大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、20xx20xx 屆畢業(yè)生屆畢業(yè)生畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書書題題 目目: : xxxxxxxx 噸噸/ /年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì) 院系名稱：院系名稱：糧油食品學(xué)院糧油食品學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 食工食工 xxxxxx 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： xxxxxx 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： xxxxxxxxxx 教師職稱：教師職稱： xxxxxxxx 20xx 年年 xxx 月月 xx 日日 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 中 文 摘 要（空 1 行）摘 要 （小 4 號(hào)宋體，1.5 倍行距）。 （要求 400 字左右）（空 2 行）關(guān)

2、鍵詞： （小 4 號(hào)宋體）（小 4 號(hào)黑體）xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)ii畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 外 文 摘 要title （4 號(hào) times new roman） abstract（小 4 號(hào) times new roman，1.5 倍行距，第一個(gè)字應(yīng)頂格寫）.（空 2 行）keywords （小 4 號(hào) times new roman）（小 4times new roman）河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)i目 錄1 工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書.21.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).21.2 課題意義.31.3工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明.42 計(jì)算設(shè)計(jì)說(shuō)明書.82.1 物料衡算 .82.2 熱量衡算 .122.3 一效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)

3、算 .152.4 二效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算.162.5 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算.182.6 一效冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算.292.7 二效冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算 .332.8 真空干燥機(jī)冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算.362.9 浸出器的設(shè)計(jì)計(jì)算 .392.10 粉碎機(jī)選型.402.11 真空干燥機(jī)選型.412.12 螺旋卸料離心機(jī)的選型 .412.13 膠體磨選型.412.14 螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算.422.15 暫存罐的設(shè)計(jì)計(jì)算 .452.16 泵的選型 .472.17 真空泵的設(shè)計(jì)選型 .502.18 管道設(shè)計(jì)計(jì)算 .512.19 設(shè)備明細(xì)表.71致 謝.73參考文獻(xiàn).74目錄自動(dòng)生成xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)21 1 工藝設(shè)

4、計(jì)說(shuō)明書工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書1.11.1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)大豆蛋白加工是最近10多年來(lái)我國(guó)大豆加工利用的新方向。其加工工藝和傳統(tǒng)大豆加工工藝的區(qū)別在于大豆經(jīng)過(guò)浸出法提取油脂后, 豆粕在低溫條件下脫除溶劑, 大豆蛋白質(zhì)基本不變性。利用此低溫脫溶豆粕(俗稱白豆片)可以進(jìn)一步生產(chǎn)出大豆蛋白粉、大豆組織蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白等大豆蛋白產(chǎn)品。我國(guó)現(xiàn)今已有30 余家生產(chǎn)大豆蛋白的企業(yè), 可以生產(chǎn)大豆組織蛋白、大豆?jié)饪s蛋白、大豆分離蛋白。由于美國(guó)是大豆的主要產(chǎn)地，所以其大豆加工業(yè)也是規(guī)模最大的。根據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在美國(guó)就有381家企業(yè)涉及大豆的加工。世界上加工大豆蛋白的一些企

5、業(yè)如adm、dupont protein technologist (即以前的保利來(lái)蛋白公司，現(xiàn)被dupont 公司收購(gòu), 該公司已經(jīng)在我國(guó)收購(gòu)多家企業(yè)并開(kāi)始生產(chǎn)分離蛋白)、central soya、international proteincorporation 等, 其大豆蛋白生產(chǎn)品種基本覆蓋了已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)的所有品種, 最為重要的是有些公司的產(chǎn)品已經(jīng)形成序列化、專一化, 有不同類型的蛋白質(zhì)產(chǎn)品來(lái)滿足不同的食品加工需要。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì), 僅adm和dupont公司的蛋白產(chǎn)品就達(dá)幾十種, 產(chǎn)品的應(yīng)用范圍幾乎覆蓋所有的日常加工食品, 同時(shí)一些產(chǎn)品的針對(duì)性強(qiáng), 有自己的特定使用對(duì)象, 而這個(gè)問(wèn)題正是

6、我國(guó)大豆蛋白加工所存在的問(wèn)題。從蛋白質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)廠商數(shù)目上看, 大豆蛋白的生產(chǎn)以豆奶類、脫脂豆粉、濃縮蛋白、分離蛋白、組織化蛋白的生產(chǎn)較多, 而對(duì)水解蛋白的生產(chǎn)較少。它的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與牛乳接近, 并且還存在以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì): 無(wú)乳糖、無(wú)膽固醇、富含不飽和脂肪酸、富含異黃酮、含纖維素。在注重健康的今天得到美國(guó)消費(fèi)者逐步認(rèn)可,消費(fèi)觀念發(fā)生了改變所致。在對(duì)脫脂豆粉進(jìn)行加工處理時(shí), 產(chǎn)品的風(fēng)味質(zhì)量得到改善, 特有的豆腥味被去, 大豆中含有的所謂“脹氣因子”大豆低聚糖也同時(shí)被除去, 產(chǎn)品中此部分內(nèi)容可以用開(kāi)題報(bào)告中相應(yīng)的內(nèi)容。因?yàn)橐橹兀⒁庑薷暮鸵脴?biāo)注。河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3蛋白質(zhì)的含量與原料脫脂豆粉相比明顯

7、提高(一般不低于70% ) , 通常1噸脫脂豆粉可以生產(chǎn)出368.9kg的濃縮蛋白。蛋白產(chǎn)品的性狀與處理方法有關(guān)。脫脂豆粉熱變性后水浸提處理, 產(chǎn)品的溶解性能低、色澤也較深; 醇浸提法生產(chǎn)出的產(chǎn)品溶解度雖然低(nsi為10%15% ) , 但可以保留大豆蛋白的一些功能性質(zhì), 如粘度、乳化能力等; 酸浸提法可以通過(guò)后來(lái)中和物料中的酸而提高濃縮蛋白的溶解性能。不同方法生產(chǎn)出的濃縮蛋白均可以形成粉狀、粒狀的產(chǎn)品形式, 均可以最終用于生產(chǎn)組織化大豆蛋白。用乙醇生產(chǎn)的大豆蛋白蛋白質(zhì)含量高，色澤好，容易干燥，風(fēng)味好；現(xiàn)在正越來(lái)越多的被生產(chǎn)廠家所接受。1.21.2 課題意義課題意義中國(guó)是大豆的原產(chǎn)國(guó), 其種

