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浅谈大豆制油厂预处理车间布局

更新时间:2009-03-28

随着养殖业规模的日益扩大以及对豆粕需求的不断增加,近年来大豆年加工量也逐年攀升。与此同时,为更好地挖掘规模化生产的效益,降低加工成本,大豆油厂的单日加工能力也在不断提升。目前,国内单日加工4 000 t原料的大豆制油厂并不在少数,建厂时间久、日加工规模较小的油厂也相继改造提产。新建或提产改造的大豆油厂往往会因车间布局或厂房框架结构的限制,出现设备布置不合理的现象导致巡检难度和抢修难度的增加,一旦出现故障停机,整个系统的待机时间和设备空转时间会相应增加,造成电力浪费。因此,大豆油厂无论是提产改造或者新建,均应在前期设计和中期施工充分论证其科学性和实用性,确保整个生产系统后期运行平稳。

本文结合大豆油厂预处理车间新建和改造的实践经验,对预处理车间设备布局、整体设计做了系统介绍,以期为工程技术公司、建筑设计院和同行提供一定参考和借鉴。

1 预处理车间工艺

目前,规模化的大豆油厂预处理车间一般采用一次膨化浸出工艺,通过对大豆原料进行一系列工序操作使物料达到入浸出车间要求,主要工艺流程如下:

大豆→清理→调质→破碎→轧坯→挤压膨化→冷却干燥→去浸出车间

超声造影(CEUS)结合了造影的准确敏感性和超声的便捷实时性,在进行人体微循环与组织灌注检查方面,具有简便、无创、耗时短和无辐射等特点。随着造影成像技术和新型声学造影剂的发展,超声造影的应用越来越广泛。本研究探讨常规彩超结合超声造影在子宫常见疾病诊疗中的应用价值,以期获得有用的临床诊疗依据。

预处理车间主要设备包括大豆调质塔、齿辊破碎机、液压轧坯机、挤压膨化机、粕(皮)粉碎机、筛选、除尘及输送设备等。

大豆原料的软化调质工序是预处理车间的关键工序之一,早期大豆油厂一般采用立式软化锅和卧式软化锅。由于立式炒锅的动力配置高,蒸汽用量大、物料受热存在死角及检修制造难度大等缺陷[1],目前几乎已被淘汰。新建大豆油厂基本采用调质塔对大豆加热以提高温度,起到软化调质、降低水分的目的,同时能改善后续大豆破碎和脱皮的效果。

非高度化的厂房设计应与工艺设计同步进行,工艺流程最简和布局最优相结合,从而确定厂房的总体高度。以4 000 t/d预处理车间调质塔为例,单台4 000 t/d调质塔为15层左右,配套清理、吸皮等设备后,将大大增加厂房总体高度,若改用2台2 000 t/d的调质塔或通过扩大调质塔单层加热效率和加热面积,从而降低设备高度,厂房整体高度也可适度降低。另外,将称重、除杂、吸皮等前处理设备放置在其他楼层,亦可有效提高调质工序的空间利用率。

采用非高度化设计,不仅可以增加每层的空间利用率,还能有效降低投资。根据GB 50016—2014《建筑设计防火规范》,建筑高度大于24 m的非单层厂房属于高层建筑,高层建筑对于消防设施、结构建筑的要求更为严格,固定资产投入将大大增加。在进行2 000 t/d以下规模预处理车间设计时,宜通过优化设备布局,将厂房高度控制在24 m以下以减少固定资产投资。

从预处理车间设备的总体布局上看,大豆调质塔是预处理车间单体外形尺寸最大的设备,在纵向上会贯穿整个车间。液压轧坯机、膨化机、粉碎机等质量较重、运行中有一定震动的设备一般布置在第二层或第三层。第一道破碎一般布置在车间高层以便于给第二道破碎和吸皮器预留充分的安装空间。液压翻板冷却器和入浸刮板输送机布置在车间第一层,将膨化料输送至浸出车间。上述关键设备的布局决定了预处理车间总体的工艺流程、厂房高度、物料走向、巡检作业点等,是设备布局中需要重点考虑的内容。

预处理车间是大豆油厂重要的前端车间。厂房和设备的科学合理布局对整个生产系统的生产稳定性、加工效率及加工消耗(成本)起着重要的影响作用[4]。设备布局不仅要满足生产工艺要求,同时还要兼顾设备、通道走廊及生产操作的方便性和实用性等[5]

