2000TD大豆预处理车间工艺流程设计.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： 2000T/D大豆预处理车间工艺流程设计

姓 名
学 号
院 (系) 食品科学与工程
专 业 油脂及植物蛋白工程
指导教师
2009年12月23日

课程设计任务说明书

题 目： 2000T/D大豆预处理车间
工艺流程设计
含 油 率：18%
含 杂 率：清理前6%；清理后0.50%
清理损耗：0.50%
水 分：10%-12%
含皮率：8%

目录
第一章 总论………………………………… 1
第二章工艺流程设计方案的确定………… 2
第三章 工艺流程说明………………………… 2
第四章 工艺计算………………………………4
第五章 设备选型………………………………7
第六章 设计体会………………………………10
参考文献 ………………………………… 10

第一章 总论

中国是世界主要油料生产国之一，特别是改革开放以来，油料生产发展很快。1990年，油料产量2601万吨，加上1440万吨大豆和600万吨棉籽，用于油脂生产的油料约为4200万吨以上。我国大豆年产量约为1450万吨，居世界第四位。在人类食物诸成分中，油脂作为生命能源的价值最高。其发热量为37.7Kj/g，高出蛋白质和碳水化合物一倍左右。植物油料的加工与开发一般包括植物油制取、油脂加工以及油副产品综合利用等方面。从原始的人力榨油到水压、螺旋机榨油，直到近代浸出法制油技术的普及。
植物油料中含有丰富的蛋白质，因此，油料既是重要的油脂资源，又是重要的蛋白资源。豆类油料蛋白占世界总蛋白资源的13%。提取油脂后的油料饼粕主要用做饲料。例如，大豆粕的80%用做饲料，它是动物全价配合饲料中蛋白质的主要原料。大豆为豆科一年生草本植物，原产于我国，如今世界各地均有种植，其产量约占世界油料总产量的50％。
作为典型的双子叶无胚乳种子，大豆是属于一种优质高蛋白油料，含油仅15.5-22.7%,而含蛋白质30～45%，切种皮7%～10%，胚芽与胚轴25～2.5%。成熟的大豆种子，只有种皮和胚两部分。种皮位于种子的表面，对种子具有保护作用。大多数品种的种皮表面光滑，有的还有蜡粉或泥膜。种皮可呈黄，青，褐，黑等不同颜色，其上还附有种孔，和点等结构。种皮为黄色的黄豆是大豆中最常见和产量最高的一种。黄豆也是生产豆制品和食用油的重要原料，而其它大豆主要供食用或饲料。
大豆已成为世界上最重要的植物油料。我国的大豆种植遍布全国，以东北各省及黄淮平原各省较为集中。东北三省的大豆种植面积约占全国大豆总面积的40％，黄淮流域约占38％，长江流域及南方地区占17％，其余占5％。近年来，中国大豆播种面积和单产都有所提高，但与美国大豆产业相比，我国在生规模、单产水平、社会化服务水平、产业化水平等方面都处于劣势。
作为油料作物，大豆是世界上最主要的植物油和蛋白饼粕的提供者。每1吨大豆可以制出大约0.2吨的豆油和0.8吨的豆粕。用大豆制取的豆油，油质好，营养价值高，是一种主要食用植物油。作为大豆榨油的副产品，豆粕主要用于补充喂养家禽、猪、牛等的蛋白质，少部分用于酿造及医药工业。
油料的预处理即在油料取油之前对没油料进行清理、剥壳、脱皮、破碎、软化、轧坯、膨化、温热处理、干燥等一系列的处理。其目的是除去杂质将其制成具有一定结构性能的物料。以符合不同取油工艺的要求。根据油料品种和油脂制取工艺的不同，所先用的预处理工艺和方法也有差异。
油料预处理在整个大豆油脂生产工艺中具有十分重要的地位。在油脂加工过程中, 能耗与生产成本、产品和副产品的质量与得率等, 都与油料的预处理有直接的关系。油料预处理的好坏, 不仅直接影响浸出过程中的渗透性、浸出后豆粕中残油含量等各项指标, 而且也会影响油料中的各种成分、毛油的品质、毛油的精炼效能、最终产品的质量以及生产过程中的能耗等, 因此, 促进油料预处理车间的技术进步是一项十分重要的任务。
目前国内外大豆油脂制取工艺的研究和发展更重视为提高生产效果而改进大豆预处理工艺。因此，了解并充分重视大豆预处理对大豆油脂生产工艺效果的影响，选用合理的大豆预处理工艺和操作条件，是提高大豆油脂生产工艺效果的重要内容。

