МАСЛОВЫЖИМНОЙ ПРЕСС Российский патент 1997 года по МПК C11B1/06 

Предлагаемое изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к устройством для переработки маслосодержащего сырья с последующим получением масла прессованием.

Известно устройство для извлечения масла из маслосодержащего материала, включающее зеерную камеру с расположенным в ней рабочим органом, выполненным в виде шнекового вала с образованием кольцевого зазора для выхода жмыха. Винтовая лопасть шнекового вала выполнена составной, при этом части винтовой лопасти размещены таким образом, что концевые участки рядом расположенных частей установлены с перекрытием. Центральный угол каждого участка винтовой лопасти составляет 180 240^o, а отношение высоты винтовой лопасти каждого участка к ширине кольцевого зазора равно (4 7):1.

Недостатком данного масловыжимного пресса является низкий процент извлечения масла. При попытке повысить процент извлечения масла за счет увеличения рабочего давления, достигаемого уменьшением кольцевого зазора, резко повышается разогрев зеерной камеры, в результате чего происходит пригорание масла. Исследования показывают, что с уменьшением кольцевого зазора увеличивается давление на лопасть до 300 кг/см², увеличивается трение маслосодержащего материала о тело лопасти, в результате чего температура материала возрастает выше нормы. Кроме того, при повышенном давлении наблюдается быстрый износ зеерной камеры и лопастей.

Известен также шнековый пресс для отжима растительного маслосодержащего сырья, включающий зеерный цилиндр с установленным в нем составным полым шнековым валом, состоящим из чередующихся шнековых участков и наборов колец, установленных с зазором друг относительно друга; цилиндрический стержень с продольными пазами, размещенный в полости вала, и сборник масла. Каждое кольцо, по меньшей мере, одного из наборов имеет ступенчатую боковую поверхность. При этом кольца установлены так, что ступени большего диаметра каждого из них обращены в сторону выходного участка шнека, а диаметры смежных ступеней соседних колец равны.

Недостатками данного шнекового пресса являются необходимость предварительной обработки масличного сырья, что требует применения дополнительного оборудования, а также большие потери масла в жмыхе на промежуточных стадиях обработки при различного рода перегрузках сырья.

Наиболее близким по технической сущности является, по нашему мнению, масловыжимной пресс, включающий зеерный цилиндр с размещенным в нем многосекционным валом с цилиндрическими втулками, на внешней поверхности которых выполнены витки давления, и измельчающие и прессующие элементы.

Каждый прессующий элемент выполнен в виде кольца, установленного на каждой втулке эксцентрично относительно оси вала с возможностью обкатывания по внутренней поверхности зеерного цилиндра. Кольцо имеет ширину не меньше величины шага витка давления. При этом в каждой последующей секции вала, начиная со второй, прессующий элемент размещен так, что увеличивается эксцентриситет установки кольца, а цилиндрическая втулка выполнена с уменьшенным шагом витка давления.

Измельчающий элемент размещен на цилиндрической втулке в каждой секции, начиная со второй, и представляет собой венец с торцевыми фрезерными зубьями, размещенными в зоне поступления маслосодержащего материала между внутренней поверхностью зеерного цилиндра и наружной поверхностью цилиндрической втулки. Целесообразно придать наружной поверхности кольца овальную либо коническую форму, а также упрочить фрезерные зубья износостойким материалом.

Описанная конструкция позволяет повысить процент извлечения масла и уменьшить износ зеерной части цилиндра, однако она не решает проблему подготовки маслосодержащего сырья к переработке и в том числе проблему потерь масла при перегрузке сырья.

Предлагаемое изобретение создано с целью обеспечения работы пресса без предварительной обработки сырья, что значительно снижает трудоемкость получения масла, а также с целью повышения эффективности процесса извлечения масла в результате одновременного воздействия давления, вибрации и тепла. Одновременно происходит повышение выхода масла за счет снижения потерь масла на промежуточных стадиях обработки при перегрузках сырья.

