Різновиди конструкцій пресів для віджимання олії

В Україні значно зросли (і ця тенденція зберігається) площі під посівами олійних культур (соняшник, ріпак, соя тощо), що свідчить про підвищений попит на ринку як на насіння цих культур, так і на продукти їхньої переробки.

М. Гудзенко, інженер,
Національний університет біоресурсів і природокористування України

Основними потужними виробниками олії в Україні є підприємства олійно-жирової галузі: олійно-екстракційні заводи та олійно-жирові комбінати. Проте, крім промислових переробних виробництв, олію виготовляють також сільськогосподарські підприємства різних форм власності та приватні власники в невеликих переробних цехах і олійницях.
Залежно від виробничих потужностей підприємства, застосовують різні способи видобування олії, а саме:
   механічний, в основі якого — пресування (віджимання) олії з попередньо підготовленої з насіння олійних культур маси (мезги) або пресування олії безпосередньо з насіння;
   хімічний (екстракційний), суть якого полягає в розчиненні олії в попередньо підготовленій із насіння робочій масі (місцелі) легковипарним органічним розчинником (бензином, гексаном тощо).
Ці два способи використовують у технології виробництва олії самостійно або у поєднанні один з одним (комбінований спосіб).
Слід відмітити, що отримання олії екстракцією (комбінованим способом) дає змогу застосовувати потужне обладнання безперервної дії. Завдяки цьому забезпечується повніше видалення олії з олієвмісних часток насіння; залишок її у відходах (шроті) не перевищує 1%, тоді як залишок олії в макусі за її віджимання перебуває в межах 6–16%. Технологічна схема хімічного способу — складна, насичена великою кількістю габаритного і дорогого обладнання, з потребою обов’язкового ретельного очищення (рафінації) олії від органічного розчинника та інших домішок. Тому хімічний і комбінований способи економічно доцільні за великих обсягів виробництва і є основними на олійно-екстракційних заводах та олійно-жирових комбінатах.
Шнекові преси
Шнекові преси для віджимання олії належать до прогресивної групи машин безперервної дії, основним робочим органом яких є зеєрна камера (частіше циліндричної або більш складної форми) з вмонтованим у ній одним або кількома робочими шнеками, що називаються також черв’яками чи гвинтами. Широка сфера застосування саме шнекових машин пояснюється стабільністю їхньої роботи, забезпеченням високої якості продукції, можливістю компонування у потокових лініях із високим ступенем автоматизації та поєднання кількох технологічних операцій в одній машині.
Характерна ознака сучасного світового ринку шнекових пресів для віджимання олії — наявність великої кількості моделей і модифікацій, що дає змогу задовольнити попит усіх споживачів.
Шнекові преси класифікують:
   за технологічним призначенням на три групи:
Œ   преси для попереднього віджимання олії (форпреси);
   преси остаточного віджимання (експелери);
Ž   преси подвійної дії (в одному агрегаті здійснюється попереднє й остаточне віджимання олії);
   за кількістю робочих шнекових валів у одному пресі:
Œ   одношнекові;
   багатошнекові (найчастіше — двошнекові).
І хоча всі без винятку віджимні шнекові преси мають однотипні робочі органи та однакову схему роботи, за останні два десятиліття машинобудівники розробили нові й модернізували старі їхні конструкції. Тому звернемо вашу увагу, насамперед, на основні сучасні їхні типи, які використовують у сільськогосподарському виробництві.
На сьогодні в світовій практиці шнекові преси класифікують за конструктивними ознаками на два головних типи: strainer press і hole cylinder press. Основна їхня відмінність — конструктивне виконання зеєрних камер, через щілини яких витікає віджата олія.
Strainer press (англ.— «стяжний сітчастий фільтр-прес»).
