食品工厂设计(20211129154504)

1、食品工厂设计课程 设 计题目年产 599990t 葡萄汁（产品）工厂设计方案专业食品科学与工程班级食工 102 完 成 人冯梦几、齐旭东、项浪、赖志坚所在学院生物与环境工程完成时间： 2013 年 6 月1. 前言葡萄是物美价廉的普通水果，市场供应很丰富。葡萄汁被科学家们誉为“植物奶”。一份研究报告称， 葡萄是肾炎、肝炎、关节炎和贫血病人最好的食品，同时还能抗癌和抵抗肺病。食品专家卡迈勒教授说，葡萄在医疗方面具有重要意义，主要是它含有许多营养成分和对身体有益的物质。医学研究证明， 葡萄汁是肾炎病人最好的食品，可以降低肾脏的白蛋白和氯化钠。 同时，葡萄汁还含有大量易于消化和吸收的糖分，碳水化合物

2、含量高达16，其中大部分是葡萄糖。葡萄还含有0.5的植物纤维以及氯化钾、铁和磷等。这些物质有助于平衡血酸， 是身体建设， 特别是骨骼和神经建设的必要物质。同时，葡萄还含有促进消化的有机酸。科学家认为，葡萄汁对体弱多病的人、血管硬化和肾炎病人的康复有辅助疗效。在那些种葡萄和吃葡萄多的国家，癌症患病率也明显少。已经证明， 葡萄是夏季水果中含复合铁元素最多的水果，是贫血病患者的营养食品。同时，葡萄中的维生素含量也很高，每100克葡萄含有 50国际单位维生素a，100国际单位维生素c，10国际单位维生素b2。因此证明，吃葡萄有助于增强体质，提高抵抗疾病的免疫力。研究报告指出， 葡萄汁还有助于增强肝脏功

3、能，促进胆汁分泌。 葡萄中还含有类似于胰腺分泌的胰岛素的物质，因此， 医生把葡萄汁列入糖尿病人的食谱中，并成为痛风、关节炎和风湿病患者的营养食品。促进儿童骨骼发育、对神经衰弱和过度疲劳有良好的改善作用。美国一项研究证明，每天喝 224280克紫葡萄汁对血液中的血小板凝集有抑制作用，从而可预防心脏病。 在与橙汁及柚子汁的对比试验中研究人员发现，葡萄汁对心脏病的预防作用最好， 而且紫葡萄汁优于白葡萄汁，紫葡萄汁甚至比预防心脏病的常用药物阿司匹林效果还好。研究证明，紫葡萄汁中所含的黄酮类和多酚类物质是有效成分。此项研究是由威斯康星大学医学院的约翰 ?福尔茨博士主持的。福尔茨博士是20年前发现阿司匹林

4、能抑制血液凝固并对心脏病可能有预防作用的首批科学家之一。美国芝加哥的研究员发现，每天喝一杯葡萄汁不但能稀释血液，减少血凝块形成，还有助降低血压。2.食品工厂产品方案由于葡萄原料生产具有很强的季节性，葡萄消费也有较强的季节性。原料的收获旺季在8-9 月， 5-10 月为产品销售旺季。为了尽可能充分利用原料，减少产季原料的腐烂损失，同时也减少原来贮藏的费用，应该在一个月内将葡萄制成果汁。年生产日数为280 天，每天生产 3 班，每天 24 小时连续生产。平均产量计数产品采用 500mlpe 瓶包装。葡萄果汁密度为1.082g/ml ，60 万吨约为 12 亿瓶。理论设计每天产量为：12 亿 280

5、428.6 万瓶 /天；平均每小时产量：428.6 万 24 17.9 万瓶 /小时；平均每小时产量取18 万瓶 /小时，比理论设计产量高，符合设计要求。一般设备的效率为 90%，设备选型按每小时20 万瓶加工量为基础。3.食品工厂产品工艺流程图设计见图 1 4.食品工厂物料衡算表原辅料的物料衡算配方设计 :按每 1000 升含量计算 . 表 3-1 葡萄汁饮料配方3葡萄用量：葡萄汁年产量60 万吨，年消耗葡萄：60 万吨 15% 80%=113000 吨，葡萄需要在一个月内生产成葡萄原汁，每小时消耗葡萄113000 吨 2824=168 吨. 表 3-2 葡萄汁饮料生产物料计算项目每小时实际

