食品工厂设计(300t每天菜籽油精炼车间).doc

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1、300t/d葵花籽油精炼车间设计脱色、脱臭课 程 设 计题目：300t/d的葵花籽油精炼车间食品学院食品科学与工程姓名：99学号：99266指导老师：赵晨伟、唐年初设计时间：2011年12月目录1.前言1.1概述51.2设计内容及设计要求51.2.1设计原则51.2.2设计要求51.2.3设计内容51.3原料及产品简介51.3.1原料简介51.3.2葵花籽油概况62.生产工艺2.1生产工艺的选择62.2工艺过程的说明62.2.1脱色：活性白土吸附脱色工艺62.2.2脱臭(脱酸)：物理脱酸脱臭62.3生产工艺流程72.4工艺过程的说明及论证72.4.1工艺过程的说明72.4.1.1脱色72.4.

2、1.2脱臭72.4.2工艺工程的论证82.4.2.1脱色工艺82.4.2.2蒸馏工艺83物料衡算与热量衡算3.1物料衡算83.1.1脱色83.1.2脱臭(脱酸) 93.2热量衡算93.2.1脱色93.2.1.1加热93.2.1.2冷却103.2.2脱臭(脱酸)1 03.2.2.1螺旋换热器103.2.2.2螺旋换热器l l3.2.2.3油在进入安全过滤器前的冷却123.2.2.4最后的冷却12 4设备选型与计算4.1脱色塔的设计13 4.1.1脱色塔的设计13 4.1.2脱色塔的容积l 3 4.1.3塔体尺寸的确定1 34.1.3.1脱色塔圆筒部分高度和直径及封头壁厚的确定1 34.1.3.2

3、中间隔板的确144.1.4各管径的设计1 4 4.1.4.1进油管管径C1144.1.4.2出油管及排空管C21 44.1.4.3喷淋管管径l 44.1.4.4真空管管径1 44.1.4.5排空管管径144.1.5搅拌器及电机设计计算1 44.1.5.1功率计算与传动装置核算1 44.1.5.2搅拌器直径确定1 54.1.6桨叶厚度校核及确定1 54.1.7蒸汽喷射真空泵1 5 4.1.8支座的设计1 54.1.9其他附件1 54.1.91人孔的设计(每层一个)l 54.1.9.2视镜的设计(共三个)1 54.2蒸馏脱臭塔的设计l 5 4.2.1层式脱臭塔的设计1 5 4.2.2壁厚的确定l

4、54.2.2.1筒体壁厚的确定l 54.2.2.2封头壁厚的确定l 54.2.2.3封头设计164.2.2.4直接蒸汽加热装置设计164.2.2.5液位控制装置设计_I64.2.2.6工艺接管174.2.2.7支座设计175.设备一览 5.1脱色车间17 5.2脱臭车间18参考文献1.前言1.1概述 本设计的任务是根据工厂生产的实际需要即对葵花籽毛油精炼的要求，设计日处理量为300t/d葵花籽毛油脱色和脱臭两个工序的精炼车间。 设计开发的技术目标是要求技术工艺流程合理、可靠，产品质量达到国内同类产品的质量标准要求。 设计的工艺设计内容是脱色和脱臭两个工序的毛葵花籽油精炼车间技术设计，即除了要完

5、成工艺设计外，还要对整个生产线和相关的辅助设施进行工艺设计和设备选型。1.2设计内容及设计要求1.2.1设计原则a.适应市场经济的发展，力图发展生产力，活跃市场，为国家积蓄资金，促进人民生活水平的提高。b.利用原辅材料，降低生产成本，提高产品质量。c.设计指导思想具有科学性、准确性、可靠性、可行性。d.在采用成熟可靠的设备，运用成熟工艺流程的同时应用国内外先进技术及行之有效的改革方案，力求向着生产机械化、连续化、现代化的方向发展。1.2.2设计要求a.严格按照相关规范进行设计，若有国家标准或行业标准则按照标准进行。反之，按照合理、实用、安全及经济的原则进行。b.葵花籽一级油符合国内同类产品的质

