Аналіз процесу витискання олії та визначення перспектив автоматизації роботи шнекового преса
Анотація
За останні кілька років рослинні олії стали невід'ємною частиною раціону харчування переважної більшості населення планети. Щоб зберегти всі цінні речовини в рослинних оліях, необхідно правильно підібрати раціональні параметри процесу їх екстракції (витискання). Основною метою даного дослідження є аналіз впливу різних факторів на кількісні й силові параметри процесу пресування олії та обґрунтування перспективних напрямів автоматизації роботи шнекових пресів. Методологія дослідження базується на математичному моделюванні процесу пресування олії та аналізі характеристик напружено-деформованих стану пресованого матеріалу (насіння соняшника та макухи) при різних умовах роботи та конструктивних параметрах шнекового преса. Отримані результати представлені у формі аналітичних залежностей продуктивності преса, тиску екстрагування та споживаної потужності від частоти обертання шнека та кроку його гвинтової лінії. Для візуалізації отриманих результатів наведено відповідні графічні залежності, що характеризують експлуатаційні характеристики побутового преса LiangTai LTP200. Зроблено висновки щодо перспективних напрямів автоматизації роботи шнекових пресів. Зокрема, обґрунтовано потребу регулювання температури камери пресування та видобутої олії шляхом застосування додаткових нагрівних та охолоджувальних пристроїв. Запропоновано встановити давачі, які контролюють масу екстрагованої олії та споживаний струм електродвигуна. Частоту обертання шнека запропоновано регулювати за допомогою частотного перетворювача, керованого додатковою електронною системою на основі даних, отриманих від вказаних давачів. Дане дослідження буде корисним для науковців та інженерів, які працюють над проектуванням шнекових пресів та покращенням їх експлуатаційних характеристик. Подальші дослідження з даної проблематики можна зосередити на експериментальній перевірці якісних і кількісних параметрів екстрагованої олії залежно від типу насіння і робочих параметрів шнекового преса (частоти обертання шнека, температури пресування олії, тощо).
Завантаження
Посилання
Alam, M., Nandi, R., & Kabir, E. (2020). Development of a manually operated palm oil extraction machine. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 22(1), 213–218. https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/5596
Antoniassi, R., Wilhelm, A. E., Rosa Reis, S. L., Regis, S. A., Faria-Machado, A. F., Bizzo, H. R., & Cenci, S. A. (2022). Expeller pressing of passion fruit seed oil: Pressing efficiency and quality of oil. Brazilian Journal of Food Technology, 25. https://doi.org/10.1590/1981-6723.16821
Badmus, G. A., Owolarafe, O. K., Osunleke, A. S., Ajadi, S. O., & Ajayi, O. A. (2020). Mathematical modelling of digester-screw press process for expression of oil from oil palm fruit. Ife Journal of Science, 21(3), 193. https://doi.org/10.4314/ijs.v21i3.16
Bai, Y., Gao, F., & Guo, W. (2011). Design of mechanical presses driven by multi-servomotor. Journal of Mechanical Science and Technology, 25(9), 2323–2334. https://doi.org/10.1007/s12206-011-0603-9
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. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.04.039
Bogaert, L., Mhemdi, H., & Vorobiev, E. (2020). Residence time distribution and flow pattern modeling of oilseeds in a pilot screw press. OCL – Oilseeds and Fats, Crops and Lipids, 27. https://doi.org/10.1051/ocl/2020060
Bouallegue, K., Allaf, T., Ben Younes, R., Téllez-Pérez, C., Besombes, C., & Allaf, K. (2020). Pressure, temperature and processing time in enhancing camelina sativa oil extraction by instant controlled pressure-drop (dic) texturing pre-treatment. Grasas y Aceites, 71(3). https://doi.org/10.3989/GYA.0337191
Fu, S., Dou, B., Zhang, X., & Li, K. (2023). An Interactive Analysis of Influencing Factors on the Separation Performance of the Screw Press. Separations, 10(4). https://doi.org/10.3390/separations10040245
Gao, D., Zhang, W., & Huang, Z. (2023). Design and experiment of screw press device control system of kitchen waste. Jiangsu Daxue Xuebao (Ziran Kexue Ban)/Journal of Jiangsu University (Natural Science Edition), 44(2), 173–179. https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-7775.2023.02.007
