谷物加工课程设计.docx
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谷物加工课程设计
1.前言
设计目的
通过课程设计的训练，使学生巩固所学到的理论知识，提高解决实际问题的能力，增强运算、绘图和使用技术资料等的技能；培养粮食加工的基本工程素质。
工艺流程设计的主要任务是:
根据原粮的工艺性质及成品米的等级要求,按照经济合理的原则,确定生产工序及其顺序,选择加工机械设备,科学地组合工艺流程,规定操作指标,确定设备的型号,规格,计算所需设备的数量,并确定各个设备的技术参数等.
工艺流程设计是整个建厂设计的基础,其他各项建厂设计都是围绕工艺设计进行的.因此,工艺流程设计的先进与否,不仅影响产品质量,产品成本,生产能力等各项经济技术指标,而且还关系到工厂的安全生产和文明生产等一系列问题.所以,工艺流程设计工作,必须遵循国家有关方针政策,慎重考虑如何最合理,最有效地利用粮食资源,以积极的态度,采用科学技术上的最新成就,使设计达到技术上最先进,经济上最合理的要求.
设计要求
总体要求
设计思想与方法正确；态度端正科学；能正确运用所学的理论知识；能解决实际问题，具备专业基本工程素质；具备正确获取信息和综合处理信息的能力；文字和语言表达正确、流畅；刻苦钻研、不断创新；按时按量独立完成；图文工整、规范，设计计算准确合理。
另外注意
（1）.设计前精心准备所需资料（包括参考书目和各种国家标准），熟悉自己要设计的内容，通过工艺流程的组合达到设计所要求的质量标准。
（2）.工艺流程及设备选型都保证先进、实用。
在设计时使用的书籍或参考有可能很早的，尽可能的找到最近生产和使用的设备。
（3）.设计除了说明流程和设备外还要用CAD作出流程图，作图要规范、标准、清晰。
（4）.设计中包含风网设计和布局，组合风网要注意实际中达到除尘和环境保护的要求。
（5）.设计中模糊的知识要在假期内通过复习巩固，为毕业设计打下基础。
设计依据
（1）设计任务书中给定的数据和要求
生产规模：
日处理稻谷100吨
原料主要特性：
[产地]东北；[品种]粳稻；[水分]：
16％；[含杂总量]：
％（其中：
含并肩石10粒/kg,含稗200粒/kg）；[不完善粒含量]正常；[出糙率]85％。
成品种类与规格：
[产品类别]高档精制大米；[加工精度]以国标一米为主；[包装规格]常规包装；[出米率]60％。
物料垂直提升方式：
升运。
（2）粳米国家标准（一等标准）
类别
不完善粒
含杂总量
糠粉
矿物质
带壳稗粒
稻谷
碎米
（总量）
小碎米
水分
色泽气味口味
标一米
％
％
％
％
20
粒/kg
6
粒/kg
15％
％
~
正常
（3）粮食加工流程设计的基本常识和规律，包括风网组成、工艺组合等。
2.工艺流程分析
基本的工艺流程：
原粮→圆筒初清筛→计量→毛谷→筛选（振动筛）→吸式去石机→平面回转筛→二次去石→磁选→净谷仓→砻谷机→重力谷糙分离机（二次）→净糙仓→砂辊喷风米机→白米仓1→砂辊喷风米机→白米仓2→铁辊喷风米机→凉米器→磁选→抛光→白米分级筛→色选机→抛光→成品仓→过秤→打包→皮带输送。
清理工艺流程:
2.2.1清理工序的确定
谷物清理的目的在于确保加工后成品和副成品的质量，而且要保护后续工艺设备的安全并使后续设备发挥正常的工艺效果，另外就是改善生产环境。
所以清理段的工艺设计和组合是产品质量得以保证的基础。
清理工序大致安排为：
原粮→初清（圆筒初清筛、永磁滚筒）→计量→毛谷仓→筛选（振动筛）→去石（吸式比重去石机）→磁选→平面回转筛→二次去石→磁选→净谷仓
2.2.2清理工序的说明
谷物加工厂的稻谷由于选种,收割,脱粒,堆晒,干燥,运输和储藏过程中混入各种各样的杂质,如石头,土块,麻绳,异种粮粒,砖头等.清理的目的就是根据这些杂质与谷物在物理特性上的不同并借助于一定的风力或机械运动设备将杂质和谷物分离。
一般净谷工艺指标为含杂总量不超过％；其中，每千克净谷中含并肩石不应超过1粒，含稗不应超过130粒。
清除的大杂中不得含有谷粒，稗子含谷不超过8％，每千克石子含谷不超过60粒。
2.2.3初清工序
