Обезвоживающий винтовой пресс — это винтовой пресс , который отделяет жидкости от твердых веществ . Винтовой пресс можно использовать вместо ленточного пресса, центрифуги или фильтровальной бумаги . Это простое, медленно движущееся устройство, которое выполняет обезвоживание путем непрерывного гравитационного дренажа. Винтовые прессы часто используются для материалов, которые трудно прессовать, например, тех, которые имеют тенденцию уплотняться. Винтовой пресс сжимает материал на сетке или фильтре , а жидкость собирается через сетку для сбора и использования.
Примером пресса для обезвоживания является винный пресс . Эти машины, датируемые римскими временами , работали аналогично современному винтовому прессу, но обладали некоторыми недостатками, которые были исправлены и улучшены в современных прессах. Древний винный пресс позволял выжимать сок из винограда только партиями, и часто на сетке образовывался толстый осадок, что затрудняло прохождение сока через сетку и сбор его для вина. Большинство современных винтовых прессов обеспечивают непрерывный поток материала, окружая винт сеткой, что также помогает избежать накопления слоя твердого материала на сетке. Один из современных подходов даже удаляет сетку в пользу системы неподвижных и подвижных колец, что часто полностью устраняет накопление твердых частиц. [1]
Самый известный винтовой пресс этой конструкции, как говорят, был изобретен знаменитым греческим математиком Архимедом и известен как винтовой конвейер . Винтовой конвейер состоит из вала, который окружен спиральной стальной пластиной, похожей по конструкции и внешнему виду на штопор . Эта конструкция используется во множестве винтовых прессов. Есть некоторые машины этой и аналогичной конструкции, которые вообще не являются винтовыми прессами - они не отделяют твердые частицы от жидкостей, а вместо этого используются для их сплавления. Примером этого является машина для заполнения форм . Пластиковые гранулы вставляются с одного конца и подается тепло, расплавляя гранулы и выгружая их в форму. Другой пример известен как варочный экструдер и используется в производстве закусок, таких как крендельки и многое другое.
Большинство винтовых прессов могут закачивать разбавленные материалы непосредственно в винтовой пресс, хотя предварительное сгущение иногда улучшает производительность пресса. Обычно это делается с помощью статического или бокового сита, вращающегося барабанного сита, ленточного пресса или гравитационного стола.
Запатентованная в 1900 году конструкция с прерывистым витком Валериуса Андерсона чаще всего используется в отличие от конструкции с непрерывным витком. Андерсон, изучив конструкцию с непрерывным витком, заметил, что она приводит к совместному вращению и менее эффективной работе по обезвоживанию, особенно с более мягкими материалами. Он решил эту проблему, разместив прерывания на витках шнека. Прерывания позволили материалам прекратить движение вперед между прерываниями вдоль вала, а также обеспечили достаточное накопление материала перед тем, как он будет протолкнут через винтовой пресс в контейнер, который улавливает материал. Это позволило лучше выполнить работу по обезвоживанию и обеспечить постоянный выпуск осадка.
Применение винтовых прессов с прерывистым витком было расширено с мягких или кашеобразных материалов до большинства материалов, для которых использовались винтовые прессы, поскольку в отличие от винтовых прессов с непрерывным витком, винтовая конструкция с прерывистым витком не требовала постоянной подачи или последовательности материала. Если бы что-либо из этого уменьшалось в непрерывной конструкции, то уменьшалось бы и производство обезвоженного продукта, чтобы избежать этого, сохраняя при этом непрерывную конструкцию, был необходим более крупный и тяжелый пресс с регулируемой скоростью; пресс также влек за собой необходимость оператора.
Прерывистая конструкция винта устранила необходимость в последовательности, поскольку сжатие винта не менялось, поскольку материал не продвигался через винт, пока не образовалось достаточное количество материала, как описано выше. Это также устраняет необходимость в изменении скорости и операторе. Конструкция допускает самокоррекцию и эффективность, которые недоступны при непрерывной конструкции. Она позволила создать более экономичный винтовой пресс, который использовался не только для скользких или скользких материалов.
По прошествии некоторого времени и получения первоначального патента в прессы, где не было витков, были добавлены зубцы сопротивления, чтобы усилить перемешивание материалов, дополнительно ограничив тенденции к совместному вращению внутри пресса.
Накопление влаги в жмыхе контролируется разгрузочной дверцей или конусом. Винтовые прессы обладают различными опциями, которые включают перфорированные/щелевые сита, вращающийся конус, твердую наплавку на винте и дополнительную поверхность сита во входном бункере на лицевой стороне конуса. Стандартная конструкция винтовых прессов изготовлена из нержавеющей стали с рамой из углеродистой стали на более крупных прессах.
