年產(chǎn)5000噸蘋果醋工廠工藝設(shè)計(jì)

1、 年產(chǎn)50000噸蘋果醋工廠工藝設(shè)計(jì) CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 年產(chǎn)5000噸蘋果醋工廠工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 賴陽(yáng)平學(xué) 號(hào)： 201338090119班 級(jí): 生物工程1301班專 業(yè)： 生物工程2017 年 5 月年產(chǎn)5000噸蘋果醋工廠工藝設(shè)計(jì)摘要果醋包含了水果和醋的優(yōu)點(diǎn)，是集營(yíng)養(yǎng)、保健、調(diào)味等為一體的新型飲品。據(jù)研究：果醋功效多樣，風(fēng)味獨(dú)特，尤其是蘋果醋，具有很高的價(jià)值。據(jù)記載：蘋果性酸而味平，多汁解渴，有助于消化。蘋果被發(fā)現(xiàn)擁有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可以作為食療的一種方法；蘋果中富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅能夠滿

2、足人體飲食的健康需求，還帶有美容養(yǎng)顏，降低血壓的功效；蘋果還能促進(jìn)兒童的成長(zhǎng)，主要是豐富的纖維和微量元素起效，在四大水果（蘋果、葡萄、柑桔和香蕉）中居于首位。 綜合考慮，比較了四種制醋方式，采取果汁制醋法制醋會(huì)符合實(shí)際情況、可行性最高并且最大獲益，優(yōu)點(diǎn)如下：機(jī)械化程度高、成品衛(wèi)生條件好、占用空間較小、質(zhì)量穩(wěn)定容易控制、釀造周期短、產(chǎn)量相對(duì)較高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、原料利用率高。關(guān)鍵詞： 蘋果醋；果汁制醋；發(fā)酵； 保健ADESIGNOFANANNUALPRODUCTIONOF5000TONSOFAPPLECIDERVINEGARFACTORYABSTRACTFruit vinegar contains

3、the advantages of fruit and vinegar. It is a new type of beverage which combines nutrition, health care and flavoring. According to research: fruit vinegar has many different functions and unique flavors , especially apple vinegar, which is of high value. According to records: apples which helped di

4、gestion were sour and flat, juicy thirst quenching . Apple was found to have a high nutritional value, can be used as a therapeutic method; nutrient rich variety of apple, not only to meet the health needs of the human diet, with beauty, reduces blood pressure; Apples which can promote the growth of

5、 children,are rich of fiber and trace elements in the onset that are four fruits (apple, grape, orange and banana) in the first place.Considering the comparison of four kinds of vinegar, juice vinegar will take legal system in line with the actual situation, the feasibility and the highest maximum b

6、enefit, has the advantages of high mechanization degree, finished good sanitary conditions, small space occupation, stable quality, easy to control the brewing cycle is short, relatively high yield, low labor intensity, utilization of raw material the high rate of.Key words： Apple vinegar； Fruit jui

7、ce vinegar making；Fermentation；Health care目錄1 緒論.1 1.1 研究背景.1 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.32 生產(chǎn)工藝方案選擇.3 2.1 蘋果醋的發(fā)酵機(jī)理.4 2.2 制取方案比較. .4 2.2.1 固態(tài)發(fā)酵法.4 2.2.2 液態(tài)發(fā)酵法.4 2.2.3 果汁制醋.5 2.2.4 果酒制醋.5 2.3工藝流程.5 2.3.1 原料的預(yù)處理.5 2.3.2 滅菌處理 .6 2.3.3 發(fā)酵準(zhǔn)備 .6 2.3.4 活化 .6 2.3.5 發(fā)酵.7 2.3.6 調(diào)配.7 2.3.7 裝罐及滅菌 .73 項(xiàng)目工藝計(jì)算.8 3.1 生產(chǎn)工藝流程示意圖.8

8、3.2物料衡算.9 3.2.1 衡算原理 .9 3.2.2 計(jì)算準(zhǔn)則.10 3.2.3 以100kg濃縮蘋果汁為基準(zhǔn)，對(duì)蘋果醋的生產(chǎn)進(jìn)行物料衡算 .10 3.2.4 生產(chǎn)1t蘋果醋所需要的原料.10 3.3.5 裝罐后所需冷卻水的用量.11 3.2.6 生產(chǎn)能力的計(jì)算.12 3.3熱量恒算.12 3.3.1 酒精發(fā)酵前滅菌用的蒸汽總量.13 3.3.2 酒精發(fā)酵前冷卻水的用量.14 3.3.3 滅菌過(guò)程中的熱損失.14 3.3.4 裝罐前的滅菌用的蒸汽量.14 3.3.5 裝罐后所需冷卻水的用量.144 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型.14 4.1 設(shè)備選擇原則.14 4.2 水處理車間設(shè)備選型.15 4.

