300吨芝麻冷榨课程设计.doc

300t/t芝麻冷榨项目工艺及车间设计说明书专 业 班 级 指导老师 学生姓名 学 号 目 录一 总论二 工艺流程设计方案的确定 1 、生产工艺方案 2 、生产工艺方案选定的依据 3 、生产工艺方案的特点三 工艺流程说明四 工艺计算1 、物料衡算2 、热量衡算五 设备选型六 水电气消耗七 劳动定员八 参考文献一、 总论油脂是人们生活的必需品，是供给人们最基本的三大营养素之一。我国是植物油及其油料生产大国，近些年来植物油生产行业发展迅猛。据相关报道20世纪80年代以前，我国基本上没有现代化的油脂连续精炼设备，进入20世纪80年代以后，通过技术改造，先后从国外引进了40多套连续精炼设备，年精炼能力达到100万吨左右。进入20世纪90年代以后，油脂行业引进外资发展迅速，已兴办合资、独资的油脂加工企业近200多家，形成油脂精炼能力300多万吨。全国已有油脂精炼能力超过400万吨。精炼装备水平的提高，为市场供应高质量的油脂产品提供了条件。油脂产品向多样化、高档化发展，近十多年来，先后推出了色拉油、高级烹调油、食用调和油等新产品。随着人们物质生活条件的日益改善，对食品品质的要求越来越高，对于食品加工工艺是否“绿色环保”也被特别地加以关注。油料冷榨可谓是一种满足“绿色环保”消费需求的制油工艺。芝麻含有丰富营养物质。在芝麻香油制油过程中受高温影响而被破坏或者变性，低温条件下提取芝麻油脂的同时得到芝麻蛋白粕，使油料芝麻得到充分利用。试验证明影响浸出的关键因素是浸出次数，其他因素依次是浸出时间、浸出料溶比和浸出温度。冷榨芝麻饼采用四次浸出可以达到提取油脂的目的。芝麻冷榨饼中的蛋白不变性。本文对油料冷榨技术所具有的优缺点和应达到的技术指标，并对适合于中国油料冷榨技术的应用范围进行了叙述。据中国植物油行业协会统计，20世纪80年代初期，我国食用油年消费量不到600万吨，到1996年已突破1000万吨，2000年增加到1220万吨左右，2002年达到1370万吨左右，年均大约增长60万吨。近两年国内食用油人均消费量在lOkg左右。目前，世界人均食用油消费水平在14kg左右，发达国家在20kg以上，远高于我国的消费水平。因此，我国食用油市场发展前景十分广阔。在我国改革开放前，我国植物油加工企业规模小，设备陈旧，加工技术落后，油厂比较分散。如日处理能力多在20t左右，采用间歇式炼油，只能生产二级油或一级油。这样使加工后的植物油质量很低，企业的加工损耗大，生产成本高，生产效率低。因此在当时人们的食用油也以二级油或一级油为主，食用油的消耗质量很低。随着中国的改革开放，植物油加工进入了一个新的发展阶段，开始从国外引进先进的生产设备、技术、管理，兴办了中外合资植物油加工企业，促进了植物油加工技术水平的提高，提高了人们食用油的消费质量。芝麻是我国五大油料作物之一，在我国有传统的种植芝麻习惯；在世界其他地区，如印度、缅甸、埃塞俄比亚、苏丹及其他热带、亚热带国家也有广泛种植。芝麻含有丰富营养物质，含油量约50，其中不饱和的油酸和亚油酸占85，蛋白质含量约25，还含有大量的芝麻素、芝麻酚和维生素E等抗氧化物质和生命活性物质，芝麻及制品在制药、食品和饲养等行业都具有重要应用价值。可消除有机自由基、过氧化物及羟自由基，是重要的食品工业原料，可以直接食用或用作食品的原料，如芝麻籽、芝麻油是制作糕点、糖果、芝麻酱、芝麻乳等食品的优良原料。近年来，我国芝麻年产量的30左右直接用于食品，50以上用作制油。芝麻油通常采用水代法、压榨法、浸出法等方法制取【2,3】。水酶法、微波萃取法以及超临界CO：萃取等制取芝麻油的方法也正在兴起【4】 水代法、压榨法制取的芝麻油为芝麻香油，香味可口，一般作冷调油使用；浸出所得的芝麻油经过精炼后得到普通芝麻油。水酶法制取芝麻油工艺简单，维生素E及亚油酸损失较少；微波萃取法制取芝麻油效率高，并且能够很好保存其营养成分；超临界CO2，制取芝麻油符合低碳的理念，制取的芝麻油不需精制就达到一级油的标准。