油脂设计说明书.docx
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油脂设计说明书
武汉工业学院
《油脂加工工艺学》作业
设计题目：
300t/d大豆脱皮及预处理工艺流程设计说明书
姓名_____万白蕊____
学院___食品科学与工程学院
专业___食工092_______
学号_______080107110____
指导教师____罗质_______
2012年11月30日
目录
一、总论………………………………………………………1
二、工艺流程设计方案的确定………………………………2
1、生产工艺方法…………………………………………………2
2、生产工艺方法选定依据………………………………………2
3、生产工艺方法特点……………………………………………3
三、工艺流程说明……………………………………………5
1、筛选……………………………………………………………5
2、预热………………………………………………………………6
3、干燥脱水………………………………………………………6
4、去皮……………………………………………………………6
5、皮仁分离…………………………………………………………6
6、破碎……………………………………………………………6
7、调制………………………………………………………………8
8、轧坯………………………………………………………………8
四、工艺计算…………………………………………………8
1、物料衡算…………………………………………………………8
2、热量衡算…………………………………………………………12
五、设备选型…………………………………………………12
六、设计体会…………………………………………………16
七、附录………………………………………………………17
八、参考文献…………………………………………………18
一．总论
在油脂加工过程中，能耗与生产成本、产品和副产品的质量与得率等．都与油料的预处理有着直接的关系。
因此，加快油料预处理车间的技术进步是一项十分重要的任务。
预处理工段是整个油料加工过程中的重要一环。
油料预处理工艺随着原料品种、产品质量要求、产品品种结构及生产规模等的不同而有不同的工艺和配置。
近年来，随着市场经济的飞速发展以及人们对油脂产品越来越高的要求，以及大规模成套设备的应用和引进，油料预处理工艺技术得到了较快的发展。
目前，国内大中型油脂加工厂主要加工大豆、菜籽、棉籽、花生、葵花籽等大宗原料，所采用的工艺仍以传统的加工工艺为主。
近两年所建的油厂更注重与市场及国际技术接轨，如大豆基本上都配备了脱皮或膨化工艺，菜籽、棉籽有不少厂家选择进行膨化处理。
随着油厂规模的不断扩大以及市场对饼粕需求的多样化，为满足不同的产品要求，预处理工艺也有了新的发展。
传统的大豆预处理工艺传统的大豆预处理工艺包括清理、破碎、软化、轧坯、生坯烘干等工序。
自20世纪80年代末国内开始将大豆作为一种油料作物进行加工以来，这种传统的预处理工艺一直被沿用至今。
目前国内中小型加工厂以及相当数量的大型加工厂仍然采用这种工艺。
传统的加工工艺经过多年的生产实践，比较成熟稳定。
其优点是工艺流程简单、设备投资较少。
不足之处是生坯中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，浸出溶剂比较大，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、饼粕外观及适口性差等问题。
近几年来，随着国家大豆计划的实施、市场对产品需求的多样化、企业追求加工成本最低化以及市场对高蛋白豆粕、等级豆粕的要求，大豆的预处理工艺有了较快的发展。
大豆脱皮工艺大豆脱皮技术目前已经比较成熟，被国内外油脂加工业普遍采用。
大豆中含有大约8%的豆皮，在规模化生产中，脱去80%以上的豆皮就可使设备的处理量有较大提高。
而且脱除豆皮后粕中纤维含量降低，适口性较好。
大豆脱皮工艺不仅为企业带来了经济效益，也增加了产品的市场竞争能力，因此是大型企业一般采用的工艺方案。
二．工艺流程设计方案确定
1.生产工艺方法
杂质
原料大豆初清选计量秤振动筛立式塔式干燥器喷雾干燥器
破碎机刹克龙排空
破碎机皮破碎
热气流撞击器皮仓打包
破碎机
热气流撞击器
轧坯机浸出
2.生产工艺方法选定依据
大豆一般含皮6%～8%,皮含油脂低于1%。
大豆脱皮即可增加6%～7%设备的处理量,同时减
少能耗、降低粕残油、提高毛油质量和减少设备磨损。
目前,在工业化生产中,虽然不能把皮从仁中100%分离出来,但是在原大豆蛋白含量35%时,把豆粕纤维含量减少到315%时,豆粕蛋白含量可以达到4715%～4910%。
目前大豆脱皮工艺较多,有前脱皮和后脱皮,在前脱皮中De-Smet冷脱皮和Crown&Buhler热脱。
热脱皮大豆受热时间短、豆仁升温时间慢,在没有达到蛋白变性的温度时,进行脱皮,水溶性氮损失为2%～3%。
且整体大豆降水不多,对后面工艺影响小。
冷脱皮两次加热,加热时间长,大豆蛋白变性较多,水溶性氮损失在3%～5%,且整体降水多,对后续工序有一定影响。
除蛋白热变性外,热脱皮工艺易调整,国内油厂偏向热脱皮,在关键设备中有原粮干燥塔和流化床干燥塔等设备,同时,这些设备也是处理高水分大豆首选设备,这也是国内油厂倾向热脱皮工艺的原因之一.
