年產(chǎn)3000噸濃縮梨汁工廠設(shè)計

1、年產(chǎn)3000噸濃縮梨汁工廠設(shè)計摘要隨著人們生活水平的提高，在解決了溫飽等其他問題之后人們更加關(guān)注的是如何健康飲食，如何更加幸?？鞓返厣?。果汁里面含有很多于人體有益的營養(yǎng)物質(zhì)，最值得一提的是其中的維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和其他功能性成分，這對人類素質(zhì)的普遍提高大有裨益。我國朝鮮族自治州特產(chǎn)蘋果梨產(chǎn)量豐富，特別是龍井地區(qū)是亞洲最大的蘋果梨基地，多年以來如何更加充分的利用地區(qū)特產(chǎn)發(fā)展和繁榮地區(qū)經(jīng)濟成為困擾地區(qū)政府和人民的重大難題。本設(shè)計擬建立一家年產(chǎn)35000噸濃縮雪梨汁的工廠，拓寬雪梨的商業(yè)價值，帶動富裕勞動力就業(yè)問題的解決和繁榮地區(qū)經(jīng)濟。主要包括了工藝設(shè)計，生產(chǎn)設(shè)計及選型，熱電衡算，人員定額，

2、生產(chǎn)車間布置，廠區(qū)平面設(shè)計及經(jīng)濟成本計算等。關(guān)鍵詞：濃縮雪梨汁；生產(chǎn)流水線；工廠設(shè)計第1章 緒論1.1 概述 濃縮果汁是在水果榨成原汁后再采用低溫真空濃縮的方法，蒸發(fā)掉一部分水份做成的， 在配制100%果汁時須在濃縮果汁原料中還原進去果汁在濃縮過程中失去的天然水份等量的水，制成具有原水果果肉的色澤、風(fēng)味和可溶性固形物含量的制品。濃縮果汁營養(yǎng)含量豐富，含有膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)、有機酸和其他一些功能性物質(zhì)。特別是水果纖維素是植物細胞壁的主要構(gòu)成成份，它不是一種營養(yǎng)素，但在人體攝入后，它即吸水膨脹，吸附食物中的有害成份，刺激腸胃蠕動，幫助消化，加快體內(nèi)排泄，縮短有害物質(zhì)在體內(nèi)留置的時間，最終達到

3、預(yù)防腸胃疾病的目的，對于預(yù)防消化道癌癥有積極的意義。纖維素又被營養(yǎng)學(xué)家稱為繼蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪、無機鹽、維生素和微量元素六大營養(yǎng)素之后的第七營養(yǎng)素。近幾十年來，果汁及其飲料制品日益受到消費者的青睞，有著十分廣闊的市場前景。延邊地區(qū)盛產(chǎn)蘋果梨，特別是龍井地區(qū)有“亞洲最大蘋果梨基地”之美譽，經(jīng)過加工制成蘋果梨汁是一個相對有前景的項目。1.2 設(shè)計依據(jù)1. 年產(chǎn)3000噸濃縮梨汁生產(chǎn)線為設(shè)計的主要依據(jù)。2. 設(shè)計參閱了食品工廠設(shè)計園藝產(chǎn)品貯藏與加工學(xué)果汁和蔬菜汁加工工藝學(xué)，充分利用了河南工業(yè)大學(xué)圖書館資料和網(wǎng)絡(luò)資料進行設(shè)計。1.3 設(shè)計范圍設(shè)計以濃縮果汁廠的設(shè)計為主題，主要是濃縮雪梨果汁生產(chǎn)車

4、間的設(shè)計，一是一般部分，一是專題部分。1.3.1 一般部分包括全廠平面布置，公共系統(tǒng)的計算，經(jīng)濟技術(shù)核算及勞動力，組織，廠地選擇更安全衛(wèi)生和防水，初步設(shè)計有關(guān)建筑，水電氣衡算，經(jīng)濟衡算，車間人員安排，以及有關(guān)車間平面的布置和建筑的主要要求。1.3.2 重點部分包括生產(chǎn)方案的選擇和主產(chǎn)品的確定，工藝流程的論證，產(chǎn)品的物料衡算，設(shè)備選型和自制設(shè)備。1.3.3 圖紙共4張圖紙，分別為：廠區(qū)平面布置圖、車間平面布置圖、設(shè)備生產(chǎn)線流程圖、工藝流程方框圖。1.4 設(shè)計指導(dǎo)思想及特點1.4.1 指導(dǎo)思想1. 重視經(jīng)濟效果，少花錢多辦事，堅持做到技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理。 2. 結(jié)合我國國情，采用國外的先進科學(xué)

5、技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化，自動化。3. 生產(chǎn)工藝合理，投資少，見效快。1.4.2 設(shè)計特點1. 車間布置符合流水線生產(chǎn)的原則。所選的設(shè)備均有余量，為將來擴大再生產(chǎn)做準備。2. 工人具有良好的操作條件，保護環(huán)境，經(jīng)濟效益好，減輕了勞動強度。3. 生產(chǎn)周期短，見效快。1.4.3 生產(chǎn)思想1. 重視經(jīng)濟效果，少花錢多辦事，堅持做到技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理。 2. 結(jié)合我國國情，采用國外的先進科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化，自動化。3. 生產(chǎn)工藝合理，投資少，見效快。1.5 廠址選擇1.5.1 廠址選擇原則指照國家設(shè)計政策，生產(chǎn)條件和經(jīng)濟效果等方面考慮，現(xiàn)選擇廠地。食品工廠傾向于設(shè)在原料產(chǎn)地的大中城市，適于原料供

6、應(yīng)，產(chǎn)品銷售，減少運輸費用。 廠地附近有良好的環(huán)境，無有害氣體，放射性粉塵和擴散性的污染源，不在受污染源，受污染河下游，和散發(fā)污染氣體源的下風(fēng)向，不在傳染病醫(yī)院附近。 廠址附近水源充足，水質(zhì)良好，運輸條件方便，接近電壓，電網(wǎng)，燃料供應(yīng)方便，排水便利。廠址選在人口集中區(qū)，減少宿舍，商店，學(xué)校等職工的生活福利設(shè)施。1.5.2 廠址選擇報告延吉市位于吉林省東部，延邊朝鮮族自治州中部，長白山山腳下，全市土地面積1748.3平方公里。延吉市是延邊朝鮮族自治州首府所在地，現(xiàn)下轄河南街道、建工街道、進學(xué)街道、北山街道、新興街道、公園街道等6個街道61個社區(qū)和小營鎮(zhèn)、依蘭鎮(zhèn)、三道灣鎮(zhèn)、朝陽川鎮(zhèn)等4鎮(zhèn)54個行政

