(大豆脱皮及预处理设计说明书).doc

武汉工业学院

《油料加工工艺学》

课程工艺设计说明书

设计题目： 450T/D大豆脱皮及预处理车间工艺流程设计

姓 名 梅霄
学 号 090107609
院 (系) 食品科学与工程 
专 业 油脂加工工艺学
指导教师 罗质

2012年 12 月 9 日
目录
一、 前言………………………………1
二、 工艺流程设计方案的确定……2
三、 工艺流程说明…………………3
四、 工艺计算………………………4
五、 设备选型………………………6
六、 设计体会………………………9
七、 参考文献……………………10
八、 附录…………………………10

一、 前言
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着直接的关系。因此，加快油料预处理车同的技术进步是一项十分重要的任务。
大豆生胚挤压膨化浸出是一种较新的油脂生产工艺，自帅年代始于美国、巴西等国家，近年来，此技术在美国、巴西等大豆主产国迅速推广和应用。美国ANDERSON公司己生产出日处理量为1500 t的大型膨化机，而国内仅有少数油厂采用此工艺技术。大豆生胚膨化浸出即对大豆进行清理、破碎、软化、轧胚、干燥后，再经挤压膨化，制成膨化颗粒，然后进行浸出取油。对豆胚的挤压膨化作用在膨化机中进行。含水为10％左右的豆胚，由喂料螺旋输送机送人挤压膨化机，在挤压膨化机内，豆胚被螺旋轴向前推进的同时受到强烈的挤压作用，使物料密度不断增大，并由于物料与螺旋轴及机膛内壁的摩擦发热和直接蒸汽的注入，使物料受到充分混合、加热、加压、胶合、糊化的作用而产生组织结构的变化，物料挤出膨化机末端的模板槽孔时，压力瞬间从高压转变为常压，压力的突然撤消，造成水分迅速地从物料组织结构中蒸发出来，物料受到强烈的膨化作用，形成具有无数个微小孔道的膨化料粒。豆胚经挤压膨化过程，油料细胞组织被较彻底地破坏，蛋白质变性，酶类钝化，容重增大，游离的油脂聚集在膨化料粒的内外表面，对后续的浸出取油和油脂精炼非常有利，其优点是常规的生胚浸出取油工艺所不能比拟的。【1】
①传统的大豆预处理工艺流程如下：
大豆→筛选→磁选→去石→破碎→软化→轧坯→烘干→平刮板输送机→至浸出车间
② 改进后的大豆预处理工艺流程如下：
大豆→筛选→磁选→着水→去石→破碎→软化→干燥脱水→均质→轧坯→烘干
→平刮板输送机→至浸出车间 ↑
↑ 热空气

热空气
大豆的挤压膨化技术油料挤压膨化技术是一种新兴的，适合多种油料加工的生产工艺，这种工艺克服了传统加工工艺中物料受热温度高、时间长等问题。
①大豆挤压膨化工艺流程如下：
原料→清理→破碎脱皮→软化→轧坯→挤压膨化→烘干→浸出
② 膨化的机理：物料在膨化机内被螺旋轴向前推进的同时受到强烈的挤压作用，使物料密度不断增大，由于物料与螺旋轴及机膛内壁的摩擦发热和直接水蒸气的加入，使物料受到充分混合、加热、加压、胶合、糊化的作用而产生组织结构的变化。物料到选出料端时压力突然由高压转变为常压，这时水份迅速汽化，物料即形成具有无数个微小孔道的多孔物质。
④ 油料挤压膨化的优点。一是由于轧坯厚度由0.3mm 下增加到0.5一O.8mm，因此轧坯机产量可提高30—50％，辊面磨损减轻，轧辊使用寿命延长。二是由于豆坯经膨化后颗粒容重较大豆生坯增大50％左右，因此可提高浸出产量30—40％。三是由于多孔性及油料细胞破坏彻底，授出时溶剂的渗透性大大改善，溶剂比可降低至0 65：1。混合油浓度可达到30％以上，粕中残油较低，一般可在1％以下。四是由于膨化过程中的湿热作用钝化了酶类物质．浸出毛油中非水化磷脂减少，提高了毛油质量。五是由于多孔性及酶类物质的钝化，粕的饲用价值提高。【2】
【1】刘玉兰.《郑州粮食学院学报》1999.20.2（84-87）
【2】 吴道银、李传荣.《粮油科技》26.（61-62）
【3】左青.《粮油加工》.2002.1（12-14）

