日处理200t精米生产车间工艺设计说明书学位论文.docx
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日处理200t精米生产车间工艺设计说明书学位论文
江苏大学食品与生物工程学院
食品工厂课程设计说明书
项目名称：
日生产200吨精米生产车间设计
设计人：
侯倩·孙露
班级学号：
食品1002
3100901034·3100901036
设计时间：
贰〇一三年柒月
成绩：
第一章总论
1．1、设计依据和范围
米厂工艺流程设计参数和依据
（1）.生产规模：
日处理稻谷200吨；
（2）.原料主要特性：
[产地]江苏；[品种]粳稻；[水分]<=14.5%；
[含杂总量]<=1%（其中：
含并肩石6粒/Kg,含稗400粒/Kg）；
[不完善粒含量]<=2（粒）%；
（3）.成品种类与规格：
[产品类别]国标精米；
[加工精度]以国标一级以上为主；
[包装规格]常规，兼顾生产；
（4）.物料垂直提升方式：
升运；
1.2设计原则
1.2.1成品质量要求：
背沟无皮，或有皮不成线米胚和粒面皮层去净的占90%以上。
出糙率：
79%；糙出米率：
85%；出米率：
66%。
（查《稻谷加工工艺与设备》.周显青.2001P10）
国家标准：
类别
不完善粒
含杂总量
糠粉
矿物质
稗
稻谷
碎米总量
小碎米
标一米
3.0%
0.25%
0.15%
0.02%
3粒/kg
4粒/kg
5.0%
0.2%
1.2.2工艺流程选取原则
（1）根据原粮的品质以及所需加工成的成品大米的精度要求，先收集准确的各种数据，从而使我们设计的流程更适合原谅品质，并应保证采用先进的生产技术、设备来使整个生产连续化、机械化。
（2）充分利用原料，保证合理加工，提高产品的出率。
（3）遵循同质合并的原则，减少回路，在保证产品品质的条件下，简化工艺流程，发挥机器设备最大的作用。
（4）根据国家的标准选定设备，选择合适的设备以发挥最大的工作效率，减少动力的消耗，以减少生产成本。
（5）风网的设计要注意实际中达到除尘和环境保护的作用。
1.3.建设规模和产品方案
该厂拟建生产规模：
日产量精米200吨，年生产能力6万吨，每天三班生产，班产量67吨。
成品要求：
一等米，背沟无皮，或有皮不成线米胚和粒面皮层去净的占90%以上。
1.3.1.生产能力的计算
1）毛谷实际用量
Q=（Qm×1000）/（Wg×24）=（200×1000）/（70%×24）=11904.76kg/h
Wg——毛谷出米率（查《稻谷加工工艺与设备》.周显青.2001P10表1-4查的优质稻谷整精米率为64%，考虑国标一级大米中含杂率为0.25%，总碎米含量为5%，故总产出精米率为（64%+5%+0.25%=72.25%，取Wg=70%）
2）各工段生产能力。
①清理工段生产能力：
Qq=K1×Q=1.15×11904.76=13690.47kg/h
其中K1-储备系数（1.1~1.2）
②垄谷工段的生产能力：
ⅠQg=Q×（1-Wz）=11574.07×（1-1%）=11785.71kg/h
Wz——毛谷含杂总量（%）
Ⅱ垄谷工段每小时生产糙米能力：
Qc=（Qm×1000）/（Wc×24）=（200×1000）/（90.38%×24）=9220.33kg/h
Wc——糙出白率（查查《稻谷加工工艺与设备》.周显青.2001P37表1-19可知加工标一米碾三道时取9.64%）
Ⅲ碾米工段生产能力
Qn=（Qm×1000）/24=（200×1000）/24=8333.3kg/h
Ⅳ副产品生产量
1稻壳生产量：
Qd=Q×Kc=11785.71×（1-79%-1%）=2380.95kg/h
Kc——稻谷的谷壳率
糠粞混合物生成量
Qk=Qc×H=9220.33kg/h×9.64%=888.84kg/h
H——糙米的碾减率
其中米糠的生产量为9220.33kg/h×6%=553.22kg/h
碎米生产量为9220.33kg/h×3.64%=335.62kg/h
（查《稻谷加工工艺与设备》.周显青.2001P1305.2可知加工标一米时稻糠生产能力为糙米的6~10%，取6%）
1.3.2产品品种及规格的确定
日加工200t/d精米厂，副产品主要为稻壳、米糠、碎米。
根据1.3.1中的计算可知稻壳生产能力为2380.95×24=57.14t/d.