3.生产工艺方法特点
与传统冷脱皮各工序相比，热脱皮唯一的缺点就是投资高，尤其是整豆加热调质器、整豆冲击干燥器的造价非常高，但显而易见，热脱皮工艺有以下优势：
（1）连续加工：
热脱皮工艺省去了连续几天的缓苏时间，对不同水分的打斗能连续即时加工，加少在工厂的储存需要。
（2）粉末减少：
热脱皮工艺干燥、去皮、调质均在负压的风网系统中进行，去皮后再破碎、且破碎的大豆是整粒调质后的、软的、热的，一次粉末度较少，这将更有利于皮仁分离，减少皮中的含仁量，降低皮中油份的损失。
（3）节省能源：
热脱皮工艺只需对大豆加热一次，蒸汽消耗少，热脱皮工艺只需对大豆加热一次，调质仅仅是冷却，而冷脱皮工艺需加热两次，调质是为了软化。
另外，热脱皮的热空气循环使用，也有效节省了能源。
（4）脱皮效率高：
温脱皮工艺皮仁分离是整个破碎物的筛选，而热脱皮工艺中的皮仁分离是破碎后的吸出物的筛选，此外，热脱皮的豆皮在分离瞬间水分相对于仁更低，跟容易吸风分离。
（5）废气排放少：
热空气循环使用，排出的废气少。
（6）短时高温处理：
有效减少油的变质和蛋白质的变性。
值得注意的是，热脱皮工艺热空气循环使用，虽经刹克龙卸除风中夹带的皮、仁屑，但热风中仍有部分粉尘在循环使用中聚集在空气加热器的加热翅片上，存在自燃的危险，由于喷风干燥器是密闭的，火情不易被发现，操作人员一般将干燥热风控制在120℃左右，而不宜过高。
干燥器吹扫时必须停风机进行，也给生产带来不便。
三.工艺流程说明
1.筛选
筛选的目的是去除大豆中的各种杂质，如：
铁块、石块、土块、植物茎叶等。
油料中的杂质大多本身不含油，在油脂制取过程中不仅不出油，反而会吸附一定量的油脂残留在粕中，使出油率降低，油脂损失增加。
筛选是利用油料和杂质在颗粒大小上的差异，借助含杂油料和筛面的相对运动，通过筛孔将大于或小于油料的杂质清除掉。
筛选后的原料含杂量不得超过0.5%。
2.预热
大豆加热干燥前，先经加热器预热至60℃左右，Buhler的加热器为塔式结构，包括6—9层内置水平蒸汽加热扁管的独立加热单元、2—3层进风装置、1—2层出风装置。
大豆因自身重力由上而下与加热扁管接触，温度上升，内部水分渐渐聚集到表面，豆皮得到软化。
水汽、部分豆皮由吸风装置吸出。
如大豆水分较高，空气经加热器加热，通过进风装置进人加热器，与大豆直接接触，对大豆进行适量干燥。
加热蒸汽压力一般不超过0．1MPa，大豆在加热器内的停留时间为2030min。
通过温和的预热，可以缩短干燥时间，减少蛋白质的变性。
3.干燥脱水
采用专门设计的喷风干燥器（JetDryer）对大豆加热干燥，其属于履带式气流干燥器。
预热的大豆经喂料装置均匀分配到履带上，履带运动速度约0．05m／s，热风由喷风风机经喷风装置从履带下方穿过料床，大豆呈沸腾状，热风温度121～149℃，大豆表面水分被脱去。
排出风经刹克龙卸除夹带的豆皮后，进入主风机，主风机出风分为两路：
一路送往主空气加热器加热循环使用；一路向大气排出。
两支路上均有气动控制风门，根据风网中的空气湿度控制排泄风门的开启度，一般设定风网中空气相对湿度30％。
喷风风机进风由两路组成，一路是经主空气加热器加热的循环风，一路是经辅助加热器加热的补充的新鲜空气。
由喷风风机、干燥器、刹克龙、主风机、主空气加热器、辅助空气加热器等组成一个风网系统，热量循环使用，整个系统呈负压，无粉尘外逸。
喷风干燥器内大豆停留时间l～3min，出料温度88℃左右。
4.去皮
Buhler去皮机为双对辊破碎机，辊直径300n'lln，长2400n'ln，单台处理量500t／d大豆上对辊为斜纹铁辊，它将大豆沿裂缝处劈开，下对辊为铁芯橡皮辊，将皮从仁上“擦去”，这种Hullossenator产生的粉末很少。
5.皮仁分离
破裂后的皮和仁在吸风器内分离，吸风器与凯斯吸风器类似，内有规则排列的水平钢管，破裂物经喂料器进入，呈瀑布状下落，并与钢管撞击，仁落下去破碎，皮被风吸出在刹克龙内卸出去筛选。
皮与部分碎豆、仁屑在双层筛网的振动筛或回转筛内分离。
上层筛网的筛上物是尺寸较大的豆皮，它被送往豆皮系统。
