贵阳市年产2万吨马铃薯精淀粉工厂设计.doc

韶 关 学 院 毕 业 设 计 题题 目：贵阳市年产目：贵阳市年产 2 万吨马铃薯精淀粉万吨马铃薯精淀粉 工厂设计工厂设计 学生姓名：学生姓名： 学学 号：号：061102318070 系（院）：英东食品科学与工程学院系（院）：英东食品科学与工程学院 专专 业：食品科学与工程业：食品科学与工程 班班 级：级： 06 食品食品 1 班班 指导教师姓名及职称：指导教师姓名及职称： 起止时间：起止时间：2009 年 7 月 1 日2010 年 5 月 10 日 教务处制表 摘要 i 贵阳市年产贵阳市年产 2 2 万吨马铃薯精淀粉工厂设计万吨马铃薯精淀粉工厂设计 摘摘 要：要：本设计主要是进行年产 2 万吨精制马铃薯淀粉工厂设计。本设计从贵州省当地资 源、地理环境、政策环境等各项条件出发，针对 2 万吨精制马铃薯淀粉项目的需要，进行 了全厂总平面设计、车间平面设计、产品方案及工艺论证、设备选型、物料衡算、全厂卫 生安全、辅助部门等研究与设计。最后对本方案进行了技术经济分析，研究表明，该项目 固定资产投资 1803 万元，年利润达到 1308.3 万元，经营安全率达到 78，投资回收期为 1.38 年。 关键词：关键词：马铃薯；淀粉；工厂设计；效益分析 potato starch plant design which is annual output of 20,000 tons in guiyang city abstract：this design is mainly carried out an annual output of 20,000 tons of refined potato starch plant design . this design from guizhou province local resources, geographical environment, policy environment and other conditions of departure for 20,000 tons of refined starch projects need for the general layout of the whole plant design, plant graphic design, product and technology demonstration programs, equipment selection type, material balance, the whole plant health and safety, support departments, research and design. finally, the program had technical and economic analysis, research shows that the project investment in fixed assets 18.03 million yuan, annual profit of 13.083 million yuan, the security operation was 78%, investment recovery period is 1.38 years. keywords: potato；starch； plant design；benefit analysis 目录 ii 目目 录录 1 1 总总论论1 1.1 概述.1 1.2 设计依据和范围.2 1.2.1 设计依据2 1.2.2 设计范围3 1.3 市场分析.3 1.3.1 原料市场分析3 1.3.2 产品市场分析3 2 平面布置与设计4 2.1 厂址选择5 2.2 总平面布置设计6 2.2.1 工厂总平面布置设计原则6 2.2.2 总平面设计的内容.6 2.3 车间平面布置设计7 2.3.1 车间设计7 2.3.2 车间平面布置原则.8 3 工艺论证与设计9 3.1 原料及产品的质量标准.9 3.1.1 原料质量标准9 3.1.2 产品质量标准10 3.2 产品方案与产量确定.12 3.2.1 产品方案12 3.2.2 产量确定12 3.3 生产工艺流程及论证.13 3.3.1 工艺流程图.13 3.3.2 工艺论证和说明15 3.4 产品原辅材料消耗物料衡算.18 目录 iii 3.5 设备选型19 3.5.1 设备选型的依据19 3.5.2 设备选型及清单19 3.6 水、电、汽衡算22 3.6.1 水衡算22 3.6.2 电衡算23 3.6.3 蒸汽衡算24 3.7 车间劳动力计算24 4 公用系统和辅助部门设计25 4.1 公用系统设计.25 4.1.1 管路设计25 4.1.2 管路安装26 4.1.3 供电系统27 4.2 辅助部门设计.27 4.2.1 库房设计27 4.2.2 检验室设计.27 4.2.3 机修车间、锅炉房等设计28 5 卫生、环境保护及综合利用.28 5.1 工厂环境卫生.28 5.2 车间设备、环境卫生.29 5.3 个人卫生29 5.4 