Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf

Ч А С Т Ь Т Р Е Т Ь Я

О БО РУ ДО ВА Н И Е Д Л Я П О Л У ЧЕН И Я М АСЛА

ПРЕССОВАНИЕМ И ЕГО П ЕРВИ Ч Н О Й

ОЧИСТКИ

Г л а в а V. ОБОРУДОВАНИЕ ПРЕССОВЫХ ЦЕХОВ

Рассмотренное выше оборудование предназначается для вы­ деления из семян маслосодержащего ядра и его измельчения. Из­ мельченное ядро — мятка — поступает в прессовый цех для по­ лучения масла.

Масло в мятке находится в связанном состоянии, и, как по­ казывают последние исследования, эта связь масла с нежи­ ровым комплексом ядра проявляется в наличии поверхностного масла, капиллярного масла и масла в неразрушенных клет­ ках [44].

Силы, удерживающие масло в той или иной форме связи, раз­ личны по величине, но достаточно прочно удерживают его. Это подтверждается тем, что при прессовании холодной, неподготов­ ленной мятки в прессах получается малый выход масла. Задача подготовки мятки перед прессованием заключается в том, чтобы ослабить силы, удерживающие масло в мятке, и тем самым об­ легчить его выход при прессовании. Это достигается увлажнени­ ем мятки.

Однако увлажненная мятка становится очень пластичной, и поэтому при прессовании из нее плохо отделяется масло: мятка легко «выползает» через щели. Для придания ей определенных упругих свойств из мятки удаляют влагу, что достигается ее суш­ кой.

Жарение мезги проводится как непосредственно в жаровнях, так и последовательно, сначала в пропарочно-увлажнительных аппаратах (шнеках), а затем собственно в жаровнях.

В некоторых технологических схемах предусматривается пред­ варительный съем масла перед процессом жарения, которое осу­ ществляется в аппаратах Коваленко и Кичигина — Яковенко.

185

1. А П П А Р А Т Ы Д Л Я П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н О Г О С Ъ Е М А М А С Л А

ФОРШНЕК КОВАЛЕНКО

Форшнек конструкции Н. П. Коваленко [49] представляет собой трубу диаметром 250 мм и длиной 3186 мм (рис. V—1). Внутри трубы помещен шнек 2, имеющий шаг 200 мм и вращаю-

Рис. V—1. Форшнек конструкции Н. П. Коваленко для предварительно­ го съема масла.

щийся с частотой 25 об/мин. Передняя часть шнека на длине 1400 мм представляет собой обыкновенный транспортный шнек; остальная часть шнека имеет разрывы между витками, а сами витки имеют вырезы.

Корпус-труба в месте, где помещена задняя часть шнека, имеет мелкие профрезерованные щели шириной 1,5 и 3 мм. В кор­ пусе-трубе, где находится передняя часть шнека, сверху имеется продольная прорезь, над которой находятся две фигурные звез­ дочки или специальное цепное устройство 3. Эти звездочки вра­ щаются от шнека и предназначены для очистки перьев шнека и для предотвращения проворачивания мятки вместе со шнеком.

В нижней части корпуса имеются отверстия 4, в которые ввинчиваются форсунки для подачи пара в мятку. В месте выхо­ да из корпуса-трубы установлены конус 5 и тела сопротивления 6, которые создают необходимое противодавление для выходя­ щей мезги. При этом в аппарате создается небольшое давление, отжимающее выделившееся масло.

Работа форшнека происходит следующим образом. Через за­ грузочное отверстие мятка поступает в переднюю часть аппара­ та; подача мятки регулируется так, чтобы шнек был полностью заполнен (т. е. коэффициент наполнения ф=1) .

Под действием вращающегося шнека мятка начинает пере­ мещаться вдоль вала. По мере продвижения мятки по шнеку она нагревается и увлажняется острым паром, вводимым через фор-

186

сунки. В аппарат подают такое количество пара, чтобы в конце передней части аппарата температура мятки была 84—87° С. Вводимый острый пар не только нагревает мятку, но и увлажня­ ет ее. Обычно влажность мятки увеличивается примерно на 1 % • Увлажненная и подогретая мятка, поступая во вторую часть аппарата, подвергается небольшому давлению (0,15—0,20 МПа) и интенсивному перемешиванию благодаря переходу части мезги через витки шнека; при этом происходит отделение масла. Съем масла достигает 70% при влажности поступающей мятки 8%. Достоинствами рассмотренной конструкции форшнека явля­ ются: непрерывность работы, малая металлоемкость аппарата, малый расход пара и электроэнергии, небольшие поверхности нагрева, простота устройства и невысокая стоимость изготов­

ления.

Процесс съема масла в форшнеке изучен недостаточно; поэ­ тому при расчете аппарата определяют только производитель­ ность его и расход пара.

Производительность аппарата зависит от транспортных воз­ можностей шнека. Объемная производительность его, как из­ вестно, определяется по формуле (в м3/с)

d — диаметр вала шнека, м;

п—’Частота вращения вала шнека, об/мин.

Вэту формулу необходимо ввести поправки, вытекающие из условий работы форшнека.

