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本科生畢業(yè)(設(shè)計(jì))
題目(中文):50T/D濃香菜籽油工藝和車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)
(英文) :50T/D Technology of Thick Rapeseed Oil And
Workshop Equipment Layout Design
學(xué)生姓名:
學(xué) 號:
院 別:
?! I(yè):
指導(dǎo)教師:
起止日期:
2017年 5 月 10 日
本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))誠信聲明
作者鄭重聲明:所呈交的本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì)),是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下,獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果,成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外,論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的成果。對論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由作者承擔(dān)。
本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))作者簽名:
年 月 日
目 錄
摘 要 Ⅰ
關(guān)鍵詞 Ⅰ
Abstract Ⅰ
Key words Ⅱ
1 前言 1
1.1 菜籽油的營養(yǎng)成分 1
1.2 菜籽油壓榨意義 1
1.2.1 菜籽油的作用 1
1.2.2 前景展望 2
2 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 2
2.1 設(shè)計(jì)原則 2
2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 3
2.1.2 產(chǎn)品成分 3
2.1.3 產(chǎn)品指標(biāo) 3
2.2 工藝流程及說明 4
2.2.1 壓榨車間工藝流程 4
2.2.2 工藝說明 4
2.2.3 主要工藝設(shè)備說明 5
3 工藝計(jì)算 6
3.1 物料平衡計(jì)算 6
3.2 帶出熱量的計(jì)算 8
3.3 帶入的熱量 9
3.4 帶出的熱量 9
3.5 雙螺旋榨機(jī)蒸炒鍋 9
3.5.1 帶入的熱量 10
3.5.2 帶出的熱量 10
3.6 冷卻干燥箱 10
3.6.1 帶入熱量的計(jì)算 10
3.6.2 帶出熱量的計(jì)算 11
4 蒸汽、冷凝水、和電的消耗量 11
4.1 蒸汽的消耗量 11
4.2 冷凝水的消耗量 11
4.3 用電的消耗量 11
5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析 11
5.1 總投資的經(jīng)濟(jì)消耗 11
5.2 每天總花費(fèi)估算 13
5.3 日毛利核算 14
5.4 年利稅估算 14
5.5 日純利核算 14
5.6 回收期 14
5.7 社會效益 14
6 生產(chǎn)車間衛(wèi)生和安全 14
6.1 廢水、廢渣的處理 14
6.2 個人衛(wèi)生 14
6.3 廠區(qū)內(nèi)公共衛(wèi)生 15
6.4 生產(chǎn)安全 15
6.5 生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)衛(wèi)生要求 15
6.6 下班后安全及衛(wèi)生工作 16
參考文獻(xiàn) 16
致謝 17
50T/D濃香菜籽油工藝和車間設(shè)備布置設(shè)計(jì)
摘 要
課題是利用傳統(tǒng)的壓榨技術(shù)對油菜籽制油工藝的設(shè)計(jì),在傳統(tǒng)的高溫條件下對菜籽油進(jìn)行壓榨取油的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新與改造,將施工的溫度控制在150℃進(jìn)行壓榨加工,同時改裝榨螺使用雙螺桿榨機(jī),增大壓力,使油部位移4cm~5cm,還根據(jù)品種不同的菜籽油的物理特性與生化特性的不同,可在各個工序上調(diào)節(jié)水份和溫度。在壓榨的階段還可適量摻糠,減慢滑動速度。進(jìn)行改造后的工藝可使每50kg油菜籽多出油0.5kg~1.0kg,并且油的品質(zhì)好,風(fēng)味純正,安全無污染,色澤濃郁,營養(yǎng)價值高。采用壓榨時溫度由原來的190℃降為150℃,結(jié)果使壓榨餅的變性程度低,同時過氧化值和酸值都有明顯降低,從而可作飼料,發(fā)酵培養(yǎng)基,食用蛋白等。并且此工藝可以進(jìn)行自動化,連續(xù)化生產(chǎn),可提供大量的菜籽油,滿足人們的日常需要。
關(guān)鍵詞
菜籽油;冷榨;雙螺桿榨機(jī);
50T/D technology of thick rapeseed oil and workshop equipment layout design
Abstract
This subject is to use the traditional squeezing technology to design the process of rapeseed oil, I will innovate and transform the traditional high temperature on rapeseed oil squeeze and control the temperature of crushing processing at 150℃, at the same time we will use twin-screw press to replace the old one to increase pressure and make oil areas more 4cm~5cm. I also consider the different varieties of rapeseed oil physical properties and biochemical characteristics to adjust moisture and temperature in each process. In the squeeze stage , it can be mixed with chaff to slow down the sliding speed. Changing the technology can make more 0.5kg~1.0kg per 50kg rapeseed oil and give the oil good quality ,nice flavor, high nutritional value and rich color, the most important is safe pollution-free. The pressing temperature decreases from 190℃ to 150℃ to make sure low degree of degeneration of press cake and achieve the lower peroxide value and acid value, which can be used to be as feed, fermentation medium, edible protein etc. And this process can be automated, continuous production, which can provide a large amount of rapeseed oil to meet people’s daily needs.
