[发明专利]提高工业生产中大豆脱脂后副产品价值的建模优化方法

说明书

本发明涉及提高工业生产中大豆脱脂后副产品价值的建模优化方法，涉及过程模拟技术领域。先根据大豆处理中各工序的物质和能量平衡关系在SuperPro Desiger软件中建立过程模型；设定并输入大豆处理过程中的数据并运行该模型，直到模拟结果满足误差要求；根据敏感性分析和实际生产要求，调节工艺参数、产量、价格等数据，选择相对应的优化技术，优化提高工业生产中大豆脱脂后副产品价值的过程模型，提高大豆脱脂后副产品的价值，并预测带来的产能和经济变化。本发明基于物质守恒、能量守恒和宏观反应动力学基本原理建立工业生产中大豆加工的过程稳态模型，有助于描述过程参数的改变和新技术的采用对产量和经济收益的影响。

技术领域

本发明涉及一种提高工业生产中大豆脱脂后副产品价值的建模优化方法，涉及过程模拟技术领域。

背景技术

大豆富含优质蛋白质和不饱和脂肪酸，是一种重要的油料作物，既能食用，又能产油。溶剂浸提是大豆提油的主要方式，出油量可达20％左右。大豆浸提大豆油后得到副产品豆粕，由于其粗蛋白含量高，富含多种维生素和矿物质，且氨基酸组成均衡，因此，成为畜禽日粮中常用的蛋白质饲料。但是豆粕中存在多种抗营养因子，影响机体对营养的吸收，从而大大限制了其使用。近年来，消除豆粕中抗营养因子和提高蛋白质吸收率一直是人们关注的重点。微生物固态发酵法是目前研究的热点，利用微生物产生的酶降解抗营养因子并积累有益的代谢物，从而提高营养价值和增加适口性。然而，目前的研究主要集中在发酵工艺和发酵设备，对发酵过程中技术能耗等方面研究较少。并且，大多数研究工作都是在实验室内小批量进行，与实际大规模生产有很大的区别。对于自动化大量生产来说，生产工艺的调整优化、过程操作的风险评价以及工艺节能方案可行性评定等都缺少有效的理论依据和技术支撑。

SuperPro Designer(过程模拟设计)是一款工业生产过程中综合建模、评估和优化的模拟软件，能够针对不同的进料情况、物料组分、工艺条件等进行单元和全过程的计算，大部分的模块单元中包含了内置的经济分析工具，用于估算资本和运营成本，为企业提供准确的单元操作模型和清晰的经济效益报告，还可以进行已有装置能耗评估和新建装置的优化设计。目前，国内外有很多研究者采用SuperPro Designer对过程进行物料、能量衡算、技术优化和费用计算，通过流程建模同时对技术工艺和经济效益进行评估，在工艺优化和成本控制都取得了很好的效果。从工艺过程考虑，大豆脱脂后副产品加工工艺和发酵豆粕生产工艺存在工厂整合机会；从原料价格，工厂配置，盈利能力和风险分析等因素考虑，工艺整合有利于提高副产品价值。因此，通过过程分析和模拟计算手段模拟大豆加工过程，为提高副产品价值和整个过程中实施的技术和能耗优化提供研究方向和理论支持。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种提高工业生产中大豆脱脂后副产品的建模优化方法，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于流程模拟的方法，综合物料、能量衡算和过程优化技术，响应市场价格变化，能够有效地针对不同生产工艺或工况进行物耗、能耗和经济效益对比分析，以便进一步稳定工艺操作，优化操作参数，从而为大豆处理和发酵豆粕行业的研究提供数据和理论支持。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种提高工业生产中大豆脱脂后副产品的建模优化方法，按照下述步骤进行：

(A)根据大豆处理中各工序的物质和能量平衡关系在SuperPro Desiger软件中建立过程模型；设定并输入大豆处理过程中的数据并运行该模型，直到模拟结果满足误差要求；

(B)根据敏感性分析和实际生产要求，调节工艺参数、产量、价格等数据，选择相对应的优化技术，优化提高工业生产中大豆脱脂后副产品价值的过程模型，提高大豆脱脂后副产品的价值，并预测带来的产能和经济变化。