年产100t苹果清汁浓缩汁工厂设计.doc

1、年产loot苹果清汁浓缩汁工厂设计班级：2008级生物工程专业本科班指导教师：盛文军设计时间：小组成员：贾贵山2008111011X静2008111056X 彦芳2008111060梁超:20081110设计任务书一. 设计标题年产100吨苹果清汁浓缩汁食品厂设计二. 完成期限三. 厂址选择四. 建设的目的和意义本厂计划在一年内完成100吨苹果清汁浓缩汁的生产项目，各生产设备陆续 到位，结合当地的苹果原料资源与廉价的劳动力资源， 分步实施规划，循序渐进。 保证优良的品质的前提下提高产量。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，本 钱相对较低，

2、是运用最为广泛，普与的苹果汁制取方法。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300ml瓶装规格的产品，国内产品根据要求可采用 玻璃瓶包装。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 XGB14881-2003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，生活设施与污水处理系统等几局部组成， 工作 人员包括经营管理人员，生产工人，技术工人，销售人员，财务人员等。这些人员多从某某当地招聘七. 公用设施包括厂区道路、消防设施，给排水、电、汽与“三废治理等方面。这些设 施的建设

3、应严格按照国家标准，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. 建厂进度设计完成或具体施工由聘请的专业建筑公司来完成，完工后与时进展试产, 试产合格后正式投入使用。九. 设计成果形式设计说明书：平面设计图纸：附图一厂区平面图附图二生产车间布置图附图三真空浓缩设备流程图十.设计计划与进度2011年6月准备资料2011年6月参观实习2011年6月确定方案2011年6月工艺设计2011年6月数据核算2011年6月设计定稿第一章绪论1.1苹果与其营养价值 苹果学名：Malus domestica丨是蔷薇科苹果亚科苹果属植物，落叶乔木。苹 果的果实富含矿物质和维生素，

4、为人们最常食用的一种水果，其味酸甜可口，老 幼皆宜。苹果具有很高的营养价值和医疗价值。每100g鲜苹果果肉中含糖类15g, 蛋白质，粗纤维，钾110mg钙，磷11mg铁，胡萝卜素，维生素 Bi，维生素 B，尼克酸，以与锌、山梨醇、香橙素，维生素C等。1.2苹果汁的营养价值苹果汁含有丰富的营养物质，具有极高的营养价值和医疗保健作用。 食品所 提供的热量多少由卡路里Calorie来表示，简称卡。一个普通大小的苹果大 概能提供80卡的热量，由此可知，苹果汁的热量并不高，但苹果汁营养的生理 意义在于其中的营养成分能够迅速地被人体吸收。原因在于苹果汁中的可溶性固形物绝大多数可溶解于水中，只有少局部溶解于

5、有机酸和其他物质中。 苹果汁中 主要含有的糖类物质是葡萄糖和果糖， 这两种单糖很容易被人体吸收，在体内迅 速被肠胃吸收从而进入血液循环系统。 因此，从营养学角度来看，苹果汁对人体 非吊有益。1.3我国浓缩苹果汁产业的开展现状与趋势我国浓缩苹果汁生产最早从某某开始。l983年，某某中鲁公司开始进口浓 缩苹果汁的生产加工设备，直到上世纪九十年代中期，浓缩苹果汁的生产加工主 要在某某，年产量不超过2000吨。从上世纪九十年代中期开始，浓缩苹果汁的 生产加工得到了迅猛的开展，生产加工企业由八十年代集中在某某苹果主产区， 开展到某某、某某、某某和某某等苹果产区。浓缩苹果汁加工企业由八十年代的 一家开展到

6、目前的三十五家，年加工业生产能力从九十年代中期的1600吨猛增至现在的90多万吨。目前我国已成为世界浓缩苹果汁的第一大生产国和出口国。 目前全国浓缩苹果汁生产企业已可年转化近600万吨苹果，占苹果总产量的近25%,极大地缓解了苹果主产区卖果难的问题，并使我国主要苹果产区的加工用 苹果收购价从元/公斤，根本稳定在元/公斤以上，仅此就可使近百万户的果农 受益，为农民年增加收入约13亿元。从国内市场来看，目前我国生产浓缩果汁 的厂家尚少，而兴建的数百家饮料厂急需大量的浓缩汁原料。中国有十三亿人口，随着经济开展。人民生活水平不断提高，作为健身饮品的需求量将越来越大。 因 此，加快果汁生产开展会使该产业