目前油脂精炼的脱胶方法有水化脱胶、酸法脱胶、特殊湿法脱胶、酶法脱胶、膜分离脱胶、硅法脱胶等工艺。除常规的精炼法外，还有用十法的富含碱性的偏硅酸钠(SMS)精炼芝麻油，这种方法使油中的游离脂肪酸(FFA)显著减少，它能阻止乳胶的形成，因此皂脚能够很容易分离，这一过程被认为是很便利的制备低FFA的最优方法引。但是这些方法都会不可避免地造成油脂不同程度的精炼损失。而且一般不适用于芝麻香油和冷榨芝麻油的精炼。芝麻香油一般采用低温长时间沉降法脱胶，该方法避免了由嗪和支链醛类成分的散失，影响芝麻油固有的浓郁香味。20世纪90年代以后，在国外，冷榨芝麻油通过T艺的控制，可以生产出食品级、化妆品级和药品级的芝麻油。冷榨芝麻油在我国是一个新的产品，虽然它的生产减少了对各类化丁原料的消耗，避免了各种废料对环境的污染，但是人们对其精炼丁艺研究较少，除了食用并未广泛用于其他行业。低温制取植物油脂一直是人民追求的一种技术。利用现代分离技术实现萃取油脂的研究集中在二氧化碳超临界萃取技术方面【5】，在芝麻制油和天然物质提取方面也有许多学者做了大量试验工作【6-7】，但实现工业化还有许多工作要做。采用更为接近工业化生产亚临界(丁烷)浸出技术。在工业生产中对部分油脂的加工已经成熟的运用，用液化丁烷对芝麻冷榨饼进行浸出研究，以得到最佳工艺参数，达到低温制油是目的是本研究课题的目标。有关亚临界浸出技术的研究已经有十多年的历史。有许多研究人员采用此技术提取油料中天然脂类物，已经获得成功【8】。对芝麻冷榨饼进行浸出的研究，可提高了出油率，又保证了其中有营养价值的成分不被破坏。芝麻的主要组成是油脂、蛋白质、碳水化合物、维生索B、维生素E、矿物质及木脂索等，这些物质在低温萃取条件下提取出来不被破坏，还有学者采用液化丁烷提取高含油油料【9】。二、 工艺流程设计方案的确定1 、生产工艺方案工艺流程： 芝麻清理（漂洗）干燥冷榨过滤成品油2 、生产工艺方案选定的依据原料芝麻的数据如下： 含油率：46%-62% 含杂率：清理前1%，清理后0.02% 清理损耗：1.5% 水分：7% 饼中残油：13%无论是机榨芝麻油还是小磨香油，其脂肪酸大体含油酸35.0-49.4%，亚油酸37.7-48.4%，花生酸0.4-1.2%。芝麻油的消化吸收率达98%。芝麻油中不仅不含对人体有害的成分，而且还含有特别丰富的维生素E和比较丰富的亚油酸。经常食用芝麻油可调节毛细血管的渗透作用，加强人体组织对氧的吸收能力，改善血液循环，促进性腺发育，延缓衰老保持春青。所以芝麻油是食用品质好，营养价值高的优良食用油。芝麻没有皮壳，所以预处理不需要进行脱皮脱壳工序。又因为由于芝麻收割过程中不可避免会带入一些铁屑和并肩泥，因此要进行磁选和去并肩泥操作。油料为含油率55%的芝麻，含油率较高，且储藏安全水分含量为7%8%，水分含量较高故不需对芝麻进行软化操作。芝麻含有较高的蛋白质（20%-25%），提取油脂后的芝麻饼粕的蛋白质含量更高（40%-46%），低温冷榨制取芝麻油工艺，不仅可以得到蛋白质低变性的芝麻饼粕，还能有效保存芝麻油中的营养物质和天然风味及色泽，得到清香的、化妆品级和药品级的芝麻油，大大提高芝麻油的综合利用价值。【10】 因此不采取蒸炒操作，为了破坏油料的细胞组织，增加油料的表面积，缩短油脂流出的路程，利于油脂的提取，故清理后的菜籽直接进行轧坯，对轧坯的基本要求是料坯要薄，面均匀，粉末少，不露油，松手散开，粉末度控制在筛孔1毫米的筛下物不超过1015，对不同油料和不同制油工艺，要求料坯的适宜厚度有所不同。高油分油料的料坯应厚些，低油分油料的料坯厚度应薄些，直接浸出工艺的料坯应薄些，预榨浸出或膨化浸出的料坯可厚些。最后将调整水分为4%的生坯用预榨机进行压榨，得到最终产品的毛油和预榨饼。3 、生产工艺方案的特点本工艺有如下特点：1. 设计选择的工艺适用于芝麻，处理量为300吨/天。2. 本工艺设计简明，清晰，易于进行生产操作，设备使用效果好，使用率高，少浪费固定资源，易于投产。