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1、武漢工業(yè)學(xué)院油脂加工工藝學(xué)課程工藝設(shè)計說明書設(shè)計題目：200T/D棉仁壓榨車間工藝流程設(shè)計姓名 _莊浩 _學(xué)號 _090107608院 (系) 食品科學(xué)與工程專 業(yè) 植物油脂及蛋白質(zhì)工程指導(dǎo)教師 _羅質(zhì) _2012 年 12月 9日目錄一、前言1二、工藝流程設(shè)計方案的確定12.1生產(chǎn)工藝方案2三、工藝流程說明23.1棉仁高水分蒸胚23.2壓榨33.3油渣分離4四、工藝計算44.1物料衡算44.2能量衡算7五、設(shè)備選型85.1軟化鍋選型85.2軋胚機選型85.3蒸炒鍋選型85.4螺旋榨油機選型85.5斗式提升機選型95.6螺旋輸送機選型95.7油渣分離設(shè)備選型10六、設(shè)計體會10七、參考文獻11
2、八、附錄12一、 前言棉籽即棉花的種子， 外部為堅硬的褐色籽殼， 形狀大小也因品種而異，籽殼內(nèi)有胚，是棉籽的主要部分，也稱籽仁（棉仁） 。籽仁含油量可達 30-40%，含蛋白質(zhì) 39%左右，含棉酚 0.2%-2%。目前棉籽也是重要的榨油原料，棉籽油含有大量的不飽和脂肪酸，其商業(yè)上的重要性在于它的油和其他產(chǎn)品。 精煉棉籽油一般呈橙黃色或棕色，脂肪酸中含有棕櫚酸 21.6-24.8% ，硬脂酸 1.9-2.4% ，花生酸 0-0.1%，油酸 18.0-30.7% ，亞油酸 44.9-55.0% ，精煉后的棉清油清除了棉酚等有毒物質(zhì)， 可供人食用。 棉清油中含有大量人體必需的脂肪酸，最宜與動物脂肪混
3、合食用， 因為棉清油中亞油酸的含量特別多，能有效抑制血液中膽固醇上升，維護人體的健康。人體對棉清油的吸化吸收率為 98%。目前，我國的制油工業(yè)主要是采用的兩種生產(chǎn)工藝，一是壓榨法制油工藝，二是浸出法制油工藝。借助機械外力的作用, 將油脂從油料中擠壓出來的取油方法稱為壓榨法取油。按壓榨時榨料所受壓力的大小以及壓榨取油的深度，壓榨法取油可分為一次壓榨和預(yù)榨。 一次壓榨又稱全壓榨， 要求壓榨過程將榨料中盡可能多的油脂榨出，壓榨后餅中殘油 3%5%。而預(yù)榨僅要求壓榨過程將榨料中約 70%的油脂榨出， 榨餅中殘油 15%18%，預(yù)榨餅再進行溶劑浸出取油。壓榨法取油與其他取油方法相比具有工藝簡單、配套設(shè)備
4、少、對油料品種適應(yīng)性強、生產(chǎn)靈活、油品質(zhì)量好、色澤淺、風(fēng)味純正等優(yōu)點，但壓榨后的餅殘油量高 , 壓榨過程的動力消耗大 , 榨條等零部件易磨損。壓榨取油之前通常要對料胚進行蒸炒， 將生胚蒸炒成熟胚。 壓榨毛油中含有一定量的餅屑， 在油脂精煉之前必須進行除渣。 故典型的壓榨工序包括蒸炒、壓榨、毛油除渣。二、 工藝流程方案生產(chǎn)工藝流程設(shè)計和車間布置設(shè)計是兩個重要設(shè)計項目。 他們決定著車間的功能和生產(chǎn)合理與否。 一般工藝流程設(shè)計開始于前， 車間布置設(shè)計在工藝流程設(shè)計的基礎(chǔ)上進行。 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計的目的是通過用圖解的形式表示出在聲場過程中由原料制得成品時物料發(fā)生的變化及其流向，以及表示生產(chǎn)中采用的化工