废渣、废水处理及综合利用29 5.4.1 废渣的处理及综合利用30 5.4.2 废水的处理及综合利用30 6 综合技术经济分析31 6.1 投资指标31 6.2 年经营费用(生产成本)指标32 6.3 利润、利润率、投资回收期计算32 目录 iv 6.4 盈亏平衡点分析34 6.5 经营安全率()分析.35 6.6 综合评价35 7 结论.35 参考文献.36 致 谢.37 附 录.38 韶关学院本科生毕业论文 1 贵州省年产贵州省年产 2 万吨马铃薯精淀粉工厂设计万吨马铃薯精淀粉工厂设计 专业班级：06 食品 1 班 学生姓名：朱仁林 指导老师：朱定和副教授 1 1 总论总论 1.1 概述1 马铃薯源于南美安第斯山区高海拔地区，500 年前引入欧洲，400 年前由欧 洲引入中国。马铃薯是世界上四大栽培作物之一，目前国际上种植马铃薯的国 家达 148 个，种植面积约 2000 万 hm2，仅次于小麦、水稻、玉米，居第 4 位， 总产量在 3 亿 t 以上。马铃薯栽培面积欧洲最大，世界上 1o 个马铃薯主产国有 8 个在欧洲，其次是亚洲。近 3o 年来，马铃薯产量增长 114%，禾谷类增长 70%，马铃薯的产量增长速度高于其它作物。我国是世界最大的马铃薯生产国， 据 2007 年农业经济统计,全国种植面积 443 万 hm2约占世界的 25%，年产量 6479 万 t，约占世界的 19%，面积和产量均居世界首位。而我国贵州省地处低 纬度的高海拔山区，属亚热带湿润季风气候，雨量充沛，光热条件好，常年气 候条件凉爽。海拔高度在 148m2900m，年均温度 1o19具有适于马铃薯 生长发育的自然条件，春秋均有马铃薯播种和收获，而且分布广，在海拔 300m2400m 的范围内均有较大面积种植。2007 年贵州省马铃薯种植面积已达 到 60.5 万 hm2居全国第 1 位。产量 763.5 万 t 居全国第 2 位,播种面积仅次于 水稻、玉米，居第 3 位2。 由于马铃薯丰产性好，适应性广，耐旱耐瘠，已逐步成为人类重要的食品、 蔬菜、饲料、能源和工业原料。马铃薯精淀粉主要是作为原材料应用于食品、 造纸、纺织、发酵、医药、化工、石油、纺织、造纸、农业、建材等行业. 由 于马铃薯自身分子结构的特点和特殊性能，其工业应用性能和理化指标均优于 其它类作物淀粉, 是其它类淀粉制品所无法替代的。马铃薯及其产业在农业、 国民经济中的地位和作用也越来越重要3。 从国际上看，目前世界马铃薯淀粉生产厂家大约 150 家左右，工艺设备先 进，质量标准很高，每年产量 500 万吨左右， 世界主要的马铃薯淀粉生产大企 韶关学院本科生毕业论文 2 业是年生产能力 160 万吨的荷兰尼沃巴淀粉公司和年生产 80 多万吨的荷兰艾维 贝公司。两家马铃薯淀粉公司产量却占据了全球马铃薯淀粉市场的主要份额。 从国内看，现今我国马铃薯淀粉生产上一定规模的企业约有 50 余家，小企 业千余家，其中主要生产企业拥有 74 多条国内外生产线，总体生产能力 60 多 万吨。相比国外，国内马铃薯加工产业化水平很落后，年加工消化率仅为 25 左右，且多限于加工制作粉丝、粉条等中低端产品，用于加工精粉,薯片、薯条、 等高附加值产品的很少。2005 年马铃薯淀粉及衍生物需求量有 60以上依赖进 口，年花费 10 多亿元，国内市场需求相当大。根据国家农业部市场信息中心 2005 年的调查统计，中国对马铃薯产品的市场需求正处于日益增长阶段，国内 马铃薯市场缺口仍然很大。 1.2 设计依据和范围 1.2.1 设计依据 本设计是运用大学四年中所学的基础知识及专业知识，以韶关学院食品科 学与工程系提出的毕业设计任务与要求为依据。本着“经济上合理、技术上先 进、工艺上成熟、生产上可行、设计上规范”的原则进行设计的。 参考资料： 淀粉生产及其深加工技术 食品工艺学 食品工厂机械与设备 食品工厂设计与环境保护 食品常用数据手册 房屋建筑 化工管路手册 化工原理 化工设计手册 autocad2008 应用程序 1.2.2 设计范围 韶关学院本科生毕业论文 3 (1)、工艺设计的内容大致包括：全厂总体工艺布局；产品方案及班产量的 确定；主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；物料计算；设备生产能 力的计算、选型及设备清单；车间平面布置；劳动力计算及平衡；水、电、汽、 冷、风、暖等用量的估算；管道布置、安装及材料清单；施工说明等等。 (2)、工厂非工艺设计包括：总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自 控、制冷、动力、环保等的设计，重点设备设计、论证和计算。 (3)、经济效益分析。 (4)、综合利用，三废治理和全厂质量管理， 1.3 市场分析4 1.3.1 原料市场分析 贵州是我国马铃薯的重要生产基地，面积、产量均占全国第 2 位。尤其近 l0 年来，贵州省马铃薯生产发展较快，总产量增长、单产有所提高、品种逐渐 更新，种薯生产初具规模优质商品薯生产开始起步，已为马铃薯产业发展奠定 良好基础。