日处理稻谷300吨米厂工艺设计流程设计.docx
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日处理稻谷300吨米厂工艺设计流程设计
《谷物加工工程》
课程设计说明书
设计题目：
日处理稻谷300吨米厂工艺流程设计
2015年6月21日
目录1
设计任务书2
一·前言4
1.1设计的目的4
1.2设计的要求4
1.3设计的依据4
二·工艺流程分析6
2.1基本工艺流程6
2.2清理工序6
2.3砻谷工序6
2.4碾米及后处理工序7
三·设计计算9
3.1流量的计算9
3.2设备的选用与台数计算9
3.3仓容的计算13
四·设备清单15
五·设计总结16
六·参考文献16
七·工艺流程图附图
《谷物加工工艺与设备》课程设计任务书及指导书
一、课程设计选题与设计题目
日处理稻谷300吨米厂工艺流程设计
二、课程设计目的
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。
三、课程设计步骤、任务及主要容要述
1、设计准备：
选填参数和依据完成本书，并理解；查阅资料等。
2、设计：
自主设计、计算及校核；制图；撰写设计说明书。
3、成果上交及要求：
以设计说明书的形式上交设计成果。
装订顺序为：
封面、课程设计任务书及指导书（不含附件）、目录、正文、小结（或其它）、参考文献、工艺流程图、工艺设备明细表等。
四、课程设计参数和依据
1、米厂工艺流程设计参数和依据
生产规模：
日处理稻谷300吨；
原料主要特性：
[产地]南方；[品种]籼稻；[水分]14%；[含杂总量]1.5%（其中：
含并肩石10粒/Kg,；[不完善粒含量]正常；[其它]无；
成品种类与规格：
[产品类别]国标精米；[加工精度]以国标一级为主；[包装规格]常规，兼顾生产；
成品质量要求：
按标准执行；若为非国标产品参照标准或行业（地方）推荐标准，及市场需求自行确定；
物料垂直提升方式：
升运（斗式提升机）；稻壳和米糠采用风运；
其它：
自拟。
注：
不要求对风网进行设计计算；题目3类不包括后处理部分的工艺设计。
五、设计要求
设计思想与方确；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，设计计算准确合理。
整体设计方案要重点突出其先进性、科学性、合理性和实用性。
六、时间安排
计划学时：
一周，学生自行安排；设计成果上交截止日：
2015年6月25日，次日由各班学习委员收齐送达1号实验楼508室。
七、成绩评定标准
成绩分五等。
以整体设计方案水平以及图纸和说明书的容与质量、设计技巧与规等作为成绩评定的主要依据。
具体标准参照相关教学文件。
八、主要参考资料
1、《谷物加工工程》、《碾米工艺与设备》、《制粉工艺与设备》、《粮食工厂设计原理》等；及同类教材、参考书籍。
2、《粮食工厂手册》等；及本行业相关标准、规等。
3、本行业相关专业期刊、论文及其它资料。
4、本书附件一、附件二。
轻工大学食品科学与工程学院粮食工程系2015
指导教师：
秦先魁（2015.5.28）
2015年5月28
一·前言
1.1、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。
1.2、设计要求
由于工艺流程初步确定后，才能进行下一步的全厂工艺设计和土建设计，所以工艺流程设计在很大的程度上决定了建厂的投资和投产后的产品质量及经济效益等。
为此，工艺流程设计必须符合以下要求。
（1）根据原粮的质量和成品要求，积极采用成熟的先进技术、先进设备，使生产过程连续化、机械化。
（2）充分利用原粮，保证合理加工，提高产品纯度，提高产品出率。
（3）遵循同质合并、减少回路、尽量避免恶性循环的原则，在保证产品质量的前提下，简化工艺流程，发挥各工序最大效率。
（4）优先选用定型的、生产效率高的设备，以发挥最大的加工效能，冲减少动力消耗降低生产成本。
在投资较为充足的条件下，也可适当引进国外某些关键性主机设备。
（5）组合流程应有一定的灵活性，以适应原料的变化。
（6）确保生产稳点和工序间的流量平衡，并充分考虑生产中可能发生的临时故障，以免影响整个工厂的生产。
