【毕业设计】10万吨年生物柴油工厂磷脂浓缩和精制系统工艺设计

油脚经干燥器干燥后即可得到浓缩磷脂。

以浓缩磷脂或油脚为基础，经精制可得到膏状磷脂粉状磷脂液化磷脂和改性磷脂等产品。

膏状磷脂可通过如下两种方法获得直接将毛油或含有溶剂的混合油在脱胶工序之前先经过滤，除杂后再脱胶分离出磷脂，通过减压脱水干燥而制得膏状物。

将水化油脚脱水，真空浓缩至含水量为左右的磷脂直接过滤，再经除杂后制得膏状磷脂。

膏状磷脂的质量指标为丙酮不溶物，水分，酸值，色泽，过氧化值为。

低温下，丙酮能溶解油脂和脂肪酸，而几乎不能溶解磷脂。

利用此原理，可用丙酮为溶剂将磷脂中的中性油脂和脂肪酸溶解后，离心分离，将滤饼干燥后可得粉末磷脂。

粉末磷脂的质量指标为丙酮不溶物，水分，酸值，色泽，过氧化值。

液化磷脂是在浓缩磷脂中加入氯化钙脂肪酸和植物油，再加入稀释剂而成。

例如，将定比例的乙醇和水混合，添加入磷脂中，可制得液化磷脂将精制磷脂与油脂混合，可制成乳化油脂或油溶性磷脂。

为扩大其应用范围，提高磷脂的值及在水中的分散性，也可以在磷脂中加入型和型乳化剂，可得到适应性较广的液化磷脂。

改性磷脂可通过如下三种方法获得羟基化改性，羟基化是在催化剂的作用下，使过氧化氢与磷脂进行反应。

反应的结果使磷脂分子中双键位置连接上两个羟基，从而使其亲水性和抗氧化稳定性增加。

羟基化改性的生产方法主要有如下两种在乳酸存在下，用过氧化氢过氧化苯甲酰处理磷脂，同时检测典值，当典值下降到定程度后，再用氢氧化钠中和，并经分离精制等操作得到产品在乙酸存在下，磷脂与过氧化进行氢羟基化反应，然后再用丙酮脱脂，并经分离精制等操作得到产品。

此外，磷脂与过硼酸钠碳酸钠过氧化物磷酸钠过氧化物和高锰酸钾也可进行羟基化改性。

酰化改性，酰化改性是磷脂改性的重要方法之。

在碱性催化剂的作用下，大豆磷脂与酰化试剂反应，使脑磷脂游离胺基接上酰基，从而提高了乳化稳定性，但亲水性改善较少，色泽风味改善也不是非常大。

碱除对酰化反应起催化作用外，还能催化磷脂的水解。

磷脂水解可游离出羟基，以提高磷脂的亲水性。

脑磷脂通常以两性离子形式存在，碱存在下有游离胺基存在，使酰化反应趋于完全。

生化改性，生化法改性是通过磷脂酶的作用使磷脂发生化学变化。

已知的磷脂酶有磷脂酶等。

不同的磷脂酶对磷脂的作用部位是不同的。

目前工业上应用的磷脂酶主要有磷脂酶和磷脂酶，其他磷脂酶的应用尚处于实验阶段。

考虑到磷脂产品为食品工业服务，不允许其它杂质混入，故本课题所提到的油脚为水化法水化法将油加热到后，泵入水化罐中，边搅拌边通入为油质量的热水水化，经离心机分离出脱胶油和油脚所得到的产物同时，考虑到生物柴油工厂的生产能力及生产技术，磷脂的精制产物为最简单的粉末磷脂。

本着投资少，能耗低，效益高的思想对磷脂浓缩和精制系统工艺进行设计，设计的基本方案是油脚含水，磷脂，油脂，其它杂质经干燥器干燥后得到浓缩磷脂磷脂，油脂，其它杂质。

浓缩磷脂与丙酮进入搅拌器搅拌混合，搅拌期间丙酮将浓缩磷脂中的油脂溶解。

磷脂与丙酮混合液经离心机分离后得到重相浓缩磷脂约含丙酮及轻相含油丙酮，其中轻相含油丙酮进入丙酮回收处理系统，重相浓缩磷脂则进入干燥器进行干燥，被脱除的丙酮蒸汽进入丙酮回收处理系统，干燥后不含丙酮的浓缩磷脂则成为最终产品，即粉末磷脂丙酮不溶物，水分，酸值，色泽，过氧化值。

