日处理稻谷220吨设计计算说明书.docx

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日处理稻谷220吨设计计算说明书

武汉轻工大学

课程设计

设

计

说

明

书

设计题目：

日处理稻谷220吨米厂工艺流程设计

姓名陈江慧

学院食品学院

专业粮食工程

课程谷物加工工程

指导教师

2014年7月5日

前言………………………………………………………………………………3

一设计目的……………………………………………………………………3

二设计要求……………………………………………………………………3

设计任务……………………………………………………………………………4

第一章清理工艺设计…………………………………………………………4

第二章砻谷工艺设计…………………………………………………………6

第三章碾米工艺设计…………………………………………………………7

第四章仓容的设计……………………………………………………………8

第五章后路处理工艺设计……………………………………………………8

第六章风网设计………………………………………………………………9

方案论证…………………………………………………………………………10

设计计算…………………………………………………………………………11

1.生产能力计算………………………………………………………………11

2.设备选用计算………………………………………………………………12

总设备清单………………………………………………………………………18

结论………………………………………………………………………………18

参考文献……………………………………………………………………………19

工艺流程图…………………………………………………………………………19

前言

一、课程设计课题名称

日处理稻谷220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、课程设计任务与内容

米厂工艺流程设计（图）、工艺设备明细表、米厂工艺流程设计说明书。

四、课程设计参数和依据

米厂工艺流程设计参数和依据

生产规模：

日处理稻谷220吨；

原料主要特性：

　[产地]东北；[品种]粳稻；[水分]：

13%；[含杂总量]：

2.1%（其中：

含并肩石11粒/Kg，含稗240粒/Kg）；[不完善粒含量]正常；［出糙率］80％。

成品种类与规格：

[产品类别]国标精米；[加工精度]以国标一级米为主，［出米率］61％；糙出白率：

88%，

物料垂直提升方式：

升运。

五、设计要求

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。

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

两个教学周。

七、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、规范等。

3、本行业相关专业期刊、论文及其它资料。

设计任务

第一章清理工艺设计

1.1工艺流程分析

在进行粮食加工厂工艺流程方案设计时,需要综合考虑区域、原料品种、当地加工技术水平以及当地的销售水平等因素,除此之外还应该考虑厂方的投资和需求,综合考虑以上因素后设计的工艺可以更经济、合理。

1.1.1基本工艺流程:

原粮→下粮坑→初清筛→磁选器→电子计量秤→毛谷仓→振动筛→去石机→净谷仓

1.1.2清理工艺流程设计应遵循以下基本原则:

1积极采用成熟的先进技术、先进经验和先进设备。

2遵循“先大后小、先易后难”的杂质清理原则。

3尽早清理对后续设备工艺效果有较大影响的杂质。

4流程组合时,特别是有物料合并或回流循环时,应遵循“同质合并”的原则,在可能的情况下尽量减少物料回流。

5为保证安全生产,重要设备、高速运转设备等之前需设置磁选设备。

6为了保障生产的稳定和设备之间、各工序之间的生产协调,以及满足短时间设备维护或调整需要,在流程中适当的位置设置物料仓柜。

7合理选择物料输送方式,尽量减少物料提升次数;尽量少用水平输送设备;设备之间尽量使用溜管。

谷物清理一般采用升运,风运形式较少。

8从工艺配置、设备选用、配套设计等多方面着手,尽量采取措施节约动耗、节约用风、节约占地和节约投资费用。

1.1.3清理工序说明

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。

经过清理后原料含杂量需要达到国标要求,以达到确保成品质量、安全生产和环境保护的要求。

根据原料工艺品质分析以及清理工艺流程设计原则,本设计的清理工艺首先采用一道初清筛将特大杂清除掉，然后物料经过提升机提升后进入毛谷仓。

物料通过溜管从毛谷仓进入到垂直吸风道的振动筛中，物料经过振动筛后，其中的大、中、小、轻杂基本已经除去，剩下的就只有最不易清除的并肩石杂质了。

为了保证成品的质量和纯度，所以我们采用主流连续两道去石的工艺路线，第二道处理的是第一道的主流。

待大、中、小、轻杂、并肩石杂质都清理出去以后，所得的净谷直接进入净谷仓。

1.1.3.1初清工序

在谷物加工的清理工序中我们遵循先先易后难、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。

圆筒初清筛的作用为分离特大型、大型杂质,其工作原理为根据原料与杂质在粒度上的差异,借助于旋转的且表面配有合适孔形大小的圆筒筛面,物料群与筛孔表面形成相对运动,原料穿孔,杂质留存在筛面上,从而达到分离杂质的效果。