二、工艺流程设计方案的确定

大豆原料：三、大豆
含 油 率： 18%
含 杂 率： 清理前5%；清理后0.50%
原料水分： 10%～12%
清理损耗： 0.50%
含 皮 率： 8%

1.清理除杂：油料中往往混有各种各样的杂质。如在收获、晾晒、运输和贮藏中，难免会混进石块、泥土、茎叶和其他杂物，以及其他作物的种子、异种油料籽粒或瘪籽、碎籽等。清理的目的在于：去除不含油的杂质，减少油脂被杂质吸附而损失，从而提高出油率；清除带有颜色或者异味的杂质，以提高油脂质量，及饼粕的综合利用价值；去除各种体积大、质地硬、数量多的杂质，以利用提高设备的处理能力，减轻设备的磨损，提高工作效率。油料清理的方法常有：筛选、磁选、比重去石、风选、水选、组合式清理等。
大豆油料中通常含有石子比较多，根据其自身特点除振动筛外还选用比重去石法和磁选法进行清理。比重去石法是利用油料籽粒与石子类杂质的比重差异，使其在去石机内的鱼鳞板上受气流和振动的作用。产生不同的运动轨迹，从而使二者分离，并使油料籽粒被分级。磁选是去除混入油料中的一些铁钉、螺钉、铁屑等磁性金属杂质。
2.干燥：在进行破碎前需将物料的水分进行合理的降低有利于破碎，由热风加热干燥使水分降至9%，加热时间20-30min，温度在6065℃。
3.破碎脱皮：大豆含有8%的种皮。为了充分利用制油后的大豆粕做食品蛋白用，就需要将富含纤维素的皮层脱去。提高出油率，提高油脂和饼粕的质量，充分发挥制油设备的生产能力并有利于皮壳的综合利用。为降低破碎后豆仁与皮的附着率，烘干大豆的水分要适当，最好是控制在9.5%-10%。
4.软化：为了使大豆油料达到进入轧机的指标要求从而轧出质量好的薄片，通过恰当的温度与水分调节，改变其硬度和脆性使其具备适当的可塑性。同时为使轧胚时不会粘辊且粉末度小，所以油料水分的调节要适当。
大豆软化操作的条件
软化参数
软化前水分（%）
软化后水分（%）
软化后温度（℃）
软化时间（min）
大豆
10-12
11-14
70
20-30
大豆软化后，豆瓣不应有白心，口咬不粘牙，手捏有软熟的感觉。
5.轧胚：为了尽量破坏大豆细胞的细胞壁，使油脂能容易地从油籽细胞内制取出来，增大料胚的表面积，缩短油从料胚中被取出的路径，通常采用轧胚工艺。对大豆讲胚片的厚度＜0.3mm。
6.挤压膨化：对油料生胚的膨化，一般都需要在挤压膨化之前对其进行水分和温度的调节，而从膨化机排出的膨化料粒温度和湿度都较高，且显得松软易碎，必须经过干燥和冷却才能使其温度、水分和硬度符合溶剂浸出取油的要求。
大豆：生胚厚度0.3-0.5mm，经干燥使其入机水分达10-11%，温度60-65℃，出膨化机料粒温度为100-110℃，水分含量为10-12%，经干燥除去约2%的水分，使其含水量达8-10%，温度在50℃左右。

