雙螺桿榨油機專利技術

陳曉君 孔祥艷（同于第一作者）

（國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇 蘇州215000）

1 概述

榨油機是油脂加工的主要設備之一，它是通過對油料在輸送過程中進行擠壓并將油脂與餅渣分離的一種擠壓分離設備。自1990 年美國的Anderson 發明了第一臺連續式螺旋榨油機以來，螺旋榨油機已經被廣泛地用于從油料中提取油脂[1]。由于油料是在裝有榨條或榨圈的密封筒體內通過變徑、變螺距螺桿的推進作用下進行壓縮，榨膛內壓力大小的分布直接影響到產品的出油率，而榨膛內壓力過大則會導致油料和筒體的溫度升高，使油料糊化從而直徑影響產品的品質。

雙螺桿榨油機由于具有顯著的正向輸送特性和強烈的混合與碾壓作用受到人們的關注，雙螺桿榨油機在榨膛內產生強大的軸向推進輸送能力，任何經脫皮或脫殼后的油料均可實現順利壓榨；與單螺桿榨油機相比，雙螺桿榨油機的榨膛具有較大的長徑比和理論壓縮比，因而出油率較高、干餅殘油率較低。雙螺桿榨油機既可用于熱榨，又可用于冷榨，尤其適宜雙低菜籽仁、花生仁等高含油油料的冷榨。此外，在小宗油料和特種油料如油茶籽、核桃仁、玉米胚芽、米糠、紅花籽、亞麻籽、月見草籽、紫蘇籽和花椒籽等油的榨取中也能發揮獨特作用[2]。

2 雙螺桿榨油機領域國外專利申請狀況

2.1 萌芽期（1950 年之前）。19 世紀末出現用于榨油的螺旋榨油機，早期的螺旋榨油機為單螺桿榨油機，單螺桿榨油機是由一個水平布置的榨籠和在榨籠內旋轉的一根螺桿組成，這種榨油機的結構簡單，能夠滿足基本的油料壓榨。但是由于自身結構限制，單螺桿榨油機存在輸送效率低、理論壓縮比偏小等缺陷。

1936 年，美國人ANDREAS HARTNER HANS 研制出傳統意義上的雙螺桿榨油機，兩螺桿長度相等，從而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。

2.2 平穩增長期（1950-1975）。從1950 開始，每年的專利申請量明顯增多，呈現出平穩上升的趨勢。這個時期出現了較多兩螺桿反向旋轉的雙螺桿榨油機，兩螺桿反向旋轉，能充分將油料反轉起來，且能夠有效解決油料隨螺桿打滑的現象，從而提高出油效率。

這個時期，STORD BARTZ INDUSTRI AS公司研制出來一款雙螺桿榨油機，能夠顯著解決油料隨兩螺桿打滑的問題，從而保證油料被充分壓榨。該公司研制的榨油機通過在螺桿桿體上設置螺旋槽用于容納相應的螺紋，從而可以避免油料沿著兩螺桿外圓周打滑。

2.3 快速增長期（1976-2000 年）。從1976-2000 年之間，關于雙螺桿榨油機的申請量呈現跨越式增長，申請量相對于平穩增長期突飛猛進。這從側面反映出，經過五年的調整，西方資本主義經濟逐漸恢復，人們的生活進入一個新的階段，對于生活品質的追求也逐漸提高。這個時期又分為兩個階段，第一階段是1971-1985年，這個階段，每年的專利申請量都保持持續增長的趨勢，到1985年達到頂峰；第二階段是1986-2000 年，這個階段，專利申請量開始出現下降趨勢，并逐年減少，但每年的申請總量仍然保持一個較高的數值，均比平穩增長期每年的申請量高。

2.4 成熟期（2000 年至今）。2000 年之后，雙螺桿榨油機領域專利申請量呈現出一個穩態發展趨勢，雙螺桿榨油機技術發展進入一個成熟期，申請量相對于快速發展時期明顯下降。申請量下降的主要原因是：經過快速增長期，雙螺桿榨油技術發展已經達到較為成熟的水平，通過對雙螺桿榨油機的螺桿結構、整機結構、產品質量、壓榨效率和出油效率等各個方面的改進，雙螺桿榨油技術已經發展成一種產品質量好，能夠滿足人民需求，有利于提高人民的健康水平，而且企業經濟效益好的低碳技術。雙螺桿榨油機技術進入這樣一個穩態發展的階段，從側面反應了國外的雙螺桿榨油機發展已經趨于成熟。

