Характеристики на раздробяването. Степента на смачкване и смилане. Характерни особености на смачкването

Процес на раздробяване

Лекция 5. РАЗТРЯВАНЕ

План за лекция

5.1 Процес на раздробяване

5.2 Етапи и степен на смачкване

5.3 Методи на раздробяване

5.4 Технология на раздробяване

Раздробяването е процес на намаляване на размера на бучките руда под въздействието на външни механични сили. Така се получава продукт с размер на частиците 15 mm. Този размер на граничното зърно е условен и може да варира в зависимост от вида на минерала. По-нататъшното намаляване на размера на материала се нарича смилане.

Раздробяването се извършва не само в преработвателните предприятия. Натрошени са: въглища или нефтени шисти в електроцентрали, които изгарят гориво в прахообразно състояние; въглища в коксовите заводи преди коксуване; варовици и доломити като флюси върху металургични заводи; камък за приготвяне на трошен камък за промишлени и пътна конструкцияи т.н. В тези случаи продуктите от раздробяването се използват директно, а процесът на раздробяване има самостоятелно значение. Размерът на получените продукти в този случай се определя въз основа на изискванията на технологията на консумиращите индустрии.

Процесите на раздробяване се използват главно за подготовка на суровини за по-нататъшно раздробяване. Единствената цел на тези операции е разкриването на зърна от ценни компоненти преди обогатяването. .

Процесите на раздробяване обикновено се извършват на три етапа:

Грубо раздробяване - от 1200 до 300 мм

Средно смачкване - от 300 до 75 мм

Фино смачкване - от 75 до 15 мм

Всеки етап се характеризира със степента на раздробяване (i), тоест съотношението на диаметъра на максималните парчета руда, доставени за раздробяване (D max) към диаметъра на максималните парчета руда след раздробяване (d max):

Степента на раздробяване, изчислена по формулата, не характеризира достатъчно напълно процесите на смачкване и раздробяване, нека приемем, че при раздробяване или раздробяване на два материала с еднакви размерни характеристики се получават продукти с еднакви максимални буци, но с различни размерни характеристики се получават. Общата плюсова характеристика е изпъкнала за единия продукт и вдлъбната за другия. Това означава, че вторият продукт е натрошен по-фин от първия, но ако изчислите степените на смачкване спрямо размера на максималните парчета, те ще се окажат еднакви. От това се вижда, че е по-правилно да се изчисли степента на смачкване като съотношението на средните диаметри, които се намират, като се вземат предвид характеристиките на размера на изходния материал и продукта на раздробяване.

Степента на смачкване, постигната във всеки отделен етап, се нарича коефициент на частично раздробяване.

i 1 = = 4; i 2 = = 4; i 3 = = 5.

Обща степенфрагментацията е равна на произведението на частичните степени на фрагментация.

аз общо = i 1 * i 2 * i 3 = 4 * 4 * 5 = 80

Степента на смачкване се определя от капацитета на трошащото оборудване.

Обикновено за

I етап на смачкване i = 3-5

II етап на смачкване i = 3-5

III етап на смачкване i = 3-8 (10)

Етапът на раздробяване е единична операция на раздробяване или комбинация от операции на раздробяване и пресяване.

Има няколко вида класификация на процеса на раздробяване.

По естеството на образуването и местоположението на бластомерите:

Пълен (холобластичен) - характерен за зиготи, съдържащи малко жълтък (мезо- и изоцитни яйца), докато жлебовете за разцепване преминават през цялото яйце, а жълтъкът, който имат, е включен във вегетативните бластомери;

Непълен (меробластичен) - характерен за зиготи, съдържащи големи резерви от жълтъчни протеини (полицитални яйца), докато жлебовете на разцепването не проникват в богатата на жълтък цитоплазма.

В зависимост от размера на образуваните бластомери:

униформа- бластомерите на животинския и вегетативния полюс са с еднакъв размер;

неравномерно- на животинския полюс са концентрирани по-малки бластомери, отколкото на вегетативния.

По скорост на образуване на бластомери:

синхронен- при еднаква скорост на образуване на бластомер на двата полюса на зиготата;

асинхронен- при животинския полюс скоростта на образуване на бластомери е по-висока, отколкото при вегетативната.

