油脂工艺课程设计(400TD棉仁压榨车间工艺流程设计-)

武汉轻工大学武汉轻工大学 油脂加工工油脂加工工艺艺学学 课课程工程工艺设计说艺设计说明明书书 设计题设计题目 目 400T D400T D 棉仁棉仁压压榨榨车间车间工工艺艺流程流程设计设计 姓姓 名名 XXXXXX 学学 号号 XXXX 院院 系系 食品科学食品科学与工程与工程 专专 业业 油脂油脂及及植物植物蛋白质蛋白质 指指导导教教师师 XXXXXX 2014 年 1 月 5 日 课课程程设计设计任任务书务书 1 一 设计题目一 设计题目 400D T 棉仁压榨车间工艺流程设计 二 设计目的二 设计目的 培养学生综合运用所学基础理论和专业知识的能力 分析和解决 油脂工厂工艺设计中一般工程技术问题的能力 提高学生的绘图能 力和计算机应用能力 增强和拓展学生的专业技能 通过课程工艺 设计 深化学生对设计思想 设计方法 设计规范的理解 培养学 生良好的学习方法 为毕业设计打下良好的基础 三 设计任务三 设计任务 400T D 棉仁压榨车间工艺流程设计 四 时间安排四 时间安排 2014 年 12 月 4 日至 6 日 查阅 收集资料 2014 年 12 月 7 日至 10 日 工艺设计计算并撰写设计计算 说明书草稿 2014 年 12 月 21 日至 24 日 绘制工艺流程草图 2014 年 12 月 25 日至 27 日 完成设计计算说明书 工艺流 程图并打印 2014 年 1 月 5 日 上交整套设计资料 包括电子版 五 设计内容五 设计内容 1 收集查阅设计资料 2 物料衡算及热量衡算 3 设备选型 4 绘制工艺流程图 5 撰写设计计算说明书 六 设计工作要求六 设计工作要求 1 按时有序地完成各项设计内容 2 独立完成设计任务 不弄虚作假 不抄袭别人的成果 3 严格遵守纪律 在指定的地点进行课程设计 4 严格遵守 CAD 设计室的有关规章制度 2 5 按规范撰写设计计算说明书 七 设计成绩评定七 设计成绩评定 由指导教师根据学生完成任务的情况 课程设计说明书及工艺 图纸的质量及工作态度等进行综合评定 成绩按优秀 良好 中等 及格和不及格五个等级进行评定 优秀者人数一般不得超过总人数 的 20 成绩不及格者不能得到相应的学分 需重新进行课程设计 后经考核及格方可获得学分 八 参考文献八 参考文献 1 油脂制取与加工工艺学 2 化工工艺设计概论 3 化工工艺设计手册 4 化工原理 5 化工制图 6 食品工厂设计原理 7 油脂工厂设计手册 8 通风除尘及气力输送 3 目录目录 CONTENTCONTENT 一 总论 4 二 工艺流程设计方案的确定 4 2 1 生产工艺方案 5 三 工艺流程说明 5 3 1 棉仁高水分蒸胚 5 3 2 预榨 6 3 3 油渣分离 7 四 工艺计算 7 4 1 物料衡算 7 4 2 能量衡算 10 五 设备选型 11 5 1 蒸炒锅选型 11 5 2 螺旋榨油机选型 11 5 3 斗式提升机选型 11 5 4 刮板输送机选型 12 5 5 油渣分离设备选型 12 六 设计体会 13 七 参考文献 13 八 附录 4 一 一 总论总论 棉籽即棉花的种子 外部为坚硬的褐色籽壳 形状大小也因品 种而异 籽壳内有胚 是棉籽的主要部分 也称籽仁 棉仁 籽仁 含油量可达 35 45 含蛋白质 39 左右 含棉酚 0 2 2 目前棉籽也是重要的榨油原料 棉籽油含有大量的不饱和脂肪 酸 其商业上的重要性在于它的油和其他产品 精炼棉籽油一般呈 橙黄色或棕色 脂肪酸中含有棕榈酸 21 6 24 8 硬脂酸 1 9 2 4 花生酸 0 0 1 油酸 18 0 30 7 亚油酸 44 9 55 0 精 炼后的棉清油清除了棉酚等有毒物质 可供人食用 棉清油中含有 