7、村。延吉地處蘋果梨盛產(chǎn)地，原料供應(yīng)方便，近些年來交通也日趨便利，而且延邊州是中國在東北亞的門戶，與俄、日、韓等過聯(lián)系緊密，有利于產(chǎn)品將來的估計貿(mào)易，加之，蘋果梨是延邊地區(qū)喜聞樂見的水果，延吉消費水平高，對蘋果梨產(chǎn)品容易接受。經(jīng)過綜合分析之后，將廠區(qū)定在延吉市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。廠區(qū)附近無化工及其它能產(chǎn)生有害氣體、放射性粉塵的工礦企業(yè)，沒有污染源，對保證產(chǎn)品質(zhì)量有利。有良好的地理條件，建立完善的三廢處理系統(tǒng)，廠區(qū)的自然排水坡度定在0.006左右。第2章 生產(chǎn)工藝設(shè)計2.1 生產(chǎn)方案的制定一年內(nèi)2，6，7，8，9，10為旺季，每天生產(chǎn)班次為3次。,3，4，5為中季，每天生產(chǎn)班次為2次。11，12月為淡季，

8、每天一班。1月停產(chǎn)進行休整和設(shè)備檢修。每月工作日為25天，則旺季工作日256=150天，中季工作日253=75天.淡季工作日25*2=50天即全年生產(chǎn)按275天計算。每班實際工作7小時。下圖生產(chǎn)方案表； 濃縮雪梨清汁生產(chǎn)方案表一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月班產(chǎn)量年產(chǎn)量停產(chǎn)維修2.2班產(chǎn)量方案的安排 通過酶解、超濾和脫色得到的澄清果汁經(jīng)蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原來質(zhì)量的1/51/7,糖度在70%75%。在設(shè)計中濃縮前果汁的糖度為11.8%，濃縮后果汁的糖度為71%，通過濃縮前后果汁中糖總量不變來進行物料衡算。 去設(shè)備的不均衡系數(shù)k為0.75班產(chǎn)量=年產(chǎn)量/全年總班個數(shù) （2-1

9、） =3000(1503+752+50) /0.75=6.1539t 每小時產(chǎn)量=班產(chǎn)量/每班工作小時數(shù) （3-2） =4.6154/7=0.8791t（初步估算值） 每小時生產(chǎn)產(chǎn)品中糖含量=每小時果汁產(chǎn)量濃縮后果汁的糖度 （3-3） =0.65930.71=0.8791t 設(shè)原料雪梨的每小時處理量為m，則 m(1-0.5%)(1-2.0%)(1-0.2%)(1-25.20%)(1-0.4%)(1-4%)(1-0.3%)（1-0.2%）(1-0.2%)11.8%=0.8791t 解得m=7.8710t工藝損耗率工藝損耗率清洗，輸送0.5%超濾4%檢果2.0%脫色0.3%破碎0.2%真空濃縮0.

10、2%壓榨25.20%巴氏殺菌無損耗酶解，澄清0.4%灌裝0.2%一次壓榨出汁率64.32%采用兩臺榨汁機串聯(lián)出汁率有所提高出汁率74.80%，在全部的工藝過程中，損耗率為32.80%,原料利用率67.20%(1)雪梨原料處理量為7.8710t/h(2)輸送清洗去損耗率0.5%，則輸送清洗之后的產(chǎn)量為7.8316t/h(3)檢果的損耗率為2.0%,則之后的產(chǎn)量為7.6749t/h(4)破碎的損耗為0.2%，破碎后處理量為7.6596t/h(5）一次壓榨出汁率64.32%采用兩臺榨汁機串聯(lián)出汁率有所提高出汁率74.80%，損耗率25.20%，則壓榨之后的產(chǎn)量是5.7293/h(6)酶解澄清損耗0.

11、4%，酶解澄清后的產(chǎn)量是5.7064t/h(7)超濾的損耗率4%，超濾后的產(chǎn)量是5.4783t/h(8)脫色的損耗率0.3%，脫色后的產(chǎn)量是5.4617t/h(9)真空濃縮的損耗率0.2%。則濃縮后的產(chǎn)量是5.4508t/h，六倍濃縮之后的產(chǎn)量是0.9085t/h(10)第一次巴氏殺菌和第二次巴氏殺菌在加熱過程中，產(chǎn)品沒有發(fā)生質(zhì)量損失，視為無損耗(11)灌裝的損耗率為0.2%，灌裝后的產(chǎn)量是0.9067t/h2.2 工藝流程1破碎清洗挑選原料第1次巴氏殺菌粗慮壓榨超濾澄清酶解冷卻第2次巴氏殺菌混合濃縮脫色 成品冷藏?zé)o菌灌裝包裝材料驗收2.3 工藝流程解說2.3.1 收果與運輸(1)蘋果梨主要從

12、當?shù)厥占?，?yīng)為新鮮的蘋果梨，以免水分蒸發(fā)太多、影響原料利用率。(2)運輸不當往往會造成很大的損失，因此蘋果梨的運輸也是一個很重要的環(huán)節(jié)。運輸時必須注意保持原料完整性，防止震蕩、細菌侵入等造成原料浪費。盡量縮短中途停留時間，提高運輸效率，以免蘋果梨變質(zhì)。2.3.2 蘋果梨的預(yù)處理步驟：(初驗合格的蘋果梨梨)稱重計量暫存初洗蘋果梨在采收后表面常附有灰塵，碎葉等雜物，必須進行初步清洗，初步清洗有2個過程，水流輸送清洗和提升機噴淋清洗。在清洗時把粘附在原料上的泥土、雜質(zhì)、粉塵、沙粒等洗掉，去除殘留的農(nóng)藥和部分微生物，清洗環(huán)節(jié)必須符合食品衛(wèi)生要求。果槽及周邊環(huán)境衛(wèi)生由裝卸工負責(zé)，每天必須沖冼，并保持全天

