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年产1万吨水果罐头工厂设计论文

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年产1万吨水果罐头工厂设计论文

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连续注射荧光测定Sn在果汁水果罐头

现在的工作描述了开发的一种快速、稳健连续的荧光发检验注入Sn的程序,用以测定果汁水果罐头。

改进的方法基于Sn与HQSA反应,从而形成一个荧光产物（λexc=354nm;λem=510nm）。

对二甲基砜的影响DMSO和CPB在荧光测定的灵敏度进行了评价。

得到了线性标定块介于1和10mgL-1Sn浓度,以检测0.38mgL的极限。

在每一个周期的分析被消耗的0.47mgCPB和0.006mgHQSA和产生1.5mL的废水。

改进的方法是用来测定Sn在果汁罐头水果和结果符合那些所提供的一种电热原子吸收光谱分析程序,具有相对比较偏差低于5.2%。

自动程序表现出良好的精度（R.S.D.<1.4%）和检测采样率大约是每70小时一次。

1.介绍

锡,即马口铁,被广泛用于制造食品和饮料包装提供一个密闭环境,需要最低限度的使用防腐剂[1]。

然而,现在已经证明,一些锡将溶解入食物内容和这个事实可能导致食物感官性质的变化的。

虽然锡不是一个有毒元素,有研究报告,它是存在于1公斤以上200mg-1浓度时，扰动胃肠道[2]。

根据粮食及农业组织（FAO）的最大允许水平的锡在固体食品中就有250mg每公斤和饮料50mg每1公斤[3]

由于这一切,锡的测定在罐头食品在过去的几十年就成了很重要的因为它提供重要的信息,有关污染过程帮助增加罐头制品的食品质量与安全。

有好几种方法已被用来评估锡含量的罐头食品和饮料即:

光谱光度测量[4~9]和荧光测定[10、11]他们中的大多数利用表面活性剂提高测定的灵敏度。

电势电位测定法[12]、伏安法[13]和原子吸收光谱法测定[14]和ICPAES[15]。

虽然这些技术能代表简单的和灵敏的替代方案的确定,但需要不断让培训过的操作员执行分批输送锡。

这样也可以找到两个流动注射分析（FIA）方法测定锡在罐头食品[5,16]。

Fang等人研制出一种流动注射氢化物发生器的原子吸收光谱法测定锡在罐头食品吸收[16]最近一个流动注射分析法与二极管阵列检测同时测定了食品样品中锡、钼、锗含量[5]。

这些方法学代表向前迈出一步的自动化的程序,但牵扯这种解决方案的由于其连续工作模式的大量消耗。

为了提供一个快速、健康和自动的分析方法对锡在果汁水果罐头检验结果执行连续注射分析（SIA）系统，符合目前的关注绿色化学。

这种能量流技术已被证明是一种简单、通用的样品处理的方法,最大限度地减少了样品和试剂的消耗和产生的废水。

此外,SIA系统的计算机控制系统的运行模式使它成为常规分析一个非常可靠的选择。

这个工作的主要目标是改进一个自动化的方法测定Sn能够组成一个有利的来替代现有的程序,以其简单、通用性强、低试剂消耗、稳健的和容易的操作。

确定顺序注射Sn是基于Sn络合酸（HQSA与8-羟基喹啉-5-磺酸存在下二甲基亚砜（DMSO）和溴化十六烷吡啶（CPB）形成了一个荧光产品。

（λexc=354nm;λem=510nm）[18,19].

图1.SIA系统用于测定果汁的Sn在众多水果罐头。

C:

缓冲溶液,醋酸载体5×10-2molL-1,pH5.2PP:

蠕动泵;SV选择阀HC：

吸持电圈（4米,直卷）;RC:

反应圈（0.5米,八字形）;F:

荧光检测器,W:

废料。

2.实验

2.1试剂

实验溶液配制均采用分析纯纯度的药品及电导率<0.1μScm−1的高纯水。

HQSA溶液1×10−3molL−1现配保存于醋酸盐缓冲液5×10−2molL−1中，并且在保存及分析实验使用时应避光；二甲基亚砜使用无需稀释。

贮存的50mgL−1的锡溶液经过适当的稀释达到Fluka浓度标准（1molL−1HCL中含量1000mgL-1）以保证分析物的稳定性。

锡标准溶液配制采用贮存溶液的合理稀释并保存于CPB1×10−3molL−1和HCL5×10−2molL−1混合溶液。

在研究表面活性剂对于荧光反应的影响的同时，我们还研究测试了十六烷基三甲基铵（CTAB）和十二烷基硫酸钠（SDS）。

水果罐头样品（菠萝，荔枝，梨，蘑菇，杏，番石榴，芒果和水果鸡尾酒）被保存在干燥清爽的地方，并在同样标准的稀释后的标准锡溶液（CPB1×10−3molL−1andHCl5×10−2molL−1）中进行分析。