大量人体必需的脂肪酸 最宜与动物脂肪混合食用 因为棉清油中 亚油酸的含量特别多 能有效抑制血液中胆固醇上升 维护人体的 健康 人体对棉清油的吸化吸收率为 98 目前 我国的制油工业主要是采用的两种生产工艺 一是压榨 法制油工艺 二是浸出法制油工艺 借助机械外力的作用 将油脂从 油料中挤压出来的取油方法称为压榨法取油 按压榨时榨料所受压力的大小以及压榨取油的深度 压榨法取 油可分为一次压榨和预榨 一次压榨又称全压榨 要求压榨过程将 榨料中尽可能多的油脂榨出 压榨后饼中残油 3 5 而预榨仅要 求压榨过程将榨料中约 70 的油脂榨出 榨饼中残油 15 18 预 榨饼再进行溶剂浸出取油 压榨法取油与其他取油方法相比具有工艺简单 配套设备少 对油料品种适应性强 生产灵活 油品质量好 色泽浅 风味纯正 等优点 但压榨后的饼残油量高 压榨过程的动力消耗大 榨条等零 部件易磨损 压榨取油之前通常要对料胚进行蒸炒 将生胚蒸炒成熟胚 压 榨毛油中含有一定量的饼屑 在油脂精炼之前必须进行除渣 故典 型的压榨工序包括蒸炒 压榨 毛油除渣 二 二 工艺流程方案工艺流程方案 生产工艺流程设计和车间布置设计是两个重要设计项目 他们 5 决定着车间的功能和生产合理与否 一般工艺流程设计开始于前 车间布置设计在工艺流程设计的基础上进行 生产工艺流程设计的 目的是通过用图解的形式表示出在声场过程中由原料制得成品时物 料发生的变化及其流向 以及表示生产中采用的化工单元过程和机 械设备 根据工艺流程还可以进一步设计出管道流程和计量 控 制流程 因此 工艺流程设计是工艺设计的核心 而工艺流程设计 的质量也是直接决定车间的生产命运 流程的选择一般要注意 1 尽可能充分地利用原料以期得到最大的产品得率 2 所制取的产品质量优良 3 生产的机械化 适当的自动化 以便掌握生产过程的工作 变得简单而容易 4 生产方法对操作人员的安全要考虑 2 12 1 生产工艺方案生产工艺方案 回榨 三 三 工艺流程说明工艺流程说明 3 13 1 蒸炒阶段蒸炒阶段 油料生坯经过湿润 蒸炒 炒坯等处理转变为熟坯的过程称为 蒸炒 蒸炒是压榨取油生产中一道十分重要的工序 润湿蒸炒是指 在蒸炒开始时利用添加水分或者是喷入直接蒸汽的方法使生坯达到 最优的蒸炒开始水分 再将湿润过的料坯进行蒸炒 使蒸炒后熟坯 中的水分 温度及结构性能最适宜压榨取油的要求 一般蒸炒的最 高温度不宜超过 130 在蒸炒温度及料坯水分相对稳定的条件下 料坯蒸炒的时间愈长 蛋白质的变性程度愈深 生产中通常先采用 浸出压榨饼压榨料坯的的料坯的的料坯的的蒸炒料坯料坯 精炼压榨原油含渣原油 油渣 6 层式蒸炒锅进行润湿蒸炒 再用炸机调整炒锅进行炒坯干燥 a 润湿 除了要求均匀润湿和充分搅拌外 还需要有一定的时间让水分 在料坯间和料坯内部扩散均匀 其中棉籽采用高水分蒸胚的润湿水 分为 18 22 在润湿时为了使料坯有充分的时间与水分接触 保 证料坯的润湿均匀 蒸炒锅润湿层的装料要满 装料量一般控制在 80 90 要关闭排气孔 保持蒸炒锅密闭 以防水分散失 当采 用高水分蒸坯时 必须有足够的蒸炒条件与之配合 以保证满足低 水分入榨的要求 为此 可以在料坯进入蒸锅之前进行润湿 以延 长蒸炒时间 b 蒸坯 蒸坯时要求料坯要蒸透蒸匀 为此 蒸坯层的装料要满 装料 量控制在 80 90 之间 以延长蒸坯时间 要关闭排气孔 保持蒸 炒锅密闭 以增大蒸锅空间的温度 充分发挥料坯的自蒸作用 并 防止油脂氧化和棉酚的变性 经过蒸坯 料配温度应提高至 95 100 湿润与蒸炒时间约需 50 60min c 炒坯 锅中的存料量要少 一般装料量控制在 40 左右 经过炒坯 出料温度应达到 105 110 水分含量在 5 8 之间 炒坯时间约 20 分钟 