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1、-年产4000吨苹果醋生产车间设计-第 25 页本科毕业设计题目年产4000吨苹果醋生产车间设计学生姓名 XXx 专业名称 化学工程与工艺 指导教师 XXXX 2015 年 4 月 22日目 录1绪论21.1 苹果醋的简介21.1.1 苹果醋的价值21.1.2 苹果醋的国外市场需求21.1.3 国内苹果醋市场的发展现状31.2 本课题研究的意义31.3 本课题的研究内容31.4 设计原则32 厂址选择42.1 厂址选择42.2厂址的环境条件43工艺设计53.1 生产工艺流程的选择53.1.1 生产工艺流程选择的原则53.1.2 生产工艺的确定53.1.3 生产工艺流程图63.2生产时间安排及班
2、产量确定63.2.1 产品生产时间安排63.2.2 班产量确定63.3 材料与仪器设备73.3.1 主要原料73.3.2 主要仪器73.4 工艺要点73.4.1 调整糖度73.4.2 杀菌、冷却73.4.3 酒精发酵73.4.4 醋酸发酵83.4.5调配83.4.6 罐装83.4.7 冷却83.4.8 灯检83.4.9 陈酿83.5 产品质量标准93.5.1感官指标93.5.2 理化指标93.5.3微生物指标93.6 讨论93.6.1温度对发酵的影响93.6.2 不同接种量对发酵的影响103.6.3 糖度堆发酵的影响103.7 物料衡算103.7.1 衡算原理103.7.2 计算准则103.7
3、.3 苹果醋生产指标和数据103.7.4 100kg浓缩苹果汁需要苹果醋的物料衡算113.7.5 生产1吨苹果醋所需原料衡算123.7.6 生产4000吨苹果醋所需原料的计算133.7.7 生产能力计算133.7.8 生产1吨苹果醋消耗的原料和包装材料的定额133.8 设备生产能力的计算与选型143.8.1 工厂设备选择原则143.8.2发酵车间的设备选型与论证143.8.3 灌装车间设备选型193.9 车间管路布置213.9.1 管径的计算213.9.2 物料管的选择213.9.3 自来水管的选择214 对水、电、气用量的估算224.1用水量的估算224.2 用电量的估算224.3用气量的估
4、算225 生产车间工艺布置225.1生产车间工艺布置原则225.2 苹果醋车间平面布局特点235.3 车间尺寸235.4 车间其它设施及结构设计内容246结语24参考文献24谢 辞25年产4000吨苹果醋生产车间设计摘要：本设计的主要内容是年产4000吨苹果醋的车间设计。本着用最少的资源创造最大经济效益的原则，兼顾环境效益、投资成本等方面，从原料来源、生产技术、销售渠道等条件出发，对4000吨苹果醋进行车间平面、立体设计，其中具体包括厂址选择、生产工艺、设备选型、设备布置、物料衡算、生活设施等方面。联系生活实际和目前市场状况，对方案进行合理安排。关键词：苹果醋；生产工艺；平面设计；立体设计；设
5、备选型；物料衡算A Design of an annual output of 4000 tons of apple cider vinegar factoryAbstract：The main content introduces a design of an annual output of 4000 tons of apple cider vinegar factory.Following the principle of with the least amount of resources to creat the biggest economic benefits and conce