13、干凈衛(wèi)生。2.3.3 揀選在揀選臺上對蘋果梨進行揀選，主要揀出霉爛變質(zhì)果，按照揀選要求規(guī)定削去腐爛點，把一些腐敗的蘋果梨或腐爛部分去除掉（腐爛率2%），一些雜質(zhì)通過揀選臺被揀出，以免下一步進行破碎時這些雜物進入蘋果梨汁，在揀選后隨機抽查一定量的蘋果梨(1kg)，然后稱重并計算。2.3.4 清洗在洗果機上通過毛刷及水流噴淋進行蘋果梨的清洗，通過破碎前的提升機進行清洗。2.3.5 破碎通過破碎機將清洗干凈的蘋果梨用破碎機破碎為4-6mm的果漿，以備后面進行壓榨。在破碎的過程中要控制力度，否則在泵送過程中會受到影響，影響泵送的效率。在每年新收蘋果梨時，由于蘋果梨成熟度不夠，一般控制在lcm-2cm之

14、間，可以提高出汁率。到后期由于蘋果梨成熟度增加，壓榨時如果顆粒過小，會在表面形成一層膠膜，阻止汁液的滲出，降低出汁率，這時一般控制在2cm-3cm之間。2.3.6 壓榨壓榨所采用的是帶式壓榨機。在壓榨過程中果漿分布盡可能的均勻，果漿厚度控制在3cm-6cm之間，榨帶張力的調(diào)節(jié)，根據(jù)果漿的性質(zhì)加以調(diào)節(jié)，以出汁率作為衡量標準。如果需要，可以在一次壓榨后的果渣加等量水浸漬后再進行二次壓榨，可提高果汁出汁率，但在后期由于成熟度較高，增加的出汁率已無經(jīng)濟性可言，就取消這一步操作1。一榨：壓榨時間：50-60min；出汁率：80-85%；二榨：加水量：果渣水11；設(shè)定出汁率：50%；壓榨時間：30-40

15、min。2.3.7 第1次巴氏殺菌通過破碎壓榨后，果汁一直暴露在空氣中，由于多酚氧化酶產(chǎn)生的褐變將提高成品的色值，降低品質(zhì)。此外還會受到一定的細菌污染，因此要進行第一步巴氏殺菌。殺菌的主要目的有三個：(1)滅酶(2)殺菌(3)淀粉糊化。若殺菌不徹底，可造成致病菌殘留、微生物腐敗。在972的巴氏滅菌裝置中維持30秒殺滅細菌、使蘋果梨中固有的酶失活，使蘋果梨中含有的淀粉糊化，之后果汁經(jīng)管道進入冷卻板片迅速降溫至49-52，,由管道送至酶解澄清罐，以方便下一步進行酶解。2.3.8 酶解加入淀粉酶、果膠酶進行酶降解，在其作用下，果汁中的果膠和淀粉被分解成可溶性的小分子物質(zhì)。要求：酶制劑存放溫度在0-5

16、；酶反應(yīng)溫度49-52；從酶解罐進料開始到出料結(jié)束，酶解時間90min。經(jīng)檢測均為顯陰性時，再根據(jù)終產(chǎn)品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清劑。經(jīng)過酶降解和澄清后的果汁直接進入超濾循環(huán)罐，以備精過濾。2.3.9 超濾 超濾開機時要求濁度為o.1-0.6ntu時，方可向下一工序送料。每半個小時要對滲透液做有無雜質(zhì)感官檢測。在超濾滲透液流量不能滿足生產(chǎn)需要時，應(yīng)按規(guī)定程序清洗，清洗前須加水稀釋循環(huán)罐果汁，過濾至糖度低于2.0obx時，超濾方可排空。超濾膜一般選用聚砜膜，截留分子量一般為30000dalton。2.3.10 樹脂脫色脫色的需要根據(jù)產(chǎn)品的色值來決定。超濾后清汁由清汁罐泵入樹脂柱，

17、經(jīng)過樹脂的吸附作用進行脫色處理，除去果汁中的單寧、酚類物質(zhì)。一般選用大孔吸附樹脂hpd200l用于濃縮蘋果梨汁的生產(chǎn)。大孔吸附樹脂能使果汁保持原有新鮮的滋味和香氣。脫色樹脂要求：吸附終點清汁指標： 色值65%；脫酸樹脂吸附要求：吸附終點清汁指標：酸度：0.04%；顏色：水白色。2.3.11 濃縮本設(shè)計5效管式蒸發(fā)器進行濃縮。實踐表明，采用5效管式蒸發(fā)器擁有較好的經(jīng)濟性。清汁進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原體積的l/6左右，可以控制最終糖度在701brix。2.3.12 批次灌指標調(diào)整經(jīng)過濃縮的產(chǎn)品用泵輸送至批次罐中暫存，當液位達到攪拌器（大概達到25t物料）時開始攪拌，果汁邊進邊攪拌，罐滿

18、后攪拌均勻，將攪拌均勻的果汁做為一個批次，開始攪拌直到進料結(jié)束后40-60min止；批次罐進料約30t時做糖度檢測，以便及時調(diào)整進料糖度。停止攪拌后測糖度、色值、濁度指標、酸度(有要求時測)。批次罐滿罐后化驗員按照內(nèi)控指標進行檢測，微生物化驗員每罐檢測耐酸耐熱菌指標。中心化驗室化驗員每天抽測一次批次罐果汁的甲胺磷、棒曲霉毒素、富馬酸、乳酸；符合內(nèi)控指標要求后，下發(fā)灌裝通知單。接到灌裝通知單后，將濃汁通過羅茨泵輸入巴氏殺菌板片進行殺菌。2.3.13 第2次巴氏殺菌在灌裝前必需經(jīng)過巴氏殺菌，這是haccp計劃第三個ccp點，過程中要注意控制溫度和保持時間。將進入第二次巴氏滅菌裝置中的果汁，在972

