棉籽预处理.doc

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： 1000t/d棉籽预处理车间工艺流程设计 姓 名_ 李小艳 _ 学 号_ 060107626_院 (系)_ 食品学院_专 业_ 油脂工程_指导教师_ 罗质_2009年 12月 30日目 录总论3第 一 章 工艺流程设计方案的确定5 1.1设计题目51.2油料原始数据51.3 工艺流程方框图51.4生产工艺方法选定的依据及特点5第 二 章 工艺流程说明62.1 预处理工艺流程62.2 棉籽的清理62.21 风选62.2.2筛选 72.2.3 磁选72.2.4 比重去石72.2.5 并肩泥清选72.3 棉籽的破碎剥壳82.4 油料生坯的制备82.4.1 轧坯8第 三 章 工艺计算83.1 物料衡算示意图83.2 已知条件83.3 物料衡算93.4 热量衡算9第 四 章 设备选型104.1 输送设备104.1.1螺旋输送机104.1.2 斗式提升机114.2 清理设备114.2.1 风选设备114.2.2 筛选设备114.2.3 比重去石设备 124.2.4 磁选设备124.2.5 并肩泥清选设备124.3 剥壳设备134.4 仁壳分离设备134.5 轧坯设备13第 五 章 设备清单14设计总结15参考文献16附录底面总 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。我国的油脂工业经过半个多世纪的发展，发生了翻天覆地的变化，取得了巨大成就。特别是改革开放以来，我国的油脂工业与科学技术发生了巨大的变化。先后依靠自主创新和研究开发，借鉴国外先进管理经验和消化吸收引进的先进技术装备，中国的油料加工能力、生产过程的机械化、自动化程度大大提高，植物油脂产品花色品种琳琅满目，质量不断提高。我国的油脂加工设备产品门类品种齐全。我国的油脂加工设备包括了从大豆、油菜籽、花生、棉籽、葵花籽、米糠、玉米胚芽等各种不同油料作物收获后的干燥、清理、分选、储藏及输送，油料的预处理、预榨、浸出、精炼、包装与副产品的精深加工等全过程各个单元操作所需的各种专用设备和通用设备棉籽是我国的主要油料之一，棉籽是棉花作物的种籽。棉花属锦葵科一年生草本植物，在世界很多地区都有种植，但主要在热带和亚热带地区种植。棉花主产国有中国、前苏联、美国，其他生产国还有印度、巴基斯坦、埃及和土耳其等国家。我国是世界产棉大国，棉花产量占世界棉花产量的1/3。棉花产量较高的省份是河南、河北、山东、湖北、安徽，近年来新疆地区的棉花产量增长迅速，现在占了全国产量的1/3以上。作为棉花作物的种籽，成熟的棉籽除去短绒后呈黑色，外观形状呈不规则犁梨状的圆锥形或卵圆形。棉籽仁即为胚，是两片卷曲状的子叶，黄白色，富含油脂。棉籽整粒含油15%-25%,棉仁含油32%-46%，含蛋白质30%左右。棉仁中含有0.5%-2.5%的棉酚。继大豆、菜籽等大宗油料加工规模逐步扩大之后，棉籽制油由于受到的市场冲击较小，近年来其加工利用受到普遍关注。建厂规模日趋扩大，建厂数量也在逐年上升。棉籽的预处理历来是企业比较棘手的问题，由于含有棉绒，处理不当往往造成车间棉绒及灰尘飞扬，污染周围环境，对操作人员健康不利，同时也存在一定的安全隐患。因此，棉籽的预处理是设计及建厂中不可忽视的一个工序。棉籽的预处理和大豆、菜籽等原料有很多不同之处（如含棉酚），需要充分重视。同时，各地的原料，或不同季节的原料，水分含量、脱绒程度也各不相同，在工艺和设备选择中应考虑各种因素综合分析，最终确定最为合适的工艺线路和设备。棉籽的预处理是棉籽制取棉油的前期工作。预处理工作的好坏，直接影响棉油的制取和生产环境。本设计项目是1000t/d棉籽预处理车间流程，它一般包括棉籽的清理、除杂和剥壳，仁壳分离以及棉仁的软化、轧坯。