5、單元過程和機械設(shè)備。根據(jù)工藝流程還可以進一步設(shè)計出管道流程和計量控制流程。 因此，工藝流程設(shè)計是工藝設(shè)計的核心， 而工藝流程設(shè)計的質(zhì)量也是直接決定車間的生產(chǎn)命運。流程的選擇一般要注意：1、盡可能充分地利用原料以期得到最大的產(chǎn)品得率；2、所制取的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良；3、生產(chǎn)的機械化、適當?shù)淖詣踊?，以便掌握生產(chǎn)過程的工作變得簡單而容易；4、生產(chǎn)方法對操作人員的安全要考慮；2.1 操作計算工藝流程料料坯料坯的坯的 蒸炒壓榨壓榨餅回榨含渣原油 壓榨原油油渣浸出精煉三、 工藝流程說明3.1 蒸炒階段油料生坯經(jīng)過濕潤、 蒸炒、炒坯等處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭炫鞯倪^程稱為蒸炒。蒸炒是壓榨取油生產(chǎn)中一道十分重要的工序， 潤濕蒸炒
6、是指在蒸炒開始時利用添加水分或者是噴入直接蒸汽的方法使生坯達到最優(yōu)的蒸炒開始水分， 再將濕潤過的料坯進行蒸炒， 使蒸炒后熟坯中的水分、溫度及結(jié)構(gòu)性能最適宜壓榨取油的要求。 一般蒸炒的最高溫度不宜超過 130，在蒸炒溫度及料坯水分相對穩(wěn)定的條件下，料坯蒸炒的時間愈長，蛋白質(zhì)的變性程度愈深， 生產(chǎn)中通常先采用層式蒸炒鍋進行潤濕蒸炒，再用炸機調(diào)整炒鍋進行炒坯干燥。a） 潤濕除了要求均勻潤濕和充分攪拌外， 還需要有一定的時間讓水分在料坯間和料坯內(nèi)部擴散均勻， 其中棉籽采用高水分蒸胚的潤濕水分為18%22%，在潤濕時為了使料坯有充分的時間與水分接觸， 保證料坯的潤濕均勻，蒸炒鍋潤濕層的裝料要滿， 裝料量
7、一般控制在 80%90%。要關(guān)閉排氣孔，保持蒸炒鍋密閉，以防水分散失。當采用高水分蒸坯時，必須有足夠的蒸炒條件與之配合， 以保證滿足低水分入榨的要求，為此，可以在料坯進入蒸鍋之前進行潤濕，以延長蒸炒時間。b）蒸坯蒸坯時要求料坯要蒸透蒸勻。為此，蒸坯層的裝料要滿，裝料量控制在 80%-90%之間，以延長蒸坯時間。要關(guān)閉排氣孔，保持蒸炒鍋密閉，以增大蒸鍋空間的溫度，充分發(fā)揮料坯的自蒸作用，并防止油脂氧化和棉酚的變性。經(jīng)過蒸坯，料配溫度應(yīng)提高至95-100 。濕潤與蒸炒時間約需50-60min 。c）炒坯鍋中的存料量要少，一般裝料量控制在 40%左右。經(jīng)過炒坯，出料溫度應(yīng)達到 105-110 ，水分
8、含量在 5%-8%之間。炒坯時間約 20 分鐘，料坯一次壓榨的入榨水分通常為 1.0%-2.5%，入榨溫度為 125 -130，而料坯入榨的預(yù)榨水分為 4%-5%，入榨溫度為 110-115 ，因此，蒸炒全過程通常需要 90-120min 。其中，料坯在層式蒸炒鍋中約需 1.5h ，在榨機蒸炒鍋中約需 -0.5h 。d）均勻蒸炒為了減少蒸炒過程的不一致性， 生產(chǎn)上必須采取措施以保證料坯的均勻蒸炒：保證進入蒸炒鍋的生坯質(zhì)量（水分、坯厚及粉末度的）合格和穩(wěn)定；均勻進料；對料坯的濕潤應(yīng)均勻一致，防止結(jié)團；蒸坯時充分利用料層的自蒸作用， 防止硬皮的產(chǎn)生； 蒸炒鍋各層存料高度要合理，料門控制機構(gòu)靈活可靠
9、；加熱應(yīng)充分均勻，保證加熱蒸汽質(zhì)量及流量的穩(wěn)定， 夾套中空氣和冷凝水的排除要及時； 保證各層蒸鍋的合理排氣，保證足夠的蒸炒時間；回榨油渣的摻入應(yīng)均勻等。3.2 壓榨壓榨取油的過程， 就是借助機械外力的作用， 將油脂將渣料中擠壓出來的過程， 壓榨取油效果取決于許多因素， 主要包括渣料結(jié)構(gòu)和壓榨條件兩大方面。 此外，榨油設(shè)備結(jié)構(gòu)及其選型在某種程度上也將影響出油效果。（a）榨料結(jié)構(gòu)的影響，在要求殘油率較低的情況下，榨料的合理低水分和高溫是必需的， 但榨料溫度過高而超過某一限度（如 130）不允許的；（b）壓榨條件的影響，除榨料自身結(jié)構(gòu)條件以外，壓榨條件如壓力、時間、溫度、料層厚度、排油阻力等是提高出
