年产t红枣醋工厂设计.docx

1、年产t红枣醋工厂设计 集团标准化工作小组 Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN年产t红枣醋工厂设计Hefei University食品工厂设计题目：年产2000t红枣醋食品工厂设计系别： 生物与环境工程系 专业： 食品科学与工程 姓名： 学号： 导师： 完成时间： 二零一三年十二月 摘 要：红枣食醋营养丰富，有很好的保健功能。本设计旨在设计年产2000t红枣醋生产线，在充分考虑了目前行业状况和将来发展需要后，将机械化、自动化生产方式融入到工厂化生产设计和实施中，同时力求技术先进，质量可靠，布局合理、规范。设计首先依据生产工艺确定生产线流程，按照工艺流程对物料、水、电、气进

2、行街算；然后根据设备选型配套，按照GMP标准，对工厂进行了总平面以及工艺流程设计。同时，本设计也对环保等方面作了初步的规划和必要的技术经济分析。关键词：红枣，食醋，工厂，设计，液态深层1 引言可行性研究引言食醋是人们生活不可或缺的酸性调味品，它能促进入体胃液分泌、增加食欲、促进消化、消除疲劳，减少肌肉疼痛。食醋中的多种有机酸可加强肝脏的解毒功能。另外食醋还有软化血管、降血脂、防癌、美容、减肥、延缓衰老等多种保健功效1 随着人们生活水平不断提高，人们消费观念也在发生着变化，“少盐多醋”的市场消费倾向日趋上升，醋销量普遍增加，出现淡季不淡，旺季更旺的趋势2 据报道，我国食醋年消费量为70万t(以1

3、00g/L醋酸含量计)。我国食醋大多采用固态发酵法酿制生产。本设计采用液态深层发酵法生产红枣食醋。回态发酵法所生产的醋品虽有风味佳、口感好等优点，但存在着发酵周期长、劳动强度大、发酵过程难以控制、易被杂菌污染等缺点。而液态深层发酵法发酵周期短、劳动强度小、发酵过程易控制，并且减少了杂菌污染的机会。同时，以液态法生产的果醋以其独特的优越性正在逐步被人们所接受。该设计的意义就在于：红枣醋不仅有一般食醋的保健功能，还有果醋特有的保健功能3-4。红枣醋富含丰富有机酸及人体所需的多种氨基酸、维生素及生物活性物质，能有效维持体内的酸碱平衡5-6。设计产品所需主原料为红枣，我国红枣资源极其丰富。近年来，随着

4、国家退耕还林政策的实施，枣树在黄河流域作为生态和经济兼用树种，栽培面积和红枣产量均急剧增加，大量红枣产品因存在外观缺陷未达到一定商品价值，造成滞销甚至、浪费，利用这部分红枣资源开发红枣食醋，实现规模化、工业化生产，不仅充分利用枣果资源、达到节约粮食目的，还可以为枣区人民开辟一条新的致富道路。 可行性研究1、项目单位：山西临县年产2000t红枣醋加工厂2、项目名称：山西临县年红枣醋加工厂3、编制依据：红枣产业是吕梁地区的一项特色产业和优势产业。全区现有红枣栽植面积万亩，主要分布在临县万亩、柳林万亩、石楼万亩、兴县万亩、交城等7县市的65个乡镇1240个村庄。正常年景年总产量亿公斤，占山西省总产量

5、的67%，占全国总产量的%。本区红枣品种主要有木枣、梨枣、骏枣、帅枣、油枣，后来还引进了赞皇大枣、金丝小枣等优良品种，其中梨枣、骏枣、木枣被列为全国十大名枣之列。但红枣醋产业滞后，是个可投资项目。2.工厂的总体设计 设计项目 本设计项目为：年产2000t红枣醋工厂设计。 设计内容本设计内容有以下几点：1、生产红枣醋的工厂平面设计、生产车间工艺布置。2、生产红枣醋的工厂工艺设计，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、红枣醋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。 设计说明本课题是设计年产200

6、0吨红枣醋工厂，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。 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。

7、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 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,还应结合醋酸生产的特点，特别注意以下几个方面7：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。

8、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醋酸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