9、3 發(fā)酵車間的設(shè)備選型.16 4.3.1 調(diào)配罐選型.16 4.3.2 酒精發(fā)酵罐計(jì)算與選型.18 4.3.3 醋酸發(fā)酵罐計(jì)算與選型.19 4.4車間管路布置.19 4.4.1 管徑的計(jì)算.19 4.4.2 物料管的選擇.20 4.4.3 自來(lái)水管的選擇.205 財(cái)務(wù)分析.20 5.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參數(shù)選取.20 5.1.1 財(cái)務(wù)價(jià)格 .20 5.1.2 項(xiàng)目計(jì)算期.20 5.1.3 生產(chǎn)負(fù)荷.20 5.1.4 稅金計(jì)算.20 5.1.5 殘值率.21 5.1.6 基準(zhǔn)收益率.21 5.2 建廠投資概算.21 5.2.1 固定投資估算.21 5.2.2 流動(dòng)資金.21 5.3 銷售收入、稅金、利

10、潤(rùn).22 5.3.1 產(chǎn)品成本.22 5.3.2 銷售收入.22 5.3.3 銷售利潤(rùn).22 5.3.4 稅金.22 5.3.5 年利潤(rùn).22 5.4財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論.22參考文獻(xiàn).23致謝.251 緒論1.1研究背景隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)于自己的健康越來(lái)越重視。日常生活中的飲品多種多樣，曾經(jīng)風(fēng)靡全球的碳酸飲料由于長(zhǎng)期服用容易誘導(dǎo)一些疾病慢慢淡出人們視野。因而天然綠色、無(wú)污染、有機(jī)的食材越來(lái)越受到人們的歡迎，市場(chǎng)前景非常樂觀。其中果醋類飲料作為一種功能性飲品越來(lái)越受到廣大人群的認(rèn)知。果醋是以水果，比如李子、荔枝、桑葚、獼猴桃、蘋果、雪梨等，或果品加工下腳料為主要原料，利用現(xiàn)代生物技術(shù)釀制而成的

11、一種營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的酸味飲品。果醋包含了水果和醋的優(yōu)點(diǎn)，是集營(yíng)養(yǎng)、保健、調(diào)味等為一體的新型飲品。據(jù)研究：果醋功效多樣、風(fēng)味獨(dú)特，尤其是蘋果醋具有很高的價(jià)值。據(jù)記載：蘋果性酸而味平，多汁解渴，有助于消化。蘋果被發(fā)現(xiàn)擁有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，可以作為食療的一種方法；蘋果中富含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不僅能夠滿足人體飲食的健康需求，還帶有美容養(yǎng)顏，降低血壓的功效；蘋果還能促進(jìn)兒童的成長(zhǎng)，主要是豐富的纖維和微量元素起效，在四大水果（蘋果、葡萄、柑桔和香蕉）中居于首位。蘋果醋功能眾多,調(diào)味品、飲料只是常見類型,還能制成各種保健品和用于醫(yī)療行業(yè)等。蘋果醋擁有很多有價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)成分(比如說(shuō)果膠,它可以促進(jìn)人的機(jī)體內(nèi)19種

