Дипломная (вкр): Разработка маслопрессовой машины

Разработка маслопрессовой машины

Разработка маслопрессовой машины

1. Обзорно-аналитическая часть

Производство растительного масла состоит из большого количества операций, в ходе которых используется следующие машины:

. Воздушно-ситовые сепараторы типа ЗСМ служат для отделения примесей от семян. Примеси отделяют за два приема:

·               первую очистку проводят перед сушкой при приеме семян на хранение;

·        вторую очистку (производственное) проводят непосредственно перед переработкой в производственном корпусе.

Основными рабочими элементами в этих машинах являются ситовые рамы и аспирационная система [4].

. Метод активного вентилирования семян является профилактическим средством хранения семян. Для длительного хранения семян масличных культур применяют метод тепловой сушки при котором семена нагреваются с помощью сушильного агента (воздух) и удаления влаги. Для данной операции применяют сушилки. Семена масличных культур можно сушить разными способами:

·       в зависшем состоянии (пневматические сушилки);

·        в кипящем слое (ротационные сушилки);

·        при перемешивании (барабанные сушилки);

·        в непрерывном потоке (шахтные сушилки);

·        в подвижном слое, насыпью.

Рис. 1 - Общая технологическая схема получения масла из подсолнечных семян

На рисунке 2 представленна схема пневматической сушилки.

Рис. 2 - Схема пневматической сушилки: 1 - регулировочная заслонка; 2 - смесительная камера; 3 - задвижка; 4 - труба отработанного теплоносителя; 5 - бункер-сепаратор; 6 - труба; 7 - питательный шнек; 8 - клапан для холодного воздуха

. Машины для разрушивания масличных семян предназначенные для разрушения оболочки с целью дальнейшего ее отделения от «ядерного» продукта, так как она содержит вещества, переход которых в масло нежелателен. Шрот с лузгой также ниже по качеству, по содержанию протеина. Степень отделения оболочки влияет на производительность основного оборудования. Например, при снижении лузжистости ядра с 8 до 3% производительность прессового и экстракционного оборудования возрастет приблизительно на 10%.

Машины, которые применяются для разрушивания, основаны на нескольких способах разрушивания. Так для семян подсолнечника применяют многократные и однократные удары, а для семян хлопка - резание и скалывание.

Машины для разделения семян предназначены для получения самостоятельных технологических потоков: лузги, отделение которой как отхода производства связано со снижением потерь масла, сорбированного, пористой структурой лузги, снижение объема перерабатываемого материала и нагрузки на технологическое оборудование, снижение попадания в масло компонентов липидов, которые ухудшают его качество; ядра, которые нуждаются в дальнейшей обработке с целью отделения масла.

. Степень различия между отдельными частями компонентов семени является предпосылкой для выбора принципа разделения семени, обоснования схемы и режимов работы оборудования.

В настоящее время получили распространениедва типа машин:

машины, которые разделяют семя сразу по размерам на ситах, а потом в воздушном потоке по аэродинамическим свойствам;

Машины, которые разделяют подсолнечные семена на ситах с разным движением (двойные встряхиватели и битер-сепараторы при разделении семян хлопка).

. Машины для измельчения семян и ядра обеспечивают изобличение клеточной структуры перерабатываемого масляного материала, которое облегчает выделение масла как прессованием, так и экстракцией. Глубина изъятия масла связана с полнотой изобличения клеток.

Существуют разные способы измельчения ядра и семени:

·        сжатие со сдвигом,

·        истирание,

·        удар,

·        раздавливание.

Для измельчения семян и ядра наиболее распространены вальцовые станки. Конструкции вальцовых станков, которые используются для измельчения масляных материалов, отличаются расположением валков (вертикальное, горизонтальное и диагональное).

Схема конструкций вальцовых станков показана на рисунке 3.

. Аппараты для влаго-тепловой обработки семян обеспечивают перераспределение масла по формам связи с материалом внаправлении увеличения свободного масла, которое интенсифицирует и углубляет снятие масла на следующей стадии прессования подготовленного таким образом материала.

Рис. 3 - Схема конструкций вальцовых станков: а - однопарный; бы - двупарний; в - пятивальцьовий

Сама операция влаго-тепловой обработки включает два этапа: увлажнение капельной влагой или водным паром до заданной величины и дальнейшая сушка слоя материала, который перемешивается.

Наиболее распространенными аппаратами для осуществления операции влаго-тепловой обработки семени являются чанные жаровни (рис 4), в которых в верхнем чану осуществляется этап увлажнения, а во всех следующих чанах - сушка. В настоящее время существует тенденция для отдельных этапов влаго-тепловой обработки применять отдельный аппарат.

