二零二零年菜籽预处理压榨车间工艺设计教材word可直接编辑.docx

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二零二零年菜籽预处理压榨车间工艺设计教材word可直接编辑

1200T/D菜籽预处理压榨车间工艺设计

摘要

本课题采用的是传统的油菜籽预处理压榨的工艺，是在传统的高温（125℃～130℃）预榨-浸出制油工艺的基础上进行改造和创新，采用适温（105℃～110℃）预榨-浸出工艺，工序包括清理、调质，轧坯、蒸炒，压榨、以及毛油净化，很多工序已经相当成熟，只是根据不同品种油菜籽的表皮厚薄、水分高低及其质地软硬程度，在各个工序上重视程度不同，比如软化和蒸炒调节其水分和温度,在实际的生产中，适温压榨保留了一部分菜籽粕蛋白的活性，饼粕中蛋白质的有效生物效价较高，从而获得较为理想的菜籽油和菜籽蛋白，适于禽畜的饲养。

而压榨后的油进行精炼可以得到二级油的标准。

并且，本工艺可以进行连续化，自动化生产，满足了国民对菜籽油的大量需求，再者，该工艺相对较为完善和成熟，在实际应用选择设备时较为容易，不会存在找不到配套设备的问题。

本文对预榨浸出工艺各工序进行衡算、设备选型及风网计算。

关键词：

各种工艺预榨浸出工艺计算选型

Title1200t/drapeseedcrushingplantpretreatmentprocessdesign

Abstract

Thesubjectisthetraditionalrapeseedbypressingpretreatmentprocess,isinthetraditionalhightemperature（125℃~130℃）pre-press-solventextractionprocessonthebasisofreformandinnovation,andoptimaltemperature（105℃~110℃）pre-press-leachingtechnology,processes,includingcleaning,conditioning,rolling,throwing,steamedfried,pressed,andthepurificationofcrudeoil,manyprocesseshavebeenverymature,andjustundertheskinthicknessofdifferentvarietiesofrapeseed,thelevelandthetextureofsoftwaterhardwarelevel,theimportanceofvariousprocessesondifferentlevels,suchassofteningandsteamedfriedtoadjustitsmoistureandtemperature,intheactualproduction,theoptimumtemperaturepressrapeseedmealproteintoretainaportionoftheactivityoftheproteincakeofaneffectivebiologicalpotencyhighertogainmoreidealrapeseedoilandprotein,suitableforlivestockrearing.Andafterpressingtherefiningoilcanbetwostandards.Moreover,theprocesscanbecontinuousandautomaticproductiontomeetthelargedemandforpeopleontherapeseedoil,Furthermore,theprocessisrelativelyperfectandmature,inthepracticalapplicationofselectedequipmenteasiernotexistcannotfindthematchingequipmentproblems.Inthispaper,pre-pressingextractionprocesstoaccountforallprocesses,equipmentselectionandventilationnetworkcalculation.

KeywordsVariousprocessPre-pressingextractionprocessCalculateSelection

目次

绪论1

1工艺说明书1

1.1国内外油菜籽加工工艺1

1.2　设计方案5

2设计计算书8

2.1物料衡算8

2.2热量恒算8

3设备选型14

3.1主要的生产设备选型14

3.2输送设备的选型23

4其他辅助设备37

5主要设备清单37

结论39

致谢40

参考文献41

绪论

菜籽油是世界上第三大植物油，而油菜又是我国最重要的油料作物，2000年以来种植面积已突破733万公顷，总产达到1100万吨以上，是我国食用植物油的最重要来源，菜籽含油率高，可达35%～45%，而菜籽饼粕也是优质的蛋白资源，其饲用品质可以与大豆饼粕相媲美。

