大豆预处理课程设计大学毕设论文.docx
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大豆预处理课程设计大学毕设论文
目录
第一章总论…………………………………2
第二章工艺流程设计方案的确定…………………3
第三章工艺流程说明………………………4
第四章工艺计算……………………………6
第五章设备选型……………………………9
第六章设计体会……………………………12
参考文献…………………………………13
第一章总论
大豆为豆科一年生草本植物,原产于我国,如今世界各地均有种植,其产量约占世界油料总产量的50%。
2004年美国大豆种植面积2981万公顷,比2003年的2927万公顷略有回升。
2003年美国大豆总产6579.5万吨,居世界第一;巴西大豆种植面积1843.87万公顷,总产5154万吨,居世界第二;阿根廷大豆种植面积1240.0万公顷,总产达3550万吨,居第三;中国大豆总产1650万吨,居第四。
我国的大豆种植遍布全国,以东北各省及黄淮平原各省较为集中。
东北三省的大豆种植面积约占全国大豆总面积的40%,黄淮流域约占38%,长江流域及南方地区占17%,其余占5%。
近年来,中国大豆播种面积和单产都有所提高,但与美国大豆产业相比,我国在生规模、单产水平、社会化服务水平、产业化水平等方面都处于劣势。
中国是世界主要油料生产国之一,特别是改革开放以来,油料生产发展很快。
1990年,油料产量2601万吨,加上1440万吨大豆和600万吨棉籽,用于油脂生产的油料约为4200万吨以上。
我国大豆年产量约为1450万吨,居世界第四位。
在人类食物诸成分中,油脂作为生命能源的价值最高。
其发热量为37.7Kj/g,高出蛋白质和碳水化合物一倍左右。
植物油料的加工与开发一般包括植物油制取、油脂加工以及油副产品综合利用等方面。
从原始的人力榨油到水压、螺旋机榨油,直到近代浸出法制油技术的普及。
大豆作为典型的双子叶无胚乳种子,大豆是属于一种优质高蛋白油料,含油仅15.5-22.7%,而含蛋白质30~45%,切种皮7%~10%,胚芽与胚轴25~2.5%。
成熟的大豆种子,只有种皮和胚两部分。
种皮位于种子的表面,对种子具有保护作用。
大多数品种的种皮表面光滑,有的还有蜡粉或泥膜。
种皮可呈黄,青,褐,黑等不同颜色,其上还附有种孔,和点等结构。
种皮为黄色的黄豆是大豆中最常见和产量最高的一种。
黄豆也是生产豆制品和食用油的重要原料,而其它大豆主要供食用或饲料。
作为食品,大豆是一种优质高含量的植物蛋白资源,它的脂肪、蛋白质、碳水化合物,粗纤维的组成比例非常接近于肉类食品。
大豆的蛋白质含量为35%-45%,比禾谷类作高6-7倍。
氨基酸组成平衡而又合理,尤其富含8种人体所必要的氨基酸。
大豆制品如豆腐、千张、豆瓣酱、豆腐乳、酱油、豆豉等,食味鲜美,营养丰富,是东亚国家的传统副食品。
联合国粮农组织极力主要发展大豆食品,以解决目前发展中国家蛋白质资源不足的现状。
近年来,美、日等国家竞相利用脱脂大豆制作食用脱脂豆粉,提取浓缩蛋白和分离蛋白,用以制造人造肉、点心、饼干等高蛋白食品,以预防由于食肉过多而引起的心脏病或肥胖症。
作为油料作物,大豆是世界上最主要的植物油和蛋白饼粕的提供者。
每1吨大豆可以制出大约0.2吨的豆油和0.8吨的豆粕。
用大豆制取的豆油,油质好,营养价值高,是一种主要食用植物油。
作为大豆榨油的副产品,豆粕主要用于补充喂养家禽、猪、牛等的蛋白质,少部分用于酿造及医药工业。
油料的预处理即在油料取油之前对没油料进行清理、剥壳、脱皮、破碎、软化、轧坯、膨化、温热处理、干燥等一系列的处理。
其目的是除去杂质将其制成具有一定结构性能的物料。
以符合不同取油工艺的要求。
根据油料品种和油脂制取工艺的不同,所先用的预处理工艺和方法也有差异。
油料预处理在整个大豆油脂生产工艺中具有十分重要的地位。
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直接的关系。
油料预处理的好坏,不仅直接影响浸出过程中的渗透性、浸出后豆粕中残油含量等各项指标,而且也会影响油料中的各种成分、毛油的品质、毛油的精炼效能、最终产品的质量以及生产过程中的能耗等,因此,促进油料预处理车间的技术进步是一项十分重要的任务。
