Como funciona uma máquina de extração de óleo de gergelim?

O óleo de gergelim é um condimento indispensável na tradição culinária oriental. Seu aroma único e valor nutricional provêm de complexos processos de extração. Os modernos equipamentos de extração de óleo de gergelim deram o salto da oficina tradicional para a produção industrial por meio de prensagem física, extrusão hidráulica ou tecnologias de extração por solvente. Neste artigo, o princípio de funcionamento central, a classificação técnica e as direções de otimização do processo da máquina de lixiviação de óleo de gergelim são analisados ​​em detalhes, e a força técnica da máquina de lixiviação de óleo de gergelim na indústria alimentícia tradicional é revelada.

Princípio de funcionamento e análise técnica do extrator de óleo de gergelim
1.1 Princípio de extrusão dinâmica da prensa de parafuso
As prensas de parafuso realizam a prensagem progressiva de sementes oleaginosas girando o eixo do parafuso de propulsão na câmara de prensagem. a prensa de rosca 6YL-120, por exemplo, tem diâmetro de rosca de 120 mm e velocidade de 37 r/min. o diâmetro da raiz do parafuso aumenta gradualmente, enquanto o passo diminui gradualmente da entrada até a saída. Este projeto estrutural coloca a colza sob três forças principais:
Impulso axial: gerado pela rotação da rosca, impulsionando as oleaginosas em direção à saída da torta
Pressão radial: a pressão criada pelo estreitamento do espaço entre a parede da câmara e o parafuso para formar uma zona de compressão de alta-pressão
Força de cisalhamento: causada pelo movimento relativo de partículas de sementes oleaginosas entre as hélices do parafuso, danificando as estruturas celulares
Dados experimentais mostram que quando a pressão atinge 60-80 MPa, a taxa de ruptura das paredes das células do gergelim excedeu 92%. Um fabricante de maquinaria para cereais em Henan melhorou o seu desenho em espiral para aumentar a produção em 2,3%, ou 1,8 quilogramas (0,9 quilogramas) por 100 quilogramas de óleo de gergelim, em comparação com o modelo tradicional.
1.2 Sistema de Acionamento Estático de Prensas Hidráulicas
As prensas hidráulicas funcionam transferindo pressão através do óleo hidráulico. O ciclo das prensas hidráulicas verticais é dividido em quatro etapas:
Estágio de alimentação: Coloque placas de bolo de gergelim de 200 × 200 × 60 mm entre a forma de torta e a placa superior.
Estágio de pressurização: O sistema hidráulico empurra o pistão para cima, aplicando pressão uniformemente ao tarugo através da forma de torta
Estágio de preservação: pressão de 80-100 MPa por 3-5 minutos para garantir a extração total do óleo.
Fase de liberação de pressão: O fluido hidráulico retorna, o pistão deixa cair a descarga da torta
Um sensor de sensores de pressão de prensa hidráulica CNC, controle PLC PLC foi introduzido em Shandong, uma prensa hidráulica CNC. Durante a pressão térmica, o aparelho reduziu o óleo restante na torta para 6,2%, 1,8 ponto percentual inferior ao modelo tradicional.
Controle otimizado dos principais parâmetros do processo
2.1 Sistema de gerenciamento de temperatura
A temperatura de esmagamento tem um impacto crítico na produção e qualidade do petróleo:
Pressão fria: mantenha a temperatura da alimentação menor ou igual a 60 graus para preservar o gergelim, a vitamina E e outros ingredientes-sensíveis ao calor, mas reduza o rendimento do óleo em 15-20%
Pressão de calor: Aqueça as sementes de gergelim a 120-135 graus em um secador, degenere as proteínas e relaxe a estrutura celular, aumentando o rendimento do óleo em 25-30%.
Precisão de temperatura: equipamentos modernos usam aquecimento infravermelho e controle de temperatura PID para permitir flutuações de + -2 graus
Um secador inteligente de-casco duplo com aquecimento a vapor e controle de frequência desenvolvido por uma empresa de Anhui, com taxa de aquecimento uniforme de sementes de gergelim atingiu 98%. O tempo de torrefação foi reduzido para 18 minutos por lote – 40% mais rápido do que as máquinas de panificação tradicionais.
2.2 Cadeia do processo de pré-tratamento
O processo completo de pré-tratamento consiste em seis etapas principais:
Remoção de limpeza e impurezas: Telas vibratórias e separadores de ar removem pedras, limalha de ferro e outros contaminantes com taxa de purificação maior ou igual a 99,5%.
Ajuste de umidade: As torres de condicionamento ajustam o teor de umidade das sementes de gergelim para 8-10% para uma permeabilidade ideal da membrana celular.
Smash: Role os trituradores para quebrar as sementes de gergelim em 4-6 pedaços, aumentando a área de contato.
Vapor e torra: torradores a vapor multi-camadas permitem umedecimento, aquecimento e torra contínuos
Resfriamento e moldagem: o transportador-resfriado a ar reduz a temperatura das sementes torradas para 60-70 graus para evitar combustão espontânea
Moldagem do tarugo: uma placa de densidade de 0,8-1,0 g/cm3 feita de material solto compacto pressurizado hidraulicamente.
Um fabricante de máquinas em Hubei desenvolveu uma linha modular de pré-tratamento com controle integrado por PLC, reduzindo o tempo de processo (conexão) para 8 minutos e aumentando a capacidade de produção em 35% em comparação aos métodos tradicionais.