第二章 工艺流程方案的确定
一、生产工艺方法
原料大豆→筛选→磁选→去石→破碎→软化→轧坯→干燥→至浸出车间
二、生产工艺方法选定的依据
目前，我国油脂工业年加工能力大于油料年总产量，油脂产品市场竞争激烈，这就要求油脂加工厂在技术革新，节能降耗，提高产品质量，降低生产成本上下功夫，以提高产品的市场竞争能力。在大豆油脂生产中，生产过程的能量消耗及生产成本、产品和副产品的质量及得率等，都与大豆预处理工序的工艺效果有着密切关系。因此，了解并充分重视大豆预处理对大豆油脂生产工艺效果的影响，选用合理的大豆预处理工艺和操作条件，是提高大豆油脂生产工艺效果的重要内容。因此，综合多方面的因素，选用传统的大豆预处理方法。
三、生产工艺方法特点
1.传统大豆预处理工艺方法简单；
2.传统大豆预处理工艺方法适用范围广

第三章 工艺流程说明
一.筛选
油料中所含的杂质可分为有机杂质、无机杂质和含油杂质三类。无机杂质主要有灰尘、泥沙、石子、金属等；有机杂质主要有茎叶、皮壳、蒿草、麻绳、粮粒等；含油杂质主要是病虫害粒、不完善粒、异种油籽等。
油料中所含的杂质大多本身不含油，在油脂制取过程中不仅不出油，反而会吸附一定量的油脂残留在饼粕中，使出油率降低，油脂损失增加。筛选是利用油料和杂质在颗粒大小上的差异，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。
二、磁选
磁选是利用磁铁清除油料中金属杂质的方法。金属杂质在油料中的含量虽不高，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。
三、去石
比重法去石是根据油籽与石子的比重及悬浮速度的不同，利用具有一定运动特性的倾斜筛面和穿过筛面的气流联合作用达到分级去石的目的。
四、破碎去皮
在油料轧胚之前，必须对大颗粒的油料进行破碎。其目的是通过破碎使油料具有一定的颗粒具有一定的粒度以符合轧胚条件；油料破碎后的表面积增大，利于软化时温度和水分的传递，软化效果提高；对于颗粒较大的压榨饼块，也必须将其破碎成为较小的饼块，才能更有利于浸出取油。
五、软化
软化是通过对油料水分和温度的调节，改善油料的弹塑性；使之具备轧胚的最佳条件。软化的目的是通过对油料温度和水分的调节，使油料具有适宜的弹塑性，减少轧胚时的粉末度和黏辊现象，保证胚片的质量。软化还可以减轻轧胚时油料对轧辊的磨损和机器的振动，以利于轧胚操作的正常进行。
六、轧坯
轧胚是料胚制备的首要操作工序，经过破碎 、软化后的油料，即可用轧胚设备对其进行碾轧，使之成为具有一定厚度的胚片，通常称为料胚或生胚。轧胚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。因此就选择了处理量较大的液压型单对辊轧胚机。它主要由电磁振动喂料机构、液压紧辊系统、液压控制刮料机构、油泵、轧辊和机架等部件组成。
七、干燥
生胚干燥的目的是为了满足溶剂浸出时取油时对入浸料胚水分的要求。在油脂生产中主要是对大豆生胚的干燥。通常大豆轧胚的适宜水分为11%～13%，而大豆生胚的适宜入浸水分为8%～10%，为了使大豆生胚的水分满足浸出工艺的要求，多数情况下都要对大豆进行生胚干燥。对生胚干燥的要求是干燥效率高，干燥过程不能对生胚产生粉碎作用，切干燥后升陪的温度和水分都要符合浸出取油的要求。

第四章工艺计算
一、物料衡算
1．已知条件
(1)原料大豆
原料大豆处理量：2000T/D，其成分：
含 油 率： 18%
含 皮 率： 8%
原料含杂率： 6%
水 分： 10%－12
大豆种皮水分：12.5%
(2)工艺指标
清选后含杂率0.5%
脱皮分离后皮中含仁0.5%；仁中含皮5%
清理损耗0.50%
大豆干燥后水分8%－10%
(3)为简化计算，假设杂质中不含油、水。
2．物料衡算示意图