米糠生产能力为13.28t/d
碎米生产能力为8.05t/d
1.3.3生产班次的确定
本方案采取24小时不停机作业，采用三班制（8h一班次），班生产量约为67t。
月生产25天，每月按时检修。
1.4.项目进度建议
该项目在实施过程中由于机械设备较大，故应当先将设备安排到位再封闭外墙。
在施工过程中，首先将管道、供电、通风安排妥当再实施设备安装。
考虑到设备尺寸，及管路布置需求，在建设时需预留孔洞给大型超过层高的设备。
1.5.主要原辅料供应情况
日消耗苏北粳稻12626.2kg/h×24=303028.8kg/d=303.03t/d
1.6.厂址概述
厂址选择上要考虑当地发展规划和原有粮食与饲料工业布局，既要靠近原粮产地或粮食仓库，又要选择水陆交通方便的地方，以节省运费和仓容，要靠近电源与水源，以减少架空电线和铺设自来水管的费用，地势应平坦，能满足生产的需要，同时，选择厂址应对多个场地进行综合分析和比较后确定。
稻米加工企业应建在远离粉尘、烟雾、有害气体及污染的地区，厂区内的环境卫生、生产车间卫生、个人卫生健康应符合国家有关规定。
本方案厂址选择在江苏徐州，规划面积26.4亩（长160m，宽110m），临近火车站位置。
那里稻谷资源丰富，劳动力丰富且价格低廉，交通便利，面向苏南市场，供销均有其独到优势。
1.7.公用工程和辅助工程
本厂址附近有公路（12m宽），铁路交通设施。
厂周围应围绕有绿化带以减轻对周围干扰。
便利店、车库等辅助设施应当及时到位。
第二章．总平面布置及运输
1.总平面布置
总平面布置基本原则：
1.按照任务书要求进行，布置必须紧凑合理，做到节约用地。
分期建设的工程，应一次布置，还必须为长远发展留有余地。
2.总平面设计必须符合工厂生产工艺的要求。
主车间、仓库等应按生产流程布置并尽量缩短距离，避免物料往返运输。
全厂的货流人流原料管道等输送应有各自的路线，力求避免交叉，合理的加以组织安排。
3.动力设施应接近动力中心，如变电所应靠近高压电网输入本厂的一侧，同时又应靠近耗电量大的车间。
4.食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求。
5.厂区建筑物间距应按有关规范设计。
6.厂区各建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地质、地形、水文等自然条件。
生产车间：
位于全厂中心地带。
辅助车间；（包括原料库，成品库，机修车间）：
分布于生产车间周围。
生活设施；（办公楼，食堂等）：
位于生产车间与动力设施之间，办公楼与生产车间连通。
厂区交通绿化：
道路宽敞，可将人流物流充分分隔，避免交叉污染；厂区周围有绿化带，防风阻沙，美化厂区。
根据厂区地势，设立统一排水管网，地面排水形式采用暗管排水。
通过厂区道路及排水井把雨水导出厂区，汇入开发区雨水排水管网。
厂区建筑面积一览
建筑物
面积/m2
建筑物
面积/m2
全厂（建筑面积）
生产车间
综合楼
原料库
成品库
堆场
5382
1152
400
1090
700
500
机修间
配电室
统糠间
地秤房
下脚库
100
50
60
40
60
食堂
厕所
门卫室
车库
150
30
50
1000
2.5.2全厂用地计算
全厂长160m，宽110m，共占地26.4亩。
建筑面积：
1152+400+1090+500+700+500+100+50+60+40+60+30+150+30+50+1000=5382m²
全厂建筑系数=5382/（160×110）=30.58%，符合大米厂建筑系数要求。
