На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Обезжиривание шквары на шнековых прессах

Обезжиривание шквары на шнековых прессах

Основным процессом выделения жира из всех видов сухой шквары, получаемой в горизонтальных вакуумных котлах и сушилках непрерывного действия, является отжим его прессовым способом. Сухая шквара из горизонтальных вакуумных котлов после отцеживания (в зависимости от вида сырья) содержит от 25 до 42% жира и представляет собой  сыпучий пористый материал.

Отжим жира из шквары, как правило, осуществляют на шнековых прессах непрерывного действия глубокого съема жира (экспеллерах) различной конструкции и реже на гидравлических прессах.

Отжим жира производят следующим образом. В начале отжима в результате сближения частиц шквары по каналам между частицами начинает стекать жир, который удерживался на их поверхности силовым молекулярным полем. Затем с наступлением деформации частиц (изменения формы и размеров самих частиц) жир одновременно начинает стекать по капиллярам, составляющим внутреннюю часть самих частиц. С этого момента отжим жира происходит одновременно как по каналам между частицами, так и по капиллярам внутри частиц. Таким образом, отжим жира можно рассматривать как движение несжимаемой жидкости в деформируемой пористой среде.

На шнековых прессах непрерывного действия отжим жира происходит в результате сжимания шквары при ее продвижении через зеер благодаря уменьшению свободного объема, в котором заключена шквара. Свободный объем уменьшаете3 вследствие изменения шага витков, диаметра ступицы вала шнека и внутреннего диаметра зеера.

При прессовании шквары происходят такие процессы, как отделение жидкой фазы (жира) от твердой (шквары) и соединение твердых частиц с образованием жмыха в виде брикетов (на гидравлических прессах) или сегментов (ракушек) различной величины (на шнековых прессах).

Установлено, что остаток жира в отжатой шкваре зависит от давления, толщины слоя шквары, проницаемости слоя деформирующейся шквары и ее пористости, вязкости жира, продолжительности отжима, степени уплотнения объемной массы в начале и конце отжима и плотности отжимаемого жира. Вместе с тем максимальное извлечение жира из шквары при прессовании зависит и от таких факторов, как качество шквары, режим ее сушки в горизонтальных вакуумных котлах; структура, температура шквары, содержания в ней влаги и жира и, наконец, от конструкции пресса.

На гидравлических прессах можно перерабатывать шквару любого состава, так как на них по мере необходимости можно изменять продолжительность прессования (более 22 мин) и повышать давление на продукт.

В шнековых прессах прессуемая масса находится в движении в тонком слое. Во время прессования наряду со сжатием шквары происходит сдвиг ее слоев, благодаря чему вскрываются закрытые полости и жир выходит наружу. В шнековых прессах давление увеличивается по мере продвижения шквары к выходу и уменьшения содержания жира в шкваре.

При прессовании шквары на гидравлическом прессе ее укладывают слоями. Вначале кладут металлическую плиту, а на нее помещают салфетку из верблюжьей шерсти. Затем ровным слоем насыпают шквару, вновь накладывают салфетку, и т. д. (толщина плиты отпрессованной шквары не должна превышать 30—40 мм).

Конец прессования определяют по прекращению выделения жира.

При прессовании шквары на гидравлическом прессе слой шквары, находящийся между двумя пластинками, сжимается. Сжатие шквары сопровождается сближением и пластичной деформацией твердых частиц с отделением жира, а затем сплавлением этих частиц, в результате чего образуется брикет.

Таким образом, при определенном давлении наблюдается не только уменьшение диаметра каналов, но и их закупорка. В массе, сжатой между двумя плитами, становится все меньше и меньше путей для выхода жира. Наконец, наступает момент, когда даже большое давление на поверхность жмыха оказывается недостаточным для отделения жира.

Жир, полученный от прессования шквары, сливают в отдельные отстойники и приемники после грубой фильтрации через сетку с отверстиями диаметром 2—3 мм.

Прессованную шквару после остывания или охлаждения направляют на дробление и просеивание.