10、油效果的決定因素；（c）榨油設(shè)備的影響，榨油設(shè)備的類型和結(jié)構(gòu)在一定程度上影響到工藝條件的確定， 要求壓榨設(shè)備在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)該盡可能滿足多方面的要求。此外，壓榨取油的必要條件：（ a）榨料通道中油脂的液壓越大越好；（ b）榨料中流油毛細管的直徑越大越好，數(shù)量越多越好（即多孔性越大越好）；（ c）流油毛細管的長度越短越好；（ d）壓榨時間在一定限度內(nèi)要盡量長些；（ e）受壓油脂的黏度越低越好。3.3 油渣分離毛油中懸浮雜質(zhì)的存在， 對毛油的輸送、 暫存及油脂精煉都產(chǎn)生不良影響，對毛油中懸浮雜質(zhì)的分離，通常采用沉降和過濾的方法。在實際生產(chǎn)中，一般將壓榨毛油中懸浮雜質(zhì)的分離工藝分為油 - 渣分離（粗分
11、離）和懸浮物分離（細分離）兩個步驟。因此，在壓榨毛油粗分離后，還必須進一步對毛油中懸浮物進行細分離， 要求經(jīng)過細分離后毛油中懸浮雜質(zhì)含量控制在 0.1%以下。一般要求壓榨過程的排渣量需控制在 10%以下，而實際上有時可高達 15%以上。若僅利用澄油箱進行重力沉降，可以使分離后的毛油含雜量由10%-15%降至 1%左右，而采用重力沉降和過濾機結(jié)合的方法，可使分離后毛油含雜量降至 0.1%-0.3%。采用通常的分離工藝和設(shè)備，分離出的餅渣含油率一般為 20%-50%。對于含渣量高的壓榨毛油，最好采用沉降和過濾兩步分離的方法， 第一步在澄油箱內(nèi)將大而重的固體餅渣分離，第二步用板框壓濾機和葉片式過濾機
12、分離細小的餅屑。四、 工藝計算4.1物料衡算 （以下為壓榨工藝所需數(shù)據(jù)）含油率 ：全 籽2 3 %； 棉 仁3 0% 4 0 %含雜率 ：清 理 前6 %； 清 理 后0. 5 0 %原 料 水 分 ：1 1 % 1 2 %清 理 損 耗 ：0. 5 0 %含 殼 率 ：全 籽 2 5 % 4 0 %剝 殼 分 離 后 仁 中 含 殼 率6 % 1 0 %剝 殼 分 離 后 殼 中 含 仁 率 0. 5 0 %餅 中 殘 油 ：1 5 % 1 7 %4.1.1 組份物料衡算仁、雜（仁中含殼率取8%）無雜凈仁 =200（ 1-8%）=184 t/d凈雜 =2008%=16 t/d（ 2） 油分、
13、水分（仁殼中含水量統(tǒng)一取 11%）仁中含油 =18435%=64.4 t/d仁中含水 =18411%=20.24 t/d4.1.2按工序進行物料衡算脫水 E2脫水 E3仁生胚 N1高水分蒸胚半熟胚 N2調(diào)整炒胚熟胚 N3壓榨預(yù)榨餅 N4潤濕吃水 E1毛油 E4（1）高水分蒸胚棉仁潤濕后水分含量在18%-22%，取 20%潤濕吃水 E1 +生胚 N1仁中含水率 =20%潤濕吃水 E1 +生胚 N1即： E 1 N 1 11%20%E 1N 1代入數(shù)據(jù)得：E1=22.5 t/d炒胚脫水，出料水分5%8%，出料溫度 105110，取水分為6%。則E2=33.14 t/d半熟胚 N2=生胚 N1+潤濕
14、吃水 E1- 脫水 E2N2 =200+22.5-33.1=189.4 t/d（2）調(diào)整炒胚根據(jù)經(jīng)調(diào)整蒸炒鍋后入榨溫度110115，水分 45%，取 4%得解得 E3=3.95 t/d N3=N2-E3=185.5 t/d （3）壓榨餅中含油 35%-45%，取 40%。N3含水 =N30.04=7.4 t/dN3含油 =N30.40=74.2 t/d列方程組解出 E4=54.4 t/dN4=131.1 t/d工序物料平衡表：工序輸入輸出高水分蒸胚生胚 N1=200 t/d潤濕吃水 E1=22.5 t/d小計 222.5 t/d半熟胚N2=189.4 t/d脫水 E2=33.1 t/d小計 2