8、植歷史長(zhǎng)達(dá)5000年。大豆經(jīng)過(guò)中國(guó)傳到東南亞以后, 再經(jīng)過(guò)歐洲而傳到美洲。目前大豆是世界上最重要的油料作物, 在2000 年, 大豆產(chǎn)量占油料作物總產(chǎn)量的56% , 相比之下處于第二、第三位的油菜籽、棉籽的產(chǎn)量分別只有11%和12%。我國(guó)的大豆生產(chǎn)總體趨勢(shì)為產(chǎn)量有所增加, 居世界第四。大豆是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物, 它的脂肪、蛋白質(zhì)和一些微量成分有重要的利用價(jià)值。在大豆的各種化學(xué)成分加工、利用中, 大豆蛋白質(zhì)的加工、利用技術(shù)一直是加工業(yè)和研究者重點(diǎn)注意問(wèn)題之一, 更是我國(guó)急需解決的問(wèn)題。在大豆中蛋白質(zhì)含量一般不低于38% , 它為大豆所含最主要、也是最重要的營(yíng)養(yǎng)成分。所以大豆蛋白質(zhì)是當(dāng)前一個(gè)非常重

9、要的、并且有十分廉價(jià)的植物蛋白質(zhì)資源, 與其它傳統(tǒng)動(dòng)物蛋白源相比, 單位重量的大豆中蛋白質(zhì)含量要明顯高于動(dòng)物蛋白大豆蛋白作為大豆油脂加工業(yè)中的重要副產(chǎn)物, 不僅具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和加工品質(zhì), 同時(shí)蛋白質(zhì)、異黃酮等成分對(duì)現(xiàn)代人類的健康也具有積極的、有益的作用, 在食品加工中大豆蛋白質(zhì)的應(yīng)用存在極大的潛力。與美國(guó)的大豆蛋白加工應(yīng)用情況相比, 我國(guó)的大豆蛋白深加工產(chǎn)品的生產(chǎn)、應(yīng)用開(kāi)發(fā)仍然處于發(fā)展xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)4的初期, 雖然在大豆分離蛋白的生產(chǎn)、應(yīng)用上已經(jīng)形成相應(yīng)的規(guī)模, 但是對(duì)于大豆?jié)饪s蛋白、組織化蛋白、脫脂豆粉、豆乳等產(chǎn)品, 它們更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、更容易形成大規(guī)模的生產(chǎn)與應(yīng)用

10、, 可是這些產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)卻處于萌芽期, 急需在未來(lái)進(jìn)行規(guī)模性的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)以及應(yīng)用。1.31.3工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明1.3.1 設(shè)計(jì)原則 盡可能采納當(dāng)今國(guó)內(nèi)成熟的基本流程和部分規(guī)范。國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝的應(yīng)用須通過(guò)必需的實(shí)驗(yàn)后才能推廣。工藝過(guò)程連續(xù)化屬基本要求，同時(shí)進(jìn)可能應(yīng)用成熟可靠的自動(dòng)控制儀表，但也不排出必要的簡(jiǎn)易可行的半連續(xù)或間歇式設(shè)備的利用。先進(jìn)性和實(shí)用性結(jié)合1.3.2 工藝設(shè)計(jì)原理大豆?jié)饪s蛋白是從脫脂豆粉中除去低分子可溶性非蛋白成分,主要可溶性糖、灰分和各種氣味成分等,制得的大豆蛋白制品。目前大豆?jié)饪s蛋白的生產(chǎn)工藝一般有三種,即濕熱浸提法、稀酸浸提法和含水乙醇浸提法。此外開(kāi)始探求用超

11、濾法生產(chǎn)大豆?jié)饪s蛋白。濕熱浸提法目前已基本被淘汰,原因是產(chǎn)品風(fēng)味、色澤和功能性質(zhì)都極差。稀酸浸提法制得的大豆?jié)饪s蛋白雖然具有較好的功能特性,但蛋白質(zhì)的得率較低,污水排放造成的環(huán)境污染較為嚴(yán)重,綜合效益差。超濾法制備的產(chǎn)品功能特性好,蛋白質(zhì)得率較高,不足之處在于產(chǎn)品無(wú)法干燥處理。醇法大豆?jié)饪s蛋白的特點(diǎn)在于:產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤好、蛋白質(zhì)得率高;生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)污水排放,避免了環(huán)境污染;且更有利于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合利用。但醇法大豆?jié)饪s蛋白由于使用了60 %左右的乙醇溶液,蛋白質(zhì)變性較為劇烈,功能性較差,且目前醇法大豆?jié)饪s蛋白酒精消耗高達(dá)200 kg/ t 300 kg/ t濃縮蛋白(國(guó)際上一般為40 kg/

12、t濃縮蛋白) 。河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5以低變性脫脂大豆粕為原料,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)醇法大豆?jié)饪s蛋白的工廠常采用間歇式浸出,不僅生產(chǎn)量低,而且原料和乙醇水溶液比之大, 每噸醇法大豆?jié)饪s蛋白的乙醇消耗量高達(dá)300 kg ,且需蒸餾回收的乙醇量也很大、能耗高。因此,生產(chǎn)成本高、效益差。若采用連續(xù)式工藝則可以大幅度降低乙醇消耗量,改善大豆?jié)饪s蛋白的功能性質(zhì),降低生產(chǎn)成本。在浸提工序中,影響蛋白質(zhì)溶出率和蛋白質(zhì)分散指數(shù)的因素,除了乙醇濃度和浸提溫度外,還有原料的粒度、固液比、浸提時(shí)間、ph值以及攪拌強(qiáng)度等。浸提時(shí)間主要影響蛋白質(zhì)的溶出率,但在兩個(gè)指標(biāo)中均處最后一位,在一定條件下,浸提時(shí)間越長(zhǎng),蛋白溶出率越高,蛋白

13、質(zhì)分散指數(shù)也有增加的趨勢(shì),但兩個(gè)指標(biāo)增加的幅度均很小。較長(zhǎng)的浸提時(shí)間,在較高的乙醇濃度下,會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)的變性程度發(fā)生變化,這種變化可能直接影響到大豆?jié)饪s蛋白的蛋白質(zhì)分散指數(shù),且當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后,蛋白質(zhì)的溶出率也趨于恒定。因此,綜合兩項(xiàng)指標(biāo),浸提時(shí)間以30 min為宜。固液比在兩個(gè)指標(biāo)中均處于第三位,低濃度溶劑浸出時(shí)17 的固液比有利于大豆?jié)饪s蛋白pdi 的提高。高濃度乙醇溶液浸出時(shí)1：4的固液比既可以浸出除去豆粕中與蛋白質(zhì)結(jié)合的脂類物質(zhì)、風(fēng)味前體及色素類,又經(jīng)濟(jì)適用。 浸提溫度提高,有利于蛋白質(zhì)溶出率的增加,但當(dāng)溫度提高時(shí),在較高的乙醇濃度下,蛋白質(zhì)的變性程度增加,從而使大豆?jié)饪s蛋白的pdi