12、礦物元素的吸收)。蘋果醋的醫(yī)療保健作用也是不容忽視的:主要體現(xiàn)在能延緩衰老;降低血壓;改善高膽固醇血癥;防止動(dòng)脈硬化;解酒,防止宿醉;促進(jìn)鈣質(zhì)吸收;防止細(xì)菌感染；預(yù)防關(guān)節(jié)損傷;減肥瘦身,美容養(yǎng)顏;維持體內(nèi)PH平衡等等。由此可見,蘋果醋適合各個(gè)年齡段的人群服用,天然綠色健康，已經(jīng)成為保健食品界的重要組成部分。1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)蘋果種植業(yè)分布較廣、品種多樣，加上氣候適宜，蘋果產(chǎn)量巨大，因此每年會(huì)剩余大量的蘋果，期間由于環(huán)境條件、保存方法等影響導(dǎo)致蘋果損壞造成大量的浪費(fèi)，直接影響果農(nóng)的經(jīng)濟(jì)效益，打擊種植積極性，所以對(duì)蘋果深加工化已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。 早在十多年前，國(guó)內(nèi)曾經(jīng)掀起過(guò)果醋行業(yè)的保健狂潮

13、，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們對(duì)果醋認(rèn)知水平有限，加上生產(chǎn)技術(shù)不夠成熟，導(dǎo)致許多生產(chǎn)企業(yè)失敗，未能堅(jiān)持下去。目前蘋果在我國(guó)種植面積廣，每年都有極高的產(chǎn)量，加上國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力較多，為我國(guó)蘋果醋市場(chǎng)的成長(zhǎng)和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。改革開放以來(lái)，國(guó)家各方面得到顯著的提升，尤其是經(jīng)濟(jì)方面更是飛速發(fā)展，人們?cè)郊拥母辉＃瑢?duì)于自己的身體健康更加重視。從以前的解決溫飽到現(xiàn)在要吃得健康，對(duì)于綠色食品的需求也越來(lái)越多。尤其是對(duì)于一些純天然綠色無(wú)污染和有機(jī)食品更是推崇備至。蘋果醋作為新型飲品，逐漸的被人們接納，其各種功能療效也在實(shí)際生活中得到驗(yàn)證，目前國(guó)內(nèi)每年的蘋果醋消耗量都在直線上升，其中被人津津樂道的當(dāng)屬“第五道菜 天地壹號(hào)”。由

14、此可見，國(guó)內(nèi)的蘋果醋的市場(chǎng)已經(jīng)逐漸打開，需求量也在不斷的擴(kuò)增。世界上蘋果產(chǎn)量很多，用于深度加工的蘋果就占了20%。蘋果醋由于其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、良好的保健功效，加上生產(chǎn)成本廉價(jià)，制作工藝簡(jiǎn)單，已成為炙手可熱的果醋飲品。蘋果醋在國(guó)際上也是小有名氣，尤其在國(guó)外，歐洲、美國(guó)等一些發(fā)達(dá)國(guó)家，蘋果醋在飲料市場(chǎng)已經(jīng)占有一席之地。國(guó)外的蘋果醋生產(chǎn)也具有較大的規(guī)模，在日本，由于蘋果醋具有不錯(cuò)的保健和美容養(yǎng)顏的功效，男女老少都喜歡飲用，幾乎是大受歡迎。蘋果醋不僅是作為優(yōu)秀的保健飲品，它在家庭調(diào)味品方面同樣是別具一格，果醋獨(dú)特的酯質(zhì)芳香代替了傳統(tǒng)食醋的強(qiáng)烈刺鼻氣味，使得海鮮餐飲業(yè)和西餐有更多的口味選擇。因而，西餐和

15、海鮮食品餐飲市場(chǎng)的潛力不可忽視，蘋果醋的地位節(jié)節(jié)攀升，未來(lái)可預(yù)見其將引領(lǐng)新一代飲品出現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)：美國(guó)在90年代的時(shí)候，每年生產(chǎn)的醋總量就已經(jīng)超過(guò)了5.0億升，雖然蒸餾醋占據(jù)了大部分約為4.1億升，但是蘋果醋的潛力也是巨大的達(dá)到了0.93億升，占據(jù)了總產(chǎn)量的16.7%；加拿大每年生產(chǎn)的醋總量達(dá)到了0.64億升，令人感到驚訝的是其中蘋果醋竟然接近0.1億升，占比也高達(dá)13.6%。因次可以說(shuō)說(shuō)，果醋飲品逐漸滲入大部分國(guó)家的飲食文化。2 生產(chǎn)工藝方案選擇2.1 蘋果醋的發(fā)酵機(jī)理蘋果醋發(fā)酵的生化過(guò)程重點(diǎn)有兩大步驟：第一步是在一定條件下糖發(fā)酵生成酒精；第二步是酒精在醋酸菌的條件下生成醋酸。中間過(guò)