图中：N1—原料大豆量
N2—经过清理后的物料量
N3—经过破碎脱皮后的物料量
N4—经过软化后的物料量
N5—轧坯后物料量
N6—生坯干燥后的量
E1—清理去除杂质量和清理损耗量
E2—脱皮量
E3—干燥脱水量
3．组分物料衡算
(1) 仁、皮、杂
原料含皮 2000×8%=160T/D
原料含杂 2000×6%=120T/D
净 仁 重 2000-160-120=1720T/D
(2) 油分
原料含油 2000×18%=360T/D
皮中含油 160×0.6%=0.96T/D
仁中含油 360-0.96=359.04 T/D
仁中含油率 359.04/1720=20.9%
(3) 水分
原料含水=2000×11%=220T/D (原料水分按11%和计)
皮中含水=160×12.5%=20T/D
仁中含水=220-20=200T/D
仁中含水率=200/1720=11.6%
表1 N=2000T/D原料大豆
项目
含 量
（重量%）
重量（t/d)
项目
含 量
（重量%）
重量（t/d)
杂质
6
120
杂质
6
120
净仁
86
1720
油
18
360
皮
8
160
水
11
220

惰性固体
65
1300
合计
100
2000
合计
100
2000
4．各工序物料计算
(1)清理
已知：原料含杂率： 6% ，清选后含杂率0.5%，清理损耗0.5%
所以：清理除杂率＝原料含杂率－清选后含杂率＝6%－0.5%＝5.5%
清理去除杂质量和清理损耗量：
E1 ＝清理去除杂质量+清理损耗量
＝2000×5.5%+2000×(1-5.5%)×0.5%＝110+9.45＝119.45 T/D
经过清理后的物料量：
N2＝N1－E1＝2000－119.45＝1880.55 T/D
(2)破碎脱皮
已知：脱皮分离后皮中含仁0.5%；仁中含皮5%
E2脱皮量，N3经过破碎脱皮后的物料量
根据物料衡算可列出下面的方程：
<1> E2=N2-N3=1880.55-N3
<2>E2*0.5%+N3*95%=总仁重=1720
解得： 脱皮后的物料重量N3=1810.2T/D
分离出物料总重E2=70.35T/D(皮，少量仁)
E2中仁重＝分离出物料总重×皮中含仁率＝70.35×0.5%＝0.35T/D
E2中皮重＝分离出物料总重－ E2中仁重＝70.35－0.35＝70T/D
E2中水重＝E2中仁重×仁中含水率+E2中皮重×皮中含水率
＝0.35×11.6%+70×12.5%＝8.79T/D
E2中油重＝E2中仁重×仁中含油率+E2中皮重×皮中含油率
＝0.35×20.9%+70×0.6%＝0.49T/D
E2中油重%＝E2中油重/分离出物料总重E2＝0.49/70.35=0.69%
E2中水重%＝E2中水重/分离出物料总重E2＝8.79/70.35＝12.5%
N3中仁重＝脱皮后的物料重量×(1－仁中含皮率)
＝1810.2×(1－5%)＝1719.69T/D
N3中皮重＝脱皮后的物料重量×仁中含皮率
＝1810.2×5%＝90.51T/D
N3中油重＝N3中仁重×仁中含油率+ N3中皮重×皮中含油率
＝1719.69×20.9%+90.51×0.6%＝359.96T/D
N3中水重＝N3中仁重×仁中含水率+N3中皮重×皮中含水率
＝1719.69×11.6%+90.51×12.5%＝210.80T/D
N3中水重%＝N3中水重/脱皮后的物料重量N3
＝210.80/1810.2＝11.65%
表一 皮、仁平衡表

