كيف تعمل آلة استخراج زيت السمسم؟

زيت السمسم هو بهار لا غنى عنه في تقاليد الطبخ الشرقي. رائحته الفريدة وقيمته الغذائية تأتي من عمليات الاستخلاص المعقدة. حققت معدات استخلاص زيت السمسم الحديثة قفزة من الورش التقليدية إلى الإنتاج الصناعي من خلال تقنيات الضغط المادي أو البثق الهيدروليكي أو استخلاص المذيبات. في هذه الورقة، يتم تحليل مبدأ العمل الأساسي والتصنيف الفني واتجاهات تحسين العملية لآلة ترشيح زيت السمسم بالتفصيل، ويتم الكشف عن القوة التقنية لآلة ترشيح زيت السمسم في صناعة الأغذية التقليدية.

مبدأ العمل والتحليل الفني لمستخرج زيت السمسم
1.1 مبدأ البثق الديناميكي للضغط اللولبي
تحقق المكابس اللولبية الضغط التدريجي للبذور الزيتية عن طريق تدوير العمود اللولبي الدافع في غرفة الضغط. على سبيل المثال، يمتلك المكبس اللولبي 6YL-120 قطر لولبي 120 مم وسرعة 37 دورة/دقيقة. يزداد قطر جذر المسمار تدريجيًا، بينما تقل درجة الصوت تدريجيًا من المدخل إلى المخرج. يضع هذا التصميم الهيكلي بذور اللفت تحت ثلاث قوى رئيسية:
الدفع المحوري: يتم توليده عن طريق الدوران اللولبي، مما يدفع البذور الزيتية نحو مخرج الكعكة
الضغط الشعاعي: الضغط الناتج عن تضييق الفجوة بين جدار الحجرة والمسمار لتكوين منطقة ضغط عالية-
قوة القص: تنتج عن الحركة النسبية لجزيئات البذور الزيتية بين الرحلات اللولبية، مما يؤدي إلى إتلاف الهياكل الخلوية
تظهر البيانات التجريبية أنه عندما يصل الضغط إلى 60-80 ميجا باسكال، فإن معدل تمزق جدران خلايا السمسم يتجاوز 92%. قامت إحدى شركات تصنيع آلات الحبوب في خنان بتحسين تصميمها الحلزوني لزيادة الإنتاج بنسبة 2.3%، أو 1.8 كيلوجرام (0.9 كيلوجرام) لكل 100 كيلوجرام من زيت السمسم، مقارنة بالنموذج التقليدي.
1.2 نظام الدفع الثابت للمكابس الهيدروليكية
تعمل المكابس الهيدروليكية عن طريق نقل الضغط من خلال الزيت الهيدروليكي. تنقسم دورة المكابس الهيدروليكية العمودية إلى أربع مراحل:
مرحلة التغذية: ضع ألواح كعكة السمسم مقاس 200 × 200 × 60 ملم بين طبق الفطيرة والصفيحة العلوية.
مرحلة الضغط: يقوم النظام الهيدروليكي بدفع المكبس إلى أعلى، مما يؤدي إلى الضغط على قطعة الخام بالتساوي من خلال صينية الفطيرة
مرحلة الحفظ: ضغط 80-100 ميجا باسكال لمدة 3-5 دقائق لضمان استخلاص الزيت بالكامل.
مرحلة تحرير الضغط: عودة السائل الهيدروليكي، وتفريغ كتلة المكبس
تم إدخال مستشعر الضغط الهيدروليكي CNC بمستشعر التحكم PLC PLC في Shandong وهو مكبس هيدروليكي CNC. أثناء الضغط الحراري، قام الجهاز بتقليل الزيت المتبقي في الكعكة إلى 6.2%، أي أقل بنسبة 1.8 نقطة مئوية عن النموذج التقليدي.
التحكم الأمثل في معلمات العملية الرئيسية
2.1 نظام إدارة درجة الحرارة
درجة حرارة السحق لها تأثير حاسم على إنتاج النفط وجودته:
الضغط البارد: حافظ على درجة حرارة العلف أقل من أو تساوي 60 درجة للحفاظ على السمسم وفيتامين E والمكونات الأخرى الحساسة للحرارة-، ولكن مع تقليل إنتاج الزيت بنسبة 15-20%
الضغط الحراري: تسخين بذور السمسم إلى 120-135 درجة في المجفف، مما يؤدي إلى تحلل البروتينات واسترخاء بنية الخلايا، مما يزيد من إنتاج الزيت بنسبة 25-30%.