（7）采用气力输送提升时，应考虑到气流的综合利用，使气流在输送物料的同时能完成一部分除尘、除杂、分级和冷却等工艺要求，以达到一风多用的目的。
1.3、设计的依据
（1）课程设计参数
生产规模：
日处理稻谷300吨；
原料主要特性：
产地：
南方；
品种：
籼稻；
水分：
14%；
含杂总量:
：
1.5%；
并肩石10粒/Kg；
不完善粒含量：
正常；
出糙率:
77％；
出米率:
55％；
糙出白率：
91%。
成品种类与规格：
产品类别：
国标精米；
加工精度：
按一级标准执行为主；
物料垂直提升方式：
升运（斗式提升机）；稻壳和米糠采用风运
（2）国标要求
图1：
二·工艺流程分析
2.1、基本的工艺流程：
原粮→圆筒初清筛→秤→毛谷仓→振动筛→吸式去石机→磁选→平面回转筛→吹式去石机→磁选→净谷仓→砻谷机→重力谷糙分离机→净糙仓→磁选器→碾米机→凉米器→磁选→抛光→白米分级筛→抛光→辊筒精选机→色选→成品仓→磁选→自动秤→成品打包
2.2清理工序
原粮→初清（圆筒初清筛）→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
稻谷在收割、脱粒、堆晒、干燥、运输和储藏等过程中，难免会混入各种各样的杂质、石头、土块、麻绳、异种粮粒、砖头等。
清理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的手段。
在谷物加工中要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，含稗不应超过130粒。
所以我们首先采用一道初清筛将特大杂清除掉，接下来采用一道带垂直吸风道的振动筛去除大、中、小、轻杂，然后采用一道平面回转筛来加强筛选效果。
剩下不易清除的并肩杂质了和稗子，为了保证成品的质量和纯度，所以我们采用两道去石的工艺路线，第二道处理的是第一道的部分主流，作为粮食加工厂首先应保证的是产品的品质，所以用两道去石处理保证粮食的质量。
待杂质都清理出去以后，所得的净粮经磁选后直接进入净谷仓。
2.3、砻谷工序
2.3.1、砻谷的工艺指标
砻谷的工艺指标有：
脱壳率：
籼稻75%～85%，梗稻80%～90%；稻壳含粮：
不超过30粒/千克；砻下物含壳：
不超过0.8%。
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。
图2
砻谷过程中产生的碎米含量的高低直接影响成品的品质，实践证明如果采用优良的加工设备和加工工艺将大大降低碎米含量。
砻谷及砻下物分离工艺的主要任务：
脱壳及分离稻壳以提取合格的净糙，要求分离出的稻壳中不含完整的粮粒。
此过程除了脱除稻谷颖壳外，还包括将砻下物进行分离的过程。
砻下物进行分离是稻谷加工过程中一个极为重要的环节，其工艺效果的好坏不仅影响后续工序的工艺效果，而且还影响成品大米质量、出率、产量和成本。
所以我们在确保脱壳率的前提下，应尽量保持糙米籽粒的完整，减少籽粒损伤，以提高谷糙分离的效果和大米的出米率。
2.3.2谷糙分离
谷糙分离是利用稻谷和糙米的粒度、密度、容重、摩擦系数、悬浮速度等物理性质的差异，借助谷糙混合物在运动过程中产生的自动分级，即稻谷上浮糙米下沉，采用适宜的运动形式和装置将稻谷和糙米进行分离和分选。
常用的方法有筛选法、密度分离法和弹性分离法三种。
在此我采用如下工艺：
回砻谷
↑
谷糙混合物→主流谷糙分离设备→净糙
↓
主流分离出来的谷糙混合物——副流谷糙分离设备—净糙
↓ ↓
回主流谷糙分离设备 回副流谷糙分离设备
该流程的特点是：
净糙产量大；但实际使用过程中，糙米分离线路较短，却保净糙质量难度大，往往只能确保净糙质量，而回砻谷中含糙过高，从新回砻谷机后，糙米表面损伤比较严重，易发生“恶性循环”现象，从而谷糙分离效果下降。
设备选择时，主，副流均可采用谷糙分离平转筛或重力谷糙分离机。
2.4、碾米及后处理工序
2.4.1碾米和抛光工艺的说明
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
糙米→净糙仓→磁选→头道碾米（砂辊）→二道碾米（砂辊）→三道碾米（铁辊）
→白米→凉米→磁选→抛光→白米分级筛→抛光→辊筒精选机→色选→成品仓→磁选→自动秤→成品打包