下层筛网的筛上物是中等尺寸的豆皮与碎豆仁，这部分再经吸风器进一步风选，豆仁去破碎，豆皮送往豆皮系统。
下层筛网的通过物是细皮与仁屑，这部分直接去轧坯。
6.破碎
大豆破碎用双层对辊破碎机，破碎机的辊面刻一定斜度的三角形尖齿槽，大豆破碎成6-8瓣。
由于豆仁是热的，因此，破碎时产生的粉末很少。
7.调制
次热脱皮工艺在吸风器内调质，由于豆仁是热的，调质实际是对热豆的冷却。
通常是在常温下进风，出风带出的部分皮、仁屑在刹克龙内卸出去筛选。
经调质后，豆仁的温度为65℃。
8.轧坯
轧坯目的在于部分破坏油料的细胞组织，增加油料的表面积，使料胚达到一致性，缩短油脂流出的路程，有利于油脂的提取。
常采用处理量较大的液压型单对辊轧坯机。
四.工艺计算
1.已知：
（1）原料大豆
原料大豆处理量：
300t/D,其成分：
含油率：
18%
含皮率：
8%
原料含杂率：
5%
水分：
10%~12%
大豆种皮水分：
12.5%
（2）工艺指标
清选后含杂率：
0.5%
脱皮分离后皮中含仁0.5%；仁中含皮：
5%
清理损耗：
0.5%
大豆干燥后水分8%~10%
（3）为简化计算，假设杂质中不含油，水。
2.物料衡算示意图
N1N2N3N4N5N6
大豆一清理一破碎、脱皮一软化—轧坯—生坯干燥一浸出
N1——原料大豆量N2——经过清理后的物料量
N3——经过破碎脱皮后的物料量N4——经过软化后的物料量
N5——轧坯后物料量N6——生坯干燥后的量
E1——清理去杂质量和清理损耗量E2——脱皮量
E3——干燥脱水量
3.组分物料衡算
（1）仁皮杂
原料含皮：
300×8%=24T/D
原料含杂：
300×5%=15T/D
净仁重：
300-24-15=261T/D
（2）油分
原料含油：
300×18%=54T/D
皮中含油：
24×0.6%=0.144T/D
仁中含油：
54-0.144=53.856T/D
仁中含油率：
53.856/261=20.63%
（3）水分
原料含水：
300×11%=33T/D
皮中含水：
24×12.5%=3T/D
仁中含水：
33-3=30T/D
仁中含水率：
30/261=11.49%
表1N=300T/D原料大豆
项目
含量
重量（T/D）
项目
含量
重量（T/D）
（重量%）
（重量%）
杂质
5
15
杂质
5
15
净仁
87
261
油
18
54
皮
8
24
水
11
33
惰性固体
66
198
合计
100
300
合计
100
300
4.各工序物料计算
（1）清理
已知：
原料含杂率：
5%，清选后含杂率0.5%，清理损耗：
0.5%
所以：
清理含杂率=原料含杂率-清选后含杂率=5%-0.5%=4.5%
清理去除杂质量和清理损耗量
E1=清理去除杂质量+清理损耗量
=300×4.5%+300×（1-4.5%）×0.5%=14.9345T/D
经过清理后的物料量：
N2=N1-E1=300-14.9345=285.0655T/D
（2）破碎脱皮
已知：
脱皮分离后皮中含仁0.5%；仁中含皮5%
E2脱皮量，N3经过破碎脱皮后的物料量
根据物料衡算可列出下面的方程：
<1>E2=N2-N3=285.0655-N3
<2>E2*0.5%+N3*95%=总仁重=261
解得：
脱皮后的物料总量N3=274.6822T/D
分离出的物料总量E2=10.3833T/D
E2中仁重=分离出物料总量×皮中含仁率=10.3833×0.5%=0.0519T/D
E2中皮重=分离出物料总量-E2中仁重=10.3833-0.0519=10.3314T/D
E2中水重=E2中仁重×仁中含水率+E2中皮重×皮中含水率
=0.0519×11.49%+10.3314×12.5%=1.297T/D
E2中油重=E2中仁重×仁中含油率+E2中皮重×皮中含油率
=0.0519×20.63%+10.3314×0.6%=0.0727T/D
E2油重%=E2中油重/分离出物料总量=0.0727/10.3833=0.7%
E2水重%=E2中水重/分离出物料总量=1.297/10.3833=12.49%
N3仁重=脱皮后的物料总量×（1-仁中含皮率）
