700t棉仁压榨车间工艺流程设计学士学位论文.doc

700T/D棉仁压榨车间工艺流程设计

武汉工业学院

《油脂制取工艺学》

课程工艺设计说明书

设计题目： 700TD棉仁压榨车间工艺流程设计

姓 名 陈萌
学 号 060107627
院 (系) 食品科学与工程学院
专 业 油脂及植物蛋白工程
指导教师 罗质

2010年 1 月 15 日

目录

第一章 总论---------------------------------------------1
第二章 工艺流程方案的确定-------------------------------1
2.1、操作计算工艺流程------------------------------------2
第三章 工艺流程说明-------------------------------------2
第四章 工艺计算-----------------------------------------3
700T/D棉仁压榨工艺流程物料衡算-------------------------5
总物料平衡表--------------------------------------------6
第五章 设备选型-----------------------------------------6
1、层式蒸炒锅-------------------------------------------7
2、螺旋榨油机-------------------------------------------7
3、澄油箱（捞渣机）---------------------------------------7
4、输送设备的选择（螺旋输送机）-----------------------------7
5、泵的选型---------------------------------------------7
6、提升机-----------------------------------------------7
7、压滤机的选择-------------------------------------------8
8、设备一览表 ------------------------------------------8
第六章 设计体会-----------------------------------------8
参考文献------------------------------------------------9

课程设计任务书主要内容

第一章 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。

第二章 工艺流程方案的确定

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；
2.1、操作计算工艺流程
浸出
压榨饼
压榨

料坯的的
→

料坯的的
→

料坯的的
蒸炒
料坯
料坯的的
→ → →
↑ ↓
精炼
压榨原油
含渣原油
回榨 → →
↓
油渣
←

第三章 工艺流程说明

1、 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，其中油菜籽的最高润湿水分为16%—18%，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。
2、 压榨
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、 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。

第四章 工艺计算

700T/D棉仁压榨工艺流程物料衡算
已知原料棉仁：700T/D （以下单位均为T/D）
为方便计算，设杂质中不含水、油。饼中残油：15%
其组成为：杂质：0.5% 仁中含壳：6% 壳中含水：8% 壳中含油1%
仁中含油：35% 仁中含水：10% 净含仁量：1-0.5%-6%=93.5%
压榨前：N1：仁重=700×93.5%=654.5
杂质=700×0.5%=3.5
壳重=700×6%=42
水重=42×8%+654.5×10%=68.81
油重=654.5×35%+42×1%=233.275

含量/%
重量/T/D
杂质
0.5%
3.5
棉仁
93.5%
654.5
仁中含壳
6%
42
合计

700
杂质
0.5%
3.5
水
9.83%
68.81
油
33.321%
233.275
惰性固体物质
66.675%
466.725
合计

700

蒸炒过程：入蒸水分18%，蒸炒后水分6%，
入榨水分2%（采用高水分蒸胚，加水9.5%）
根据物料变化可得方程组：
E1=N1-N2=700-N2
E1=68.81-0.02N2
解得方程组：N2=644.07 E1=59.93
蒸炒后熟料N2中水含量为：N2水=68.81-59.93=12.88
蒸炒后熟料N2中油含量为：N油=233.275/（644.07-12.88）=36.96%

压榨过程：根据各组分物料的变化得如下方程组：
E2=N2-N3=644.07-N3
E2=233.275-(N3-12.88) ×0.15
解得方程组：E2=163.05 N3=481.02
饼中含水=N2水/N3=12.88/481.02=2.68%
饼中含油=233.275-163.05=70.225
总物料平衡表
类别
加入
支出
物料名称
含量/%
重量/T/D
物料名称
含量/%
重量/T/D
水
原料棉仁N1
9.83
68.81
蒸炒脱水E1
100
59.938

