螺旋压干机选读.doc

螺旋压干机 甘蔗压榨提汁历来使用有数个压榨辊构成的压榨机，这已有千百年的历史。近几十年来，糖业界对这种型式压榨机的工作原理、工作参数、机械结构和设计计算等，都作了很深入的研究，其实际使用效果也达到了相当高的水平。 然而应当指出，这种型式的压榨机有着其固有的巨大缺点：设备结构复杂、笨重，价格高，耗用动力大，要用五、六座机联合工作，整套设备十分庞大，费用占糖厂总投资的很大比例。 在上世纪的60、70年代，国内外糖业界都曾致力于研究使用螺旋压干机，将经过高度破碎的蔗料进行压榨，提取其中的蔗汁(这种提汁法称为磨压法)。这项研究曾经做到相当大的规模。可惜由于遇到困难，没有成功，其后就停止沉寂了数十年。 在其他行业，螺旋压干机已应用了很多年，例如将纸浆压榨脱水(称为螺旋挤浆机)、甜菜废丝压榨脱水(称为废粕压榨机)、果皮压榨提汁(称为螺旋压榨机)、大豆和菜籽压榨提油(称为螺旋榨油机)等，都使用螺旋压干机。只要将螺旋压干机的工作方式和圆辊式压榨机相比，就很容易看出，螺旋压干机能够克服传统压榨机的上述根本缺点。例如，使设备的总重量减少60％～70％，动力减少约一半。作者坚信，螺旋压干机在甘蔗糖厂的成功应用只是或迟或早的事，随着现代科学技术的不断进步，以前研究遇到的困难一定能够用新的方法逐步解决，从而充分发挥出螺旋压干机的优点，使甘蔗压榨提汁方法产生飞跃性的巨大进步。 本文重点分析传统压榨机产生上述缺点的根本原因，探讨螺旋压干机的工作原理，和设计与计算中的主要技术问题，希望引起糖业界的重视，以新的高度为起点，再次进行征服这一技术难题的冲击。 传统压榨机有如下的根本性缺点： 1．压榨机是用压榨辊的压力压缩蔗料的体积和压碎细胞组织，迫使它所含的蔗汁排出。压榨机对蔗层压缩的有效空间，只是两个压榨辊之间的不大的空间，它对比压榨辊的体积的比例是很小的。例如，辊径为1m的压榨机，两个压榨辊的总高度超过2m，而两个辊子之间的蔗层厚度，在压缩最紧密处只约20～35mm，即使在入料口处也只为300～360mm，只分别为设备高度的1～2个百分点和十几个百分点。这样，压榨机的尺寸必须比蔗层厚度大很多倍。 2．甘蔗在辊子间受压缩的路程很短，有效压缩时间很短，蔗汁提出很不完全。压榨辊之间对蔗层的有效压缩区，只是从入料口至两个压榨辊之间的中心连线一段，其角度只为40～50°，面积只为压榨辊表面积的1/9～1/7。压缩甘蔗的时间只约1.5秒钟(压榨辊转速不同时为1～2秒，三辊压榨机为它的两倍)。辊子之间压出非常大量的蔗汁，在这样短的时间内难以充分排出。 3．压榨机经常产生较强的重吸作用，大大降低抽出效果。这主要是由于压榨机中的有效压缩时间和排汁面积不足，而且在压榨机辊子间蔗层较紧密处压出的蔗汁，大部分是向着较疏松处(即入蔗口方向)流动再落到辊子表面上排走，蔗汁穿过蔗层的方向和蔗层前进的方向正好相反，这就大大增加了排汁困难和增强重吸作用。 4．压榨机消耗的动力很大，其中一个重要的原因是消耗于排汁：因为蔗层非常紧密，纤维之间的空隙很少，对通过的液体有很大的阻力；要将蔗汁压过蔗层排出，必须克服这些阻力，因为时间短而汁量大，必然要消耗很大的动力。而且，压榨机中压出的蔗汁向入口方向排出，自然被刚进入的蔗料吸收，随后又再将它压出，周而复此，重复作功，更大幅度增加了动力消耗。 压榨机的这些根本性缺点，使它成为很庞大而笨重的设备。 螺旋压干机主要由螺旋叶和外壳两部分组成。它和常见的螺旋输送机不同之处是，它的外壳的主体(除入料和出料口外)是封闭的，但表面上有很多小孔(或缝隙)可以排出液体；它的螺旋叶的空间位置较小，而且是从入口端到出口端连续地逐渐缩小。利用螺旋叶将物料逐渐推进，由于螺旋叶与外壳之间的空间体积逐渐缩小，就将物料中的汁液逐渐压出。和传统的压榨机相比，螺旋压干机的工作区(即压缩蔗料的区域)的体积对设备体积的比例大很多，因而压干机的直径和体积就可以小很多。蔗料在压干机中经过几圈螺旋叶的压缩作用和排出处的锥塞的挤压作用，受压的路程和时间比较长，排汁的面积也比较大，而且蔗层中的排汁是径向的，蔗料则是顺着轴向运动和压缩，排汁的阻力较小，重吸的可能性也较小，故可以将蔗汁更完全地提取出来。由于每次压干都达到较高的抽出率，提汁全过程所需的提汁次数可以减少，因而有望用3～4次压干，配合良好的渗透作业，就达到目前压榨机组的抽出水平。由于螺旋压干机的排汁条件比较好，压缩蔗料就不需要那么高的压力，也不用那么大的动力，设备的结构就可以轻巧很多。 但是，要真正发挥螺旋压干机的这些优点，必须深入掌握甘蔗压缩提汁的原理和规律，按此进行科学的设计，并配套解决一系列有关设备材质、制造加工和甘蔗预破碎的技术问题。 1、抽出效果与压缩密度的关系压榨机和螺旋压干机都是通过压缩蔗料体积，迫使其中所含的蔗汁排出。