دقة درجة الحرارة: تستخدم المعدات الحديثة التدفئة بالأشعة تحت الحمراء والتحكم في درجة الحرارة PID للسماح بتقلبات درجة + -2.
-تسخين بالبخار مزدوج الغلاف، مجفف ذكي للتحكم في التردد تم تطويره بواسطة مؤسسة Anhui، وصل معدل التسخين الموحد لبذور السمسم إلى 98%. تم تقليل وقت التحميص إلى 18 دقيقة لكل دفعة، أي أسرع بنسبة 40% من آلات الخبز التقليدية.
2.2 سلسلة عمليات ما قبل-المعالجة
تتكون عملية المعالجة المسبقة- الكاملة من ست خطوات رئيسية:
إزالة النظافة والشوائب: تعمل الغرابيل الاهتزازية وفواصل الهواء على إزالة الحجارة وبرادة الحديد والملوثات الأخرى بنسبة تنقية تزيد عن أو تساوي 99.5%.
تعديل الرطوبة: تقوم أبراج التكييف بضبط محتوى الرطوبة في بذور السمسم إلى 8-10% للحصول على نفاذية غشاء الخلية المثلى.
السحق: قم بلف الكسارات لتكسير بذور السمسم إلى 4-6 قطع، مما يزيد من مساحة التلامس.
البخار والتحميص: تتيح أجهزة التحميص بالبخار-المتعددة الطبقات إمكانية التبليل والتسخين والتحميص بشكل مستمر
التبريد والقولبة: يعمل الناقل المبرد بالهواء- على تقليل درجة حرارة البذور المحمصة إلى 60-70 درجة لمنع الاحتراق التلقائي
صب البليت: لوح بكثافة 0.8-1.0 جم/سم3 مصنوع من مادة سائبة مضغوطة هيدروليكيًا.
قامت إحدى الشركات المصنعة للآلات في هوبي بتطوير خط معالجة أولية معياري PLC للتحكم المتكامل، مما يقلل وقت العملية (الاتصال) إلى 8 دقائق ويزيد من القدرة الإنتاجية بنسبة 35٪ مقارنة بالطرق التقليدية.
3. مقارنة خصائص تقنيات الاستخلاص المختلفة
3.1 طريقة الضغط على المسمار
نقاط القوة:
القدرة الإنتاجية المستمرة : 3-5 طن يوميا للآلة الواحدة .
تحسين جودة الكعكة: 8-10% من الزيت المتبقي في الكعكة، نسبة منخفضة من تمسخ البروتين.
كفاءة الطاقة: استهلاك طاقة أقل بنسبة 40% لكل وحدة إنتاج مقارنة بالطاقة المائية
قيود:
تآكل غرفة الضغط: تقلل وجبة السمسم ذات الصلابة العالية من عمر المسمار إلى 800-1000 ساعة
فقدان النكهة: يؤدي الاحتكاك الميكانيكي إلى توليد حرارة تؤدي إلى تبخر بعض المكونات العطرية
3.2 طريقة البثق الهيدروليكي
نقاط القوة:
استخلاص بدرجة حرارة منخفضة: يعمل بدرجة حرارة أقل من 60 درجة للحفاظ على العناصر الغذائية الحساسة للحرارة
الاستخلاص بالضغط العالي: مناسب للمواد التي تحتوي على نسبة عالية من الزيت: ضغط يصل إلى 120 ميجا باسكال
صيانة بسيطة: فترة استبدال ممتدة للأجزاء البالية (2000 ساعة).
قيود:
التشغيل بالدفعة: دورة الضغط الواحدة تتطلب 25-30 دقيقة.
كثافة اليد العاملة: يؤدي التحميل والتفريغ اليدوي للقضبان إلى زيادة تكاليف التشغيل.
3.3 طريقة استخلاص المذيبات
نقاط القوة:
إنتاجية عالية للغاية من الزيت: يتم تقليل بقايا الكيك إلى أقل من 1%
الإنتاج الضخم: أكثر من 50 طنًا يوميًا لكل خط.