Key words
Colle seed oil; high temperature; Twin-screw press
II
1 前言
1.1 菜籽油的營養(yǎng)成分
菜籽油是高品位、高營養(yǎng)價值的純天然、無污染健康食用油,有“東方橄欖油”之美譽(yù)。氣味香醇,營養(yǎng)豐富,其對人體有益的油酸及亞油酸含量居各種植物油之冠,能呵護(hù)心腦血管疾病患者的身體健康,保護(hù)中老年人血管通暢。營養(yǎng)價值很高,富含多種人體必需營養(yǎng)素,具有抗衰老、抗突變,提高人體免疫力等作用。菜籽油的主要成分有生育酚,亞油酸,亞麻酸,油酸和菜籽甾醇等,蛋白質(zhì)脂肪和脂溶性維生素含量豐富,其中含花生酸0.4~1.0%,亞麻酸1~10%,油酸14~19%,亞油酸12~24%,芥酸31~55%,菜籽油所使用的原料是植物的果實(shí),所以成品菜籽油里面含有一定的種子磷脂,這種物質(zhì)對于人體的血管、神經(jīng)、大腦等發(fā)育具有重要的作用。
人體對菜籽油有較高的吸收率可高達(dá)99%,并且有利膽功能。肝臟處于不適的狀態(tài)下,菜籽油也能被人體吸收利用,不足的是菜籽油中缺少亞油酸,因此脂肪構(gòu)成不平衡。含有揮發(fā)性成分34種,硫甙降解產(chǎn)物9種,占42.92%,其中包含一定量的介子甙,具有刺激性氣味,人們稱作“青草味”。在食用時應(yīng)與富含亞油酸的食用油配合使用,可提高其營養(yǎng)價值[1]。但應(yīng)注意的是
經(jīng)科學(xué)鑒定,100 g 菜籽油中含有的營養(yǎng)成分見表1.1。
表1.1 100 g菜籽油中含有的營養(yǎng)成分
成分、含量
/mg
脂肪
99.9
k
2
Na
7
Ca
9
Mg
3
Fe
3.7
Mn
0.11
P
9
Se
20
1.2 菜籽油壓榨意義
1.2.1 菜籽油的作用
菜籽油色澤呈金黃色或者棕黃色,有一定的刺激氣味,民間稱這種氣味為“青氣味”,這是因?yàn)橛筒俗言诮?jīng)過榨油之后的成品里面含有一定量的芥子甙所導(dǎo)致的,而一般優(yōu)質(zhì)的菜籽油不含有芥子甙,所以也沒有這種刺激性氣味。在我國最重要的油料作物中,油菜籽就是其中一個,2003年及2004年的產(chǎn)量分別為1100萬噸和1500萬噸,產(chǎn)量位居世界油料作物產(chǎn)量之首。油菜籽中蛋白質(zhì)含量約有20%~27%,蛋白效價為2.5~3.8,所以油菜籽不僅是主要的油料來源,也是重要的提供植物蛋白的來源。
中醫(yī)理論認(rèn)為,菜籽油味甘、辛、性溫,可潤燥殺蟲、散火丹、消腫毒,臨床用于蛔蟲性及食物性腸梗阻,效果較好。機(jī)體對菜籽油中含有的不飽和脂肪酸和維生素等營養(yǎng)成分的吸收率較高,具有一定的延緩衰老,軟化血管的功效,由于菜籽是植物的種子,因此膽固醇含量很少或幾乎沒有,w3得含量也較高。還含有一定的磷脂對神經(jīng),血管,大腦的發(fā)育很重要。作為油料種類的一種,對于滿足人們?nèi)粘I铒嬍承枨笠灿泻艽蟮淖饔肹2]。
1.2.2 前景展望
菜籽油是我國主要食用油之一,主產(chǎn)于長江流域及西南、西北等地,產(chǎn)量居世界首位。在中國的油料銷售市場上,排名第一的是大豆油,第二是棕櫚油,菜籽油則位居第三。菜籽油在我國的地位舉足輕重,油菜種植范圍大,出油率高,占30%~50%,且油脂轉(zhuǎn)化率高,是世界上的主要油料作物之一,在最近幾年,菜籽油逐漸趕上大豆油和棕櫚油的產(chǎn)量,成為我國食用植物油的首要來源。每年中國的菜籽油消耗量達(dá)到500萬噸以上,而我國菜籽油的產(chǎn)量遠(yuǎn)滿足不了國人對菜籽油的需求,幾乎每年都要從德國,印度和加拿大等油料生產(chǎn)大國進(jìn)口大量菜籽油來滿足國人對油脂的消費(fèi)。目前,我國食用植物油的消費(fèi)形勢日益嚴(yán)峻,菜籽油產(chǎn)業(yè)成為保障植物油供給的關(guān)鍵環(huán)節(jié),且調(diào)味品市場每年的銷售量逐漸遞增,不僅在食品領(lǐng)域而且工業(yè)市場領(lǐng)域也占有一定的份額,市場空間不斷加大,因此調(diào)味品已經(jīng)不限于調(diào)味這一領(lǐng)域,逐漸占據(jù)了食品工業(yè)和餐飲工業(yè)的是市場。綜上所述,菜籽油具有其特有的香味和滋味,香味濃郁、口感滑爽、營養(yǎng)價值高,深得廣大市民的青睞,而且每年我國對油對油的消費(fèi)也在逐年上升,菜籽油已經(jīng)成為我國食用油的重要的一部分,菜籽油具有巨大的發(fā)展前景和廣闊的提升空間,是我國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的有力支撐[3]。菜籽油具有其特有的香味和滋味,香味濃郁、口感滑爽、營養(yǎng)價值高,深得廣大市民的青睞,而且每年我國對油對油的消費(fèi)也在逐年上升,菜籽油已經(jīng)成為我國食用油的重要的一部分。
2 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)原則
(1) 盡可能應(yīng)用當(dāng)今我國成熟的工藝流程和生產(chǎn)規(guī)范。
(2) 改造和創(chuàng)新后的工藝和環(huán)節(jié)必須通過實(shí)驗(yàn)后才能推廣應(yīng)用。
(3) 新的工藝生產(chǎn)出的油對人體健康無毒,不對人體產(chǎn)生威脅,也不存在潛在的危險(xiǎn),使用的設(shè)備易清洗和消毒。
(4) 設(shè)計(jì)的工藝流程應(yīng)盡可能減少能源的消耗和廢棄物的排放,應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)有效的原則,減少設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的花費(fèi)[4]。
