年产5000t苹果清汁浓缩汁厂的设计.doc

目 录 设计任务书设计任务书 3 3 摘要摘要 5 5 第一章第一章 绪论绪论 8 8 1 1 苹果及其营养价值 8 1 2 苹果汁的营养价值 8 1 3 我国浓缩苹果汁产业的发展现状与趋势 8 1 4 甘肃省浓缩苹果汁产业发展趋势 9 1 5 设计目的及依据 10 1 6 产品方案论证 10 第二章第二章 厂区平面设计厂区平面设计 1111 2 1 平面设计原则 11 2 2 厂址选择 11 2 3 建筑物布置原则 12 2 4 道路与绿化 13 第三章第三章 产品工艺流程设计产品工艺流程设计 1414 3 1 产品工艺选择及流程 14 3 2 生产工艺论证 15 3 3 质量指标 17 第四章第四章 主要设备工艺衡算和选型主要设备工艺衡算和选型 1919 4 1 物料衡算 19 4 2 真空浓缩设备工艺衡算与选型 19 4 3 灭菌系统设备工艺衡算 29 第五章第五章 辅助设备选型及水 电 气估算辅助设备选型及水 电 气估算 3737 5 1 生产工段 37 5 2 无菌灌装 38 5 3 CIP 系统 39 5 4 全厂水量计算 39 5 5 全场用电荷性质及计算 41 5 6 全厂热负荷计算 42 第六章第六章 辅助部门辅助部门设设计计 4444 6 1 仓储 44 6 2 机修间 44 6 3 产品化验室 44 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 1 6 4 工厂运输系统 44 第七章第七章 污水处理系统设计污水处理系统设计 4646 7 1 苹果浓缩汁厂污水对周边环境的危害 46 7 2 污水处理系统设计依据 46 第八章第八章 技术经济分析技术经济分析 4848 8 1 技术经济论证的程序 48 8 2 总投资 48 8 3 财务评价 52 结结 论论 5555 参考文献参考文献 5656 附附 图图 5858 一 设计题目 年产 5000t 苹果清汁浓缩汁厂设计 二 完成期限 2011 年 8 月 22 至 2011 年 8 月 29 三 厂址选择 本厂拟建于烟台栖霞工业园 用地代码为南区M2 北临天北高速 南抵羲皇大道 四 建设目的和意义 本厂计划在三年内完成年产五千吨的苹果浓缩汁生产项目 各生产设备陆续到位 结合当地的苹果生产资源和廉价的劳动力市场 分步实施 循序渐进 在保证质量的 同时提高产量 目前 我国苹果汁工业尚处于发展阶段 无论在产量上还是在产品结构上 都与 市场需求有很大的差距 栖霞拥有全国产量很大的红富士苹果产区 被中国特产之乡 命名组委会授予 中国苹果之乡 被国家统计局 命名为 中国水果第一市 栖霞市 953个行政村几乎村村种植苹果 以红富士为主要种植品种 2010年苹果种植面积 70万亩 产量4 02亿公斤 本厂的设计投产可以增加我国浓缩苹果汁产业出口 同时 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 2 也促进栖霞市经济发展 增加当地就业 实现栖霞苹果产业进一步升级 五 设计内容 1 生产工艺 浓缩苹果汁生产工艺采用压榨法 压榨法的出汁率较高 生产较为稳定 成本相 对较低 是运用最为广泛的苹果浓缩汁制取方法 详细工艺流程见设计说明书 2 产品方案 本浓缩苹果汁厂计划生产220L桶装和200L桶装两种规格产品 国内产品根据要求 可选择铝塑复合袋包装 3 设计要求 果蔬汁饮料卫生标准 GB19297 2003 绿色食品果汁饮料 NY T434 2000 饮料企业良好生产规范 GB14881 2003 食品包装卫生标准 GB9683 2005 六 工厂组成 工厂由生产车间 辅助部门 生活设施及污水处理系统等几部分组成 工作人员 包括经营管理人员 生产工人 技术人员 销售人员 财务人员等 这些人员多从烟 台当地招聘 七 公用设施 包括厂区道路 消防设施 给排水 电 汽及 三废 治理等方面 这些设施的 建设应严格遵循国家标准 做到经济合理 安全可靠 同时又能在符合食品卫生要求 的前提下满足生产负荷 八 建厂进度 设计完成后具体施工由聘请的专业建筑公司来完成 完工后及时进行试产 试产 合格便正式投产 九 设计成果形式 设计说明书 平面设计图纸 附图一 厂区平面图 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 3 附图二 生产车间布置图 附图三 真空浓缩设备流程图 年产 5000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 黄滕 甘肃农业大学食品科学与工程学院 兰州 730070 摘要 摘要 本设计主要是进行年生产 5000t 浓缩苹果清汁工厂设计 设计中对浓缩苹果清汁行业的发展现状 厂址的选择 工厂的总平面设计做了基 本介绍 并对产品生产的工艺流程进行选择 确定采用压榨法生产苹果清汁浓缩汁 双效真空设备进行浓缩 并详细设计其工艺流程 在班产量确定的基础上对主要设备 中的真空浓缩设备和高温灭菌设备做了详细的说明和工艺计算 并据此进行了设备的 选型 