6、rning the environmental benefits,capitalized cost and other aspects,for 4000 tons of apple cider vinegar,we carry out the design of the plane and three-dimensional workshop starting from the condition the raw material source,production technology,sales channel and others.Some specific steps include
7、production site selection,production process,equipment selection,equipment arrangement,material balance,living facilities and so on.We should have a knowledge of the actual life and market conditions so that this design can get reasonable arrangement.Key words: Apple cider vinegar; Production proces
8、s; Plane design; Three-dimensional design; Equipment selection; Material selection.1绪论1.1 苹果醋的简介1.1.1 苹果醋的价值苹果一直来有“智慧果”、“记忆果”的简称，人们很早以前就发现，多吃苹果有加强记忆、提高智能的效果。苹果含有丰富的糖、维生素、矿物质等大脑必须的营养素，其中最重要的是含有锌元素，我们都知道锌是人成长过程中促进生长发育的必须元素，缺少锌多的话可能会使儿童的记忆能力和学习能力直接受到严重阻碍。在日常生活中，多吃苹果有很大的益处，苹果成分中含有丰富的无机盐，其中钾盐、镁盐对心血管具有保护作
9、用1。近几年，随着科技的进步，苹果种植管理技术大大提升，再加上我国苹果本身种植面积广、种类多，产量比起以往年年大丰收。水果除了国内出售和出口以外，剩余量、田间腐烂率还是很高，为了提高利用率、最大限度的变废为宝，许多产区将剩余苹果进行储存加工，发酵加工制成苹果醋，很大程度上提升了经济效益和社会效益。食醋是我们日常生活中的基本酸性调味品，主要由大米、高粱、玉米等粮食作物制成，现在以水果代替粮食来酿醋，不仅充分利用了水果资源而且也大量节约了粮食资源。水果醋在传统酸性醋的基础上又增添了独具一格的风味、营养、口感，而且果醋将苹果中的矿物质、氨基酸等营养成分在很好的保留了下来，对人体健康有利。因此苹果醋是
10、一种集营养、保健、食疗等功能为一体的新型饮品。1.1.2 苹果醋的国外市场需求人类生产、食用果醋已有7000多年的悠久历史，比粮食醋早3800多年，10世纪时苹果醋在法国已相当盛行，17世纪以后欧洲各国结合各自的物产和饮食习惯生产出不同品种的果醋2。后来随着人们对果醋的不断深入了解，各类果醋产品更是层出不穷。现在发达国家的果醋市场已相当成熟，不仅规模大发展也快，果醋作为一种营养保健型产品，深得广大消费者的亲睐与喜爱。在日本70年代末就将果醋纳入国家标准，并于80年代末掀起一股保健醋热潮2。日本货架上陈列着各种各样的果醋，不是作为调味品，更多则是日本女孩子日常生活中的美容、保健产品。1.1.3