=274.6822×（1-5%）=260.948T/D
N3皮重=脱皮后的物料总量×仁中含皮率
=274.6822×5%=13.7341T/D
N3油重=N3仁重×仁中含油率+N3皮重×皮中含油率
=260.948×20.63%+13.7341×0.6%=53.9160T/D
N3水重=N3仁重×仁中含水率+N3皮重×皮中含水率
=260.948×11.49%+13.7341×12.5%=31.6997T/D
N3水重%=N3水重/脱皮后的物料总量
=31.6997/274.6822=11.54%
表一皮仁平衡表
输入
输出
成分
项目
重量T/D
项目
重量T/D
皮
原料中皮
合计
24
24
E2中皮
N3中皮
合计
10.3314
13.7341
24.0655
仁
原料总仁
合计
261
261
E2中仁
N3中仁
合计
0.0519
260.9487
261.0006
表二大豆工艺物料平衡表
工序
输入
输出
清理
大豆
N1=300T/D
杂质
E1=14.9345T/D
N2=285.0655T/D
破碎脱皮
大豆
N2=285.0655T/D
豆皮
E2=10.3833T/D
N3=274.6822T/D
软化
N3=274.6822T/D
N4=274.6822T/D
轧胚
N4=274.6822T/D
N5=274.6822T/D
（3）软化轧胚
均不发生物料量的变化
N4=N5=N3=274.6822T/D
（4）干燥
豆坯经干燥使水分到8%~10%，才适宜入浸
计算中取9%
根据物料衡算可列出下面的方程：
E3=N5-N6=274.6822-N6
（1）
E3+N6×9%=274.6822×11.54%
（2）
联立方程组解得：
干燥后物料量：
N6=267.0153T/D
干燥脱去水分量：
E3=7.6669T/D
N6中水重%=9%
N6中油重=N3油重=53.9160T/D
N6中水重=干燥后的物料总量×豆坯干燥后水分含量%
=267.0153×9%=24.0314T/D
N6中油重%=N6中油重/生坯干燥后的量
=53.9160/267.0153=20.19%
表三总物料平衡表
类别
输入
输出
物料名称
重量%
重量T/D
物料名称
重量%
重量T/D
水
原料大豆
11
33
E2
12.49%
1.297
干燥E3
7.6669
N6
9%
24.0314
合计
33
合计
32.9953
油
原料大豆
18
54
N6中油重
20.19
53.9160
合计
54
合计
53.9160
总物料
原料大豆
300
清理去杂E1
14.9345
破碎脱皮E2
10.3833
干燥脱水E3
7.6669
坯N6
267.0153
合计
300
合计
300
二.热量衡算（略）
五.设备选型
（一）.清理设备
根据产量为300T/D即300/24=12.5T/H。
选用以下设备
（1）.筛选设备
选用TQLZ150型振动筛，其产量为12~30T/H，动力配备0.75×2KW
所需台数为：
300/（24×30）~300/（24×12）=1~1,g故选用1台TQLZ150型振动筛。
项目
生产能力T/H
配备能力KW
吸风量M3/H
外型尺寸MM
TQLZ150
12-30
1.5
6600
3700×1750×1800
（2）、磁选设备
选用CTQ350芯状立筒磁选器，其性能参数如下：
规格型号
产量（T/H）
机重（Kg）
CTQ350
35
75
该工艺的理论产量为25T/h,设计的产量在此范围内，故选该型号的设备一台。
（二）调制干燥设备
（1）塔式干燥器
选用Buhler塔式干燥器。
其设计特点：
设备内燃料无动力流动，操作简便，战地面积少。
物料通过多元性的烘干区，达到连续、和缓、均匀的湿热交换。
采用自动控制，可随意调节物料在塔内的停留时间。
通过气流控制和加工品运动，加工品可达到均匀、彻底的烘干，塔式烘干机最适用于缓慢、均匀的烘干。
性能特点：
烘干品质与自然干燥基本相同，烘后色泽气味正常。
水稻暴腰率低，符合国家标准。
大豆、油菜籽出油率，小麦面筋质不降低。
