年产4000吨苹果醋饮料生产流程工艺设计实现可行性方案

总损失率管路损失1灌装损失3检验及其他操作损失3空瓶损失1胶帽损失0.5瓶盖损失1标签损失0.5发酵液总损失15以浓缩苹果汁为基准，对苹果醋的生产进行物料衡算计算发酵液浓缩苹果汁：纯水的用量：；总发酵液：酒精培养液的用量： （按的比例加酵母菌悬浮液），则酒精发酵液的总用量：醋酸发酵液的用量： （当酒精发酵完毕后，按15%的比例加入酵母菌悬浮液）总发酵液：发酵损失：过滤及管道损失：到达调配罐中的液体：

0.1kg的苹果醋的需要加0.002kg），则0.1kg的苹果醋的需要加0.002kg），则入蜂蜜的量为0.007kg，蔗糖的量为0.007kg以及香精的量为（3）计算成品醋装罐损失：检验及其他操作损失：最终成品醋：2.10生产1t苹果醋所需要的原料（1t=1000kg）苹果汁的用量：纯水的用量：酵母菌培养液的用量：酒精发酵液用量：醋酸菌培养液的用量：醋酸发酵液的用量：发酵损失的量：管路及过滤损失：达到调配罐中的液体的量：调配液的用量：2.11生产4000t苹果醋所需的原料浓缩苹果汁用量：纯水用量：酵母菌培养液的用量：酒精发酵液用量：醋酸菌培养液的用量：醋酸发酵液的用量：发酵损失：管路及过滤损失：达到调配罐中的液体调配液的用量：2.12生产能力的计算工作日：300d；生产周期：6d；每天生产能力：一周生产能力：每天需要纯水的量：每天需要的浓缩苹果汁的量：每天需要酵母菌培养液所需的量：每天需要醋酸菌培养液所需的量：2.13生产1t苹果醋所消耗的原料定额表2.13生产消耗1吨苹果醋所用原料的定额序号名称单位消耗定额1浓缩苹果汁kg124.72纯净水kg748.13酵母培养液kg1.74醋酸菌培养液kg130.95调配液kg146.73热量衡算3.1酒精发酵前灭菌用的蒸汽量酒精发酵前灭菌的过程需要物料为:Q—物料流量，Q物料比热容的计算式式中，—水的比热，—原料的浓度，%—物料的初始温度，—物料的最终温度，—加热蒸汽的焓，—加热蒸汽冷凝水的热焓，用板式换热器将物料由预热到则蒸汽量为由公式：，即代入相关数据得因此可知，每天发酵前灭菌需要蒸汽：，每年需要灭菌蒸汽为：酒精发酵前冷却水的用量由灭菌流程可知，需要将温度为的热料降至室温料，使得冷却水从升至。Q—物料流量，—物料的初始温度，—物料的最终温度，—物料的比热容，—冷却水的比热容，—冷却水进口温度，—冷却水出口温度，由公式：，代入相关数据，得由此可知，每天酒精发酵需要冷却水为：每年酒精发酵需要冷却水为：灭菌过程中的热损失假设发酵罐的外壁温度为，此时辐射与对流的联合的给热系数设，发酵罐的表面积为125，则耗用的蒸汽量为：由公式，代入相关数据得装罐前的灭菌用的蒸汽量酒精发酵前的灭菌过程年产料为：Q—物料流量，物料比热容的计算式:式中，—水的比热，—原料的浓度，—物料的初始温度，—物料的最终温度，I—加热蒸汽的焓，—加热蒸汽冷凝水的热焓，用板式换热器将物料由预热到则蒸汽量为由公式：，即代入相关数据得因此可知，每天发酵前灭菌需要蒸汽：，每年需要灭菌蒸汽为：装罐后所需冷却水的用量有灭菌流程可知，的热料最终要变成，在此过程中冷却水由原来的升高的。Q—物料流量，—物料的初始温度，—物料的最终温度，—物料的比热容，—冷却水的比热容，—冷却水进口温度，—冷却水出口温度，由此可以计算出水的用量：因此可知，每天发酵前需要用水：，每年发酵前需要用水：。4发酵车间调配罐尺寸的设计计算本设计采用的是具有耐腐蚀，易清洗等特点的发酵设备，且该设备对发酵出的苹果醋无不良影响。为了防止发酵液的流出，因此设定其装满系数为：80%酒精发酵罐的计算4.1.1发酵罐容积及数量的确定容积：（5、10、20、50、75、100、120、150、200、250、500、550、600、780）容积越大，经济越好但风险也大。日产13t，则进行酒精发酵的液料量为：，混合液体密度按照水的密度计算装罐系数为80%，则每天需要发酵罐的总容量为故此本设计所选用的容积为10的六叶搅拌型发酵罐，按要求假设每天需要发酵罐数为：泵的选型泵的扬程H式中，—压头与地面的距离差，m；—液体的静压头，m；由于液面之间为大气压，故；—液体的动压头，m；—压头损失，m由于发酵罐的界面比管路截面大的多，可以忽略不计，即故又因为一般情况下，泵的实际扬程有适当的余量是正常情况下的倍。则实际扬程为：所以选择型号为IS100-80-1854的物料泵，其流量为60m3/h，轴功率5.86kw.h,效率电机功率为：11kw.4.3管径的计算由泵的选型可知，流体在管内的流量、流速与管径之间的关系可求出相应管道的内径：[12]式中：—管道内径，m；—流体流量，—流体流速，;—流体的质量流量，4.3.1物料管路的计算有前面物料衡算可知，1t苹果醋所消耗的进料为：一天可以生产13t苹果醋，所以天所需要原料：那么每小时需要原料为：查表可知淀粉发酵液的与水的密度相近，则:（取）故，物料输送的管径为的不锈钢管。4.3.2自来水管的流速自来水管的流速：，则故，自来水管的管径为的不锈钢管。5水、电的估算5.1水的估算5.1.1生产车间的用水生产车间用水主要有以下几个方面：（1） 调配稀释：年产4000t苹果醋所需的纯水用量为：（2） 其他清洗用水：在工艺流程中需要加水工序，大约估计需要用水量为 1000t左右。（3） 设备清洗用水：每次清洗用水大约为 2.3t,因此每年需要设备清洗用水量为：（4） 地面、地坪的清洗：每次清洗每平米地坪大约需要用水0.01t，车间总面积1000,所以没年地面、地坪清洗用水为：锅炉房用水锅炉房用水主要为水蒸气，能够循环使用，故可以忽略。