11、国内苹果醋市场的发展现状在中国，苹果醋作为商品始于二十世纪九十年代末，随着经济的发展，人们对生活品质的要求越来越高，消费观念也在不断转变，苹果醋作为一种新型饮料呈现出一种蓬勃向上的发展势头。苹果醋因其原料丰富、营养丰富、功能卓越，越来越被人们认可和接受，因此被誉为是继碳酸饮料、饮用水果汁和茶饮料之后的“第四代黄金”饮品3。近些年我国癌症死亡率明显上升，这也唤起了人们对养生之道的重视，不论电视还是报纸、杂志都在大大宣传尽量食用无添加、无污染的农家绿色产品，这样也正好迎合了苹果醋市场的发展，吸引了大批消费者，从而不断扩大其规模产业。1.2 本课题研究的意义苹果醋加工方法可以归纳为鲜果浸泡制醋、果汁
12、制醋、鲜果制醋、果酒制醋。本课题主要采用鲜果浸泡制醋，是将鲜果浸泡在一定浓度酒精溶液或食醋溶液后，再进行醋酸发酵，这样酿造不仅酸度高而且工艺简洁果，而且发酵中微生物将水果中原本具有的丰富的有机酸、氨基酸、维生素以及矿物质等营养物质导入到果醋中，使其很好的保留了下来，和鲜活水果的功效差不多。苹果醋作为果汁的一种新开发产品，既消解了原醋的生醋味，还带有果汁的甜香，酸中有甜，甜中带酸，喝起来非常爽口。苹果醋中含有果胶、维他命、矿物质及酵素，苹果醋含有酸性成分具有杀菌功效，有助排除关节、血管及器官毒素。果胶能帮助排泄、磷遏止制腐细菌的生长、钾能滋润细胞及平衡钠含量4。同时苹果醋中含有的抗氧化物质可以抑
13、制人体中过氧化物的形成，缓解细胞衰老，有很好的抗衰老作用。1.3 本课题的研究内容本次毕业课题的内容是年产4000吨苹果醋的车间设计，设计内容包括：产址的选择、工艺设计、物料衡算、设备选型、车间尺寸规划、辅助设施等。1.4 设计原则本设计根据项目的特点，综合考虑了资源的合理利用与绿色环保要求，以降低损耗、提高设备机械生产能力，求得最大经济效益为标准。设计根据目前市场状况，对产品的包装力求创新，运输环节力求简单易操作，利用最佳的原料、最先进的工艺、最严格的措施生产出世界上最优质的产品。2 厂址选择2.1 厂址选择本苹果醋产位于陕西省延安市洛川县西南角，洛川苹洛川是世界上公认的苹果最佳优生区，宝地
14、出宝果，由于果型端正、口感香甜，色泽鲜艳，洛川苹果受到了国内外的亲睐，洛川苹果还曾经获得省部级以上的170项大奖，被第11届亚运会和第22届大运会作为指定水果，作为人民大会堂的专供苹果 5。将产址选在洛川县，首先解决了原料问题，更重要的是产址西延铁路沿洛河川北上，210国道穿境而过，洛韩公路横贯东西，地理位置优越，交通四通八达，为成品运输提供了良好的便利条件。该产地势较高，可防洪防灾，而且位于偏远郊区，周围树木居多，工厂较少，没有各种污染性的源头，水、电供应也很充足。该产生产的苹果醋饮料销往延安市区及洛川县各中小城市，另外利用交通便利的优势销往全国各地大小城市。2.2厂址的环境条件表2.1 环
15、境条件参数环境条件参数参数值气温年平均气温9.2极端最高温度38最热月平均气温21.6极端最低温度-23最冷月平均气温-4.6湿度年平均相对湿度60%夏季相对湿度64%冬季相对湿度 53%大气压年平均气压885.4mmHg最热月平均气压878.5mmHg最冷月平均气压892.3mmHg风瞬时风速（地面以上10米）19m/s年平均风速3 m/s夏、秋季主导风向东南向冬、春季主导风向西北向降雨量年平均降雨量615.4mm月平均最大降雨量115.7mm月平均最小降雨量4.7mm最长连续降雨156.1mm最长连续降雨天数66天3工艺设计3.1 生产工艺流程的选择3.1.1 生产工艺流程选择的原则（1）
16、秉承技术上的先进性和经济上的合理可行，尽量选择物料损耗小、循环量少、能量消耗小、回收利用好的生产方法。（2）依靠技术的成熟性进行投产，同时考虑项目的可持续性原则。（3）结合企业与当地情况，选用与建设规模、产品方案以及工产员工素质、管理水平相适应的设备，同时也要与当地环境要求相适应。（4）严格按照食品市场监督制度的要求制定工艺流程。3.1.2 生产工艺的确定因本设计选址在陕西延安洛川，洛川所在的区域属渭北黄土高原丘陵沟壑区，暖温带半湿润性大陆性季风气候，土层深厚，土质优良，四季分明，光照充足，环境优良，昼夜温差大，延安的气象条件完全符合世界优质苹果生产的全部七项指标，是世界公认的苹果最佳优生区5