15、22.5 t/d調(diào)整炒胚半熟胚N2=189.4 t/d熟胚脫水小計N3=185.5 t/dE3=3.95 t/d189.4 t/d預(yù)榨熟胚N3=185.5 t/d預(yù)榨餅 N4=131.1 t/d毛油 E4=54.4 t/d小計 185.5 t/d4.2熱量衡算對物料的熱量衡算根據(jù)能量守恒原理：輸入熱量 =輸出熱量。熱損失一般按間接蒸汽帶入熱量的2%10%計。蒸炒時帶入的熱量有： 生胚中水分帶入熱量， 生胚中干物質(zhì)帶入熱量，空氣帶入熱量，直接蒸汽帶入熱量，潤濕水分帶入熱量。蒸炒時帶出熱量有： 熟胚中水分帶出熱量， 熟胚中干物質(zhì)帶出熱量，空氣帶出熱量，蒸發(fā)水分帶出熱量，間接蒸汽冷凝水熱量，熱損失。
16、根據(jù)以上熱平衡可計算出間接蒸汽用量，再根據(jù)Q=KS tm驗算出蒸炒鍋加熱面積。此處計算由于此處計算中大量數(shù)據(jù)需由自己設(shè)定，以及傳熱系數(shù)K難確定，故未進行詳細計算。五、 設(shè)備選型5.1 軟化鍋的選型選擇 YRGH軟化鍋，處理量為 50-1000 t/d5.2 軋胚機的選型選用 YYPY28080 軋胚機生產(chǎn)能力主電機功率外型尺寸（長寬高）60 -80t/d22kw-6（計 2 臺）17701640 2386(mm)整機凈重軋輥規(guī)格8.5t800800（ mm）5.3 蒸炒鍋的選型選擇 YZCL4005 蒸炒鍋，日處理量200-250 t 。由于生壞量為 200t/d,則 n 取 1。加熱面積11
17、0 m2配備動力280-300 Kw鍋內(nèi)徑4000mm設(shè)計溫度164 5.4 螺旋榨油機的選型選擇 XZ20/80 型螺旋榨油機 , 日處理量 ( 預(yù)榨 )100-130 t。n=185.5/130=1.4, 則 n 取 2。外型尺寸（ l bh）4100*2270*3850（mm）配備動力110 Kw凈重11000kg5.4 提升機選型 （斗式提升機）棉仁容重 =720-800kg/m3, 取 760 kg/m 3體積流量3V=20010/760/24=11.03m/h,選取D250（Q制法）斗式提升機。斗距400mm料斗容量2.6L料斗運動速度1.25m/s生產(chǎn)能力11.8t/h最大提升高
18、度35m輸送膠帶寬度300mm5.5 水平輸送機器選型 （選用螺旋輸送機）LSS2040米。 本機不適于輸送有腐蝕性、粘度大、易結(jié)塊、含過大雜質(zhì)以及表面粗糙如稻谷、容易破碎如大米等物料。1.2.工藝上靈活性大；3.其主要參數(shù)如下表所示型號LSS10LSS12LSS16LSS20LSS25LSS328-40產(chǎn)量 0.2-1.50.4-2.51-6.52-133.5-228-4010-70（ T/H根據(jù)要求可選用 LSS20型螺旋輸送機最小產(chǎn)量 =224=48T/D最大產(chǎn)量 =1324=312T/D設(shè)計的產(chǎn)量在該范圍內(nèi)，根據(jù)要求5 處用到了該設(shè)備，故應(yīng)選用5 臺。5.6 油渣分離設(shè)備選用 YCYG