饼含水N2

12.88
合计

68.81

72.818
油
原料棉仁N1
32.785
233.275
压榨E2
100
163.05

饼含油

70.225
合计

233.275

233.275
总
物
料
原料棉仁N1

700
蒸炒

59.93

压榨

163.05

饼

477.02
合计

700

700

第五章 设备选型
输送设备、蒸炒设备、榨油设备及其它设备的选型：
1、 蒸炒锅的选择
700T/D菜籽坯榨油车间工艺流程设计
结论：可选择YZCL400×7型号层式蒸炒锅，共需要2台该种型号蒸炒锅（层式蒸炒锅由数层蒸锅单体重叠装置而成）
其相关技术参数如下：日处理量为370—420D/T，锅体直径φ=4000mm，层数n=7。（陕西省咸阳粮油机械厂）
2、 螺旋榨油机的选择
700T/D菜籽坯榨油车间工艺流程设计
结论：可选择ZY43型螺旋榨油机，共需要2台该种型号的螺旋榨油机。
其相关技术参数如下：日处理量为450-500T干饼残油率18-20%配备动力160+2.2kw外形尺寸5560×940×3423MM净重15000Kg。
此外，ZY43螺旋榨油机是目前国内最大的连续预榨设备，通过ISO9001-2000质量体系认证，适用于棉籽、菜籽、蓖麻、葵花子、花生等高含油料的压榨制油。具有处理量大、动力消耗小、运行费用低、榨出饼结构松而不碎、易于溶剂渗透、残油率低等特点，是大型油厂理想的榨油设备。（河北南皮机械制造有限责任公司，所在地区：河北/沧州）
3、 澄油箱（捞渣机）的选择
700T/D菜籽坯榨油车间工艺流程设计
结论：可选择YCYG60×250型号刮板澄油箱，共需选择4台该种型号的澄油箱连接而成。
其相关技术参数如下：过滤面积（平方毫米）为568×2400 ，有效容积（立方米）为3，刮板速度（M/MM）为1，生产能力（T/D）为220-40，配备动力（KW）为0.75，外形尺寸（MM）为3900×1390×1960，重量（KG）为1880，可选用4台该种型号的澄油箱连接而成，即可达到生产目的。
4、 输送设备的选择（螺旋输送机）
700T/D菜籽坯榨油车间工艺流程设计，输送量需要达到Q=700/24=29.17D/H,查得LSS.32型号的螺旋输送机n=90r/min时，Q=34.3 D/H，可满足该设计要求。
结论：可选择LSS.32型号的螺旋输送机（《油脂工厂设计手册》）
其相关技术参数如下：n=90r/min，Q=34.3 D/H。
5、离心泵的选择
流量Q=700t/d=7000×1000kg/24h=700000/24 kg/h=29166.67kg/h，查资料得油的比重为925kg/m3 ，则油的流量Q1 =29166.67/925 m3 /h=31.53m3 /h。
结论：可选用3BA-6型号的离心泵
其工艺参数为： 流量45m3 /h，扬程57m，转速2900r/min,轴功率11.0kw，电机功率18.5kw。
6、提升机的选择
结论：可选用DTG50/18型号斗式提升机
其工艺参数为：畚斗规格（宽度×厚度）（mm）180×115，头轮直径（mm）500，畚斗带线速（m/s）3.5,生产能力（t/h）45—50，最大提升高度（m）30。
7、压滤机的选择
结论：可选用FGY叶片式干渣过滤器
设备特点：全不锈钢结构，外形美观，经久耐用。产品符合GMP标准，对滤饼采用气动干燥，滤饼含湿率低。有效地减少了滤渣后处理的工作量，采用密布的滤片结构，单位体积内过滤面积大。过滤效率高，占地空间小。可以实现添加助滤剂等操作，此时，过滤精度能够达到0.1微米，产品带有悬臂提升机构，方便开盖进行维护，特有的锥低液体排尽机构，即使只使用单台FGY型过滤机，也不会使锥体部份有存液。
设备一览表
名称
型号
数量（台）
厂家
蒸炒锅
YZCL400×7
2
陕西省咸阳粮油机械厂
螺旋榨油机
ZY43
2
河北南皮机械制造有限责任公司
澄油箱
YCYG60×250
4

螺旋输送机
LSS.32
6

离心泵
3BA-6
2

斗式提升机
DTG50/18
2

叶片式干渣过滤器
FGY
1

第六章 设计体会

这次课程设计我做的是棉仁压榨的工艺流程设计，这个课程设计让我又复习了一遍关于油料压榨的知识，同时在原来掌握的基础上使我对这方面有了更深刻的认识。在设计的过程中也遇到了很多困难，技术上的生疏，知识上也存在不全面，但是通过广泛的查阅资料，以及和同学老师的沟通，解决了一个又一个的难题，不仅夯实了我的专业基础知识，也对压榨这一工艺的认识有了新的提高。这次的设计让我更加确认了，我的大学四年没有白过，我也明白了自己学到了什么。

参考文献
[1] 刘玉兰等.油脂制取与加工工艺学.北京：科学出版社，2003.
[2] 油脂制取教研组.油脂工厂工艺设计.郑州：郑州工学院，1975.
[3] 雕鸿荪.油料预处理及压榨工艺学.南昌：江西科学技术出版社，1985.
[4] 忻耀年.油料冷榨的概念和应用范围.中国油脂.2003（30）：21.
[5] 倪培德.油脂加工技术. [M].北京：化学工业出版社，2003 .7 2 —75.
[6] 国际贸易部郑州科学研究设计院.粮食流通工程设计手册.河南科学技术出版社，1997.
[7] 魏崇光等.化工制图.1986.
[8] 夏清，陈常贵.化工原理（上册）.天津：天津大学出版社，2005.

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