2.2材料

SIA系统（图1）包括1个GilsonMinipuls3蠕动泵，1个PVC材料的管子（1.2mmi.d.）和1个8端口多位置ViciValco选择阀。

歧管部件通过PTFE管（0.8mmi.d.）连接。

这些PTFE管同时用于保持线圈及反应圈（分别为4和0.5m）。

荧光检测使用实验室联盟荧光检测器，并配有8L的流动池。

分析信号记录于Kipp&ZonenBD111记录仪或者通过配有方便操作的界面的电脑。

分析系统控制，包括蠕动泵和选择阀门的操作，是通过研华公司PCL711B操作界面和一台Pentium-I为基础的微电脑来实现的。

软件采用微软的快速基本法，可以控制流量，流向，阀门，样品，试剂量，数据采集和过程控制。

2.3顺序注射

锡测定的分析周期总结于表1。

从25L的二甲基亚砜开始，把150L的样品和25L的HQSA置于保持线圈上。

然后通过流动逆转的送气区以3mLmin-1的流速上升到荧光探测器中并在大概15s时获得一个分析信号。

2.4比较

在对现有的关于锡在水果罐头果汁中的测定进行参考后，我们通过电热原子吸收光谱法（ETAA）完成了比较分析。

使用了PerkinElmer4100ZL型电热原子吸收分光光度计（PerkinElmer设备，谢尔顿，CT，美国）其附带纵向Zeeman效应背景校正功能，这台分光光度计被用来作为检测系统。