故在保证工艺效果的前提下,在此根据工艺的经济性、实用性我们选用圆筒初清筛去除特大型、大型杂质。

1.1.3.2筛选、风选工序

筛选就是借助于表面配有合适孔形和大小的筛面,使物料群在筛面上形成相对运动并充分自动分级,需穿孔物料接触孔而穿孔,从而达到分离的目的。

风选就是借助于风作为介质去除杂质的方法。

风选法的基本原理为根据杂质与原料在空气动力学性质上的不同,物料群在合适的运动状态下（运动速度、料层厚度等）与风充分接触达到去除杂质的目的。

筛选和风选是清理工序中最重要的清理方式。

它的目的就是分离稻谷中所混入是大、中、小、轻杂质。

通过筛选和风选使稻谷中所含的杂质量达到净谷质量要求。

在筛选之后本应设置除稗工序，但由于我们原粮中的稗子的含量较低（145粒/公斤），原粮中的少数稗子可在其他清理设备中如振动筛或砻谷工序中加以解决，可以不必设立除稗子的设备。

当原粮中含稗子较多时（超过1500粒/千克），须专门设计较完善的除稗流程。

故本次工艺流程方案中我们不须专门设置除稗流程。

1.1.3.3去石工序

稻谷经过筛选和风选之后，剩下粒度和谷物相似的并肩杂质。

一直以来，去石工序都是清理中最关键也是设备最难操作控制的工序，其工艺效果的好坏对后路工序及产品质量影响较大。

比重去石机的工作原理为根据物料与杂质在空气动力学、比重等物理性质上的差异,借助于表面有特殊性质且作往复直线运动的倾斜工作面和穿过工作面的风的作用,使物料群在工作面上形成相对运动,并充分自动分级,原料呈半悬浮状态,并肩石接触工作面并沿工作面上行,原料下行达到分离去石的目的。

本次设计中采用两道去石的方案,再经过合理的参数确定以加强去石效果,保证所分离出的石子中含谷达到国标要求。

1.1.3.4磁选工序

磁选就是根据杂质与原料在磁性上的不同,借助于一定强度的磁场使物料群在磁场中受磁力作用,磁性杂质被吸住从而达到分离的目的。

磁选的目的是清除原粮中所含的磁性杂质。

磁选应安排在初清之后、摩擦或打击作用较强的设备之前。

这样一方面可使比稻谷大的或小的磁性杂质先通过磁选除去，以减轻磁选设备的负担；另一方面，可避免损坏摩擦作用较强的设备，也可避免因打击起火而引起火灾。

清理后段的磁选是进净谷仓之前必须设有的工序，以保障没有各种磁性物质进入后路的砻谷等工序。

磁性物质的存在，不仅影响加工效果，还有可能损坏设备。

其基本原理是根据磁性的不同，利用磁选设备的主要工作元件磁体吸走混在谷物（非磁性）中的磁性杂质，以达到磁性杂质与谷物有效的分离，减少工人的工作量。

第二章砻谷工艺设计

2.1砻谷工序

基本工艺流程:

净谷→砻谷→谷糙分离→中间仓（净糙仓）

砻谷就是稻谷经清理后脱除稻谷颖壳的工序;谷糙分离就是将稻谷、糙米、稻壳等进行分离,糙米送往碾米机械碾白,未脱壳的稻谷返回到砻谷机再次脱壳,稻壳则作为副产品加以利用。

谷糙分离（砻下物分离）是稻谷加工过程中的一个极为重要的环节,其工艺效果的好坏,不仅影响其后续工序的效果,而且还影响成品大米的质量、出率、产量和成本。

因此,稻谷砻谷时,在确保一定脱壳率的前提下,应尽量保持糙米籽粒的完整,减少籽粒损伤,以提高大米出率和谷糙分离的工艺效果。

国标要求:

净糙中,总杂含量不超过0.5%,谷壳含量不超过0.3%,稗含量不超过120粒/千克,矿物质含量不超过0.02%,含稻谷量不超过40粒/千克,稻壳中含饱满粮粒不超过30粒/千克。

谷糙分离的基本原理就是利用稻谷与糙米在比重、表面光洁度和粒度等物理性质上的差异,借助于双向倾斜且作往复直线运动的工作面,谷糙混合物在工作面上形成相对运动并充分自动分级,糙米下沉接触工作面并沿工作面倾斜上爬,稻谷上浮并沿物料层面倾斜下滑,从而达到谷糙分离的目的。