Разпределете четири основни типа холобластично раздробяване... Тази класификация се основава на относителното пространствено разположение на бластомерите:

Радиална;

Спирала;

Двустранно симетрични;

Погрешно (анархично).

Радиалният тип разцепване е присъщ на холобластични хордови (ланцетни, циклостоми, есетри, земноводни), бодлокожи и някои други групи.

При този тип разцепване бластомерите от различни широчини са разположени, поне в ранните етапи, по-скоро точно един над друг, така че полярната ос на яйцето служи като ос на ротационна симетрия.

Радиално равномерен тип на смачкване е характерен за яйцата на бодлокожите (фиг. 23).

Жабешкото яйце показва радиално неправилно разцепване. Браздата на първото деление на разцепването все още не е завършила отделянето на богатата на жълтък цитоплазма на вегетативното полукълбо, а браздите на второто деление вече са положени близо до животинския полюс. Поради високата концентрация на жълтък във вегетативната област, браздите на третото деление на разцепването са разположени много по-близо до животинския полюс (фиг. 24).

В резултат на това близо до животинския полюс се появява област на бързо делящи се бластомери и област на по-бавно делящи се бластомери на вегетативния полюс.

Спираловият тип разцепване се характеризира със загуба на елементи на симетрия още на етапа на четири, а понякога и два бластомера и е присъщ на безгръбначни (мекотели, анелиди и цилиарни червеи), обединени в групата Spiralia.

Този тип разцепване получи името си поради факта, че когато се гледа от животинския полюс, последователно отделящите се квартети (квартети) бластомери се въртят спрямо оста животно-вегетативна или вдясно, или наляво, сякаш образуват спирала когато се наслагват един върху друг (фиг. . 25).

Знакът на спирално разцепване, неговият дексио- (дясно-) или лео- (ляво-) тропизъм, тоест „усукване“, се определя от генома на майката на даден индивид. Той се различава в много отношения от радиалния тип смачкване.

Първо, яйцата не се делят успоредно или перпендикулярно на оста животно-вегетативна. Равнините на деленията на разцепването са ориентирани косо, което води до спирално подреждане на дъщерните бластомери.

Второ, броят на контактите между клетките е по-голям, отколкото в случая на радиално разцепване. На трето място, ембрионите със спираловиден тип разцепване претърпяват по-малко деления преди началото на гаструлацията. Получената бластула обикновено няма бластоцел (стерробластула).

Двустранен тип смачкване ( кръгли червеи, tunicates) се характеризира с наличието на една равнина на симетрия. Най-забележителната особеност на този тип разцепване е, че равнината на първото деление установява единствената равнина на симетрия на ембриона (фиг. 26).

Всяко следващо деление е ориентирано по отношение на тази равнина на симетрия, така че половината от ембриона от едната страна на първия жлеб е огледален образ на половината от ембриона от другата му страна.

ориз. 27. Анархична фрагментация (по Токин, 1987)

При двустранния тип разцепване се образува една равнина на симетрия: първата бразда преминава екваториално, след това животинският бластомер се разделя от меридионалната бразда, а вегетативната - от широчинната бразда. Резултатът е Т-образна фигура от четири бластомера без ротационна симетрия.

Чрез завъртане на вегетативната двойка бластомери, Т-образната фигура се трансформира в ромбична. Този завой се случва в интервала между деленията, в интерфазата.

В същото време те могат да се разпадат, например, под въздействието на вълни, но от отделни области се образуват пълноценни ембриони. В резултат на плътното съединяване на бластомерите един с друг в края на разцепването, морула.

Основните видове меробластично раздробяване са:

Повърхностен;

Дискоидален.

При повърхностно разцепване след сливането на пронуклеусите, ядрото на зиготата се разделя на много ядра, които с малко количество цитоплазма по цитоплазмените мостове преминават във външния слой на цитоплазмата без жълтък (периплазма) и са равномерно разпределени там

(говорим за центролецитни ооцити). Тук ядрата се делят синхронно още няколко пъти, като са разположени доста близо едно до друго (фиг. 28).

На този етап, още преди появата на клетъчни прегради (т.нар. синцитиална бластодерма), ядрата са заобиколени от специални структури от микротубули, след това разделянето на ядрата става асинхронно, между тях се образуват клетъчни септи и се образува базална мембрана. образува се, което отделя периплазмата от централната маса на жълтъка. Появяват се канали за разцепване, но те не влизат дълбоко в яйцето. Полученият повърхностен слой от клетки се нарича клетка бластодерма... Този вид смачкване е характерен за повечето насекоми.

