Nghiền một loại vật liệu, dựa vào kết quả rây xác định sự phân phổi kích thước vật liệu sau khi nghiền, công suất tiêu thụ và hiệu suất của máy nghiền.Phương pháp phân tích rây dùng một hệ thống mặt rây, kích thước lỗ của các mặt sàng này nhỏ dần từ mặt sàng trên xuống mặt sàng dưới. Các hạt có kích thước nhỏ hơn lỗ sẽ lọt qua rây, còn hạt kích thước to hơn nằm lại trên bề mặt rây. Phương pháp này dùng để:Phân loại vật liệu theo kích thước sau khi nghiềnXác định sự phân bố theo kích thước vật liệuQuá trình trộn vật liệu nhằm mục đích hòa tan các thành phần nguyên liệu rời rạc thành một hỗn hợp đồng đều, tăng cường các quá trình hóa học, sinh học và trao đổi nhiệt. Quá trình trộn có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: xây dựng, bảo quản và chế biến nông sản, công nghiệp sản xuất hóa chất, chế biến thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, kỹ thuật môi trường, nuôi trông thủy sản…
BÀI NGHIỀN, RÂY, TRỘN TRẢ LỜI CÂU HỎI 1.1 Mục đích thí nghiệm nghiền Nghiền loại vật liệu, dựa vào kết rây xác định phân phổi kích thước vật liệu sau nghiền, cơng suất tiêu thụ hiệu suất máy nghiền 1.2 Phân loại máy nghiền phạm vi ứng dụng chúng Phân loại máy nghiền: Máy nghiền búa Máy nghiền Máy nghiền dĩa Máy nghiền trục Máy nghiền bi Phạm vi ứng dụng: Sử dụng cho trình sản xuất sản phẩm: sơn, men, sản phẩm vi sinh, mỹ phẩm, nhũ tương ảnh, dược phẩm cần tán nghiền, sôcôla, dầu nhờn, sơn tĩnh điện, chất sáp, Trong ngành công nghiệp khai thác quặng: sử dụng để nghiền loại quặng khác quặng sắt, than đá, đá vôi, Trong ngành công nghiệp luyện kim: để nghiền loại xỉ Trong ngành công nghiệp hóa chất: để nghiền loại hóa chất: để nghiền loại than cốc khoáng chất 1.3 Nguyên tắc hoạt động máy nghiền bi: Máy nghiền gồm buồng nghiền chứa hạt bi nghiền trang bị đĩa hình bánh xe trục Quy trình nghiền thực buồng nghiền, qua máy bơm nguyên liệu buộc phải vào chỗ trống hạt bi nghiền Trong đĩa quay, dịch chuyển hạt nghiền nguyên liệu theo độ mịn yêu cầu 1.4 Phân loại máy nghiền bi Máy nghiền bi phân loại sau: - Theo cấu tạo thùng có loại: hình trụ, hình nón cụt - Theo phương pháp tháo sản phẩm có loại: tháo qua trục rỗng, tháo qua sàng chắn ngang thùng, tháo qua sàng hình trụ loại máy nghiền có kèm theo - thiết bị phân loại đặt riêng biệt bên Theo phương thức hoạt động: máy nghiền gián đoạn, máy nghiền liên tục (hình nón hay nhiều ngăn) 1.5 Tiến trình thí nghiệm Thí nghiệm nghiền thí nghiệm rây a Nghiền gạo 30 phút Sản phẩm nghiền rây o ½ sản phẩm sau nghiền xác định hiệu suất rây rây o ½ sản phẩm sau nghiền xác định phân bố kích thước sau thu nghiền b Nghiền gạo 60 phút (tương tự) Thí nghiệm trộn (đậu trắng + đậu đen) a Trộn với tốc độ 30% o Dừng máy lấy mẫu nhánh đếm số hạt mẫu thời điểm 10 giây 10 giây 10 giây 30 giây 30 giây 30 giây 45 giây 45 giây 45 giây b Trộn với tốc độ 70%: (tương tự) 1.6 Các thơng số cần đo thí nghiệm nghiền - Khối lượng gạo cần đem nghiền - Khối lượng