17、，因此洛川有很多农副产品加工工厂。苹果生产和季节有一定关系，7、8、9月是苹果的主要生长、成熟区，降水量丰富，出产量大，但其它月份为了让苹果保鲜投入较高，不适合工业生产，而将苹果加工再经过发酵成为苹果醋，花费低很多，因此该设计是采用浓缩苹果汁作为发酵原料的果醋发酵工艺。3.1.3 生产工艺流程图图1 苹果醋生产工艺流程图3.2生产时间安排及班产量确定3.2.1 产品生产时间安排从产品方案设计的合理性、简洁性、经济性原则出发，从工厂的实际情况出发，综合考虑产品产量、人员分配、资金投入、利用率等情况，确定生产分为4班次，每天运转3班次，每班工作8小时。3.2.2 班产量确定年产量：4000t;每小
18、时生产量：0.55t;生产天数：300天；日产量：约13.3t;班产量：3个班平均每天生产约4.4吨.3.3 材料与仪器设备3.3.1 主要原料菌种：活性醋酸菌、活性干酵母，特点是繁殖力强，耐高温，抑制发酵过程中杂菌的生长。原辅料：优质苹果榨成的浓缩鲜苹果汁、维生素C、白砂糖、蜂蜜、苹果香精、葡萄糖、酒精、果胶酶、维生素B、纯净水。3.3.2 主要仪器分析天平、显微镜、灭菌锅、台秤、保温箱、蒸馏装置、发酵罐、酒精比重计、均质机。3.4 工艺要点3.4.1 调整糖度根据发酵时生成酸度要求调整糖度，将蔗糖溶液生成的糖浆煮沸杀菌后加入苹果浆中，苹果中的总糖含量一般在120g/L左右，能发酵7%v/v
19、左右的酒，若要发酵酒精度更高的苹果酒就要添加更多的糖。工业上常用98.0%99.5%的结晶白砂糖来调整苹果汁的糖分6。3.4.2 杀菌、冷却用板式热交换器把经过调配的的原料加热到60-70，目的是杀死原料中的杂菌，再进行冷却，最后温度保持为25。3.4.3 酒精发酵将苹果汁接种后放入到一定温度条件下进行酒精发酵，3天后发酵基本完成，静置澄清后调整酒精度，进入醋酸发酵。酒精发酵分为以下三个时期：发酵前期：前发酵期中将活化酵母接入发酵醪中，酵母菌主要进行有氧呼吸，前发酵期时间的长短主要取决于接种量的大小，当接种量越大，前发酵期就会越短，整个前发酵期的温度应该保持在低于30的范围内7，发酵持续时间一
20、般大约为10小时左右。前发酵期，应特别注意污染杂菌的感染，因为此时期杂菌易抑制较少的酵母数量，故应加强卫生管理。发酵中期：此时已形成大量酵母数量，发酵醪中基本没有氧气剩余，酵母菌停止繁殖主要开始进行酒精发酵，这时酵母菌就从有氧呼吸转入厌氧呼吸，酒精发酵主发酵期开始。这时发酵醪中的糖分含量下降明显，酒精含量随之上升7。后发酵期：后发酵阶段，醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，酒精含量过高，抑制了酵母菌生长。发酵作用减弱，发酵醪的温度下降，此时醪液温度应控制在30-32左右。3.4.4 醋酸发酵乙醇在醋酸菌作用下氧化成乙酸，这个过程称为醋酸发酵，是食醋生产主要环节。乙醇氧化过程可分为两个阶段，首先
21、乙醇在乙酸脱氢酶的催化下氧化生成乙醛，然后乙醛再吸水形成乙醛水合物，然后在乙醛脱氢酶作用下氧化生成乙酸8。发酵前期为菌种适应期，生长慢，对氧需求量少，故通风量要少。发酵中期醋酸菌活性上升，有大量菌种繁殖，呼吸作用加强需要大量氧，故应加大通风量。发酵后期随着醋酸菌大量繁殖，氧化酶含量大大提升，催化乙醇有氧反应生成乙酸。3.4.5调配过滤后得到的发酵液为苹果原醋，还具有一定酸度，为了保持苹果醋在风味上香甜可口、口感爽，通过实验确定，其最佳饮料配方为（以100ml饮料计）：7g,蔗糖7g,苹果醋6ml,香精2ml9。其余加纯净水补充，充分混匀各种配料。3.4.6 罐装将调配好的混合液预热杀菌，再进行