14、降低,影響產(chǎn)品的工藝性能。另外高溫浸提耗能較多,因而浸提溫度建議采用30 。乙醇濃度在四個(gè)因素中處于首位,屬主要因素。從目前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看,提高乙醇濃度不利于豆粕中小分子有機(jī)物如低聚糖、皂甙等的浸出,從而使大豆?jié)饪s蛋白中的蛋白含量降低。如使用95 %的乙醇時(shí),蒸餾回收酒精幾乎不產(chǎn)生泡沫,說(shuō)明皂甙基本上沒(méi)有被浸出,仍留在大豆?jié)饪s蛋白中。但乙醇濃度的提高,可除去豆粕中與蛋白質(zhì)結(jié)合的脂類物質(zhì)、風(fēng)味前體及色素類,使其在醇法大豆?jié)饪s蛋白xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)6中的含量明顯降低(因?yàn)榇祟愇镔|(zhì)可溶于乙醇) ,因而醇洗豆粕可去除異味及其色澤變淺,卻是很明顯的。另外研究發(fā)現(xiàn),乙醇使蛋白質(zhì)變性的機(jī)理不

15、同于熱變性,熱變性使蛋白質(zhì)松散、無(wú)序,而醇變性則使蛋白質(zhì)分子重新構(gòu)造,形成了比天然大豆蛋白更加有序的結(jié)構(gòu),在熵變驅(qū)動(dòng)下伴隨自聚集循環(huán)形成了蛋白聚集微粒,蛋白聚集微粒的剛性較大、構(gòu)象力大、構(gòu)象更緊密,維持這種緊密構(gòu)象的作用力是鍵能較低的次級(jí)鍵。綜合實(shí)踐和理論分析,我們提出稀濃乙醇兩次浸出方案:首先用60 %的乙醇溶液浸提,然后用90 %的乙醇溶液二次浸提(工作時(shí)間30 min ,溫度50 ,固液比分別為17，1：4) ,從而得到具有較好的氣味、色澤、蛋白質(zhì)分散指數(shù)和蛋白含量的大豆?jié)饪s蛋白。1.3.3工藝流程圖兩次乙醇制取濃縮蛋白工藝流程圖60乙醇溶液 90乙醇溶液 豆粕存料斗環(huán)形浸出器上半段瀝干

16、環(huán)形浸出器下半段膠體磨暫存罐離心分離機(jī)雙螺桿高濕擠壓機(jī)真空干燥機(jī)粉碎機(jī)集料器包裝機(jī)1.3.4 操作說(shuō)明大豆?jié)饪s蛋白的加工是從脫溶豆粕開(kāi)始的，首先把豆粕用刮板輸送機(jī)送到暫存箱里，箱體的大小應(yīng)該合理，保證生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)性。料是通過(guò)絞龍送入浸出器。由于溶劑的易揮發(fā)性，絞龍要嚴(yán)格封閉。料有絞龍送入以后，環(huán)形浸出器內(nèi)開(kāi)始浸出，浸出時(shí)料是靜止的，溶劑通過(guò)循環(huán)泵來(lái)連續(xù)浸出。浸出器上半段用 60的乙醇溶液浸出，固液比為 1：7，豆粕大部分中小分子有機(jī)物如低聚糖、皂甙等被浸出，為了保證兩次進(jìn)出的濃度梯度，必須在上半段進(jìn)行瀝干，瀝干液打入暫存罐，然后由暫存罐打入一效蒸發(fā)器，上半段瀝干以后進(jìn)入下半段用 90的乙醇溶

17、液提取，固液比為 1：4，提取以后用高壓泵將混合物料打入河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)7膠體磨，膠體磨打磨以后由于其的大的沖力需設(shè)一個(gè)暫存罐緩沖。然后進(jìn)入離心分離機(jī)分離，分離以后的溶液打入暫存罐，暫存罐里進(jìn)行調(diào)配，調(diào)配成 60的乙醇溶液再循環(huán)利用。分離以后的物料通過(guò)輸送機(jī)進(jìn)入真空干燥機(jī)干燥。干燥以后的物料進(jìn)入粉碎機(jī)粉碎，最后集料包裝。環(huán)形浸出器上半段的瀝出溶劑從暫存罐打入一效蒸發(fā)器，通過(guò)一效加熱分離，二效加熱分離，進(jìn)入冷凝器中冷凝，冷凝以后進(jìn)入稀乙醇罐，用泵再打入精餾塔，精餾冷卻以后打入濃乙醇暫存罐。1.3.5平面布置說(shuō)明廠房使用的為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，總共兩層，其中一、二樓長(zhǎng)度為 30m，樓寬度為 18

18、米。根據(jù)工藝流程設(shè)計(jì)的所確定的全部設(shè)備，按著工藝生產(chǎn)的要求合理的進(jìn)行平面布置，以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。冷凝罐所接管路較復(fù)雜且所接管路相同，所以集中擺放。樓，分離機(jī)放在二樓，冷凝器大部分放在二樓，精餾塔冷凝器放在二樓，膠體磨放在一樓，真空干燥機(jī)集中擺放，都放在一樓。蒸汽分配器擺放在二樓。1.3.6 設(shè)備選型說(shuō)明1. 浸出器的選擇：目前大豆?jié)饪s蛋白的生產(chǎn)工藝一般有三種,即濕熱浸提法、稀酸浸提法和含水乙醇浸提法。乙醇浸提是制備的大豆?jié)饪s蛋白是一種高蛋白的大豆制品，其氨基酸組成合理，產(chǎn)品的風(fēng)味清淡、色澤較淺，蛋白損失較小。乙醇浸提工藝不斷發(fā)展，現(xiàn)在用兩次乙醇溶劑的浸提，通過(guò)濃度梯度既解決了高濃度浸提豆粕