在谷物加工的清理工序中，我们遵循先易后难、先大后小的原则，此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,所以首先应该进行此工序.这样才能有效防止了这类杂质堵塞溜管或加工设备的进出口或缠绕在设备的工作部件上,以免影响生产的正常进行.在此根据产量和工艺的实用性我们选用TCQY100型圆筒初清筛,目的主要是去除特大型杂。
2.2.4筛选,风选工序
在该清理流程中,选用两道清理效果较好的筛选设备进行主流连续两道筛选以确保筛选效果.振动筛有两层筛面,第一层去大杂,第二层去小杂,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.平面回转筛的筛面规格当然与振动筛不一样,目的是去除振动筛尚未除尽的大,中,小杂。
2.2.5去石工序
稻谷经过风选和筛选,仅剩下粒度和谷物相似的并肩杂质和稗子。
去石工序都是清理中最关键的工序,其对后路工序及产品质量影响较大。
为此我们在这次设计中采用两道去石,采用
型吸式去石机.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.。
型吸式去石机是一种较为新型的国家定型产品,其结构简单,运转平稳,振动小,噪音低,去石效果较高;密闭性好,机内呈负压状态,无灰尘外扬现象.所以它需要配用单独风网。
2.2.6磁选工序
本道磁选是进净谷仓之前必须有的工序,保障没有各种磁性物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TCXY40型磁选器,它采用不锈钢结构,清理杂质效率高,维护方便。
2.2.7除稗工序
除稗的目的是清除原粮中所含的稗子,如果加工的原粮中含稗数量很少（200粒/千克以下）,而且通过调查确认今后的原粮中含稗数量也不会增加,少数稗子可在其他清理设备如振动或平面回转筛或砻谷工序中加以解决时,可以不必设立除稗子设备,否则应予考虑.当原粮含稗量较高时（超过1500粒/千克）,需专门设计较完善的除稗流程.由于设计要求原粮中的含稗量较少,所以不用设计专门的除稗流程.
砻谷工艺流程:
2.3.1砻谷工艺流程分析
砻谷是根据稻谷籽粒结构特点,对其施加一定的机械作用力而使稻壳脱离糙米的过程。
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:
挤压擦撕脱壳;端压擦撕脱壳;撞击脱壳。
砻谷的工艺指标有:
脱壳率:
籼稻75%-85%,粳稻80%-90%;稻壳含粮:
不超过30粒/千克;砻下物含壳:
不超过%.所得糙米含杂总量不应超过%,其中,含矿物质不应超过%,含稻谷粒数不应超过40粒/千克,含稗粒数不应超过100粒/千克.分离出的稻壳中含饱满粮粒不应超过30粒/千克.由于砻谷机性能限制,尚不能以此将所有的稻谷都脱壳,所以砻下物含有稻谷,稻壳,糙米等。
由于砻谷机性能的限制,不能一次将所有的稻谷脱壳,所以砻下物中含有稻谷,稻壳,糙米等.为了获得净糙,砻谷工序及其顺序一般作如下安排：
净谷→砻谷→稻壳分离→谷糙分离→糙米精选→调质→净糙
砻谷,稻壳分离,谷糙分离等工序的目的在前面已述,这里仅就糙米精选,调质与稻壳整理加以说明.
稻谷经砻谷后,不可避免地会产生碎米,这便是糙碎.糙米的胚乳碎粒称为糙粞.糙碎与糙粞的化学成分接近糙米,但结构力学性质相关很大.如在同一操作条件下,糙碎,糙粞与糙米一同碾制,将使它们碾得更碎,甚至碾成粉状.这不仅影响出米率和副产品的利用,而且混入米糠后还会引起米糠出油率的降低.此外,糙米中往往还含有少量杂质（稗子,石子,稻壳等）.因此,需对糙米进行精选,即利用筛选,风选等方法去除小杂,糙碎,糙粞及石子等,这对于生产高质量大米尤为重要.
糙米调质就是通过对糙米加湿（水或水蒸气）,使得皮层软化,皮层与胚乳结合力降低,糙米表面摩擦系数增加,从而达到减少碎米,提高出米率,改善食味等目的.糙米精选,调质技术在日本等发达国家实施较早,我国则刚刚起步,无论在理论还是实践上对此都需积极研究.
稻壳分离中分出的稻壳常带粮,特别是带未熟粒,糙碎和糙粞的现象几乎是不可避免的.在可能的条件下,应设置稻壳整理工序,把混入稻壳中的粮粒,未熟粒,大碎米分选出来重新回机,充分利用粮食资源;同时也应将瘪稻,糙粞,小碎分出,用作酿酒,制糖的原料.
除了上述工作外,为了保证生产中流量稳定和安全生产,在砻谷工序的最后还需设置净糙仓,储存一定数量的糙米,以确保后路工序的正常生产.