bi nghiền - Thời gian nghiền - Khối lượng sản phẩm sau nghiền 1.7 Cách tính cơng suất nghiền Gọi P công suất để nghiền vật liệu kích thước lớn đến D p (khối lượng/phút) i P Kb Dp Chỉ số công suất W i lượng cần thiết nghiền từ kích thước lớn đến 100µm (kWh/tấn ngun liệu) ta có: Sự liên hệ Wi số Bond Kb: 600Wi Kb Kb 60Wi 10 P 19Wi 19Wi Dp P1 19Wi Gọi 100 10 3 D p1 P2 19Wi Dp Công suất nghiền vật liệu phút từ Dp1 đến Dp2: 1 P P1 P2 19Wi Dp D p Gọi T suất (tấn/phút) Công suất nghiền T vật liệu/phút từ Dp1 đến Dp2: 1 P P1 P2 19.T Wi Dp D p (kW) Dp1, Dp2: kích thước nguyên liệu sản phẩm (mm) Nếu nghiền khô P nhân với 4/3 1.8 Ý nghĩa hiệu suất nghiền Hiệu suất nghiền: H P 100% P' Với P: công suất nghiền P’: công suất tiêu thụ cho đông máy nghiền Cơng sử dụng cho q trình nghiền khơng hồn tồn cơng có ích mà ln có phần lượng tổn thất q trình làm việc máy Cơng có ích để nghiền vật liệu có kích thước lớn thành nhiều mảnh vụn có kích thước nhỏ Hiệu suất nghiền đại lượng thể hiệu trình nghiền vật liệu 1.9 Các yếu tố ảnh hưởng đến công suất hiệu suất nghiền - Tính chất vật lý kích thước vật liệu: kích thước vật liệu trước sau nghiền, độ đồng vật liệu, đặc tính riêng vật liệu: độ cứng, độ giòn, độ dẻo, độ ẩm… - Thời gian nghiền - Tốc độ thùng quay: tốc độ quay thích hợp để đạt hiệu suất nghiền cao - Tỉ lệ kích thước số lượng bi nghiền với vật liệu cần nghiền: lượng bi sử dụng thích hợp 40 – 45% thể tích thùng - Chế độ nghiền: khơ hay ướt, kín hay hở - Loại máy nghiền: máy nghiền bi, máy nghiền búa, máy nghiền nón, máy nghiền trục… - Sai số dụng cụ đo: cân, kế - Sai số thao tác: cân mẫu, bấm đọc giá trị kế - Kết thí nghiệm rây: kết ảnh hưởng trực tiếp đến việc tính cơng suất nghiền 1.10 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất rây - Độ ẩm vật liệu rây: thiết bị rây hoạt động, hạt vật liệu chuyển động bề mặt rây Nếu vật liệu có độ ẩm lớn chúng dính vào làm tăng kích thước hạt hạt khơng lọt qua rây Ngồi ra, có độ ẩm cao vật liệu dễ dàng dính vào lỗ rây làm bít kín lỗ rây gây sai số đo tính tốn Do - đó, độ ẩm vật liệu có ảnh hưởng lớn đến kết thí nghiệm Kích thước vật liệu rây: hạt có kích thước chênh lệch nhiều với kích - thước lỗ rây kết rây xác Hình dạng kích thước lỗ sàng: lỗ sàng có hình trịn hình oval hiệu suất - cao Chiều dày lớp vật liệu sàng: Nếu lớp vật liệu dày kết rây xác Do lớp vật liệu dày lớp vật liệu bề mặt khó di chuyển xuống phía để tiếp xúc với bề mặt lưới rây lọt qua rây Nên chọn bề dày lớp vật liệu dựa kích thước vật liệu: o d 50mm: bề dày lớp vật liệu h (3 5)d - Vận tốc đặc trưng chuyển động rây: biên độ dao động trình rây phải đủ lớn để tác dụng vào hạt lực thích hợp cho hạt chuyển động mà khơng làm bít lỗ rây - Độ đồng hạt rây: hạt đồng hiệu suất cao - Thời gian rây: thời gian dài hiệu suất cao 1.11 Các phương pháp phân tích xác định thành phần hạt - Xác định thành phần hạt phương pháp rây o Phương pháp rây khô o Phương pháp rây ướt - Xác định thành