Първите две бразди вървят перпендикулярно една на друга, но след това се нарушава строгият ред на браздите. В този случай само тънък цитоплазмен диск (бластодиск), разположен на животинския полюс, се разделя на бластомери.

Разделянепредставлява поредица от митотични деления на зиготата с образуването на много по-малки дъщерни клетки (бластомери). Митотичните деления на зиготата, а впоследствие и на бластомерите, протичат с увеличаване на броя на клетките, но без увеличаване на тяхната маса, следователно те се наричат ​​разцепване.

В човека разделяненяма фундаментални разлики от този на другите гръбначни животни, но протича много по-бавно. Разцепването е пълно или холобластично (браздовете на разцепване преминават през целия ембрион), неравномерно (в резултат на разцепването се образуват дъщерни клетки - бластомери с неравномерен размер) и асинхронно (различните бластомери се разцепват с различна скорост, следователно ембрионът при определени етапи на разцепване съдържат нечетен брой клетки) ...

Първо разделение на смачкванетрае средно около 30 часа, следващите са по-кратки (около 20-24 часа). В процеса на разцепване ембрионът се движи през фалопиевата тръба и на 6-ия ден от развитието навлиза в маточната кухина.

Бластомериот първо поколение при хората, подобно на зиготата, са тотипотентни (всеки бластомер е способен да се развие в пълноценен организъм). Преди етапа на 8 бластомера ембрионалните клетки образуват рехава, неоформена група и едва след третото делене установяват тесни контакти помежду си, образувайки компактна клетъчна топка от 16 бластомера, наречена морула. Уплътняването създава условия за развитие на външната клетъчна маса и на вътрешната клетъчна маса.

Последният- Това е материалът на бъдещото тяло на ембриона (ембриобласт) и извънембрионални органи. Бластомерите на външната клетъчна маса са малки и многобройни (има около 10 пъти повече от клетките на вътрешната клетъчна маса); те са източник на развитието на трофобласт.

Кога моруланавлиза в проксималната част на фалопиевата тръба и след това в маточната кухина, през нейната прозрачна зона, течността, съдържаща се във фалопиевата тръба и матката, започва да прониква. Появява се морула кавитация. Първо, течността се натрупва между клетките и образува малки празнини, които след това се сливат в една кухина вътре в морулата (бластоцел). Трофобластните клетки, които отделят течност, също участват в образуването на течност и кавитация.

От момента, в който се появи кухината, се нарича ембрионът бластоциста... Клетките на вътрешната клетъчна маса на бластоциста са локализирани на един от полюсите и са обърнати към кухината. Клетките на външната клетъчна маса са сплескани и, ограничавайки кухината, образуват обвивката на бластоциста - трофобласта. По време на периода на движение на раздробяващия ембрион по фалопиевата тръба от голямо значение е фактът, че останалата прозрачна зона пречи на бластоциста да прилепне към стените на тръбата и ембрионът да навлезе в маточната кухина. Тук той се освобождава от прозрачната зона и започва да се имплантира (потапя) в лигавицата на матката. Имплантирането на ембриона протича успоредно с гаструлацията.

Образува се зигота, способна на по-нататъчно развитие... Разделянето на зиготата се нарича смачкване. Разделяне- Това е многократно делене на зиготата след оплождане, в резултат на което се образува многоклетъчен ембрион.

Зиготата се дели много бързо, клетките намаляват по размер и нямат време да растат. Следователно ембрионът не се увеличава по обем. Получените клетки се наричат ​​бластомери, а стесненията, които ги отделят една от друга, се наричат ​​бразди на разцепване.

Според посоката се разграничават следните разцепни бразди: меридионални - това са браздите, които разделят зиготата от животинския към вегетативния полюс; екваториалната бразда разделя зиготата по екватора; широчинните бразди вървят успоредно на екваториалната бразда; тангенциалните жлебове вървят успоредно на повърхността на зиготата.

Екваториалната бразда винаги е една и може да има много меридионални, широчинни и тангенциални канали. Посоката на браздите за разцепване винаги се определя от позицията на шпиндела на разцепването.
Раздробяването винаги следва определени правила:

Първото правило отразява местоположението на вретеното на разцепването в бластомера, а именно:
- вретеното на разцепването е разположено в посока на най-голямата част от цитоплазмата, без включвания.