19、時(shí)中小分子有機(jī)物如低聚糖、皂甙難提出的問(wèn)題，又解決了低濃度浸提豆粕中與蛋白質(zhì)xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)8結(jié)合的脂類物質(zhì)、風(fēng)味前體及色素類難提出的問(wèn)題。特別是用環(huán)形浸出器的濃度階梯連續(xù)浸提，既可以解決平轉(zhuǎn)浸出器的滲透問(wèn)題，又可以降低設(shè)備的空間布置，便于維修。通過(guò)在上浸提段設(shè)瀝干段來(lái)實(shí)現(xiàn)兩次濃度梯度，上半段的瀝干液用泵打出。下半段在打入新的高濃度溶劑，高濃度的溶劑浸提以后不再打出，而是和物料一起打入膠體磨。設(shè)備采用自動(dòng)保壓、自動(dòng)拉板、程控等功能，操作簡(jiǎn)單、安全、省力、通過(guò)操作控制板上的按鈕即可實(shí)現(xiàn)浸出器的連續(xù)動(dòng)作，其中配有多種安全裝置，確保操作人員的安全和浸出器的正常運(yùn)行，旁邊設(shè)平臺(tái)便于操

20、作人員的觀察。2. 膠體磨的選擇：jm 系列膠體磨由 85 型不銹鋼、半不銹鋼和 130 型膠體磨組成，該系列膠體磨是對(duì)流體、半流體物料進(jìn)行精細(xì)化研磨處理的設(shè)備。3. 水噴射泵的選擇：蒸汽噴射泵是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種有效能的機(jī)械裝置。它是利用一定壓力的水流通過(guò)對(duì)稱均布成一定傾斜度的噴咀噴出，聚合在一個(gè)焦點(diǎn)上。由于噴射水流速度很高，于是周圍形成負(fù)壓使器室內(nèi)產(chǎn)生真空，另外由于二次蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽冷凝成水,小量未被凝的蒸汽與不疑結(jié)的氣體亦由于與高速噴射的水流互相摩擦，混合與擠壓，通過(guò)擴(kuò)壓管使器室內(nèi)形成更高的真空。2 2 計(jì)算設(shè)計(jì)說(shuō)明書計(jì)算設(shè)計(jì)說(shuō)明書2.1

21、2.1 物料衡算物料衡算2.1.1 主體物料衡算1原料組成一些原料的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不得與前人的數(shù)據(jù)一樣，防止重復(fù)。原料數(shù)據(jù)要有來(lái)源，不要不切合實(shí)際的瞎編，比如參考發(fā)表的文章，教材或者實(shí)驗(yàn)室結(jié)果。河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9原料的氮溶指數(shù) nsi702.原料數(shù)量本工藝設(shè)計(jì)課題為:8000t/d 大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì),產(chǎn)率按 65%個(gè),一年按300 個(gè)工作日,則原料: a=(8000t/y)/65%=12307.7t/y=41t/d=1708.3kg/h 原料中各組分的含量（單位，kg/h）3.用 60%酒精浸出洗滌時(shí)60%浸出洗滌時(shí)有 95%蛋白、10%脂肪、90%粗纖維、10%灰分、90%寡聚糖、10%低

22、聚糖轉(zhuǎn)移到蛋白液中,則蛋白液干物質(zhì)量:b1=95%956.6+10%17.1+85.490%+102.510%+20590%+20510% =908.77+1.71+76.86+10.25+184.5+20.5 =1202.6 kg/h用 60%酒精水溶液浸泡后瀝干，蛋白含溶 70%，且 60%酒精水溶液按 1：7 加入,設(shè) x 為浸泡后瀝干的濕粕中酒精水溶液的量,則, x=2806.1kg/h%70%1006 .1202xx濕粕總重:x+1202.6=4008.7kg/h進(jìn)入一效蒸發(fā)器的液體:c=71708.3+1708.3-4008.7=9657.7kg/h與物料中的水混合后酒精濃度: %

23、3 .597 .1363 .17087%603 .17087蛋白質(zhì)脂肪水分粗纖維灰分寡聚糖 低聚糖56%1%8%5%6%12%12%蛋白質(zhì)脂肪水分粗纖維灰分寡聚糖低聚糖956.617.1136.785.4102.5205.0205.0xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)10進(jìn)入蒸發(fā)器的液體濃度 %2 .56%1007 .9657%3 .59) 1 .28063 .17087(4. 90%酒精水溶液浸出洗滌時(shí)90%酒精水溶液 1：4 加入浸出洗滌時(shí)，有 99%蛋白，90%的脂肪，90%的粗纖維，90%灰分，90%的寡聚糖，90%低聚糖轉(zhuǎn)移到蛋白液中,則蛋白液干物質(zhì)量:b2=99%908.77+90

24、%1.71+90%76.86+90%10.25+90%184.5+90%20.5=1164.1 kg/h5.進(jìn)入膠體磨的量: d=1164.1+1708.34+2806.1=10803.4 kg/h6.酒精水溶液量 e=41708.3+2806.1+1202.6-1164.1=9677.8 kg/h7.離心分離后含濕量 70%， , f=2716.2kg/h%70%1001 .1164ff8.從離心機(jī)分離出的酒精水溶液 h=10803.4-3880.3=7023.1 kg/h9.進(jìn)入擠壓機(jī)的量為:g=2716.2+1164.1=3880.3kg/h10.擠壓后含溶 45%，l=952.4 kg

25、/h，%45%1001 .1164ll進(jìn)入真空干燥機(jī)的量 g=l+1164.1=2116.5 kg/h10.從真空干燥機(jī)出來(lái)成品含水量 6.7% ,i=83.6 kg/h%7 . 61 .1164iii+1164.1=1247.7 kg/h成品含酒精量 500ppm j=0.62 kg/h10000005007 .1247jj成品量：1247.7+0.62=1248.32kg/h蛋白得率：%1003 .1768成品量%1 .73%1003 .170832.1248河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)11進(jìn)入真空干燥機(jī)冷凝器的酒精量 k=2116.5-1248.32=868.18kg/h進(jìn)入稀乙醇周轉(zhuǎn)罐的量 l

26、=7023.1+k=7023.1+868.18=7891.28kg/h2.1.2 蒸發(fā)器物料衡算1. 一效蒸發(fā) 查許開(kāi)天編酒精蒸餾技術(shù)由表：酒精和水的混合物在不同壓力下的沸點(diǎn)，設(shè)定:一效蒸發(fā)器的絕壓為 80.0kpa 時(shí)在溫度 80條件下蒸發(fā)查表：水-酒精的氣相和液相物理參數(shù)，得:蒸汽的酒精濃度為 78.5%進(jìn)一效蒸發(fā)器的糖的濃度: %82. 3%1007 .96576 .12027 .1363 .1708出一效蒸發(fā)器的糖的濃度:6% ,則 9657.73.82%=m6%, m=6148.7kg/h一效蒸發(fā)器蒸發(fā)的酒精水溶液的量: 9657.7-6148.7=3509.0 kg/h出一效蒸發(fā)器

