Специфика растительного сырья

Растительное сырье можно отнести к категории трудноизмельчаемых материалов благодаря довольно прочной волокнистой структуре и малой массе частиц. Эти два фактора снижают эффективность измельчения под действием свободного удара частиц порошка о твердую поверхность. Кроме того, существуют и другие факторы способные осложнить процесс. Особенно плохо поддается измельчению шелуха семян. Кроме того, некоторые типы мельниц склонны накапливать шелуху внутри размольного механизма. Например, если молоть пшеницу ударным методом, то в самом начале работы механизм будет накапливать отруби, скорость измельчения которых меньше скорости измельчения ядра. Такая ситуация требует правильной настройки дозирования, кроме того повышает износ оборудования.

Часть материалов, такие как целлюлоза и стебли растений плохо поддаются измельчению на ударном механизме, а для их измельчения испольцуют ножевые мельницы. 

Широко известен ряд ситуаций, когда износ оборудования становится частью экономического процесса. Это относится в первую очередь к достаточно дорогим продуктам, например, какао. Длительное время какао измельчали на штифтовых мельницах, которые приходилось регулярно обслуживать - запрессовывать новые штифты. 

Другой специфической для растительного сырья проблемой является присутсвие масел. При ударах в измельчающем механизме частицы выделяют масло, что вызывает налипание продукта в камере. Такой продукт может забивать оснастку, щели вывода продукта и т.п. Процесс налипания развивается не сразу. Сначала мельница работает некторое время, при этом в механизме образуется маслянная пленка и начинается процесс налипания тонких частиц на статор. При этом может быть нарушен вывод продукта из камеры, что ведет к перегрузке, если скорость дозирования не управляется динамически. Критическим уровнем содержания масел является 10-15%. Если содержание масел выше применяют заморозку сырья жидким азотом. Однако, с финансовой точки зрения, из такого сырья лучше предварительно отжать масло.

Износ оборудования

Износ оборудования обусловлен зольностью и прочностью материала. Содержание золы, например, в соевом шроте может достигать 4,5%. Содержание золы в шелухе подсолнечника и других подобных материалах может быть даже выше. В РФ существует такой показатель как "зола, нерастворимая в соляной кислоте" - очевидно, что эта зола состоит в основном из оксида кремния, который тверже стали. Зола и другие твердые и прочные примеси вызывают износ металических частей механизма. При этом сталь служит обычно несколько сотен рабочих часов. 

Другим проблемой является коррозионная активность сырья, черный металл склонен к окислению, при этом окисная пленка обладает малой прочностью. В том числе по этой причине высоколегированные стали показывают себя лучше обычных углеродистых сталей. 

Оптимизация цены износа

Таким образом износ является основным ограничивающим фактором использования ударных мельниц в процессах измельчения растительного сырья. Тем не менее из этой ситуации известен выход - снижение стоимости изнашивающейся оснастки. Обычно для этого требуется применять недорогие материалы и простые процедуры термической обработки.

Для снижения цен на изнашиваемые компоненты небольших машин целесообразно применять:

а) доступные материалы, т.е. распостраненные марки сталей

б) высокопроизводительные методы обработки материала

в) простые процедуры термической обработки (закалка+отпуск)

Кроме того, необходимо обеспечить нечувствительность конструкции к закалочным деформациям, т.е. исключить обработку закаленной стали.