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1、2007届毕业生毕业设计说明书题 目: 100T/大豆油精炼车间工艺设计 The design of 100T/D soybean oil refining workshop 院系名称： 粮油食品学院 专业班级： 食工03-04 学生姓名： 22222学 号： 200322228 指导教师：韩丽华 付黎敏 职 称： 副教授 实验师2007 年5月30日1毕 业 设 计 中 文 摘 要摘 要 通过查阅有关大豆油精炼的文献，以及对生产实践的总结，参考有关工厂的流程设计，设计了连续水化法脱胶、碱炼法脱酸、白土吸附法脱色，软塔脱臭工艺。设计过程中参考了国内外较先进的工艺，采用了磷酸辅助脱胶的方法，将磷
2、酯的含量降低到要求的范围。使用了连续高效的混合器，而且用离心机连续分离皂脚，使脱胶脱酸工艺实现了连续化生产。脱酸采用了低温长混碱炼工艺，碱可以中和毛油中绝大部分大游离脂肪酸，生成脂肪酸钠盐在油中不溶解，成为絮凝状物而沉降。氢氧化钠与脂肪酸作用生成钠皂，反应速度快，而且生成的钠皂为表面活性物质，吸附和吸收能力都较强，可将相当数量的杂质如蛋白质、色素、磷脂及带有羟基的物质也带入沉降物内，甚至悬浮固体杂质也可被絮状皂团携带下来，简练最显著的优点就是具有脱酸、脱胶、脱固体杂质、脱色的综合作用。脱色工艺采用了先进的白土下料装置，保证了白土下料的连续性和均匀性，从而保证了脱色的效果。两台过滤机可以使脱色油
3、连续过滤为整个工艺的连续化生产提供了条件。脱臭采用真空冷却，即油脂在真空状态下，冷却到150度左右，另外，为了钝化金属离子可能对油脂进行氧化，产生不良风味，在油脂冷却过程中加入了一定量的柠檬酸。使产品达到一级油的标准。关键词：脱胶，脱酸，脱色，脱臭毕 业 设 计 外 文 摘 要Title The design of 100T/D soybean oil refining workshop AbstractBy the soybean oil refining literature,and to practice a summary of the reference design process
4、 from the factory. This paper have designed the methods of continuous hydration Retting, alkali refining deacidification, white soil adsorption bleaching, deodorization process with soft tower. In designation, I referenced to the process of domestic and the craftof foreignative advanced technology,
5、using the method of phosphoric-acid degumming auxiliary to reduce the content of phosphorus in the required range.by using a continuous efficient mixable equipment, and using centrifuges to separat the soapstock continuous as to degumming and deacidification process to achieve a continuous productio
6、n. Deacidification used a low-temperature and long-mixed alkali refining process, alkali can neutralize the most of FFA in the unrefined oil,then product Fatty acid sodium salt that is unsolution in the oil,becoming flocculation and sedimentation membranes. Sodium hydroxide and sodium fatty acid rea