9、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，分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还应考虑工厂扩建的可能，合理预留发展空地。2、对建筑物、构筑物的布置必须符合生产工艺要求。保证生产过程的连续性，互相联系比较紧密的车间，仓库可进行合理组合，建成联合厂房，要求物流线路短捷，运输总量最少，尽量避免往返交叉，合理组织人流和货流，相互间影响的车间不要放在同一建筑物里。3、动力设施应接近负荷中心。4、厂区建筑物间距应按有关规划设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面考虑，在符合有关规范

10、的前提下，使建筑物间的距离最小。5、卫生方面的要求、生产车间要注意朝向，保证通风良好。、生产车间与城市公路有一定的防护区，一般3050米。、厕所应与主车间、仓库保持一定的距离，并采用水冲式厕所，以保持厕所的清洁卫生。、对卫生有不良影响的车间应远离其它车间。、生产区和生活区尽量分开。3.1.3 总平面设计内容总平面设计的内容包括平面布置和竖向布置两大部分。平面布置就是合理地进行用地范围内的建筑物、构筑物及其他工程设施水平方向相互间的位置关系。平面布置中的工程设施包括：1、运输设计。合理组织用地范围内的交通运输路线的布置，使人流和物流分开，避免往返交叉和污染。2、管路综合设计。工程管路网，包括厂内

11、外的给排水管道、电线、电话线、空调管道及蒸汽管道等的设计，必须布置的合理整齐。3、绿化布置和环保设计。绿化布置可以起美化厂区、净化空气、调节气温、阻挡风沙、降低噪音、保护环境等作用，改善生产卫生条件，是防止厂区污染的良好屏障。因此，厂区尽量不要有裸露的泥面，绿化面积要求能大到20%以上，但绿化面积过大就会增加建厂投资，所以绿化面积也应当适当。种植的绿化树木花草，要经过严格选择，厂内不栽产生花絮、散发种子和特殊异味的树木花草，以免影响产品质量。一般来说选用常绿较为适宜。另外，在工厂四周特别是靠马路的一侧，应有一定距离的树木组成防护林带。此外，环境保护是关系到国计民生的大事。工业“三废”和噪音，会

12、使环境受到污染，直接危害到人民的身体健康，所以，在食品工厂总平面设计时，在布局上要充分考虑环境保护的问题。竖向布置就是与平面设计相垂直方向的设计，也就是厂区各部分地形标高的设计，其任务是把地形组成一定形态，既要平坦又要便于排水，防止污水倒流。如果是在丘陵或山区建厂，应注意将不清洁的厕所、垃圾箱等建在低处，其车间流向从低到高顺序应是原料间、加工间、冷库。在地形比较平坦的情况下，一般都不竖向设计，假如要作竖向设计，那么就要结合具体地形合理进行综合考虑，在不影响车间之间联系的原则下，应尽量保持自然地形，使土方工程量达到最少限度，从而节省投资。 工厂设计图纸说明 根据以上内容工厂设计如下：1、本工厂主

13、要设有两个大门，一个门靠东朝南，是原料、成品的主要进出口；一个门靠西朝南，是煤、废弃物进出口。生产区设在整个厂区的西南方位，生活区和办公楼设在整个生产区的东面。2、生产区的厂房周围设有绿化带。生产厂房均为一层楼房。3、生活区设有食堂、宿舍、浴室等。宿舍为六层楼房，食堂为二层楼房，浴室为二层楼房。生活区的西面面为办公楼，办公楼为二层楼房。4、因为本厂是从事食品生产的企业，要非常重视生产区的卫生及厂区四周是否有污染场所。因此，厂区不能设在有化工厂、化肥厂等有污染源的工厂附近。5、工厂土地说明全厂总占地面积7500m2，东西宽60m，南北长125m4 生产方案与总平面设计 产品方案4.1.1主要原料

14、的规格粮食：应符合GB2715的规定酿造用水：应符合GB5749的规定食用盐：应符合GB5461的规定食用酒精：应符合GB10343的规定糖类：应符合相应的国家标准或行业标准的规定食品添加剂：应选用GB2760中允许使用的食品添加剂，还应符合相应的食品添加剂的产品标准4.1.2 产品质量标准GB/T 6011998化学试剂滴定分析（容量分析）用标准溶液的制备GB27151981粮食卫生标准GB27191996食醋卫生标准GB27601996食品添加剂使用卫生标准1994食品卫生微生物学检验调味品检验GB/1996食醋卫生标准的分析方法GB54612000食用盐国家标准GB57491985生活饮

