STUDYING THE OPERATION OF A SCREW PRESS EXTRUDER IN COMBINATION WITH A MULTI-SECTIONAL FUEL BRIQUETTE FORMING DEVICE
Abstract
The relevance of this study is due to the acute problems faced by most fuel briquette producers that use oilseed waste as a raw material. Currently, the world market offers a wide range of press equipment that operates efficiently when processing raw materials that do not contain oil or contain a small amount of oil (straw, reeds, wood waste).However, there is not a large number of industrial equipment capable of working with oil-containing feedstocks and providing good quality fuel briquettes that do not contain a central hole. The large time of pressing equipment does not allow to produce a quality product from this type of raw material without including additional equipment in the line. During pressing, the waste is exposed to high pressure, which is accompanied by an increase in temperature. It is this thermal effect that promotes the active release of lignin, which, hardening after cooling, ensures the strength of the finished product. As a result, the briquettes have high mechanical strength, which makes them resistant to external influences, and the dense surface structure of the briquettes reduces their hygroscopicity and facilitates convenient transportation and long-term storage. Our research is aimed at solving the problem of reducing the percentage of oils in the finished product and increasing the time of stay of raw materials in a compressed state due to the number of sections of the fuel briquette forming device. One of the goals of the work is to improve the quality of the finished product and increase the service life of the press equipment. After analyzing the operation of the existing press equipment and its shortcomings, it was decided to develop a wicker screw press extruder paired with an extended final molding device with the ability to dose oils at the briquette formation stage.
References
2. Гелетуха Г. Г., Желєзна Т. А., Драгнєв С. В. Аналіз можливостей виробництва та використання брикетів з агробіомаси в Україні. Аналітична записка Біоенергетичної асоціації України. 2018. № 20. С. 48.
3. Самойчук К. О., Самохвал В. А. Перспективи використання біопалива з рослинної сировини. Матеріали VI Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» (3–4 листопада 2022 р). Черкаси, 2022. С. 158–161.
4. Гелетуха Г. Г., Желєзна Т. А. Сучасний стан та перспективи розвитку біоенергетики в Україні. Ч. 1. Промислова теплотехніка, 2010. Т. 3. № 3. С. 73–79.
5. Полянський О. С., Д’яконов В. І., Дьяконов О. В. Комплексна оцінка енергетичних показників існуючих технологій переробки рослинних відходів у паливні брикети. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства, «Механізація сільськогосподарського виробництва». 2018. Вип. 190. С. 192–202.
6. Патент а202007249. Україна, МПК(2006) : B30B.11/00,B30B 9/00, B27N 5/00 Шнековий прес-екструдер для виготовлення брикетів / Самохвал ї= В. А. : патентовласник Самохвал Віталій Анатолійович – u202007249 : заявлено 13.11.2020 : опубліковано 18.05.2022. Бюл. № 20.
7. Бойко В. С., Самойчук К. О., Верхоланцева В. О., Паляничка Н. О., Михайлов Є. В., Червоткіна О. О. Тарасенко В. Г. Процеси і апарати. Механічні та гідромеханічні процеси. Київ : Проф Книга, 2021. С. 468.
8. Palamarchuk I., Mushtruk M., Gudzenko M., Vasyliv V., Slobodyanyuk N., Kuts A., Nychyk O., Bober A., Salavor O. 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.
9. 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.
10. Кіндзера Д. П., Атаманюк В. М., Мотіль І. М., Госовський Р. Р. Дослідження процесу формування паливних брикетів з рослинної сировини та визначення їх характеристик. Науковий вісник НЛТУ України. С. 138–146.
11 Самойчук К. О., Самохвал В. А. Розробка міні-лінії для виготовлення паливних брикетів. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. Мелітополь : ТДАТУ, 2021. Вип. 21. Т. 1. С. 152–159.
12. Vorobiev E., Bogaert L., Mhemdi H. 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.
13. Лук’янець В. О., Субота С. В. Вплив параметрів ущільнення рослинної біомаси на показники якості біопаливних брикетів. Механізація та електрифікація сільського господарства. 2014. Вип. 99. Т. 2. С. 103–113.
14. Фомич М. І. Технології та обладнання для виготовлення паливних брикетів. Сільськогосподарські машини. 2023. № 46. С. 53–59.
15. Alonge A.F., Extraction of vegetable oils from agricultural materials: A review. In Proceedings of the 12th CIGR Section VI International Symposium. CIGR – International Commission of Agricultural and Biosystems Engineering, 2019. P. 1184–1206.
16. Самохвал В. А., Самойчук К. О. Виготовлення паливних брикетів на пресі екструдерного типу. Науково-практична конференція молодих учених «Технічне забезпечення інноваційних технологій в агропромисловому комплексі» (24 лютого 2023 р.). ТДАТУ, 2023. С. 11.
17. 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.
18. Єременко О. І., Лук’янець В. О. Дослідження та вдосконалення живильного пристрою перспективного брикетного преса. Науковий вісник Таврійського державного агротехнологічного університету. Вип. 4. Т. 2. С. 146-=–156.
19. Самохвал В. А., Самойчук К. О. Підвищення ефективності виробництва паливних брикетів з оліємістких сировин в шнекових прес–екструдерах. Збірник тез доповідей XIХ Міжнародної наукової конференції «Раціональне використання енергії в техніці. TechEnergy 2023» (18–19 травня 2023 року). Київ : Національний університет біоресурсів та природокористування України, 2023. С. 56–59.
20. Subota S.V. Rezultaty eksperymentalnykh doslidzhen roboty hvyntovoho pres-bryketuvalnyka vyrobnytstva palyvnykh bryketiv iz roslynnoyi syrovyny. Mizhvidomchyy tematychnyy naukovyy zbirnyk Mekhanizatsiya ta elektryfikatsiya silʹskoho hospodarstva. 2015. Issue 97. Vol. 2. P. 40–46.
21. Червоткіна О. О., Фучаджи Н. О., Паляничка Н. О., Самохвал В. А. Вплив різних параметрів при процесі гранулювання рослинної сировини на якість гранул. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету : наукове фахове видання. Мелітополь : ТДАТУ, 2023. Вип. 23. Т. 2. С. 103–123.
22. Самойчук К. О., Самохвал В. А. Дослідження ефективності роботи обладнання для інтенсифікації відтискання технічних олій в гвинтових прес-екструдерах для виготовлення паливних брикетів. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2023. Вип. 13. Т. 1. С. 16. https://doi.org/10.3138 8/2220-8674-2023-1-16.
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. P. 167–170.
24. 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.
25. Патент. 127064. Україна, МПК (2022.05) Шнековий прес екструдер для виготовлення брикетів / Самохвал В. А. : патентовласник Самохвал Віталій Анатолійович. а 202007249 : заявлено 13.11.2020: опубліковано 30.03.2023. Бюл. № 13. 8 с.