7、在国内会经久不衰，立于不败之地。从国际市场来看，果汁饮料厂更是急缺进口，根据美国农业部对2005年浓缩汁的减产预测：美国需进口 17万吨鲜果汁，德国将进口 16万吨鲜果汁。另外，从世界各国 果汁消费结构来看，柑、桔、椰、菠萝等饮品饱和缓慢，而苹果汁、葡萄汁饮品 增长特快，其中以苹果汁最猛。在果汁世界贸易中，1990年西欧各国的进口量是1985年的2倍以上，日本果汁饮料消费尤为突出；I 980年为1965年的倍； 1980年以后每年以50%的速度递增。在我国由于人民生活水平的提高纯天然果 汁饮料的需求也一直在持续增长，同时随着我国参加 WTC和中国一东盟自由贸易 区的建立，必将给果汁事业的开展带

8、来光明的前景。1.4某某省浓缩苹果汁产业开展现状与趋势某某省苹果产业现状与趋势苹果是某某省分布X围最广、栽培面积最大的果树树种，位于陇东南黄土高 原的某某、庆阳、某某、陇南礼县、西和是我省苹果主产区。这些地域光热 资源丰富、海拔较高、昼夜温差大、空气枯燥、自然隔离条件好、病虫危害轻、 土层深厚、土壤疏松，适宜苹果栽培，具备最适宜苹果种植的7项指标。生产的苹果以着色鲜艳、外形美观、肉质细脆、可溶性固形物含量高、口感好、风味佳、 耐贮运、营养丰富而畅销国内外市场，深受消费者喜爱，是农业部划定的苹果优 势产区。这一区域栽培面积大、产业根底好、产量高、品质好、效益显著，正在 向规模化、集约化、产业化、

9、高效化方向开展，已成为全国西北黄土高原苹果重 点产区。某某已成为我国最大的元帅系苹果生产基地，某某、庆阳已成为全国知名的优质红富士苹果生产基地。2008年苹果面积、产量分别占全国的13.27%和 5.89 %，种植面积由2002年全国第6位，跃升到2008年第3位，仅次于某某、 某某两省。2008年农业部在某某、某某各建立一个国家级苹果试验站。由此可 见，我省苹果产业在全国已有举足轻重的地位，越来越得到重视。某某省苹果汁产业现状与趋势近年来，果汁类饮料越来越得到消费者的青睐， 这为我省的果汁加工企业带 来巨大的商机。凭借丰富的原料资本和较低的劳动力本钱，我省果汁生产企业的 产品品质不断提升，出

10、口量也迅速增长。 2000年以前某某省仅有庆阳、泾川建 有苹果浓缩汁加工企业，我省东南部地区还有较为丰富的苹果资源未得到良好的 应用。2001年，某某长城电工某某、某某恒兴果汁饮料某某和某某长城电工股 份某某斥巨资在富有“中国西部瓜果之乡美誉的某某市建起了苹果浓缩汁专业 生产加工企业一一某某长城果汁饮料某某。 全部产品均以自营和代理的形式出口 德国、俄罗斯、以色列、荷兰、英国、丹麦等兴旺国家和地区。1.5产品方案与班产量确定1.5.1 依据年产量100t浑浊苹果汁，100 t浓缩浑浊苹果汁。一天两班，一班八个小 时。一个月二十天。在浓缩浑浊苹果汁不生产期间，用浓缩浑浊苹果汁作为生产 浑浊苹果汁

11、的原料。1.5.2 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、汽根本平衡，达到经济运行的目的。第二章厂区平面设计平面设计原如此1. 按工厂规模与类别结合周围环境，布置上力求紧凑，节约用地；2. 建筑物布置须符合工艺流程要求，生产线路短；3. 各建筑物、构筑物应按各自性质，合理地在常年主导风向上进展布置4. 综合考虑全厂布置，要求合理、经济、高效、环保。2.2厂址选择本场拟建于某某市经济开发区东十里工业园。某某市十里铺工业园区位于某 某市秦州区和麦积区中段，东起某某工业技术学校，西到某某制药厂，北邻天北 快速，南到南山底。东西长

