[9]得知，反應(yīng)液腐蝕及設(shè)備老化會造成物料損耗，設(shè)損耗率為1.5%，系統(tǒng)中回收的物料總量損耗大致為3.5%。因此物料損失=香皂×1.5%即：損耗=8771.930×1.5%=131.579kg產(chǎn)品損耗=8771.930×3.5%=307.018kg表3每天生產(chǎn)所需的各物料用量名稱質(zhì)量/kg百分含量/%椰子油1662.63118.954棕櫚油860.0009.804橄欖油2006.66722.876山茶花油573.2466.535乳油木果脂286.5773.267蓖麻油344.0343.922氫氧化鈉825.7979.414蘆薈泥2075.35023.659花梨木精油45.8760.523山雞椒精油45.8760.523薰衣草精油45.8760.523總量8771.9301002.3熱量衡算物料進(jìn)入反應(yīng)釜30分鐘升溫至70℃。m=8771.930kg比熱容按水計，Cp=4.183kJ/kg?℃。物料從20℃升溫到70℃所需的熱量：Q=mCp（t2-t1）=8771.930×4.183×（70-20）=1834649.159kJ3工藝設(shè)備選型3.1反應(yīng)釜反應(yīng)釜選用搪瓷的，這是因為它耐腐蝕，而且絕緣，并且搪瓷反應(yīng)釜和搪玻璃反應(yīng)釜相對而言，成本更低。已知椰子油、棕櫚油、橄欖油、山茶花油、乳油木果脂、蓖麻油的密度分別為0.926g/cm3、0.944g/cm3、0.916g/cm3、0.800g/cm3、0.900g/cm3、0.955g/cm3、所以椰子油、棕櫚油、橄欖油、山茶花油、乳油木果脂、蓖麻油的每天處理量為:1662.631÷0.926=1795.498L860.000÷0.944=911.017L2006.667÷0.916=2190.684L573.246÷0.800=716.557L286.577÷0.900=318.419L344.034÷0.955=360.245L反應(yīng)釜的物料體積為投入的物料體積之和，則：V=1795.498+911.017+2190.684+716.557+318.419+360.245=6292.420L，取裝料系數(shù)0.8，則V'=6292.420÷0.8=7865.525L已知氫氧化鈉溶液（用蘆薈泥做水溶劑溶解氫氧化鈉）的密度為1.200g/cm3，已知每天處理量，所以裝入反應(yīng)釜的物料體積為：V1=取裝料系數(shù)0.8，則V1'=2417.622÷0.8=3022.028L。查資料得，選得反應(yīng)釜具體參數(shù)如下表：表4FF系列8000閉式搪瓷反應(yīng)罐規(guī)格名稱規(guī)格名稱規(guī)格公稱容積8000L實際容積9060L設(shè)計溫度0-180℃換熱面積18.38m3容器材質(zhì)搪玻璃設(shè)備總重7527kg表5K-3000型搪瓷反應(yīng)罐規(guī)格名稱規(guī)格名稱規(guī)格公稱容積3000L實際容積3380L設(shè)計溫度0-160℃換熱面積9.4m3容器材質(zhì)搪玻璃設(shè)備總重3450kg3.2均質(zhì)泵均質(zhì)泵可以選用管線式均化泵。管線式均質(zhì)泵可以在高速旋轉(zhuǎn)時生成比較強(qiáng)力的剪切力，從而達(dá)到混合、乳化、破碎的目的。根據(jù)反應(yīng)罐中物質(zhì)的體積，選擇其規(guī)格為：表6均質(zhì)泵技術(shù)參數(shù)名稱規(guī)格名稱規(guī)格輸送壓力≤0.6MPa流量范圍200m3/h適用溫度≤160℃調(diào)速形式變頻無極調(diào)速馬達(dá)形式交流電機(jī)200V/380V50/60Hz機(jī)械密封雙端面3.3中和反應(yīng)器中和反應(yīng)器為高效混合器，配有循環(huán)回路和循環(huán)泵，攪拌器和循環(huán)泵在一起，從而確保脂肪酸和堿液中和反應(yīng)完全。根據(jù)物料計算可得加入的物料體積為：V精油=45.876÷0.800+45.876÷0.800+45.876÷0.800=172.035LV=2075.350+825.797+1795.498+911.017+2190.684+716.557+318.419+360.245+172.035=9365.602L取裝料系數(shù)0.8，則V'=9365.602÷0.8=11707.0025L通過計算選擇流量為100m3/h，電機(jī)功率為55kw的循環(huán)泵。