然而,很多大豆油脂加工厂在大豆油脂生产的预处理过程中,仅重视料胚结构性能对油效果的影响,如浸出时溶剂对料层的渗透生。
浸出后豆粕的残油率等,轻视预处理过程对大豆中各种成份的影响,以及由此造成的对浸出毛油品质、油脂精炼效能、最终产品质量以及生产过程中能量消耗的影响。
事实上。
目前国内外大豆油脂制取工艺的研究和发展更重视为提高生产效果而改进大豆预处理工艺。
因此,了解并充分重视大豆预处理对大豆油脂生产工艺效果的影响,选用合理的大豆预处理工艺和操作条件,是提高大豆油脂生产工艺效果的重要内容。
今后,大豆油脂生产的改进和发展将会更加重视预处理工作,预处理的发展将会更加重视改善人授料胚的结构性能和品质,使其更有利于增大生产规模和提高整个生产的工艺效果。
大豆生胚的膨化提出工艺,大豆脱皮提出工艺将得到推广和应用,与此配套的有关生产设备也将得到重视和研制
第二章工艺流程方案的确定
大豆原料:
含油率:
18%
含杂率:
清理前6%;清理后0.5%
清理损耗:
0.5%
水分:
10%-12%
含皮率:
8%
一、生产工艺方法
原料大豆→筛选→磁选→去石→破碎→软化→轧坯→干燥→至浸出车间
二、生产工艺方法选定的依据
目前,我国油脂工业年加工能力大于油料年总产量,油脂产品市场竞争激烈,这就要求油脂加工厂在技术革新,节能降耗,提高产品质量,降低生产成本上下功夫,以提高产品的市场竞争能力。
在大豆油脂生产中,生产过程的能量消耗及生产成本、产品和副产品的质量及得率等,都与大豆预处理工序的工艺效果有着密切关系。
因此,了解并充分重视大豆预处理对大豆油脂生产工艺效果的影响,选用合理的大豆预处理工艺和操作条件,是提高大豆油脂生产工艺效果的重要内容。
因此,综合多方面的因素,选用传统的大豆预处理方法。
三、生产工艺方法特点
1.传统大豆预处理工艺方法简单;
2.传统大豆预处理工艺方法适用范围广
第三章工艺流程说明
大豆原料经计量送入分班的存料仓,按产量要求连续送入振动筛,去除大小杂质,再用比重法去石及磁选机除铁杂。
由提升机送到竖式热风干燥塔中干燥,使大豆料所含的水分由12%左右降至9%。
在冷却和输送过程中,大豆种皮从豆仁上松脱开。
然后将大豆送入双对辊破碎机,破碎成每粒2-6瓣。
接着,使其进入一双层清理筛。
该筛的上层筛孔径为6毫米,下层筛孔径为2毫米。
分离后,上层筛的筛上物为少数整粒大豆,被回流去再破碎。
而松脱剥离的豆皮被吸风送至刹克龙沉降下来。
下层筛的筛上物为碎豆与豆皮。
其进入筛内垂直吸风道后,较轻的豆皮被风吸走,较重的豆仁流出机外。
下层筛的筛下物为细碎豆粉,与豆仁合并后被送去软化锅进行软化,经软化设备后将油料送入滚筒式轧胚机进行轧胚,生胚接着送入膨化机进行挤压膨化,出膨化机的料粒经干燥冷却即可送入浸出车间。
1.清理除杂
油料中往往混有各种各样的杂质。
如在收获、晾晒、运输和贮藏中,难免会混进石块、泥土、茎叶和其他杂物,以及其他作物的种子、异种油料籽粒或瘪籽、碎籽等。
清理的目的在于:
去除不含油的杂质,减少油脂被杂质吸附而损失,从而提高出油率;清除带有颜色或者异味的杂质,以提高油脂质量,及饼粕的综合利用价值;去除各种体积大、质地硬、数量多的杂质,以利用提高设备的处理能力,减轻设备的磨损,提高工作效率。
油料清理的方法常有:
筛选、磁选、比重去石、风选、水选、组合式清理等。
大豆油料中通常含有石子比较多,根据其自身特点除振动筛外还选用比重去石法和磁选法进行清理。
比重去石法是利用油料籽粒与石子类杂质的比重差异,使其在去石机内的鱼鳞板上受气流和振动的作用。
产生不同的运动轨迹,从而使二者分离,并使油料籽粒被分级。
磁选是去除混入油料中的一些铁钉、螺钉、铁屑等磁性金属杂质。
油料中所含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饼粕中,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。
2.干燥:
在进行破碎前需将物料的水分进行合理的降低有利于破碎,由热风加热干燥使水分降至9%,加热时间20-30min,温度在60-65℃。
3.破碎脱皮:
在油料轧胚之前,必须对大颗粒的油料进行破碎。
其目的是通过破碎使油料具有一定的颗粒具有一定的粒度以符合轧胚条件;油料破碎后的表面积增大,利于软化时温度和水分的传递,软化效果提高;对于颗粒较大的压榨饼块,也必须将其破碎成为较小的饼块,才能更有利于浸出取油。