12、4100米，南北宽8301000米，规划总面积公顷。 区位条件某某市位于某某省东南部，黄土高原西部，渭河流域中上游，总面积万km2, 是陇东南政治，经济，文化中心。某某东连关中，西通某某、河西，南下经陇南 可入巴蜀，北上某某、庆阳，可达塞北，区位条件十分优越。交通条件某某地处陕、甘、川、宁四省交汇点，某某和某某两大省会城市的中间，为 陇东南商贸中心，对周边城市有一定辐射带动作用，具有现代物流和商业连锁的 区位优势。某某市交通相对便利，以公路、铁路交通为主。陇海线在某某境内长 达185km；公路方面，国道316、310构成南北、东西大通道；另外，境内还有 5 条省道，为便利的交通做出很大贡献。原

13、料供给某某是全国重要的果品生产基地，2009年苹果种植面积70万亩，产量亿公 斤。某某具有气候温和、光照充足、降雨适中、土层深厚、四季清楚等特点，土 壤pH值5.5-8.0,年均气温、一月中旬平均温度、年极端最低温度、夏季平均温 度大于35C的天数、夏季平均最高气温等生态指标，均符合国家农业部苹果 区域优势开展规划中苹果最适宜指标。果品栽培海拔1000-1850米，无霜期165-230天左右，大于10C的有效积温2200-3500 C,年日照时数2000-2300小 时，非常有利于果品的糖分积累。建筑物布置原如此建筑物布置应严格符合食品卫生要求和现行国家规程、 规X、规定，尤其遵守出 口食品生

14、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 X中的有关条文各有关建筑物相互衔接，并符合运输线路与管线短捷、节约能源等原如此。 生产区的相关车间与仓库组成联合厂房。生产车间、检验室与中心实验室的布置1. 布置在厂区全年最小频率风向的下风侧；2. 生产区与外公路距离不应小于30m;3. 生产区有一定的绿化带，保持良好的卫生环境。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与安装、维

15、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。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. 废弃场地的设置因远离生产区，并设置专门的入口和清洗消毒设施。 道路与绿化厂区出入口依据某某城市道路规划、人流、物流方向和全厂运输量而设置。表1厂区道路指标指标名称汽车道电瓶车道单行道 路面宽度m双车道车间引导宽度路肩宽度平曲线最小半径单车带一辆拖车3-4最

16、大纵坡%最小纵坡%车间引导最小半径 绿化纵向坡度最小长度5050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, 厂内绝对禁止种植飞絮植物，对于落叶植物的选用也要慎重。第三章产品工艺流程设计产品工艺选择流程果汁制取方法1浸提法浸提法是把水果细胞内的汁液转移到液态浸提介质中的过程，苹果汁浸提的 温度一般在45-65 C下，低温浸提60min左右。在实际操作中，浸提法制取苹果 汁采用热水作为介质，所得汁液色泽明亮，易于澄清处理，氧化程度小，微生物 含量低，芳香成分含量高。但果汁中易于热解或挥发的成分损失很大，且需要消耗大量新鲜热水，所以浸提法一般用于汁液含量较少，难于用压榨法

17、制取的水果 原料，如山楂、梅、酸枣等水果。图1浓缩苹果汁生产工艺流程2. 榨汁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，压榨的出汁率较高，生产较为稳定，本钱相对较低， 是运用最为广泛的苹果浓缩汁制取方法。综上所述，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、灭菌和冷却灌装等，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，原料的采收应符合国家软饮料原辅材料的要求

18、GB10971-89 其工艺流程如上图所示。生产工艺论证原料的采集苹果主要从某某当地收购，在苹果产地建立采购站以保证与时采购原料果。原料选富有苹果风味，糖分较高酸味和涩味适当，香味浓，果汁丰富的某某元帅系苹 果。要求果实健全完好。加工时需去除腐败果和生霉。果实以成熟为宜，有生果 味，果汁偏酸涩而少甜味，浓度也低。过熟果缺少风味果汁从而降低果汁品质， 而且压榨、澄清和过滤比拟困难，出汁率低。原料的验收每年8 9月质检部门到苹果种植区调查苹果成熟情况与农药使用情况，保证采购区域周围没有化学污染与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展：1. 必须是合格供给商提供的原料；2. 农

