потік із дезінтегратора 5, який в залежності від кута повернення заслінки 12 змінює кут нахилу своєї "атаки" відносно потоку свіжого повітря, що проходить крізь отвір із першої камери в другу завдяки вентилятору 16. При цьому кут повертання (положення) заслінки 13 встановлює площу перерізу отвору між камерами-сепаратора 6, що дозволяє змінювати швидкість повітря в отворі.The first chamber additionally has an opening for the passage of fresh air from the environment. The first chamber is supplied with the output flow from the disintegrator 5, which, depending on the return angle of the damper 12, changes the angle of inclination of its "attack" relative to the flow of fresh air passing through the opening from the first chamber to the second thanks to the fan 16. At the same time, the angle of return (position) damper 13 sets the cross-sectional area of the opening between the separator chambers 6, which allows changing the air speed in the opening.

Переміщення регулюючих заслінок 12, 13 приводить до зміни співвідношення порошку, що поступає з повітрям в другу камеру (тонкий помол) або повертається на рециркуляцію вібротранспортером 7 в патрубок 2 подрібнювача З (грубий помол). сThe movement of the regulating valves 12, 13 leads to a change in the ratio of the powder entering the second chamber with air (fine grinding) or returning to recirculation by the vibratory conveyor 7 in the nozzle 2 of the chopper C (coarse grinding). with

Заслінку 12 при цьому використовують для поточного регулювання в певних границях тонкості помолу готового продукту, а заслінку 13 - для зміни вказаних границь регулювання дисперсності, відповідно, наприклад, до о, сигналу датчика дисперсності 17 або результату експрес-аналізу зразка готового продукту на виході сепаратораAt the same time, valve 12 is used for current regulation within certain limits of the fineness of grinding of the finished product, and valve 13 - for changing the specified limits of dispersion regulation, in accordance, for example, with o, the signal of the dispersion sensor 17 or the result of an express analysis of a sample of the finished product at the exit of the separator

І21.I21.

Автоматичне регулювання по сигналу датчика 17 тонкості помолу готового продукту, що встановлений на чу виході сепаратора 6, здійснює регулюючий мікропроцесорний контролер 18, який за допомогою електричних виконавчих механізмів 14, 15 змінює, відповідно, положення заслінки 12 і при необхідності коректує положення іш заслінки 13 так, щоб сигнал розбалансу : (різниця між завданим і поточним сигналом від датчика 17) прагнувдо с нуля г -- й.The automatic regulation of the fineness of grinding of the finished product based on the signal of the sensor 17, which is installed at the outlet of the separator 6, is carried out by the regulating microprocessor controller 18, which, with the help of electric actuators 14, 15, changes, accordingly, the position of the damper 12 and, if necessary, corrects the position of the damper 13 as follows , so that the imbalance signal: (difference between the applied and current signal from sensor 17) tends to zero r -- y.

Друга камера сепаратора б поділена рамою 19 з фільтруючим матеріалом, що відділяє повітря, яке те витягується вентилятором 16 вверх від порошку, що осідає вниз. Рама 19 при цьому додатково обладнана - електромеханічним пристроєм періодичного стряхування, що виключає забивання фільтру.The second chamber of the separator would be divided by a frame 19 with a filter material that separates the air, which is drawn upward by the fan 16 from the powder that settles down. At the same time, the frame 19 is additionally equipped with an electromechanical device for periodic shaking, which eliminates clogging of the filter.

Порошок, що осів внизу другої камери сепаратора б, виводять крізь ваговий дозатор 20 на подальшу переробку або упаковку, наприклад в мешки. «The powder that settled at the bottom of the second chamber of the separator b is taken out through the weighing dispenser 20 for further processing or packaging, for example in bags. "

Порівняльне дослідження різноманітних технологій подрібнення за допомогою вальцевих верстатів,A comparative study of various grinding technologies using roller machines,

Шштифтових дезінтеграторів, ентолейторів, деташерів |1) та інших показало, що використання запропонованого З с способу при інших однакових умовах дозволяє знизити питомі енергозатрати на помол, зменшити необхідну площу приміщення виробничої дільниці. Використання при цьому регульованої рециркуляції порошку (грубого )» помолу) дозволяє здобути порошок тончайшого помолу при практичної відсутності в ньому темних включень.Pin disintegrators, entoleators, detachers |1) and others showed that the use of the proposed C method under other identical conditions allows to reduce the specific energy consumption for grinding, to reduce the required area of the premises of the production site. At the same time, the use of regulated recirculation of powder (coarse)" grinding) allows to obtain powder of the finest grinding with the practical absence of dark inclusions in it.

