Матеріал узятий із сайту www.hystology.ru
Дроблення – подальший процес розвитку одноклітинної зиготи, в ході якого утворюється багатоклітинна бластула, що складається зі стінки – бластодерми та порожнини – бластоцелю. У бластодермі розрізняють дах, дно та розташовану між ними крайову зону. У процесі мітотичного поділу зиготи утворюються нові клітини - бластомери, що залишаються тісно пов'язаними одна з одною.
У початковій стадії дроблення багатоклітинний організм за своїм розміром подібний до зиготи, тому що його бластомери, поділяючись, не досягають розміру вихідної клітини. Характер дроблення в. Еволюційний ряд хордових різний, що значною мірою обумовлено кількістю і розподілом жовтка в яйцеклітинах.
Дроблення може бути повним (голобластичним) або частковим (меробластичним). При голобластичному дробленні бере участь весь матеріал зиготи, при меробластичному - тільки та її зона, позбавлена жовтка.
Повнедроблення класифікують на рівномірне та нерівномірне. Повне рівномірне дроблення (рис. 43) характерне для яєць з малою кількістю жовтка (оліголецитальних) та рівномірно розташованим по всій цитоплазмі клітини жовтком (ізолецитальним). Прикладом такого дроблення можуть служити ланцетник, аскарида та ін. У заплідненій яйцеклітині розрізняють два полюси: верхній – анімальний та нижній – вегетативний.
Після запліднення жовток, незначна кількість якого було рівномірно розподілено всій цитоплазмі, переміщається до вегетативного полюса. Перша борозна дроблення проходить у меридіональному напрямку і ділить зиготу на два бластоміри, які відповідають майбутній лівій та правій половині тіла зародка. Друга борозна дроблення проходить також меридіонально під прямим кутом до першої, і тепер зародок складається з чотирьох бластомерів. Третя борозна дроблення має екваторіальний напрямок, тому кожен бластомір поділяється на дві частини. Такий зародок побудований з восьми бластомерів, при цьому чотири з них утворилися з вегетативного полюса зиготи, у зв'язку з чим вони містять весь жовток зиготи і відрізняються великими розмірами. Ці бластоміри відповідають задній частині тіла; анімальні – чотири – передньої частини.
Потім з'являються дві меридіональні борозни, що ділять зародок на 16 бластомерів. П'яте дроблення - це дві широтні борозни, у складі зародка 32 бластоміри. Вони починають
Рис. 43. Схема розташування борозен дроблення у ланцетника (A):
I- Зародок на стадії двох бластомерів; II- Зародок на стадії чотирьох бластомерів; III- Зародок на стадії восьми бластомерів; IV- Зародок на стадії 16 бластомерів; V- Зародок на стадії 32 бластомерів; VI – зародок на стадії 64 бластомерів; VII – зародок на стадії 128 бластомерів. Будова бластули (Б): 1- бластодерма; 2 - бластоціль; 3 - дно; 4 - Крайова зона; 5 - дах бластули.
поступово відсуватися друг від друга, контактуючи лише бічними поверхнями. Усередині зародка утворюється спочатку невелика порожнина – бластоціль, яка поступово збільшується. Після шостого дроблення утворюється 64 клітини, при цьому борозни дроблення проходять меридіонально. Після сьомого дроблення (виникають чотири широтні борозни) зародок складається з 128 бластомерів.
Пізніше синхронність у розподілі зародка порушується, бластомери відсуваються на периферію і розташовуються на один шар, формуючи бластодерму, а центрі зародка утворюється бластоцель.
Дроблення завершується утворенням бластули, форма якої нагадує кулю, заповнену рідиною. Стінка кулі утворена клітинами бластодерми.
Таким чином, при повному рівномірному дробленні матеріал усієї зиготи бере участь у розподілі і після кожного поділу (дроблення) число клітин (бластомерів) збільшується вдвічі.
У бластодермі диференціюються такі ділянки: дах, побудований з відносно дрібних бластомерів; дно - це більші бластомери та крайова зона, що лежить між дном і дахом бластули.
Рис. 44. Повне нерівномірне дроблення зиготи амфібії. Будова бластули:
1 - Мікроміри; 2 - макроцити; 3 – бластодерма; 4 - бластоціль.
Повне нерівномірне дроблення характерне для мезолецитальних (середня кількість жовтка) та телолецитальних (жовток розташований у вегетативному полюсі) яйцеклітин. Прикладом цього типу дроблення може бути дроблення зиготи амфібій (рис. 44).
Дроблення починається з утворення двох меридіональних борозен дроблення, що йдуть один за одним під прямим кутом. Вони швидко ділять позбавлений жовтка анімальний полюс зиготи на два, а потім на чотири дрібні бластомери. Вегетативний полюс, що містив весь жовток зиготи, дробиться значно повільніше, і бластомери, що виникають тут, більших розмірів.
Третя борозна проходить ближче до анімального полюса зиготи та має широтний напрямок. Широтні борозни дроблення змінюються меридіональними, при цьому дуже скоро виникає асинхронність і тангенціальність (розподіл бластомерів в
Рис. 45. Часткове (дискоїдальне) дроблення зародка курки:
А, В- стадії дроблення - вид зверху (А - дві меридіональні борозни, У- пізніша стадія дроблення); З- розріз зародкового диска (а, b, с - крайові клітини, розташовані на жовтку; d, e, f, g, h- Клітини, ізольовані від жовтка).
площини, паралельної поверхні зиготи) у дробленні, тому воно завершується утворенням багатошарової бластули. Дах бластули побудований з дрібних бластомерів, іменованих мікромірами. Дно складається з великих бластомерів – макромерів. Весь жовток локалізований макромерах. Бластоціль зрушений до анімального полюса та зменшений у розмірі. Бластула, що утворилася в процесі голобластичного (повного) дроблення, зветься цілобластули.
Часткове, або меробластичне (дискоїдальне), дробленняпоширене у риб, рептилій, птахів і притаманно полілецитальних (багато жовтка) і телолецитальных яєць (рис. 45).
У дробленні бере участь лише позбавлений жовтка поверхневий шар анімального полюса зиготи, тому що тут знаходяться ядро клітини та цитоплазма без жовтка. Решта зиготи завантажена жовтком і тому не дробиться.
Перші дві меридіональні борозни проходять через анімальний полюс під кутом один до одного. Вони не поширюються на вегетативний полюс, у зв'язку з чим останній залишається нерозділеним на бластоміри. Меридіональні борозни змінюються широтними та тангенціальними. Бластомери, що утворилися під час дроблення, розташовуються на жовтку в один шар. Цей шар називається зародковим диском, тому дроблення отримало назву дискоїдального.
На побудову тіла зародка використовується лише його центральна частина – зародковий щиток. Решта зародкового диска бере участь у освіті тимчасових (провізорних) органів - зародкових оболонок, які створюють сприятливі умовиу розвиток зародка.
Дроблення завершується утворенням бластули, яке бластоцель має вигляд вузької щілини і зрушений до анімального полюса. Дах бластули побудований з бластомерів. Крайова зона - це клітини (бластомери) периферичної зони зародкового диска, що інтенсивно діляться. Дном є нерозділений на бластомір жовток вегетативного полюса зиготи. Такий тип бластули називається дискобластула.
