谷物加工专业课程设计.doc

1.前言
1.1设计目
通过课程设计训练，使学生巩固所学到理论知识，提高解决实际问题能力，增强运算、绘图和使用技术资料等技能；培养粮食加工基本工程素质。
工艺流程设计重要任务是:依照原粮工艺性质及成品米级别规定,按照经济合理原则,拟定生产工序及其顺序,选取加工机械设备,科学地组合工艺流程,规定操作指标,拟定设备型号,规格,计算所需设备数量,并拟定各个设备技术参数等.
工艺流程设计是整个建厂设计基本,其她各项建厂设计都是环绕工艺设计进行.因而,工艺流程设计先进与否,不但影响产品质量,产品成本,生产能力等各项经济技术指标,并且还关系到工厂安全生产和文明生产等一系列问题.因此,工艺流程设计工作,必要遵循国家关于方针政策,慎重考虑如何最合理,最有效地运用粮食资源,以积极态度,采用科学技术上最新成就,使设计达到技术上最先进,经济上最合理规定.

1.2设计规定
总体规定
设计思想与办法对的；态度端正科学；能对的运用所学理论知识；能解决实际问题，具备专业基本工程素质；具备对的获取信息和综合解决信息能力；文字和语言表达对的、流畅；刻苦钻研、不断创新；准时按量独立完毕；图文工整、规范，设计计算精确合理。
此外注意
(1).设计前精心准备所需资料（涉及参照书目和各种国标），熟悉自己要设计内容，通过工艺流程组合达到设计所规定质量原则。
(2).工艺流程及设备选型都保证先进、实用。在设计时使用书籍或参照有也许很早，尽量找到近来生产和使用设备。
(3).设计除了阐明流程和设备外还要用CAD作出流程图，作图要规范、原则、清晰。
(4).设计中包括风网设计和布局，组合风网要注意实际中达到除尘和环保规定。
(5).设计中模糊知识要在假期内通过复习巩固，为毕业设计打下基本。

1.3设计根据
（1）设计任务书中给定数据和规定
生产规模：日解决稻谷100吨
原料重要特性：[产地] 东北；[品种] 粳稻；[水分]：16％；[含杂总量]：2.0％（其中：含并肩石10粒/kg,含稗200粒/kg）；[不完善粒含量]正常；[出糙率]85％。
成品种类与规格：[产品类别]高档精制大米；[加工精度]以国标一米为主；[包装规格]常规包装；[出米率]60％。
物料垂直提高方式：升运。

（2）粳米国标(一等原则)
类别
不完善粒
含杂总量
糠粉
矿物质
带壳稗粒
稻谷
碎米
（总量）
小碎米
水分
色泽气味口味
标一米
4.0％
0.25％
0.20％
0.02％
20
粒/kg
6
粒/kg
15％
1.5％
14.5~15.5
正常

（3）粮食加工流程设计基本常识和规律，涉及风网构成、工艺组合等。
2.工艺流程分析
2.1基本工艺流程：
原粮→圆筒初清筛→计量→毛谷→筛选(振动筛)→吸式去石机→平面回转筛→二次去石→磁选→净谷仓→砻谷机→重力谷糙分离机(二次)→净糙仓→砂辊喷风米机→白米仓1→砂辊喷风米机→白米仓2→铁辊喷风米机→凉米器→磁选→抛光→白米分级筛→色选机→抛光→成品仓→过秤→打包→皮带输送。

2.2 清理工艺流程:
2.2.1清理工序拟定
谷物清理目在于保证加工后成品和副成品质量，并且要保护后续工艺设备安全并使后续设备发挥正常工艺效果，此外就是改进生产环境。因此清理段工艺设计和组合是产品质量得以保证基本。
清理工序大体安排为：
原粮→初清（圆筒初清筛、永磁滚筒）→ 计量→ 毛谷仓→筛选（振动筛）→去石（吸式比重去石机）→磁选→平面回转筛→二次去石→磁选→净谷仓

