年產(chǎn)10萬噸大豆油工藝流程設(shè)計

1、食品工廠設(shè)計與環(huán)境保護課程設(shè)計題目：年產(chǎn)10萬噸大豆油工藝流程設(shè)計 學(xué) 院：專 業(yè)： 食品科學(xué)與工程 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 課程設(shè)計（論文）時間：2011年6月7 6月14日 共 2周摘 要該設(shè)計介紹了年產(chǎn)量10萬噸大豆油的生產(chǎn)流程設(shè)計，包括工藝流程及操作要點，物料計算，熱量計算，主要設(shè)備選型等。關(guān)鍵詞：大豆油，工藝流程，設(shè)備選型目 錄摘 要目 錄第一章 引 言1 1.1 大豆油脂的主要成分 1.2 大豆油脂的物化特性 1.3 工藝設(shè)計原則第二章 工藝流程及操作要點42.1 工藝流程42.2 操作要點4第三章 相關(guān)計算93.1 物料計算93.2 熱量計算10第四章 輔助設(shè)備的選型12結(jié)束語

2、15參考文獻16致 謝17第一章 引言大豆油中含有大量的人體必需脂肪酸亞油酸，在人體內(nèi)起著重要的生理作用。幼兒缺乏亞油酸皮膚會變得干燥，鱗屑增厚，老年人缺乏亞油酸會得白內(nèi)障。大豆油在人體內(nèi)的消化率高達97.5%，且有阻止膽固醇在血管沉積、防止動 脈粥樣硬化的作用。因此大豆油是一種優(yōu)質(zhì)的植物油。1.1大豆油脂的主要成分大豆油脂的脂肪酸組成大豆油脂的主要成分是由脂肪酸與甘油所形成的酯類。構(gòu)成大豆油脂的脂肪酸種類很多，達10種以上。大豆油脂中的不飽和脂肪酸的含量很高，達80%以上，而飽和脂肪酸的含量則較低。這種特定的脂肪酸組成，決定了大豆油脂在常溫下是液態(tài)的，屬于半干性油脂（在植物油中，在常溫下放置

3、會干固的稱為干性油，不會干固的稱為不干性油，具有中間性質(zhì)的稱為半干性油）。大豆磷脂 除脂肪酸甘油酯外，大豆油中還含有約1.1%3.2%的磷脂。大豆磷脂主要有磷脂酰膽堿（卵磷脂，PC）、磷脂酰乙醇胺（腦磷酯，PE）、 磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）、磷脂酰絲氨酸、磷脂酸、磷脂酰甘油、二磷脂酰甘油、縮醛磷脂、溶血磷脂等。大豆磷脂是油脂加工副產(chǎn)物，可用不同工藝加工成適于不同用途的濃縮磷脂、除油粉狀磷脂、精制粉狀磷脂、復(fù)配磷脂、化學(xué)改性和酶改性磷脂。到目前為止，大豆磷脂最重要的應(yīng)用領(lǐng)域是乳化劑。不皂化物脂質(zhì)與堿同時加熱時，中性脂肪（甘油三酯）皂化，未皂化的殘留成分稱為不皂化物。大豆油脂中的不皂化物主要為甾醇類

4、，類胡蘿卜素，植物色素及生育酚類物質(zhì)，總含量約為0.5%1.6%。1.2大豆油脂的物化特性 主要物理性質(zhì) 大豆油脂在常溫下呈液態(tài)，為半干性油。優(yōu)質(zhì)大豆油呈琥珀色，而變質(zhì)的大豆生產(chǎn)的豆油呈深棕色，未成熟的大豆生產(chǎn)的豆油呈綠色，并有典型的“豆腥味”。大豆油脂是各種甘油酯的混合物，具有多晶現(xiàn)象，所以無確切的熔點，其大致范圍為-18-8 ，而凝固點一般比熔點略低，大豆油脂的沸點很高（200以上），故未加熱達到沸點時，便會發(fā)生分解。煙點、閃點、燃點都是油脂與空氣接觸加熱時熱穩(wěn)定性的測量標志。大豆毛油的煙點為210，精煉油為256；大豆毛油的燃點354，精煉油為356；大豆毛油的閃點為316，精煉油為32