3. 芝麻油料的处理流程为:芝麻清理（漂洗）干燥冷榨过滤成品油三 、工艺流程说明1. 原料芝麻经平面回转筛、永磁滚筒磁选器、立式圆打筛清理后的含杂率小于0.02%；2. 芝麻经清理后直接轧坯，料坯厚度小于0.35mm；3. 将将轧坯后的的生坯进行预榨，要求投料均匀，入榨水分为4%，榨后饼中含油13%。四 工艺计算1 、物料衡算1.1已知条件1.1.1原料成分表：成分杂质油水惰性固体含量1%55%7%45%1.1.2工艺指标清理后的含杂指标 0.02% 入榨水分 4%压榨后干饼残油 13% 1.2组分物料衡算A、油 含油30055%165 t/dB、水分 含水3007%21 t/dC、杂质 含杂3001%3t/d表： 组分物料衡算表组分油水杂质含量(t/d)1652131.3按工序进行物料衡算工序物料衡算示意图： E1 E3 N N1 N2 N3 N4 原料芝麻清理（漂洗）干燥冷榨过滤成品油 E2 E3 各工序物料衡算1.3.1. 清理设清理后净籽中含杂量为X，由物料衡算关系可以列出下列方程式：X/(X+300-3) 100%=0.5% 解得 X0.06 t/d 故得 E130.062.94 t/d又因为清理损耗为1.5% 故： E2=（300-2.94）1.5%=4.46 t/d N1N-E1-E2=3002.94-4.46292.6t/d1.3.2. 漂洗（按照一般水品，用水20t）N1=N2=292.6t/d1.3.3.干燥N2=N3=292.6t/d1.3.4. 压榨N3中水分292.64%11.7 t/dN3中含油165 t/dN3中固形物292.6-11.7-165115.9 t/d设预榨饼N4中含油X1，则 X1/ （X1N3中固形物）100%13% 解得 X117.3t/d故 N4N3中水分+ N3中固形物+油X1=11.7+115.9+17.3144.9 t/d E4N3中含油-油X1=165-17.3=147.7t/d1.4 物料衡算表工序物料衡算表:工序输入输出清理芝麻N 300 t/d杂质E12.94t/d清理损耗E2=4.46 t/d净籽N1292.6 t/d漂洗、干燥N1=N2=292.6t/d生坯N3=292.2t/d压榨生坯N3262.59t/d预榨饼N4144.9 t/d毛油E4147.7 t/d总物料衡算表:原料产品芝麻N 300 t/d 漂洗用水20 t/d除去杂质及损耗7.4t/d脱水23 t/d预榨饼144.9t/d毛油147.7 t/d小计300 t/d2、热量衡算（略）五 设备选型芝麻油料的处理流程为:芝麻清理（漂洗）干燥冷榨过滤成品油油料应先用筛选设备,大型和小型杂质，然后用磁选设备除去磁性金属夹杂物.如果油料中含有并肩泥，可采用立式圆打筛等设备加以清除。经过清理后的油料必须符合规定的要求，方可进入下一道工序；不符合要求的应回机重新处理。清理出的下脚中油料含量超出标准时，应另行整理。清理完全后的油料进入液压轧坯机进行轧坯，生坯进行蒸炒后进入预榨机压榨。设备首先满足生产的要求，设备布置要尽量按工艺流水线安排，但有些特殊设备可按相同类型作适当集中，务必使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。且应积极采用成熟的新技术、新工艺、新设备，使操作机械化，过程连续化。本次设计所用的设备及其特点如下：平面回转筛：双层筛面的SFJM200-2型，筛面尺寸（mm）20283660（宽长），设备外形尺寸（mm）582026001800，筛孔尺寸（mm）1212/55（上层）、3/1.2（下层），筛面倾角4-6，配用动力7.5kW，产量（t/h）105（大豆），6-7（豆皮）。筛孔尺寸根据用户工艺要求可以进行改变，不同筛网相应有不同产量，最大初清产量可以达到200t/h。