一、工作原理

螺旋榨油機的工作原理，概括地說，是由于旋轉(zhuǎn)著的螺旋軸在榨膛內(nèi)的推進作用，使榨料連續(xù)地向前推進。在此過程中，由于榨螺螺距逐漸縮小，榨螺螺紋寬度逐漸增大，榨螺根圓直徑逐漸增大，使榨膛空間逐漸變小，榨料在榨膛內(nèi)受到壓縮而產(chǎn)生強大的擠壓力。這樣，油脂便從榨籠的縫隙中流出，固體物料被壓制成餅塊從螺旋軸末端不斷排出。

榨料在壓榨過程中，受到的擠壓力來源于壓縮力、出餅阻力和摩擦阻力。

1.壓縮力

料胚進入榨機后，首先受到喂料螺旋垂直向下的壓力，被強迫壓入榨膛。物料在榨膛內(nèi)由旋轉(zhuǎn)著的榨螺向前推進。在推進的過程中，物料受到壓縮的根本原因在于以下兩個方面:

(1)榨螺方面。榨螺順推料方向螺距逐漸縮小，螺紋寬度逐漸增大，根圓直徑逐漸增大。

(2)榨膛方面。榨膛內(nèi)徑順推料方向變小(ZX·10型榨油機不具備此結(jié)構(gòu)特點)。

榨料在幾種國產(chǎn)螺旋榨油機榨膛內(nèi)所經(jīng)受的壓縮過程，通常是由兩級壓榨實現(xiàn)的。

第一級壓榨，榨料進入榨膛后，由于榨膛空間逐漸縮小而受到壓縮，排出大部分油脂。此時榨料的結(jié)構(gòu)已比較緊密，隨著榨螺的推送，進入第二級壓榨。

第二級壓榨，榨料剛進入此級壓榨時，由于榨膛空間突然增大，使原來較緊密的榨料得到一個疏松機會，結(jié)構(gòu)受到調(diào)整，油路得到疏通。接著，榨料隨榨螺繼續(xù)被推進，推進中，榨膛空間已較第一級壓榨時更小，使榨料受到更加劇烈的壓榨，以盡可能多地擠壓出油脂。最后榨料從環(huán)形出餅縫隙擠出，成為餅塊，從而完成第二級壓榨。

2.出餅阻力

出餅端部的環(huán)形出餅縫隙是由螺旋軸上的抵餅圈(ZX·10型榨油機)或短套筒(ZX·18型榨油機)和嵌合在機架上的出餅圈套合構(gòu)成的。其縫隙大小可以調(diào)節(jié)，從而控制排出的餅達到要求的厚度。出餅厚薄直接影響到料胚在榨膛內(nèi)受到的阻力大小。當出餅縫隙調(diào)大時，餅的厚度大，排量多，容易排出，此時榨料在榨膛內(nèi)受到的阻力會小些；當出餅縫隙調(diào)小時，餅的厚度薄，排量小，此時榨料受到的阻力就要大些。所以，在壓榨過程中，為了取得好的工藝效果，應(yīng)使榨料在榨膛內(nèi)保持一定的壓力，以保證料胚內(nèi)的油脂盡可能多地壓榨出來，這就要求掌握控制好出餅厚度。

3.摩擦阻力

料胚在榨膛內(nèi)的運動有軸向移動和徑向移動，這些移動均為不規(guī)則運動。這些不規(guī)則運動會產(chǎn)生多種摩擦阻力，包括料胚與榨條、榨圈，料胚與榨螺，料胚與料胚之間產(chǎn)生的摩擦阻力。這些摩擦阻力中，前一種摩擦阻力最大，因為榨條有棱角，榨圈內(nèi)腔有徑向齒狀溝槽。其次是第二種摩擦阻力，盡管榨螺螺紋是光滑的，但它在旋轉(zhuǎn)中推進榨料，因而其摩擦阻力也不小。后一種是料胚相互之間的摩擦阻力，它是由于料胚自身運動的不規(guī)則性產(chǎn)生的。以上這些摩擦阻力的最大作用是使榨料在榨膛內(nèi)建立起足夠的壓力，同時對于不斷地打開料胚之間的油路具有一定的好處。再者由于摩擦生熱，使榨料溫度進一步升高，從而進一步促進料胚中的蛋白質(zhì)變性，細胞結(jié)構(gòu)破壞，可塑性增大，油脂粘度降低，也有利于壓榨出油。

關(guān)于榨膛內(nèi)的壓力，據(jù)有關(guān)機型的實測計算資料記載，ZX·10型榨油機一次壓榨時達24.5—43.8MPa，ZX·18型榨油機一次壓榨時達24.0MPa，ZY·24型預(yù)榨機預(yù)榨時達19.1MPa。

二、基本概念

1.榨膛的壓縮曲線

在螺旋榨油機榨膛內(nèi)，榨料進入進料段后，由于榨螺螺紋寬度逐節(jié)增加，螺距縮小，根圓直徑增粗等原因，使物料在隨榨螺旋轉(zhuǎn)而被推進的過程中受到壓縮。在榨膛內(nèi)，其被壓縮程度隨著物料的推進而發(fā)生變化。把榨料在榨膛內(nèi)被推進過程中的壓縮程度的變化情況描繪成圖象就叫榨膛的壓縮曲線。