27、的酒精水溶液的濃度: 9657.756.2%=3509.078.5%+6148.7p 得 p=43.5%2.二效蒸發(fā)出二效蒸發(fā)器的糖的濃度為 14% 9657.73.82%=q14%, q=2635.2kg/h二效蒸發(fā)器蒸發(fā)的酒精水溶液的量： 6148.7-2635.2=3513.5 kg/h由表:水-酒精的氣相和液相物理參數(shù)，得出二效蒸發(fā)器酒精蒸汽的酒精濃度為75.5%糖漿中酒精濃度%77. 0%1002 .2635%5 .755 .3513%5 .783509%2 .567 .9657查許開(kāi)天編酒精蒸餾技術(shù)由表：酒精和水的混合物在不同壓力下的沸點(diǎn)，設(shè)定二效蒸發(fā)器的工作壓力 30kpa（真空

28、度） ，溫度 60。2.1.3 精餾塔的物料衡算進(jìn)精餾塔的酒精水溶液濃度為xf=%775 .35133509%5 .755 .3513%5 .783509xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)12xd=90%設(shè)定 xw=1%原料液流量 f=3509.0+3513.5=7022.5 kg/h總物料衡算 f=d+w ,則 d+w=7022.5 易揮發(fā)組分的物料衡算公式 fxf=dxd+wxw ,則 7022.577%=d90%+w1% f-原料液流量 xf-原料液中易揮發(fā)組分的組成d-餾出液流量 xd-餾出液中易揮發(fā)組分的組成w-釜?dú)堃毫髁?xw-釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的組成方程和聯(lián)立可解得: d=588

29、1.3kg/h , w=1141.2kg/h2.2熱量衡算熱量衡算 2.2.1 一效蒸發(fā)器熱量衡算1.主要參數(shù)糖的比熱容參考化工原理附錄十四常用固體材料的密度和比熱容得:c糖糖=0.9630 kj/kg乙醇的比熱容參考日用化工理化數(shù)據(jù)手冊(cè)表 17.12 乙醇液體的熱容得:50時(shí)，c乙醇乙醇=0.669 卡/克=2.801 kj/kg80時(shí)，c乙醇乙醇=0.769 卡/克60，c乙醇乙醇=0.702 卡/克水比熱容參考化工原理附錄水的重要物理性質(zhì) 50時(shí) c水=4.174kj/kg；80時(shí) c水=4.195 kj/kg； 50時(shí)的汽化熱為:2368.1 kj/kg ，60時(shí)的汽化熱為:2355.

30、1 kj/kg ，80時(shí)的汽化熱為:2307.8 kj/kg；一效絕壓為450kpa 時(shí)，蒸汽溫度為 147.7，此時(shí)蒸汽潛熱 r=2125.4 kj/kg。河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13查扈文勝編常用食品數(shù)據(jù)手冊(cè)由表：各種濃度酒精的沸點(diǎn)和汽化熱得:乙醇在 50時(shí)的汽化熱為:211.6kcal/kg ，60時(shí)的汽化熱為:212.3 kcal/kg 80時(shí)的汽化熱為:213.4 kcal/kg. 2.進(jìn)入一蒸的物料量糖:9657.73.82%=368.9 kg/h 酒精:9657.756.2%=5427.7 kg/h 水:9657.7-368.9-5427.7= kg/h3.物料帶入的總熱量 q進(jìn)=

31、q糖+q乙醇+ q水+ q蒸汽糖帶入的熱量：q糖=mct=368.90.963050=17762.5 kj/h乙醇帶入的熱量 q乙醇=mct=5427.72.80150=760149.385 kj/h水帶入的熱量：q水=mct=3861.14.17450=805811.57 kj/h蒸汽帶入的熱量:q蒸汽=d2125.4 kj/h4物料帶出的總熱量 q出= q1糖+ q1乙醇+ q1水糖帶出的熱量：q1糖=368.90.963080=28420.1 kj/h乙醇帶出的熱量：q11 乙醇=（5427.7-3509.078.5%）0.7694.186880=688524.6 kj/hq12 乙醇=

32、3509.078.5%0.7694.186880+3509.078.5%213.44.1868 =1073598.03+4999480.98=3170600.9 kj/hq1乙醇= q11 乙醇+ q12 乙醇= 3859125.5.51 kj/h水帶出的熱量：q11 水=3861.1-3509.0（1-78.5%）4.19580=1042596.8 kj/hq12 水=3509.021.5%2307.8+3509.021.5%4.19580=1994273.5 kj/hq1水= q11 水+ q12 水=3036870.3 kj/h5.用總熱量衡算得到直接蒸汽耗量物料帶入的總熱量 q進(jìn)=物料

33、帶出的總熱量 q出 則，xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)14q進(jìn)=17762.5+760149.385+805811.57+ d2125.4 =15837273.5+ d2125.4q出=28420.1+3859125.5.51+3036870.3=6924415.9 kg/h 加熱蒸汽耗量 d=(6924415.9-15837273.5)/2125.4=2512.8 kg/h設(shè)加熱蒸汽的熱損失為 2%，則 d1=d(1+2%)=2563.0 kg/h2.2.2 二效蒸發(fā)器熱量衡算1.進(jìn)入二蒸的物料量糖:9657.73.82%=368.9kg/h 酒精:6148.743.5%=2674.7

34、kg/h 水:6148.7-368.9-2674.7=3105.1 kg/h2.物料帶入的總熱量 q進(jìn)= q2糖+q2乙醇+ q2水+ q2蒸汽糖帶入的熱量：q2糖= q1糖=368.90.963080=28420.1 kj/h乙醇帶入的熱量 q2乙醇= q11 乙醇=688524.6kj/h水帶入的熱量：q2水= q11 水=1042596.8 kj/h二次蒸汽帶入的熱量:q2蒸汽3物料帶出的總熱量 q出= q3糖+ q3乙醇+ q3水糖帶出的熱量：q3糖=368.90.963060=21315.0 kj/h乙醇帶出的熱量：q31 乙醇=2635.20.77%0.7024.186860=35