19、的溫度下，維持30s左右，使在前段加工中可能繁殖的微生物殺死，以防止致病菌殘留和微生物腐敗。滅菌后的果汁由管道送入冷卻裝置迅速冷卻至15-20，進入灌裝工段。此ccp點控制要求是殺菌后的果汁微生物指標：細菌總數(shù)t.p.c10個/ml，大腸菌群3個/100ml，酵母/霉菌10個/ml，致病菌不得檢出。 2.3.14 無菌灌裝后巴氏殺菌無菌灌裝的三個條件：(1)物料的無菌(2)包裝材料的無菌(3)灌裝環(huán)境的無菌。采用進口的罐裝機進行灌裝，灌裝前先將灌裝口噴射高溫（95）蒸汽，殺死可能存在的微生物，再開始灌裝，灌裝重量通過質(zhì)量流量計來控制。灌裝后的成品直接入庫。2.4 工藝質(zhì)量指標控制 表2-1 濃

20、縮蘋果梨汁檢驗指標要求一覽表指標類型指標項目單位指標感觀指標色澤香氣及滋味外觀形態(tài)雜質(zhì)呈棕黃色或棕紅色，久置后稍許變深。將濃縮汁稀釋至可溶性固形物為10%-20%，果汁應(yīng)具有新鮮蘋果梨固有的滋味與香氣，無異味。呈現(xiàn)透明狀，無沉淀物、懸浮物。不允許有肉眼可見的雜質(zhì)。衛(wèi)生指標鉛銅砷細菌總數(shù)大腸菌群致病菌耐酸耐熱菌霉菌和酵母菌棒曲霉素mg/kgmg/kgmg/kg個/ml個/100ml個/ml個/mlg/kg0.25.00.1103不得檢出11040理化指標可溶性固形物總酸ph值透光率t625nm色值t440nm濁度乙醇果膠試驗淀粉試驗富馬酸熱穩(wěn)定性brix%g/kgmg/kg7110.83.6-4

21、.295553.03.00陰性陰性5穩(wěn)定第3章 物料衡算依據(jù)：年產(chǎn)35000t濃縮果汁計，全年生產(chǎn)。依據(jù)經(jīng)驗，全天16h安排生產(chǎn)，考慮期間設(shè)備維護、班間工人就餐以及其它影響因素，每天按照13h（分2班制，每班實際工作時間為6.5h）生產(chǎn)計算。3.1 濃縮果汁班產(chǎn)量的確定日產(chǎn)濃縮汁量為：35000t234天149.57t/d班產(chǎn)濃縮汁量為：149.57 t2班74.79t/班3.2 原料的采購量確定通過酶解、超濾和脫色得到的澄清果汁經(jīng)蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原來質(zhì)量的1/5-1/7，糖度在65%-75%左右。在設(shè)計按照濃縮到1/6，濃縮果汁的濃度為701 brix來計算。因此澄清果汁班產(chǎn)74.79t

22、6448.74t生產(chǎn)的損耗計算如下：表3-1 生產(chǎn)的損耗一覽表項目損失量（%）揀選清洗破碎壓榨（去渣）第一次巴氏殺毒、酶解超濾、濃縮第二次巴氏殺毒、冷卻、灌裝0.50.20.213.20.40.3（0.10.2）0.2出汁率為：100%0.5%0.2%0.2%13.2%0.4%0.3%0.2%85%所以每天(2班)需將2448.74t85%1055.86t新鮮蘋果梨進行生產(chǎn)，全年需要1055.86234=247071.00t蘋果梨每生產(chǎn)1t濃縮蘋果梨汁需要1055.86149.577.06t新鮮蘋果梨。3.3 設(shè)計條件本設(shè)計每日工作為2班制，每班實際工作時間為6.5h，因此平均1h生產(chǎn)濃縮果汁

23、149.57 t1311.51t即榨取澄清果汁448.74t6.569.04t即每小時需要投入生產(chǎn)的蘋果梨1055.86t1381.22t第4章 設(shè)備選型4.1 小提升機小提升機的作用是將水流輸送槽送來的蘋果梨提升到揀果臺，此段是整個車間的咽喉要道，如果設(shè)備停止工作，后段將無果加工。對比進口與國產(chǎn)設(shè)備的價格，相差比例不大，因此選用2臺意大利tmci生產(chǎn)的提升機。投入生產(chǎn)的蘋果梨的質(zhì)量流量為81.22t/h，接近90t/h，故技術(shù)要求應(yīng)為45t/h，電功率25kw。24.2 檢果臺從小提升機提升后蘋果梨進入揀選臺，進行人工揀果，采用意大利tmci生產(chǎn)的撿果臺，原因同上。也是2臺，技術(shù)要求同上，電

24、功率30kw。4.3 大提升機大提升機的作用是將揀選過的蘋果梨提升到洗果機進行清洗，仍然采用意大利tmci生產(chǎn)的提升機，原因同上，技術(shù)要求45t/h，電功率30kw。4.4 毛刷機、洗果機對蘋果梨進行毛刷清洗，主要去掉黏附的雜物，之后進行水流噴射清洗。分別選用意大利tmci生產(chǎn)毛刷機和上海神農(nóng)生產(chǎn)的洗果機。技術(shù)要求均為45t/h。4.5 破碎機將清洗過的蘋果梨進行破碎，根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)破碎程度，為保證顆粒均勻度，選用德國bellmer生產(chǎn)的破碎機，避免影響出汁率。生產(chǎn)能力：45t/h； 電機功率：302kw；物料流量g81.22t/h(100%0.5%-0.2%)80.65t/h；蘋果梨汁質(zhì)量

25、密度接近于水，故其密度取103kg/m3，則質(zhì)量流量為vg/80.65103kg/h103kg/m380.65 m3/h；為保證破碎充分，定破碎時間為15min，v有效：設(shè)備有效容積；v：流量；：滯留時間；v有效v80.6560 m3/ min15min20.16 m3；取破碎機2臺，即n2，填充系數(shù)取70%，則單臺設(shè)備容積v單14.44 m3286023802270 mm3；故外型尺寸(長寬高)(mm)：286023802270。4.6 帶式壓榨機對破碎的蘋果梨進行壓榨取汁，這一步關(guān)系到產(chǎn)品得率，因此選用德國bellmer生產(chǎn)的帶式壓榨機，出汁率有保證。生產(chǎn)能力：45t/h；電功率：40kw