另外，菜籽饼粕中矿物质元素。

B族元素比大豆饼粕丰富。

因此菜籽也是潜在的仅次于豆粕的大宗饲用蛋白源。

我国历来是油菜生产大国,约占世界总量的92%以上，长江流域和西南地区是我国的油菜主产区,湖北、安徽、贵州等九省市菜籽产量已占全国总产80%以上。

油菜籽由种皮和胚两部分组成，双子叶无胚乳。

种皮约占整个籽粒重量的14%～20%，其中含有大部分的芥子甙（硫代葡萄糖苷）和90%以上的芥子碱、色素，植酸、单宁等抗营养因子。

一般油菜籽中含有4%的芥子苷，因而在制油过程中，必然会由于水蒸气加热作用分解成有刺激味的有毒物质，如异硫氰酸酯（ISF）、恶唑烷硫酮（OZT）、和氰类化合物等。

同时菜籽油中芥酸含量高（40%～55%），这也影响到传统油菜籽加工产品油脂和饼粕的利用价值。

为此，油菜籽制油工艺宜采用预榨浸出、两次浸出、冷榨浸出法。

同时，工艺过程应注意采用必要的去毒措施如钝化芥脂酶、化学处理、发酵中和脱毒等，以提高饼粕的饲用价值。

此外菜籽油除饲用外，近年来已成为欧洲许多国家生产“生物柴油”的良好的原料油。

如今，为了获得高质量的油脂和蛋白质产品,世界各国对油菜籽加工利用的新工艺方法进行不断地研发,并在优质油脂、蛋白的制备、油脂蛋白的精深加工、菜籽饼粕的饲用及综合利用等方面取得了许多新的成果。

毫无疑问,这对于提高国内油脂加工企业的工艺水平,促进优质菜籽的产业化升级,实现油菜籽加工的高效增值,促进油菜产业的快速、稳定、高效及可持续发展具有重要意义。

1工艺设计说明

1.1国内外油菜籽加工工艺

当前我国油菜生产正处于传统高硫苷、高芥酸（以下称双高）油菜向双低优油菜实现品种的关键时期,菜籽取油工艺主要有：

预榨浸出，一次性浸出，酶-溶剂取油及水酶法取油等，附表对各工艺的工艺过程、出油效率、蛋白质品质及应用特点进行了比较。

（如表1）

表1各种取油工艺特点比较

加工工艺

预榨浸出

直接浸出

酶-溶剂浸出

水酶法

基本工艺过程

菜籽经预处理后轧胚压榨使含油率从42%降到16～20%然后用溶剂浸出。

菜籽经预处理轧胚后，直接用溶剂浸出油脂，有一次浸出和两次浸出之分。

菜籽经预处理后，加入酶，在酶的作用下利用溶剂浸出油脂

·菜籽经预处理磨浆在酶和水的作用下经分离得到油脂。

出油效率

95%以上

90%以上

95%以上

94%以上

蛋白品质

变性程度剧烈，不利于进一步加工

变性程度较小，粕质量高。

变性程度小，粕质量高。

变性程度小，饼粕可进一步利用，制取优质蛋白。

应用特点

适用于高油分油料，以取油为目的。

适用于低油分油料，以取油和提高饼粕质量为目的。

不但可以得到较高的出油率，而且还可得到高质量的饼粕。

油脂得率高，同时可以利用饼粕制取优质的蛋白。

目前预压浸出已经成为我国油菜籽的主导加工工艺。

低温脱皮冷榨工艺及挤压膨化工艺也相继成熟，以下具体介绍。

1.1.1预榨工艺

目前我国菜籽制油工艺绝大多数采用带壳高温预榨——浸出制油工艺，产品为毛油和菜籽饼粕。

如图1，

菜籽→计量→清理除杂→调质（软化）→轧坯→蒸炒→预榨→浸出→菜籽粕

↓↓

滤渣回渣←毛油沉降过滤毛油

图1预榨工艺流程图

这套工艺虽然路线长，设备多，但这是一条非常成熟的工艺，国内大多数油厂都采用。

只是在各个工序环节中重视程度有所不同。

传统工艺就其本身而言，经过多年的生产实践，已经比较成熟稳定。

优点:

工艺流程简单、设备投资较少、各种工序成熟。

不足:

此种方法没有脱皮工艺，油料细胞破坏程度小，粉末度大，坯片质地细密紧实，浸出过程中渗透及滴干速度慢，浸出速率低，湿粕含溶高，浸出溶剂消耗较大，混合油浓度较低，由此而带来蒸发系统负荷增加、毛油质量差等（毛油颜色很深），且预榨浸出工艺中的高温长时使蛋白质有效氨基酸破坏严重,降低了菜籽饼粕的利用价值,使毛油品质下降,增加了炼耗和加工成本。

1.1.2脱皮冷榨工艺

目前，国内外油菜籽脱皮制油工艺已成为一种新的趋势。

德国开发出了KP26型冷榨机，已建立了菜籽脱皮冷榨中试车间，其工艺流程如图2

油菜籽→清理→脱皮→仁皮分离→低温压榨→低温压榨毛油→沉淀、过滤→成品油

↓↓

作牛饲料←种皮低温压榨饼→作饲料蛋白源

图2脱皮冷榨工艺流程图

工艺优点：

✧该工艺与传统的预榨浸出相比，省略了轧坯和浸出，也简化了炼油工艺

✧生产加工成本低。

由于采用低温压榨，只在环境温度较低时，才需使用蒸汽将物料加热至50～60oC左右，蒸汽使用量很小。

与同等生产规模相比，设备总装机容量小，电力消耗低。

✧低温压榨油色泽较浅，具有菜籽油固有的气味，油中磷脂含量低，是天然的绿色食用油。

✧脱皮低温压榨饼粗纤维含量低、蛋白质含量高，是补充古物和缺乏某类氨基酸的豆类不足的优质原料。

随着人们对健康、绿色食品的需求增加，脱皮冷榨后经物理精炼的食用油，受到消费者的喜爱。

不足：

该工艺需要脱皮工艺，菜籽的皮和仁结合的比较紧密，尤其是水分含量对结合力影响很大，并且菜籽脱皮后物料含油率高（15%左右的脂肪未被利用），纤维素含量减少，不利于压榨取油，粕中残油高（2%左右），虽然菜籽脱皮目前已经取得一些突破，该工艺技术在小品种油料、小规模生产中得到了一定的应用,但在200t/d以上的生产规模中应用很少。

冷榨油、冷榨饼、菜籽皮的市场和深加工有待于进一步开发。

1.1.3挤压膨化浸出工艺

为了解决菜籽仁冷榨饼的浸出制油问题，我国采用高含油油料挤压膨化机。

即在菜籽脱皮冷榨制油工艺的基础上，将调质和膨化设备安装在冷榨之后，形成了菜籽仁冷榨饼的膨化浸出工艺。

油菜籽→脱皮→压榨→低温冷榨→膨化→浸出→脱溶→优质饲粕

↓↓

冷榨油毛油→精炼→精炼菜籽油

图3膨化浸出工艺流程图

利用该技术已在我国湖北武汉建成了100T/D的菜籽脱皮冷榨膨化工艺示范线，其生产运行正常。

工艺优点：

采用膨化物料浸出时，浸出溶剂比生坯浸出大为降低，约为0.65∶1左右，混合油浓度可达到30%以上。

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。

而浸出成品粕残油率达1.5%以下，粗蛋白含量高达45%～48%（干基）。

而未脱皮菜籽预榨浸出粕粗蛋白含量为35～40%。

脱皮菜籽粕的色泽浅，抗营养因子含量降低，大大提高了粕的营养价值。

挤压膨化机提取的毛油酸价低（AV=2mgkoH/g左右），色泽浅（罗维朋比色计25.4mm槽：

Y35，R10），经水化处理后即可得质量好的二级菜油。

WagnerA等人的研究表明，低温冷榨油中生育酚、生育三烯酚等酚类物质含量比精炼油高约14%，是一种优质的绿色产品。

缺点：

低温粕的市场需求量少,膨化料浸出后粕中残油高（1.5%左右）,在同等规模下投资大,设备多，限制了其发展。

并且目前膨化机尚未有大型的，无法实现大规模生产。

另外，正在研究中是水酶法提取制油工艺，

菜籽油

↑

菜籽→轧坯/磨粉→筛选→水煮→酶处理→水洗和离心分离→干燥→菜籽蛋白粉↓

水

图4水酶法提取菜籽油工艺流程图

特点：

水酶法提取菜籽油工艺可用于大规模加工油菜籽,其温度低、能耗小、蛋白质变性少,可以同时获得优质植物油及植物蛋白,无有害或污染废物排放，不足的是一些技术还没有完全突破。

