榨油機發展技術淺見

文佳星 李 維

（西京學院 機械工程學院，陜西 西安710123）

食用油是人們的生活必須品，隨著近年來植物油產量下降，原料供應不足，榨油機械設備的落后成為制約食用油量產和高質量的重要原因之一。就目前為止，壓榨法和浸出法為主要制油工藝。即1900 年，美國生產第一臺連續式螺旋榨油機后，制油方式從傳統間歇式變為連續式榨油。為提升生產效率、提高生產，大力發展榨油機至關重要。

螺旋式榨油機通過榨膛內受到剪切力和擠壓力，油料在榨螺的帶動下轉動并最終取出。在此過程中螺旋榨油機由于壓榨出油率高且節能并保持高天然性的特性，已經成為目前廣泛采用的榨油方式。

1 螺旋榨油機械研究現狀

1.1 國外研究現狀

在國外，對于榨油機的研究已經有了上百年的歷史，并對螺旋榨油機出油率的各個主要因素進行測試與分析。其中，尼日利亞學者T-O-Omobuwajo 對壓力與油流速率進行考證并作出理論預計模型[1]。美國公司Vicent 工作人員對雙螺桿壓榨機的研究，利用兩根互相嚙合的螺桿設計出反向旋轉的平行雙螺桿壓榨機。此項發明在降低滑移和加強物料正向位移上有了明顯效果。通過在榨籠上固定齒狀刮刀插入螺旋隔圈內，達到攪拌和防止阻塞的效果。

1936 年，由美國人ANDREAS HARTNER HANS 研制出雙螺桿榨油機，此雙螺桿長度相等，提高了油料入口處的壓榨效率。壓榨過程中油料在榨膛內受到強力的擠壓和剪切作用而變形破裂，為了提高壓縮比，使油料在壓榨壓力逐漸增大到壓榨點，ANDREAS HARTNER HANS 設置兩螺桿的螺距逐漸減小，從而達到更好壓榨效率，提高出油率[2]。

日本第一臺雙螺旋榨油機研制于1990 年。法國Speichim公司設計出的壓榨生產裝置，其加工速度可達到12t*-1。英國Simo-Rosedowns 通過螺旋滲氮技術和利用鎢鉻鈷硬質合金處理螺旋榨油機[3]，使其可承受高壓力。

對螺旋榨油機進行水冷處理。防止榨膛內因高溫灼燒出現有害物質，有效提高了油品。而采用的雙螺旋進料裝置為強制喂料，壓榨能力可達到40～65t/d。

1.2 國內研究現狀

我國對于螺旋榨油機榨油的研究已經有了至少70 年的歷史。李詩龍等人以雙底油菜籽脫皮籽仁為基礎，在冷榨過程中提出了關鍵技術，即雙階多級壓榨的冷榨結構模型。在H,J 拉澤洪等人的基礎上，實現了壓縮腔內數次擠壓和松弛，增大主要壓榨段的壓力，有效提高出油率。為我國榨油機技術做出重要貢獻。

而北京食糧科學研究所與核工業天津理化工程研究院協作研制出YZYXD 型螺旋榨油機。該機器利用水冷技術與溫度傳感器的結合實現對壓榨過程中溫度變化的實時監控，而出油溫度低于70℃。武漢糧農機械制造和武漢工業學院合作開發出LYZX 系列螺旋榨油機，其第二次壓榨殘油率不超過8%。

2 螺旋榨油機主要部件研制問題

2.1 單螺桿主壓榨段

榨油機通過榨螺推進物料并產生擠壓和摩擦作用?？刹捎锰籽b式結構，以便更換。如圖1，榨籠包裹螺桿部分，由聯軸器將入料端與減速機連接，出餅端主軸與冷卻部件連接。物料經過錐底螺旋后壓力得到釋放，內部形成新油路。就目前市場使用情況可以看出，由于設計簡單且價格便宜而廣泛使用。但由于輸送物料方式主要通過摩擦，使其加料性受到限制，且無機填料、玻璃纖維等類似物料難以加入。當機頭壓力較高時，逆流增加，使生產率降低。單螺桿排氣基礎有機物料在排氣區表面更新作用小，不適于聚合物著色等加工工藝[4]。

圖1 榨螺部件示意圖

2.2 雙螺桿榨油機機構

由于對出油品質的要求提高，雙螺桿榨油機的發明逐漸符合了社會的要求。對于小型雙螺旋低溫榨油機，通過主傳動系統、扭矩分配機構、進料機構、壓榨機構及機架等組成，如圖2 所示。其壓榨機構由兩根平行布置的榨螺組成且逆向旋轉。剪切環形狀為曲邊三角環，通過改變鍵槽與三角頂點之間角度，錯位安裝成刀刃螺旋，此方法提升了油料的壓榨效果[5]。

圖2 小型雙螺桿低溫榨油機總體結構圖

普通中大型雙螺旋低溫榨油機的榨螺長徑比一般為12～25個，由6～8 節螺旋組成，小型雙螺旋低溫榨油機相對于傳統雙螺旋榨油機結構，增加了剪切環，減少了螺旋數量，只有4 節螺旋，榨螺長度縮短，簡化了榨螺結構。剪切環需成組使用，每組的個數為3～5 個，理論上各剪切環之間的錯位角度與輸送能力成反比，綜合剪切作用與增壓作用。在油料壓榨過程中，剪切環主要作用為破壞油料顆粒、增加壓力、打開油路。

由于在榨油過程中，容易出現前級榨螺出油率高而后級出油率低的狀況，其主要原因是原材料中含水量不合適。因此為達到更高的出油標準，可通過逐漸增加可塑性，當水分含量達到某一標準值時，出油情況最佳。對于油料作物，在達到壓榨效果較好情況下，出現臨界水分范圍，該范圍受到溫度影響。溫度升高則可塑性提高，溫度降低則可塑性降低[6]。

增加過濾裝置，在榨油過程中，由于有料渣飛濺進入油槽，倒置油品內混油雜質，因此，需要考慮后期過濾問題，增加濾網篩選油品，或在濾網上增加濾布。為后續工作打下基礎，如圖3。

圖3 雙螺桿榨油機濾油系統及總體結構圖（去除外罩及半個殼體）

3 三級螺旋榨油機

榨膛和榨桿是榨油機出油率高低和油料壓榨過程中穩定性的關鍵所在，也是三級螺旋旋榨油機的核心部件，由于榨條式榨膛的榨圈數量多，導致加工難度大，組裝麻煩且成本高，存在嚴重問題，出油率偏低。為此榨筒式榨油機在普通榨油機的基礎上，采用多個榨圈或者榨條，榨筒與榨膛連接一體。使榨筒外表面與榨膛連接成圓弧面，通過緊密連接，加熱部件熱量傳導速度快且分布均勻。對比而言，榨筒式三級螺旋榨油機比普通榨條式三級螺旋榨油機更加經濟實惠，出油率高，干餅殘油率也更低[7]，如圖4。

圖4 榨膛部分零件圖

4 結論

不管是單螺桿還是雙螺桿榨油機都存在各種問題，對油料水分及溫度的控制是重中之重，需要從機械設計與材料使用調節的角度進行改正。

隨著社會的發展，人們為了獲得更多更好的食用油，機器制造業逐漸成為熱門行業。為解決現存在的各種必要問題，必須積極改進，提高風險意識。在今后過程中，上述問題也會在工作中進行優化和改進。