大豆含有8%的种皮。
为了充分利用制油后的大豆粕做食品蛋白用,就需要将富含纤维素的皮层脱去。
提高出油率,提高油脂和饼粕的质量,充分发挥制油设备的生产能力并有利于皮壳的综合利用。
为降低破碎后豆仁与皮的附着率,烘干大豆的水分要适当,最好是控制在9.5%-10%。
4.软化:
软化是通过对油料水分和温度的调节,改善油料的弹塑性;使之具备轧胚的最佳条件。
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,减少轧胚时的粉末度和黏辊现象,保证胚片的质量。
软化还可以减轻轧胚时油料对轧辊的磨损和机器的振动,以利于轧胚操作的正常进行。
为了使大豆油料达到进入轧机的指标要求从而轧出质量好的薄片,通过恰当的温度与水分调节,改变其硬度和脆性使其具备适当的可塑性。
同时为使轧胚时不会粘辊且粉末度小,所以油料水分的调节要适当。
大豆软化操作的条件
软化参数
软化前水分(%)
软化后水分(%)
软化后温度(℃)
软化时间(min)
大豆
10-12
11-14
70
20-30
大豆软化后,豆瓣不应有白心,口咬不粘牙,手捏有软熟的感觉。
5.轧胚:
轧胚是料胚制备的首要操作工序,经过破碎、软化后的油料,即可用轧胚设备对其进行碾轧,使之成为具有一定厚度的胚片,通常称为料胚或生胚。
轧胚的目的在于破坏油料的细胞组织,增加油料的表面积,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。
因此就选择了处理量较大的液压型单对辊轧胚机。
它主要由电磁振动喂料机构、液压紧辊系统、液压控制刮料机构、油泵、轧辊和机架等部件组成。
其目的是为了尽量破坏大豆细胞的细胞壁,使油脂能容易地从油籽细胞内制取出来,增大料胚的表面积,缩短油从料胚中被取出的路径,通常采用轧胚工艺。
对大豆讲胚片的厚度<0.3mm。
6.挤压膨化:
对油料生胚的膨化,一般都需要在挤压膨化之前对其进行水分和温度的调节,而从膨化机排出的膨化料粒温度和湿度都较高,且显得松软易碎,必须经过干燥和冷却才能使其温度、水分和硬度符合溶剂浸出取油的要求。
大豆:
生胚厚度0.3-0.5mm,经干燥使其入机水分达10-11%,温度60-65℃,出膨化机料粒温度为100-110℃,水分含量为10-12%,经干燥除去约2%的水分,使其含水量达8-10%,温度在50℃左右。
第四章工艺计算
一、物料衡算
1.已知条件
(1)原料大豆
原料大豆处理量:
1500T/D,其成分:
含油率:
18%
含皮率:
8%
原料含杂率:
6%
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0.50%
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
图中:
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—清理去除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1500×8%=120T/D
原料含杂1500×6%=90T/D
净仁重1500-90-120=1290T/D
(2)油分
原料含油1500×18%=270T/D
皮中含油120×0.6%=0.72T/D
仁中含油270-0.72=269.28T/D
仁中含油率269.28/1290=20.9%
(3)水分
原料含水=1500×11%=165T/D(原料水分按11%和计)
皮中含水=120×12.5%=15T/D
仁中含水=165-15=150T/D
仁中含水率=150/1290=11.6%
表1N=2000T/D原料大豆
项目
含量
(重量%)
重量(t/d)
项目
含量
(重量%)
重量(t/d)
杂质
6
90
杂质
6
90
净仁
86
1290
油
18
270
皮
8
120
水
11
165
惰性固体
65
975
合计
100
1500
合计
100
1500
4.各工序物料计算
(1)清理
已知:
原料含杂率:
6%,清选后含杂率0.5%,清理损耗0.5%
所以:
清理除杂率=原料含杂率-清选后含杂率=6%-0.5%=5.5%
