技术需求基本信息
技术需求解析
技术研发指南
近年来,我国食用植物油消费量持续增长,需求缺口不断扩大,对外依存度明显上升,供需矛盾日益突出。一直以来,油脂加工企业为了提高得油率,对大豆、油菜籽、花生等大宗油料作物制油采用的加工方式是预榨→浸出→精炼的传统工艺。由于能耗高、污染大、化学溶剂残留等不利因素,既不符合国家发改委颁布的《产业结构调整指导目录(2019年本)》政策,更不能满足广大消费者对绿色、健康、环保的食用油需求。发展一次压榨制油工艺,增强健康优质食用植物油供给能力,已成为迫切需要解决的关乎国计民生的大事。
目前国内外在线应用的榨油机,普遍存在产量较小(日处理量≤45t/d)、干饼残油率高>10%),且在油料加工过程中需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,不仅功能单一、稳定性差,工艺路线长、能耗高、且普遍存在高值加工问题。据科技查新,国内外大处理量榨油机均以预榨机为主,不适用于常温压榨,尚未有适用于油料常温整颗粒入榨、一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型榨油机。因此,研制适用于油料整颗粒常温入榨、不需依附破碎、轧坯、蒸炒等设备及工艺,一次压榨制油加工能力达100t/d以上的大型常温榨油机对我国油脂加工业的发展具有重要意义,也符合粮油适度加工、减损增效的要求。
传热技术广泛应用于各个领域,常见的传热技术需求主要是换热器和热管理器件。
在诸多传热形式中,对流传热是应用最广泛,传热效率最高,传热能力最强的传热形式。但是由于流动阻力原因,对流传热往往需要泵驱动,泵需要电功输入,增加了系统复杂性,尤其是在紧凑换热器中,泵功消耗巨大。
相变换热作为对流传热的一个分支,其天然的特性是,一部分热能转化为了机械能(压力或者动能),但是这一部分机械能很难被利用来驱动流体。存在相变传热的换热器对这部分机械完全没有利用,并且这部分机械能反而变成了阻碍,因为汽相膨胀后的压力没有方向性,需要用额外的泵功消耗去克服。毛细力热管对这部分动能稍有利用,但是大部分这种机械能浪费在毛细芯流动阻力耗损上,脉动热管对这部分机械能稍有利用,但是没有方向性,利用效率极低,导致脉动热管热量的传输距离极其有限(<50cm),并且加热面温度波动很大。
本产品一机多用,能够适应油料低温、适温、高温等不同制油工艺,需解决:
1.将榨油机变速箱和传动箱合为一体后,两根螺旋主轴受拉力影响较大,如何保证双螺旋榨油机的同心度和强度,确保榨油机运行稳定。
2.在取消破碎、扎胚、蒸炒等设备及工艺段后,如何合理设计双螺旋压榨轴,榨螺、衬圈尺寸及配置,增强破碎剪切能力以及合适的压缩比,实现油料整颗粒压榨,使油料爬坡角度小,油料受阻力小,产量增大,且实现多级压榨,提高出油率,降低饼中残油,大幅降低能耗。
3.榨油机运行时榨膛内各工艺段温度不同,如何精准检测及智能控制各料段温度以及榨膛压力,以及电流过载保护等智能化控制。
热管可以通过重力实现液体回流,称之为重力热管或热虹吸管,这类热管无法在逆重力或微重力的条件下运行。另一类热管通过内部多孔结构(即毛细芯)提供的毛细力实现液体回流,这类热管受制于毛细极限,主要因为毛细芯的吸液能力与流动阻力是一对矛盾,回路中液体的流量较小,因此热传输距离或抗重力能力也有限。还有一类脉动热管,利用微通道中气塞的热膨胀,驱动两相流体流动,由于气塞热膨胀总是双向的,脉动热管存在启动困难、稳定性差、无法抗重力运行等问题。
如图1(a)至图1(e)所示,换热器的形式有成百上千种,普通的减阻技术只是通过优化设计流动通道
需要提供一种利用热压转换效应驱动的多孔介质相变传热结构及系统,可以在不消耗外部电功的前提下实现对两相流体流动的驱动。
a.榨油机生产能力:100~150t/d;
b.干饼残油率(一次压榨):6.5~7.5;
c.油料入榨温度(℃):常温;
d.节能降耗指标:>40%,e.油料入榨水分在线检测及智能控制:<9%;
f.榨油机运行时榨膛内各工艺段在线温度检测及智能控制:进料段<90℃、压榨段<110℃、沥干挂<110℃、出饼段<130℃;
g.榨油机运行时榨膛压力在线检测及智能控制:<50Mpa。
1、 针对跨临界热泵系统中, 工质在蒸发器、 冷凝器、 回热器等换热设备中的复杂相变传热开展实验研究, 总结传热规律, 形成计算关联式或计算模型, 为新型高效换热设备的开发提供理论支撑:
2、 基于混合工质在蒸发器和气冷器(冷凝器)的特殊相变换热规律,积极采用微通道、 毛细管、 板换等新型换热技术, 设计开发高效紧凑式换热设备, 形成具有自主知识产权的产品:
3、 将新开发的换热器样机用于甲方新开发的跨临界热泵系统, 进行实际性能运行测试, 优化热力循环过程, 为后续的产业化做技术支撑。
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