2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)
傳統(tǒng)工藝中投資費(fèi)用高,加工溫度高,壓榨出的餅粕營養(yǎng)受損質(zhì)量不佳,餅粕利用的少,出油率不高,而采用壓榨工藝溫度為150℃,蛋白質(zhì)變性程度低,過氧化值和酸值都有明顯降低,壓榨后的餅粕有較高的利用價值,高溫壓榨時能源和電力的消耗巨大,而降低溫度壓榨后則可大大降低能源的消耗,還可延長壓榨設(shè)備的使用壽命,同時本課題設(shè)計(jì)的工藝流程同時考慮到了不同種類的油菜籽的水分含量和生化特性,在軟化和蒸炒時調(diào)節(jié)不同的參數(shù)進(jìn)行加工[5]。從而增加油菜籽的出油率。傳統(tǒng)采用的單螺旋機(jī)壓榨設(shè)備,每千克菜籽少出0.04kg~0.06kg油,而且毛油質(zhì)量也沒有雙螺榨機(jī)壓榨的好。特別是采用95型榨油機(jī),為了達(dá)到提高出油率的目的,在操作過程中就必須要提高榨膛的壓力和蒸炒時的溫度,使毛油顏色變黑,從而降低了菜籽油的質(zhì)量。油菜籽的出油率一般為30%,若使用雙螺旋榨機(jī),可使出油率提升2%~5%。使用雙螺榨機(jī)時可在沒有升高溫度的前提下,增大內(nèi)壓力從而使油部向后位移,從而增加了每千克油菜籽出油的量。在壓榨的最后階段可根據(jù)油菜籽質(zhì)量好壞,適量加入新鮮無雜物的糠可減緩滑動速度,從而提高了餅粕的出油率[6]。
2.1.2 產(chǎn)品成分
多不飽和脂肪酸:菜籽油中含花生酸0.4-1.0%,油酸14-19%,亞油酸12-24%,芥酸31-55%,亞麻酸1-10%。
揮發(fā)性成分:一共有34種其中醇類14.99%,醛類:14.36%,烯烴類:3.24%,硫甙降解產(chǎn)物42.99%,雜環(huán)17.59%,苯環(huán)7.45%[7]。
2.1.3 產(chǎn)品指標(biāo)
菜籽油-國家標(biāo)準(zhǔn)如下:
GB 2716 食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
GB 2760 食品添加劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)
GB 7718 食品標(biāo)簽通用標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 5490 糧食油料及植物油脂檢驗(yàn)一般規(guī)則
GB/T 5524 植物油脂檢驗(yàn)扦樣分樣法
GB/T 55251985 植物油脂檢驗(yàn)透明度色澤氣味滋味鑒定方法
GB/T 5527 植物油脂檢驗(yàn)折光指數(shù)測定法
GB/T 5528 植物油脂水分及揮發(fā)物含量測定法
GB/T 5529 植物油脂檢驗(yàn)雜質(zhì)測定法
GB/T 5530 動植物油脂酸值和酸度測定
GB/T 5531 植物油脂檢驗(yàn)加熱試驗(yàn)
GB/T 5533 植物油脂檢驗(yàn)含皂量測定法
GB/T 5534 動植物油脂皂化值的測定法
GB/T 5535 植物油脂檢驗(yàn)不皂化物測定法
GB/T 5538 油脂過氧化值測定
GB/T 5539 植物油脂檢驗(yàn)油脂定性試驗(yàn)
GB/T 5009.37 食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法
2.2 工藝流程及說明
2.2.1 壓榨車間工藝流程
油菜籽→清理→剝殼→軟化→軋胚→蒸炒→壓榨(壓榨溫度150℃)→壓榨毛油→過濾→菜籽毛油[1]
2.2.2 工藝說明
(1) 油菜籽收儲:油菜籽主要來自農(nóng)戶自采的和從油菜產(chǎn)業(yè)園采購的,油菜籽需要經(jīng)過驗(yàn)收、計(jì)量、干燥及冷卻后儲存,儲存一般在0~20℃的溫度環(huán)境中,調(diào)節(jié)儲藏環(huán)境中的氣體成分,利用植物種子后熟作用的生化原理,促進(jìn)油菜籽后熟。擬定油菜籽烘干規(guī)模為50t/d。
(2) 清理:是指利用清理設(shè)備及方法比如篩選,風(fēng)選,比重分選和磁選等去除油料中所含的泥土,金屬,沙石等雜質(zhì),油料中的雜質(zhì)及雜質(zhì)中的含油量應(yīng)符合相關(guān)的規(guī)定,其中菜籽油雜質(zhì)含量不得高于0.5%。
(3) 剝殼:為了增加油料的出油量以及餅粕中蛋白質(zhì)的利用率通常要對油菜籽進(jìn)行脫殼處理,剝殼后的油菜籽能減少油脂損失,提高出油率,因?yàn)橛土蠚ぶ猩丶澳z質(zhì)含量高影響最終油的品質(zhì),剝殼后制油,毛油的質(zhì)量好精煉率高[8]。
(4) 軟化:根據(jù)不同的油菜籽的水分含量的不同,正確的掌握水分調(diào)節(jié)、溫度及時間的控制,一般原料含水少,軟化時可多加些水,原料含水量高,則少加水。從而可增加餅粕的可塑性,軟化溫度與原料含水量相互配合,才能達(dá)到理想的軟化效果。
(5) 軋胚:料胚厚薄均勻,大小適度,不露油,粉末度低,并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。生胚厚度要求為:菜籽0.35mm以下,粉末要求:過0.83mm篩的物質(zhì)不超過3%。
(6) 蒸炒:可使料胚結(jié)構(gòu)細(xì)胞徹底破壞,分散的游離態(tài)油脂聚集;蛋白質(zhì)變性凝固,結(jié)合態(tài)油脂暴露;磷脂吸水膨脹。對于熟胚的具體要求,應(yīng)根據(jù)它的用途及被加工油料的種類和質(zhì)量來決定。但最重要的要求就是蒸炒后的熟胚應(yīng)生熟均勻,內(nèi)外一致,熟胚水分、溫度及結(jié)構(gòu)性能滿足制油要求[9]。