应根据成品米的精度要求以及流量和压力的控制采用多机轻碾，选用喷风米机，不仅可以起到凉米的作用，还有利于降低增碎率和提高成品大米的品质。
糙米需通过碾米工序将糙米皮层去除，才能使其具有上佳的食用品质，而且能提高其商品价值。
但是糙米皮层中也含有较多的营养成分，如粗脂肪、粗蛋白、矿物质、维生素等，将糙米皮层全部去除的同时，这些营养成分也会随之大量流失。
同时要将背沟处的皮层全部碾除，势必造成淀粉的流失、破碎的增加，使出米率下降。
所以我们按照标准保留适量的皮层，不仅对供给人体所需营养成分有利，而且可以提高大米的出率。
实践证明，精米加工选择三机碾白的碾米工艺较为合理，不论精碾粳米或籼米都能适应，而三机碾白工艺采用二砂一铁的工艺更能保证产品质量，特别有利于提高后道大米抛光的效果和质量。
另外为了保证米机的安全我们在第一道米机前加了一台磁选器来防止螺钉、铁丝等掉入米机而损坏米机。
2.4.2、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碾白室温度，改善碾米工艺效果。
2.4.3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。
2.4.4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。
2.4.5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。
2.4.6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。
2.4.7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。
2.4.8输送
碾米厂各个工序之间是通过物料输送相互连接的。
我们的米厂是平台式的，因此物料自上而下输送时都是采用自溜管。
垂直提升物料时采用斗式提升机输送。
但是对于糠粞混合物的收集和输送，应采用气力输送，这样不仅可以防止灰尘外逸，而且降低机器主要工作部件的温度，利于延长主要工作部件的寿命，降低材料和物料消耗，保证出米率等。
打包前大米输送采用的是皮带输送，经济实用。
2.4.9 打包
目前，成品米多采用小包装（3kg，5kg，10kg不等）包装精美，便于携带。
包装方法有普通包装，真空包装，充气包装三种，三种方法各有优缺点，视公司规模和市场需求而定。
打包机选用多功能型设备，既可以称量，还可以打包。
另外还要求可以进行多种型号的包装，即大、小包装都可以。
本设计以第二道白米分级筛后的精米小包装为主，也可以于第一道分级筛后包装普通米，其量根据原料和市场而定。
三·设计计算
3.1流量的计算
（1）生产任务为日处理稻谷300t，生产时间为24小时连续生成。
Q=300/24=12.5（t/h）
（2）考虑储备系数，取K1=1.2则Qq=12.5*1.2=15（t/h）
（3）因为原粮的含杂总量X=1.5%，所以清理后的净稻流量
Qg=12.5×（1-1.5%）=15*0.985=14.775（t/h）
（4）设定稻谷的出糙率为77%，净糙的流量
Qc=Qg×出糙率=14.775×77%=14.38（t/h）
（5）白米流量Qn=Qc×糙出白率=11.38×91%=13.09（t/h）
3.2设备的选用与台数计算
1.初清筛
毛谷流量为Qq=15（t/h），所以选用SCY63型圆筒初清筛一台。
其主要技术参数如下：
表1：
转速:
20r/min
长度:
800mm
减速器:
WD-73
风量:
8m3/h
直径:
630
动力:
0.75kw
产量:
20t/h
机重:
290kg
2.振动筛
毛谷流量为Qq=15（t/h），所以选用TQLZ125型振动筛一台。
其主要技术参数如下：
表2：
产量/（t/h）
筛面宽度/（mm）
筛面长度/（mm）
机重/（kg）
振动频率/（r/min）
吸风量/（m3）
10-25
1250
2000
940
920-950
5000-5500
动力/（kw）
筛面斜角（。
）
振幅/（mm）
震动角（。
）
外形尺寸（长*宽*高）/（mm）
0.75*2
0-12
2.5-5.5
0-45
2690*1780*1780
3.计量称
CJ100型自动秤广泛用于碾米、制粉，其主要技术参数如下：
表3：