35、78.3 kj/hq32 乙醇=3513.575.5%0.7024.186860+3513.575.5%212.34.1868 =2825663.1 kj/hq3乙醇= q31 乙醇+ q32 乙醇= 2829241.4 kj/h水帶出的熱量：q31 水=3105.1-3513.5（1-75.5%）4.17860=562599.2 kj/hq32 水=3513.524.5%2355.1+3513.524.5%4.17860=2243075.0 kj/hq3水= q31 水+ q32 水=2805674.2 kj/h河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)155.用總熱量衡算得到直接蒸汽耗量物料帶入的總熱量 q進(jìn)=

36、物料帶出的總熱量 q出 則，q進(jìn)=28420.1+688524.6+1042596.8+ q2蒸汽=1759541.5+ q2蒸汽蒸汽q出=21315+2829241.4+2805674.2=5656230.6 kj/h得到：二效蒸發(fā)消耗的能量 q2蒸汽=5656230.6-1759541.5=3896689.1 kj/h設(shè)熱量損失為 5%，則修正后 q2蒸汽=3896689.1（1+5%）=4091523.6 kj/h查許開(kāi)天編酒精蒸餾技術(shù)由表：酒精和水的混合物在不同濃度下的汽化熱得：一蒸二次蒸汽的潛熱為：292.46 kcal/kg一效蒸發(fā)二次蒸汽所能提供的潛熱：3509.0292.464

37、.1868=4296670.6 kj/h二次蒸汽利用率 =%2 .95%1004296670.64091523.62.32.3 一效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算一效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算1.一效傳熱面積計(jì)算壓強(qiáng)為 450kpa 時(shí)飽和蒸汽的溫度 t 為 147.7；查許開(kāi)天編酒精蒸餾技術(shù)80kpa 時(shí)，56.2%酒精溶液沸點(diǎn)為 74.7。參考化工原理表 6-2 各種蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)，外熱式蒸發(fā)器?。簁1=1200w/（m2k） t1=147.7-74.7=73.0q1=dr=25632125.4=5447400.2kj/h=1513166.7 w s1= q1/（k1t1）=1513166.7/（120073）=1

38、7.27 為安全計(jì) s=17.271.2=20.72加熱室選用直徑為 383mm，長(zhǎng)為 l=3m 的無(wú)縫鋼管作為加熱管，則管數(shù)為：n=s/（dol）=20.7/（0.0383）=58加熱管按正三角形排列，則管束中心線上的管數(shù)約為：nc=1.1=1.1=8.3,取為 9n58xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)16取管心距 t 為 70mm，則管束中心線上最外層管的中心至殼體內(nèi)壁的距離 b 為1.5do，則加熱室的內(nèi)徑為：di=t（nc-1）+2b=70（9-1）+2（1.538）=560+114=674mm取 di=700mm（2）循環(huán)室 由于 d=d，d 為加熱管內(nèi)徑，d=217.9mm，取為

39、 220mmn) 14 . 0(（3）分離室取分離室的高度為 h=1.5m。查扈文勝編常用食品數(shù)據(jù)手冊(cè) ，絕對(duì)大氣壓下，蒸汽中酒精濃度 78.5%時(shí)，蒸汽密度近似為 1.200 kg/m3，所以壓強(qiáng)為 80kpa 時(shí)二次蒸汽的密度為1.104kg/m3，則二次蒸汽的體積流量為vs=m3/s883. 0104. 1*360035093600w允許蒸發(fā)體積強(qiáng)度 vsy 為 1.11.5 m3/（m2s） ，取 vsy=1.1 m3/（m2s） ，則v= m3, ,v= d2h，而=12，取 h=1.8，則803. 01 . 1883. 04vsyvs4dhd=753mm，取為 900mm。外熱式自

40、然循環(huán)管蒸發(fā)器的主要數(shù)據(jù)：表 1 一效蒸發(fā)器的主要數(shù)據(jù)加熱管加熱室分離室循環(huán)管規(guī)格 mm長(zhǎng)度 m根數(shù)直徑 mm長(zhǎng)度 m直徑 m高度 m直徑 mm38335870039001.82202.42.4 二效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算二效蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算1二效傳熱面積計(jì)算壓強(qiáng)為 80kpa 時(shí)飽和蒸汽壓的溫度 t=74.7二效蒸發(fā)器在絕壓為 30kpa 時(shí)溶液沸點(diǎn)為 52.7河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)17q2=3877852.1kj/h=1077181.1 w t=73.8-52.7=22故傳熱面積 s=tkq參考卷 6-2 各種蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)化工原理取 k=1200 w/（m2k）s=1077181.1/（12002

41、2）=40.8 m2為安全計(jì)，取 s=40.81.2=48.96 m22.加熱室選用直徑 383mm，長(zhǎng)為 3m 的無(wú)縫鋼管作為加熱室，則管數(shù)為：n=s/（dol）=48.96/（0.0383）=136.8，取為 137加熱管按正三角形排列，則管束中心線上的管數(shù)約為：nc=1.1=1.1=13n137取管心距 t 為 70mm，則管束中心線上最外層管的中心至殼體內(nèi)壁的距離 b 為1.5do，則加熱室的內(nèi)徑為：di=t（nc-1）+2b=70（13-1）+2（1.538）=700+114=954mm取 di=960mm（2）循環(huán)室 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)循環(huán)室的截面積取 80%的加熱管總截面積，則循環(huán)管總截面

42、積為f=0.8n di2/4=0.83.14137(0.038-20.003)2/4=0.0879所以，循環(huán)管直徑為d=，取為 350 mmmm6 .33412. 044f（3）分離室取分離室的高度為 h=1.8m，( 高度與直徑之比為 1 到 2)查扈文勝編常用食品數(shù)據(jù)手冊(cè) ，絕對(duì)大氣壓下，蒸汽中酒精濃度 75.5%時(shí)，蒸汽密度近似為 1.1617 kg/m3，所以壓強(qiáng)為 30kpa 時(shí)二次蒸汽的密度為xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)181.1269kg/m3 。壓強(qiáng)為 30kpa 時(shí)二次蒸汽的密度為 0.30799kg/m3，所以二次蒸汽的體積流量為vs=m3/s，=0.787 m386

43、6. 01269. 136005 .35133600w1 . 1svv 1 . 1866. 0v= d2h，而=12，取 h=1.8，則 d=746，取為 900mm。4dh外熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器的主要數(shù)據(jù)：表 2 二效蒸發(fā)器的主要數(shù)據(jù)加熱管加熱室分離室循環(huán)管規(guī)格 mm長(zhǎng)度 m根數(shù)長(zhǎng)度 m直徑 mm直徑 mm高度 m直徑 mm38339239609001.83502.52.5 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1 最小回流比 rmin 的確定計(jì)算公式 rmin=（xd-yq）/（yq-xq）餾出液質(zhì)量濃度 xd=90%；原料液質(zhì)量濃度 xf=77%；塔釜液質(zhì)量濃度 xw =1%餾出液摩爾濃度=