Для достижения этой цели в масловыжимном прессе, включающем цилиндр с установленным в нем рабочим органом, содержащим шнековый вал, состоящий из цилиндрических втулок, на внешней поверхности которых выполнены витки давления, измельчающие и прессующие элементы, изготовленные в виде колец, установленных на втулках эксцентрично относительно оси вала с возможностью обкатывания по внутренней поверхности цилиндра, и маслоотделитель, составленный из колец, расположенных с зазором друг относительно друга с образованием полостей, согласно изобретению рабочий орган установлен вертикально и скомпонован из расположенных последовательно и выполненных в виде втулок секций подачи маслосодержащего сырья, размалывания, растирания, прессования и маслоотделения. Причем рабочая поверхность втулки секции подачи изготовлена с подающими шнековыми лопастями. На внешней поверхности втулки секции размалывания расположены расширяющиеся к низу рабочего органа каналы с боковыми режущими кромками, а на соответствующей внутренней поверхности корпуса сужающиеся книзу каналы с боковыми режущими кромками. На рабочей поверхности втулки секции растирания нанесена шнековая нарезка с овальным профилем выступов и впадин, выполненная с возможностью контакта при обкатывании с внутренней поверхностью цилиндра. Кольца маслоотделителя изготовлены с увеличением диаметра каждого последующего кольца, образуя в наборе конус, а накопительные полости соединены отверстиями между собой и с каналом для отвода масла.

Целесообразно, если секция прессования составлена, по меньшей мере, двумя втулками, ширина каждой из которых равна дробному числу величины шага витка давления, а втулки закреплены на валу так, чтобы было обеспечено несовпадение винтовых линий витков давления, размещенных на смежных втулках.

Целесообразно, если пресс выполнен с теплоизлучателями, установленными на внешней стороне цилиндра в зонах подачи сырья и маслоотделения.

Целесообразно также, если пресс изготовлен с укрепленным в зоне маслоотделения каркасом, внутри которого размещен вибровозбудитель.

Выполнение пресса с вертикальным расположением рабочего органа упрощает компоновку устройства и технологию передачи сырья из одной секции в другую. Осуществление всех технологических операций с помощью одного устройства позволяет проводить процесс получения масла без предварительной подготовки и исключить перегрузки сырья и связанные с ними потери масла. Это дает возможность значительно повысить выход масла.

Конструктивные особенности секций рабочего органа обеспечивают многократную переработку сырья путем размалывания, раздавливания, растирания и прессования. Причем при каждой операции происходит выделение свободного масла, которое стекает вниз, что не вносит изменений в технологию процесса.

Выполнение секции прессования, по меньшей мере, из двух втулок, неподвижно закрепленных на валу таким образом, чтобы не совпадали центры винтовых линий витков давления, размещенных на смежных втулках, обеспечивает дополнительное перетирание мятки (размолотое маслосодержащее сырье) во время прессования.

Применение высокочастотной вибрационной обработки, а также теплового воздействия способствует увеличению маслоотдачи и, кроме того, позволяет улучшить вкусовые качества масла.

Конструкция масловыжимного пресса представлена на чертежах, где:
на фиг.1 показан общий вид пресса;
на фиг.2 разрез А А на фиг.1;
на фиг.3 разрез Б Б на фиг.1;
на фиг.4 узел В на фиг.1;
на фиг.5 секция маслоотделения с вибровозбудителем.

Масловыжимной пресс (фиг. 1) содержит корпус 1, привод 2, цилиндр 3 с вертикально установленными в нем рабочим органом в виде многосекционного шнекового вала 4, загрузочный бункер 5. На оси 6 шнекового вала 4 жестко закреплены по количеству секций I II III IV V четыре втулки и маслоотделитель в виде набора маслоотделительных колец.

Секция I подачи маслосодержащего сырья выполнена в виде втулки 7 с подающими шнековыми лопастями 8.

Секция II размалывания сырья изготовлена в виде цилиндрической втулки 9 (фиг.1,2) с диаметром, равным диаметру (по скользящей посадке) цилиндра 3.

На внешней поверхности втулки 9 выполнены расширяющиеся книзу каналы 10 с режущими кромками 11. На соответствующей внутренней поверхности цилиндра 3
суживающиеся книзу каналы 12 с режущими кромками 13.

Для обеспечения компенсации размера при заточке режущих кромок 11 и 13 втулка 9 может быть выполнена в форме конуса. В этом случае предусмотрены регулировочные шайбы (на черт. не показаны) на оси 6 между втулками 9 и 7.

Секция III раздавливания и растирания сырья изготовлена в виде цилиндрической втулки 14, эксцентрично закрепленной на оси 6 с величиной эксцентриситета "а". На цилиндрической втулке 14 по наружной поверхности 15 (фиг. 1,3) установлена с возможностью вращения на ней дополнительная цилиндрическая втулка 16. На ее рабочей поверхности 17 выполнена шнековая нарезка с овальным профилем шнековых выступов 18 и впадин 19. Шнековые выступы 18 выполнены таким образом, что при работе они обкатывают внутреннюю поверхность 20 цилиндра 3.

