年产20万吨洗手液生产工艺设计of HandThe Production Process DesiSanitizer 200kta摘要 Abstract 引言 错误!未定义书第一章绪论 错误!未定义书!1.1洗手液的特性 错误!未定义书1・2洗手液的物理性质 错误!未定义书1・3洗手液市场现状及发展趋势 错误!未定义书1.3・1洗手液的市场现状 错误！未定义书1.3・2洗手液的发展趋势 错误！未定义书第二章工艺技术路线 错误!未定义书2.1洗手液配方的确定 错误!未定义书2.1・1功能性洗手液的配方设计要求 错误！未定义书2・1・2洗手液的配方 错误！未定义书2.2洗手液生产工艺流程 错误!未定义书2・2・1原料准备2・2・2混合或乳化 2・2・3调整2・2.4后处理 第三章工艺设备的选型和计算 3.1物料衡算和热量衡算 3・1.1物料衡算 3・1.2热量衡算 3.2搅拌釜的设计 3.2・1罐体几何尺寸设计 3.2.2夹套几何尺寸 3.2.3夹套搅拌釜的强度计算 3・2.4设备接口 3・2.5搅拌釜的搅拌器 错误！未定义书3.2・6常用电机及其连接尺寸 3.2・7釜用减速机类型、标准及其选用 3.2.8搅拌釜连接装置设计 3.2.9轴封装置的设计 3・3计量泵的设计选型 3・4均质机的设计选型 3.5轻质骨料风送机的设计选型 第四章自动化控制 4・1自动化控制的含义及重要性 4・1・1自动化控制的含义 4・1・2自动化控制的重要性 4.2自动化控制流程及控制点的设计 第五章工厂的设计和布置 5.1厂址选择的原则和重要性 5.1・1厂址选择的原则 5.1.2厂址选择的重要性 5・2厂房的布置 结论 致谢 错误!未定义书参考文献 附录 年产20万吨洗手液生产工艺设计摘要：随着人们生活水平的不断提高，洗手液已逐渐代替了肥皂，被越来 越多的消费者所接受，成为目前最常用的洗手产品。
市场上的洗手液种类 繁多，有抗菌消毒类、保健护肤类、去油污类等多种类型本文主要介绍 一款珠光洗手液的生产工艺，该产品选用多种温和性表面活性剂和添加剂 研制而成，具有清洁去油污、洁肤护手、制备简单等特点本次设计的工 艺主要是搅拌混合的过程，利用搅拌釜、均质机、计量泵等相互作用，从 而生产出相应产品，进而连续化生产所需的20万吨洗手液关键词：珠光；洗手液；工艺；设计The Production Process Design of Hand Sanitizer200ktaAbstract: With the improvement of living standard, the market which include fsubstituting antibacterial disinfection,existing , it was developed by a variety of mild surfactants and addition agents.This ,use armguard is convenient wait for a characteristic.Also the article analyses the operators of the Satisfactory profit. It is a process of stirring and mixing for this craft,we can produce the of the stirrer and metering pump,then we can continuous produce the product.Key words： pearl light; soap;。
然后加入B相，搅拌40皿^进入均 质机乳化30mino 再将C加热到50°C,将A,B加入C相中，要避免气泡 搅拌25min后在同一温度下加入D,再搅拌5min进入均质机乳化30min 冷却至室温，珠光会立即产生洗手液生产工艺所涉及的化工单元操作和 设备主要是：带搅拌的混合罐、均质机、物料输送泵和真空泵、计量泵、 物料储罐、冷却设备、过滤设备、包装和灌装设备把这些设备用管道串 联在一起，配以恰当的能源动力即组成洗手液的生产工艺流程本次设计 采用全混流连续化生产，按加料顺序使用两个带夹套的搅拌釜第一个釜 内物料进量是第二个釜内的42.7%，停留时间是第二个釜内的2倍，故两 个反应釜体积相同第一个反应釜选用三个加料计量泵，一个轻质骨料风 送机，一个温度计，第二个反应釜选用三个加料计量泵，一个温度计除 此之外，还需要两个均质机，两个真空泵，一个冷却罐生产过程的产品质量控制非常重要，主要控制手段是物料质量检验、 加料配比和计算、搅拌、加热、降温、过滤、包装等进料过程如图2.1：进料出料图2・1进料方框图2.2.1原料准备洗手液的原料种类多，形态各异，使用时，有的原料需预先熔化，有 的需溶解，有的需预混。
用量较多的易流动液体原料多采用高位计量罐或 计量泵输送计算；用料较少的可人工添加有的原料需滤去机械杂质，水 需进行去离子处理2.2.2混合或乳化对一般洗手液，可采用带搅拌的反应釜进行混合，一般选用带价套的 反应釜可调节转速，可加热或冷却无论是混合，还是乳化，都离不开 搅拌，只有通过搅拌操作才能使多种物料相互混溶成为一体，把所有成分 溶解或分散在溶液中，可见搅拌器的选择是十分重要的洗手液的主要原 料是极易产生泡沫的表面活性剂，因此加料的液面必须摸过搅拌桨叶，以 避免过多的空气混入1混合洗手液的配置过程以混合为主，一般有两种配置方法：一是冷混法， 二是热混法1）冷混法首先将去离子水加入反应釜中，然后将表面活性剂溶解于水中，再加 入其他助剂，待形成均匀溶液后，就可加入其他成分，如香料、色素、防 腐剂、络合剂等最后用柠檬酸或其他酸类调节至所需pH值，黏度用无 机盐（氯化钠或氯化铵）来调节若遇到加香料后不能完全溶解，可先将 它桶少量助剂混合后，再投入溶液，或者使用香料增溶剂来解决冷混法适用于不含蜡状固体或难溶物质的配方2）热混法当配方中含有蜡状固体或难溶物质时，如珠光剂或乳浊制品等，一般 采用热混法。