并且酶的价格昂贵,性能不稳定而使其工艺受到限制。

1.2　设计方案

1.2.1设计原则

a）尽可能采纳当今国内成熟的基本流程和部分规范。

b）国内外先进工艺的应用须通过必需的实验后才能推广。

c）工艺过程连续化属基本要求，同时进可能应用成熟可靠的自动控制仪表，但也不排除必要的简易可行的半连续或间歇式设备的利用。

1.2.2设计生产方案

生产规模：

1200吨/日菜籽预处理压榨工艺

原料情况：

菜籽，符合国家标准质量指标（GB11762-2006）,菜籽含油量34%～42%，杂质含量3%，水分含量8%。

技术指标：

菜籽清理除杂后净料中杂质含量最高限额为0.5%，杂质（下脚料）中含油最高限额为1.5%;轧坯厚度0.35mm；熟坯入榨水分3～4%，温度105～115℃；预榨饼含油15%。

预榨浸出工艺成熟，适合大规模连续加工生产，目前大多数油厂均在采用，综合以上，决定选择以下工艺流程：

油菜籽→清理除杂→干燥调质→轧坯→蒸炒→压榨→预榨饼冷却→浸出

↓

压榨毛油→沉降→过滤→精炼

图5预榨浸出工艺流程图

1.2.3方案的实施

（1）菜籽清理除杂

油料中含有的泥土、植物茎叶、皮壳等杂质，会使制取的油脂色泽加深，沉淀物增多，产生异味等不良现象，降低毛油质量，同时也会使饼粕及磷脂等副产品的质量产生不良影响。

针对菜籽与杂质在比重和形状上的不同的特点，选用振动筛去除大杂和小杂，油菜籽属小颗粒，采用筛网的形式清理。

在生产过程中，油料中的石子、铁杂等硬杂质进入生产设备和输送设备，尤其使进入高速旋转的生产设备，将使设备的工作部件磨损和破坏，缩短设备的使用寿命，甚至发生生产事故。

因此要进行磁选和去石，采用重力分级去石机和永磁滚筒。

在输送和生产过程中，油料中灰尘的飞扬造成车间的环境污染，工作条件恶化。

利用气体动力学的特点进行除尘。

设备选用四联离心除尘器。

经过以上的清理除杂工序，可以减少油脂损失，提高出油率，提高油脂、饼粕及副产物的质量，减轻设备的磨损，延长设备的使用寿命，避免生产事故，保证生产安全，提高设备对油料的有效处理量，减少和消除车间的尘土飞扬，改善操作环境等。

