10dt菜籽冷榨工艺设计学士学位论文.doc

武汉工业学院

《食品工厂设计》

课程工艺设计说明书

设计题目： 10d/t菜籽冷榨工艺

姓 名
学 号 060107626
院 (系) 食品学院
专 业 油脂工程
指导教师

2009年 12月 30日
目 录

总论………………………………………………………………………3
第 一 章 产量及设计方案的确定……………………………………5
1.1产量的确定…………………………………………………………5
1.2方案的选择…………………………………………………………5
1.3 方案的设计…………………………………………………………5
第 二 章 工艺流程的确定……………………………………………7
2.1 产品生产流程的确定………………………………………………7
2.2 工艺参数说明………………………………………………………7
第 三 章 设备选型……………………………………………………8
3.1 输送设备……………………………………………………………8
3.2 生产设备……………………………………………………………8
主要设备清单……………………………………………………………9
第 四 章 车间设备布置说明…………………………………………10
4.1 生产车间工艺布置原则…………………………………………10
4.2车间设备布置示意图……………………………………………11
第 五 章 对土建设计的要求…………………………………………11
5.1厂房的层数和高度的要求………………………………………11
5.2 厂房设计时的要求………………………………………………11
设计小结………………………………………………………………13
参考文献 ………………………………………………………………14
附录………………………………………………………………底面

总论

在世界主要油料产量中，油菜籽产量仅次于大豆位居第二。世界油菜种植主要分布在亚洲、欧洲和北美洲，油菜籽主要生产国有中国、加拿大、印度、巴基斯坦以及欧盟国家。我国的油菜种植以长江、黄淮流域种植面积较为集中，油菜的主产省有安徽、四川、湖北、湖南、江苏、贵州、河南、青海等。
油菜为十字花科一年生草本植物，是我国最主要的油料植物，含有丰富的油脂和蛋白资源。目前，我国种植的油菜品种有普通油菜籽和“双低”（低芥酸和低芥子甙）油菜籽两类。
对于菜籽，传统的制油工艺主要有压榨法、预榨浸出法；非传统的工艺包括直接浸出法、整粒压榨法和非有机溶剂萃取法等。随着人们物质生活条件的日益改善，对食品品质的要求越来越高，一个明显的实例是对未施加农药和大量化肥的有机食品的需求大量增加。同时，对于食品加工工艺是否“绿色环保”也被特别地加以关注。油料冷榨可谓是一种满足“绿色环保”消费需求的制油工艺。冷榨制油是指油料在入榨前不经过蒸炒等高温处理，入榨温度为常温或略高于常温及压榨过程料温较低的榨油方法。由于冷榨采用的是完全物理机械式的制油方式，避免了目前常用的制油方式中食用油与有机溶剂、酸、碱、活性白土以及高温的接触，所获得的食用油仅需经过过滤或干燥即可满足食用要求，保证了冷榨食用油中营养成分的尽可能保留和避免了可能造成的接触性污染。
冷榨概念的出现和其在菜籽压榨领域的应用，无疑给长期以来呈现僵局的菜籽油市场增添了诸多变数。除了众多的菜籽油生产厂家从中寻找新的利润空间外，更多的是消费者从中获得越来越多的实惠——营养更加全面，品质更加卓越的菜籽油确保了消费者更多的选择生活品质的进一步提升。 
菜籽冷榨的优点主要表现为以下几个方面： 
1.产品冷榨油是绿色、无污染的食用油脂产品。由于在生产过程中采用低温冷榨工艺，使所获得的冷榨油不需进一步常规油脂精炼工序，从而避免了该冷榨油在精炼过程中与碱液、脱色白土、磷酸等的直接接触和精炼时的高温对油脂可能造成的稳定性破坏，最大限度地保存了油中各种热不稳定营养物质如维生素E和维生素B1以及油脂的独特风味。同时，由于冷榨油是直接将油料通过压榨方法制得的，因此还回避了常规油脂提取过程中的溶剂浸出过程，从而避免了油脂与石化类溶剂的直接接触。 
2.冷榨工艺是一种对环境影响较小的制油工艺。由于在冷榨工艺中采用了低温冷榨技术，所获得的冷榨油满足直接食用的要求，而不需进一步的油脂精炼。因此避免了各类化工原料的消耗(如碱、酸、白土)，各种反应废料对环境的污染(如皂脚、水洗废水)，以及在精炼过程中所进行的加热、真空等各项能量的消耗
和由此对环境所造成的污染(如电、蒸汽的消耗和冷却的真空废水)。虽然对于未变性蛋白原料的冷榨法提油会提高榨油机的能耗，但由于在前处理工序中不需要像常规工艺那样对原料进行蒸炒和对产品的精炼，因此冷榨工艺总的能源消耗远低于常规法制油。 
3.菜籽冷榨饼营养丰富，可以经过深加工制成各种饲料，有利于提高菜籽加工的附加值，优化农业资源的配置，增加农民收入。 