(7) 壓榨:壓榨取油過程就是借助機(jī)械外力的作用使油脂從油料中擠壓出來的過程。本課題選用雙螺旋榨油機(jī)替代了傳統(tǒng)的95型榨油機(jī),提高了榨油率。在榨機(jī)蒸炒鍋中蒸炒10~20分鐘,將料坯蒸炒至100~110℃,水分含量2.5~4%。預(yù)榨后壓榨餅的殘油在15%左右。
(8) 過濾:壓榨所得的毛油中,含有許多粗的和細(xì)的纖維雜質(zhì),粗脂肪,蛋白質(zhì),以及其他有色有味的物質(zhì)。油-渣分離即對這些壓榨毛油中餅渣的分離,一般要求壓榨的過程的排渣量須控制在15%以下。過濾是在壓榨車間壓榨操作后立即進(jìn)行,并對分離出的雜質(zhì)送到雙螺旋壓機(jī)中進(jìn)行復(fù)榨。分離含油雜質(zhì)采用沉降和過濾兩步分離的方法。第一步在澄油箱內(nèi)將大而重的固體餅渣分離,第二步用葉片過濾機(jī)分離細(xì)小的餅屑[10]。
工藝特點(diǎn)如下:
(1) 在軟化和蒸炒時根據(jù)不同油料的含水情況和生化特性,正確控制水分,溫度和加熱的時間。
(2) 壓榨的溫度在150℃很好的保證了餅粕的蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值,同時不影響油料的出油率,壓榨時才用的是雙螺旋榨機(jī),在不升高溫度的前提下,升高了內(nèi)壓同時提高了出油率[11]。
2.2.3 主要工藝設(shè)備說明
去磁器(cts系列)
永磁滾筒的特點(diǎn)是:吸鐵和排鐵的能力極強(qiáng),且磁力均勻,防止了被吸住的鐵再被油菜籽沖走的情況。
表2.1 去磁器主要參數(shù)如下:
型號 滾筒直徑(mm) 高度(mm) 處理量(t/h) 功率(kw) 轉(zhuǎn)速(r/min) 機(jī)重(kg)
cts-1221 845 1257 39~50 2.7 11 3670
高效振動篩
(1) 其作用是對油菜籽中的大雜質(zhì)和小雜質(zhì)及輕雜質(zhì)的有效分離,對預(yù)處理有很好的效果。
(2) 根據(jù)處理量的大?。?t/h),選TQLZ150×100型(1臺)。
表2.2 高效振動篩主要參數(shù)
篩面寬×長(mm) 處理量(t/h) 動力(kw) 風(fēng)量(m3/h) 機(jī)重(kg) 尺寸(mm)
500×200 7~8 1×0.75 5000~6500 1200 2650×2330×1680
(3) 根據(jù)進(jìn)口量1800 m3/h,并且初步確定選擇四聯(lián)下旋60型剎克龍,并且兩臺振動篩配一臺剎克龍。
得到需處理風(fēng)量:1800×4=7200 m3/h,選下旋60型四聯(lián)旋風(fēng)除塵器2臺。
∵ Q=0.75D外×0.1 D外×V×3000
Q=7200/8=900 V=10 m/s
6
∴ D外=0.9 m
H=(1.86+3) ×D外=3000mm
D內(nèi)=0.7× D外=400mm
所以選用下旋60型四聯(lián)旋風(fēng)除塵器外徑為600mm相應(yīng)的閉風(fēng)器。
重力分級去石機(jī)
(1) 其作用是從油菜籽中分離出比糧食比重大的雜質(zhì)。表2.3 重力分級去石機(jī)參數(shù)
(2) 根據(jù)輸送量的大小,選TQSF175型 (2臺),其技術(shù)參數(shù)如下:
表2.3 重力分級去石機(jī)參數(shù)
型號
去石板寬(mm)
產(chǎn)量 (t/h)
吸風(fēng)(m3/h)
動力 (KW)
尺寸(mm)
TQSF175
1000
3-5
12000
2*0.40
1896×1000×1800
(3) 根據(jù)處理風(fēng)量:12000m3/h,故選用四聯(lián)下旋60型旋風(fēng)除塵器2臺,根據(jù)吸風(fēng)量(12000m3/min),選下旋60型四聯(lián)旋風(fēng)除塵器
∵Q=0.40D外×0.1 D外×V×3000
Q=12000 ,V=10m/s(菜籽懸浮速10~13m/s度)
∴D外=0.846 m
H=(1.86+3) ×D外=3000mm
D內(nèi)=0.5× D外=600mm,選下選60聯(lián)D外=1000mm,根據(jù)處理風(fēng)量:Q=12000 m3/h,旋風(fēng)除塵器進(jìn)口風(fēng)速(12~18m/s),取管內(nèi)風(fēng)速:u=10m/s
(4) 計(jì)算風(fēng)管的直徑:
d=(4Q/πu)1/2=[2×12000/(3000×3.14×10)] 1/2=0.255m,故選用Φ630×12mm的熱軋無縫鋼管。其內(nèi)徑為:d=630-2×12=606mm。重新核算風(fēng)速:u=4Q/(πd2)=2×12000/(3000×3.14×0.6062)=15.5m/s。
3 工藝計(jì)算
3.1 物料平衡計(jì)算
原料: 菜籽50T∕D,含雜3%,含水9%,含油30~40%,菜籽符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
清選:清選后含雜指標(biāo)0.5%
輸出量及計(jì)算: 原料中精菜籽:50×97%=48.5t/d=2.02t/h
原料中含油:2.02×35% =0.707t/h
原料含雜:50×3%/24=0.0625t/h
清選后含雜質(zhì)x:x/(x+2.02)=0.5% x=0.01t/h
清選后去雜質(zhì)含量:0.0625-0.0101=0.0524t/h
清選后物料:2.02+0.01=2.03t/h
調(diào)質(zhì):原料2.03t/h,含水9%,調(diào)質(zhì)潤濕后含水10%
