畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告完成100TD低溫螺旋榨油機(jī)的傳動系統(tǒng)研制

1、武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目 院（系） 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 目錄一.本課題研究的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀1二.本課題的研究內(nèi)容和要求3三.擬采用的設(shè)計(jì)方案及原理4四.工作進(jìn)度安排8五.參考文獻(xiàn)9一.本課題研究的意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀油菜籽脫皮、低溫壓榨（冷榨）制油新工藝及其關(guān)鍵設(shè)備研究是國內(nèi)外油脂行業(yè)的熱門科研課題。目前德國發(fā)展較快，已建有約200家采用該技術(shù)的0.525噸/日小型榨油廠 。低溫壓榨（冷榨）所得的菜籽仁油色澤淺，磷脂含量很低，無須水化脫膠或用堿液、白土等精煉處理，精濾后可直接裝瓶出售，是一種無化學(xué)品污染或殘留，天然營養(yǎng)成分和風(fēng)味保存完

2、好的“綠色天然菜籽油” 新品種，該油500ml瓶裝在德國的售價(jià)為3.54歐元，是菜籽色拉油的35倍。德國2000年?duì)I養(yǎng)報(bào)告認(rèn)為：該油甚至比橄欖油更適合人體的需要。在色拉油銷售不景氣的情況下，該油在德國越來越受歡迎，在食用油銷售中呈現(xiàn)最高的增長率 。低溫壓榨（冷榨）屬于一種具有特殊要求的壓榨取油法，與傳統(tǒng)的高溫壓榨法相比，其工藝條件并非最佳狀態(tài)。低溫壓榨的入榨料是未經(jīng)過蒸炒等工序的生胚，細(xì)胞壁破壞不充分，細(xì)胞中脂類體與蛋白體的親和力仍然很強(qiáng)；由于溫度較低（65以下），蛋白質(zhì)變性不夠，油脂的黏度較高，流動性較差，彈性及塑性也較差 ；再加上脫皮后的菜籽仁含油率增高，粗纖維減少；采用普通的螺旋榨油機(jī)（

3、如zx10型、zx18型等）或螺旋預(yù)榨機(jī)（如zy24型等）加工，難以建立適宜的壓力和有效疏通油路，出油困難，餅難成形。因此，必須研制專用的低溫螺旋榨油機(jī)來解決這一技術(shù)難題。低溫螺旋榨油機(jī)又稱冷榨機(jī)，是一種新型的螺旋榨油機(jī)，是油菜籽脫皮、低溫壓榨（冷榨）制油新工藝的關(guān)鍵設(shè)備之一。油菜籽制油的傳統(tǒng)工藝是將油菜籽蒸炒后，在100130的溫度下進(jìn)行壓榨制油加工的，即所謂熱榨。而不經(jīng)蒸炒，在室溫下進(jìn)行的壓榨制油加工，一般稱冷榨。但冷榨不是一個(gè)準(zhǔn)確的說法，在英國，把榨油溫度低于50稱為冷榨，德國既有把低于40稱冷榨，又有把低于70稱冷榨的；我國也有把低于65直至室溫稱為冷榨的說法。通過近年來的研究和試驗(yàn)，

4、我們認(rèn)為稱低溫壓榨比稱冷榨更客觀。因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中，環(huán)境溫度在20以上時(shí)，入榨料可以不加溫而直接喂入低溫榨油機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓榨加工。而環(huán)境溫度較低時(shí)（如冬季），則必須將入榨料加溫至5060后再喂入低溫榨油機(jī)內(nèi)進(jìn)行壓榨，否則，難以維持穩(wěn)定運(yùn)行。如稱冷榨機(jī)，用戶會誤以為該類型榨油機(jī)在任何情況下都不用給入榨料加溫。因此，稱低溫壓榨比稱冷榨更客觀。為解決油菜籽脫皮、低溫壓榨（冷榨）制油新工藝的技術(shù)難題，國內(nèi)對油菜籽脫皮制油新工藝，從理論到實(shí)踐都已經(jīng)進(jìn)行了比較深入和廣泛的研究，研制成功了關(guān)鍵設(shè)備，取得了一批成果，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。武漢工業(yè)學(xué)院從2000年就開始了新工藝的關(guān)鍵設(shè)備低溫螺旋榨油機(jī)的研究。在對低溫螺旋榨