料坯一次压榨的入榨水分通常为 1 0 2 5 入榨温度为 125 130 而料坯入榨的预榨水分为 4 5 入榨温度为 110 115 因此 蒸炒全过程通常需要 90 120min 其中 料坯在层式 蒸炒锅中约需 1 5h 在榨机蒸炒锅中约需 0 5h d 均匀蒸炒 为了减少蒸炒过程的不一致性 生产上必须采取措施以保证料 坯的均匀蒸炒 保证进入蒸炒锅的生坯质量 水分 坯厚及粉末度 的 合格和稳定 均匀进料 对料坯的湿润应均匀一致 防止结团 蒸坯时充分利用料层的自蒸作用 防止硬皮的产生 蒸炒锅各层存 料高度要合理 料门控制机构灵活可靠 加热应充分均匀 保证加 热蒸汽质量及流量的稳定 夹套中空气和冷凝水的排除要及时 保 证各层蒸锅的合理排气 保证足够的蒸炒时间 回榨油渣的掺入应 均匀等 3 23 2 压榨压榨 7 压榨取油的过程 就是借助机械外力的作用 将油脂将渣料中 挤压出来的过程 压榨取油效果取决于许多因素 主要包括渣料结 构和压榨条件两大方面 此外 榨油设备结构及其选型在某种程度 上也将影响出油效果 a 榨料结构的影响 在要求残油率较低的 情况下 榨料的合理低水分和高温是必需的 但榨料温度过高而超 过某一限度 如 130 不允许的 b 压榨条件的影响 除榨料 自身结构条件以外 压榨条件如压力 时间 温度 料层厚度 排 油阻力等是提高出油效果的决定因素 c 榨油设备的影响 榨油 设备的类型和结构在一定程度上影响到工艺条件的确定 要求压榨 设备在结构设计上应该尽可能满足多方面的要求 此外 压榨取油的必要条件 a 榨料通道中油脂的液压越大越好 b 榨料中流油毛细管的直径越大越好 数量越多越好 即多孔性 越大越好 c 流油毛细管的长度越短越好 d 压榨时间在一定限度内要尽量长些 e 受压油脂的黏度越低越好 3 33 3 油渣分离油渣分离 毛油中悬浮杂质的存在 对毛油的输送 暂存及油脂精炼都产 生不良影响 对毛油中悬浮杂质的分离 通常采用沉降和过滤的方 法 在实际生产中 一般将压榨毛油中悬浮杂质的分离工艺分为油 渣分离 粗分离 和悬浮物分离 细分离 两个步骤 因此 在压 榨毛油粗分离后 还必须进一步对毛油中悬浮物进行细分离 要求 经过细分离后毛油中悬浮杂质含量控制在 0 1 以下 一般要求压榨 过程的排渣量需控制在 10 以下 而实际上有时可高达 15 以上 若仅利用澄油箱进行重力沉降 可以使分离后的毛油含杂量由 10 15 降至 1 左右 而采用重力沉降和过滤机结合的方法 可使 分离后毛油含杂量降至 0 1 0 3 采用通常的分离工艺和设备 分离出的饼渣含油率一般为 20 50 对于含渣量高的压榨毛油 最好采用沉降和过滤两步分离的方法 第一步在澄油箱内将大而重 的固体饼渣分离 第二步用板框压滤机和叶片式过滤机分离细小的 饼屑 8 四 四 工艺计算工艺计算 4 14 1 物料衡算物料衡算 以下为压榨工艺所需数据 含油率 棉仁 40 含杂率 清理前 5 清理后 0 50 水 分 11 12 含壳率 剥壳分离后仁中含壳率 6 10 剥壳分离后壳中含仁率 0 50 4 1 1 组份物料衡算 仁 杂 仁中含壳率取 8 无杂净仁 400 1 8 368 t d 净杂 400 8 32 t d 2 油分 水分 仁壳中含水量统一取 11 仁中含油 368 35 128 80 t d 仁中含水 368 11 40 48 t d 4 1 2 按工序进行物料衡算 脱水 E2 脱水 E3 仁高水分蒸胚调整炒胚压榨预榨饼 N4 1 生胚N 2 N 半熟胚 3 N 熟胚 润湿吃水 E1 毛油 E4 1 高水分蒸胚 棉仁润湿后水分含量在 18 22 取 20 9 11 11 20 EN EN 润湿吃水生胚仁中含水率 润湿吃水生胚 即 11 11 11 20 EN EN 