TCXT20永磁滚筒 TCXT20永磁滚筒，是饲料设备引进消化吸收之产品，主要用于分离原料中的磁性金属杂质，适用于各种规模的饲料厂，粮油加工厂，以及溶剂厂，酿造厂等。本机的磁芯采用最新研制的稀土永磁材料制成，磁感应强度可达200380MT，寿命可达68年，指标超过引进样机水平，永磁体外筒采用不锈钢板焊接而成，具有造型美观，结构合理，除铁效率高，不占场地，无须动力等优点。主要规格和技术参数如下：项 目规 格处理量（t/h）永磁筒直径（mm）外筒直径（mm）磁筒表面磁感应强度（GS）除铁效率外型尺寸（高直径）全机毛重（kg） 20 （r=0.5）2404001600GS98%400320ZY32型预榨机：ZY32型螺旋预榨机是目前国内最大的连续预榨设备。适用于棉籽、菜籽、桐籽、葵花籽、花生等高含油植物油料的压榨制油，具有自理能力大、动力消耗小、运行费用低、干饼结构松而不碎、易于溶剂渗透、残油率低等特点，是大中型油厂理想的榨油设备。主要规格和技术参数如下：项 目规 格处理量（吨/天）干饼残油率（%）主电机功率（KW）榨轴转速（r/min）外型尺寸（长高宽）净重（吨）26030016209011045410022705140mm11其他设备a、TGSS系列埋刮板输送机 TGSS系列埋刮板输送机是吸收国内外先进技术而设计的输送机械，其规格型式、主要技术参数和性能指标均符合GB10596国家标准。设备采用高强度刮板输送链，UHMW耐磨道轨，配有防堵和断链停车装置，具有整机寿命高，运行平稳，结构尺寸小，输送量大，耗能低，物料破损率低等特点，广泛适用于粮仓及粮油、饲料和散装物料等行业和部门。b、TDTG系列高效斗式提升机 TDTG系列高效斗式提升机适用于垂直输送颗粒，粉状物料及散装物料，具有输送量大，效率高，体积小，轻型，密封性能好，提升高度可达70米等特点。c、LSS螺旋输送机 LSS螺旋输送机具有结构简单，密封性能好，操作安全方便，可以中间多点进料和卸料等特点。d、除尘及配套设备 选用QMC72（H=100）除尘器，配套选用630No8电机进行整个系统的除尘。设备清单序号设备名称设备型号设备数量1平面回转筛SFJM200-212永磁滚筒TCXT2023螺旋式预榨机ZY3214埋刮板输送机TGSS系列35斗式提升机TDTG系列46LSS螺旋输送机LSS57除尘及配套设备QMC72（H=100）1六、水电气消耗6.1 用水量估算： （1）生产用水：1.5t/h （2）清洁用水： CIP用水：配制23%的HNO3溶液需水1.9t，配制23%的NaOH溶液需用水3.7t，热水5t，则全厂清洗用水为：10.6t每小时0.53t。 洗刷地坪用水：规定1t水可洗40平方米，每4小时洗一次，地坪面积大约为260平方米，则平均每小时用水：260/40/4=1.6t/h。 6.1.1 给水系统：所有的生产及生活用水都由石家庄市水利局统一供给，具体细节与当地政府协商。 6.1.2 排水系统： 工厂卫生是植物油工厂的头等要事，而排水设施和排水效果的好坏又直接关系到工厂卫生面貌的有劣，因此，设计排水系统时，要注意以下几个方面： (1).生产车间的室内排水（包括楼层）易采用无盖板的明沟，且明沟需要有一定的宽度、深度和坡度，车间内地坪的排水度宜为1.52.0%。 (2).在进入明沟排水管道之前，应设置栅隔，以截留固型物，防止管道堵塞，垂直排水管的口径应比计算选大12号，以保持排水流畅。 (3).生产车间的对外排水口应加设防鼠装置，宜采用水封而不用弯水管以防堵塞。 (4).生产车间内的卫生消毒池、地坑及电梯坑等，均需考虑排水装置。 (5).车间的对外排水尽可能考虑清浊分流，其中对含油脂或固体残渣较多的废水，需在车间外，经沉淀池后在排入场区下水管。 (6).室外排水宜应采用清浊分流制，以减少污水处理量。 (7).植物油工厂区污水排放不得采用明沟，而必须采用埋地暗管，若不能自流排出厂区，得采用排水泵，来帮助进行排放。 (8).厂区下水管也不宜采用渗水材料砌筑，一般采用混凝土管，其管顶埋设深度不宜小于0.7米。