螺旋式大豆軟化處理裝置創(chuàng)新設(shè)計探究論文
1研究背景
采用浸出工藝生產(chǎn)豆油的過程中，對物料進(jìn)行軟化是一道重要的工序，其作用是通過水分和溫度的調(diào)節(jié)，使水分和溫度更好地滲透到物料內(nèi)部的細(xì)胞組織中，使物料軟化，具有適宜的可塑性，以利于軋片和浸出。目前食用油等糧油生產(chǎn)工藝中，對物料進(jìn)行加熱軟化是一個重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在大批量生產(chǎn)過程中物料的輸送和軟化是兩個獨(dú)立的過程。要對物料進(jìn)行加熱軟化通常使用專用的軟化鍋。軟化鍋是通過滾筒及相應(yīng)結(jié)構(gòu)帶動物料流動，并使物料和蒸汽列管充分接觸，實(shí)現(xiàn)對物料的加熱軟化。軟化鍋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)困難，能耗相對較高。通常情況下要實(shí)現(xiàn)一定產(chǎn)量的軟化能力，每次都需要重新設(shè)計專用的軟化鍋，設(shè)計成本高。
2螺旋式大豆軟化處理裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案
本文提出對傳統(tǒng)軟化工藝的改進(jìn)，使軟化裝備和輸送設(shè)備相結(jié)合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物料在輸送過程中實(shí)現(xiàn)軟化。文中所涉及的大豆軟化處理裝置由于取消了類似于軟化鍋中的加熱列管，在螺旋輸送機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。首先在筒體外部增加一層筒體，兩個筒體之間形成的空腔內(nèi)通入蒸汽對物料進(jìn)行熱傳導(dǎo)加熱。由于筒體內(nèi)沒有加熱列管，僅僅靠外筒體內(nèi)的蒸汽進(jìn)行傳導(dǎo)加熱是不夠的，為了增加換熱面積，將螺旋輸送機(jī)的空心軸的直徑加大，同時增加蒸汽通入裝置和冷凝水排出裝置。由于內(nèi)部的空心軸是隨著螺旋葉片轉(zhuǎn)動的，所以加入蒸汽和排出冷凝水要安裝旋轉(zhuǎn)接頭。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本文提出了如下設(shè)計方案：螺旋式大豆軟化處理裝置，設(shè)置有內(nèi)外蒸汽加熱筒體，外筒體上設(shè)有蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口。螺旋葉片上安裝抄板，抄板用于物料翻炒，使物料和加熱筒體充分均勻接觸。內(nèi)筒體設(shè)有蒸汽進(jìn)出口和冷凝水倒流裝置，實(shí)現(xiàn)蒸汽循環(huán)和冷凝水回流。驅(qū)動機(jī)構(gòu)采用電機(jī)和傳動機(jī)構(gòu)帶動內(nèi)筒體轉(zhuǎn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物料在螺旋葉片的推動下流動。由于本設(shè)計中取消了加熱列管，要達(dá)到相應(yīng)的換熱面積要靠筒體的長度和直徑大小共同決定。為了避免設(shè)備過長占用較大空間，可采取多個裝置上下組合布局的方法減小長度方向尺寸。文中涉及的設(shè)備應(yīng)于糧油生產(chǎn)的物料軟化環(huán)節(jié)，需要實(shí)現(xiàn)一定產(chǎn)量的軟化能力。通過換熱面積和換熱效率的計算確定相應(yīng)型號，進(jìn)而通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和物料填充系數(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量調(diào)節(jié)。
3螺旋式大豆軟化處理裝置的工作過程
物料通過進(jìn)料口進(jìn)入筒體以后，由螺旋葉片推動物料前進(jìn)，同時由螺旋葉片上的翻炒板使物料揚(yáng)起，進(jìn)而通過內(nèi)外筒體同時通入蒸汽加熱，通過熱量的傳導(dǎo)和輻射實(shí)現(xiàn)物料溫度升高。由于內(nèi)筒體處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，要實(shí)現(xiàn)蒸汽的流入和冷凝水的排出需要冷凝水排出裝置和旋轉(zhuǎn)接頭。冷凝水排出裝置采用在處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)的右端軸上設(shè)計刮水槽，通過導(dǎo)流管使冷凝水流入回水管，通過回水管流出，導(dǎo)流管設(shè)有隔板防止冷凝水回流。在冷凝水回流裝置中采用導(dǎo)流管連接刮水槽和回流管，將刮水槽中的'水導(dǎo)出。由于內(nèi)筒體轉(zhuǎn)動，帶動刮水槽轉(zhuǎn)動，當(dāng)刮水槽運(yùn)動到下方時將冷凝水刮起，水在刮水槽中運(yùn)動到上方過程中，冷凝水回流。在應(yīng)用過程中如果產(chǎn)量過大,導(dǎo)致筒體長度過長,可以采用上下疊加的方法,實(shí)現(xiàn)物料在筒體中有充分的停留時間,并且有足夠的產(chǎn)量滿足生產(chǎn)需求。為了保證熱量不會損失，可在外筒體上安裝保溫層。
4結(jié)論
通過螺旋式大豆軟化處理裝置結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，將糧油生產(chǎn)中輸送和軟化兩個設(shè)計融為一體。縮短了大豆預(yù)處理的流程，節(jié)約了廠房空間和生產(chǎn)能耗。經(jīng)過使用傳統(tǒng)設(shè)計公式的計算和數(shù)字化樣機(jī)的驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了糧油生產(chǎn)工藝中大豆在輸送過程中進(jìn)行軟化處理的目的。減少了糧油生產(chǎn)線中設(shè)備的數(shù)量，達(dá)到了節(jié)能高效的效果。然而在實(shí)際生產(chǎn)中本設(shè)備受到設(shè)備長度，適用于產(chǎn)量相對較低的中小型油廠中使用。
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