. Машины для получения масла путем прессования применяются для получения масла механическим способом путем прессования масляного материала, который прошел предварительную подготовку. Этот способ получения масла распространен практически на всех заводах, где основной остается технологическая схема «форпресование-экстракция».

В настоящее время применяется только непрерывный способ прессования на шнековых прессах. Различают шнековые прессы для предварительного получения масла (форпресы) и для окончательного получения масла (экстракторы). Главное отличие в конструкции основного рабочего органа шнекового пресса - шнековый вал, который собран из отдельных витков, которые насаждаются на общий вал.

Рис. 4 - Чанная жаровня: 1 - лопатка ножа мешалки; 2 - вал жаровни; 3 - привод жаровни; 4 - аспирационная трубка; 5 - чан; 6 - паровая оболочка днища и стенок чана; 7 - днище чана

Прес-екструдер ПЕМ-01 предназначен для получения растительного масла способом давки семян подсолнечника и других масляных культур.

Высокоэффективная безотходная технология, которая применена в процессе переработки сырья, позволяет получить высококачественное масло и жмых с высоким содержанием протеина.

Пресс состоит из корпуса, шнека, который приводится во вращение электродвигателем через ременную передачу и редуктор.

Для подачи сырья в пресс служит воронка, через которую сырье подходит в шнековую камеру. Шнек перемещает массу, которая прессуется в шнековую камеру, вследствие чего происходит ее сжатие. Отжатое масло проходит через щели головки и сливается в лоток. Отходы в виде жмыха выходят наружу через исходное отверстие в насадке, которая устанавливается на головку с помощью гайки накидной.

Изменение величины исходного отверстия проводится путем изменения насадок (для семян разных культур и сортов). Диаметр исходного отверстия маркирован на боковой поверхности насадки.

Шнековый пресс для вытягивания масла представлен на рисунке 5.

. Машины для первичного очистки прессованного масла предназначены для разделения суспензий, которые, как известно, производят методами отстаивания и фильтрации. При этом отстаивание возможно как в поле гравитационных сил, так и в поле центробежных сил. На практике при первичномочищении применяют все указанные методы, которые обеспечиваются такими машинами, как дисковый механизированный фильтр, центрифуга.

Рис. 5 - Прес-екстудерПЕМ-01: 1 - корпус; 2 - шнек; 3 - насадка; 4 - воронка; 5 - болты; 6 - электродвигатель; 7 - гайка накидная; 8 - головка; 9 - редуктор; 10 - лоток; 11 - электрошкаф; 12 - рама; 13 - шкивы; 14 - ремни; 15 - подмоторная плита; 16 - промежуточная плита; 17 - штора бункера

Техническая характеристика пресса-екструдераПЕМ-01:

Производительность техническая по семенам, кг/ч……………180

Установленная мощность, кВт…………………………………….. 4,0

Напряжение переменного тока, В…………………………….380

Частота, Гц………………………………………………………….50

Скорость обращения шнекового вала, об/мин…………………….45

Влажность семян, %………………………………………………6-8

Габаритные размеры, мм…………………………1200×500×1235

Масса, кг………………………………………………….280

. Оборудование для подготовки жмыха к экстракции. Эта подготовка сводится к осуществлению последовательных операций: предварительному измельчению макухи ракушки ножами, которые устанавливаются на выходе из прессов; вторичному измельчению в локальных шнеках на кучки размером не больше нескольких сантиметров; пропусканию измельченной ракушки через магнитные сепараторы; измельчению кусков на измельчителях (молотковых, дисковых и др.) в крупу; калиброванию крупки на ситовых барабанах; кондиционирование крупки в чанных жаровнях, а потом прокатке в лепесток в парных плющильных вальцовках [4].

2. Технологическая часть

.1 Требования к сырью и качеству готовой продукции

Сырье масложировой промышленности, в данном случае семена подсолнечника должно отвечать требованиям, которые выдвигаются тем или иным предприятием или организацией, к которым они поступают. Самые главные из требований - маслянистость и влажность семян. Маслянистость в большинстве случаев зависит от сорта культуры и условий выращивания, а влажность - от условий сбора семенной массы и ее хранения. Во время хранения имеет место такой процесс, как дыхание. Он зависит от влажности семян и плохо влияет на его качество. Энергию для дыхания семена получают за счет затраты запасных веществ - масла [5].

