RU2197390C2

RU2197390C2 - Press for extruding vegetable oil from seeds

Info

Publication number: RU2197390C2
Application number: RU2001103306/02A
Authority: RU
Inventors: А.А. Мантров; ков В.И. Моз; В.И. Мозяков; В.Т. Клюев; А.С. Костин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский технологический институт"
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2003-01-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering, in particular, oil pressing industry. SUBSTANCE: press has working chamber with succession of sections including charging section with internal cylindrical surface and charging window, sections provided with impermeable walls, and extracting sections. Two interconnected auger shafts are arranged in parallel with one another in working chamber and provided with alternatively positioned augers and grinding heads, which are offset with respect to one another so as to form helical channel. Charging section is equipped with channels positioned on its internal cylindrical surface and defining in conjunction with auger surfaces channels. Depth of channels positioned under charging window is equal to half the section of seeds under process. Depth of subsequent channels is reducing toward impermeable wall sections. Heating members of impermeable wall sections have different radiation intensities. Heating member of maximum radiation intensity is positioned on impermeable wall section adjoining to charging section. Radiation intensity of other heating members is reducing as they recede from charging section. EFFECT: increased efficiency in oil extraction from oil seeds and provision for obtaining optimal process temperature mode. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в масложировой промышленности в частности для отжима растительных масел из масличных семян подсолнечника, сои, рапса, сафлора, льна, и т.п. The invention relates to mechanical engineering and can be used in the oil industry, in particular for the extraction of vegetable oils from oilseeds of sunflower, soybean, rape, safflower, flax, etc.

Известно устройство для переработки масличных продуктов (a. c. RU 2048510, С 11 В 1/06, 1995 г.), содержащее рабочую камеру, включающую два смежных зеерных цилиндра, загрузочный патрубок и разгрузочную матрицу. Внутри рабочей камеры параллельно друг другу размещены валы, на которых установлены чередующиеся и выполненные с возможностью взаимного контактирования червячные насадки и группы призматических насадок, смещенных одна относительно другой с образованием винтового канала. Угол подъема винтовой линии канала, образованного группой призматических насадок, превышает угол подъема винтовой линии канала червячной насадки, при этом сумма длин группы призматических насадок не превышает суммы длин червячных насадок. A device for processing oil products (a. C. RU 2048510, C 11 B 1/06, 1995), containing a working chamber comprising two adjacent grain cylinders, a loading pipe and a discharge matrix. Inside the working chamber, shafts are placed parallel to each other, on which alternate and mutually contactable worm nozzles and groups of prismatic nozzles are displaced relative to one another with the formation of a helical channel. The angle of elevation of the helix of the channel formed by the group of prismatic nozzles exceeds the angle of elevation of the helical line of the channel of the worm nozzle, while the sum of the lengths of the group of prismatic nozzles does not exceed the sum of the lengths of the worm nozzles.

Недостатком устройства является то, что в зоне загрузочного патрубка рабочей камеры происходит транспортировка и грубое измельчение семян. Степень измельчения материала остается сравнительно невысокой, что и является причиной низкого выхода масла вначале процесса отжима масла. The disadvantage of this device is that in the area of the loading nozzle of the working chamber there is transportation and rough grinding of seeds. The degree of grinding of the material remains relatively low, which is the reason for the low oil yield at the beginning of the oil extraction process.

Известен пресс для отжима растительных масел (патент RU 2057022, В 30 В 9/16,1996 г.), содержащий рабочую камеру и размещенные в ней два параллельно расположенных сопряженных шнековых вала. Валы включают в себя шнеки и чередующиеся с ними группы измельчающих насадок. Насадки смещены одна относительно другой с образованием винтового канала. Рабочая камера содержит последовательно расположенные секции с непроницаемыми стенками. С ними чередуются зеерные секции. Группы измельчающих насадок расположены внутри секций с непроницаемой стенкой. Каждая секция с непроницаемой стенкой снабжена электронагревательным элементом, расположенным вокруг ее стенки с наружной стороны. Все нагревательные элементы подключены к внешнему регулируемому источнику электроэнергии. К управляющему входу этого источника электроэнергии подключен термодатчик, который отслеживает оптимальную температуру на концевом участке зеерной секции. Рабочая камера включает в себя загрузочную секцию с широким загрузочным окном, сопряженным со съемной загрузочной воронкой. A known press for squeezing vegetable oils (patent RU 2057022, 30 V 9 / 16.1996), containing a working chamber and placed in it two parallel spaced conjugate screw shafts. Shafts include augers and alternating groups of grinding nozzles. Nozzles are displaced relative to one another with the formation of a helical channel. The working chamber contains sequentially arranged sections with impermeable walls. Zein sections alternate with them. Groups of grinding nozzles are located inside sections with an impermeable wall. Each section with an impermeable wall is equipped with an electric heating element located around its wall from the outside. All heating elements are connected to an external regulated source of electricity. A temperature sensor is connected to the control input of this electric power source, which monitors the optimum temperature at the end section of the grain section. The working chamber includes a loading section with a wide loading window paired with a removable loading funnel.