В качестве дренирующего материала между шкварой и плитами пресса используют прессовое сукно — шерстяную ткань.

В настоящее время применяют шнековые прессы непрерывного действия, которые имеют следующие преимущества перед гидравлическими: исключается тяжелый труд прессовщиков при загрузке и разгрузке пресса; уменьшается количество обслуживающих рабочих; отпадает необходимость в прессовом сукне, гидравлической жидкости (масло) и манжетах; улучшается санитарное состояние производства; снижаются потери жира; прессование ведется непрерывно.

Остаточное содержание жира в шкваре после отжатия в 'большой степени зависит от содержания в ней влаги. При увлажнении шквары вода хорошо смачивает гидрофильную (белковую) поверхность частиц шквары, происходит объемное набухание их и вытеснение жира. Поэтому перед прессованием на шнековых прессах пересушенную шквару необходимо увлажнять. При недостатке воды (3%) частицы шквары рассыпаются и выходят через щели зеерного цилиндра вместе с жиром в виде фузы. При избытке же воды (более 10%) масса шквары становится настолько пластичной и подвижной, что выдавливается через щели зеерного цилиндра в виде мазеобразной массы.

При оптимальном содержании влаги (6%) частицы шквары набухают, особенно, учитывая наличие в сырье клейдающего белка коллагена, увеличивается вязкость ее и трение о стенки зеерного цилиндра, повышается давление и процесс прессования проходит нормально.

Степень увлажнения шквары зависит от равномерности распределения воды и продолжительности набухания частиц. Увлажнять шквару целесообразно в отцеживателях при перемешивании — при загрузке шквары в нории, в жаровнях и в шнековых питателях через форсунки паром или горячей водой.

Остаточное содержание жира в отпрессованной шкваре на шнековых прессах зависит также от температуры ее прессования. Вязкость жиров с повышением температуры понижается. Из этого следует, что шквару перед прессованием необходимо нагревать до температуры 70—80° С, учитывая, что вследствие трения о стенки зеера в шнековых прессах температура ее дополнительно повышается.

Эффект прессования зависит также от содержания жира в исходной шкваре и объемной массы ее. Практически различную по качеству шквару смешивают с тем, чтобы получить однородный по структуре продукт. Для этого более влажную шквару смешивают с пересушенной, рассыпчатую — с клейкой, мукообразную — с волокнистой и т. п.

Для шнековых .прессов общим конструктивным элементом являются зеерный цилиндр и горизонтальный шнековый вал с витками, шаг которых меняется по направлению к выходному отверстию.

Для прессования шквары на мясокомбинатах применяют шнековые прессы (экспеллер) марок Е8-ФОБ, АРС фирмы «Атлас» (Дания) и Б6-ФОА.

Рис. 1. Шнековый пресс Е8-ФОБ

Рис. 1. Шнековый пресс Е8-ФОБ:

а — вертикальный разрез: 1 — магнитный сепаратор; 2 — питатель; 3 — привод; 4 — подпрессователь; 5 —шаровая рубашка; 6 — шнек; 7 — зеерный цилиндр; 8 — корпус; 9 и 15 — электродвигатель; 10 — поддон; 11 — ножи; 12 — вал; 13 — водяная труба; 14 — корпус; 16 — переходная камера; 17 — корпус; 18 — рама; б — вал пресса; 1 — стопорная шайба; 2 — болт; 3 — вал; 4 — подающий шнек; 5 — переходные кольца; 6 — прессующие шнеки; 7 —кольца; 8 — разгрузочные шнеки; 9 — втулка переходная; 10 — гайка  специальная; 11— ломач.

 

Шнековый пресс Е8-ФОБ производительностью до 300 кг/ч прессованной шквары предназначен для отжима жира из шквары (рис. 1), получаемой из горизонтальных вакуумных котлов и непрерывно действующей установки ВНИИМП.

Для обеспечения нормальной работы пресса и максимального отделения жира шквару необходимо перерабатывать

в день ее получения. Размер кусков шквары должен быть более 25X25X6 мм.

