大豆预处理车间工艺设计.docx

1、大豆预处理车间工艺设计大豆预处理车间工艺设计 2012届毕业生毕业设计说明书题 目: 1000T/D大豆油预处理车间的工艺设计 院系名称： 粮油食品学院 专业班级： 食工F0808 班 学生姓名： 白苹苹 学 号： 200848060927 指导教师： 韩丽华 教师职称： 副教授 Title A Research on Designing 1000t/d Pre- process Factory for SoybeanAbstractThis technology is considered as the 1000 T/D soybean pretreatment technology, du

2、ring the process, the soybean heat peeling process is used. This technology can make soybean effect very well, and improve the quality of soybean meal greatly. In the technology of soybean pretreatment, I chose some advanced equipments such as the efficient vibrating screen, the machine of gravity c

3、lassification to stone, magnetic separation device, conditioning tower, rapid dryer, crusher, Pi-separator and rolling embryos machine, etc. Conditioning tower can make soybean temperature rise to be suitable for rolling, which is about 70 , as well as make soybean moisture content reduce, which con

4、trols the water content at about 10%. Rapid dryer make the temperature of the soybeans surface rise to about 90 in a very short time. Thats because only if the temperature of soybean hull gets to 90 , and the temperature of the bean stays unchanged, can the protein denaturation lower, and the qualit

5、y of the meal bread is improved. Besides, improving the temperature of soybean hull can easily separate the hull and beans with a low energy consumption and large productivity after breaking beans. Pi-separator is based on the difference of suspension floating speed between bean hull and beans, usin

6、g the power of wind to get high protein in bread meal. The hydraulic rolling machine is an embryo oil cylinder of the liquid pressure to replace spring pressure for the tight roller. It not only can improve the tight roller pressure greatly to make the material of rolling embryo thin and solid, powd

7、er for small, but also improve the quality of the embryo, and increase the ability of production.Keywords ：pretreatment clean up crush Dehull 目次概述在进入21世纪以来,人们对油脂的需求越来越多,并且要求水平也提高了,在这样的情况下,油脂加工的生产规模也随着变大。在大豆油生产过程中，产品和副产品的质量及得率、生产过程的能量消耗及生产成本等，均与大豆预处理生产有密切的关系。然而，很多加工厂在大豆油脂的预处理生产过程中，只是看到了料胚的结构对大豆油的影响，忽

8、视了预处理本身的过程对大豆的各种成份影响，由此造成对毛油品质、油的精炼效能、最终的产品质量和过程中能量消耗的影响。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

9、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

10、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0.3mm1.3 车间布置说明：根据设计的工艺需要，设定总层数为六层。车

11、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

12、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

13、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1/41/8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

14、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

15、好轧辊间距,保证坯片的厚度约为0. 20. 3 mm。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

16、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

17、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：41.797%=40.449t/h原料的含油量：41.715%=6.255t/h原料中含杂量：41.73%=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、调质工序输入量：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

18、不变作物料衡算，可以得到1）去除的水分量： 40.5714%/(1-10%)=1.803t/h2）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：40.5717%=2.84t/h调质前皮中的含水量：2.8414%=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

19、.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：2.69898%=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/h2.3 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

20、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/H2) 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=0.6221ps1/p-1ps1 1进口空气的相对湿度，70% ps120时设备的饱和蒸汽压Kpa： Ps1=2.335K

21、pa p总压Kpa，p=101.33 Kpa H1=0.0102/绝干空气 H2=0.6222ps2/(p-2ps2 ) 2 出口空气的相对湿度50%ps260时纯水的饱和蒸汽压19.923Kpa p总压101.33 Kpa h2=（0.062250%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=LCg1t g1+Lh1IV1 L绝干空气消耗量31302绝干空气/h Cg120绝干空气的比热容:1.005kj/(绝干空气*) t g1绝干空气的温度20

22、 h1进口空气的湿度0.0102/绝干空气 IV120时饱和水蒸气的焓2530.1 kj/kg Q1=313021.00520+313020.01022530.1=1.44106（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； Iv2140时饱和蒸汽的焓2737.7 kj/kg Q2=M2737.74) 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 Cg375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

23、，75h3出口空气的湿度/绝干空气：0.0102/绝干空气 Iv375时饱和水蒸气的焓kj/kg：2633.5kj/ Q3=313021.00975+313020.01022633.5=3.21106（2) 140冷凝水带出的热量 Q4=M Iv4 M冷凝水的量Kg/h，待求Iv4140时冷凝水的焓，kj/kg：589.08kj/kg Q4= M589.085) 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 1.44106 +M2737.7=3.12105+M589.08+（M2737.7-M589.08）5% M=82

