Come funziona una macchina per l'estrazione dell'olio di arachidi: struttura meccanica, flusso di processo e innovazioni tecnologiche

Le arachidi, una coltura di semi oleosi significativa a livello mondiale, producono il 40%-48% dell'olio e sono ricche di acidi grassi insaturi e proteine. Il compito principale dimacchina per l'estrazione dell'olio di arachidiè separare efficacemente l'olio di arachidi con mezzi fisici o chimici preservando i nutrienti e migliorando il valore del prodotto. In questo articolo, il principio di funzionamento delle macchine per l'estrazione dell'olio di arachidi viene analizzato sistematicamente da tre aspetti: struttura meccanica, processo tecnologico e ottimizzazione del processo.
Struttura meccanica e principi fisici di estrazione
1.1 Composizione dei componenti principali
Modernomacchine per l'estrazione dell'olio di arachidiè costituito da tre sistemi: pretrattamento, estrazione e separazione.
Sistema di pretrattamento: comprende scrubber, decorticatori, frantoio e cuocitori. Lo scrubber rimuove terra, ciottoli e altre impurità dalle arachidi attraverso l'impatto del flusso d'acqua e un tasso di pulizia superiore al 99%. La separazione del nucleo del guscio è stata ottenuta mediante rulli di gomma differenziali (differenza di velocità lineare di 1,2 m/s) con un tasso di separazione superiore al 98%. Il frantoio utilizza rulli accoppiati (spazi regolabili fino a 2 mm) per rompere i chicchi di arachidi in particelle di 2-4 mm, aumentando l'area di contatto di estrazione. Le pentole utilizzano il riscaldamento a vapore (120-140 gradi) per alterare le proprietà delle proteine ​​delle arachidi, distruggere la struttura cellulare e aumentare la produzione di olio.
Sistema di estrazione: design con pressa a vite, vite in acciaio ad alto tenore di carbonio e camera di compressione. Il diametro della vite aumenta da 60 mm all'estremità di alimentazione a 100 mm all'estremità di scarico, mentre il passo è stato ridotto da 25 mm a 10 mm. Ciò si traduce in una cavità di compressione progressiva che produce pressione meccanica (fino a 15-20 MPa) e calore per attrito (controllato a 160-180 gradi) per l'estrazione dell'olio.
Sistema di separazione: dotato di unità di filtrazione sotto vuoto, le impurità solide (dimensione delle particelle superiore a 50 μm) vengono separate dal petrolio greggio mediante pressione negativa. L'apertura del filtro può essere regolata a 25 μm per garantire la trasparenza dell'olio.
1.2 Modello delle dinamiche fisiche di estrazione
Il processo di estrazione si compone di tre fasi:
Fase di compressione: la vite rotante spinge il materiale in avanti e il volume della camera di compressione diminuisce gradualmente. La pressione è aumentata da 0,1 MPa a 10 MPa e la densità del materiale è aumentata da 0,6 g/cm3 a 1,2 g/cm3.
Fase di deformazione plastica: quando la pressione supera la resistenza alla compressione della parete cellulare dell'arachide (circa 8 MPa), le cellule si rompono, rilasciando olio attraverso gli spazi intercellulari. Il riscaldamento per attrito aumenta la temperatura fino a 160 gradi Celsius, denaturando la proteina per formare una pellicola oleosa che riduce la viscosità.
Stadio del flusso dell'olio: alla pressione di picco (15-20 MPa), l'olio fuoriesce attraverso le scanalature dell'olio (larghezza 0.2 -0.3 mm) nella camera di compressione, con un contenuto di olio residuo inferiore al 6%.
Flusso del processo e controllo dei parametri tecnici
2.1 Processo di produzione standardizzato
Una tipica estrazione dell’olio di arachidi prevede i seguenti passaggi:
Pretrattamento delle materie prime:
Pulizia: flusso di 1,5 m/s di macchine rotanti per la pulizia Maggiore o uguale a Maggiore o uguale a 99%.
Guscio: i rulli in gomma differenziali con una differenza di 1,2 m/s garantiscono una separazione del nucleo del guscio- superiore al 98%.
CV Particelle di uniformità inferiori o uguali al 10% prodotte dalla coppia di frantoi a rulli con distanza regolabile di 2 mm Coppia-.
Cottura: vapore a 130 gradi per 20 minuti per ridurre il contenuto di umidità al 3%-5%.
Estrazione:
Alimentazione: le arachidi pre-trattate vengono consegnate tramite trasportatori a coclea a 0,5 t/h.
Stampaggio: il mandrino ruota a 30 giri al minuto, producendo una pressione di 15 MPa ad una temperatura di uscita di 160 gradi C.
Scarico delle scorie: lo spessore delle scorie è controllato a 2-3 mm e l'olio residuo inferiore o uguale al 6%.
Raffinazione del petrolio greggio:
Rimozione del grasso: aggiungere il 2% di acqua a 70 gradi per 30 minuti per rimuovere più del 95% dei fosfolipidi.
