【導(dǎo)讀】年產(chǎn)3000噸蘋果醋生產(chǎn)車間設(shè)計

　　

【正文】 酵液中，加入蜂蜜 ,加入蔗糖 ,加入香精 。 調(diào)配液量： ???? kg （ 3）成品醋計算 灌裝損失量：（ +） 3%= 檢驗及其他操作損失：（ +） 3%= 成品蘋果醋量： +（ +） =802kg 生產(chǎn) 1 噸蘋果醋所需原料衡算 濃縮蘋果汁用量： ?? kg 純凈水用量： ?? kg 酵母培養(yǎng)液用量：（ +） %= 醋酸菌培養(yǎng)液用量（ +） 15%= 醋酸發(fā)酵液： +++= 發(fā)酵損失： 6%= 管路及過濾損失：（ ） 3%= 到達調(diào)配罐中的發(fā)酵液： = 調(diào)配液量： ???? kg 13 生產(chǎn) 3000 噸蘋果醋所需原料的計算 濃縮蘋果汁用量： 3000=374100kg= 純凈水用量： 30 00=2244300kg= 酵母培養(yǎng)液用量： 3000=5100kg= 醋酸菌培養(yǎng)液用量： 3000=392700kg= 調(diào)配液用量： 3000=440400kg= 生產(chǎn)能力計算 工作日： 300 天 生產(chǎn)周期： 6 天 一個周期的生產(chǎn)能力： 60)6300(3000 ??? t 每天生產(chǎn)能力： 103003000 ?? t 濃縮蘋果汁需要量： 10=1247kg 純凈水需要量： 10=7481kg 酵母培養(yǎng)液需要量： 10=17kg 醋酸菌培養(yǎng)液需要量： 10=1309kg 調(diào)配液需要量： 10=1468kg 生產(chǎn) 1 噸蘋果醋消耗的原料和包裝材料的定額 表 生產(chǎn) 1噸蘋果醋消耗的原料和包裝材料的定額 序號 名稱 單位 消耗定額 備注 1 濃縮蘋果汁 kg 2 純凈水 kg 3 酵母培養(yǎng)液 kg 4 醋酸菌培養(yǎng)液 kg 5 調(diào)配液 kg 6 包裝瓶（ 275ml） 個 3636 損耗 1% 7 膠帽 個 3618 損耗 % 8 標(biāo)簽 套 3618 損耗 % 9 紙箱 個 364 10 瓶裝 14 設(shè)備生產(chǎn)能力計算與選型 設(shè)備選擇原則 設(shè)備選型是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵和體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標(biāo)準(zhǔn)，同時也是工藝布置的基礎(chǔ)并且為動力，配電，水用量計算提供依據(jù)。本設(shè)計在選擇設(shè)備時應(yīng)按照一下原則 [5， 6]： （ 1）能夠滿足工藝生產(chǎn)的需求，并能保證產(chǎn)品的質(zhì) 量和產(chǎn)量。 （ 2）選用自動化程度較高的設(shè)備，能源利用充分，耗能小，方便維修。 （ 3）設(shè)備易清洗拆卸，不易腐蝕，不能對產(chǎn)品造成污染。 （ 4）所選取設(shè)備的材料性能能適應(yīng)工作條件。 （ 5）設(shè)備結(jié)構(gòu)合理控制方便。 水處理車間設(shè)備選型 在蘋果醋發(fā)酵工藝中，調(diào)配和 CIP 清洗都要用到純凈水，因此，水處理設(shè)備對蘋果醋的生產(chǎn)有著很大的作用。 該生產(chǎn)每天的生產(chǎn)能力是 10 噸，需要純凈水 7481kg，酵母與醋酸菌復(fù)活需要純凈水，生產(chǎn)好的原醋需經(jīng)過調(diào)配才能飲用，在調(diào)配過程中需要純凈水溶解蔗糖，最后，設(shè)備的 清洗也要用到純凈水，清洗設(shè)備用水量往往是產(chǎn)量的 410 倍。所以，每天生產(chǎn)所需純凈水約為 80 噸。 果醋生產(chǎn)中的純凈水一般通過有機玻璃離子交換裝置轉(zhuǎn)變。有機玻璃離子交換裝置耐腐蝕，無色透明，適用于小型食品加工廠小規(guī)模制備純水 [6]。 本設(shè)計計劃使用規(guī)格為 4002020mm，進口直徑為 32mm,每小時最大處理量為 噸的有機玻璃離子交換裝置，數(shù)量為 3 個。 發(fā)酵車間的設(shè)備選型與論證 在工藝計算的基礎(chǔ)上確定車間內(nèi)發(fā)酵設(shè)備的臺數(shù)、型號和主要尺寸，據(jù)此進行車間布置設(shè)計，為設(shè)備的購置 提供資料。 