Nguyên lý làm việc và nguyên lý cấu tạo
Để nghiền nhỏ vật thể các máy nghiền thường làm việc theo các nguyên lý sau:
Quá trình nghiền nhỏ vật liệu trong các máy nghiền được thực hiện nhờ các lực cơ học. Các dụng tác dụng các lực cơ học nhằm phá vỡ vật liệu đem nghiền như trên hình 5.41. Tuỳ theo kết cấu của từng loại máy nghiền mà lực phá vỡ vật liệu đem nghiền có thể là lực nén ép, cắt bổ, va đập, chà sát hoặc do một vài tác dụng trên tác dụng đồng thời.
Hình 5.41. Các dạng lực tác dụng vào vật liệu nghiền
a) ép; b) bổ; c) va đập; d) chà xát
- Nguyên lý ép dập: vật thể bị phá vỡ nhờ lực nén ép và dịch trượt khi chúng đi qua khe hở giữa 2 trục trơn đặt song song và chuyển động quay ngược chiều nhau với vận tốc vòng như nhau. Loại này áp dụng cho các máy nghiền hạt kiểu trục, máy cán (hình 5.41a).
- Nguyên lý cắt nghiến: vật thể bị phá vỡ bởi lực cắt khi chúng đi vào khe hở giữa 2 trục, bề mặt trục có các rãnh khía ngược chiều nhau với vận tốc vòng khác nhau đặt song song, chuyển động quay (hình 5.41b). Nguyên lý này áp dụng trong các máy nghiền hạt kiểu trục cuốn.
- Nguyên lý va đập: vật thể bị phá vỡ nhờ động năng va đập cần thiết (35-80)m/s tuỳ theo tính chất của vật nghiền và kết cấu bộ phận nghiền (hình 5.41c). Nguyên lý này được ứng dụng trong các máy nghiền kiểu búa, máy nghiền răng.
- nguyên lý chà sát: vật thể bị phá vỡ nhờ lực nén ép và chà sát bởi hai bề mặt nhám của đĩaỉtong đó có một đĩa chuyển động quay (hình 5.41d). Nguyên lý này được áp dụng trong các máy xay kiểu đĩa, máy nghiền chậu.
Dựa theo các nguyên lý phá vỡ vật thể nêu trên người ta đã chế tạo ra nhiều loại máy nghiền khác nhau. Dưới đây giới thiệu một số loại máy nghiền được dùng nhiều trong công nghệ thực phẩm và chế biến thức ăn chăn nuôi.
Máy nghiền búa
Máy nghiền kiểu búa làm việc theo nguyên lý va đập vỡ (hình 5.42). Vật thể bị đập vỡ nhờ động năng va đập của búa. Tuỳ theo từng loại vật liệu mà vận tốc đầu búa có thể từ 35÷80m/s.
Hình 5.42. Sơ đồ máy nghiền kiểu búa
a) sơ đồ máy; b) đĩa nghiền; c) trống nghiền; d) búa nghiền 1- Búa nghiền; 2- đĩa nghiền; 3- sàng; 4- tấm nhám; 5- phễu cấp liệu. Về cấu tạo, máy có các bộ phận chính như sau :
- Bộ phận cung cấp gồm phễu cấp liệu 1 có van 6 để điều chỉnh tải. Nếu nghiền nguyên liệu thô cần phải thái trước khi nghiền thì có thêm bộ phận thái và băng chuyền, trục cuốn để đưa nguyên liệu vào.
- Bộ phận nghiền gồm các búa 2 lắp lỏng trên trục lắp búa thành từng hàng, tất cả được lắp trên đĩa nghiền hoặc trống nghiền . Bao quanh đĩa hoặc trống là các tấm sàng 4 và tấm nhám 5 (sàng thường bao góc 180o÷ 270o phần còn lại là tấm nhám). Trong quá trình làm việc đĩa hay trống quay với tốc độ cao, đảm bảo vận tốc đầu búa đạt được khoảng 35÷80m/s, khi đó mới tạo ra được động năng va đập đủ lớn để phá vỡ vật thể. Để làm việc tốt với những vật liệu nghiền khác nhau, búa nghiền thường có nhiều dạng khác nhau (hình. Búa dạng hình chữ nhật dùng để nghiền các loại hạt thông thường; loại cắt nấc bậc thang dùng để nghiền hạt có nhiều màng vỏ; loại cắt nấc bậc thang nhọn cạnh dùng để nghiền nguyên liệu có nhiều thớ sợi và cỏ khô; loại búa chữ T và búa ghép hình, đầu búa nặng hơn dùng để nghiền thức ăn cục to ( bánh dầu, nguyên liệu đóng bánh, muối cục, xương,...). Độ nhỏ của bột nghiền được điều chỉnh bằng cách thay đổi sàng có kích thước lỗ to nhỏ khác nhau.
- Bộ phận thu sản phẩm nghiền gồm có cửa thoát bột, quạt gió hút và thổi bột vào bình thu bột để tách gió và phân ly riêng bột nghiền. Để đơn giản về cấu tạo có những máy nghiền không trang bị quạt và bình thu bột. Máy nghiền làm việc theo nguyên tắc va đập, đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật hơn so với các nguyên tắc nghiền khác nên được sử dụng rộng rãi.