首先将表面活性剂溶解于热水或热水中，在不断搅拌下加热 到700然后加入要溶解的固体原料，继续搅拌，直到溶液呈透明为止 当温度下降至25°C左右时，加入色素、香料和防腐剂等pH值和黏度的调 节一般都应在较低的温度下进行采用热混法，温度不宜过高，以免配方 中的某些成分遭到破坏除上述工艺外，应特别注意一个问题：高浓度表面活性剂（如 AES 等）的溶解，必须把它慢慢加入水中，而不是把水加到表面活性剂中，否 则会形成黏性较大的团状物，导致溶解困难，同时适当加热可加快溶解本次设计A相中有固体存在，须在高温下溶解混合，故采用热混法2乳化在洗手液生产中，乳化技术相当重要，只有通过乳化工艺才能生产出 合格的乳化型产品洗手液生产过程很正宗的乳化操作，长期以来是依靠 经验，经过逐步充实理论，正在定向依靠理论指导1）这是一种非常方便而且应用广泛的乳化方法假如要制备OW型 乳状液，则可将加有乳化剂的油类加热，制成液体状，然后一边搅拌，一 边徐徐加入热水加入的热水，开始分散成细小的颗粒，首先形成WO型 乳状液然后按上述方法继续加水，随着水量增加，乳状液逐渐变稠，而 且黏度又急剧下降，当水量加完60%之后，即发生转相，形成OW型乳 液，剩下的水可快速加入。
在这个过程中应充分搅拌，在转相时，油相则 很快分散成又细又均匀的粒子一旦转相结束，再强有力的搅拌叶不会使 粒子再变小所以，转相乳化法要充分理解转相原理并认真操作2） 将乳化剂加入油相中，混匀后一起投入水中，油就会自然乳化分 散，再加上良好的搅拌，则乳化得更好像矿物油之类容易流动的液体， 经常采用这种做法自然乳化是由于水的微滴进入油中并形成通道，然后 将油分散开来如果使高黏度的油能够自然乳化，则应在较高温度下进行3） 机械强制乳化法均化器和胶体磨都是又来强制乳化得机械，这类机器用相当大的剪应 力将被乳化物撕成很细很均匀的粒，形成稳定的乳化体所以用上述转相 法和自然乳化法不能制备的乳化体，采用机械强制乳化法就能很好地支出 合格产品反之，用自然乳化法可完成的乳化过程，没有必要也不适宜采 用机械乳化法2.2.3调整在洗手液制备工艺中，除上述已经介绍的一般工艺和设备外，还有一 些典型的工艺，如加香、加色、调黏度、调pH1加香洗手液在配制工艺后期进行加香，以提高产品的档次首先，应根据产品的特点和档次选择适宜的香型一般来说，洗手液 用品的加香，选择香型的范围很宽香型主要是化妆品用香精的香型，常 用的如茉莉、玫瑰、白兰、桂花、栀子、风信子、香石竹、薰衣草等，现 代又流行一些所谓清香、草香、幻想型，还有的使用果香香精。
总得来说, 可供选择的香型是多种多样的，选择时还应结合产品的用途、色调，产品的成本、利益综合考虑其次，在加香工艺上，一般来说各种香精都是把高级芳香油用稀释剂 冲淡到适宜浓度，使它有最佳的芳香效果，同时用定香剂在改善香气和稳 定香型在洗手液中加入香精，要有几个必要条件，首先温度非常重要要在 较高的温度下加香会使香精中的稀释剂大量挥发，造成香精流失，同时也 会因高温使香精变质所以一般应在较低温度下加香，以50°C以下加香为 宜因香精加入量很少，若果不能混合均匀，香精就不能充分发挥效力， 所以加香应在最后加入，将香精直接放到洗手液中2加色洗手液虽然是实用型商品，但使用者首先是根据视觉来判断对产品的 选购与否产品的色泽是物质对各种波长光线的吸收、反射等反映到视觉 上的综合现象洗手液一般使用合成染料或者天然色素，前者的价钱比后者要便宜， 但后者马鞍组了人们回归大自然的心理需求，故现在大部分厂商都选用天 然色素这类色素对水和溶剂有良好的溶解性在一般情况下，天然色素 配以相应的香精，使产品的色、香协调一致有的还添加相应的营养物质， 使产品更接近天然色素的用量都应在千分之几的范围，甚至更少，因为 这种加色只是使产品更加美观，因此，不应将洗手液的色调调配得太浓太 深。
尤其是透明产品，必须保持产品应有的透明度加色选择对洗手液中某些组分油较好溶解性的色素，这样就可以将选 定的色素预先与这种成分混溶在一起，然后在进行洗手液的复配如果这 种色素能溶于水，加色工艺更加简单加色工艺操作应注意一点，各种色素加入到洗手液中，最终得到的色 彩效果是一种综合指标，其实验性很强不同组分对色素配合后光反射效 果不同，既要发生色彩、色度、色调的变化，不同工艺条件，其色彩效果 也不同因此，强调主体配方确定后，还应将加色素工艺条件进行试验、 定型，以达到希望的效果3黏度的调整洗手液应有适当的黏度，为满足这一要求，除选择合适的表面活性剂 等主要成分外，一般都要使用专门调整黏度的组分一增稠剂一般来说， 加入氯化钠或氯化铉等电解质，可以显著地增加液体洗涤剂的黏度同时, 为提高产品的黏度，应尽量选择非离子表面活性剂作为活性物成分对于洗涤剂来说，加入胶质、有机增厚剂或无机盐类，控制产品的黏 度和乳浊点应同时考虑控制乳浊点首先要选用浊点较高的活性物在低温 下溶解度较大的活性物一般来说，用氯化钠调节产品的黏度是很方便的， 加入量1%-4%，边加边搅拌，不能过多4 pH值的调整在配置洗手液时，大部分活性物呈碱性，一部分重垢型洗手液是高碱 性，而轻垢型碱性较低，个别产品则要求具有酸性。