Недостатком этого пресса является недостаточная интенсификация измельчения и отжима масла (высокая масличность жмыха-14-16%), обусловленная тем, что при подаче электрического тока в нагревательные элементы оптимальная технологическая температура отслеживается только в крайней зеерной секции, а в остальных секциях рабочей камеры она не успевает достичь оптимальной (фиг 3, график II). Перед поступлением в первую обогреваемую секцию рабочей камеры степень измельчения материала остается сравнительно невысокой, проходит много крупных частей семян. Тепловое воздействие на частицы разной величины не одинаково, т.е. масса получается резко неоднородной. В результате того, что в начальной секции температура технологическая ниже оптимальной (источник электроэнергии отключается по достижении оптимальной температуры в крайней зеерной секции), а количество тепла, получаемое от механической энергии в тепловую, еще мало, происходит нарушение теплового равновесия. Расходы тепла на технологические нужды процесса прессования - отжим и брикетирование жмыха не компенсируются притоком тепла с перерабатываемой массой и теплом, полученным в результате перехода механической энергии в тепловую. Неоднородность прессуемого материала, т.е. наличие в нем неодинаковых по свойствам составных частей, нарушение теплового равновесия в начальных секциях рабочей камеры вызывает ухудшение отжима растительного масла в прессе (фиг.3 график IV). The disadvantage of this press is the insufficient intensification of grinding and squeezing the oil (high oil content of oilcake is 14-16%), due to the fact that when an electric current is supplied to the heating elements, the optimum technological temperature is monitored only in the extreme grain section, and in the remaining sections of the working chamber it is not manages to achieve optimal (Fig 3, graph II). Before entering the first heated section of the working chamber, the degree of grinding of the material remains relatively low, many large parts of the seeds pass. The thermal effect on particles of different sizes is not the same, i.e. the mass is sharply heterogeneous. As a result of the fact that in the initial section the technological temperature is lower than optimal (the power source is turned off when the optimum temperature in the extreme grain section is reached), and the amount of heat received from mechanical energy into thermal energy is still small, the thermal equilibrium is disturbed. Heat consumption for the technological needs of the pressing process - spinning and briquetting of cake is not compensated by the influx of heat with the processed mass and heat obtained as a result of the conversion of mechanical energy into heat. Inhomogeneity of the pressed material, i.e. the presence in it of unequal properties of components, the violation of thermal equilibrium in the initial sections of the working chamber causes a deterioration in the extraction of vegetable oil in the press (figure 3, graph IV).

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса извлечения масла из масличных семян путем применения дополнительных измельчающих воздействий в загрузочной секции и обеспечения оптимальной технологической температуры при движении материала к зеерным секциям. The technical result of the invention is to increase the efficiency of the process of extracting oil from oilseeds by applying additional grinding effects in the loading section and ensuring the optimal process temperature when moving the material to the grain sections.

Технический результат достигается тем, что в прессе для отжима растительных масел из семян, содержащем рабочую камеру, включающую последовательно расположенные загрузочную секцию с внутренней цилиндрической поверхностью и загрузочным окном, секции с непроницаемыми стенками и нагревательными элементами и зеерные секции, и размещенные в рабочей камере два параллельно расположенных сопряженных шнековых вала, состоящих из шнеков и чередующихся с ними групп измельчающих насадок, смещенных одна относительно другой с образованием винтового канала, согласно изобретению загрузочная секция выполнена с расположенными на ее внутренней цилиндрической поверхности канавками, образующими с поверхностями шнеков каналы, при этом канавки, расположенные под загрузочным окном выполнены с глубиной, равной половине размера поперечного сечения перерабатываемых семян, а последующие канавки выполнены с глубиной, уменьшенной в направлении секций с непроницаемыми стенками. The technical result is achieved by the fact that in the press for squeezing vegetable oils from seeds, containing a working chamber, including a sequentially located loading section with an inner cylindrical surface and a loading window, sections with impermeable walls and heating elements and grain sections, and two placed in parallel in the working chamber located conjugate auger shafts, consisting of augers and alternating groups of grinding nozzles displaced from one another with the formation of a screw the first channel, according to the invention, the loading section is made with grooves located on its inner cylindrical surface, forming channels with the surfaces of the screws, while the grooves located under the loading window are made with a depth equal to half the cross-sectional size of the seeds being processed, and subsequent grooves are made with depth reduced in the direction of the sections with impermeable walls.