16、程中會(huì)生成其他有機(jī)物，發(fā)生酯化反應(yīng)使蘋果醋具有香味。酒精發(fā)酵：是在厭氧條件下利用酵母菌經(jīng)RMP途徑，將葡萄糖轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和乙醇。葡萄糖經(jīng)EMP途徑生成丙酮酸，在酵母中，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙醛，最終生成酒精。我們可以用以下反應(yīng)方程式來(lái)表示這個(gè)過(guò)程： (2-1)醋酸發(fā)酵是指在醋酸菌的作用下將乙醇氧化成醋酸的過(guò)程。醋酸菌在醋酸發(fā)酵過(guò)程中是一個(gè)很重要的因素。乙醇被氧化成乙酸有兩個(gè)關(guān)鍵步驟：第一步乙醇在乙醇脫氫酶的催化下氧化生成乙醛;第二步乙醛在乙醛脫氫酶的作用下氧化生成乙酸。反應(yīng)式如下： (2-2)反應(yīng)生成的 由細(xì)胞呼吸鏈傳遞給氧，結(jié)合成水，從而使還原為，并且釋放熱量。因此，我們可以用以下反應(yīng)式來(lái)表示這

17、個(gè)過(guò)程： (2-3)2.2制取方案比較目前常見的果醋加工方法有以下幾種。鮮果制醋：使用鮮果來(lái)發(fā)酵。特點(diǎn)：生產(chǎn)地制造、成本相對(duì)較低、受氣候影響較大、適合做調(diào)味果醋；果汁制醋是利用果汁來(lái)發(fā)酵。特點(diǎn)：不受產(chǎn)地、季節(jié)影響、酸度適中，常用作調(diào)味果醋；鮮果浸泡制醋：是將鮮果洗凈，放入調(diào)配好的食醋溶液中，進(jìn)行醋酸發(fā)酵。特點(diǎn)：制作工藝不復(fù)雜，香味獨(dú)特，口感較好，適合做調(diào)味品和飲料。果酒制醋：先將蘋果釀制成蘋果酒，然后直接進(jìn)行醋酸發(fā)酵。查閱資料后，我們將蘋果醋的發(fā)酵方法鎖定在以下幾種：分別是固態(tài)發(fā)酵法法、液態(tài)發(fā)酵、固態(tài)液態(tài)混合發(fā)酵法。 2.2.1固態(tài)發(fā)酵法本方法主要利用蘋果或其下腳料直接進(jìn)行酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵工

18、藝流程：果品原料預(yù)處理破碎混合加熱調(diào)整糖濃度酒精發(fā)酵固態(tài)醋酸發(fā)酵勾兌滅菌陳釀成品。 固態(tài)發(fā)酵法制醋過(guò)程中混合物質(zhì)多樣，加入物料較多，微生物生長(zhǎng)發(fā)育條件優(yōu)越，代謝產(chǎn)物眾多，發(fā)酵完成后氨基酸、糖分濃度高。因此制品酸味適合、果香獨(dú)特、口感唯美，屬于傳統(tǒng)制法。但存在一些缺點(diǎn)如生產(chǎn)條件較差、質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)能力低下等。 2.2.2液態(tài)發(fā)酵法本方法是采用的是靜置表面發(fā)酵法。在醋酸發(fā)酵過(guò)程中，嚴(yán)格控制發(fā)酵液溫度在30左右，然后靜置發(fā)酵，大概2天后，液面浮現(xiàn)薄膜，就可以證明有醋酸菌膜形成，表示醋酸發(fā)酵開始，一直發(fā)酵到酸度不再顯著增加即可停止。本方法生產(chǎn)周期時(shí)間較長(zhǎng)，但是優(yōu)點(diǎn)較多，質(zhì)量控制穩(wěn)定，原料利用率較高。