因此，洗手液配制工 艺中，pH值得调整带有共性pH值调节剂一般为缓冲剂，主要是一些酸和酸性盐，如硼酸钠、柠 檬酸、酒石酸、磷酸和磷酸氢二钠，还有某些磺酸类都可以作为缓冲剂 选择原则主要是成本和产品性能各种缓冲剂大多在洗手液配置后期加入， 将各主要成分按工艺条件混配后，作为洗手液的基料，测定其pH值，估 算缓冲剂加入量，然后投入，搅拌均匀，再测pH值未达到要求时再补 加，就这样逐步逼近，直到满意为止对于一定容量的设备或加料量，测 定pH值后可以凭经验估算缓冲剂用量，直到生产调节pH值得操作中，应注意以下问题：洗手液pH值都有一个范围, 没有定数，而且要十分准确地测定pH值也是困难的，即使使用玻璃电极 来测定也是如此；另外产品配置后立即测定的pH值并不完全真实，长期 储存后产品pH值将发生明显变化，这些在控制生产时都应考虑到2.2.4后处理1过滤从配置设备中得到的洗涤剂在包装前需滤去机械杂质2均质老化经过乳化得液体，其稳定性往往较差，如果再经过均质工艺，使乳液 中分散相中的颗粒更细小、更均匀，则产品更稳定均质或搅拌混合的制 品，放在储罐中静置老化几小时，待其性能稳定后再进行包装3包装对于绝大多数洗手液，都是用塑料瓶小包装。
正规生产［9-13时应使用 灌装机包装流水线小批量生产可用高位槽手工灌装，严格控制灌装量， 做好封盖、贴标签、装箱和记载批号、合格证等工作袋装产品通常应使 用灌装机灌装封口，包装质量与产品内在质量同等重要第三章工艺设备的选型和计算3.1物料衡算和热量衡算3.1.1物料衡算年产20万吨洗手液，采用连续操作式生产，设置两条生产线视市场 情况决定产量物料在釜内的停留时间为30min年工作日350天，每天 24小时产量：100kta 285.714td 11.905t 3.31kgs损耗量：2%则产量：100.25kta 291.546td 12.148t 3.375kgst=30min 时， m=6073.86kgkg=5.7301体积流量=3.12s按照配方的比例，各组分的加入量如表3.1所示：表3.1物料衡算表质量分数组分 （） 进料量（）50%-60%烷基葡萄昔26.000.8112B相异硬脂酸钠1.000.0312C相月桂酰基单乙醇胺4.000.1248D相去离子水10.000.31299%三乙醇胺1.700.05304硬脂酸聚乙二醇酯（20 ）异丁烯共聚2.300.07176物53.4181.66667去离子水1.500.0468氯化钠0.061.872x10-3甲基氯异噻唑啉酮0.026.24x10-4玫瑰香0.0026.24x10-5盐基玫瑰红3.1.2热量衡算物料进入釜内 15min 升温至 70Cm= 202.462 x 15 x 42.7% = 1296.769kg。
比热容按水计，Cp=4.183 kJkg .°C物料从20°C升温到70°C所需的热量Q = mC (七-11) = 1296.769 x 4.183 x (70 - 20) = 271219.26kJ水升温热量由夹套内水蒸气供给，水蒸气始末温度分别为 150C、 110C,则传热面积A也-生笋-(70 -细二(*-110) - 44.81m 、也 | (70 — 20)ln —1- ln AT (150 -110)查《化工工艺设计手册》［14得, K — 674kca 1/m2 - h - °C — 783.86w/m2 - °CA=-QKAT271219.26 = 7.73m 2783.86 x 44.813.2搅拌釜的设计夹套搅拌釜主要由搅拌容器、搅拌装置、传动装置、轴封装置、支座、 人孔、工艺接管和一些附件组成搅拌容器分罐体和夹套两部分，主要由 封头和筒体组成，多为中、低压压力容器；搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组 成，其形成通常由工艺设计而定；传动装置是为带动搅拌装置设置的，主 要由电机、减速器、联轴器和传动轴等组成；轴封装置为动密封，一般采 用机械密封或填料密封；它们与支座、人孔、工艺管等附件一起，构成完 整的夹套反应釜。
釜体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体、釜底，通过支座安装在 基础平台上釜底通常为椭圆形封头顶盖在受压状态下常选用椭圆形封 头，对于常压操作或操作压力不大而直接较大的设备，顶盖可采用薄钢板 制造的平盖3.2.1罐体几何尺寸设计（1）釜体形式为常用结构圆筒形，封头形式为常用结构椭圆形由物 料衡算可确定表3.2反应釜设计尺寸全容积（） 操作容积（m3） 填料系数8.2 5.74 0.7几种搅拌釜的长径比i值如下表3.3,此次设计任务的内物料为液-液 相物料，所以i的取值范围为1〜1.3又因为设计容器不大，为使直径不致太小，在顶盖上容易布置接管和传动装置，故选取i =H1D1=1.2o表3.3 i取值种类 设备内物料类型 i液-固相或液-液相料 1〜1.3一般搅拌器气-液相物料 1〜2发酵罐类1・7〜2・5(2)初算筒体内径(3-1)计算，得■ 4V ；4 x 8.2=3： = 2.0897 mMi ，兀 x 1.2筒体的容积、面积和质量，选取圆整筒体内径=2000mm, 一米高的容积=3.14，内表面积=6.283o按表3.4以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸,选取釜体封头容积=1.1257。