6、量标准要求。c.编写全套设计说明书，完成工艺设计图纸：产品工艺流程图、车间平面布置图。d.设备布置达到施工要求。e.非标准设备提供设计原理和工艺要求。1.2.3设计内容a精炼(脱色、脱臭)车间设计b工艺流程设计c生产设备的选型及配套设备设计1.3原料及产品简介1.3.1原料简介表11葵花籽毛油质量指标项目质量指标气味、滋味具有葵花籽油固有的气味和滋味，无异味水分及挥发物()0.20不溶性杂质()0.20 酸值(KOH)(mgg)4.0 过氧化值(mmo lkg)7.5溶剂残留量(mgkg)100注：黑体部分指标强制 1.3.1葵花籽油概况(葵花籽一级油指标：GB1535-3003)1.3.1.

7、1特征指标(1)折光指数(n)：1.466-1.470(2)相对密度(d)：0.919-0.925(3)碘值(I)(g/100g)：124-139(4)皂化物(KOH)(mgg)1 891951.3.1.2质量指标表12葵花籽一级油质量指标项目指标 透明度澄清、透明色泽（罗维朋比色槽133.4mm）黄20 红2.0水分及挥发度/（%）0.05不溶性杂质/（%）0.05酸价（KOH）/（mg/g）0.20过氧化值/（mol/kg）5.0冷冻试验（0冷藏5.5h）澄清、透明烟点/（）2152.生产工艺2.1生产工艺的确定整个工艺过程，我们分为以下四个阶段：经过脱胶碱炼的葵花籽毛油 脱色脱臭成品油处

8、于经济的考虑和生产的要求，选择连续式生产工艺，出于工艺的先进性和便利性，选择物理精炼。所以，脱色和脱臭过程分别采用活性白土吸附和蒸馏的工艺。2.2工艺过程的说明：2.2.1脱色：活性白土吸附脱色工艺 脱色温度： 120 操作压强：3999Pa加入白土量：油重2活性白土2.2.2脱臭（脱酸）：物理脱臭脱臭温度：260(240270)操作压强：500Pa(250750 Pa)2.3生产工艺流程：干燥油储罐油泵板式换热器脱色塔抽出泵叶片过滤机袋式过滤器板式换热器脱色油罐油泵螺旋板式换热器析气器螺旋板式换热器导热油加热器脱臭塔泵板式换热器安全过滤器脱臭油储罐油泵板式换热器成品油2.4工艺过程的说明及论

9、证2.4.1工艺过程的说明2.4.1.1脱色 纯净的甘油三酸酯的呈液态时无色，呈固态时白色，但常见的各种油脂都带有不同的颜色，这是因为油脂中含有数量和品种都不相同的色素所致，这些色素有些是天然，主要有叶绿素、类胡萝卜素等，有些是油料在储藏、加工过程中糖类、蛋白质的降解产物。 油脂中的色素影响油脂的外观和稳定性，要生产较高品级的油脂就必须脱色处理，油脂脱色方法很多，工业生产中应用最广泛的是吸附脱色法，此外还有加热脱色，氧化脱色，化学试剂脱色等。 油脂的吸附脱色，就是利用某些色素具有强选择性作用的物质(吸附剂)吸附出去油脂内色素及其他杂质的方法。 本工艺采用活性白土脱色法，工艺流程如下：干燥油加热

10、脱色塔叶片过滤机安全过滤器冷却脱色油 混合罐 泵活性白土操作条件：加热：以0.3Mpa的蒸汽加热至120加白土：以1/3的油与油重2的白土混合，泵入脱色塔脱色：停留24min，真空度75Kpa，以过热蒸汽搅拌过滤：以叶片过滤机分离废白土和脱色油，以安全过滤器分离 2.4.1.2脱臭 纯净的甘三酯是没有气味的，但用不同的方法制得的天然油脂却有不同程度的气味，油脂的各种气味统称臭味。油脂中除了脂肪酸以外，其余臭味物质含量很少，仅0.1左右，但起着重要作用。 脱臭可以除去油中的臭味物质，提高烟点，改善风味，有效的降低污染。2.4.2工艺过程的论证2.4.2.1脱色工艺脱色主要采用脱色吸附，主要用活性

