STUDY OF THE OPERATION OF A MULTI-SECTION DEVICE FOR FORMING FUEL BRIQUETTES ON SCREW PRESS EXTRUDERS
Abstract
The relevance of this research is due to the problem faced by manufacturers of fuel briquettes when using most of the known press extruders, which, especially in the warm season, have a strong overheating of equipment and finished products, which in turn reduces the life of the equipment and degrades the quality of products. This problem is most often encountered by producers who use waste from the processing of such crops as sunflower, soybeans, rapeseed, coriander, flax as these crops contain high levels of oil in their structure. These crops are grown in large volumes in our country, so the raw material base is very large, and therefore there is a great expediency of research in this direction. Our research is aimed at solving the problem of overheating of both the final molding device and the fuel briquette itself. One of the main goals of the work is to improve the quality of finished products and stabilize the operation of press equipment during the warm season and beyond. After analyzing patents and existing well-known devices for forming fuel briquettes and their components, operating principle and their shortcomings, it was decided to develop a new universal device for final forming of fuel briquettes with an equipped cooling system for the most heated sections of this device. The task was to produce a device that should have a low cost and be compatible with most of the known press extruders. All parts of the device should be interchangeable and fairly easy to maintain, and the cooling system should be controlled at each stage of the raw material molding and have a closed circuit to reduce the amount of coolant. This system should ensure the production of good quality fuel briquettes that do not contain internal holes from crops such as sunflower, flax, soybeans, rapeseed, coriander. The device we developed provided very good indicators of the stability of the equipment and ensured an increase in the quality of products. The device developed by us ensured the exclusion of the use of additional, more expensive intermediate equipment, which reduces the cost of production.
References
2. Єременко О. І., Василенков В. Є., Руденко Д. Т. Дослідження процесу брикетування біомаси шнековим механізмом. Інженерія природокористування. 2020. Вип. 3(17). С. 15-22.
3. Choton S., Gupta N., Bandral J.D., Anjum N. & Choudary A. Extrusion technology and its application in food processing: A review. The Pharma Innovation Journal. 2020. Vol. 9(2). P. 162-168. https://doi.org/10.22271/tpi.2020.v9.i2d.4367.
4. Полянський О. С., Д'яконов В. І., Дьяконов О. В. Комплексна оцінка і аналіз енергетичних показників існуючих технологій переробки рослинних відходів у паливні брикети. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства. Серія Механізація сільськогосподарського виробництва. 2018. Вип. 190. С. 192–202.
5. Bogaert L., Mhemdi H., & Vorobiev E. Residence time distribution and flow pattern modeling of oilseeds in a pilot screw press. Oilseeds & Fats Crops and Lipids. 2020. Vol. 27, № 65. https://doi.org/10.1051/ocl/2020060.
6. Шнековий прес-екструдер для отримання брикетів: пат. 127064, Україна, МПК A01D 41/02. а202007249: заявл. 13.11.2020: опубл. 30.03.2023, Бюл. № 13.
7. Процеси і апарати. Механічні та гідромеханічні процеси / В. С. Бойко, К. О. Самойчук, В. Г. Тарасенко [та ін.]. Київ: ПрофКнига, 2021. 468 с.
8. Indartono Y. S., Heriawan H. & Kartika I. A. Innovative and flexible single screw press for the oil extraction of Calophyllum seeds. Research in Agricultural Engineering. 2019. Vol. 65. P. 91-97.
9. Mushtruk M., Gudzenko M., Palamarchuk I., Vasyliv V., Slobodyanyuk N., Kuts A., Nychyk O., Salavor O. & Bober A. Mathematical modeling of the oil extrusion process with pre-grinding of raw materials in a twin-screw extruder. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences. 2020. Vol.14. P. 937–944. https://doi.org/10.5219/1436.
10. Кіндзера Д. П., Атаманюк В. М., Госовський Р. Р., Мотіль І. М. Дослідження процесу формування паливних брикетів із рослинної сировини та визначення їх характеристик. Науковий вісник НЛТУ України. 2013. Вип. 39. С. 138–146.
