日处理1600吨大豆油精炼工艺车间设计-食品工厂课程设计.doc

食品工厂课程设计说明书题 目: 1600T/大豆油精炼工艺设计 院系名称： 粮油食品学院 专业班级：食工P1203 学生姓名： 李彪 学号： 201211010805 指导教师： 王动民 教师职称： 讲 师 2015/11/10 - 31 -目录1.流程介绍32.工艺流程42.1 碱炼工艺流程 42.2 脱色工艺流程42.3 脱臭工艺流程52.4工艺说明53.品质要求64.物料衡算74.1 碱炼工序74.2 脱色工序 84.3 脱臭工序 94.4物料衡算表95.热量衡算及换热器选型10 5.1脱胶脱酸工艺105.2 脱色工艺 135.3脱臭工艺156.设备选型与计算197.其他定型设备的选用258.泵的选型269.参考文献30河南工业大学 1流程介绍毛油中含有一定量的非甘油三酸脂的成分。如游离脂肪酸，磷脂，水分，悬浮杂质，色素，挥发性物质，臭味物质等。因此，需要采用一定的工艺手段，将油脂与其中的杂质分离开来，从而提高大豆油脂的食用性、营养性、储藏的稳定性和安全性。1.1 脱胶脱酸工段脱胶脱酸工段采用化学精炼法。首先使大豆毛油经过袋式过滤器过滤，然后用经过两次螺旋加热器换热使大豆毛油的温度至60左右，然后添加浓度为85%的磷酸，用量为大豆毛油量的0.1%。首先在多效混合器中混合，然后在酸油反应罐中进行充分反应，反应15min后，根据大豆毛油的质量和毛油中脂肪酸含量，添加适量的18Be的碱液。首先在多效混合器中混合均匀，然后进入碱反应罐，反应30min后，进入自清式离心机离心，分离出的皂、胶体混合物进入皂脚暂存罐，同时分离出的离心油进入多效混合器中，并用泵将占油重10%的热的软水打入混合器中，充分混合后进入水洗反应罐中滞留10min，然后经水洗离心机进行脱水，随后进入板式换热器，用水蒸气加热至105左右，最后后进入真空干燥器中进行连续脱水，脱水后的油进入碱炼油暂存罐储存。1.2 脱色工段脱色工段采用常规连续脱色法，脱胶脱酸后的碱炼油由泵输送进入白土预混合罐中和占油重1%的脱色白土充分混合，混合10min后进入连续脱色塔，在4kPa左右的真空度下与脱色剂完成吸附平衡，使油中的色素尽可能被活性白土吸附除去。脱色20min后，由泵打入由两台交替作业的连续式叶片式过滤机进行过滤，分离出废白土。分离后的脱色油由泵泵入安全过滤机进一步滤除微量的废白土。白土滤饼则经蒸汽挤压后，卸入废白土房。蒸汽挤压出的污油则进入污油罐，由泵转入毛油罐重新回炼。1.3 脱臭工段从脱色油暂存罐出来的油先经过析气器除氧后，再用两台换热器换热，两台换热器中间油温为155，换热后最终使油升温到200，再用8Mpa高压蒸汽加热使油升温到255，然后进入脱臭塔中脱臭处理，脱臭后出来的油温度为240，与待脱臭油进行换热，这样可以充分利用热量。从换热器中出来的油温为148.4，然后再用板式换热器与毛油换热，换热后油温为93，而后与浓度为5%占油重0.01%的柠檬酸混合后进入冷却器中冷却到40，用精过滤器过滤后进入成品油罐中储存。如果是刚进行开机，则要用高压蒸汽将脱色油直接加热到脱臭工艺所需的温度12。此外，蒸馏出来的脂肪酸等馏出物，经塔内捕集后，从塔内流出来进入脂肪酸暂存罐中冷却，然后通过泵打入脱臭塔的塔顶，通过上部填料方式进行气体捕集。2 工艺流程2.3脱臭工艺流程 柠檬酸 真空 高压蒸汽 脱色油储罐析气器螺旋板换热器螺旋板换热器真空加热器 柠檬酸脱臭塔螺旋板换热器螺旋板换热器板式换热器板式冷却器脂肪酸捕集器脂肪酸循环罐脂肪酸储罐真空袋式过滤器成品油罐 2.1 碱炼工艺流程(脱胶脱酸) 磷酸 毛油毛油暂存罐管道网状过滤器板式换热器离心混合器酸反应罐碱液 热水 离心混合器混合罐板式加热器自清式离心机混合器混合罐 真空 胶质 旋液分离器储液罐毛油暂存罐 自清式离心机板式加热器真空干燥器脱胶油暂存罐水洗废水2.2脱色工艺流程白土 旋液分离器真空 脱胶油暂存罐白土预混罐脱色塔立式叶片过滤机袋式过滤器 废白土脱色油储罐2.4 工艺说明2.4.1 脱胶和脱酸工段由于大豆精炼油质量稳定、经济效益和大处理量等问题，所以一般采用长混碱炼工艺。该工艺通过将一定量的磷酸加入到毛油中进行充分的混合，在磷酸的作用下，能够将油中的非水化磷脂转化为能溶于水的磷脂从而将其除去。然后按条件的不同计算相应的碱液添加量，以便能更好的除去毛油中的游离脂肪酸。该工艺阶段要求有两台两台自清式离心机，一台用来分离皂脚，另一台用来洗涤，这样不仅酸价炼耗比低、精炼率高，而且脱胶更彻底，产品质量更稳定。2.4.2 脱色工段向油脂中加入白土做吸附剂，在不断接触的情况下，通过色素和吸附剂吸附平衡而达到毛油脱色的目的。经过加热后的毛油在脱色塔内，在真空条件下，与计算确定吸附剂的量进行充分混合，在不断地完成吸附平衡后，在通过泵将毛油泵入压滤机内通过多次循环过滤，将吸附剂与毛油分离。此过程在负压下进行，操作压力一般为2.54.0kPa，一定要避免空气中的氧气接触到热油。