Розробили:

Богданов Євген Володимирович, доцент кафедри МВПТ

Рецензенти:

Брагінець М.В., д.т.н., професор, завідувач кафедрою механізації виробничих процесів у тваринництві.

Матийчак Г.А., к.т.н., доцент кафедри механізації виробничих процесів у тваринництві.

Методичні вказівки розглянуті і затверджені на засіданні кафедри механізації виробничих процесів у тваринництві «__» _______ 2009 р. (протокол № __)

Тема: МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ОЛІЇ

Термін виконання - 4 години. На першому занятті (2 год.) студенти мають вивчити машини та обладнання для підготовки насіння до переробки та отримання олії механічним способом. На другому занятті (2 год.) - вивчити машини та обладнання для отримання олії хімічним способом та виконати розрахункову частину роботи.

1. Мета роботи: вивчити технологічний процес роботи та будову машин та обладнання для отримання олії з олійних культур.

2. Завдання роботи:

2.1. Вивчити технологічний процес роботи, будову і технічну характеристику машин для підготовки насіння до переробки та отримання олії механічним методом.

2.2. Вивчити технологічний процес роботи, будову і технічну характеристику машин для отримання олії хімічним методом.

2.3. Виконати розрахункову частину роботи.

2.4. Підготувати звіт.

3. Обладнання робочого місця:

1. Плакати.

2. Методичні вказівки.

3. . Навчальна література.

4. Конспект лекцій.

4. Методика виконання роботи.

4.1. Загальні відомості.

Рослинні олії використовують для харчових та технічних цілей. У їжу рослинні олії використовують як в чистому (не зміненому) вигляді, так і у вигляді різноманітних продуктів, що отримують при переробці олії, - маргарину, кулінарного жиру, майонезу і т. ін. Технічні олії використовують для виробництва жирних кислот, мила та миючих засобів, для вироблення оліфи, лаків та фарб. Деякі види олії застосовують як розчинники для лікарських препаратів та у виробництві косметичних виробів.

Після отримання олії залишається знежирене олійне насіння, яке є основним компонентом комбікормів для тварин, а також сировиною для отримання харчових білків, які використовують для підвищення біологічної цінності багатьох продуктів.

Оболонки, які відокремлюють при переробці насіння служать сировиною для гідролізної промисловості. Практично при переробці олійного насіння невживаних відходів немає. Так при переробці 100 т насіння соняшнику отримують 47 т масла, 30 т білку (харчового або кормового) та 20 т плодової оболонки (лушпиння).

Основною сировиною для виробництва олії є насіння олійних рослин: соняшнику, бавовнику, сої, ріпаку, льону, гірчиці, кокосової та олійної пальми, коноплі та ін.

Підготовка олійного насіння до первинної переробки полягає в його прийманні, очищенні, сушці та короткочасного або тривалого зберігання.

4.2. Обладнання для обрушування насіння та відділення оболонок від ядра.

Відділення оболонок від ядра проводять в два етапи: спочатку руйнують оболонку (операція обрушування), потім розділяють отриману суміш на ядро та лушпиння (операція відвіювання).

Марки машин для обрушування насіння: сім’ярушка МНР; відцентрові обрушуючі машини РЗ-МОС та А1-МРЦ, ножові сім’ярушки.

В ножовій сім'ярушці (рис.1) використано метод багатократного удару насіння об металеві поверхні для порушення міцності оболонки, забезпечення її руйнування та відділення від неї ядра. Насіння валком-живильником 1 подається у простір між барабаном 2 та декою 3. Під час обертання ротору ножі 4 подрібнюють ядро разом із оболонкою. Відстань між ножами барабану та деки регулюють переміщенням деки. Основний недолік ножової сім'ярушки - багатократні удари насіння об ножі, що призводять до збільшення подрібнення ядра та утворення січки та олійного пилу.

Рис.1. Ножова сім’ярушка:

1 - валок-живильник; 2 - ножовий барабан; 3 - дека; 4 - ножі.