22、超高温杀菌，冷却后，进行加盖，密封，罐装。在这过程中要防止受到外来细菌的污染，做好瓶盖的消毒处理。3.4.7 冷却灌装后的产品要淋水冷却至室温，等到完全干燥后，贴上标签。3.4.8 灯检产品最后在放入包装箱前要进行灯检，确保饮料中不含多余杂质。3.4.9 陈酿刚制出来的苹果醋喝起来并不是那么地口感舒适，一般还要经过陈酿这一工序，在陈酿过程中，氧化加强，乙醇大部分转化为乙醛，芳香物质增多，色、香、味上都有了不同程度的提升，这才是真正意义上的风味饮料，陈酿一般时间为1-2个月。3.5 产品质量标准3.5.1感官指标表3.1 感官指标10项目指标色泽浅黄色滋味具有苹果醋饮料应有的滋味组织及形态汁液呈
23、透明状，并有纤维均匀分布长时间放置允许有少量杂志沉淀香气具有苹果香味，香气协调浓郁杂质无肉眼可见的外来杂质3.5.2 理化指标表3.2 理化指标项目指标醋酸含量（以醋酸计） 4.0g/100mL乙醇含量（体积） 0.5铜 5.0mg/kg铁 l0.0mg/kg重金属 1.0mg/kg3.5.3微生物指标菌洛总数100cfu/ml,大肠菌群6MPN/100ml,致病菌不得检出10。3.6 讨论3.6.1温度对发酵的影响在一定温度范围内随着温度的升高，发酵速度加快，30的产酸率最高， 8天后醋酸浓度达到最大（4.62%），但当温度达到35时，发酵速度反而降低，发酵10天的醋酸浓度仅为3.02%。结
24、果表面，最适宜的发酵温度为3011，高于这个值或低于这个值都不利于发酵，温度偏高，酵母菌和醋酸菌老化速度加快，酶活性会降低；温度偏低，酵母菌和醋酸菌会保持静止状态，生长缓慢，不能体现出酶活性。3.6.2 不同接种量对发酵的影响接种量对发酵有着重要的影响，相同浓度的发酵液在30条件下，当接种量有5%增至10%时，发酵8天后，醋酸浓度有3.02%增至4.36%11，10%时接种量和15%时差不多，所以接种量选择为10%比较合适。3.6.3 糖度堆发酵的影响糖是细菌增长和繁殖的必要条件，在温度为30，接种量为15%时，发酵原料中糖含量与得到的果醋醋酸含量成正比，但当糖浓度达到15%时就不再增长，此时
25、醋酸含量抑制了发酵的继续，故糖浓度最适宜为15%。3.7 物料衡算根据苹果醋生产工艺流程图，计算出理论上年产4000吨苹果醋要用的原材料、动力消耗、燃料等指标来指导生产。3.7.1 衡算原理 G=Gp+Gd G：引入系统的物料重量。 Gp：得到产品的重量。 Gd：损失物料的重量。3.7.2 计算准则根据质量守恒，对单位时间处理的物料量建立平衡。3.7.3 苹果醋生产指标和数据表3.3苹果醋生产指标和基础数据项目名称百分比%备注定额指标浓缩果汁总糖含量70发酵液总糖含量10酵母接种量0.2醋酸菌接种量15发酵罐有效容积70损失率发酵损失6管路损失1过滤损失2灌装损失2检验及其他操作损失4空瓶损失
26、1胶帽损失0.5瓶盖损失1标签损失0.5总损失率发酵液总损失153.7.4 100kg浓缩苹果汁需要苹果醋的物料衡算表3.4 100kg浓缩苹果汁需要的苹果醋物料衡算项目物料量计算值发酵液计算浓缩苹果汁100kg纯净水10070%10%-100=600 kg待发酵的果汁量100+600=700kg加入的酵母菌悬液7000.2%=1.4kg酒精发酵液总量700+1.4=701.4kg加入的醋酸菌培养液701.415%=105.2kg醋酸发酵液总量701.4+105.21=806.6kg发酵过程损失806.66%=48.4kg过滤及管路损失（806.6-48.4）（1+2）%=22.7kg调配罐中