加工品不会出现死角、焦糊粒等现象。
（2）喷风干燥器
选用JetDryer喷风干燥器。
JetDryer属于履带式气流干燥器。
（三）破碎设备
破碎设备选用YPSG40×100双对齿辊破碎机。
该机是大豆、花生等大颗粒油料作物制油过程中预处理工艺配套的一种新机型专用设备，它吸收了国外先进机型的优点，采用了型钢与厚钢板机架，外形美观，整机刚性好，使该机生产效率高，破碎效果好。
齿辊采用高合金材料，并设计了合理的齿距与齿形，使齿辊的寿命与产量达到了完美的结合。
本机特点：
1.传统的破碎机齿辊直径小,转速低，产量少，现行机型选用高合金齿辊直径400㎜，长度1500㎜，采用大差速，单机产量24小时可达400T。
2.传统的破碎机，以大豆为类，由于设备速差不合理，使得粉末度高，现机型通过国内十几个厂家试验，采用大差速，上下两对齿辊连续破碎的方式，能使上下对辊始终处于轻破状态，降低物料粉末度。
3.该机喂料采用辊轴强制喂料，故能够保证喂料的均匀性和可靠性，并可调节料门，保证产量。
4.齿辊采用合金材质，耐磨性能好，减少拉丝周期。
主要技术参数：
型号
功率/KW
重量 /T
破碎度 /粒
外型尺寸/mm
量 （t/d）
YPSG40×100
15×2+0.37
5.5
4-8
1980×1200×1980
300-350
根据要求可选用2台YPSG40×100型双对齿辊破碎机即可满足要求。
（四）皮仁分离设备
（1）平面回转分级筛
选用SFJM160-2型平面回转分级筛。
（五）轧坯设备
本机适用于对软化破碎后大豆、棉籽、油菜籽、花生、蓖麻等油籽及种子物料进行压胚，可根据不同油料所需胚片厚度，进行快速准确调整，极大程度满足浸出工艺需要。
机器采用自动化操作设计，可准确控制加工产量，满足不同程度大规模及超大规模油脂加工企业所需要。
主要优点：
A、料位控制自动工作
B、双桨式松料喂料
C、强力磁铁保护压片辊
D、紧急开关安全控制
E、动作缓冲保护压片辊
F、集中供应润滑脂
G、内部通风除尘
H、集液压、电器、电子监视总控枢纽
规格型号：
规格
FRFM32in/84in
外形尺寸（mm）
4690×3860×2150
轧辊压力（T）
35
胚片厚度（mm）
0.25-0.35
电机功率（KW）
160
生产能力（T/D）
500
根据要求可选用1台FRFM32in/84in型轧胚机即可满足要求。
（六）输送设备
（1）斗式提升机
为使物料能顺利的进入某一设备或从底端输送到高处需使用提升设备。
选用TD630型斗式提升机。
采用橡胶带作牵引构件，具有规格多、输送量大、提升高度高、运行平稳、寿命长等优点。
机壳经折边、焊接，刚性好，外观美观。
如果采用耐热式胶带，则被输送物料的温度可达150℃，适宜输送无（或小）磨琢性的散状物料，不适于输送大块的、高磨琢性及掏取阻力大的物料。
具体选用TD630型。
其主要工艺参数如下表:
料斗型式
输送量m3/h
斗容（L）
斗距（mm）
Sd
238
23.5
710
传动滚筒直径 mm
从动滚筒直径 mm
料斗运行速度 mm/s
传动滚筒转速 r/min
800
630
2.0
48
根据实际需要选用TD630型斗式提升机共1台。
（2）绞龙
LSS水平螺旋输送机是一种固定装置的机械输送设备，适用于粮食、油料、饲料等颗粒或粉状物料水平输送，或倾角≤20°的倾斜输送，其最大输送长度为40米。
本机不适于输送有腐蚀性、粘度大、易结块、含过大杂质以及表面粗糙如稻谷、容易破碎如大米等物料。
本机主要特点有：
1.悬挂轴承采用滑动轴承，方便更换；
2.螺旋体有左旋、右旋多种形式，墙式轴承座进口端与出口端可以互换，工艺上灵活性大。
3.采用螺栓联接套管，拆装螺旋轴时，所有轴承都无需拆动，方便维修。
其主要工艺参数如下表:
型号
LSS10
LSS12
LSS16
LSS20
LSS25
LSS32
LSS40
产量T/h
0.2-1.5
0.4-2.5
1-6.5
2-13
3.5-22
8-40
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