1200TD棉籽预处理车间工艺设计.docx

1、 武汉 轻工大学 毕业设计说明书 设计题目： 1200T/D棉籽预处理车间 工艺设计 姓 名 : 江林超 学 号： 1201070109 院 （系）： 食品 科学与工程 学院 专 业： 食品科学与工程 指导教师： 罗质 2016 年 06 月 2 日 1 摘 要 ： 本工艺为 1200T/D 的 棉籽 预处理工艺 ,其中采用了 棉籽 挤压膨化 -浸出 工艺。 挤压膨化是指物料在挤压膨化机内进行湿热处理，经过捏和、挤压 、胶合、减压膨化以及随后的冷却干燥，使其成为具有某种结构化的物料。如棉仁生坯中淀粉糊化胶凝，蛋白质结构化形成了多孔而结实的颗粒状“熟坯”，在随后的浸出中，大大提高了溶剂的渗透性和

2、浸出速度。因为膨化是在短时间内对物料加热、加压、胶合、糊化以及使蛋白变性物料呈多孔状的过程，所以油脂在短时间高温状态下氧化较少，保持原有状态 。因此，毛油的色泽较浅且酸值低，疏松的结构同时有利于物料内部油脂的浸出，且湿粕的含溶量较低，易于蒸发，成品棉粕的残油低、色泽好。 关键词 ：预处理 破碎 轧胚 挤压膨化 Abstract:The process is 1200T/D cottonseed pretreatment process, in which uses the cottonseed extrusion and expansion puffing- leaching process.

3、 Extrusion is refers to the material in the extrusion machine for hot and humid processing, through kneading, extrusion, bonding, decompression, and then the cooling and drying, make it become a kind of structured materials. Such as cotton Rensheng blank starch gelatinization gel, structured protein

4、s formed porous and solid granular “mature blank“, in the subsequent leaching, greatly improving the permeability and leaching solvent speed. Because the expansion is in a short period of time on the material heating, pressure, glue, paste, as well as the protein denaturation material is a porous pr

5、ocess, so the oil in a short time at high temperature oxidation less, keep the original state. Therefore, crude oil with light color and low acid value, loose structure and is conducive to the leaching of grease in the material and wet meal containing dissolved quantity is low, easy to evaporation,

6、low residual oil refined cottonseed meal, good color and luster. Key words:Pretreatment Fracture Flaking Extrusion 2 目录 摘要 .1 一，绪论 设计背景 .3 二，设计说明书 2.1 设计要求 .4 2.2 设计思路与方案 .4 2.3 工艺流程 的 设计要求 .5 2.4 生产工艺流程 的确定 .5 2.5.工艺流程说明 .6 2.6.车间 工艺流程图 说明 .8 三，工艺计算 .8 四，设备选型与计算 . 10 五， 厂房设计 . 14 六， 通风除尘计算 . 16 致谢

7、参考文献 附图 3 一 ，绪论 设计背景 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半个多世纪的发展，发生了翻天覆地的变化，取得了巨大成就。特别是改革开放以来，我国的油脂工业与科学技术发生了巨大的变化。先后依靠自主创新和研究开发，借鉴国外先进管理经验和消化吸收引进的先进技术装备，中国的油料加工能力、生产过程的机械化、自动化程度大大提高，植物油脂产品花色品种琳琅满目，质量不断提高。我国的油脂加工设备产品门类品种齐全。我国的油脂加工设备包括了从大豆、油菜籽、花生、棉籽、葵花籽、米糠、玉米 胚芽等各种不同油料作物收获后的干燥、清理、分选、储藏及输送，油料的预处理、预

8、榨、浸出、精炼、包装与副产品的精深加工等全过程各个单元操作所需的各种专用设备和通用设备 。 棉籽是世界上一种仅次于大豆的主要植物油料 ,棉籽仁含油大约在 23%左右 ,植物蛋白在 40%左右。棉籽是我国重要的油料之一 ,随地域差异 ,组分稍有变化 。棉籽油是我国山东、新疆等省份的主要食用油 ,棉籽粕是当地饲养业的主要原料。但棉籽中含有较多的抗营养物质 ，如 棉酚 ,用传统方式加工生产的毛棉籽油必须经过精炼后才可用作食用油 ;生产食用和饲用棉籽蛋白质 ,要将粕中游离棉酚的含量降低到规定指标以下 。我国棉籽 一般含仁 45% 60%,含壳 40% 55%,全籽含油15% 25%,仁中含油 30%