黔府发 2008 年 6 号文件关于推进马铃薯产业发展的意见要求， 到 2010 年全省马钤薯种植面积突破 66.7 万 hm2、鲜薯产量达 l200 万 t、产品 商品率达 30、加工转化率达 10、实现产值 85 亿元；到 2015 年马钤薯种 植面积稳中有升，脱毒马铃薯达 66.7 万 hm2，鲜薯产量达 l600 万 t、产品商品 率达 50、加工转化率达 30、实现产值 145 亿元。届时，贵州将成为全国 最大的马铃薯生产区，南方最大的马铃薯商品薯和脱毒种薯生产基地，马铃薯 产业将成为贵州省农村经济的一大支柱产业。 1.3.2 产品市场分析 (1)、国际市场分析 目前，国际马铃薯淀粉年产量约 600 多万吨，欧共体国家的量占 85%，其 中，荷兰阿韦贝公司年产马铃薯淀粉 80 多万吨，行销全世界，年收入达 8 亿美 元。随着现代科技的发展，马铃薯淀粉的生产和应用在不断增加，如德国 1982-1983 年马铃薯淀粉产量为 15 万吨，1993-1994 年达 50 万吨，增加了 2.3 倍，年平均递增 11.6%。亚洲是马铃薯淀粉国际市场的重要销售地区，据有关 韶关学院本科生毕业论文 4 方面分析，中国目前进口马铃薯淀粉 20 多万吨，日本需要进口 1520 万吨， 韩国 1216 万吨，台湾地区 810 万吨，东盟国家 2030 万吨，合计 70100 万吨。1996 年以前，欧共体国家每出口 1 吨马铃薯淀粉，补贴 50 美元； 从 1998 年起，欧共体国家随着一体化进程的深入，逐步取消了补贴政策，导致 马铃薯种植面积的减少，国际市场上的供应将趋紧。 (2)、国内市场分析 据有关资料，目前国内马铃薯淀粉年需求量为 70 多万吨，我国现有淀粉生 产 5000 吨以上规模的厂家只有 10 家，达到一极品的产量仅 5 万多吨，约占国 内需求总量的 7%。通过各种渠道进口 20 多万吨，国内市场尚缺口 40 多万吨。 目前，缺口部分主要由低挡产品或其它产品替代。 (3)、发展趋势分析 从人均消费淀粉量上看，目前我国只有 2.5 千克，而欧洲、日本为 10 千克 以上，我国人均水平还比较低，增长潜力较大。需求总量将进一步增加。从国 产马铃薯淀粉的市场竞争力分析。我国加入世贸组织后，马铃薯淀粉的进口税 率降低到 17%，目前马铃薯淀粉的到岸价为 500 美元，而国产的价格仅 40004500 元/吨。因此，国产马铃薯淀粉产品，只要保证质量，适销对路， 在国内不仅有市场，也是具有竞争力的。 从国际市场上看，我国与日、韩及东南亚国家相邻，具有地缘优势，只要 产品质量稳定可靠，打入这些国家的市场是有可能的。目前，马铃薯种植面积 的减少，国际市场的供应趋紧，是我国马铃薯淀粉行业开拓国际市场的较好的 时机。 从行业利用上看，发达国家 80%的马铃薯淀粉用于医药、纺织、造纸及石 油工业等领域，而我国目前 90%的马铃薯淀粉是用于食品工业，随着市场经济 的发展和国际化的推进，食品工业以外的行业对马铃薯淀粉的使用将不断增加。 我国未来马铃薯淀粉市场将会有较大的发展空间。 2 2 平面布置与设计平面布置与设计 2.1 厂址选择5 韶关学院本科生毕业论文 5 按照薯类淀粉厂厂址选择的要求，本设计厂的厂址选择考虑以下几个方面： (1)、首先厂址应设在规划区或者开发区内，以适应当地远近期规划的统一 布局，尽量不占用或少占良田，做到节约用地。 (2)、必须考虑厂址的地理位置、原料和水的来源等条件。宜设在原料产地 附近的大中城市的郊区，可便于原料、成品、辅料和包装材料的运输。 (3)、厂区的标高应高于当地历史最高洪水位，特别是主车间及仓库的标高 更应高于当地历史最高洪水位，厂区自然排水坡度最好在 0.0040.008 之间。 (4)、所选厂址，要有可靠的地质条件，应避免将工厂设在流沙、淤泥、土 崩断裂层上。 (5)、所选厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体，放射性源，粉尘 和其他扩散性的污染源。厂址不应选在受污染河流的下游。 (6)、所选厂址面积的大小，应在满足生产要求的基础上，留有适当的空余 场地，以考虑工厂进一步发展之用。 (7)、所选厂址应有可满足生产需求的供电条件，附近有充足的水源，而且 水质应较好。 (8)、厂址最好选择在居民区附近，这样不仅有充足的劳动力来源，还可以 减少职工生活福利设施建设。 根据设计的要求，本设计工厂厂址选在贵州省的贵阳市小河区，小河区是 2000 年 2 月经国务院批准成立的国家级经济技术开发区，位于贵州省中部，省 会城市贵阳的中心区域。开发区以东 10 公里是 4d 级国际机场贵阳机扬， 以北 3 公里是铁路客运站贵阳火车站。开发区距中国西南最大的铁路货运 编组站贵阳南站 2 公里，距整车货运站贵阳西站就在开发区境内。开 发区四周都是高速公路，从开发区经贵新高速公路可到湖南、广西（到达北海 只需 6 小时），经贵遵高速公路可到重庆、四川，经贵黄高速公路可到云南、 昆明。区内建有日供水 15 万吨的自来水厂和 300 兆伏安的变电站。开发区有全 省规模最大型食品批发市场。