5、油機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，2002年研制成功了lyzx10型低溫螺旋榨油機(jī)，處理量10t/d（專利號：zl02290849.8）。2003年研制成功lyzx25型低溫螺旋榨油機(jī)，處理量25t/d。同年，“油菜籽脫皮、低溫壓榨、膨化浸出制油新工藝及關(guān)鍵設(shè)備研究”項(xiàng)目通過湖北省科技廳鑒定，結(jié)論為；國內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)國際先進(jìn)水平；低溫螺旋榨油機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、工作可靠，達(dá)國內(nèi)領(lǐng)先水平（鑒定證書編號：鄂科鑒字2003第21752013號）。2004年研制成功lyzx50型低溫螺旋榨油機(jī)，處理量50t/d。武漢工業(yè)學(xué)院主持完成的湖北省科技攻關(guān)計(jì)劃重大項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2004a

6、a203a03）：“100t/d低溫螺旋榨油機(jī)研制”項(xiàng)目，也于2006年1月通過由湖北省科技廳主持的技術(shù)鑒定，結(jié)論均為：“填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)國際先進(jìn)水平”。在上述技術(shù)基礎(chǔ)上，為完成國家農(nóng)業(yè)成果轉(zhuǎn)化資金項(xiàng)目：lyzx系列新型低溫螺旋榨油機(jī)中試，研制10t/d低溫螺旋榨油機(jī)，是完全有把握和非常必要的，將為油菜籽脫皮、低溫壓榨制油新工藝的推廣應(yīng)用，提供可靠的技術(shù)保證。10t/d低溫螺旋榨油機(jī)除可用于油菜籽脫皮、低溫壓榨制油新工藝外，還可以廣泛應(yīng)用于其他油料如：花生、葵花子、紫蘇籽、印楝籽、大豆等油料的低溫壓榨制油工藝，以滿足不同油料的低溫壓榨制油需要，具有良好的推廣應(yīng)用前景。二.本課題的研究內(nèi)容和要求

7、1. 研究內(nèi)容完成100t/d低溫螺旋榨油機(jī)的傳動系統(tǒng)研制。2. 技術(shù)要求處理量：100t/d；電機(jī)功率：90kw；入榨溫度: 室溫至65；餅中殘油率:17%；每天工作24小時(shí)；工作壽命10年；最高環(huán)境溫度：40三.擬采用的設(shè)計(jì)方案及原理決定低溫螺旋榨油機(jī)榨油效果好壞的因素主要有榨料性質(zhì)和壓榨條件兩大方面。榨料性質(zhì)包括外表特征、內(nèi)外一致性、油脂黏度、表面張力以及可塑性等。而榨料本身的水分含量、溫度、蛋白質(zhì)變性程度、含油率以及纖維素含量等與上述特性密切相關(guān)，它們都是直接影響榨料性質(zhì)的重要因素。壓榨條件包括合適的壓力和壓縮比、施壓速度及壓力變化規(guī)律、足夠的壓榨時(shí)間和壓榨過程的保溫等，這主要取決于榨

8、油機(jī)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行參數(shù)。顯然，對于低溫螺旋榨油機(jī)來說，榨料性質(zhì)方面，除了榨料水分的調(diào)節(jié)不受限制外，其余各項(xiàng)不是受到限制(溫度低、蛋白質(zhì)變性程度低等)，就是處于不利狀況(含油率高、纖維素含量少等)。因此，改善壓榨條件成為該機(jī)設(shè)計(jì)和研制的關(guān)鍵。在100 t/d低溫螺旋榨油機(jī)的設(shè)計(jì)中我們著重考慮以下幾個(gè)問題。1. 合適的壓力和壓縮比榨膛壓力是影響出油效果的重要因素。榨膛壓力主要是靠榨膛空余體積的逐步縮小，迫使榨料壓縮而形成的；其次還有縮小出餅圈縫隙等因素?？沼囿w積的縮小是通過榨螺根圓直徑的逐漸增大、螺距和榨籠內(nèi)徑的依次縮小而實(shí)現(xiàn)的。一般情況下，榨膛壓力越大，越容易克服榨料粒子變形時(shí)的阻力，將其油脂盡量

9、擠出，因此為解決脫皮菜籽仁低溫壓榨的難題，必須采用更大的榨膛壓力。然而在一定條件下，榨料的壓縮是有限的，即存在一個(gè)榨料不可壓縮點(diǎn)的“臨界壓力”，并不是越高越好，過高的壓力是多余的，并有害無益。設(shè)計(jì)的依據(jù)通常是理論總壓縮比， = vj / vch，系指螺旋軸進(jìn)料端第一導(dǎo)程的空余體積 與出餅端最后一個(gè)導(dǎo)程的空余體積 之比。參考上述經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)據(jù)，確定100 t/d低溫螺旋榨油機(jī)的理論總壓縮比： = 1620。該機(jī)還采用了增大進(jìn)料預(yù)壓段的摩擦系數(shù)，減小榨螺頂圓與榨籠內(nèi)徑的間隙，選擇適宜的各段排油縫隙等手段，來保證榨油效果。2 . 合適的施壓速度榨料在壓榨的全過程中呈運(yùn)動變形狀態(tài)，“動態(tài)瞬時(shí)高壓”將油