Назва типу преса характеризує різновид конструкції його зеєрного корпуса. Конструкції пресів даного типу досить різноманітні, однак їх об’єднують спільні характерні ознаки:
   зеєрні камери змонтовані по всій довжині робочого гвинта (окрім секції з приймальним витком та живильним патрубком);
   зеєрний циліндр виготовляють розбірним у горизонтальній чи вертикальній площині, він складається з окремих секцій;
   зеєрні отвори для відтоку віджатої олії утворені: зазорами між зеєрними планками (колосниками), шириною калібрувальних шайб між зеєрними пластинами, безпосередньо виступами на втулках бічних поверхонь зеєрних пластин;
   регулювання вихідної щілини здійснюється спеціальним механізмом (переміщенням конусної насадки, рухомою втулкою, переміщенням робочого вала та ін.).
Провівши аналіз численної гами наявних нині конструкцій, встановили, що преси типу strainer press — широкого діапазону продуктивності, починаючи від 2 до майже 10 000 кг/год. Залежно від величини продуктивності, можуть бути змінені конструкції робочого гвинтового вала та вузол регулювання вихідної щілини для макухи. Так, преси з невеликою продуктивністю (в основному — до 100 кг/год) обладнані одним суцільним гвинтовим валом, а в їхніх конструкціях більшої продуктивності робочий віджимний гвинт виконаний набірним — складається безпосередньо з вала, шнекових насадок, проміжних кілець або інших за формою допоміжних насадок, що монтують на вал шпонковим з’єднанням.
Даний тип пресів — найпоширеніший у світі, а їхні конструкції мають багато різновидів. Так, згідно з наведеною класифікацією, за технологічним призначенням їх виготовляють для всіх перерахованих груп (форпреси, експелери, преси подвійної дії). Також окремі модифікації цієї групи пресів використовують у технологічних лініях холодного віджиму (температура олії на виході з преса не перевищує 60…70°С). У таблиці 1 приведено короткі характеристики пресів найвідоміших фірм — виробників даних пресів.
Hole cylinder press (англ. —«перфорований циліндр»).
Характерні ознаки цього типу пресів:
   зеєрна камера (циліндр) виконана монолітною;
   зеєрний циліндр змонтований на неповній ділянці довжини гвинтового вала;
   зеєрні отвори для відтоку віджатої олії утворені отворами циліндричної форми та повздовжньої.
Діапазон величини продуктивності таких пресів — від 2 до 450 кг/год (табл. 2). Ці обмеження пов’язані з конструктивними труднощами та вартістю виготовлення суцільного перфорованого зеєрного корпуса, а також ускладненим подальшим його ремонтом після спрацювання робочих поверхонь.
Простота конструкції, висока надійність і якість металу, зручність експлуатації та обслуговування, малогабаритність — основні чинники, що визначають переважаючий напрям їхнього технічного розвитку. На теренах пострадянських країн подібні конструкції пресів почали виробляти лише впродовж останніх двох десятиліть. В основному, вони орієнтовані на використання в індивідуальних господарствах та малопотужних олійницях.
Особливістю конструкції цих пресів є необхідність обов’язкового підігрівання робочої частини корпуса преса нагрівальними елементами перед початком роботи до заданої температури, щоб запобігти закоксовуванню макухи на виході із преса та задля кращої олієвіддачі сировини. Для цього використовують хомутові електронагрівачі.

Вітчизняний ринок
Слід відмітити, що на теренах країн пострадянського простору, крім перерахованих вище типів пресів, існують ще два типи, які, на мою думку, потрібно розглядати окремо: одно- та двогвинтові прес-екструдери. За конструкцією зеєрної камери ці преси наближені до пресів типу strainer press. Однозначного трактування терміну «прес-екструдер» у технічній літературі немає. Однак це слово використовують у назвах віджимного обладнання самі виробники пресів.