绿化面积估算：
2000m²
2．工厂运输
厂区道路应按照运输及运输工具的情况决定其宽度，一般厂区道路采用沥青路面而不用柏油路面以保持清洁，运输货物道路应与车间间隔。
一般道路应设为环形，以保证消防通道畅通，同时可避免倒车时造成堵塞现象或意外事故。
考虑到本厂运输需求，原辅材料运入、运出需新购置15吨卡车2台。
销售高峰期若运力不足，采用向当地运输部门租赁解决的办法。
工厂大门口设地秤一座。
第三章劳动定员
劳动定员按优质米加工特点和各个工序的需要而编制，辅助工种和管理部门参照国内同先进行编制。
全厂共96人，其中男员工68人，女员工28人。
详细编制见下表。
全厂人员编制
工种
班制
男
女
合计
总经理
1
1
1
办公室
1
1
2
3
生产部
3
42
12
54
财务部
1
2
1
2
销售部
1
4
2
6
质检处
1
1
4
5
采购部
1
2
2
4
综合部
1
5
5
收验原粮
1
3
1
4
门卫室
2
4
4
食堂
1
4
4
司机
1
3
3
总计
68
28
96
3.1工作制度
每日开工24小时连续生产，年开工300天。
3.2轮休制度
职工按每星期工作48小时制上班，出勤率要求达98％以上。
3.3生产车间定员
每班生产人员17人，24小时生产，分为三班制。
配备人数见下表
车间定员表
序号工种名称甲班乙班丙班合计
1进粮2226
2清理提升砻谷谷糙分离3339
3碾米分级、抛光色选2226
4下脚料处理（大米车间一楼）2226
5大米车间计量、打包3339
6稻壳间搬运工2226
7勤杂工2226
8管理人员1113
9预备人员1113
合计18181854
第四章．车间工艺
4.1工艺流程及相关工艺参数
1.基本工艺流程
流程分析：
因为成品种类为国标精米，故不需设大米后处理流程，工艺流程，包括清理工序、砻谷及谷糙分离工序、碾米及成品整理工序、下脚及副产品整理工序。
流程概述：
原料→下粮坑→初清→计量→毛谷仓→振动筛→磁选机→去石机→除稗机→砻谷机→稻壳分离机→谷糙分离机→净糙仓→碾米机→凉米→抛光机→精米分级机→精选→色选机→成品仓→计量秤→打包→成品
2.清理工艺流程
原粮→圆筒初清筛→计量→毛谷仓→筛选→磁选→吸式去石机→除稗机→净谷仓
2.1清理工序说明：
用于加工的稻谷，由于选种、栽培、收割、脱粒、干燥、运输、储藏等原因一般都会混有一定数量的杂质。
稻谷中的杂质不仅影响稻谷的安全储藏，更重要的是给稻谷加工带来很大的危害。
稻谷中如含有石块、金属等坚硬杂质，在加工过程中易损坏机器，影响设备安全正常的工作；有些坚硬杂质与设备表面摩擦、撞击、产生火花，而引起火灾或粉尘爆炸。
稻谷中如含有体积大，质轻而柔软的杂质，如包装物的绳头、秸秆、杂草等，进入机器时会阻塞喂料机构使喂料不匀，降低进料速度，设备工艺效果。
稻谷中含有泥沙等细小杂质，带入车间后造成粉尘飞扬，污染环境，影响工人健康。
如杂质混入成品中会降低产品纯度，影响成品质量。
加工中经过清理后的净谷总杂含量不应超过0.6%，其中含砂石不应超过1粒/kg，含稗不超过30粒/kg。
（参考《粮油加工学》.李新华P112.2.1）
2.2初清工序
在谷物加工的清理工序中我们遵循先先易后难、先大后小的原则，此初清工序主要是去除稻谷中较容易去除的特大型杂质，如稻草、麻绳、土块、砖头等。
这样才能有效防止了这类杂质对后续设备的运行的影响。
根据产量和工艺的实用性我们选用圆筒初清筛，目的主要是去除特大型杂。
2.3计量
原粮的计量设置在原粮进入车间之前，可以准确地反映出原粮的加工数量，有利于经济核算。