表3.4以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸总深度H内表面积A容积V16004252.90070.586417005003.26620.699418004753.65350.827019005004.06240.96872000 525 4.4930 1.1257釜体高度按式(3-2)计算，得=(8.2-1.1257) 3.14=2.2530m选取圆整釜体高度 =2250mm实际容积按式(3-3)计算，得V =匕 x H1 + 匕土寸=3.14x 2.25 +1.1257 = 8.1907^3综上所述，筒体和夹套尺寸为下表3.6所示：表3.6筒体和夹套尺寸直径(mm) 高度(mm)筒体 2000 2250夹套 2200 18003.2.2夹套几何尺寸按表3.5夹套直径选取夹套筒体内径=+200=2200 mm表3.5夹套直径500〜600 700〜1800 2000〜3000+50 +100 +200夹套筒体高度土按式(3-4)计算，得= (0.7 x 8.2-1.1257)/3.14 = 1.4695 m选取圆整夹套筒体高度H=180Omm2按表3.4以内径为公称直径的椭圆封头的型式和尺寸，选取罐体封头表面积=4.4930o按表3.4筒体的容积、面积和质量，选取一米高筒体表面积=6.283。
实际总传热面积F按式(3-5)校核，得=6.283 x 1.8 + 4.4930 = 15.80243.2.3夹套搅拌釜的强度计算1. 强度计算（按内压计算强度）据工艺条件或腐蚀情况确定，设备材料选用Q235-Ao由工艺条件给定， 设计压力（罐体内）=0.2MPa,设计压力（夹套内）=0.3MPa设计温度（罐体内）<100°C,设计温度（夹套内）150Co查表［15］,选取罐体及夹套焊接接头系数=0.85压力容器用碳素钢钢板的许用应力，选取设计温度下材料许用应力［f=113 MPao罐体筒体计算厚度按式(3-6)计算，得8 =「官=软2000 =2.08皿1 2卜」p1 2 x113 x 0.85 - 0.2夹套筒体计算厚度按式计算，得8=「p2 D2 = °.33 2200 = 3.44皿2 2卜」p 2 x113 x 0.85 - 0.3罐体封头计算厚度按式(3-7)计算，得8 ' =[p =°2 X 2000= 2.08 皿1 2卜」$-0.5 p 2 x113 x 0.85 - 0.5 x 0.21夹套封头计算厚度按式0.3 x 2200计算，得父， P D …一… ………2 — 2』0 - 0.5p 一 2 x113 x 0.85 - 0.5 x 0.3 — .2壁厚附加量，其中C1为钢板负偏差，初步取=0.6mm,腐蚀裕量=2mm, 热加工减薄量=0(封头热加工=0・5皿)，因此：罐体筒体设计厚度按式(3-8)计算，得=2.08+2.0=4.08mm夹套筒体设计厚度按式计算，得=3.44+2.0=5.44mm罐体封头设计厚度按式计算，得=2.08+2.0=4.08mm夹套封头设计厚度按式计算，得=3.44+2.0=5.44mm圆整选取罐体筒体名义厚度 =8mm圆整选取夹套筒体名义厚度 =8mm圆整选取罐体封头名义厚度 =8mm圆整选取夹套封头名义厚度 =8mm2. 稳定性校核(按外压校核厚度)(1)假设罐体筒体名义厚度 =12 mm选取钢板厚度负偏差 =0・6mm据经验规律，腐蚀裕量 =2.0mm厚度附加量按式(3-9)计算，得=0・6+2.0=2・6mm罐体筒体有效厚度按式(3-10)计算，得=12-2.6=9.4 mm罐体筒体外径按式(3-11)计算，得=mm筒体计算长度按式(3-12)计算，得=1800+5253=1975mm系数系数=20249.4=215.22查参考文献附图4-1:曲线(用于所有材料)，得系数查参考文献3!附图4-2:曲线，得系数=75MPa许用外压力按式(3-13)计算，得=75215.32=0.34MPa>0.3MPa确定罐体筒体名义厚度 =12 mm(2)假设罐体封头名义厚度 =12 mm查参考文献钢板厚度负偏差，选取钢板厚度负偏差=0.6mm据经验规律，腐蚀裕量 =2.0mm厚度附加量按式计算，得=0.6+2.0=2.6mm罐体封头有效厚度按式计算，得=12-2.6=9.4 mm罐体封头外径按式计算，得=2000+=2024 mm标准椭圆封头当量球壳外半径按式(3-14)计算，得系数按式=0.9 mm(3-15)计算，得巴=g = 0.0006450，5 ' 1821.6 9.410 1e查相关文献曲线，得系数许用外压力按式=93MPa计算，得[p]= —-— = —93——=0.4799Mpa >0.3 MPaR\o /5 ；e 1821.6 9.4确定罐体封头名义厚度 =12 mm3. 水压试验校核 罐体试验压力按式计算，得p = 1.25p = 1.25 x 0.2 x^~^ = 0.25Mpait i FT 113夹套水压试验压力按式 计算，得p 直=1.25 p 2 g = 1.25 x 0.3 x 113 = 0.375Mpa查参考文献碳素钢、普通低合金钢钢板许用应力，得材料屈服点应力计算，得bt < 0.9©b = 0.9 x 0.85 x 235 = 179.8Mpa罐体圆筒应力按式(3-17)计算，得b = P."顼。