phần hạt phương pháp tỉ trọng kế 1.12 Nêu nội dung phương pháp phân tích rây Phương pháp phân tích rây dùng hệ thống mặt rây, kích thước lỗ mặt sàng nhỏ dần từ mặt sàng xuống mặt sàng Các hạt có kích thước nhỏ lỗ lọt qua rây, cịn hạt kích thước to nằm lại bề mặt rây Phương pháp dùng để: - Phân loại vật liệu theo kích thước sau nghiền - Xác định phân bố theo kích thước vật liệu 1.13 Cách tính hiệu suất rây Cơng thức tính hiệu suất rây E J 100 F a F: khối lượng vật liệu ban đầu cho vào rây (g) J: khối lượng vật liệu rây (g) a: tỉ số hạt lọt qua rây (%) Tích số F.a thí nghiệm xác định: Đem rây khối lượng F vậ liệu, khảo sát xác định J Lấy vật liệu lại rây F – J1 rây lại xác định J2, tiếp tục lấy vật liệu lại rây F – (J1 + J2) rây lại lần Tổng hiệu suất J1 + J2 + J3 +…sẽ tiệm cận đến F.a Hiệu suất rây 100% J1 = F.a 1.14 Mục đích thí nghiệm rây trình hiệu suất rây Rây vật liệu sau nghiền nhằm xác định hiệu suất rây, xây dựng giản đồ phân phối tích lũy vât liệu sau nghiền, để từ xác định kích thước vật liệu sau 1.15 nghiền Ứng dụng phương pháp rây Phương pháp rây ứng dụng nhiều lĩnh vực: thu hoạch bảo quản nông sản, chế biến thực phẩm, thức ăn gia súc, phân tích kiểm nghiệm, làm phân loại vật liệu… 1.16 Ứng dụng trình trộn vật liệu Quá trình trộn vật liệu nhằm mục đích hịa tan thành phần ngun liệu rời rạc thành hỗn hợp đồng đều, tăng cường q trình hóa học, sinh học trao đổi nhiệt Q trình trộn có nhiều ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực: xây dựng, bảo quản chế biến nơng sản, cơng nghiệp sản xuất hóa chất, chế biến thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, kỹ thuật môi trường, nuôi trông thủy sản… 1.17 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình trộn - Thời gian trộn - Tốc độ trộn - Kích thước hạt: hạt có kích thước đồng trình trộn tốt - Khối lượng riêng vật liệu trộn: hạt có khối lượng riêng khác ảnh - hưởng xấu đến trình trộn, dễ dàng dẫn đến phân loại theo khối lượng riêng Khối lượng riêng xốp: thay đổi suốt q trình trộn, giảm bọng khí - khối hạt tăng rung động nén học Hình dạng hạt: có dạng hình cầu, hình phiến, hình lập phương… Hình - dạng hạt khác biệt khó trộn Tính chất bề mặt hạt: hạt có lực tĩnh điện lớn khó trộn so với hạt có lực tĩnh - điện bé Độ ẩm vật liệu: vật liệu nhão trình trộn khó khăn, thực tế, số q trình trộn cho thêm lượng chất lỏng nhỏ vào để giảm bụi - đáp ứng nhu cầu đặc biệt Tính dễ vỡ (dịn): tính chất dễ vỡ vụn vật liệu trình sử dụng - Tính kết dính: hạt loại có khuynh hướng kết dính lại với gây khó - khăn cho q trình trộn Sự tích điện hạt ảnh hưởng xấu đến trình trộn xuất lực tĩnh điện hạt tích điện trái dấu, khó khăn cho việc phân phối 1.18 Các trình xảy máy trộn Khi trộn vật liệu hạt, hạt chịu tác dụng lực học có hướng khác dẫn tới chuyển động hạt thể tích khối hạt Q trình chuyển động hạt phụ thuộc vào cấu tạo máy trộn, phương pháp tiến hành trình trộn Trong máy trộn có năm q trình xảy ra: - Tạo