大豆预处理车间工艺设计Word文件下载.docx
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为了得到更符合消费者需求的大豆油,国内外大豆油脂生产人员在大队对制取工艺的研究和发展中,应该更重视对大豆预处理工艺的研究。
所以,通过充分了解和重视预处理工艺对大豆油生产工艺效果的影响,来选择合适的大豆预处理工艺及生产条件,这是提高大豆油生产工艺效果的重要部分。
这次我设计的是1000T/D的大豆预处理车间工艺,在这个车间里我采用了国内较选进的设备和工艺。
这样的选择不仅节约了初期的成本投入,同时保证了成品的质量。
并且我还采用电脑自动化控制系统,从而节约了人力资源的成本。
我国不仅是一个油脂消费大国和油脂、油料的进出口大国,而且还是油料生产大国和油脂加工大国。
根据统计可以知道,我国的油脂加工企业在世界上是最多的,而且生产能力也在世界的前列。
我国比较大型的油脂生产厂家基本上都在沿海地区,长江三角洲、环渤海地区、珠江三角洲和北部湾地区的油脂厂家比较集中。
如我们所知道的中粮、益海等公司在那些地方建的公司较多。
而中原地区,由于远离海边,交通运输不是很方便,所以这的大型油脂加工厂较少,其中算不错的是阳光油脂有限公司,其他的小型加工厂在乡村多点。
不过,现在很多公司也开始在内地建了分公司,修了专用的铁路来运输物料。
现在大豆油生产方法主要有两种,大豆生胚挤压膨化浸出和大豆生胚的直接浸出。
大豆生胚挤压膨化浸出是一种新的生产工艺,从80年代开始于美国、巴西等国家,近年来,它得到了迅速地推广。
大豆的生胚膨化浸出是对大豆进行清理、破碎、软化、干燥后,再挤压膨化,制成膨化颗粒,然后进行浸出取油。
而大豆在轧胚之前以前是冷脱皮,现在很多采用的是热脱皮工艺。
1设计说明书
1.1设计课题:
1000T/D大豆预处理车间工艺设计。
1.2生产规模和产品质量:
(1)原料:
大豆(含杂3%,含水14%,含油15%,含皮7%)
(2)生产规模:
日处理大豆1000吨
(3)成品胚片:
1)含杂量≤1%
2)温度50℃左右
3)含水9%
4)胚片厚度〈0.3mm
1.3车间布置说明:
根据设计的工艺需要,设定总层数为六层。
车间总长30米,宽16米,高27米,一楼为埋刮板输送机,二楼为轧胚机、磁选器和粉碎机,三楼为去石机、皮仁分离器,四楼配置振动筛和皮仁分离器、二道粉碎机,五楼为一道粉碎机,六楼为流化床干燥器。
本设计采用轧胚机单排,粉碎机单排,四楼设控制室。
一楼的高度为3米,二层到四层每层的高度均为5米,五楼的高度为3米,六楼的高度为6米。
总的来说,整体车间布置合理,让各个设备分别具有较好的操作空间。
1.4工艺流程
预处理中主要的工序为脱皮工艺,大豆的脱皮工艺分为热脱皮和冷脱皮两种。
此处我选用的是热脱皮工艺。
经过清理的大豆在调质塔中缓慢干燥至含水10%左右,然后在快速干燥器中让豆皮中的含水量进一步降低,干燥后的大豆先经过第一级的齿辊破碎机破碎到2-3瓣,皮仁分离器的分离,得到的豆瓣再经过第二级的齿辊破碎机,将大豆破碎到4-8瓣,然后经过皮仁分离机的分离,分离得到的豆仁送到轧胚机中,分离后得到的豆皮经振动筛把其分为皮、碎仁和碎皮、细仁。
分离出的细仁送去轧胚,而碎仁和碎皮再经过吸风分离器分离。
它与冷脱皮工艺相比,生产周期短,热大豆破碎后的粉末度小,并且有利于皮仁分离。
此工艺采用了热空气的循环系统,让大豆干燥及干燥后的破碎等过程都保持在一定的温度下进行,此时,经过脱皮后的热豆仁可以不软化而可以直接轧胚,这可以大大节省了蒸汽的消耗。
1.4.1工艺介绍
大豆
计量称
筛选(高效振动筛)大的杂质
比重去石机石子
磁选器铁等金属杂质
调质(调质塔)去掉4%的水分,将大豆的温度升到60-70度
快速加热器(流化床干燥器)去掉0.5%的水分,大豆温度升到90度
一道破碎机破成1/2瓣
皮仁分离器豆皮筛选粉碎
二道破碎机破成1/4—1/8瓣
皮仁分离器豆皮豆仁打包
轧坯机坯片厚度为0.25-0.30mm
轧坯机
浸出车间
1.4.2清理