27、液体总量806.6-48.4-22.7=735.5kg调配液计算调配液量（0.17%+0.17%+0.002+0.006）0.1735.5=161.81 kg成品醋计算成品醋量735.7+161.81-(735.7+161.81) 3%2=843.66 kg3.7.5 生产1吨苹果醋所需原料衡算表3.5 1吨苹果汁所需苹果醋物料衡算物料量及损失计算值浓缩苹果汁用量100 1000843.66=118.5 kg纯净水用量1000 600 843.66=711.2 kg酵母培养液用量（118.5+711.2）0.2%=1.7kg醋酸发酵液118.5+711.2+1.7+124.5=955.9kg发
28、酵损失955.96%=57.4kg管路及过滤损失（955.9-57.4）3%=27.0kg调配罐中液体总量955.9-57.4-27.0=871.5kg调配液量（0.17%+0.17%+0.002+0.006）0.1871.5=191.7 kg醋酸菌培养液用量（118.5+711.2）15%=124.5kg3.7.6 生产4000吨苹果醋所需原料的计算浓缩苹果汁用量：118.540001000=474.0t纯净水用量：711.240 001000=2844.8t酵母培养液用量：1.740001000=6.8t醋酸菌培养液用量：124.540001000=498.0t调配液用量：191.7400
29、01000=766.8t3.7.7 生产能力计算工作日：300天生产周期：6天一个周期的生产能力：4000(3006)=80 t每天生产能力：4000300=13.33 t浓缩苹果汁用料量：13.33118.5=1579.61kg纯净水需要量：13.33 711.2=9480.3kg酵母培养液用料量：13.331.7=22.661kg醋酸菌培养液用料量：13.33 124.5=1659.585kg调配液用料量：13.33 191.7=2555.4kg3.7.8 生产1吨苹果醋消耗的原料和包装材料的定额表3.5 苹果醋生产指标和基础数据项目名称百分比%备注定额指标浓缩果汁总糖含量70发酵液总糖含
30、量10酵母接种量0.2醋酸菌接种量15发酵罐有效容积70损失率发酵损失6管路损失1过滤损失2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总损失率发酵液总损失153.8 设备生产能力的计算与选型3.8.1 工厂设备选择原则设备的选择和计算是根据设计工程中提出的各作业处理物料量和相应的产品质量、并考虑到物料的机械物理性质、设备性能和制造质量、建厂设备水平及自动化程度来确定考虑的，一般要遵循以下原则12：（1）与生产能力相匹配的原则。（2）利于加工设备在生产线上相互配套的原则。（3）设备的先进性、经济性原则。（4）工作可靠性原则。（5）利于产品改型及扩大生产规模的原
31、则。3.8.2发酵车间的设备选型与论证在工艺计算的基础上确定车间内发酵设备的型号、台数以及基本尺寸，在这基础上进行车间布置设计。（1）调配罐选型浓缩苹果汁在发酵前需要进行调配，本设计日生产量为13.33吨，需要浓缩苹果汁1579.61kg，因此选用2个容积10m3的调配罐比较合适也方便以后扩大生产。本设备带有搅拌功能，适用于果汁的加热、冷却、保温、杀菌、贮存、具有节能，消声耐震，节能等特点，带搅拌功能13。表3.6 调配罐的主要技术参数容积m3重量kg加热面积m2电机功率kw外形尺寸mm101650112.218004200（2）酒精发酵罐选所选用的发酵罐广泛用于食品等行业，进行各类发酵操作，