生产资料、劳动力、资金等生产要素市场及商贸 市场正逐步完善，教育、医疗、卫生、金融、保险等社会化服务体系健全。开 发区享受内陆开放城市和国家级开发区各项优惠政策，对投资者实行优惠政策 韶关学院本科生毕业论文 6 鼓励。 2.2 总平面布置设计6 2.2.1 工厂总平面布置设计原则 总平面设计是马铃薯淀粉工厂设计的重要组成部分,它是将全厂不同使用功 能的建筑物,构筑物按整个生产工艺流程,结合用地形条件进行合理的布置,使建 筑群组成一个有机整体,这样既便于组织生产,又便于企业管理，本工厂平面布 置设计原则有： (1)、总平面设计应设计计划任务书和城市规划要求，对建筑布局、方位、 道路、绿化、环保等进行综合设计。布置必须紧凑合理，做到节约用地，分期 建设的工程，应一次布置，分期建设，还应考虑工厂扩建的可能，合理预留发 展空地。 (2)、对建筑物、构筑物的布置必须符合生产工艺要求。保证生产过程的连 续性，互相联系比较紧密的车间，仓库可进行合理组合，建成联合厂房，要求 物流线路短捷，运输总量最少，尽量避免往返交叉，合理组织人流和货流，相 互间影响的车间不要放在同一建筑物里。 (3)、动力设施应接近负荷中心。 (4)、厂区建筑物间距应按有关规划设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪 音、日照、通风等方面考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最 小。 (5)、卫生方面的要求 、生产车间要注意朝向，保证通风良好。 、生产车间与城市公路有一定的防护区，一般 3050 米。 、厕所应与主车间、仓库保持一定的距离，并采用水冲式厕所，以保持 厕所的清洁卫生。 、对卫生有不良影响的车间应远离其它车间。 、生产区和生活区尽量分开。 2.2.2 总平面设计的内容 韶关学院本科生毕业论文 7 (1)、运输设计。 (2)、管线设计。 (3)、绿化设计及环保设计。 (4)、厂区各部分地形标高的设计。 全厂面积：22500 m2。 建筑物面积 7400m2。 露天堆场面积：1400m2 。 其他建筑面积：1400m2。 建筑系数（建筑物占地面积+露天堆场面积）/全厂总面积100%。 39%100 22500 14007400 土地利用系数（建筑物占地面积+露天堆场面积+辅助工程面积）/全厂总 面积100%。 45%100 22500 140014007400 根据食品工厂经验数据。 建筑系数为: 25%40%。 土地利用系数为:45%65%。 因此本设计基本符合食品工厂设计要求。 全厂总平面设计图见附图 1。 2.3 车间平面布置设计 2.3.1 车间设计 根据马铃薯淀粉生产的工艺要求，结合实际生产情况，需要以下建筑或构 建物。 (1)、原料仓库 原料用于收购的马铃薯原料存放，根据南方马铃薯保存的要求，采用堆藏， 并注意库内通风。 (2)、预处理车间 韶关学院本科生毕业论文 8 紧邻原料仓库，在更衣室旁，在本车间内时行马铃薯的选料、分级、浸泡、 清洗等。 (3)、生产车间 马铃薯淀粉的主加工生产车间。 (4)、成品仓库 根据马铃薯淀粉保存的要求，一般库内温度应保持在 15以下，相对湿度 不超过 70%为宜，并注意通风。 (5)、包装车间 宜接近包装材料库和成品仓库，便于包装完毕后直接入库。 (6)、化验室 在办公大楼一侧，用于进行产品的原料和产品的质量检验。 (7)、更衣室、卫生间 位于进入各个车间的必经之地，分左右男女更衣室，人流和物流分别从不 同的通道进入各车间，避免交叉污染。 (8)、配电室、机修车间 (9)、废水处理区 2.3.2 车间平面布置原则 (1)、生产设备要按工艺流程的顺序配置，在保证生产要求、安全及环境卫 生的前提下，尽量节省厂房面积与空间。 (2)、全建筑物采取南北朝向，利于通风、采光。 (3)、配电房、锅炉靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房处于生产车间上 风向位置。 (4)、全局考虑全厂布置，填平补齐，力求合理、经济。 根据以上原则，对马铃薯淀粉工厂车间进行如下设计。 食品工厂车间厂房采用轻钢结构，轻钢建筑材料重量轻、建设周期短，相 对建筑成本比较低，同时，轻钢结构厂房相对跨度大，对设备在厂房中的布置 影响小，框架结构对于不同功能分隔和以后的变更都非常的方便。 我国夏季多为东南风，冬季多为西北风，根据贵阳市的冬季风向玫瑰图， 韶关学院本科生毕业论文 9 本设计将动力系统和污水处理系统和锅炉房放置在整个厂区的东侧靠近主生产 车间，避免因为风向的问题影响产品质量，同时可减少能源消耗。 主车间物流为南北走向, 人流为东西走向, 因此, 在主厂房北侧设置原辅 料仓库, 对原、辅料进行储存。主厂房人流方向为东西走向, 人流经过主厂房 一次换鞋、更衣、二次换鞋、消毒池以及风淋间后通过人流通道进入各个生产 岗位进行生产。设计中人流路线与物流路线没有交叉，因此能够避免事故和操 作失误。 车间平面布置图见附图 2。 