棉籽预处理车间工艺流程设计书.docx

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棉籽预处理车间工艺流程设计书

武汉工业学院

《油脂制取工艺学》

课程工艺设计说明书

设计题目：

750T/D棉籽预处理车间工艺流程设计

姓名__吴琴_____

学号__090107821_____

院（系）食品科学与工程学院

专业___油脂工程_______

指导教师___罗质________

2012年12月23日

目录

总论………………………………………………………………………3

第一章工艺流程设计方案的确定………………………………4

1.1设计题目……………………………………………………………4

1.2油料原始数据………………………………………………………4

1.3工艺流程方框图……………………………………………………4

1.4生产工艺方法选定的依据及特点…………………………………4

第二章工艺流程说明………………………………………………5

2.1预处理工艺流程……………………………………………………5

2.2棉籽的清理…………………………………………………………5

2.2．1筛选………………………………………………………………6

2.2.2风选……………………………………………………………6

2.2.3磁选……………………………………………………………6

2.2.4比重去石…………………………………………………………6

2.2.5并肩泥清选………………………………………………………7

2.3棉籽的剥壳…………………………………………………………7

2.4油料生坯的制备……………………………………………………7

2.4.1轧坯………………………………………………………………7

第三章工艺计算……………………………………………………8

3.1物料衡算示意图……………………………………………………8

3.2已知条件……………………………………………………………8

3.3物料衡算……………………………………………………………8

3.4热量衡算……………………………………………………………9

第四章设备选型…………………………………………………9

4.1输送设备…………………………………………………………9

4.1.1螺旋输送机……………………………………………………9

4.1.2斗式提升机……………………………………………………10

4.2清理设备…………………………………………………………10

4.2.1风选设备………………………………………………………10

4.2.2筛选设备………………………………………………………10

4.2.3比重去石设备…………………………………………………10

4.2.4磁选设备………………………………………………………10

4.2.5并肩泥清选设备………………………………………………10

4.3剥壳设备…………………………………………………………10

4.4仁壳分离设备……………………………………………………10

4.5轧坯设备…………………………………………………………10

第五章设备清单……………………………………………………11

设计总结………………………………………………………………12

参考文献…………………………………………………………13

总论

油脂是人们生活的必需品，是供给人们最基本的三大营养素之一。

我国的油脂工业经过油脂业界多年的艰苦努力，取得了长足的发展和进步。

特别是近年来，随着我国经济的高速持续发展和改革开放的深入进行，油脂工业进入一个迅猛发展阶段。

大型外资企业的建立及国外先进技术的引进和消化吸收，更是大大加快了我国油脂工业的发展进程，使油脂生产工艺技术、生产设备、产品质量以及综合经济技术指标等都达到相当高的水平，促进了中国油脂工业的现代化。

油料是油脂工业的原料。

油脂工业通常将含油率高于10%的植物性原料称为油料。

油料品种繁多，在我国的油料主要有大豆、花生、芝麻、棉籽、菜籽、葵花籽等。

本设计以我国主要油料之一的棉籽作为研究对象。

棉籽是棉花作物的种籽，棉花属锦葵科一年生草本植物，在世界很多地区都有种植，但主要在热带和亚热带地区种植。

棉花主产国有中国、前苏联、美国，其他生产国还有印度、巴基斯坦、埃及和土耳其等国家。

我国作为世界产棉大国，其中棉花产量较高的省份是河南、河北、山东、湖北、安徽。

近年来新疆地区的棉花产量增长迅速，棉花产量占世界棉花产量的1/3。

作为棉花作物的种籽，成熟的棉籽除去短绒后呈黑色，外观形状呈不规则犁梨状的圆锥形或卵圆形。

棉籽仁即为胚，是两片卷曲状的子叶，黄白色，富含油脂。

棉籽整粒含油15%-25%,棉仁含油32%-46%，含蛋白质30%左右。

棉仁中含有0.5%-2.5%的棉酚。

继大豆、菜籽等大宗油料加工规模逐步扩大之后，棉籽制油的加工利用也受到普遍关注。

棉籽的预处理是棉籽制取棉油的前期工作。

预处理工作的好坏，直接影响棉油的制取和生产环境。

由于棉籽本身含有棉绒，对其处理不当往往会造成车间棉绒及灰尘飞扬，污染周围环境，对操作人员健康不利，同时也存在一定的安全隐患。

因此，棉籽的预处理是设计及建厂中不可忽视的一个工序。

棉籽的预处理和大豆、菜籽等原料有很多不同之处（如含棉酚），同时，不同区域的或不同季节的原料，水分含量、脱绒程度也各不相同，在工艺和设备选择中应考虑各种因素综合分析，并最终确定最为合适的工艺线路和设备。

