双螺杆榨油机专利技术

陈晓君 孔祥艳（同于第一作者）

（国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏 苏州215000）

1 概述

榨油机是油脂加工的主要设备之一，它是通过对油料在输送过程中进行挤压并将油脂与饼渣分离的一种挤压分离设备。自1990 年美国的Anderson 发明了第一台连续式螺旋榨油机以来，螺旋榨油机已经被广泛地用于从油料中提取油脂[1]。由于油料是在装有榨条或榨圈的密封筒体内通过变径、变螺距螺杆的推进作用下进行压缩，榨膛内压力大小的分布直接影响到产品的出油率，而榨膛内压力过大则会导致油料和筒体的温度升高，使油料糊化从而直径影响产品的品质。

双螺杆榨油机由于具有显著的正向输送特性和强烈的混合与碾压作用受到人们的关注，双螺杆榨油机在榨膛内产生强大的轴向推进输送能力，任何经脱皮或脱壳后的油料均可实现顺利压榨；与单螺杆榨油机相比，双螺杆榨油机的榨膛具有较大的长径比和理论压缩比，因而出油率较高、干饼残油率较低。双螺杆榨油机既可用于热榨，又可用于冷榨，尤其适宜双低菜籽仁、花生仁等高含油油料的冷榨。此外，在小宗油料和特种油料如油茶籽、核桃仁、玉米胚芽、米糠、红花籽、亚麻籽、月见草籽、紫苏籽和花椒籽等油的榨取中也能发挥独特作用[2]。

2 双螺杆榨油机领域国外专利申请状况

2.1 萌芽期（1950 年之前）。19 世纪末出现用于榨油的螺旋榨油机，早期的螺旋榨油机为单螺杆榨油机，单螺杆榨油机是由一个水平布置的榨笼和在榨笼内旋转的一根螺杆组成，这种榨油机的结构简单，能够满足基本的油料压榨。但是由于自身结构限制，单螺杆榨油机存在输送效率低、理论压缩比偏小等缺陷。

1936 年，美国人ANDREAS HARTNER HANS 研制出传统意义上的双螺杆榨油机，两螺杆长度相等，从而提高了油料入口处的压榨效率。压榨过程中油料在榨膛内受到强力的挤压和剪切作用而变形破裂，为了提高压缩比，使油料在压榨压力逐渐增大到压榨点，ANDREAS HARTNER HANS 设置两螺杆的螺距逐渐减小，从而达到更好压榨效率，提高出油率。

2.2 平稳增长期（1950-1975）。从1950 开始，每年的专利申请量明显增多，呈现出平稳上升的趋势。这个时期出现了较多两螺杆反向旋转的双螺杆榨油机，两螺杆反向旋转，能充分将油料反转起来，且能够有效解决油料随螺杆打滑的现象，从而提高出油效率。

这个时期，STORD BARTZ INDUSTRI AS公司研制出来一款双螺杆榨油机，能够显著解决油料随两螺杆打滑的问题，从而保证油料被充分压榨。该公司研制的榨油机通过在螺杆杆体上设置螺旋槽用于容纳相应的螺纹，从而可以避免油料沿着两螺杆外圆周打滑。

2.3 快速增长期（1976-2000 年）。从1976-2000 年之间，关于双螺杆榨油机的申请量呈现跨越式增长，申请量相对于平稳增长期突飞猛进。这从侧面反映出，经过五年的调整，西方资本主义经济逐渐恢复，人们的生活进入一个新的阶段，对于生活品质的追求也逐渐提高。这个时期又分为两个阶段，第一阶段是1971-1985年，这个阶段，每年的专利申请量都保持持续增长的趋势，到1985年达到顶峰；第二阶段是1986-2000 年，这个阶段，专利申请量开始出现下降趋势，并逐年减少，但每年的申请总量仍然保持一个较高的数值，均比平稳增长期每年的申请量高。