四装制设备的考虑因素设备的性能对于产品的产量质量生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。

为了满足工业生产的需要，设备需考虑以下各项要求生产能力大。

能满足设计产量的需求。

操作稳定弹性大。

设备的原料供应量有较大的波动时，仍能在较高的效率下进行稳定的操作，并且设备应保证能长期连续操作。

结构简单材料用量小制造和安装容易，这可以减少基建过程中的投资费用。

耐腐蚀和不易堵塞，方便操作调节和检修。

本次设计中，干燥过程是关键，干燥设备的选型直接影响到产品的质量指标。

干燥装置的选型需考虑的因素四章车间成本估算设备价格表表设备价格表序号位号设备名型号单位数量尺寸单价元油脚储罐个浓缩磷脂储罐个磷脂丙酮混合物储罐个脱油浓缩磷脂储罐个粉末磷脂储罐个丙酮储罐个油脚泵台自吸式磁力驱动泵台自吸式磁力驱动泵台螺杆泵台螺杆泵台自吸式磁力驱动泵单筒型转筒干燥器台闭路循环流化床干燥器台平直叶双桨式搅拌器台碟片式离心机台螺旋输送机台螺旋输送机台螺旋输送机台丙酮回收机台注设计中设备的单价参考阿里巴巴网站上相同类型设备厂家提供的价格，仅供参考。

原材料消耗定额及消耗量表根据物料衡算和热量衡算，换算为单位产品每吨的消耗量即消耗定额和单位时间每小时和每年的消耗量。

大豆油脚每年的消耗量吨，则每小时的消耗量吨，消耗定额吨。

设定丙酮的消耗定额为吨，则可计算出丙酮每小时和每年的消耗量分别为吨和吨。

具体参数如下表表原材料消耗定额及消耗量表序号名称单位消耗定额消耗量备注每小时每年大豆油脚吨丙酮吨动力水电汽消耗定额及消耗量表根据物料衡算和热量衡算，换算为单位产品每吨的消耗量即消耗定额和单位时间每小时和每年的消耗量。

干燥油脚时需要用到的饱和水蒸气作为热源，其热量消耗，则蒸汽每小时的热量损失量，蒸汽每年的热量损失量，蒸汽的热量消耗定额。

干燥器搅拌器离心机输送机离心泵螺杆泵电磁泵等设备的电机功率。

则电能每小时的消耗量，每年的消耗量，消耗定额。

具体参数如下表表动力消耗定额及消耗量表序号名称单位消耗定额消耗量备注每小时每年蒸汽千焦电力千焦车间成本估算根据物料衡算和热量衡算，换算为单位产品每吨的消耗量即消耗定额和单位成本单位成本消耗定额单价。

设定电费为元千瓦时，则可换算出电费单价元。

蒸汽单位成本元，电力单位成本元。

设定车间人员为人，实行四班三倒制，每人的月工资及福利为元，则其消耗定额元。

已知固定资产的原价设备总价为元，预计使用年限为年，预计净残值元。

按平均年限法计算折旧费，每年的折旧额元，则消耗定额元。

每年的维修费以设备总价的计，则消耗定额元。

每年的管理费以设备总价的计，则消耗定额元。

具体参数如下表表车间成本估算序号名称单位消耗定额单价元单位成本元备注原材料费大豆油脚吨丙酮吨合计元动力费蒸汽千焦电力千焦合计元工资及福利元合计元车间经费折旧费元维修费元管理费元合计元车间总成本由表可知，每生产吨粉末磷脂，需花费元，粉末磷脂市场价格约为元吨，则每吨可盈利元。