15、用水卫生标准GB/T66821992分析实验室用水规格和试验方法GB77181994食品标签通用标准GB103431989食用酒精国家标准4.1.3方案安排原则 按照红枣成熟和收获的月份安排生产任务。做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。4.1.4 产品品种及包装规格产品名称：红枣醋；规格：500(g/瓶)；包装方式：玻璃瓶灌装；年产量：2000(t) 4.1.5班产量的确定 全年生产以300d计(非生产日检修设备)，全厂职工实行常日班，特殊工序除外。（1）年产量Q： 2000 t；属小型食品工厂；（2）生产天数t：暂无淡旺季的划分，预定全年生产天数 3

16、00 天；（3）生产班次n：全厂设为常日班，每天工作8小时；班产量d；（4）每小时生产能力：d8=h。4.1.6 方案安排原则按照红枣成熟和收获的月份安排生产。4.1.5 生产安排 全年产量为2000t，每周休息1d，每月按25d进行生产，日包装量为。 总平面设计4.2.1 总平面设计的原则 总平面设计应按照年产量的大小进行设计。布置必须紧凑合理，满足食品卫生要求，符合工厂设计规范。做到节约用地，同时为远期发展留有余地；满足生产、生活流程，有利于主生产车间和动力区之间的联系，减少厂内运输距离和管道布置，节约能源；各分区集中布置，节约土地，节省基建费用，有利于管理，方便生活；保护环境，绿化、美化

17、厂区；厂区各建筑物布置也应该符合规划要求，同时合理的利用地质、地形和水文等自然条件。4.2.2 厂区主人口设置 工厂设有三个出入口，其中正东方向的大门设有地秤，为红枣原料、运煤车和包装材料运输车出入口。正北方向的大门为人流出入口。正西方向的大门为成品的运输出人口。 全厂总平面设计说明全厂面积：7500m2 ；建筑物占地面积：2965m2；露天堆场面积：35m2；辅助工程面积：600m2；建筑系数(% ) = (建筑物占地面积+露天堆场面积)/全厂总面积*100% =40% 。土地利用系数(%)= (建筑物占地面积+露天堆场面积+辅助士-程面积)/全厂总面积*100%=48%根据食品工厂的经验数

18、据：建筑系数为25% 40% ；土地利用系数为45%-65%；因此，本设计基本符合食品工厂设计要求，还留有一定发展空间。5 生产工艺设计 生产工艺选择采用液体深层发酵工艺。据资料介绍，该工艺在国外早已应用于食醋的生产。近几年来，我国开始研究、试产，实践证明该工艺有以下特点；生产过程采用纯种发酵，有利于提高食醋质量，保证产品卫生，改善环境卫生；可以实现机械化生产，有利于进一步实现自动化；节约大量辅助原料。采用此工艺可全部甩掉谷糠；提高劳动生产率；节约厂房面积30%以上；生产周期由原来的30d缩短为9d；出醋率不受夏季高温影响。根据有关发酵食醋的工艺流程设计，采取分批投料，分批发酵的方法。 工艺流

19、程8原料清洗粉碎浸提冷却酶解调整糖含量接种酵母茵酒精发酵醋酸发酵过滤澄清调自己灭茵包装 工艺操作要点及其参数条件5.3.1 主原料选择因鲜枣成熟比较集中，且不耐贮存，故生产枣醋宜选用干红枣。红枣应选个大、核小、肉厚、含糖量高的。除去霉变枣、虫蛙枣，以免影响品质。5.3.2主原料验收首先必须是合格的原料；其次质检员当场进行农残检验，不符合标准不收；最后抽检，从色、香、昧芝方面保证所购入原料质量合格。5.3.3清洗 物料经螺旋提升机输送至清流槽洗去表面的泥沙和杂质。5.3.4粉碎 在发酵与酿造过程中，为了加快蒸煮、发酵反应的速度，对于使用的固体原料，常需将其粉碎。5.3.5 漫提和冷却以1：4 的