3. Comparação de propriedades de diferentes tecnologias de extração
3.1 Método de prensagem de parafuso
Pontos fortes:
Capacidade de produção contínua: 3-5 toneladas por dia por máquina.
Melhorar a qualidade do bolo: 8-10% do óleo restante no bolo, baixa desnaturação proteica.
Eficiência energética: 40% menos consumo de energia por unidade de produção do que hidrelétrica
Restrições:
Desgaste da câmara de pressão: Farinha de gergelim de alta dureza reduz a vida útil do parafuso para 800-1000 horas
Perda de sabor: O atrito mecânico cria calor que faz com que alguns ingredientes aromáticos evaporem
3.2 Método de Extrusão Hidráulica
Pontos fortes:
Extração em baixa temperatura: opere abaixo de 60 graus para preservar nutrientes termossensíveis
Extração de alta pressão: adequada para materiais com alto teor de óleo: pressão de até 120 MPa
Manutenção simples: período prolongado de substituição de peças desgastadas (2.000 horas).
Restrições:
Operação em lote: O ciclo de pressão única requer 25-30 minutos.
Intensidade de mão de obra: carga e descarga manual de tarugos aumenta os custos operacionais.
3.3 Método de Extração por Solvente
Pontos fortes:
Rendimento de óleo extremamente alto: Resíduos de bolo reduzidos para menos de 1%
Produção em massa: mais de 50 toneladas por dia por linha.
Por-utilização do produto: extratos com teor de proteína maior ou igual a 45% adequados para processamento de rações
Restrições:
Resíduo de solvente: São necessários controles rigorosos para garantir que resíduos de hexano sejam inferiores ou iguais a 50 mg/kg no produto final
Alto investimento em equipamentos: O sistema de refino de solventes representa 40%50% do custo total da linha de produção;
Pressão ambiental: Controle de emissões de VOC necessário para sistemas de recuperação de solventes
Desenvolvimento inovador de equipamentos modernos de extração
4.1 Sistemas de Controle Inteligentes
Monitoramento multi{0}}parâmetro integrado de nova geração:
Sensores de pressão: monitoramento-da pressão em tempo real da câmara de pressão com ajuste automático da velocidade do motor principal
Sondas de temperatura: implantação-multiponto em torrefadores, câmaras de pressão e torres de refino
Medidor de vazão: Controle preciso da adição de solvente e uso de vapor
Inspeção visual: As câmeras CCD identificam a qualidade da moldagem do tarugo e selecionam automaticamente os produtos não conformes.
Uma empresa em Jiangsu desenvolveu um sistema gêmeo digital que sincroniza modelagem virtual com dados reais de produção para otimizar processos dinâmicos e aumentar a eficácia geral do equipamento para mais de 85%.
4.2 Tecnologias de Fabricação Verde
As inovações em eficiência energética incluem:
Recuperação de calor residual: pré-aquecimento de petróleo bruto com vapor da torre de desodorização de refino
Unidade de conversão de frequência: ajusta automaticamente a potência do motor de acordo com a carga, alcançando 30% de economia de eletricidade.
Sistemas de produção fechados: Prevenção de emissões de substâncias voláteis em oficinas de pressão negativa
Tratamento de águas residuais: a tecnologia de separação por membrana pode conseguir a reciclagem da água de lavagem de sementes
A fábrica de óleo de gergelim de 100.000 toneladas/ano de Henan usa 22 22% do consumo de energia por unidade de produto e 22% menos descarga de águas residuais por meio dessas tecnologias.
Tendências de desenvolvimento da indústria
5.1 Avanços na extração-em baixa temperatura.
A tecnologia de extração supercrítica de CO2 está sendo aplicada na produção de óleo de gergelim de alta-qualidade. Em temperaturas ambientes de 35 graus Celsius e 30 MPa, o método produz óleos concentrados contendo óleo de gergelim, óleo de gergelim e outros princípios ativos, aumentando o valor do produto em 3 a 5 vezes.
5.2 Digitalização de toda a cadeia industrial.
Estabelecer sistemas completos de rastreabilidade desde o plantio da matéria-prima até a venda do produto acabado. A tecnologia Blockchain garante que cada garrafa de óleo de gergelim seja cultivada, processada em lotes e que os relatórios de testes sejam rastreáveis ​​para atender à demanda dos consumidores por transparência na segurança alimentar.
5.3 Utilização-de subprodutos de alto valor
O peptídeo proteico de gergelim foi produzido por hidrólise enzimática da lignina extraída, e as lignanas separadas apresentaram atividade antioxidante. A pirólise da casca de gergelim produz biochar e atinge 100% de utilização dos recursos de matéria-prima.
Conclusão:
O desenvolvimento da tecnologia de extração de óleo de gergelim representa um paradigma de combinação da tecnologia tradicional com a ciência moderna. De moinhos artesanais de pedra a fábricas inteligentes, de britagem única ao desenvolvimento-da cadeia em todo o setor, os fabricantes de equipamentos estão constantemente inovando para melhorar a eficiência da produção, a qualidade do produto e a sustentabilidade do setor. Olhando para o futuro, a profunda integração da biotecnologia, da tecnologia da informação e das tecnologias de fabrico conduzirá os equipamentos de extração de óleo de sésamo a opções mais eficientes, mais ecológicas e mais inteligentes para obter óleos mais saudáveis ​​e saborosos para os seres humanos.