棉仁壓榨工藝流程設(shè)計(jì)講解

武漢工業(yè)學(xué)院油脂加工工藝學(xué)課程工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目：200T/D棉仁壓榨車(chē)間工藝流程設(shè)計(jì)姓名 _莊浩 _學(xué)號(hào) _090107608院 (系) 食品科學(xué)與工程專(zhuān) 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(jì)方案的確定12.1生產(chǎn)工藝方案2三、工藝流程說(shuō)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(jì)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(jī)選型85.3蒸炒鍋選型85.4螺旋榨油機(jī)選型85.5斗式提升機(jī)選型95.6螺旋輸送機(jī)選型95.7油渣分離設(shè)備選型10六、設(shè)計(jì)體會(huì)10七、參考文獻(xiàn)11八、附錄12一、 前言棉籽即棉花的種子， 外部為堅(jiān)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(chēng)籽仁（棉仁） 。籽仁含油量可達(dá) 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(dòng)物脂肪混合食用， 因?yàn)槊耷逵椭衼営退岬暮刻貏e多，能有效抑制血液中膽固醇上升，維護(hù)人體的健康。人體對(duì)棉清油的吸化吸收率為 98%。目前，我國(guó)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(jī)械外力的作用, 將油脂從油料中擠壓出來(lái)的取油方法稱(chēng)為壓榨法取油。按壓榨時(shí)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(chēng)全壓榨， 要求壓榨過(guò)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(guò)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(jìn)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(jiǎn)單、配套設(shè)備少、對(duì)油料品種適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)靈活、油品質(zhì)量好、色澤淺、風(fēng)味純正等優(yōu)點(diǎn)，但壓榨后的餅殘油量高 , 壓榨過(guò)程的動(dòng)力消耗大 , 榨條等零部件易磨損。壓榨取油之前通常要對(duì)料胚進(jìn)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(jìn)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(jì)和車(chē)間布置設(shè)計(jì)是兩個(gè)重要設(shè)計(jì)項(xiàng)目。 他們決定著車(chē)間的功能和生產(chǎn)合理與否。 一般工藝流程設(shè)計(jì)開(kāi)始于前， 車(chē)間布置設(shè)計(jì)在工藝流程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)用圖解的形式表示出在聲場(chǎng)過(guò)程中由原料制得成品時(shí)物料發(fā)生的變化及其流向，以及表示生產(chǎn)中采用的化工單元過(guò)程和機(jī)械設(shè)備。根據(jù)工藝流程還可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)出管道流程和計(jì)量控制流程。 因此，工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的核心， 而工藝流程設(shè)計(jì)的質(zhì)量也是直接決定車(chē)間的生產(chǎn)命運(yùn)。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?jī)?yōu)良；3、生產(chǎn)的機(jī)械化、適當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化，以便掌握生產(chǎn)過(guò)程的工作變得簡(jiǎn)單而容易；4、生產(chǎn)方法對(duì)操作人員的安全要考慮；2.1 操作計(jì)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(shuō)明3.1 蒸炒階段油料生坯經(jīng)過(guò)濕潤(rùn)、 蒸炒、炒坯等處理轉(zhuǎn)變?yōu)槭炫鞯倪^(guò)程稱(chēng)為蒸炒。蒸炒是壓榨取油生產(chǎn)中一道十分重要的工序， 潤(rùn)濕蒸炒是指在蒸炒開(kāi)始時(shí)利用添加水分或者是噴入直接蒸汽的方法使生坯達(dá)到最優(yōu)的蒸炒開(kāi)始水分， 再將濕潤(rùn)過(guò)的料坯進(jìn)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(guò) 130，在蒸炒溫度及料坯水分相對(duì)穩(wěn)定的條件下，料坯蒸炒的時(shí)間愈長(zhǎng)，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(jìn)行潤(rùn)濕蒸炒，再用炸機(jī)調(diào)整炒鍋進(jìn)行炒坯干燥。a） 潤(rùn)濕除了要求均勻潤(rùn)濕和充分?jǐn)嚢柰猓?還需要有一定的時(shí)間讓水分在料坯間和料坯內(nèi)部擴(kuò)散均勻， 其中棉籽采用高水分蒸胚的潤(rùn)濕水分為18%22%，在潤(rùn)濕時(shí)為了使料坯有充分的時(shí)間與水分接觸， 保證料坯的潤(rùn)濕均勻，蒸炒鍋潤(rùn)濕層的裝料要滿(mǎn)， 裝料量一般控制在 80%90%。要關(guān)閉排氣孔，保持蒸炒鍋密閉，以防水分散失。當(dāng)采用高水分蒸坯時(shí)，必須有足夠的蒸炒條件與之配合， 以保證滿(mǎn)足低水分入榨的要求，為此，可以在料坯進(jìn)入蒸鍋之前進(jìn)行潤(rùn)濕，以延長(zhǎng)蒸炒時(shí)間。b）蒸坯蒸坯時(shí)要求料坯要蒸透蒸勻。為此，蒸坯層的裝料要滿(mǎn)，裝料量控制在 80%-90%之間，以延長(zhǎng)蒸坯時(shí)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(guò)蒸坯，料配溫度應(yīng)提高至95-100 。