Charakterystyka pracy prasy ślimakowej do wytłaczania

oleju z nasion oleistych

ZIiP SGGW Grupa 4.

1 Charakterystyka procesu wytłaczania

Obecnie do procesu tłoczenia stosuje się prasy ślimakowe, pracujące w sposób ciągły. Główną ich cech jest krótka droga, jak olej pod wpływem nacisku musi przebyć, aby opuścić cedzidło. Charakterystyka pras zależy od ich przeznaczenia, mogą służyć do wstępnego odolejania, po którym następuje ekstrakcja, ale mogą te by jedynym urządzeniem do

definitywnego wydobywania tłuszczu (prasy końcowe). Wydobycie oleju w ciągu jednej operacji ma kilka wad w porównaniu z kombinacją : tłoczenie - ekstrakcja. Najważniejszą z nich jest strata kilku procent tłuszczu, który pozostaje w wytłoku, a więc nie może być bezpośrednio wykorzystany do żywienia ludzi. Śruta poekstrakcyjna zawiera 0,2 -1,5% tłuszczu, natomiast wytłok z prasy podwójnego działania, w zależności od rodzaju surowca, 3 — 6%. Wprawdzie tłuszcz zawarty w wytłoku przechodzi do paszy, ale jego wykorzystanie w ten sposób staje się mniej opłacalne. Poza tym zachodzą straty jakościowe, co wiąże się z koniecznością zastosowania wyższej temperatury podczas wytłoku, a co za tym idzie pogarsza się jako oleju - następują przemiany w substancjach rozpuszczonych w glicerydach, a tak że obserwuje się zwiększone przechodzenie do roztworu dalszych związków zawartych w nasionach. Zjawisko to pociąga za sobą konieczno ostrzejszych warunków rafinacji, co zwiększa straty oleju i jest barierą podnoszenia nacisku.

Budowa

Prasa ślimakowa przeznaczona jest do tłoczenia oleju (metodą „na zimno”) z nasion oleistych, m. in. rzepaku.

Maszyna ta składa się z:

- ślimaka

- reduktora

- silnika

- dyszy (stosowaliśmy 3 wymienne dysze o średnicach: 10, 8, 6 mm)

- tulei redukcyjnej

- cylindra stożkowego

- głowicy (pełniącej funkcję noży)

- autotransformatora (zasilającego grzałkę)

- kosza zasypowego (lejek)

- przekładni

- falownika (zmienność częstotliwości prądu)

Zasada działania pras ślimakowych:

Główna część prasy czyli ślimak napędzany silnikiem, obraca się powodując przesuwanie materiału. Tłoczone ziarno jest rozgniatywane między ślimakiem a boczną ścianką obudowy. Pozostała miazga podlega ściskaniu przesuwając się wzdłuż ślimaka. Na ślimaku odcięty jest kanałek, który uniemożliwia, cofanie się oleju. Czoło ślimaka i głowicy mają jeden zarys. Pomiędzy czołem ślimaka a głowicą powinna być szczelina 1,5mm (tj. 1,5 obrotu). W cylindrze po bokach ponawiercane są małe okienka przez które wydostaje się olej a wyciśnięta miazga wydostaje się przez otwór na końcu cylindra w postaci makuchów.

Technologie wytłaczania oleju z nasion oleistych

• Tłoczenie oleju technologią "na zimno"

Może być wykonywane jako jedno lub dwuetapowe. Surowiec (rzepak, gorczyca, len itp.) w chwili przesuwania się wzdłuż wału prasy uzbrojonego w ślimak o zarysie stożka poddawany jest naciskom w wyniku czego olej znajdując ujście pomiędzy cedzidłami prasy zostaje wyciśnięty z nasion. Pozostałość zwana wytłokiem ( makuchem) posiadająca w swojej masie pozostałość oleju, poddawana jest na gardzieli prasy kruszeniu i w postaci nieregularnych płatów opuszcza prasę. Makuchy są doskonałym wysokobiałkowym komponentem mieszanek paszowych. Olej gromadzony jest w wannach olejowych skąd po wstępnej separacji grubych zanieczyszczeń kierowany jest za pomocą pomp do zbiornika oleju przeznaczonego do filtracji.

• Technologia tłoczenia oleju "na gorąco"

Wymaga odpowiedniego przygotowania nasion oleistych przed procesem tłoczenia. Przygotowanie to polega na wstępnym ogrzewaniu nasion, ich płatkowaniu i prażeniu płatka w określonych czasach i temperaturach. Dla nasion płatka rzepaku opuszczającego ostatnią półkę grzewczą prażni to temperatura 95 do 110 stopni C. Proces obróbki termicznej nasion skutkuje wyższym uzyskiem oleju. Ogrzana miazga kierowana jest do prasy ślimakowej gdzie poddawana jest naciskom. Olej znajdując ujście pomiędzy cedzidłami prasy spływa poprzez separator do wanny. Stąd za pomocą pompy kierowany jest do zbiornika oleju linii filtracji.