5.1.3生活用水生活用水一般跟人们的生活习惯，地理条件，个人因素有关。故，根据普遍居民用水情况,大约每班用水量为3t，则年生活用水量为：5.1.4总用水量Q=2992.4+1000+2070+3000+2700=11762.4t5.2电的估算5.2.1全厂用电估算全厂用电分为车间内和车间外，车间内采用节能灯，车间外一般采用 100-200W的日光灯。厂区的照明相关参数如下表：名称规格（w/kw.h）面积用电量水处理车间62401440发酵车间69005400装罐车间615009000化验室0.512060仓库0.0546023

动力车间和电室2120240机修车间0.512060空气净化机房0.256015锅炉房0.110010更衣室0.510050办公0.1253000375522全厂总用电的计算总用电量=生产车间用电+照明用电W=144+5400+9000+60+23+24+15+10+375+50=15317kw6附录及结果］附录1生产能力的计算结果总汇项目结果单位每天生产（d）13t每周生产（D）78t每天需要纯水的量9.8t

每天需要苹果醋的量1.6t每天需要浓缩酵母菌培养1.7t液的量每天需要醋酸菌培养液的1.9t量附录2传热量计算的汇总项目结果单位水的比热容（C1）4.18物料的比热容（C2）3.583物料流量（Q）1091加热蒸汽的焓（I）2738冷却水的进口温度（ T1）20冷却水的出口温度 （T2）50酒精发酵前灭菌用量63.4(W1)酒精发酵前冷却水用量1246.9(M1)热损失（W0）191.3装罐前灭菌用的蒸汽量269.6(W2)装罐后冷却水的用量4763(M2)发酵罐尺寸及水电用量结果汇 附录总附录3发酵罐尺寸及水电估算汇总项目结果单位发酵罐容量（）10混合密度按水密度计算1000装罐系数80%泵的扬程（实际）16.28水的总体估算量11762.4t电的总体估算量15317kw7结语本次设计主要进行的是对年产 4000t苹果醋的工艺流程设计，在了解了苹果醋饮料行业的巨大发展潜力之后，新型的设计方案能够使得到苹果醋无论从质量还是产量均大大提高。按照计划任务书的要求， 本设计对其生产车间，发酵车间，水电等进行了估算，利用物料衡算和能量衡算得出确切方案，本设计具有很好的实践性和可行性。在本次设计中，由于理论知识和设计经验的不足， 使得在设计过程中存在许多方面的不足，也可能存在计算与实践不符的偏差， 故本设计任然需要进一步改进， 需要老师的多多指点，并加以改进。参考文献[1]饮食中醋的好处[N]，上海体育学院学报，1999年，第2期.[2]徐超群，王亚莉，黄从军，洪厚盛，苹果醋的开发与研究综述 [J]，2011年，第2期：7-9.[3]顾晓栋，苹果醋的八大健康益处[J]，2012年.[4][徐澄，苹果醋的十大新好处[J]，2011年.[5]送芝强，苹果醋市场状况分析及发展前景 [J]，2002年，第5期：5-6.[6]杨萍芳，苹果营养醋的发展状况及生产方法 [J]，2005年，第4期：68-69.[7]傅亮，彭英，陈宇哲，双菌种发酵法制备苹果醋的研究 [J]，2014年，第2期：72-74.[8]李永军，延安苹果“北扩”战略中的延长县苹果产业发展对策研究[D]，西北农林科技大学，赵政阳教授，2012年[9]李晓楼，杨丽华，苹果醋生产工艺关键工序探讨[J],2012年，第5期：83-86.[10]党蕊叶，权清转，李同生，王开峰，苹果醋生产工艺研究[J],2003年，第1期：151-152.[11]李莉，田士林，苹果醋生产工艺研究[J]，2006年，第16期：4091-4096.[12]王颉，食品工厂设计与环境保护[M]，化学工业出版社，2006年,183-239.致谢时光飞逝，岁月如梭，四年的大学学习生活就要结束，在此刻我想对我的母校、我的父母、我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢我的马琳老师的悉心指导，在我撰写论文的过程中，马老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、总体设计构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，导师都给出了富有建设性的启发和建议。尤其是在最终定稿的时候，导师多次给予指导使得本论文更加的流畅，