Дозатор пресса (рис. 1, а) (на рисунке отсутствует), куда шквара подается в нагретом состоянии (температура 60— 70°С), .представляет собой бункер с задвижкой, с помощью которой регулируют подачу шквары на магнитный сепаратор. Последний служит для улавливания и удаления металлических предметов, попавших в шквару. На его оси установлены постоянные магниты. Барабан, выполненный из немагнитного металла, вращается. Металлические железные предметы притягиваются магнитами, установленными неподвижно, и прижимаются к стенкам барабана, а затем очищаются скребком в специальную течку.

Очищенная от металлических включений шквара поступает в питатель 2, который перемещает ее к подпрессователю 4.

Привод 3 питателя и магнитного сепаратора осуществляется от электродвигателя мощностью 0,65 кВт через клиноременный вариатор, червячный редуктор и цепные передачи.

Регулируют подачу шквары в подпрессователь, изменяя частоту вращения шнека питателя с помощью вариатора. На механизме регулировки установлены стрелка и диск с делениями, указывающими частоту вращения питателя и магнитного сепаратора.

Для поддержания постоянной температуры шквары корпус питателя снабжен паровой рубашкой 5, куда поступает пар давлением 3—4*105 Па.

Подпрессователь 4 со шнеком, который имеет частоту вращения 31,6 об/мин, служит для принудительной подачи шквары к прессующему шнеку 6 зеерного цилиндра, который в свою очередь имеет частоту вращения 26 и 17,8 об/мин. Корпус подпрессователя установлен на переходной камере, соединенной с корпусом редуктора и зеерным цилиндром.

Привод шнека подпрессователя осуществляется от электродвигателя 9 мощностью 2,6 кВт через червячный редуктор, размещенный в корпусе подпрессователя.

Зеерный цилиндр 7, где отжимается жир из шквары, состоит из двух полуцилиндров, каждый из которых в нижней части имеет ушки, через которые проходит труба с осью. Она соединяет редуктор с передней стенкой корпуса пресса, между ними устанавливается зеерный цилиндр, а вдоль него — четыре секции зеерных .планок, имеющих разные зазоры: первый — 1,4 мм, второй —1,2 мм, третий—1 мм и четвертый — 0,8 мм. Отжатый жир протекает через щели между планками зеерного цилиндра в поддон 10, снабженный змеевиком для подогрева жира.

В верхней и нижней частях зеерного цилиндра крепятся специальными винтами брусья с ножами 11, расположенными в промежутках между витками шнекового набора и служащими для предотвращения кругового движения прессуемой массы и для сообщения ей поступательного движения.

На шнековом валу 12 установлен набор шнековых звеньев, имеющих разный шаг. Внутри вала проходит трубка для подвода воды: горячей для подогрева вала и шквары в момент пуска пресса и холодной — для охлаждения вала во время работы пресса.

Отжатая шквара поступает к механизму, регулирующему зазор между конусом и конусной втулкой шнекового вала. Минимальный зазор составляет 5 мм, а максимальный 17 мм. От величины зазора между конусом и конусной втулкой шнекового вала зависят производительность пресса и степень отжатия жира из шквары. Привод механизма регулировки осуществляется от электродвигателя мощностью 0,4 кВт через червячный редуктор и пару червячных колес.

На валу в месте выхода отпрессованной шквары установлен ломач (рис. 1, б) для измельчения выходящей из пресса массы шквары. Привод шнекового вала осуществляется от электродвигателя мощностью 16 кВт через трехступенчатый редуктор. Корпус пресса 17 устанавливается и крепится на раме.

Содержание жира в отпрессованной шкваре составляет 8,0—11,0% при ее влажности 10%.

Пресс Е8-ФОБ удобен в эксплуатации; он имеет подпрессователь, бесступенчатое регулирование частоты вращения питателя и механического привода регулировки конуса, а также удлиненный зеерный цилиндр, который позволяет быстро настраивать .пресс на необходимый режим работы.

Нормальная эксплуатация шнекового пресса возможна лишь при соблюдении технологического режима термического процесса переработки сырья. Для этого необходимо компоновать мягкое сырье (75—70%) с костью (25—30%) и измельчать все сырье для -получения однородных по величине частиц шквары.

