Дослідження ефективності конструкції олієвідвідних каналів шнекових пресів для відтискання олії

Mаксим Гудзенко, Володимир Василів, Марія Жеплінська, Віктор Сарана, Дмитро Горенков
Анотація

Актуальність дослідження зумовлена проблемою, яка характерна для різних видів конструкцій зеєрних корпусів шнекових пресів, а саме визначення оптимального зазору для виходу олії, що має практичну і економічну доцільність. У зв'язку з цим дане дослідження спрямоване на аналіз існуючих типів конструкцій зеєрних корпусів, виявлення їх переваг і недоліків з метою знаходження методів до вдосконалення їх конструкції та збільшення виходу олії. Провідними методами для вирішення цієї проблеми є емпіричні методи дослідження, що дозволяють на основі спостереження комплексно розглянути існуючі типи конструкцій та шляхом порівняння і експерименту знайти раціональний варіант розв’язку поставленої задачі. В роботі проаналізовано особливості технічних засобів для відділення олії в пресах та екструдерах, обґрунтовано практичність існуючої конструкції та вказано на складність чи простоту конструкцій в науковій літературі. Виявлено необхідність доповнення існуючих термінів до різноманітних конструкцій зеєєрних корпусів, та можливі шляхи вдосконалення процесу відділення олії на різні фракції. Проведено експериментальні дослідження з набором півкорпусів зеєрних секцій з різними зазорами. Це дозволило виявити при відповідному зменшенні зазору менший відсоток осипки макухи через зеєрні секції. Отримано результати виходу олії в залежності від встановленого зазору в напівкорпусах щілинних елементів зеєрної камери від температури нагріву корпусів. Виявлено зменшення відсотку осипки зі зменшенням зазору в зеєрній камері. Досліджена конструкція типу зеєрної камери підтвердила універсальність і простоту її виконання, що полегшує її обслуговування та заміну. З кожної переробленої тони насіння, за рахунок збільшення кількості відтиснутої олії, відповідно, зросте і прибуток фермера чи підприємства, які вдосконалять двогвинтові екструдери відрегулювавши зазори вказаним чином

Ключові слова

виробництво олії; зеєрна камера; двогвинтовий прес-екструдер; вихід олії; осипка макухи

ЦИТУВАТИ
Hudzenko, M., Vasyliv, V., Zheplinska, M., Sarana, V., & Gorenkov, D. (2023). Study of the effectiveness of the design of the oil removal channels of screw presses for squeezing out oil. Animal Science and Food Technology, 14(4), 58-73. https://doi.org/10.31548/animal.4.2023.58
Використані джерела

1. Alabi, K., Busari, R., & Oladimeji, O. (2022). Development and performance evaluation of a variable-pitch tapered-shaft screw press for palm oil extraction. Gazi University Journal of Science Part A: Engineering and Innovation, 9(2), 49-61. doi: 10.54287/gujsa.1069996.

2. Alonge, A.F., & Jackson, N. (2019). Extraction of vegetable oils from agricultural materials: A review. In Proceedings of the 12th CIGR Section VI International Symposium (pp. 1184-1206). Ibadan: CIGR – International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering.

3. Amiolemhen, P., & Eseigbe, J. (2019). Design and fabrication of a palm kernel oil expeller machine. International Journal of Engineering Trends and Technology, 67(6), 39-46. doi: 10.14445/22315381/IJETT-V67I6P208.

4. Bako, T., Awulu, J.O., & Garba, A.J. (2017). Conceptual design of a fish oil extracting machine. American Journal of Modern Energy, 3(6), 136-145. doi: 10.11648/j.ajme.20170306.14.

5. Bako, T., Enyi, O.S., & Imolemhe, U.V. (2020). Mathematical modeling of mechanical horizontal screw oil extractorAgricultural Engineering International: CIGR Journal, 22(2), 244-254.

6. Beerens, P. (2007). Screw-pressing of Jatropha seeds for fuelling purposes in less developed countries. (Master’s degree dissertation, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, the Netherlands).

7. Bogaert, L., Mathieu, H., Mhemdi, H., & Vorobiev, E. (2018). Characterization of oilseeds mechanical expression in an instrumented pilot screw press. Industrial Crops and Products, 121, 106-113. doi: 10.1016/j.indcrop.2018.04.039.

8. Bogaert, L., Mhemdi, H., & Vorobiev, E. (2020). Residence time distribution and flow pattern modeling of oilseeds in a pilot screw press. Oilseeds & Fats Crops and Lipids, 27, article number 65. doi: 10.1051/ocl/2020060.

9. Carré, P. (2022). A new approach for the elucidation of the phenomena involved in the operation of vegetable oil extraction presses. Oilseeds & Fats Crops and Lipids, 29, article number 6. doi: 10.1051/ocl/2021048.