菜籽含水量:2.03×9%=0.183t/h
干菜籽量:2.03×92%=1.868t/h
潤濕后含水量x:x/(x+1.868)=10%,x=0.208t/h
潤濕后物料量:1.868+0.208=2.076t/h
加水量:0.208-0.183 =0.025t/h
蒸炒:物料量2.076t/h,水分含量10%,蒸炒后13%,生胚厚0.33mm
蒸炒前水含量:0.208t/h
仁干基的量:1.868t/h
蒸炒后的物料量:1.868/87%=2.147t/h
含水量2.147-1.868=0.279t/h
蒸炒加水量:0.279-0.208=0.071t/h
預(yù)榨:
物料量2.147t/h,榨機(jī)炒鍋蒸炒后水分5%,榨餅殘油14%。
榨機(jī)蒸炒前水含量:0.279t/h
仁干基的量:1.868t/h
蒸炒后的物料量:1.868/95%=1.966 t/h
預(yù)榨出油量:1.966×22%=0.433t/h
預(yù)榨后榨餅量:1.966-0.433=1.533 t/h
預(yù)榨餅含水量:1.966×5%/1.533=6.41%
調(diào)質(zhì)塔已知條件:
(1) 菜籽的進(jìn)口量,和出口量分別為:k1=48.740t/d:K2=49.276t/d
(2) 使用70℃的水對油料進(jìn)行濕潤,出口時氣體溫度為50℃,相對濕度未45%。
(3) 用溫度為100℃的半飽和蒸汽對油料進(jìn)行調(diào)質(zhì),流出來的冷水溫度為100℃。
干空氣的計(jì)算:
G=M/H2-H1
公式中:G―絕對干空氣的消耗量㎏
M―流過調(diào)質(zhì)塔后干燥的水分消耗量㎏,w=450㎏/h
H1―進(jìn)口空氣的相對濕度㎏
H2―出口空氣的相對濕度㎏
H1=0.45ф1ps1/p-ф1ps1
公式中:ф1―進(jìn)口空氣的相對濕度為1
ps1―90℃時設(shè)備的蒸汽壓Kpa:ps1=56.665Kpa
p―總壓Kpa,p=101.33 Kpa
H1=0.866㎏,H2=0.45ф2ps2/p-ф2ps2 公式中ф2 ―出口空氣的濕度45%,其中ps2―70℃時純水的飽和蒸汽壓30.453Kpa,p―總壓101.33 Kpa,H2=0.0236㎏/㎏絕對干空氣,G=845.337㎏絕對干空氣/h。帶入熱量的計(jì)算如下所示:
(1) 90℃的絕對干空氣和空氣中的水分帶入的熱量為
Q1=LCg3tg3+Lh3Iv3
公式中:G—絕對干燥空氣的消耗量(kg)絕對干燥空氣/h845.322㎏絕干空氣/h Cg1—90℃絕對干燥空氣的比熱容2.007kJ/(㎏絕對干空氣×℃)
tg1—絕對干燥空氣的溫度,90℃
H1—出口空氣的相對濕度㎏/㎏絕對干燥空氣:0.0133㎏/㎏絕對干空氣
Iv1—90℃時飽和水蒸氣的焓千焦/kg 2651.1kJ/㎏
代入數(shù)據(jù)得Q1=0.08328×106kJ/h
(2) 100℃的加熱蒸汽帶入的熱量
Q2=MIV2
公式中:M—加熱蒸汽的消耗量Kg/h
IV2—110℃時飽和水蒸氣的焓千焦/kg,2600.4 kJ/kg
代入數(shù)據(jù)得Q2=M×2600.4
(3) 25℃菜籽帶入的熱量為
Q3=G3×Cm×θ3
公式中:G3—油菜籽的進(jìn)口量kg/h:207kg/h
C3—菜籽的比熱容kJ /(㎏×℃) 0.5kcal/(㎏×℃)
θ3—菜籽的進(jìn)口20℃(其中1kcal=4.184kJ)
代入數(shù)據(jù)得Q3=2.039×106 kJ/h
3.2 帶出熱量的計(jì)算
(1) 60℃的廢氣和氣體水分帶走的熱量
Q4=LCg4tg4+Lh4Iv4
公式中 L—絕對干空氣的消耗量;Cg4—60℃絕對干燥空氣的比熱容 ;tg4—絕干空氣60℃ ;h4—出口空氣的濕度;Iv4—60℃時飽和水蒸氣的焓 ;
代入數(shù)據(jù)得Q4=0.326×106kJ/h 。
(2) 100℃冷凝水帶出的熱量為
Q5=M Iv5
公式中M—冷凝水的量kg/h ;Iv5—100℃時冷凝水的焓
9
代入數(shù)據(jù)得Q5= M×267.34
(3) 60℃的油菜籽帶出的熱量
Q6=G2×Cm×θ2
公式中G6—菜籽的出口量;Cm—菜籽的比熱容;θ2—菜籽的進(jìn)口:60℃
代入數(shù)據(jù)得Q6=5.780×106 kJ/h
(4) 熱量損失的計(jì)算
按總傳熱量的6%計(jì)算:Q7= ( Q2- Q5)×5%
(5) 熱平衡方程Q1+ Q2+ Q3= Q4+ Q5+ Q6+ Q7
M=4480.274g/h 即為加熱調(diào)質(zhì)塔內(nèi)菜籽的加熱蒸汽的消耗量,停留60min,調(diào)質(zhì)塔內(nèi)間接蒸汽的總熱量 Q=4.785×106 kJ/h。
蒸炒鍋
已知條件:(1)物料進(jìn)口溫度60℃,出口溫度80℃;(2)用于加熱的蒸汽150℃,0.5Mpa,出來的冷凝水150℃;(3)油菜籽進(jìn)口量2.07t/h,出口量2.96t/h。
3.3 帶入的熱量
(1) 60℃物料帶入的熱量Q1
Q1=G1Cmθ1
公式中G1—進(jìn)口量,3600kg/h;Cm—油菜籽平均比熱容,2.06 kJ;θ1—60℃
Q1=5.86×106kJ/h
(2) 150℃飽和蒸汽的熱量
Q2=M Iv4 公式中 M—飽和蒸汽量kg/h,待求;Iv4—150℃時飽和蒸汽的焓
Q2= M×270.9 kJ/h
3.4 帶出的熱量
(1) 80℃物料帶出的熱量Q3= G2Cmθ2 ,Q3=9.734×106 kJ/h
(2) 150℃的冷凝水的熱量 Q4=M Iv4 公式中M—蒸汽量kg/h,Iv4—150℃時冷凝水的焓。Q4= M×200.75
(3) 熱量損失的計(jì)算:Q5=(Q2- Q4)×6%
(4) 列熱平衡方程 Q1+Q2= Q3+Q4+Q3 ,M=956.0kg/h
3.5 雙螺旋榨機(jī)蒸炒鍋