11、白土，性价比比较好，因此应用广泛。影响脱色效果的因素除了吸附剂之外，还有操作压力，温度，时间以及搅拌等因素。一般来说，在脱色过程中，由于温度高，伴随热副反应，从而使色素固定而影响脱色效果，但是在真空条件下，副反应甚微，所以采用真空脱色，温度120。 本工艺采用白土作为吸附剂，添加量为油量的2%，已在前面提到。为了保证车间清洁，白土池上应有吸尘罩，并以离心机抽气捕集粉末。脱色油主要采用立式过滤机，之后再用袋式过滤机进一步过滤。立式叶片过滤机结构紧凑，过滤效果好，操作方便，介质损耗少过滤完后先用直接蒸汽池滤饼，以回收一部分中性油，再用压缩空气气压压紧，达到自动排渣的目的。2.4.2.2蒸馏工艺 对

12、于游离脂肪酸含量高的葵花籽油来说，物理精炼是提高油得率的一种方法。在高温下进行油脂精炼，易于造成油脂氧化，油脂稳定性下降，油品降低，不易保养等问题，为了尽量防止此类问题发生，显然保持蒸馏系统内较好的残压非常重要。 通过在较好的真空(666Pa)和较高的温度(240-270)下，进行油脂精炼，可以使油中的有害成分被分解，如浸出油中的残留溶剂等，可以保证食用油脂的安全性。3.物料衡算与热量衡算3.1物料衡算3.1.1脱色 水及油(油损失占干燥油0.1) 干燥油(含水0.05) 脱色(活性白土油重得2) 脱色油X(含水0.05) 滤渣(含油25干基) 活性白土中游离水分含量为：10%-15%（10%

13、） 添加白土量为：3001000/242=250kg/h 实际加量为：250kg/h 滤渣中的白土含量25000(1-10)=225 kg/h 含油为22525/75=75kg/h 同时在抽真空过程中油的无形损失为：3001000/240.1%=12.5kg/h 脱色过程中油的损失75+12.5=87.5kg/h 脱色过程中油含水量忽略不计，则 脱色油产量为：X=3001 000/24-87.5=12412.5kg/h 脱色油得率为：Y=12412.5/(3001000/24)=99.3%3.1.2脱臭（脱酸）脱色油(含水0.05，AV=1) 蒸馏塔 脱酸油X(含水0.05，AV=0.2) 馏

14、出物Y(占脱色油总重的0.4为气提损失) 油的气提损失为：12412.50.4%=49.65kg/h 脱色油的FFA为：(2/2)=l 脱酸油的FFA为：(0.2/2)=0.1 蒸出的FFA量为12412.51-X0.1 X+Y=12412.5 Y=12412.51-X0.1+49.65 解得 X：12250.98 kg/h Y=6161.52 kg/h 脱酸脱臭油得率12250.98/12412.5=98.70%3.2热量衡算3.2.1脱色干燥油储罐油泵板式换热器脱色塔抽出泵叶片过滤机袋式过滤器板式换热器脱色油罐3.2.1.1加热以0.3MPa，133.3的蒸汽作为加热介质。70 120 板

15、式换热器 133.3（g） 133.3（l）70和120的葵花籽油的比热分别为2.043KJ(Kg)，2.201KJ(Kg) 则Cp=2.122KJ/(Kg)P282表6加热茶籽油的热量消耗为：Q =mCp(t-t)=(3002/31000/24)2.122(100-50) =884166.67KJ/h=245601.85W 取热损失为5 Q=Q/95=245601.85/(1-5%)=258528.27W 蒸汽耗用量G；查的133.3的饱和蒸汽相变焓为2168.1 KJ/(Kg)附录二查得。板式换热器的换热系数： K=500W/m P282表12t-=133.3-70=63.3 t=133.