Сушку шквары необходимо проводить под вакуумом, что позволяет сократить продолжительность обезвоживания, сохранить волокнистую структуру шквары и улучшить качество жира. Шквара, высушенная при атмосферном давлении и температуре 100° С и выше, поджаривается, становится хрупкой, легко разрушается до мазеобразной консистенции, а жир приобретает неприятный запах и темный цвет.

Шнековый пресс фирмы «Атлас» (Дания) (рис. 2) производительностью 300—400 кг/ч прессованной шквары (рис. 2, а) имеет питатель 1, шнек, которого приводится в действие от вала жаровни 2 через храповой механизм, позволяющий регулировать количество шквары, подаваемой в пресс. Частота вращения вала жаровни составляет 15 об/мин.

Из питателя шквара равномерно поступает в корытообразную жаровню, которая снабжена паровой рубашкой. Внутри жаровни имеется обогреваемый вал с лопастным шнеком, пред. назначенным для рыхления и перемешивания шквары и устройством для увлажнения шквары. Шквара, нагретая до температуры 80—85° С, поступает из жаровни по вертикальному спуску в пресс на шнековый вал (рис. 2, б) зеерного цилиндра, откуда отжатый жир через щели стекает в обогреваемый паром поддон и поступает в сборник.

Рис. 2. Шнековый пресс «Атлас»

Рис. 2. Шнековый пресс «Атлас»: а — общий вид: 1 — питатель; 2 — жаровня; 3 — электродвигатель жаровни; 4 — подъемник для зеерного цилиндра; 5 — зеерный цилиндр (закрыт); 6 —редуктор; 7 —рама пресса; 8 — главный электродвигатель; б—шнековый вал и зеерный цилиндр пресса: 1— подающий вал; 2 — входное кольцо; 3 —ножи; 4 — тормозная гайка; 5 — питающий шнек; 6 — прессующие шнеки; 7 — промежуточные кольца; 8 — выходные втулки; 9 — выходное кольцо; 10 — конец конуса; 11—вал.

 

Подающий шнек пресса транспортирует шквару в зеерный цилиндр, где имеются четыре секции, состоящие из набора пластин. На главном валу пресса в зеерном цилиндре расположены четыре прессующих шнека. В разъеме зеера находятся два стальных ножа, способствующих перемещению шквары поступательно вдоль главного вала, обогреваемого паром. На конце главного вала имеется стальной конус, предназначенный для регулирования кольцевого зазора на выходе шквары из пресса с помощью системы передач с рычажным управлением и создания необходимого для прессования давления в зеере.

Максимальный кольцевой зазор диафрагмы составляет 20 мм, работает пресс при кольцевом зазоре 7—8 мм.

Пресс снабжен электродвигателями для привода вала прессующего шнека и для привода вала мешалки жаровни. Он имеет подвод пара для обогрева жаровни, .прессующего, вала и зеерного цилиндра, подъемное устройство для разборки и сборки зеерного цилиндра.

В зависимости от соотношения компонентов сырья и состава шквары остаток жира в прессованной шкваре достигает 7—11%. Особенностью пресса является наличие жаровни со шнеком и паровой рубашкой поверхностью нагрева 4 м2 (в ней можно подогреть остывшую в отцеживателе шквару), четырехсекционного зеерного цилиндра и .прессующего шнека.

Шнековый пресс Б6-ФОА производительностью 800—1000 кг/ч прессованной шквары (рис. 3) аналогичен прессу Е8-ФОБ. Он состоит из следующих основных узлов (рис. 3, а): станины и главного привода 1, зеерного цилиндра 2, механизма регулировки конуса 3, подпрессователя 4, горизонтального питателя 5, трубопроводов для .пара и воды, электрооборудования.

Станина является основным звеном, на котором крепятся все узлы и механизмы пресса. Она состоит из корпуса редуктора, привода прессующего шнекового вала, задней стенки и корыта, закрепленных на общей раме. К корпусу редуктора крепится корпус питающего шнека. Задняя стенка служит для подсоединения механизма регулировки конуса и упорного кольца, к которому присоединяется зеерный цилиндр.