它全部使用封端横向加热的带L'vov平台的石墨管。

标准溶液用Fluka的锡储液置于2%的HNO3中配制。

对样品也使用同样溶剂进行适当稀释。

在每个分析周期中，5LPd（NO3）2和Mg（NO3）2溶液的等分试剂被用作基体改进剂。

根据测定锡的议定协议的要求，这样浓度的溶液能保证在每个分析周期中加入5g钯和3gMg（NO3）2到样品。

3结果与讨论

所有关于优化SIA自动系统测定锡的理化条件的研究以及水果罐头果汁及其分析物的测定结果介绍如下。

3.1理化参数的优化

对于分析方法的优化，我们进行了一些研究，目的在于调查样本和试剂的体积，试剂浓度，吸入秩序，载气流速度和反应管长度以及配置在复合物形成及各自荧光信号上的影响。

对水果罐头果汁中锡的测定的方法改进基于Sn与HQSA配位形成络合荧光产物。

在SIA系统反应执行情况显示最大激发和发射波长分别为354和510nm之前我们做了大量的实验。

研究样品溶液量从50μL到200μL对于荧光信号的影响，结果表明上升到150μL时分析信号增加了约2.5倍。

此外，含量越高导致峰越不规则，显示出混合问题。

因此，样品优化利用应选择150μL。

由于金属混合物形成的重要性，我们进行了HQSA含量及浓度的影响评估。

研究HQSA含量是从15μL至100μL，我们观察到当荧光反应上升到25μL及以上时有显著的灵敏度降低现象。

关于HQSA溶液浓度，优化研究采用浓度范围从1×10−4到1×10−3molL−1。

高于后者浓度会导致明显的溶解度问题，所以不能够使用更高浓度的溶液。

在研究的浓度范围内，当浓度增加到1×10−3molL−1有荧光信号的增强。

之后的研究都采用25μL浓度为1×10−3molL−1的HQSA。

为了保证充足的pH度以供络合反应，0.5molL-1pH5.2的醋酸缓冲液被用来作为溶剂。

这种溶液的pH值能够保持在5.2，并能够避免突然地敏感性变化倒置导致pH上升至6。

除此之外，在碱性介质中HQSA是荧光的，同时锡的稳定性可能受到影响。

其他可能会影响分析信号大小的重要参数包括流速，反应管长度及配置。

这些配置的优化建立了最佳反应区停留时间使得反应充分，并避免过度稀释产生复杂化合物。

推进流速的研究在1.5到3mLmin-1，结果显示在研究范围内分析信号有1.5倍的增强。

较低测试流速下过多的停留将会导致所形成产品的扩散，并因此使得荧光信号的降低。

所有的这些测定都采用推进流速3mLmin-1。

最佳停留时间最终通过测定反应线圈对分析信号的影响而确定。

0.5m以上的反应线圈产生分析信号的减弱，这成为了过度稀释产生复杂化合物的原因。

不同的测试配置（直的，卷的，八字形）反应在研究浓度范围内产生较高的分析信号，并确定了他们源于反应区至荧光探测器上较低的分散系。

这一优化过程采用了0.5m八字形反应线圈。

经过大量重要理化参数的优化，改良的方法显示出了检测限和灵敏度，这样样品中锡测定使得它们有足够的理由确定是否有锡污染。

然而，由于主要工作目的在于提出一种对于锡测定的自主选择的方法，所以降低检测限使得检测变的类似于其他现在已经实现的技术，并使测定浓度范围扩大变得尤其重要。

基于已知的有机溶剂对于金属络合物荧光的影响，二甲基亚砜的使用目的在于增加测定的灵敏度。

这种效果很复杂，不仅要从溶剂的极性上解释，还要从化学相互作用上解释，这些化学相互作用能够经受得住溶剂分子。

二甲基亚砜量的研究从0至100μL并且直到25μL增加了20%的敏感度。

超过了这一量有明显的信号下降，这可能是由于过量稀释所导致形成的复杂化合物。

为了进一步提高灵敏度和质量，几种表面活性剂即溴化十六烷三甲基铵,CPB,非离子表面活性剂和SDS进行了测试,浓度超过以CMC为介质制备的Sn标准溶液。

在过去的几十年胶束介质的使用加强荧光测量的灵敏度已成为频繁的。

以上的CMC表面活性剂有形成胶团能力,提供微环境有利于反应产物的反应的进行和荧光强度[21、22]。

阳离子表面活性剂如溴化十六烷三甲基铵和CPB影响测定的灵敏度和测试浓度1×10−5之间1×10−3molL−1。

结果表明,CPB比溴化十六烷三甲基铵更高的疏水性介质效应,浓度相当于1×10−3molL−1存在着一种荧光增强作用。

较高浓度的溶解剂很难操作测试因为他们取决于的气泡在流动系统的形成。

为此标准溶液的配制需要CPB1×10−3和HCl0.05molL−1.盐酸是分析物稳定必不可少的。

DMSO和CPB介质的缔合反应导致了测定的灵敏度提高65%，允许检测大多数果汁水果罐头样品的Sn。

3.2质量指数

优化了影响Sn-HQSA复合物形成的各参数,评价了改进的方法在锡浓度介于1和10mgL−1（图2）并获得线性标定图。

IF=5.552（±0.096）conc（mgL−1）+7.231（±0.591）（IF—荧光强度conc—锡浓度，mgL-1）检测和定量范围（23）的决定分别为0.38和1.27mgL-1频率是每小时约70个样品。