2 预处理车间布局

1.2.2 资料收集 向患儿和家长解释研究目的、方法和研究过程,整个调查工作在研究对象自愿参与的原则上进行。患儿完成问卷约10 min,家长约5 min。由研究者1名进行一对二收集资料,患儿和家长均独立完成。另外,基于评估问卷实施指南建议,尽量让研究对象自行完成,如因疾病或认知等因素不能自行完成,则逐条阅读,但语调保持中立,避免引导,以保证资料真实性。

晚明官箴书不仅在数量发生了骤增,而就单部官箴书的规模来说,相比于宋元及明代中前期,总体上也有所增大,出现了祁承爜《牧津》44卷、鲁论《仕学全书》35卷、陈龙正《政书》20卷、苏茂相《大明律例临民宝镜》16卷、吕坤《实政录》10卷[注]④《实政录》有三种版本:7卷本、9卷本、10卷本。、佘自强《治谱》10卷、曹璜《治术纲目》10卷等大部头官箴书,以及达50卷规模的丛书《官常政要》。

预处理车间建设前期的设计阶段,工艺设计方按照建设任务书进行生产工艺设计和设备选型,并绘制工艺流程图和条件提资图(设备布置图和建筑条件图)。设计院依据工艺设计方案及条件提资图进行设计,但最终的设计方案不同程度地存在着因车间房屋结构与设备布置未统筹考虑,导致设备及辅机(电机、减速机等)安装、拆卸预留间距不合理、设备检修预留空间不充足、扶梯及走廊不人性化等问题。

3 预处理车间设备布置要点

3.1 非高度化厂房设计

充分利用物料自身重力是预处理车间工艺和布局的基本依据。预处理车间倾向于在垂直方向进行设备布置,厂房总体高度偏高。一方面是由于建设方在工艺设计时未对厂房空间利用率提出明确要求,易落入布局被工艺“绑架”的陷阱,另一方面,在保证产品质量的前提下,工厂对节能降耗要求的不断提高,更加注重同行业消耗对标[6]。虽然预处理车间趋向于高度化的厂房设计和设备布局可减少输送设备的投入和电力的消耗,但无形之中增加了厂房造价和生产过程中设备巡检难度。

为生产等级粕,尤其满足饲料行业对高蛋白粕(48%蛋白粕,47.5%~49%,以质量计)的需求,大豆脱皮工艺也逐步被应用[2]。此外,脱皮工艺还能有效降低粕残油、提高浸出处理量等。目前国内大多数大豆油厂均采用前脱皮的二次温脱皮工艺。

挤压膨化技术在巴西、美国和墨西哥等国家被应用于大豆制油工艺后,国内的大豆油厂也随之引进和采用。目前挤压膨化技术的应用已成为我国规模化大豆油厂的标配(东北地区的部分大豆油厂除外)。挤压膨化不仅能改进大豆油质量和豆粕的适口性,还能降低粕残油、蒸汽、电力及溶剂等消耗,同时可提高产量[3]

3.2 预留合理作业空间

苗族的鼓,很神圣,只有葬礼和祭祀有,其他时候不用,这点和芦笙还有区别。葬礼的挂鼓,各家族习俗也有区别。在高良乡,据陶兴文介绍,至少有三种挂鼓方式:挂在房屋正中间、挂在房屋的右侧和挂在房屋左侧。纳平山杨家属于第三种,由一截三杈木头吊着,靠着左侧墙壁(以面对房屋算)。

大豆油厂预处理车间是外来人员参观的重要场所,应结合作业空间和设备布局,设计合理的参观通廊,在保证外来人员安全的情况下,全方位展现预处理车间的工艺设备及现场管理亮点。

3.3 合理规划物料输送线路和巡检路径

物料输送系统、除尘系统、蒸汽管网的良好运行是工艺控制的基本保障。因设备布置不当所导致物料被多次输送会影响产品指标并增加电力消耗。根据部分项目改造经验,新增膨化机后,膨化料经过多台设备输送后,易增加物料粉末度,影响浸出效果[7]

作业空间包括吊装空间、检修空间、巡检空间三方面。布局设计中不仅要预留出设备安装本身所需的空间,还应充分预留安装配套辅机和使用吊装工具所需要的空间。其次,在完成厂房设计之后,结合楼板高度和设备高度,计算设备安装完成后的顶标高,以避免出现设备检修困难的情况。同时需结合设备及辅机的外形尺寸,预留充足的拆卸空间、工具使用空间。第三,对于需要经常巡检和维护的设备(如测量电机或轴承温度,减速箱加油润滑等),应合理规划设备位置,设置合理的维修平台、走廊通道,避免出现设备的电机、减速机等辅机紧靠墙壁或紧邻梁、柱的现象,给日常巡检、维养工作造成困难。

