榨油机发展技术之浅见

发布时间:2022-08-23 19:24:22 来源:18luck新利官网下载 作者:新利官方登录

  目前,国内外对榨油机机械研究已经有多个方向,其中多数使用单螺杆榨油机、双螺杆榨油机、榨筒式三级螺旋榨油 机和普通榨条式三级螺旋榨油机。又可将研究集中于油脂渗透、榨螺结构、榨膛以及喂入式结构等方面。文章对榨油机工作原理 及相关机构基础进行分析。对比部分螺旋榨油机的优缺点,并对影响榨油机榨油效率关键部分工作性能不足问题,提出建议。

  食用油是人们的生活必须品,随着近年来植物油产量下 降,原料供应不足,榨油机械设备的落后成为制约食用油产量和高质量的重要原因之一。就目前为止,压榨法和浸出法为主 要制油工艺。即1900 年,美国生产第一台连续式螺旋榨油机后, 制油方式从传统间歇式变为连续式榨油。为提升生产效率、提高生产,大力发展榨油机至关重要。

  螺旋式榨油机通过榨膛内受到剪切力和挤压力,油料在榨 螺的带动下转动并最终取出。在此过程中螺旋榨油机由于压榨出油率高且节能并保持高天然性的特性,已经成为目前广泛采用的榨油方式。

  在国外,对于榨油机的研究已经有了上百年的历史,并对 螺旋榨油机出油率的各个主要因素进行测试与分析。其中,尼 日利亚学者 T- O- Omobuwajo 对压力与油流速率进行考证并作 出理论预计模型[1]。美国公司 Vicent 工作人员对双螺杆压榨机 的研究,利用两根互相啮合的螺杆设计出反向旋转的平行双螺 杆压榨机。此项发明在降低滑移和加强物料正向位移上有了明 显效果。通过在榨笼上固定齿状刮刀插入螺旋隔圈内,达到搅 拌和防止阻塞的效果。

  1936 年,由美国人 ANDREAS HARTNER HANS 研制出双 螺杆榨油机,此双螺杆长度相等,提高了油料入口处的压榨效 率。压榨过程中油料在榨膛内受到强力的挤压和剪切作用而变 形破裂,为了提高压缩比,使油料在压榨压力逐渐增大到压榨 点,ANDREAS HARTNER HANS 设置两螺杆的螺距逐渐减小, 从而达到更好压榨效率,提高出油率[2]。

  日本第一台双螺旋榨油机研制于 1990 年。法国 Speichim 公司设计出的压榨生产装置,其加工速度可达到 12t*- 1。英国 Simo- Rosedowns 通过螺旋渗氮技术和利用钨铬钴硬质合金处 理螺旋榨油机[3],使其可承受高压力。

  对螺旋榨油机进行水冷处理。防止榨膛内因高温灼烧出现 有害物质,有效提高了油品。而采用的双螺旋进料装置为强制 喂料,压榨能力可达到 40~65t/d。

  我国对于螺旋榨油机榨油的研究已经有了至少 70 年的历 史。李诗龙等人以双底油菜籽脱皮籽仁为基础,在冷榨过程中 提出了关键技术,即双阶多级压榨的冷榨结构模型。在 H,J 拉泽 洪等人的基础上,实现了压缩腔内数次挤压和松弛,增大主要 压榨段的压力,有效提高出油率。为我国榨油机技术做出重要 贡献。

  而北京食粮科学研究所与核工业天津理化工程研究院协 作研制出 YZYXD 型螺旋榨油机。该机器利用水冷技术与温度 传感器的结合实现对压榨过程中温度变化的实时监控,而出油 温度低于 70℃。武汉粮农机械制造和武汉工业学院合作开发出 LYZX 系列螺旋榨油机,其第二次压榨残油率不超过 8%。

  榨油机通过榨螺推进物料并产生挤压和摩擦作用。可采用 套装式结构,以便更换。如图 1,榨笼包裹螺杆部分,由联轴器将 入料端与减速机连接,出饼端主轴与冷却部件连接。物料经过 锥底螺旋后压力得到释放,内部形成新油路。就目前市场使用 情况可以看出,由于设计简单且价格便宜而广泛使用。但由于 输送物料方式主要通过摩擦,使其加料性受到限制,且无机填 料、玻璃纤维等类似物料难以加入。当机头压力较高时,逆流增 加,使生产率降低。单螺杆排气基础有机物料在排气区表面更 新作用小,不适于聚合物着色等加工工艺[4]。