Второто правило отразява посоката на смачкващите бразди:
- браздите за разцепване винаги са перпендикулярни на делителното вретено.

Третото правило отразява скоростта на преминаване на смачкващите бразди:
- скоростта на преминаване на цепните бразди е обратно пропорционална на количеството жълтък в яйцето, т.е. в частта на клетката, където жълтъкът е малък, браздите ще преминават с по-висока скорост, а в частта, където жълтъкът е по-голям, скоростта на преминаване на браздите на разцепването ще се забави.

Раздробяването зависи от количеството и местоположението на жълтъка в яйцето. При малко съдържание на жълтък се раздробява цялата зигота, при значително количество се раздробява само част от зиготата, която е свободна от жълтъка. В тази връзка ооцитите се разделят на холобластични (напълно разцепени) и меробластни (с частично разцепване). Следователно, раздробяването зависи от количеството жълтък и, като се вземат предвид редица признаци, се подразделя: според пълнотата на покритието на зиготния материал от процеса, на пълно и непълно; по отношение на размера на образуваните бластомери на еднородни и неравномерни и според консистенцията на бластомерните деления - синхронни и асинхронни.

Пълното смачкване може да бъде равномерно и неравномерно. Пълната еднородност е характерна за ооцитите с малко количество жълтък и неговото повече или по-малко еднородно подреждане в. Яйцето се разделя от този вид. В този случай първата бразда минава от животното към вегетативния полюс, образуват се два бластомера; вторият жлеб също е меридионален, но върви перпендикулярно на първия, образуват се четири бластомера. Третият е екваториален, образуват се осем бластомера. След това има редуване на меридионални и широчинни бразди на разцепване. Броят на бластомерите след всяко деление се увеличава с многократно две (2; 4; 16; 32 и т.н.). В резултат на такова смачкване се образува сферичен ембрион, който се нарича бластула... Клетките, които образуват стената на бластулата, се наричат ​​бластодерма, а кухината вътре в бластоцела. Животинската част на бластулата се нарича покрив, а вегетативната част се нарича дъно на бластулата.

Непълното разцепване е характерно за телолецитните и центролецитните ооцити. В смачкването участва само безжълтъчната част на яйцето. Непълното разцепване се разделя на дискоидно (кокасти, влечуги, птици) и повърхностно (членестоноги).

Телолецитните яйца, в които във вегетативната част е концентрирано голямо количество жълтък, се разделят чрез непълно дискоидно разцепване. В тези ооцити безжълтъчната част на цитоплазмата под формата на ембрионален диск е разпръсната върху жълтъка в животинския полюс. Фрагментацията се случва само в областта на ембрионалния диск. Вегетативната част на яйцето, пълна с жълтък, не участва в разцепването. Дебелината на ембрионалния диск е незначителна, следователно вретената на разцепването по време на първите четири деления са разположени хоризонтално, а каналите на разцепването вървят вертикално. Образува се един ред клетки. След няколко деления клетките стават високи и вретената на разцепването се намират в тях във вертикална посока, а жлебовете на разцепването вървят успоредно на повърхността на яйцето. В резултат на това ембрионалният диск се превръща в плоча, състояща се от няколко реда клетки. Между ембрионалния диск и жълтъка се появява малка кухина с форма на празнина, която е подобна на бластоцела.

Непълно повърхностно разцепване се наблюдава в центролецитни ооцити с голямо количество жълтък в средата. Цитоплазмата в такива яйца е разположена на периферията и малка част от нея в центъра близо до ядрото. Останалата част от клетката се пълни с жълтък. През масата на жълтъка преминават тънки цитоплазмени въжета, свързващи периферната цитоплазма с перинуклеарната цитоплазма. Деленето започва с делене на ядрата, в резултат на което броят на ядрата се увеличава. Те са заобиколени от тънък ръб на цитоплазмата, придвижват се към периферията и са разположени в цитоплазмата без жълтък. Веднага след като ядрата влязат в повърхностния слой, той се разделя според техния брой на бластомери. В резултат на такова разцепване цялата централна част на цитоплазмата се придвижва към повърхността и се слива с периферната. Отвън се образува непрекъсната бластодерма, от която се развива ембрионът, а вътре е жълтъкът. Повърхностното разцепване е характерно за яйцата на членестоноги.