隧道开挖后,支护结构拉应力最大部位主要集中在边墙中部内侧和墙脚外侧以及底板中部内侧,受拉区域分布范围和拉力值较小。图3是隧道开挖结束后结构最大主应力图,墙腰最大拉应力为0.7 MPa,底板最大拉应力为1.2 MPa,在基坑没有开挖的情况下,周围地层不存在偏压力的作用,隧道支护结构受力和变形都是对称分布。表1是隧道施工结束后结构典型截面安全系数计算结果,从结构的受力情况考虑,隧道在基坑没有开挖的情况下是安全的。

除尘系统的布置应多结合设备、车间钢结构等条件,规避管道布局不合理现象。例如破碎工段除尘系统中,引风管道长、弯头多易导致管道积尘,发生阴燃现象,存在安全隐患。蒸汽管道过长或弯头过多会增加管阻,降低蒸汽流速,进而导致用汽端蒸汽饱和度降低,影响物料加热、干燥、软化等效果。

预处理车间员工负责整个车间巡检和故障排查等工作。设备布置和厂房设计时应以提高员工单次巡检效率故障排查效率为原则进行统一设计,合理设计巡检路径和问题排查路径,通过最短时间赶到关键工序处理问题,提高调控效率。

3.4 预处理车间与浸出车间设备布局的协同性

粕粉碎系统通常安装配置在预处理车间,包括筛选和粉碎设备。在设计布局时应充分考虑蒸脱机(DTDC)的出料位置,减少粕经过多道输送才输送至预处理车间的现象。结合DC出料后的工艺设备(粕粉碎、豆皮添加),合理规划处理预处理车间和浸出车间的距离,选择最优的提升高度和倾斜角度,避免出现提升刮板底部积料现象。

浸出车间为甲级防爆单位,其控制室一般设计在预处理车间内。设计时应保证控制室有宽阔的视野,能直接观察到所处楼层的核心设备,避免出现钢结构、管道或设备等阻碍视野的现象。控制室作为预处理和浸出车间的“大脑”,需要对设备进行实时监控和故障处理,设计时应将控制室设计在预处理车间靠近浸出车间的一侧,以便员工迅速赶到故障现场,提高故障处理效率。

这位长期从事小麦育种的研究者希望能从中找到一种小麦种子:没有白垩状的白色真菌(这种真菌分泌的毒素会导致小麦镰刀菌枯萎病)。进而寻找新的基因,使小麦能够抵抗世界上最具毁灭性的植物病害之一。安德森负责该大学的小麦育种项目,这是美国致力于通过传统育种来改善作物的几十个育种项目之一。由于基因技术的发展,这样的项目也越来越多了,而安德森可以利用的研究工具也日益增多。

4 结束语

预处理车间的设计是一项系统工程,设备的合理布局和厂房设计的优化,可有效的减少投资,降低生产系统能耗。在进行工艺流程、设备布局、空间优化、建筑结构等方面设计的同时,也要根据油厂所处区域水文地质、气候气象、风向、抗震设防等因素综合考虑,实现车间运行成本、固定资产投资等总体最优的目标。

参考文献

[1] 张 杰, 杨 帆, 杜宣利,等. 卧式软化锅的节能改进及应用[J]. 粮食与食品工业, 2015, 22(6):29-33.

[2] 占佳凤, 邓秋华. 大豆脱皮方法的比较[J]. 中国油脂, 2003, 28(2):12-13.

[3] 左 青. 膨化机在大豆压榨中的应用[J]. 中国油脂, 2013, 38(10):91-94.

[4] 李 琴, 李泽蓉. 某生产车间物流设施布置分析与设计[J]. 现代制造工程, 2011(8):67-70.

[5] 李火生, 李志华, 钟毅芳,等. 生产车间设备布局线性模型及算法研究[J]. 计算机工程与应用, 2002, 38(11):221-224.

[6] 左 青, 钱胜峰, 杨辉祥,等. 如何提升大豆压榨效益实践[J]. 粮食与食品工业, 2017, 24(2):5-11.

[7] 张业云. 浸出温度与粉末度问题的探讨[J]. 天津粮油科技,1997(3):22-23.

 
杨浩辰,李万振,孟祥宝
《粮食与食品工业》 2018年第02期
《粮食与食品工业》2018年第02期文献

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