32、一般内胆采用耐腐蚀、耐酸、耐碱的材料，罐外选择不锈钢制造的，配备有利于清洗的清洗头，而且双速搅拌的工艺特点更符合发酵工艺要求。发酵罐容积和数量每天的生产约为13.33吨，需要稀释的苹果汁大约为1579.61kg,纯净水量为9480.3kg,酵母菌培养液为22.661kg.酒精发酵的液料量为:1579.61+9480.3+22.661=11082.571kg混合液密度为p=1000kg/ m，罐装系数为0.8。则发酵罐每天总容量为：11082.57110000.8=13.85 m本设计根据发酵罐的各个参数，选择容积10 m的发酵罐发酵，则每天需要发酵罐个数为： 13.8510=1.3852个表3
33、.7 酒精发酵罐的主要技术参数公称容积(m3)内筒体直径(dg)换热面积(m2)搅拌轴转速(r.p.m)搅拌轴功率(kw)10180014160-120 17-22酒精发酵的周期一般为3天，考虑放罐洗罐等时间，周期为4天可知：总罐数=29624+1=9个（其中一个备用）则需要容积为10 m的酒精发酵罐9个。发酵罐主要尺寸的确定V全=V筒+2V封 =10m公称容积可近似为圆柱体的容积，设H0=2.5D，则V全=(/4)D2H0 3110=0.785D22.5D，罐直径D = 5/(0.7852.5） 1/3 = 1.7m罐圆柱高H0=2.5D=2.51.7=4.25m由于罐直径D2m,封头直边高
34、度hb=25mm,封头短半轴高度ha=1/4D封头高h=ha+hb=1.7/4+0.025=0.45m罐总高 H=h0+2h=4.25+20.45=5.15m椭圆封头体积：V封=(/4)D2hb+(/6)D2ha =0.7851.71.7（0.025+1.7/6）=0.69 m圆柱部分容积： V筒= (/4)D2H0 =0.7851.71.74.25=9.64 m罐全容积 V全=V筒+2V封34=9.64+20.69=11.02 m冷却面积的确定对容积为10m的发酵罐，实际装液量为8.8m.对于苹果醋发酵，每1m发酵液，每1小时传给冷却器的最大热量为4.18 6000kJ/(m.h),采用竖式
35、蛇管换热器，k取经验值为4.18 500kJ/(m.h)。平均温差：tm = 32 3220 26 12 6tm =8.7 A=Q/(ktm) =(4.18 6000 8.8)/(4.18 500 8.7)=12.13 m搅拌器设计采用六弯叶涡轮搅拌器，该搅拌器的各部尺寸与罐径D有一定比例关系，现将主要尺寸列后。搅拌器的直径=/3=1.7/3=0.57m 取d=0.6m叶宽=0.2=0.12m弧长=0.375=0.225m底距C=D/3=0.57m 取C=0.6m盘径=0.75d=0.45m叶弦长L=0.25d=0.15m叶距Y=D=1.7m弯叶板厚=12mm取两档搅拌，转速为110r/min
36、雷诺数 Rem=D2N/ 代入数据：式中 D搅拌器直径，D=0.6m N搅拌器转速，N=110/60=1.83r/s 醪液密度， =1000kg/m 醪液粘度， =1.310-3Ns/代入数据得 Rem=(0.60.6 1.831000)/1.310-3=5.1105 104因此可视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7计算不通气时的搅拌轴功率 P1=NPD3D5 式中 NP 在湍流搅拌状态时其值为常数4.7 N 搅拌转速，N=110r/min=1.83r/s D搅拌器直径，D=0.6m 醪液密度， =1000kg/ m 代入上式则有 P1=NPD3D5 =4.7 1.833(0.6)5 1000
