Study of structural and kinematic characteristics of an energyefficient oil press

Abstract

Технологічний процес виробництва рослинної олії потребує значних витрат на електроенергію, в той час як впровадження нових технологій потребує інвестицій, що в сучасних умовах є викликом для малих та середніх підприємств. Це спричиняє актуальність впровадження енергоефективного обладнання в умовах зазначених підприємств, що не потребує значних капіталовкладень. Стаття присвячена вдосконаленню технологічного процесу пресування олійної сировини шляхом впровадження в технологічний процес енергоефективного олійного пресу та дослідження його конструктивних та кінематичних характеристик. В контексті дослідження використовувалося визначення фізико-механічних властивостей сировини, методи теоретичної механіки та механіки твердого тіла, розрахунок конструктивних елементів технологічного обладнання для переробки олійної сировини. Обґрунтовано необхідність та доцільність проведення теоретичного аналізу та експериментальних досліджень. Визначено основні закономірності відокремлення олії з подрібненої маси. Дослідження фізико-механічних характеристик, розмірно-масових параметрів насіння і подрібненої маси дозволили обґрунтувати основні кінематичні і конструктивні параметри шнекового пресу. Викладено принцип роботи енергоефективного гвинтового олійного пресу. Конструкція пресу удосконалена паророзпилювачем, встановленим у приймальному бункері під нарізними валками, який комплектується парогенератором, що дає змогу здійснювати волого-термічну обробку парою в межах одного пристрою. Для запропонованого конструктивного рішення викладено: визначення коефіцієнту тертя насіння на похилій площині, здійснено дослідження компонентів подрібненої маси, отриманої за допомогою енергоефективного олійного пресу та представлено теоретичні аспекти пресування насіння олійних культур. Здійснено дослідження конструктивних і режимних параметрів шнекового пресу, а саме: визначення продуктивності шнекового пресу, використання енергоефективного пресу для відокремлення олії дає можливість поліпшити якість виконання технологічного процесу, визначення витрат потужності пресу та його коефіцієнт корисної дії. Підсумовано, що вдосконалене конструктивне рішення пресу відповідає сучасним вимогам, що ставляться до машин по виробництву олії. Використання запропонованого конструктивного рішення дозволить знизити втрати олії під час пресування, що значно підвищить ефективність процесу, дозволить знизити експлуатаційні витрати та сприятиме розвитку виробництва олії в умовах малих та середніх олійних підприємств

The technological process of vegetable oil production requires significant energy costs, while the introduction of new technologies requires investment, which is a challenge for small and medium-sized enterprises in the current environment. This makes it important to introduce energy-efficient equipment in the conditions of these enterprises, which does not require significant investments. The article was concerned with improving the technological process of pressing oilseeds by introducing an energy-efficient oil press into the technological process and studying its structural and kinematic characteristics. In the context of the study, the determination of the physical and mechanical properties of raw materials, methods of theoretical mechanics and solid mechanics, calculation of structural elements of technological equipment for processing oilseeds were used. The necessity and expediency of theoretical analysis and experimental research are substantiated. The main regularities of oil separation from the crushed mass are determined. The study of physical and mechanical characteristics, size and weight parameters of seeds and crushed mass allowed to substantiate the main kinematic and design parameters of the screw press. The principle of operation of an energy-efficient screw oil press is described. The design of the press is improved by a steam sprayer installed in the receiving hopper under the threaded rollers, which is equipped with a steam generator, which makes it possible to carry out moisture-thermal treatment with steam within one device. The proposed constructive solution includes: determination of the coefficient of friction of seeds on an inclined plane, study of the components of the crushed mass obtained with the help of an energy-efficient oil press, and theoretical aspects of oilseed pressing. A study of the design and operating parameters of the screw press has been carried out, namely: determination of the screw press productivity, use of an energy-efficient press for oil separation makes it possible to improve the quality of the technological process, determination of the press power consumption and its efficiency. It has been concluded that the improved design solution of the press meets the modern requirements for oil production machines. The use of the proposed constructive solution will reduce oil losses during pressing, which will significantly increase the efficiency of the process, reduce operating costs and promote the development of oil production in small and medium-sized oilseed enterprises