已知條件:
(1) 物料進(jìn)口溫度80℃,出口溫度100℃;
(2) 用于加熱的飽和蒸汽150℃,0.6Mpa,出來的冷凝水150℃;
(3) 菜籽進(jìn)口量50.955t/d,出口量46.228t/d。
9
3.5.1 帶入的熱量
(1) 80℃物料帶入的熱量Q1
Q1=G1Cmθ1
公式中G1—進(jìn)口量,45000kg/h;Cm—菜籽平均比熱容,2.06kJ;θ1—80℃
Q1=8.064×106kJ/h
(2) 150℃蒸汽的熱量
Q2=M Iv4
公式中M—飽和蒸汽量Kg/h ;Iv4—150℃時飽和蒸汽的焓。
Q2= M×2003 kJ/h
3.5.2 帶出的熱量
(1) 100℃物料帶出的熱量
Q3= G2Cmθ2
公式中G1—出口量,36000kg/h;Cm—油菜籽平均比熱容2.06kJ;θ1—100℃。
Q3=9.36×106kJ/h
(2) 150℃的冷凝水的熱Q4=M Iv4 ,公式中M—飽和蒸汽量;Iv4—150℃時冷凝水的焓375.75kJ/kg ,計(jì)算得Q4= M×375.75
(3) 熱量損失的計(jì)算:Q5=(Q2- Q4)×6%
(4) 列熱平衡方程Q1+Q2= Q3+Q4+Q3 ,M=180.58kg/h
3.6 冷卻干燥箱
已知條件:(1)進(jìn)口溫度90℃;(2)干燥前油料量:45.567t/h,干燥后油料量:45.000t/h;(3)冷卻用的進(jìn)口氣流溫度20℃,空氣相對濕度50%;(4)出口廢氣溫度70℃,空氣相對濕度65%。
3.6.1 帶入熱量的計(jì)算
(1) 絕對干空氣和空氣中的水分帶入的熱量
Q1=LCg1t g1+Lh1IV1
公式中:L―絕對干空氣消耗量每千克干空氣
Cg1―20℃絕對干空氣的比熱容1.002kJ
t g1―絕對干空氣的溫度20℃
h1―進(jìn)口空氣的相對濕度0.0332㎏
IV1―20℃時水蒸氣的焓1998.3 kJ
Q1=68.08·LkJ/h
10
(2) Q2=G1Cmθ2 公式中G1—油菜籽的進(jìn)口量,24000kg/h; Cm—油菜籽的平均比熱容為,2.33kJ/kg;θ2—油菜籽的進(jìn)口溫度100℃。計(jì)算得Q2=6.03×106kJ/h。
3.6.2 帶出熱量的計(jì)算
(1) 70℃的廢氣和其水分帶走的熱量為
Q3=LCg3tg3+Lh3Iv3
公式中:L—絕對干燥空氣的消耗量㎏
Cg3—70℃絕對干空氣的比熱容0.002kJ
tg3—絕對干空氣的溫度℃,70℃
h3—出口空氣的濕度㎏ h=0.1004㎏
Iv3—60℃時飽和水蒸氣的焓kJ/kg:2000.5㎏/㎏
Q3=400.06·LkJ/h
(2) Q4=G2Cmθ4 公式中G2—菜籽的出口量,25000 kg/h;Cm—菜籽平均比熱容,6.07kJ/kg·℃;θ4—菜籽的出口溫度,定為70℃,計(jì)算得Q4=3.37×106kJ/h。
(3) 熱量損失按總傳熱量的6%計(jì)算:Q5= ( Q2- Q4)×6%
2.2.4.4列熱平衡方程
Q1+ Q2= Q3+ Q4+ Q5
計(jì)算得:L=6000.45 kg/h因油料溫度可低至50℃以下,因此滿足浸入水分的要求。
4 蒸汽、冷凝水、和電的消耗量
4.1 蒸汽的消耗量
表4.1 蒸汽的消耗量
設(shè)備型號
G1a
G2a
G3a
G4a
G6a
G7a
G2b
總消耗量
蒸汽量(㎏/h)
156.35
235
256.44
367.4
4367.8
675.2
390.2
6448.39
4.2 冷凝水的消耗量
表4.2 耗水量
設(shè)備型號
G2a
G4a
其它設(shè)備用水量
總消耗量
冷凝水(㎏/h)
4567.38
670.129
238.7
5476.209
4.3 用電的消耗量
清理車間,壓榨車間,辦公房,食堂,用電量為180LX, 內(nèi)包裝室,消毒室,成品貯藏室用電量為120LX。車間的燈的種類用泛光燈,辦公房、食堂用的照明燈為無極燈,包裝室和消毒室用LED燈。所有車間和部門全部采用集中控制,分散控制用于衛(wèi)生間的照明。
5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
5.1 總投資的經(jīng)濟(jì)消耗
(1) 車間廠房的建筑面積
工廠的建筑物主要有:清理除雜間、原料倉庫、壓榨間、內(nèi)包裝間、成品倉庫、消毒室、辦公樓。
表5.1 建筑物經(jīng)濟(jì)核算表
名稱
面積m2
單價(元/m2)
估計(jì)投資(萬元)
壓榨間
4000
300
120
成品倉庫
400
200
8
消毒室
400
200
8
食堂
100
500
5
辦公樓
250
400
10
內(nèi)包裝間
2000
200
40
合計(jì)
7150
—
191
由表可知,每天加工50t油菜籽廠建筑物總投資191萬元。
(2) 生產(chǎn)設(shè)備投資的經(jīng)濟(jì)消耗
每天加工50t油菜籽廠需要購置生產(chǎn)設(shè)備及價格
表5.2 生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)核算表
設(shè)備名稱
規(guī)格型號
數(shù)量
單價(萬元)
總價(萬元)
下料斗
3000*2000
1
3.5
3.5
刮板輸送機(jī)
MC20
3
2.0
6
斗式提升機(jī)
TZD200
4
2.6
10.4
倒班倉
4000
3
1.1
3.3
暫存油箱
2000,R=4000
4
2
8
振動篩
TQZ100*2000
2
3.1
6.2
管道次選機(jī)
300
3
3
9
壓胚機(jī)
YPSG25*80
1
2.3
2.3
刮板輸送機(jī)
MC16
2
4
8
剝殼機(jī)
YTTK-80
3
1.7
5.1
螺旋輸送機(jī)
炒籽機(jī)
熱風(fēng)爐
雙刮板輸送機(jī)
雙螺桿榨機(jī)
