آسیاب چکشی و آسیاب غلطکی((مرغ مادر - مرغ گوشتی- کارخانه خوراک دام و طیور))

تعداد متنابهی از مواد اولیه در ساخت خوراک دام دخیل هستند. بخش عمدهای از خوراک را غلات تشکیل داده و غلات قبل از مخلوط شدن در جیره تحت فرآوریهای خاصی قرار میگیرند. یکی از این فرآوریهای مهم که پیش از مخلوط کردن جیره، روی دانهها صورت میپذیرد کاهش سایز آنها است. که به موجب آن تسهیل عمل مخلوط کردن خوراک و بهبود ارزش غذایی مواد را در پی خواهیم داشت.

راههای زیادی به جهت تنزیل سایز مواد اولیه خوراک وجود دارد. آسیاب چکشی و آسیاب غلطکی دو تا از پرکاربردترین تجهیزات برای رسیدن به این هدف به شمار میروند. از آنجایی که هر یک از این دو تجهیزات، قادرند به یک شکل منحصر به فرد غلات را خرد کنند و همچنین در صنعت دارای جایگاه و بازار خاص خود میباشند، انتخاب آنها بستگی به نیاز مصرفکننده خواهد داشت.
شایان ذکر است، کاهش سایز بیش از حد غلات، حاصلی جز اتلاف انرژی الکتریسته، فرسایش ماشینآلات و مشکلات هضمی را در دام و طیور در پی نخواهد داشت.
اطلاعات ارائه شده در این مقاله کمک به سزایی به انتخاب شایسته آسیاب (غلطکی یا چکشی) توسط کارشناسان کارخانجات خوراک دام خواهد کرد، تا برحسب نیاز متقاضیان عمل کنند. همچنین این مقاله با ارائه پارامترها و چگونگی عملکرد آسیابهای چکشی و غلطکی، کمک شایانی به طراحان این ماشینآلات خواهد کرد.


کاهش اندازه مواد اولیه
نخستین اقدام به منظور کاهش اندازه غلات، شکستن پوسته خارجی دانه میباشد، پس از آن با ادامه عمل خرد کردن، تعداد تکههای دانه افزایش خواهد یافت که این امر خود موجب تسهیل در امور حمل و نقل  مواد اولیه میگردد. همچنین آسیاب کردن غلات باعث افزایش سطح تماس مواد اولیه با آنزیمهای هضمی در طول دستگاه گوارش دام و طیور شده که در نهایت بهبود قابلیت دسترسی به مواد مغذی دانهها را در پی خواهد داشت(شکل 1).

آسیاب چکشی¹:
آسیابهای چکشی با وارد کردن ضربه به مواد اولیه با دو نوع انرژی جنبشی کم و زیاد (سرعت زیاد و کم) باعث کاهش اندازه ذرات میگردند. وقتی چکشها با انرژی جنبشی کم فعالیت میکنند در واقع دارای سرعتی معادل 16000 فوت در دقیقه (4880 متر در دقیقه) میباشند و همچنین در حالتی که آسیابها با انرژی جنبشی بالا فعال هستند سرعت آنها 23000 فوت در دقیقه (7015 متر در دقیقه) خواهد بود.
فشار اولیه وارده بر اقلام خوراک در آسیابهای چکشی، موجب خرد شدن غلات به سایزهای کوچکتر میگردد و اندازه آنها تحت تاثیر سرعت ضربات نوک چکش، طرح توری، جایگاه و طرح چکش، اندازه چکش و اندازه سوراخ توری میباشد.
ذرات خرد شده توسط آسیاب چکشی به طور معمول کروی شکل و دارای سطحی براق میباشند، همچنین تولید این نوع آسیاب شامل تعداد زیادی قطعات کوچک توام با مقدار کمی قطعات بزرگ خواهد بود.

اجزا اصلی آسیاب چکشی (شکل 2) :

چکش ها
چکش مهمترین جزء آسیاب است که زودتر از همه قسمتها فرسوده میشود. کارآیی یک آسیاب چکشی و کیفیت محصول آسیاب شده بیش از همه به شکل، ابعاد، کیفیت، تعداد و طرز قرار گرفتن چکشها بستگی دارد.