10、脂從榨料中擠壓出來，這種瞬時(shí)高壓也容易導(dǎo)致油路閉塞，必須迅速打開油路，保證“流油不斷”。因此，施壓速度及壓力變化還必須滿足與排油速度的一致性。實(shí)踐中行之有效的“先輕后重輕壓勤壓”施壓法，是滿足上述要求的方法之一。此外，壓榨還可分級進(jìn)行，在該機(jī)榨螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用了二級多階壓榨的方式。所謂二級是指有兩個(gè)壓榨段；所謂多階是指在兩個(gè)壓榨段內(nèi)又分別設(shè)置了多個(gè)“錐形榨圈”施壓點(diǎn)，使螺旋中斷，局部空余體積驟減，配合榨膛阻刀，可造成榨料的翻動、料層速差位移、斷裂混合的現(xiàn)象，使油路打開，迫使榨料迅速排油。這樣，榨料在機(jī)膛內(nèi)不僅經(jīng)歷了兩級壓榨過程，且在每一級內(nèi)又被多次壓縮和松弛，有利于連續(xù)排油。3. 合適的壓榨

11、時(shí)間決定壓榨時(shí)間的主要因素是主軸轉(zhuǎn)速、榨籠長度，其次還有榨螺的導(dǎo)程、壓縮比、出餅縫寬，以及榨料性質(zhì)、入榨條件等。含油率高達(dá)4345的脫皮菜籽仁等高含油油料，需有較長的壓榨時(shí)間才能保證低溫壓榨效果，但時(shí)間過長又影響榨機(jī)的產(chǎn)量及效率。經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算，當(dāng)該機(jī)轉(zhuǎn)速為26 r/min時(shí)，壓榨時(shí)間為2.4 min，并據(jù)此確定榨機(jī)的工作長度、主軸轉(zhuǎn)速及相關(guān)參數(shù)。榨籠長度與壓榨時(shí)間成正比關(guān)系，榨籠長，榨料行程也長，壓榨排油充分，因此低溫螺旋榨油機(jī)的長徑比一般應(yīng)取較大值，但也有限，否則將增大動力消耗。主軸轉(zhuǎn)速與壓榨時(shí)間成反比關(guān)系，因此低溫螺旋榨油機(jī)主軸轉(zhuǎn)速一般取為預(yù)榨機(jī)的1/2 1/3。此外，還應(yīng)考慮榨螺的導(dǎo)程(與

12、壓榨時(shí)間成反比)、理論壓縮比(與壓榨時(shí)間成正比)等參數(shù)的影響。4. 壓榨過程的保溫溫度的變化影響榨料的可塑性及油脂黏度，并直接影響壓榨取油效果。因此，低溫螺旋榨油機(jī)工作時(shí)必須保證一定的溫度，才能維持穩(wěn)定運(yùn)行。低溫螺旋榨油機(jī)維持穩(wěn)定運(yùn)行所必須的壓榨溫度，主要是靠榨料粒子問的摩擦，榨料與榨螺、榨膛等機(jī)件摩擦產(chǎn)生的熱量來維持的。環(huán)境溫度高時(shí)，摩擦熱與加工損失熱可保持平衡。環(huán)境溫度較低時(shí)(如冬季)，摩擦熱難以彌補(bǔ)加工損失熱，必須補(bǔ)充一定的溫度，以保持必要的壓榨溫度。夏季由于環(huán)境溫度已達(dá)30以上，故只需在用餅料喂入摩擦生熱，暖車后，將入榨料直接喂入機(jī)膛內(nèi)(夏季實(shí)測入榨料溫度為38 ，出餅口瞬間溫度70