第三章碾米工艺设计

3.1工艺流程及分析

3.1.1碾米段

为满足生产出的大米精度达到GB1354-2009一级米要求，依据传统多机轻碾的工艺思想，对于粳稻用一道砂辊碾去较多的糊粉层，再采用两道铁辊进一步碾削，需用一砂两铁碾米工艺，对于籼稻先用两道砂辊轻碾，再采用一道摩擦力较小的铁棍碾磨，需用两砂一铁碾米工艺。

使得整个加工过程优化：

既能在加工低精度大米时保持较高产量，又能在加工高精度大米时保证较高的出米率。

3.1.2碾米后处理工序的确定

碾米工段的主要任务是碾去糙米表面的部分或全部皮层，制成符合规定标准的成品大米。

包括磁选、碾白、白米分级等工序。

工序确定之后根据物料的粒度、整齐度、硬度等工艺品质选择工作原理、产量和机械特性等方面相适应且工艺效率较高的设备。

碾米段工艺流程表示为：

糠粞糠粞

↑↑

糙米→缓冲仓→头道碾米→缓冲仓→三道碾米→白米

连续两道碾米完毕之后是第一道分级，此分级筛分出来的物料为整米，大中碎和小碎。

其中整米进入抛光机进行抛光，大中碎直接入提升机被提升到配米仓中的碎米仓，小碎直接用麻袋接住作为副产品处理。

第一道分级完后进行第一道抛光，抛出来的物料的去向同第一道分级筛，接下来是第二道抛光和第二道分级。

其工艺流程表示为：

为保证大米外观和减少大米表面糠粉以延长保质期，采用抛光、精选、色选三道工序组合，外加白米分级筛、糠粞分离器等进行后处理。

第四章仓容的设计

4.1仓的作用

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，仓柜太小也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。

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，大米加工厂仓容应当适当。

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。

第五章后路处理工艺设计

5.1后处理段

凉米→抛光→白米分级→色选→成品仓→成品打包

米机控制成品的精度，成品整理是控制成品大米的纯度，在糙米经过碾制后，米粒表面往往沾有糠粉，米粒与米粒之间混有碎米，同时出机米温度较高，不利于保存。

因此，出机白米在包装前必须使含糠、含碎符合质量标准，使米温降低到利于储存的范围。

此外，加工高质量的大米时还需对米粒进行抛光，去除黄米粒等，所以糙米碾制后必须进行成品的后处理，所谓的处理就是对大米进行再处理的加工过程。

另外，随着人民生活水平的提高，高质量、高品位的大米日趋受到消费者的青睐。

为此，可以利用合理的工艺和设备将大米进行表面处理，使其晶莹光洁。

后处理主要包括白米分级，抛光、色选等工段。

5.1.1大米抛光

大米抛光是为了改善大米的光泽度，大米抛光是生产优质精米必不可少的一道工序，其目的可归纳为三个方面：

（1）清除米粒表现浮糠，使米粒表现光洁细腻，提高大米的外观感官品质，提高大米的商品价值；

（2）延长大米的货架期，保持米粒的新鲜度；

（3）改善和提高大米的食用品质，使米饭食味爽口、滑溜。

5.2.2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感受病虫害的个体以及外来杂物检出并分离的单元操作，色选所使用的设备即为色选机。

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。

根据设备性能及市场需求，设置两道色选，充分去除生产过程中产生的不合格米粒，使加工出的成品达到市场要求。

5.1.3白米分级

白米分级主要是将成品大米分离出长度不同的大米，划分出不同等级的大米，分别进入前三个不同的配米仓，将两道白米分级分出的大碎进入大碎仓，将两道白米分级分出的小碎和中碎，合并进入小、中碎仓。