9、40%,壳中含油 0. 3% 1%。如果带壳制油 ,壳不仅不出油 ,反而吸附油脂残留在饼粕中 ,降低出油率。饼粕中壳含量高 ,蛋白质含量就低 ,将使饼粕的利用价值降低。 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。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。 预处理工段是油脂加工的起点，是保证油料浸出、油脂精炼工艺指标的基础，其重要性不言而喻 。 通过一系列的加工处理，棉籽经清理剥壳软化轧坯膨化后，就可以送进浸出车间进行浸出了。 4 二， 设计说明书 2.1.设计要求 2.1.1 设计课题： 1200T/D 棉籽 预处理车间工

10、艺设计 2.1.2 生产规模和产品质量： 原料：全籽含壳： 30% 全籽含杂： 5% 全籽含仁： 65% 全籽含油： 23% 全籽含水： 12% 壳中含油： 0.5% 壳中含水： 7% 生产规模：日处理 棉籽 1200 吨 工艺指标：剥壳分离后仁中含壳： 10% 壳中含仁： 0.5% 清理损耗： 0.5% 干燥后水分： 8% 10% 清理后含杂： 0.5% 设杂质均不含油和水 2.2.设计思路与方案 此次设计的思路为： 1200T/D 棉籽预处理车间 工艺设计 实际上要弄清楚传统的 棉籽 预处理 工艺 和现行的 棉籽 预处理膨化技术的优劣。因此要对 棉籽预处理 的生产工艺流程进行详细了解，确定

11、预处理技术对后续工序的影响。 此次设计采用的是挤压膨化 -浸出工艺， 可将预处理和预处理膨化技术对浸出法制油的影响进行比较，选择合适方案；再次，选定制油方案后应当对工艺流程进行说明，即工艺的各个环节进行介绍；然后根据工艺环节和参数进行计算，包括物料恒算和热量衡算，并根据计算结构选择适宜的生 产设备；再然后就是对产品的附加产物利用作出解说，达到油料各个部分的来龙去脉一清二楚的效果；最后是厂房的设计，5 生产设备的布置，还有其它辅助设备和零件的放置，实现各个生产环节衔接得当，流程顺畅。 此次设计可能遇到的问题有：工艺流程的确定存在不合理或多于的部分，风网系统的设置是否合理，设备参考数据查阅不到，绘

12、图时设备外形查阅不到，厂房布置不合理等，因此，为了设计的顺利进行，可以通过查阅文献、网上查询、同学探讨、询问老师和向设备生产方询问参数等来解决 。 2.3.工艺流程 的 设计要求 工艺流程设计是 工业设计的核心，他影响到产品质量、生产能力、操作条件、安全生产、三废治理、经济效益等一系列根本性的问题。工艺流程的选择主要考虑以下几个方面的问题： 1.操作的连续性和技术的成熟性； 2.在满足可行性的情况下，尽可能的缩短工艺流程线路，少用输送设备，尽可能的充分 利用 原料以得到最大的产品得率； 3.考虑将来原料品种更换，应保证一已有工艺流程的适应性，尽量发挥设备的多用效能； 4.充分考虑到生产中可能发

13、生的故障，考虑到调度的可能性； 5.认真分析本次设计的生产工艺指标，所选用的工艺流程要大致满足要求； 6.保证操作人员的安全生产 。 在设计过程中流程一经确定，其他工作就可以开展。 2.4.生产工艺流程 的确定 本次 1200t/d 棉籽预处理车间工艺设计 选用挤压膨化 浸出工艺 棉籽清理脱绒剥壳及仁壳分离棉仁软化轧坯挤压膨化膨化料浸出 棉籽壳 传统的棉籽加工主要以预榨浸出为主，近年来随着棉花产量的迅速提高，棉籽加工量也大幅度提 升，棉籽加工得到人们的充分重视 !膨化浸出工艺作为一种新型的棉籽加工工艺，适用于不同产量的棉籽加工，因其投资成本较低，成品质6 量好，备受人们关注 。 与传统预榨浸出

14、工艺相比，膨化浸出工艺减少了预榨车间榨油工序和毛油过滤处理工序，增加了膨化干燥工序，简化了制油工艺，节省了设备投资，同时降低了车间人员操作强度 。 毛油和棉粕的各项指标都有所提高，对毛油的后期加工和棉粕的销售更为有利 。 2.5.工艺流程说明 5.1 清理 油料在收获、运输和储藏过程中难免会混入一些杂质，使油料不能满足油脂生产的需要。因此，在油脂制取之前对油料进行有效的清理和除杂：去除不含油的杂质，能减少油脂被杂质吸附而损失，提高出油率；清除带有颜色或者异味的杂质，提高油脂、饼粕及副产物的质量和综合利用价值；去除各种体积大、质地硬、数量多的杂质，以减轻设备的磨损，延长设备使用寿命，避免事故，保