2.4 成熟期（2000 年至今）。2000 年之后，双螺杆榨油机领域专利申请量呈现出一个稳态发展趋势，双螺杆榨油机技术发展进入一个成熟期，申请量相对于快速发展时期明显下降。申请量下降的主要原因是：经过快速增长期，双螺杆榨油技术发展已经达到较为成熟的水平，通过对双螺杆榨油机的螺杆结构、整机结构、产品质量、压榨效率和出油效率等各个方面的改进，双螺杆榨油技术已经发展成一种产品质量好，能够满足人民需求，有利于提高人民的健康水平，而且企业经济效益好的低碳技术。双螺杆榨油机技术进入这样一个稳态发展的阶段，从侧面反应了国外的双螺杆榨油机发展已经趋于成熟。

3 中国专利申请量趋势

与国外专利技术相比，中国的双螺杆榨油技术起步较晚，大约于20 世纪80 年代末出现双螺杆榨油技术，这个时候国外双螺杆榨油技术正处于快速发展时期。由于榨油技术与人们的生活水平息息相关，改革开放后，中国人民的经济水平有了大幅度的提高，人们对于生活品质的追求也自然而然地提高，榨油技术与人们的日常生活密切相关，这个时候在单螺杆榨油技术的基础上，开始出现出油效率更高的双螺杆榨油机。

国内较早的双螺杆榨油机出现于1988 年，该申请源自于个人申请类型，发明人是李明成，该发明人提出的双螺杆榨油机在开榨前不必预热即可进行正常压榨，提高出油率的同时还可以保证枯饼的成型性，可用于对油菜籽、花生仁、黄豆、向日葵籽及动物油渣等进行榨油取枯。

尽管20 世纪80 年代末已经出现了双螺杆榨油技术，但从1988 年一直到2008 年这段时间，该技术一直处于很低的活跃度状态，这是由于早期中国的螺旋榨油技术主要是以单螺杆榨油技术为主，单螺杆榨油机由于结构相对简单，且能够满足基本榨油需求而受到关注，并且这个阶段出现了很多家用榨油机，由于家用榨油机体积相对小巧，因此单螺杆榨油机更容易受到人们的欢迎。

直到2008 年之后，双螺杆榨油技术才逐渐引起人们的重视。从2008 年到2011 年，中国的双螺杆榨油技术出现了一段平稳发展时期，这是由于单螺杆榨油技术趋于成熟，且由于单螺杆榨油机主要依赖摩擦力实现油料的输送，需要油料具有类似粗纤维状的固体基质来产生摩擦，因此对入榨温度、水分和质构要求十分敏感，一些微小的波动都会对压榨特性带来较大的影响。而随着人们生活水平的进一步提高，人们对于油料选择和榨油质量的要求也变得更加严格，此时双螺杆榨油机的优势凸显出来，双螺杆由于具有压榨油料范围更加广泛，入榨油料可不经过轧坯和蒸炒等预处理工序，特别适合易挥发的特种油的制取；正向输送特性好，低纤维含量的油料压榨顺畅等优点引起人们的关注。

2011 年之后，中国的双螺杆榨油技术进入一个较高速发展的阶段（由于2018 年部分专利以及2019 年大部分专利尚未公开，因此申请数据出现下降趋势，此处不予考虑）。由于前述双螺杆榨油机的优点，为了获得更多种类油料的压榨以及更高质量的产品，人们更加注重双螺杆榨油机技术的研究，因此申请量开始快速上升。

4 结论

从国外双螺杆榨油机的专利技术发展来看，该技术在国外于20 世纪末已经趋于成熟，国外对双螺杆的双螺杆轴的旋向、双螺旋轴的布置形式和榨笼内孔结构形成等均进行了应用与研究，且现有的双螺杆榨油机已经可以达到结构合理、压榨和出油效率高、产品质量高等要求。国内申请从20 世纪80 年代才刚刚开始，这与经济发展速度有直接联系，与西方发达国家相比，中国的经济从改革开放之后才开始快速发展，由于经济发展速度的影响使得双螺杆榨油机领域的专利发展呈现出强烈的地域性差别。不过目前国外来华申请还比较少，给国内申请留出了足够的发展空间，且从国内申请人类型以及各申请类型的申请量比重可以看出，国内公司、个人和科研机构的申请热情都比较高，由于榨油技术与人们生活密切相关，且由于中西方饮食差异，不同油料对于压榨装置的要求均不相同，目前国内的双螺杆榨油机专利申请量正处于上升趋势，发展空间还很大。