由于植物油厂废水中含固体残渣较多，为防止堵塞，设计管道流速应大于0.8m/s，最小管径不宜小于150mm。本设计中室外排水采用带盖板的明沟，沟宽250mm、深300mm，坡度取1.5%，在进入明沟管道之前设格栅、对外排水口用水密封，均做防鼠装置。6.2用电量估算：6.2.1用电设备一览表序号设备名称设备型号设备数量1平面回转筛SFJM200-212永磁滚筒TCXT2023埋刮板输送机TGSS系列54斗式提升机TDTG系列5LSS螺旋输送机LSS6除尘及配套设备QMC72（H=100）16.2.2 供电要求及响应措施： 1.负荷随季节有所变化，植物油厂生产的季节性强，用电负荷变化大，因此，大中型植物油工厂宜设两台变压器供电，以适应负荷的剧烈变化。2. 植物油工厂机械化程度不断提高，用电设备也逐年增加，因此，需要变、配电设施的容量或面积，要留一定空地供扩充。3.植物油工厂的供电性质属类负荷，一般采用单电源供电，但停电将很大可能造成大量成品或半成品植物油的变质和浪费，故供电不稳地区若有条件的话，宜采用双电源供电。4.植物油工厂生产车间水多、汽多、温度高，所以供电管路及电器应考虑防潮。植物油工厂的用电负荷一般采用需要系数法， Pj=KxPe （kw）Aj=Pjtg （kvar） Sj=Pj/cos=(Pj2+j2)1/2 (kVA) 式中: Pj:最大计算有功负荷, kw ; Kx：用电设备的需要系数 ； j：最大计算无功负荷 kVA ； Pe：用电设备的装接容量 kVar ； Sj：最大计算视在负荷 kVA ； cos：用电负荷的平均自然功率因素；tg：用电负荷的平均自然功率的正切值每吨成品用电37020/10=740度/t成品功率因数COS:因设备的不同而异，根据油脂工业手册取油脂车间， COS=0.75-0.8之间。6.2.3 供电系统本厂电源动力与照明共用，采用高压供电，低压量电装置，由于高压供电功率因数低于0.9，采用静电容装于配电间集中补充到0.9。厂区外线采用低压架空线，架空线采用LJ型，铝胶线，建筑物比较集中的厂区布线或沿墙线采用绝缘线，采用水泥电杆，埋深为1/6杆长，距路边0.5m，杆距30m，每杆设路灯一盏。车间内动力电与照明分开，配电装置应留有容量，备用回路和备用供电点。本厂供电属类负荷，即采用单源供电，临时停电，以防产生重大事故，应设有一功率50发电机。 6.3 用汽量估算：6.3.1 生活用气量估算生活用气量包括食堂、浴室等，取238.9/，取20%裕量，则总蒸汽量为：G=G(1+20%)=(4360+238.9)1.2=5518.68Kg/h。6.3.2 供汽管径的确定d=1.128G/PV3 式中d-蒸汽管内径m；G-蒸汽质量流量Kg/s；-蒸汽密度Kg/m；V-蒸汽密度m/s今G=5518.68Kg/h=1.53Kg/s，蒸汽输送选用700Kpa压力，则3.6657Kg/m，取蒸汽流速为V=30m/s 。d=1.1281.53/3.665730=46.9mm。查化工原理选无鏠钢管57mm，壁厚3mm。6.3.3 锅炉选型 1选型原则（1）高效、节能、操作和维修方便。（2）由于芝麻油厂用汽负荷不大，所以锅炉需要1台即可。（3）先考虑链条，炉排不用沸腾炉和煤粉炉。 2锅炉容量的确定Q=1.15(0.8Qc+Qs+Qg)式中Q-锅炉额定容量T/hQc-全厂生产用最大蒸汽耗量T/hQs-全厂生活用最大蒸汽耗量T/hQz-锅炉房自用汽量（一般取58%）T/hQg-管网损失（一般取510%）T/h已知Qc=4.36T/hQs=0.239 T/hQz取0.8%Qg取10%所以Q=1.15（0.84.36+0.239+0.08Q+0.1Q)=1.15蒸发量用电功率台数配套转机 4T/h38.1kw 1鼓风、风机、电动泵、蒸汽泵、水软化（3.48+0.239+0.08*4.36+0.1*4.36）=4.05T/h3锅炉选择4锅炉用水要求： 锅炉属于特殊压力容器，水在锅炉