该工艺脱色效率高，操作简单方便，油品的质量好（酸值回升少，过氧化值低）。2.4.3 脱臭工段脱臭工段采用薄膜式填料塔与热脱色用的传统的塔盘式组合的新型软塔脱臭系统，与传统的塔盘式脱臭塔比较,该系统在真空下压力损失很小,从而可以在较低的温度下(250),使用较少的蒸汽(原有量的三分之一),较短的时间(从原有的2.53h减少为不到1h)，将游离脂肪酸和臭味有效地去除，同时能够有效地抑制维生素E的损失及反式脂肪酸的生成(残存量0.6%1%)3品质要求3.1.原料油品质（浸出毛油）酸价2.7含水量0.2%FFA%1%以下残溶0.03%(300ppm)磷脂量2.3%含杂量0.17%臭味组分0.1%3.2成品油质量指标水分及挥发物0.05%酸价0.2以下(即FFA% 0.1%以下)杂质0.05%以下过氧化值5.0mmol/kg色泽Y20，R2.0（罗维朋比色计133.4槽）3.3各工序品质要求毛油过滤：杂质降至0.05%以下脱胶：水分0.5%，磷脂含量70ppm，杂志0.01%脱酸：AV 0.8（即FFA 0.4%）水洗：水分0.5%，磷脂量20ppm真空干燥：水分0.1% 残溶 10ppm吸附脱色：杂质0.05%，色泽 Y20，R2.0，磷脂量5ppm真空脱臭：色泽Y20，R2.0，水分及挥发物0.05%，酸价 0.2以下，透明度：澄清透明 气味纯正 口感好4.物料衡算4.1碱炼工序（1）过滤输入：毛油 16001000/24=66666.67kg/h，含杂：66666.670.17%=113.33kg/h过滤后，设含杂质：xkg/h 则x/(66666.67-113.33+x)=0.05% 解得x=33.3kg/h输出：毛油G1=66666.67-113.33+33.3=66586.64kg/h（2）酸混合输入：G油=66586.64kg/h 加入的浓度为85%的磷酸量为油重的0.1% (0.05%-0.2%之间) 即磷酸的量为66.59kg/h 输出：G混=66586.64+66.59=66653.23kg/h（3）碱混合 输入：G油：66653.23kg/h 选用18Be（即12.59%）的NaOH溶液（按经验，加入0.1的磷酸，计算理论碱时要多算约1.6个酸价的碱）。 GNaOH理=G油AV(MNaOH/MKOH)0.001=66653.234.3(40.0/56.1)0.001=204.36kg/h对于连续式的碱炼工艺，超碱量以占理论碱量的10-50计算，这里选25 GNaOH超=G理25%=51.09kg/h所以加入的碱溶液量为GNaOH= (G理+ G超)/C=(204.36+51.09)/12.59%=2028.98kg/h输出：混合油量：66653.23+2028.98=68682.21kg/h（4）自清式离心机输入：总混合油68682.21kg/h输出：脱胶油：X，油脚：Y，设油脚中含油25%X+Y=68682.21X+25%Y=X*(0.5%+0.01%+0.007%+0.05%+0.4%)+66666.67*(1-2.3%-0.2%-1.35%-0.17%-0.1%-0.03%)解得：X=63119.76kg/hY=5562.45kg/h（5）水洗离心机输入：G油：63119.76kg/h 含水：0.5% 加水量占油量的8%，即G水= G油8%=5049.58kg/h 总输入量63119.76+5049.58=68169.34kg/h输出：设废水中含油0.2%，水洗油X Kg/h，废水Y Kg/h X+Y=68169.34 X+0.2%Y=63119.76(1-0.5%-0.01%-0.007%-0.05%-0.4%)+X (0.002%+0.1%+0.1%+0.5%+0.01%) X=62947.13kg/h， Y=5222.21kg/h即水洗后的油为62947.13kg/h，废水为Y=5222.21kg/h（6）真空干燥输入：水洗离心油62947.13kg/h 含水0.5%，即含水量为314.74kg/h 油重为：62947.13-314.74=62632.39 kg/h输出：设干燥后含水量为X kg/h，含水为0.1% X/(X+62632.39)=0.1% X=62.70kg/h即干燥后油为62632.39+62.70=62695.09kg/h4.2脱色工序（1）白土预混合罐输入：干燥后油重为62695.09kg/h 取白土量为油重的2%，即1253.90kg/h输出：白土混合油62695.09+1253.90=63948.99kg/h（2）立式叶片过滤机输入：混合油浆为63948.99kg/h输出：设废白土含油20%，脱色油为X kg/h，废白土为Y kg/h X+Y=63948.99 X+20%Y=62695.09 X=62381.61kg/h Y=1567.38kg/h即脱色油62381.61kg/h，废白土1567.38kg/h（3）精过滤输入：脱色油62381.61kg/h含杂质0.05%，其量为62381.610.05%=31.19kg/h输出：含杂0.02%，设杂质的量为X