3 3 工艺论证与设计工艺论证与设计 3.1 原料及产品的质量标准 3.1.1 原料质量标准7 (1)、原料质量标准 本工厂加工马铃薯淀粉所用的原料为贵州省所产的无公害马铃薯，其相关 标准如下： 引用标准: db33/ 549-2005 无公害马铃薯 gb/t 5009.11 食品中总砷及无机砷的测定 gb/t 5009.12 食品中铅的测定 gb/t 5009.17 食品中总汞及有机汞的测定 gb/t 5009.18 食品中氟的测定 gb/t 5009.19 食品中六六六、滴滴涕残留量的测定 gb/t 5009.20 食品中有机磷农药残留量的测定 gb/t 5009.33 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定 gb/t 5009.38 蔬菜、水果卫生标准的分析方法 gb/t 5009.103 植物性食品中甲胺磷和乙酰甲胺磷农药残留量的测定 gb/t 5009.105 黄瓜中百菌清残留量的测定 gb/t 5009.110 植物性食品中氯氰菊酯、氰戊菊酯和溴氰菊酯残留量的测 定 韶关学院本科生毕业论文 10 gb/t 5009.126 植物性食品中三唑酮残留量的测定 gb/t 5009.136 植物性食品中五氯硝基苯残留量的测定 gb/t 5009.145 植物性食品中有机磷和氨基甲酸酯类农药多种残留的测定 gb/t 5009.146 植物性食品中有机氯和拟除虫菊酯类农药多种残留的测定 gb/t 8855 新鲜水果和蔬菜的取样方法 (2)、马铃薯原料相关收够指标： 干物质占总重量的比例最小应为 22.5；淀粉含量占总重量的比例最小应 为 16；蛋白含量占总重量的比例最大应为 2.7；粗纤维占总重量的比例最 大应为 1.9；灰分占总重量的比例最大应为 1.2。 马铃薯收够加工还需符合以下条件： 马铃薯应在收获后一个月内加工； 马铃薯不可受冻； 马铃薯无发芽； lkg 马铃薯的个数最多 15 个； 1kg 马铃薯的坏损量不超过 4； 进入工厂的未净化的马铃薯不能含有超过 5泥沙和其它杂质。 3.1.2 产品质量标准8 (1)、产品质量标准 引用标准: gb/t 88842007 马铃薯淀粉。 gb/t 191 包装储运图示标志 gb/t 2713 淀粉制品卫生标准 gb 4789.2 食品卫生微生物学检验 菌落总数测定 gb 4789.3 食品卫生微生物学检验 大肠菌群测定 gb 4789.15 食品卫生微生物学检验 霉菌和酵母计数 gb/t 5009.53 淀粉类制品卫生标准的分析方法 gb 7718 预包装食品标签通则 gb 8886 淀粉原料 gb/t 12086 淀粉灰分测定方法 gb/t 12087 淀粉水分测定方法 韶关学院本科生毕业论文 11 gb/t 12091 淀粉及其衍生物氮含量测定方法 gb/t 12095 淀粉斑点测定方法 gb/t 12096 淀粉细度测定方法 gb/t 12097 淀粉白度测定方法 gb/t 14490 谷物及淀粉糊化特性测定法 粘度仪法 (2)、产品感官指标 产品的感官指标应符合表规定。 表感官要求 指标 项 目优级品一级品合格品 色泽洁白带光泽洁白 气味无异味 口感无砂齿 杂质无外来物 (3)、产品理化指标 产品理化指标应符合表 2 规定 表 2 理化指标 指标项 目 优级品一级品合格品 水分/(%)1820 20.00 灰分(干基)/(%) 0.300.400.50 蛋白质(干基)/(%) 0.100.150.20 斑点/(个/cm2) 3.005.009.00 细度,150m(100 目)筛通过率质量分数/(%) 99.9099.5099.00 白度,457nm 蓝光反射率/(%) 92.090.088.0 粘度,4%(干物质计)700cmg/bu电导率/(s/cm) 100150200 ph 值6.08.0 合同要求的例外 韶关学院本科生毕业论文 12 (4)、产品卫生指标 产品卫生指标应符合表 3 规定 表 3 卫生指标 指 标项 目 优级品一级品合格品 二氧化硫/(mg/kg) 101520 砷(以 as 计) /(mg/kg) 0.30 铅(以 pb 计) /(mg/kg) 0.50 菌落总数/(cfu/g) 500010000 霉菌和酵母菌数/(cfu/g) 5001000 大肠菌群数/(mpn/100g) 3070 3.2 产品方案与产量确定 3.2.1 产品方案 由于马铃薯属于季节性农产品，所以马铃薯淀粉是季节性生产，生产期为 每年的 9 月到次年的 1 月，按照年生产 100 日计算。结合本工厂设计的产量为 依据，具体的产品方案见表 3-1。 表 3-1 马铃薯淀粉产品方案设计 名称 规格 产量（吨） 包装方式 备注 优级淀粉 25kg/袋 16000 25kg 牛皮纸袋 一级淀粉 25kg/袋 4000 25kg 牛皮纸袋 著渣饲料 50kg/袋 4000 50kg 饲料用编织袋 3.2.2 产量确定 本设计综合了对原料供应市场、产品需求市场及生产先进性的分析，拟建 产量为各 1 万吨/年的生产线两条。每年总产量为 2 万吨。 