19、残检验报告3. 腐烂率超标6%的不收；4. 质检员当场验收原料预处理1. 初步清洗苹果在采收后外表常附有灰尘、碎叶等杂物，必须进展初步清洗，初步清洗 有两个过程，水流输送清洗和提升机喷淋清洗。在清洗时吧粘附在原料上的泥土、 杂质、粉尘、沙粒等洗掉，去除残留的农药和局部微生物，清洗环节必须符合国 家软饮料原辅材料要求GB10791-89。2. 拣选再拣选台对苹果进展人工拣选，把一些腐败的苹或腐烂的局部以与其它杂质 去掉，以免下一步进展破碎时这些杂质进入苹果汁。3. 清洗在洗果机上通过毛刷与水流喷淋进展苹果的清洗，通过破碎前的提升机进展 清洗。为了达到清洗时去除农药残留的效果，在水中参加一1%勺盐

20、酸进展清洗，最后再用清水冲洗干净。破碎榨汁前先行破碎可以提高出汁率，但破碎粒度要适中，要利于压榨过程中果 酱内部产生排汁通道。否如此，破碎过度，易造成压榨时外层果汁很快榨汁出， 形成一层厚皮，使内层果汁流出困难，反而造成出汁率下降，榨汁时间延长，浑 浊物含量增大，使下一步澄清工作负荷加大。破碎粒度一般控制到一3cm。榨汁预处理原料果经破碎成果浆，果品组织被破坏，各种酶从破碎的细胞组织中溢出，活性大大增强，同时外表积急剧扩大并大量吸收氧，致使果浆产生各种氧化反响。 此外，果浆又为来自于原料，空气，设备的微生物生长繁殖提供了良好的营养条 件，极易使其腐败变质。因此，必须对果浆与时进展处理，钝化苹果

21、自身所含的 酶，抑制微生物繁殖，保证果汁质量，同时提高果汁的出汁率。采用酶处理，将 果浆迅速加热到4045C,在搅拌器中搅拌1520min,通风，添加一0.02%高活性酶抑制剂，在45C处理1h并间歇缓 慢搅拌。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X力根据果浆的性质加以调节，以出汁率作为衡量标准。酶处理使用单一品种的酶进展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2025C， 果汁存放在大罐中进展冷却酶处理，处理时间为68h。过滤采用硅胶土，过滤时，用硅胶土配料器把硅胶土添加至浑浊果汁中，

22、经过一段时间后，当硅胶土沉积在滤板上的厚度达到23mm寸，形成过滤能力，只要硅胶土沉积层没有被堵塞，就可以连续过滤。硅胶土的需要量，依据果汁的浑浊 度和果汁的粘度而定。40 x 40cm的板框可容纳的硅胶土， 60 x 60cm的板框可容 纳4kg硅胶土，苹果汁过滤是用硅胶土为 1 2kg/1000L.浓缩浓缩可使果汁中的固形物从520%高到6075%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流右，糖度6568% 灭菌和灌装苹果汁的灭菌正确与否，不仅影响产品的保鲜期，而且影响产品的质量。浓 缩处理之后，苹果汁采

23、用高温灭菌，通过管式蒸发器加热至95C，维持10s，灭 菌后趁热灌装。无菌罐装的三个条件：1物料无菌；2包装材料无菌；3灌装环境无 菌。采用进口的灌装机进展灌装，灌装后的成品直接入库。质量指标成品质量控制产品质量的好坏，关系到企业的生死存亡。要开展就要把质量放在首位，果 汁企业的管理人员，技术人员和工作人员，都应懂得食品质量管理的根本知识， 应严格按照浓缩苹果汁质量指标进展生产， 采用先进科学的质量管理方法，全面 提高企业的质量管理水平。根据中华人民某某国农牧渔业部标准 果汁饮料总如此NY14 88标准。 浓缩苹果汁质量指标如表2所示指标类型指标项目单位指标感官指标色泽香气与滋味外观形态杂质根