澄油箱
油渣刮板
濁油泵
葉片過濾器
GSS16
WKCZ-120
MMK12
GSS18
SSZY20*2
2000*4000
GSS20
2GY1.1/1.45
NYB-10
5
3
4
3
4
3
7
2
2
2.5
3.1
2
2
2.1
1.8
1.8
1.3
2.6
12.5
9.3
8
6
8.4
5.4
12.6
2.6
5.2
合計(jì)
—
—
—
131.8
由圖表得出,每天加工50t油菜籽廠生產(chǎn)設(shè)備的投資為131.8萬元。
(3) 資產(chǎn)總投資的估算為:固定資產(chǎn)總投資=建筑物經(jīng)濟(jì)總量+生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)濟(jì)總量=191+131.8=322.8(萬元)
(4) 流動總資產(chǎn)
油菜籽廠的流動資金按固定資產(chǎn)的25%計(jì)。也就是日加工50噸油菜籽廠需要的流動資金為:固定資產(chǎn)總投資估算×25%=322.8×25%=80.7(萬元)
(5) 總投資估算為
總投資估算=固定資產(chǎn)總投資+流動總資產(chǎn)=322.8+80.7=403.5(萬元)
5.2 每天總花費(fèi)估算
(1) 原輔料花費(fèi)估算
表5.3 每天原輔料消耗量
由表可知每天原輔料消耗量,根據(jù)各原輔料市場價格,即得日原輔料成本。
名稱
日消耗量(噸)
價格(元/kg)
金額(萬元)
油菜籽
50
5100
25.5
其他輔料
1
3000
0.3
合計(jì)
—
—
25.8
每日原輔料經(jīng)濟(jì)總值為25.8萬元。
(2) 員工每月工資估算
表5.4 員工每月工資表
工種
人數(shù)
工資(月)元
總計(jì)(萬元)
管理層人員
8
8000
6.4
技術(shù)人員
10
7000
7
人事部門
20
5000
10
雜工
15
3000
4.5
員工工資每月共計(jì):6.4+7+10+4.5=27.9萬元;每天平均為27.9/30=0.93萬元
(3) 日產(chǎn)量飲用水及中水計(jì)算
日產(chǎn)量飲用水量=壓榨用水量×(1+1%損耗量)=5000×(1+1%)=5.5噸,飲用水單價為2.8元每立方米,日產(chǎn)量飲用水消耗費(fèi)用=單價×用水量=2.8×5.5=15.4元。
中水單價為1元每立方米,日產(chǎn)量中水用水1噸,日產(chǎn)量中水消耗費(fèi)用=單價×用水量=1×1 =1元,每天用用水總投資為15.4+1=16.4元。
(4) 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)
油菜籽廠固定資產(chǎn)折舊費(fèi)可按固定資產(chǎn)投資額的15%計(jì)。
固定資產(chǎn)折舊費(fèi)=322.8×15%=48.42(萬元)
企業(yè)管理費(fèi)按照國家相關(guān)政策的規(guī)定,企業(yè)管理費(fèi)可按總投資的4%計(jì)。
14
即:管理費(fèi)=737.15×4%=29.486(萬元)
日總成本為:191+131.8+322.8+80.7+25.8+0.93+16.4+48.42=737.15+29.484=766萬元
(5) 日總產(chǎn)值
日加工50噸油菜籽,每噸油菜籽的出油率為35.2%,經(jīng)過精煉后損失為5%。
日產(chǎn)出油值=油菜籽總量×出油率=50×35.2%≈17.60噸
每日銷售額=日產(chǎn)出油值×市場價格=17.6×50=880(萬元)
5.3 日毛利核算
日毛利=日產(chǎn)值-日成本=880-766=114(萬元)
5.4 年利稅估算
該項(xiàng)目屬農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域,按照國家相關(guān)稅收政策規(guī)定,農(nóng)副產(chǎn)品加工企業(yè)的企業(yè)所得稅和營業(yè)稅總和可按產(chǎn)值的20%計(jì)。
即:日利稅=114×20%=22.8(萬元)
5.5 日純利核算
企業(yè)日純利=日毛利-日利稅=114-22.8=91.2(萬元)
5.6 回收期
回收期=固定資產(chǎn)投資÷日純利=322.8÷91.2=3.53年
5.7 社會效益
本項(xiàng)目建成后,可增加農(nóng)民種植油菜籽的收入;帶動了一系列相關(guān)油料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為提高我國人民生活水平做出了積極的貢獻(xiàn);同時提高了周圍就業(yè)率,本項(xiàng)目可提供30個就業(yè)崗位。
6 生產(chǎn)車間衛(wèi)生和安全
6.1 廢水、廢渣的處理
廢水的主要危害:若是生產(chǎn)時排出來的廢水未經(jīng)處理就排進(jìn)湖里,會引起湖水的污染,從而水體富營養(yǎng)化,水質(zhì)遭到嚴(yán)重的污染,水體發(fā)臭,不利于植物和魚類的生長。所以有必要采取措施將廢水中的污染物分離出來,使有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變成無害物質(zhì),使廢水得到凈化。
6.2 個人衛(wèi)生
(1) 所有的員工在進(jìn)廠之前必須進(jìn)行體檢,尤其在傳染病這點(diǎn)著重檢查,員工不得
含有乙肝,甲肝,肺結(jié)核等傳染病,亦不能含有化膿性皰疹等皮膚病。體檢后,獲得健康證明方可進(jìn)廠工作。
(2) 所有進(jìn)廠員工必須準(zhǔn)守廠里的衛(wèi)生規(guī)章制度不得隨地吐痰,將生產(chǎn)用料隨意放置,生產(chǎn)后不用的機(jī)器要及時清理干凈。
14