حسب-استخدام المنتج: مستخلصات تحتوي على نسبة بروتين أكبر من أو تساوي 45% مناسبة لمعالجة الأعلاف
قيود:
بقايا المذيبات: يلزم ضوابط صارمة لضمان أن تكون بقايا الهكسان أقل من أو تساوي 50 ملجم/كجم في المنتج النهائي
الاستثمار العالي في المعدات: يمثل نظام تكرير المذيبات 40%50% من إجمالي تكلفة خط الإنتاج؛
الضغط البيئي: التحكم في انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة ضروري لأنظمة استعادة المذيبات
التطوير المبتكر لمعدات الاستخراج الحديثة
4.1 أنظمة التحكم الذكية
الجيل الجديد من مراقبة المعلمات المتعددة- المتكاملة:
أجهزة استشعار الضغط: مراقبة الضغط في الوقت الفعلي لغرفة الضغط من خلال الضبط التلقائي لسرعة المحرك الرئيسي
مجسات درجة الحرارة: يتم نشرها في{0}نقاط متعددة في المحامص وغرف الضغط وأبراج التكرير
مقياس الجريان: التحكم الدقيق في إضافة المذيبات واستخدام البخار
الفحص البصري: تحدد كاميرات CCD جودة صب الكتل المعدنية وتقوم تلقائيًا بإعدام المنتجات غير المطابقة.
قامت إحدى المؤسسات في جيانغسو بتطوير نظام مزدوج رقمي يعمل على مزامنة النمذجة الافتراضية مع بيانات الإنتاج الحقيقية لتحسين العمليات الديناميكية وزيادة الفعالية الإجمالية للمعدات إلى أكثر من 85%.
4.2 تقنيات التصنيع الخضراء
تشمل ابتكارات كفاءة الطاقة ما يلي:
استعادة الحرارة المهدرة: التسخين المسبق للنفط الخام بالبخار الناتج عن برج إزالة الروائح الكريهة
محرك تحويل التردد: يتم ضبط قوة المحرك تلقائيًا وفقًا للحمل، وتحقيق توفير في الكهرباء بنسبة 30%.
أنظمة الإنتاج المغلقة: منع انبعاثات المواد المتطايرة في ورش الضغط السلبي
معالجة مياه الصرف الصحي: يمكن لتقنية فصل الغشاء أن تحقق إعادة تدوير مياه غسل ​​البذور
يستخدم مصنع زيت السمسم في Henan الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 100,000 طن سنويًا 22 22% من استهلاك الطاقة لكل وحدة من المنتج و22% أقل من تصريف مياه الصرف الصحي من خلال هذه التقنيات.
اتجاهات تطوير الصناعة
5.1 الإنجازات في مجال الاستخراج بدرجات الحرارة المنخفضة-.
يتم تطبيق تقنية استخلاص ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج في إنتاج زيت السمسم-عالي الجودة. عند درجات حرارة محيطة تبلغ 35 درجة مئوية و30 ميجا باسكال، تنتج الطريقة زيوتًا مركزة تحتوي على زيت السمسم وزيت السمسم ومكونات نشطة أخرى، مما يزيد من قيمة المنتج بمقدار 3-5 مرات.
5.2 رقمنة سلسلة الصناعة بأكملها.
إنشاء أنظمة تتبع كاملة بدءًا من زراعة المواد الخام حتى بيع مبيعات المنتجات النهائية. تضمن تقنية Blockchain زراعة كل زجاجة من زيت السمسم ومعالجتها على دفعات، كما يمكن تتبع تقارير الاختبار لتلبية طلب المستهلكين فيما يتعلق بشفافية سلامة الأغذية.
5.3-الاستخدام عالي القيمة للمنتجات الثانوية
تم إنتاج ببتيد بروتين السمسم عن طريق التحلل المائي الأنزيمي للجنين المستخرج، وكان للقشور المنفصلة نشاط مضاد للأكسدة. ينتج الانحلال الحراري لقشر السمسم الفحم الحيوي ويحقق الاستفادة بنسبة 100% من موارد المواد الأولية.
خاتمة:
يمثل تطوير تكنولوجيا استخراج زيت السمسم نموذجا للجمع بين التكنولوجيا التقليدية والعلوم الحديثة. بدءًا من مطاحن الحجر الحرفية إلى المصانع الذكية، ومن التكسير الفردي إلى تطوير سلسلة واسعة من الصناعات-، يبتكر مصنعو المعدات باستمرار لتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج واستدامة الصناعة. وبالنظر إلى المستقبل، فإن التكامل العميق بين التكنولوجيا الحيوية وتكنولوجيا المعلومات وتقنيات التصنيع سيدفع معدات استخراج زيت السمسم نحو خيارات أكثر كفاءة وأكثر مراعاة للبيئة وأكثر ذكاءً للحصول على زيوت صحية ولذيذة للبشر.