第一章 工艺流程设计方案的确定1.1设计题目1000T/D棉籽预处理车间工艺流程设计1.2油料原始数据棉籽：含油 率：全籽 23%；棉仁 30%-40% 含杂 率：清理前 6% ，清理后 0.50% 清理损耗：0.50% 水 分：11%12% 含壳 率：全籽 25%-40% 剥壳分离后仁中含壳率 6%-10% 剥壳分离后壳中含仁率 0.50% 饼中残油：15%17%1.3 工艺流程方框图 轻杂 大杂 油料（棉籽）风选筛选去石磁选并肩泥的清选 重杂 小杂 金属杂质破碎剥壳仁壳分离仁轧坯坯片 壳壳库1.4 生产工艺方法选定的依据及特点在油脂加工过程中，能耗与生产成本、产品和产品的质量与得率等，都与油料的预处理有着直的关系。油料预处理的好坏，不仅直接影响浸出过中的渗透性、浸出后粕中残油等项指标，而且也会响油料中的各种成分、毛油的品质、精 炼效能、最后产品的质量及生产过程中的能耗等。因此，原料预理工序要依产品的不同而有所调整，真正优化工艺和设备，以适应不同的需要。本工艺特点： 因为进入去石机的油料不应含有大杂质和小杂质，因此去石放在风选与筛选后。 在工艺流程中，因为考虑到水分含量是11%-12%，已经能保证剥壳顺利进行，故在剥壳前不设置“调节水分含量”一项，且在轧坯前不设置“软化”一项。 本工艺是在广泛查阅资料后综合分析的基础上改善而成。具有仁壳分离率高，棉仁粕粗蛋白含量高，运行安全可靠等优点。第二章 工艺流程说明2.1 预处理工艺流程 轻杂 大杂 油料（棉籽）风选筛选去石磁选并肩泥的清选 重杂 小杂 金属杂质破碎剥壳仁壳分离仁轧坯坯片 壳壳库2.2棉籽的清理油料中所含的杂质分为有机杂质、无机杂质及含油杂质三类。大多杂质本身不含油，在制油过程中不仅不出油，反而会吸附一定量的油在饼粕中，含有的泥土、植物茎叶、皮壳等杂质会使油脂色泽加深、产生异味等不良现象；含有的石子、铁质等硬物会磨损设备。因此，在油脂制取之前对油料进行有效的清理和除杂，可减少油脂损失，提高出油率，延长设备使用寿命等。清理主要包括风选、筛选、比重去石、磁选及并肩泥的清选。2.2.1 风选依据：根据油籽与杂质在比重和气体动力学性质上的差别，利用风力分离油料中的杂质。风选可用于去除油料中的轻杂质及灰尘，也可用于去除金属、石块等重杂，还可用于油料剥壳后的仁壳分离。特点：风选可根据油料的物理性质自行调整风速来实现，可去除类似于灰尘类很轻的杂质，通过调整风速，可达到较好的分离效果，且风选有着筛选等其它清理方法不可替代的作用。2.2.2 筛选依据：筛选是利用油料和杂质在颗粒大小上的差别，借助含杂油料和筛面的相对运动，通过筛孔将大于或小于油料的杂质清除掉。（棉籽筛除大杂质选用圆孔直径16-19mm的筛板，筛除小杂质选用圆孔直径3-4mm的筛板。）特点：通过筛子的相对运动以及筛面的不同选择可除去油料中的大型杂质和小型杂质，筛选是一种传统的清理工艺，此方法简单易行，可实现较好的分离效果。2.2.3 磁选依据：磁选是利用磁铁清除油料中金属杂质的方法。金属杂质在油籽中的含量虽然不高，但它们的危害甚大，容易造成设备，特别是一些高速运转设备的损坏，甚至可能导致严重的设备事故和安全事故，故必须清除干净。特点：能耗低、水耗低、环境污染小。设备价格低，操作方法简单，除杂效果好。2.2.4比重去石 依据：比重法去石是根据油籽与石子的相对密度及悬浮速度不同，利用具有一定运动特性的倾斜筛面和穿过筛面的气流的联合作用达到分级去石的目的。 特点：可有效防止灰尘外扬。2.2.5并肩泥的清选依据：形状、大小与油籽相近或相等，且比重与油籽也相差不是很显著的泥块称之为“并肩泥”。菜籽、大豆、芝麻中并肩泥的含量比较多。并肩泥的清理是利用泥块和油籽的机械性能不同，先对含并肩泥的油籽进行碾磨或打击将其中的并肩泥粉碎即磨泥，然后将泥尘筛选或风选除去。特点：可除去难以除去的杂质，经过摔打碾磨，并肩泥可很容易的除去，选用风机除尘，合理利用设备。工艺要求：棉籽经过请选后，不得含有石块、铁杂、麻绳、嵩草等大型杂质。