دستگاه پرس حلزوني دوار مخصوص استخراج روغن از دانه هاي روغني

هدف از اين اختراع طراحي و ساخت يك مدل آزمايشگاهي موزع مركب قلمه كار نيشكر به منظور استفاده در دستگاه هاي كارنده نيشكر است موزع مذكور ساخته و پس از ارزيابي هاي لازم آماده نصب در دستگاه هاي كارنده (ماشين كاشت) قلمه نيشكر مي باشد.

آتش‌سوزي يكي از مهم‌ترين عوامل مخرب جنگل‌ها و مراتع كشور است كه سالانه ده‌ها هكتار از جنگل‌ها و مراتع كشور را از بين برده و خسارتهاي جبران ناپذيري به فضاي سبز كشور وارد مي كند. بررسي‌ها نشان مي‌دهد سالانه بيش از يك هزار فقره آتش‌سوزي در سطح جنگل‌‌هاي كشور رخ مي‌دهد. لذا، با توجه به لزوم محافظت و صيانت از جنگل‌ها و مراتع كشور، ضرورت دارد نسبت به طراحي، ساخت و بكارگيري ابزار و تجهيزات و روشهاي نوين در حوزه اطفاء حريق در سطح جنگل ها و مراتع كشور اقدام عملي به عمل آورد. در اين اختراع، روش و دستگاه جديدي براي اطفاء حريق به روش زميني ارائه شده است، كه مي تواند ضمن برطرف نمودن بعضي از محدوديتهاي فوق، به طور موثر براي كنترل و كاهش خسارتهاي وارده از آتش سوزيهاي احتمالي مورد استفاده قرار گيرد. در اين روش، ابتدا با استفاده از خاك زمين محل حريق (جنگل يا مرتع) و مخلوط كردن آن با آب، دوغآب گل (گل روان) ساخته مي شود. در مرحله بعد، عمل اطفاء حريق جنگل يا مرتع از طريق پاشش دوغآب خاك يا گل روان بر روي سطح آتش انجام مي شود. با استفاده از دوغآب خاك يا گل روان، دو عامل اصلي ايجاد و ادامه حريق، اكسيژن و درجه حرارت بالا، از بين مي روند. آب موجود در دوغاب باعث كاهش درجه حرارت آتش مي شود. از سوي ديگر، در اثر تبخير آب موجود در دوغاب، سطح آتش توسط لايه اي از گل خشك (پخته شده) پوشيده مي شود، كه اين امر موجب نرسيدن اكسيژن مورد نياز براي ادامه سوختن مواد قابل اشتعال و در نتيجه خفه شدن آتش مي گردد. بنابراين، در مخلوط دوغآب خاك يا گل روان ساخته شده، آب موجود در دوغاب براي كاهش درجه حرارت آتش و خاك موجود در دوغاب براي ايجاد لايه گل خشك برروي سطح آتش پس از تبخير آب استفاده مي شود. با توجه به الزامات اجراي روش فوق الذكر، لازم است دستگاه جديدي براي اطفاء حريق در جنگلها و مراتع با استفاده از دوغآب خاك يا گل روان طراحي شود. بدين منظور، به عنوان بخش ديگري از اين اختراع، دستگاهي با مشخصات زير براي اجراي روش اطفاء حريق اختراعي طراحي گرديد: 1.\tاين دستگاه را مي توان به صورت خودران (با استفاده از موتور مستقل) و يا كششي (توسط تراكتور يا هر وسيله مناسب يدك كش ديگر) و با استفاده از چرخ يا شني در مناطق شيب دار و مسطح جنگلي و مراتع بكار گرفت. بنابراين، دستگاه، قابليت حركت در مناطق مختلف با شرايط فيزيكي متفاوت را خواهد داشت. 2.