30吨天大豆热榨工艺设计大学毕设论文.doc
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1、目录(一) 设计依据2i. 工艺流程设计方案的确定 2ii. 物料衡算.2iii. 热量衡算.6iv. 设备选型.8(二) 设计原则.14(三) 设备布置说明.17(四) 对土建设计的要求.17(五) 附 图 .17第一章. 设计依据一. 工艺流程设计方案的确定工艺要求:30吨/天大豆热榨工艺设计(一)工艺说明:1.清选 清选的目的是除去原料大豆中的各种杂质,如:铁块、石块、土块、植物茎叶等,清选后的原料花生杂质含量不得超过0.5%。2.干燥 干燥是为了降低大豆的水分,以便将豆皮脱去,豆皮的存在对大豆蛋白的颜色和风味有重大的影响,烘干后要求水分降低到10%以下。3.破碎 破碎的目的是增大油料的
2、表面积,利于软化时温度和水分的传递,软化效率提高,以便提高出油率。大豆破碎粒度为4-6瓣,粉末度控制在通过20目/in筛不超过5%。为了达到破碎的要求,必须控制破碎时油料的水分含量,大豆的适宜破碎水分为10%-15%。4.脱皮 油料脱皮的目的是为了提高饼粕的蛋白质含量和减少纤维素的含量,提高饼粕的利用价值。同时也使毛油的色泽好,含蜡量降低,提高毛油的质量,油料脱皮还可以增加制油设备的处理量,降低饼粕的残油量,减少生产过程中的能量损耗,减少设备磨损。成熟的大豆皮与籽仁之间的结合力和大豆的含水量有关,当水分到达某一数值时,结合力降至最低。这时,大豆受到一个很力的作用便能将红衣从籽仁上剥落。此处选用
3、大豆热脱皮全脱皮工艺,大豆被干燥至含水分10%,然后经破碎机将大豆破碎4-6瓣,再落入撞击吸风分离机利用撞击力使豆皮脱落下来。5.软化 软化的目的是通过对油料温度和水分的调节,使油料具有适宜的弹塑性,保证胚片的质量。大豆的含油量较低,可塑性较差,轧胚前一般都需要进行软化。6.轧胚 轧胚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,也有利于提高蒸炒效果。7.蒸炒 蒸炒的目的是通过温度和水分的作用,使料胚在微观生态,化学组成以及物理状态等方面发生变化,以提高压榨出油率及改善油脂和饼粕的质量。8.压榨压榨法取油具有工艺简单,配套设备少,生产
4、灵活,油品质好,色泽好风味纯正的优点。这里选用动力螺旋榨油机压榨。9.过滤过滤的目的是除去冷榨所得毛油中含有的或粗或细的饼渣,以便得到可供食用的成品油。压榨毛油中饼渣的存在,对毛油的运输、暂存都产生不良影响,因此,必须在压榨取油之后及时将压榨毛油中的饼渣分离出去,可采用厢式过滤器。(二)设计方案:设计采用一次压榨,在设计时要先进行物料衡算再进行热量衡算,在前面的工序处理好后根据实际要求进行设备选型及计算.具体操作如后.(三)工艺流程:现列出大豆热压榨工艺流程图如下:大豆清选干燥破碎脱皮软化轧胚蒸炒压榨毛油过滤成品油 杂质 水 皮 水 饼 渣 二. 物料衡算物料衡算示意图: N1 N2 N3 N
5、4 N5 N6 N7 N8大豆 清选 干燥 破碎 脱皮 软化 轧胚 蒸炒 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7N9 压榨 过滤 成品油 E8 E9(一)原料性质1、原料大豆N1=30吨/天,设杂质中不含水、油,其组成为:杂质:2%皮:8%仁:90%油:18%水:12%惰性固体:66%2、杂质去除率为90%使杂质降到0.5%以下3、干燥前水分13%,干燥后水分10%,温度控制在654、热脱皮时温度为干燥温度,脱皮效率为95,皮中含仁0.55、破碎度为4-6瓣6、软化前水分为10%,软化后水分为14%,软化温度控制在807、轧胚厚度为0.3mm8、蒸炒前水分14%,蒸炒后水分3%,蒸炒温度控制
6、在1209、压榨豆饼含油(干基)8%10、毛油残渣0.3%,渣中残油20%11、皮含水13.5%,含油0.9%(二)计算N1=50吨/天的原料大豆的组分计算结果如下表:表1.大豆组分表 表1 N=30T/D原料大豆序号名称含量(%)重量(吨/日)序号名称含量(%)重量(吨/日)1杂质20.61杂质20.62皮82.42水123.63净仁9027.03油185.444惰性物质6820.4合计10030合计10030已知大豆皮中含水13.5%,则豆皮中水的重量=豆皮重13.5%=2.40.135=0.324吨/天 仁中水的重量=总水量-豆皮中水量=3.9-0.324=3.576吨/天 仁中水的含量