7、ct to form fatty acid sodium salt soap ,the speed of reaction is quick, and the production of sodium soap is surfactant,of witch adsorption and absorption capacity is strong, can also make a quite number of impurities, such as proteins, pigment, HO- phospholipid material into the sediments, then als
8、o can leave in the sediments. The most significant advantage of defination are deacidification, degumming, removing solid impurities, detreated comprehensive role. The craft of bleaching under the device in the sophisticated clay to ensure the continuity and uniformity of it , thus ensuring the effe
9、ct of bleaching. Two filter eqipments can make the bleaching oil continue filter to make the whole process of production continuous. Deodorizer is cooled in vacuum,that is oil is cooled to 150 degrees in vacuum.Besides in orde to passivated metal ions to oxidate the oil and fat, leaving bad taste in
10、 the oil and fat, we can add a certain amount of citric acid in the Oil cooling process to make the quality of the production reach the standard of first-grade oil.Keywords degunming , bleaching , alkali refining , deodorization .目 次1 流程介绍12 工艺流程22.1 碱炼工艺流程(脱胶脱酸)22.2 脱色工艺流程22.3、 脱臭工艺流程23 工艺说明34 物料衡算
11、64.1品质要求64.1.1原料油品质（浸出毛油）64.1.2成品油质量指标64.1.3各工序品质要求64.2物料衡算64.2.1碱炼工艺64.2.2脱色工序84.2.3脱臭工序94.3物料衡算表95 热量衡算及换热器选型105.1脱胶脱酸工艺105.2脱色工艺145.3脱臭工艺156 设备计算及选型176.1脱胶脱酸工艺176.2脱色工艺196.3脱臭工艺217 其他定型设备的选用228 泵的选型239 主要管径的选取269.1输油管269.2蒸汽管279.3供水管299.4 其他管道29结论30致谢32参考文献32附表（设备一览表）33河南工业大学 毕业设计1 流程介绍 毛油经过暂存储罐由
12、泵P101打入袋式过滤器,经过滤后再进入板式换热器，加热至65度(开机一段时间后才可以)。加热后的毛油进入离心混合器与由定量泵定量的磷酸进行混合，然后进入反应器中进行反应，与磷酸反应后的油由离心混合器与计算好的一定量的软水进行混合，混合后由泵P103打入水化罐,在80-85度下经过充分搅拌水化，再经板式换热器冷却到40度，再由齿轮泵打入碱反应罐与定量泵输送来的碱液在搅拌下反应，经板式换热器加热到85度然后由齿轮泵送到自清式离心机脱除皂脚，皂脚到皂脚罐，油再经离心混合器用软水水洗，分离出污油到油水分离箱，污油再分到污油灌。水洗油经螺旋板换热器先与脱溶出来的油换热，再经一个螺旋板换热器加热到105