榨料的壓縮過程分為三段，分析如下:

(1)進料段。榨料在進料段開始被擠緊，排出空氣和水分，發(fā)生塑性變形并開始出油。因而在榨籠前段可看到少量的油滴，且有氣泡。

(2)壓榨段。壓榨段的榨膛空間迅速有規(guī)律地縮小，榨料受到強烈壓榨，料粒間開始結(jié)合，形成連續(xù)的多孔物并大量排出油脂。在此過程申，物料在被壓縮的同時還受到各種摩擦。具體地說，因榨螺螺旋中斷，榨膛阻刀、榨條棱角的剪切作用而引起料位的位移、斷裂混合等現(xiàn)象，使油路不斷被打開，所以能迅速充分地排出油脂。

(3)成餅段。榨料在成餅段已形成瓦塊狀餅，幾乎呈整體式推進，因而也有較大的軸向壓縮阻力。這時瓦塊餅的可壓縮性已經(jīng)不大，但需保持較高的壓力，使油瀝干，而且該過程應(yīng)延長適當?shù)臅r間，并減小軸向阻力(此處榨螺的幾何尺寸已變化不大)。如果認為這時油已壓凈，從而放松壓力，那么熱餅就會膨脹疏松反而吸油，對壓榨不利。最后排出的餅塊一般由于彈性或膨脹作用會有所膨大。

2.壓縮比和總壓縮比

(1)榨螺的空余體積。榨螺的空余體積是指榨膛內(nèi)每一導程(螺距)榨螺所包容的空間體積。

(2)壓縮比。壓縮比是指相鄰兩導程榨螺前后對應(yīng)的空余體積之比。

(3)總壓縮比。入料第一導程與出餅端的最后一個導程的空余體積之比為總壓縮比。

ZX·10型榨油機第一級壓榨的壓縮比為5.98，總壓縮比為16.90；ZX·18型榨油機的總壓縮比為12.10；ZY·24型預(yù)榨機，一般設(shè)計配有兩套榨螺，用于預(yù)榨中等含油率油料者，其，總壓縮比為9.60；用于預(yù)榨高含油率油料者，其總壓縮比為11.50。

壓縮比的意義在于表明榨膛空間的幾何特性。它與不同油料的壓榨進程關(guān)系極大。通常對于含油率高低不同的油料，壓榨時應(yīng)選擇適宜壓縮比的榨螺。

對含油率高的科胚，入榨前段的壓縮比要大些才好。如果本段壓縮比太小，壓力不足，會使出油位置推后，而瀝干段減少；對于含油率低的料胚，入榨前段的壓縮比要小些才好。如果本段壓縮比太大，就會造成餅塊形成過早，而使一部分油被封閉在餅塊內(nèi)，使其不能順利地排出。總之，要根據(jù)不同的油料，選擇不同的壓縮比，才會有好的壓榨效果，也才不致使餅的殘油率太高。

可見，壓榨每一種油料，按理都應(yīng)配一套符合壓縮比要求的榨螺，但現(xiàn)有榨油機一般都只配有一套榨螺。鑒此，在實踐中可以新舊榨螺兼用。

榨料的實際壓縮比與理論壓縮比相比，要小一些(因榨料有彈性變形、“回料”等因素)。一般理論壓縮比與實際壓縮比的比值為1.5-4.5，ZX·18型榨油機的實際壓縮比為3.11-4.00，ZY·24型預(yù)榨機的實際壓縮比為2.18-2.96。

三、影響螺旋榨油機榨油的因素

影響螺旋榨油機榨油效果的因素很多，歸納起來，主要包括料胚的預(yù)處理質(zhì)量和壓榨工藝條件兩個方面:

對于料胚的預(yù)處理，前面已逐個工序作了具體敘述。料胚通過預(yù)處理后得到熟胚，要使其自身結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)達到入榨要求，并使之具有適宜的可塑性和抗壓力，從而滿足壓榨時對料胚的質(zhì)量要求。影響料胚預(yù)處理質(zhì)量的主要因素是料胚的水分和溫度。溫度和水分對料胚質(zhì)量的影響在蒸炒一章中己經(jīng)做了詳細的介紹，在此不再贅述。

壓榨工藝條件則包括壓榨過程中的榨膛壓力、出餅厚薄、榨機的壓縮比、壓榨時間、榨膛溫度以及壓榨過程中榨料性質(zhì)的變化等。

以下逐點進行討論:

(一)榨膛壓力對出油率的影響

影響榨油機榨膛壓力的因素有:榨膛的機械結(jié)構(gòu)、出餅厚度、螺旋軸的轉(zhuǎn)速、流油縫隙、榨油機的使用程度、入榨料胚的預(yù)處理質(zhì)量、進料量多少等。對于同一臺榨油機壓榨同一種油料，且進料量相同時，榨膛壓力主要與出餅厚度和螺旋軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。