明确了高温灭菌设备型号为 RP6L 40 并确定了其他辅助设备的型号 同时还对 污水处理系统进行了详细的分析 关键词 关键词 苹果清汁 浓缩 工厂设计 工艺衡算 第一章 绪论 1 1 苹果及其营养价值 苹果 apple 又名频婆 天然子 为蔷薇科苹果属植物的果实 苹果酸甜可口 营养丰富 是老幼皆宜的水果之一 它的营养价值和医疗价值都很高 每 100g 鲜苹果 肉中含糖类 15g 蛋白质 0 2g 脂肪 0 1g 粗纤维 0 1g 钾 110mg 钙 0 11mg 磷 11mg 铁 0 3mg 胡萝卜素 0 08mg 维生素 B1为 0 01mg 维生素 B2为 0 01mg 尼克 酸 0 1mg 还含有锌及山梨醇 香橙素 维生素 C 等 1 1 2 苹果汁的营养价值 越来越多的事实表明苹果汁含丰富的营养物质 具有重要的营养价值和医疗保健 作用 食品所提供的热量是由卡表示的 一个适度大小的苹果大概提供 80 卡的热量 就此而言 苹果汁的热值并不高 但苹果汁的营养生理意义在于它的营养成分能够迅 速的被人体吸收 苹果汁中可溶性固形物绝大部分溶解于水 只有少部分溶解于有机 酸和矿物质中 苹果汁中的碳水化合物主要由糖构成 糖的主要成分是葡萄糖和果糖 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 4 这两种糖是很容易被人吸收的单糖 在人体内会迅速溶解 被肠胃吸收后进人血液中 因此 从营养学观点来看 苹果汁对人体非常有利 2 1 3 我国浓缩苹果汁产业的发展现状与趋势 浓缩苹果汁在我国经过 20 年的发展历程 从无到有 从小到大 现在已成为受国 外关注比较大的一个农产品加工行业 目前 我国苹果种植总面积近 3000 万亩 年产 苹果达 2200 万吨 占世界总产量的近 50 是世界第一生产大国 由于我国特有的资 源优势 果汁加工业近年来发展迅速 生产能力由 20 世纪 80 年代中期的不足千吨猛 增至现在的 40 多万吨 产品出口近年来也大幅增加 2002 年 我国出口浓缩果汁 29 59 万吨 占世界贸易总量的 41 2003 年出口量可达到 40 万吨 占世界贸易总额 的 50 以上 过去主要是发达国家消费浓缩苹果汁 现在发展中国家的消费量也在不 断增加 浓缩苹果汁主要出口国为中国 波兰 德国 意大利 阿根廷 智利 匈牙 利等 主要进口国为德国 美国 日本 意大利 奥地利 澳大利亚等 最大的进口 市场是美国 欧洲 日本 其中美国 20 万 t 左右 欧洲约 20 万 t 日本在 6 7 万 t 美 国 日本 欧洲等一些国家随着生产成本不断提高 国内浓缩苹果汁生产的规模不断 缩小 只有依靠进口来满足市场需求 2004 年中国浓缩苹果汁的产量达到 40 万吨 到 2005 年 产能达到 70 万吨 国际市场上浓缩汁的价格也呈波动趋势 加入世贸组 织后 价格呈逐年上升趋势 出口的的 FOB 价格 2004 年为 700 美元 t 2005 年为 900 美元 t 3 现在由于苹果产量难以满足生产的需求 价格还在一直上升 对国内浓 缩苹果清汁行业十分有利 1 4 山东省浓缩苹果汁产业发展趋势 1 5 设计目的及依据 本设计将从苹果汁生产工艺 物料衡算和热量衡算 设备选型 环境污染治理等 几个方面入手 设计结构合理 生产规范 工艺先进的浓缩苹果汁厂 具体的内容将 以设计说明书和 CAD 图的方式呈现出来 1 5 1 拟建规模 本厂计划在三年内完成年产五千吨的苹果清汁浓缩汁生产项目 各生产设备陆续 到位 1 6 产品方案论证 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 5 1 6 1 依据 年产量50000t浓缩苹果清汁 1 6 2 要求 首先确定季节性产品的生产季节和班次 然后考虑调节性产品 做到产品产量 劳动力 班次 设备生产 水 电 气基本平衡 达到经济运行的目的 第二章第二章 厂区平面设计厂区平面设计 2 1 平面设计原则 1 按工厂规模及类别结合周围环境 布置上力求紧凑 节约用地 2 建筑物布置需符合工艺流程要求 生产线路短 合理组织人流和物流 3 各建筑物 构筑物应按各自性质 合理的在常年主导风向上进行布置 4 综合考虑全厂布置 要求合理 经济 高效 环保 2 2 厂址选择 本厂拟建于天水市国家经济开发区社堂工业园 用地代码为南区 M2 北临天北高 速 南抵羲皇大道 天水市社棠工业新城位于天水市区最东端 麦积区社棠镇 陇海铁路 国道 310 省道 305 穿越境内 距秦州区 13 公里 距麦积区 3 公里 初步形成了以公路 铁路组 成的交通系统 2 2 1 区位条件 天水市位于甘肃省东南部 黄土高原西部 渭河流域中上游 总面积 1 43 万 km2 是陇东南政治 经济 文化中心 天水东连关中 西通兰州 河西 南下经陇南 可入巴蜀 北上平凉 庆阳可达塞上 地理位置十分重要 2 2 2 交通条件 2 2 3 原料供应 天水是全国重要的果品生产基地 2009 年苹果种植面积 70 万亩 产量 4 02 亿公 斤 天水具有气候温和 光照充足 降雨适中 土层深厚 四季分明等特点 土壤 pH 