\tبا توجه به اهميت تأمين آب مورد نياز براي ساخت دوغاب، امكان ذخيره آب در بخشهاي مختلف دستگاه فراهم شده است. منابع ذخيره آب در اين دستگاه عبارتند از؛ ديسك دوار، سيلندرهاي انتقال قدرت نقاله، چرخ هاي تراكتور و دستگاه، شاسي دستگاه (اين شاسي از پروفيل توخالي و سبك در نظر گرفته شده كه امكان استفاده از آن به عنوان بخشي از منبع تغذيه آب (ماده ضد زنگ) فراهم آيد)، منبع جانبي ذخيره آب و مخزن تهيه دوغاب. امكان حفر زمين محل حريق تا عمق مناسب با استفاده از ديسك دوار به منظور تامين خاك مورد نياز براي تهيه دوغاب. در ادامه با حركت و جابجايي دستگاه، امكان شروع عمليات حفاري در نقطه جديد فراهم مي شود. 3.\tاستفاده از الك (سرند) براي جدايش سنگ، كلوخ و خاشاك از خاك محل حريق 4.\tاستفاده از همزن براي اختلاط مناسب آب و خاك جهت اطمينان از يكنواختي دوغاب ساخته شده 5.\tاستفاده از پمپ هاي مناسب براي فراهم نمودن فشار مورد نياز جهت پاشش دوغاب تا مسافت و ارتفاع مناسب

روشهاي مختلف مكانيكي و شيميايي براي استحصال روغن از دانه هاي گياهي مانند؛ زيتون، كنجد، پسته، بادام، گردو، هسته انار، انگور، پنبه دانه، آفتابگردان، سويا، كلزا، ذرت و ... استفاده مي شود ولي مناسبترين روش آن است كه كمترين آسيب را به تركيب روغن موجود در دانه وارد نمايد. به همين لحاظ استفاده از روش مكانيكي (پرس) با اعمال فشار بر بافت اين دانه ها كه منجر به خروج روغن موجود در نسوج اين دانه ها مي شود مورد توجه ويژه قرار دارد. به ويژه در توليد روغن هاي بكر گياهي به منظور حفظ خواص دارويي آنها، روش مكانيكي ارجح بر روش شيميايي است. در روش مكانيكي (پرس) دو فاز حاصل مي شود. فاز اول، مواد جامد كه به صورت جسم مدادي شكل (پلت) به عنوان كنجاله از پرس خارج مي شود. فاز دوم، مايع بوده و مخلوطي از روغن و ذرات معلق در آن (لرد) است. براي استفاده از روغن موجود در فاز مايع بايد تركيبات اين مخلوط از هم جدا شوند. اين امر به دو طريق انجام مي گيرد؛ 1- روش سنتي (ثقلي)، 2- روش صنعتي (استفاده از دستگاه پمپ دوار (دكانتر) افقي، دكانتر عمودي (سپراتور) و فيلتر پرس). مشكل فني (محدوديت و معايب كاربرد) موجود در روشهاي فوق الذكر براي تصفيه روغني كه به روش مكانيكي (پرس) استحصال مي شود در اين است كه: - در دستگاه فيلتر پرس به دليل كندي عمل تزريق مخلوط به داخل دستگاه و عبور آرام و تدريجي آن از لايه هاي فيلتر، موجب طولاني شدن زمان فيلتراسيون شده، ضمن اينكه هر از چندگاه بايد فيلترها تعويض يا شستشو شوند كه با استفاده مجدد از فيلترها موجب عدم رعايت بهداشت در روغن خروجي مي شود (محدوديت و معايب كاربرد فيلتر پرس). - در دستگاه دكانتر افقي (پمپ دوار افقي) موجود در صنعت، مواد پمپ شده به داخل دستگاه بايد به صورت خمير رقيق شده (تزريق مقدار قابل ملاحظه آب به همراه مواد) باشد تا بتواند به راحتي در محيط داخل دستگاه به حركت در آمده از يكديگر تفكيك شوند (محدوديت كاربرد) (اين دستگاه به خصوص در فرآوري روغن زيتون بكار مي رود). - در دستگاه دكانتر عمودي يا سپراتور، به دليل ساختار (پوسته و صفحات چند طبقه داخل جام) و طراحي خاص خود، قادر به جداسازي مخلوط هايي است كه مواد تشكيل دهنده ي آن از وزن مخصوص (چگالي وزني) نزديك