13、-110度进入干燥塔，干燥塔绝压4.0千帕，经干燥的油再与毛油进行换热,再打入碱炼油暂存罐。 经脱胶脱酸的油脂通过泵将油直接从碱炼暂存罐打入板式换热器与脱臭脱色换热后的油再次换热至105-110度.进入脱色预混合器中，与脱色剂-活性白土进行定量混合，然后进入脱色塔.在真空和搅拌条件下脱色，再由泵送到叶片式过滤机过滤，通过叶片过滤机将油中的白土过滤出来，当一台过滤机工作达一定压力时。需将叶片白土清除,这时连续状态的工艺将物料打入另一台过滤机。在开始过滤或清除叶片上废白土时产生的一些污油打入污油罐另行处理。经叶片过滤机滤出清液,进入袋式过滤器进行安全过滤，以保证脱色油质量，再进入析气罐。 脱色后的
14、油脂，由泵打入析气器,析气器中真空残压266帕左右。脱出空气后的油再经泵与脱臭出来的油进行油-油换热（螺旋板换热器）,换热至200度，然后再进入真空加热容器，在加热水蒸气间接加热和搅拌/汽提高压蒸气直接加热的作用下加热至250-260度，进入脱臭塔,热的油脂进入塔，在控制的路径中流动，通过热脱色分隔室，接着油脂被分配穿过填料薄膜段的表面，当油脂漫漫的流下经过填料时与来自底部冷却段上升的汽提水蒸气逆流接触，得以汽提和脱臭。脱臭油脂进入冷却段，在真空和汽提下降低温度，同时通过定量泵向其内加入一定的柠檬酸。然后经过外部换热器和冷却器进一步冷却，经精过滤后的脱臭油后进入成品油罐储存。此外，蒸馏出来的脂
15、肪酸等溜出物经塔内捕集后从塔内流出来进入脂肪酸暂存罐，冷却的一部分脂肪酸由泵打入脱臭塔顶喷淋,进行脂肪酸蒸汽捕集。 2 工艺流程2.1 碱炼工艺流程(脱胶脱酸) 软水 磷酸 定量泵 泵 定量泵 泵毛油暂存罐-袋式过滤器-板式加热器-多效混合器-酸反应罐-盘式混 冷却水 碱液罐 软水 定量泵 泵 泵合器水化罐-板式冷却器-碱反应罐-板式加热器-脱皂离心机- 冷却水 皂脚 软水 软水 干燥油 蒸气 真空 真空 油水混合器-水洗离心-螺旋板换热器-螺旋板换热器-真空干燥塔-碱炼油暂存罐 油水分离箱-污油灌 冷凝水 2.2 脱色工艺流程 白土-白土下料器-白土暂存罐 真空 压缩空气 泵 定量器 泵 碱
16、炼油暂存罐-螺旋板换热器-白土混合器-脱色塔-叶片过滤机-袋式过滤器 废白土 真空 -脱色油储罐 2.3、 脱臭工艺流程 脂肪酸储罐 脂肪酸循环罐 真空 汽提水蒸气 真空 真空 脂肪酸捕集器 脱色油储罐析气器真空热器1(油-油) 真空加热器2 脱臭塔 柠檬酸 高压蒸汽 搅拌/气体水蒸气 螺旋板换热器 (油-油) 板式冷却器袋式过滤器成品油成品油储罐 3 工艺说明毛油中含有一定量的非甘油三酸脂的成分。如游离脂肪酸，水分，悬浮杂质，色素，挥发性物质，臭味物质等，必须采用一定的工艺措施，将油脂与杂质分离开来，以提高油脂食用和储藏的稳定性与安全性。因此采用精炼的方法将油脂中的杂质脱除。作为食用油加工的
17、最后一个工段-油脂精炼，其主要任务是生产高质量的精炼油。脱胶是精炼工艺中最重要的环节之一，因为胶质的存在会使成品油的食用品质降低，必会使油脂在脱色时白土用量增多，如果脱臭前还有胶质存在，油质将会产生严重的异味并影响成品油的稳定性。水化时常用的脱胶方法之一。水化脱胶是利用磷脂等胶溶性杂质的亲水性，将一定量的热水或稀碱、食盐、磷酸等电解质水溶液，在搅拌下加入热的毛油中，是其中的胶溶性杂质吸水凝聚，然后将其分离。在实际生产中，用新收获油料或用储藏条件不大好的原料制得的毛油经脱胶后仍残余一些胶质，表现为水化油280度加热试验不合格。即使重新加水处理，也没有明显的效果。主要是因为油中存在较多的非水化磷脂
18、。本工艺采用中温水化连续式水化工艺，小型油厂普遍采用中温水化法，也能取得较为满意的效果。另外，水化之前加入一定量的磷酸，经过反应，使油中的非水化磷脂，即磷脂酸和脑磷脂的钙镁复盐，转化为水化磷脂。这样磷脂的含量就大大的降低了。能取得较好的脱胶效果。采用连续式水化脱胶工艺可以使用较小的水化罐，且只用一个就可以，增加一台自清式离心机，设备占地面积小，容易安装，布置灵活，如采用两个水化罐也能达到连续生产的目的，但水化罐的体积较庞大，给设备布置带来了麻烦，且过程中较难观察水化情况。脱酸也是油脂精炼的主要工序，脱酸采用碱炼法。毛油中均含有一定数量的游离脂肪酸，通过碱炼，可以中和毛油中绝大部分大游离脂肪酸，