Для обеспечения оптимальной технологической температуры при движении материала к зеерным секциям нагревательные элементы секций с непроницаемыми стенками выполнены с различной излучающей мощностью, причем нагревательный элемент с наибольшей излучающей мощностью установлен на секции с непроницаемыми стенками, примыкающей к загрузочной секции, а остальные нагревательные элементы расположены с уменьшением их излучающей мощности по мере удаления от загрузочной секции. To ensure the optimum technological temperature when the material moves to the grain sections, the heating elements of the sections with impermeable walls are made with different emitting power, the heating element with the highest emitting power installed on the section with impermeable walls adjacent to the loading section, and the remaining heating elements are located with decreasing radiating power as you move away from the loading section.

Для достижения аналогичного результата возможно исполнение пресса, в котором каждый нагревательный элемент снабжен термодатчиком, соединенным с предусмотренным в прессе пультом управления
На фиг.1 изображен пресс для отжима растительных масел из семян; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - график давления, температуры и выхода масла на различных участках рабочей камеры (кривая I - график давления, II - график оптимальной технологической температуры прототипа, III - график оптимальной технологической температуры заявляемого пресса; IV, V - графики съема масла пресса-прототипа и заявляемого пресса); на фиг.4 - другое исполнение пресса.To achieve a similar result, it is possible to execute a press in which each heating element is equipped with a temperature sensor connected to a control panel provided in the press
Figure 1 shows a press for squeezing vegetable oils from seeds; in FIG. 2 - section aa in figure 1; figure 3 is a graph of pressure, temperature and oil output in different parts of the working chamber (curve I is a graph of pressure, II is a graph of the optimum technological temperature of the prototype, III is a graph of the optimal technological temperature of the inventive press; IV, V are graphs of removal of oil press prototype and the claimed press); figure 4 - another version of the press.

Пресс для отжима растительных масел содержит рабочую камеру 1, загрузочный бункер 2, раздвоитель 3, привод 4, конус 5 для отвода масла, желоб 6 для отвода жмыха, пульт управления и теплозащитные кожуха (не показаны). The vegetable oil pressing press comprises a working chamber 1, a loading hopper 2, a splitter 3, a drive 4, a cone 5 for draining oil, a chute 6 for draining the cake, a control panel and heat shields (not shown).

Рабочая камера состоит из полых, жестко соединенных последовательно загрузочной секции 7 с внутренней цилиндрической поверхностью и загрузочным окном 8, секций 9, 10 и 11 с непроницаемыми стенками и зеерных секций 12 и 13. The working chamber consists of hollow, rigidly connected in series loading section 7 with an inner cylindrical surface and loading window 8, sections 9, 10 and 11 with impermeable walls and grain sections 12 and 13.

В полости рабочей камеры размещены два параллельно расположенных сопряженных шнековых вала 14, состоящих из шнеков 15 однонаправленного вращения и чередующихся с ними групп измельчающих насадок 16. Шаг винтовой линии шнеков 15 уменьшается в направлении от загрузочной секции 7 к зеерной секции 13. Измельчающие насадки 16 в группе смещены относительно друг друга с образованием винтового канала. In the cavity of the working chamber two parallel conjugate screw shafts 14 are arranged, consisting of unidirectional screw 15 and alternating groups of grinding nozzles 16. The pitch of the screw line 15 of the screws decreases in the direction from the loading section 7 to the grain section 13. The grinding nozzles 16 in the group offset relative to each other with the formation of a helical channel.

Внутренние полости зеерных секций 12 и 13 набираются из планок, располагающихся по образующим цилиндрической поверхности с гарантируемым зазором. Зеерная секция 13 снабжена термодатчиком 17, который соединен с пультом управления (не показан). На секциях 9, 10 и 11 с непроницаемыми стенками с внешней стороны соответственно установлены нагревательные элементы 18, 19 и 20. The internal cavities of the grain sections 12 and 13 are drawn from planks located along the generatrices of the cylindrical surface with a guaranteed clearance. The grain section 13 is equipped with a temperature sensor 17, which is connected to a control panel (not shown). On sections 9, 10 and 11 with impermeable walls, heating elements 18, 19 and 20 are respectively installed on the outside.