Запропонована технологія забезпечує високу якість порошку та стабільність виходу помолу незалежно від олійності жмиха і стану робочих органів подрібнювачів при одночасному зниженні питомих енерговитрат і -і зменшенні необхідної площі виробничого приміщення. -1 Пропонуємий спосіб подрібнення жмихів олійних культур та пристрій для його реалізації знайдуть використання в харчової, м'ясної та комбікормової промисловості для виробницьтва харчових додатків, соусів, (ее) майонезів, гірчиці та комбікормів.The proposed technology ensures high powder quality and stability of grinding output regardless of the oiliness of the cake and the condition of the working organs of the shredders while simultaneously reducing the specific energy consumption and reducing the required area of the production premises. -1 The proposed method of crushing oilseed cakes and the device for its implementation will be used in the food, meat and compound feed industry for the production of food supplements, sauces, (ee) mayonnaise, mustard and compound feeds.

Фу 50 Джерела інформації, прийняті до уваги 1 Современнье средства размола зерна /А.И.Зотьев, А.Г.Аронов, И.П. Петрухин, А.С.Цьіплаков. - М.: Колос,Fu 50 Sources of information taken into account 1 Modern methods of grain grinding / A.I. Zotiev, A.G. Aronov, I.P. Petrukhin, A.S. Tsyplakov. - M.: Kolos,

Я» 1982. 2. Алешин А.М., Тигарев А.М. Кондуктометрический анализатор АДК-ОЗМ - как злемент КТС управления и регулирования дисперсности порошковьїх материалов. - Львов: Материаль! второй украинской конференции по автоматическому управлению "Автоматика-95", 1995, с.26-27.I" 1982. 2. Aleshin A.M., Tygarev A.M. Conductometric analyzer ADK-OZM - as an element of KTS control and regulation of dispersion of powder materials. - Lviv: Material! the second Ukrainian conference on automatic control "Automatics-95", 1995, pp. 26-27.

Ф) гF) g

Claims

The formula of the invention is 1. A method of automatically controlled cake grinding, which consists of a two-stage shock-absorbent grinding of the cake, measurement of the dispersion of the finished product and separation of the obtained powder by grades, which is distinguished by the fact that in the first stage, the cake is ground by low-intensity impact-absorbent grinding to particle sizes of no more than 8...10 mm in diameter are mixed with the separated large particles of the finished recirculation powder and in the second stage they are finally crushed by

65 high-intensity shock-centrifugal grinding to the given condition of the finished powder, and the cake flow after the first stage of grinding is directed by gravity at an angle of 65 2 to the horizon into the magnetic field of the separator of metal impurities, where the recirculation flow of large particles of the finished powder is directed at an angle of 802 to the horizon for mixing, and depending on the imbalance signal between the current and the set values of the dispersion of the grinding of the finished product, the flow of recirculation powder is changed by changing the speed of the air flow in the separator and the angle of attack of the output flow of the impact-centrifugal grinder of high intensity.

2. A device for automatically controlled cake grinding, consisting of low- and high-intensity impact crushers, a separator and magnetic separators for metal impurities, a fan, a vibrating conveyor, a doser, a microprocessor controller and actuators, which is characterized by the fact that the rotor blades of the impact crusher of low intensity are installed 70 inside a vertical cylinder with perforated walls and a bottom, and the cylinder holes, arranged in rows in a staggered order, have a diameter of 8...10 mm, the separator is equipped with dampers for regulating the air speed in the separator and the angle of attack of the output flow of the high impact centrifugal crusher intensity, at the same time, the sensor of the dispersion of the grinding of the finished product, which is installed at the exit of the separator, is connected to the executive mechanisms of the shutters by means of a regulating microprocessor controller. s shchi o "(Se) (ee) y i - - i" -i -i (ee) (o) s" name) 60 b5