)=①25x(2000 + * = 26.72Mpa < 179.8 Mpa1t 2d 2 x 9.41e夹套内压试验应力b = P2T D +C= 0.375 x(2200 + 9.4)= 44.07Mpa <179.8 Mpa2t 2d 2 x 9.41e所以夹套水压试验强度［17-19足够综上所述，筒体和夹套具体加工尺寸如表3.7：表3.7筒体和夹套局加工尺寸筒体(mm) 封头(mm)夹套3.2.4设备接口(1)物料进管口直径(3-18)式中：v一体积流量(m3,因此不需要进行临界转速的校核1) 搅拌轴的材料：选用45号钢2) 搅拌轴的结构：常用实心或空心直轴，其结构型式根据轴上安装 的搅拌器类型、支承的结构和数量、以及与联轴器的连接要求而定，还要 考虑腐蚀等因素的影响本搅拌釜搅拌轴的结构型式选用实心直轴连接推进式搅拌器的轴头车削台肩，开键槽，轴端车螺纹3) 搅拌轴强度校核轴功率=4kw 搅拌轴转数=200rmin 常用轴材料为45号钢轴所传递的扭矩T = 9.55x I6 — = 9.55x 106 x土-103 = 191N -mm n 200查表得轴常用材料的及值，材料许用扭转剪应力=35Mpa，系数=112。
轴端直径7—d > A 3：— = 112x 3： = 30.4mm03 n t 200开一个键槽，轴径扩大5%，为=30.41.05=31.9mm圆整轴端直径=40mm因此搅拌轴［20的直径为40mm3.2.6常用电机及其连接尺寸Y系列全封闭自扇冷式三相异步电动机为最常用的，当有防爆要求时， 可选用YB系列本反应釜用电机Y132M2-6，转速960rmin，电机功率P=5・5kW3.2.7釜用减速机类型、标准及其选用搅拌釜用的立式减速机，主要的类型有谐波减速机、摆线针轮行星减 速机、二级齿轮减速机和V带传动减速机本搅拌釜采用V带传动减速机 V带传动减速机具有结构简单、制造方便、安装容易、占地面积小、价格 低廉、能防止过载、传动效率高和噪音小等优点查表可得标准减速机的功率、转速范围、类型代号及特性参数，V带 传动减速机标准三角皮带型号及根数查表Y系列三相异步电动机主要技术数据，传动的额定功率P=5.5 k小皮带轮转速大皮带轮转速3.2.8搅拌釜连接装置设计（1）凸缘法兰凸缘法兰一般焊接于搅拌容器封头上，用于连接搅拌传动装置，亦可 兼作安装，维修，检查用孔凸缘法兰分整体和衬里两种结构形式，密封 面分突面（R）和凹面（M）两种。
本搅拌釜凸缘法兰焊接于搅拌容器封头上，采用整体结构形式，密封面采用突面（R）根据搅拌轴的直径和附图，由参考文献凸缘法兰主要尺 寸，选择公称直径DN=500mm，螺纹为M24,螺栓数量为20个，质量为 102kg的R型凸缘法兰2）安装底盖安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰连接，是 整个搅拌传动装置与容器连接的主要连接件安装底盖的常用形式为RS和LRS型，其他结构（整体或衬里）、密 封面形式（突面安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同形式选取时应注意 与凸缘法兰的密封面配合（突面配突面，凹面配凹面）本搅拌釜安装底盖采用螺柱等紧固件，上与机架连接，下与凸缘法兰 连接采用RS选取安装底盖的公称直径与凸缘法兰相同，均为 DN=500mm⑶机架机架是安放减速机用的，它与减速机底座尺寸应匹配标准机架有三 种：（1）无支点机架（2）单支点机架（3）双支点机架反应釜采用V 带传动减速机由于V带减速机自带机架，所以不用选配机架4）联轴器电机或减速机输出轴与传动轴之间及传动轴与搅拌轴之间的连接，都 是通过联轴器连接的常用的联轴器有弹性块式联轴器，刚性凸缘联轴器， 夹壳联轴器和紧箍夹壳联轴器等根据所选V带减速机的规格，本搅拌釜采用刚性凸缘联轴器。
查GT 型凸缘联轴器主要参数及尺寸，选用联轴器的符号为GT-45,孔径为45, 质量为16kg⑸支座分为A型和B型两种当设备需要保温或直接支承在楼板上时选B型， 否则选A型本反应釜选B型本搅拌釜为夹套立式安装，不需要保温，选用B型标准耳式支座，耳 座为4个耳式支座的实际承受载荷的近似计算：Q』mo 幺 + G, + 4（p / + G.・ S"_ kn nG _本反应釜耳座单重=8.3 Kg，支座的总质量为M=33.2Kg6）手孔和人孔手孔和人孔的设置是为了安装，拆卸，清洗和检修设备内部的装置的直径大于900mm时，应开设人孔人孔的形状有圆形和椭圆两种 圆形人孔制造方便，应用较为广泛人孔的大小及位置应以人进出设备方 便为原则，对于搅拌釜，还要考虑搅拌器的尺寸，以便搅拌轴及搅拌器能 通过人孔放入罐体内本搅拌釜需开设圆形人孔公称直径DN=400mm本反应釜选用带颈 平焊法兰人孔，突面（RF型）由参考文献16表11-4手孔尺寸选用带颈平焊 法兰手孔，螺柱为M16，数量为4个，螺母数为8个，总质量为13・3kg 3.2.9轴封装置的设计轴封是搅拌设备的一个重要组成部分其任务是保证搅拌设备内处于 一定的正压力的真空状态以及防止反应物料逸出和杂质的渗入。