根据设计年产 2 万吨的生产规模，马铃薯淀粉产量设计情况见表 3-2 韶关学院本科生毕业论文 13 表 3-2 马铃薯淀粉产量设计 名称 年产量（吨） 月产量（吨） 日产量（吨） 备注 优级淀粉 16000 4000 160 一级淀粉 4000 1000 40 著渣饲料 4000 1000 40 说明：按生产季节 9 月到次年的 1 月计算，生产日每月按 25 天计，其余时 间供设备及厂房维护，全年按 100 天计。每天 3 班生产，每天有效生产时间为 24 小时，每小时设计生产淀粉能力为 8.33 吨。 班产量的确定： 全年马铃薯生产天数为：100 生产季节按每个工作日生产班数：3 设备不均衡系数取k0.75 所以班产量计算如下： q班 ）（ 年 100kn q =88.9t ）（100375 . 0 20000 3.3 生产工艺流程及论证9 3.3.1 工艺流程图 马铃薯精淀粉工艺流程: 韶关学院本科生毕业论文 14 马铃薯 污泥 废水 粗渣去锉磨机 薯渣汁水混合物去饲料生产车间 溢流进入分离旋流站 滤出水进入分离旋流站 细沙 溢流进入浓缩旋流站 净化干燥空气 去除尘 滚筒清洗机 缓冲池 水力输送槽 锉磨机 自清过滤 器 分离旋流站 浓缩旋流站 除沙 精制旋流器 脱水 干燥 筛分 沉淀池 软水 高位水池 引风机 换热器 蒸汽 韶关学院本科生毕业论文 15 成品 图图 3-33-3 马铃薯淀粉生产工艺流程马铃薯淀粉生产工艺流程 设备工艺流程图见附图 3。 3.3.2 工艺论证和说明10 (l)、原料选择和处理 本工艺一般加工挑选后的马铃薯，表面光洁不粘泥土，杂物小于 5，机 械及病虫损伤小于 3。原料符合相关质量标准。 (2)、清洗输送与清洗 收获的马铃薯存放在原料池中，高压水枪将原料从原料池，缓速冲送到车 间内的流送槽中，马铃薯经流送槽水力输送，输送到贮存进料斗中浸泡。在此 过程中原料经过冲送水的冲刷和洗涤，大部分附着的泥土和田间带来的杂质已 经和原料分离。 通过一组土豆泵将原料无损伤的泵送到下一级工段，经特殊设计的无损伤 土豆清洗输送泵即将原料输送到去石机同时又在此对原料进行了洗涤。原料在 土豆泵的泵送压力输送下经流送槽平缓输送至比重式去石机，在此石头和其它 重物被分离并排出。 物料经过去石机后流送到脱水格栅，在此处混有大量杂质和污物的冲送水 和原料被分离，冲送水经排水沟排至水处理池，原料继续通过输送至 1 级清洗 机。 原料在 1 级滚筒式清洗机中，该滚筒清洗机在低液位下工作，对马铃薯进 行彻底清洗。经转鼓的旋转马铃薯块茎相互之间摩擦和碰撞达到洗涤作用，同 时从清洗机出口处喂入干净的清洗水水流逆向洗涤原料并从原料为入口处的排 水/排渣口排出，清洗机的洗涤工艺为逆流式清洗。 原料经过一级清洗后输送至二级清洗机，此段为倾斜式螺旋清洗机，在此 对原料二次清洗，同时还可达到提升输送到下一工段的目的，二级清洗水经循 环水泵循环使用作为一级清洗机的洗涤水。 清洗工段的清洗水排放至水处理池经过沉降分离去处杂质循环使用作为水 包装 韶关学院本科生毕业论文 16 力输送工段的输送水。 (3)、原料粉碎 粉碎的目的就是破坏物料的组织结构，使微小的淀粉颗粒能够顺利地从块 根中解体分离出来。粉碎的要求在于： 尽可能的使物料的细胞破裂，释放出更多的游离淀粉颗粒； 易于分离，并不希望皮渣过细，皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离， 又增加了分离细渣的难度。 粉碎采用锉磨机粉碎，本工艺采用一台预碎机和一台粉碎机串联联接的两 级破碎，能使淀粉充分游离出来，便于粉渣分离。 经细破碎的马铃薯糊浆送入自清过滤器 ，大于筛网孔径的颗粒从滤芯内排 出，返回锉磨机继续破碎，小于筛网孔径的糊浆透过筛网排出。该工序配置自 清筛滤器的目的是防止较大颗粒堵塞下道工序的旋流管或影响旋流器的分离效 果。 粉碎马铃薯细胞中所含的氢氰酸被释放出来，与空气中的氧起作用，使淀 粉色泽发暗，因及时向粉碎的浆料中加入亚硫酸以抑制氧化酶的作用。 (4)、全旋流分离11 锉磨后的马铃薯浆液在进入提取单元之前先被活塞泵泵入到除砂单元去除 砂粒。 除砂后的马铃薯浆液进入全旋流分离提取单元。该工序是将过滤后的马铃 薯糊浆进行渣浆分离、蛋白分离和淀粉洗涤。该工序由 1 5 级旋流器联接而成， 马铃薯糊浆从进入第一级旋流器到全部分离完毕只需 2min，在这样短的时间内 全部完成封闭分离作业，根本没有空气与物料接触的机会，这不仅没有泡沫生 成，而且还有利于提高淀粉的白度。该工序的主要工作参数有 ： 浓度：各旋流器进料浓度和底流浓度对分离效果影响较大，全旋流装置 要求对马铃薯糊浆以少量加水为宜，总加水量控制在 500600 kgt 马铃薯， 进料浓度一般为 20%22%而每台旋流器的底流浓度是不一样的。旋流装置的 溢流 (即马铃薯渣和汁液混合物)浓度为 7%8%，当取低限时，lkg 混合液含 70g 干物质，其中淀粉含量为 2028 g，蛋白质 1318 g，可溶性碳水化合物 6l0g，纤维紊 1014g，灰分 610g，还有少量其他物质，经脱水干燥后用作 韶关学院本科生毕业论文 17 猪、牛及其它家畜饲料。 压力和温度：旋流器的进料压力和温度严重影响分离效果。