16、3-120=13.3 t=（t-t）/ln（t/t）=32.05换热面积：S=Q/Kt=258528.27/500/32.05=16.13 m选用换热器型号：BP063-5.5 P371表4-2703.2.1.2冷却采用20冷却水冷却110 70 板式换热器 50 20脱色油经过滤后温度降至11070和110葵花籽油的比热分别为： 2.043KJ/(Kg)，2.169KJ/(Kg)则Cp=2.106KJ/(Kg) P282表6冷却葵花籽油放出的热量：Q=qCp(t-t) =12412.52.106(110-70) =1045629KJ/h=290452.5W取热损失为5Q=Q/(1-5%)=2

17、90452.5/0.95=305739.47W20和50时水的比热分别为4.143 KJ/(Kg),4.174 KJ/(Kg)，则Cp=4.1785 KJ/（Kg) P677表3水的流量：q =Q/Cp（t-t） =305739.47/4.1785/(50-20) =2438.99Kg/h查得，板式换热器的换热系数：K=300W/(m) P282表12t=110-50=60t=70-20=50 t=(t-t)ln(t/t)=54.85换热面积：S=Q/Kt=305739.47/300/54.85=18.58m选用换热器型号：BP063-6P37 1表4-2083.2.2脱臭(脱酸)脱色油罐油泵

18、螺旋板式换热器析气器螺旋板式换热器导热油加热器脱臭塔泵板式换热器安全过滤器脱臭油储罐油泵板式换热器成品油3.2.2.1螺旋换热器 析气后以脱酸油加热脱色油 70 140 油油加热器 200 26070和140葵花籽油的比热为2.043 KJ/(Kg)，2.265 KJ/(Kg) 则Cp=2.154KJ/(Kg) P282表6 加热葵花籽油的热量消耗：Q=m C (t-t) =12412.52.154 (140-70) =1871556.75KJ/h=519876.88W 取热损失为5Q=Q/(1-5%)=519876.88/0.95=547238.82W 取加热油出口温度为200，进口温度为2

19、60，其比热分别为2.424 KJ/Kg)，2.65 KJ/(Kg)，则Cp=2.537KJ/(Kg) Q=mC(t-t)=12250.982.537(260-200)=1864844.18=51801.27 W 200符合要求。 查得螺旋换热器的换热系数： K=250W/(m)P282表12 t=200-70=130 t=260-1 40=120 t=（t-t）/1n（t/t）=124.9 换热面积：S=Q/Kt=547238.82/250/124.9=17.53m 选用板式换热器型号：T6T6-0.4/500-6Pl75表3-383.2.2.2螺旋换热器 以特制导热油为介质，将脱色油加热到

20、260，矿物油为YC-300 180 260 导热油加热 280 340 180和260葵花籽油的比热分别为2.361KJ/(Kg)，2.650 KJ/(Kg)则Cp=2.506 KJ/(Kg)P282表6加热葵花籽油的热量消耗：Q=m C (t-t) =12412.52.506(260-180) =2488458KJ/h=691238.33W 取热损失为5 Q=Q/(1-5%)=691238.33/0.95=727619.30WYC-300导热油280和340的比热分别为2.922KJ/（Kg），2.713KJ/（Kg） 则Cp= 2.8175KJ/(Kg)P762表19-77 导热油流量：

21、q= Q/Cp（t-t） =727619.30/2.8175/(340-280) =4304.17Kg/h 查得螺旋换热器的换热系数： K=250W/(m)P282表12t=280-180=100 t=340-260=80 t=（t-t）/1n（t/t）=89.6 换热面积：S=Q/Kt=727619.30/250/89.6=32.48m选用板式换热器型号I6T6-0.6/500-6Pl75表3-383.2.2.3油在进入安全过滤器前的冷却 板式换热器：冷却介质为20冷却水140 70 板式换热器 60 2570和140葵花籽油的比热为2.043 KJ/(Kg)，2.265 KJ/(Kg) 则

22、Cp=2.154KJ/(Kg) P282表6 冷却葵花籽油的热量消耗：Q=m C (t-t) =12250.982.154 (140-70) =1847202.76KJ/h=513111.88W 取热损失为5Q= Q/(1-5%)=513111.88/0.95=540117.77W 20和60水的比热分别为4.183 KJ(Kg)，4.178 KJ/(Kg)则Cp=4.1805KJ/（Kg)P677表3水的流量：q =Q/Cp（t-t） =540117.77/4.1805/(60-20) =3229.98Kg/h查得，板式换热器的换热系数：K=300W/(m) P282表12t=140-60=