26、；物料流量g81.22t/h(100%0.5%-0.2%0.2%)80.49 t/h；蘋果梨汁質(zhì)量密度接近于水，故其密度取103kg/m3，則質(zhì)量流量為vg/80.49103kg/h103kg/m380.49m3/h；為保證壓榨充分，定壓榨時間為15min，v有效：設(shè)備有效容積；v：流量；：滯留時間；v有效v80.4960 m3/ min15min20.12 m3；取帶式壓榨機2臺，即n2，填充系數(shù)取70%，則單臺設(shè)備容積v單14.37m3531519151515 mm3；故外型尺寸(長寬高)(mm)：531519151515。4.7 灌裝整廠的各種儲罐較多，國產(chǎn)罐完全可以達到要求。小罐可以由

27、廠家加工后運到廠里，大罐由供應(yīng)廠家現(xiàn)場制作。根據(jù)不同情況必要選擇不同大小、種類的罐。4.8 超濾設(shè)備選擇2臺國產(chǎn)設(shè)備，以達到生產(chǎn)要求，采用國產(chǎn)設(shè)備可以降低整廠投資。2臺設(shè)備在使用中可以調(diào)劑生產(chǎn)，方便檢修和膜的再生。超濾設(shè)備也就是超精過濾裝置，是包括30組膜堆（各由20個膜管串聯(lián)而成）、一臺循環(huán)泵、一臺清汁泵、cip兼清汁罐以及連接管路、監(jiān)控儀表和電控柜,安置于2個底盤上,構(gòu)成一個相對獨立的單元體。生產(chǎn)能力：40t/h；電功率：50kw；物料流量g81.22t/h(100%0.5%-0.2%0.2%13.2%0.4%)69.44t/h；蘋果梨汁質(zhì)量密度接近于水，故其密度取103kg/m3，則質(zhì)量

28、流量為vg/69.44103kg/h103kg/m369.44 m3/h；定超濾時間為30min，v有效：設(shè)備有效容積；v：流量；：滯留時間；v有效v69.4460 m3/ min30min34.72 m3；取超濾設(shè)備2臺，即n2，則單臺設(shè)備有效容積v單有效17.36 m3；每根膜管的有效容積v管有效0.03m33107mm3；設(shè)每根膜管橫截面的直徑為100 mm，橫截面積sr2502 mm27854 mm2；則每根膜管長l3107mm3502mm23820 mm；故技術(shù)指標如下表所示。表4-1 單個膜管性能型號kj-esuf9050w直徑長度1003820mm過濾面積7854 mm2濾膜材料

29、聚丙烯中空纖維和復(fù)合聚砜中空膜不可溶固形物允許含量30%技術(shù)要求40t/h處理溫度5055表4-2 膜堆性能(依膜管數(shù)增減)使用膜管數(shù)量2030個過濾面積4.7124 m2果汁回收率96%98%(不可溶固形物初始含量3% ,且2次過濾)裝機功率50kw結(jié)構(gòu)材料全部為不銹鋼sus3044.9 蒸發(fā)器運用2臺意大利tmci生產(chǎn)的5效管式蒸發(fā)器。采用管式蒸發(fā)器可以降低單位產(chǎn)品的蒸汽消耗量，比較經(jīng)濟。而中央循環(huán)管式蒸發(fā)器有“標準式蒸發(fā)器”之稱，其加熱室由垂直管束組成，中間有一根直徑很大的管子，能促進溶液的自然循環(huán)，提高管內(nèi)的對流傳熱系數(shù)，強化蒸發(fā)過程。選用這種蒸發(fā)器是由于其結(jié)構(gòu)緊湊、制造方便、傳熱效果

30、好及操作可靠等優(yōu)點。生產(chǎn)能力：40t/h；電功率：55kw；物料流量g81.22t/h(100%0.5%-0.2%0.2%13.2%0.4%0.1%)69.36 t/h；蘋果梨汁質(zhì)量密度接近于水，故其密度取103kg/m3，則質(zhì)量流量為vg/69.36103kg/h103kg/m369.36m3/h；定蒸發(fā)時間為30min，v有效：設(shè)備有效容積；v：流量；：滯留時間；v有效v69.3660 m3/ min30min34.68 m3；取蒸發(fā)器2臺，即n2，填充系數(shù)取70%，則單臺設(shè)備有效容積v單24.77 m3； 現(xiàn)按總?cè)莘e24.77 m3計算v全v桶2 v封24.77m3，封頭折邊忽略不計，以

31、方便計算：則v全0.785d22d/24d3226.58m3解方程得：d2.382m； 取d2.38m，則h2d4.76m；根據(jù)生物工程工廠設(shè)計概論通用桶罐系數(shù)表，查得筒體壁厚13mm，封頭壁厚15mm，封頭高為h封hahb636 mm64 mm700 mm。 驗算全容積v全：v全0.785d22d/24d320.785d20.07 0.7852.38222.38/242.38320.7852.3820.064 25.01 m3v全為了使溶液有良好的循環(huán)，中央循環(huán)管的截面積一般為其他加熱管總截面積的40%-100%；加熱管高度一般為1-2m；加熱管直徑在25-75mm之間。取加熱管高度為1 m

32、，加熱管直徑為70mm，中央循環(huán)管的截面積為其他加熱管總截面積的40%，設(shè)蒸發(fā)器里面共有650根加熱管，則加熱管總截面積s熱0.7850.0726502.50m2；中央循環(huán)管的截面積s中40%s熱0.42.50m21.00m2；s熱s中3.50m24.64 m20.7852.3820.785d2(蒸發(fā)器橫截面積)，符合要求。故中央循環(huán)管的直徑d中2s中0.78521.00 m20.7851.13 m。4.10 無菌灌裝機采用意大利fbr生產(chǎn)的無菌灌裝機，國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品可以替代。另外這個工段關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期，質(zhì)量要求高。生產(chǎn)能力：13t/h；電功率：30kw。表4-3 主要生產(chǎn)設(shè)備一