本设计项目是750t/d棉籽预处理车间流程，它一般包括棉籽的清理、除杂和剥壳，仁壳分离以及棉仁的软化、轧坯。

第一章工艺流程设计方案的确定

1.1设计题目

750T/D棉籽预处理车间工艺流程设计

1.2油料原始数据

棉籽：

含油率：

全籽23%；棉仁30%~40%

含杂率：

清理前6%；清理后0.50%

原料水分：

11%~12%

清理损耗：

0.50%

含壳率：

全籽25%~40%

剥壳分离后仁中含壳率6%~10%

剥壳分离后壳中含仁率≤0.50%

饼中残油：

15%~17%

1.3工艺流程方框图

大杂轻杂

↑↑

棉籽→筛选→风选→比重去石→磁选→并肩泥清选→

↓↓↓↓

小杂重杂石子金属杂质（主要为铁杂）

剥壳→仁壳分离→仁→轧坯→坯片

↓

壳→壳库

1.4生产工艺方法选定的依据及特点

在油脂加工过程中，生产成本、产品质量、得率和能耗等都与油料的预处理有直接的关系。

油料预处理的好坏，不仅影响浸出过程中的渗透性、浸出后粕中残油等项指标，而且也会影响油料中的各种成分、毛油品质、精炼效能、最终产品的质量及生产过程中的能耗等。

因此，原料预处理工序要依产品的不同而有所调整，真正优化工艺和设备，以适应不同的需要。

本工艺特点：

✧因进入比重去石机的油料不应含有大小杂质和轻重杂质，防止堵塞去石机，故比重去石应放在筛选与风选后。

✧在工艺流程中，因考虑到水分含量是11%~12%，已经能保证剥壳顺利进行，故在剥壳前不设置“调节水分含量”一项，且在轧坯前不设置“软化”一项。

✧本工艺是在大量查阅资料后综合分析的基础上改善而成。

具有仁壳分离率高，棉仁粕粗蛋白含量高，运行安全可靠等优点。

第二章工艺流程说明

2.1预处理工艺流程

大杂轻杂

↑↑

棉籽→筛选→风选→比重去石→磁选→并肩泥清选→

↓↓↓↓

小杂重杂石子金属杂质（主要为铁杂）

剥壳→仁壳分离→仁→轧坯→坯片

↓

壳→壳库

2.2棉籽的清理

棉籽中所含的杂质可分为有机杂质、无机杂质和含油杂质三类。

棉籽中所含的杂质大多本身不含油，在棉油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。

棉籽中含有的泥土、植物茎叶、皮壳、霉变籽粒等杂质，会使制取的油脂色泽加深、沉淀物增多、产生异味等不良现象，降低毛油质量，同时也会使饼粕及磷脂等副产品的质量受到不良影响；在生产过程中，油料中的石子、铁杂等硬杂质进入生产设备和输送设备，尤其是进入高速旋转的生产设备，将使设备的工作部件磨损和破坏，缩短设备的使用寿命，甚至发生生产事故。

因此，在油脂制取之前对油料进行有效的清理和除杂，可减少油脂损失，提高出油率，提高油脂、饼粕及副产品的质量，减轻设备的磨损，延长设备使用寿命，避免生产事故，提高设备对油料的有效处理量，改善操作环境等。