В корыте 6 расположен шнек отбора фузы и жира. Над ним устанавливают металлические решета для улавливания кусочков .шквары размером более 3 мм.

Привод прессующего шнекового вала и питающего шнека осуществляется от электродвигателя мощностью 30 кВт через трехступенчатый редуктор.

Шнек для отбора фузы и жира вращается в подшипниках скольжения и транспортирует отжатый жир и фузу к приемному корпусу трехходового крана 8, через который они поступают в отстойники. Второй выход крана используют для спуска промывных вод при мойке пресса.

Питающий шнек 9 прессующего шнека служит для приема шквары от подпрессователя и передачи ее в зеерный цилиндр на прессующие шнеки. В правой части корпуса питающего шнека крепится стальное полукольцо, нижняя половина которого выполнена в виде полуцилиндра из зеерных планок с прокладками, образующими между зеерными планками зазор 0,9 мм. Планки зажимаются двумя ножами, выступы которых располагаются в разрыве между витками питающего шнека, и предотвращают проворачивание шквары. Жир и фуза, отжимаемые питающим шнеком, вытекают между зеерными планками на решето, оттуда в корыто станины, где расположен шнек отбора фузы и жира, имеющий частоту вращения 65 об/мин.


Рис. 3. Шнековый пресс Б6-ФОА

Рис. 3. Шнековый пресс Б6-ФОА:

а — разрез пресса: 1 — станина и главный привод; 2 — зеерный цилиндр; 3 — механизм регулировки конуса; 4—.подпрессователь; 5 — горизонтальный питатель; 6 — корыто для приема жира; 7 — шнек отбора жира и фузы; 8 — трехходовой кран; 9 — питающий шнек прессующего шнека; 10— ножи; 11 — магнитный сепаратор; 12 — паровая рубашка питателя; 13 — транспортирующий шнек; б — вал пресса: 1 — вал; 2 — питающий шнек; 3, 4, 5 и 6 — шнеки прессующие; 7, 8, 9 и 10 — промежуточные кольца; 11 — гайки; 12 — втулка.


К правому торцу корпуса питающего шнека присоединяется кольцо, к которому прилегает зеерный цилиндр.

На задней стенке станины установлен кронштейн, служащий для крепления горизонтального питателя и его привода.

Зеерный цилиндр, где происходит отжатие жира из шквары, состоит из двух полуцилиндров и вертикального разъема. Каждый полуцилиндр в нижней части имеет ушки, через которые проходит ось. Оси крепятся на станине.

Корпусом каждого полуцилиндра служит литой бугель. По длине его вырезаны окна, откуда вытекает отжатый жир. Верх и низ бугеля имеют форму бруса с отверстиями под специальные болты, которыми стягиваются обе половины зеерного цилиндра. Каждая половина снабжена паровой рубашкой, куда поступает пар давлением 3—4•105 Па, вставленной в бугель и имеющей такие же окна, как и он. По краям в нее вварены два штуцера, выходящие через окна бугеля и служащие для подвода пара в паровую рубашку, а также отвода из нее конденсата температурой 80—85° С.

На паровую рубашку укладывают зеерные планки с прокладками, образующими зазор для вытекания жира. По длине зеерного цилиндра устанавливают три секции зеерных планок с разными зазорами. В первой секции зазор зеерных планок со стороны питающего шнека равен 0,9 мм, во второй — 0,75 и в третьей (на выходе шквары) — 0,65.

Для зажатия зеерных планок с прокладками в каждой секции в средней части бугеля устанавливают брус с клиньями. В верхней и нижней частях бугеля по длине цилиндра специальными винтами крепят брусья, на которых расположены ножи и планки трех секций. В первом зеерном полуцилиндре вверху крепится нож, внизу — планка, во втором наоборот. Ножи размещаются между витками шнекового вала и служат для предотвращения прокручивания шквары вместе с валом, а также для сообщения ей поступательного движения. Диаметр зеерного цилиндра — 180 мм.