选用了高效振动筛来去除大杂等;
比重去石机可以去除石子等;
磁选器来去除铁等金属杂。
1.4.3干燥
利用调质塔来调节水分和温度,使大豆具有适宜的弹性和塑性;
用快速干燥器来快速干燥豆皮,这样可以更好地进行脱皮和轧胚。
1.4.4破碎
工艺选择进行两次破碎,第一道破碎为2到3瓣,第二道破碎为4到8瓣,这样有利于后面的脱皮工艺。
1.4.5脱皮
此处采用热脱皮工艺,减少了大豆中蛋白质的变性和油脂的变质。
热大豆破碎的粉末度小,这样更有利于皮仁分离,从而减少了皮中的含仁量。
经过脱皮后的豆粒不再进行软化,节约了蒸汽的消耗。
此外,循环地利用热的流化空气也减少了热量的消耗。
1.4.6轧胚
轧胚是破坏了细胞组织,增加了碎豆的表面积,缩短了油脂从豆粒浸出的路程。
轧胚的时候,要豆胚均匀而薄、不漏油、粉末度小。
这里选用国产的液压紧单对辊压胚机,轧辊采用了离心铸造合金复合轧辊,离心浇注的高合金轧辊内多了流体冷却机构,加快了内部热量的传导。
大豆进入轧坯机,调整好轧辊间距,保证坯片的厚度约为0.2~0.3mm。
坯片去浸出时水分约为10%以下,入浸温度50℃左右。
1.4.7总述
该课题为1000吨/天大豆预处理工艺设计,采用了国内较先进的设备和工艺。
本工艺采用了大豆的热脱皮工艺,这样不仅使大豆的脱皮效果好,而且还提高了饼粕的质量。
通过使用高效振动筛不仅可以降低了大豆中杂质的量,使饼粕和油的质量提高了,而且它的噪音小。
筛格选用抽屉式的,便于清理、检修。
比重去石机可以除去其中的一些碎石,使大豆中的含杂量降低了,从而可以使破碎机和轧胚机的使用寿命提高了,避免了碎石破坏粉碎机和轧胚机的辊面。
调质塔不仅能够改变大豆的温度,让大豆达到适宜于轧胚的温度(70℃左右的温度),而且还降低了大豆的含水量,控制含水量在10%左右。
调质塔比软化锅的处理量大、占地面积小。
快速干燥器可以在很短的时间内让豆皮的温度上升到90℃左右。
因为只有豆皮的温度达到90℃,而豆仁的温度并不增加,这样就可以使蛋白质的变性降低,有利于提高饼粕的质量。
豆皮温度的提高还有利于后面的皮仁分离。
皮仁分离器是根据豆皮和豆仁的悬浮速度不同,依靠风力的作用将豆皮和豆仁分开,这样就能得到高蛋白的饼粕。
另外可以根据顾客的需要在饼粕中添加不同量的豆皮。
液压轧胚机是采用油缸中的液体压力来替代弹簧的压力进行紧辊。
它不仅可以大大提高了紧辊的压力,让轧出的料胚结实而薄,并且粉末度小,提高了胚片的质量,增加了生产能力。
2设计计算书
2.1原料:
大豆1000T/D,含水14%,含杂3%,含油15%,含皮7%
2.2物料衡算
一、清选工序
输入量:
大豆41.7t/h,含杂3%
清选后要求含杂为0.3%
原料中的精大豆:
41.7×
97%=40.449t/h
原料的含油量:
15%=6.255t/h
原料中含杂量:
3%=1.251t/h
清选后含杂量为x:
x/(x+40.449)=0.3%
x=0.122t/h
去杂的含量:
1.251-0.122=1.129t/h
清选后的物料:
40.449+0.122=40.571t/h
二、调质工序
大豆40.571t/h含水14%
要求调质塔去掉4%的水分
根据绝干物料的量不变作物料衡算,可以得到
1)去除的水分量:
40.571×
4%/(1-10%)=1.803t/h
2)调质后的物料量:
40.571×
(1-14%)/(1-10%)=38.8t/h
三、气流干燥工序
调质干燥前大豆的含皮量:
7%=2.84t/h
调质前皮中的含水量:
2.84×
14%=0.398t/h
皮干基的量:
2.84-0.398=2.442t/h
调质后皮中含水量为x:
x/(x+2.442)=10%
X=0.2713t/h
气流干燥后皮中含水量为x:
x/(x+2。
442)=9.5%
x=0.2563t/h
气流干燥去除的水分:
0.2713-0.2563=0.015t/h
气流干燥后的物料量:
38.8-0.015=38.785t/h
干燥后大豆的含皮量:
2.442+0.2563=2.698t/h