به هم تشكيل شده باشند (محدوديت كاربرد) مانند؛ شير و خامه (چربي شير)، آب و روغن، و ... . از آنجا كه وزن مخصوص بين روغن موجود در مايع (مخلوط) حاصل از پرس مكانيكي (مانند دانه كنجد، بادام و ...) اختلاف زيادي با ذرات معلق (لرد) موجود در مخلوط دارد، از دستگاه سپراتور (سانتريفوژ عمودي) نمي توان استفاده كرد، همچنين به دليل غلظت زياد مخلوط و عدم امكان اضافه كردن آب به آن از دكانتر افقي فوق الاشاره نيز نمي توان استفاده كرد، اما از فيلتر پرس براي جداسازي روغن و لرد مي توان استفاده نمود ولي به دليل راندمان پايين (سرعت عملكرد پايين) و ضرورت تعويض فيلترها، دستگاه فيلتر پرس نيز داراي محدوديت هاي خاص خود است. معذالك براي تصفيه روغن كنجد و نيز روغنها گياهي مشابه با هدف جايگزين شدن دستگاهي كه فاقد معايب و محدوديتهاي ذكر شده باشد و بتواند در زمان كمتر با راندمان بيشتر عمل تصفيه (جداسازي روغن از لرد) دانه كنجد (و دانه هاي گياهي مشابه) را انجام دهد، نسبت به طراحي و ارائه دستگاه جداساز (دكانتر) عمودي با محفظه مشبك اقدام شده است.

مقدمه: توليد ارده، حلوا ارده و محصولات مشابه وابسته به اين صنعت در كشور به قدمت تاريخ ايران سابقه دارد. دانه مورد استفاده براي اين امر دانه گياه كنجد است. كشت و مصرف اين دانه نيز به گذشته هاي بسيار دور در كشور بر مي گردد. آنچه كه قابل ذكر است اينكه بعد از رسيدن دانه كنجد و برداشت آن، محصول مذكور براي استفاده در صنعت ارده سازي و صنايع وابسته قابل مصرف نبوده و بايد پروسه پوست كني از دانه كنجد انجام گيرد. در حال حاضر در صنعت ارده سازي كشور، روش جدا كردن پوست از دانه كنجد به طريق سنتي يا نيمه صنعتي به روش خيساندن دانه كنجد در آب (شور) انجام مي گيرد. اين امر موجب مصرف قابل ملاحظه سنگ نمك به منظور حل كردن در آب و تهيه آب شور، مصرف قابل توجه آب شيرين به منظور شستشو و جداسازي نمك از دانه هاي پوست كني شده و تخيب محيط زيست و شور شدن آبهاي زير زميني به دليل تخليه حجم قابل توجه آب شور (تخليه فاضلاب) توسط كارگاه هاي ارده سازي به منابع آبي زيرزميني مي شود. در اين اختراع، روش و دستگاه جديدي براي جدا كردن پوست از دانه كنجد ارائه شده است كه مي تواند ضمن برطرف نمودن معضلات روشهاي متداول در امر پوست كني، به طور موثر براي كنترل و كاهش مصرف آب و حذف مصرف نمك و خسارتهاي وارده از روش سنتي، مورد استفاده قرار گيرد. شرح فرآيند و بيان اهداف اختراع: در حال حاضر در صنعت ارده سازي كشور، روش جدا كردن پوست از دانه كنجد به روش خيساندن دانه كنجد در آب انجام مي گيرد. بدين صورت كه دانه كنجد برداشت شده از مزرعه در گوني هاي چند ده كيلويي به كارگاه هاي (كارخانجات) توليد ارده حمل مي شوند. در كارگاه هاي مذكور حوضچه هايي وجود دارد (ابعاد اين حوضچه ها بسته به ظرفيت آن كارخانه متفاوت است) كه مملو از آب و سنگ نمك هستند (مخازن تهيه آب شور) (اخيراً استوانه هايي با ظرفيت هاي متفاوت و محدود كه مجهز به يك همزن است در