第五章环境保护与安全措施环境保护措施重视环境工作为确保文明生产，促进生产顺利进行，工厂将采取以下环境保护措施。

把环境保护作为生产的组成部分，并认真贯彻执行生产的全过程。

加强环保教育组织职工学习环保知识，加强环保意识，使大家认识到环境保护的重要性和必要性。

贯彻环保法规认真贯彻各级政府的有关水土保护环境保护方针政策和法令，结合设计文件，及时申报安全环境保护设计，切实按批准的文件组织实施。

强化环保管理定期进行环境检查，及时处理违章事宜，主动联系环保机构，请示汇报环保工作，做到文明生产。

美化生产场地保持排水通道畅通，工地干净卫生。

生产过程中还尽量减少对周围绿化环境的影响和破坏。

消除生产污染生产废水生活污水源，要采用渗井或其它措施处理。

工厂垃圾及时运往指定地点，使生态环境受损减到最低程度。

安全措施建立健全各级各部门的安全生产责任制，责任落实到人。

工人应掌握本工种操作技能，熟悉本工种安全技术操作规程。

建立定期安全检查制度。

有时间有要求，明确重点部位危险岗位。

安全检查有记录。

对查出的隐患应及时整改，做到定人定时间定措施。

组织三上岗讲评活动。

组织进行上岗交底上岗检查上岗记录的三上岗和每周次的讲评安全活动。

结论经设计计算表明，大豆粉末磷脂每吨可盈利，每年销售盈利可达万。

当然，以上数据是建立在大豆油脚的基础上建立的。

在实际生产过程中，由于原料供应量的限制，实际产量般要小于设计的产量另外，由于原料品质般低于设计要求特别是用地沟油等劣质油生产生物柴油时，生产出来的磷脂是不能用作食品级磷脂的，故粉末磷脂的市场价格要略低于元吨。

由车间成本估算表可看出，动力费占了总成本的，特别是丙酮回收系统的动力费，占了总成本的。

所以，改进生产技术节约能耗是降低磷脂产品成本的有效手段。

目前，处于实验阶段的膜分离技术，通过特殊手段使油脚中的磷脂以胶束状态存在，使其不能透过超滤膜而被截留，油脂及水分通过膜进步加工处理为磷脂产品节约能耗降低成本指明了发展方向。

总的来说，生产粉末磷脂的盈利空间巨大。

在市场上出售后回收的资金可抵消部分生物柴油的原料成本，能有效降低生物柴油的总成本，使得生物柴油在市场上得到有力的推广。

致谢本次设计是在陈英老师的细心指导下进行的。

在设计阶段得到了老师热情的帮助和支持，也得到了生物柴油设计小组同学的支持和帮助。

在此向老师和小组成员致以衷心的感谢。

通过本次设计，使我原有的知识体系更加系统，更加明朗，也加深了我对生物柴油及磷脂的认识和了解。

我本次设计的任务是生物柴油工厂磷脂浓缩和精制系统工艺设计。

在这几个月的设计计算中，使自己从个对磷脂浓缩和精制系统工艺的设计不了解到基本了解，掌握了它的大体设计过程，体验到了设计工作的艰辛，知道了自己知识量的不足。

设计工作每步都是新的起点，需要查阅大量资料和不断的学习，需要足够的耐心和不断的思考，需要进行大量的计算和不断的探索，每步的疏忽都将导致整个计算的，需要从头开始计算。

由于经验的不足和对实际生产操作不了解，些经验值的选取也不可能步到位，需要反复的计算，使自己走了许多弯路。

再次向所有帮助我的老师和同学表示衷心的感谢。

由于本人水平有限，疏漏和在所难免，敬请老师和读者批评指正，谢谢。

张源参考文献吴谋成生物柴油北京化学工业出版社朱建良，张冠杰国内外生物柴油研究生产现状及发展趋势化工时刊磷脂百度百科李国恒，王爱辉大豆浓缩磷脂加工工艺及设备选型中国油脂李炎食品添加剂制备工艺广州广东科技出版社李炎食品添加剂制备工艺广州广东科技出版社倪培德，唐宝奎油料加工与操作技术问答北京化学工业出版社中国石化集团上海工程有限公司化工工艺设计手册北京化学工业出版社中国石化集团上海工程有限公司化工工艺设计手册北京化学工业出版社唐伟强食品通用机械与设备广州华南理工大学出版社倪培德，唐宝奎油料加工与操作技术问答北京化学工业出版社唐伟强食品通用机械与设备广州华南理工大学出