10. Choton, S., Gupta, N., Bandral, J.D., Anjum, N., & Choudary, A. (2020). Extrusion technology and its application in food processing: A review. The Pharma Innovation Journal, 9(2), 162-168. doi: 10.22271/tpi.2020.v9.i2d.4367.

11. Chowdhury, N.M., & Mahmud, F. (2020). Development and performance evaluation of an optimized screw type domestic oil expeller. In Proceedings of the 5th NA International conference on industrial engineering and operations management (pp. 1730-1740). Detroit: IEOM Society International.

12. Cravotto, C., Claux, O., Bartier, M., Fabiano-Tixier, A.S., & Tabasso, S. (2023). Leading edge technologies and perspectives in industrial oilseed extraction. Molecules, 28(16), article number 5973. doi: 10.3390/molecules28165973.

13. Evon, P., Vandenbossche, V., Labonne, L., Vinet, J., Pontalier, P., & Rigal, L. (2016). The thermo-mechano-chemical twin-screw reactor, a new perspective for the biorefinery of sunflower whole plant: Aqueous extraction of oil and other biopolymers, and production of biodegradable fiberboards from cake. OCL, 23(5), article number D505. doi: 10.1051/ocl/2016034.

14. Evon, P., Labonne, L., Khan, S.U., Ouagne, P., Pontalier, P.Y., & Rouilly, A. (2021). Twin-screw extrusion process to produce renewable fiberboards. Journal of Visualized Experiments, 27(167), article number 62072. doi: 10.3791/62072.

15. Gawas, A.A., Desai, N.V., Teli, V.G., Sawant, R.A., Aeer, B.D., & Pawar, H.A. (2023). Automatic oil expeller machine. International Journal of Research in Engineering, Science and Management, 6(5), 14-16.

16. Hudzenko, M., Shtefan, E., Yastreba, S., Vasyliv, V., Mushtruk, M., & Slobodyaniuk, N. (2020) Scientific and technical substantiation of oil presses parameters. Kyiv: Comprint.

17. Ionescu, M., Voicu, G., Sorin-Stefan, B., Covaliu, C., Dincă, M., & Ungureanu, N. (2014). Parameters influencing the screw pressing process of oilseed materials. In 3rd International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development. TE-RE-RD (pp. 243-248).

18. Ionescu, M., Voicu, G., Biris, S., Matache, M., & Madalina, S. (2015). Mathematical models for expressing the oil extraction at screw presses. UPB Scientific Bulletin. Series D: Mechanical Engineering, 77(3), 249-260.

19. Li, W., Huang, F., Gu, Q., & Gan, W. (2007). Research and application of twin-screw expeller for cold pressing of de-hulled rapeseed. In The 12th International Rapeseed Congress, Wuhan, China (pp. 213-216). USA: Science Press.

20. Mursalykova, M., Kakimov, M., Kassenov, A., Iskakov, B., Sergibayeva, Z., Kaspakov, E., Zhumadilova, G., Shulenova, A., Kokayeva, G., & Suychinov, A. (2023). Mathematical modeling of screw press configuration for processing safflower oil. Applied Sciences, 13(5), article number 3057. doi: 10.3390/app13053057.

21. Ogunlade, C.A. & Aremu, A.K. (2020). Modeling and optimisation of oil recovery and throughput capacity in mechanically expressing oil from African oil bean (Pentaclethra macrophylla Benth) kernels. Journal of Food Science and Technology, 57, 4022-4031. doi: 10.1007/s13197-020-04435-0.

22. Olaoye, I.O., Salako, Y.A., & Owolarafe, O.K. (2020). Development of multi seeds oil expellerArid Zone Journal of Engineering, Technology and Environment, 16(4), 699-716.

23. Sheikh, S.M., & Zakiuddin, K.S. (2019). History of human powered oil expeller: A literature review. In Explorations in the history and heritage of machines and mechanisms (pp. 77-88). Cham: Springer. doi: 10.1007/978-3-030-03538-9_7.

24. Siregar, A.N., Ghani, J.A., Haron, C.H. C., Rizal, M., Yaakob, Z., & Kamarudin, S.K. (2015). Comparison of oil press for jatropha oil – a review. Research in Agricultural Engineering, 61(1), 1-13. doi: 10.17221/22/2013-RAE.

25. Supriyadi, S., Purwanto, P., & Hermawan, H. (2019). Enhancing the yield and quality of Kemiri Sunan crude oil by preliminary extraction of feedstock. Journal of Physics: Conference Series, 1295, article number 012011. doi:10.1088/1742-6596/1295/1/012011.

26. Yate, A.V., Narváez, P.C., Orjuela, A., Hernández, A., & Acevedo, H. (2020). A systematic evaluation of the mechanical extraction of Jatropha curcas L. oil for biofuels production. Food and Bioproducts Processing, 122, 72-81. doi: 10.1016/j.fbp.2020.04.001.