Таким чином, з наведеного матеріалу випливає, що хордові мають певну залежність між кількістю жовтка в яйцеклітинах і характером дроблення. Воно змінюється від повного (голобластичного) до часткового (меробластичного), а бластула - від целобластули до диско бластулі.
Загальними властивостями зародків, що розвиваються всіх класів тварин на стадії дроблення є поступове збільшення числа клітин, а отже, і ДНК, так як дочірні клітини завжди диплоїдні; збільшення площі клітинних поверхонь; Зростання регіональних відмінностей клітинних популяцій.
ТЕМА 5 ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ПРОЦЕСУ руйнування гірських пород
1. Способи руйнування гірських порід при дробленні та подрібненні.
2. Властивості гірських порід, які мають значення при руйнуванні.
3. Стадії дроблення. Ступінь дроблення.
4. Гіпотези дроблення та подрібнення.
Процеси дроблення та подрібнення застосовуються для доведення матеріалу до необхідної крупності, гранулометричного складу або заданого ступеня розкриття мінералів, тобто для отримання вільних мінеральних зерен. При цьому шматки гірських порід руйнуються зовнішніми силами. Руйнування – це процес зародження та зростання тріщин і доби. Відбувається по ослаблених перерізах, що мають тріщинуватість або інші дефекти структури. Руйнування настає після переходу за межу міцності нормальних і дотичних напружень, що виникають у матеріалі при його пружних деформаціях: стисканні, розтягуванні, згинанні або зсуві. Межа міцності – граничне значення напруги, вище за який зразок руйнується практично миттєво, а нижче – живе необмежено довго.
Різні способи дроблення та подрібнення відрізняються видом основної незворотної деформації, що спричинила руйнування. Відповідно до цього способи руйнування поділяються на (рис. 2.1):
1) роздавлювання – настає після переходу напруг за межу міцності на стиск;
2) розколювання – після переходу напруг за межу міцності на розтяг;
3) злам – після переходу напруг за межу міцності на вигин;
4) зрізування – після переходу напруг за межу міцності на зсув;
5) стирання – після переходу напруг у зовнішніх шарах шматків за межу міцності на зсув;
6) удар - вплив динамічних навантажень на матеріал, деформації виникають ті ж: стиск, розтяг, згин, зсув.
|
Зрізування Стирання Удар |
Рисунок 2.1 – Способи руйнування матеріалів
Ці способи руйнування є загальними для операцій дроблення, і операцій подрібнення, проте ці процеси різняться за своїм технологічним призначенням. Прийнято вважати дробленням такий процес руйнування, в результаті якого більша частина продукту має вищу 5 мм. При подрібненні одержують продукт дрібніше 5 мм. Розмір 5 мм прийнято умовно.
Всі машини, що застосовуються для руйнування шматків гірських порід діляться за технологічним призначенням на дробарки та млина. Відмінними рисами цих типів машин є:
Дробарки – 1) між дробящими тілами завжди є зазор, який вільний на холостому ходу та заповнений матеріалом на робочому ходу; 2) видають в основному кусковий продукт з величезним переважанням великих фракцій.
Млини – 1) деталі, що подрібнюють, стикаються на холостому ходу, а на робочому – розділені шаром матеріалу; 2) видають порошкоподібний продукт із переважанням дрібних фракцій.
У різних конструкціях машин можуть використовуватися відразу кілька способів руйнування, але переважним є один із них:
Роздавлювання – у щокових, валкових та конусних дробарках;
Розколювання – у зубчастих та голчастих дробарках;
Удар – у молоткових дробарках та дезинтеграторах;
Стирання – у млинах.
Для процесів руйнування найбільш важливі міцність (фортеця), дробність, подрібнюваність та абразивність гірських порід. Міцність – здатність твердого тіла чинити опір руйнуванню від дії зовнішніх сил. Характеризується граничною напругою, яка може бути створена в небезпечному перерізі тіла.
З погляду фізико- механічних властивостейпорід найвигідніше руйнувати їх розтягуванням. Але з конструктивних міркувань переважно використовується роздавлювання. Тому для порівняння властивостей міцностіпорід використовують напругу на стиск або коефіцієнт фортеці, розроблений проф. Протодьяконовим М. М. За шкалою Протодьяконова всі породи діляться на 10 категорій з коефіцієнтами фортеці від 0.3 для найслабших до 20 найбільш міцних порід.
Дробність - це узагальнюючий параметр для багатьох механічних властивостей порід і виражає енергоємність процесу дроблення.
Подрібнюваність оцінюють за питомою продуктивністю млина за новоутвореним розрахунковим класом.
Абразивність оцінюють по зносу матеріалу робочих поверхонь машин у процесі дроблення при терті.
Оцінка результатів дроблення (подрібнення) провадиться за ступенем дроблення (подрібнення) та ефективності роботи машин. Ступінь дроблення - відношення розмірів шматків вихідного матеріалу до розміру шматків продукту дроблення.
I = D/d, (2.1)
Де i – ступінь дроблення, D, d – середній або максимальний розміршматка в харчуванні та подрібненому продукті, відповідно.
Немає таких дробильних машин, які б приймати вихідну руду і видавати кінцевий продукт. Тому застосовують кілька прийомів (стадій) подрібнення (див. схему). Залежно від крупності вихідного та подрібненого матеріалу розрізняють такі стадії дроблення та подрібнення, показники для яких наведені у табл. 2.1.
Таблиця 2.1 - Стадії дроблення та подрібнення
При дробленні (подрібненні) у кілька послідовних стадій загальний ступінь дроблення (подрібнення) визначається як добуток усіх ступенів дроблення в окремих стадіях:
I = i 1 i 2 i 3 i n. (2.2)
Дробарки (млини) можуть працювати у відкритому або замкнутому циклі. При відкритому циклі матеріал проходить дробарку один раз, при замкнутому - надрешітний продукт гуркоту безперервно повертається в дробарку на додроблення, утворюючи циркулююче навантаження. У разі млинів – піски (великий продукт) гідроциклону чи класифікатора повертаються на доподрібнення. Замкнуті цикли забезпечують більш високий рівень дроблення (подрібнення) проти відкритими.
Якщо продукт дроблення являє собою вільні зерна корисного мінералу, то подальше дроблення не має сенсу, тому що тільки призводитиме до переподрібнення матеріалу. Процес є енергоємним, тому проф. Г. О. Чечет сформулював принцип НЕ ДРОБИТИ НІЧОГО ЗАЛИШНЬОГО. При руйнуванні відбувається подолання сил зчеплення між частинками та утворення нової поверхні. Енергія, споживана при дробленні (подрібненні) витрачається на: 1) пружну деформацію зерен, що руйнуються, тобто розсіюється в навколишній простір у вигляді тепла; 2) утворення нової поверхні, тобто перетворюється на вільну поверхневу енергію подрібнених зерен. При подрібненні витрата корисної енергії – утворення нової поверхні – становить близько 1% загальної її витрати.
Нехай руйнується зерно як куба з розміром d, представлене на рис. 2.2.
 |
Рисунок 2.2 – Зміна сумарної поверхні зерен під час дроблення
Тоді поверхня частинок буде:
До дроблення: S 1 = 6 d 2 1Кубик. (2.3)
Після дроблення: S 2 = 6 (d/2) 2 8Кубиків = 6 d 2 2; (2.4)
S 3 = 6 (d/3) 227 = 6 d 2 3; (2.5)
………………….. ; (2.6)
S n = 6 d 2 n. (2.7)
Тут n – кількість частинок.