19、生成脂肪酸钠盐在油中不溶解，成为絮凝状物而沉降。氢氧化钠与脂肪酸作用生成钠皂，反应速度快，而且生成的钠皂为表面活性物质，吸附和吸收能力都较强，可将相当数量的杂质如蛋白质、色素、磷脂及带有羟基的物质也带入沉降物内，甚至悬浮固体杂质也可被絮状皂团携带下来，碱炼最显著的优点就是具有脱酸、脱胶、脱固体杂质、脱色的综合作用。脱色是油脂精炼过程中非常重要的工序之一，它除了脱出油中色素外，还能起到降低磷脂含量、过氧化值、含皂量以及金属离子含量的作用，从而改善油品色泽、风味和提高氧化稳定性，为油脂的进一步精炼提供了良好条件。目前最常用的方法是活性白土吸附脱色，即用白土这种具有较强选择性吸附作用的物质，在一定条
20、件下脱除溶于油中的色素或以胶态粒子分散于油中的色素以及其他杂质，从而获得油脂色泽的改善和为脱臭工段提供合格的原料油。预混合的方式一般又可分为两种：一种方式是全部预混合，即油脂经计量后预热至8090 ，全部抽脂与活性白土预混合，然后送至脱色塔进行脱色；另一种方式是部分预混合，根据处理量的大小，大约20 30的油脂在常温时直接与活性白土预混合，然后加热至脱色所需要的温度后直接进入脱色塔(也可不加热直接送至脱色塔)，另外大约70 80 的油脂加热至脱色所需要的温度后直接进入脱色塔，并与预混台的油脂混合后进行脱色。上述两种混合方式其相同之处是油脂与活性白土混合都在常压下进行的，不同的是第一种方式(全部
21、预混合)是在较高温度下进行，而后一种方式(部分预混合)是在常温下进行。油脂由于加热并随之而产生的氧化使色泽变深以及影响成品油的稳定性，这种影响在活性白土存在下还有所加速，在油被加热之前加活性白土，可以抑止加热对于油品的影响。显然，连续脱色时部分油脂与活性白土预混合工艺有利于保证脱色效果。目前设计的预混合工艺中基本上都采用后一种方式。在预混合脱色工艺中，油脂与自土的预混合是采用白土定量机与调和罐等设备来完成的其中白土定量绞龙是关键设备之一，它决定着能否连续稳定均匀地加入白土。本工艺采用白土吸附脱色，封闭绞笼下料，脱胶脱酸油的一部分在预混罐中与白土混合, 经真空除气后自流到脱色罐中。脱色罐的结构为
22、带搅拌装置和加热盘管的柱形罐。进入脱色罐的油温在110左右。白土在110吸附色素物质后(即脱色罐中的温度) ,在白土过滤机中过滤出去, 以此来保证进入脱臭工段的油基本上不含胶体和皂类物质, 这也是填料塔所要求的。过滤白土时的温度为110左右。此外, 白土过滤系统要安全可靠,两台安全过滤器可以起到“保险”的作用。 脱臭工艺采用软填料脱臭工艺。对于大豆油等风味敏感的油脂，在高温下易产生影响风味的低分子物质，这些油脂脱臭后的冷却要求在真空和汽提状态下进行，油脂冷却到190度以下。在高温油脂冷却的过程中，采用密闭状态下的冷却过程，对于大豆油这样含有8%-9%的亚麻酸，在高温下由于热反应很快会产生改变风
23、味的物质，致使已脱臭的油脂在冷却后产生诸如豆腥味、青草味和鱼腥味等，就会影响油脂的品质。本工艺采用真空冷却，即油脂在真空状态下，冷却到150度左右，另外，为了钝化金属离子可能对油脂进行氧化，产生不良风味，在油脂冷却过程中加入了一定量的柠檬酸。不仅如此，通过下面三种主要的脱臭系统的比较可知，填料脱臭塔更为理想，另外，填料脱臭塔最突出的优点是节约蒸汽，运行费用低，可提供较理想的脱臭时间，极低的因飞溅和水解所引起的中性油的损耗。三种换热器性能指标比较螺旋板换热器列管换热器可拆式（型、型）不可拆式（型）板式换热器占用空间大小小小，为列管的30左右设备重量重比型略重较重轻，为列管的50传热系数（W/K范
24、围大为116-4652灵活性拆装困难，不易清洗易检修，不易机械清理不易检修、机械清理易拆易修，便增污垢程度高，易结垢不易堵塞和结垢不易堵塞和结垢低，垢层较薄液体滞留量流速不高时易滞留易滞留易滞留少，为列管的80%投资额较高高较低低，比同材质列管式低50耐热温度高温可达700-1000300-400以下300-400以下食品工业中为120适用场合高温高压和大型换热器及汽液交粘性沉淀液体的液液交换较清洁液体的液液交换较清洁液体的液液、汽液交换换三种主要脱臭系统特征半连续式脱臭塔板式脱臭塔填料脱臭塔运行方式间歇连续连续油的类型各种油，除敏感的物理精炼之外各种油，除敏感的物理精炼之外各种油，除会引起严