鉴于搅拌 设备以立式容器中心顶插式搅拌为主，很少满釜操作，轴封的对象主要为 气体；而且搅拌设备由于反应工况复杂，轴的偏摆振动大，运转稳定性差等特点，故不是所有形式的轴封都能用于搅拌设备上搅拌釜搅拌轴处的密封，属于动密封，常用的有填料密封和机械密封 两种形式，它们都有标准，设计时可根据要求直接选用本搅拌釜一般在 常压，低压，低转速下使用，故采用填料密封因其结构简单，易于制造， 在搅拌设备上曾得到广泛应用，且便于定期维护此搅拌设备填料密封是搅拌设备最早采用的一种轴封结构，它的基本结构是由填 料，填料箱，压盖，紧压螺栓及油杯等组成因其结构简单，易于制造， 在搅拌设备上曾得到广泛应用一般用于常压，低压，低转速及允许定期 维护的搅拌设备当采用填料密封时，应优先选用标准填料箱标准填料箱中， HG21537.7-92为碳钢填料箱，HG21537.8-92为不锈钢填料箱3.3计量泵的设计选型计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100% 范围内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀性液体）一种特殊容积泵 计量泵也称定量泵或比例泵计量泵属于往复式容积泵，用于精确计量的， 通常要求计量泵的稳定性精度不超过± 1%。
随着现代化工业朝着自动化操 作、远距离自动控制这一形势的不断发展，计量泵的配套性强、适应介质（液体）广泛的优势尤为显得突出分类：1、根据过留部分（1）柱塞、活塞式（2）机械隔膜式（3）液 压隔膜式2、 根据驱动方式（1）电机驱动（2）电磁驱动3、 根据工作方式（1）往复式（2）回转式（3）齿轮式4、 根据泵的特点（1）特大机座（2）大机座（3）中机座（4）小机座（5）微机座其他分类方式还有电控型、气控型、保温型、加热型、高黏度型工作原理：电机经联轴器带动蜗杆并通过蜗轮减速使主轴和偏心轮作 回转运动，由偏心轮带动弓型连杆的滑动调节座内作往复运动当柱塞向 后死点移时，泵腔内逐渐形成真空，吸入阀打开，吸入液体；当柱塞向前 死点移动时，此时吸入阀关闭，排出阀打开，液体在柱塞向进一步运动时 排出在泵的往复顺还工作形成连续有压力、定量的排放液体本次设计选用液压隔膜式计量泵和机械隔膜式计量泵液压隔膜式计量泵其结构由柱塞、缸体、缸盖、进出口阀、液压隔膜 式和三阀组成（即：放气过载阀、限位阀、补偿阀在工作中由膜片隔开 液压油和介质，故液压隔膜式计量泵有无泄漏的优点过载阀自动排出液 压油中进入液压腔内的气体，保证工作的平稳，避免了液压油过多或排放 管道受阻产生超压自动开启载载阀，达到保护目的，价格较高。
机械隔膜式计量泵价格较低，无动密封，无泄漏隔膜承受高应力， 隔膜寿命较低无安全泄放装置出口压力2兆帕以下，流量适用范围较 小；计量精度百分之五，当压力从最小到最大时，流量变化可达百分之十99%三乙醇胺v = 0.05304 x10-3 x 3600 = 0.191m3/ h = 191L/ h1A相中的去离子水v2 = 0.312 x10-3 x 3600 = 1.123m3 / h = 1123L/ h硬脂酸聚乙二醇酯（20）异丁烯共聚物v = 0.07176x10-3 x 3600 = 0.258m3 / h = 258L/ h3v = 0.04936 x10-3 x 3600 = 0.178^3/ h = 178L/ h4以上四种物料均选用机械隔膜式计量泵99%三乙醇胺和D相选用同一型号的计量泵型号JZM-A2371，额 定流量237L-1，隔膜11070mm，行程12mm，出口直径DN15，电机功率 220V380V 0.55kw 1400RPM 3-50HZ IP55F，重量 30-40kg硬脂酸聚乙二醇酯（20）异丁烯共聚物选用的机械隔膜式计量泵，型 号JZM-A3341，额定流量334L-1，隔膜11080mm，行程12mm，出口直 径 DN25，电机功率 220V380V 0.55kw 1400RPM 3-50HZ IP55F，重量 30-40kg。
A相中的去离子水选用的机械隔膜式计量泵，型号JZM-A12000.35, 额定流量1200L-1，隔膜162115mm，行程12mm，出口直径DN40，电机 功率 220V380V 0.75kw 1400RPM 3-50HZ IP55F，重量 30-40kg50%-60%烷基葡萄昔v5 = 0.8112x10-3 x 3600 = 2.9203 / h = 2920L/ hC相中去离子水v6 =1.6667 x10-3 x 3600 = 6.000游 / h = 6000L/ h以上两种选用液压隔膜式计量泵50%-60%烷基葡萄昔选用的液压隔膜式计量泵，型号规格 J-TM-33000.8,流量3300L，行程80mm，往复次数90rpm，电机功率5.5kw， 质量500kgC相中去离子水选用的液压隔膜式计量泵，型号规格J-TM-70000.5,流量7000L,行程80mm,往复次数90rpm,电机功率5.5kw,质量500kg3.4均质机的设计选型均质机是用于对粘度低于0.2Pas，温度低于80°C的液体物料（液-液 相或液-固相）的均质乳化的一种设备.主要应用于食品或化工行业，如:乳 品、饮料、化妆品、药品等产品的生产过程中的均质、乳化工序。