经过两道白米分级分出的整米进入整米仓。

5.1.4打包

目前，成品米多采用小包装，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。

本设计以市场为导向，社会需求为基准来进行成品的打包，本设计中充分考虑到市场的因素，设计了两台打包机，可根据实际的市场的需求进行大小包装的同时生产加工。

第六章风网设计

6.1除尘风网的工艺分析

6.1.1关于通风除尘风网

粮食加工厂中的通风除尘系统，通常叫做通风网路或简称风网。

风网有两种形式：

一种是，一部机器或一个吸点单独用一台通风机进行吸风，这叫做单独风网；另一种是，两个或两个以上的机器或吸点合用一台通风机进行吸风，这叫做集中风网。

单独风网与集中风网的比较：

1）单独风网的管道一般较短而简单，不像集中风网那样复杂。

2）单独风网的风量容易调节和控制。

而在集中风网中，当某一机器或吸点的风量发生改变时，将会影响到网路中其他机器或吸点的风量，调节比较困难。

3）单独风网往往因风量较少而采用了小型通风机和除尘器，相对的多占了面积而使安排更加困难，且小型电动机效率较低，不经济。

集中风网常把风量较小而位置接近的许多机器或吸点组合在一起，在动力消耗和设备投资方面都较经济。

6.1.2通风除尘风网组设计原则

6.1.2.1在设计风网前，应该详细了解工艺流程、工艺设备及其配置情况。

消除因操作不当或设备不完好而发生的粉尘飞扬现象。

6.1.2.2对于通风目的只在于吸除粉尘的设备，必须根据“密封为主，吸风为辅”的原则来设计吸风道，保证一定的风量。

6.1.2.3管道配置尽量简单。

布置沙克龙、风机和布袋除尘器时，在条件可能的情况下，因尽量就近布置，以减少管段长度并少用弯头。

6.1.2.4吸风装置的吸风口，应正对和靠近粉尘发生最多的地方。

装置的形式应不妨碍操作和安全。

6.1.2.5为防止吸走完整粮粒和其他物料，吸口面积应有足够的尺寸，使吸风口风速降低。

对于粒状物料，吸风口风速为3～4m/s；对于粉状物料，吸风口风速为0.5～1.5m/s为宜。

6.1.3确定风网形式的原则

6.1.3.1组成单独风网的条件

1）吸出的含尘空气必须做单独处理；

2）吸风量要求准确，必须经常调节的；

3）风量变化比较灵敏的机械；需要风量较大的；

4）设备本身自带风机的；

5）附近没有其他需要的吸风或可以合并吸风的设备。

6.1.3.2组成集中风网的条件：

6.1.3.2.1吸出物品质相似。

即组合在同一风网中的个设备内吸出来的灰尘，在品质上应该相类似。

各机器设备的工艺任务是不同的，他们散发出来的灰尘，在品质和价值上也不一样。

6.1.3.2.2组合在同一风网中的各机器设备的工作时间应该相同，这样可使通风机的负荷稳定。

对于相互交替进行工作的机器设备可接在同一风网上，但他们的风量应相同。

6.1.3.2.3总风量应该控制在一定范围内，因为风量过大或过小，在经济和设备选用、安排上都是不适宜的，粮食加工厂风量一般为2500m3/h～10000m3/h。

