雙螺桿榨油機榨螺與出油率分析研究

王偉 萬軍

【摘 要】雙螺桿榨油機是利用榨籠中兩個相向榨螺于榨膛內(nèi)相互嚙合，產(chǎn)生連續(xù)不斷的推力擠壓油料作物，將料胚中的油脂擠壓出來。在榨油企業(yè)使用過程中會出現(xiàn)各種問題，企業(yè)為了提高產(chǎn)量，也會想辦法提高出油率。本文從出油率及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面作了相關(guān)探討。

【關(guān)鍵詞】雙螺桿；榨螺；榨膛；出油率

一、研究背景

隨著人們生活水平在大幅度提高，消費者對飲食的觀念也由溫飽轉(zhuǎn)為追求營養(yǎng)、綠色、健康，對食用油的要求也愈發(fā)嚴格。本款設(shè)計的雙螺桿榨油機可用于花生，大豆，菜籽，芝麻，油菜籽等原材料。其榨出的油品質(zhì)量好、出油率高等優(yōu)點。可廣泛應(yīng)用于廣大城市周圍和農(nóng)村小型榨油機油坊的榨油需求。

二、項目來源及存在問題

本項目來源于武漢良茂科技有限公司，公司與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院武漢油料作物研究所（簡稱油料所）簽訂了幾臺榨油機的購銷合同，為油料所加工幾臺榨油機。加工的榨油機試榨時出現(xiàn)了以下問題，1：榨油機出油率不是太理想，有較大的提升空間。2：在榨油過程中有時會出現(xiàn)前級榨螺出油率高，后級榨螺出油率低，在榨油過程中由于部分作物含油率過高，甚至出現(xiàn)榨油后的廢料向前級流動的等技術(shù)問題。3：榨油機結(jié)構(gòu)設(shè)計做了進一步優(yōu)化，在設(shè)計過程中增設(shè)了過濾裝置，實現(xiàn)榨出油后的初步提純。同時，在2016年度武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級課題，項目編號2016y01。

三、出油率分析

出油率是指油菜、大豆、花生等油料作物榨取油料時每份油料作物榨取的油料數(shù)量，不同種類油料作物和榨油機榨油方式的不同都會影響出油率，出油率對農(nóng)民增產(chǎn)增收十分重要。油料的出油率主要由以下幾個方面決定的：原材料的種類、干濕度、豐滿程度、以及雜物質(zhì)量是決定出油率的關(guān)鍵。

表1：常見油料作物的出油率范圍

上表是常見幾種油料作物的出油率范圍值，調(diào)節(jié)相關(guān)干濕度等因素，盡可能的使出油率向各作物出油率上限靠攏。

四、前級榨螺出油率高，后級榨螺出油率低問題

在榨油機榨油時，有時會出現(xiàn)前級榨螺出油率高，后級榨螺出油率低的情況，主要原因是榨油的原材料的水份含量不合適，不同原材料的含水量是不一樣的，其壓榨溫度對出油情況也有較大影響。

不同的原材料，其特性不同。花生屬于粘性、軟殼、中油率作物，在榨制過程中產(chǎn)生阻力較小。油菜籽屬于中等粘性、中等硬殼、中等出油率作物，在榨制過程中產(chǎn)生阻力較大。所以在壓榨花生的時候原料溫度應(yīng)維持在140-160℃之間，含水量在2.5-3.5%。在壓榨油菜籽時溫度稍低一些，一般控制在原料溫度在130℃左右，含水分量在1.5-2.5%左右。

若榨油機出現(xiàn)榨油機料渣出渣不順、不出料渣甚至廢渣逆向流動，同時也不進料的現(xiàn)象，其原因之可能是榨螺、榨膛未磨合光滑，這時則需要進行榨油機來回反復(fù)的磨合，直至進料順利，出油穩(wěn)定了，再進行壓榨工作。

五、榨油機榨螺組件優(yōu)化與初步過濾

榨油機榨螺榨膛結(jié)構(gòu)如下圖所示，壓榨級數(shù)越多，出油率越高。

由于榨膛內(nèi)，擠壓力非常大，在使用一段時間后，榨螺與榨膛之間都會產(chǎn)生一定程度的磨損。同時進料口的來料含水量、溫度等對出油率影響較大，其壓榨效果會受到來料狀態(tài)的限制，所以在使用過程中應(yīng)該對來料進行清理，提前將來料中的雜質(zhì)剔除，如石子等，否則會加劇磨損。在榨螺榨膛的設(shè)計過程中應(yīng)注意選用優(yōu)質(zhì)材料加工榨螺榨膛，并通過淬火來提高零件的硬度，從而提高耐磨性，還應(yīng)當優(yōu)化榨螺結(jié)構(gòu)，增強油料作物在榨膛內(nèi)的剪切與翻滾作用，同時還應(yīng)當從結(jié)構(gòu)上改善榨出油的流出路徑，減少流油阻力。榨膛內(nèi)布置有若干榨條，間隙為0.2-0.3mm為宜，間隙過大，漏渣情況會加劇，間隙過小，出油會受阻。

榨膛與榨螺的磨合是榨油機必不可少的操作，磨合過程繁瑣，操作難度大，掌握不好易出故障，也會導(dǎo)致出油不暢以及不進料等故障。主要原因是傳統(tǒng)榨油機的零部件采用機床加工，單件小批量，且安裝時有安裝位置誤差，或者墊片厚度不均勻，直接影響壓榨速度和正常出油，本次設(shè)計的榨油機由于受到加工工藝所限，榨螺設(shè)計還是分體式結(jié)構(gòu)。目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了榨螺、榨膛一次加工成型的工藝，如圖2、圖3所示。

整體式設(shè)計所有壓榨面一次成型，并進行精密拋光，提高了壓榨系統(tǒng)的加工精度和粗糙度以及安裝調(diào)試的便利性，這種整體式設(shè)計由于考慮到不同壓榨級的榨螺螺距及截面積不同，所以必須使用專用設(shè)備，適用于專業(yè)廠家的生產(chǎn)，對于單件小批量的榨油機生產(chǎn)一般不會選用，設(shè)備投入成本太大。

在設(shè)計此榨油機的過程中，考慮到后期的過濾問題，增設(shè)濾網(wǎng)，且濾網(wǎng)可拆卸清洗，濾網(wǎng)上方鋪蓋濾布，濾網(wǎng)可以去除壓榨出的毛油內(nèi)的磷脂等膠原雜質(zhì)，自動分離油渣，為后續(xù)的精煉打下基礎(chǔ)。同時，在儲油槽內(nèi)增加濾油器、油泵，在油泵出口端增加軟管連接，方便后續(xù)將初步過濾的油灌裝到油桶內(nèi)。

六、結(jié)語

雙螺桿榨油機是目前油料壓榨中較為普遍的壓榨方式，在用戶實際使用過程中，由于受到雙螺桿榨油機處理量及結(jié)構(gòu)強度方面的制約，榨膛、榨螺的尺寸較大、較重，造成榨油機的清理及維修拆卸相對困難，拆卸后重新安裝后也需要重新調(diào)試。所以在進一步的研究中應(yīng)考慮如何采用新結(jié)構(gòu)、新材料和智能控制系統(tǒng)，對榨油機進行結(jié)構(gòu)和能耗進一步優(yōu)化。