برخي از كارگاه ها، جايگزين حوضچه هاي بتني شده است كه اين استوانه ها محتوي آب شور خواهند شد). گوني هاي محتوي محصول دانه كنجد (كه بوجاري و تميز نشده اند) در داخل حوضچه هاي آب نمك تخليه مي شوند سپس دانه ها به مدت زمان معيني به حال خود رها خواهند شد. در طول زمان سپري شدن دانه ها در حوضچه هاي مذكور، اتفاقات زير رخ خواهد داد: -\tرسوب گل و لاي محصول به عمق حوضچه -\tشناور شدن دانه هاي پوك، پوشال ها، برگ و ساقه هاي محصول در سطح آب شور -\tغوطه ور ماندن دانه هاي معمولي و سالم محصول در فاصله بين زير دانه هاي پوك تا قبل از كف حوضچه آب نمك پس از گذشت زماني چند از فرو ريختن محصول در حوضچه ها، عمليات زير انجام مي گيرد؛ -\tدانه هاي پوك، پوشال ها، برگ و ساقه هاي محصول از سطح حوضچه به وسيله توري جمع آوري و به دور ريخته مي شوند. -\tدانه هاي سالم معلق در آب نمك جمع آوري و به داخل سبدهاي بزرگ ريخته شده و روي آنها مقداري آب شيرين جهت شستشو ريخته مي شود. -\tحوضچه آب شور مجدداً از محصول موجود در گوني هاي محتوي كنجد پر شده و سيكل فوق تكرار مي گردد. اين عمل به كرات ادامه مي يابد تا جايي كه رنگ آب حوضچه كاملاً تغيير كرده و از گل و لاي اشباع شود و سپس حوضچه تخليه شده و آب تميز و سنگ نمك تاره به داخل حوضچه ريخته شده و كار تكرار مي گردد. -\tدانه هاي سالم خارج شده از حوضچه بعد از شستشو، داخل استوانه اي كه در كف آن يك تيغه دوار افقي تعبيه شده است، انتقال مي يابند. گردش تيغه دوار و برخورد آن با دانه ها، موجب جدا شدن پوست از دانه كنجد مي شود. -\tمخلوط خارج شده از استوانه هاي پوست كني با استفاده از آب به دو بخش پوست و دانه بدون پوست تفكيك مي شود. دانه هاي پوست كني شده براي توليد كنجد بوداده شده و يا ارده استفاده خواهد شد. روش فوق معايبي چند به شرح زير در بر دارد؛ 1- آب شور موجود در حوضچه (يا استوانه) در پروسه فوق حاوي مواد زائد، گل و لاي و نمك فراوان بوده و تخليه آن به محيط زيست موجب تخريب و آلودگي منابع آبي (زير زميني) مي شود. 2- در طول زمان توقف دانه ها در آب شور موجب جذب مقداري نمك به آنها شده و نهايتاً مقداري نمك ناخواسته در درون ارده يا محصول توليد شده باقي مي ماند كه براي سلامتي افراد مصرف كننده مضر خواهد بود. 3- برخورد تيغه دوار موجود در استوانه پوست كني موجب خرد و له شدن درصدي از دانه هاي كنجد مي شود (افت يا ضايعات محصول). 4- طولاني بودن پروسه روش سنتي، مصرف آب قابل توجه، اتلاف انرژي زياد و تخريب محيط زيست و ... . در اين اختراع هدف بر طرف نمودن يا كاهش معايب فوق با ارائه روش و دستگاه جديد براي جداسازي پوست از دانه كنجد است. در اين اختراع روش خشك به منظور حذف آب نمك و نيز كاهش مصرف آب شيرين به جاي روش تر (خيساندن دانه كنجد در آب) و دستگاه جداكننده پوست از دانه كنجد با استفاده از سايش سطوح استوانه هاي دوار مشبك مضرس به جاي تيغه دوراني مستقر در كف استوانه ثابت در پروسه پوست گيري دانه كنجد معرفي شده است.