在正常情況下，榨油機榨膛壓力與出餅厚度成反比；電流強度(反映膛壓劃、)與螺旋軸轉(zhuǎn)速近似成正比。一般來說，榨膛壓力越大，出油率越高。

榨油機榨膛壓力大小是通過電流表讀數(shù)大小來反映的，讀數(shù)大時，壓力大；讀數(shù)小晰力小；電流波動時，壓力不穩(wěn)定。當電流強度穩(wěn)定時，榨機正常工作，一般這時的出油情況良好。ZX·10型榨油機正常運行時的電流強度為10-12A。ZX·18型榨油機正常運行時的電流強度為25—28A，最低＞20A，最高＜30A。ZY·24型預(yù)榨機為55A左右。

(二)出餅厚度對出油率的影響

出餅厚度越小，出油率越高。

(三)壓縮比對出油率的影響

我們知道，壓縮比和總壓縮比是反映榨機榨膛幾何特性的概念。ZX·l0型榨油機第一級壓榨的壓縮比為5.98，總壓縮比為16.90。ZX·18型榨油機總壓縮比為12.10。ZY·24型預(yù)榨機兩套榨螺構(gòu)成榨膛的總壓縮比分別為9.60和11.50。而榨料的實際壓縮比至今尚不能直接測定，只能用近似計算方法來求得。一般說來，榨機的壓縮比越大，出油率越高。榨螺磨損一定程度后，其壓縮比會減小，所以需及時換新。

(四)壓榨時間對出油率的影響

壓榨時間與出油率之間存在一定關(guān)系。通常是壓榨時間長流油較凈，出油率高。但壓榨時間也不宜過長，否則，熱量散失多，出油率也不會再有明顯增加，相反還會影響設(shè)備的處理量。因此，確定壓榨時間的長短必須綜合考慮榨料性質(zhì)，壓力大小、出餅厚薄、含油率以及設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素，在滿足出油效率、有利于油品質(zhì)量的前提下，盡可能縮短壓榨時間。這樣既有利于提高設(shè)備的處理量，又可以減少不必要的生產(chǎn)消耗。

對于螺旋榨油機而言，壓榨時間的長短與螺旋軸轉(zhuǎn)速和出餅厚度有關(guān)。目前常用的榨油機其壓榨時間都比較短，最短的只有幾十秒，最長的也不過2—3分鐘。當然，實踐中可以根據(jù)需要對螺旋軸轉(zhuǎn)速和出餅厚度進行調(diào)整，相應(yīng)也會改變壓榨時間。

當出餅厚度固定時，螺旋軸轉(zhuǎn)速越快，壓榨時間越短，反之越氏當螺旋軸轉(zhuǎn)速不變時，出餅厚時壓榨時間短，出餅薄時壓榨時間長。

此外，壓榨時間的長短還因榨螺的新舊程度而異。新裝配的榨螺螺紋棱角完整，推進物料有力，回胚少，壓榨時間會短些；而舊榨螺磨損嚴重時，推進力弱，回胚增加，壓榨時間會長些。

(五)榨膛溫度對出油率的影響

壓榨過程中，由于榨料粒子在榨膛內(nèi)變形、運動和摩擦作用，會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，使榨膛溫度升高。壓榨時提取油脂愈徹底，產(chǎn)生的熱量就愈多，這時對榨料和榨油機所產(chǎn)生的加熱作用也就愈強烈。

由于榨膛溫度的高低直接影響到榨餅殘油率(溫度決定排油深度)，因而在螺旋榨油機制油工藝中，總是采取 “高溫度低水分”工藝。

但是，入榨料胚的溫度有一定的極限，不能高于130oC，這可以從出油率與榨膛溫度試驗數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線圖中得到證實。

膛溫高于130oC時，出油率急劇下降，對生產(chǎn)不利。

雖然壓榨過程中的發(fā)熱作用有利于榨料中酶(如米糠中的解脂酶，大豆中的脈素酶)的破壞與抑制，且對一些油料(如米糠、芝麻等)壓榨后得到榨餅的貯存和利用也有利，但榨料的過熱對壓榨過程還會產(chǎn)生以下許多不利的影響:一是導致水分急劇蒸發(fā)，破壞榨料在壓榨過程中的正常的可塑性；二是使榨餅色澤加深，甚致焦化；三是產(chǎn)生的蛋白質(zhì)輔助變性作用(要求蛋白質(zhì)變性過程主要在蒸炒工序中完成)，使可溶性蛋白質(zhì)含量進一步降低，限制了榨餅的綜合利用(不過對某些有毒蛋白質(zhì)變性卻有利，如蓖麻蛋白籌)；四是使某些榨料化學成分產(chǎn)生不利變化，如油料中天然特殊香味物質(zhì)被揮發(fā)或受到破壞，維生素受到破壞；五是使油脂裂解，導致油脂酸價升高；六是使磷脂、游離脂肪酸氧化；七是促使色素、蠟、不皂化物、磷脂等物質(zhì)溶于毛油中，使其質(zhì)量變差，等等。