3 中國專利申請量趨勢

與國外專利技術相比，中國的雙螺桿榨油技術起步較晚，大約于20 世紀80 年代末出現雙螺桿榨油技術，這個時候國外雙螺桿榨油技術正處于快速發展時期。由于榨油技術與人們的生活水平息息相關，改革開放后，中國人民的經濟水平有了大幅度的提高，人們對于生活品質的追求也自然而然地提高，榨油技術與人們的日常生活密切相關，這個時候在單螺桿榨油技術的基礎上，開始出現出油效率更高的雙螺桿榨油機。

國內較早的雙螺桿榨油機出現于1988 年，該申請源自于個人申請類型，發明人是李明成，該發明人提出的雙螺桿榨油機在開榨前不必預熱即可進行正常壓榨，提高出油率的同時還可以保證枯餅的成型性，可用于對油菜籽、花生仁、黃豆、向日葵籽及動物油渣等進行榨油取枯。

盡管20 世紀80 年代末已經出現了雙螺桿榨油技術，但從1988 年一直到2008 年這段時間，該技術一直處于很低的活躍度狀態，這是由于早期中國的螺旋榨油技術主要是以單螺桿榨油技術為主，單螺桿榨油機由于結構相對簡單，且能夠滿足基本榨油需求而受到關注，并且這個階段出現了很多家用榨油機，由于家用榨油機體積相對小巧，因此單螺桿榨油機更容易受到人們的歡迎。

直到2008 年之后，雙螺桿榨油技術才逐漸引起人們的重視。從2008 年到2011 年，中國的雙螺桿榨油技術出現了一段平穩發展時期，這是由于單螺桿榨油技術趨于成熟，且由于單螺桿榨油機主要依賴摩擦力實現油料的輸送，需要油料具有類似粗纖維狀的固體基質來產生摩擦，因此對入榨溫度、水分和質構要求十分敏感，一些微小的波動都會對壓榨特性帶來較大的影響。而隨著人們生活水平的進一步提高，人們對于油料選擇和榨油質量的要求也變得更加嚴格，此時雙螺桿榨油機的優勢凸顯出來，雙螺桿由于具有壓榨油料范圍更加廣泛，入榨油料可不經過軋坯和蒸炒等預處理工序，特別適合易揮發的特種油的制??；正向輸送特性好，低纖維含量的油料壓榨順暢等優點引起人們的關注。

2011 年之后，中國的雙螺桿榨油技術進入一個較高速發展的階段（由于2018 年部分專利以及2019 年大部分專利尚未公開，因此申請數據出現下降趨勢，此處不予考慮）。由于前述雙螺桿榨油機的優點，為了獲得更多種類油料的壓榨以及更高質量的產品，人們更加注重雙螺桿榨油機技術的研究，因此申請量開始快速上升。

4 結論

從國外雙螺桿榨油機的專利技術發展來看，該技術在國外于20 世紀末已經趨于成熟，國外對雙螺桿的雙螺桿軸的旋向、雙螺旋軸的布置形式和榨籠內孔結構形成等均進行了應用與研究，且現有的雙螺桿榨油機已經可以達到結構合理、壓榨和出油效率高、產品質量高等要求。國內申請從20 世紀80 年代才剛剛開始，這與經濟發展速度有直接聯系，與西方發達國家相比，中國的經濟從改革開放之后才開始快速發展，由于經濟發展速度的影響使得雙螺桿榨油機領域的專利發展呈現出強烈的地域性差別。不過目前國外來華申請還比較少，給國內申請留出了足夠的發展空間，且從國內申請人類型以及各申請類型的申請量比重可以看出，國內公司、個人和科研機構的申請熱情都比較高，由于榨油技術與人們生活密切相關，且由于中西方飲食差異，不同油料對于壓榨裝置的要求均不相同，目前國內的雙螺桿榨油機專利申請量正處于上升趨勢，發展空間還很大。