23、80t=70-20=50 t=(t-t)ln(t/t)=63.83换热面积：S=Q/Kt=540117.77/300/63.83=28.21m选用换热器型号：BX100-35P371表4-2083.2.2.4最后的冷却 板式换热器：冷却介质为20冷却水70 25 板式换热器 40 2070和25葵花籽油的比热为2.043 KJ/(Kg)，1.901 KJ/(Kg) 则Cp=1.972KJ/(Kg) P282表6 加热葵花籽油的热量消耗：Q=m C (t-t) =12250.981.972 (70-25) =1087151.97KJ/h=301986.66W 取热损失为5Q= Q/(1-5%)=

24、301986.66/0.95=317880.69W 20和40水的比热分别为4.183 KJ(Kg) ，4.180 KJ/(Kg)，则Cp=4.1815KJ/（Kg)P677表3水的流量：q =Q/Cp（t-t） =317880.69/4.1815/(40-20) =3801.04Kg/h查得，板式换热器的换热系数：K=300W/(m) P282表12t=70-40=30t=25-20=5 t=(t-t)ln(t/t)=13.95换热面积：S=Q/Kt=317880.69/300/13.95=75.96m选用换热器型号：BX100-90P371表4-2084.设备选型与计算4.1脱色塔的设计4

25、.1.1脱色塔的设计本塔采用搅拌翅搅拌，设有三层脱色层，每层停留8分钟，总脱色时间24分钟。4.1.2脱色塔的容积120时葵花籽油的比重为： =848.3 kg/mV =m/=12500/848.3=14.74 m/h= 0.246 m/min 三层脱色层的每层容积，以充满系数=0.6计 V= Vt/=0.2468/0.6=3.28 m 用于接受过滤后漂白的含油悬浮物的下段溶积为: V=Vt/=0.24624/0.6=9.84m。 脱色设备总体积： V= V3+ V=3.283+9.84=19.68m。4.1.3塔体尺寸的确定4.1.3.1脱色塔圆筒部分高度和直径及封头壁厚的确定取H/D=2

26、，而V=DH/4D=1597m取D=1 600mm，H=3300mm则截面积S=2.01 m，脱色层高度：H=VS=3.2/2.01=1.59m封头采用椭圆形封头Dg1600，JB1154-73P376表4-16公称直径(mm)曲面高度(mm)直边高度(mm)容积(m)重量(kg)1600400250.58748.74.1.3.2中间隔板的确定 考虑到设备制备时的统一性，中间隔板尺寸：D=2500mm，厚度S=6mm，隔板与简体焊接为一体，下方用角钢支持。4.1.4各管径的设计4.1.4.1进油管管径D 选用453.5 YB804-70 耐酸无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg40Pg2.

27、5 JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.1.4.2出油管及排空管D 选用453.5 YB804-70 耐酸无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg40Pg2.5 JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.1.4.3喷淋管管径 选用223YB231-70 热轧无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg18Pg2.53JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.1.4.4真空管管径 选用764YB231-70 热轧无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg68Pg2.53JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.1.4.5排空管管径 选用573.5 YB23

28、1-70 热轧无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg50Pg2.53JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.1.5搅拌器及电机设计计算 搅拌器直径D=(1/22/3) Dg=(1/22/3)1600=8001067 取D=1100，B=1204.1.5.1功率计算与传动装置核算 选用同化灌设备 选用Y112M-4型电机 额定功率4.0KW 转速1500r/minP912表11-57减速器选用单级减速系列XL4-6 电机4.0KW 传动比43P889表11-304.1.5.2搅拌器直径确定 D=40m 4.1.6桨叶厚度校核及确定厚度b=16mm B=120mm4.1.7蒸汽喷射真

29、空泵 真空泵级数的确定：吸入压力为50mmHg，采用二级蒸汽喷射泵P3-35 选用泵的型号为：ZPB20-60/6.5-IP887表7-684.1.8支座的设计 选3个支座 支座Dg2000 JB1165-73 单支座支承4.00tP7654.1.9其他附件4.1.9.1人孔的设计(每层一个) 选用常压不锈钢人孔，HGJ504-86 Dg450P71 8表9-604.1.9.2视镜的设计(共三个) 设计为人孔盖上的视镜视镜：Dgl25Pg2.5HGSo7-103-08-17不锈钢直通视镜配用法兰：HGS5019-58g125Pgl0P604表5-2304.2蒸馏脱臭塔的设计4.2.1层式脱臭塔