四、脱皮工序(脱皮率为98%)
脱皮的量:
2.698×
98%=2.644t/h
未脱皮的量:
2.698-2.644=0.054t/h
去除的皮中的含仁量为x:
x/(x+2.644)=1%
x=0.027t/h
五、豆皮清选工序
清选后的皮中的含仁量为x:
x/(x+2.644)=0.1%
x=0.003t/h
去除的豆仁量:
0.027-0.003=0.024t/h
轧坯的豆仁量:
38.785-(2.644-0.024)=36.165t/h
2.3热量衡算
2.3.1调质塔空气加热器
1)已知条件:
a)进口空气温度20℃,相对湿度70%;
b)出口空气温度75℃,经过调质塔后温度60℃相对湿度50%;
c)用于加热的饱和蒸汽140℃,出来的冷凝水140℃;
d)大气压力:
p=101.33kp
e)经过调质塔干燥后的水分蒸发量:
W=1.803T/H
2)干空气量的计算:
∵L=W/(H2-H1)
L──绝干空气的消耗量,kg绝干气/h
W──经过调质塔干燥后的水分蒸发量,kg/h;
W=1.803T/H=1803kg/h
H1──进口空气的湿度,kg/kg绝干空气
H2──出口空气的湿度,kg/kg绝干空气
∵H1=0.622ф1ps1/p-ф1ps1
ф1―进口空气的相对湿度,70%
ps1―20℃时设备的饱和蒸汽压Kpa:
Ps1=2.335Kpa
p―总压Kpa,p=101.33Kpa
∴H1=0.0102㎏/㎏绝干空气
∵H2=0.622ф2ps2/(p-ф2ps2)
ф2―出口空气的相对湿度50%
ps2―60℃时纯水的饱和蒸汽压19.923Kpa
p―总压101.33Kpa
∴h2=(0.0622×
50%×
19.923)/(101.33-50%×
19.923)=0.0678㎏/㎏绝干空气
∴L=W/(H2-H1)=31302㎏绝干空气/h
3)带入热量的计算:
(1)20℃干空气和其水分带入的热量
∵Q1=LCg1tg1+Lh1IV1
L―绝干空气消耗量31302㎏绝干空气/h
Cg1―20℃绝干空气的比热容:
1.005kj/(㎏绝干空气*℃)
tg1―绝干空气的温度20℃
h1―进口空气的湿度0.0102㎏/㎏绝干空气
IV1―20℃时饱和水蒸气的焓2530.1kj/kg
∴Q1=31302×
1.005×
20+31302×
0.0102×
2530.1=1.44×
106
(2)140℃的加热蒸汽带入的热量
∵Q2=MIv2
M―加热蒸汽的消耗量Kg/h待求;
Iv2―140℃时饱和蒸汽的焓2737.7kj/kg
∴Q2=M×
2737.7
4)带出热量的计算(kj/h)
(1)75℃的干空气和其水分带走的热量
∵Q3=LCg3tg3+Lh3Iv3
L—绝干空气的消耗量㎏绝干空气/h:
31302㎏绝干空气㎏/h
Cg3—75℃绝干空气的比热容kj/(㎏绝干空气*℃):
1.009kj/(㎏绝干空气*℃)
tg3—绝干空气的温度℃,75℃
h3—出口空气的湿度㎏/㎏绝干空气:
0.0102㎏/㎏绝干空气
Iv3—75℃时饱和水蒸气的焓kj/kg:
2633.5kj/㎏
∴Q3=31302×
1.009×
75+31302×
2633.5=3.21×
(2)140℃冷凝水带出的热量
∵Q4=MIv4
M—冷凝水的量Kg/h,待求
Iv4—140℃时冷凝水的焓,kj/kg:
589.08kj/kg
∴Q4=M×
589.08
5)热量损失的计算
按总传热量的5%计算:
Q5=(Q2-Q4)×
5%
6)列平衡方程
∵Q1+Q2=Q3+Q4+Q5
1.44×
106+M×
2737.7=3.12×
105+M×
589.08+(M×
2737.7-M×
589.08)×
∴M=823Kg/h即为用调质塔的热风加热器的加热蒸汽的消耗量
则:
Q2=2737.7M=2737.3×
823=2.25×
106kJ/h
Q4=589.08M=589.08×
823=0.48×
106kJ/h
2.3.2调质塔
1)已知条件:
1)大豆的进口量:
G1=40.571T/H
大豆的出口量:
G2=38.8T/H
2)用75℃的空气对其干燥,出口废气温度60℃,相对湿度50%
3)用110℃的间接饱和蒸汽对其调质,出来的冷凝水110℃
2)带入热量的计算
(1)75℃的干空气和其水分带入的热量
∵与出热风加热器的热空气相同
∴Q1=3.12×
106kj/h
(2)110℃的加热蒸汽带入的热量
∵Q2=MIV2
M—加热蒸汽的消耗量Kg/h,待求
IV2—110℃时饱和水蒸气的焓kj/kg:
2693.4kj/kg
2693.4
(3)20℃大豆带入的热量
∵Q3=G1×
Cm×
θ1
G1—大豆的进口量Kg/h:
40571Kg/h
Cm—大豆的比热容2.09kj/(㎏*℃):
0.5kcal/(㎏*℃)
θ1—大豆的进口温度℃:
20℃
∴Q3=1.696×
3)带出热量的计算
(1)60℃的废气和其水分带走的热量
∵Q4=LCg4tg4+Lh4Iv4
L—绝干空气的消耗量㎏绝干空气/h:
31302㎏绝干空气/h
Cg4—60℃绝干空气的比热容kj/(㎏绝干空气*℃):
1.005kj/(㎏绝干空气*℃)
tg4—绝干空气的温度℃:
60℃
h4—出口空气的湿度㎏/㎏绝干空气:
0.0678㎏/㎏绝干空气
Iv4—60℃时饱和水蒸气的焓kj/kg:
2606.3㎏/㎏
∴Q4=31302×
60+31302×
0.0678×
2603.3
∴Q4=7.41×
106Kj/h
(2)110℃冷凝水带出的热量
∵Q5=MIv5
M—冷凝水的量Kg/h,待求
Iv5—110℃时冷凝水的焓,kj/kg:
589.08kj/kg
∴Q5=M×
(3)60℃的大豆带出的热量
∵Q6=G2×
θ2
G6—大豆的出口量Kg/h:
38800Kg/h
Cm—大豆的比热容2.09kj/(㎏*℃):
0.5kcal/(㎏*℃)
θ2—大豆的出口温度℃:
60℃
∴Q6=4.87×
106kj/h
4)热量损失的计算
Q7=(Q2-Q5)×
5)热平衡方程
∵Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6+Q7
3.12×
106+M×
2693.4+1.696×
106=7.41×
589.08+4.87×
106+(M×
2693.4-M×
∴M=3733.67Kg/h即为加热调质塔内大豆的加热蒸汽的消耗量
∴停留30分钟时,调质塔内大豆加热的间接蒸汽总热量Q=CM(T1-T2)
∴Q=2.09×
3733.67×
(75-60)=1.2×
105kj/h
2.3.3快速干燥器的热风加热器
1、已知条件:
⑴进口空气温度20℃,相对湿度70%
⑵出口空气温度140℃,经快速干燥后温度100℃,相对湿度不变
⑶用于加热的饱和蒸汽160℃,出来的冷凝水160℃
⑷经过快速干燥后的水分蒸发量w=0.015t/h
2、干空气的计算:
⑴热风放出的热
∵Q1=(LCg1tg1+Lh1Iv1)-(LC’g1t’g1+Lh1I’v1)
L—绝干空气的消耗量㎏绝干空气/h待求
Cg1—140℃绝干空气的比热容kj/(㎏绝干空气*℃):
1.013kj/(㎏绝干空气*℃)
C′g1—100℃绝干空气的比热容,kJ/(kg绝干气·
℃):
C′g1=1.009kJ/(kg绝干气·
℃);
tg1—绝干空气的温度℃:
140℃
h1—进口空气的湿度㎏/㎏绝干空气:
0.0102㎏/㎏绝干空气
Iv1—140℃时饱和水蒸气的焓kj/kg:
2737.7kj/kg
t’g1—绝干空气的温度:
100℃
I’v1—100℃时饱和水蒸气的焓kj/kg:
2677kj/kg
∴Q1=41.54L
⑵干燥出的水分带走的热量
∵Q2=W2I2-W2I’2
W2—去除的水分量:
15kg/h
I2—100℃水蒸气的焓:
I’2—65℃时水的焓:
272kj/kg
∴Q2=3.6×
104kj/h
⑶热量损失
Q3=Q1×
⑷列热平衡方程
∵Q1=Q2+Q3
∴L=912.2kj/h
3、带入热量的计算