33、覽表序號生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)要求生產(chǎn)廠家臺數(shù)1小提升機45 t/h意大利tmci22檢果臺45 t/h意大利tmci23大提升機45 t/h意大利tmci24毛刷機45 t/h意大利tmci15洗果機45 t/h上海神農(nóng)16破碎機45 t/h德國bellmer27帶式壓榨機45 t/h德國bellmer28罐群溫州強力機械閥門廠309國產(chǎn)超濾設(shè)備40 t/h2105效管式蒸發(fā)機40 t/h意大利tmci21112無菌灌裝機鍋爐13 t/h40 t意大利fbr12第5章 熱量衡算5.1 第1次巴氏殺菌耗能估算在預(yù)巴氏殺菌工段，20的物料被加熱到95，再利用這些熱量去預(yù)熱進入預(yù)巴氏殺菌之前的20的物料，9

34、5的物料降溫到60。因此相當于計算將20的物料加熱到60所消耗的能量。(注：由于梨汁的焓與水相似，因此后面均按照水的焓計算，均不考慮熱損失。)20到60所消耗的熱量(hl、h2、r引用表4-2、4-1的數(shù)據(jù))：qqm,h(hl- h2)5729.3kg/h(251.67 kj/kg84.48 kj/kg)957881.667kj/hqm,h：物料的質(zhì)量流量,kg/m；hl：60時果汁的焓，kj/kg；h2：20時水的焓，kj/kg。消耗的蒸汽量： d=957881.667/2767.8=346.08kg/h5.2 蒸發(fā)濃縮耗能估算(1)各效蒸發(fā)水量總蒸發(fā)水量為：w5461.7kg/h56470

35、1.41.00 kg/h (濃縮到1/6，故蒸發(fā)水量占5/6)各效蒸發(fā)水量之比為：w1w2w3w4w511.11.21.31.4w14701.47kg/h11+1.1.+1.2+1.3+1.4783.57 kg/hw24701.47 kg/h1.11+1.1.+1.2+1.3+1.4861.93kg/hw34701.47kg/h1.21+1.1.+1.2+1.3+1.4940.28kg/hw44701.47 kg/h1.31+1.1.+1.2+1.3+1.41016.64kg/hw54701.47kg/h1.41+1.1.+1.2+1.3+1.41096.91kg/h (2)濃縮物料時所需熱量

36、及蒸汽消耗量計算a、蒸發(fā)水分所需熱量：但r1、r2、r3、r4、r5引用表4-1的數(shù)據(jù))qlw1r1783.57 kg/h2634.1kj/kg2064001.737kj/hq2w2r2861.93kg/h2622.4kj/kg2260325.232kj/hq3w3r3940.28kg/h2606.4kj/kg2450745.792kj/hq4w4r41016.64kg/h2594.0kj/kg2637164.16kj/hq5w5r51096.91kg/h2578.5kj/kg2828382.435kj/hb、各效消耗蒸汽量：d1q1r0780.55kg/h d2q2r1858.10kg/hd

37、3q3r2934.54kg/hd4q4r31011.80kg/hd5q5r41090.36kg/h蒸汽總消耗量ddld2d3d4d54675.35kg/h表5-1 不同溫度水蒸氣的熱焓r(生蒸汽)r0r1r2r3r4r5水蒸氣溫度164.781.275.066.560.153.545.3熱焓kj/kg2767.82644.32634.12622.42606.42594.02578.5本設(shè)計選用的飽和蒸汽壓強為700kpa，對應(yīng)溫度為164.7表5-2 不同溫度液態(tài)水的熱焓液態(tài)水溫度（）液態(tài)水熱焓（kj/kg）1042.61152063.5584.4830126.2840168.0645188.

38、9550209.8555230.7560251.6770293.53水的比熱：c水=4.187kj/kg5.3 第2次巴氏殺菌耗能估算在后巴氏殺菌工段，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮的55的物料被加熱到97，再利用這些熱量去預(yù)熱進入后巴氏殺菌之前的55的物料，97的物料降溫到70。因此相當于計算將55的物料加熱到70所消耗的能量。(注：由于梨汁的焓與水相似，因此后面均按照水的焓計算，均不考慮熱損失。)55到70所消耗的熱量(hl、h2引用表4-2的數(shù)據(jù))：qqm,h(hl- h2)5729.3kg/h(293.53 kj/kg230.75 kj/kg)359685.454kj/kgqm,h：物料的質(zhì)量流量，kg

39、/h；hl：70時水的焓，kj/kg；h2：55時水的焓，kj/kg。消耗的蒸汽量： dqr 136.02kg/h5.4 塔水熱交換第一次塔水熱交換：20的塔水將60的物料冷卻到50，塔水溫度升到30。3熱平衡公式：q物料(h物科lh物料2)q塔水(h塔水1-h塔水2)(h1、h2引用表4-2的數(shù)據(jù))5729.3kg/h(251.67 kj/kg209.85 kj/kg)q塔水(126.28 kj/kg84.48 kj/kg)q塔水5732.04kg/h第二次塔水熱交換：10的塔水將70的物料冷卻到20，塔水溫度升到15。熱平衡公式：q物料(h物科lh物料2)q塔水(h塔水1-h塔水2)(h1

40、、h2引用表5-2的數(shù)據(jù))5729.3kg/h(293.53 kj/kg84.48 kj/kg)q塔水(63.55 kj/kg42.61 kj/kg)q塔水57197.24kg/h第6章 工廠輔助設(shè)計食品工廠生產(chǎn)車間布置是工藝設(shè)計的重要部分，不僅對建成投產(chǎn)后的生產(chǎn)實踐有很大關(guān)系，而且影響到工廠整體。車間布置一經(jīng)施工就不易改變，所以，在設(shè)計過程中必須與土建、給排水、供電、供汽、通風(fēng)采暖、制冷以及安全衛(wèi)生等方面取得統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。生產(chǎn)車間平面設(shè)計，主要是把車間的全部設(shè)備，在一定的建筑面積內(nèi)作出合理安排。6.1 生產(chǎn)車間工藝布置的總體思路在進行車間工藝布置時，總體設(shè)計上要有全局觀念，設(shè)備布置盡量按工藝流