攪拌器選擇轉(zhuǎn)速為60r/min，功率為12kw。中和反應(yīng)器選擇垂直反應(yīng)塔根據(jù)其裝料體積，外形設(shè)計為直徑為1m高為16m的圓柱型反應(yīng)塔。3.4旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器采用立式圓筒結(jié)構(gòu)，沿軸向分為液體收集區(qū)、旋風(fēng)分離區(qū)和凈化室區(qū)。內(nèi)旋流子組件沿周向均勻布置，并由上、下管板固定；設(shè)備噴嘴有配套的法蘭、螺栓、墊片等。采用下部進(jìn)氣方案。3.5真空干燥機(jī)選用負(fù)壓低溫剛性帶干燥機(jī)（QFY-200型），綜合各種干燥優(yōu)勢，被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)、最溫和的干燥方法；材料在高真空下總是在低溫干燥，能滿足大多數(shù)熱敏材料的生產(chǎn)要求，保持產(chǎn)品的材料特性；當(dāng)干燥物料隨履帶移動時，進(jìn)料速度、皮帶速度、溫濕度、真空度等均可在線調(diào)節(jié)；由液到固粉干燥后，物料含水量為5%，隨物料與干燥機(jī)干燥時間的延長而均勻下降，干燥后產(chǎn)品內(nèi)部多孔疏松，表面積明顯增加，產(chǎn)品溶解度明顯提高；干燥時間為30～60分鐘，產(chǎn)品收率達(dá)到99%以上，并且可連續(xù)排料。它的有效面積是200m2，殼徑長度×寬度×高度為3000×17650×4700。可以很好對大規(guī)模皂基進(jìn)行干燥。干燥產(chǎn)量為2000kg/h[10]。3.6雙聯(lián)造粒機(jī)對真空干燥后的皂基進(jìn)行精制、擠壓通過孔板出條并切斷成粒狀成為半成品皂粒。其特點是采用傳動減速分離，檢修方便使用壽命長，機(jī)體采用焊接件，結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、噪音低、質(zhì)量穩(wěn)定。根據(jù)上述生產(chǎn)數(shù)據(jù)選用螺桿外徑為φ300mm，外形的尺寸為5000×1500×2700（mm），電機(jī)功率為上：22下：30（kw），生產(chǎn)的能力為2500-3000（kg/h）。3.7真空出條機(jī)真空出條機(jī)用于出條成型。其特點采用傳動減速分離，檢修方便使用壽命長，機(jī)體采用焊接件，結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、噪音低、質(zhì)量穩(wěn)定。根據(jù)上述生產(chǎn)數(shù)據(jù)選用螺桿外徑為φ300mm，外形的尺寸為5000×1500×2700（mm），電機(jī)的功率為上：22下：30（kw），生產(chǎn)的能力為2500-3000（kg/h）。3.8打印機(jī)在現(xiàn)代社會，由于大眾審美提高，外觀漂亮，看起來華貴也是一大賣點，因此打印機(jī)也很關(guān)鍵。一打三香皂打印機(jī)可以打印不同圖案，讓香皂的外觀更漂亮，增加銷量。表7香皂打印機(jī)規(guī)格名稱規(guī)格名稱規(guī)格高度1950mm長度1050mm寬度1530mm產(chǎn)量150塊/分總機(jī)功率3.5kw打印尺寸10*6*4設(shè)備總重1500kg特點可打印不同圖案4經(jīng)濟(jì)衡算4.1物料的經(jīng)濟(jì)衡算通過市場調(diào)查原材料的價格，可以計算出原材料預(yù)算：表8各種原材料的價格名稱單價（元/公斤）名稱單價（元/公斤）椰子油15氫氧化鈉1.5棕櫚油5蘆薈泥5橄欖油20花梨木精油100山茶花油50山雞椒精油100乳油木果脂50薰衣草精油100蓖麻油6購買椰子油的預(yù)算=1662.631×15×300=7481839.500（元）購買棕櫚油的預(yù)算=860.000×5×300=1290000.000（元）購買橄欖油的預(yù)算=2006.667×20×300=12040002.000（元）購買山茶花油的預(yù)算=573.246×50×300=8598690.000（元）購買乳油木果脂的預(yù)算=286.577×50×300=4298655.000（元）購買蓖麻油的預(yù)算=344.034×6×300=619261.