kg/h X/（62381.61-31.19+X）=0.02% 解得：X=12.47kg/h 过滤后的油：62381.61-31.19+12.47=62362.89kg/h 4.3脱臭工序输入：混合油：62362.89kg/h，加入柠檬酸0.01% 柠檬酸量：62362.890.01%=6.24kg/h 总输入量：62362.89+6.24=62369.13kg/h输出： FFA含量：0.1% 一般脱臭过程油脂损失0.4%左右 设输出混合油：X Kg/h 脱臭馏出物：Y kg/hX+Y=62369.130.1%X+62362.89(0.4%-0.05%）=YX=62088.77Kg/h Y=280.36Kg/h即输出混合油为62088.77Kg/h，脱臭馏出物280.36Kg/h 所以，成品油：62082.53kg/h，精炼油率=62082.53/66666.67100%=93.13% 4.4物料衡算表 工序 输入 输出过滤毛油：66666.67kg/h毛油含杂：113.33 Kg/h过滤后毛油：66586.64kg/h杂质：33.3kkg/h酸混过滤后毛油：66586.64kg/h磷酸：66.59kg/h混合油：66653.23kg/h碱混混合油：66653.23kg/h180BeNaOH溶液：2028.98kg/h混合油：68682.21kg/h 自清式离心机混合油68682.21kg/h脱胶油：63119.76kg/h油脚：5562.45kg/h水洗离心机脱胶油：63119.76kg/h软水量：5049.58kg/h水洗油：62947.13kg/h废水：5222.21kg/h真空干燥输入油量：62947.13kg/h 干燥油：62695.09kg/h含水：62.70kg/h脱色混合罐干燥油：62695.09kg/h白土量：1253.90kg/h混合油浆：63948.99kg/h叶片过滤机过滤混合油浆：63948.99kg/h脱色油：62381.61kg/h废白土：1567.38kg/h安全过滤微杂脱色油: 62381.61kg/h过滤油：62362.89kg/h杂质：12.47kg/h脱臭塔真空加热器混合油：62362.89kg/h脱臭油：62088.77kg/h柠檬酸：6.24kg/h脱臭油:62088.77kg/h脱臭馏出物: 280.36kg/h成品油：62082.53kg/h5 热量衡算及换热器选型有关计算公式： 油比热C=（C。+T）4.187（KJ/Kg） 其中C。=0.465kcal/kg，T为温度（） =0.0007选用0.2Mpa的蒸气，汽化潜热为2204.6KJ/Kg，T为120，精炼车间毛油温度取为305.1 脱胶脱酸工艺（1）E301螺旋板式换热器 毛油 30 80 蒸气 120（液） 120（气）1）毛油比热C=（0.465+0.0007T）4.19=（0.465+0.0007（30+80）/2）4.19=2.11 KJ/ kg.0C 毛油吸热量为：Q=G1CpT=66586.642.1150=7024890.52KJ/ h设热损失5%，则因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气r 所以 G蒸气=1.05Q油/r=1.057024890.52/2204.6=3345.79 Kg/h2）换热器换热面积A的计算t1=120-30=900C，t2=120-80=400CTm=(t2-t1)/（t2/t1）=61.70C所以 A=（1+5%）Q油/KTm=7024890.521.05/（0.561.73600）=66.42m23）选型选用无锡阿法拉法化工装备科技有限公司的设备，型号：I6I16B60-1.0/1100-10公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I 6B型I16B型601066.4235.3100I6I16B60-1.0/1100-1019202112材质：不锈钢；外形尺寸：10001500（2）E302螺旋板式换热器毛油 60 80蒸气 120（液） 120（气）1）油的平均比热Cp=2.2KJ/Kg 因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气r所以 G蒸气=1.05Q油/r=1.052.268682.2120/2204.6=1439.32Kg/h2）换热面积的计算Tm=（120-60）-（120-80）/ln（120-60）/（120-80）=49.4所以A=（1+5%）Q油/KTm=1.052.268682.2120/（49.436000.5）=35.69m23）选型选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B40-1.0/1000-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I 