濕潤(rùn)與蒸炒時(shí)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(guò)炒坯，出料溫度應(yīng)達(dá)到 105-110 ，水分含量在 5%-8%之間。炒坯時(shí)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(guò)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(jī)蒸炒鍋中約需 -0.5h 。d）均勻蒸炒為了減少蒸炒過(guò)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(jìn)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(jìn)料；對(duì)料坯的濕潤(rùn)應(yīng)均勻一致，防止結(jié)團(tuán)；蒸坯時(shí)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(mén)控制機(jī)構(gòu)靈活可靠；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(shí)； 保證各層蒸鍋的合理排氣，保證足夠的蒸炒時(shí)間；回榨油渣的摻入應(yīng)均勻等。3.2 壓榨壓榨取油的過(guò)程， 就是借助機(jī)械外力的作用， 將油脂將渣料中擠壓出來(lái)的過(guò)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(guò)高而超過(guò)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(shí)間、溫度、料層厚度、排油阻力等是提高出油效果的決定因素；（c）榨油設(shè)備的影響，榨油設(shè)備的類(lèi)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(jì)上應(yīng)該盡可能滿(mǎn)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(xì)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(xì)管的長(zhǎng)度越短越好；（ d）壓榨時(shí)間在一定限度內(nèi)要盡量長(zhǎng)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(duì)毛油的輸送、 暫存及油脂精煉都產(chǎn)生不良影響，對(duì)毛油中懸浮雜質(zhì)的分離，通常采用沉降和過(guò)濾的方法。在實(shí)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（粗分離）和懸浮物分離（細(xì)分離）兩個(gè)步驟。因此，在壓榨毛油粗分離后，還必須進(jìn)一步對(duì)毛油中懸浮物進(jìn)行細(xì)分離， 要求經(jīng)過(guò)細(xì)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(guò)程的排渣量需控制在 10%以下，而實(shí)際上有時(shí)可高達(dá) 15%以上。若僅利用澄油箱進(jìn)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(guò)濾機(jī)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(duì)于含渣量高的壓榨毛油，最好采用沉降和過(guò)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(jī)和葉片式過(guò)濾機(jī)分離細(xì)小的餅屑。四、 工藝計(jì)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(wú)雜凈仁 =200（ 1-8%）=184 t/d凈雜 =2008%=16 t/d（ 2） 油分、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(jìn)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(rùn)濕吃水 E1毛油 E4（1）高水分蒸胚棉仁潤(rùn)濕后水分含量在18%-22%，取 20%潤(rùn)濕吃水 E1 +生胚 N1仁中含水率 =20%潤(rùn)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(rùn)濕吃水 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(rùn)濕吃水 E1=22.5 t/d小計(jì) 222.5 t/d半熟胚N2=189.4 t/d脫水 E2=33.1 t/d小計(jì) 222.5 t/d調(diào)整炒胚半熟胚N2=189.4 t/d熟胚脫水小計(jì)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(jì) 185.5 t/d4.2熱量衡算對(duì)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(jì)。蒸炒時(shí)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(rùn)濕水分帶入熱量。蒸炒時(shí)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。根據(jù)以上熱平衡可計(jì)算出間接蒸汽用量，再根據(jù)Q=KS tm驗(yàn)算出蒸炒鍋加熱面積。此處計(jì)算由于此處計(jì)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(jìn)行詳細(xì)計(jì)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(jī)的選型選用 YYPY28080 軋胚機(jī)生產(chǎn)能力主電機(jī)功率外型尺寸（長(zhǎng)寬高）60 -80t/d22kw-6（計(jì) 2 臺(tái)）17701640 2386(mm)整機(jī)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110 m2配備動(dòng)力280-300 Kw鍋內(nèi)徑4000mm設(shè)計(jì)溫度164 5.4 螺旋榨油機(jī)的選型選擇 XZ20/80 型螺旋榨油機(jī) , 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(dòng)力110 Kw凈重11000kg5.4 提升機(jī)選型 （斗式提升機(jī)）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(jī)。