*W przemyśle olejarskim tłuszcz z nasion oleistych (rzepaku) wydobywany jest głównie za pomocą:

- wstępnego tłoczenia nasion w prasach ślimakowych

- a następnie za pomocą ekstrakcji rozpuszczalnikiem (heksan, benzyna ekstrakcyjna)

2. Opis stanowiska badawczego

3. Opis dotyczący przeprowadzenia ćwiczenia.

Przystępując do wykonywania ćwiczenia, na początku zakładamy grzałkę, zakładamy dyszę o średnicy 10 mm, uruchamiamy silnik. Po paru minutach wsypujemy nasiona rzepaku do kosza zasypowego. Ustawiamy odpowiednie parametry pracy silnika tj. częstotliwość 50 Hz, włączamy stoper i odmierzamy 1 minutę. (Wykonujemy 12 pomiarów, po 4 dla każdej dyszy.) Łapiemy do jednego naczynia olej a do drugiego makuchy, wszystko w ciągu jednej minuty. Jednocześnie zapisujemy pomiary w tabeli tj. temperaturę początkową, temperaturę końcową, natężenie, moc. Po skończeniu czasu ważymy na wagach (po wcześniejszym wytarowaniu wag), osobno olej i makuchy zapisując wyniki w tabeli. Powtarzamy te wszystkie czynności zmieniając częstotliwość na 40 Hz i zapisując pomiary w tabeli mierzone w ciągu jednej minuty. Robimy to samo zmieniając częstotliwość na 30 a następnie na 20 Hz, powtarzając czynności podane powyżej. Następnie wyłączamy silnik, zmieniamy dyszę o średnicy 10 mm na dyszę o średnicy 8mm. Powtarzamy wszystkie czynności, notując wyniki w tabeli, zmieniając kolejno częstotliwość jak wcześniej tj. 50, 40, 30, 20 Hz. Po zapisie pomiarów o danych częstotliwościach urządzenia, zmieniamy dyszę 8mm na 6mm. Ponownie wykonujemy 1-minutowe pomiary ze zmianą częstotliwości jak wyżej. Po zebraniu wszystkich zapisów wyłączamy silnik.

Wydajność= suma wytłoków + oleju, temp głowicy ok.70 stopni i więcej.

4. Tabela wyników.

	Lp	Dysza [mm]	Częstotliwość [Hz]	Temperatura [°C]			Natężenie [A]	Moc [kW]	Masa [g]					Pobór mocy [kW]	Wydajność prasy
									początkowa		końcowa					Makuchu		Oleju		Łącznie
	1	10	50	69,5		68,7	2,09	0,6	251,5		90,7		342,2	0,481	26,50%
	2	10	40	69,3		69,1	2,18	0,6	187,5		79,3		266,8	0,501	29,72%
	3	10	30	68,4		68,6	2,2	0,5	140,3		66,7		207	0,506	32,22%
	4	10	20	63		62,9	2,27	0,4	99,5		47,4		146,9	0,522	32,27%
	5	8	50	64		64,1	2,11	0,7	249,1		96,4		345,5	0,485	27,90%
	6	8	40	65,5		65,5	2,21	0,65	181,7		83,7		265,4	0,508	31,54%
	7	8	30	65,8		65,4	2,28	0,55	136,5		68,4		204,9	0,524	33,38%
	8	8	20	64,7		64,5	2,3	0,45	88,4		48,8		137,2	0,529	35,57%
	9	6	50	65,4		64,9	2,16	0,8	217,5		99,8		317,3	0,497	31,45%
	10	6	40	67,8		66,7	2,26	0,7	169		85,4		254,4	0,520	33,57%
	11	6	30	69,5		69,1	2,31	0,55	126,7		69,7		196,4	0,531	35,49%
	12	6	20	70,4		70,4	2,36	0,45	80,5		49,9		130,4	0,543	38,27%

5.Opracowanie wyników

Wskaźnik jednostkowego zużycia energii elektrycznej W_e [
]

W_e=

P_c-moc

m- masa końcowa (masa makuchu + masa oleju)

	Dane:	m [kg]	We [ ]
1.	Pc=0,481 kW m=342,2 g	m=0,3422	We=1,406
2.	Pc=0,501 kW m=266,8 g	m=0,2668	We=1,878
3.	Pc=0,506 kW m=207,0 g	m=0,2070	We=2,444
4.	Pc=0,522 kW m=146,9 g	m=0,1469	We=3,553
5.	Pc= 0,485 kW m=345,5 g	m=0,3455	We=1,404
6.	Pc=0,508 kW m= 265,4 g	m=0,2654	We=1,914
7.	Pc=0,524kW m=204,9 g	m=0,2049	We=2,557
8.	Pc=0,529 kW m=137,2 g	m=0,1372	We=3,856
9.	Pc=0,497 kW m=317,3 g	m=0,3173	We=1,566
10.	Pc=0,520 kW m=254,4 g	m=0,2544	We=2,044
11.	Pc=0,531 kW m=196,4 g	m=0,1964	We=2,704
12.	Pc=0,543 kW m=130,4 g	m=0,1304	We=4,164

Wnioski

Wyniki, które zostały przedstawione w tabeli opisują wpływ poszczególnych parametrów na ilość wytłaczanego oleju. W zależności od wielkości dyszy i częstotliwości (obrotów ślimaka) temperatura zachowywała się różnie. Ponieważ w momencie wsypywania rzepaku do wytłaczarki, gdy zmierzyliśmy temperaturę była ona znacznie wyższa niż w końcowym etapie jego wytłaczania. Wniosek z tego taki, że podczas wytłaczania oleju temperatura ślimaka zmalała.

Podczas przeprowadzania doświadczenia zaobserwowaliśmy również ciekawą zależność, gdy średnica dyszy jest większa tym więcej oleju możemy wytłoczyć przy takiej samej częstotliwości pracy wytłaczarki.

W końcowym etapie wytłaczania możemy zauważyć, że w całym procesie jest więcej odpadów niż produktów. Masa makuchu zazwyczaj była większa od masy oleju. Oczywiście można by było ponowić cały proces tłoczenia i tym razem wsypać makuchu do ponownego wytłoczenia, ale w tym przypadku bardzo mała ilość oleju by powstała i jest to nieopłacalne.

Wraz ze zmniejszaniem dyszy wydajność znacznie wzrastała, tak samo ma się to do wartości pobieranego prądu i i poboru mocy.

Natężenie prądu kształtuje się w granicach 2.09 A - 2.36A.

---