De-acidità: dopo 20 minuti di raffinazione alcalina al dosaggio calcolato di NaOH (1,2× quantità teorica) a 80 gradi, il valore di acidità è sceso a<0.3 mg KOH/g.
Sbiancamento: l'assorbimento di argilla attivata (dose 3%) a 110 gradi sotto vuoto di -0,09 MPa per 25 minuti ha raggiunto Y+5R inferiore o uguale a 15 colori.
Deodorizzazione: la distillazione a vapore a un vuoto di -0,098 MPa a 240 gradi C per 90 minuti ha prodotto un valore di perossido inferiore o uguale a 0,13 g/100 g.
2.2 Ottimizzazione dei parametri chiave
Controllo della temperatura: ogni 10 aumenti della temperatura di cottura aumentano la produzione di olio dell'1,2%, ma temperature superiori a 180 portano a un'eccessiva denaturazione delle proteine, che riduce il valore della torta.
Regolazione della pressione: l'aumento della pressione della camera di compressione da 10 MPa a 15 MPa aumenta la resa dell'olio del 2,3%, ma aumenta l'usura del dispositivo del 40%.
Gestione dell'umidità: aumentare il contenuto di umidità della materia prima dal 2% al 5%, inizialmente per migliorare e poi per ridurre la resa in olio, con un contenuto di umidità ottimale del 3,5%.
Aggiornamenti tecnologici e direzioni di innovazione
3.1 Innovazioni nella progettazione-efficiente dal punto di vista energetico
Le nuove macchine per l'estrazione includono:
Trasmissione di frequenza: regola la velocità del mandrino in base alle caratteristiche della materia prima, riduce il consumo di energia del 30%.
Recupero post-calore: il calore residuo del vapore di raffinazione viene utilizzato per preriscaldare le materie prime, aumentando l'efficienza termica del 25%.
Ottimizzazione dell'attrito: la cromatura sulle viti può ridurre il coefficiente di attrito e migliorare l'efficienza termica del 15%.
3.2 Sistemi di controllo intelligenti
Rete di sensori: implementazione di sensori di temperatura, pressione e umidità in aree critiche per la raccolta di dati in tempo reale-.
Automazione PLC: in base alla curva delle curve di processo preimpostate, regola automaticamente il flusso di vapore, la velocità del motore, ecc., in modo da migliorare la consistenza del prodotto del 20%.
Monitoraggio remoto: la piattaforma IoT può monitorare lo stato delle apparecchiature in tempo reale con una precisione del 90% nella previsione dei guasti.
3.3 Integrazione per-utilizzo del prodotto
Lavorazione Deep Cake: desolventizzazione a bassa-temperatura (<70°C) preserves more than85% of the protein used in high value-added products such as peanut protein powder and textured protein.
Estrazione dei fosfolipidi: la purezza del 95% dei fosfolipidi è ottenuta da fanghi sgommati e può essere utilizzata in alimenti, prodotti farmaceutici e cosmetici.
Prezzo del guscio: il carbone attivo prodotto dai gusci delle arachidi carbonizzate ha una superficie di 1.200 m2/g ed è superiore ai prodotti commerciali in termini di capacità di assorbimento.
Caso applicativo tipico Analisi
Una nuova linea di pressa a vite è stata utilizzata in un impianto petrolifero di medie-dimensioni per lavorare 10 tonnellate al giorno di noccioli di arachidi. Sono stati ottenuti i seguenti risultati:
Efficienza energetica: il consumo di elettricità è diminuito da 45 kWh/t a 28 kWh/t, mentre l'uso di vapore è diminuito da 0,8 kWh/t a 0,5 kWh/t.
Qualità del prodotto: il petrolio greggio soddisfa lo standard nazionale 1 per l'olio di arachidi tritato a livello nazionale (valore di acidità inferiore o uguale a 1,5 mg KOH/g, valore di perossido inferiore o uguale a 0,1 g/100 g).
Benefici economici: il prezzo della torta da 2.000 yuan a 3.500 yuan per ton, un profitto annuo di 1,2 milioni di yuan.
Tendenze di sviluppo futuro
La tecnologia di estrazione dell’olio di arachidi si svilupperà nelle seguenti direzioni:
Estrazione con fluido supercritico: utilizzando l'estrazione criogenica di anidride carbonica allo stato supercritico, con eccellente qualità dell'olio.
Estrazione assistita da enzimi-: cellulasi e pectinasi sono state aggiunte durante il pretrattamento per distruggere le pareti cellulari e aumentare la resa in olio del 5%-8%.
Design modulare: integrazione di pretrattamento, estrazione e raffinazione in moduli standard per un'implementazione rapida e una capacità scalabile.
Attraverso l’innovazione meccanica e l’ottimizzazione dei processi,macchine per l'estrazione dell'olio di arachidisi è trasformata dal tradizionale funzionamento manuale al moderno sistema industriale. In futuro, i progressi nelle tecnologie intelligenti e verdi spingeranno il settore verso uno sviluppo di qualità superiore.