24、据三角法取样 鉴定感官指标，感 官指标主要依赖 检测人员的经验 来评定橙黄色或棕红色， 久置后变深将果 汁稀释至可溶性 固形物至10-12% 果汁应有新鲜苹 果固有的香味，无 异味透明，无沉淀物、 悬浮物，无肉眼可 见杂质铅mg/kg铜mg/kg砷mg/kg细菌总数个/ml 10大肠困群个/100ml3卫生指标致病菌不得检出耐热耐酸菌个/ml1霉困酵母困个/ml10棒曲霉素 40可溶性固形物Brix71 1总酸pH透光率% 95理化指标T625nm% 55色值T440nm浊度g/kg果胶试验mg/kg阴性淀粉试验mg/kg阴性富马酸 10000 ?= 0.23R.8Pr4 = 0.023 X8

25、700808 X2104 = 397397a 2 =入 NU d = 0.42 X0i =+f 1 1 又因为：F =+ RSi + （Kia i其中：d i = 90mm d2 = 100mm dm =2.二效总传热系数K 2 :31%苹果汁料液：污垢热阻：1 .26 X 10-3 p = 1370热导率：0.48粘度:2.2 X10-3管外传热系数：5200 Pr = 240 流速：12计算管内对流传热系数a 2dup1370Re= = 0.1 X12 X、飞=93400卩22 X10-3Rev 10000?= 0.23Re0.8Pr04 = 548a 2 =入 NUd = 1830W m

26、2 k1 1b d1d11 d1K2=寓 +R51 +（ n ）（d；） + R2（d；） + （门）（d2）K = 1120Wn?k双效的沸点升高计算令：一效蒸汽压力为2 .10 X105pa,其饱和温度T 1s = 120 C二效蒸汽压力为0 20 X105pa，其饱和温度T 2s = 54 C且沸点升高认为与压力无关，并按 = 1.82x+ 6.45x2 1 = 1.82x + 6.45x2 = 1.82 X 0.310 + 6.45 X0.3102 = 1.18 C 2 = 1.82x+ 6.45x2 = 1.82 X0.7 + 645 X0.72 = 4.1 T总有效温差E?t=T1

27、s-T2s E?=120- 54 - （1.18+ 4.1）=60.72 C估计各有效蒸发器的有效温差：丄K1?t1=宀 XE?t = 24.8 CK1+K21?t2=r xE?t = 32.9 CK1+K2需要参加更多热由于进入第一效的物料是地狱沸点的冷料，为提高原料的温度,量。多以调整各效有效温差，即提高?tl同时降低？t2 o 令?ti=27C, ?t2=30C计算各效溶液的沸点1. 一效溶液的沸点t i=Ti=Tis-?tiTi = 120- 270=93 C i= 1.18 C,所以进入二效加热室蒸汽的饱和温度T2s = 11 - 1= 91.82 C2. 二效溶液的沸点t2 = T

28、2 = T2s-? t2 = 61.83 CT3s = T3 - ?t 3 = 1.68得出双效蒸发器的温度分布如下:93 CC加热蒸发量D的计算首先计算每一效中溶液的比热，忽略浓缩热效应按照Cp= 4.32- 2.1x计算进料 F: Co = 4.32 - 2.1 X0.2 = 3.9kJ/kg ?k第一效溶液 L1:Ci = 4.32- 2.1 x 0.31 = 3.67 kJ/kg ?k第二效溶液 L2：C= 4.32- 2.1 x 0.7= 285kJ/kg?k以0C为基准，各蒸汽流的焓计算如下：第一效:=1200T2S = 91.82 0 1 = 1.18 0T1s = 120 0二

29、次蒸汽焓H 1 = H2+蒸汽过热1.18 0的焓Hi = 2510 + 1.18 X1.6= 2512kJ/ kgHs - h1s = 2600 - 480= 1800kJ/ kg第二效：t2 = T2 = 61.82 0 2 = 4.10 0T3s = 60.14 0Hz = H3s + 1.18 x 1.6= 2232kJ/ kgH- h2s = 2132kJ/kg焓衡算中所用蒸汽和苹果汁流量如下：W= F- L1W = L1 - L2以00为基准，对每一效进展焓衡算：对第一效：FC0t0+D(His- h1s) = L1Ct1+WH对第二效：L 10it 1 + W(H - c T2s