2.2.2清理工序阐明
谷物加工厂稻谷由于选种,收割,脱粒,堆晒,干燥,运送和储藏过程中混入各种各样杂质,如石头,土块,麻绳,异种粮粒,砖头等.清理目就是依照这些杂质与谷物在物理特性上不同并借助于一定风力或机械运动设备将杂质和谷物分离。普通净谷工艺指标为含杂总量不超过0.6％；其中，每公斤净谷中含并肩石不应超过1粒，含稗不应超过130粒。清除大杂中不得具有谷粒，稗子含谷不超过8％，每公斤石子含谷不超过60粒。
2.2.3初清工序
在谷物加工清理工序中，咱们遵循先易后难、先大后小原则，此工序重要是去除稻谷中较容易去除特大型杂质,如稻草,麻绳,土块,砖头等,因此一方面应当进行此工序.这样才干有效防止了此类杂质堵塞溜管或加工设备进出口或缠绕在设备工作部件上,以免影响生产正常进行.在此依照产量和工艺实用性咱们选用TCQY100型圆筒初清筛,目重要是去除特大型杂。
2.2.4筛选,风选工序
在该清理流程中,选用两道清理效果较好筛选设备进行主流持续两道筛选以保证筛选效果.振动筛有两层筛面,第一层去大杂,第二层去小杂,垂直风道去除轻杂,风速大小不不大于轻杂悬浮速度不大于谷物悬浮速度以保证良好效果.平面回转筛筛面规格固然与振动筛不同样,目是去除振动筛尚未除尽大,中,小杂。
2.2.5去石工序
稻谷通过风选和筛选,仅剩余粒度和谷物相似并肩杂质和稗子。去石工序都是清理中最核心工序,其对后路工序及产品质量影响较大。为此咱们在这次设计中采用两道去石,采用型吸式去石机.保证了去石效果,也保证了石子含粮达到规定,做到"两头清"效果.。型吸式去石机是一种较为新型国家定型产品,其构造简朴,运转平稳,振动小,噪音低,去石效果较高;密闭性好,机内呈负压状态,无灰尘外扬现象.因此它需要配用单独风网。
2.2.6磁选工序
本道磁选是进净谷仓之前必要有工序,保障没有各种磁性物质进入后路砻谷等工序,不但影响加工效果,尚有也许损坏设备。故选用TCXY40型磁选器,它采用不锈钢构造,清理杂质效率高,维护以便。
2.2.7除稗工序
除稗目是清除原粮中所含稗子,如果加工原粮中含稗数量很少(200粒/公斤如下),并且通过调查确认此后原粮中含稗数量也不会增长,少数稗子可在其她清理设备如振动或平面回转筛或砻谷工序中加以解决时,可以不必设立除稗子设备,否则应予考虑.当原粮含稗量较高时(超过1500粒/公斤),需专门设计较完善除稗流程.由于设计规定原粮中含稗量较少,因此不用设计专门除稗流程.

2.3砻谷工艺流程:
2.3.1砻谷工艺流程分析
砻谷是依照稻谷籽粒构造特点,对其施加一定机械作用力而使稻壳脱离糙米过程。当前世界上都是采用物理办法,即运用砻谷机直接对稻谷施加机械作用力,使稻壳遭到破坏并与糙米分开。依照稻谷脱壳时受力状况和脱壳方式,砻谷有如下三种办法:挤压擦撕脱壳;端压擦撕脱壳;撞击脱壳。
砻谷工艺指标有:脱壳率:籼稻75%-85%,粳稻80%-90%;稻壳含粮:不超过30粒/公斤;砻下物含壳:不超过0.8%.所得糙米含杂总量不应超过0.5%,其中,含矿物质不应超过0.05%,含稻谷粒数不应超过40粒/公斤,含稗粒数不应超过100粒/公斤.分离出稻壳中含饱满粮粒不应超过30粒/公斤.由于砻谷机性能限制,尚不能以此将所有稻谷都脱壳,因此砻下物具有稻谷,稻壳,糙米等。
由于砻谷机性能限制,不能一次将所有稻谷脱壳,因此砻下物中具有稻谷,稻壳,糙米等.为了获得净糙,砻谷工序及其顺序普通作如下安排：