5、6。主要化學(xué)性質(zhì)水解和酸價在適當(dāng)?shù)臈l件下，油脂與水反應(yīng)能分解成脂肪酸與甘油，這個反應(yīng)稱為油脂的水解。在反應(yīng)中加入合適的催化劑（如酸、堿、金屬氧化劑或酶等）或提高反應(yīng)的溫度，都能增加油在水中的溶解度，從而加速油脂的水解反應(yīng)。如催化劑為堿，則生成的脂肪酸會轉(zhuǎn)化成脂肪酸鹽（肥皂）。因此，把脂肪在堿性溶液中的水解也稱為皂化反應(yīng)。在加工制作含脂量高的食品時，若混入強堿則會使產(chǎn)品帶有肥皂味，有礙食用。堿與脂肪酸及脂肪的作用可以反映大豆油脂的兩個重要指標：酸價與皂化價。酸價是指中和1g油脂中的游離脂肪酸所需要氫氧化鉀的毫克數(shù)。大豆油脂在貯存過程中，由于水分及溫度的因素也會產(chǎn)生緩慢水解作用，生成一部分游離脂肪

6、酸，所以說油脂的酸價越高，質(zhì)量越差，越不新鮮。大豆油酸價為0.06.皂化價是指皂化1g油脂所需的氫氧化鉀毫克數(shù)。當(dāng)油脂中存在不皂化物時，其皂化價降低，由此可以判斷油脂的純度。大豆油的皂化價為188196.氫化與碘價大豆油脂因含有相當(dāng)量的不飽和脂肪酸而呈液態(tài)，不飽和脂肪酸在催化劑（如鎳）存在下可在不飽和鍵上加氫變成固態(tài)。食品工業(yè)上利用植物油加氫制造“人造奶油”就是這個原理。不飽和雙鍵還可與鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，稱為鹵化，吸收鹵素的量反映不飽和雙鍵的多少。通常用碘價表示脂肪酸與脂肪的不飽和程度。所謂 碘價就是指每100g脂肪或脂肪酸吸收碘的克數(shù)。大豆油的碘價為114138.氧化與酸敗大豆油脂暴露在空氣

7、中會發(fā)生自動氧化作用，使油脂酸臭、口味變苦，這種現(xiàn)象即稱為酸敗。原因是脂肪中的不飽和烴鏈被空氣中氧所氧化，生成過氧化物，過氧化物繼續(xù)分解，產(chǎn)生低級的醛和羧酸，這些物質(zhì)產(chǎn)生令人不愉快的嗅感和味感，即俗稱的哈喇味。飽和脂肪酸也能發(fā)生自發(fā)氧化，但速度要慢得多。油脂酸敗的另一個原因是在微生物作用下，脂肪分解為甘油和脂肪酸，脂肪酸經(jīng)一系列的酶促作用后生成 酮酸，脫羧后成為具有苦味及臭味的低級酮類。過氧化物值是顯示油脂自動氧化程度的一個重要指標。但是氫過氧化物較不穩(wěn)定，易分解，所以氧化程度較大時，并不能全面反映真實情況。我國食用植物油規(guī)定過氧化值不得超過0.15%。硫代巴比妥酸值是通過測定油脂中丙二醛的量