24、3Kg/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 = 2737.3823=2.25106kJ/h Q4 =589.08M = 589.08823=0.48106 kJ/h2.3.2 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/H2)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1102)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=3.12106 kj/h（2）110的加热蒸汽带入的热量 Q2=MIV2 M加热蒸

25、汽的消耗量Kg/h，待求IV2110时饱和水蒸气的焓kj/kg ： 2693.4 kj/kg Q2=M2693.4(3) 20大豆带入的热量 Q3=G1Cm1 G1大豆的进口量Kg/h:40571Kg/hCm大豆的比热容 2.09kj/(*)： 0.5kcal/(*)1大豆的进口温度： 20 Q3=1.696106 kj/h3) 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 Cg460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

26、度/绝干空气:0.0678/绝干空气 Iv460时饱和水蒸气的焓kj/kg：2606.3/ Q4=313021.00560+313020.06782603.3 Q4=7.41106Kj/h (2) 110冷凝水带出的热量 Q5=M Iv5 M冷凝水的量Kg/h，待求 Iv5110时冷凝水的焓，kj/kg：589.08 kj/kg Q5= M589.08（3） 60的大豆带出的热量 Q6=G2Cm2 G6大豆的出口量Kg/h：38800Kg/h Cm大豆的比热容2.09kj/(*)：0.5kcal/(*) 2大豆的出口温度： 60 Q6=4.87106kj/h4) 热量损失的计算按总传热量的5%

27、计算：Q7=( Q2- Q5)5%5） 热平衡方程 Q1+ Q2+ Q3= Q4+ Q5+ Q6+ Q73.12106+ M2693.4+1.696106=7.41106+ M589.08+ 4.87106+（M2693.4- M589.08）5% 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=2.093733.67(75-60)=1.2105kj/h2.3.3 快速干燥器的热风加热器1、已知条件：进口空气温度20，相对湿度70%出口空气温度140，经快速干燥后温度100，相对湿度不变用于加热的饱

28、和蒸汽160，出来的冷凝水160经过快速干燥后的水分蒸发量w=0.015t/h2、干空气的计算：热风放出的热 Q1=（LCg1t g1+Lh1Iv1）-（LCg1tg1+Lh1Iv1）L绝干空气的消耗量绝干空气/h 待求Cg1140绝干空气的比热容kj/(绝干空气*):1.013kj/(绝干空气*) Cg1100绝干空气的比热容，kJ/(kg绝干气)：Cg1=1.009 kJ/(kg绝干气)；tg1绝干空气的温度:140h1进口空气的湿度/绝干空气:0.0102/绝干空气Iv1140时饱和水蒸气的焓kj/kg:2737.7kj/kgtg1绝干空气的温度:100Iv1100时饱和水蒸气的焓kj/

29、kg:2677kj/kg Q1=41.54L干燥出的水分带走的热量 Q2=W2I2-W2 I2 W2去除的水分量:15kg/h I2100水蒸气的焓:2677kj/kg I265时水的焓:272kj/kg Q2=3.6104 kj/h热量损失按总传热量的5%计算：Q3=Q15%列热平衡方程 Q1= Q2+ Q3 L=912.2 kj/h3、带入热量的计算20的干空气和其水分带入的热量 Q1=LCg1tg1+Lh1Iv1 L绝干空气的消耗量绝干空气/h : 912.2绝干空气/hCg120绝干空气的比热容kj/(绝干空气*) : 1.005kj/(绝干空气*)tg1绝干空气的温度:20h1进口空气的湿度/绝干空气: 0.0102/绝干空气Iv120时饱和水蒸气的焓kj/kg:2530.1kj/ Q1=4.19104Kj/h160加热蒸汽带入的热量 Q2=M Iv2 M冷凝水的量Kg/h，待求Iv2160时冷凝水的焓，kj/kg: 2762.9 kj/kg Q2= M2762.94、带出的热量140的干空气和其水分带出的热量 Q3=LCg3tg3+Lh3Iv3 L绝干空气的消耗量绝干空气/h:912.2绝干空气/hCg3140绝干空气的比热容kj/(绝干空气*):1.013kj/(绝干空气*)tg3绝干空气的温度:140h3出口空气的湿