全旋流装置 的进料压力一般控制在 0.4 mpa 为宜。在工作过程中，旋流器中物料温度一般 为 100c 左右，通常无需再加热就能满足工艺要求，特别寒冷条件下可对物料进 行适当加温。 (5)、精制12 该工序由除砂器和曲筛组成，对全旋流装置分离后的淀粉乳进一步精材处 理。其中除砂器主要是清除淀粉乳中的细砂和其它相类似的杂质。经除砂后的 淀粉乳泵入曲筛弧面的编织冈筛面上，该筛面拆卸复活且造价很低。曲筛筛面 除起到过筛作用外，同时还起到检验全旋流装置工作质量的作用，如果在筛面 上有大量泡沫出现，就说明给全旋流装置的供水不足，因而没有把蛋白质分离 干净应在全旋流装置的进水处加大供水量，如果在曲筛筛面上出现大量暮渣 堆积，就说明全旋流装置中马铃暮期浆的供给量不足或者供料压力不足 ，应及 时调节这两个因素，直至调整到理想状态为止。 (6)、淀粉乳的脱水与干燥 经过精制的淀粉乳水分含量为 50%60%，不能直接进行干燥，应先经脱水 处理，脱下的水返回淀粉精制工序。脱水后湿淀粉含水 40左右，可进行干燥 处理。 干燥主要是为了便于贮存和运输，经过干燥后的淀粉，水分含量达到标准， 即可包装成成品。 (7)、淀粉冷却与过筛包装 淀粉经干燥后，温度较高，为保证淀粉的粘度，需要在干燥后将淀粉迅速 降温。冷却后的淀粉进入成品筛，在保证产品细度、产量的前提下进入最后一 道包装工序。 (8)、亚硫酸氢钠制备单元 亚硫酸氢钠以 38%的浓度添加进工艺过程。这对保持微生物的稳定和减少 氧化的影响（淀粉的脱色）是必要的。在混合罐中，亚硫酸氢钠粉与一定比例 的水混合。 制备好的亚硫酸氢钠溶液用离心泵输送到储罐内，在搅拌器作用下保持溶 韶关学院本科生毕业论文 18 解状态。一台带有不同喂料头的特殊计量泵把溶液添加到湿加工段的各个添加 点。 3.4 产品原辅材料消耗物料衡算 根据工厂设计规模、产品方案，通过物料平衡计算，可确定单位时间生产 过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量，据此就可以计 算出全年主要物料、 包装材料的采购运输和仓储容量。同时通过物料衡算，还 可以根据计算数值经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺布置和各工序 劳动力的安排，也是进行经济分析不可缺少的根据。 (1)、原辅料用量及生产成本 根据马铃薯中淀粉含量为 17%-18%，淀粉在干物质中含量为 83.47%。本工 艺淀粉提取率为 95%，由此可计算出生产 1 吨淀粉所需原辅料13。 根据用去的原料和所得的成品，即可算出原料消耗定额： （t 原料/t 成品）6 %95% 5 . 171 1 表 3-4 马铃薯淀粉生产成本估算 （1 吨） 名称 单价 用量 金额(元) 备注 马铃薯原料（吨） 600 元/吨 6 吨 3600 元 淀粉用牛皮纸袋（只） 2.5 元/只 40 只 100 元 饲料用编织袋（只） 1 元/只 4 只 4 元 (2)、按工厂设计日产 200 吨淀粉进行每日物料衡算。 表 3-5 日产 200 吨马铃薯淀粉物料计算 项目指标每日产（耗）量 成品 25kg 装优级品 80% 25kg 装一级品 20% 200 吨 160 吨 40 吨 马铃薯消耗量 25kg 装优级品 80% 25kg 装一级品 20% 4.8t/t 成品 1.6t/t 成品 1200 吨 960 吨 240 吨 包装袋耗用量 韶关学院本科生毕业论文 19 淀粉用牛皮纸袋（只） 饲料用编织袋（只） 25kg/袋 50kg/袋 8000 只 800 只 3.5 设备选型 3.5.1 设备选型的依据 物料计算是设备选型的依据，选择设备时要注意四点： (1)、根据每一品种单位时间(h 或 min)产量的物料平衡情况和设备生产能 力来确定所需设备的台数。 (2)、几个生产中的关键设备，除按实际生产能力所需台数的设备外，还应 考虑备用设备。 (3)、以便后道工序的生产能力要略大于前道，不至于生产能力不够，导致 物料积压。 (4)、选择设备应考虑下列原则 a、满足工艺要求，保证产品的质量和产量。 b、应选用较先进，机械化程度较高的设备。 c、充分利用原料，能耗少，效率高，体积小，能一机多用。 d、应符合卫生要求，故而多应用不锈钢材料。 e、有合理的自动控制系统,控制温度、压力和真空度，时间、速度、流量 等工艺参数。 3.5.2 设备选型及清单14 (1) 马铃薯输送清洗工段设备选型 根据物料计算的结果，平均每小时每条生产线设计淀粉产量为 4.15 吨，一 条生产线每小时处理马铃薯原料 25 吨，既要求输送清洗段的马铃薯物流量为 25 t/h，因此马铃薯输送设备选用最大流量为 30m3/h 的流送槽和马铃薯水泵， 用于输送马铃薯，进料量可控制在 25 t/h。除石设备选用处理能力 5-30 t/h 的马铃薯专用去石机。清洗设备选用最大处理能力 30 t/h 滚笼清洗机。选用处 理量 4-50 t/h 的螺旋输送机用于薯块提升和向锉磨机进料，输送机同时按装喷 淋设备对马铃薯进行二次清洗。 