Таким чином, при зменшенні розмірів шматків руди відбувається збільшення загальної поверхні частинок.
Для оцінки порошкоподібних матеріалів використовується поняття питомої поверхні, тобто поверхні, що припадає на одиницю ваги матеріалу. В даному випадку:
S yд = 6 d 2 / d 3 δ = 6 / d δ. (2.8)
Позначимо 6/δ = К. Для часток малого розміру К = соnst.
При дробленні Q вагових одиниць матеріалу із середнім розміром шматків D отримаємо стільки ж вагових одиниць матеріалу із середнім розміром d. Поверхня матеріалу до дроблення:
S 1 yд = K Q / D. (2.9)
Після дроблення:
S 2 yд = K Q/d. (2.10)
Знову утворена при дробленні поверхня буде:
ΔS = S 2 - S 1 = K Q / d - K Q / D = K (1 / d - 1 / D) Q (2.11)
Відомо кілька гіпотез енергетичної оцінки процесів дроблення та подрібнення. Одна з них - гіпотеза Ріттінгер (1867г): Витрата енергії на дроблення пропорційний величині знову утвореної поверхні. У математичному вираженні має вигляд:
E = K 0 ΔS = K 0 К (1/d – 1/D) Q. (2.12)
Тут E – витрата енергії, K 0 – коефіцієнт пропорційності, за фізичним змістом є витрата енергії освіту однієї квадратної одиниці нової поверхні.
Позначимо: Ko K = K1. (2.13)
Тоді E = K1 (1/d – 1/D) Q. (2.14)
Помножимо і розділимо праву частину рівняння (2.14) на D, отримаємо
E = K1 (1/d - 1/D) Q D / D = K1 (D / d - D / D) Q / D = K1 (i - 1) Q / D. (2.15)
Таким чином, за Ріттінгер витрата енергії на дроблення однієї вагової одиниці матеріалу пропорційний ступеня дроблення i мінус одиниця.
За гіпотезою Кирпичева (1874р.) та Кіка (1885р.) енергія, необхідна для дроблення та подрібнення матеріалу пропорційна його вазі (або обсягу):
E1 = K0 Q. (2.16)
З виразу (2.16) випливає, що енергія, що затрачується, не залежить від крупності матеріалу. Коефіцієнт До виражає витрата енергії на одиницю ваги при цьому ступені подрібнення. Можна вибрати схему з однаковими ступенями дроблення у кожній стадії:
I 1 = i 2 = i 3 = ….. = i n. (2.17)
Тоді з урахуванням (2.17) загальний ступінь дроблення становитиме:
Де n - Число стадій дроблення.
При цьому енергії дроблення в кожній стадії дорівнюють між собою:
E 1 = E 2 = E 3 . (2.19)
З урахуванням виразів (2.16) та (2.19) загальна енергія дроблення за всією схемою буде:
E = K0 Qn. (2.20)
Для виключення ступеня у виразі (2.18) виконаємо його логарифмування та висловимо n:
Lg I = n lg i, (2.21)
N = lg I/lg i (2.22)
Підставимо співвідношення (2.22) у формулу (2.20) і отримаємо:
E = K0 Q lg I/lg i. (2.23)
Для одного і того ж матеріалу і при одному і тому ж ступені дроблення в кожній стадії величини К0 і i будуть постійними, тому можна позначити
K2 = K0/lg I, (2.24)
Тоді енергія дроблення (подрібнення) визначиться з урахуванням співвідношення (2.23) як:
E = K2 Q lg I, (2.25)
Математичний вираз для ступеня дроблення (2.1) можна подати у вигляді
D/d = (1/d) / (1/D). (2.26)
Lg I = lg [(1/d) / (1/D)] = lg (1/d) – lg (1/D). (2.27)
З урахуванням співвідношень (2.25) і (2.27) вираз для енергії дроблення матиме вигляд:
E = K2 [lg (1 / d) - lg (1 / D)] Q. (2.28)
Формула (2.28) є математичним виразом гіпотези Кіка-Кірпічева аналогічно вираженню гіпотези Ріттінгера. По Ріттінгер витрата енергії пропорційна поверхні, по Кіку-Кірпічеву - обсягу. Відповідно ці закони звуться поверхневого і об'ємного законів дроблення (подрібнення). Дані експериментів та промислової практики показали, що ці закони справедливі лише у певних діапазонах крупності. Гіпотеза Ріттінгер добре узгоджується з практикою при тонкому подрібненні, а гіпотеза Кіка-Кирпичева - при великому дробленні.
Академік Ребіндер (1941 р.) запропонував гіпотезу, що охоплює будь-який випадок руйнування корисних копалин, математичний вираз якої має вигляд:
A = σ S + K ΔV. (2.29)
Тут A - робота, що витрачається на руйнування твердого тіла, σ - поверхнева енергія на одиницю твердої поверхні (σ - надлишок вільної енергії в прикордонному шарі), ΔS - поверхня, що знову утворюється при руйнуванні, ΔV - частина об'єму тіла, що зазнала деформації, K - робота пружної та пластичної деформації, що припадає на одиницю обсягу.
При великому дробленні великих шматків руди K ΔV >> σ ΔS, тому що збільшення поверхні незначне, і робота буде в основному пропорційна обсягу (гіпотеза Кирпичева):
AK ≈ K ΔV = КK D 3. (2.30)
При руйнуванні дрібних шматків руди (подрібнення) σ S >> K ΔV, тому що збільшення поверхні значно. У цьому робота майже пропорційна величині нової освіченої поверхні (гіпотеза Риттингера):
AR ≈ σ ΔS = KR D 2. (2.31)
Гіпотеза Ребіндера пов'язує процес руйнування з фізико-механічними властивостями порід та мінералів (поверхнева енергія, твердість).
Розділимо обидві частини рівняння (2.29) на ΔS та отримаємо:
A / ΔS = σ ΔS / ΔS + K ΔV / ΔS, (2.32)
A/ΔS = σ+KΔV/ΔS. (2.33)
Позначимо у виразі (2.33):
σ + K ΔV / ΔS = Hs. (2.34)
Тоді з урахуванням співвідношень (2.33) та (2.34) отримаємо:
H s = A/ΔS. (2.35)
Величину H s треба розглядати як коефіцієнт твердості, що дорівнює роботі утворення одиниці нової поверхні. Разом з тим, величина H s пов'язана з поверхневою енергією співвідношенням (2.34). Таким чином, чим більша поверхнева енергія твердого тіла, тим більша його твердість, а, отже, і більша робота, яку треба витратити на руйнування – утворення нової поверхні.
Гіпотеза Ребіндера придатна для будь-якого діапазону крупності, тому що вона зводиться до закону Ріттінгер або Кирпичева при певних значеннях крупності. Ця гіпотеза враховує обидва види енергії – поверхневу та потенційну енергію деформації обсягом дробимого тіла.
Американський учений Бонд (1950 р.) запропонував гіпотезу, проміжну стосовно законів Риттінгера і Кирпичева:
За гіпотезою Бонда елементарна робота пропорційна збільшенню параметра, що є середньогеометричним між об'ємом та поверхнею:
Практика показує певний зв'язок між індексом роботи з Бонда та коефіцієнтом міцності порід за Протодьяконовим.
Існує кілька типів класифікації процесу дроблення.