值 5 5 8 0 年均气温 年降雨量 1 月中旬平均温度 年极端最低温度 夏季平均温度 大于 35 天数 夏季平均最高气温等生态指标 均符合国家农业部 苹果区域优势发 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 6 展规划 中苹果最适宜标准 果品栽培海拔 1000 1850 米 无霜期 165 230 天左右 大 于 10 的有效积温 2200 3500 昼夜温差在 10 15 年日照时数 2000 2300 小时 非 常有利于果品糖分的积累 2 3 建筑物布置原则 建筑物布置应严格符合食品卫生要求和现行国家规程 规范规定 尤其遵守 出 口食品生产企业卫生要求 食品生产加工企业必备条件 和 建筑设计防火规范 中的有关条文 各有关建筑物相互衔接 并符合运输线路及管线短捷 节约能源等原则 生产区 的相关车间及仓库组成联合厂房 2 3 1 生产车间 检验室及中心实验室的布置 1 布置在厂区全年最小频率风向的下风侧 2 生产区与厂外公路不应小于 30m 3 生产区有一定的绿化带 保持良好的卫生环境 2 3 2 公共设施布置 1 锅炉在满足工艺条件的前提下 宜靠近用气负荷中心 并应布置在厂区全年最 小频率风向上风侧 要有足够堆煤 堆渣的的场地 应设置运输煤渣的单独出入口 燃油锅炉要考虑油罐位置 2 变配电所应靠近制冷站等主要用电负荷中心 满足变压器进出方便及安装 维 修要求 3 制冷站应靠近冷库或与冷库结合位置 4 压缩空气站应布置在生产车间全年最小频率风向的下风侧 5 泵房给水系统应布置在较洁净的地方 6 污水处理站应在生产车间至少 30m 以外 并在生产车间全年最小频率风向的上 风侧 其周围应布置较多绿化带 2 3 3 库区布置 1 仓库应结合生产工艺要求和相关生产车间结合布置 有利于节约能源和土地 2 废弃物场地的设置应远离生产区 并设置专门的入口和清洗消毒设施 2 4 道路与绿化 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 7 2 4 1 道路 厂区出入口的设置结合了栖霞城市道路规划 人流 物流方向和全厂运输量 见 平面设计图 2 4 2 绿化 绿化对改善厂区的卫生环境和生产 生活环境是必不可少的 但特别注意的是 厂内绝对严禁种植飞絮植物 对于落叶植物的选用也会慎重 第三章第三章 产品工艺流程设计产品工艺流程设计 3 1 产品工艺选择及流程 3 1 1 果汁制取方法 目前国内外普遍采用压榨法制作苹果浓缩汁 压榨是通过推进一个挤压面将水果 中的固体 液体和气体所组成的混合物中的液体和气体物质从挤压室中排出来的过程 与浸提法相比 压榨法的出汁率较高 生产较为稳定 成本相对较低 是运用最为广 泛的苹果浓缩汁制取方法 本设计采用压榨法生产浓缩苹果汁 压榨法制取苹果浓缩汁的工艺流程主要包括 原料处理 破碎 榨汁 灭菌和冷却罐装等 其中苹果的出汁率主要由榨汁工段决定 因此采用先进的压榨机械有利于提高产量 原料处理和灭菌保证了产品质量 原料的 收应符合国家软饮料原辅材料的要求 GB10791 89 其工艺流程设计如图 3 1 所示 6 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 8 原料 精过滤 拣选抗坏血酸 碟式分离澄清处理 酶处理 冷却 200L 铝塑复合袋 铁 桶 真空浓缩 无菌储罐 冷库储存 18 浓缩苹果汁成品罐装高温杀菌 浓缩苹果汁成品 冷库储存 18 220L 铝塑复合袋 铁 桶 破碎打浆清洗榨汁离心分离 核皮 图 3 1 浓缩苹果汁生产工艺流程 3 2 生产工艺论证 3 2 1 原料的采集 3 2 2 原料的验收 每年 8 9 月份质检部到苹果种植区调查苹果成熟情况及农药使用情况 保证采购 区域周围没有化学污染及该区域未使用国家禁止的农药 生产期间 苹果验收按以下 要求进行 1 1 必须是合格供应商提供的原料 2 农残检验报告 3 腐烂率超标 6 的不收 4 质检员当场验收 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 9 3 2 3 原料预处理 1 初步清洗 清洗环节必须符合国家软饮料原辅材料的要求 GB10791 89 2 拣选 3 清洗 在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行苹果的清洗 通过破碎前的提升机 进行清洗 为了达到清洗农药的效果 在清洗水中加入 0 5 1 盐酸进行清洗 最后再 用清水冲洗干净 3 2 4 破碎破碎 破碎粒度一般控制到破碎粒度一般控制到 1 5 3cm 8 3 2 5 榨汁预处理榨汁预处理 采用酶处理 将果浆迅速加热到 40 45 在搅拌器中搅拌 15 20min 通风 添加 0 02 0 03 高活性酶制剂 在 45 处理 1h 并间歇缓慢搅拌 9 3 2 6 原料果的压榨 在压榨过程中果浆分布尽可能的均匀 果浆厚度控制在 3 6cm 之间 榨带张力根 据果浆的性质加以调节 以出汁率作为衡量标准 3 2 7 酶处理 