Секция IV прессования изготовлена в виде втулки 21 с прессующими шнековыми лопастями 22. На рабочей поверхности 20 цилиндра 3 расположены вертикальные каналы 23, служащие для предотвращения вращения мятки. Для обеспечения несовпадения центров винтовых линий витков давления целесообразно эту секцию составить из нескольких втулок, по меньшей мере из двух, неподвижно закрепив их на валу 6, например, с помощью шпонок.

Ширина каждой втулки должна равняться дробному числу величины шага витка давления, т. е. на наружной поверхности следует расположить 0,6 1,5 витков, исключая целое число. Оптимально, если секция состоит из 3 7 втулок. Величина несовпадения центров составляет 0,1 0,5 шага витка давления. Такая конструкция втулки обеспечивает дополнительное перетирание мятки во время прессования.

Секция V маслоотделитель составлена из колец 24, установленных с зазором 25 (фиг.1,4). Величина зазора регулируется прокладками 26. Между кольцами в проточках образованы полости 27, которые служат накопителями масла и соединены между собой отверстиями 28. Накопительные полости 27 соединены и с каналом 29 (фиг.1), расположенным в оси шнекового вала 4 и служащим для вывода масла. Кольца 24 эксцентрично закреплены на оси 6. Величина эксцентриситета между центром оси 6 и центром кольца 24 обозначена "б" (фиг.4). Кольца 24 изготовлены с увеличением диаметра каждого последующего кольца, в результате чего маслоотделитель приобретает коническую форму. Возможно также применение колец с одинаковым диаметром.

Целесообразно кольца 24 смонтировать на каркасе 30 (фиг.5), размещенном на днище 31 цилиндра 3 с возможностью виброперемещения. Тогда на каркасе 30 устанавливается источник круговых высокочастотных колебаний вибровозбудитель 32.

Цилиндр 3 в области секций IV и V можно выполнить с зеерными щелями, тогда маслоотделитель следует изготовить без зазоров между кольцами или сплошным.

В нижней части цилиндра 3 расположены окна 33 для выхода жмыха, перекрываемые регулировочным кольцом 34 с резьбовой нарезкой, взаимодействующей с резьбой на внешней стороне цилиндра 3.

Снаружи цилиндра 3 в районе секции III целесообразно установить теплоизлучатель 35 (фиг.1) для улучшения маслоотдачи и вкусовых качеств масла, а в районе секции V теплоизлучатель 36 (фиг.5) для снижения вязкости масла.

Масловыжимной пресс работает следующим образом.

В загрузочный бункер 5 засыпаются семена маслосодержащих культур, включаются привод 2 и, в зависимости от технологии обработки, теплоизлучатели 34 и 36. Семена подающими лопастями 8 подаются в сужающиеся книзу каналы 12 с режущими кромками 13. В тот момент, когда каналы 12 в цилиндре 3 совпадают с каналами 10 втулки 9 (фиг.2), часть семян начинает пересыпаться из каналов 12 в каналы 10. Ввиду того, что скорость вращения оси 6 достаточно велика, все семена не успевают пересыпаться, и высунувшаяся часть семян из канала 12 в канал 10 срезается режущими кромками 11 и 13. Чем больше скорость вращения оси 6 и больше количество каналов с режущими кромками, тем тоньше срезаются семена. При размалывании семян выделяется растительное масло, которое вместе с измельченными семенами стекает вниз в секцию III. Перемещению способствует подающее усилие, создаваемое шнековыми лопастями 8. В секции III измельченные семена подвергаются раздавливанию катящейся по боковой поверхности цилиндра 3 втулкой 16, на рабочей поверхности которой имеется шнековая нарезка с овальным профилем выступов 18 и впадин 19.

Измельченный маслосодержащий материал выступом 18 вдавливается в сторону впадины 19, и на боковой поверхности цилиндра 3 напрессовывается образующаяся мятка в виде гребней. Так как диаметр втулки 16 меньше диаметра цилиндра 3, а овальные выступы 18 расположены по винтовой линии, то при каждом новом обороте образовавшийся гребень из мятки будет частично раздавлен и передвинут.

Чем меньше шаг винтовой линии выступов 18 и больше число полных витков, тем больше количество циклов раздавливания, которому подвергается мятка. При раздавливании мятки выделяется масло, которое перемещается вниз вместе с мяткой. Для повышения маслоотдачи и улучшения вкусовых качеств масла с наружной стороны цилиндра 3 в секции III включается теплоизлучатель 35 с определенной температурой подогрева.