Естеството на разцепването се влияе и от свойствата на цитоплазмата, които определят относителното положение на бластомерите. На тази основа се разграничават радиално, спирално и двустранно смачкване. При радиално разцепване всеки горен бластомер е разположен точно под долния (кишечно-полови, бодлокожи, ланцетни и др.). При спираловидно разцепване всеки горен бластомер се измества наполовина спрямо долния, т.е. всеки горен бластомер е разположен между двата долни. В този случай бластомерите са разположени като в спирала (червеи, мекотели). При двустранно разцепване през зиготата може да се прокара само една равнина, от двете страни на която ще се наблюдават едни и същи бластомери (кръгли червеи, асцидии).

Раздробяването е етимитотичното деление на зиготата. Няма интерфаза между деленията и удвояването на ДНК започва в телофазата на предишното деление. Растежът на ембриона също не настъпва, тоест обемът на ембриона не се променя и е равен по размер на зиготата. Клетките, образувани по време на процеса на разцепване, се наричат ​​бластомери, а ембрионът се нарича бластула. Характерът на разцепването се дължи на вида на яйцето (фиг. 3)

Най-простият и филогенетично най-древният тип разцепване е пълното равномерно разцепване на изоцитните яйца. Бластула в резултат на пълно смачкване се нарича целобластула... Тя е еднослойна

бластула с кухина в центъра.

Бластула, образувана в резултат на пълно, но неравномерно разцепване, има многослойна бластодерма с кухина по-близо до животинския полюс и се нарича амфибластула.

Ориз. 3. Видове яйца и съответните им видове смачкване

Разделяне

Пълен (холобластен) непълен (меробластичен)

целобластула амфибластула стерробластула дискобластула перибластула

Схема 3

Непълното дискоидно разцепване завършва с образуването на бластула, в която бластомерите са разположени само на животинския полюс, докато вегетативният полюс се състои от неразделна жълтъчна маса. Бластоцелът е разположен под слоя на бластодермата под формата на процеп. Този вид бластула се нарича дискобластула.

Специален вид смачкване е непълното повърхностно смачкване на членестоноги. Тяхното развитие започва с многократно разцепване на ядрото, разположено в центъра на яйцето сред жълтъчната маса. Образуваните в този случай ядра се придвижват към периферията, където се намира бедната на жълтък цитоплазма. Последният се разпада на бластомери, които в основата си преминават в неразделената централна маса. По-нататъшното разцепване води до образуването на бластула с един слой бластомери на повърхността и жълтък вътре. Тази бластула се нарича перибластула.

Специално трябва да се спомене раздробяването на яйца от бозайници. В яйцата на бозайници има малко жълтък. Това са алецитни или олиголецитни яйца по количество жълтък, а по разпределение на жълтъка върху яйцеклетката това са хомолецитни яйца. Разцепването им е пълно, но неравномерно; още в ранните етапи на разцепване се наблюдава разлика в бластомерите в техния размер и цвят: светлите са разположени по периферията, тъмните в центъра. Околният ембрионен трофобласт се образува от светли клетки, чиито клетки изпълняват спомагателна функция и не участват пряко в образуването на тялото на ембриона. Трофобластните клетки разтварят тъканите, поради което ембрионът се въвежда в стената на матката. Освен това клетките на трофобласта се ексфолират от ембриона, образувайки куха везикула. Кухината на трофобласта е пълна с течност, която дифундира в нея от тъканите на матката. Ембрионът по това време изглежда като възел, разположен на вътрешната стена на трофобласта. Бластула при бозайници има малък централно разположен бластоцел и се нарича стерробластула... В резултат на по-нататъшно разцепване ембрионът има формата на диск, разпръснат върху вътрешната повърхност на трофобласта.

По този начин, разцепването на ембрионите на различни многоклетъчни животни, въпреки че протича по различни начини, в крайна сметка завършва с факта, че оплодената яйцеклетка (едноклетъчен етап на развитие) в резултат на разцепването се превръща в многоклетъчна бластула. Външният слой на бластулата се нарича бластодерма, а вътрешната кухина е бластоцелили първичен, кухинакъдето се натрупват отпадъчни продукти от клетките.