清理后菜籽含杂质量不大于0.5%。

（2）干燥调质

软化的作用是调节清选后油菜籽的水分和温度,使其有一定的可塑性,为轧坯和轧坯后的蒸炒创造有利条件。

软化的操作要求是根据不同品种油菜籽的表皮厚薄、水分高低及其质地软硬程度,在实践过程中摸索掌握的。

对质地较硬、表皮较厚和水分偏低（8%）的油菜籽,软化时需适当加水蒸汽并加温。

调质塔采用了加热蒸汽和热空气相结合的形式，使调质效果更好。

水温控制在60℃～70℃,加水量根据原料含水高低而定,只要软化后的水分控制在9%左右即可。

控制软化温度为70℃～80℃。

同时,软化的时间一般掌握在20min～30min。

也可以采用饱和蒸汽对其进行调质。

设备选用调质塔进行润湿调质，调节水分含量在9%左右。

（3）轧坯

轧坯就是利用机械的作用，将油料由粒状轧成片状的过程。

其目的在于破坏油料的细胞组织，增加油料的表面积，缩短油脂流出的路程，有利于油脂的提取，也有利于提高蒸炒效果。

轧坯时油料碾轧的越薄，细胞组织破坏的也越多，油脂提取效果越好。

轧坯使油料由粒状变成片状，减少了其厚度，增大了表面积，在溶剂浸出取油时料坯与溶剂的接触面积增大，油脂的扩散路程缩短，有利于提高浸出速度和深度。

油料被轧成薄的坯片后在蒸炒过程中有利于水分和温度的均匀作用，蒸炒效果提高。

对于压榨取油和预榨取油，轧坯厚薄没有生坯直接浸出取油那样严格，因为，压榨前料坯蒸炒过程的湿热作用和压榨过程的压力和发热作用能使油料细胞进一步破坏以利于浸出取油。

选用节能型液压轧坯机，控制坯片厚度在0.25mm～0.35mm，并要求尽可能少带粉末,不露油不粘辊。

（4）蒸炒

蒸炒是油料生坯经过湿润，蒸坯，炒坯等处理转变为熟坯的过程。

蒸炒是压榨取油生产中一道十分重要的工序。

通过蒸炒,调整熟坯的水分、温度和结构,使油料细胞受到彻底破环，使蛋白质变性，油脂聚集，油脂粘度和表面张力降低，使物料达到适合于榨机压力的可塑性和弹性,便于在压榨时能更好地承受榨油机的压力,以使预榨机多出油,且饼较结实不易碎;应坚持“高水分蒸炒，低水分压榨”的原则

这样正确的蒸炒方法不仅能提高压榨出油率和产品质量，而且能降低榨机负荷，减少榨机磨损，及降低动力消耗。

本工序选用立式蒸炒锅，将料坯加热至100℃，并在水分含量为10%～12%的条件下,保持40～45分钟。

出料水分4%～6%。

（5）压榨

压榨取油过程就是借助机械外力的作用使油脂从油料中挤压出来的过程。

本工序选用螺旋榨油机。

在榨机蒸炒锅中蒸炒15～20分钟，将料坯蒸炒至110～115℃，水分含量2.5～4%。

预榨后压榨饼的残油在15%左右。

（6）预榨饼冷却

预榨饼经冷却后进入浸出车间。

冷却的目的是为了使预榨饼的温度低于浸出溶剂的沸点，从而减少溶剂的挥发以保证浸出的效果。

冷却温度至55～60℃。

（7）压榨毛油的油-渣分离

压榨所得的毛油中，含有许多粗的和细的“油渣”，一般要求压榨的过程的排渣量须控制在10%以下。

油-渣分离即对这些压榨毛油中饼渣的分离，在压榨车间压榨操作后立即进行，并将分离出来的含油杂质用螺旋输送机送回榨机炒锅随料坯一起进行复榨。

分离含油杂质采用沉降和过滤两步分离的方法。

第一步在澄油箱内将大而重的固体饼渣分离，第二步用叶片过滤机分离细小的饼屑。

1.2.4车间布置说明

A.本工艺车间的布置基本上是按照工艺流程的先后顺序，并且本着设备布置要紧凑，操作维修方便等方面来加以考虑的。

考虑车间的通风和采光情况，车间的正面向南，车间的跨度为18米，长度为48米。

B.土建概述：

车间占地面积为48×18=864m2，为砖墙维护结构的建筑；总共三层，各6米。

1，2，楼采用钢板平台结构，3楼为平行屋顶，采用轻质材料。

2设计计算书

2.1物料衡算

原料:

菜籽1200T∕D,含杂3%，含水8%，含油33～40%,菜籽符合国家（GB11762-2006）

表2菜籽预处理压榨的物料衡算表

工序

输入量

输出量及计算

清选

菜籽1200T∕D,含杂3%，含水8%，含油33～40%，清选后含杂指标0.5%

原料中精菜籽：

1200×97%=1164t/d=48.500t/h

原料含油：

48.5×35%=16.975t/h

原料中含杂：

1200×3%/24=1.500t/h

清选后含杂x:

x/（x+48.5）=0.5%x=0.240t/h

清选后去杂含量：

1.500-0.240=1.260t/h

清选后物料：

48.500+0.240=48.740t/h

调质

原料48.740t/h,含水8%，调质润湿后含水9%

菜籽含水量：

48.740×8%=3.899t/h

干菜籽量：

48.740×92%=44.841t/h

润湿后含水量x：

x/（x+44.841）=9%

x=4.435t/h

润湿后物料量:

44.841+4.435=49.276t/h

加水量：

4.435-3.899=0.536t/h

蒸炒

物料量49.276t/h,水分含量9%，蒸炒后12%，生胚厚0.35mm

蒸炒前水含量：

4.435t/h

仁干基的量：

44.841t/h

蒸炒后的物料量：

44.841/88%=50.955t/h

含水量50.955-44.841=6.114t/h

蒸炒加水量：

6.114-4.435=1.679t/h

预榨

物料量50.955t/h，榨机炒锅蒸炒后水分3%，榨饼残油14%。

榨机蒸炒前水含量：

6.114t/h

仁干基的量：

44.841t/h

蒸炒后的物料量：

44.841/97%=46.228t/h

预榨出油量：

46.228×21%=9.246t/h

预榨后榨饼量：

46.228-9.246=36.982t/h

预榨饼含水量：

46.228×3%/36.983=3.75%

2.2热量恒算

2.2.1调质塔

2.2.1.1已知条件:

（1）菜籽的进口量：

G1=48.740t/h

菜籽的出口量：

G2=49.276t/h

（2）用85℃的水蒸气对其润湿，出口废气温度65℃，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℃

2.2.1.2干空气的计算：

L=w/h2-h1L―绝干空气的消耗量㎏绝干空气/

w―经过调质塔干燥后的水分蒸发量㎏绝干空气/hw=670㎏/h

h1―进口空气的湿度㎏/㎏绝干空气

h2―出口空气的湿度㎏/㎏绝干空气

h1=0.622ф1ps1/p-ф1ps1

ф1―进口空气的相对湿度100%

ps1―85℃时设备的饱和蒸汽压Kpa：

ps1=57.875Kpa

p―总压Kpa，p=101.33Kpa

h1=0.828㎏/㎏绝干空气

h2=0.622ф2ps2/p-ф2ps2ф2―出口空气的相对湿度50%

ps2―65℃时纯水的饱和蒸汽压25.014Kpa

p―总压101.33Kpa

h2=0.0876㎏/㎏绝干空气

L=738.292㎏绝干空气/h

2.2.1.3带入热量的计算

（1）85℃的干空气和其水分带入的热量Q1=LCg3tg3+Lh3Iv3

L—绝干空气的消耗量㎏绝干空气/h738.292㎏绝干空气/h

Cg1—85℃绝干空气的比热容:

1.009kj/（㎏绝干空气*℃）

tg1—绝干空气的温度℃，85℃

h1—出口空气的湿度㎏/㎏绝干空气:

0.0102㎏/㎏绝干空气

Iv1—85℃时饱和水蒸气的焓kj/kg2651.1kj/㎏

Q1=0.08328×106kj/h

（2）110℃的加热蒸汽带入的热量

Q2=MIV2M—加热蒸汽的消耗量Kg/h，待求

IV2—110℃时饱和水蒸气的焓kj/kg2693.4kj/kg

Q2=M×2693.4

（3）20℃菜籽带入的热量

Q3=G3×Cm×θ3

G3—菜籽的进口量kg/h:

48740kg/h

C3—菜籽的比热容kJ/（㎏*℃）0.5kcal/（㎏*℃）

θ3—菜籽的进口20℃

（其中1kcal=4.184Kj）

Q3=2.039×106kj/h

2.2.1.4带出热量的计算

（1）65℃的废气和其水分带走的热量

Q4=LCg4tg4+Lh4Iv4

L—绝干空气的消耗量:

738.292㎏绝干空气/h

Cg4—65℃绝干空气的比热容:

1.005kj/（㎏绝干空气*℃）

tg4—绝干空气65℃

h4—出口空气的湿度:

0.102㎏/㎏绝干空气

Iv4—65℃时饱和水蒸气的焓:

2651.5㎏/㎏

Q4=0.24