螺旋式大豆軟化處理裝置創新設計探究

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1研究背景

采用浸出工藝生產豆油的過程中，對物料進行軟化是一道重要的工序，其作用是通過水分和溫度的調節，使水分和溫度更好地滲透到物料內部的細胞組織中，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工藝中，對物料進行加熱軟化是一個重要的生產環節，在大批量生產過程中物料的輸送和軟化是兩個獨立的過程。要對物料進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結構帶動物料流動，并使物料和蒸汽列管充分接觸，實現對物料的加熱軟化。軟化鍋結構復雜，維護困難，能耗相對較高。通常情況下要實現一定產量的軟化能力，每次都需要重新設計專用的軟化鍋，設計成本高。

2螺旋式大豆軟化處理裝置的結構設計方案

本文提出對傳統軟化工藝的改進，使軟化裝備和輸送設備相結合，進而實現物料在輸送過程中實現軟化。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，在螺旋輸送機的基礎上進行改造。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通入蒸汽對物料進行熱傳導加熱。由于筒體內沒有加熱列管，僅僅靠外筒體內的蒸汽進行傳導加熱是不夠的，為了增加換熱面積，將螺旋輸送機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。由于內部的空心軸是隨著螺旋葉片轉動的，所以加入蒸汽和排出冷凝水要安裝旋轉接頭。為實現上述目的，本文提出了如下設計方案：螺旋式大豆軟化處理裝置，設置有內外蒸汽加熱筒體，外筒體上設有蒸汽進口和冷凝水出口。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。內筒體設有蒸汽進出口和冷凝水倒流裝置，實現蒸汽循環和冷凝水回流。驅動機構采用電機和傳動機構帶動內筒體轉動，進而實現物料在螺旋葉片的推動下流動。由于本設計中取消了加熱列管，要達到相應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。文中涉及的設備應于糧油生產的物料軟化環節，需要實現一定產量的軟化能力。通過換熱面積和換熱效率的計算確定相應型號，進而通過控制電機的轉速，控制轉子轉速和物料填充系數實現產量調節。

3螺旋式大豆軟化處理裝置的工作過程

物料通過進料口進入筒體以后，由螺旋葉片推動物料前進，同時由螺旋葉片上的翻炒板使物料揚起，進而通過內外筒體同時通入蒸汽加熱，通過熱量的傳導和輻射實現物料溫度升高。由于內筒體處于轉動狀態，要實現蒸汽的流入和冷凝水的排出需要冷凝水排出裝置和旋轉接頭。冷凝水排出裝置采用在處于轉動狀態的右端軸上設計刮水槽，通過導流管使冷凝水流入回水管，通過回水管流出，導流管設有隔板防止冷凝水回流。在冷凝水回流裝置中采用導流管連接刮水槽和回流管，將刮水槽中的水導出。由于內筒體轉動，帶動刮水槽轉動，當刮水槽運動到下方時將冷凝水刮起，水在刮水槽中運動到上方過程中，冷凝水回流。在應用過程中如果產量過大,導致筒體長度過長,可以采用上下疊加的方法,實現物料在筒體中有充分的停留時間,并且有足夠的產量滿足生產需求。為了保證熱量不會損失，可在外筒體上安裝保溫層。

4結論

通過螺旋式大豆軟化處理裝置結構的創新設計，將糧油生產中輸送和軟化兩個設計融為一體。縮短了大豆預處理的流程，節約了廠房空間和生產能耗。經過使用傳統設計公式的計算和數字化樣機的驗證，實現了糧油生產工藝中大豆在輸送過程中進行軟化處理的目的。減少了糧油生產線中設備的數量，達到了節能高效的效果。然而在實際生產中本設備受到設備長度，適用于產量相對較低的中小型油廠中使用。

作者:陳幫軍 范彩霞 單位:黃河科技學院機械系