  由于对出油品质的要求提高,双螺杆榨油机的发明逐渐符 合了社会的要求。对于小型双螺旋低温榨油机,通过主传动系 统、扭矩分配机构、进料机构、压榨机构及机架等组成,如图 2 所 示。其压榨机构由两根平行布置的榨螺组成且逆向旋转。剪切 环形状为曲边三角环,通过改变键槽与三角顶点之间角度,错 位安装成刀刃螺旋,此方法提升了油料的压榨效果[5]。

  普通中大型双螺旋低温榨油机的榨螺长径比一般为 12~25 个,由 6~8 节螺旋组成,小型双螺旋低温榨油机相对于传统双 螺旋榨油机结构,增加了剪切环,减少了螺旋数量,只有 4 节 螺旋,榨螺长度缩短,简化了榨螺结构。剪切环需成组使用,每组的个数为 3~5 个,理论上各剪切环之间的错位角度与输送能 力成反比,综合剪切作用与增压作用。在油料压榨过程中,剪切 环主要作用为破坏油料颗粒、增加压力、打开油路。

  由于在榨油过程中,容易出现前级榨螺出油率高而后级出 油率低的状况,其主要原因是原材料中含水量不合适。因此为达到更高的出油标准,可通过逐渐增加可塑性,当水分含量达 到某一标准值时,出油情况最佳。对于油料作物,在达到压榨效 果较好情况下,出现临界水分范围,该范围受到温度影响。温度升高则可塑性提高,温度降低则可塑性降低[6]。

  增加过滤装置,在榨油过程中,由于有料渣飞溅进入油槽, 倒置油品内混油杂质,因此,需要考虑后期过滤问题,增加滤网 筛选油品,或在滤网上增加滤布。为后续工作打下基础,如图 3。

  榨膛和榨杆是榨油机出油率高低和油料压榨过程中稳定 性的关键所在,也是三级螺旋旋榨油机的核心部件,由于榨条 式榨膛的榨圈数量多,导致加工难度大,组装麻烦且成本高,存 在严重问题,出油率偏低。为此榨筒式榨油机在普通榨油机的 基础上,采用多个榨圈或者榨条,榨筒与榨膛连接一体。使榨筒 外表面与榨膛连接成圆弧面,通过紧密连接,加热部件热量传 导速度快且分布均匀。对比而言,榨筒式三级螺旋榨油机比普 通榨条式三级螺旋榨油机更加经济实惠,出油率高,干饼残油 率也更低[7],如图 4。

  不管是单螺杆还是双螺杆榨油机都存在各种问题,对油料 水分及温度的控制是重中之重,需要从机械设计与材料使用调 节的角度进行改正。

  随着社会的发展,人们为了获得更多更好的食用油,机器制 造业逐渐成为热门行业。为解决现存在的各种必要问题,必须 积极改进,提高风险意识。在今后过程中,上述问题也会在工作 中进行优化和改进。

  [1]李芃荃,胡文凯,谭雪松核桃榨油的发展状况[J].农业机械化 与电气化,1998(16).

  [2]陈晓君,孔祥艳.双螺杆榨油机专利技术[A].科技技术创新, 2020(20).

  [3]魏文波,韩鹏,张经宇,李建昌,赵晓顺,郝建军.螺旋榨油机研 究现状及发展建议[J].机械,2021(01).

  [4]姚占斌,相海,张晔,曾祥菊,卢黎明.油莎豆低温压榨单螺杆 榨油机的设计与试验研究[J].应用技术,2020(05).

  [5]曹梅丽,张永林,李诗龙,甘维瑞.一种小型双螺旋低温榨油机 的改进设计验[J].机械,2019(10).

  [6]王伟.双螺杆榨油机的改进及优化[J].农村紧急与科技,2019 (36).

  [7]白琼.对部分螺旋榨油机结构及出油率的调研与分析[J].机电 教育创新,2018(21).

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