2.3.2砻谷工艺流程的确定：
谷糙分离工艺效果的好坏,直接影响到碾米厂的经济效益.如分出的糙米中含稻谷较多,将会影响碾米工艺效果,降低成品米质量.如分出的稻谷中含糙米过多,不仅影响砻谷机产量,胶耗和动力消耗,而且使糙米表面受到损伤,增加碎米和爆腰率,降低出米率,同时因糙米染黑而导致成品米质量降低.加工粒度均匀,脱壳率较高的稻谷（粳稻）时,其谷糙分离流程收购季节时仓容有限,不能按品种贮存堆放,因此稻谷粒形,粒度混杂现象比较严重.加工这类原粮时,目前常将选糙平转筛（MGCP）与重力谷糙分离机（MGCZ）串联起来进行谷糙分离.
组合流程之一:
回砻谷回头道选糙
↑↑
谷糙混合物→头道选糙→二道选糙→净糙
↓↓
回本机回本机
该流程的特点:
糙米分离路线长,净糙质量高,各个出口物料的合并符合同质合并的原则,而且流量稳定.这种流程所适用的典型设备就是双体式重力谷糙分离机,方便操作和维护.实际操作时,在头道选糙时,应确保砻谷的质量;而在二道选糙时,则控制净糙的质量,确保净糙含谷量不超过现时碾米工艺中多机轻碾的要求.同时,也可利用谷糙分离平转筛或单体式重力谷糙分离机进行组合,但往往不利于操作,或者是增加提升设备数量.
碾米工艺流程:
2.4.1碾米工艺流程分析:
碾米工序主要包括碾米与成品处理两个部分,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,采用多机轻碾时遵循砂铁结合的原则,并采用喷风米机冷却米温。
为了使碾米工序达到要求生产国标标一米，这里我采用三道碾米机——两砂一铁组合，均选用喷风米机，在碾米过程中可以降低米粒温度，减少爆腰。
流程表示
为：
糠粞糠粞糠粞
糙米净糙仓头道碾米二道碾米三道碾米白米
（砂辊）（砂辊）（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。
后处理一般分为抛光,白米分级,色选,包装等,其顺序如下:
碾米→凉米→磁选→抛光→白米分级筛→色选→磁选→抛光→成品仓→过秤→打包→成品米
2.4.2碾米工序的确定
碾米是加工过程中的关键工艺,对产品的质量和整精米率的影响最大。
为满足任务书的要求,加工是采用多级轻碾工艺,其主要任务是:
根据加工成品等级标准,碾去糙米的皮层,除去米糠糠粉,尽量降低糙米过程的增碎率。
本设计的原粮为籼稻,所生产的大米为国标一及以上。
所以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。
2.4.3米糠的收集
将糠粞分离与米糠的气力输送有机的结合起来,把碾米机和抛光机排出的米糠用风力吸至集糠器收集沉降,然后再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。
2.4.4凉米
采用的凉米工序是降低米的温度,以减少因米温过高而在抛光等后路工序中引起碎米率的增加。
2.4.5大米抛光
为提高产品质量本工艺在碾米后设平面回转筛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。
2.4.6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。
2.4.7色选
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。
.风网流程的确定:
由各设备及风网组合原则共确定了6条风网，分别是初清除轻杂风网、去石风网、振动机及提升风网、砻谷除稻壳风网、头道碾米及糠粞分离风网、后道碾米及糠粞分离风网。
3.设计计算
以设计任务书及加工标准为主要计算依据，设备选型均参照最新设备参数，过程中兼顾实用性、经济性及合理性。
生产能力的计算
生产任务为日处理稻谷100t，生产时间为24小时连续生产。
在设计中不考虑乘以系数，所以QCS=100t/24h=100000kg/24h=4167kg/h。
（流量均近似为整数）
因为原粮的含杂总量X=％，含杂总量为%,所以清理后的净稻流量：
Qh=4167×[1-%%）]=4167×=4096kg/h
自拟稻谷的出糙率为85%，故砻谷段糙米流量为：
G1=4096×85%=3482kg/h
自拟出米率为60%，故碾米工序的生产能力为：
Gn=3482×60%=2089kg/h
设备的选用与台数计算（按流程图中设备先后次序选择）
（1）圆筒初清筛
处理流量为4167kg/h，选用一般型号SCYZ63型，SCYZ63的处理能力为5～15t/h，故所需一台即可满足要求。
（2）永磁滚筒
选用TCXY25A型永磁滚筒可满足生产需要。
其处理能力为6～h。
（3）振动筛