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
=1500×5.5%+1500×(1-5.5%)×0.5%=82.5+7.09=89.59T/D
经过清理后的物料量:
N2=N1-E1=1500-89.59=1410.41T/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=1410.41-N3
<2>E2*0.5%+N3*95%=总仁重=1290
解得:
脱皮后的物料重量N3=1357.62T/D
分离出物料总重E2=52.79T/D(皮,少量仁)
E2中仁重=分离出物料总重×皮中含仁率=52.79×0.5%=0.26T/D
E2中皮重=分离出物料总重-E2中仁重=52.79-0.26=52.53T/D
E2中水重=E2中仁重×仁中含水率+E2中皮重×皮中含水率
=0.26×11.6%+52.53×12.5%=6.60T/D
E2中油重=E2中仁重×仁中含油率+E2中皮重×皮中含油率
=0.26×20.9%+52.53×0.6%=0.37T/D
E2中油重%=E2中油重/分离出物料总重E2=0.37/52.79=0.7%
E2中水重%=E2中水重/分离出物料总重E2=6.60/52.79=12.5%
N3中仁重=脱皮后的物料重量×(1-仁中含皮率)
=1357.62×(1-5%)=1289.74T/D
N3中皮重=脱皮后的物料重量×仁中含皮率
=1357.62×5%=67.88T/D
N3中油重=N3中仁重×仁中含油率+N3中皮重×皮中含油率
=1289.74×20.9%+67.88×0.6%=269.97T/D
N3中水重=N3中仁重×仁中含水率+N3中皮重×皮中含水率
=1289.74×11.6%+67.88×12.5%=158.51T/D
N3中水重%=N3中水重/脱皮后的物料重量N3
=158.51/1357.62=11.68%
表一皮、仁平衡表
成份
输入
输出
项目
重量T/D
项目
重量T/D
皮
原料中皮
合计
120
120
E2中皮
N3中皮
合计
52.53
67.88
120.41
仁
原料中仁
合计
1290
1290
E2中仁
N3中仁
合计
0.26
1289.74
1290
表二大豆工艺物料平衡表
工序
输入
输出
清理
大豆
N1=1500t/d
杂质E1=89.59t/d
N2=1410.41t/d
破碎脱皮
大豆
N2=1410.41t/d
豆皮E2=52.79t/d
N3=1357.62t/d
软化
N3=1357.62t/d
N4=1357.62t/d
轧胚
N4=1357.62t/d
N5=1357.62t/d
(3)软化、轧坯
均不发生物料量的变化
N4=N5=N3=1357.62T/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=1357.62-N6
(1)
E3+N6×9%=N5×11.65%=1357.62×11.65%
(2)
联立方程组解得:
干燥后物料重:
N6=1318.09T/D
干燥脱去水分量:
E3=39.53T/D
N6中水重%=9%
N6中油重=N3中油重=269.97T/D
N6中水重=干燥后的物料重量×N3中水重%
=1318.09×9%=118.63T/D
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
165
E2中含水
12.5
6.60
干燥E3
39.53
N6
9
118.63
合计
165
合计
164.76
油
原料大豆
18
270
N6中油重
20.5
269.97
合计
270
合计
269.97
总物料
原料大豆
1500
清理去杂E1
89.59
破碎脱皮E2
52.53
干燥脱水E5
39.53
坯N6
1318.09
合计
1500
合计
1499.74
第五章设备选型
一、清理设备
根据产量为1500t/d即1500/24=62.5t/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:
1500/(24×30)~1500/(24×12)=2.08~5.2所以选用4台TQLZ125型振动筛。
项目
生产能力t/h