За характером освіти та розташування бластомірів:
Повне (голобластичне) - характерно для зигот, що містять мало жовтка (мезо-і ізолецитальні яйця), при цьому борозни дроблення проходять через все яйце, а жовток, що є у них, включається в вегетативні бластомери;
Неповне (меробластичне) - характерне для зигот, що містять великі запасибілків жовтка (полілецитальні яйця), при цьому борозни дроблення не проникають у багату на жовту область цитоплазми.
Залежно від розмірів бластомерів, що утворилися:
рівномірне- бластоміри на анімальному та вегетативному полюсі мають однакові розміри;
нерівномірне- на анімальному полюсі зосереджені дрібніші бластоміри, ніж на вегетативному.
За швидкістю формування бластомерів:
синхронне- при однаковій швидкості утворення бластомерів на обох полюсах зиготи;
асинхронне- на анімальному полюсі швидкість утворення бластомерів вища, ніж на вегетативному.
Виділяють чотири основні типи голобластичного дроблення. Ця класифікація заснована на взаємному просторовому розташуваннібластомірів:
Радіальне;
Спіральне;
Білатерально-симетричне;
Неправильне (анархічне).
Радіальний тип дроблення притаманний голобластичним хордовим (ланцетник, круглороті, осетрові риби, амфібії), голкошкірим та деяким іншим групам.
При цьому типі дроблення бластомери різних широтних ярусів розташовуються принаймні на ранніх стадіях досить точно один над іншим, так що полярна вісь яйця служить віссю поворотної симетрії.
Радіальний рівномірний тип дроблення характерний для голкошкірих яєць (рис. 23).
У яйця жаби спостерігається нерівномірний радіальний тип дроблення. Борозна першого поділу дроблення ще не завершила поділу багатою на жовток цитоплазми вегетативної півкулі, а борозни другого поділу вже закладаються поблизу анімального полюса. Через велику концентрацію жовтка у вегетативної області борозни третього поділу дроблення розташовуються значно ближче до анімального полюса (рис. 24).
В результаті виникають область бластомерів, що швидко діляться поблизу анімального полюса і область більш повільно діляться бластомерів вегетативного полюса.
Спіральний тип дроблення характеризується втратою елементів симетрії вже на стадії чотирьох, а іноді і двох бластомерів і притаманний безхребетним (молюски, кільчасті та вії черв'яки), що об'єднуються в групу Spiralia.
Свою назву цей тип дроблення отримав через те, що при погляді з анімального полюса четвірки (квартети), що послідовно відокремлюються, бластомерів повертаються щодо анімально-вегетативної осі то в праву, то в ліву сторону, як би утворюючи при накладенні один на одного спіраль (рис 25).
Знак спірального дроблення, його дексио-(право-) чи лео-(ліво-) тропність, т. е. «закрученість», визначається геномом матері даної особини. Воно багато в чому відрізняється від радіального типу подрібнення.
По-перше, яйця не діляться паралельно чи перпендикулярно анімально-вегетативної осі. Площини поділів дроблення спрямовані похило, що призводить до спірального розташування дочірніх бластомерів.
По-друге, кількість контактів між клітинами більша, ніж при радіальному дробленні. По-третє, зародки зі спіральним типом дроблення проходять менше поділів на початок гаструляції. Бластули, що виникають таким чином, зазвичай не мають бластоцілі (стерробластула).
Білатеральний тип дроблення (круглі черв'яки, оболочники) характеризується наявністю однієї площини симетрії. Найбільш примітна особливість цього типу дроблення полягає в тому, що площина першого поділу встановлює єдину площину симетрії зародка (рис. 26).
Кожне наступне розподіл орієнтується стосовно цієї площині симетрії так, що половина зародка по одну сторону від першої борозни є дзеркальним відображенням половини зародка по інший бік.
Рис. 27. Анархічне дроблення (Токін, 1987)
При білатеральному типі дроблення формується одна площина симетрії: перша борозна проходить екваторіально, далі анімальний бластомер ділиться бородиною меридіональної, а вегетативний - широтною. В результаті виходить Т - образна фігура з чотирьох бластомерів, що не має поворотної симетрії.
Шляхом повороту вегетативної пари бластомерів Т-подібна фігура перетворюється на ромбічну. Цей поворот відбувається у проміжку між поділами, в інтерфазі.
При цьому вони можуть розпадатися, наприклад, під ударами хвиль, але з окремих ділянок утворюються повноцінні зародки. В результаті щільного поєднання бластомерів один з одним наприкінці дроблення утворюється морула.
Основними типами меробластичного дроблення є:
Поверхневий;
Дискоїдальне.
При поверхневому дробленні після злиття пронуклеусів ядро зиготи ділиться на багато ядер, які з невеликою кількістю цитоплазми цитоплазматичним місткам переходять у зовнішній шар вільної від жовтка цитоплазми (периплазму) і рівномірно там розподіляються
(мова йдепро центролецитальні яйцеклітини). Тут ядра ще кілька разів синхронно діляться, розташовуючись досить близько один до одного (рис. 28).
На цій стадії, ще до виникнення клітинних перегородок (так званої синцитіальної бластодерми), ядра оточуються особливими структурами з мікротрубочок, потім розподіл ядер стає асинхронним, між ними формуються клітинні перегородки та утворюється базальна мембрана, що відокремлює периплазму від центральної маси жовтка. Борозни дроблення з'являються, але вони не заходять глибоко в яйце. Поверхневий шар клітин, що виник, називається клітинною. бластодермою. Цей тип дроблення характерний більшості комах.
Перші дві борозни проходять перпендикулярно одне одному, але далі суворий порядок проходження борозен порушується. При цьому на бластомер ділиться лише тонкий диск цитоплазми (бластодиск), розташований на анімальному полюсі.
Вступ
Технологічна частина
Вибір обладнання 1 ступеня дроблення
Дробарки, які підходять для установки в 1 ступені дроблення підбираємо за вихідними даними:
1. За межі міцності матеріалу при стисканні σ сж=50 · 10 6 Па
2. За максимальним розміром шматка вихідного матеріалу δ н.мах= 0,8м.
Вибір машини роздавлювальної чи ударної дії можна зробити орієнтовно за табл.1.
Таблиця 1
ЩДС-12х15.
При ширині розвантажувальної щілини а=110мм продуктивність дорівнює:
де V- Величина продуктивності дробарки;
До р- Коефіцієнт розмолоздатності;
Зміна ширини щілини розвантаження;
а- Ширина розвантажувальної щілини.
- приймаємо 1 дробарку
0 55 110 165 220 δ, мм
Рис.2. Характеристика дисперсійного складу вихідного матеріалу
При величині зазору а=110мм максимальний розмір частинок на виході з дробарки, згідно з рис.2 дорівнюватиме:
Ступінь подрібнення дорівнює:
Тоді при Кδ=1,2 (див. рис. 3.7) та G= 25,79 кг/с,
потужність двигуна дробарки буде:
Що не перевищує величини N дввибраної дробарки ( N дв= 160кВт)
Отже, приймаємо 1 дробарку ЩДС-12х15с N дв=160 кВт (на 1 дробарку 160 кВт).
Зіставляючи ці дані, вибираємо дробарку М-13-11.