شکل و ابعاد چکشها
چکشها اشکال گوناگونی دارند، اما چکشهای صفحه مستطیلی در حال حاضر از همه متداولتر است. چکش صفحه مستطیلی ساده و دارای خصوصیات کلی مطلوب است. این چکش دارای دو سوراخ است اگر در یکی از این سوراخها محور قرار گیرد، دو گوشه کاربردی یکی از راسها میتواند از طریق حرکت چرخشی محور در دو جهت رو به جلو یا برعکس مورد استفاده قرار گیرد. هنگامی که دو گوشه کاربردی مذکور فرسوده شوند، میتوان محور را در سوراخ دیگر قرار داد تا دو گوشه کاربردی راس دیگر استفاده گردد. به همین علت به طور معمول چکش صفحه مستطیلی را میتوان چهار بار مورد استفاده قرار داد. همانگونه که از طریق آزمایش ثابت شده است، ظرفیت آسیاب کردن یک چکش مستطیلی بلند به ازاء هر کیلو وات ساعت با افزایش طول چکش افزایش مییابد. اما هنگامی که طول آن از 200 میلیمتر بیشتر شود ظرفیت آسیاب کردن به ازای هر کیلووات ساعت آن کاهش خواهد یافت. بنابراین طول چکش مستطیلی حداکثر 200 میلی متر در نظر گرفته میشود.
پارامتر مهم دیگر در چکش ضخامت آن است. به طور کلی با کاهش ضخامت چکش، کارایی آن افزایش مییابد. شایان ذکر است در صورت کاهش بیش از حد ضخامت چکش، مقاومت آن در برابر فرسایش و نیز عمر مفید آن بسیار کاهش مییابد. بنابراین ضخامت چکش به ظرفیت تولید دستگاه آسیاب و نیز به نوع مواد اولیه که باید آسیاب شود بستگی دارد.

دقت چکشها
از آنجایی که چکشها اجزایی مکانیکی هستند که با سرعت بالا حرکت میکنند، دقت ساخت آنها میتواند تعادل محور را به میزان زیادی تحت تاثیر قرار دهد. میزان تفاوت وزن هر نوع چکشی که مورد استفاده قرار میگیرد نباید بیش از 5 گرم باشد، بنابراین دقت چکشها باید در هنگام ساخت کنترل شود. چکشها باید در هنگام تحویل به صورت یک مجموعه کامل آماده شوند و بهتر است وزن هر یک از چکشها مشخص شود. هنگام تعویض یک مجموعه از چکشها، ضروری است که در هر بار یک مجموعه کامل تعویض گردد و تعویض تکی آنها توصیه نمیگردد.

تعداد و طرز قرار گرفتن چکشها
تعداد و طرز قرار گرفتن چکشها بر روی محور دستگاه آسیاب، طریقه پخش مواد در محیط آسیاب و یکنواختی درجه فرسایش چکشها همگی کارآیی آسیاب را تحت تاثیر قرار میدهند. منظور از "طرز قرار گرفتن چکشها" موقعیت نسبی گروه چکشها با یکدیگر و نیز موقعیت نسبی چکشها درون یک گروه است.

سرعت چکشها
سرعت ضربه نوک چکشها تاثیر زیادی بر کارآیی دستگاه آسیاب در هنگام چرخش محور اصلی دارد. اثر بازدهی دستگاه آسیاب به طور عمده به نیروی فشار چکشها بر مواد اولیه و سرعت خطی بالاتر بستگی دارد. هر چه سرعت خطی بالاتر باشد، نیروی فشار بر مواد اولیه بیشتر خواهد بود و ظرفیت آسیاب کردن بالاتر خواهد رفت. بنابراین هنگامی که سرعت چکشها در یک محدوده معین بالاتر میرود، ظرفیت تولید آسیاب بهبود مییابد و موجب کاهش اندازه ذرات محصول خواهد شد، اما باید توجه داشت هنگامی که سرعت بیش از حد افزایش یابد، تجهیزات بیشتری برای حفظ تعادل محور اصلی و نیز حفظ کیفیت تولید کل دستگاه آسیاب نیاز خواهد بود.
به طور معمول سرعت محور چرخان آسیابهای چکشی برابر 3600  دور در دقیقه میباشد و طول چکش ها برابر 6 تا 8 اینچ (15 تا 20 سانتی متر) و عرض آنها 2 اینچ (5 سانتی متر) با ضخامتی برابر 25/0 اینچ (4/6 میلی متر) میباشد. لازم به ذکر است برای رسیدن به میزان مطلوب "کاهش اندازه مواد اولیه"، می بایست فاصله بین چکشها و توری 5/0 اینچ (12 تا 14 میلی متر) در نظر گرفته شود.

سرعت برخورد نوک چکشها با مواد اولیه به وسیله فرمول زیر محاسبه میگردد:

توری²
توری یکی از قطعات اصلی کنترل کننده اندازه ذرات محصول آسیاب شده و نیز یکی دیگر از قطعات فرسایشی دستگاه آسیاب است. عملکرد آسیاب و نیز غربال کردن، به مقدار زیادی به شکل، قطر سوراخها و درصد مساحت حاوی سوراخ توری ها بستگی دارد.

درصد مساحت محتوای سوراخ و ظرفیت عبور دهنده توری:
درصد مساحت محتوای سوراخ توری نشان دهنده کل مساحت دارای سوراخ غربال، تقسیم بر کل مساحت غربال است. هر چه این درصد بالاتر باشد، ظرفیت تولید دستگاه آسیاب بالا خواهد رفت. دو راه برای افزایش این درصد وجود دارد: یکی افزایش قطر سوراخها و دیگری کاهش فاصله بین سوراخها، راه اول ممکن است باعث بزرگتر شدن اندازه ذرات و کاهش یکنواختی آنها شود، در حالی که راه دوم قدرت غربال را پایین میآورد.