装置采 用不锈钢系统，可有效地分离护体样品表面和被包含在内的微生物均一样 品，样品装在一次性无菌均质袋中，不与仪器接触，具有均质柔和、样品 无污染、无损伤、不升温、不需灭菌处理，不需洗刷器皿的特点，满足快 速、结果准确、重复性好的要求工作原理：转子和定子的精密配合，工作头（转子和定子锻件制造） 爪式结构，双向吸料，剪切效率高在定子的作用下，定、转子合理狭窄 的间隙中形成强烈、往复的液力剪切、摩擦、离心挤压、液流碰撞等综合 效应，物料在容器中循环往复以上工作过程，最终获得产品特点：运转稳定、噪音小、清洗方便、机动灵活，可连续使用，对 物料可进行超细分散、乳化可广泛适用于工业生产的乳化、均质和分散 能使料液在挤研.强冲击与失压膨胀的三重作用下使料质细化混合本设备 是食品.乳品.饮料等工业的重要设备本设计选用SRH高压均质机这类均质机外罩采用模块造型，能够 实现快速装拆、利于维护和保养传动部分的润滑采用的飞溅润滑与强制 压力润滑相结合的润滑方式，安全可靠性能大幅提曲轴采用合金钢锻件 制造，具有超级的强度和寿命硬齿面外置式齿轮箱设计、性能可靠、维 护简单配备有单独的强制冷却系统，保证系统油温的运行要求，能够满 足设备长期稳定的运转。
整体式泵体结构设计、强度和寿命得到可靠保证快递装拆阀芯、阀座设计、装拆方阀座采用双面设计一具有双倍的使用 寿命体积流量匕二匕 X 42.7% = 11.232X 42.7% = 4.797m3 / h所以量3500kg，尺寸重量5500kg，尺寸3.5轻质骨料风送机的设计选型轻质骨料风送机广泛适用于干粉砂浆生产线、外加剂生产线、化工厂、 医药食品厂等场合输送易碎、轻质颗粒料该输送机由风机、进料器、输 送管道、卸料器、除尘器构成，垂直输送，占地面积小，高效环保物料 进入进料仓后，依靠进料器将物料送到风力管道，特殊的引料装置保证了 物料不回流，伴随风力经送料风管路送到顶端旋风卸料器物料进入旋风 分离器后，压力得到缓解，依靠自重掉入分离器底部，进入混合机或者待 料仓A相中 异硬脂酸钠为白色细微粉末，月桂酰基单乙醇胺为淡黄色片 状固体选用轻质骨料风送机输送进 料 量v = 0.156x 10-3m3/s = 9.36x 10-3m3/min-0.5 6 1沛/h选取轻质骨料风送机的型号为CSF-159,输送量0-6,输送高度0-13m， 功率为3kw第四章自动化控制4.1自动化控制的含义及重要性4.1.1自动化控制的含义随着人力成本的日渐提供，越来越多的企业需要降低生产成本，提高 企业竞争力，迫于这样的需求，生产自动化系统得到了更多的应用和推广。
工业自动化是机器设备或生产过程在不需要人工直接干预的情况下， 按预期的目标实现测量、操纵等信息处理和过程控制的统称自动化技术 就是探索和研究实现自动化过程的方法和技术它是涉及机械、微电子、 计算机、机器视觉等技术领域的一门综合性技术工业革命是自动化技术 的助产士正是由于工业革命的需要，自动化技术才冲破了卵壳，得到了 蓬勃发展同时自动化技术也促进了工业的进步，如今自动化技术已经被 广泛的应用于机械制造、电力、建筑、交通运输、信息技术等领域，成为 提高劳动生产率的主要手段工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息 技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到 增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工 业自动化软件、硬件和系统三大部分工业自动化技术作为20世纪现代 制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题无论高 速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化 技术的应用自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用按照控制原理的不同，自动控制系统分为开环控制系统和闭环控制系 统。
按给定信号分类，自动控制系统可分为恒值控制系统、随动控制系统 和程序控制系统4.1.2自动化控制的重要性现代自动控制系统不仅仅是工业生成的眼睛，同时还是工业生产的大 脑自动化控制系统产品随着电子技术的发展，从以前气动仪表、电动仪 表发展到目前的集散系统，把单回路的控制集成到了对整个生产装置的所 有控制系统的控制，操作可以在中央控制室足不出户就可以控制现场的阀 门，能够及时通过对工艺设备里面的温度、压力、流量或液位进行控制， 达到稳准快的控制效果如果自动化控制系统出现问题，就会给工艺生产 带来极大的伤害，特别是会对工艺产品的质量、产量甚至是安全带来极大 的麻烦仪表联锁涉及的安全系统对化工工艺生产的安全性极为重要，一 个误操作可能会引起整个工厂的爆炸发生分析仪表对工艺产品的质 量具有极为重要的意义，特别是对产品的质量具有极为重大的意义随着 DCS控制技术的发展，控制系统还在紧急停车方面也有了极大的发展，特 别是对工厂的核心机组的安全控制具有保护功能，可以确保工厂的安全生 产同时自动化控制系统还可以提高生产过程的安全性；提高生产效率； 提高产品质量；减少生产过程的原材料、能源损耗4.2自动化控制流程及控制点的设计传统的自动化系统，基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，过 程自动化和管理自动化部分主要是由各种进口的过程计算机或小型机组 成，其硬件、系统软件和应用软件的价格之高令众多企业望而却步。