Побудуємо криву дисперсійного складу матеріалу на виході з дробарки. Для цього обчислимо величини, необхідні для розрахунку:
Окружна швидкість ротора по вершинах молотків
Масу ідеального молотка
Проведемо розрахунок кінцевого розміру частинок при трьох значеннях н:
1. 165 мм; 2. 110мм; 3. 55мм.
У першому випадку δ н =165мм;
У другому випадку δ н = 110мм;
У третьому випадку δ н =55мм;
0 55 110 165 220 δ,мм
Рис.3. Характеристика дисперсійного складу вихідного матеріалу
За кінцевим розміром частинок після подрібнення вибираємо кульовий млин. У неї рекомендується завантажувати матеріал н.мах ≤ 6·10 -3 м. з рис. 3 слід, що 20% матеріалу, що виходить з дробарки, складають частинки розміром більше 6·10 -3 м, цю частку матеріалу необхідно до подрібнити до розміру н.мах ≤ 6·10 -3 м.
Відібрану на гуркоті велику фракцію матеріалу повертаємо на доподрібнення в молоткову дробарку М-13-11.
Тоді повна продуктивність дробарки складе:
Кількість дробарок, необхідне для забезпечення вихідної об'ємної продуктивності дорівнює:
- Приймаємо 1 дробарку.
При δ к.ма x =14,6мм величина складе:
Остаточно приймаємо =32мм.
Потужність двигуна дробарки буде:
Що не перевищує величини N дввибраної дробарки ( N дв= 130кВт). Отже, приймаємо 1 дробарку М-13-11 з N дв= 130 кВт.
Висота скидання матеріалу в дробарку:
Охорона довкілля
Природоохоронні питання під час виробництва цементу та вапна в першу чергу включають таке:
Викиди в атмосферу
Споживання енергії та палива
Стічні води
Утворення твердих відходів
1. Вимоги до санітарної охорони водних ресурсів.
1.Скидання стічних і дренажних (далі - стічних) вод, що відкачуються з шахт і розрізів, після використання у процесах збагачення на збагачувальних та брикетних фабриках, а також господарсько-побутових стоків у водойми допускається тільки після їх ефективного очищення та знезараження з лабораторним контролем зважених та розчинених у воді речовин. У проекті очисних споруд має бути представлений розрахунок часу відстоювання стічних вод з обґрунтуванням застосування (або відмови від застосування) коагулянтів та флокулянтів. Не допускається введення в дію технологічного обладнання до пуску в експлуатацію споруд для очищення стічних вод.
2. Продуктивність споруд з очищення вод повинна розраховуватися на можливе збільшення потужності підприємств (не менше 20-річного терміну) відповідно до вимог СНіП "Водопостачання. Зовнішні мережі та споруди. Норми проектування" та СНіП "Каналізація. Зовнішні мережі та споруди. Норми проектування ".
3. Схеми водопостачання підприємств повинні передбачати організацію оборотних циклів використання води у технічних цілях.
4. Скидання стічних вод підприємств у водоймища повинно здійснюватися за суворого дотримання вимог до якості води, що скидається, у першого пункту водокористування нижче за течією відповідно до СанПіН "Охорона поверхневих вод від забруднень", СанПіН "Санітарні норми гранично допустимого вмісту шкідливих речовин у воді господарсько-питного та культурно-побутового водокористування" та доповнень до нього, " Методичними вказівкамиз санітарної охорони водойм від забруднення стічними водами підприємств вугільної промисловості".
5. Санітарній охороні підлягають річки, водосховища, озера, струмки, ставки, штучні канали, а також підземні води, які використовуються для господарсько-питних, культурно-побутових та бальнеологічних цілей.
6. Поверхневі стічні водиз території підприємств та змиви зі статей виробничих приміщеньперед скиданням у водоймища повинні піддаватися локальному очищенню або прямувати на загальні очисні споруди.
7. Очисні спорудипідприємств, які повинні відповідати "Нормативним вимогам щодо проектування та будівництва підприємств, будівель та споруд в умовах північної будівельно-кліматичної зони, вічномерзлих ґрунтів та негативних температур".
2. Вимоги до санітарної охорони атмосферного повітря та земельних ресурсів.
1. Санітарна охорона атмосферного повітря в районах розміщення підприємств вапняної промисловості повинна здійснюватися відповідно до СанПіН "Гігієнічні вимоги до охорони атмосферного повітря населених місць", ГОСТ "Охорона природи. Атмосфера. Правила встановлення допустимих викидів шкідливих речовин промисловими підприємствамиДіючі підприємства повинні мати нормативи гранично допустимих викидів, узгоджені та затверджені в установленому порядку.
2. Проекти експлуатації, гасіння та розробки паливної сировини повинні бути розроблені відповідно до галузевих інструкцій.
3. Сировинні склади повинні розташовуватися за межами населених пунктівта підприємств із підвітряної (для вітрів переважаючого напряму) сторони до підприємства, житлових будівель, будівель громадського та комунального призначення сторони.
4. Для запобігання забруднення атмосферного повітря продуктами горіння та пилом повинні вживатися ефективні заходи щодо запобігання самозайманню. Забороняється експлуатація сировини, що горить, і підлягає обов'язковому гасенню.
5. Під час гасіння слід проводити вимірювання концентрацій оксиду вуглецю та сірчистого ангідриду на робочих місцях на початку кожної зміни. При утриманні шкідливих газіву кількості, яка перевищує допустимі норми, повинні вживатися заходи, що забезпечують безпеку робіт.
6. Використання твердих відходів у галузях промисловості, у тому числі в будіндустрії, можливе лише з дозволу органів Держсанепіднагляду.
7. При перевезенні вапна в залізничних вагонах і на платформах повинні бути передбачені заходи щодо запобігання просипу та здуванню пилу.
8. Забороняється складування та вивантаження вапна та породи у невстановлених місцях при їх вивезенні канатними дорогами, автомобільним, конвеєрним або рейковим транспортом.
9. При ліквідації підприємства у Техніко-економічному обґрунтуванні щодо його закриття повинні передбачатися заходи та засоби на усунення несприятливих екологічних наслідків припинення діяльності.
Охорона праці
1.Техніка безпеки
1. Відповідно до Керівництва "Гігієнічні критерії оцінки умов праці за показниками шкідливості та небезпеки факторів виробничого середовища, тяжкості та напруженості трудового процесу". Керівник підприємства зобов'язаний забезпечити працівників, зайнятих на виробництвах зі шкідливими та небезпечними умовамипраці, засобами колективного та індивідуального захисту, змиваючими та знезаражуючими препаратами відповідно до "Типових галузевих норм безкоштовної видачі робітникам та службовцям спеціального одягу, спеціального взуття та інших засобів індивідуального захисту" та ГОСТом "Засоби індивідуального захисту працюючих. Загальні вимогита класифікація", навчити правилам їх застосування та контролювати використання. Застосування ЗІЗ не повинно замінювати вимог щодо розробки та здійснення технічних заходів щодо зниження рівнів небезпечних та шкідливих виробничих факторівдо допустимих гігієнічних нормативів
2. Для захисту органів дихання від пилу всі особи, зайняті на роботах, де можливий вміст її в повітрі вище за рівень ГДК, повинні бути забезпечені респіраторами, що відповідають вимогам ДСТУ ССБТ "Засоби індивідуального захисту органів дихання". Режими застосування респіраторів повинні встановлюватися з урахуванням концентрації пилу в повітрі робочої зони та часу перебування в них працюючих та погоджуватися з органами Держсанепіднагляду. Має бути визначено виробничі операції, виконання яких без респіраторів не припустимо. Дозволяється користування респіраторами тільки тих типів, технічні характеристикияких погоджено з органами Держсанепіднагляду.