Hudzenko, M., Vasyliv, V., Zheplinska, M., Burova, Z., & Sarana, V. (2022). Research on the effectiveness of means for intensifying oil compression in twin-screw extrusion presses. Animal Science and Food Technology, 13(4). https://doi.org/10.31548/animal.13(4).2022.7-18
Kabutey, A., Herak, D., Ambarita, H., & Sigalingging, R. (2019). Modeling of Linear and Non-linear Compression Processes of Sunflower Bulk Oilseeds. Energies, 14(15). https://doi.org/10.3390/en12152999
Kachur, O., Korendiy, V., & Havran, V. (2023). Designing and simulation of an enhanced screw-type press for vegetable oil production. Computer Design Systems. Theory and Practice, 5(1), 128–136. https://doi.org/10.23939/cds2023.01.128
Kovalyshyn, S., & Tomyuk, V. (2018). Research on power consumption of screw press for pressing of oil from rape seed. BIO Web of Conferences, 10, 02011. https://doi.org/10.1051/bioconf/20181002011
Louis, E. S., Akubuo, C. O., & Odigboh, E. U. (2020). Effect of some kernel factors on palm kernel oil extraction using a screw press. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 22(1), 156–161. https://cigrjournal.org/index.php/Ejounral/article/view/4108
Martínez, M. L., Bordón, M. G., Lallana, R. L., Ribotta, P. D., & Maestri, D. M. (2017). Optimization of Sesame Oil Extraction by Screw-Pressing at Low Temperature. Food and Bioprocess Technology, 10(6), 1113–1121. https://doi.org/10.1007/s11947-017-1885-4
Mašán, V., Vaštík, L., Burg, P., Sotolář, R., & Macak, M. (2020). The evaluation of extraction of some nut oils using screw pressing. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 14, 847–853. https://doi.org/10.5219/1379
Mull, J. F., Durand, C., Baudouin, C., Bigot, R., & Borsenberger, M. (2019). Validation of a purely elastic model and a finite element model for a screw press. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2113). American Institute of Physics Inc. https://doi.org/10.1063/1.5112536
Müller, P., & Hensel, E. (2017). Investigation on similarity laws for dynamic properties of presses: Experimental and numerical analyses on transferability of modal parameters. Production Engineering, 11(6), 655–664. https://doi.org/10.1007/s11740-017-0769-9
Müller, P., Kriechenbauer, S., & Drossel, W. G. (2019). Experimental analysis of the elastic boundary conditions of press machines for modelling the deep-drawing process: Centric and eccentric loading. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 101(1-4), 579–592. https://doi.org/10.1007/s00170-018-2824-x
Muñoz, A. M., Casimiro-Gonzales, S., Gómez-Coca, R. B., Moreda, W., Best, I., Cajo-Pinche, M. I., & Ramos-Escudero, F. (2022). Comparison of Four Oil Extraction Methods for Sinami Fruit (Oenocarpus mapora H. Karst): Evaluating Quality, Polyphenol Content and Antioxidant Activity. Foods, 11(10). https://doi.org/10.3390/foods11101518
Oyinlola, A., Ojo, A., & Adekoya, L. O. (2004). Development of a laboratory model screw press for peanut oil expression. Journal of Food Engineering, 64(2), 221–227. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2003.10.001
Pedretti, E. F., Del Gatto, A., Pieri, S., Mangoni, L., Ilari, A., Mancini, M., & Duca, D. (2019). Experimental study to support local sunflower oil chains: Production of cold pressed oil in Central Italy. Agriculture (Switzerland), 9(11). https://doi.org/10.3390/agriculture9110231
Rodrigues, J., Miranda, I., Gominho, J., Vasconcelos, M., Barradas, G., Pereira, H., & Ferreira-Dias, S. (2016). Modeling and optimization of laboratory-scale conditioning of Jatropha curcas L. seeds for oil expression. Industrial Crops and Products, 83, 614–619. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2015.12.062
Silva, R., Brand, A. L., Tinoco, N., Freitas, S., & Rezende, C. (2024). Bioactive Diterpenes and Serotonin Amides in Cold-Pressed Green Coffee Oil (Coffea arabica L.). Journal of the Brazilian Chemical Society. https://doi.org/10.21577/0103-5053.20230131
Singh, J., & Bargale, P. C. (2000). Development of a small capacity double stage compression screw press for oil expression. Journal of Food Engineering, 43(2), 75–82. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(99)00134-X
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