19、有望成為釀造工業(yè)發(fā)展的方向。 2.2.3果汁制醋本方法先將蘋果榨汁，然后加熱澄清，過(guò)濾，之后利用酵母發(fā)酵和醋酸菌發(fā)酵，由于其生產(chǎn)周期較短，基礎(chǔ)物質(zhì)較少，所以需要進(jìn)一步的陳釀，保證色香味。 2.2.4果酒制醋此方法是先將蘋果釀制成蘋果酒，然后進(jìn)行醋酸發(fā)酵?？偨Y(jié)工藝流程如下：蘋果酒醋酸發(fā)酵過(guò)濾調(diào)配滅菌包裝成品。本方法由于使用的菌種較少，微生物含量不多，基礎(chǔ)物質(zhì)不豐富，再加上生產(chǎn)時(shí)間短，產(chǎn)品的風(fēng)味、色澤及形態(tài)相比于固態(tài)發(fā)酵法要低一個(gè)檔次。因此，需要進(jìn)一步陳釀提高蘋果醋的風(fēng)味。 綜合考慮，比較了四種制醋方式，采取果汁制醋法制醋會(huì)符合實(shí)際情況、可行性最高并且最大獲益，優(yōu)點(diǎn)如下：機(jī)械化程度高、成品衛(wèi)生條件

20、好、占用空間較小、質(zhì)量穩(wěn)定容易控制、釀造周期短、產(chǎn)量相對(duì)較高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、原料利用率高。2.3工藝流程 蘋果預(yù)處理破碎榨汁果汁加熱澄清離心分離調(diào)整糖濃度酒精發(fā)酵醋酸發(fā)酵過(guò)濾調(diào)配滅菌包裝成品。 2.3.1原料的預(yù)處理 （1）選果、洗果 。首先挑選色澤光鮮，放置時(shí)間不長(zhǎng)的蘋果，要求蘋果不能有損壞部分和枝葉等雜質(zhì)，將雜質(zhì)用純凈水洗干凈，將蘋果切成小塊并放入清水中，再用溶液清洗。 （2）破碎、榨汁。將切成塊狀的蘋果放入粉碎機(jī)中，進(jìn)一步的破碎。而后收集蘋果汁，期間盡量不要與空氣接觸，不讓影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了提高物料利用率，收集更多蘋果汁，可以看情況添加適量果膠，同時(shí)應(yīng)注意防止氧化酶被氧化，這種情況可適量添

21、加維生素C。注意：由于蘋果之中含有一些化學(xué)成分容易與一些鐵金屬制品發(fā)生反應(yīng)，因此應(yīng)該避免使用鐵金屬制品的容器盛裝蘋果汁。 2.3.2 滅菌處理 在往容器中投料時(shí)，必須進(jìn)行滅菌處理。第一步先用大量的純凈水進(jìn)行沖洗，將表面附著的殘?jiān)鼪_洗干凈；之后，使用高溫高壓蒸汽法滅菌，滅菌時(shí)間不低于半個(gè)小時(shí)。有一點(diǎn)特別注意：當(dāng)進(jìn)行高溫高壓蒸汽滅菌時(shí)，應(yīng)將各種設(shè)備調(diào)整到半開狀態(tài)，防止出現(xiàn)意外。最后，滅菌結(jié)束后，將不需要打開的閥門一律調(diào)整成關(guān)閉狀態(tài)，避免造成污染。 2.3.3 發(fā)酵準(zhǔn)備 （1） 接種 接種之前一定要進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，防止引入雜菌。當(dāng)設(shè)備和料液溫度降低到室溫之后，再進(jìn)行接種，之后控制好料液的溫度、P

22、H等，維持菌種的正常生長(zhǎng)發(fā)育， （2） 糖度調(diào)整 發(fā)酵能否成功以及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的蘋果醋很重要的一個(gè)因素就是控制糖濃度。糖度如果過(guò)高的話，發(fā)酵液中底物濃度過(guò)大，容易導(dǎo)致酵母菌繁殖發(fā)育過(guò)快，料液會(huì)特別粘稠，物質(zhì)傳輸效果差，酵母菌容易加速死亡等情況；而若是糖度低容易導(dǎo)致酵母菌發(fā)育不良，發(fā)酵效果不理想。因此，一我們要嚴(yán)格控制濃縮蘋果汁的發(fā)酵糖度，一般是10%左右。2.3.4 活化（1）酵母菌的活化 準(zhǔn)備50ml已經(jīng)滅過(guò)菌的純凈水，冷卻至室溫，然后看情況加入適量的優(yōu)質(zhì)酵母，搖瓶，間隔10分鐘搖一次，盡量搖勻，3-4次即可。（2）醋酸菌的活化 選擇優(yōu)質(zhì)的醋酸菌，在無(wú)菌操作條件下，接種到適合醋酸菌活化的培養(yǎng)基，