15、证安全生产，提高设备对油料的有效处理量；去除灰尘、棉绒等轻小杂质，以减少和消除车间的尘土飞扬，改善操作环境等。 对油料清理的要求时尽量除净杂质，清理后的油料愈纯净 愈好，且力求清理流程简短，设备简单，除杂效率高。各种油料经过清选后，不得含有石块、铁杂、麻绳、蒿草等大型杂质。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。 5.2 剥壳 棉籽是典型的带壳油料，它的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，棉籽壳不仅不出油，反而会吸附油脂残留在饼粕中，降低出油率。 剥壳后不仅可以提高油脂生产的工艺效果，而且也利于棉籽壳的综合利用，棉籽壳可以用来提取糠醛、制活性炭、培

16、养食用菌、生产纤维板等。但是，棉籽的含壳率、塑性、水分 等也是影响剥壳效果的主要因素，所以在进入剥壳机前要对棉籽性质进行适当的调整。 工艺要求：剥壳分离后仁中含壳率： 10%，壳中含仁率 0.5% 5.3 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，减7 少轧胚时的粉末度和粘辊现象，保证坯片的质量。棉籽仁中所含的皮壳使料粒软硬不一致，为获得适宜的料坯并减轻皮壳对轧辊的磨损，也需先经过软化再进行轧坯。 工艺要求：软化后的料理有适宜的弹塑性且内外均匀一致，能够满足轧坯的工艺要求。软化温度为 60-65，水分为 9.5%-11.5% 5.4 轧坯 轧坯的目的在于破坏油料的细

17、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。 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。 工艺要求：坯片要薄而匀、少成粉、不露油。 5.5 膨化 膨化的机理：物料在膨化机内被螺旋轴向前推进的同时受到强烈的挤压作用使物料密度不断增加，由于物料与螺旋轴及机膛内壁的摩擦发热和直接水蒸气的加入，使物料受到充分混合，加热，加压，胶合，糊化的作用而产生组织结构的变化。物料到出料端时压力突然由高压变为低压，这是水分迅速汽化，物料形

18、成无数个微小孔道的多孔物质。 工艺要求：进料温度过低会增加膨化机蒸汽的喷入量，导致膨化料水分过高 ; 进料水分过高容易造成物料结块，喂料绞龙不易落料，而水分过低，膨化机负载太大，可能导致膨化机卡死停机 。 因此，合理的进料水分在膨化过 程中非常重要 。 膨化后的物料温度和湿度都较高，且松散易碎，必须经过干燥冷却才能使其温度，水分和硬度符合溶剂浸出油的要求。 5.6 冷却干燥 料胚的冷却干燥更有利于后续的浸出工艺。常用的冷却干燥设备为冷干机。 8 2.6.车间 工艺流程图 说明 根据设计的工艺需要，设定总层数为 五 层。一楼为 软化锅 ，二楼为 仁壳分离筛和冷却干燥机 ，三楼为 永磁滚筒， 齿辊

19、剥壳机和膨化机 ，四楼配置 风力分选器和 轧胚机 ，五楼为 圆筒初清筛 。 选用两台斗式提升机， 楼 层 高度为 6 米。 三，工艺计算 基本数据 原料：棉籽 1200T/D 物料含量以及工艺要求 ： 全籽含壳： 30% 全籽含杂： 5% 全籽含仁： 65% 全籽含油： 23% 全籽含水： 12% 壳中含油： 0.5% 壳中含水： 7% 清理后含杂： 0.5% 9 剥壳分离后仁中含壳： 10% 壳中含仁： 0.5% 清理损耗： 0.5% 设杂质均不含油和水 原料中成分的计算 仁，壳，杂质 全籽含壳 1200 30% 360T/D 全籽含杂 1200 5% 60T/D 全籽含仁 1200 65%

20、 780T/D 无杂棉籽 =1200 60 1140T/D 油分 全籽含油 =1200 23% 276T/D 壳中含油 =360 0.5% 1.8T/D 仁 中含油 = 276 1.8 274.2T/D 仁中含油率 =274.2/780 35.15% 水分 全籽含水 =1200 12% 144T/D 壳中含水 =360 7% 25.2T/D 仁 中含水 =144 25.2 118.8T/D 仁中含水率 =118.8/780 15.23% 物料平衡表 1 单位 ： T/D 名称 重量 含油 水分 棉仁 780 274.2 118.2 棉壳 360 1.8 25.2 杂质 60 合计 1200 276 144