20、比例添加自来水在70下浸提5.3.6 酶解将浸提浆冷却至45加人%果胶酶酶解4h。果胶酶酶解不仅提高浸提率，而且有利于澄清，改善产品感官品质。5.3.7 调整糖含量将酶处理后的枣浆冷却至25 ，用(蔗糖或自来水)调整SSC含量为12%。5.3.8 酒精发酵 接人活化的酵母菌进行酒精发酵。发酵菌种：啤酒干酵母；接种量为%；发酵温度：28-30；发酵时间：7d；发酵设备：酒精发酵罐。5.3.9 醋酸发酵接入活化的醋酸菌进行醋酸液态深层发酵，待醋酸含量不再升高时停止发酵。发酵菌种：；活化后接种量(体积比)：10%；发酵温度：30 ；发酵时间：48h。发酵设备：下身轴式自吸式发酵罐。5.3.10 醋酸

21、发酵后过滤 采用自动卸料离心机初步过滤，除去大渣质。5.3.11 澄清 用板框式过滤机进行二次过滤，达到澄清醋汁的效果。5.3.12 调配按照红枣食醋的质量指标进行调配，除了酸度。总酸要求为7.0g/100mL。5.3.13 灭菌 配兑完后用耐酸泵打人列管式换热器，加热至75-80后泵入贮存罐。5.3.14 包装其工艺流程及所需设备大致如下：洗瓶(洗瓶机)玻璃瓶灭茵(玻璃瓶输送带加蒸汽灭茵)灌装(自动灌装机)压盖(压盖机)贴标(贴标机)喷码(喷码机)落套(套标机)热缩(热收缩机)装箱(装箱机)封箱(封箱机)成品6 工艺计算和设备选型 原料组分据中国农科院分析中心测定：中国干红枣含水量25%-3

22、0%，糖55%-80%, (数据因不同品种而异)。 原料产醋能力(以1t主料计算)酒精发酵阶段：C6H12062C2 H5OH+2CO2 葡萄糖 乙醇醋酸发酵阶段：C2H5 OHCH3CHOCH3COOH乙醇 乙醛 乙酸(醋酸)6.2.1 浸提、酶解工序1、 原料加水量加水比为1：4；水量=1 *4 =4( t)。2、枣浆中干物质的质量分数 原料含水量以30%计：枣浆中干物质的质量分数=1 *70%/(1 + 4) * 100%=14%。 3、 果胶酶用量(酶活力1800U/mg) 加酶比为% ，加酶量=1t * % = (kg)。4、 枣浆体积V，14%毛干物质含量的枣浆，密度约为1.04k

23、g/L； V1( 1000 + 4000 + )/ (L)。6.2.2 酒精发酵工序。1、 啤酒干酵母用量 添加比为%0， 并以1：1 的水活化后加入枣浆中；加酵母量=* %*2 = 5 (kg)。2、 每吨原料产酒精量 每批原料产酒精量=原料量含糖含量理论产酒率*转化率=1000 * * * = ( kg) (此处计算取含糖量为最大值80%计)。3、发酵中CO2 产生量(按酒精发酵反应式计)= *88/92 =(kg) 4、 CO2 带出乙醇量(按经验数据%计= * % = (kg)。5、 发酵中逸出水分= * = ( kg)。6、 酒精发酵成熟醒总质量(含酵母质量)m, + = (kg)

24、7、 成熟醒体积V2 (成熟醒密度为0.99kg/L) = +=(L)。8、 成熟醒中酒精体积分数为，酒精产量= - = ( kg) ；酒精体积分数 * 100% =%。6.2.3 醋酸发酵工序1、 醋酸成熟醒质量m2 (含酵母醒量) 发酵时以10%添加己扩大培养的醋酸菌(体积分数约m2 = + * 10% = (kg)。2、 醋酸发酵醒体积V4 = V2 + V3 = + = + =(L)。3、 每批原料产醋量 酒精理论产醋值，实际转酸率按939毛计：产醋量= * * = (kg) 4、 醋酸发酵时生成的水(按醋酸发酵反应式t十)= 18*60 = 116( kg)。5、醋酸成熟醒总质量m2