8、來反應(yīng)油脂氧化程度的一個指標，可與過氧化值共同使用。1.3 工藝設(shè)計原則當(dāng)前世界范圍內(nèi)的制油方法主要有機械法、浸出法與水劑法三種制油方法。大豆加工需要按照產(chǎn)品要求選擇不同的加工工藝。工業(yè)上常采用浸出法制油。浸出法制油工藝按浸出前油料的預(yù)處理過程可以分為兩種：一種是預(yù)榨浸出工藝，另一種是一次浸出工藝。目前國內(nèi)普遍采用一次浸出工藝。 第二章 工藝流程及操作要點2.1 工藝流程浸出工藝 大豆清理破碎軟化軋坯入浸料存料箱封閉攪籠浸出器濃混合油混合油處理工藝 過濾混合油貯罐第一蒸發(fā)器第二蒸發(fā)器汽提塔毛油毛油精練工藝 水化凈油真空脫臭過濾凈油 預(yù)熱加水水化靜置沉淀分離 大豆油腳加熱鹽析沉淀 回收大豆油2.

9、2 操作要點原料的清理和分選大豆在生長、收獲、貯藏和運輸過程中，都會混入一定數(shù)量的雜質(zhì)，加工時首先應(yīng)將它們?nèi)コ?。清理和分選是根據(jù)各種雜質(zhì)與大豆籽粒間的不同物理性質(zhì)，利用清理設(shè)備將雜質(zhì)分離出的過程。通過清理和分選不僅可以提高油品與脫脂大豆的質(zhì)量，而且還會提高設(shè)備的處理能力，減輕對設(shè)備的磨損，延長設(shè)備的使用壽命，實現(xiàn)安全生產(chǎn)。清理和分選工藝與設(shè)備效果的好壞，通常用清理后大豆的最大含雜率和下腳中含籽率來衡量。良好的效果，需要通過幾種清選手段的組合才能達到。篩選、風(fēng)選、密度分選法、磁選是最基本、最常用的清理方法。大豆脫皮技術(shù) 生產(chǎn)食用脫脂大豆，脫皮是不可缺少的工序。大豆脫皮可以在浸泡前，也可在浸泡后進

10、行。生產(chǎn)中，對脫皮工序總的要求就是脫皮率要高，脫皮損失要小，蛋白質(zhì)變性要低。衡量脫皮效果的好壞主要是3個指標：脫皮率，仁中含皮率和皮中含仁率。實踐表明，大豆的脫皮效果主要與其含水量有關(guān)，大豆的水分最好控制在9.510% ，過高或過低，脫皮效果都不理想。大豆破碎的程度也與脫皮效果有關(guān)，大豆在破碎后最好分成2瓣，不能超過4瓣。坯料制備坯料的制備主要包括道工序，即破碎、軟化和軋坯。破碎經(jīng)脫皮得到的豆瓣往往都需要進一步破碎，調(diào)整粒度。因為坯料顆粒度的大小與后續(xù)工序的浸出效率直接相關(guān)，顆粒過大，浸出效率低；顆粒過小，相應(yīng)粉末度就高，會阻礙溶劑在料層內(nèi)的滲透，發(fā)生溶劑“短路”現(xiàn)象。一般大豆破碎到48 瓣，

11、粉末度（通過20 目篩眼）小于10% 為宜。破碎機以槽輥式破碎機為好，它效率高，粉末度小。軟化軟化就是使經(jīng)過破碎的大豆籽仁變軟的工序，其方法就是調(diào)溫調(diào)濕。軟化的作用主要是：賦予大豆仁一定的可塑性，便于軋坯時能軋出薄片；軋坯時不粘輥，粉末度小。為了達到上述目的，溫度和水分必須適當(dāng)。對于采用一次浸出工藝的大豆仁，軟化后的水分最好在8%12%之間。常用的軟化設(shè)備有層疊式軟化鍋和臥式蒸汽絞籠。軋坯軋坯是利用滾筒式壓坯機將大豆顆粒壓成薄片狀坯料的工序。軋坯的作用有兩點：一是增大表面積，二是破壞細胞。其目的就是提高浸出效率。軋出的坯料，要求厚薄適當(dāng)、均勻。過薄易疊片，增加粉末度；過厚不利于浸出。一般坯料厚