25、重结焦油之外变换品种次数每天最多20次每天最多3次，经常重复循环每天最多3次，经常重复循环产品质量好-很好中等-很好好-很好中性油损耗中等中等低生产能力50-300吨/日50-500吨/日20-1350吨/日标准滞留时间60-180min45-80min15-40min每次变换品种时有的混合程度1-1.522-3取决于滴液时间操作容易程度直观,要求PLC简单，PLC于品种变换简单，对空气泄漏很敏感投资成本高一般一般热量回收20-6050-8550-85汽提蒸汽（在4mbar真空时）2-61-1.50.4-0.8运行费用很高高低4 物料衡算4.1品质要求4.1.1原料油品质（浸出毛油）酸价 2
26、含水量 0.2% FFA% 1%以下 残溶 0.03%(300ppm)磷脂量 2% 含杂量 0.2% 臭味组分 0.1%4.1.2成品油质量指标水分及挥发物 0.05% 酸价 0.2以下(即FFA% 0.1%以下) 杂质 0.05%以下 过氧化值 5.0mmol/kg 色泽 Y20，R2.0（罗维朋比色计133.4槽）4.1.3各工序品质要求（1）毛油过滤： 杂质降至0.05%以下（2）脱胶： 水分0.5%，磷脂含量70ppm，杂志0.01% 脱酸： AV 0.8（即FFA 0.4%）（3）水洗： 水分0.5%，磷脂量20ppm（4）真空干燥： 水分0.1% 残溶 10ppm（5）吸附脱色：
27、杂质0.05%，色泽 Y20，R2.0，磷脂量5ppm（6）真空脱臭： 色泽Y20，R2.0，水分及挥发物0.05%，酸价 0.2以下，透明度：澄清透明 气味纯正 口感好 4.2物料衡算 4.2.1碱炼工艺1. 过滤输入 毛油 100T/D = 4166.67kg/h 含杂约2%输出 设半净毛油含杂量X 则 X4166.67(1-0.2)+X=0.05% 解得 X = 2.07 kg/h 则半净油 G=4166.67(1-0.2)+2.07=4160.41kg/h 杂质 4166.67-4160.41=6.26kg/h2. 磷酸剂量泵输入 浓度为85%的磷酸，添加量为油重的0.1% G酸=41
28、60.410.1% =4.16kg/h输出 G酸=4.16kg/h3.酸混合输入 G= G酸+ G油=4164.57 kg/h输出 G=4164.57 kg/h4.加水计量泵输入 油中磷脂量X=4166.672=83.33kg/h 加水量 2.583.33=208.33kg/h 体积流量V=208.33/1000=208.33L/h输出 V=208.33L/h5.加水混合器输入 G=4164.57+208.33=4372.9kg/h输出 G=4372.9kg/h6.碱反应罐输入 固体加碱量 G理论=0.000713AVG油 =0.00071324160.41=5.93 kg/h G超碱量= G
29、理论（0.050.3） G超=4160.410.05=2.08 kg/h G中和磷酸=4.168598340=4.33kg/h G总碱=5.93+2.08+4.33=12.34kg/h 选择18Be的碱液，百分比浓度为12.59，则碱液量=12.3412.59=98kg/h输入总量=4372.9+98=4470.9kg/h输出 4470.9kg/h7.脱皂离心机输入 4470.9kg/h输出 皂脚中含油30，离心分离后得油Xkg/h，皂脚Ykg/h 则X+Y=4470.9kg/h 4166.67（1-0.2-1-2-0.1-0.2）=（X+30Y）（1-0.5-0.01-0.007-0.4）
30、X=3881.12kg/h Y=589.78kg/h8. 水洗离心机输入 G油=3881.12kg/h 水洗加软水的量为油重的10% G水=3881.1210%=388.11kg/h输出 设废水中含油0.2%,水洗离心油为Xkg/h,废水Ykg/h X+Y=4269.23 X+0.2%Y=3881.12（1-70/1000000）+X20/1000000 X=3880.15 Y=389.08 即得 G油=3880.15kg/h G废水389.08kg/h9. 真空干燥输出 G油=3880.15kg/h 油中含水0.5%,设干燥后含水0.1%,并设干燥油为X kg 3880.15（1-0.5-0
31、.003）+X（0.1+0.0001）=X 得 X=3864.5 kg/h输出 G油=3864.5 kg/h G脱水溶剂=15.65kg/h脱胶脱酸精炼率：3864.54166.67=92.754.2.2脱色工序1.白土预混合罐输入 G油=3864.525%=966.13kg/h 加油重2%的白土 G土=3864.52%=77.29 kg/h输出 G混合=966.13+77.29=1043.12kg/h2.立式叶片过滤机 输入 G混合=3941.79kg/h输出 设废白土中含油15%,脱色油为Xkg/h,废白土为Ykg/h X+Y=3941.79 X+Y15%=3864.5 X= 3850.8
