125554 (Технологическая операция очистки масличных семян от примесей), страница 3

тесно связанных между собой процесса:

отделение жидкой части, т.е. масла;

соединение (сплавление) твердых частиц материала с образованием

брикета, т.е. жмыха.

Упрощенная схема процесса извлечения масла (по А.М. Голдовскому) выглядит так:

исходная мезга содержит большое количество масла на поверхности

частиц и внутри их, а сами частицы разделены воздушным пространством;

начинается всестороннее сжатие мезги и деформация частиц;

идет процесс вытеснения воздуха и уменьшение промежутков в слое

между частицами;

начинается выдавливание масла из уменьшающихся промежутков

между частицами;

основное количество масла отжимается при значительном уплотнении

частиц в результате их деформации и соединения;

при резком уменьшении поперечного сечения оставшихся каналов (промежутков) между частицами, когда на сближенных поверхностях остаются мономолекулярные слои масла, отжим прекращается.

Образование брикета жмыха:

отдельные частицы мезги сближаются, между ними уменьшаются промежутки;

частицы соприкасаются и давят друг на друга, что способствует их деформации и их соединению в местах разрыва масляных пленок;

наступает период, когда мезга ведет себя не как сыпучее вещество, а как целое пластичное тело;

при повышении давления соединение частиц приводит к образованию брикета жмыха.

Остаточная масличность жмыха складывается из капсулированного в отдельных участках масла, масла, связанного с внешней поверхностью частиц и внутренней поверхностью трещин, масла, оставшегося в неразрушенных клетках.

В настоящее время применяются шнековые прессы различных конструкций. Но все без исключения шнековые прессы имеют однотипные рабочие органы и общую схему устройства и работы. Основными рабочими органами является шнековый вал и зеерный цилиндр. Конечные продукты процесса прессования есть прессовое масло и жмых.

Основной рабочий орган шнекового пресса - шнековый вал (рис.7), собранный из отдельных витков, насаженных на общий вал. Шаг витков к выходу уменьшается, а диаметр тела витка увеличивается. Такие прессы применяются главным образом для форпрессоваиия. Для окончательного прессования, кроме того, применяются прессы, имеющие постоянный шаг, так как давление на материал в них создается за счет противодавления. Обычно шнековый вал пресса имеет небольшую частоту вращения (от 5 до 30 об/мин); пресс приводится в движение от электродвигателя через редуктор.

Рисунок 7. Принципиальная схема шнекового вала.

Зеерный цилиндр (рис.8), набираемый из сдельных пластин, образует пространство, в котором расположен шнековый вал и осуществляется отжим масла. Внутренняя поверхность зеерного цилиндра с продольными зазорами для стока масла образуют одну из сторон винтового канала. Благодаря уменьшению объема витка материал, находящийся в нем, подвергается сжатию, которое возрастает по мере продвижения материала к выходу. Под воздействием возникающего давления масло отжимается из мезги, проходит через зазоры в зеерном барабане и собирается в соответствующий поддон. Жмых выталкивается из зеера и при выходе из него встречает регулировочное устройство.

Зазоры между зеерными пластинами создаются установкой между ними калибровочных пластинок. Набор пластин выполняется таким образом, что внутренняя поверхность зеерного цилиндра приобретает "заершенность", причем подъем плоскости зеерной пластины, обращенной внутрь цилиндра, направлен в сторону вращения шнекового вала. "Заершенность" предусмотрена с целью увеличения трения прессуемого материала о стенки цилиндра.

Такое устройство цилиндра, винтового вала и правильная подготовка материала обеспечивает эффективную работу пресса.

Рисунок 8. Зеерный цилиндр пресса ФП:

а - разрез зеера в сборе; б - общий вид; в - продольный разрез зеера; г - поперечный разрез по I ступени зеера; д - "заершенность" зеерного цилиндра; е - фигурные ножи.

Зеерный цилиндр, как правило, имеет 4 ступени, которые отличаются диаметром. Шнековый вал делают составным. На вал надеваются кольца с витками или же без них. Обычно таких витков - 8. Эти витки имеют внутренний диаметр, соответствующий ступени зеерного цилиндра.

В некоторых конструкциях предусмотрена подача во внутреннюю полость вала пара или охлаждающей жидкости.

Шнековые прессы характеризуются так называемой величиной геометрической степени сжатия материала, которая представляет собой отношение объемной производительности первого и последнего витков.

Различают так же физическую степень сжатия, которая представляет собой отношение объемов материала поступающего в пресс и выходящего из пресса. Теоретическая (геометрическая) степень сжатия не учитывает механизма продвижения материала через пресс и его физико-механических свойств.

Движущей силой процесса отжима является развиваемое в прессе давление. Глубина отжима зависит от характера нарастания давления, максимального его значения и продолжительности пребывания материала под давлением. Давление, развиваемое в прессе, в свою очередь зависит от свойств готовой мезги.

Мезга, поступающая на прессование, должна иметь: пластичную и упругую структуру, одинаковые размеры, влажность, пластичность всех частиц, одинаковые свойства во всех слоях самих частиц (на поверхности и внутри). Для выполнения этих условий применяют влаготепловую обработку мятки.

По более ранним оценкам разных исследователей в прессах развивается давление до 25 МПа. В более поздних исследованиях были определены значительно меньшие величины давления - 3 - 4 МПа.

5. Разновидности шнековых прессов. Основные представители прессов каждой группы. Материальный баланс прессования мезги (форпресса)

Все известные типы шнековых прессов могут быть разбиты на три группы:

1) прессы для предварительного съема масла (форпрессы);

2) прессы для окончательного съема масла (экспеллеры);

3) прессы двойного действия (предварительный и окончательный съем масла осуществляется в одной машине).