44、779. 018/1007.46/9007.46/90原料液摩爾濃度=567. 018/2307.46/7707.46/77塔釜液摩爾濃度=004. 018/9907.46/107.46/1原料液汽化熱i=0.567213.24.186846.07+0.433550.84.186818=41290 kj有天津大學(xué)化工原理下冊(cè)圖 1-3，xf =0.567 時(shí)，溶液泡點(diǎn)約為 78，平均溫度。由附錄查得 49下，乙醇溶液的比熱容為 0.645 卡/克，4922078故原料液的平均比熱容為 cp =0.6454.186846.070.567+ 0.645 4.1868 18 0.433 =91.6

45、kj/kmol河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)19q= ，則129. 16 .412906 .41290)2078(6 .91mmprrtc75. 81qq由天津大學(xué)化工原理下冊(cè)圖 1-4 作圖，在 x=0.567 處作 y 方向直線交 y=x于點(diǎn) e,過(guò)點(diǎn) e 作斜率為 8.75 的直線，交平衡線于一點(diǎn)，則 xq =0.61,yq =0.69,rmin =1.11qqqdxyyx61. 069. 069. 0779. 0實(shí)際回流比為 r=1.5 rmin =1.51.11=1.672.5.2 蒸汽流量與進(jìn)入塔板的液體的計(jì)算由常用食品數(shù)據(jù)手冊(cè) （中國(guó)食品出版社）中卷 4-1-18 酒精蒸汽的重度和比容（絕

46、對(duì)大氣壓） ，查得 rv=1.396kg/m3，又 d=5881.3，w=1141.2，蒸汽流量 vs=d（r+1）/rv,可得:vs=5881.3(1.67+1)1.396=11248.6 m3/h=3.125 m3/s進(jìn)入塔板的液體:密度=829kg/m3,質(zhì)量流量 ws=5881.31.67=9821.8kg/h,則體積流量 ls =9821.8/（8293600）=0.0033 m3/s2.5.3 浮閥精餾塔設(shè)計(jì)參考劉道德編化工設(shè)備的選擇與工藝設(shè)計(jì)采用 f1 型浮閥（重閥） 。蒸汽流量 vs=3.125m3/s 蒸汽密度 v=1.396kg/m3(查常用食品數(shù)據(jù)手冊(cè))液體流量 ls=0

47、.0033m3/s 液體密度 l=829kg/m3平均操作壓強(qiáng) p=1.013105pa 酒精表面張力=22.2710-5n/cm(1)塔徑計(jì)算取塔板間距 ht=450mm=0.45m，塔板上液層深度 hl，常壓操作 0.050.07m 取hl=0.07m，故分離空間為：ht-hl=0.45-0.06=0.39m動(dòng)能參數(shù)為：026. 0396. 1829125. 30033. 0vlvsls查天津大學(xué)出版社化工原理課程設(shè)計(jì)圖 4-5smith 關(guān)聯(lián)圖，得負(fù)荷系數(shù)c20=0.084，此圖是按液體表面張力 =20mn/m 的物系給出的，而對(duì)物系表面張xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)20力為其它值

48、時(shí)，須按下式校正:c=c200.2=0.0840.2=0.0858)20()2027.22(最大允許空塔速度為:umax=c=2.09 m/s396. 1396. 18290858. 0vvl適宜空塔速度 u 一般為最大允許氣速的 0.600.80 倍,取u=0.70umax=0.702.09=1.46m/s,則塔徑:d= , 取 d=2.2mmuvs65. 146. 1785. 0125. 3785. 0(2) 塔板層數(shù)查化工原理例 1-10 附表，當(dāng) xd=0.779 時(shí)，yd=0.8（約） ；xf=0.567，yf=0.682；xw =0.004,yw=0.044代入汽液平衡方程 y，可

49、得d=1.13，f=1.64, w =11.4xx) 1(1全塔平均揮發(fā)度m =59. 34 .1113. 1 dw精餾段平均揮發(fā)度m=1.36f d 64. 113. 1求全塔理論板層數(shù)：由芬斯科方程式知：nmin37. 5159. 3)004. 0004. 01()779. 01779. 0(1)1()1(lglglgxxxxlgmffdd且(r-rmin)/(r+1)= (1.67-1.11)/(1.67+1)=0.21用化工原理式 1-49 計(jì)算：(n-nmin)/(n+2)=0.545827-0.5914220.0.21+0.0027431/0.21=0.435解得：n=12(不包括

50、再沸器)求精餾段理論板層數(shù)：由芬斯科方程式知：河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)21nmin29. 2136. 1)567. 0567. 01()779. 01779. 0(1)1()1(lglglgxxxxlgmffdd且前已算出(r-rmin)/(r+1)= 0.21 (n-nmin)/(n+2)=0.435解得：n=5.9故加料板的位置為：從塔頂往下的第 6 層理論板。 (3)標(biāo)準(zhǔn)塔盤選擇閥孔動(dòng)能因數(shù) f0=911，取 f0=11，則u0=smfv/31. 91815. 111396. 1110浮閥孔徑取標(biāo)準(zhǔn) d=39mm=0.039m故浮閥數(shù)為n=1 .28131. 9039. 0039. 014.

51、 3125. 3440uddvs按 n=655.1 查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版下選取塔盤的主要參數(shù)列于下表: 選取的塔盤的工藝參數(shù)項(xiàng)目塔徑dtmm塔板間距 htmm弓形降液板 mm浮閥數(shù)n（個(gè)）浮閥排列方式閥孔中心距 t mm行間距 h mm參數(shù)2000450l=1456h=314296等腰三角形7580按所選浮閥個(gè)數(shù)，校核功能因素 f0，即u0=84. 8296039. 0039. 014. 3125. 344nddvsf0=u0=8.84=10.4v396. 1(4)塔截面積與溢流裝置塔截面積：at=m214. 34224ttddxxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)22溢流管截面積 af及溢流

52、管寬度 wd ，由塔盤工藝參數(shù)得：lw=1.456m，dt=2.2mlw/dt=1.456/2000=0.728,由此值查化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版上冊(cè)表 10-33弓形寬度與面積可得：af/at=0.095wd/dt=0.152af=0.095at=0.2983m2wd=0.1546dt=0.30 4m 溢流堰高度 hw因?yàn)槭且话阄锵?，故取液流收縮系數(shù) e 近似等于 1，則堰上液層高度how=(2.84/1000)e(3600ls/lw)2/3=0.0115mhw=h-how=0.06-0.0115=0.0485m溢流管底與塔盤間距離 h0取液封高度 hw-ho為 12mmho=hw-12=0.