第一章 产量及设计方案的确定

1.1产量的确定
菜籽 10t/d

1.2方案的选择
传统的菜籽采用预榨浸出工艺，未能实现菜籽的优质优用，造成资源的巨大浪费。
冷榨技术是当今世界最新开发的适宜脱皮菜籽高效加工的新技术，菜籽冷榨可得到质量优质的菜籽冷榨油，为天然绿色食品；冷榨时物料处理温度低，蛋白质中的人体必需氨基酸破坏程度小，提高饼粕的营养效价。此法具有提高产品质量、降低生产成本、扩大生产等特点，产品应用化前景广阔。

1.3方案的设计
食品工厂设计主要围绕生产车间展开。
此次菜籽冷榨工艺分为5个车间进行，具体为：预处理车间、榨油车间、浸出车间、精炼车间、包装车间。
1.3.1预处理车间
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、最终产品的质量及生产过程中的能耗等。因此，原料须经预处理。
菜籽的预处理工序为：
菜籽 → 清理（风选、筛选、去并肩泥、磁选）→ 调质 → 脱皮 → 轧坯
→ 坯片
工序说明：
a．清理
风选
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金属、石块等重杂。
筛选
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。（菜籽筛除大杂质选用圆孔直径2.4mm的筛板，筛除小杂质选用圆孔直径0.8-1mm的筛板
磁选
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。
并肩泥的清选
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。
●工艺要求：菜籽经过请选后，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1.5%。
b．调质、脱皮
通过对油料温度和水分的调节，使菜籽的水分含量在7%-8%，有利于达到菜籽脱皮率为80%-85%，粉末度2%-3%，仁中含皮小于2%，皮中含仁小于2%的工艺效果。
c．轧坯
预榨机榨膛内的挤压、剪切和摩擦作用不足以将整粒油菜籽挤碎出油，所以在入榨之前必须进行轧坯。
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。菜籽坯片的厚度应在0.35mm以下。
1.3.2榨油车间
榨油工序为：
坯片 → 冷榨 → 冷榨油 → 包装车间
↓
饼 → 膨化 → 浸出车间
工序说明
a．冷榨要求低温压榨，一般室温下进行；水分控制严格，一般在8%以下比较好。为了提高冷榨效果，增加出油率，应将冷榨饼部分回榨，回榨量应根据生产情况适当掌握。
b．膨化使物料呈多孔状，显著改善了物料的浸出性能。实际生产中应控制物料的进料温度95℃，含水率9%。
1.3.3浸出车间
浸出工序为：
经膨化饼 → 浸出 → 毛油 → 精炼车间
↓
粕
工序说明：
a．浸出时间应比预榨短，有预榨的120min缩短为100min。
1.3.4精炼车间
精炼工序为：
浸出毛油 → 脱胶 → 脱酸 → 脱臭 → 色拉油 → 包装车间

第二章 工艺流程的确定

2.1产品生产工艺流程的确定

菜籽 →清理（风选、筛选、去并肩泥、磁选）→ 调质 → 脱皮 → 轧坯
→坯片 → 冷榨 → 冷榨油 → 包装车间
↓
饼 → 膨化 → 浸出 → 毛油 → 脱胶 → 脱酸 →
↓
粕
脱臭 → 色拉油 → 包装车间