12、度要求在0.250.40之間。軋坯機的類型較多，如并列式對輥軋坯機，雙對輥壓坯機，直立式三輥、四輥和五輥式軋坯機。無論哪種軋坯機，它們的基本構(gòu)造都是喂料機構(gòu)、軋輥、軋距調(diào)節(jié)機構(gòu)、刮料板、機架以及傳動系統(tǒng)等部分組成。油脂浸出大豆油脂浸出的溶劑能溶解油脂的有機溶劑種類比較多，但不是都可以用作浸出油脂的溶劑。按照油脂浸出工藝及安全生產(chǎn)的需要，用作浸出油脂的溶劑應(yīng)具備以下幾項條件。1）對油脂有強的溶解能力。2）既要容易汽化，又要容易冷凝回收。3）溶劑本身性質(zhì)要穩(wěn)定。4）不與水互溶。5）使用過程中要求安全不易燃燒，不易爆炸，對人畜無毒害。6）為滿足大規(guī)模生產(chǎn)需要，要求溶劑的價格低廉，來源豐富。我國目前普

13、遍采用“6號溶劑油”。影響浸出效率的主要因素1）坯料自身因素坯料自身因素主要是指坯料細胞組織結(jié)構(gòu)破壞程度，顆粒大?。ǘ蛊穸龋勰┒?，水分等。通常應(yīng)控制坯料的水分含量在8%12%之間；大豆破碎到48瓣；粉末度（通過20目篩眼）小于10%為宜；坯料厚薄 適當(dāng)、均勻，一般在0.250.40之間。2）浸出溫度提高浸出溫度能提高溶劑對油脂的提取能力，降低混合油黏度，有利于混合油在料層中滲透，有利于提高浸出效率。但浸出溫度過高，溶劑大量汽化，浸出器內(nèi)壓力升高，溶劑滲漏量增加，損耗也就增加。如果浸出溫度超過溶劑沸點，浸出過程就不能正常進行。另外浸出溫度高，混合油中非油脂雜質(zhì)增加，會降低毛油質(zhì)量。一般情況

14、下，浸出溫度低于溶劑沸點1015?，F(xiàn)國內(nèi)普遍采用的溶劑浸出溫度為5055。3）浸出時間浸出過程中間隔一定時間測定坯料中的含油量。浸出過程坯料在開始的3min 內(nèi)，坯料含油量降低很快，也就是說這段浸出速度很快，大約有80% 的油脂被浸提出來；浸提至10min左右時，坯料中含油量降低速度減慢，即浸出速度降低；浸出10min之后，坯料中含油量變化很小，說明浸出已經(jīng)接近平衡。因此浸出速度是隨坯料中含油量的降低而降低，無限制地延長浸出時間，對提高取油效率無多大意義。目前國內(nèi)一般情況下浸出周期（浸出回轉(zhuǎn)一周的時間）為90110min ，其中包括進料，溶劑最后滴干及出料時間，實際浸出時間為5070min。4

15、）溶劑用量溶劑用量以溶劑比表示，即所使用的溶劑量與被處理原料之比。溶劑比大，處理同樣數(shù)量油料，所用的溶劑多，這對于降低粕中殘油有利，但最后所得混合油濃度低，增加了溶劑回收的能源消耗和溶劑本身的損耗。如溶劑比太小，粕中殘油率高。通常采用的溶劑比是（0.81）:1?；旌嫌驼舭l(fā)汽提在浸出器內(nèi)溶劑提取了大豆的油脂成混合油，還未達到提取油的最終目的，必須把油脂從混合油中分離出來，得到浸出毛油，溶劑再循環(huán)使用。常用的方法就是蒸發(fā)和汽提。混合油蒸發(fā)和汽提工序的基本過程和主要技術(shù)指標由浸出器抽出的混合油濃度一般為2030%。首先經(jīng)過濾、鹽析去除其中的雜質(zhì)。過濾去除的是混合油中的非溶性固體雜質(zhì)。鹽析就是用鹽水處