Интенсивность дыхания семян зависит от трех факторов - содержимого влаги в семенах, температуры семян и газового состава атмосферы, которая окружает семена. Эти факторы влияют не только на масличные семена, но и на все живые компоненты семенной массы - микроорганизмы, которые всегда присутствуют на семенах и сорняковых примесях. Семена сорняков, присутствие которых в масличных семенах является возможным и зависит от степени засоренности семенной массы, а также и разных насекомых (клещей, долгоносиков и др.), являются возможными практически всегда [5].

Влажность семян. Семенная масса, которая состоит из масличных семян, которые полностью дозрели на растении, имеет низкую влажность и низкий уровень дыхания. Условия для жизнедеятельности других компонентов в сухой семенной массе также усложненны. При повышении влажности семян интенсивность дыхания растет сначала медленно, потом, начиная с определенной границы влажности, интенсивность дыхания резко увеличивается.

Скачкообразный рост интенсивности дыхания, которое свидетельствует об активировании всех биологических процессов в семенах, обусловленном появлением в тканях семян свободной воды. Свободная вода, в отличие от связанной, присутствующей в сухих семенах, способная участвовать в химических реакциях, в том числе и таких, которые сопровождаются затратой запасных веществ семян, - липоидов.

Чем высше маслянистость семян, тем при низшей влажности необходимо его хранить.

Масличные семена, которые хранятся при влажности выше критической, интенсивно дышат, выделяя в окружающую среду много тепла и влагу. Поэтому температура и влажность семенной массы начинают расти и процесс самосогревания, который начался даже в одной части семенной массы, быстро охватывает все семена, развиваясь ускоренно по типу цепной реакции.

Температура семян. Хранение семян при повышенных температурах также способствует усилению дыхания семенной массы. Низкие температуры замедляют биохимические процессы в семенах. Значительный интерес, поэтому представляют хранение семена в охлажденном состоянии, возможном осенью и зимой в условиях естественного охлаждения семенной массы продувом сквозь нее холодного атмосферного воздуха (активное вентилирование семян).

В этих условиях оказывается возможным даже хранение семян при влажности выше критической.

Жизнедеятельность микрофлоры и насекомых полностью тормозится. При наступлении тепла и невозможности поддерживать в семенной массе низкие температуры влажные семена не могут быть сохранены через быстрое развитие в них процесса самосогревания.

Газовый состав атмосферы межсеменных пространств. Можно хранить влажные семена, если изолировать их от кислорода атмосферы. При отсутствии кислорода в межсеменных пространствах происходит притеснение жизнедеятельности всех живых компонентов семенной массы - семян, микроорганизмов, насекомых. Это позволяет хранить влажные семена в так называемых герметичных условиях, которые исключают газообмен с атмосферой.

Хранение влажных семян в бескислородных условиях в присутствии химических консервантов сопровождается их гибелью как живого организма - сходство его становится равной нулю, возможные также некоторые качественные изменения липидов, хотя технологическая переработка семян никаких осложнений не вызывает.

При неудовлетворительных условиях хранения даже до возникновения самосогревания происходит интенсивный гидролитический распад масла и глубокая денатурация белковых веществ семян. Окисление жирных кислот масла сопровождается образованием низкомолекулярных продуктов, в результате чего масло получает специфический горьковатый вкус. Белковые вещества через денатурацию теряют свою пластичность. Из таких семян уже нельзя получить мезгу хорошей структуры при влажно-тепловой обработке в жаровнях, поэтому отжимание масла на шнековых прессах усложняется. Экстрагирование масла из мук, полученных из испорченных при хранении семян, протекает медленно, шрот имеет повышенную маслянистость. В испорченных семенах возникают новые и глубоко изменяются имеющиеся вещества красок. При переработке эти вещества переходят в масло, потому она имеет темный цвет, который немного ослабляется при рафинации.

Для исключения разрушительных процессов в семенах, которые хранятся, перед складированием семян проводится комплекс подготовительных работ, который заключается в очистке их от мусора (минерального и органического) и масличных примесей, удалении из семян лишней влаги (сушение), снижении температуры семян.

В масле, полученном из масличного сырья, определяются показатели, которые характеризуют его качество. К таким показателям относятся: запах, цвет, количество взвешенных частей (отстой), содержимое минеральных веществ (золи), температура вспышки и воспаления, кислотное число, йодное число, содержание фосфолипидов [5].

Требования к качеству нерафинированного масла представлены в таблице 2.1.

2.2 Расчет потребности основного и вспомогательного сырья по существующей технологии

Для расчета потребности основного сырья необходимо знать следующие показатели: маслянистость семян, влажность, засоренность, и так далее. В нашем случае используем показатели анализа семян (таблица 2.1), взятые с определенным допущением, и проводим расчет.