3. Робітники, які зазнають впливу інтенсивного шуму, у тому числі у підземних гірничих виробках, повинні застосовувати індивідуальні засоби захисту, що відповідають вимогам ДСТУ "Засоби індивідуального захисту органів слуху. Загальні" технічні умови". При виборі індивідуальних засобівзахисту необхідно враховувати спектральну характеристику акустичних коливань (Додаток 6).
4. Робітники мають бути забезпечені засобами індивідуального захисту від вібрації (антивібраційні рукавиці, взуття та ін.). Засоби індивідуального захисту від вібрації повинні відповідати ДСТУ "Засоби індивідуального захисту рук від вібрації. Загальні технічні вимогита методи випробувань" та ДСТУ "Взуття спеціальне віброзахисне. Загальні технічні вимоги.
5. Для захисту шкіри від впливу шкідливих речовин, високої або низької температури поверхонь органів управління робітники повинні забезпечуватися захисними засобами, що відповідають ДСТУ ССБТ "Одяг спеціальний захисний. Засоби індивідуального захисту ніг та рук. Класифікація". Як ЗІЗ шкіри рук від пилу та шкідливих речовин повинні застосовуватись рукавиці, рукавички, захисні мазі та пасти, що відповідають вимогам ДСТУ ССБТ "Засоби дерматологічні захисні. Класифікація. Загальні технічні вимоги".
6. Зберігання, використання, ремонт, чищення та інші види профілактичного оброблення спеціального одягу, взуття та інших засобів індивідуального захисту повинні здійснюватися відповідно до вимог "Інструкції про порядок забезпечення робітників та службовців спеціальним одягом, спеціальним взуттямта іншими засобами індивідуального захисту". Винесення ЗІЗ із підприємства забороняється.
7. Водозахисний спецодяг та вологе спецвзуття повинні просушуватися при температурі не вище 50 °С після кожної зміни. Шкіряне спец-взуття повинне після просушки змащуватися пом'якшувальною маззю.
8. Спецвзуття повинне піддаватися мийці із застосуванням 5% розчину хлораміну Б або 1% розчину фітону протягом 15 хв. або іншими допущеними до застосування дезінфікуючими засобами. Санітарної обробки з використанням дезінфекційних засобів повинні також піддаватися респіратори, захисні каски, підтяжки та шкарпетки.
9. Спецодяг та спецвзуття хворих на гнійничкові захворювання шкіри та грибкові хвороби стоп і кистей повинні піддаватися щоденній дезінфекції 5% розчином хлораміну Б або іншими дезінфікуючими засобами.
2. Вимоги безпеки під час роботи
1. Дробильник зобов'язаний працювати у встановленому спецодязі та взутті, використовувати засоби індивідуального захисту: респіратор, протишумні вкладиші, захисну каску.
2. Дробильник зобов'язаний: бути уважним та виконувати вимоги встановлених звукових та світлових сигналів; пересуватися встановленими проходами та перехідними містками; утримувати своє робоче місцеу чистоті, не допускаючи захаращення його сторонніми предметами; при здачі зміни доповідати змінному майстру про неполадки в роботі дробарки та заходи, вжиті на їх усунення, зробити запис у журналі прийому-здавання зміни.
3. Запуск дробарки в роботу провадиться дробником через 1 - 2 хв. після подачі встановлених звукових чи світлових сигналів. При дистанційному централізованому управлінні технологічним обладнаннямзапуск дробарки провадиться диспетчером заводу з пульта управління. Перед запуском обладнання подається попереджувальний світловий і звуковий сигнал. Дробильник, отримавши сигнали, повинен відійти на безпечну відстань від обладнання. Умовні позначеннясигналів, що подаються, повинні бути вивішені на робочому місці дробильника.
4. Пуск дробарки та його експлуатація виконуються відповідно до інструкції з експлуатації. За наявності при пуску незвичного шуму, стукоту, що вказують на несправність дробарки, дробарку слід вимкнути, повідомити майстру і не включати до усунення несправностей.
5. Знімати та встановлювати огорожі; підтягувати пружини, болти; змащувати підшипники вручну, надягати та знімати клинові ремені; регулювати розмір розвантажувальної щілини; проводити очищення дробарки, огляд механізмів; виконувати ремонтні роботи допускається лише після повної зупинки дробарки, відключення від електромережі електродвигуна, знятих запобіжників. Відключення від мережі в діелектричних рукавичках, стоячи на ізолюючому килимку. На пусковому пристрої слід вивісити табличку "Не вмикати! Працюють люди!".
6. Дробильник під час роботи дробарки забороняється: заглядати в зів дробарки; проводити огляд механізмів поблизу частин, що рухаються; йти без дозволу майстра зі свого робочого місця.
7. У разі припинення подачі електроенергії подрібнювач зобов'язаний відключити електродвигун від мережі та повністю очистити подрібнювальну камеру від матеріалу.
8. Дробильник повинен основний час перебувати в приміщенні (кабіні), що забезпечує достатній огляд зони обслуговування, обладнаного пультом керування телефоном. Якщо за умовами роботи дробильник знаходиться поза кабіною, він зобов'язаний користуватися засобами індивідуального захисту: захисною каскою, протишумними вкладишами, респіратором.
9. Великі недрібні шматки каменю потрібно видаляти зі зіва підйомними засобами зі спеціальними пристроями. Виймати шматки породи, що застрягли в робочому просторі дробарки, вручну і дробити їх кувалдами забороняється.
10. Для запобігання аварійних ситуаційнеобхідно не допускати перевантаження дробарки, стежити за роботою централізованого мастила конусного дробарка, стежити за станом шківа та маховика щокової дробарки.
11. При виконанні ремонтних робіт на дробарках спуск дробильника в робочий простір дробарки необхідно здійснювати з використанням сходів та застосуванням запобіжних поясів. При цьому над завантажувальним отвором дробарки має бути влаштований тимчасовий настил, що унеможливлює падіння різних предметів на людей. Прикріплювати запобіжний пояс слід лише до постійних, надійно укріплених конструкцій. Місця закріплення мають бути позначені на конструкціях.
12. Під час виконання слюсарних робіт дробильник зобов'язаний користуватися справним інструментом. Кувалди, молотки мають бути міцно насаджені на дерев'яні ручки. Гайкові ключі повинні відповідати розмірам гайок та болтів. Нарощувати ключ іншим ключем забороняється. При необхідності слід користуватися ключем з подовженою рукояткою.
13. Після закінчення ремонту подрібнювач повинен прибрати з дробарки інструмент, запчастини та інші предмети.
14. Пуск дробарки в роботу після ремонту подрібнювач повинен проводити під керівництвом майстра або бригадира, який виконував ремонтні роботи.
Техніко-економічна частина
При виборі попереднього обладнання першої стадії дроблення враховувалося:
Межа міцності матеріалу при стисканні σ сж = 50 · 10 6 Па;
Розмір шматка, що завантажується δ н.мах, мм;
Мінімальна ширина розвантажувальної щілини α, мм, з урахуванням регулювання Δα, мм;
Відповідність вихідної продуктивності;
Мінімальна потужність двигуна N дв .