براي برداشت محصولاتي نظير گندم، جو، برنج، ذرت و محصولات مشابه كه امكان برداشت آنها با كمباين فراهم مي باشد، به لحاظ ساختار و تركيب خاص دستگاه كمباين، همزمان با برداشت، عمليات بوجاري و تميز كردن دانه هاي برداشت شده نيز انجام مي گيرد. در بعضي از محصولات به خصوص برخي از دانه هاي روغني (مانند كنجد و ...) كه امكان برداشت آنها با ماشين (يا كمباين) وجود ندارد و نيز در مناطقي كه به هر دليل محصول با كمباين برداشت نمي شود و عمل برداشت با دست (داس) يا دروگر انجام مي گيرد، گياه از ساقه قطع شده و در محلي جمع آوري (خرمن) مي شود و پس از رسيدن دانه و باز شدن كپسول نسبت به تكان دادن خوشه (در گياهاني چون كنجد) و يا خرمنكوبي آنها اقدام مي گردد. در اين مواقع به ويژه هنگامي كه روي زمين و زير محل جمع آوري دانه ها (خرمن گاه) پوششي پهن نشده باشد، به همراه دانه ها مقداري كلوخ، خاك و پوشال گياه نيز باقي مي ماند (به همراه دانه جمع آوري مي شود) كه در مراحل استفاده بعدي از دانه ها (فرآوري و مصرف در صنايع غذايي) بايد نسبت به تميز كردن و جداسازي مواد (كلوخ، خاك، پوشال و ...) از دانه (استفاده از انواع دستگاه بوجاري متداول) و سپس شستشوي دانه بوجاري شده اقدام كرد. اساس كار دستگاه هاي بوجاري متداول به منظور جداسازي و نيز تميز كردن دانه محصول از مواد خارجي و گرد و غبار بر عبور آنها (مواد) از چند سري سرند و الك با مش هاي متفاوت و نيز دهش يا مكش جريان باد استوار است، چون از ابتدا مواد خارجي با دانه اصلي (به خصوص كلوخ و خاك) در حين عبور از روي سرند و الك ها با يكديگر مخلوط بوده و در تماس مستقيم هستند، همچنان در پايان كار آثار آنها به ويژه گرد و غبار در دانه بوجاري شده باقي مي ماند. در اين طرح هدف ساخت دستگاه بوجاري مجهز به بستر سيال با استفاده از جريان باد به منظور جداسازي كلوخه ها، خاك، پوشال و ساير بقاياي گياهي از دانه محصول برداشت شده طي يك مرحله عبور از داخل دستگاه است. با عنايت به كم شدن مراحل كار در اين دستگاه نسبت به ساير دستگاه هاي بوجاري متداول ضمن كاهش مصرف انرژي و زمان (در حجم برابر) در عمل بوجاري، از آنجا كه كار تميز شدن دانه ها با كيفيت و كميت بهتري انجام مي گيرد لذا در مرحله شستشوي اين دانه ها نيز به آب بسيار كمتري احتياج خواهد بود و به همين دليل در مرحله خشك كردن دانه هاي شستشو شده نيز به زمان و انرژي كمتري نياز خواهد بود.

دستگاه چوب خرد كن مجهز به اره دوار

دستگاه درو رديف ساز جلو تراكتوري غلات