三、工艺流程说明
大豆原料经计量送入分班的存料仓，按产量要求连续送入振动筛，去除大小杂质，再用比重法去石及磁选机除铁杂。由提升机送到竖式热风干燥塔中干燥，使大豆料所含的水分由12%左右降至9%。在冷却和输送过程中，大豆种皮从豆仁上松脱开。然后将大豆送入双对辊破碎机，破碎成每粒2-6瓣。接着，使其进入一双层清理筛。该筛的上层筛孔径为6毫米，下层筛孔径为2毫米。分离后，上层筛的筛上物为少数整粒大豆，被回流去再破碎。而松脱剥离的豆皮被吸风送至刹克龙沉降下来。下层筛的筛上物为碎豆与豆皮。其进入筛内垂直吸风道后，较轻的豆皮被风吸走，较重的豆仁流出机外。下层筛的筛下物为细碎豆粉，与豆仁合并后被送去软化锅进行软化，经软化设备后将油料送入滚筒式轧胚机进行轧胚，生胚接着送入膨化机进行挤压膨化，出膨化机的料粒经干燥冷却即可送入浸出车间。
四、工艺计算
大豆原料数据:含仁率：92%
含皮率：8%
含油率：18%
大豆原料：
含油率：18%
含杂率：清理前5%；清理后0.5%
清理损耗：0.5%
水分：10%-12%
含皮率：8%

1.原料成分(T/D)
含杂量：450*5%=22.5
含仁量：450*（1-5%）*92%=393
含皮量：450*（1-5%）*8%=34
含油量：450*（1-5%）*18%=77
含水量：450*（1-5%）*11%=47
2.工艺指标：
仁中含油率2.7%
清理后油料中含杂量0.5%；杂中含油料0.5%
脱皮后皮中含油率0.6%
皮中含仁率0.6/2.7=2.9%
脱皮水分：9%
软化水分：10-12%→11-14%
膨化水分：10-11%→10-12%
烘干后水分：8-10%
3.各阶段物料横算：

E1 水 E2 E3
N1 ↑ N2 ↑ N2‘ ↑ N3 ↓ N4
原料 清理 烘干 破碎脱皮 软化

轧坯 挤压膨化 烘 干

【1】 清理：
N1= E1+ N2 E1指杂中含油料0.5%，油料中含杂由5%降至0.5%。
450=450*0.5%+（5%-0.5%）*450+ N2
N2=95% N1=427.5T/D
【2】 干燥：
水分由12%降至9%，蒸发出去3%*450=13.5T/D
N2‘=427.5-13.5=414T/D
【3】 破碎脱皮：
假设脱皮率为70%
那么脱掉的皮为：450*8%*70%=25.2T/D
同时皮中含仁率为2.9%，故脱去一部分仁是450*2.9%*92%=12T/D
∴E2=25.2+12=37.2T/D
∴N3= N2‘- E2=414-37=377T/D
【4】 软化：
软化前调节水分到10-12%，所以加入水分E3为2%*450=9T/D
N4=N3+E3=377+9=386T/D

工序物料平衡表（T/D）
工序
输入
输出
清理
N1=450
N2=427.5
E1=22.5
干燥
N2=427.5
水13.5
破碎脱皮
N2‘=414
E2=37
N3=377
软化
E3=9
N3=377
N4=386