若未进行初清就计量，则会因为大杂等杂质影响设备的安全等，所以将其设置在初清之后，并加以记录，计算到原粮中，以便正确反映出原粮的使用量。
2.4筛选、风选工序
筛选工序是根据杂质与谷粒在粒度大小、形状等方面存在的差异，选择适合筛孔尺寸的筛面组合，使杂质与谷粒的混合物通过筛面时，分别成为筛上物与晒下五，从而达到分级目的。
我们选用SZ•63×2振动筛，振动筛有三层筛面，筛孔孔径逐渐减小。
大杂全部除去，除泥沙率65%以上，轻杂效率75%以上，除稗效率35%以上。
而风选装置则是利用谷物与杂质在空气动力学特性上的差异将谷物与杂质分开的。
所以用垂直吸风道。
垂直风道去除轻杂，风速的大小大于轻杂的悬浮速度小于谷物的悬浮速度以保证良好的效果。
2.5磁选工序
磁选是指利用磁力除去谷粒中磁性杂质的方法。
若磁性杂质进入后路的砻谷等工序，不仅影响加工效果，还有可能损坏设备。
故选用TCXP·50型磁选器，它采用不锈钢结构，清理杂质效率高，维护方便。
2.6去石工序
稻谷经过风选、磁选，剩下和谷物相似的并肩杂质。
去石工序利用谷粒与杂质的密度不同，利用运动过程中产生自动分级的原理。
为此我们在这次设计中，采用TQSF•125型吸式比重去石机。
保证了去石效果，也确保了石子含粮达到要求，做到“两头清”的效果。
2.7除稗工序
经过一系列除杂后，原粮中还含有一定量的稗子，选用SG•125×2×2型除稗高速振动筛，除稗效率不低于80%。
3.砻谷及谷糙分离工序的工艺分析
3.1砻谷
稻谷加工中脱去稻壳的工艺称为砻谷，是对谷物施加一定的机械作用力而使稻壳脱离的过程。
目前世界上都是采用物理方法，即利用砻谷机直接对稻谷施加各种机械作用力，使稻壳遭到破坏并与糙米分开。
根据稻谷脱壳时受力状况和脱壳方式，砻谷有以下三种方法：
挤压搓撕脱壳；端压搓撕脱壳；撞击脱壳。
最为常用的是挤压搓撕脱壳。
稻谷砻谷后的混合物称为砻下物，砻下物主要含有糙米、未脱壳的稻谷、稻壳、碎糙米等。
砻谷工艺流程如下：
未脱壳谷粒
净谷→砻谷机→谷壳分离→谷糙分离→糙米分级→净糙
稻壳整理碎糙米
3.2稻壳分离
分选法是谷壳分离的带有吸风分离装置，选用MLGQ25×2型胶辊砻谷机，可将谷壳和谷糙混合物分离。
脱壳率达80%~90%,碎米率<2%。
3.2谷糙分离
由于砻谷机不能一次全部脱去稻壳，砻谷后的糙米仍然含有一小部分稻谷未脱壳。
为了保证净糙入机碾米，故需进行谷糙分离。
本案例中谷糙分离选用MGCZ40×20×2型重力谷糙分离机，利用糙米和谷物在比重、弹性方面的差异为基础进行分离。
在分离设备内部碰撞和表面摩擦时，稻谷和糙米向不同方向运动而分离。
3.3糙米整理
整理出的糙米中任然含有一定量的碎糙米、未成熟颗粒以及其他杂志，故进行糙米整理工序，确保净糙入机碾米。
4.碾米工艺分析：
碾米工序，是运用物理方法部分或全部剥除糙米籽粒表面皮层的过程。
糙米碾白是碾米工序中最重要的部分，由于碾米加工标一精度大米故采用3机碾白工艺，采用多级轻碾方法，遵循砂铁结合的原则，并采用喷风米机冷却米温。
组合流程如下：
糠粞糠粞糠粞
↑↑↑
糙米→净糙仓→头道碾米→中间仓1→二道碾米→中间仓2→三道碾米→凉米仓
（喷风砂辊）（喷风砂辊）（喷风铁辊）
糙米经碾制后，米粒表面往往粘有糠粉，米粒中混有碎米，同时出机米温度较高，不利于储藏，此外碾出的米粒还得对其表面进行抛光，故糙米碾制后得进行后处理。
本次设计的碾米工艺配置量为砂辊→砂辊→铁辊，砂辊开糙，铁辊擦米。
擦米的主要作用的擦除粘附在白米表面的糠粉，使白米表面光洁，提高白米的外观色泽，有利于大米的储藏及米糠回收利用。
5.抛光