杠秤比例：
1/1
额定产量：
9～18t/h
精度：
1/1000
额定秤量：
50～100kg/次
秤量速度：
18～20次/min
机重：
500kg
4.平面回转筛
选用TQLM75×2型平面回转筛一台，其主要技术参数如下：
表4：
产量：
18t/h
配备动力：
1.1（1.5）kw
筛面宽度：
750mm×2
筛面长度：
1500mm
转速：
386r/min
筛面倾角：
8°
筛面回转半径：
12～15mm
单位流量：
120kg/（cm·h）
吸风量：
120m3/min
5.去石机
根据原粮含石（10粒/公斤）情况和成品米的质量要求，Qq=15（t/h），流量一般，为满足生产需求选用一台TQSX132型吸式去石机，我们选用两台TQSX132型吸式去石机。
TQSX132型吸式去石机是一种较为新型的定型产品，其产量7～10t/h，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，机呈负压状态，无灰尘外扬现象。
所以它需要配用单独风网。
其主要技术参数如下：
表5：
产量：
5～10t/h
动力：
0.4kw
工作转速：
930（min/r）
筛面倾角：
5～9°
吸风量：
90m3/min
振幅：
3～5mm
6.磁选器
Qq=15（t/h），所以选用TCXT20型永磁筒一台。
其主要技术参数如下：
表6：
产量：
25t/h
进料口直径：
φ200mm
磁极感应强度：
≥300mT
筒直径：
220mm
外型尺寸：
400×740
磁性杂质去除率≥98%
7.砻谷机
Qg=14.775（t/h）选用二台ML+
6GQ（T）25×2砻谷机，主要技术参数如下：
表7：
产量：
8～10t/h
胶辊规格：
Ф255×254
风量：
5800～6500m3/h
快辊转速1270r/min
慢辊转速：
1020r/min
动力：
5.5kw×2
8.重力谷糙分离机
净糙的流量Qc=11.38（t/h），选用4台MGCZ40×20×2重力谷糙分离级机，即可满足工艺要求。
其主要技术参数如下：
表8：
产量：
5.0～7.5t/h
振幅：
22mm
纵向角：
6～6.5°
横向角：
14～18°
分离板数：
20×2
动力：
4kw
振动次数：
300次/min
机重：
1680kg
9.砂辊喷风碾米机
净糙的流量Qc=11.38（t/h），选用六台MNMF18的砂辊喷风碾米机，主要技术参数如下：
表9：
产量：
3.3～3.6t/h
动力配备：
30～40kw
主轴转速：
1370r/min
机重：
550kg
10.铁辊喷风碾米机
选用四台MNMF14的铁辊喷风碾米机，主要技术参数如下：
表10：
产量
主轴转速
砂辊
（直径×长度，mm）
动力配备
2.5~3.0t/h
1200r/min
140×320
18.5~22kw
11.凉米器
白米流量Qn=10.38（t/h），选用三台MLMW40凉米器，主要技术参数如下：
表11：
产量/（t/h）
功率kw
吸风量
机重kg
外型尺寸
2.2-2.5
22-25
1500
450
1575*545*1920
12.抛光机
白米流量Qn=10.4（t/h），选用SMP25型抛光机三台,其主要技术参数：
表12：
产量：
3～3.5t/h
功率：
7.5kw
主轴转速：
720r/min
机重：
620kg
增碎﹤1
外型尺寸：
1650×620×1365
13.白米分级筛
选用三台MMJM100白米分级筛，主要技术参数如下：
表13：
产量:
3～3.5t/h
筛面倾角：
3°
偏心半径：
10～40mm
转速:
300r/min
动力:
0.75kw
机重:
700kg
外型尺寸mm：
2020×1400×1460
14.辊筒精选机
选用三台MMJX60/71辊筒精选机,主要技术参数如下：
表14：
产量：
3~3.5t/h
筒（直径×长度，mm）
600×2500
动力配备：
.2kw
15.选用两台布勒索特克期90003色选机，主要技术参数如下：
表15：
产量:
5~7t/h
功率：
1.0kw
气源压力：
5~7Pa
耗气量：
25L/s
电源电压（交流）：
200~240V
电源频率：
50~60Hz
通道数（初选/复选）：
64/32条