使用单一品种的酶处理 澄清效果往往不好 所以本设计采用纤维素酶 果胶酶 淀粉酶和蛋白酶各适量并用 以提高澄清效果 在室温下 20 25 果汁存放在大 罐中进行冷却酶处理 处理时间为 6 8h 3 2 8 过滤 采用硅胶土过滤 硅胶土的需要量 依果汁的浑浊度和果汁的黏度而定 40 40cm 的板框可容纳 1 5kg 的硅胶土 60 60 的板框可以容纳 4kg 硅胶土 苹果汁过滤使用硅 胶土为 1 2kg 1000L 9 3 2 9 浓缩 浓缩可以使果汁中的固形物从 5 20 提高到 60 75 提高糖度和酸度 增加产品 稳定性 抑制微生物繁殖 浓缩苹果汁 应该保存新鲜水果的天然风味和营养价值 采用真空浓缩设备浓缩至 30 左右 糖度 65 68 10 3 2 10 灭菌和灌装 苹果汁采用高温灭菌 通过管式蒸发器加热至 95 维持 10s 灭菌后趁热灌装 灌装后的成品直接入库 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 10 3 3 质量指标 根据中华人民共和国农牧渔业部标准 果汁饮料总则 NY 145 88 标准 第四章第四章 主要设备工艺衡算和选型主要设备工艺衡算和选型 9 9 浓缩苹果汁生产主要设备包括真空浓缩设备和灭菌设备 苹果汁在经过浓缩处理之 后要进行高温灭菌 保证无菌灌装 若灭菌不彻底 可造成致病菌残留 微生物腐败 进而影响产品质量 本章主要目的是对真空浓缩设备和高温灭菌设备进行工艺衡算和 选型 4 1 物料衡算 根据生产规模而设计全年工作 180 天 每天三班 每班 8 小时 根据年产 5000t 规 模 则每小时产量要达到 0 8t 为进行主要设备工艺计算 首先进行物料衡算 1 班产量的确定 日产浓缩汁量为 5000t 180天 27 77t d 班产浓缩汁量为 27 77 3 9 3t 2 通过酶解 过滤得到的澄清果汁经蒸发浓缩 浓缩到原来质量的 1 5 1 7 糖度 在 65 75 左右 在设计按照浓缩到 1 6 浓缩果汁的浓度为 70Brix l 来计算 每班澄清苹果汁生产量 浓缩倍数 班产浓缩汁量 t 班 6 9 3t 班 55 8t 班 生产的损耗量如表4 1 16 所示 表 4 1 生产损耗一览表 项目损失量 拣选 清洗 破碎 压榨 去渣 超滤 浓缩 0 5 0 2 0 2 13 2 0 4 0 3 出汁率为 100 0 5 0 2 0 2 13 2 0 4 0 3 85 所以每天 3班 需要3 55 8 85 196 94t新鲜苹果进行生产 即每生产1t浓缩苹果汁 需要新鲜苹果 1969 40277 777 10t 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 11 每小时处理原料量 7 10 856 8 t h 4 2 真空浓缩设备工艺衡算与选型 目前 蒸发浓缩工艺是一种最主要的果汁浓缩工艺 其实质是通过加热沸腾使水 分从果汁中分离出来 真空浓缩的优点是 料液沸点低 浓缩速度快 能用低压蒸汽 为热源 利于保持食品营养成分 能耗小 为确定真空浓缩设备型号 对浓缩装置蒸发室进行工艺衡算 根据工厂实习所得 数据 苹果汁在进入浓缩设备之前 温度大约为 20 注 进料量 F 558 8 69 750t h 69750Kg h 表 4 2 流体相关物理参数 项目苹果汁料液 进口温度 20 进料量 kg h69750 进料浓度0 2 出料浓度0 7 4 2 1 水分蒸发量 W 的计算 苹果汁凝缩比不是很高 可试用双效蒸发器 为便于计算和安装 假设蒸发室传 热面积相同 0 2 1 X WF X 4 2 1 1 数据代入式 4 2 1 1 得 0 2 697501 0 7 49800 W Kg h 二效完成液量 2 6975049800 19950 LFW Kg h 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 12 假定每效蒸发量相同 12 498002 24900 WW Kg h 对一 二效进行总物料衡算 11 FWL 4 2 11 LFW 1 2 数据代入式 4 2 1 2 得 1 6975024900 44850 L Kg h 一 二效进行溶质物料衡算 4 2 1 3 011 FXL X 数据代入式 4 2 1 3 得 1 69750 0 2448500 310X 2 0 7X 4 2 2 加热蒸汽蒸发量 D 的计算 4 2 2 1 总传热系数 K 的计算 由于处理量较大 本设备换热器采用的无缝钢管 导热系数 45W m k 100 5 表 4 3 流体相关物理参数 20 苹果汁料液 污垢热阻 m2 k kw 1 2 10 3 密度 kg m 3 1280 热导率 W m k 0 42 粘度 Pa s 2 2 10 3 管外传热系数 W m 2 K 1 6800 Pr210 1 一效总传热系数 K1 计算管内对流传热系数 2 令管内料液流速为 15m s 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 13 4 2 2 1 Re