23、將溫度控制在30以下，持續(xù)搖勻一天之后備用。 2.3.5 發(fā)酵 查閱資料綜合比較本設(shè)計(jì)采用分步發(fā)酵方法 首先進(jìn)行酒精發(fā)酵，當(dāng)料液冷卻至室溫時(shí)，將活化后的優(yōu)質(zhì)酵母加入已經(jīng)滅過(guò)菌的蘋果汁發(fā)酵液中控制溫度30下，調(diào)節(jié)好各條件，穩(wěn)定培養(yǎng)，定期記錄發(fā)酵液的糖度、酒精度、酸度，直到糖度不再發(fā)生明顯變化，說(shuō)明酒精發(fā)酵結(jié)束；其次進(jìn)行醋酸發(fā)酵，將活化后的優(yōu)質(zhì)醋酸菌接入酒精發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液，定期檢測(cè)發(fā)酵液的酒精度、酸度、糖度直到糖度不再發(fā)生明顯變化，證明醋酸發(fā)酵結(jié)束。 2.3.6 調(diào)配 在調(diào)配階段，蘋果醋的糖度，酒精含量以及芳香物質(zhì)都會(huì)直接影響它的風(fēng)味，口感。一般來(lái)說(shuō)，糖度在各種水果飲品中控制在10%-15%是

24、比較理想的，而酸度的話如果能保持在0.2%-0.7%之間風(fēng)味會(huì)比較好。為了選擇口感更好，風(fēng)味更獨(dú)特的配方，我們經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)得知，將7g蔗糖，7g蜂蜜、蘋果醋6ml，香精2ml就可以調(diào)配100ml風(fēng)味較好的蘋果醋，并且基本可以滿足廣大消費(fèi)者的口味。 2.3.7裝罐及滅菌 將蘋果醋調(diào)配好之后，進(jìn)行高溫滅菌處理，之后將蘋果醋飲料裝入罐中，進(jìn)行其他步驟的操作。 3 項(xiàng)目工藝計(jì)算3.1 生產(chǎn)工藝流程示意圖 成品包裝酒精發(fā)酵糖成分調(diào)整離心分離均質(zhì)裝瓶調(diào)配果汁殺菌冷卻精濾榨汁濾去果渣醋酸發(fā)酵加熱澄清蘋果成品破碎，清洗 圖3.1 生產(chǎn)工藝流程圖3.2物料衡算3.2.1衡算原理 P=PD+PL； (3-1)P：

25、引入系統(tǒng)的物料重量； PD：損失物料的質(zhì)量 PL：最終得到產(chǎn)品的質(zhì)量 3.2.2計(jì)算準(zhǔn)則 表3-1 蘋果醋生產(chǎn)的指標(biāo)項(xiàng)目名稱百分比%備注定額指標(biāo)蘋果汁的總糖含量70發(fā)酵液總糖含量10酵母接種量0.2醋酸菌接種量15發(fā)酵罐有效容積70損失率發(fā)酵損失6管路損失1灌裝損失3過(guò)濾損失2檢驗(yàn)及其他操作損失3空瓶損失1膠帽損失0.5瓶蓋損失1標(biāo)簽損失0.5總損失率發(fā)酵液總損失15 3.2.3以100kg濃縮蘋果汁為基準(zhǔn)，對(duì)蘋果醋的生產(chǎn)進(jìn)行物料衡算 （1）計(jì)算發(fā)酵液 濃縮蘋果汁： 100kg純水的用量： 酒精培養(yǎng)液的用量： 7000.2%=1.4kg（按0.2%的比例加酵母菌懸浮液） 酒精發(fā)酵液的總用量：