41、水線安排，特殊的設(shè)備可按相同類型作適當集中，做到生產(chǎn)過程占地最少，生產(chǎn)周期短，操作最方便；還考慮到進行多品種生產(chǎn)的可能，使設(shè)備可以靈活調(diào)動，并留有適當?shù)目盏兀员愀鼡Q設(shè)備；生產(chǎn)車間與其它車間的各工序也應(yīng)做到相互配合，以保證各物料運輸暢通，避免重復(fù)往返；同時不能忘記生產(chǎn)衛(wèi)生和勞動保護，及車間的采光、通風(fēng)、采暖、降溫等設(shè)施，如果有可以設(shè)在室外的設(shè)備，盡可能將其設(shè)在室外，上面加蓋簡易棚。車間平面布置圖見圖紙。6.2 勞務(wù)安排按產(chǎn)品的勞動生產(chǎn)率以及各個工段、各工種的勞動生產(chǎn)定額，計算工人數(shù)。6.2.1 車間工作人員安排表6-1 車間工人安排一覽表工段揀選清洗破碎壓榨超濾濃縮灌裝搬運車間主任合計人數(shù)男2

42、43241不限24女8一天兩班，共需24人2=48人6.2.2 輔助工作人員安排表6-2 輔助工作人員安排一覽表工種鍋爐房機修車間電工合計人數(shù)23276.2.3 管理人及科室人員安排表6-3 管理及科室人員安排一覽表科室廠長辦公室技術(shù)科供銷科財務(wù)科化驗室合計人數(shù)112422126.2.3 后勤人員安排表6-4 后勤人員安排一覽表部門門衛(wèi)衣物運輸食堂宿舍保衛(wèi)合計人數(shù)21232414工廠總計48人+7+12人+14人=81人6.3 生產(chǎn)及輔助車間設(shè)施原料果成品成品庫三廢處理車間預(yù)處理化驗室動力設(shè)施包裝材料倉庫機修車間包裝材料倉庫6.3.1 果池收購蘋果梨是濃縮果汁加工的第一步，原料果的好壞將直接影

43、響到果汁的生產(chǎn)。收購的原料果進行預(yù)處理后存放在果池里，果池的底部是傾斜的，以便將蘋果梨全部沖進車間6.3.2 品質(zhì)監(jiān)控室 化驗室一般包括化驗操作間，精密儀器間，一般品質(zhì)監(jiān)控室要包括從原材料開始的各項原料、中間產(chǎn)品、終產(chǎn)品的質(zhì)量檢測、產(chǎn)品的跟蹤檢測，以及隨時隨地對產(chǎn)品進行抽檢的監(jiān)控人員和設(shè)備，也包括化驗室和研發(fā)中心。6.3.3 倉庫濃縮果汁廠的倉庫在全廠建筑面積中占有較大的比重，包括：果池、產(chǎn)品庫、包材庫、設(shè)備庫等。原材料庫要在各種原料的日或周需要和生產(chǎn)儲備天數(shù)的的基礎(chǔ)上留有適當余地。成品庫的大小取決于產(chǎn)品的產(chǎn)量和周轉(zhuǎn)期。在建造倉庫時，還要充分考慮到各種貨物的性質(zhì)，如溫度和濕度的要求、包裝規(guī)格、

44、堆放方式等。要對各種情況有較確切的估計，滿足生產(chǎn)要求。6.3.4 機修間濃縮果汁廠機修任務(wù)可設(shè)廠部機修部門和車間機修部門。車間機修工負責(zé)車間的日常運營和維護，如：水、電、車間設(shè)備的調(diào)試等4。6.3.5 三廢處理 濃縮果汁的廢水包括三部分；冷卻水、生活廢水、生產(chǎn)廢水。通常冷卻水不會受到污染，因此可進行再次利用。生活廢水可先與生產(chǎn)廢水混合再排放到污水處理廠或直接排放到污水處理廠。生產(chǎn)廢水則來自于原料果的預(yù)處理，如清洗，還有將果池中的蘋果梨沖進車間用的水，以及設(shè)備的清洗廢水等。處理原則：一部分不可回收利用的水通到污水處理車間，大部分水可以回收重新利用，用來洗蘋果梨，沖地板，澆花等。 （）煤渣：賣給磚

45、廠，作為磚的原料； （）果渣：可以做飼料，賣給家禽飼料加工廠，或者從中提取果膠，由專門的工廠完成。6.4 全廠生活設(shè)施 （1）辦公樓根據(jù)工廠規(guī)模大小，來確定建造辦公樓面積，初步計劃將辦公室等設(shè)在車間二樓。 （2）食堂根據(jù)同時用餐的最大工人數(shù)，設(shè)定能同時供80人用餐大小的面積259=225m2 （3）醫(yī)務(wù)室采用現(xiàn)代化醫(yī)療設(shè)備，有常用各類醫(yī)藥，有專醫(yī)坐診，能及時治療一些常見的疾病。（4）廁所廁所應(yīng)設(shè)在不污染生產(chǎn)且方便的位置，有男廁所和女廁所，男廁所設(shè)2-3個，女廁所設(shè)3個。6.5 供電系統(tǒng)6.5.1 供電要求和相應(yīng)措施（1）負荷隨季節(jié)變化較大，大中型廠易設(shè)兩臺變壓器供電，以適應(yīng)負荷的劇烈變化。 （

46、2）用電性質(zhì)屬類負荷，一般采用單電源供電。 （3）某些車間內(nèi)水、汽多，濕度高，所以供電線路及電器應(yīng)考慮防潮。 （4）為減少電能損耗和改善供電質(zhì)量，廠內(nèi)部用電要接近負荷高度集中的地方。 （5）隨著機械化水平不斷提高，用電設(shè)備也會逐年增加，配電設(shè)施要有一定發(fā)展余地。6.5.2 車間配電原則 （1）配電裝置的防護性能要適應(yīng)環(huán)境特征。 （2）車間內(nèi)部的動力和照明電源應(yīng)分開。 （3）配電裝置應(yīng)留有一定的備用容量、備用回路。 （4）配電裝置的保護應(yīng)互相配合，以保證可靠性和選擇性。 （5）車間內(nèi)的啟動、控制設(shè)備按情況可集中控制或分散控制，當工藝設(shè)備許可時優(yōu)先選擇直接啟動方式。6.5.3 主車間配電洗果、濃縮