6B型I16B型401435.6919.41256，16B40-1.0/1000-1412001630材质：不锈钢；外形尺寸：12502500（3）E303a螺旋板式油油换热器毛油 75 95脱臭油 T 148.41）毛油比热C=（0.465+0.0007T）4.19=（0.465+0.0007（75+95）/2）4.19=2.14KJ/ kg.0C油吸热量为：Q=G油CpT=63119.762.1420=2701525.73KJ/ h脱臭油的平均比热为Cp=2.24KJ/ kg0C设热损失5%，则 2701525.73（1+5%）=62088.772.24（148.4-X） 得 X=128.00C2）换热面积的计算Tm=t1=128.0-75=53.00C，t2=148.4-95=53.40CTm=(t2-t1)/（t2/t1）=53.20C所以 A=（1+5%）Q油/KTm=2701525.731.05/（0.553.23600）=29.62m23）选型选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B30-0.8/800-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型301029.6228.11006，16B30-0.8/800-147501180材质：不锈钢；外形尺寸：10001500（4）E303b板式换热器毛油 30 80蒸气 120（液） 120（气）1）设有5%的热损失：因为（1+5%）Q油=Q蒸气=G蒸气rQ油=4.19（0.465+0.0007（30+80）/2）66586.6450=7023775.22kJ所以G蒸气=1.05Q油/r=1.057023775.22/2204.6=3345.26Kg/h2）换热面积的计算Tm=（120-30）-（120-80）/ln（120-30）/（120-80）=61.7所以A=（1+5%）Q油/KTm=1.057023775.22/（360061.70.5）=66.41m23）选型选用江阴市双峰板式换热器有限公司 型号BR60型号接管口径最大组装面积最大处理量BR60DDN200mm 180600m3/h 材质：不锈钢；板片外形尺寸1000400，管口直径DN=65mm设备外形尺寸（长宽高）：5007001400（mm）5.2 脱色工艺 （1）E304a 螺旋板式油油换热器（加热介质为从脱臭塔出来的脱臭油）待脱色油 60 90脱臭油 T 240 1） 待脱臭油的平均比热为Cp=2.11KJ/ kg0C脱臭油的平均比热为Cp=2.53KJ/ kg0C设热损失为5%，则（1+5%）Q油=Q脱臭即1.0562695.092.11（90-60）=62088.772.53（240- T）所以 T=213.5，即从E304a出来的脱臭油的温度为213.5 2）换热面积A的计算Tm=（213.5-60）-（240-90）/ln（153.5/150）=151.7所以 A=（1+5%）Q油/KTm=1.0562695.092.11（90-60）/（0.5151.73600）=15.26m23）选型：选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B15-0.8/700-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型151015.2639.301006，16B15-0.8/700-14505680材质：不锈钢；外形尺寸：10001500（2）E304b 螺旋板式换热器 待脱色油 30 80 蒸汽 120（L） 120 （g）1）待脱臭油的平均比热为Cp=2.24KJ/ kg0C蒸汽的汽化潜热 r= 2204.6kJ/设该过程的热量损失率：5%；则（1+5%）Q油=Q汽（1+5%）62695.092.24（80-30）=M汽2204.6则，M汽= 3344.34/ht1=120-30=90；t2=120-80=40Tm=(t2-t1)/(t2/t1)=(90-40)/(90/40)=60.9（1+5%）Q油=KSTm K=0.5Kw./m.S=（1+5%）Q油/KTm=（1+5%）62695.092. 