26、700+1.4=701.4kg； 醋酸發(fā)酵液的用量：701.415%=105.2kg （當(dāng)酒精發(fā)酵完畢后，按15%的比 例加入酵母菌懸浮液）； 總發(fā)酵液：701.4+105.2=806.6kg； 發(fā)酵損失：806.66%=48.4kg； 過(guò)濾及管道損失： （806.648.4） （1+2 %）=22.7kg； 到達(dá)調(diào)配罐中的液體：806.648.422.7=735.5kg （2）計(jì)算調(diào)配液（通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，我們得出以下配方較為適合：1調(diào)配100ml的蘋果醋飲料加入7g蔗糖，7g蜂蜜、蘋果醋6ml，香精2ml），則（0.07+0.07+0.02）735.5=117.7kg （3）計(jì)算成品醋 裝罐損

27、失： （735.5+117.7）3%=25.6kg； 檢驗(yàn)及其他操作損失： （735.5+117.7）3%=25.6kg； 最終成品醋：735.5+117.7（25.6+25.6） =802kg 3.2.4生產(chǎn)1t蘋果醋所需要的原料 蘋果汁的用量：1008021000=124.7kg； 純水的用量：6008021000=748.1kg； 酵母菌培養(yǎng)液的用量： （124.7+748.1）0.2%=1.7kg； 酒精發(fā)酵液用量：124.7+748.1+1.7=874.5kg； 醋酸菌培養(yǎng)液的用量： （124.7+748.1）15%=130.9kg； 醋酸發(fā)酵液的用量：124.7+748.1+1.7

28、+130.9=1005.4kg； 發(fā)酵損失的量：1005.46%=60.3kg； 管路及過(guò)濾損失： （1005.460.3）3%=28.4kg； 達(dá)到調(diào)配罐中的液體的量：1005.460.328.4=916.7kg； 調(diào)配液的用量：（0.07+0.07+0.02） 916.7=146.7kg 3.2.5生產(chǎn)5000t蘋果醋所需的原料 濃縮蘋果汁用量：50000.1247=623.5t； 純水用量：50000.7481=3740.5t； 酵母菌培養(yǎng)液的用量：50000.0017=8.5t； 酒精發(fā)酵液用量：50000.8745=4372.5t； 醋酸菌培養(yǎng)液的用量：50000.1309=654.

29、5t； 醋酸發(fā)酵液的用量：50001.0054=5027t； 發(fā)酵損失：50000.0603=301.5t； 管路及過(guò)濾損失：50000.0284=142t； 達(dá)到調(diào)配罐中的液體：50000.9167=4583.5t； 調(diào)配液的用量：50000.1467=733.5t 3.2.6 生產(chǎn)能力的計(jì)算 工作日：300d； 生產(chǎn)周期：6d； 每天生產(chǎn)能力：5000300=16.7t； 一周生產(chǎn)能力：50003007=116.9t； 每天需要純水的量：16.7748.1=12.5t； 每天需要的濃縮蘋果汁的量：16.7124.7=2.0t； 每天需要酵母菌培養(yǎng)液所需的量：16.7130.9=2.2t；

30、每天需要醋酸菌培養(yǎng)液所需的量：16.7146.8=2.5t 表3-2 生產(chǎn)1t蘋果醋消耗原材料序號(hào)名稱單位消耗定額1濃縮蘋果汁Kg124.72純水Kg748.13酵母培養(yǎng)液Kg1.74醋酸菌培養(yǎng)液Kg130.95調(diào)配液Kg146.83.3熱量恒算 3.3.1 酒精發(fā)酵前滅菌用的蒸汽總量 初次滅菌的過(guò)程中（酒精發(fā)酵前）需要的物料為： 623.5+3740.5=4364t Q-物料流量，Q=kg/h 物料比熱容的計(jì)算式： C=Cu(1-W0) (3-2)式中， Cu-水的比熱，4.18KJ /Kg W0-原料的濃度， C=4.181-100=3.583KJ/ Kgt1-物料的初始溫度，t1=25t