2.2工艺参数说明
a．菜籽经过请选后，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1.5%。
b．通过调质，使菜籽的水分含量在7%-8%。
c．菜籽脱皮率为80%-85%，粉末度2%-3%，仁中含皮小于2%，皮中含仁小于2%。菜籽坯片的厚度应在0.35mm以下。
d．冷榨一般室温下进行，水分在8%以下。
e．膨化时应控制物料的进料温度95℃，含水率9%。
f．浸出时间为100min。

第三章 设备选型

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。
3.1输送设备
螺旋输送机 LSS•10型
输送量 0.452t/h
埋刮板输送机 MS•16型
输送量 16.6t/h
斗式提升机 TDTG15/9 型
输送量 0.7t/h

3.2生产设备
3.2．1预处理车间
1）风选
风力分选器
2）筛选
平面回转筛 TQLM63型 输送量 3t/h
3）比重去石
比重去石机 TQS×36型 输送量 1t/h
4）磁选
磁选器 TCXT12型 输送量 0.5t/h
5）去并肩泥
胶辊砻谷机 LM24-2C型 输送量 1t/h
6）调质
菜籽仁在输送过程中加水或加热调质
7）脱皮
YTTP75型菜籽脱皮分离系统（原理是菜籽利用离心力加速后高速撞击在挡圈上，在强大的撞击力作用下使菜籽破裂脱皮；皮仁分离利用皮仁分离物在筛体振动和风力悬浮的综合作用下，在筛面上实现皮仁分层，皮层和仁层被分别收集实现皮仁的分离。）
8）轧坯
单对辊轧坯机
3.2.2压榨车间
1）压榨
SSYZ50型双螺旋榨油机（通常采用的温度60℃以下，单螺旋榨油机的出油率低，压榨饼成型性差，不适于冷榨。双螺旋榨油机在室温下能顺利进行菜籽仁的冷榨，出油效率高，冷榨油品质好；双螺旋逆向输送建立强大的自清功能，解决了高油份油料易滑膛的难题；悬臂式主轴设计，减少榨膛和榨螺的不对称磨损。）
压缩比 23（使压榨更彻底）
榨笼长度 1.5m
压榨时间 120s
产量 50d/t
电机功率 37kw
2）膨化
PHJZ100型挤压膨化机
喂料电机转速 900r/min
3.2.3浸出车间
1）浸出
JP280G型双底油菜籽浸出成套设备
产量 30d/t
2）DT蒸烘机
3.2.4包装车间
主要设备清单

设备名称
设备型号
处理量
台数
风力分选器

1
平面回转筛
TQLM63型
3t/h
1
比重去石机
TQS×36型
1t/h
1
永磁除铁器
TCXT12型
0.5t/h
1
胶辊砻谷机
LM24-2C型
1t/h
1
菜籽脱皮分离系统
YTTP75型

1
单对辊轧坯机

1
双螺旋榨油机
SSYZ50型
50d/t
1
挤压膨化机
PHJZ100型

1
浸出成套设备
JP280G型
30d/t
1
DT蒸烘机

第四章 车间设备布置说明

4.1生产车间工艺布置原则
1.要有全局观念，符合总体设计要求。包括生产的要求，车间在
总平面上位置的要求，与其他车间或部门的关系，以及有利于发展的要求。
2.车间设备布置时，应使设备能够灵活调动，生产的可能满足多种生产的可能，并留有更换设备适当余地。同时还应注意设备相互间的间距及设备与建筑物的安全维修距离，保证操作方便，维修装卸和清洁卫生方便。
3.除某些特殊设备按相同类型适当集中外其余设备要尽量按工艺流水线安排。
4.要尽可能利用生产车间的运输空间，各工序间要相互配合，保证各物料运输畅通，避免重复往返，合理安排生产车间各种废料排出，人员进出要和物料进出分开。
5.应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。必须考虑生产卫生和劳动保护，如卫生消毒、防蝇防虫、车间排水、电器防潮及安全防火等措施。可以设在室外的设备，尽可能设在室外并加盖简易棚保护。