24（80-30）/0.5360060.9=67.263）选型：选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B80-1.0/1200-10公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型801067.2635.301006，16B80-1.0/1200-1025602816材质：不锈钢；材质：不锈钢；外形尺寸：10001500（3）E305冷却器脱色油 90 40 水 50 251）脱臭油的平均比热为Cp=2.14KJ/ kg0C水的比热为C水=4.2KJ/Kg因为（1+5%）Q油=Q水= G水 C水T水 ，所以G水=1.05Q油/ C水T水=1.0562088.772.14（90-40）/4.225=66434.98Kg/h2）换热面积的计算Tm=（90-50）-（40-25）/ln（90-50）/（40-25）=25.5A=（1+5%）Q油/KTm=1.0562088.772.1450/（36000.525.5）=151.981m23）换热器选型选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B150-1.0/1890-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型15014151.9849.41256，16B150-1.0/1890-14 47025172材质：不锈钢；外形尺寸：125025005.3脱臭工艺(1)E306a螺旋板式油油换热器：1）热量损失率：5%；K=0.5Kw./m.；脱臭塔出来的油油温：230，设换热后油温为x。则脱色油 40140脱臭油 x230大豆毛油在40120之间的比热容为2.18kJ/，而在x230之间的比热容为2.53 kJ/。（1+5%）Q油1=Q油2（1+5%）62362.872.18（140-40）=62088.772.53（250-x）X=159.12）换热面积的计算t2=159.1-40=119.1；t1=250-140=110Tm=(t2-t1)/(t2/t1)=(119.1-110)/(119.1/110)=115（1+5%）Q油=KSTmK=0.5Kw./m.S=（1+5%）Q油/KTm=（1+5%）62362.872.18（140-40）/（0.53600115）=68.963）选型：选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B80-1.0/1400-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型801468.9649.401256，16B80-1.0/1400-1426671934材质：不锈钢；外形尺寸：12502500(2)E306b螺旋板式换热器:1）脱色油 140 230蒸汽294.8（L） 294.8(g)大豆毛油在140230之间的平均比热容2.53 kJ/蒸汽在212.2时的汽化潜热：r=1403.7 热量损失率：5%（1+5%）Q油=Q汽（1+5%）62362.872.53（230-140）= M汽1403.7M汽=10621.94/ht2=294.8-140=154.8；t1=294.8-230=64.8Tm=(t2-t1)/(t2/t1)=(154.8-64.8)/(154.8/64.8)=103.452）换热面积的计算（1+5%）Q油=KSTmK=0.5Kw./m.S=（1+5%）Q油/KTm=（1+5%）62362.872.53（230-140）/（0.53600103.45）=80.073）选型：选用无锡市诚信化工设备厂，型号：I6，16B80-1.0/1400-14公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6B型I16B型801480.0749.401256，16B80-1.0/1400-1426671934材质：不锈钢；材质：不锈钢；外形尺寸：12502000 （3）真空加热器G301选用8Mpa的饱和水蒸气，温度为294.8度，r=1403.6kg/h待脱臭油： 200oC 255 oC蒸汽： 294.8（液） 294.8（气体）1）C油 =（0.465+0.0007（200+255）/2）4.19=2.6KJ/Kg设热损失为5%，则（1+5%）Q油= G蒸汽r，即1.0562088.772.655= G蒸汽1403.6所以 G蒸汽=6641.94Kg/h2）换热面积的计算Tm=（94.8-39.8）/ln（94.8/39.8）=60.7取K=0.5Kw/Kg oCA=（1+5%）Q油/KTm=1.052.662088.7755/0.560.73600=85.333）选型选用无锡市诚信化工设备厂，型号：6，16B80-1.0/1200-10公称换热面积m2通道间距mm计算换热面积m2流 速Im/ces时处理量m3/h接管公称直径dg型 号参考重量(kg)I6T型I16T型801085.3335.31006，16B80-1.0/1200-1025602816材料：不锈钢；外形尺寸：16001800 （4）脂肪酸冷却器E307螺旋板式换热器1）脂肪酸 230 60 水 70 25脂肪酸的平均比热为Cp=3.2KJ/ kg0C水的比热为C水=4.2KJ/Kg，脂肪酸量G=1