Загрузочная секция 7 соединена с бункером 2 через загрузочное окно 8 и выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и канавками 21, образующими с поверхностями шнеков 15 каналы. При этом канавки, расположенные под загрузочным окном 8, выполнены с глубиной, равной половине размера поперечного сечения перерабатываемых семян, а последующие канавки выполнены с глубиной, уменьшенной в направлении секций 9 с непроницаемыми стенками. The loading section 7 is connected to the hopper 2 through the loading window 8 and is made with an inner cylindrical surface and grooves 21, forming channels with the surfaces of the screws 15. In this case, the grooves located under the loading window 8 are made with a depth equal to half the size of the cross section of the seeds being processed, and the subsequent grooves are made with a depth reduced in the direction of the sections 9 with impermeable walls.

Согласно изобретению нагревательные элементы 18, 19 и 20 могут иметь различную излучающую мощность, причем нагревательный элемент 18 с наибольшей излучающей мощностью установлен на секции 9 с непроницаемыми стенками, примыкающей к загрузочной секции 7. По мере удаления от последней на секциях 10 и 11 устанавливаются нагревательные элементы 19 и 20 с понижающейся излучающей мощностью, т.е. нагревательный элемент 20 имеет меньшую излучающую мощность и установлен на секции 11, примыкающей к зеерной секции 12. According to the invention, the heating elements 18, 19 and 20 may have different radiating power, and the heating element 18 with the highest radiating power is installed on the section 9 with impermeable walls adjacent to the loading section 7. As the distance from the latter, the heating elements are installed on the sections 10 and 11 19 and 20 with decreasing radiating power, i.e. the heating element 20 has a lower radiating power and is mounted on a section 11 adjacent to the grain section 12.

Возможен вариант исполнения нагревательных элементов 18, 19 и 20 с одинаковой излучающей мощностью (фиг. 4). Но в этом случае нагревательные элементы 18, 19 и 20 снабжены соответственно термодатчиками 22, 23 и 24, соединенными с пультом управления пресса. A possible embodiment of the heating elements 18, 19 and 20 with the same radiating power (Fig. 4). But in this case, the heating elements 18, 19 and 20 are equipped with temperature sensors 22, 23 and 24, respectively, connected to the press control panel.

Для вывода жмыха на выходе из последней зеерной секции 13 установлена матрица 25 с конусными отверстиями. To output the cake at the outlet of the last grain section 13, a matrix 25 with conical holes is installed.

Пресс для отжима растительных масел из семян работает следующим образом. Press for squeezing vegetable oils from seeds works as follows.

На пульте управления задается температура разогрева рабочей камеры 1. По окончании прогрева в бункер 2 загружаются семена, например, подсолнечника, и включается привод 4. Через раздвоитель 3 крутящий момент передается через валы 14 рабочей камеры. Открывается заслонка, обеспечивая подачу через загрузочное окно 8 в секцию 7 на витки шнеков 15. Семена захватываются витками шнека 15 и перемещаются ими по внутренней полости загрузочной секции, обрушивая, скалывая и срезая семена, попавшие в канавки 21, гребнями витков. По мере движения семян по поверхности с канавками с уменьшающейся глубиной тонкость помола увеличивается, увеличивается однородность нагреваемого материала. Далее, при транспортировании материала шнеками 15 и измельчающими насадками 16, и за счет постоянного уменьшения объема межвиткового пространства в секциях 9, 10 и 11 рабочей камеры (фиг 3, кривая 1) резко возрастает давление и выделение тепловой энергии. Выделение тепла происходит неравномерно. Оно нарастает с секции 9 рабочей камеры 1 до секции 11. Этого тепла недостаточно для эффективного маслоотжима в прессе, поэтому по команде от термодатчика 17 включаются нагревательные элементы 18, 19 и 20. Так как мощность нагревательных элементов в секциях рабочей камеры заранее подобрана с учетом распределения тепла, которое выделяется при переходе механической энергии в тепловую, то в секциях рабочей камеры всегда обеспечивается оптимальная технологическая температура (фиг.3, кривая III). При поступлении маслосодержащего материала в зеерные секции 12 и 13 под высоким давлением масло отфильтровывается через зазоры зеерных планок и стекает по конусу 5 в емкость для масла, а обезжиренный материал продавливается через конусные отверстия в матрице 25 и по желобу 6 складируется в емкость для жмыха. On the control panel, the heating temperature of the working chamber 1 is set. At the end of the heating, seeds, for example, sunflower, are loaded into the hopper 2, and the drive 4 is turned on. Through the bifurcator 3, the torque is transmitted through the shafts 14 of the working chamber. The shutter opens, providing the feed through the loading window 8 into section 7 to the turns of the screws 15. Seeds are captured by the turns of the screw 15 and moved by them along the internal cavity of the loading section, collapsing, chipping and shearing the seeds that fall into the grooves 21 by the crests of the turns. As the seeds move along the surface with grooves with decreasing depth, the fineness of grinding increases, the uniformity of the heated material increases. Further, when transporting the material with screws 15 and grinding nozzles 16, and due to a constant decrease in the volume of inter-turn space in sections 9, 10 and 11 of the working chamber (Fig. 3, curve 1), the pressure and the release of thermal energy increase sharply. Heat generation is uneven. It grows from section 9 of the working chamber 1 to section 11. This heat is not enough for efficient oil press in the press, therefore, by command from the temperature sensor 17, the heating elements 18, 19 and 20 are turned on. Since the power of the heating elements in the sections of the working chamber is pre-selected taking into account the distribution heat, which is released during the transition of mechanical energy into heat, then in the sections of the working chamber is always ensured the optimal process temperature (figure 3, curve III). When the oil-containing material enters the grain sections 12 and 13 under high pressure, the oil is filtered through the gaps of the grain bars and flows through the cone 5 into the oil container, and the defatted material is pressed through the conical holes in the matrix 25 and stored in the chute 6 into the cake container.