净谷→砻谷→稻壳分离→谷糙分离→糙米精选→调质→净糙

砻谷,稻壳分离,谷糙分离等工序目在前面已述,这里仅就糙米精选,调质与稻壳整顿加以阐明.
稻谷经砻谷后,不可避免地会产生碎米,这便是糙碎.糙米胚乳碎粒称为糙粞.糙碎与糙粞化学成分接近糙米,但构造力学性质有关很大.如在同一操作条件下,糙碎,糙粞与糙米一同碾制,将使它们碾得更碎,甚至碾成粉状.这不但影响出米率和副产品运用,并且混入米糠后还会引起米糠出油率减少.此外,糙米中往往还具有少量杂质(稗子,石子,稻壳等).因而,需对糙米进行精选,即运用筛选,风选等办法去除小杂,糙碎,糙粞及石子等,这对于生产高质量大米尤为重要.
糙米调质就是通过对糙米加湿(水或水蒸气),使得皮层软化,皮层与胚乳结合力减少,糙米表面摩擦系数增长,从而达到减少碎米,提高出米率,改进食味等目.糙米精选,调质技术在日本等发达国家实行较早,国内则刚刚起步,无论在理论还是实践上对此都需积极研究.
稻壳分离中分出稻壳常带粮,特别是带未熟粒,糙碎和糙粞现象几乎是不可避免.在也许条件下,应设立稻壳整顿工序,把混入稻壳中粮粒，未熟粒,大碎米分选出来重新回机,充分运用粮食资源;同步也应将瘪稻,糙粞,小碎分出,用作酿酒,制糖原料.
除了上述工作外,为了保证生产中流量稳定和安全生产,在砻谷工序最后还需设立净糙仓,储存一定数量糙米,以保证后路工序正常生产.

2.3.2砻谷工艺流程拟定：
谷糙分离工艺效果好坏,直接影响到碾米厂经济效益.如分出糙米中含稻谷较多,将会影响碾米工艺效果,减少成品米质量.如分出稻谷中含糙米过多,不但影响砻谷机产量,胶耗和动力消耗,并且使糙米表面受到损伤,增长碎米和爆腰率,减少出米率,同步因糙米染黑而导致成品米质量减少.加工粒度均匀,脱壳率较高稻谷(粳稻)时,其谷糙分离流程收购季节时仓容有限,不能按品种贮存堆放,因而稻谷粒形,粒度混杂现象比较严重.加工此类原粮时,当前常将选糙平转筛(MGCP)与重力谷糙分离机(MGCZ)串联起来进行谷糙分离.
组合流程之一:

回砻谷 回头道选糙
↑ ↑
谷糙混合物→头道选糙→二道选糙→净糙
↓ ↓
回本机 回本机
该流程特点:糙米分离路线长,净糙质量高,各个出口物料合并符合同质合并原则,并且流量稳定.这种流程所合用典型设备就是 双体式重力谷糙分离机,以便操作和维护.实际操作时,在头道选糙时 ,应保证砻谷质量;而在二道选糙时,则控制净糙质量,保证净糙含谷量不超过现时碾米工艺中多机轻碾规定.同步,也可运用谷糙分离平转筛或单体式重力谷糙分离机进行组合,但往往不利于操作,或者是增长提高设备数量.

2.4碾米工艺流程:
2.4.1碾米工艺流程分析:
碾米工序重要涉及碾米与成品解决两个某些,糙米碾白是碾米工序中最重要某些,由于碾米加工标一精度大米故采用3机碾白工艺,采用多机轻碾时遵循砂铁结合原则,并采用喷风米机冷却米温。
为了使碾米工序达到规定生产国标标一米，这里我采用三道碾米机——两砂一铁组合，均选用喷风米机，在碾米过程中可以减少米粒温度，减少爆腰。流程表达
为：
糠粞 糠粞 糠粞

糙米 净糙仓 头道碾米 二道碾米 三道碾米 白米
（砂辊） （砂辊） （铁辊）

糙米经碾制后,米粒表面往往粘有糠粉,米粒中混有碎米,同步出机米温度较高,不利于储藏,此外碾出米粒还得对其表面进行抛光,故糙米碾制后得进行后解决。后解决普通分为抛光,白米分级,色选,包装等,其顺序如下:

碾米→凉米→磁选→抛光→白米分级筛→色选→磁选→抛光→成品仓→过秤→打包→成品米
2.4.2碾米工序拟定
碾米是加工过程中核心工艺,对产品质量和整精米率影响最大。为满足任务书规定,加工是采用多级轻碾工艺,其重要任务是:依照加工成品级别原则,碾去糙米皮层,除去米糠糠粉,尽量减少糙米过程增碎率。本设计原粮为籼稻,所生产大米为国标一及以上。因此本次设计碾米工艺配备量为砂辊→砂辊→铁辊,砂辊开糙,铁辊擦米。
2.4.3米糠收集
将糠粞分离与米糠气力输送有机结合起来，把碾米机和抛光机排出米糠用风力吸至集糠器收集沉降,然后再用筛选办法将米糠,米粞分离,这种办法既有助于米糠输送和整顿,又有助于减少碾米机内碾白室温度,改进碾米工艺效果。