19、60250 型澄油箱設(shè)備一覽表名稱型號數(shù)量（臺）生產(chǎn)能力軟化鍋YRGH150-100 t/d軋胚機YYPY28080360-80 t/d蒸炒鍋YZCL40051200-250 t/d螺旋榨油機ZY322100-130 t/d斗式提升機DTG50/18345-50 t/d螺旋輸送機LSS20548-312 m 3/d澄油箱YMBW2315-10 t/h六、 設(shè)計體會通過這段時間的機械設(shè)計課程設(shè)計進一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識；通過設(shè)計實踐，樹立了正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意思和競爭意識，熟悉掌握了工藝設(shè)計的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問題的能力；通過設(shè)計計算、繪圖以及對運用技術(shù)標準、規(guī)范、設(shè)計手
20、冊等相關(guān)設(shè)計資料的查閱， 對自己進行了一個全面的工藝設(shè)計基本技能的訓(xùn)練。在具體做的過程中，從設(shè)計到計算，從分析到繪圖，讓我更進一步的明白了作為一個設(shè)計人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴謹?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開始的傳動方案的擬定的總體設(shè)計中， 讓我清楚的了解了自己接下來要完成的任務(wù)，也很好的鍛煉了自己自主學(xué)習(xí)的能力；在傳動件，軸、軸承、聯(lián)軸器大量的計算和最終的選擇過程中，不但考驗了自己計算過程中的細心程度還提高了自己快速資料的一種能力； 在最后的繪圖過程中，再次鍛煉并提高了自己手工繪圖的能力。 在這個過程中也遇到了些許的問題， 在面對這些問題的時候自己
21、曾焦慮， 但是最后還是解決了。才發(fā)現(xiàn)當我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的 ,這當然也會影響我們的結(jié)果 .很多時候問題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問題的心態(tài) ,而不是看我們過去的能力到底有多強 ,那是一種態(tài)度的端正和目的的明確 ,只有這樣把自己身置于具體的問題之中 ,我們才能更好的解決問題 .。現(xiàn)在把這個課程做完了才發(fā)現(xiàn)自己對以前學(xué)的知識點有了更好的理解，知識只有放在實踐運用上才能體現(xiàn)他的價值才能更好地被大家接受，所以這門實踐課是很有必要開設(shè)的，也是大家很有必要去認真做的。在這個過程中， 要謝謝老師對我的教導(dǎo)， 在老師的講解下讓我對整個設(shè)計過程以及繪圖過程有了很好的了解，對我后面的
22、整體的設(shè)計和繪圖的進行有了很大的幫助。七、 參考文獻1. 劉玉蘭等 . 油脂制取與加工工藝學(xué) . 科學(xué)出版社， 2003.2. 何東平 . 油脂工廠設(shè)計手冊 . 湖北科學(xué)技術(shù)出版社， 1989.3. 油脂制取工藝與設(shè)備 . 武漢糧食工業(yè)學(xué)院主編 . 中國財政經(jīng)濟出版社， 1983.4. 油脂工廠工藝設(shè)計（使用教材） . 鄭州工學(xué)院糧油工業(yè)系油脂專業(yè)編， 1975.5. 劉玉蘭 . 植物油脂生產(chǎn)與綜合利用 . 中國輕工業(yè)出版社， 1999. 6.Y.H.Hui. 貝雷 : 油脂化學(xué)與工藝學(xué)，第五版第二卷，中國輕工業(yè)出版社， 2001.7. 化工工藝設(shè)計手冊第四版 . 中國石化集團上海工程有限公司編 .2008.8. 左青 . 油脂工廠設(shè)計手冊 . 安徽科學(xué)技術(shù)出版社， 1991.八、 附錄見附件，工藝流程圖
棉仁壓榨工藝流程設(shè)計講解