16、理混合油，使隨油脂一起被浸提出來的黏膠性物質(zhì)凝聚析出，防止混合油蒸發(fā)、汽提過程中，這些黏膠性物質(zhì)粘附在設(shè)備上形成垢層?；旌嫌瓦^濾器篩網(wǎng)規(guī)格100目。用于鹽析的鹽水濃度為5%。除雜后的混合油先經(jīng)過第一次蒸發(fā)，混合油濃度提高到60%65%，再經(jīng)過第二次蒸發(fā)，混合油 的濃度達到90%95%，最后進行汽提（化工上稱水蒸氣蒸餾），把混合油中溶劑基本除盡，得到浸出毛油。各次蒸發(fā)和汽提產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)冷凝回收，分離去水，溶劑再循環(huán)使用。混合油汽提的原理與設(shè)備混合油經(jīng)二次蒸發(fā)后濃度達90%95%，最后去除殘余的溶劑必須用汽提的方法。汽提就是向混合油直接噴蒸汽，混合油與水蒸氣直接接觸。當(dāng)混合油濃度達90%95%時，

17、它的沸點急劇 升高，如果繼續(xù)用保持沸騰狀態(tài)蒸發(fā)剩余油，勢必把混合油加熱至很高溫度，這將嚴重影響毛油質(zhì)量，如油的顏色加深，氧化速度加快甚至分解。顯然不能簡單地采用常壓下加熱的辦法來脫除剩余的溶劑。采用汽提方法 ，可以使油在不高的溫度下（110115 ）繼續(xù)保持沸騰狀態(tài)而蒸發(fā)。2.2.6毛油除雜毛油中的雜質(zhì)一般有以下幾種：機械雜質(zhì)、水分、溶膠性雜質(zhì)、脂溶性雜質(zhì)、微量雜質(zhì)。一般的去除方法有：沉降法、過濾法、離心分離法。2.2.7脫膠脫除油中膠體雜質(zhì)的工藝過程稱為脫膠，粗油中的膠體雜質(zhì)以磷脂為主，故又稱為脫磷。脫膠的方法有水化法、加熱法、加酸法、吸附法。2.2.8脫酸堿練法是常用的脫酸方法。就是利用加

18、堿中和油脂中的游離脂肪酸，生成脂肪酸鹽和水，脂肪酸鹽吸附部分雜質(zhì)而從油中沉降分離的一種精煉方法。形成的沉淀物稱皂腳。2.2.9油脂脫色油脂脫色的方法很多，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的是吸附脫色法，此外還有加熱脫色法、氧化脫色法、化學(xué)試劑脫色法等。2.2.10油脂脫臭脫 的方法有真空蒸汽脫臭法、氣體吹入法、加氫法、聚合法和化學(xué)藥品脫臭法等幾種。其中真空蒸汽脫臭法是目前國內(nèi)外應(yīng)用的最為廣泛、效果較好的一種方法。第三章 相關(guān)計算3.1物料計算已知量：原料大豆F含水量16%，雜質(zhì)7% 軟化后大豆含水量15% 預(yù)處理后大豆含水量10%，雜質(zhì)1% 預(yù)處理后的大豆出油率為17% 大豆油的年產(chǎn)量為10萬噸（F5）計

19、算公式： F4*17%= F5F4*(1-1%)*10%=(F3-F4*1%)*15%-W2F3=F4+W2(F3- F4*1%)*0.15=(F2- F4*1%)*0.16-W1F2=W1+ F3F=P+F2F*7%=P+ F4*1%得到所需原料大豆的量： F67.09萬噸日處理原料大豆量：6709003002236.3 噸 3.2熱量計算已知：混合油的比熱Cp=1.99Kj/Kg.oC 整個過程溫度變化 T=50 混合油質(zhì)量 m=340t(在蒸發(fā)過程中混合油的成分在改變，比熱在變化，混合油的質(zhì)量也在變化，故事一個粗算)公式：QC*m*T 1.99×340000×5033