2.4.4凉米
采用凉米工序是减少米温度,以减少因米温过高而在抛光等后路工序中引起碎米率增长。
2.4.5大米抛光
为提高产品质量本工艺在碾米后设平面回转筛更好对物料进行分级解决,在凉米之后采用了一次抛光,后路重要是再次恢复大米表面特性,保证其良好光洁度及其外观特性。
2.4.6白米分级
为提高产品质量和价值因此对白米进行分级是将大米按粒度分离一种筛选设备,共有3层筛面分别提取整米,大碎,中碎和小碎分离出不同粒度产品作不同用处,在此选用设备是平面回转白米分级筛。
2.4.7色选
在此是除去大米中黄米粒和其她异色米,这是加工黄米粒含量高稻谷和生产高档大米不可缺少。
2.5.风网流程拟定:
由各设备及风网组合原则共拟定了6条风网，分别是初清除轻杂风网、去石风网、振动机及提高风网、砻谷除稻壳风网、头道碾米及糠粞分离风网、后道碾米及糠粞分离风网。
3.设计计算
以设计任务书及加工原则为重要计算根据，设备选型均参照最新设备参数，过程中兼顾实用性、经济性及合理性。

3.1生产能力计算
生产任务为日解决稻谷100t，生产时间为24小时持续生产。在设计中不考虑乘以系数，因此QCS=100t/24h=100000kg/24h=4167kg/h。（流量均近似为整数）
由于原粮含杂总量X=0.25％，含杂总量为2.0%,因此清理后净稻流量：
Qh=4167×[1-(2.0%-0.25%)]=4167×0.983=4096kg/h
自拟稻谷出糙率为85%，故砻谷段糙米流量为：
G1=4096×85%=3482kg/h
自拟出米率为60%，故碾米工序生产能力为：
Gn=3482×60%=2089kg/h

3.2设备选用与台数计算（按流程图中设备先后顺序选取）
（1）圆筒初清筛
解决流量为4167kg/h，选用普通型号SCYZ63型，SCYZ63解决能力为5～15t/h，故所需一台即可满足规定。
（2）永磁滚筒
选用TCXY25A型永磁滚筒可满足生产需要。其解决能力为6～6.5t/h。
（3）振动筛
普通选用TQLZ型振动清理筛，解决流量为4167kg/h，TQLZ63型振动清理筛解决能力为3～5t/h，故一台即可满足规定。
（4）去石机
当前普通使用吸式比重去石机，一方面可以达到去石效果，另一方面可以防止去石过程中灰尘外扬，保证生产环境。由于其生产能力最大为5.5～6.3t/h，而解决流量为4167kg/h，故选用一台TQS×85型去石机才干满足规定。
（5）平面回转筛
当前普通使用TQLM或TQLMZ型平面回转筛，为满足流量规定，选用TQLM80型平面回转筛，其解决能力为5～7t/h，一台即可满足规定。
（6）去石机
同上，仍选用一台TQS×85型去石机。
（7）永磁筒
查找粮食工程设计手册，发现仍选用TCXY25A型永磁滚筒。
（8）砻谷机
砻谷机需要解决净稻流量为4096kg/h，考虑后续回砻谷流量共约为4100kg/h。选用MLGT51型胶辊砻谷机，其生产能力为4.0～5.0t/h，一台方可满足规定。
（9）重力谷糙分离机
设计为两道重力谷糙分离机串联使用以提高选糙效率，考虑到生产能力因素，两道谷糙分离分离机均选用PS400D(2)-C，其生产能力为3.5～5.0t/h，故每道谷糙分离需一台方可满足规定。
（10）碾米机
碾米工序设计为两砂一铁喷风米机以提高出米精度，解决任务为2.1 t/h，选用一台MNMP14型铁辊喷风机和一台MNMF16型砂辊喷风碾米机。其生产能力分别为2.0～2.5t/h和3.0～3.5t/h，可满足规定。
（11）抛光机
采用先抛光再色选再抛光后解决工序，选用MP50B型抛光机，生产能力为2.0～3.0t/h，故需要一台方可满足规定。
（12）色选机
选用核工牌MMS-24B型色选机，其生产能力为2～3t/h，满足生产规定。
（13）凉米器
选用MLMW40A型凉米器，其生产能力为2～3t/h，故需要一台方可满足规定。
（14）白米分级筛
选用MMQP80×3白米分级筛，其生产能力为2.1～3.3t/h，生产任务为2.2t/h，故需要一台方可满足规定。
（15）打包机
选用DCS25P型打包机，装包质量5～25kg/包，装包速度350～700（包/h），适合常规包装规定。
（16）斗式提高机
选用TDTG20/9型斗式提高机用于清理段，其生产能力为4.3～5.6t/h，一套提高机可满足规定。
选用TDTG20/13型斗式提高机用于清理后工序，其生产能力为3.6～4.6t/h，一套提高机可满足规定。