11 Самойчук К. О., Самохвал В. А. Розробка міні-лінії для виготовлення паливних брикетів. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2021. Вип. 21, т. 1. С.152-159
12. Самойчук К. О., Самохвал В. А. Характеристики використання брикетування в переробній промисловості. Новації в технології та обладнанні готельно-ресторанних, харчових і переробних виробництв: матеріали міжнар. наук.-практ. інтернет-конференція, 24 листопада 2020 р. Мелітополь : ТДАТУ, 2020. С. 182–184.
13. Pedretti F., Gatto D., Pieri S., Mangoni L., Ilari A., Mancini M., Feliciangeli G., Leoni E., Toscano G. & Duca D. Experimental study to support local sunflower oil chains: Production of cold pressed oil in central Italy. Agriculture. 2019. Vol. 9(11), is. 231. https://doi.org/10.3390/agriculture9110231.
14. Alabi K., Busari R. & Joel O. Development and performance evaluation of a variable-pitch tapered-shaft screw press for palm oil extraction. Gazi University Journal of Science Part A: Engineering and Innovation. 2022. 9(2). P. 49-61. https://doi.org/10.54287/gujsa.1069996.
15. Antoniassi R., Wilhelm A. E., Reis S. L. R., Regis S. A., Faria-Machado A. F., Bizzo H. R. & Cenci S. A. Expeller pressing of passion fruit seed oil: Pressing efficiency and quality of oil. Brazilian Journal of Food Technology. 2022. Vol. 25. no 2021168. https://doi.org/10.1590/1981-6723.16821.
16. Самохвал В. А., Самойчук К. О. Виготовлення паливних брикетів на пресі екструдерного типу. Технічне забезпечення інноваційних технологій в агропромисловому комплексі: матер. IІІ Міжнар. наук.-практ. конференція молодих учених (24 лютого 2023). Запоріжжя, 2023. С. 11.
17. Carré P. New approach for the elucidation of the phenomena involved in the operation of vegetable oil extraction presses. Oilseeds & Fats Crops and Lipids. 2022. Vol. 29(6). https://doi.org/10.1051/ ocl/2021048.
18. Дідур В., Кюрчев В., Чебанов А., Асєєв А. Підвищення ефективності технологічного процесу переробки насіння рицини на рицинову олію. Сучасні шляхи розвитку агропромислового виробництва. 2019. С. 17-27. https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_3.
19. Самойчук К. О., Самохвал В. А. Підвищення ефективності виробництва паливних брикетів з оліємістких сировин в шнекових прес–екструдерах. Раціональне використання енергії в техніці. TechEnergy 2023: зб. тез доп XIХ Міжнар. наук. конференції (18-19 травня 2023 року, НУБіП). Київ, 2023. С. 56-59.
20. Самохвал В. А., Самойчук К. О. Дослідження ефективності роботи обладнання для інтенсифікації відтискання технічних олій в гвинтових прес-екструдерах для виготовлення паливних брикетів. Науковий вісник ТДАТУ. 2023. Вип. 13, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-1 -16.
21. Самойчук К. О., Самохвал В. А. Перспективи використання біопалива з рослинної сировини. Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової індустрії: матер. VI між нар. наук.-практ.конференції (3-4 листопада 2022 р.) Черкаси, 2022. С. 158–161.
22. Alonge A. F., Jackson N. Extraction of vegetable oils from agricultural materials: A review. Proceedings of the 12th CIGR Section VI International Symposium. Ibadan: CIGR – International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering. 2019. Р. 1184-1206.
23. Bălțatu C., Mateescu M., Anghelache D., Tăbăraşu A. The importance of moisture in extracting oils from oilseeds. A review. Annals of the Faculty of Engineering Hunedoara-International Journal of Engineering. 2022. Vol. 2. С. 167-170.
24. Fakayode O. & Ajav E. Development, testing and optimization of a screw press oil expeller for moringa (Moringa oleifera) seeds. Agricultural Research. 2019. Vol. 8. P. 102–115. https://doi.org/ 10.1007/s40003-018-0342-6.
25. Gudzenko M. M., Vasyliv V. P., Mushtruk M. M., Zheplinska M. M., Palamarchuk I. P., Burova Z. A., Sarana V. V. Parameters of screw nozzles of twin-screw extruder-press on oil yield. Animal Science and Food Technology. 2021. Vol. 12(3). P. 5-17. https://doi.org/10.31548/ animal2021.03.001.