成份
输入
输出
项目
重量T/D
项目
重量T/D

皮

原料中皮

合计
160

160
E2 中皮
N3 中皮
合计
70
90.51
160.51

仁
原料中仁

合计
1720

1720
E2 中仁
N3 中仁
合计
0.35
1719.69
1720.04
表二 大豆工艺物料平衡表
工序
输入
输出
清理
大豆
N1=2000t/d
杂质E1=119.45t/d
N2=423.2t/d
破碎脱皮
大豆
N2=1880.55t/d
豆皮E2=70.35t/d
N3=1810.2t/d
软化
N3=1810.2t/d
N4=1810.2t/d
轧胚
N4=1810.2t/d
N5=1810.2t/d
(3)软化、轧坯
均不发生物料量的变化
N4＝N5 ＝N3＝1810.2T/D
(4)干燥
豆坯经干燥使水分到8%－10%，才适宜入浸
计算中取9%
根据物料衡算可列出下面的方程：
E3=N5-N6=1810.2-N6 (1)
E3+N6×9%=N5×11.65%=1810.2×11.65% （2）
联立方程组解得：
干燥后物料重：N6 ＝1757.48T/D
干燥脱去水分量：E3＝52.72T/D
N6中水重%＝9%
N6中油重＝N3中油重＝359.96T/D
N6中水重＝干燥后的物料重量×N3中水重%
＝1757.48×9%＝158.17T/D
表三 总物料平衡表
类别
输入
输出
物料名称
重量%
重量T/D
物料名称
重量%
重量T/D

水

原料大豆
11
220
E2
12.5
8.79

干燥E3

52.72

N6
9
158.17
合计

220
合计

219.68
油
原料大豆
18
360
N6中油重
20.5
359.96
合计

360
合计

359.96

总物料

原料大豆

2000
清理去杂E1

119.45

破碎脱皮E2

70.35

干燥脱水E2

52.72

坯N6

1757.48
合计

2000
合计

200
二、热量衡算(略)

第五章 设备选型

一、清理设备
根据产量为 2000T/D即2000/24=83.3T/H选用以下设备。
1．筛选设备
选用TQLZ150型振动筛，其产量为12－30T/H，动力配备：0.75×2 kw
所需台数为：2000/（24×30）～2000/（24×12）=2.8～6.9所以选用4台TQLZ125型振动筛。
项目
生产能力 t/h
配备动力 kw
吸风量 m3/h
外型尺寸 mm
TQLZ150
12-30
1.5
6600
3700×1750×1800

2．磁选设备
根据产量为2000T/D,即2000/24=83.3T/H，故选用CTQ芯状立筒磁选器
CTQ350型永磁滚筒，其技术规格为：产量：35t/h 机重 75kg
所以选用2台CTQ350型永磁滚筒作为磁选设备。
3.去石设备
选用MQS300型吹式比重去石机，其技术规格为：
迈安德MQS系列去石机
型号
处理能力（t/h）
电机功率（kw）
MQS300
40
11
选用MQS300型吹式比重去石机2台
4.破碎设备
  本机器适用于对大豆进行温脱皮及破碎作用，准确达到脱皮效果及破碎粒度。对相应颗粒状油籽物料进行破碎，准确完成压胚前油籽粒度要求，机器产量极大程度满足不同规模用户的需要。(佛罗斯机械设备技术有限公司)
主要优点：
   A、采取自动喂料控制装置，保证机器安全运行。
   B、双桨式均料、喂料，保证机器均匀产量。
   C、强力定向磁铁，保护破碎辊。
   D、破碎辊间隙快速调整装置
   E、机器设有传动胶带自动涨紧装置
   F、集中供应润滑脂，快捷保养机器。
   G、复合剪切破碎油籽物料，达到最佳轧胚粒度。
   H、同步齿形胶带传动，准确传递机器转数。
   I、 单台马达传动机器，更便于操作。
规格
外形尺寸（mm）
破碎粒度（ball）
电机功率(KW)
生产能力（T/D）
FRCM12in/72in
2960×2385×1845
1/4-1/8
75
1000