200（元）購買氫氧化鈉的預(yù)算=825.797×1.5×300=371608.650（元）購買蘆薈泥的預(yù)算=2075.350×5×300=3113025.000（元）購買花梨木精油的預(yù)算=45.876×100×300=1376280.000（元）購買山雞椒精油的預(yù)算=45.876×100×300=1376280.000（元）購買薰衣草精油的預(yù)算=45.876×100×300=1376280.000（元）所以購買原材料的價格為=7481839.500+1290000.000+12040002.000+8598690.000+4298655.000+619261.200+371608.650+3113025.000+1376280.000+1376280.000+1376280.000=41941921.350（元）=4194.193（萬元）4.2生產(chǎn)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)衡算通過咨詢各種生產(chǎn)設(shè)備廠家各種設(shè)備價格，可以得知各類設(shè)備的價格：表9各類設(shè)備的價格名稱單價（元）數(shù)量FF系列8000閉式搪瓷反應(yīng)罐250001K-3000型搪瓷反應(yīng)罐150001均質(zhì)泵150002中和反應(yīng)器7000001旋風(fēng)分離器1500002真空干燥器1800001真空泵250001雙聯(lián)造粒機(jī)3000001真空出條機(jī)2000001打印機(jī)1500001由上表可以計算出購買各種設(shè)備的價格為=25000+15000+15000×2+700000+150000×2+180000+25000+300000+200000+150000=1775000（元）=177.5（萬元）

結(jié)論香皂作為個人日常洗滌用品，具有很強(qiáng)的清潔、殺菌、保濕和保香能力，使用和攜帶更加方便，特別適合出差和旅游。因此，國內(nèi)外市場需求巨大，因此研究低成本、高效率的生產(chǎn)工藝顯得尤為重要。通過對國內(nèi)外最新香皂生產(chǎn)技術(shù)的分析，本設(shè)計選擇了一種更環(huán)保高效的脂肪酸中和方法進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計。為了完成工藝設(shè)計，我查閱了國家知識產(chǎn)權(quán)局、中國知識網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等多個渠道有關(guān)肥皂生產(chǎn)的資料，查閱了與肥皂有關(guān)的車間生產(chǎn)工藝，綜合確定了設(shè)計參數(shù)，進(jìn)行原材料計算、設(shè)備規(guī)格確定等過程。設(shè)計驗算結(jié)果滿足生產(chǎn)要求。本設(shè)計采用了一系列人工智能流水線，可以在不需要太多人的情況下完成每天8.7噸香皂的生產(chǎn)，實現(xiàn)設(shè)備的數(shù)控化，保證操作人員的安全，無環(huán)境污染，回收利用方便。投入資本在8000萬元左右，收益可達(dá)1.5億元。我還查閱了數(shù)據(jù)，對車間的生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，使本次設(shè)計能最大限度地滿足香皂的實際工業(yè)生產(chǎn)。然而，這種設(shè)計仍然存在一些缺陷。在香皂的工業(yè)生產(chǎn)中，由于批量生產(chǎn)，目前的工藝還不如手工皂。手工皂完全由人工生產(chǎn)，因此可以保留植物油和精油中的營養(yǎng)成分。生產(chǎn)過程中沒有提取甘油的步驟，效果很好。國外已開始出現(xiàn)冷香皂生產(chǎn)。冷制的香皂不會破壞植物油和添加劑中的營養(yǎng)成分，在生產(chǎn)過程中也不會脫離甘油，因此用這種方法生產(chǎn)的香皂具有較高的功效。因此，在香皂行業(yè)，我們應(yīng)該投入精力進(jìn)行研究，盡快趕上國外香皂生產(chǎn)技術(shù)，為我國創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

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