1.Шнек форшнека работает при полном заполнении, поэтому

объем, в котором должна помещаться мятка. Однако часть этого объема занята валом шнека, и следовательно, объем, куда поме­ щается мятка, будет

- (D2 — d2)-S

Таким образом, секундная объемная производительность фор­ шнека (в м3/с)

По этой формуле получают завышенную производительность. Объясняется это тем, что не учтен переход мезги через выре­ зы витка (пера) шнека во второй части аппарата. Поэтому в фор-

187

мулу (V—2) нужно ввести коэффициент возврата Кв, который учитывает количество мезги, переходящее через вырезы витка. Тогда формула примет вид

Qni = 47,1 (D2—d2)Snpv (1 — Кв), (V—3)

Коэффициент возврата зависит от частоты вращения шнека, противодавления, влажности материала и величины вырезов в витках (перьях) шнека.

В настоящее время еще не найдена функциональная зависи­ мость коэффициента возврата от указанных величин. Для приме­

Для определения потребного расхода пара составим тепловой баланс первой части форшнека.

Мятка, поступая в форшнек при температуре t\, нагревается

Это количество тепла сообщается мятке за счет конденса­ ции подаваемого острого пара, количество которого определяют по формуле

В действительности расход пара больше из-за того, что не­ которая часть его не конденсируется.

Так как из 1 кг сконденсировавшегося пара получается 1 кг воды, то легко вычислить влажность мятки после увлажнения. Расчеты и замеры показывают, что влажность мятки возрастает на 1,0—1,5%. Следовательно, при влажности поступающей мят­ ки 8% максимальная влажность ее после увлажнения не будет превышать 9,5%. Понятно, что добавление относительно неболь­ шого количества влаги к мятке не позволяет связать полностью все силы, удерживающие масло. Поэтому для увеличения съема масла в форшнеке системы Коваленко нужно увеличить давле­ ние па мятку во второй части аппарата.

Техническая характеристика форшнека Коваленко

188 1

Ф О Р А П П А Р А Т К Я ( К И Ч И Г И Н А И Я К О В Е Н К О )

В. П. Кичигин и Д. Е. Яковенко разработали фораппаратКЯ для предварительного съема масла (рис. V—2). Аппарат со­ стоит из подготовительного устройства и шнекового пресса об­ легченной конструкции.

Подготовительное устройство 1 представляет собой верти­ кальный цилиндрический барабан диаметром 800 мм и высотой 900 мм. Примерно на середине высоты цилиндра вмонтированы основные форсунки 2 для подачи острого водяного пара. Для лучшего распределения пара в мятке над форсунками имеются

189

ножи-мешалки 3. Аналогичное устройство имеется и в нижней части цилиндра. При помощи короткого патрубка 4 цилиндр со­ единен с горизонтальным зеером аппарата. Короткий шнек-пи­ татель 5, выполняющий роль питателя, окружен сетчатым коль­ цом. Нижняя часть, представляющая собой облегченную кон­ струкцию шнекового пресса, имеет шнековый вал 6 с шагом витка 237 мм и утолщающееся к выходу тело витков (от 96 мм у входа до 148 мм у выхода). Шнек окружен цилиндром-зеером 7, имеющим продольные щели. На выходном конце шнекового вала имеется конус 8, который может передвигаться по ленточ­ ной резьбе. Шнековый вал приводится во вращение клиноремепной передачей от электродвигателя. В нижней части станины под зеерным цилиндром помещен маслоотгонный шнек 9.

Работает этот аппарат следующим образом. Мятка непрерыв­ но поступает в подготовительное устройство 1, где увлажняется из основных форсунок 2. При дальнейшем опускании мяткиоиа подвергается доувлажнению из вспомогательных форсунок.

Увлажненная мятка захватывается шнеком-питателем 5 и подвергается небольшому сжатию; частично отделяющееся масло вытекает через сетчатое кольцо. Слегка обезжиренная мятка шнеком-питателем передается на основной шнек 6, где происходит окончательный съем масла. Масло отделяется в ре­ зультате сжатия мятки, происходящего за счет уменьшения межвиткового пространства, что достигается увеличением диа­ метра вала шнека (на рис. V—2 не показано), а также под воз­ действием противодавления, создаваемого конусом. Выделяю­ щееся масло стекает через щели зеерного барабана и собирает­ ся маслоотгонным шнеком 9, которым отводится из аппарата.

Вал ножей-мешалок вращается с частотой 24 об/мин, а шне­ ковый вал — с частотой 8 об/мин. Мощность двигателя для при­ вода аппарата 10 кВт.

Ваппарате КЯ получен больший съем масла (до 80%), чем

ваппарате Коваленко. В подготовительном устройстве мятка ув­ лажняется до большей влажности, чем в аппарате Коваленко; поэтому в аппарате КЯ происходит большее связывание сил, удерживающих масло. Кроме того, шнек-питатель, в котором от­ жимается часть масла, позволяет шнековому валу создать замет­

ное давление на сжимаемую мезгу.

2. АППАРАТЫ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МЯТКИ

Г И Г Р О С К О П И Ч Е С К И Е С В О Й С Т В А М Я Т К И

Поскольку жарение мезги является влаго-тепловой обработ­ кой, то необходимо знать гигроскопические свойства мятки, ко­ торые в значительной степени определяют характер протекания

этого процесса.

Известно, что мятка является многокомпонентной смесыо,

190