为提高产品质量本工艺在碾米后更好对物料进行分级处理，在凉米之后采用了一次抛光，后路主要是再次恢复大米的表面特性，保证其良好的光洁度及其外观特征。
6.凉米
凉米的主要目的是降低米温，以利于储藏。
在加工高精度大米时，米温比室温高，不经冷却直接打包进仓，易使成品发热霉变。
本方案选用MLMW40A型凉米器进行凉米。
7．白米磁选、去石
碾米后的大米中还含有部分杂质，因此在此色选前加入磁选以及去石工序，以保证大米品质的要求。
8.色选
色选是利用光电原理，从大量散装产品中将颜色不正常的或受到病虫害个体的感染以及外来夹杂无检出并分离的单元操作。
在此是除去大米中的黄米粒和其他异色米，这是加工黄米粒含量高的稻谷和生产高档大米不可缺少的。
9.白米分级
为提高产品的质量和价值所以对白米进行分级是将大米按粒度分离的一种筛选设备，共有3层筛面分别提取整米、大碎、中碎和小碎分离出不同粒度产品作不同用处，在此选用的设备是平面回转白米分级筛。
10.滚筒精选
滚筒精选机主要是根据长度上的差异借助于表面装有袋孔的旋转滚筒。
小碎、中碎则会在筒的内表面形成相对运动接触袋孔进入袋孔而进行分离，次精选机主要取一个检查的作用，这样有利于提高成品大米的出米率。
此道工序处理的是白米分级筛分离的各种碎米，回收混在碎米中的整米，同时将相似大小的碎米进行归类，做到同质合并。
11．副产品的整理
11.1米糠的收集
在碾米过程中会产生大量糠粞类物质，可用筛选的方法将米糠、米粞分离，这种方法既有利于米糠的输送和整理，又有利于降低碾米机内碾白室温度，改善碾米工艺效果。
本方案选取TFLF80×5型小方筛来筛分米糠、米粞。
11.2稻壳整理
利用砻谷机吸出稻壳由离心分离器收集后，再经过MGCP100×4型筛选平转筛筛分出混杂在稻壳中的毛糠。
11.3未熟粒及碎糙米处理
混在谷糙中的未成熟粒可在分离碎糙米过程中分离出来，混在稻壳中的未熟粒以及碎糙米可在稻壳整理时整理出来，碎糙米还能在砻谷机谷糙出口前分离出去。
若未熟粒、碎糙米不被出去，碾米时易破碎，混入米糠中增加米糠淀粉含量，影响米糠后续利用。
4.2.物料衡算
日产量200t时各物料每小时投料量：
毛谷用量——11904.76kg/h
每小时产出量：
糙米产量——9220.33kg/h
稻壳产量——2380.95kg/h
杂质除去量——119.05kg/h
总产出量（/h）=11720.33kg
损耗比例=（投料量-产出量）/投料量=（11904.76-11720.33）/11904.76=1.55%
实际生产中，还应当考虑正常操作过程的损耗，按照1%~5%计算，所求数据在损耗范围内，物料平衡。
将计算结果以物料平衡图（单位kg/h）表示：
4.3．车间设备选型配套明细表
200t精米生产线设备选型一览表
序号
设备名称
型号
外形尺寸（长×宽×高）/mm
数量
设备质量（kg）
生产能力（t/h）
1
初清筛
TCQY80
2030×1000×1560
1
400
15
2
振动筛
SZ·63×2
2222×1550×2210
3
3
磁选机
TCXP·50
590×520×450
2
50
9~15
4
去石机
TQSF·125
1460×1500×1940
2
525
11~13
5
除稗高速振动筛
SG·125×2×2
2365×1620×2145
3
1100
4.8~5.0
6
胶辊砻谷机
MLGQ25×2
1510×1080×1924
3
900
4~5
7
重力谷糙分离机
MGCZ4020
2740×1610×2021
2
1680
5.0~7.5
糙米整理机
CMZL100