30、) = L2Qt 2 + WHz代入数据，得：1800D+2171L1 = 1.09 X1074023L1 - 2057L2 = 9.56 x 107L2 = 21950kg/hD=21079kg/hL1 = 42880kg/ h与初始值比拟接近，故假设成立。传热面积F的计算Q = D(Hs - h1)小7Q = 21079 X1800= 3.7 X10 w5Q = W(Hi - c T2s) = 58.93 x 2132= 1.3 X10 w传热面积A iQi传热面积A 2 =2Ki?ti = 12伽Q22Ki?ti = 109m求得的面积相差较大，需对有效温差进展校正。平均传热面积AA1?

31、ti+ A2? t 2=60.721100帚CAi1240?t 1 =?t 1 =X 27 -:30.8 CA1100CA1090?t 2 =?t 2 =X 30 -:29.7 CA1100E?-60.5 CE?t1240 X27+ 1090 X30对有效温差进展校正E?t =60.5 C比原来E?t = 60.72 C小022 C E?偏小偏于安全，双效换热器中新的温度分布如下：第一效第二效冷凝器120 C 9252 C 603 C92.7 C 61.7C由于温度变化很小，生蒸汽量和各效蒸发量仍与前面计算一样，重新计算得 各效传热面积为A i = 1120帚A = 1118吊两效传热面积相符

32、度很好，可选取比1120m2稍大的换热器。蒸发室主要参数计算根据上面计算，可初步选顺流式双效降膜真空浓缩设备，为了设备型号的选 择，进展蒸发室参数计算。蒸发室直径？d = 2.18D04式中：D 二次蒸汽流量，kg/hVo二次蒸汽比体积，m 3/ kgD= 6.2m蒸发室空间体积DV= 一a S o po式中：a修正系数，取0 .8S o-二次蒸汽密度，取0 .021kg/帘po干蒸汽的蒸发体积强度，m 3/m?h,取46003V= 322m蒸发室高度？4VH =2 = 92mnd4.3灭菌系统设备的工艺衡算苹果汁经过浓缩处理后，进展高温灭菌，既能保证灭菌彻底，并能保护营养 成分。项目苹果汁水

33、蒸汽进口温度/ C50140灭菌温度/C95QQ密度/(kg ?)1280比热 /(? ? ?C - ?)粘度/(PaX10-3X10- 6?导热系数/( ?-?C - ?)高温灭菌设备主要是由换热器、双套预热盘管、冷却降温盘管、进料泵等组成。根据实习过程中查阅的数据，苹果汁经浓缩并进入灭菌设备之前就可以达到50 C，然后进入灭菌室进展灭菌。下面对热交换器各条件进展衡算：进料量ms2= 1.32t/班-8h = 165kg/h431热流量与平均温差热交换器采用逆流热交换方式，由140C水蒸汽将浓缩苹果汁由50C加热到95C,并在95C保持10s以达到灭菌的目的。按苹果汁加热所需计算换热器的热流

34、量:Q= mi2Cp2(t2 -Q= 165 X4.2 x(95- 90) = 3465kJ/hQ= m2Cp2(t 2- 11) = msi Cpi(T2 - Ti)Q3465计算逆流平均温差?t m：水蒸汽140 CC苹果汁9550温差?t1 = 45 C?t2 = 49.8 C?t1 - ?t2?tm=?t m X66 = 0.93=0.93?tm= 45 C所需传热面积为:为了便于安装，换热器设置为两个，每个传热面积为:A0 = A= 122吊一台传热器进料量：m s2 = m22= 82.5kg/ h初步选定热交换器型号两流体温差较大，同时苹果汁易产生污垢，不宜采用板式换热器进展灭菌