(3) 員工進(jìn)入生產(chǎn)車間前必須換上干凈的工作服,長頭發(fā)的員工需將頭發(fā)盤起,帶上工作帽不得將頭發(fā)掉在生產(chǎn)車間內(nèi)。
(4) 上班時間不得隨意玩弄手機(jī),不得嬉戲打鬧,每進(jìn)行一個環(huán)節(jié)必須簽上負(fù)責(zé)人的名字。
(5) 生產(chǎn)車間嚴(yán)禁煙火,不得攜帶打火機(jī)等產(chǎn)生明火的東西,嚴(yán)謹(jǐn)抽煙吃零食等行為,違反者要視情況進(jìn)行懲罰。
6.3 廠區(qū)內(nèi)公共衛(wèi)生
(1) 廠區(qū)內(nèi)要有完整的,不漏水的且與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)的排水系統(tǒng)和下水系統(tǒng),廠區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁有污水沉積。
(2) 廠區(qū)內(nèi)的男女廁所完全按照蹲式設(shè)計(jì),便于排污,且容易打掃和清洗,且不易堵塞,廁所的位置不能設(shè)置在與生產(chǎn)車間相近的位置,而且?guī)锩鎽?yīng)設(shè)置消毒池。
(3) 廠區(qū)內(nèi)的物品要擺放整齊,不得隨意放置,要有男女更衣柜,不得存放有礙生產(chǎn)的物品。
(4) 廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)生的垃圾和廢料應(yīng)當(dāng)天及時清理出廠區(qū),禁止隔天存放,生產(chǎn)時用到的原料,輔料等應(yīng)有專有的倉庫存放,不得存放能產(chǎn)生明火的物品。
(5) 廠區(qū)內(nèi)任何地方都不得有能產(chǎn)生毒害氣體的或者有損廠區(qū)整體衛(wèi)生的設(shè)施。
(6) 上班期間嚴(yán)禁員工攜帶寵物在廠區(qū)以內(nèi)活動,嚴(yán)禁在廠區(qū)內(nèi)飼養(yǎng)任何動物。
6.4 生產(chǎn)安全
全部進(jìn)操作車間上班的員工必須經(jīng)過培訓(xùn)之后才能進(jìn)行上崗生產(chǎn),生產(chǎn)車間內(nèi)嚴(yán)禁有產(chǎn)生明火的物品,蒸汽管道要用石棉包裹,防止?fàn)C傷工作人員。生產(chǎn)車間的地板要采用防滑地板,防止工作人員摔傷,車間的照明要保證充足,給員工提供良好的工作環(huán)境。生產(chǎn)時嚴(yán)禁有油灑落到地面,車間內(nèi)須配置完整的滅火措施,以防意外發(fā)生。
6.5 生產(chǎn)現(xiàn)場生產(chǎn)衛(wèi)生要求
(1) 生產(chǎn)車間內(nèi)的機(jī)器,當(dāng)天下班后你必須清理干凈沒有生產(chǎn)時產(chǎn)生的廢渣殘留。
(2) 辦公桌上的文件和資料要擺放整齊,無異物,雜物。
(3) 生產(chǎn)車間的地板要及時清理,不得長時間出現(xiàn)油漬,不得在生產(chǎn)車間內(nèi)亂扔垃圾。
(4) 生產(chǎn)時所有用到的工具在使用之前需清洗干凈,經(jīng)由負(fù)責(zé)人檢查合格后方得使用。
(5) 生產(chǎn)車間內(nèi)用的燈,風(fēng)扇,及天花板每天都要在開工之前進(jìn)行打掃,防止生產(chǎn)過程中有灰塵落入原料中。
(6) 機(jī)器設(shè)備上的臟污要及時清理干凈以免生銹,在使用機(jī)器之前要對其進(jìn)行消毒處理,并將消毒液處理干凈。
(7) 上班時工作人必須穿工作服上班,且工作服干凈整潔。
(8) 生產(chǎn)車間內(nèi)嚴(yán)禁隨地吐痰,吃零食,及吸煙等有違規(guī)定的行為。
(9) 在上班前不得酗酒,違規(guī)者開除處理,不得帶有打火機(jī)等危險(xiǎn)物品進(jìn)車間。
(10) 在準(zhǔn)備生產(chǎn)的預(yù)備工作時,要將原料,成品,半成品以及生產(chǎn)過程中需要用到的設(shè)備按使用的先后順序準(zhǔn)備好,不得隨意放置以免造成生產(chǎn)過程中的混亂,在生產(chǎn)過程中需注意用電安全,防止意外事故的發(fā)生。
6.6 下班后安全及衛(wèi)生工作
(1) 使用過的設(shè)備機(jī)器要清洗干凈,地面不得有污水和油漬的殘留,生產(chǎn)時用到的工作,下班后要擺放整齊。
(2) 檢查電的總開關(guān)是否關(guān)閉,管道的閥門是否擰緊。
(3) 離開生產(chǎn)車間時檢查門、窗等是否關(guān)閉。
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致 謝
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了導(dǎo)師張海龍的大力指導(dǎo)和幫助,張老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和工作作風(fēng)令我獲益良多。張老師對車間、設(shè)備設(shè)計(jì),有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在設(shè)計(jì)過程中我遇到許多難題,正是在張老師的指導(dǎo)和幫助下才這些問題得以解決的,在這里,請?jiān)试S我向張老師表示深摯謝意。在這里我還要衷心感謝小組的所有同學(xué),感謝你們對我的幫助和支持,和你們一起度過的時光將成為我大學(xué)里永遠(yuǎn)美好的回憶。
最后,向所有關(guān)心和幫助我的同學(xué)、朋友、親友和老師們致以誠摯的謝意!
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