3.3果汁水果罐头的分析

改进SIA方法应用于检测果汁水果罐头中的Sn，由于马口铁的成分[1]除了锡其他金属将不可能出现在分析样本中。

如同钢的主要成分是铁一样,自身并不是一个问题,因为这种物质不是典型的HQSA荧光配合物。

这种说法还适用于其他物质如铜和锰。

调整的载体溶液的酸碱度在5.2以及分别改变激发和发射波长（354和510nm）对于铝、锌金属络合物允许在生成不利情况。

为了客观评价自动方法的准确性,分析的结果与那些所提供的ETAAS参考程序进行了对比。

得到了这两种方法之间没有明显的相对的偏差差异，以百分比,低于5.2%（表3）。

已经证实了这种类似成双成对的t-Student测试,此置信水平为95%,,表明这两种方法所提供的计算结果没有明显的统计学差异。

随着相关意义的评价采用t检验成线性关系,SIA（mgL−1）=1.048（±0.023）ETAAS（mgL−1）–3.71（±3.86）,原假设成立。

在其重复分析（n=15）的样本以不同浓度的锡（76.0和48.2mgL−1）无显著性差异（R.S.D.<1.4%）确认这是改进的程序。

结论

这个改进的方法结合了众所周知有的优越的具有稳健、简易的半导体技术和迅速灵敏的荧光检测法。

对于已存在的自动测定罐头食品锡的方法主要表现为非常简单和快速,与此同时很低的样品和试剂消耗和污水生产。

每个测定消耗0.006mgHQSA和0.47mgCPB和1.5mL废水的产生。

尽管改进程序的检测极限还不足以检测少量样品中微量Sn，但是利用相当大的和允许的DMSO和CPB实现了灵敏度的增加，可以成功分析大多数的样本。

样品分析结果的精密度和准确度的表现良好和符合其提供的一个ETAAS对照程序。

改进的SIA方法论的测定锡在果汁罐头食品的明显优点是适合于进行常规分析,可作为替代其他现有的方法。

鸣谢

作者们感谢GRICES（葡萄牙）和CAPES（巴西）对于交流研究的财政支援。

ElaneS.BoaMorte感谢CAPES授予的博士学位。

本科毕业设计（论文）

年产1万吨水果罐头工厂设计

10,000tonsofplantdesigntinnedfruit

2011年5月

毕业设计（论文）中文摘要

毕业设计（论文）外文摘要

TOC\o"1-2"\t"毕业设计（论文）1级标题,1,毕业设计（论文）2级标题,2,毕业设计（论文）结论、致谢、参考文献标题,1"\hHYPERLINK\l_Toc117641引言PAGEREF_Toc117641

HYPERLINK\l_Toc272192.工厂的总体设计PAGEREF_Toc272191

HYPERLINK\l_Toc117952.1设计项目PAGEREF_Toc117951

HYPERLINK\l_Toc307582.2设计内容PAGEREF_Toc307581

HYPERLINK\l_Toc66942.3设计说明PAGEREF_Toc66941

HYPERLINK\l_Toc130362.4设计原则PAGEREF_Toc130362

HYPERLINK\l_Toc117733工厂总平面布置PAGEREF_Toc117732

HYPERLINK\l_Toc265153.1厂址选择及总平面设计PAGEREF_Toc265152

HYPERLINK\l_Toc24663.2工厂设计图纸说明PAGEREF_Toc24664

HYPERLINK\l_Toc24174生产工艺的研究与设计PAGEREF_Toc24174

HYPERLINK\l_Toc83894.1生产方案PAGEREF_Toc83894

HYPERLINK\l_Toc318624.2班产量的确定PAGEREF_Toc318626

HYPERLINK\l_Toc47444.3菠萝皮渣的回收再利用PAGEREF_Toc47447

HYPERLINK\l_Toc272145物料衡算及设备选型PAGEREF_Toc272147

HYPERLINK\l_Toc53045.1物料衡算PAGEREF_Toc53047

HYPERLINK\l_Toc166965.2主要设备选型PAGEREF_Toc166968

HYPERLINK\l_Toc137436车间设计及工厂卫生规范PAGEREF_Toc1374311

HYPERLINK\l_Toc130116.1车间布置原则PAGEREF_Toc1301111

HYPERLINK\l_Toc47306.2车间外形PAGEREF_Toc473012

HYPERLINK\l_Toc312956.3车间设施卫生要求PAGEREF_Toc3129512

HYPERLINK\l_Toc191896.4车间构造PAGEREF_Toc1918912

HYPERLINK\l_Toc113187辅助部门PAGEREF_Toc1131814

HYPERLINK\l_Toc30647.1生产辅助设施PAGEREF_Toc306414

HYPERLINK\l_Toc105137.2生活辅助设施PAGEREF_Toc1051317

HYPERLINK\l_Toc20038劳动力计算PAGEREF_Toc200319

HYPERLINK\l_Toc183919产品检验PAGEREF_Toc1839119

HYPERLINK\l_Toc142399.1检验规则PAGEREF_Toc1423920

HYPERLINK\l_Toc191339.2检验方法PAGEREF_Toc1913322

HYPERLINK\l_Toc2155710经济核算PAGEREF_Toc2155722

HYPERLINK\l_Toc1121210.1年产值及原料成本费PAGEREF_Toc1121222

HYPERLINK\l_Toc2187910.2电费PAGEREF_Toc2187923

HYPERLINK\l_Toc2496810.3水费PAGEREF_Toc2496823

HYPERLINK\l_Toc577310.4工人工资PAGEREF_Toc577323

HYPERLINK\l_Toc2009910.5资产投入及折旧费PAGEREF_Toc2009923

HYPERLINK\l_Toc1472210.6销售费用PAGEREF_Toc1472224

HYPERLINK\l_Toc1435610.7其它费用PAGEREF_Toc1435624

HYPERLINK\l_Toc2179210.8毛利核算PAGEREF_Toc2179224

HYPERLINK\l_Toc2800310.9投资收益PAGEREF_Toc2800325

HYPERLINK\l_Toc26963结论PAGEREF_Toc2696326

HYPERLINK\l_Toc11916致谢PAGEREF_Toc1191627

HYPERLINK\l_Toc24121参考文献PAGEREF_Toc2412128

1引言

菠萝原名凤梨，属于菠萝科，菠萝属多年生草本果树植物，营养生长迅速，生产周期短，年平均气温23℃以上的地区终年可以生长。

原产巴西,16世纪中期由葡萄牙的传教士带到澳门，然后引进到广东各地，后在广西、福建、台湾等省栽种，经过长期的选育，陆续生产了许多品种[1]。

菠萝含用大量的果糖，葡萄糖，维生素A、B、C，磷，HYPERLINK"