本设计本次设计采用全混流连续化生产，按加料顺序使用两个带夹套 的搅拌釜第一个反应釜选用三个加料计量泵，一个轻质骨料风送机，一 个温度计，第二个反应釜选用三个加料计量泵，一个温度计除此之外， 还需要两个均质机，两个真空泵，一个冷却罐其工艺流程路线上的控制 点用自动化控制的形式，采用自动温度控制系统，需先将测量到的温度信 号转换成为电信号，以控制电路进行温度调节，流量控制点的设计也是同 样采用自动控制的调节，使控制操作更为方便第五章工厂的设计和布置5.1厂址选择的原则和重要性厂址的选择是一项十分复杂的工作，必须根据拟建项目的技术经济要 求，结合建厂地区的自然地理特征，运输条件、水源和动力供应条件、建 筑施工条件以及工人住宅区布置条件等进行多方案的技术经济比较，选择 一个能最大限度满足建设和生产经营的要求、建厂费用和经营费用最省的 建厂位置5.1.1厂址选择的原则(1) 厂址应当靠近主要原料供应地区或产品销售地区2) 厂址应有较好的交通运输条件⑶必须有充足的水源供应保证，如有温度较低的充足水源则更好，这 样可以节省冷却设备，节约投资4) 最好靠近热电站以获得大量蒸汽和电力5) 厂址最好选在已有居民的附近地区，离城市不远或靠近已建成投产 的其他企业，这样可以利用城市或原有企业的各种设施。
6) 应在居民区的下风向和江河下游，但又不受其他企业的烟气的影响 的地方建厂窝风的盆地不宜建厂⑺化工厂排出的污水应尽量予以处理后，达到国家规定的排放标准； 如化工厂较小，污水排入江河时，江河水的最小流量应能稀释至符合农业、 水产、卫生的要求8)化工厂的高层建筑物及地下管道较多，在下沉性二级以上大孔性 黄土上不宜建厂(西北、华北地区应注意)5.1.2厂址选择的重要性厂址选择即新建项目具体位置的选择是工业布局的最终环节和工业 基本建设的前期工作，也是工业项目可行性研究的组成部分它根据工业 地区布局和新建项目设计任务书的各项要求，由规划与设计部门共同承担， 在实地踏勘及区域性技术经济调查的基础上，对各地建设条件分析评价， 并选择若干个能基本满足建厂要求的厂址方案作定性与定量相结合的技术 经济综合论证，从而确定最优的建设地点和具体厂址主要考虑项目设计任务书和厂区总平面布置的有关要求及投资约束 条件包括：厂址场地条件，如建设用地的面积与外形、地势坡度、工程 地质与水文地质状况、地震裂度、灾害性威胁(如洪水、泥石流等)土地 征用的数量、质量及处理难度，厂址下有无矿藏等；距水源地的远近和给 排水的扬程；修建铁路专用线与厂外公路等交通设施的工程量与投资；供 电、供热设施的工程量及投资；距已有城镇生活区与公共服务设施的远近；“三废”排放对城镇和周围环境的影响及环保费用等。
厂址一经选定，不仅 对所在地区的经济发展、城镇建设和环境质量产生重要影响，而且直接关 系到新建项目的基本建设投资和建厂速度，并长期影响企业的经营、管理 等经济效果5.2厂房的布置厂房的布置要考虑多方面的因素，包括主干道的建设、绿化因素、停 车区域、办公区域等等厂房的具体布置如图5.1：食堂 主 绿干 车间办公区 道 化停车场 大门 仓库图5.1厂房布置1、 通过查找资料我确定了要设计的洗手液的类型及配方该配方的最 终产物为珠光洗手液此配方最明显的优势是具有珍珠光泽的漂亮外观， 此外还有性能温和、去污力强、易降解等优点2、 本次设计的工艺主要是搅拌混合的过程，不涉及化学变化，通过搅 拌釜、均质机等设备制作出细腻的乳状液采用连续式大型生产，符合洗 手液的行业发展趋势，为抢占市场、形成品牌效应提供了现实基础3、生产过程所用到的主要设备有搅拌釜、均质机、计量泵、轻质骨料 风送机主体设备是体积8・2皿3,直径2000mm,高度为2250mm的搅拌 釜，搅拌釜搅拌轴的结构型式选用直径40mm实心直轴参考文献[1] 梁凤凯.有机化工生产技术[M].北京：化学工业出版社，2003.[2] 杨晓燕.洗手液市场透视[J].日用化学品，2006, 29 (9). 32-35.[3] 李东光，翟怀凤.实用洗涤剂配方手册[M].北京：化学工业出版社，2004.[4] 李东光，翟怀凤.化工小产品实用技术(三)[M].天津：天津科学技术出版社，1993.[5] 徐寿昌.有机化学[M].北京：高等教育出版社，1993.[6] 孙丕基.洗涤剂[M].北京：中国物资出版社，1998： 44-88.[7] 潘华.洗手液配方"].日用化学品，2006, 29(12)： 46-48.[8] 杨亚莉.功能性洗手液及其配方设计[J].中国洗涤用品工业，2009, 32(6)： 25-29.[9] 宋小平，王佩华，韩长日.洗涤制造技术[M].北京：科学技术文献出版社，2004.[10] 王慎敏，唐冬燕.日用化学品化学一日用化学品配方设计与生产工艺皿].哈尔 滨：哈尔滨工业大学出版社，2001.[11] 闫鹏飞，郝文浑，高婷.精细化学品化学[M].北京：化学工业出版社，2004.[12] 颜红侠，张秋禹.日用化学品制造原理与技术[M].北京：化学工业出版社，2004.[13] 中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册[M].北京：化学工业出版社，2009.[14] 蔡纪宁，张莉彦.化工设备机械基础课程设计指导书(第二版)[M].北京：化 学工业出版社，2011.[15] 刁玉玮，王立业，喻健良.化工设备机械基础M].大连：大连理工大学出版社,2006.[16] 黄璐，王保国.化工设计[M].北京：化学工业出版社，2002.1、 珠光洗手液设计的工艺流程图 生产所用搅拌釜的设备图2、。