動物油脂壓榨機的研究分析

余海彪

（深圳市朗坤環(huán)境集團(tuán)股份有限公司，廣東 深圳 518117）

1 動物油脂壓榨機的研究意義和難點

由于目前市場上對肉骨粉和油脂分離提純的設(shè)備不夠成熟，使得肉骨粉和油脂分離不徹底，造成生產(chǎn)出來的肉骨粉還含有大量的油脂，品質(zhì)低，影響了肉骨粉的品質(zhì)和降低油脂的產(chǎn)能。特別是腐爛的動物廢棄物無害化處理后的物料，目前市場上的設(shè)備幾乎無法對高溫脫水處理后的殘渣進(jìn)行肉骨粉和油脂分離，造成巨大的經(jīng)濟損失。所以對動物油脂壓榨機進(jìn)行研究非常有必要和有廣闊的市場價值。

目前我國的壓榨機幾乎是針對植物油脂，如花生、菜籽、大豆等。這類物料堅硬、摩擦系數(shù)大，相互之間容易形成壓榨力。而動物油廢棄物處理后的物料，含油率高，以軟組織為主，纖維組織小，具有一定的流動性，相互之間難以形成壓榨效果。這是植物油脂和動物油脂原料的不同之處，也是動物油脂壓榨的最主要原因。

2 可行性分析

動物無害化處理后的物料壓榨雖然比較困難，但經(jīng)過加熱升溫后，油脂容易分離并形成一定量的游離態(tài)，并自行流出。流出部分油脂后，殘余的物料摩擦系數(shù)得到了提高，從而為實現(xiàn)壓榨提供了必要客觀條件。通過對植物壓榨機的壓榨腔內(nèi)的榨螺和榨條間隙進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，添加榨螺、榨條和物料之間摩擦力，從而使物料之間形成強大的壓榨力，把物料中的油脂擠壓出來，實現(xiàn)肉骨粉和油脂的分離。

3 本研究的主要過程和內(nèi)容

3.1 主要設(shè)計內(nèi)容

基于動物無害化處理干化法的工藝特點，并通過研究市場上不同廠家的設(shè)備原理、分離效果、缺陷等，本研究的壓榨機主要分為加熱攪拌罐、進(jìn)料機構(gòu)、壓榨腔、調(diào)節(jié)機構(gòu)。加熱攪拌罐是為了保證物料達(dá)到一定溫度后再進(jìn)入壓榨腔，提高壓榨效果；進(jìn)料機構(gòu)是把加熱攪拌罐的物料輸送到壓榨腔的過度機構(gòu)；壓榨腔是物料實現(xiàn)壓榨分離的核心功能區(qū)；調(diào)節(jié)機構(gòu)可以控制壓榨腔的出料大小，對壓榨的速度和壓力有調(diào)節(jié)的作用。

加熱攪拌罐由減速機、罐體、攪拌葉等部件組成。采用蒸汽間接加熱方式，罐體共分為三層，每層設(shè)置有一組攪拌葉，用于對各層的物料進(jìn)行攪拌，使物料加熱更加充分，快速達(dá)到需要的溫度。本加熱攪拌罐總?cè)莘e為1.2m3，同時也具有一定的緩存作用。

進(jìn)料機構(gòu)是物料在加熱攪拌罐和壓榨段的過度段，采用的是螺旋輸送方式，主要作用是把物料從加熱攪拌罐送到下面的壓榨腔。主要由減速機、聯(lián)軸器、進(jìn)料門、螺旋軸、軸承座等部件組成。其中加熱攪拌罐和進(jìn)料門之間設(shè)置有一個閘板，用于控制物料的流量。運行時，可以通過進(jìn)料通套查看進(jìn)料情況，以及揀取入榨時物料的樣品。