Одногвинтові прес-екструдери
Проведені літературний та патентний огляди свідчать, що конструкції одногвинтових прес-екструдерів для віджимання олії розроблені на основі екструдерів, які застосовують у кормовиробництві, тобто є їхньою модифікацією, а загальну компонувальну схему використовують і нині. У цю категорію відібрано шнекові преси, що різняться, порівняно з наведеними вище, за лінійною швидкістю обертання шнекового вала й більшою потужністю встановлених електродвигунів. Лінійна швидкість обертання шнекового вала — в межах 370–520 об./хв, відповідно, комплектування потужнішими електродвигунами впливає на енергоємність процесу виробництва олії в цілому. У межах одного типорозмірного ряду виробники часто комплектують прес-екструдери різними за потужністю електродвигунами. Наприклад, прес-екструдер ПШМ-250 може бути укомплектований електродвигуном потужністю 15, 18,5 або 22 кВт, водночас у технічних характеристиках показник продуктивності іноді вказують у межах 150–200–250 кг/год без конкретного уточнення щодо культури, яку використовують для виробництва олії. За останні роки ці преси втратили популярність, тому половина фірм, що виробляла їх раніше, нині зняли їх із виробництва.
Двогвинтові прес-екструдери
Певну перевагу в сегменті олієвіджимних пресів, починаючи з середини 90-х років ХХ ст., отримали двогвинтові прес-екструдери: їхнє використання в лініях виробництва олії дає змогу суттєво спростити технологію переробки насіння олійних культур шляхом поєднання операцій теплової обробки, подрібнення, формування (гранулювання) макухи та віджимання олії в одному пресі. Відповідно, кількість технологічного обладнання лінії можна скоротити (відпадає потреба використання допоміжного обладнання для підготування насіння олійних культур: насіннєрушки, вальцьові станки, жаровні), що, безперечно, вигідно за малих обсягів переробки сировини. Двогвинтовими прес-екструдерами найчастіше віджимають олію з необрушеного насіння олійних культур, рідше — з частково обрушеного.
Двогвинтові прес-екструдери, порівняно з одногвинтовими пресами, мають більшу фільтрувальну поверхню в розрахунку на одиницю обсягу матеріалу і забезпечують примусовий рух його в робочій зоні, а процес віджимання олії відбувається паралельно з постійним підтриманням заданої температури обігрівання робочих частин корпуса електротеновими нагрівачами.
Найпоширеніші двогвинтові екструдери з гвинтами, що зачіплюються та обертаються в одному напрямку. Виробляють двогвинтові прес-екструдери в діапазоні продуктивності від 100 до 1000 кг/год (табл. 2).
Висновок, або Розумно
обираємо шнековий прес
Про конструктивні відмінності, технічні характеристики, типи та модифікації олієвіджимних пресів можна писати багато. Вибираючи для олійниці той чи інший тип шнекового преса, слід чітко вирішити, з якими обсягами переробки сировини матимете справу. Адже що потужніший (продуктивніший) прес, то дорожче обійдуться вам і його купівля, й подальше обслуговування, а також він споживатиме більше електроенергії. Для індивідуальних власників із невеликими обсягами переробки зручнішими будуть малогабаритні преси типу hole cylinder press (продуктивністю до 100 кг/год). У разі нарощування обсягів переробки можна доукомплектувати пресову ділянку декількома подібними одиницями, як це роблять європейські фермери. Для власників олійниць господарського типу, які переробляють власну та закуплену в сусідніх господарствах сировину, краще починати з лінійки пресів середньої продуктивності (від 150–200 кг/год) типу strainer press або двогвинтових прес-екструдерів. Сільськогосподарським підприємствам зі значними обсягами сировини краще починати з ряду пресів продуктивністю від 1000 кг/год типу strainer press або двогвинтових прес-екструдерів.
І наостанок: обираючи фірму-виробника, зверніть увагу, скільки років вона займається виготовленням обладнання для виробництва олії, адже що більший досвід виробництва подібної техніки, то надійнішою і якіснішою вона буде.