韶关学院本科生毕业论文 20 (2) 马铃薯锉磨碎工段设备选型 根据输送清洗工段 25 t/h 的进料量，此工段所先设备的生产能力应适量增 大，选用处理能力 30 吨/小时的锉磨机对马铃薯进行粉碎，选用流量为 30m3/h 的螺杆泵对马铃薯渣浆进行输送，选用最大流量 50m3/h 的自清过滤器对马铃薯 渣浆进行过滤，保证后续旋流单元的设备不堵塞。 (3) 马铃薯渣浆全旋流单元设备选型 根据工艺和物料计算结果，此操作单元加水量为 0.5t/t 马铃薯，计算出旋 流器的物料流量为：25+250.537.5t/h。 因此要求此工段旋流器的处理能力为 40m3/h。 (4) 淀粉乳脱水单元设备选型 淀粉乳脱水单元设备采用生产能力 6t/h 的真空转鼓脱水机，采用此设备淀 粉脱水率高、脱水效果更好，便于下步处理。 (5) 淀粉干燥单元设备选型 由于本工厂是设计两条淀粉乳生产线使用一套干燥设备进行干燥，再根据 物料计算结果可知，需要选用淀粉干燥机的产量应大于 8.33t/h，因此干燥机 选用淀粉产量为 10t/h 的负压气流干燥机。 根据蒸汽衡算结果，干燥单元的耗汽量为 2t/t 成品，干燥需要蒸汽量为 16.66t/h，因此本单元选用额定蒸发量为 20 t/h 燃煤蒸汽锅炉。 (6) 淀粉筛分包装工段设备选型 根据本设计 8.33 t/h 的淀粉产量，选择生产能力为 10t/h 的高效冷却淀 粉筛。该设备的主要作用是对淀粉进行检查筛理和筛分分级，同时完成打包前 的淀粉冷却。 根据产品方案设计的 25kg/袋的淀粉包装规格，计算出淀粉产量为 333 袋/ 小时。选用称量范围为 25-70(kg)，包装速度为 150 包180 包/小时自动称重 包装机 2 台。 (7) 设备清单 根据以上设备选型结果，结合本工厂设计总共两条生产线，列出工厂所需 的主要设备清单见表 3-6。 表 3-6 马铃薯淀粉生产主要设备清单 韶关学院本科生毕业论文 21 设备名称型号规格数量金额（元/台）生产厂家备注 流送槽 rxc-30100001500 2000（mm ） 2 台 4200 宁波瑞翔机械设 备有限公司 功率：12 kw 马铃薯水 泵 yt-td-200 /300 流量:30m3/h 扬程:30 m 3 台 2300 淄博博山亚王水 泵厂 功率：11 kw 设备名称型号规格数量金额（元/台）生产厂家备注 去石机 yt-csj- 4/1200 20001400 1700（mm ） 3 台 26520 天长市亚天机械 有限公司 功率：12 kw 滚笼清洗 机 yt-xsj-3035001500 2000（mm ） 2 台 32500 海阳市田丰机械 制造有限公司 功率： 18.5kw 螺旋输送 清洗机 ls4004000500 800（mm） 2 台 3000 新乡市永清筛分 机械有限公司 功率：7.5 kw 锉磨机 cm840-3021701398 1190（mm ） 5 台 50000 郑州精华实业有 限公司 功率：30 kw 螺杆渣浆 泵 zjb-30 流量:30m3/h 扬程:30 m 5 台 3200 天长市天福机械 配套厂 功率：11 kw， 除砂器 yt-csq-8014401120 2020（mm ） 3 台 3000 天长市亚天机械 有限公司 功率：2.2 kw 自清过滤 器 yt-glq- 100 1000870 1440（mm） 2 台 9800 吉林市松花湖实 业有限公司 功率：2.2 kw 韶关学院本科生毕业论文 22 淀粉液储 罐 jl50 2050（mm） 4200（mm ） 4 台 6800 北京静鑫通茂机 械设备有限公司 功率：2.2 kw 淀粉泵乳 泵 mxl80-40 流量:50m3/h 扬程:40m 4 台 2540 天长市亚天机械 有限公司 功率：11 kw 全旋流单 元 yt- xl200/500 淀粉旋流 器 10000500 1200（mm ） 2 套 180000 天长市亚天机械 有限公司 总功率： 1511 kw 脱水单元 yt-zkt- 25，真空 泵 sk-25 47752312 2213（mm ） 2 套 50000 天长市亚天机械 有限公司 总功率:45 kw 干燥单元dg-10 型淀 粉气流干 燥器 高度：18m； 占地面积： 200m2 1 套 300000 无锡市能达干燥 设备有限公司 总功率 223.5 kw。 设备名称型号规格数量金额（元/台）生产厂家备注 燃煤蒸汽 锅炉 dzl20- 1.6-a 107225508 8556（mm ） 1 台 150000 菏泽锅炉厂有限 公司 额定蒸发 量:20t/h; 耗煤量: 2.8t/h gds 高效冷 却淀粉筛 gds410 83 23102200 2400（mm ） 1 台 15000 郑州精华实业有 限公司 功率：2.2 kw 自动称重 包装机 lcs-df15001500 2150（mm ） 2 台 75000 无锡市瑞利技术 开发有限公司 功率：6 kw cip 清洗系 qx-100036001500 1 台 28000 廊坊市顶天轻工功率： 韶关学院本科生毕业论文 23 统180