一般选用TQLZ型振动清理筛，处理流量为4167kg/h，TQLZ63型振动清理筛的处理能力为3～5t/h，故一台即可满足要求。
（4）去石机
目前一般使用吸式比重去石机，一方面可以达到去石效果，另一方面可以防止去石过程中灰尘外扬，保证生产环境。
由于其生产能力最大的为～h，而处理流量为4167kg/h，故选用一台TQS×85型去石机才能满足要求。
（5）平面回转筛
目前一般使用TQLM或TQLMZ型平面回转筛，为满足流量的要求，选用TQLM80型平面回转筛，其处理能力为5～7t/h，一台即可满足要求。
（6）去石机
同上，仍选用一台TQS×85型去石机。
（7）永磁筒
查找粮食工程设计手册，发现仍选用TCXY25A型永磁滚筒。
（8）砻谷机
砻谷机需要处理的净稻流量为4096kg/h，考虑后续回砻谷流量共约为4100kg/h。
选用MLGT51型胶辊砻谷机，其生产能力为～h，一台方可满足要求。
（9）重力谷糙分离机
设计为两道重力谷糙分离机串联使用以提高选糙效率，考虑到生产能力的因素，两道谷糙分离的分离机均选用PS400D
（2）-C，其生产能力为～h，故每道谷糙分离需一台方可满足要求。
（10）碾米机
碾米工序设计为两砂一铁的喷风米机以提高出米精度，处理任务为t/h，选用一台MNMP14型铁辊喷风机和一台MNMF16型砂辊喷风碾米机。
其生产能力分别为～h和～h，可满足要求。
（11）抛光机
采用先抛光再色选再抛光的后处理工序，选用MP50B型抛光机，生产能力为～h，故需要一台方可满足要求。
（12）色选机
选用核工牌MMS-24B型色选机，其生产能力为2～3t/h，满足生产要求。
（13）凉米器
选用MLMW40A型凉米器，其生产能力为2～3t/h，故需要一台方可满足要求。
（14）白米分级筛
选用MMQP80×3白米分级筛，其生产能力为～h，生产任务为h，故需要一台方可满足要求。
（15）打包机
选用DCS25P型打包机，装包质量5～25kg/包，装包速度350～700（包/h），适合常规包装的要求。
（16）斗式提升机
选用TDTG20/9型斗式提升机用于清理段，其生产能力为～h，一套提升机可满足要求。
选用TDTG20/13型斗式提升机用于清理后工序，其生产能力为～h，一套提升机可满足要求。
仓容的计算
在初清之后需要暂时对毛谷进行称量、储存，需要毛谷仓和小谷仓；在砻谷之前需要净谷仓储存净谷以保证砻谷的顺利进行；在碾米之前需要净糙仓以保证碾米的顺利进行。
下面是仓容选择的参考数据：
仓容类别
中间仓1
中间仓2
毛谷仓
净谷仓
净糙仓
白米仓1
白米仓2
成品仓
Q（t/h）
T（h）
~1
~1
8~16
~
1~2
~
~
~
（kg/m2）
560
560
560
580
770
770
770
800
由仓柜的实际容积
，考虑仓容的装满系数k，一般情况下k=，有
，将数据代入即有：
V（中间仓1）=
V（中间仓2）=
V（毛谷仓）=
V（净谷仓）=
V（净糙仓）=
V（白米仓1）=
V（白米仓2）=
V（成品仓）=
设备清单
序号
设备名称
设备型号
台数
产量（t/h）
流量（t/h）
1
圆筒初清筛
SCYZ63
1
～15
2
永磁滚筒
TCXY25A
1
～
3
振动筛
TQLZ63
1
～
4
去石机
TQS×85
2
～
5
平面回转筛
TQLM80
1
～
6
永磁筒
TCXY25A
1
～
7
砻谷机
MLGT51
1
～
8
重力谷糙分离机
PS400D
（2）-C
2
～
9
砂辊喷风碾米机
MNMF16
2
～
10
铁辊喷风碾米机
MNMF14
1
～
11
抛光机
MP50B
1
～
12
色选机
MMS-24B
1
～
13
凉米机
MLMW40A
1
～
14
白米分级筛
MMQP80×3
1
～
15
打包机
DCS25P
1
350～700包/h
16
斗式提升机
TDTG20/9
7
～
～
TDTG20/13
6
～
～
4.结论
该厂的设计基本满足生产任务的要求，在设备选型上的主要依据是要达到流量要求，但对设备效果及组合没有进行衡量和验算，这是设计中不足的地方。
原因在于对所学知识掌握的不够精也不够深，在以后的学习过程中需要引起重视。
风网设计仅仅设计出风网路线，但相关设备和参数没能给出，糠粉的收集及处理、糠粞的分离虽然做出了分析，但不全面，也不详细。
本次设计对凉米、大米抛光、白米分级、色选的工艺进行了分析，但在选取设备时仍只是依据流量要求来选定，对其工艺要求未进行深入考虑。
5.参考文献
[1]《谷物加工工程》
[2]《粮食工程设计手册》
[3]《食品工程原理》
[4]《CAD制图》
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