壓榨腔分為榨螺組和榨籠兩大部分。

榨螺組主要組成部分有：主軸、1#～8#榨螺，1#～7#襯圈、滑動軸承、內(nèi)襯套、光套、榨螺主軸。其中1#～3#榨螺的螺旋葉為常規(guī)的連續(xù)螺旋葉，螺距和高度逐漸縮小。主要是因為該部分物料流動性大，難以形成很大的摩擦力，主要以油脂自流的方式進(jìn)行分離。4#～8#榨螺為不連續(xù)螺旋葉，形狀進(jìn)行特殊形狀漸變設(shè)計。經(jīng)過此階段的物料摩擦系數(shù)逐漸增大，物料內(nèi)部容易形成巨大的擠壓力，油脂主要以擠壓出油的方式分離。當(dāng)榨螺組轉(zhuǎn)動時，帶動物料在壓榨腔內(nèi)移動，并把榨螺主軸的動力轉(zhuǎn)變?yōu)槲锪系臄D壓力，實現(xiàn)油脂擠壓分離。

其中榨籠主要組成部分有：1#～3#無齒壓板，1#～5#壓板、榨籠殼、短榨條、長榨條等組成。并分為5段壓榨區(qū)，每個壓榨區(qū)四周圓周分布高強度耐磨合金榨條，每個榨條留有一定的縫隙，不同的壓榨區(qū)榨條的縫隙大小不一樣。整個壓榨腔從進(jìn)料到出料的空間逐漸縮小，在運行時，物料從大容積逐漸進(jìn)入小容積的空間，從而內(nèi)部形成強大的壓力，且此時物料具有一定的溫度，所以油脂更容易從肉骨粉中被壓榨分離出來，并通過榨條的縫隙流出。在第一段和第二段壓榨區(qū)，此部分以油脂自流形式分離，榨條的縫隙設(shè)置較大。第3～5段壓榨區(qū)，油脂是被擠壓分離出來的，縫隙設(shè)計較小，否則會有大量的肉骨粉也從此部分?jǐn)D出，增加后端油脂提純的壓力。

圖1

圖2

調(diào)節(jié)機構(gòu)主要組成部件有：螺紋套、固定套、減速機。通過改變螺紋套和固定套的相互位移，在壓榨腔出口形成厚薄可調(diào)的出料環(huán)，調(diào)節(jié)物料從壓榨腔出來的厚薄程度，達(dá)到控制壓榨腔內(nèi)壓力和出料速度的作用，從而達(dá)到控制肉骨粉中含油濾的作用。

由于加熱溫度、壓榨腔間隙、出料速度等參數(shù)都對肉骨粉和油脂的分離提純有重要關(guān)系，所有在本設(shè)備研究設(shè)計中，所以以上關(guān)鍵參數(shù)都有一定的調(diào)節(jié)余量。在設(shè)備試驗過程中，根據(jù)最佳效果去確定最佳參數(shù)。

3.2 試驗數(shù)據(jù)

對設(shè)備進(jìn)行投料試驗時，維持壓榨腔榨條間隙不變的情況，測試物料在不同溫度下的分離效果，從而驗證最佳壓榨溫度。表1為12組不同溫度的試驗分組。

表1

試驗數(shù)據(jù)匯總后如圖3。

圖3

從實驗中得知，在壓榨機壓榨腔5級榨條的間隙為依次為2.5、2.0、1.2、1.0、1.2mm時，物料在125℃，肉骨粉含油率為7.1%，壓榨效果比較好，品質(zhì)非常好，且經(jīng)濟性最佳。

在設(shè)備試運行階段，通過調(diào)整7種方案榨油機壓榨腔的榨條縫隙，對比混合物中肉骨粉和油脂的分離情況，判斷每一段榨條的最佳間隙。各實驗方案的壓榨腔每一段間隙的數(shù)據(jù)如表2。

表2

在物料為125℃時，各種壓榨腔間隙的肉骨粉和油脂分離情況如圖4。

圖4

結(jié)合試驗結(jié)果，肉骨粉和油脂最佳壓榨效果的的榨油機主要參數(shù)是：分離溫度為125℃；壓榨機榨條間隙依次為2.5、2.0、1.5、1.0、1.2mm。

4 結(jié)語

通過升高對動物無害化處理后物料的溫度，以及優(yōu)化壓榨機的榨螺形狀、選擇合適的榨條間隙，控制合適的壓榨速度，可以有效地提高肉骨粉和油脂的分離率，提高副產(chǎn)品的利用價值和經(jīng)濟價值。同時選擇耐磨性更好的榨條和榨螺，可以延長設(shè)備的使用壽命或提升維修頻率。