余海彪

（深圳市朗坤環(huán)境集團股份有限公司，廣東 深圳 518117）

1 動物油脂壓榨機的研究意義和難點

由于目前市場上對肉骨粉和油脂分離提純的設備不夠成熟，使得肉骨粉和油脂分離不徹底，造成生產出來的肉骨粉還含有大量的油脂，品質低，影響了肉骨粉的品質和降低油脂的產能。特別是腐爛的動物廢棄物無害化處理后的物料，目前市場上的設備幾乎無法對高溫脫水處理后的殘渣進行肉骨粉和油脂分離，造成巨大的經濟損失。所以對動物油脂壓榨機進行研究非常有必要和有廣闊的市場價值。

目前我國的壓榨機幾乎是針對植物油脂，如花生、菜籽、大豆等。這類物料堅硬、摩擦系數(shù)大，相互之間容易形成壓榨力。而動物油廢棄物處理后的物料，含油率高，以軟組織為主，纖維組織小，具有一定的流動性，相互之間難以形成壓榨效果。這是植物油脂和動物油脂原料的不同之處，也是動物油脂壓榨的最主要原因。

2 可行性分析

動物無害化處理后的物料壓榨雖然比較困難，但經過加熱升溫后，油脂容易分離并形成一定量的游離態(tài)，并自行流出。流出部分油脂后，殘余的物料摩擦系數(shù)得到了提高，從而為實現(xiàn)壓榨提供了必要客觀條件。通過對植物壓榨機的壓榨腔內的榨螺和榨條間隙進行優(yōu)化設計，添加榨螺、榨條和物料之間摩擦力，從而使物料之間形成強大的壓榨力，把物料中的油脂擠壓出來，實現(xiàn)肉骨粉和油脂的分離。

3 本研究的主要過程和內容

3.1 主要設計內容

基于動物無害化處理干化法的工藝特點，并通過研究市場上不同廠家的設備原理、分離效果、缺陷等，本研究的壓榨機主要分為加熱攪拌罐、進料機構、壓榨腔、調節(jié)機構。加熱攪拌罐是為了保證物料達到一定溫度后再進入壓榨腔，提高壓榨效果；進料機構是把加熱攪拌罐的物料輸送到壓榨腔的過度機構；壓榨腔是物料實現(xiàn)壓榨分離的核心功能區(qū)；調節(jié)機構可以控制壓榨腔的出料大小，對壓榨的速度和壓力有調節(jié)的作用。

加熱攪拌罐由減速機、罐體、攪拌葉等部件組成。采用蒸汽間接加熱方式，罐體共分為三層，每層設置有一組攪拌葉，用于對各層的物料進行攪拌，使物料加熱更加充分，快速達到需要的溫度。本加熱攪拌罐總容積為1.2m3，同時也具有一定的緩存作用。

進料機構是物料在加熱攪拌罐和壓榨段的過度段，采用的是螺旋輸送方式，主要作用是把物料從加熱攪拌罐送到下面的壓榨腔。主要由減速機、聯(lián)軸器、進料門、螺旋軸、軸承座等部件組成。其中加熱攪拌罐和進料門之間設置有一個閘板，用于控制物料的流量。運行時，可以通過進料通套查看進料情況，以及揀取入榨時物料的樣品。

壓榨腔分為榨螺組和榨籠兩大部分。

榨螺組主要組成部分有：主軸、1#～8#榨螺，1#～7#襯圈、滑動軸承、內襯套、光套、榨螺主軸。其中1#～3#榨螺的螺旋葉為常規(guī)的連續(xù)螺旋葉，螺距和高度逐漸縮小。主要是因為該部分物料流動性大，難以形成很大的摩擦力，主要以油脂自流的方式進行分離。4#～8#榨螺為不連續(xù)螺旋葉，形狀進行特殊形狀漸變設計。經過此階段的物料摩擦系數(shù)逐漸增大，物料內部容易形成巨大的擠壓力，油脂主要以擠壓出油的方式分離。當榨螺組轉動時，帶動物料在壓榨腔內移動，并把榨螺主軸的動力轉變?yōu)槲锪系臄D壓力，實現(xiàn)油脂擠壓分離。

其中榨籠主要組成部分有：1#～3#無齒壓板，1#～5#壓板、榨籠殼、短榨條、長榨條等組成。并分為5段壓榨區(qū)，每個壓榨區(qū)四周圓周分布高強度耐磨合金榨條，每個榨條留有一定的縫隙，不同的壓榨區(qū)榨條的縫隙大小不一樣。整個壓榨腔從進料到出料的空間逐漸縮小，在運行時，物料從大容積逐漸進入小容積的空間，從而內部形成強大的壓力，且此時物料具有一定的溫度，所以油脂更容易從肉骨粉中被壓榨分離出來，并通過榨條的縫隙流出。在第一段和第二段壓榨區(qū)，此部分以油脂自流形式分離，榨條的縫隙設置較大。第3～5段壓榨區(qū)，油脂是被擠壓分離出來的，縫隙設計較小，否則會有大量的肉骨粉也從此部分擠出，增加后端油脂提純的壓力。

圖1

圖2

調節(jié)機構主要組成部件有：螺紋套、固定套、減速機。通過改變螺紋套和固定套的相互位移，在壓榨腔出口形成厚薄可調的出料環(huán)，調節(jié)物料從壓榨腔出來的厚薄程度，達到控制壓榨腔內壓力和出料速度的作用，從而達到控制肉骨粉中含油濾的作用。

由于加熱溫度、壓榨腔間隙、出料速度等參數(shù)都對肉骨粉和油脂的分離提純有重要關系，所有在本設備研究設計中，所以以上關鍵參數(shù)都有一定的調節(jié)余量。在設備試驗過程中，根據(jù)最佳效果去確定最佳參數(shù)。

3.2 試驗數(shù)據(jù)

對設備進行投料試驗時，維持壓榨腔榨條間隙不變的情況，測試物料在不同溫度下的分離效果，從而驗證最佳壓榨溫度。表1為12組不同溫度的試驗分組。

表1

試驗數(shù)據(jù)匯總后如圖3。

圖3

從實驗中得知，在壓榨機壓榨腔5級榨條的間隙為依次為2.5、2.0、1.2、1.0、1.2mm時，物料在125℃，肉骨粉含油率為7.1%，壓榨效果比較好，品質非常好，且經濟性最佳。

在設備試運行階段，通過調整7種方案榨油機壓榨腔的榨條縫隙，對比混合物中肉骨粉和油脂的分離情況，判斷每一段榨條的最佳間隙。各實驗方案的壓榨腔每一段間隙的數(shù)據(jù)如表2。

表2

在物料為125℃時，各種壓榨腔間隙的肉骨粉和油脂分離情況如圖4。

圖4

結合試驗結果，肉骨粉和油脂最佳壓榨效果的的榨油機主要參數(shù)是：分離溫度為125℃；壓榨機榨條間隙依次為2.5、2.0、1.5、1.0、1.2mm。

4 結語

通過升高對動物無害化處理后物料的溫度，以及優(yōu)化壓榨機的榨螺形狀、選擇合適的榨條間隙，控制合適的壓榨速度，可以有效地提高肉骨粉和油脂的分離率，提高副產品的利用價值和經濟價值。同時選擇耐磨性更好的榨條和榨螺，可以延長設備的使用壽命或提升維修頻率。