35、作 业，而是采用管式热交换器。水蒸汽温度高，走管程可以减少热损失，苹果汁粘 度加大，当装有折流板时，走壳程可以在较低的Re下达到湍流，有利于提高壳程一侧的给热系数。管内水蒸气粘度较小，管内流速取 u=5m/s设所需单管数为n,采用？?25mm2.5m的无缝钢管，管内体积流量为:n 2V = n X0.02 x30 x36004V = 2 X103m3/h解得n=44根，传热面积：A = n ndl = 122单程管长：l12250 X n X0.02522m选6m长的管，四管程，一台热交换器的总管长为4X44 = 176根。初选管式换热器根本参数如表所示：项目数据项目数据壳径D（DN）600m

36、管尺寸?25mm5005摩擦系数f 0 = Re0288 = 0.61挡板数N 0 = h - 1 = 29管束损失？山=Ff0n(Nj +2 OUO 2P)=537pa缺口损失？P2 = Nd (3.5 - 2D) (P2U0) = 620pa壳程损失?Ps = (? pi + ?P2)FsN = 1330pa传热计算1. 管程给热系数a i，以上计算出Re = 6.5 X105，再计算Pricpi 卩 iPri =:= 0.04入i5 80 3Nu = 0.023 X(6.5 X 10 )X0.04 . = 391入ia i = Nu () = 561di2. 壳程给热系数a o，以上计算

37、出Reo = 1570Pro = 8.2Nlo = 41 ao = 13773. 传热系数 Ko= a (为+丫 i(詈)+ 丫o+Oo=o.o。07Ko = 14204. 传热面积A oAo = 96nnKo?t m5. 裕度EE = A-AAo= 21.3%与换热器列出的面积比拟，有近 21.3%的裕度，所选换热器可用第五章水电气衡算全厂用水量计算1. 冲果：因为每天需将苹果进展生产，而1t苹果需要1t水来冲，这些 水局部可也循环利用。因此冲果用水量为，假设有1/3的水可以循环， 因此需水量为w 1 = 3.78t/d2. 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

38、洗果用水为W 2 = = 1.26t/d3.4.5.6.7.8.9.10.11.设备清洗：每天清洗1次，清洗1次用水70t，因此设备清洗用水量 为W2 = 70t/ d地坪清洗：每天清洗1次，清洗每平方米地坪需要用水，车间总面积为2500，因此清洗地坪用水量w 3 = 50t/d锅炉房用水水量不计水处理系统水耗量：原水进水运行水量w 4 = 23t / dCIP系统水耗量：w5 = Ot/h生活用水生活用水的多少与当地气候、人们的生活习惯以与卫生设备的完备程度有关，根据某某当地类似的企业和居民的生活用水量估算 出企业用水指标如表：用水部门单位最咼日生活用水定额使用时间小时变化系数管理人员每人每

39、班30-508车间人员每人每班30-508沐浴用水每人每次40-6011职工食堂每人每次20-2512-16其他用水每人每次30-4081由上表估算生活用水消耗量：w 6 = 89t/d厂区道路浇洒用水量w 7 = 30t/ d厂区绿化用水w 8 = 70t/d管网漏失水量和未预见水量w 9可按最高日进水量的10%-15%计。消防用水食品厂的室外消防用水量为10-75L/S，室内消防用水量以2X 2.5L/S 计全厂平均每日用水的最大消耗刀 W= wi + wa+? + w9 = 3074t/d5.1全厂用电荷性质与计算 负荷计算生产各设备功率如表:名称功率(KW)数量提升机201拣果机201毛刷洗果机201破碎机301带式压榨机301无菌灌装11水系统401锅炉301浓缩机401压榨机3001CIP101照明、取暖等6501总耗电：1191Kw5.2全厂热负荷计算521供热内容1. 工艺热负荷Qi物料的浓缩脱气、均质、灭菌的耗气CIP的耗气水系统的耗气Q i2. 采暖空调热负荷Q 2 = 6000kg/h3. 生活用热负荷Q 3 = 10000kg/ h4. 锅炉房自用热负荷Q 4 = 4500kg/ h5. 管网损失热负荷Q 5一般为供热总量的5%-8%取6%5.全厂热负荷计算Qax = Q + Q + Q+Q + Q = 31.3t/hQ= K0Qax= 2