棉籽清理的方法主要包括筛选、风选、比重去石、磁选及并肩泥的清选。

2.2.1筛选

依据：

筛选是利用棉籽和杂质在颗粒大小上的差别，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。

（棉籽筛除大杂质选用圆孔直径16~19mm的筛板，筛除小杂质选用圆孔直径3~4mm的筛板。

）

特点：

通过筛子的相对运动以及筛面的不同选择可除去油料中的大型杂质和小型杂质，筛选是一种传统的清理工艺，此方法简单易行，可实现较好的分离效果。

2.2.2风选

依据：

风选是根据棉籽与杂质在比重和气体动力学性质上的差别，利用风力分离油料中的杂质。

风选可用于去除棉籽中的轻杂质及灰尘，也可用于去除金属、石块等重杂，还可用于棉籽剥壳后的仁壳分离。

特点：

风选可根据棉籽的物理性质自行调整风速来实现，可去除类似于灰尘类很轻的杂质，通过调整风速，可达到较好的分离效果，且风选有着筛选等其它清理方法不可替代的作用。

2.2.3比重去石

依据：

比重法去石是根据棉籽与石子的比重及悬浮速度不同，利用具有一定运动特性的倾斜筛面和穿过筛面的气流的联合作用达到分级去石的目的。

特点：

通过筛面的往复振动和上下气流的综合作用，可使比重较小的棉籽与比重较大的石子分开，并有效防止灰尘外扬。

2.2.4磁选

依据：

磁选是利用磁铁清除棉籽中金属杂质的方法。

金属杂质在棉籽中的含量虽然不高，但它们的危害甚大，容易造成设备，特别是一些高速运转设备的损坏，甚至可能导致严重的设备事故和安全事故，故必须清除干净。

特点：

能耗低、水耗低、环境污染小。

设备价格低，操作方法简单，除杂效果好。

2.2.5并肩泥的清选

依据：

并肩泥的清理是利用泥块和棉籽的机械性能不同，先对含并肩泥的棉籽进行碾磨或打击将其中的并肩泥粉碎即磨泥，然后将泥尘筛选或风选除去。

特点：

经过打击碾磨，可将难以除去的并肩泥杂质轻松地除去，选用风机除尘，合理利用设备。

v工艺要求：

棉籽经过清理后，不得含有石块、铁杂、麻绳、嵩草等大型杂质。

净料中含杂质不超过0.5%。

杂质（下脚料）中含油料不超过0.5%。

2．3棉籽的剥壳

油料的剥壳是带皮壳油料在取油之前的一道重要生产工序。

依据：

棉籽是典型的带壳油料，它的皮壳主要是由纤维素和半纤维素组成，含油量极少。

如果带壳制油，皮壳不仅不出油，反而会吸附油脂残留在饼粕中，降低出油率。

特点：

剥壳后不仅可以提高油脂生产的工艺效果，而且也利于皮壳的综合利用。

v工艺要求：

剥壳率高，粉末度小，利于剥壳后的仁壳分离。

2.4油料生坯的制备

轧坯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。

2.4.1轧坯

依据：

轧坯时，油料受到轧坯机轧辊施加的机械外力作用，由粒状变成片状。

油料厚度减小，表面积增大，在溶剂浸出取出油时料坯与溶剂的接触表面增大，油脂的扩散路程缩短，有利于提高浸出的速度和深度。

v工艺要求：

坯片要薄而匀、少成粉、不露油。

第三章工艺计算

3.1物料衡算示意图

N1N2

原料菜籽→清理→轧坯→N2

↓E1

输入的原料重量=产品重量+生产过程中的物料损失重量

3.2已知条件

Ø原料成分

全籽含油：

23%棉仁:

30%~40%

全籽含壳：

25%~40%

含杂率：

6%

原料水分：

11~12%

Ø预处理后

含杂率：

0.50%

剥壳分离后仁中含壳率：

6%~10%

剥壳分离后壳中含仁率：

≤0.50%

饼中残油：

15%~17%

清理损耗：

0.50%

3.3物料衡算

为了简化计算，假设杂质中不含油、水；脱壳后剩余杂质随壳排

出；原料和油份在生产中的无形损失不计算。

N1=750T/D

清理前含杂量为750*6%=45T

纯油料量为750-45=705T

清理损耗为705*0.50%=3.525T

则清理后纯油料重N2=705-3.525=701.475T

设清理后含杂量为A

即A/（A+701.475）=0.5%得A=3.525T

清理掉的杂质量E1=45-3.525=41.475T

v由上可知750=（701.475+3.525）+41.475+3.525

即N1=（N2+清理损耗）+E1+A

3.4热量衡算

热量衡算是能量计算的一种形式，是在油脂工厂中常碰到的导热量衡算。

热量衡算的结果，可以确定输入或输出的热量，从而求出加热剂或者冷却剂的消耗量，求出准备传热面积的大小。

热量衡算往往又为传热设备的设计提供计算依据。

油脂工厂中热量衡算一般用下式表示：

Q1+Q2=Q3+Q4+…Qn

式中Q1、Q2是进入设备的热量；Q3+Q4+…Qn是设备输出的热量。

第四章设备选型

设备选型及其工艺设计，一般是在物料衡算和热量衡算基础上进行，但有时也与选择生产方法、确定工艺流程同时进行。

工艺流程设计是油厂设计的核心；而设备选型及其工艺设计，则是工艺流程设计的主体。

因为先进工艺流程能否实现，往往取决于提供的设备是否相适应。

因此尽可能选择一种既能符合工艺要求，而且又是高效经济的设备类型。

4.1输送设备

4.1.1螺旋输送机

选择LS400型螺旋输送机（1台），输送量34m3/h。

4.1.2斗式提升机

选取TDTG.48/18型斗式提升机（1台）,输送量50t/h。

4.2清理设备

4.2.1筛选设备

查取资料，可用SM.125型平面回转筛（5台），处理量7.5t/h。

4.2.2风选设备

可选用FXC-40型风力分选器（2台），处理量17~21t/h。

4.2.3比重去石设备

选用TQS×190型吸式比重去石机（4台），处理量10~14t/h。

4.2.4磁选设备

选用RCYG系列管道式永磁除铁器（1台），适应处理量50t/h。

4.2.5并肩泥清选设备

MLGT15/25型胶辊砻谷机（7台），处理量5t/h。

4.3剥壳设备

刀板剥壳机

刀板剥壳机是棉籽剥壳专用设备。

其特点是剥壳后的整仁率高，粉末度小，仁壳易分离。

4.4仁壳分离设备

TQLZ150型振动筛（3台），处理量12~13t/h。

4.5轧坯设备

FRFM32in/84in型平列式单对辊轧坯机（2台），处理量21t/h。

第五章设备清单

设备名称

设备型号

处理量

台数

螺旋输送机

LS400型

34m3/h

1

斗式提升机

TDTG.48/18型

50t/h

1

平面回转筛

SM.125型

180T/D

5

风力分选器

FXC-40型

400~500T/D

2

比重去石机

TQS×190型

240~336T/D

4

永磁除铁器

RCYG1-50型

1200T/D

1

胶辊砻谷机

MLGQ15/25型

120T/D

7

刀板剥壳机

振动筛

TQLZ150型

288~720T/D

3

轧坯机

FRFM32in/84in型

500T/D

2

设计总结

上学期学习的油脂工艺知识在考完试后，又经过暑假几个月的放松，所学大多已经忘记。

在刚拿到设计题目时，一时间竟不知道如何下手。

通过多天设计思路的梳理和各种查阅相关书籍和资料，我慢慢找到了方向，也发现了许多自身存在的很多不足，比如工艺方面，一些简单的工艺我也一时答不上来，同时在对知识的融汇贯通方面还有欠缺。

但经过这次设计，我又捡起了以前所学，并在此基础上对相关知识有了更深的理解。

第一，在设计初始阶段，我严谨认真，勤于思考，通过上网和去图书馆查阅大量的资料来为此次设计做好铺垫，同时巩固了所学的专业知识，使自己的专业水平有了极大的提高，真正做到了学以致用，将理论与实际紧密结合起来。

例如，在做物料衡算时，我起初把这个过程想象得很复杂，但真的动手查阅资料并分析思考过后，发现并没有想象中那么难，其实很多东西都是相通的，关键是基础一定要打牢。

第二，在设计过程中遇到困难，我会通过自己查阅专业资料、认真思考来解决，大大锻炼并提高了我自主发现问题、解决问题的能力。

比如说设备的选型，由于750T/D的处理量相对较大，我在图书馆和网上查阅了不少资料，发现两个地方所列公式不同，经过一番认真谨慎的比较核对后终于找准了最终计算公式并列出了设备清单。

由于本次设计所参考的大部分书籍都是八十年代的书，故所参考的数据都有待更新。

同时所选设备也有待更新。

第三，整个设计的书写都是在计算机上完成，很大程度上提高了我的CAD画图技术和办公软件的应用。

本次设计中虽然我遇到了很多困难，比如蛟龙和斗式提升机的设备选型，但收获更多，最重要的是罗质老师和身边的同学给我的很多帮助。

也正是由于他们无私的帮忙和自身的不断努力下，我以最认真、最努力的态度完成了这次课程设计。

参考文献

[1]何东平.《油脂工厂设计手册》.湖北科学技术出版社，1990.4

[2]刘玉兰.《油脂制取工艺学》.科学出版社，2008

[3]毛广卿.《粮食输送机械与应用》.科学出版社，2003

[4]董莪.《油脂工厂建筑概论》.武汉粮食工业学院，1991.1

[5]《油脂工厂工艺设计》.郑州粮食学院，1988.9

[6]《油脂工厂设计原理》.武汉粮食工业学院，1984

[7]周镇江.《轻化工工厂设计概论》.中国轻工业出版社，1994.4

[8]李国庭，陈焕章等.《化工设计概论》.化学工业出版社，2008.9

[9]夏清，陈常贵.《化工原理（上）》.天津科学技术出版社，1992

[10]夏清，陈常贵.《化工原理（下）》.天津科学技术出版社,1992

[11]过祥鳌.《油脂工厂工艺设计》.中国商业出版社,1989