7、%=仁中水的重量/仁重=3.576/27=13.2% 仁中油的含量=油总量/仁总量=5.4/27=20.0%1、清选工艺要求:要使清理后油料中含杂量小于0.5%,下脚中含油料量小于0.5%.已知杂质含量2%,去除率90%则清理除杂质量E1=N12%0.90=302%0.90=0.54吨/天经清理后物料量N2=N1-E1=30-0.54=29.46吨/天2、干燥工艺要求:使水分含量调节到最适合进行破碎的状态.已知干燥前水分13%,干燥后水分10%干燥脱去的总水分E2=N2(13%-10%)=29.460.03=0.884吨/天仁失水=仁重(13.2 %-10%)=270.032=0.864吨/天
8、皮失水=总脱去的水-仁失水=0.884-0.864=0.02吨/天经干燥后的物料N3=N2-E2=29.46-0.884=28.576吨/天干燥后仁中含油%=油总重/干燥后仁总重100%=5.4/28.576100%=18.9%干燥后皮重=2.4-0.02=2.38吨/天干燥后皮含水=(0.324-0.02)2.38=12.8%3、破碎破碎时没有物料的损失或增加,故 E3=0,N4=N3=28.576吨/天4、脱皮E4为豆皮,N5为仁已知豆皮中含仁0.5%,仁中含豆皮5%依据前后物料平衡,可列出如下方程组:E40.5%+N5(100-5)%=26.136 (1)E4+N5=N4=28.576
9、(2)由方程组可解得:分离出的物料总量(豆皮,小量仁)E4=1.123吨/天, 脱皮后的物料N5=27.453吨/天E4中仁重=E40.5%=1.1230.005=0.005615吨/天E4中豆皮重=E4-E4中仁重=1.123-0.005615=1.1174吨/天E4中水重=0.00561513.2%+1.117412.8%=0.1438吨/天E4中油重=仁重仁中含油量+豆皮重豆皮含油量=0.00561518.9%+1.11740.9%=0.01112吨/天E4中油的重量百分比=E4中油重/E4=0.011121.123=0.99%N5中仁重=N5(100%-5%)=27.4530.95=2
10、6.0804吨/天N5中的豆皮重=N55%=1.3727吨/天N5中的水重=26.080413.2%+1.372712.8%=3.6183吨/天N5中的油重=26.080418.9%+1.37270.9%=4.94吨/天N5中水的重量%=N5中水重/N5=3.618327.453100%=13.2%综上豆皮、仁平衡表如下:表2.豆皮、仁平衡表成份输入输出项目重量T/D项目重量T/D豆皮原料中皮干燥豆皮除水干燥后豆皮重合计2.40.022.38E4中豆皮N5中豆皮 干燥后豆皮重合计1.11741.37272.4901仁原料中N1仁干燥除仁水仁干燥后仁重合计270.86426.136E4中仁N5中
11、仁干燥后仁重合计 0.00561526.080426.0865、软化软化前水分10%,软化后水分为14%软化需要增加的水重E5=N5(14%-10%)=27.4530.04=1.098吨/天软化后物料重N6=N5- E5 =27.453+1.098=28.551吨/天N6含水=N614%=28.5510.14=3.997吨/天N6中油的重量%=N5中油重N6=4.9428.551=17.3%6、轧胚轧胚时没有物料的损失或增加,故 E6=0,N7=N6=28.551吨/天7、蒸炒蒸炒前水分14%,蒸炒后水分3%蒸炒脱去的水分E7=N7(14%-3%)=28.5510.11=3.141吨/天经蒸炒
12、后的物料N8=N7-E7=28.551-3.141=25.41吨/天N8中油的重量%=N7中油重N8=4.9425.41=19.44%8、压榨已知压榨大豆饼(干基)含油8%可列方程组:E8+N9=N8=25.41 E8+N98%=4.94解方程组得压榨后榨出的油E8=3.16吨/天,压榨饼N9=22.25吨/天压榨饼含油重=N98%=21.5470.08=1.78吨/天9. 过滤油中含渣重= E80.3%=3.8630.003=0.0116吨/天饼中含油重= N920%=21.5470.2=4.3094吨/天物料衡算后的总表如下:表3.物料衡算总表类别输入输出物料名称重含量%重量T/D物料名称