32、6 Y=90.93 即 G油=3850.86kg/h G废白土=90.93kg/h 3.安全过滤输入 输入含杂0.05，输出含杂0.005，除杂量为Xkg/h （3850.860.05-X）（3850.86-X）=0.005 X=1.73kg/h输出 脱色油3850.86-1.73=3849.13kg/h 脱色精炼率：3849.133864.5=99.64.2.3脱臭工序1. 脱臭塔输入 G混=3849.13kg/h输出 设脱臭油损耗0.2,脱色后酸价上升0.20.4,则进入脱臭塔前酸价为0.8+(0.20.4),取AV=1.2即FFA%=0.6,设脱臭后剩下的酸价为0.2,即FFA不足0.1
33、 设脱臭后油为X kg/h 3849.13（1-0.2-0.6-0.1）+X*（0.05+0.1）=XX=3820.22kg/h 馏出物: 3849.13-3820.22=28.91kg/h2.真空加热箱 输入 添加柠檬酸：G油0.03=3820.220.03=1.15kg/h G=3820.22+1.15=3821.37kg/h 输出 G=3821.37kg/h 全精练工艺精练率为 =3821.374166.67=91.7%4.3物料衡算表 工序 输入 输出过滤毛油4166.67kg/h毛油含杂8.33kg/h半净毛油4160.41 kg/h杂质6.26kg/h酸混合半净毛油4160.41
34、kg/h磷酸4.16 kg/h混合油4164.57kg/h水化混合油4164.57kg/h加软水208.33kg/h混合油4372.9kg/h碱混合混合油4372.9 kg/h碱夜98kg/h混合油4470.9 kg/h脱皂离心机混合油4470.9 kg/h脱皂油3881.12kg/h皂脚589.78 kg/h水洗离心机油3881.12 kg/h水洗软水388.11 kg/h油3880.15kg/h废水389.08 kg/h真空干燥油3880.15 kg/h干燥油 3864.5 kg/h脱出物 15.65 kg/h白土混合罐干燥油 3864.15kg/h2%的白土77.29kg/h混合油394
35、1.79kg/h叶片过滤机混合油3941.79kg/h过滤油3850.86kg/h废白土90.93kg/h袋式过滤器油3850.86kg/h精滤油3849.13kg/h杂质1.73kg/h脱臭塔油3849.13kg/h脱臭油3820.22kg/h馏馏出物28.91kg/h 真空加热器脱臭油3820.22kg/h柠檬酸1.15 kg/h成品油3821.37kg/h总精炼率3821.374166.67=91.7 5 热量衡算及换热器选型有关计算公式：油的比热：C=（C。+t）4.187kJ/kg其中C。=0.465kcal/kg, =0.0007,精练车间温度30选用0.2Mpa 饱和水蒸气加热,
36、温度120 汽化潜热 r=2204.65.1脱胶脱酸工艺 1.E101a 板式加热器 油-油加热(用于开机时,没有碱炼油换热时用蒸气) 毛油 3065 碱炼油 T95 该碱炼油来自真空干燥器，设换热损耗为5% 毛油吸热量 Q1=G毛CT =4160.410.465+0.0007（30+65）2 4.18735 =303751.5 KJ/h 碱炼油G=3864.5 kg/h 303751.5（1+5%）=3864.50.465+0.0007（95+T）2 4.187（95-T） T=57板式换热器选型 换热面积：Tm=(95-65)-(57-30)(95-65) （57-30）=28.5 取K=0.5 kw/mkA=（1+5%）Q油/KTm =1.05303751.5（0.5360028.5） =6.3 m故选选BR01 设计压力2.5MPa 设计温度-50250 装机面积210 m 处理量：液/汽 60/600m3/h 热交换量1MW 传热系数6500W/mK 接口直径DN50mm 设备最大质量280Kg 外形尺寸660250 板片材料SUS304LE101b可选相同设备2.