Шнековый вал (рис. 3, б) имеет постоянную частоту вращения 19,75 об/мин, а соосно расположенный на нем питающий шнек — 58,5 об/мин. В питающий шнек запрессованы подшипники скольжения, что способствует трению о шнековый вал, на котором установлен набор шнековых звеньев с промежуточными кольцами. Шнековые звенья имеют разный шаг.

Для измельчения отпрессованной шквары температурой 70—85° С в месте ее выхода из пресса установлен ломач, а на валу кольцо, нажимающее на конечный выключатель в случае ухода вала вперед.

Для охлаждения шнекового вала в нем имеется канал с резьбой на конце, в который ввинчивают удлинитель. На последний надевают специальный стакан с грундбуксой, к которому подводится вода температурой 15° С. Из него вода через трубку, проходящую сквозь удлинитель, поступает в вал,, охлаждая его, затем протекает по кольцевому зазору и поступает обратно, оттуда в канализацию. Подвод воды к стакану и отвод осуществляют с помощью гибких шлангов.

Механизм регулировки конуса служит для изменения величины зазора (минимальный 2,5 мм, максимальный 11 мм) между конусом и конусной втулкой на выходе шквары из зеерного цилиндра, от которой зависит производительность пресса и степень отжатия жира из шквары. Зазор образуется между конусной втулкой, установленной на шнековом валу, и подвижным конусом, закрепленным с помощью насадок на специальном червячном колесе механизма. Привод механизма регулировки конуса осуществляется от электродвигателя мощностью 0,8 кВт.

Подпрессователь служит для подачи шквары к питающему шнеку зеерного цилиндра. Привод подпрессователя осуществляется от электродвигателя фланцевого исполнения мощностью 4 кВт. Шнек подпрессователя имеет частоту вращения 57,4 об/мин. К шнековому валу приварены три секции витков, между которыми вдоль корпуса устанавливают ножи для осуществления поступательного движения шквары.

На корпусе подпрессователя расположены окна для доступа к цепной муфте, смотровой люк и прилив с окном. К нему крепят горизонтальный питатель, включающий в себя также магнитный сепаратор и привод. Привод питателя и магнитного сепаратора осуществляется от электродвигателя мощностью 0,8 кВт через клиноременный вариатор, червячный редуктор  и цепную передачу.

Магнитный сепаратор служит для выделения железных, предметов из шквары, поступающей в питатель. На оси сепаратора установлены неподвижные магниты, создающие мощное магнитное поле. Барабан сепаратора имеет частоту вращения от 17,4 об/мин (минимальное) до 34,8 об/мин (максимальное). Он выполнен из металла, не обладающего магнитными свойствами. Кусочки металла притягиваются магнитом и, вращаясь вместе с барабаном, подходят к скребку, который их счищает в специальную течку.

Корпус горизонтального питателя, служащего для транспортировки шквары в подпрессователь, представляет собой желоб, снабженный паровой рубашкой, в котором вращается шнек, транспортирующий шквару.

Для подогрева зеерного цилиндра, охлаждения шнекового прессующего вала и увлажнения шквары в питателе предусмотрены коммуникации пара и воды. Шквара в горизонтальном питателе увлажняется через соленоидный клапан, который крепят к питателю на кронштейне. Для остановки пресса предусмотрена аварийная кнопка.

Все открытые вращающиеся части пресса и зеерный цилиндр должны иметь надежные ограждения.

Производить демонтажные, ремонтные и какие-либо другие операции, а также подтяжку гаек зеерных полуцилиндров- в процессе работы пресса запрещено.

Разборку зеерного цилиндра производят с помощью электротали. Электродвигатели и пресс должны быть надежно заземлены.

Жиры, полученные после прессования на гидравлических и шнековых прессах в количестве 4% к массе сырья, как правило, имеют более темный цвет, характерный поджаристый запах и повышенное кислотное число по сравнению с жиром, полученным непосредственно при вытопке сырья.

  • Похожие материалы