13、重量T/D水原料大豆123.6脱皮中E4 0.1438干燥失水E20.884软化加水E5 -1.098蒸炒失水E7 3.141合计3.6合计3.57油原料大豆185.4脱豆皮E40.01112压榨E83.16饼N9中油量 1.78合计5.4合计5.4总物料原料大豆30去杂质E1 0.54干燥除水E20.884脱豆皮E4 1.1174软化E5-1.098蒸炒E7 3.141压榨排油E83.16压榨出饼N922.25合计30合计30三、热量衡算(一)热量衡算的依据:油脂工厂中热量衡算一般用下式表示:输入输出Q1+Q2=Q3+Q4+Q5+.Q1所处理物料带入设备的热量Q2由加热剂(或冷凝剂)传给设备
14、或所处理物料的热量以上为输入热量Q3所处理物料从设备中带出的热量Q4由水分损失带走的热量Q5设备散失的热量以上为输出热量(二)热量计算需要热量计算的有:干燥,软化,蒸炒1.干燥的热量计算(1)带入的热量水分带入热量G水=3.6吨Q1水=G水ct=3.610001100024=0.864108卡大豆干基带入的热量G干基=30(1-13%)-0.6=25.5吨Q干基=G干基Co.t=25.510000.462100024=2.83108卡Q1=Q1水+Q干基=0.864108+2.83108=3.69108卡(2)带出热量G3干基=25.5(1-10%)=22.95吨Q3料=G干基Co.t=22.
15、9510000.462100060=6.36108卡Q3水=G3水ct=(3.6-0.884)10001100060=1.63108卡Q3=Q3料+Q3水=6.36108+1.63108=7.99108卡(3)损失热量干燥剂G水=E2=0.884吨Q4=Q损失=E2ct1=0884100011000(60-24)=0.32108卡(4)设备散热引起的热量损失热损失Q5初步按总量的5%计算Q5=(Q3料+Q3水)5%=7.991080.05=0.4108卡 (5)加热剂带入热量Q2=(Q3料+Q3水)+Q4+Q5-Q1 =(6.36+1.63+0.36+0.4-3.69)108=5.06108卡
16、Q输入=Q1+Q2=(3.69+5.02)108=8.71108卡Q输出=Q3+Q4+Q5=(7.99+0.32+0.4)108=8.71108卡Q输入=Q输出,由此可知干燥过程的热量是平衡的。2.软化的热量计算(1)带入的热量水分带入的热量G水=N5中的水重=3.6183吨Q1水=G水ct=3.618310001100065=2.35108卡大豆干基带入的热量G干基=22.95-1.1174=21.83吨Q1干基=G干基Co.t=21.8310000.462100065=6.56108卡Q1=Q1水+Q1干基=(2.35+6.56)108=8.91108卡(2)物料带出热量水分带出热量G3水
17、=3.997吨Q3水=G3水C.t=3.99710001100080=3.2108卡大豆干基带出的热量G3料=22.95吨Q3料=G料Co.t2=22.9510000.462100080=8.48108卡Q3=Q3水+Q3料=(3.2+8.48)108=11.68108卡(3)软化加水带入的热量Q4=1.09810001100080=0.88108卡(4)设备散热引起的热量损失Q5=(Q3水+Q3料)5%=(3.2+8.48)1080.05=0.58108卡(5)加热剂带入热量Q2=(Q3料+Q3水+Q4+Q5)-Q1=(8.48+3.2+0.58+0.58)108-8.91108=3.931
18、08卡Q输入=Q1+Q2=(8.91+3.93)108=12.84108卡Q输出=Q3+Q4+Q5=(11.68+0.58+0.58)108=12.84108卡Q输入=Q输出,由此可知软化过程的热量是平衡的。3.蒸炒的热量计算(1)带入的热量水分带入的热量G水=N6中的水重=3.997吨Q1水=G水ct=3.99710001100080=3.2108卡大豆干基带入的热量G干基= N7(1-14%)-1=28.5510.86=24.55吨Q干基=G干基Co.t=24.5510000.462100080=9.07108卡Q1=Q1水+Q干基=3.2108+9.07108=12.27108卡(2)带
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