新型液压设备及工艺在核桃榨油中的应用*
时间：2023-05-28 21:20:08 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
吕鹏辉，石学鹏，王勋强，刘 鹏，张海龙，杜成功，张 煜
（1.洛阳兆格环保科技有限公司，河南 洛阳 471000；
2.中粮工科（西安）国际工程有限公司，西安 710082）
核桃油中含有大量的亚油酸和亚麻酸，同时还含有多种黄铜、磷脂、维生素E和铁等维生素和矿物元素[1]，是一种非常重要的营养及保健用油。榨油后的核桃饼中富含18种氨基酸，为优质的植物蛋白资源。同时，核桃油还可以应用于工业油漆、绘画颜料以及医疗造影剂等方面。因此，核桃油未来的市场是巨大的。目前我国的液压冷榨核桃油设备中，基本都是人工或者半自动形式的设备，并且都需要滤布对核桃颗粒进行包裹，再对其压榨出油[2-3]。整个压榨过程中，液压缸的压力无法精确控制，只能通过启停液压泵的方式控制压力。核桃榨油过程中受力复杂，榨箱内的压力及其分布直接影响油脂分离效果，当压力过小时，油料细胞壁破碎不完全，出油率低；
压力过大或加压过快时，油料被迅速压实，位于中部的物料出油不畅，同样使出油率下降[4-7]。本文利用YZW-32型全自动卧式榨油机进行中试工艺实践，以期得出核桃油压榨的合理工艺条件。
核桃原料产地新疆，为脱壳且去除内种皮的核桃仁粒，去除内种皮可以使后续的核桃蛋白品质及口感更好，并有利于后续蛋白的高效利用。核桃颗粒含油率65%～70%，含水率为4.1%～6.7%。试验生产线位于洛阳兆格固液分离液压机研发中心，主要设备包括磨浆机、搅拌设备、保温设备、进料设备、压榨设备、料饼震动输送设备、油品存储以及液压和全自动控制系统。试验设备组见图1。
图1 试验设备组
主体压榨设备为团队自主研发的YZW-32型全自动卧式液压压榨机，设备主要由主油缸、出料油缸、侧板、封板体、榨箱体、压头体、进料阀等组成；
主缸活塞直径：320 mm；
榨箱直径：200 mm；
榨箱数量：2个；
最大试验液压压强：32 MPa；
最大物料压强：80 MPa。控制系统采用西门子S7-200-SMART-ST60系列模块，并增加模拟量输入输出模块以及电路放大板，以确保系统压力形成闭环回路，从而达到精确控制的目的；
液压系统增加了电磁溢流阀，通过控制其输入电流大小来控制液压系统压力。
全自动卧式液压压榨机不同于传统的立式榨油机所用的“圆周出油”方式，而是采用“端面出油”方式，大大缩短了出油路径，并且用组合式的不锈钢网替代了传统设备的滤布，节省大量滤布的同时，缩短压榨时间，提高出油效率。“端面出油”方式和“圆周出油”方式对比示意图见图2。
图2 “端面出油”方式和“圆周出油”方式对比示意图
2.1 工艺流程
工艺流程见图3。
图3 核桃压榨工艺流程
2.2 压榨工艺要求
核桃仁颗粒通过磨浆机磨成浆，目数约为50目，进入搅拌设备搅拌，并通过保温设备对其进行加热保温，加热温度不超过50℃；
压榨机进料阀打开后，进料泵对核桃浆进行打压进料，时间为5 min，且在进料泵打压进料过程中，压榨设备有一个进料压滤过程，在进料压力超过0.3 MPa时，部分油脂会析出；
进料泵压力超过0.5 MPa后，设备进料阀关闭，主缸开始前进并进行压榨，压榨结束，出料缸前进，核桃饼脱网并落入震动输送设备，油脂通过管道进入油箱。缸体复位后进行下次压榨。试验主要在升压时间、最高物料压强及保压时间工艺参数调整，检测压榨后核桃饼中的油脂残留。
3.1 压榨曲线
榨制曲线是通过理论计算和大量试验得出的工艺曲线，即物料压强随时间的变化曲线。
物料压强Pr与系统压力Pb换算关系：
式中：D1为主油缸活塞直径；
D为榨箱直径。
本 次 试 验 机YZW-32型，D1=320 mm，D=200mm。即：