du 数据代入式 4 2 2 1 得 3 0 1 15 1280 Re 2 2 10 87080 Re 10000 4 2 2 2 0 80 4 0 023RePrNu 数据代入式 4 2 2 2 得 0 80 4 2 2 0 023 87080210 397 0 42 397 0 1 1660 Nu Nu d Wm k 又因为 4 2 2 3 111 12 111222 111 ss m dddb RR Kddd 式中 d1 90mm d2 100mm dm 95mm 数据代入式 4 2 2 3 得 2 1 1440 KWm k 2 二效总传热系数 表 4 4 流体相关物理参数 31 苹果汁料液 污垢热阻 m2 k kw 1 26 10 3 密度 kg m 3 1370 热导率 W m k 0 48 粘度 Pa s 2 2 10 3 管外传热系数 W m 2 K 1 5200 Pr240 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 14 流速 m s 12 计算管内对流传热系数 2 则 3 0 1 12 1370 Re93400 2 2 10 du Re500 0 Re 摩擦系数 0 0 2880 288 0 55 0 6 Re1570 f 挡板数 6 1129 0 2 B l N h 管束损失 4 3 3 3 2 00 10 1 2 cB u pFf n N 将数据代入式 4 3 3 3 得 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 25 2 1 1280 0 108 0 4 0 6 10 29 1 2 537 p Pa 缺口损失 2 00 2 2 3 5 2 2 0 2 293 5640 0 6 620 B uh pN D Pa 壳程损失 12 5376201 15 11330 sSS pppF NPa 经核算 管程和壳程阻力损失均不大 适用 4 3 4 传热计算 1 管程给热系数 以上计算出 再计算 i 5 Re6 5 10 i Pri 4 3 4 1Pr ii i i cp 将数据代入式 4 3 4 1 得 36 2 48 102 1 10 Pr0 04 0 42 i 0 8 50 3 0 0236 5 100 04391 i Nu 4 3 i ii i Nu d 4 2 将数据代入式 4 3 4 2 得 2 0 42 3915611 0 02 i Wm K 2 壳程给热系数 以上计算出 0 0 Re1570 33 0 3 1 102 2 10 Pr8 2 0 84 故 0 551 3 0 0 36 15708 2 41 Nu 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 26 0 2 410 84 0 025 1377 Wm K 3 传热系数 4 3 4 3 00 0 00 111 i iii d d rr kadda 将数据代入式 4 3 4 3 得 0 111 1 251 25 10 002 56111377 0 0007 k 2 0 1420 KWm K 4 传热面积 A0 4 3 4 4 0 0m Q A Kt 将数据代入式 4 3 4 4 得 7 0 2 0 7 10 1420 45 96 A m 5 裕度 4 3 4 5 0 AA A 将数据代入式 4 3 4 5 得 12296 122 21 3 与热交换器列出的面积 A 122比较 有近 21 3 的裕度 从阻力损失和传热面 2 m 积核算可得 所选换热器适用 4 3 5 结论 灭菌设备热交换器工艺衡算结果如表 4 11 所示 表 4 11 热交换器工艺衡算结果汇总 项目数据 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 27 热交换器传热面积 两台 2 122m 热交换器参数见表 4 3 管程损失 2 9KPa 壳程损失 1330Pa 传热系数 2 1420 Wm K 裕度21 3 根据热交换器选型计算结果 高温灭菌设备选用两台 RP6L 40 套管式高温灭菌设 备 其主要技术参数如表 4 12 所示 表 4 12 P6L 40 套管式高温灭菌设备参数表 型号 RP6L 40 处理能力 t h 25灭菌温度 90 100 蒸汽压力 KPa0 45 0 6 需泵数量 2 高温保持时间 s 10设备质量 Kg850 电动机功率 Kw 台 3料液出口温度 40 电动机型号Y900L 4 外形尺寸 长 宽 高 mm 2000 1400 18 00 第五章 辅助设备选型及水 电 气估算 根据前一章的物料衡算可知 全年工作 180 天 每天三班 每班 8 小时 根据物 料衡算数据进行辅助设备的选型 生产的物料衡算数据如表 5 1 所示 表5 1生产物料数据一览表 名称 数据 苹果汁产量 T h8 班产量 T93 原料处理量 T56 8 生产一吨成品耗用原料量 T7 1 5 1 生产工段 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 