本設(shè)計采用不銹鋼加工的發(fā)酵設(shè)備，耐腐蝕、易清洗，不滲漏，對蘋果醋發(fā)酵無不良影響。為防止發(fā)酵液的濺出，將蘋果醋發(fā)酵罐裝滿系數(shù)設(shè)定為 。根據(jù)罐裝滿系系，年生產(chǎn)量和生產(chǎn)天數(shù)以及蘋果醋生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)為計算基礎(chǔ)對貯罐、發(fā)酵罐和調(diào)配罐進行設(shè)備選型。 （ 1） 調(diào)配 罐選型 濃縮蘋果汁在發(fā)酵前需要 進行調(diào)配 ，本設(shè)計日生產(chǎn)量為 10 噸，需要濃縮蘋果汁1247kg，所以應(yīng)選用 2 個容積 10m3 的 調(diào)配 罐，以方便以后擴大生產(chǎn)。本設(shè)備 帶有攪拌功能， 適用于果汁的加熱、冷卻、保溫、殺菌、貯存、具有節(jié)能，消聲耐震，節(jié)能 等特點，帶攪拌功能 [7]。 15 表 調(diào)配 罐的主要技術(shù)參數(shù) 容積 m3 重量 kg 加熱面積㎡ 電機功率 kw 外形尺寸 mm 10 1650 11 18004200 （ 2） 酒精發(fā)酵罐計算與選型 ① 發(fā)酵罐容積和數(shù)量的確定 容積：（ 50、 60、 7 100、 1 150、 200、 250、 500， 550， 600， 780）m3，單罐容量越大，經(jīng)濟性能越好，但風(fēng)險也越大，要求技術(shù)管理水平也越高。 日產(chǎn)量為 10 噸，進行酒精發(fā)酵的液料量為： 1247+7481+17=8745kg 混合溶液的密度按照水的密度計算： ρ=1000kg/m179。 灌裝系數(shù) ? =80%，則每天需要發(fā)酵罐總?cè)萘?V0為： V0=8745247。1000247。=179。 本設(shè)計選用容積為 10m179。的六彎葉機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，每天需要需要 10m179。的發(fā)酵罐 N。 N=247。10= N=2 取整數(shù)，所以每天需要 10m179。酒精發(fā)酵罐 2 個。 每年有 300 個工作日，每天有 2 個 10m179。出料， 實際產(chǎn)量檢驗算：1000 3001%8053001%8010 ?? ??????? 設(shè)備富裕量為（ ） 247。3000= 能滿足生產(chǎn)需求。 因為工廠采用四班三倒工作制，酒精發(fā)酵的生產(chǎn)周期為 3 天，為保證發(fā)酵連續(xù)，所以本設(shè)計需要容積為 10m179。的酒精發(fā)酵罐 6 個 ， 一個 10m179。的酒精發(fā)酵備用罐。 ② 發(fā)酵罐主要尺寸的確定 容積為 10m179。的發(fā)酵罐尺寸確定： V 全 =V 筒 +2V 封 =10m179。 10=178。+πD179。2/24 取 H=2D,解方程的： 179。+179。=10 ??Dm 取 D= H=== 圓柱部分容積： V1=178。=179。 上下封頭體積： V2=V3= 33 ??? ??D m179。 16 總?cè)莘e： V=V1+V2+V3=++=179。 約為 10m179。 取灌滿系數(shù) ，實際裝液量為： 10=8m179。 ③ 冷卻面積的確定 對容積為 10m179。的發(fā)酵罐，實際裝液量為 8m179。. 12 ??? ????? t mK QAm178。 ④ 攪拌器設(shè)計 機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的攪拌渦輪有三種型式，可根據(jù)發(fā)酵特點、基質(zhì)及菌種特性用。由于谷氨酸發(fā)酵過程有中間補料操作，對混合要求較高，因此選用六彎葉渦輪攪拌器。 該攪拌器的各部尺寸與罐徑 D 有一定比例關(guān)系，現(xiàn) 將主要尺寸列后。 10m179。.的發(fā)酵罐 攪拌器的葉徑 ??? DDim 葉寬 ???? iDB 4m 弧長 ???? iDl m 底距 ?? DC m 盤徑 ???? iDd m 葉弦長 ???? iDL m 葉距 ??DY m 彎葉板厚 14?? mm 取兩檔攪拌，轉(zhuǎn)速為 110r/min 攪拌軸功率的確定： 10m179。