53、0356m校核降液出口速度 ud=ls/（lwho）=0.0033/（1.45680.0365）=0.062m/sud之值低于 0.07m/s，故認(rèn)為合適驗(yàn)算液體在降液管內(nèi)的停留時(shí)間（要求大于 5 秒）=afht/ls=0.29830.45/0.0033=40.7s由以上計(jì)算認(rèn)為溢流管尺寸合適流體力學(xué)驗(yàn)算（5）流體力學(xué)計(jì)算 單板流體阻力 hp 干板壓降 hcuo=9.31m/s，g=9.81m/s2, v=1.396kg/m3, l=840.61kg/m3浮閥由部分全開(kāi)轉(zhuǎn)變?yōu)槿咳_(kāi)時(shí)的臨界速度 uoc uoc =mv7 . 85 .10825. 1/1河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)23此時(shí) hc=5.

54、34液柱mguulvococ035. 02氣體通過(guò)板上清液層的壓強(qiáng)降 hihi= hl對(duì)于乙醇和水的物系，則 取為 0.5hi=0.50.06=0.03m 液柱由表面張力引起的壓強(qiáng)降 h值較小，一般略去不計(jì)所以，hp=hc+hi+h=0.035+0.03=0.065m 液柱=0.0658299.81=528.6pa(每塊板)(6)池漏驗(yàn)算取閥孔動(dòng)能因數(shù)的下限值，f0=5，算出相應(yīng)的氣相最小負(fù)荷 vs，minuo，min=m/s232. 4396. 15vofvs,min=m3/s3.125 496. 144.2322960.0390.0394unddmin,om3/s所以不會(huì)泄漏(7)液泛的驗(yàn)

55、算為避免液泛，溢流管內(nèi)清液層高度應(yīng)小于 （ht+hw）對(duì)一般液體取泡沫層相對(duì)清液層的密度為 0.5，故 （ht+hw）=0.5（0.45+0按下式計(jì)算hd=0.153ls/(lwh0)2=0.1530.0033/(1.4560.0365)2=0.00059m 液柱故得 hd =0.065+0.00059+0.06=0.126m0.249m因此不會(huì)液泛(8)霧沫夾帶的驗(yàn)算對(duì)于直徑大于 900mm 的塔，泛點(diǎn)%80%時(shí)，霧沫夾帶才能維持在允許范圍內(nèi)。xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)24泛點(diǎn)%=%10036. 11afavlvcazlsvs式 z1 =dt-2wd=2-20.304=1.392ma

56、a=at-af=3.14-20.2983=2.5434m2caf=afoc其中，為系統(tǒng)因素，參考化工設(shè)備的選擇與工藝設(shè)計(jì)取=1。為泛點(diǎn)氣相負(fù)荷系數(shù)，由=1.396 kg/m3和 ht=0.45m,查得=0.111,故afocvafoc=10.111=0.111，所以afc泛點(diǎn)%=47.7%100111. 05434. 20033. 0392. 136. 1396. 1829396. 1125. 3小于 80%,霧沫夾帶在允許范圍。(9)操作彈性從霧沫夾帶現(xiàn)象考慮氣相負(fù)荷上限 vs，max,并取泛點(diǎn)%=80%，即80%=%10036. 11max,fbvlvscazlsv80%=%100111.

57、 0543. 2392. 10033. 036. 1396. 1829396. 1max,sv解得 vs，max =5.346m3/s (a)從液泛角度考慮負(fù)荷上限 vs，max，即 hd,max=4(ht+hw)=0.5(0.45+0.0485)=0.249又因 hd,max=hp,max+hd+hl ，所以 hp,max=0.249-0.00059-0.06=0.188m而 hp,max=hc,max+hi+ho hc,max+hl=0.188mhc,max=0.188-0.03=0.158m根據(jù) hc,max=5.34=0.158 解得 =18.57 m/slvooguu2max,max

58、，max,ou河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)25故得 vs，max= m3/s （b）56. 6429657.18039. 0039. 0比較（a）(b)式得值，從安全角度考慮，取 vs，max=6.56 m3/s，因此，其彈性為39. 4496. 16.56vvmin, smax, s（10）計(jì)算結(jié)果浮閥塔設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目數(shù)值塔徑 dt,m板間距 ht,m溢流形式溢流堰長(zhǎng)度 lw ,m溢流堰高度 hw ,m板上清液層高度 hl ,m降液管底與塔盤間距離 ho ,m浮閥數(shù) n，個(gè)閥孔速度 uo , m/s閥孔動(dòng)能因素 f0閥孔中心距行間距 t,mm液體在降液管中的停留時(shí)間 ，s2.00.45弓形單溢流1

59、.4560.3140.060.03652968.8410.4758040.7xxx 噸/年大豆?jié)饪s蛋白工藝設(shè)計(jì)26降液管中當(dāng)量清液層高度 hd,m泛點(diǎn),%操作彈性0.12647.74.392.5.4 熱量衡算-確定塔釜液加熱蒸汽消耗量 d(1)已知條件f=7022.5kg/h p=d=5881.3kg/h w=1141.2kg/h進(jìn)液濃度按 77%計(jì)，溫度 tf=20；塔釜液（作純水計(jì)）溫度 tw=100（105）；塔頂氣相溫度 tr=78.6；間接蒸汽壓力 p=4kgf/cm2，溫度 t=142.92；蒸汽汽化潛熱 iv=2743.1kj/kg (2)熱平衡計(jì)算物料帶入的熱量加熱蒸汽帶入熱量

60、 qdqd=dr=2743.1d河南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)27原料帶入熱量 qftf=20 qf=fcf =7022.50.747=5245.87 kal/h=21963 kj/h 回流液帶入熱量 qrp=d=5881.3 kj/kg r=1.67 tr=78.6 90%乙醇的比熱容=0.6374.1868=2.67 kj/kgcr=2.67 kj/kgqr=prcrtr =5881.31.672.6778.6=2061216.5 kj/h物料帶出的熱量塔頂蒸汽帶出的熱量 qvqv=p（r+1）iv ,式中 iv以酒精的汽化潛熱作計(jì)算值, 帶入得:qv=5881.32.67302.04=198578