总物料平衡表

原料（T/D）
成品及损耗（T/D）
大豆
450
杂质 E1=22.5
皮 E2=37
仁 386

五、设备选型
1.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
（咸宁市咸安宏昌粮油机械技术有限公司）
2.振动清理筛（3）
TQLZ系列振动清理筛该机可广泛用于大米、面粉、饲料、油脂和食品等加工厂一般设置在清理工序，用来清除大、中、小和轻杂质；通过配备不同规格的筛孔，能将物料按粒度大小来分级，可得到不同粒度的产品。（河南省武陟县中原粮油机械有限公司）
主要技术参数：
型号
产量(t/h)
动力(kw)
吸风量(m3/min)
外型尺寸(mm)
TQLZ150
8～12
0.7×2
92～104
3700×1750×1800
3.去石机
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
4.磁选器
CTQ芯状立筒磁选器
规格型号
产量（T/H）
机重（Kg）
CTQ350
35
75
（石家庄粮友机械有限公司）
5.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
（咸宁市咸安宏昌粮油机械技术有限公司）
6.干燥塔
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(现代大豆食品机械有限责任公司)
7.破碎机
    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。
型号规格：
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
8. 风力风选器  
河南省武陟县中原粮油机械
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

9.软化锅
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)
10.轧胚机
    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

11.膨化机
该机集原料膨化与成品膨化的功能于一身，通过改变配置既可膨化大豆粉、玉米粉、米糠、棉粕、菜粕、豆粕、非蛋白氮（玉米尿素）、鱼粉、动物下脚料等各种原料，也可膨化配合饲料、宠物饲料和浮性水产料，同时亦可用于油脂加工的原料预处理。
产品特点         
•  设计合理、结权紧凑、性能优越、原料适应范围广、效率高，调整、维护和保养方便故障率低、易操作。    
• 易损件采用高级耐磨合金材料和独特的机械加工处理工艺，设计制造时特别考虑机器的多功能性，各主要部件强度和使用寿命明显提高。    
• 膨化腔内装有可拆换的特殊材料耐磨衬套，不需整体更换膨化腔，大大降低了用户的配件使用成本。    
• 轴承箱与机架整体铸造，配有重型推力轴承，设备运行平稳，使用寿命长。    
• 采用进口变频调速器控制喂料。   
• 设有去铁装置(可选)，可有效去除物料中铁类异物。    
• 双层保温不锈钢调质器，供水、供汽量均可调，调质和熟化效果更佳。    
• 轴承箱润滑油强制冷却过滤系统，可延长轴承的使用寿命。应用效果    
• 大豆经膨化后，尿素酶活性指标值低于 0.2。
型    号
主机功率+（其它）
产量（kg/h）
外形尺寸(mm)
ETS195
132+11.815
3000～4000
4338×2080×2100

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
8～12(t/h)
3700×1750×1800
3
去石机
MQS300
40(t/h)

1
磁选器
CTQ350
35(t/h)

1
提升机
DTG60/25Ⅲ
120（m3/h）

1
干燥塔
喷雾干燥塔

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

1
轧胚机
FRFM32in/84in
500（T/D）
4690×3860×2150
1
膨化机
ETS195
3000～4000
4338×2080×2100
7

六、设计体会
通过这次对大豆预处理车间的设计，让我了解了设计油脂加工厂的基本程序，也让我了解了关于油料加工原理与设计理念。通过这次学习也深刻的认识到以前学习工艺设计的不足以及对工艺设计知识的欠缺。通过自己的学习及和同学的讨论，最终将设计完成。一开始我对此设计一点头绪都没有，什么都不知道，也不知道怎么去查资料，没有一个完整的设计概念，后来通过自己的自学看设计书慢慢的了解到基本程序，然后慢慢开始一步一步来，虽然过程很劳累，而且结果也不是很好很完美，但是对于自己的劳动成果我还是很满意的，也希望自己在以后的设计中更加熟练，这次设计也是为毕业设计坐好基础，希望自己以后的工艺设计中表现的更好。

六、 参考文献
1.《油脂加工工艺学》 刘玉兰 科学出版社
2.《油脂工厂设计手册》 何东平 湖北科技出版社
3.《植物油脂加工实用技术》 彭阳生 金盾出版社
4.《油脂工厂工艺设计》 过祥鳌 中国商业出版社

七、 附录

1.459T/D大豆脱皮及预处理车间工艺流程图
11