Величина межвальцового зазора. Изменение зазора между мелющими вальцами вызывает изменение извлечения. Это особенно заметно при величине межвальцового зазора, значительно меньшего, чем размер измельчаемых частиц.
Постоянство межвальцового зазора имеет особое значение на размольных системах. Поэтому требования, предъявляемые к точности цилиндрической формы вальцов, жесткости их на изгиб, величине дебаланса вальцов приводного шкива и шестерен межвальцовой передачи, а также к качеству подшипников должны быть очень высокими, так как в противном случае будет трудно добиться стабильности межвальцового зазора, а следовательно, постоянства величины извлечения.
Форма рифлей (профиль поперечного сечения) оказывает большое влияние на процесс измельчения, показатели качества измельчаемых продуктов, производительность вальцовой пары и энергоемкость. В результате исследований, опыта работы мукомольных заводов, с учетом ассортимента, общего выхода муки, вида и качества перерабатываемого зернового продукта, применяют различные профили рифлей.
На всех отечественных и зарубежных мукомольных заводах в драном процессе и на последних размольных системах применяют рифленые вальцы. В шлифовочном и размольном процессах для получения муки меньшей зольности применяют вальцы с шероховатой поверхностью.
Профиль рифлей для разных видов помолов с учетом кинематических и нагрузочных параметров регламентирован Правилами организации и ведения технологического процесса на мельницах и Инструкцией по шлифованию и нарезке вальцов.
Наличие площадки на вершине рифли способствует повышению износостойкости рифли, стабильности режимов измельчения. Тупой угол, заключенный между касательной площадки и гранью острия, условно называют углом резания. На эффективность измельчения большое влияние оказывает динамический коэффициент трения продуктов о рабочую поверхность вальцов (поверхность рифли).
Установлено, что чем меньше коэффициент трения продукта о рабочую поверхность вальца, тем хуже условия захвата частицы продукта мелющими вальцами и меньше эффект измельчения. Это особенно важно для вальцов с шероховатой поверхностью, применяемых на размольных и шлифовочных системах.
Уклон рифлей. Рифли на вальце располагают не параллельно образующей, а под некоторым углом, величину которого (уклон) принято измерять в процентах. Расположение рифлей под некоторым углом является необходимым условием эксплуатации парноработающих вальцов.
Увеличение угла наклона рифлей обусловливает повышение интенсивности измельчения при прочих одинаковых условиях, так как уменьшается расстояние между точками пересечения вершин рифлей парноработающих вальцов. Угол наклона рифлей меньше угла трения измельчаемых продуктов, поэтому не происходит скольжения (сдвига) продукта вдоль рифли.
Взаиморасположение рифлей. На измельчение большое влияние оказывает взаимное расположение рифлей парноработающих вальцов, что обусловлено изменением угла резания.
Конструкция вальцового станка и вальцов, несимметричность сечения рифлей (разные углы аир), различие в окружных скоростях парноработающих вальцов обусловливают четыре варианта расположения рифлей по отношению друг к другу.
Так как угол всегда больше угла а, то разрушение измельчаемого продукта при расположении рифлей «острие по острию» происходит более интенсивно и при меньших энергозатратах.
При расположении рифлей «острие по острию» грани острия обоих парноработающих вальцов врезаются в частицу, когда она поступает в зону измельчения. Так как быстровращающийся валец опережает медленновращающийся, то его рифли срезают часть зерна, в то время как грани острия медленновращающегося вальца удерживают частицу. При расположении рифлей «острие по острию» наряду с эндоспермом довольно интенсивно разрушаются оболочки, что нежелательно при многосортных помолах зерна пшеницы и ржи, особенно при недостаточной влажности зерна, направляемого в помол. При этом образуется больше фракций крупной и меньше средней и мелкой крупки. Средневзвешенная зольность извлеченных крупок и дунстов выше, чем при идентичных условиях измельчения, но при расположении рифлей «спинка по спинке».
Расположение рифлей «острие по острию» рекомендуют устанавливать при переработке хлебопекарную муку пшеницы стекловидностью менее 40 %, а также при макаронных помолах зерна твердой пшеницы.
При хлебопекарных помолах зерна пшеницы стекловидностью более 40 % рекомендуется располагать рифли «спинка по спинке». При таком взаиморасположении рифлей измельчаемая частица вначале сплющивается, а затем по мере опережения одного вальца другим грань спинки быстровращающегося вальца сдвигает слои частицы, удерживаемые на грани спинки медленновращающегося вальца. Это обусловливает мягкое воздействие на частицу, так как грани острия в данном случае практически не участвуют в деформации измельчаемой частицы продукта.
Расположение рифлей вальцов «острие по спинке» или «спинку по острию» применяют в особых случаях. Результаты измельчения при этом получаются промежуточными по отношению к взаиморасположению «острие по острию» или «спинка по спинке». Рифли быстровращающегося вальца изнашиваются в 1,5…2 раза быстрее, чем медленно вращающегося парноработающего вальца.
Плотность нарезки рифлей. Плотность рифления (количество рифлей на 1 см окружности вальца) на идентичных системах зависит от типа помола, крупности измельчаемых частиц. Чем меньше размеры измельчаемых частиц, тем больше должна быть плотность рифления. Однако с повышением плотности рифления уменьшается высота рифли, величина ее сечения, что обусловливает снижение срока службы рифли.
Исследованиями установлено, „что при любом взаиморасположении рифлей с увеличением плотности рифления выход крупнодунстовых продуктов и общее извлечение возрастают. Это можно объяснить многократным воздействием рифлей быстровращающегося вальца на продукт за время прохождения его через зону измельчения.
Для получения муки с лучшими показателями белизны и зольности на размольных и шлифовочных системах используют вальцы с шероховатой поверхностью. Шероховатый рельеф рабочей поверхности вальцов получают электроэрозионным и абразивным способами.
Влияние величины удельной нагрузки на эффективность измельчения. На эффективность измельчения (количество и качество измельченных продуктов, энергоемкость), a также длительность межремонтных периодов, уровень шумообразования большое влияние оказывает величина удельной нагрузки на вальцы. Под удельной нагрузкой на вальцы понимают количество продукта (кг), поступающего на 1 см длины парноработающих вальцов в сутки, — кг/(см-сут).
Соблюдение рекомендуемых Правилами удельных нагрузок, режимов измельчения на вальцовых станках способствует получению муки с высокими хлебопекарными достоинствами, стабильной работе технологического и транспортного оборудования размольного отделения мукомольного завода.
При повышении удельной нагрузки межвальцовый зазор увеличивается вследствие роста распорных усилий, оказываемых продуктом на вальцы, что обусловливает некоторое снижение уровня измельчения. Так, например, при изменении удельной нагрузки от 100 до 500 кг/(см-сут) на 1-й р. с. выход муки уменьшается с 62,2 до 30,1 %. Изменяются также другие показатели качества муки (зольность, белизна, уровень повреждения крахмала, водопоглотительная способность).