净料中含杂质最高限额为0.5%。杂质（下脚料）中含油料最高限额是0.5%。23棉籽的破碎剥壳 油料的剥壳破碎是带皮壳油料在取油之前的一道重要生产工序。 依据：棉籽是典型的带壳油料，它的皮壳主要是由纤维素和半纤维素组成，含油量极少。如果带壳制油，皮壳不仅不出油，反而会吸附油脂残留在饼粕中，降低出油率。特点：剥壳后不仅可以提高油脂生产的工艺效果，而且也利于皮壳的综合利用。工艺要求：剥壳率高，漏籽少，粉末度小，利于剥壳后的仁壳分离。2.4油料生坯的制备轧坯的目的在于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，有利于油脂的提取，也有利于提高蒸炒效果。2.4.1轧坯依据：轧坯时可利用机械外力的作用破坏油料的细胞组织，破坏部分细胞的细胞壁。轧坯使油料由粒状变成片状，减小了其厚度，增大了表面积，在溶剂浸出取出油时料坯与溶剂的接触表面增大，油脂的扩散路程缩短，有利于提高浸出的速度和深度。工艺要求：坯片要薄而匀、少成粉、不露油。第三章 工艺计算3.1物料衡算示意图 N1 N2原料菜籽 清理 轧坯 N2 E1输入的原料重量 = 产品重量 + 生产过程中的物料损失重量3.2 已知条件 原料成分全籽含油： 23% 棉仁: 30%-40% 全籽含壳： 25%-40%全籽含杂： 6%全籽含水： 11-12% 预处理后含杂率：0.50% 剥壳分离后仁中含壳率： 6%-10% 剥壳分离后壳中含仁率： 0.50% 饼中残油：15%17%清理损耗：0.50%3.3 物料衡算为了简化计算，假设杂质中不含油、水；脱壳后剩余杂质随壳排出；原料和油份在生产中的无形损失不计算。N1=1000T/D清理前含杂量为1000*6%=60T 纯油料量为1000-60=940T清理损耗为940*0.50%=4.7T 则清理后纯油料重N2=940-4.7=935.3T设清理后含杂量为A 即A/(A+935.3)=0.5% 得A=4.7TE1=60-4.7=55.3T 由上可知 1000=（935.3+4.7）+55.3+4.7即 N1= N2+ E1+清理损耗3.4热量恒算热量恒算是在油脂工厂中经常碰到的导热量恒算，热量恒算的结果可以确定输入式输出的热量，从而求出加热剂或者冷却剂的消耗量，求出准备传热面积的大小，能量恒算标准往往又为一些设备设计提供计算依据。油脂工厂中热量恒算一般用一下式子表示：Q1+Q2=Q3+Q4+Qn第四章 设备选型设备选型及其工艺设计，一般是在物料衡算和热量衡算基础上进行，但有时也与选择生产方法、确定工艺流程同时进行。工艺流程设计是油厂设计的核心；而设备选型及其工艺设计，则是工艺流程设计的主体。因为先进工艺流程能否实现，往往取决于提供的设备是否相适应。因此尽可能选择一种既能符合工艺要求，而且又是高效经济的设备类型。4.1 输送设备4.1.1螺旋输送机（1）螺旋直径的计算： DK*(Q/C)1/2.5式中：D螺旋直径（米）K物料综合特性系数 （K取0.051）Q输送能力（吨/时）物料填充系数（取0.3）物料容重（吨/米3）（取0.56）C倾角系数（倾斜角=30时，C=0.8）D0.463m按上式计算得出的D值圆整为标准螺旋直径500毫米螺旋轴转速的计算：n nf=A/(D0.5)式中：n螺旋轴转速（转/分）nf螺旋轴的极限转速（转/分）A表示物料综合特性的系数（A取45）n nf=45/(0.50000.5)=63.6转/分转速n应圆整为60转/分螺旋直径D与转速n圆整后的值还必须对填充系数进行验算：=动Q/(47D2S*n*C*)S=0.8D=0.2640.250.2640.35在所推荐的范围内，则圆整值D以及n是适当的。