6、量每年实际量葡萄消耗量（ t）168 113000 蔗糖（ t ）8.9 60000 柠檬酸（ kg）18.4 123702 维生素 c（kg）35.4 23765 海藻酸钠（ kg）9.0 60803 苯甲酸钠（ kg）4.1 27256 香料水（ kg）9.0 60803 表 33 包装材料的耗算名称规格厚度年耗量单位备注成分名称添加量含量成分名称添加量含量葡萄汁150kg 15% 柠檬酸1.2kg 0.12% 蔗糖100kg 10% 维生素 c 0.23kg 0.023% 海藻酸钠0.8kg 0.08% 苯甲酸钠0.36kg 0.036% 香料水0.8kg 0.08% 水加至 1000l

7、 pet 瓶500ml 0.5 12.1 亿个个按损耗 1%计算pe 膜600*300*320mm 0.04-0.12 0.3 万吨按损耗 1%计算5.食品工厂设备选型和计算设备编号设备名称型号技术规格功率kw 数量/台1 洗果机cxj-20 45t/h 5.6 4 2 压榨机lcy-10 23t/h 10 8 3 过滤机jms-80 12t/h 8 8 4 高压泵isw80-200 20m3/h 5.3 36 5 活性炭过滤器tlq-80 20m3/h 2.4 6 6 电热化糖锅th-g200 5000l 6.2 6 7 双联过滤器sl-g 20t/h 2.2 6 8 卫生级调配缸jbw-3

8、000 20m3/h 2.8 6 9 高压均质机srh 4-25 20m3/h 4.5 6 10 缓冲罐ahk500 500l/min 2.1 12 11 真空脱气机yd-tqj 20t/h 8 6 12 吹干机mj-bf534/bf535 1 6 13 倒瓶杀菌机wd-01-100 40000b/h 4 6 14 立式贮液罐5000l 2 36 15 rht灭菌机rht-4 20t/h 2.4 6 16 存瓶斗6 17 理瓶机hy120-12 40000 b/h 6.5 6 18 灌装机组hqgf-18/18/6 36000 b/h 10 6 19 喷淋冷却机plj-6000 40000 b

9、/h 3.2 6 20 瓶盖喷码机gp311 38000 b/h 1.5 6 21 pe膜包装机stz-6030 2.4 6 22 臭氧发生器swf100g 100g/h 1.7 6 23 cip 就地处理系统cip 20t/h 5 6 24 套标收缩机tt03 40000 b /h 4 6 25 储存罐10000m3 9 水电气衡算1. 水衡算洗果机水耗量：葡萄：水 =1：2 故用水量w1=904=360 t/h uht 及脱气均质系统水耗量：w2=36 6=216 t/h 注:设备运作用水 +自身清洗用水灌装机用水：w3=24 6=144t/h 注:设备生产用水+自身清洗用水冲洗地坪用水：

10、每40m2生产车间需要用水0.3t，每班清洗 2次。w4=（s/40） 0.32/86 =（494/40） 0.6/86 =6t/h 其它用水：w5=12 6=12 t/h 配料用水：本设计是年产 60万吨草莓汁，由前面的计算每小时生产能力100吨，葡萄原汁及辅料含量 25%。故配料用水w6=100（ 1-25%）=75t/h 葡萄汁车间每小时用水的最大消耗w=w1+w2 +w3+. +w6 =360+216+144+6+12+75 =813t/h 每小时用水量：第一个月为：813t；其他几个月：237t 每年用水量：（w3+w4+w5+w6 ） 24280+（w1+w2 ） 2428=197

11、9712 t 2. 电衡算食品厂的用电性质属三类负荷，一般采取单电源供电，但由于停电可能导致大量物料变质，故供电不稳定的地区又有条件时，应采用双电源供电，或自备发电机组。为了减少电能损耗和改善供电的质量，厂内的变压所应接近负荷高度集中的部门。各设备的功率如下：洗果机： a1=5.6 4=22.4kw 压榨机： a2=10 8=80kw 过滤机： a3=8 8=64kw 高压泵： a4= 5.3 6=31.8 kw 活性炭过滤器：a5=2.4 kw 电热化糖锅：a6=6.2 kw 双联过滤器：a7=2.2 kw 卫生级调配缸：a8=2.8 kw 高压均质机：a9=4.5 kw 缓冲罐： a10=