方案论证

稻谷是最重要的粮食作物之一，世界上半数人口以之为主食。

随着国民经济的发展及人民生活水平的提高，对稻谷加工的技术要求更高，成品大米的营养价值和精度等成为消费者判别大米品质的标准。

稻谷经清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成大米。

清理工序就是利用合适的设备，通过适当的工艺流程和妥善的操作方法，将混入稻谷中的各类杂质除去。

砻谷工序就是用橡胶辊砻谷机或金刚砂砻谷机将稻谷的颖壳脱下，并使颖壳与糙米分离。

碾米工序即用碾米机碾削、摩擦糙米使皮层和胚乳分离，大米后处理是对碾后的大米进行刷米、去糠、去碎、晾米、抛光、分级等处理，这样就可得到所需等级的大米。

配制米就是将品种、食用品质、营养品质各异的大米按一定的科学比例进行混合而得到的一种高品质的大米。

同时，考虑稻谷加工中的灰尘，在加工流程中布置到除尘风网，减少灰尘的外泄。

本设计以日处理220吨稻谷的生产指标为依据，完成稻谷清理、砻谷、碾米、成品整理、风网的设计，根据计算进行布置，之后完成图纸绘制。

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。

国家标准：

品种

等级

碎米总量/%

小碎米/%

不完善粒/%

杂质总量/%

糠粉/%

粳稻

国标一级米

≤7.5

≤0.5

≤3.0

≤0.25

≤0.15

矿物质/%

带壳稗粒/（粒/kg）

稻谷粒/（粒/kg）

水分/%

黄粒米/%

互混/%

色泽气味

≤0.02

≤3

≤4

≤15.5

≤1.0

≤5.0

无异常色泽和气味

1.设计流量计算

1.1毛谷实际用量即清理工序生产能力计算

毛谷实际用量=220÷24=9.17（t/h）。

1.2砻谷及砻下物工序的生产能力计算

生产能力（稻谷量）=9.17×（1－2.1%+0.25%）=9.00（t/h）

生产能力（糙米产量）=9.00×80%=7.2（t/h）

1.3碾米及成品整理流量计算

生产能力（白米）=7.2×88%=6.34（t/h）

2.设备的选用与台数计算

2.1圆筒初清筛

2.1.1设计计算

根据计算知,物料流量Qs﹦9.17（t/h）,查阅粮食工程设计手册知，选用CQY63圆筒初清筛一台即可满足产量要求。

2.1.2参数确定

TSCY63圆筒初清筛的主要技术参数见下表:

产量（t/h）

转速（rpm）

动力（kW）

吸风量（m3/h）

筛筒规格（mm）

10

28

0.75

600

630×800

2.2计量称

选用LCS-LL型自动秤，其机械特性如下：

规格型号

称重范围（Kg）

计量准确度（级）

允许误差

秤重能力（t/h）

电源（V/Hz）

气压（Mpa）

工作温度（℃）

外形尺寸（mm）

LCS-60

10~60

0.5

±0.2%

15~18

AC220/50

0.4~0.6

-10~+40

750x800x2540

2.3振动筛

2.3.1设计计算

根据计算知,物料流量Qs﹦9.17（t/h）,故选用TQLZ80振动清理筛一台即可满足产量要求。

2.3.2参数确定

TQLZ80振动清理筛的主要技术参数见下表:

产量（t/h）

筛面尺寸

长×宽（mm）

筛面倾角

（度）

动力配备

（kW）

外形尺寸

长×宽×高（mm）

6～15

1600×800

0～12

0.2×2

2410×1330×1780

2.4比重去石机

2.4.1设计计算

根据计算知,物料流量Qs﹦9.17（t/h）,设备TQSX190去石机的台时产量为:

10-14t/h，故选用TQSX190去石机一台即可满足产量要求。

这里使用两台是是为了保证更好的去石效果。

2.4.2参数确定

TQSX150比重去石机的主要技术参数见下表:

型号

产量（吨／小时）

去石筛板水平角度（度）

振幅

吸风量（立方米／小时）

配备动力（千瓦）

外型尺寸

TQSX190

10-14

5-9

3.5-5

8500

0.4

1705×2030×1530

2.5除稗筛

主路使用SG系列高速除稗筛，主要进行撇谷的目的，而在副路设置小方筛达到提稗作用。

这样的除稗组合可以达到良好的除稗效果。

高速除稗筛选用SG·125×2×2，而副路则采用谷稗分离小方筛进行提稗，型号任意。

产量：

4.8-5.0t/h

动力：

2.2kw

工作转速：

1500±20r/min

筛面倾角：

10°

吸风量：

17m³/min

振幅：

1.5mm

2.6磁选设备

2.6.1设计计算

根据计算知,清理段的物料流量Qs≈9.17（t/h）,砻谷段的物料流量Qj=9.00（t/h）,选用TCXP40型板式磁选器,处理能力为7-10t/h，故一台即可满足生产要求。

2.6.2永磁板的主要技术参数见下表:

型号

磁栏长度（mm）

磁钢尺寸（mm）

外形尺寸

TCXP40

400

60×35×18

490×520×450

2.7砻谷机

2.7.1设计计算

根据计算知,砻谷段的物料流量Qj=9.00（t/h）,选用MLGQ63B，选一台可以满足要求，作为主路用。

2.7.2主要参数

型号：

外型尺寸：

配用动力：

类型：

电源电压：

加工能力：

MLGQ63B气压全自动砻谷机

1500×1600×2400（mm）

11KW-15KW

脱皮设备

380（V）V

7000-10000（kg/h）kg/h

2.8谷糙分离机

2.8.1设计计算

根据计算知,砻谷段的物料流量Qj=9.00（t/h）,设备MGCZ40×20×2谷糙分离机的台时产量为:

5.0t/h

故选用MGCZ40×20×2谷糙分离机2台即可产量要求。

2.8.2参数确定

MGCZ40×20×2谷糙分离机的主要技术参数见下表:

产量：

5.0-7.5t/h

振幅：

22mm

纵向角：

6-6.5°

横向角：

14-18°

层数：

40

动力：

4kw

振动次数：

300次/min

机重：

1680kg