13、，餅溫53)，即可進(jìn)行壓榨，維持穩(wěn)定的運(yùn)行。冬季環(huán)境溫度很低，尚不能保持穩(wěn)定、適宜的壓榨溫度，故設(shè)計(jì)中仍配置了機(jī)上調(diào)溫鍋，用間接蒸汽適當(dāng)加熱，使入榨料溫度保持4050。即使這樣，出餅口瞬間溫度雖為70 ，餅溫仍為50左右。5. 易損件的防磨處理由于低溫螺旋榨油機(jī)的榨膛壓力較高，其榨螺、榨條、阻刀、襯圈等易損件的磨損將更嚴(yán)重，設(shè)計(jì)中注意選用優(yōu)質(zhì)材料，采用先進(jìn)的表面工程技術(shù)進(jìn)行防磨處理，使易損件達(dá)到必要的表面硬度和強(qiáng)度，保證使用效果和壽命。6. 調(diào)節(jié)榨料性質(zhì)在受限制的工藝條件下，應(yīng)盡可能地利用不受限制的水分含量調(diào)節(jié)來改善入榨條件。一般況下，隨著水分含量的增加，榨料的可塑性也逐漸增加，達(dá)到最適宜水分

14、 時(shí)，壓榨出油情況最佳。與溫度、蛋白質(zhì)變性程度等相關(guān)。根據(jù)“高溫低水分，低溫高水分”的規(guī)律，參考n.b.葛符里林柯的經(jīng)驗(yàn)公式 ：入榨料的最適宜水分b ()：(140.1t)k式中：t-入榨料溫度，50 ；k-入榨料含油率校正系數(shù)，k = (100一m)/55，m為人榨料含油率()。本課題用湖北孝感地產(chǎn)油菜籽，全樣含油率37.5 ，含水分8.85 ，脫皮后仁中含油率44。按上式計(jì)算：b2：(140.150)(10044)/55 = 9.18此時(shí)入榨料水分為8.85是適宜的。7. 生產(chǎn)能力理論計(jì)算生產(chǎn)能力為：q = (1 440vjnkike kw)/bm = 83.98113.04式中：q- 榨

15、油機(jī)日處理油料量，t/d；vj -進(jìn)料榨螺一個(gè)導(dǎo)程所對應(yīng)的空余體積，mn-榨螺軸轉(zhuǎn)速，r/min；ki-喂料系數(shù)，kf = km；k-充滿系數(shù)，其值決定于喂料、進(jìn)料榨螺頭數(shù)以及壓縮比等；m-人榨料坯容重，t/m ；ke -與油料含油率、塑性、出油率等指標(biāo)有關(guān)的調(diào)整系數(shù)；kw-與反壓回坯相關(guān)的榨機(jī)磨損系數(shù)；bm-油料出坯率。8. 配備功率理論計(jì)算配備功率為：n = kn（n1 + n2 + n3 + n4）/ = 85.21 式中：n-榨油機(jī)總消耗功率，kw；kn-與出餅厚度有關(guān)的調(diào)整系數(shù)；-傳動效率；n1-榨料壓縮之理論消耗功率，kw；n2-摩擦消耗功率，kw；n3-榨軸轉(zhuǎn)動克服阻力消耗功率，

16、kw；n4-榨料攪拌消耗功率，kw?？紤]低溫螺旋榨油機(jī)使用的實(shí)際情況，選用主電機(jī)功率為90 kw，型號為y315m一6，三相50 hz，980 r/min。四.工作進(jìn)度安排67周：完成文獻(xiàn)綜述、外文翻譯及開題報(bào)告；8周：初定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)計(jì)算；9周：繪制零件圖；10周：繪制部件圖、總圖；11周：編寫設(shè)計(jì)說明書；12周：檢查圖紙、說明書，準(zhǔn)備答辯；13周：畢業(yè)答辯。五.參考文獻(xiàn)1h.j.拉澤洪，h.d.戴克，忻耀年.菜籽脫皮冷榨的理論和實(shí)踐.中國油脂，2000，25（6）:5054.2忻耀年.油料冷榨的概念和應(yīng)用范圍.中國油脂，2005、30（2）:2022.3 l.bertram.reuter

17、.erste anlage zur raps-schaelung in betrieb.raps,1999,17(3):149150.4劉大川，張 麟等.油菜籽脫皮、低溫壓榨、膨化浸出制油新工藝.中國油脂，2005、30（2）:1316.5bertrand matthaus and ludger bruhl.cold-prssed edible rapeseed oil production in germany.inform，april 2004，15（4）:2662686 yun-ling zheng, dennis p.wiesenborn, kristi tostenson,nancy kangas.screw pressing of whole and dehulled flaxseed for organic oil. journal of the american oil chemists society,2003,80(10):10391045.7 張 麟、劉大川等.lyzx型低溫螺旋預(yù)榨機(jī)研制.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006、22（8）:125128.8雕鴻蓀.油料預(yù)處理及壓榨工藝學(xué).南昌，江西科學(xué)技術(shù)出版社，1985:143168.9趙國志.油脂螺旋壓榨機(jī)技術(shù)