4.2车间设备布置示意图
见附录

第五章 对土建设计的要求

5.1厂房的层数和高度的要求
层高：4—6m，不宜低于 3.2m
厂房的净空高度不得低于 2.6m
走道、操作台通行部分的最小净空高度不应当小于2m

5.2厂房设计时的要求
1.要遵照生产工艺流程自然顺序的原则，做到前后、上下和左右协调，确保工艺流程无论从水平方向和垂直方向的连续性来看，原料变成产品的路线都最短，投资最低。
2.对于重型设备或易震动的设备，如压缩机、大型通风机和离心机等要尽量布置在厂房的地面层，设备基础的重量应等于机组毛重的三倍，以减少厂房的荷重和震动。当必须布置在二、三层时，应安置在梁的上侧。
3.设备穿过楼必须避开主梁。
4.操作台尽量统一安排。避免平台支柱零乱众多，以减少厂房内构筑物占用面积。
5.厂房进出口、通行过道、楼梯位置要安排恰当。主运设备的大门宽度要比通过设备的宽度宽0.2m以上，要比满载的运输设备宽度宽0.6-1.0m。
6.在布置设备时要尽量创造良好的工作环境，给操作人员留有必要的操作空间和安全距离，要安排必须的生活用房，给操作人员创造良好的工作环境，提高操作人员的工作效率。
7.布置设备要尽量利用工艺特点让物料自动压送，避免中间产品和成品发生交叉往返现象。所以，一般将计量设备布置在最高层，主要设备如反应器等布置在中间层，而贮槽设备布置在最低层。
8.在操作中要经常联系的设备应尽量靠近布置，便于操作联系。
9.在设备周围要留出堆放一定数量原料、中间产品、成品的空地。必要时作为检修场地。如有经常需要更换的设备，应考虑设备搬运要具有的最小宽度，同时还应留有车间近期发展的位置。
10.布置设备要保证管理方便和安全。设备与墙壁之间的即离、设备间的间距、运送设备的通道和人行道的宽度都有一定规范，设计时要遵守执行。
11.设备布置要尽量对称，相近或相似设备应集中布置，并有相互调换使用的方便性和可能性。
12.要尽量安排良好的采光条件。设备布置时尽量让操作人员背光操作。高大设备尽量避免靠窗设置，以免影响采光。
13.根据生产中毒物、易燃易爆气体的逸出量及其在空气中允许浓度和爆炸极限确定厂房每小时通风量、必要的自然对流和机械通风的措施。厂房的防热亦须考虑，一般在房顶上设置中央通风口。

14.有毒气逸出的设备，即使有排风设备，也要布置在下风向的位置。对有剧毒的岗位，要设置隔离室单独排风。对于处理大量可燃性物料的岗位，特别在二、三层时，要设置消防设备和紧急疏散等安全措施。
15.对于防爆车间，尽祖采用单层厂房，避免车间内有死角，防止爆炸性气体和粉尘积累。建筑物的泄压面积一般为0.05m2/m3；要加强车间通风，保证易燃、易爆物质及时排走。要有防止引起静电现象和着火的措施。
16.对于处理腐蚀介质的设备，除设备本身的基础须加防护外，对附近的墙、柱等建筑物也要采取防护措施或加大设备与墙、柱间的距离。
17.电气控制等设备要尽量布置在用电设备附近，使导线用量最短，线损最低。

18.设备管口方位的布置要结合配管，力求设备间的管路走向合理，距离最短，无管路相互交又现象。

设计小结

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10T/D的处理量相对较小，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设备资料几乎都是来自网上，故所参考的数据都有待查证。同时由于资料有限，所选设备也有部分需要更改。
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，1990.4
[2] 刘玉兰. 《油脂制取工艺学》. 科学出版社，2008
[3] 过祥鳌.《油脂工厂工艺设计》.中国商业出版社,1989
[4]《油脂工厂工艺设计》. 郑州粮食学院，1988.9
[5] 董莪.《油脂工厂建筑概论》.武汉粮食工业学院，1991.1
[6]《油脂工厂设计原理》.武汉粮食工业学院，1984
[7] 周镇江.《轻化工工厂设计概论》.中国轻工业出版社，1994.4
[8] 李国庭，陈焕章等.《化工设计概论》.化学工业出版社，2008.9
[9] 王颉.《食品工厂设计与环境保护》.化学工业出版社，2006.5

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