代入数据得 E1 45 00 t d 炒胚脱水 出料水分 5 8 出料温度 105 110 取水分为 6 则 E2 66 28 t d 半熟胚 N2 生胚 N1 润湿吃水 E1 脱水 E2 N2 400 45 00 66 28 378 72 t d 2 调整炒胚 根据经调整蒸炒锅后入榨温度 110 115 水分 4 5 取 4 得 解得 E3 7 89 t d N3 N2 E3 370 83 t d 3 压榨 饼中含油 15 17 取 16 N3含水 N3 0 04 14 83 t d N3含油 59 33 t d 列方程组 N3 N4 E4 370 83 N4 10 解出 E4 56 96 t d N4 313 87t d 工序物料平衡表 工序物料平衡表 工序输入输出 高水分蒸胚生胚 N1 400t d 润湿吃水 E1 45 00t d 小计 445 00t d 半熟胚 N2 378 72t d 脱水 E2 66 28t d 小计 445 00t d 调整炒胚半熟胚 N2 378 72t d熟胚 N3 370 83t d 脱水 E3 7 89 t d 小计 378 72t d 预榨熟胚 N3 370 83t d预榨饼 N4 313 87t d 毛油 E4 56 96t d 小计 370 83t d 4 24 2热量衡算热量衡算 对物料的热量衡算根据能量守恒原理 输入热量 输出热量 热损失一般按间接蒸汽带入热量的 2 10 计 蒸炒时带入的热量有 生胚中水分带入热量 生胚中干物 质带入热量 空气带入热量 直接蒸汽带入热量 润湿水分带入 热量 蒸炒时带出热量有 熟胚中水分带出热量 熟胚中干物质 带出热量 空气带出热量 蒸发水分带出热量 间接蒸汽冷凝水 11 热量 热损失 根据以上热平衡可计算出间接蒸汽用量 再根据 Q KS tm 验算出蒸炒锅加热面积 此处计算由于此处计算中大量数据需由 自己设定 以及传热系数 K 难确定 故未进行详细计算 五 五 设备选型设备选型 5 15 1 蒸炒锅的选型蒸炒锅的选型 选择 YZCL400 5 蒸炒锅 日处理量 200 250 t n 400 250 1 6 则 n 取 2 加热面积 110 m2 配备动力 280 300 Kw 锅内径 4000mm 设计温度 164 5 25 2 螺旋榨油机的选型螺旋榨油机的选型 选择 ZY32 型螺旋榨油机 日处理量 预榨 260 300 t n 400 300 1 33 则 n 取 2 外型尺寸 l b h 4100 2270 3850 配备动力 110 Kw 净重 11000kg 5 35 3 提升机选型提升机选型 斗式提升机 12 棉仁容重 720 800kg m3 取 760 kg m3 体积流量 V 400 103 760 24 21 93m3 h 选取 DTG13 28 斗式提升 机 畚斗规格 280 130 头轮直径 630mm 畚斗带线速度 3 8m s 生产能力 50t h 最大提升高度 100m 5 45 4 水平输送机器选型水平输送机器选型 选用螺旋输送机 料胚除水后容重增大取 780 kg m3 QV 370 83 103 780 24 19 81 m3 h 选取 LSS25 螺旋 输送机 输送能力 3 5 22t h 机槽宽 360mm 螺旋直径 250mm 机槽高 502mm 螺距 200mm 机重 47kg m 转速 n 60 120r min 5 55 5 油渣分离设备油渣分离设备 选用一台 YCYG60 250 型澄油箱 设备一览表设备一览表 名称型号数量 台 生产能力 13 蒸炒锅 YZCL400 52 2200 250t d 螺旋榨油机 ZY322 2260 300t d 斗式提升机 DTG13 282 250t h 螺旋输