Прессы для неглубокого съема масла применяют в технологической схеме форпрессование - экстракция и в схеме двукратного прессования для предварительного съема масла.

Прессы для глубокого съема масла применяют в технологической схеме двукратного прессования для окончательного съема масла и в схеме однократного прессования. В последнем случае масло отжимается на прессах двойного действия, которые имеют дополнительный вертикальный прессующий шнековый вал. Прессы двойного действия обеспечивают глубокий съем масла, и их также называют экспеллерами.

Характерными признаками форпрессов являются большие диаметры зеерного цилиндра и шнекового вала, достигающие в приемной части 220-250 мм. Частота вращения шнекового вала составляет 18-26 об/мин, а в некоторых новых конструкциях достигает 32-100 об/мин. Толщина выходящей из пресса жмыховой ракушки составляет не менее 6-7 мм, но чаще бывает 8-12 мм. Съем масла на форпрессах составляет 60-85% от его содержания в исходной мезге.

В качестве прессов для предварительного съема масла - применяются прессы МСП (СССР), ФП (ГДР.), ЛЦ (Англия), МП (СССР). Наибольшее распространение имеют прессы ФП и МП.

Пресс ФП (рис.9) обеспечивает хорошие качественные и количественные показатели. С качественной стороны работа рассматриваемого пресса характеризуется величиной съема масла, которая в нормальных условиях составляет 70-75% всего масла, содержащегося в поступающей мезге. При снижении частоты вращения шнекового вала съем масла увеличивается до 85%.

Рисунок 9. Форпресс ФП.

Станина пресса 1 состоит из двух чугунных стоек - передней и задней; они скреплены между собой четырьмя круглыми стяжками диаметром 45 мм. На передней стойке смонтированы редуктор и электродвигатель питателя 3. На задней стойке на специальном кронштейне укреплен концевой опорный подшипник шнекового вала. Между задней стойкой и концевым подшипником расположен регулятор давления 6 конусного типа. Редуктор 2 соединен со шнековым валом 5 при помощи дисковой муфты, выполняющей одновременно роль предохранительной защитной муфты: при перегрузке шнекового вала соединительные пальцы срезаются.

Зеерный барабан 4 состоит из четырех ступеней, которые разъединяются в горизонтальной плоскости. Зазор между зеерными пластинками создается благодаря специальным приливам на их боковых поверхностях. Величина этого зазора уменьшается по направлению движения мезги к выходу.

Шнековый вал пресса - составной и обычно состоит из восьми отдельных витков и десяти установочных колец, надетых на общий вал. Внутренний диаметр зеера, диаметр тела шнека, а также его длина имеют такие размеры, что свободный объем витка по длине вала беспрерывно уменьшается, причем вначале очень резко и более плавно в конце.

Общая теоретическая степень сжатия, обеспечиваемая шнековым валом, равна 13. На конце шнекового вала помещен конусный регулятор, при помощи которого изменяется ширина выходной щели.

Пресс ФП зарекомендовал себя хорошо, однако он не лишен недостатков. Основные из них следующие:

ручное изменение ширины выходной щели с обязательной остановкой пресса;

быстрое изнашивание концевого подшипника скольжения, что приводит к расцентровке пресса;

наличие ременной передачи для привода шнекового вала и отдельного электродвигателя для питающего вала (это приводит к тому, что при ослаблении ремня скорость вращения шнекового вала снижается при неизменном количестве мезги, подаваемой питателем, что может вызвать запрессовку мезги в прессе).

Пресс МП (рис.10) значительно отличается от рассмотренной выше конструкции.

Рисунок 10. Пресс МП-68.

Маслопресс МП-68 - отечественный шнековый пресс, имеющий геометрические размеры рабочих органов, совпадающие с аналогичными размерами пресса МП. Основными его узлами (рис 11) являются следующие.

Станина 14 выполнена литой, ее опорные стойки соединены между собой сварными трубами и двумя швеллерами. На станине со стороны выхода жмыха укреплен корпус упорного подшипника шнекового вала.

Шнековый вал 7 включает девять отдельных шнековых витков 6 и переходных колец 8, собранных на оси вала и стянутых концевой гайкой, и зеерный цилиндр 9 - не отличающихся от аналогичных узлов пресса ФП. Ось шнекового вала опирается на радиальные сферические двухрядные подшипники 16, которые смонтированы на станине. Вращение шнековому валу передается от вала редуктора с помощью предохранительной крестовой муфты 3, одна из полумуфт которой установлена на оси шнекового вала. Предохранение пресса от поломок при перегрузках происходит путем срезания штифтов муфты. Рядом с полумуфтой на оси шнекового вала закреплена звездочка 4 цепной передачи привода вращающейся течки питателя 5 пресса.

Зеерная камера 9 состоит из двух половин, имеющих вертикальный раэъем, шарнирное соединение снизу и клиновое соединение сверху, что вместе с лебедкой облегчает раскрытие и закрытие зеерной камеры. Внутри зеерной камеры имеются специальные ножи с выступами, которые препятствуют проворачиванию мезги вместе со шнековым валом.

Питатель 5 представляет собой вращающуюся трубу с неподвижными скребками, очищающего стенки от налипшего материала. Сверху корпус питателя закреплен на нижнем чане жаровни. Вращение трубе передается через цепную передачу и пару конических шестерен, одна из которых насажена на вращающуюся течку.

Механизм для изменения толщины выходящего из пресса жмыха 10 размещен в корпусе станины.

Маслосборное устройство 15 состоит из сливного листа и сборника масла и закреплено между передней и задней стойками станины на швеллерах. Привод маслопресса состоит из электродвигателя 1 и редуктора 2, которые соединены муфтой 3. Электродвигатель трехскоростной; изменяя число его полюсов, можно получить различную скорость вращения.