800×1260×1050
3
450
2.5~4
8
铁辊喷风米机
MNMP15
1870×700×1782
6
440
4~5
9
砂辊喷风米机
MNMF16
1870×610×1500
3
550
3~3.5
10
立式碾米机
H-LM40
1600×990×1732
3
1100
4~5
13
大米抛光机
MCMG14
2200×600×1900
3
1200
3.0~4.0
11
凉米器
MLMW40A
1900×450×1420
3
2~3
3
磁选机
TCXP·50
590×520×450
1
50
9~15
4
去石机
TQSF·125
1460×1500×1940
1
525
11~13
12
大米色选机
90004
1555×1362×1738
1
480
8~10
白米分级精选筛
MMJM100
2020×1400×1460
3
700
3~3.5
14
大米精选机
MMJX60/71
3270×1100×2000
3
1500
3~3.5
16
小方筛（糠粞分离）
TFLF80×5
897×784×1218
3
350
0.3~0.5
14
斗式提升机
TDTG15/18
16
振动输送机
TZSF20×4
3
17
振动输送机
TZSF20×6
3
18
电子包装秤
TCDF50/20Ⅲ
3
50
称量范围30~50kg
19
自动秤
CJ1001/1
20
吸风设备
21
电器柜
布袋除尘机
参考《粮食工程设计手册》，设计仓库尺寸：
原料仓库容积的计算（《食品工厂设计综合实训》.刘晓杰P74）：
V=GT=11904.74×24×30=8571.43t
V——仓库容积
G——单位时间的货物量
T——存放时间（原料仓按照存放一个月）
仓库体积M=V/（ρK）=/（0.5×0.85）=20168.06m3
（查《稻谷加工工艺与设备》.周显青.2001P15得稻谷容重约500kg/m3
K——面积有效利用系数（考虑到粮食利用系数较高，故取0.85）
建筑单排四筒对称分布，规格一致。
选用商用全钢结构锥底仓同，规格：
直径D=16.5m，型号5477，最大仓容5221m3，总高度27.8m。
为了保持和稳定整个米厂长时间连续生产工作，避免当某一次设备发生临时故障时时整个碾米厂停机，或由于各台设备的流量不能调整到完全平衡所以要建一些谷米仓柜，作为缓冲。
净谷仓规格的计算：
净谷仓容积的计算
V=G（1-1%）T/（γ.k）=11904.76×（1-1%）×1/（560×0.8）=26.3m3
V——仓库容积
G——单位时间的毛谷量（kg/h）
T——存放时间（毛谷仓按照毛谷存放1h来计算）
γ——毛谷容重（取560t/m3）
k——建筑物利用系数（取0.8）
建一个净谷锥底圆柱筒，直径D=3m，圆筒部高H=3.5m，锥高1m，总体积27.1m3，满足需求。
糙米仓规格的计算
仓容积的计算
V=Gc×T/（γ.k）=9220.33×1/（770×0.8）=14.97m3
γ——糙米容重（取770t/m3）
V——仓库容积
G——单位时间的货物量（kg/h）
T——存放时间（糙米仓按照糙米存放1h来计算）
建一个糙米锥底圆柱筒，直径D=3m，圆筒部高H=1.8m，锥高1m，总体积15.08m3，满足需求。
白米仓规格的计算
V=Gm×T/（γ.k）=8333.3×0.5/（800×0.8）=6.51m3
V——仓库容积
G——单位时间的货物量（kg/h）
T——存放时间（精米仓按照
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