Для першого ступеня дроблення підходять дробарки ЩДС-12х15; КПД-1000/150 та ДДЗ-16.
Таблиця 8
Варіанти дробарок для 1 ступеня дроблення
Зіставляючи ці дані, вибираємо дробарку ЩДС-12х15, тому що інші 2 дробарки споживають потужність вдвічі більше ніж обрана і максимальний розмір частинок на виході з дробарки по відношенню до інших.
Для другого ступеня дроблення матеріалу підходять дробарки КСД-1750Гр; ЩДС-6х9; ДДЗ-6 та М-13-11.
Таблиця 9
Варіанти дробарок для 2 ступеня дроблення
Зіставляючи ці дані, вибираємо дробарку М-13-11. Інші дробарки і проходять за потужністю, але максимальний розмір шматка на виході з дробарки має мінімальне значення вибраної дробарки. Внаслідок чого не потрібно додаткового ступеня дроблення.
Для другий стадії подрібнення з необхідною величиною потужності (1,3...1,5) N шз=334…385,5кВт вибираємо кульовий млин сухого помелу ШБМ-287/470 з N дв= 410кВт, так як інші дробарки мають великий запас потужності ( ШБМ-287/410 з N дв= 650кВт та ШБМ-320/570 з N дв= 700кВт) або не проходять за потужністю і маса куль, що завантажуються менше, ніж необхідна.
Додаток.
Таблиця 1
Вступ
ДРОБЛЕННЯ - процес руйнування шматків руди, вугілля та іншого твердого матеріалу з метою отримання необхідної крупності (більше 5 мм), гранулометричного складу або ступеня розкриття мінералів.
Дроблення засноване на дії зовнішніх сил - стисканні, розтягуванні, згинанні або зсуві, які проявляються максимально в ослаблених перерізах шматка, викликаних дефектами його структури (розміром формою), шаруватістю, пористістю і тріщинуватістю. Для процесів дроблення найбільш важливі характеристики - міцність (міцність) та дробність шматків. Для енергетичної оцінки дроблення висунуто і використовують у розрахунках кілька гіпотез: про пропорційності елементарної роботи дроблення прирощенню площі поверхні шматка чи квадрату його діаметра; про пропорційність елементарної роботи деформації шматка зміни його початкового об'єму чи куба його діаметра; про пропорційність елементарної роботи, що витрачається на дроблення шматка, зміну його початкового об'єму та збільшення площі поверхні шматка про зв'язок напруги на кінцях тріщин шматка і критичної довжиною тріщини; про пропорційність елементарної роботи дроблення середньогеометричного збільшення обсягу та площі поверхні.
Переважні сфери застосування гіпотез: при великому дробленні (прирощення поверхні мало) роботу дроблення визначають за гіпотезою Цеглина; при дрібному дробленні (подрібненні, стиранні) - з гіпотези Риттингера. Закон Бонда досить точно застосовується при середньому дробленні. Теорія дроблення дозволяє кількісно описувати процеси дроблення в машинах різних типів та його параметри - роботу дроблення, потужність двигуна, продуктивність, найбільші зусилля дроблення тощо.
Дроблення може бути здійснено такими методами: роздавлювання, що настає внаслідок перевищення напруги деформації межі міцності матеріалу на стиск; розколювання - через розклинювання (розтягування) та подальшого розриву шматка; зламу - через вигин; зрізування – через зсув; стирання, що проявляється малою мірою - через зсув і подальше зрізування; удару - через дію напруг стиснення, розтягування, вигину та зсуву. Роздавлювання застосовується, як правило, при великому та середньому дробленні твердих гірських порід і вугілля, розколювання або удар – переважно для крихких та в'язких порід (вугілля, вапняків, азбестових руд тощо). Межа міцності шматків на розтяг у десятки разів менша, проте з конструктивних міркувань у сучасній практиці дроблення основним руйнівним впливом є роздавлювання.
За видом реалізації методів дроблення його ділять на механічне (найпоширеніше), пневматичне, або вибухове, електрогідравлічне, електроімпульсне, електротермічне, аеродинамічний, за способом впливу на матеріал - на статичне та динамічне. Статичні методи механічного дроблення - роздавлювання, розколювання, злам. Проводять у щокових, конусних та валкових дробарках. Динамічні способи дроблення - удар, стирання (роторні дробарки), розколювання, роздавлювання (стрижневі дробарки-дезінтегратори). За крупністю кінцевого продукту виділяють велике (100-350 мм), середнє (40-100 мм), дрібне дроблення (5-40 мм). За технологічним призначенням - підготовче (для підготовки матеріалу до збагачення або ін. зовнішньої сили руйнується інтенсивніше іншого, більш міцного).
Процес дроблення зазвичай з'єднують з попереднім гуркотінням, коли весь вихідний матеріал спочатку надходить на гуркіт, а в дробарку прямують лише великі шматки, підрешітний продукт гуркоту йде далі, минаючи дробарку. Існують відкритий та замкнутий цикли дроблення.
При відкритому циклі дроблення продукт проходить через дробарку лише один раз. При замкнутому - продукт із дробарки надходить на гуркіт, недостатньо роздроблені шматки знову прямують у дробарку на додаткове дроблення, а дрібні - на подальшу обробку. При замкнутому циклі дроблення покращується якість продукту (гранулометричний склад однорідний), знижується витрата енергії та зношування частин дробарки. Залежно від необхідної крупності готового продукту для отримання високого ступеня дроблення застосовують послідовно кілька стадій дроблення: при дробленні руд кольорових металів, як правило, 2, 3 або 4, руд чорних металів та вугілля 2 або 3 стадії.
Розвиток теорії дроблення пов'язується з уточненням закономірностей та конструктивною розробкою зносостійких машин та апаратів з мінімальними питомими енерговитратами дроблення.
Технологічна частина
Вибір обладнання I стадії - дроблення
ДРОБЛЕННЯяйця, початковий етапв ембріональному (зародковому) розвитку багатоклітинних тварин. Полягає в швидко наступних один за одним мітотичних поділах заплідненого яйця (зиготи) на дрібніші клітини – бластомери. Після кожного поділу обсяг бластомерів зменшується вдвічі, їх кількість множиться, але загальний обсяг яйця в розмірах не збільшується. Способи дроблення в організмів, що належать до різних систематичних груп (класів, типів), суттєво відрізняються і залежать від кількості та характеру розподілу жовтка в яйці (дроблення повне та неповне, рівномірне та нерівномірне, радіальне, спіральне тощо). На завершальній стадії дроблення – бластуляції – утворюється бластула.
За способом дроблення виділяють два основних типи яєць: частково, що повністю дробляться і дробляться. Повним дробленням називається тоді, коли цитоплазма яйцеклітини повністю поділяється на бластомери. Воно може бути рівномірним- всі бластомери, що утворилися, мають однакові розміри і форму (характерно для алецитальних і ізолецитальних яйцеклітин) і нерівномірним- утворюються нерівні за розмірами бластомери (притаманно телолецитальним яйцеклітинам з помірним вмістом жовтка). Дрібні бластоміри виникають у анімального полюса, великі - у сфері вегетативного полюса зародка.
Різні видидроблення: А – повне; Б – часткове; В – дискоїдальне.