Однако конкретные детали конструкции винтового пресса зависят от материала. Конфигурации, скорости вращения шнеков, сита для максимальной однородности на выходе, включая превосходную скорость захвата, различаются в зависимости от материала. Большинство винтовых прессов предназначены для подачи материала, который имеет 40-60%-ный обводненный состав. Соотношение длины и диаметра винтового пресса также зависит от материала. Диапазон производительности винтового пресса
Большие прессы используют редуктор с ножным креплением, в то время как меньшие прессы используют редуктор с полым валом. В настоящее время почти все прессы приводятся в действие электродвигателями из-за их надежных и недорогих частотных приводов. Электродвигатели заменили ранее популярные гидравлические приводы. Вертикальная конструкция была популярна в 1800-х и 1950-х годах, но их больше не производят. Большинство винтовых прессов в настоящее время изготавливаются с винтами в горизонтальной конфигурации. Одна из новых версий использует угловую конструкцию винта для уменьшения площади пола и влажности прессованного жмыха. [2]
Сжатие создается внутри винтового пресса путем увеличения внутреннего диаметра вала винта. Например, если винтовой пресс 16" имеет вал 6" в начале, то витки на винте будут высотой 5". Если этот диаметр вала 6" затем увеличить до 12" на выходе, то витки будут высотой всего 2". Таким образом, сжатие применяется, когда материал прессуется из отверстия 5" через пространство 2".
Это сжатие также может быть достигнуто за счет сужения разделения лопастей шнека. Если на входе шаг составляет 16", материал будет перемещаться на 16" с каждым оборотом. Если затем уменьшить его до 8" в точке выгрузки, материал будет перемещаться на 8" за оборот. Это приводит к тому, что в пресс нагнетается больший объем, чем выдавливается из пресса за один раз. Это создает желаемое сжатие и проталкивает жидкость через сито.
Другой способ добиться сжатия — поместить конус в точку выгрузки. Его также можно назвать дросселем, стопором или дверцей. Во многих конструкциях он закреплен болтами в фиксированном положении, создавая фиксированное, меньшее отверстие, через которое должен пройти материал. Однако чаще встречается винтовой пресс, в котором конус вдавливается в точку выгрузки с помощью гидравлического или воздушного цилиндра.
Некоторые другие типы прессов — это паронепроницаемые прессы и двухшнековые прессы. Паронепроницаемые прессы используются при производстве концентрата соевого белка (SPC), цитрусового и яблочного пектина , биосмолы и ксантановой камеди . Двухшнековые прессы содержат два перекрывающих друг друга компрессионных шнека. Это сложнее на механическом уровне, поскольку шнеки должны оставаться синхронизированными, чтобы работать должным образом. Они часто используются для скользких материалов и обладают внутренним измельчающим действием.
Существует два основных типа винтовых прессов этой конструкции. Один тип, известный как Expellers ®, удаляет воду из волокнистого материала, в то время как другой удаляет свободную жидкость из материала.
Масляные прессы используются для выдавливания жира из соевых бобов , арахиса , семян подсолнечника , канолы (рапса) и других масличных семян . Пресс работает, оказывая чрезвычайно высокое давление, которое преобразует жир в семенах в жидкое масло. После того, как масло становится жидким, оно проходит через сито и собирается.
Винтовые прессы, которые используются для извлечения жидкости из материала, обычно используются в целлюлозно - бумажной промышленности, при переработке твердых бытовых отходов , ила септиков и жироуловителей , при производстве продуктов питания , пищевых отходов , навоза , а также в химической промышленности .
Целлюлозно-бумажная промышленность удаляет воду из целлюлозных волокон .
Биотвердые вещества обезвоживаются и нагреваются с помощью специального процесса, который включает повышение pH до уровня 12. Осадок септика и жироуловителя обезвоживается с помощью простого винтового пресса указанной выше конструкции. Программы управления питательными веществами обезвоживают свиной и коровий навоз для продажи и коммерческого использования.
Спиртовые растворы выжимаются из пищевых продуктов с помощью винтовых прессов (например, соевые бобы , белок , пектин и ксантановая камедь ). На предприятиях по переработке пищевых продуктов винтовые прессы используются для отделения воды от отходов и преобразования твердого вещества в корма для животных. Например, свекловичная мякоть, апельсиновая цедра и пивная дробина .
Обезвоживание рыбы и апельсиновой корки часто обеспечивает максимальный выход при обезвоживании в прессе с прерывистым скребком и с добавлением пара, который начинает впрыскиваться в материал. Обычно отверстия для впрыскивания пара просверливаются в зубьях сопротивления пресса вблизи вала шнека.
Бутылки ПЭТ «полиэтилентерефталат» являются предпочтительной упаковкой для безалкогольных напитков, газированных напитков, соков и воды. Это приводит к большим проблемам с отходами. Для пивоваренных заводов большие объемы сбрасываемой продукции должны регулярно уничтожаться, чтобы исключить риски повторной перепродажи бутылок. Для сборщиков отходов обработка и транспортировка сложны и дороги, так как существует большое несоответствие между весом и объемом [3]
Производители мороженого должны уничтожать возвращенные товары с истекшим сроком годности и дефектами изготовления, чтобы предотвратить продажу продукции по ошибке. [4]
Молочные заводы уничтожают возвращенные товары, такие как йогурт и другие молочные продукты с истекшим сроком годности и дефектами производства. [5]
В химической промышленности винтовые прессы используются для «АБС, альгината натрия и каррагинана , синтетического каучука , синтетической смолы , гидратированного полимера , нафталина , эластомерного клея, цветной пленочной эмульсии, CmC, фармацевтических препаратов » и многого другого. [6]
Косметика: Для многих производителей и брендов проблема часто заключается в том, что у них есть большие объемы отбракованной продукции, которую необходимо полностью уничтожить, чтобы исключить возможность ее перепродажи на черном рынке. [7]