的發(fā)酵罐 由修正后的邁凱爾式 2Rem DN???代入數(shù)據(jù)， 式中 D 攪拌器 直徑， D= N 攪拌器轉(zhuǎn)速， N= ?混合液密度， ? =1000kg/m179。 ?混合液粘度， 10 /N s m? ?? ? ? 將數(shù)據(jù)代入上式得 17 53 1 0 0 ??? ???? ?m104 因此可視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù) ? ② 計算不通氣時的攪拌軸功率 0P 350 PP N N D ?? ? 式中 PN —— 在湍流攪拌狀態(tài)時其值為常數(shù) N —— 攪拌轉(zhuǎn)速， N=110r/min= D—— 攪拌器直徑， D= ?—— 醪液密度， ? =1000kg/ 3m 代入上式則有 2 3 91 0 0 5339。0 ?????p W 選用兩檔攪拌 kwwpp 4 7 92 039。0 ??? ③ 計算通風(fēng)時的軸功率 gP 233 0 . 3 900 . 0 82 . 2 5 1 0 ( ) ( )g P N DP k WQ?? ? ? 式中 0P—— 不通風(fēng)時攪拌軸功率（ kW） 220 ??p ， N —— 軸轉(zhuǎn)速， N=110r/min D—— 攪拌器直徑（ cm）， 5633 ????D Q—— 通風(fēng)量（ ml/min） ,設(shè)通風(fēng)比 vvm=~,取低限，如通風(fēng)量變大， gP 會小，為安全?，F(xiàn)取 。 則 66Q = 79 .1 0. 11 10 8. 7 10? ? ? ?(ml/min) 6 ( 8. 7 10 ) 3. 59Q ? ? ? 代入上式： ???????? ?????? ?gp = （ kW） 18 ④ 求電機功率 P電 ： 1 2 3 1 .0 1gPP ? ? ???電 采用三角帶傳動 1? =。滾動軸承 2? =，滑動軸承 3? =；端面密封增加的功率為 1%；代入公式數(shù)值得： ????電p （ 3） 醋酸發(fā)酵罐計算與選型 由于酒精發(fā)酵罐的物料和醋酸發(fā)酵罐的物料基本一樣，所以醋酸發(fā)酵罐的選型跟酒精發(fā)酵罐的選型一樣。醋酸發(fā)酵周期兩天，要保持醋 酸發(fā)酵連續(xù)生產(chǎn)，所以本次設(shè)計需要醋酸發(fā)酵罐，容積為 10m179。的發(fā)酵罐 4 個 ， 1 個 10m179。備用罐。 （ 4） 泵的選型 ① 物料泵的選型 泵的揚程： ???????? HgugpZH f2 2? 式中： Z? — 提高的液體的位壓頭， m gp?? — 提高的液體靜壓頭， m，由于兩液面都是大氣壓，故取 0 gu22?— 提高的液體動壓頭， m ?Hf — 壓頭損失， m 因滅菌罐與發(fā)酵罐的截面比管路截面大很多，則罐中液體流速很水，可忽略不計，即022??gu 。 mH 0 0 0 )12( 10 5 ??????? 泵的揚程需要留有適當(dāng)余量，一般為正常需要揚程的 ～ 倍。則實際所需的揚程為： mmHH ???? 19 所以選擇型號為 GNF644 的物料泵，其流量為 20m3/h，轉(zhuǎn)速為 1960r/min，軸功率為，電機功率 11KW，效率 50%，生量 151kg，電機型號為 Y160L— 6，數(shù)量為 4臺。 ② 清水泵選型 選用離心式清水機，型號為 JL2036G，其流量為 20 m3/h，揚程為 36m，配用電機型號為 Y132S12，功率為 ， 4 臺。 （ 5）板式殺菌機 蘋果濃縮汁調(diào)整糖度后， 需要殺菌后，投入發(fā)酵罐，進行發(fā)酵 。 結(jié)合殺菌溫度和物料量，本設(shè)計 選用板式換熱器進行高溫短時殺菌。板式交換器 具有 傳熱面積大、熱效果好、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、 方便清洗 等特點 ， 適用于 飲料生產(chǎn)殺菌 。 該項目選用 BR 型板式熱換器，其特性指標(biāo)如表。 表 板式殺菌機的主要技術(shù)參數(shù) 型號 單板熱換面積 板間距（ mm） 當(dāng)量直徑（ m） 單流道截面積（㎡） 角孔直徑（ m） 38 最大處理量（ m3/h） 25 可組換換熱器面積（㎡） 15 最高工作壓力 20 換熱器的工作溫度 視墊片材料而定 灌裝車間設(shè)備選型 （