Часткове дроблення - тип дроблення, у якому цитоплазма яйцеклітини в повному обсязі поділяється на бластомеры. Одним із видів часткового дроблення є дискоїдальне, при якому дробленню піддається лише позбавлена жовтка ділянка цитоплазми біля анімального полюса, де знаходиться ядро. Ділянка цитоплазми, що зазнав дроблення, називається зародковим диском. Цей тип дроблення характерний для різко телолецитальних яєць із великою кількістю жовтка (рептилії, птиці, риби).
Дроблення у представників різних груп тварин має свої особливості, проте завершується воно утворенням близької структури - бластули.
Дроблення у людини, як і всіх ссавців, повне, рівномірне та асинхронне.
Типи бластул: 1 - целобластула; 2 - стеробластула; 3 - плакула (праворуч - вид збоку); 4 – дискобластула; 5 - перібластула; 6 - стомобластула; 7 - морула; бл. - бластоміри; ж – жовток; б - бластоціль.
14. Утворення дво- та тришарового зародка. Методи гаструляції. Первинно-і вториннороті тварини. Способи утворення мезодерми. Формування цілої. Первинно- і вторинноціломічні тварини. Закладання осьових органів.
Гаструляція – складний процес морфогенетичних змін, що супроводжується розмноженням, зростанням, спрямованим переміщенням та диференціюванням клітин, внаслідок чого утворюються зародкові листки (ектодерма, мезодерма та ентодерма) – джерела зародків тканин та органів. Другий після дроблення етап онтогенезу. При гаструляції відбувається переміщення клітинних мас з утворенням із бластули двошарового або тришарового зародка – гаструли.
Типи гаструляції
Інвагінаціяабо вп'ячування спостерігається у разі целобластули. Це найбільш простий спосіб гаструляції, при якому вегетативна частина вп'ячується в бластоціль. Спочатку з'являється невелике заглиблення у вегетативному полюсі бластули. Потім клітини вегетативного полюса все більше і більше вплутуються в порожнину бластоцелю. Надалі ці клітини доходять до внутрішньої сторони анімального полюса. Первинна порожнина, бластоцель, у своїй витісняється і видно лише із двох сторін гаструли у місцях вигину клітин. Зародок набуває куполоподібної форми і стає двошаровим. Його стінка складається із зовнішнього листка – ектодерми та внутрішнього – ентодерми. В результаті гаструляції утворюється нова порожнина - гастроціль або порожнина первинної кишки. Вона повідомляється з зовнішнім середовищемза допомогою кільцеподібного отвору – бластопора чи первинного рота. Краї бластопора називаються губами. Розрізняють спинну, черевну та дві бічні губи бластопора.
За подальшою долею бластопора всіх тварин поділяють на дві великі групи: первинно-і вторинноротих. До первинних відносять тварин, у яких бластопор залишається постійним або дефінітивним ротом у дорослої особини(хробаки, молюски, членистоногі). В інших тварин (голкошкірі, хордові) бластопор або перетворюється на задній отвір, або заростає, а ротовий отвір виникає заново на передньому кінці тіла зародка. Таких тварин називають вторинноротими.
Імміграціяабо вселення є найпримітивнішою формою гаструляції. При цьому способі відбувається переміщення окремих клітин або групи клітин з бластодерми в бластоціль з утворенням ентодерми. Якщо вселення клітин у бластоцель відбувається лише з боку одного полюса бластули, то така імміграція називається уніполярною, а з різних ділянок бластули – мультиполярною. Уніполярна імміграція властива деяким гідроїдним поліпам, медузам та гідромедузам. У той час як мультиполярна імміграція є більш рідкісним явищем і спостерігається у деяких гідромедуз. При імміграції внутрішній зародковий листок – ентодерма може утворюватися одночасно у процесі проникнення клітин у порожнину бластоцеля. В інших випадках клітини можуть заповнювати порожнину суцільною масою, а потім вибудовуватись упорядковано біля ектодерми та утворювати ентодерму. В останньому випадку гастроціль з'являється пізніше.
Делямінаціяабо розшаровування зводиться до розщеплення стінки бластули. Клітини, що відокремлюються всередину, утворюють ентодерму, а зовнішні – ектодерму. Такий спосіб гаструляції спостерігається у багатьох безхребетних та вищих хребетних тварин.
У деяких тварин у зв'язку із збільшенням кількості жовтка в яйцеклітині та зменшенням порожнини бластоцелю гаструляція лише шляхом інвагінації стає неможливою. Тоді гаструляція відбувається способом епіболії чи обростання. Цей спосіб полягає в тому, що дрібні анімальні клітини посилено діляться і обростають навколо більших вегетативних. Дрібні клітини утворюють ектодерму, а клітини вегетативного полюса утворюють ентодерму. Такий спосіб гаструляції спостерігається у круглоротих та земноводних.
Способи утворення мезодерми.
У первинноротих тварин утворення мезодерми здійснюється за рахунок декількох великих клітин, що розташовуються під час гаструляції на кордоні між ектодермою та ентодермою з боків бластопору. Походження цих клітин не з'ясовано, так само як і ставлення їх до якогось із зародкових листків, оскільки вони відокремлюються вже на стадії дроблення. Дочірні клітини зазначених клітин розташовуються між ектодермою та ентодермою та формують третій шар клітин - мезодерму. Оскільки вихідні клітини, що утворюють мезодерму, протягом усього часу розташовуються на задньому кінці зародка, то відповідно до своєї локалізації вони отримали назву телобластів, а сам спосіб утворення мезодерми - телобластичного. Вторинна порожнина тіла зародка, чи цілому, утворюється клітинами мезодерми внаслідок їх розшарування.
У вторинноротих, включаючи нижчих хордових, мезодерма утворюється з клітин ентодерми. При цьому способі утворення мезодерми клітини стінки первинної кишки, або ентодерми, інтенсивно розмножуючись, утворюють з боків первинної кишки мішковидні випинання в бластоціль. Ці випинання, вростаючи в бластоціль, розташовуються між ектодермою та ентодермою. Надалі ентодермальні випинання відшнуровуються від ентодерми, а цілісність стінки первинної кишки та ентодермальних виростів відновлюється шляхом розмноження клітин.
Закладання осьових органів.
Після відокремлення хорди та відшнуровування мезодермальних мішків краю ентодерми поступово зближуються у спинній частині зародка і, стуляючись, утворюють замкнуту кишкову трубку. Після гаструляцією у зародка виникає комплекс осьових органів, характерний представників типу хордових. Він складається з хорди, з боків якої розташовуються скупчення сегментованої мезодерми - соміти.
Закладання осьових органів відбувається на стадії нейрули. Нервова трубка ланцетника в передній та задній частинах зародка деякий час залишається відкритою. Надалі на задній частині тіла зародка ектодерма наростає на бластопор і закриває його так, що порожнина нервової трубки повідомляється з кишковою порожниною нервово-кишковим каналом, який швидко заростає. Ротовий отвір у зародка ланцетника утворюється вдруге на передньому кінці тіла внаслідок витончення та прориву ектодерма.
Третій зародковий листок, або мезодерма, зародок ланцетника сегментований на всьому протязі. Мезодермальні сегменти надалі поділяються на спинну частину – соміти та черевну частину – спланхнотоми. Сомити залишаються сегментованими, а спланхнотоми на кожній стороні тіла втрачають первинну сегментацію, зливаються і утворюють, розщеплюючись на два листки, праву і ліву целомические порожнини.