در تولید عملی، قطر سوراخ های توری با توجه به نوع خوراکی که باید آسیاب شود تعیین میگردد. بنابراین در هنگام غربال، اندازه ذره محصول باید به عنوان اولین نکته در نظر گرفته شود. سپس با توجه به قدرت غربال، سوراخ غربال باید به اندازهای باشدکه کارآیی آسیاب کردن بهبود یابد و مصرف انرژی کمتر شود.

فاصله بین چکشها و توری
فاصله بین چکشها و توری زمانی حادث میگردد که صفحه دوار در حال گردش است. اگر فاصله خیلی باشد اندازه موادی که در انتها هستند، بزرگ میماند و چکش نمیتواند به طور موثر موادی را که در انتهای غربال میماند، خرد کند.

همچنین اگر فاصله خیلی کم باشد، مواد به سمت بالای غربال رفته و از آن بیرون میریزند. این دو حالت که بین توری و چکش پیش میآید موجب کاهش تولید میشود و ضمنا راندمان تولید نیز کاهش مییابد (معمولا 8 تا 12 میلیمتر اندازه قابل قبول است که توسط اپراتور تنظیم میشود).

مزایای آسیاب های چکشی:
1- قابلیت تولید طیف وسیعی از اندازه ذرات
2- قابلیت خردکردن مواد خشبی مختلف با میزان فیبر متفاوت
3- هزینه خرید و راهاندازی اولیه کمتر نسبت به آسیاب غلطکی
4- تعمیر و نگهداری کم هزینه

معایب آسیاب های چکشی:
1- بازده انرژی کمتر در مقایسه با آسیاب غلطکی
2- تولید گرمای زیاد (از دست رفتن انرژی)
3- تولید صدا و گرد و غبار
4- ذرات آسیاب شده فاقد یکپارچگی میباشند

آسیاب غلطکی³

آسیاب غلطکی در صنایع خوراک دام برای اهداف متعددی از جمله موارد زیر مورد استفاده قرار میگیرد:
*  برای ورقه کردن (پهن کردن و صاف کردن)
* برای خرد کردن خوراک و تبدیل آن به اندازههای کوچکتر برای مثال به عنوان دستگاه کرامبلر4 قابل استفاده میباشد.
*  برای آسیاب کردن غلات

بخش های مختلف آسیاب غلطکی شامل یک بدنه، تجهیزات دریافت مواد اولیه (غلطک ورودی)، دو جفت غلطک آسیاب کننده، دستگاه تنظیم کننده و سیستم موتور می باشد که از ورقههای نیکل، کرومیوم و آهن تشکیل شدهاند (شکل 3).
اجزا اصلی این نوع آسیاب دو جفت غلطک آسیاب کننده هستند که با سرعتهای مختلف بر خلاف یکدیگر میچرخند، غلطک بالایی سریعتر است و یاتاقان آن ثابت می باشد، غلطک پایینی با سرعت کمتری میچرخد و یاتاقان آن برای تنظیم فاصله با غلطک بالایی، متحرک است.
انرژی آسیاب غلطکی از طریق دندهها منتقل میشود و تفاوت تعداد شیار بین غلطک سریع و غلطک کند باعث ایجاد یک نسبت سرعت ثابت بین دو غلطک میشود. مواد اولیه از طریق قیف ورودی به صورت پیوسته وارد میشود و توسط غلطک ورودی به شکل لایه نازکی در میآیند و سپس به سمت دو غلطک هدایت خواهند شد و تحت اثر فشار و بریدن(قطع کردن) حاصل از غلطکها، آسیاب میشود و در نهایت محصول آسیاب شده از قسمت پایین دستگاه خارج خواهد شد.

مزایای آسیاب های غلطکی
1- بازده انرژی بیشتر
2- توزیع یکنواخت و همگون اندازه قطعات خرد شده
3- صدا و گرد غبار کمتر نسبت به آسیاب چکشی دارد
4- تولید حرارت نسبتا کم (زیرا فاقد توری به جهت غربال می باشد).

معایب آسیاب های غلطکی:
1- تاثیر بسیار کم روی میزان فیبر
2- هزینه اولیه بالا
3- نیاز به هزینه بالای نگهداری و تعمیر
4- ابعاد و اشکال نامنظمی از قطعات مواد اولیه خوراک حاصل می شود

خلاصه:
با توجه به مزایا و معایب آسیاب های چکشی و غلطکی که در فوق بیان گردید، هر یک از این دو دستگاه، توانایی خاص و شکلی منحصر به فرد، برای کاهش اندازه مواد اولیه را دارا هستند، بنابراین انتخاب آنها می بایست با توجه به موارد عنوان شده صورت پذیرد.

پی نوشتها:
1- Hammermill
2- Screen design
3- Roller mill
4- Crumbler

References:
AGNA.ir