Таблиця 1

Технічна характеристика ножової сім’ярушки

Показник	Значення
1. Продуктивність, т/год	до 2,5
2. Частота обертання барабану, хв-1	500...630
3. Вміст чистих ядер на виході, %	35...67
4. Потужність приводу, кВт	5,5
5. Маса, кг	1500

В сім’ярушці РЗ-МОС (рис. 2) обрушування здійснюється методом одноразового направленого удару об деку, уздовж довгої вісі насіння. Вона працює таким чином. Через розподільний пристрій 2 насіння потрапляє в радіальні канали 6 барабану 4 та під час обертання барабану з великою швидкістю викидаються у бік кільцевої деки 5, під час польоту відбувається орієнтування насіння тупим кінцем вперед. При такому ударі все навантаження сприймає лушпиння, і ядро майже не руйнується. Продукти лущення по двох патрубках 11 надходять до циклонів 12, де відбувається їх розділення на рушанку, яка виходить через течку 10, та олійний пил, який виходить через течку 9. Продуктивність установки 8,5 т/год.

Рис.2. Схема центробіжної обрушувальної машини РЗ-МОС:

1 - корпус; 2 - розподільний пристрій; 3 - запобіжна гратка; 4 - барабан; 5 - кільцева дека; 6 - радіальні направляючі канали; 7 - вал ротора; 8 - станина; 9 - течка для олійного пилу; 10 - течка для рушанки; 11 - патрубок для рушанки; 12 - циклон; 13 - циліндричне сито.

Рушанка, що виходить з сім’ярушки є сумішшю різноманітних по розміру часток: крупного, середнього та дрібного лушпиння, цілого насіння, недорушеного насіння, цілого ядра, частинок ядра та дрібного олійного пилу.

Для розділення рушанки на ядро та лушпиння використовують повітряні та електричні сепаратори.

Повітряний сепаратор Р1-МСТ (Рис 3) працює наступним чином. Спочатку рушанку ділять на шість сортів (1-6), що містять однакові по розміру частинки лушпиння та ядра. Потім перші п'ять сортів продувають повітряним потоком для розділення на лушпиння та ядро. Останній шостий сорт, що складається з дуже дрібних частинок (олійного пилу), не розділяють в повітряному потоці через його легкість, та додають до очищеного ядра.

Рис.3. Схема сортування рушанки в розсіві сім'явійки Р1-МСТ.

Продуктивність сім’явійки Р1-МСТ при сепарації рушанки соняшника - 3,5 т/доб.

Принцип роботи електросепаратора МСР-11 (рис.4) заснований на відмінності компонентів рушанки в електрофізичних властивостях: проникності та питомому опору. Таким чином, МСР-11 дозволяє розділити рушанку на ядро, недоруш, лушпиння та олійний пил.

Рис.4. Електросепаратор МСР-11:

1 - бункер-живильник; 2 - труба живильника; 3 - заземлений електрод; 4 - ребра; 5 - лопатки, що обертаються; 6, 7 - конічні сита; 8 - 11 - вигрузні патрубки; 12 - позитивний електрод; 13 - вузол дебалансу; 14 - привід лопаток.

При русі рушанки вниз по конічній поверхні заземленого електроду 3, олійний пил та лушпиння отримують заряд від потенційного електроду 12 та електризуючись підіймаються вгору до потенційного електроду. Лопатками, що обертаються 5, рушанка виводиться з електростатичного поля. З заземленого електроду ядро та недоруш подаються на верхнє конічне сито 7, де ядро проходить крізь отвори решета та виходить через патрубок 10. Недоруш сходить з сита та через патрубок 9 виводиться із сепаратора. Матеріал з верхнього (зарядженого) електроду потрапляє на нижнє сито. Олійний пил проходить крізь отвори сита та через патрубок 11 виводиться із сепаратора. Лушпиння сходить з сита та через патрубок 8 виходить із сепаратора. Фракції ядра та олійного пилу об'єднують та направляють на подрібнення. Недоруш направляють на дорушування, а лушпиння виводиться з цеху та подається на склад. Продуктивність МСР-11 - 8,5 т/год, потужність приводу - 2,4 кВт, робоча напруга на електродах - 50 кВ.