Размельченная мятка захватывается шнековыми лопатками 22 втулки 21 секции IV и передается в секцию V для отжима масла. В секции V мятка движется вниз к выпускным окнам 32 для вывода жмыха. Величина давления регулируется кольцом 33 с резьбовой нарезкой на внешней стороне цилиндра 3.

В секции V на оси 6 эксцентрично вращаются маслоотжимные кольца 24. За счет давления, создаваемого секцией прессования, и периодически действующего эксцентричного усилия масло через зазоры 25 выжимается в полости-накопители масла 27, а затем поступает в канал 29 и выводится из пресса. По мере движения мятка отдает масло и превращается в жмых, который подается через окна 32.

Для улучшения маслоотдачи включается высокочастотный вибровозбудитель 32. Одновременно для уменьшения вязкости масла включается теплоизлучатель 36.

При использовании цилиндра с зеерными щелями, расположенными в зонах секций IV и V, происходит удаление масла через эти щели, чему способствует вибрация маслоотделителя.

Таким образом, масловыжимной пресс позволяет из семян получить мятку, а затем извлечь из нее масло. При этом все операции производятся одновременно, непрерывно, по рациональным технологиям, что позволяет увеличить выход масла из маслосодержащего сырья и обеспечить получение продукта с высокими вкусовыми качествами.

Использование: изобретение относится к устройствам для переработки растительного маслосодержащего сырья с последующим получением масла прессованием. Сущность: масловыжимной пресс содержит цилиндр с установленным в нем рабочим органом, содержащим шнековый вал, состоящий из цилиндрических втулок, на внешней поверхности которых выполнены витки давления. Рабочий орган расположен вертикально и составлен из выполненных в виде втулок секций подачи сырья, размалывания, растирания, прессования и маслоотделения. Рабочая поверхность втулки секции подачи изготовлена с подающими шнековыми лопастями. На внешней поверхности втулки секции размалывания расположены расширяющиеся к низу рабочего органа каналы с боковыми режущими кромками, а на соответствующей внутренней поверхности корпуса - сужающиеся книзу каналы с боковыми режущими кромками. На рабочей поверхности втулки секции растирания нанесена шнековая нарезка с овальным профилем выступов и впадин, выполненная с возможностью контакта с внутренней поверхностью цилиндра при обкатывании. Секция прессования составлена, по меньшей мере, двумя втулками, ширина каждой из которых равна дробному числу величины шага витка давления. Масловыжимной пресс может быть снабжен теплоизлучателями, а также вибровозбудителем, размещенным внутри каркаса, укрепленного в зоне маслоотделения. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1 1. Масловыжимной пресс, включающий корпус-цилиндр с установленным в нем рабочим органом, содержащим шнековый вал, состоящий из секций, каждая из которых имеет форму цилиндрической втулки, на внешней поверхности которых выполнены витки давления, измельчающие и прессующие элементы, изготовленные в виде колец, установленных на втулках эксцентрично относительно оси вала с возможностью обкатывания по внутренней поверхности цилиндра, и маслоотделитель, состоящий из колец, расположенных с зазором друг относительно друга с образованием накопительных полостей, отличающийся тем, что рабочий орган установлен вертикально и скомпонован из расположенных последовательно секций подачи маслосодержащего сырья, размалывания, растирания, прессования и маслоотделения, причем рабочая поверхность втулки секции подачи изготовлена с подающими шнековыми лопастями, на внешней поверхности втулки секции размалывания расположены расширяющиеся к низу рабочего органа каналы с боковыми режущими кромками, а на соответствующей внутренней поверхности корпуса-цилиндра сужающиеся книзу каналы с боковыми режущими кромками, на рабочей поверхности втулки секции растирания выполнена шнековая нарезка с овальным профилем выступов и впадин с возможностью контакта при обкатывании с внутренней поверхностью корпуса-цилиндра, кольца маслоотделителя изготовлены с увеличением диаметра каждого последующего кольца, с образованием в наборе конуса, а накопительные полости сообщены отверстиями между собой и с каналом для отвода масла.2 2. Пресс по п.1, отличающийся тем, что секция прессования образована по меньшей мере двумя втулками, ширина каждой из которых равна пробному числу величины шага витка давления, а втулки закреплены на валу с возможностью обеспечения несовпадения винтовых линий витков давления, размещенных на смежных втулках.2 3. Пресс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен теплоизлучателями, установленными на внешней стороне корпуса-цилиндра в зонах подачи сырья и маслоотделения.2 4. Пресс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен укрепленным в зоне маслоотделения каркасом с размещенным внутри него вибровозбудителем.