28 1 斗式提升机 2 拣果机 3 洗果机 4 破碎机 5 带式压榨机 5 2 无菌灌装 5 3 CIP 系统 为了能保证一定的清洗效果 提高产品的安全性 节约操作时间 提高效率 节 约劳动力 保障操作安全 节约水 蒸汽等能源 减少洗涤剂用量 生产设备可实现 大型化 自动化水平高 延长生产设备的使用寿命 采用朗高科技有限公司生产的 CIP 就地清洗系统 朗高科技 CIP 就地清洗系统基本参数如表 5 7 所示 表 5 7 朗高科技 CIP 就地清洗系统基本参数 型号朗高科技 CIP 就地清洗系统 操作压力 Mpa 0 3 0 7 罐内常压 Mpa 0 5 操作温度 60 138 外形尺寸 m 3 0 1 4 2 电机功率 kw 2 2 离心泵流量 T h 10 离心泵最大扬程 m 35 5 4 全厂水量计算 5 4 2 全厂用水量计算 1 冲果 因为每天需将277 77t 7 10t 1972 20t苹果进行生产 而1t苹果需要1t水来 冲 这些水部分可以循环利用 因此冲果用水量为1972 20t 假设有l 3水可以循环 因 此需水量为w1 1314 80t d 2 洗果 原料果在预处理阶段要经过清洗 洗果用水量为冲果的1 3 因此洗果 用水为W2 1972 20t 3 657 4t d 3 设备清洗 每天清洗1次 清洗一次用水70t 因此设备清洗用水量为W2 70t d 4 地坪清洗 每天清洗一次 清洗每平方米地坪需要用水O 02t 车间总面积为 因此地坪清洗用水量为w3 2500 0 02 50t d 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 29 5 锅炉房用水 锅炉房用水主要是为得到蒸汽 可以循环利用 水量不计且损失忽略不计 6 水处理系统水耗量 原水进水运行水量 W4 23t h C1P系统水耗量 W5 0t h 注 CIP用水在未生产时使用 用水量归属于其它用水 7 生活用水 生活用水的多少与当地气候 人们的生活习惯以及卫生设备的完备程度有关 根 据天水当地类似企业和居民的生活用水量估算出出企业用水指标如表表5 8所示 表 5 8 企业员工生活用水指标 用水部门单位最高日生活 用水定额 L 使用时间 h 小时变化系 数 管理人员每人每班30 5081 5 2 5 车间人员每人每班30 5081 5 2 5 淋浴用水每人每次40 6011 职工食堂每人每次20 2512 161 2 1 5 其他用水每人每次30 4081 由上表估算生活用水消耗量 6 89 Wt d 5 5全场用电荷性质及计算 5 5 1 苹果浓缩汁厂用电特点 随着工厂机械化水平不断提高 用电设备逐年增加 变配电设施宜留有一定的发 展余地 5 5 3 负荷计算 生产各设备功率如表 5 9 所示 表 5 9 主要设备功率 名称 功率 KW 数量 台 提升机 20kw4 拣果机 20kw2 毛刷洗果机 20kw2 破碎机 30kw2 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 30 带式压榨机 30kw2 无菌灌装 1kw4 水系统 40kw1 锅炉 30kw4 浓缩机 40kw2 压缩机300kw2 CIP 10kw1 照明 取暖等设施650kw 总耗电1744kw jxp PK P 1046 4 0 85 889 44kwtan jj QP 式中 cos jj SP Kx 用电设备的需要系数 果汁饮料厂0 5 0 6 按照0 6计算 Pp 用电设备的装接容量之和 kW Qj 广最大计算无功负荷 kW Sj 最大计算视在负荷 kW cos tan 用电负荷的平均自然功率因素及其正切值 综上所述 可选两台 1000 kW 变压器 5 6 全厂热负荷计算 5 6 1 供热内容 1 工艺热负荷 Q1 1 物料的浓缩 2 脱气 均质 灭菌的耗气 3 CIP 的耗气 4 水系统的耗气 1 200042002002600 9000 Q kg h 2 采暖空调热负荷 Q2 部分车间和办公楼的采暖和空调 采用 0 3 0 5MPa 饱和蒸汽 2 6000 Qkg h 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 31 3 生活用热负荷 Q3 全厂职工生活用热负荷需 0 3 0 5MPa 饱和蒸汽 3 10000 Qkg h 4 锅炉房自用热负荷 Q4 热力喷雾除氧及燃油锅炉房的重油罐加热和重油管道伴热 用 0 2 1 0MPa 饱和蒸 汽 4 4500 Qkg h 5 管网损失热负荷 Q5 管网损失热负荷一般为供热总量的 5 8 取 6 5 6 2 全厂热负荷计算 5 8 2 1 max12345 QQQQQQ 将数据代入式 5 8 2 1 得 9000 6000 10000 4500 9000 6000 10000 4500 6 31 3t h max Q 最大热负荷 0max QK Q 5 8 2 2 式中 K0 同时使用系数 取 0 7 将数据代入式 5 8 2 2 得 31270 0 7 21 9 