16.糠粞分离筛
选用四台MKXF80糠粞分离筛，主要技术参数如下：
表16：
糠粞处理量
0.3t/h
除粞率
99%
风量
1540m3/h
进口风速
6.0m/s
17.包装机
选用两台DCS-50Z定量包装机，其主要技术参数为：
表17：
装包重量
（10~50）kg
装包速度
（300~500）包/h
装包误差
0.1%
分度值
10g
动力要求
220V
气源
（0.5±0.1）MPa
18.斗式提升机
选用DTG36/23斗式提升机，各工序选用一台
稻谷处理量（t/h）
机头、机尾、第二节总高
机座长（mm）
机座宽（mm）
机头高（mm）
8-25
5160
776
377
860
3.2仓容的计算
谷米仓具有保持和稳定整个碾米厂长时间连续生产的作用。
如果仓太小，当某一设备发生临时性故障时，将迫使整个碾米厂停机。
即使不发生故障，由于各台设备的流量不可能调整得完全平衡，如果仓过小，将使操作人员忙于协调机器之间的流量而增加劳动量和劳动强度，有时会顾此失彼而影响生产效果。
此外，清理、砻谷、碾米三个工段的生产能力，均随稻谷品种、水分及加工精度的变化而变化，使三个工段的产量失去平衡。
如果三个工段之间的仓太小，就不能在失去平衡时起到缓冲作用，从而迫使一个工段的设备停产或降低产量，而降低产量将增加电耗。
对于毛谷和成品仓，如果仓容过小，将会增大进料和成品打包人员的劳动强度，或导致增加人员定额。
但是，如果仓过大，又将增大建筑面积，增加制造仓的费用，因此，碾米厂仓容应当适当。
仓容计算分两步进行：
首先计算出实际需要的容积，即仓完全装满时的容积，但是，在生产过程中仓是不可能装满的，所以第二步还应除以装满系数，得出设计容积。
计算公式：
V=Q×t/（γ×K2）
其中Q为流量，t为物料存放时间，γ为物料容重（kg/m3），K2为仓的装满系数K2=0.8
表18：
仓容
类别
毛谷仓
净谷仓
净糙仓
米机仓
抛光机、色选机仓
成品仓
Q（t/h）
15
14.775
14.38
14.38
13.09
13.09
T（h）
0.75
0.75
0.30
0.30
0.30
0.30
γ
580
580
750
780
780
780
（1）毛谷仓
V=Qq×t/（γ×K2）=15×1000×0.75/（580×0.8）=24.25m3
（2）净谷仓
V=Qg×t/（γ×K2）=14.775×1000×0.75/（580×0.8）=23.88m3
（3）净糙仓
V=Qc×t/（γ×K2）=14.38×1000×0.30/（750×0.8）=7.19m3
（4）米机仓
V=Qc×t/（γ×K2）=14.38×1000×0.30/（780×0.8）=6.91m3
（5）抛光机、色选机仓
V=Qn×t/（γ×K2）=13.09×1000×0.30/（780×0.8）≈6.29m3
（6）成品仓
V=Qn×t/（γ×K2）=13.09×1000×0.5/（780×0.8）≈10.49m3
四·设备清单
表19：
序号
设备名称
设备型号
台数
产量/（t/h）
所需风量
动力配备/kw
1
初清筛
SCY63
1
20
8m3/h
0.75
2
振动筛
QLZ125
1
10～25
4000～48000m3/h
0.37×2
3
自动秤
CJ100
2
9～18
/
/
4
平面回转筛
TQLM75×2
1
18
120m3/min
1.1（1.5）
5
吸式去石机
TQSX132
2
5～10
90m3/min
0.4
6
磁选器
TCXT20
1
25
/
/
7
砻谷机
MLGQ（T）25×2
2
8～10
5800～6500m3/h
5.5×2
8
双体重力谷糙机
MGCZ40×20×2
4
5～7.5
/
4
9
砂辊喷风碾米机
MNMF18
6
3.3～3.6
2000m3/h
30～40
10
铁辊喷风碾米机
MNMF14
4
2.5~3.0
20～30m3/min
18.5~22
11
凉米器
MLMW40
3
3～4.2
4500m3/h
/
12
抛光机
SMP25
3
3～3.5
/
7.5
13
白米分级筛
MMJM100
3
3～3.5
/
0.75
14
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