3.3仓容计算
在初清之后需要暂时对毛谷进行称量、储存，需要毛谷仓和小谷仓；在砻谷之前需要净谷仓储存净谷以保证砻谷顺利进行；在碾米之前需要净糙仓以保证碾米顺利进行。下面是仓容选取参照数据：

仓容类别
中间仓1
中间仓2
毛谷仓
净谷仓
净糙仓
白米仓1
白米仓2
成品仓
Q（t/h）
4.2
4.2
4.2
4.1
3.5
2.1
2.1
2.1
T（h）
0.5~1
0.5~1
8~16
0.25~0.5
1~2
0.25~0.5
0.25~0.5
0.25~0.5
(kg/m2)
560
560
560
580
770
770
770
800

由仓柜实际容积，考虑仓容装满系数k，普通状况下k=0.8，有，将数据代入即有：
V（中间仓1）=7.1 V（中间仓2）=7.1
V（毛谷仓）=112.5 V（净谷仓）=3.1
V（净糙仓）=8.6 V（白米仓1）=2.6
V（白米仓2）=2.6 V（成品仓）=2.5

3.4设备清单
序号
设备名称
设备型号
台数
产量（t/h)
流量（t/h)
1
圆筒初清筛
SCYZ63
1
5.0～15
4.2
2
永磁滚筒
TCXY25A
1
6.0～6.5
4.2
3
振动筛
TQLZ63
1
3.0～5.0
4.2
4
去石机
TQS×85
2
5.5～6.3
4.2
5
平面回转筛
TQLM80
1
5.0～7.0
4.2
6
永磁筒
TCXY25A
1
6.0～6.5
4.2
7
砻谷机
MLGT51
1
4.0～5.0
4.1
8
重力谷糙分离机
PS400D(2)-C
2
3.0～3.5
3.5
9
砂辊喷风碾米机
MNMF16
2
2.0～2.5
2.1
10
铁辊喷风碾米机
MNMF14
1
3.0～3.5
2.1
11
抛光机
MP50B
1
2.0～3.0
2.1
12
色选机
MMS-24B
1
2.0～3.0
2.1
13
凉米机
MLMW40A
1
2.0～3.0
2.1
14
白米分级筛
MMQP80×3

1
2.1～3.3
2.1
15
打包机
DCS25P
1
350～700包/h
2.1
16
斗式提高机
TDTG20/9
7
4.3～5.6
3.5～4.2
TDTG20/13
6
3.6～4.6
2.1～3.5

4.结论
该厂设计基本满足生产任务规定，在设备选型上重要根据是要达到流量规定，但对设备效果及组合没有进行衡量和验算，这是设计中局限性地方。因素在于对所学知识掌握不够精也不够深，在后来学习过程中需要引起注重。
风网设计仅仅设计出风网路线，但有关设备和参数没能给出，糠粉收集及解决、糠粞分离虽然做出了分析，但不全面，也不详细。
本次设计对凉米、大米抛光、白米分级、色选工艺进行了分析，但在选用设备时仍只是根据流量规定来选定，对其工艺规定未进行进一步考虑。

5.参照文献
[1] 《谷物加工工程》
[2] 《粮食工程设计手册》
[3] 《食品工程原理》
[4] 《CAD制图》