Теоретические основы измельчения твердых тел
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ УКРАИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХИМИКО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
РЕФЕРАТ
По теме: «Теоретические основы измельчения твердых тел»
Работа
Студентки группы 3 – Ф – 68
Сомовой Юлии
Процесс измельчения широко применяется в химико-фармацевтическом производстве, особенно в фитохимических цехах. Измельчение представляет собой процесс механического деления твердых тел на части . В результате измельчения увеличивается поверхность обрабатываемых материалов, что позволяет значительно ускорить растворение, химическое взаимодействие, выделение биологически активных веществ из измельченного материала.
Переработка материалов в измельченном виде позволяет значительно ускорить экстрагирование и тепловую обработку материалов, провести указанные процессы с незначительными потерями действующих веществ и меньшим расходом тепла [1]. (
Применение твердых материалов, раздробленных на мелкие куски (путем дробления) или измельченных в порошок (путем размола), позволяет значительно ускорить растворение, обжиг, химическое взаимодействие, т.е. различные процессы, протекающие тем быстрее, чем больше поверхность участвующего в них твердого вещества.
В настоящее время для измельчения материалов применяют машины различных типов, начиная от крупных щековых дробилок, дробящих глыбы материала объемом до 2м3 , и кончая коллоидными мельницами, измельчающими продукты на частицы размером до 0,1мк.
Дробление и размол характеризуются степенью измельчения – отношением диаметра d к кусков после измельчения:
d н
i= (1)
d к
Куски исходного материала и куски или зерна, получаемые в результате измельчения, не имеют правильной (симметричной) формы поэтому на практике размеры кусков (d н иd к ) определяют размером отверстий сит, через которые просеивают сыпучий материал, т.е. с помощью ситового анализа. (Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Изд – во хим. Лит – ры, 19682. С.49.)
Для расчета среднего характерного размера кусков материал разделяют с помощью набора сит на несколько фракций . В каждой фракции находят средний характерный размер как полусумму характерных размеров максимального d max и минимального d min кусков:
d max + d min
d ср = . (2)
2
Практически размер максимальных кусков определяется размером отверстий сита, через которое проходит весь материал данной фракции, а размер минимальных кусков – размером отверстий сита, на котором данная фракция остается.
Средний характерный размер куска в смеси вычисляют по уравнению
d ср1 *а1 + d ср2 *а2 +…+ d ср * а n
d = . (3)
а1 + а2 +…+ а n
где d ср1, d ср2 , …d ср n – средние размеры кусков каждой фракции; а1 , а2 , …, а n – содержание каждой фракции, % мас.
Найденные таким образом средние характерные размеры кусков D исходного и d измельченного материалов используются для расчета степени измельчения по формуле (3).
В зависимости от размера кусков исходного материала и конечного продукта различают два типа измельчения: 1) дробление ;2) размол (порошкование).
Приблизительная характеристика классов дробления и размола приведена в табл.1:
Таблица 1
| Классы измельчения | D , мм | d , мм |
Крупное (дробление) Среднее (дробление) Мелкое (дробление) Тонкое (размол) Коллоидное (размол) | 1000÷200 250÷50 50÷25 25÷3 0,2÷0,1 | 250÷40 40÷10 10÷1 1÷0,4 до 0,001 |
Крупное, среднее и мелкое дробления осуществляют в дробилках сухим способом, а тонкое коллоидное измельчения – сухим и мокрым способом. При мокром дроблении уменьшается пылеобразование и получают частицы, более однородные по размеру, облегчается также выгрузка материала.
Дробление материалов осуществляется раздавливанием, ударом, истиранием, раскалыванием и распиливанием, резанием, разламыванием.
Для достижения оптимальной степени измельчения процесс осуществляют постадийно на последовательно соединённых дробильно-размольных машинах.
Изрезывающие машины используют для измельчения растительного материала (корней, стеблей, цветков и др.).
Раздавливание применяют при крупном и среднем измельчениях, истирание – при тонком измельчении.
В зависимости от физико-математических свойств исходных материалов используют следующие способы измельчения (табл.2):
Таблица 2