Q t h 5 6 3 锅炉房选型 1 锅炉的类型 由于我国石油工业的发展和环保对城市大气质量要求越来越高 采用燃油燃气锅 炉 表 5 10 锅炉房锅炉选型规格 锅炉类型 WNS6 3 1 Y Q 数量 台 4 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 32 锅炉功率 hp400 工作压力 MPa1 蒸汽温度 饱和 185 输出热量 103Kj h 14108 底座尺寸 长 宽 m 4 0 2 1 油耗量 kg405 燃油耗量 天然气耗量 L472 受热面积 m2186 轻油10 31 耗电功率 Kw 重油30 26 外形尺寸 长 宽 高 m 6 3 3 6 4 1 2 锅炉台数 一般锅炉的经济负荷是额定蒸发量的 70 80 锅炉房内的锅炉台数应满足热负 荷的调度 锅炉的检修 一般不少于 2 台 锅炉选型参数如表 5 4 所示 第六章 辅助部门设计 6 1 仓储 1 低温库 本设计冷库为低温库1个 低温库为冷冻浓缩苹果汁和其它需冷冻原料贮藏用 冷 库总面积1620平方米 30m 54m 6m 采用钢结构大棚 半包金属彩瓦 低温冷藏库 30m 24m 6m 库温 18 低温库存储量5000吨 2 原料库 原料库供原料贮藏用 面积30m 30m 6m 库温0 44 存储量5000吨 6 2 机修间 机修间根据生产规模而定 能满足生产即可 6 3 产品化验室 感官评定 理化检测 微生物检测 此化验室设计于车间入口处 方便生产过程的理 化指标控制 感官评定以及微生物的检测 对产品质量从原料进入到车间成品入库进 行全过程检测 控制 面积为 10 8 80 平方米 6 4 工厂运输系统 1 厂外运输 新鲜水果采摘后由质监部门检验后 过磅装入塑料箱或框内由汽车运入工厂内过 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 33 磅进入仓库 塑料箱周转使用 2 厂内运输 厂内运输可采用电瓶铲车 3 车间内运输 车间内运输包括水力运输和输送带运输 4 车库及维修 厂外运输尽量依靠外界物流 工厂本身可配备必须的专用车辆 厂内维修站仅需 配备一些必要的工具 大修原则上由社会上的维修站承担 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 34 第七章 污水处理系统设计 7 1 苹果浓缩汁厂污水对周边环境的危害 果汁生产企业在为我国经济做出贡献的同时 也带来了环境污染问题 特别是废 水污染问题尤为突出 果汁加工厂每加工 1 吨原材料 就产生 3 8 10 5 立方的废水 由 于果汁生产废水的高有机负荷及酸碱浓度变化使水体内生态系统结构受损 使鱼虾的 摄食 生长受到严重影响 甚至使鱼虾中毒 发生疾病或死亡的事件频频发生 对周 边的作物产量和品质都造成严重的影响 7 2 污水处理系统设计依据 1 室外排水设计规范 GBJ14 87 2 污水综合排放标准 GB8978 1996 第八章 技术经济分析 技术经济分析主要从经济的角度出发 根据国家现行的财务制度 税务制度和现 行的价格 对建设项目的费用和效益进行测算和分析 对建设项目的获利能力 清偿 能力和外汇效果等经济状况进行考察分析的一项研究工作 这一研究工作的目的是通 过分析 定性定量地判断建设项目在经济上的可行性 合理性及有利性 从而为投资 决策提供依据 8 1技术经济论证的程序 1 建立多种技术方案 2 确定对比方案评价标准 3 对技术方案进行分析 计算 比较 4 综合分析 评价 择优 8 2 总投资 总投资是指一定时期内固定资产投资与流动资产投资之和 固定资产投资是指 国民经济各部门对固定资产的全部投资 包括基本建设投资 更新改造投资 和其 他固定资产投资 以及与工程项目有关的地质勘探和 勘察设计的支出等 流动资产投 资是指各部门占用的原材料 在产品 成品和商品库存 以及战略物资储备等的 增加额 8 2 1产品成本 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 35 说明 已求得每日处理原料果 1972 17t 生产浓缩果汁 277 77t 8 2 1 1原料苹果 根据天水苹果收购市场分析 年平均收购价格为 480 元 t 每生产一吨浓缩苹果汁 消耗原料果的成本为 7 1 480 3408 元 8 2 1 2 包装材料 表 8 1 包装材料参数表 名称净重价格 元 产品结构 220L 铝塑复合袋 铁桶 300kg25060 200L 铝塑复合袋 铁桶 240kg22040 成品仓库设置为 20 天的储存量 20 天生产果汁 277 77 20 5555t 220L 铝塑复合袋 铁桶数量 5555 60 0 3 11111 个 200L 铝塑复合袋 铁桶数量 5555 40 0 24 9259 个 注 为保证储存安全各加 100 个备用 包装材料成本 万元 11111 1002509259 100220486 2 8 2 2设备成本 表 8 2 设备投资一览表 设备名称单价 万元 数量总价 万元 提升机20480 