47、等場所濕度高，因此電器設(shè)備、器材應(yīng)按濕熱帶條件選擇。車間總配電最好是在一單獨的小間內(nèi)，分配電裝置和啟動控制設(shè)備要能防水汽、防腐蝕，并盡可能集中于車間的某一場所。干線、支干線的截面積根據(jù)計算再放大1.2倍。除潮濕場所采用銅芯導(dǎo)線為宜外，其余可用鋁芯導(dǎo)線5。6.6 用水系統(tǒng)6.6.1 濃縮果汁廠用水分類（1）清洗設(shè)備用水。（2）洗刷地坪用水。（3）冷凝二次蒸汽和真空泵用水。（4）清洗原料果用水。（5）進入產(chǎn)品用水。（6）冷卻用水。（7）生活用水。（8）消防用水。6.6.2 給水系統(tǒng)和配水系統(tǒng)（1）自來水給水系統(tǒng)；裝接技術(shù)簡單，初投資費用少，上馬快，水質(zhì)可靠；但水費高，使用費高。 （2）地下水給水系

48、統(tǒng)：水質(zhì)溫和，理化指標變化小，不易受外部污染，水溫變化小，進深水源一般不需進行處理即能達到生產(chǎn)和生活用水要求。取水構(gòu)筑物簡單，一次投資費用不大日常費用少；但含多種礦物質(zhì)，水硬度高，可能含有害物質(zhì)，如果用水量大，會導(dǎo)致地面下沉。 （3）地面水給水系統(tǒng)：水費便宜，日常費用少；但技術(shù)管理復(fù)雜，取水構(gòu)筑物多，需要系統(tǒng)的凈水裝置，一次性投資大，水溫隨季節(jié)變化，易受環(huán)境污染。 結(jié)合當?shù)厍闆r，采用自來水給水系統(tǒng)和地下水給水系統(tǒng)相結(jié)合的方式，降低成本。6.6.3 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)制冷、空調(diào)降溫、蒸發(fā)濃縮等需要冷卻水，為減少給水消耗，常使用冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，必要時補充。6.6.4 排水系統(tǒng) （1）排水采用明溝。明溝

49、寬200mm，深200mm，坡度為1/180m/m。明溝終點排水地漏，用鑄鐵排水管或焊接鋼管排至室外。 （2）外管道最小覆蓋深度：在行車道下，一般不小于0.7m。第7章 水、電、汽估算7.1 用水量估算7.1.1 生產(chǎn)車間用水生產(chǎn)車間用水主要是沖果、洗果、設(shè)備清洗以及地坪清洗等。 （1）沖果：因為每天需將1055.86t蘋果梨進行生產(chǎn)，而1t蘋果梨需要1t水來沖，這些水部分可以循環(huán)利用。因此沖果用水量為1055.86t，假設(shè)有1/3的水可以循環(huán)，因此需水量為w=703.9t/d （2）洗果：原料果在預(yù)處理階段要經(jīng)過清洗，洗果用水量為沖果的1/3，因此洗果用水為w=1055.86t3352.0t

50、/d （3）設(shè)備清洗：每天清洗1次，清洗一次用水50t，因此設(shè)備清洗用水量為w=50t/d （4）地坪清洗：每天清洗一次，清洗每平方米地坪需要用水0.02t，車間總面積為2500m2，因此地坪清洗用水量為25000.0250t/d.7.1.2 鍋爐房用水鍋爐房用水主要是為得到蒸汽，可以循環(huán)利用，損失忽略不計。7.1.3 冷凍機房用水冷凍機房用水主要是為冷卻提供冷卻水，由于冷卻水是循環(huán)利用，損失忽略不計。7.1.4 消防用水 食品廠的室外消防用水量為10-75l/s，室內(nèi)消防用水量以22.5l/s計。消防用水量可根據(jù)當?shù)叵啦块T消防用水量做統(tǒng)計，估算出室外消防用水量（根據(jù)建筑物體積）和室內(nèi)消防用

51、水量（根據(jù)建筑物的類別和層數(shù)）。消防時全廠總用水量等于生產(chǎn)用水、生活用水總量再加上室內(nèi)、室外消防用水總和。由于食品廠的生產(chǎn)用水量一般都較大，在計算全廠總用水量時，可不計消防用水量；在發(fā)生火警時，可調(diào)整生產(chǎn)和生活用水量加以解決。此外，室內(nèi)、室外消防用水管道壓力應(yīng)保證水槍出水口充實水柱不小于10m。7.15 生活用水生活用水的多少與當?shù)貧夂?、人們的生活?xí)慣以及衛(wèi)生設(shè)備的完備程度有關(guān)，可根據(jù)當?shù)仡愃破髽I(yè)或居民的生活用水量來確定。約每天耗水量為50t。7.16 總用水量q總=703.9+352.0+14.28+50+50=1170.18t/d7.2 用汽量的計算主要用于果汁的濃縮蒸發(fā)和巴氏殺菌， 表7

52、-1 用汽量計算編號來源數(shù)量（kg/h）1預(yù)巴氏殺菌（引自5.1）4214.362蒸發(fā)（引自5.2）28761.063后巴氏殺菌（引自5.3）1641.27合計-34616.69即34.62t/h,也即34.62t/h13h=450.06t/d用1臺40t鍋爐即可滿足要求。7.3 用電量估算表7-2主要設(shè)備功率表名稱功率（kw）數(shù)量（臺）小提升機252揀果臺302大提升機302破碎機502壓榨機402灌裝機301壓縮機3001鍋爐301合計710-其他各種泵耗電、冷庫耗電、光照耗電、取暖耗電等根據(jù)經(jīng)驗約共耗電600kw。共需710+600=1310(kw)pj=kxpe=0.61310=786(kw)qj= pjtan=7860.75=589.5(kw)sj=pj/cos=982.5(kw) 式中：pj最大計算有功負荷，kwkx-電設(shè)備的需要系數(shù)，按照0.6計算pe-用電設(shè)備的裝接