配备动力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
根据产量为1500t/d,即1500/24=62.5t/h,故选用CTQ芯状立筒磁选器
CTQ350型永磁滚筒,其技术规格为:
产量:
35t/h机重75kg
所以选用2台CTQ350型永磁滚筒作为磁选设备。
3.去石设备
选用MQS300型吹式比重去石机,其技术规格为:
迈安德MQS系列去石机
型号
处理能力(t/h)
电机功率(kw)
MQS300
40
11
选用MQS300型吹式比重去石机2台
4.破碎设备
本机器适用于对大豆进行温脱皮及破碎作用,准确达到脱皮效果及破碎粒度。
对相应颗粒状油籽物料进行破碎,准确完成压胚前油籽粒度要求,机器产量极大程度满足不同规模用户的需要。
(佛罗斯机械设备技术有限公司)
主要优点:
A、采取自动喂料控制装置,保证机器安全运行。
B、双桨式均料、喂料,保证机器均匀产量。
C、强力定向磁铁,保护破碎辊。
D、破碎辊间隙快速调整装置
E、机器设有传动胶带自动涨紧装置
F、集中供应润滑脂,快捷保养机器。
G、复合剪切破碎油籽物料,达到最佳轧胚粒度。
H、同步齿形胶带传动,准确传递机器转数。
I、单台马达传动机器,更便于操作。
规格
外形尺寸(mm)
破碎粒度(ball)
电机功率(KW)
生产能力(T/D)
FRCM12in/72in
2960×2385×1845
1/4-1/8
75
1000
选用2台FRCM12in/72in作为破碎设备。
5.软化设备
YRHG新型卧式软化锅
设备简介及性能:
YRHG型卧式软化锅适用于50-1000吨/日榨油厂、浸出油厂、主要用于原料的软化(兼烘干)提高原料的塑性,使轧胚机轧出的胚薄而不碎,达到后面工序要求,从面提高压胚、蒸炒、压榨、浸出效果。
YRHG型卧式软化锅的问世,填补了国内空白,它克服了其它软化设备的不足。
主要特点:
高节能低消耗:
与立式软化锅相比,电耗是立式1/4-2/3。
与目前卧式软化锅相比节气10%-15%,长度短20%-30%,一年节省大量的润滑油及维护保养费。
软件效果好:
采用卧式滚筒结构,可根据物料入机不同,工艺参数不同,有效、方便地进行调节。
传动方式独特:
动力传输采用独特的软传动或齿轮转动,设备磨损小,噪音低。
冰凝水排除完全:
独特的冷凝水排除装置,使设备在使用过程中,能有效彻底的排除冷凝水,大幅度地提高了蒸汽的加热效率。
(郑州鼎盛工程技术有限公司)
选用2台YRHG新型卧式软化锅
6.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。
(佛罗斯机械设备技术有限公司)
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
选用2台YRHG新型卧式软化锅
7.干燥设备
燥塔,喷雾干燥塔-采用不锈钢制造,表面平整光洁,通过压力使物料雾化,以达到物料快速干燥的目的
8.输送设备
型号
产量(m³/h)
功率(Kw)
备注
LSS50
50-105
3-11
壳体全部采用优质钢板模压成形,刚性好,外形美观,国际先进水平
9.提升机
型号
产量(m³/h)
功率(Kw)
备注
DTG60/25-Ⅲ
120
5.5-15
液力偶合启动,滚柱式止逆器,快速高效,国际先进水平
10.风力风选器
规格型号
处理量(T/D)
蛟龙直径(mm)
进风口(mm)
出风口(mm)
配备动力(kw)
配备风机型号
风机功率(kw)
外型尺寸(mm)
FXC-40
400-500
直径400
直径400
直径700
5.5
4-72-NO.4.5A
7.5
4600*1350*4010
设备清单:
设备
型号
产量
外型尺寸(mm)
台数
输送设备
LSS50
50-105(m3/h)
1
振动清理筛
TQLZ150
12~30(t/d)
3700×1750×1800
4
去石机
MQS300
40(t/h)
2
磁选器
CTQ350
35(t/h)
3
提升机
DTG60/25-Ⅲ
120(m3/h)
1
干燥塔
喷雾干燥塔
1
破碎机
FRCM12in/72in
1000(T/D)
2
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