25、=投入醒在酒精质量+生成醋酸质量+生成水= + 116 =(kg) 6、 成熟醒体积V5 (成熟醒密度1.01kg/L) -=- = (L) 07、 成熟醒醋酸质量浓度= = ( g/100mL) 。8、 压滤后醋酸质量 按经验数据：压滤损失4% ；消毒运输损失为毛，共损失率为%，则醋酸量： * %) =(kg)。9、 配兑成7.0g/100mL醋酸含量的成品醋的体手只V 6 = = 5237 (L) 。10、 成品醋总质量m3 (成品醋密度1.025kg/L)=5237 * =(kg)。11、 原料出醋率=1000 = ( kg/kg) (7g/100mL的红枣醋)012、配兑加水量=523

26、7-5321=6(L)。 生产能力年产食醋2000t。根据设计任务中的要求，按照上述生产方法，全年投料批数和每批投料量如下：a.每只罐一个周期为7d。每只罐全年的生产周期数为300d/7d = 43 ； b.三只罐每周期共投料1 批*34批，全年共投料43*3批=129批；c.全年产醋为2000t，车间每批料应产醋：2000t/129批=批；d.每kg料产醋为5.36kg(按主料计)，年产2000t每批投料量为： = 批。 投入和产出物料衡算汇总表(以1t投料计)具体数值见表投入和产出物料衡算汇总表(以kg投料计)物料名称投入（kg)产出（kg）损失（kg）密度（kg/L）容积（L）水4000

27、果胶酶啤酒干酵母活化液5生成CO2逸出酒精挥发水分酒精发酵成熟醪醋酸发酵醪醋酸菌醋酸发酵成熟醪5100配兑加水量6最终产品醋5368 车间主要设备选型9根据前述工艺要求，拟出的年产2000t红枣食醋主要设备见表年产2000t红枣食醋深层发酵车间主要设备一览表序号设备名称及规格型号数量功率（kW）功率（kW）单位（万）总价（万）1螺旋提升机DT11442流送槽GXC122333刀片式粉碎机WFC30/401554酶解罐V= 20m3113135列管式换热器SPGH-W256不锈钢酒精发酵罐V= 20m3JX320607自动卸料离心机LW200 x60016612128下伸轴式自吸式发酵罐V=20

28、m3271413269板框式压滤机过滤容积:3m380025102410调配罐V=3m3211锅炉h1303012贮存罐V=20m32132613缓冲罐V= 10m3493614半自动灌装机灌1448815螺杆泵和耐酸泵932716积料槽V=200mL117积液槽V=200mL118刮板式输送机22419高位罐V=2m3120小储罐V=5m31合计78 生产车间水、电、汽估算6.6.1 水的估算1、清洗 每批需红枣进行生产，而1t红枣需1t 水来冲，这部分水可以循环利用。因此清洗用水量为，假设有1/3 水可以循环，因此需水量为W= /批。2、 浸提 原料在预处理阶段要浸提，以1：4比例浸提，浸

29、提用水量为W= *4 = l 批。3、调配用水 1t原料需6kg水，每批需枣，每批用水量W= * =批。4、设备清洗 每批清洗一次，清洗一次用水10t，因此设备清洗用水量为W=10t/批，故生产用水W=+ + + 10 =批。6.6.1电的估算 车间设备日消耗功率为78kW/h，其他各种泵耗电、光照耗电、取暖耗电等根据经验约共耗电20kW；共需功率为78+20 =98kW/h，即每日总用电量：98kW/h*8 =784度。6.6.2汽的估算主要用于生产过程的恒温浸提和成品杀菌。恒温浸提：混料(红枣和自来水)在恒温70下浸提，后逐步冷却至25进行酒精发酵。成品杀菌：成品醋进入贮存罐前的灭菌，红枣醋由25加热到75-80。即计算将25的物料加热到80所消耗的能量，计算时取红枣醋的焰值为水的焰值(不考虑热损失)。由1.1.3 知每小时灌装枣醋25时水的始值为kg；80时水的焰值为 kJ/kg；(表压)饱和蒸汽的始值为2731kJ/kg。而每小时需热量Q= * 1000kg/h * - ) kJ/kg = 193259kJ/h；悄耗蒸汽量：D= (Q/R)/= 193259kJ/h/2731 kJ/