选用2台FRCM12in/72in作为破碎设备。
5.软化设备
YRHG新型卧式软化锅
设备简介及性能：YRHG型卧式软化锅适用于50-1000吨/日榨油厂、浸出油厂、主要用于原料的软化（兼烘干）提高原料的塑性，使轧胚机轧出的胚薄而不碎，达到后面工序要求，从面提高压胚、蒸炒、压榨、浸出效果。YRHG型卧式软化锅的问世，填补了国内空白，它克服了其它软化设备的不足。 　　
主要特点：高节能低消耗：与立式软化锅相比，电耗是立式1/4-2/3。与目前卧式软化锅相比节气10％-15％，长度短20％-30％，一年节省大量的润滑油及维护保养费。 　　
软件效果好：采用卧式滚筒结构，可根据物料入机不同，工艺参数不同，有效、方便地进行调节。 　　
传动方式独特：动力传输采用独特的软传动或齿轮转动，设备磨损小，噪音低。 　　
冰凝水排除完全：独特的冷凝水排除装置，使设备在使用过程中，能有效彻底的排除冷凝水，大幅度地提高了蒸汽的加热效率。(郑州鼎盛工程技术有限公司)
选用2台YRHG新型卧式软化锅
6.轧坯设备
  本机适用于对软化破碎后大豆、棉籽、油菜籽、花生、蓖麻等油籽及种子物料进行压胚，可根据不同油料所需胚片厚度，进行快速准确调整，极大程度满足浸出工艺需要。机器采用自动化操作设计，可准确控制加工产量，满足不同程度大规模及超大规模油脂加工企业所需要。(佛罗斯机械设备技术有限公司)
主要优点：
  A、料位控制自动工作
  B、双桨式松料喂料
  C、强力磁铁保护压片辊
  D、紧急开关安全控制
  E、动作缓冲保护压片辊
  F、集中供应润滑脂
  G、内部通风除尘
  H、集液压、电器、电子监视总控枢纽
规格型号：
规 格
FRFM32in/84in
外形尺寸 （mm）
4690×3860×2150
轧辊压力（T）
35
胚片厚度（mm）
0.25 - 0.35
电机功率(KW)
160
生产能力（T/D）
500
选用2台YRHG新型卧式软化锅
7.干燥设备
燥塔，喷雾干燥塔-采用不锈钢制造，表面平整光洁，通过压力使物料雾化，以达到物料快速干燥的目的
8.输送设备
型号
产量（m³/h)
功率（Kw）
备注
LSS50
50-105
3-11
壳体全部采用优质钢板模压成形，刚性好，外形美观，国际先进水平

9.提升机
型号
产量（m³/h)
功率（Kw）
备注
DTG60/25-Ⅲ
120
5.5-15
液力偶合启动，滚柱式止逆器，快速高效，国际先进水平
10. 风力风选器
规格型号
处理量（T/D）
蛟龙直 径（mm）
进风口（mm）
出风口（mm）
配备动力（kw）
配备风机型号
风机功率（kw）
外型尺寸（mm）
FXC-40
400-500
直径400
直径400
直径700
5.5
4-72-NO.4.5A
7.5
4600*1350*4010

设备清单：
设备
型号
产量
外型尺寸(mm)
台数
输送设备
LSS50
50-105（m3/h）

1
振动清理筛
TQLZ150
12～30(t/d)
3700×1750×1800
4
去石机
MQS300
40(t/h)

2
磁选器
CTQ350
35(t/h)

3
提升机
DTG60/25-Ⅲ
120（m3/h）

1
干燥塔
喷雾干燥塔

1
破碎机
FRCM12in/72in
1000(T/D)
2960×2385×1845
2
风力风选器
FXC-40
400-500(T/D)
4600*1350*4010
4
软化锅
YRHG
50-1000t/d

2
轧胚机
FRFM32in/84in
500（T/D）
4690×3860×2150
4

第六章 设计体会

本学期末的油脂专业课程设计，我的设计任务是2000T/D大豆预处理。设计内容主要包括收集查阅设计资料、物料衡算及热量衡算、设备造型、绘制工艺流程图。在这次的设计中，在收获知识的同时，还收获了阅历，在此过程中，2000T/D的大豆处理量的设备选型有很大的困难，通过查找大量资料，请教老师，同学之间讨论，以及不懈的努力，终于把设备选型做好了。这样不仅培养了独立思考、解决问题的能力，在各种其它能力上也都有了提高。尤其是在资料利用方面有了很大提高，许多工艺参数都是要通过查阅资料得到的。
在设计中，我学会了很多学习的方法，牢固掌握了油料预处理的工艺方法及工艺特点，这些在以后都是非常实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，具有真才实学。设计是一种锻炼，一种知识的积累，能力的提高。

参考文献：
1.刘玉兰，《油脂制取与加工工艺学》，北京：科学出版社，2003
2.倪培德，《油脂加工技术》，北京：化学工业出版社，2002.12
3.何东平，《油脂工厂设计手册》，湖北科学技术出版社，1990.4
4.郑州粮食学院，《油脂工厂工艺设计》，1988.9
5.刘启觉，《通风除尘与气力输送》，武汉工业学院，1999.11
6.吴志泉，《化工工艺计算 》，华东化工院出版社，1992年10月
7.张承翼，李春英 ，《化工工程制图》，化学工业出版社，1994年5月
8.华东化工院机械制图教研组 ，《化工制图》，人民教育出版社，1980年3月
9.姚玉英等，《化工原理（上）》，天津科学技术出版社，1992年11月
10.姚玉英等 ，《化工原理（下）》，天津科学技术出版社，1992年11月