试验中浆料的加热温度由PT100温度传感器通过PLC进行精确控制，进料重量由宁波某品牌称重传感器SQB模块通过PLC计算得出。
3.2 不同升压速率对饼残油含量的影响
两种不同升压时间下的榨制曲线见图4。
图4 两种不同升压速率的榨制曲线
通过对两种升压时间曲线条件下核桃仁压榨，检测得核桃饼残油含量数据见表1。
从图4及表1中可知，在最高物料压强皆为79MPa条件下，曲线一升压时间为30 min，曲线二升压时间为20 min；
曲线二升压速率较快，饼残油较低，其原因可能为在短时间内，物料中油脂可通过出油端面流出，系统内物料压强还未升高。若升压过慢，油脂被物料缓慢包裹，封闭了出油路径，可能会导致饼残油较高。因此在其它工艺条件相同条件下，较快的升压时间有利于出油，降低饼残油含量。
表1 不同升压速率对结果的影响
3.3 不同压强对饼残油含量的影响
在相同升压时间条件下，达到不同最高物料压强下的榨制曲线见图5。
图5 两种压强的榨制曲线
通过对两种最高物料压强曲线条件下核桃仁压榨，检测得核桃饼残油含量数据见表2。
从图5及表2中可知，升压时间相同的情况下，曲线一达到最大的物料压强为54 MPa，要小于曲线二的79 MPa；
曲线二饼残油量低于曲线一，但差别不大，仅为0.9%。可以看出在高压下会进一步降低饼残油，但是在达到一定压强下，再升高压强，差距影响不大。
表2 不同物料压强对结果的影响
3.4 不同保压时间对饼残油含量的影响
两种不同保压时间下的榨制曲线见图6。
图6 两种保压时间的榨制曲线
通过对两种保压时间曲线条件下核桃仁压榨，检测得核桃饼残油含量数据见表3。
表3 不同保压时间对结果的影响
从图6及表3中可知，曲线一比曲线二的保压升压时间多10 min，同样的饼残油也较低，说明在后期持续保压的情况下，延长时间也有利于减低饼残油。
通过利用YZW-32型全自动液压压榨机组对核桃榨油的试验，得出了不同榨制曲线对结果的影响。相同时间下，升压速率越快，结果越理想。但过快的升压速率对设备密封、滤网、进料阀等产生较高要求，且有造成设备冒渣的风险。在相同的升压速率下，最高物料压强越大，饼中残油越低，但影响有限。保压时间对结果的影响也至关重要，时间越长，饼中残油越低，但在工业化生产中，需要计算出最佳的经济效益。
试验证明，全自动液压压榨机组对核桃冷榨出油是可行的，对比其它产品，本设备可实现全自动连续化生产，且压榨周期一般为40 min至50 min，比传统榨油的时间大量缩减，为后期工业化生产及花生、芝麻、可可豆等其它高含油油料加工生产提供新思路和数据参考。后期在核桃榨油技术上，在原料温度及水分等条件方面继续进行探索，以期进一步降低核桃饼残油、提高经济效益。
猜你喜欢 进料全自动液压 基于响应曲面法优化碳酸甲乙酯精馏工艺的模拟与分析中州大学学报(2022年4期)2022-09-13基于仿真的液压传动课程教学改革汽车实用技术(2022年14期)2022-07-301，4-丁二醇加氢进料泵管线改造科学家(2022年3期)2022-04-11咔吱兔的全自动生活快乐语文(2021年15期)2021-06-15基于Aspen Plus的超级克劳斯硫回收工艺超低负荷进料的模拟与应用天然气化工—C1化学与化工(2021年1期)2021-03-17一种全自动鞋底清洁机的设计电子制作(2019年15期)2019-08-27《机床与液压》投稿要求汽车零部件(2019年7期)2019-08-16基于Stateflow的民机液压控制逻辑仿真与验证民用飞机设计与研究(2019年2期)2019-08-05全自动洗衣机故事大王(2019年4期)2019-05-14基于单片机的工件进料自动控制系统科学与财富(2018年29期)2018-11-21