lớp trượt với theo mặt phẳng – trộn cắt - Chuyển dịch nhóm hạt từ vị trí đến vị trí khác - trộn đối lưu - Thay đổi vị trí hạt riêng rẽ – trộn khuếch tán - Phân tán phân tử va đập vào thành thiết bị – trộn va đập - Biến dạng nghiền nhỏ phận - trộn nghiền Những chế trộn xảy riêng rẽ hay đồng thời với mức độ khác tùy thuộc vào loại máy trộn vật liệu trộn 1.19 Tiến trình thí nghiệm trộn Cân 200g đậu trắng 200g đậu đen, cho vào hai nhánh trộn riêng biệt Gài nắp Bật máy trộn với tốc độ trộn 30% Dừng máy thời điểm 10 giây lấy, 30 giây, 45 giây, 60 giây, 90 giây, 120 giây, 180 giây, 240 giây, 300 giây Lấy mẫu nhánh Đếm số hạt mẫu 1.20 Khi trộn lâu, đồng có tăng lên hay khơng? Khi tăng thời gian trộn mức độ đồng tăng lên trộn lâu đồng hỗn hợp giảm Sự đồng đạt lý tưởng thòi gian trộn tăng lên vơ cự khơng có yếu tố chống lại trình trộn Nhưng thực tế thời gian gian trộn tiến tới vô cực, khơng thể loại bỏ hồn tồn yếu tố chống lại trình trộn nên độ đồng vật liệu trộn có giới hạn Vì vậy, việc lựa chọn thiết bị, yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, thời gian trộn,… cần thiết để đạt độ đồng mong muốn 1.21 Phân loại máy trộn Có nhiều cách để phân loại máy trộn: - - - - - Phân loại theo nguyên lý cấu tạo o Máy trộn có phận quay: Máy trộn kiểu vít Máy trộn kiểu cánh quạt Máy trôn kiểu cánh gạt o Máy trộn thùng quay: Máy trộn kiểu trống Máy trộn kiểu côn o Máy trộn – định mức phối hợp Phân loại theo cách bố trí phận trộn o Máy trộn kiểu vít cánh gạt ngang o Máy trộn kiểu vít cánh gạt đứng o Máy trộn kiểu vít nghiêng Phân loại theo số phận trộn o Máy trộn kiểu đơn, kép o Máy trộn kiểu thùng, đơn, kép Phân loại theo cách làm việc o Máy trộn liên tục o Máy trộn gián đoạn Phân loại theo tính chất sản phẩm o Máy trộn khô o Máy trộn nước o Máy trộn ướt 4.22 Đánh giá sai số thí nghiệm trộn: -Thao tác: lấy mẫu: số hạt lấy lần lấy không giống nhau, trình đếm số hạt xảy sai số số lượng hạt nhiều, vị trí lấy mẫu bề mặt nên khơng đủ độ xác cho tồn thể tích hạt; đo thời gian: sai số trình theo dõi bấm đồng hồ,… -Thời gian trộn chưa đủ dài số vòng quay chưa phù hợp để khảo sát đầy đủ trình thay đổi, biến thiên đại lượng ảnh hưởng đến trình trộn, việc tính tốn biểu diễn đồ thị số trộn theo thời gian -Thiết bị: sử dụng ống chữ V q trình trộn xảy phần nhỏ hỗn hợp bề mặt tiếp xúc => Độ tin cậy kết trộn chưa cao ... Máy trộn kiểu cánh quạt Máy trôn kiểu cánh gạt o Máy trộn thùng quay: Máy trộn kiểu trống Máy trộn kiểu côn o Máy trộn – định mức phối hợp Phân loại theo cách bố trí phận trộn o Máy trộn. .. tùy thuộc vào loại máy trộn vật liệu trộn 1.19 Tiến trình thí nghiệm trộn Cân 200g đậu trắng 200g đậu đen, cho vào hai nhánh trộn riêng biệt Gài nắp Bật máy trộn với tốc độ trộn 30% Dừng máy thời... trình trộn - Thời gian trộn - Tốc độ trộn - Kích thước hạt: hạt có kích thước đồng q trình trộn tốt - Khối lượng riêng vật liệu trộn: hạt có khối lượng riêng khác ảnh - hưởng xấu đến trình trộn,