20、830000Kj下面是一個詳細的蒸汽消耗表一預(yù)處理車間蒸汽消耗量匯總表3-1預(yù)處理車間蒸汽消耗量匯總設(shè)備壓力 （Kg/cm2）蒸汽消耗量 (/T)軟化鍋1.5 (絕壓)70.5干燥器2.0 (絕壓)189.3總計259.8二浸出車間蒸汽消耗量匯 表3-2浸出車間蒸汽消耗量匯總設(shè)備壓力 Kg/cm2(絕壓)蒸汽消耗量 （/T）備注溶劑預(yù)熱器1.528.34蒸脫機431.21+109.4=140.61間接汽蒸脫機1.5116.5間接汽一蒸真空泵5900×24/1000 =21.6二蒸真空泵521600/1000=21.6二蒸加熱蒸汽3.030.8汽提塔真空泵540.8汽提塔2.015.7

21、直接汽汽提塔41.0解吸塔加熱器4.03.65解吸塔2.02.85總計423.45三浸出車間冷卻水用量匯總 表3-3 浸出車間冷卻水用量匯總設(shè)備耗水量 (T/T)備注一蒸二次蒸汽冷凝器3501146.8 m3/h二蒸二次蒸汽冷凝器118049.46 m3/h汽提蒸汽冷凝器1043.5643.73 m3/h一蒸加熱蒸汽冷凝器7468.4313.2 m3/h吸收石蠟冷卻器160.86.7 m3/h解吸塔蒸汽冷凝器217.79.07 m3/h總計13571.46568.96 m3/h 第四章 輔助設(shè)備的選型 主要設(shè)備型號和價格詳見下表，表4-4主要設(shè)備選擇一覽表序號設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量價格生產(chǎn)廠家1

22、平面回轉(zhuǎn)（振動）篩TQLM125處理能力20th52破碎機YPSG25×100處理能力150td143軋坯機YPYY2×80處理能力350400 td54平轉(zhuǎn)式浸出器YJCP1500×300處理能力2000 td15升膜式長管蒸發(fā)器取管長為L = 7m，管徑為f38 × 3.5mm的無縫鋼管列管根數(shù)632，三角形排列，蒸發(fā)器直徑 D = 1.4 m16層疊式汽提塔板塔數(shù)4 選800×800017DTDC式蒸脫機DTDC-B型處理能力400 td14.1清理和分選選用平面回轉(zhuǎn)（振動）篩TQLM125，處理能力20th。項目篩板孔型直徑（）篩網(wǎng)孔型

23、規(guī)格（目in）篩除大雜圓8方3篩除小雜圓24 方84.2破碎機適用的破碎機類型入機水分%破碎度瓣通過篩眼（目in）小于%齒輥式（YPSG25×100,150td）；圓盤剝殼機（約100 td）1015（YPSG40×150,450td,2×22Kw）4820(測粉末度)10（粉末）4.3 軋坯機類型機型輥徑×長度主動轉(zhuǎn)速rmin處理量（ td）配備動力Kw電機型號應(yīng)用特點對輥（液壓） YPYY2×80800×20002403504002×75Y250M-8大型油廠配備4.4 平轉(zhuǎn)式浸出器型號處理量（ td）轉(zhuǎn)子直徑料格高度裝料高度轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速rmin循環(huán)泵數(shù)量配備動力KwYJCP1500×300200015000300027007090818.54.5 蒸發(fā)器常用的混合油蒸發(fā)設(shè)備是升膜式長管蒸發(fā)器，有蒸發(fā)器和分離器組成。在蒸發(fā)器的圓筒型的外殼內(nèi)裝有若干根45米長的加熱列管，