12、2.1 2=4.2 kw 真空脱气机：a11=8 kw 吹干机： a12=1 kw 倒瓶杀菌机：a13=4 kw 立式贮液罐：a14=2 6=12 kw rht 灭菌机： a15=2.4 kw 理瓶机： a16=6.5 kw 灌装机组： a17=10 kw 喷淋冷却机：a18=3.2 kw 瓶盖喷码机：a19=1.5 kw pe膜包装机： a20=2.4 kw 臭氧发生器：a21=1.7 kw cip就地处理系统：a22=5 kw 套标收缩机：a23=4 kw 设备总耗电量: a=（ a4+a5+a6+ +a23 ） 6 +a1+a2+a3 = （2.4+6.2+2.2+2.8+4.5+4.2

13、+8+1 十4+12+ +4） 6+22.4+80+64 = 114.46+166.4=852.8kw 每小时用电量：第一个月为：852.8kw.h ；其他几个月：686.4 kw.h 每年用电：（852.8 24 28）+（686.4 24 252）=54190080 kw.h 3. 蒸汽衡算溶糖耗汽量 :g1=50 kg/h 脱气、均质、杀菌耗汽量:g2=1100kg/h 灌装机耗汽量:g3=39kg/h cip耗汽量 :g4=50kg/h 水处理耗汽量:g5=1000kg/h 设备总耗汽量:g=（g1+g2+g3+ +g5） 6 =（50+1100+39+50+1000 ） 6 =223

14、96=13434kg/h 每小时用水量：13434 1/1000=12.4t 每年用水量：59178t 蒸汽流量为： 2.239t/h,考虑到生产高峰用汽量一般为平均用汽量的1.5 倍，则蒸汽的供应能力应配置为：2.239 1.5=3.36t/h，由于低压锅炉的热效率相对较低，一般为85%，所以配置压力为 0.6mpa,蒸发能力为 2t/h的锅炉 2台。管路设计根据生产能力的要求，分别对各类管路进行设计1. 总进水管采用镀锌管，查表取流速6.5m/s d=18.8vq/=18.85.6/5.84=76mm 故总进水管径选为dn80 2.蒸汽管道采用碳钢管，查表取流速25m/s, d=18.8v

15、q/=18.825/0011=124mm 根据果汁车间的最大耗汽量，故选用总蒸汽管径为dn125 3.物料管道根据产品方案、生产能力80t/h 果汁流速v=6.5m/s 果汁密度1.039g/cm3d=18.8)5 .6039.1/(80=33.7mm，故选用dn35 的不锈钢管。4.纯净水管道为提高葡萄汁调配速度，保证生产需要，纯净水管道略大于物料管道，故选用dn40的不锈钢管作纯水管。6.食品工厂主要生产车间设计见图 2 7.食品工厂概算（造价构成）及设计方案的技术经济效果评价经济预算（1）水费：生产该葡萄汁饮料年用水量为197.97 万吨，加上生活用水估算为总用水2.03万吨，每年用水费

16、用约1.52000000=300 万元。（2）电费： 每天 24 个小时工作量， 每年工作280 天计算，加上生活用电和其他输送带电机等，则每年用电总量：85000000kw.h ，则每年用电约为0.5285000000=586 万元（3）原料及包装材料费用：每年需要葡萄11.4 万吨，每吨价格为6000 元白糖 6 万吨，每吨价格为4500 元其他原料费用，1530 万元pet 瓶 12.1 亿瓶，每个瓶子的价格为0.3 元pe膜 0.3 万吨，每吨的价格为3000 元包装箱费用，1020 万元原料运输等其他费用：8000 万元所以总价格为：1140006000+750004500+12100000000.3+30003000+1530 万+1020 万+8000 万=15.88 亿元。（4）所有机械每年的折旧和维修费用：2000 万元。（5）工作人员每年的总工资：生产线用工人1440 人，辅助部门人员240 人.管理人员 24 人，则工资开支约为：1680200012+24600012=4204.8 万元。（6）建筑用地每年费用：整个工厂面积估算为：200000 平方米， 每年地皮费用约为：5840万元。（7）厂房建设费用约为2 亿元。每年的折旧和维护费用：2