螺旋式大豆软化处理装置创新设计探究

1研究背景

采用浸出工艺生产豆油的过程中，对物料进行软化是一道重要的工序，其作用是通过水分和温度的调节，使水分和温度更好地渗透到物料内部的细胞组织中，使物料软化，具有适宜的可塑性，以利于轧片和浸出。目前食用油等粮油生产工艺中，对物料进行加热软化是一个重要的生产环节，在大批量生产过程中物料的输送和软化是两个独立的过程。要对物料进行加热软化通常使用专用的软化锅。软化锅是通过滚筒及相应结构带动物料流动，并使物料和蒸汽列管充分接触，实现对物料的加热软化。软化锅结构复杂，维护困难，能耗相对较高。通常情况下要实现一定产量的软化能力，每次都需要重新设计专用的软化锅，设计成本高。

2螺旋式大豆软化处理装置的结构设计方案

本文提出对传统软化工艺的改进，使软化装备和输送设备相结合，进而实现物料在输送过程中实现软化。文中所涉及的大豆软化处理装置由于取消了类似于软化锅中的加热列管，在螺旋输送机的基础上进行改造。首先在筒体外部增加一层筒体，两个筒体之间形成的空腔内通入蒸汽对物料进行热传导加热。由于筒体内没有加热列管，仅仅靠外筒体内的蒸汽进行传导加热是不够的，为了增加换热面积，将螺旋输送机的空心轴的直径加大，同时增加蒸汽通入装置和冷凝水排出装置。由于内部的空心轴是随着螺旋叶片转动的，所以加入蒸汽和排出冷凝水要安装旋转接头。为实现上述目的，本文提出了如下设计方案：螺旋式大豆软化处理装置，设置有内外蒸汽加热筒体，外筒体上设有蒸汽进口和冷凝水出口。螺旋叶片上安装抄板，抄板用于物料翻炒，使物料和加热筒体充分均匀接触。内筒体设有蒸汽进出口和冷凝水倒流装置，实现蒸汽循环和冷凝水回流。驱动机构采用电机和传动机构带动内筒体转动，进而实现物料在螺旋叶片的推动下流动。由于本设计中取消了加热列管，要达到相应的换热面积要靠筒体的长度和直径大小共同决定。为了避免设备过长占用较大空间，可采取多个装置上下组合布局的方法减小长度方向尺寸。文中涉及的设备应于粮油生产的物料软化环节，需要实现一定产量的软化能力。通过换热面积和换热效率的计算确定相应型号，进而通过控制电机的转速，控制转子转速和物料填充系数实现产量调节。

3螺旋式大豆软化处理装置的工作过程

物料通过进料口进入筒体以后，由螺旋叶片推动物料前进，同时由螺旋叶片上的翻炒板使物料扬起，进而通过内外筒体同时通入蒸汽加热，通过热量的传导和辐射实现物料温度升高。由于内筒体处于转动状态，要实现蒸汽的流入和冷凝水的排出需要冷凝水排出装置和旋转接头。冷凝水排出装置采用在处于转动状态的右端轴上设计刮水槽，通过导流管使冷凝水流入回水管，通过回水管流出，导流管设有隔板防止冷凝水回流。在冷凝水回流装置中采用导流管连接刮水槽和回流管，将刮水槽中的水导出。由于内筒体转动，带动刮水槽转动，当刮水槽运动到下方时将冷凝水刮起，水在刮水槽中运动到上方过程中，冷凝水回流。在应用过程中如果产量过大,导致筒体长度过长,可以采用上下叠加的方法,实现物料在筒体中有充分的停留时间,并且有足够的产量满足生产需求。为了保证热量不会损失，可在外筒体上安装保温层。

4结论

通过螺旋式大豆软化处理装置结构的创新设计，将粮油生产中输送和软化两个设计融为一体。缩短了大豆预处理的流程，节约了厂房空间和生产能耗。经过使用传统设计公式的计算和数字化样机的验证，实现了粮油生产工艺中大豆在输送过程中进行软化处理的目的。减少了粮油生产线中设备的数量，达到了节能高效的效果。然而在实际生产中本设备受到设备长度，适用于产量相对较低的中小型油厂中使用。

作者:陈帮军 范彩霞 单位:黄河科技学院机械系