30、的设计 脱臭塔日处理量=12412.524/1000=297.9/d 查表连续式脱臭塔设备尺寸规格： 以300/d的处理量计算，脱臭塔直径4m，高度9.6m封头选用Dg4000，曲面高度1000mm，直边高度50mm，容积9.02m：4.2.2壁厚的确定4.2.2.1筒体壁厚的确定 取S=1 0mm 实际壁厚：S=So-C=12mm4.2.2.2封头壁厚的确定 封头采用椭圆形Dg2200 JBll54-73P372表4-14 公称直径(mm)曲面高度(mm)直边高度(mm)容积(m)重量(kg)2200550251.4948.4 几何尺寸 直径D和高度H 有H=(1-2)D，本工艺采用H=1.

31、5D取D=1400mm；H=2100mm 筒体体积V=3.23 m 壁厚S(A3钢) 按容器的最小壁厚计算简体壁厚 取So=6mm，考虑壁厚附加量：C=2mm 实际壁厚：S=So+C=8mm4.2.2.3封头设计 上封头采用平板封头，为了便于加工，取S=8mm，D=1400mm 下封头采用椭圆形Dgl400 JB1154-73P372表4-15公称直径(mm)曲面高度(mm)直边高度(mm)容积(m)重量(kg)1400350250.3981424.2.2.4直接蒸汽加热装置设计 20时水的比热：4.183KJ/(Kg) 90时水的比热：4.208KJ/(Kg) Cp=4.1955KJ/(Kg

32、) 输入蒸汽：水吸热Q=GC(T-T)=689.74.1955(90-20)=20255454KJ/h直接蒸汽用量的确定：热量损失以10，则Q= Q/（1-10%）=225060.6 KJ/h Q包括水蒸汽冷凝至同温度下，释放的汽化热Q及冷却至90放出的热量Q，即Q= Q+ Q：Q=Gr=2168.1GQ=GC(T-T)C=4.183 KJ/(Kg)T=l 33.3，T=55 Q=4.183(1 33.3-55)G=327.53G所以327.53G+2168.16=225060.6 KJ/h蒸汽消耗量：G=90.18 KJ/h蒸汽管直径的设计：选用453.5 YB231-70 热轧无缝钢管P4

33、78表5-23直接蒸汽喷嘴的设计选用B型无声喷嘴Dg25P630表5-373 4.2.2.5液位控制装置设计 液位高度的确定水的体积V=2.858m 下封头容积V=0.398m 直简体水位高度液位计一般安装在热水罐的80处 即2.180=1.68m 液位控制装置 选用UQK-02-B2C浮球液体控制器（水平安装）P1087表10-10并配用UBZ-4波普液位计以供操作人员获得热水管的工作情况。P9774.2.2.6 工艺接管 进水管管径 设计取水的流速为1.5m/s 则内径d=1 2.76mm选用183YB231-70 热轧无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg15Pg2.5 JB81-59

34、 光滑平焊法兰P484表5-296 出油管及排空管D 设计同进水管 选用183YB231-70 热轧无缝钢管P478表5-23 法兰选用Dg15Pg2.5 JB81-59 光滑平焊法兰P484表5-2964.2.2.7支座设计 总重：G=689.74+(1422.1278)(1+0.5)=3768.6kg 选用支承式支座2.5JBl 166-73 允许负荷2500Kg3个P430表4-51参考文献1贝雷 油脂化学与工艺学 第五版 第四卷 中国轻工业出版社2刘玉兰 油脂制取工艺学 化学工业出版社3夏清 陈常贵 化工原理 天津大学出版社4何东平 油脂工厂设计手册 M 湖北：湖北科学技术出版社5韩景生 油脂精炼工艺学 M北京：中国财经经济出版社6左青 油脂加工工厂设计手册 M 安徽：安徽科学技术出版社 7E.E.法伊别尔格 油脂加工工艺设计 M 成都：四川科学技术出版社23