（2）所需功率计算螺旋输送机的轴功率可按下式计算：No=Q*(L*K1H)/367式中：No螺旋输送机的轴功率（千瓦）Q输送量（吨/小时）K1运送物料的阻力系数 查表为K1=2.5L输送机的长度（米） 查表为L=13米H倾斜输送机的提升高度（米） H=6.5No=4.43千瓦螺旋输送机所需电机功率：N= No *K2/式中：N电机功率（千瓦）传动装置总效率 查表得=0.95K2功率储备系数 10米L 20米 K2=1.3N=4.43*1.3/0.95=6.1千瓦所以选择电动机型号为Jo2-42，转速为n=296转/分，功率7.5千瓦，根据n=60，Q=42吨/小时，选择LSS螺旋输送机规格为LSS.45。4.1.2 斗式提升机选取DTG.48/18型斗式提升机畚斗规格（宽*厚 毫米）180*120头轮直径480毫米传动链速度3.4米/秒输送量50吨/时4.2 清理设备4.2.1风选设备可选用FXC-40型风力分选器（3台）日处理量400t-500t外型尺寸（mm）4600*1350*4010蛟龙直径（mm）直径400进风口（mm）直径400出风口（mm）直径700配备动力5.5Kw(电动机) 风机7.5Kw4.2.2 筛选设备查取资料，可用SM.125型平面回转筛（6台），其相关参数如下：产量（t/h） 7.5筛面宽度mm 1250筛面倾角（度） 8筛体回转速度r/min 400筛体回转直径mm 140.5吸风量m3/h 3550配备动力kw 1.1外型尺寸（长*宽*高） 2000*1563*1400重量kg 8604.2.3 比重去石设备 选用TQS190型吸式比重去石机（4台） 产量(t/h) 10-14 振幅mm 3.5-5振动角(度 ) 355筛面倾角(度) 5-9吸风量m3/h 8500动力配备（kw） 0.4机重（kg） 400外形尺寸（mm） 1705*2030*15304.2.4 磁选设备选用RCYG系列管道式永磁除铁器（1台）RCYG1系列永磁滚筒除铁器技术参数：型号参数项目 RCYG1-50适应产量50t/h 管道外形尺寸L*W*H(mm) 1000*670*190永磁铁外形尺寸L*W*H(mm) 600*650*200法兰接口外形尺寸L*W*H(mm) 770*290适应坡度与地面夹角 40-50重量kg 5004.2.5 并肩泥清选设备MLGT15/25型胶辊砻谷机（9台）产量5.0 t/h胶辊规格（长度*直径mm）152/255风量4000-6000m3/h动力配备5.5+4Kw机重950Kg外形尺寸长*宽*高（mm）1980*880*23704.3 剥壳设备 刀板剥壳机刀板剥壳机是棉籽剥壳专用设备。其特点是剥壳后的整仁率高，粉末度小，仁壳易分离。4.4 仁壳分离设备TQLZ150型振动筛（2台）产量t/h 12-30筛面长*宽 mm 2000*1500筛面倾角（度） 0-12振动频率（次/min） 920-950振幅mm 2.5-5.5动力配备kw 0.75*2外形尺寸mm 1410*2690*19804.5 轧坯设备 FRFM32in/84in型平列式单对辊轧坯机（2台）处理量 500t/d外形尺寸（mm）469038602150轧辊压力（T）35胚片厚度（mm）0.25 - 0.35电机功率(KW) 160第五章 设备清单 设备名称设备型号处理量台数螺旋输送机LSS.45型1000-1050T/D1斗式提升机DTG.48/18型1200T/D2风力分选器FXC-40型400-500T/D3平面回转筛SM.125型200T/D6比重去石机TQS190型280T/D4永磁除铁器RCYG1-50型1200 T/D1胶辊砻谷机MLGQ25*2型120 T/D9刀板剥壳机振动筛TQLZ150型600 T/D2轧坯机FRFM32in/84in500 T/D2设计总结 通过对本次多天设计思路的梳理，我发现了许多自身存在的不足：比如工艺方面，一些很简单的工艺我却不清楚，在对知识的融汇贯通方面还有欠缺。但经过这次设计很好的弥补了我这些方面的缺点。