菠萝既是盛夏消暑、解渴的珍品，也是良好的减肥、健康水果。

果实含有菠萝酶，有帮助消化蛋白质、治支气管炎、利尿等功效，并对预防血管硬化及冠状动脉性心脏病有一定的作用[2]。

随着我国人民生活水平的提高和对外贸易的发展，国内外市场对菠萝加工品的数量和质量需求必将不断增加。

由于菠萝罐头食品不仅能长期保存，食用安全，而且具有携带、运输方便，在常温下可长期保存内容物的营养价值，是一种深受广大消费者欢迎的方便食品。

据调查，2003~2009菠萝罐头的产量及销售量均逐年递增。

近年来，由于泰国、印尼等菠萝主产国遇自然灾害导致菠萝失收，导致国际市场菠萝供不应求的紧张状态，从2007年3.4月份以来，大量的订单开始涌向中国，菠萝罐头价格一路上升，中国菠萝生产产量供不应求。

2.工厂的总体设计

2.1设计项目

本设计项目为：

年产1万吨水果罐头工厂设计。

2.2设计内容

本设计内容有以下几点：

1、生产菠萝罐头的工厂平面设计、生产车间工艺布置。

2、生产菠萝罐头的工厂工艺设计，包括产品方案及产量的确定、生产工艺流程的确定。

3、主要生产设备选型,包括预处理设备、灌装设备、杀菌设备、包装设备等。

4、菠萝罐头生产的质量标准与质量控制。

5、工厂成本核算。

6、工厂经济核算。

2.3设计说明

本课题是设计年产1万吨水果罐头罐头工厂，重点是设备选型，工艺流程确定，物料衡算，经济核算等，课题设计应遵循以下原则：

质量第一，降低成本，巩固知识，提高技能。

对于其步骤应该是：

先确定生产品种的数量、产期、生产班次，以确定厂房的面积大小，按工艺的流程，流水作业确定厂房的使用分配和布局，根据工艺进行土建设计。

厂房设计应能符合ISO9001质量体系和HACCP操作管理体系。

2.4设计原则

本设计遵循以下几点原则：

选用较先进的机械化、连续化高的通用设备，且能满足工艺、产量、质量的要求，并便于安装。

综合考虑生产经营要求，工艺路线流畅、灵活，适合各种产品品种的调整和不同的市场要求，同时为未来的发展留下空间。

厂地设计符合城市工业用地要求。

力求减少污染，保护环境，厂区最好靠近原料产地，产品质量符合国家标准，经营策略符合国家有关法规。

3工厂总平面布置

3.1厂址选择及总平面设计

3.1.1厂址选择

选择厂址时，在符合国家方针政策的前提下，从城市的规划，运输方面和食品的卫生角度考虑，除遵循一般工业企业选址的原则要求外,还应结合罐头生产的特点，特别注意以下几个方面[3]：

原料：

厂址要靠近原料菠萝生产基地，菠萝的数量和质量要满足建厂的要求。

关于“靠近”的尺度，厂址离菠萝收购地的距离控制在汽车运输2小时路程之内。

周围环境：

厂区周围应具有良好的卫生环境。

厂区附近不得有有害气体、粉尘和其他扩散性的污染源；厂址不应设在受污染的河流的下游和传染病医院近旁。

地势：

地势应基本平坦，厂区标高应高出通常最高水位，且能保障排水顺利。

劳动力来源：

厂址选择在居民区附近，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工生活福利设施。

不同的厂址各有其优缺点，必要时要对每一个可供选择的厂址进行综合比较，从中选取相对最佳者作为定点。

结合以上要求，本厂厂址选择在湛江经济技术开发区，因湛江经济技术开发区有良好地基础设施（供电、供热）。

这些为我们的发展提供了便利的条件。

3.1.2总平面设计原则

总平面设计是水果罐头工厂设计的重要组成部分,它是将全厂不同使用功能建筑物,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，