37、 =2239.8W选用两档搅拌P=2P1=4479.6W=4.5kw通气时的搅拌轴功率P2=2.25103(P2ND3/Q0.08）0.39 式中 P2=4.52=20.25kw D3=0.63106=2.16 105Q为通风量（ml/min）,通风比取0.11.则Q=79.1 0.11 10 6=8.7 106(ml/min)Q0.08=3.59代入上式：P2= 3.325（kW） 求电机功率P电： P电=P2/(1 2 3) 1.01 采用三角带传动1=0.92;滚动轴承 2=0.99，滑动轴承3=0.98；端面密封增加的功率为1%；代入公式数值得： P电 =3.325/(0.920.99
38、0.98)=3.725 （kW）(3)醋酸发酵罐计算与选型由于酒精发酵罐的物料和醋酸发酵罐所需物料基本相同，所以醋酸发酵罐的选型跟酒精发酵罐的选型都差不多。醋酸一般发酵周期为48h，所以本次设计需要容积为10 m醋酸发酵罐4个，1个10m备用罐。（4）泵的选型使用泵是为了更方便将苹果醋或苹果汁转移到所需地方，便于苹果输送，所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺参数的要求。对于输送苹果汁、苹果醋这样的酸性物质要求泵对流部件运用耐损坏性材质，如氟塑料耐损坏泵。机械方面要求噪声低、可靠性高、振动小。(5)板式杀菌机为了提高果醋新鲜度，延长货架期，增加果醋中的有害微生物
39、，增加果醋的生物稳定性，保证果醋风味，苹果汁调整糖度后，需要经过杀菌冷却，然后再进入发酵工段。该设计选用的为BR型板式热换器，各方面技术参数如下表。表3.8 板式杀菌机的主要技术参数型号BR0.05单板热换面积0.0618板间距（mm）3.8当量直径（m）0.0076单流道截面积（）0.000494角孔直径（m）38最大处理量（m3/h）25可组换换热器面积（）1-5最高工作压力20换热器的工作温度视垫片材料而定3.8.3 灌装车间设备选型（1）硅藻土过滤机的选择过滤机的使用能把醪液中的杂质颗粒过滤掉，过滤机理分成三种主要的机理：筛分作用，深层效应，吸附作用14。此机器操作起来简便，成本低，效
40、率较高。硅藻土因其具有细小的多孔结构，其密度很小100-250kg/m3，而表面积很大（10000-20000/），颗粒大小为2-100m,因此，它具有极大的吸附能力，能滤除0.1-1m及以下的粒子14。表3.9 硅藻土过滤机的主要技术参数型号理论流量过滤面积滤片数阀门口径工作压力外形尺寸T/hm3（张）mmMPammGZ33-I3-53.420Dg320.31700600750（2）罐装压盖机的选择酿造好的苹果醋要经过密封、装罐，再装箱，这一工序相当重要，关系到苹果醋能否长期贮存。表3.10 罐装压盖机的技术参数型号GCP-18A型全自动液体定量罐装压盖机生产能力（瓶/小时）2500灌注头数
41、18罐装量（ml）150-180外形尺寸（mm）199012801650配套功率（kw）0.75整机重量（kg）1500（3）灯检机的选择苹果醋饮料成品在装箱前要经过灯检，主要检测装置是否合适，液线是否整齐一致，封口是否严密，有无渗漏等。表3.11 灯检机主要技术参数生产能力（瓶/分钟）60-120外形尺寸（mm）14007801200机器功率（kw）0.5机器净重(kg)1003.9 车间管路布置3.9.1 管径的计算根据泵的选型，可得知工艺过程所需的各类流体介质的流量，根据流体在管内的流量、流速与管径之间的关系即可计算出管道的内径15：d=18.8式中：d管道内径 Q流体流量，m3/h w流体的流速，m/s3.9.2 物料管的选择进料流量Q=20m3/h采用不锈钢管，查表可知淀粉酶发酵液的流速为0.8m/s15，则： d=18.8=94mm故选物料输送总管径为DN100的不锈钢管。3.9.3 自来水管的选择查表可知自来水的流速为2.5m/s15，则d=18.8=53mm故选自来水总管径为DN60的不锈钢管。4