Применение дополнительных измельчающих воздействий на маслосодержащий материал и обеспечение оптимальной технологической температуры в рабочей камере пресса позволили снизить масличность жмыха до 10% и увеличить отжим масла на 4-6% (фиг.3, заштрихованная часть графика). The use of additional grinding effects on the oil-containing material and ensuring the optimal process temperature in the working chamber of the press allowed to reduce the oil content of the cake to 10% and increase the oil extraction by 4-6% (Fig. 3, shaded part of the graph).

Claims

1. Пресс для отжима растительных масел из семян, содержащий рабочую камеру, включающую последовательно расположенные загрузочную секцию с внутренней цилиндрической поверхностью и загрузочным окном, секции с непроницаемыми стенками и нагревательными элементами, зеерные секции и размещенные в рабочей камере два параллельно расположенных сопряженных шнековых вала, состоящих из шнеков и чередующихся с ними групп измельчающих насадок, смещенных одна относительно другой с образованием винтового канала, отличающийся тем, что загрузочная секция выполнена с расположенными на ее внутренней цилиндрической поверхности канавками, образующими с поверхностями шнеков каналы, при этом канавки, расположенные под загрузочным окном, выполнены с глубиной, равной половине размера поперечного сечения перерабатываемых семян, а последующие канавки выполнены с глубиной, уменьшенной в направлении секций с непроницаемыми стенками. 1. Press for squeezing vegetable oils from seeds, comprising a working chamber, including a sequentially located loading section with an inner cylindrical surface and a loading window, sections with impermeable walls and heating elements, grain sections and two parallel screw shafts arranged in a working chamber, consisting of of screws and alternating groups of grinding nozzles displaced one relative to another with the formation of a helical channel, characterized in that the boot with the section is made with grooves located on its inner cylindrical surface, forming channels with the surfaces of the screws, while the grooves located under the loading window are made with a depth equal to half the cross-sectional size of the processed seeds, and the subsequent grooves are made with a depth reduced in the direction of the sections with impervious walls.

2. Пресс по п. 1, отличающийся тем, что нагревательные элементы секций с непроницаемыми стенками выполнены с различной излучающей мощностью, причем нагревательный элемент с наибольшей излучающей мощностью установлен на секции с непроницаемыми стенками, примыкающей к загрузочной секции, а остальные нагревательные элементы расположены с уменьшением их излучающей мощности по мере удаления от загрузочной секции. 2. The press according to claim 1, characterized in that the heating elements of the sections with impermeable walls are made with different emitting power, and the heating element with the highest emitting power is installed on the section with impermeable walls adjacent to the loading section, and the remaining heating elements are located with decreasing their radiating power as they move away from the loading section.

3. Пресс по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый нагревательный элемент снабжен термодатчиком, соединенным с предусмотренным в прессе пультом управления. 3. Press according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that each heating element is equipped with a temperature sensor connected to a control panel provided in the press.