斗距400mm料斗容量2.6L料斗運(yùn)動(dòng)速度1.25m/s生產(chǎn)能力11.8t/h最大提升高度35m輸送膠帶寬度300mm5.5 水平輸送機(jī)器選型 （選用螺旋輸送機(jī)）LSS2040米。 本機(jī)不適于輸送有腐蝕性、粘度大、易結(jié)塊、含過(guò)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(hào)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(jī)最小產(chǎn)量 =224=48T/D最大產(chǎn)量 =1324=312T/D設(shè)計(jì)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(tái)。5.6 油渣分離設(shè)備選用 YCYG60250 型澄油箱設(shè)備一覽表名稱(chēng)型號(hào)數(shù)量（臺(tái)）生產(chǎn)能力軟化鍋YRGH150-100 t/d軋胚機(jī)YYPY28080360-80 t/d蒸炒鍋YZCL40051200-250 t/d螺旋榨油機(jī)ZY322100-130 t/d斗式提升機(jī)DTG50/18345-50 t/d螺旋輸送機(jī)LSS20548-312 m 3/d澄油箱YMBW2315-10 t/h六、 設(shè)計(jì)體會(huì)通過(guò)這段時(shí)間的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固、加深和拓寬所學(xué)的知識(shí)；通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，增強(qiáng)創(chuàng)新意思和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，熟悉掌握了工藝設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，也培養(yǎng)了分析和解決問(wèn)題的能力；通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪圖以及對(duì)運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊(cè)等相關(guān)設(shè)計(jì)資料的查閱， 對(duì)自己進(jìn)行了一個(gè)全面的工藝設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練。在具體做的過(guò)程中，從設(shè)計(jì)到計(jì)算，從分析到繪圖，讓我更進(jìn)一步的明白了作為一個(gè)設(shè)計(jì)人員要有清晰的頭腦和整體的布局，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和不厭其煩的細(xì)心，要有精益求精、追求完美的一種精神。從開(kāi)始的傳動(dòng)方案的擬定的總體設(shè)計(jì)中， 讓我清楚的了解了自己接下來(lái)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(dòng)件，軸、軸承、聯(lián)軸器大量的計(jì)算和最終的選擇過(guò)程中，不但考驗(yàn)了自己計(jì)算過(guò)程中的細(xì)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(guò)程中，再次鍛煉并提高了自己手工繪圖的能力。 在這個(gè)過(guò)程中也遇到了些許的問(wèn)題， 在面對(duì)這些問(wèn)題的時(shí)候自己曾焦慮， 但是最后還是解決了。才發(fā)現(xiàn)當(dāng)我們面對(duì)很多問(wèn)題的時(shí)候所采取的具體行動(dòng)也是不同的 ,這當(dāng)然也會(huì)影響我們的結(jié)果 .很多時(shí)候問(wèn)題的出現(xiàn)所期待我們的是一種解決問(wèn)題的心態(tài) ,而不是看我們過(guò)去的能力到底有多強(qiáng) ,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(wèn)題之中 ,我們才能更好的解決問(wèn)題 .?，F(xiàn)在把這個(gè)課程做完了才發(fā)現(xiàn)自己對(duì)以前學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有了更好的理解，知識(shí)只有放在實(shí)踐運(yùn)用上才能體現(xiàn)他的價(jià)值才能更好地被大家接受，所以這門(mén)實(shí)踐課是很有必要開(kāi)設(shè)的，也是大家很有必要去認(rèn)真做的。在這個(gè)過(guò)程中， 要謝謝老師對(duì)我的教導(dǎo)， 在老師的講解下讓我對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程以及繪圖過(guò)程有了很好的了解，對(duì)我后面的整體的設(shè)計(jì)和繪圖的進(jìn)行有了很大的幫助。七、 參考文獻(xiàn)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(jì)手冊(cè) . 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(guó)財(cái)政經(jīng)濟(jì)出版社， 1983.4. 油脂工廠工藝設(shè)計(jì)（使用教材） . 鄭州工學(xué)院糧油工業(yè)系油脂專(zhuān)業(yè)編， 1975.5. 劉玉蘭 . 植物油脂生產(chǎn)與綜合利用 . 中國(guó)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(guó)輕工業(yè)出版社， 2001.7. 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第四版 . 中國(guó)石化集團(tuán)上海工程有限公司編 .2008.8. 左青 . 油脂工廠設(shè)計(jì)手冊(cè) . 安徽科學(xué)技術(shù)出版社， 1991.八、 附錄見(jiàn)附件，工藝流程圖