拣果机8216 毛刷洗果机12 4224 6 破碎机25250 带式压榨机2002400 浓缩机552110 无菌灌装1604640 水系统63 17163 17 锅炉654260 压缩机802160 CIP1601160 其他80 合计362684 77 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 36 表 8 3 全厂总设备投资 项目金额 万元 生产车间设备2684 77 设备安装和调试120 质检部门仪器投资100 电力 消防系统300 合计3204 77 8 2 3水 电 气成本 1 水 已估算出全厂每日用水量 Q 3074t d 设定水价格为 2 1元 t 则 全厂每日水费 2 1 6455元 每t浓缩果汁所需的水价为6455 277 77 23 2元 2 电 已估算出每日总用电量 1744kw 18h 31392度 设定电价为 0 44元 度 则 全厂每日电费31392 0 44 14100元 每t浓缩果汁所需的电价为50元 3 气 根据水电汽衡算 需要504t d 每t蒸汽计60元 则 每 t 浓缩果汁所需的蒸汽费用费为 504 277 77 60 109 元 8 2 4设备折旧 根据现行财务制度的规定 企业固定资产折旧采用平均年限法 年折旧额 固定资产 年折旧率 净残值率取 5 折旧年限为 10 年 固定资产 2524 77 2050 29 8 38 35 4644 万元 年折旧率 1 5 10 0 095 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 37 年折旧额 0 095 441 2 万元 8 2 5工资和员工福利 8 2 5 1员工工资 根据天水市最低工资标准以及同行业标准 生产人员年平均工资为 19000 元 管 理人员年平均工资为 25000 元 全厂员工年工资总支出 19000 109 25000 63 364 6 万元 8 2 5 2员工福利 员工福利按企业工资总额的 14 计算 员工福利为 364 6 14 51 044 万元 8 2 6土建成本 表 8 4 土建成本估算 项目金额 万元 生产车间建设650 全场公共系统建设820 员工宿舍600 冷库400 绿化120 不可预见费用100 合计2690 8 2 7 其他 8 2 7 1污水处理系统成本预算 表 8 5 土建费用预算 序号项目名称 结构尺 寸 数量 造价 万元 结构及其说明 1调节池8 4 4m13 2 地下砼结 构 2缺氧池4 4 3m11 2 地下砼结 构 3好氧池 12 4 3 m 13 6 地下砼结 构 4二沉池3 2 3m10 45 地下砼结 构 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 38 5风机房基础2 5 2 510 1 地下砼结 构 小计8 55 工程总投资 1 土建费 8 55 万元 2 设备费 29 8 万元 3 合计工程费用 8 55 29 8 38 35 万元 运行费有如下 总装机容量 16 6Kw 实际运行 8 5Kw 1 电费 E1 8 5 Kw 0 65 元 Kw 5 525 元 10m3 h 0 553 元 吨水 2 人工费 E2 3 人 30 元 天 90 元 240 吨 天 0 375 元 吨水 合计 E E1 E2 0 928 元 吨水 8 2 7 2销售费用 按照销售额的0 8 计算 苹果汁销售价为每吨8000元 销售费用为 4亿元 0 0008 320万元 8 2 7 3商检费用 按照销售额的0 15 计算 商检费用为4亿元 0 0015 60万元 8 2 7 4财务费用 总贷款4亿元 年息按照0 058 计算 贷款费用为4亿元 0 058 2320万元 8 2 7 5管理费用 管理费用按照每年 280 万元计算 8 3 财务评价 说明 浓缩苹果汁生产成本如表 8 6 所示 表 8 6 浓缩苹果汁生产成本 名称消耗定额单价 元 合计 元 原料果 220L 包装材 7 1t 2 1 6 480 250 220 3408 500 352 黄滕 年产 50000t 苹果清汁浓缩汁厂的设计 39 料 200L 包装材 料 水 电 气 劳动成本 税收 总计 128t 1744kw 21t 2 1 0 44 60 23 2 50 109 80 640 780 5162 元 t 8 3 1毛利润的计算 每吨浓缩果汁出厂平均价为8000元 全年销售收入 8000 50000 4亿元 全年毛利润 8000 5162 50000 14190 万元 8 3 2年利润 毛利14190万元 设备年折旧额441 2万元 土建等年折旧140万元 销售费用320万 元 财务费用2320万元 土建费2690万元 其他费用3204 77万元 5074 03万元 8 3 3税收 按照销售额的8 计算 11 年税收为 4 亿元 0 08 3200 万元 8 3 4盈利能力分析 1 全厂年固定资产总投资 全厂年固定资产总投资 2690 3204 77 2320 320 8534 77万元 2 资