Подрібнення ядра олійного насіння, а також макухи перед повторним пресуванням проводитися на вальцьових верстатах з метою руйнування клітинної структури, що утримує олію. Це необхідно для якнайповнішого та швидшого витягання олії. Матеріал, який отримують після подрібнення ядра називається м'яткою, яка відрізняється більшою в порівнянні з початковим насінням поверхнею через яку відбувається вихід олії.

Для подрібнення ядра застосовують однопарні, двопарні та п'ятивальцові верстати.

Розглянемо схему п'ятивальцового верстату ВС-5 (Рис 5). Робочі органи верстата - п'ять чавунних вальців однакового діаметру та довжини. Верхні два вальці рифлені, решта гладкі. Зазор між вальцями, що мають можливість переміщення по вертикалі, змінюється залежно від кількості матеріалу, що потрапляє між ними.

Рис.5. П'ятивальцовий верстат ВС-5:

1 – електродвигун; 2 – редуктор; 3 – привод; 4 – корпус верстату; 5 – валець-живильник; 6 – станина; 7 – направляючі проміжні щити.

Працює верстат наступним чином: валець-живильник 5 подає ядра насіння до першого направляючого щита 7. Далі послідовно проходячи між усіма п’ятьма вальцями ядро подрібнюється та перетворюється на м’ятку.

Таблиця 2

Технічна характеристика ВC-5

Показник	Значення
1. Продуктивність, т/год	2,5
2. Кількість вальців	5
3. Діаметр вальців, мм	400
4. Довжина вальців, мм	1250
5. Частота обертання першого вальця, хв-1	165
6. Частота обертання другого-п'ятого вальців, хв-1	162
7. Діаметр вальця-живильника, мм	120
8. Частота обертання вальця-живильника, хв.-1	56
9. Потужність приводу, кВт	30
10. Габаритні розміри, мм	3600x1330x2400
11. Маса, кг	9874

4.3. Обладнання для волого-теплової обробки м'ятки (ВТО).

Мета ВТО - зміна фізико-механічних властивостей м'ятки, зменшення поверхневих сил, що утримують масло в м'ятці, зниження динамічної в'язкості олії. М'ятка в процесі ВТО перетворюється на мезгу.

ВТО проводять в два етапи:

1) зволоження м'ятки до 8 - 9% гострою парою з одночасним її підігрівом (здійснюють в пропарювально - зволожувальних машинах або інактіваторах);

2) висушування та нагрів зволоженої м'ятки з метою додання їй жорсткості та зменшення її пластичності (здійснюють в жаровнях різної конструкції).

Шнековий інактіватор працює наступним чином: гостру пару подають в м'ятку через форсунки під тиском 0,2 - 0,25 МПа, температура пари 180 - 200°С, діаметр шнеків 400 - 600 мм, довжина 3000 - 5170 мм, продуктивність 4 - 25 т/год.

Жаровні бувають чанові, барабанні та шнекові. Найбільш досконалі - чанові жаровні, що обігріваються водяною парою.

Чан жаровні (Рис 6) це сталевий циліндр, який обігрівається через подвійне днище або стінки 4 водяною парою. Для перемішування м'ятки в кожному чані використовується мішалка 2. Для переміщення м’ятки до нижньої жаровні у дні є перепускний отвір 5. Для видалення вологи, яка виходить із м’ятки жаровня обладнана аспіраційним патрубком.

Марки жаровень: шестичанова Ж-68; семичанова жаровня у складі агрегатів РЗ-МОА і ХСП-26.

Шестичанова жаровня Ж-68 (Рис 7) працює наступним чином. М’ятку подають у верхню жаровню де за рахунок підігріву парою через парову сорочку 1 м’ятка підсушується. Для запобігання пригорянню м’ятки жаровня має ніж-мішалку 7, який транспортує м’ятку до перепускного отвору в дні чану, через який м’ятка потрапляє у наступну нижню жаровню. Водяна пара, яка утворюється під час теплової обробки м’ятки виводиться через аспіраційний трубогін. Для зменшення енерговитрат та розмірів жаровні встановлюють одна над одною.

Таблиця 3