螺旋榨油機關鍵設計原理和結構(上)
發布日期:2014年01月08日 信息來源:雙象榨油機 點擊數:
螺旋榨油機的應用已有100 年多的歷史,在此期間,業內人士不斷地對其各方面的性能進行改進,直到今天,螺旋榨油機的研究課題仍是油脂機械行業研究熱點之一。目前,螺旋榨油機按螺旋形式可分為兩類:單螺旋和雙螺旋榨油機。雙螺旋形式的榨油機是在單螺旋榨油機的基礎上開發出來的,都是利用機械外力從油料中取出油脂,壓榨結構基本相同,均由榨螺、榨條、抵餅頭等組成。我國油料供應是復雜多樣的,且不同種油料間的壓榨特性差別較大,則對壓榨結構的設計提出了多樣化的要求,如何根據一種或一類油料的特性設計制造出壓榨效果最佳的榨油機是目前亟待解決的問題。
1 設計依據
1.1 壓榨類型
螺旋榨油機的壓榨類型一般可分為預榨和一次壓榨,它們壓榨部分的設計有較大差別:如在理論壓縮比的設計上,一次壓榨的要遠大于預榨的,一次壓榨主要在保證一定殘油率的條件下,才追求處理量的提升,預榨榨油機一般用在處理量較大的場合,而在殘油率方面要求并不嚴格。所以,在設計工作開始前,機器的壓榨類型定位很重要。
1.2 壓榨對象
不同種類油料的壓榨工藝特性差別較大,對同種油料而言,在不同的含水率、溫度、蛋白質變形程度的
情況下,其壓榨工藝特性也不相同。所以,在設計工作之前,首先應該明確機器的適用性,也就是說它將來適用于哪種或哪一類油料的壓榨,這樣才能為后來的設計指出一個方向。在不同油料壓榨工藝特性的差別上,最大的是它們實際壓縮比(ξ)的差值,從本質上說,應是不同油料間干物質量的差異所造成的。實際壓縮比不同,會導致理論壓縮比的不同,最終會使整個榨螺結構設計發生變化,具體內容在下文詳述。物料實際壓縮比是指入榨料胚體積與壓榨餅體積的比值,即壓榨前后固體物料容積的比值,一般可通過實測計算而得。對于不同油料、不同工藝操作條件,則有不同的實際壓縮比值。某些油料在一次壓榨條件下的實際壓縮比如表1 所示 。
1.3 干餅殘油率
干餅殘油率是榨油機的一個主要性能指標,在油廠則是一個重要的技術經濟指標,榨油機的性能特征又是這個技術經濟指標的基礎。干餅殘油率的高低受很多因素的影響,從機械設計方面來講,壓榨時間以及物料實際壓縮比是兩個最主要的因素。在一定物料特性的條件下,實際壓縮比越大、壓榨時間越長,干餅殘油率就越低;但是不管壓縮比有多大、壓榨時間有多長,永遠無法達到干餅殘油率為零的狀態。國內早期有學者提出干餅殘油率與壓榨時間及物料實際壓縮比的相關方程式為:
C =C0 e-kξt 式中
C —干餅殘油率(%);
C0 —物料含油率(%);
k —隨物料變化的常數;
ξ—物料實際壓縮比;
t —壓榨時間(s);
e —自然對數底。
螺旋榨油機設計理論基礎主要建立在已有螺旋擠壓機基本理論之上,尚未可直接應用作為專門榨油機設計理論依據,很多關鍵部分的設計主要是靠經驗來完成的,干餅殘油率的設計也是其中之一。近年來,國內有文獻報道,雙螺旋一次壓榨的最低干餅殘油率可達3.5%,其設計經驗是值得我們借鑒的。
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