首先，在设计过程中，我严谨认真，勤于思考，通过上网和去图书馆查阅大量的资料来为此次设计做好铺垫，同时固了所学的专业知识，使自己的专业水平有了极大的提高，真正做到了学以致用，使理论与实际紧密的结合起来。例如，在做物料衡算时，我起初把这个过程想象得很复杂，但真的动手查阅资料并分析思考过后，发现一点都不难，其实很多东西都是相通的，关键是基础一定要打牢。第二，在设计过程中遇到困难，我会通过自己查阅专业资料、认真思考来解决，大大锻炼并提高了我自主发现问题、解决问题的能力。比如说设备的选型，由于1000T/D的处理量相对较大，我在图书馆查阅了不少资料，经过不断总结以后终于列出了设备清单，相比较而言，这是一项比较耗时的工程。说明一点本次设计所参考的用书几乎都是八十年代的老书，故所参考的数据都有待更新。同时所选设备也有待更新。第三，这次设计帮助我复习和巩固了计算机办公软件的操作，为以后工作打下了基础。虽然我遇到了很多意想不到的困难，但是我收获的更多。在自身努力与同学的帮助下我以最积极、最努力的态度完成了这次课程设计。 参考文献1 何东平.油脂工厂设计手册. 湖北科学技术出版社，1990.42 刘玉兰. 油脂制取工艺学. 科学出版社，20083 过祥鳌.油脂工厂工艺设计.中国商业出版社,19894油脂工厂工艺设计. 郑州粮食学院，1988.95 董莪.油脂工厂建筑概论.武汉粮食工业学院，1991.16油脂工厂设计原理.武汉粮食工业学院，19847 周镇江.轻化工工厂设计概论.中国轻工业出版社，1994.48 李国庭，陈焕章等.化工设计概论.化学工业出版社，2008.99 夏清，陈常贵.化工原理（上）.天津科学技术出版社，199210夏清，陈常贵.化工原理（下）.天津科学技术出版社,1992目 录第一章 总 论11.1 项目概况11.2 可行性研究报告编制单位41.3 承办单位简介41.4 项目区概况51.5 可行性研究依据91.6 可行性研究的范围10第二章 项目建设背景及必要性112.1 项目建设背景112.2 项目建设必要性14第三章 项目建设地址及条件173.1 项目建设地址173.2 项目建设条件17第四章 工程建设方案224.1 项目设计依据与原则224.2 工程规划方案234.3 工程技术方案254.4 给排水工程304.5 供电工程314.6 采暖及通风354.7 燃气设计37第五章 环境保护385.1 环境保护标准385.2 环境影响初步分析385.3 施工期环境保护措施395.4 运营期间环境保护措施415.5 绿化425.6 环境影响评价43第六章 节 能446.1 依据标准、法律、法规和规范446.2 能耗状况和能耗指标分析446.3 节能措施45第七章 劳动安全卫生消防487.1 设计依据487.2 危害因素及危害程度分析487.3 安全设施及措施487.4 消防设施50第八章 抗震设防528.1 编制依据528.2 建设场地条件528.3 建筑结构概况与抗震设计54第九章 组织机构与项目管理569.1 组织机构569.2 项目管理56第十章 项目建设实施进度5910.1 项目建设期5910.2 项目建设实施规划59第十一章 工程招标6011.1 招标依据6011.2 招标投标的基本原则6011.3 项目概况6111.4 项目提前招标情况6211.5 项目招标内容62第十二章 投资估算与资金措筹6512.1 建设投资估算的范围6512.2 投资估算依据6512.3 投资估算编制内容6612.4 资金筹措70第十三章 效益分析7113.1 项目实施对社会的影响分析7113.2 项目与所在地互适性分析7113.3 社会风险分析7213.4 社会评价结论74第十四章 社会稳定风险评估分析7514.1 社会稳定风险评估因素7514.2 项目建设社会稳定风险分析76第十五章 结论与建议7815.1 研究结论7815.2 建议78- 20 -