31、2-物料的最終溫度，t2=65I-加熱蒸汽的焓，I=2738KJ Kg-加熱蒸汽冷凝水的熱焓，=T4.186用板式換熱器將物料由25預(yù)熱到65，則蒸汽量為由公式：W=QC(t2- t1)/(I-), (3-3)即 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 W=105.666Kg/ h因此可知，每天發(fā)酵前滅菌需要蒸汽：105.6668=845.32Kg/ d,每年需要滅菌蒸汽為：845.32300=253597.4Kg /年. 3.3.2 酒精發(fā)酵前冷卻水的用量 由滅菌流程可知，需要將65發(fā)酵液降至25，使得冷卻水從20升至50。Q-物料流量，Q=/ht1-物料的初始溫度，t1=25t2-物料的最終溫度，t2=65C1-

32、物料的比熱容，C1=3.583KJ/(Kg.k)C2-冷卻水的比熱容，C2=4.18KJ/(Kg.k)T1-冷卻水進(jìn)口溫度，20T2-冷卻水出口溫度，50由公式：M冷卻=，帶入數(shù)據(jù)，得 (3-4) M冷卻=2078.18Kg/h由此可知，每天酒精發(fā)酵需要冷卻水為：2078.188=16625.42Kg/d一年酒精發(fā)酵冷卻水用量為:16625.42300=4987627.4Kg/年. 3.3.3滅菌過(guò)程中的熱損失 假設(shè)發(fā)酵罐的外壁溫度為65，此時(shí)輻射與對(duì)流的聯(lián)合給熱系數(shù)為：=33.9+0.965-20=74.4KJ(.h.k)估算發(fā)酵罐的總面積為125，消耗的蒸汽量可以由以下公式算出：由公式Q熱

33、=S（tw-t）,代入相關(guān)公式得 (3-5)W=Kg/h (3-6) 3.3.4裝罐前的滅菌用的蒸汽量 酒精發(fā)酵前每年滅菌后的年產(chǎn)料：4000t. Q-物料流量，Q=/h 物料比熱容的計(jì)算式： C=Cu（1-W0） (3-7) 式中，Cu-水的比熱 4.18KJ /Kgh W0-原料的濃度 % C=4.181-=3.583KJ/ Kgh t1-物料的初始溫度，t1=25 t2-物料的最終溫度，t2=125 I-加熱蒸汽的焓，I=2738KJ Kg -加熱蒸汽冷凝水的熱焓，=T4.186 用板式換熱器將物料由25預(yù)熱到125，則蒸汽量為 由公式：w=Qc(t2- t1)/(I-) (3-8),即

34、代入相關(guān)數(shù)據(jù)得 W=269.6Kg /h 因此可知，每天裝罐前滅菌需要蒸汽：269.68=2156.8Kg/ d, 每年需要滅菌蒸汽為：2156.8300=647040Kg /年 3.3.5裝罐后所需冷卻水的用量 由滅菌流程可知，125的熱料最終要變成25，在此過(guò)程中冷卻水由原來(lái)的20升高到50t1-物料的初始溫度，t1=125t2-物料的最終溫度，t2=25C1-物料的比熱容，C1=3.583KJ/(Kg.k)C2-冷卻水的比熱容，C2=4.18KJ/(Kg.k)T1-冷卻水進(jìn)口溫度，20T2-冷卻水出口溫度，50由此可計(jì)算出水的用量：M=4763Kg/ h因此可知，每天發(fā)酵前用水：4763

35、8=38104Kg/d，每年發(fā)酵前需用水：38104300=114312000Kg/年.3.5裝罐后所需冷卻水的用量 由滅菌流程可知，125的熱料最終要變成25，在此過(guò)程中冷卻水由原來(lái)的20升高到50t1-物料的初始溫度，t1=125t2-物料的最終溫度，t2=25C1-物料的比熱容，C1=3.583KJ/(Kg.k)C2-冷卻水的比熱容，C2=4.18KJ/(Kg.k)T1-冷卻水進(jìn)口溫度，20T2-冷卻水出口溫度，50由此可計(jì)算出水的用量：M= =4763Kg/ h因此可知，每天裝罐后用水：47638=38104Kg/d，每年裝罐后需用水：38104300=114312000Kg/年.4 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型4.1設(shè)備選擇原則 設(shè)備選型是否正確恰當(dāng)，對(duì)工廠設(shè)備的運(yùn)行維修、工人的操作強(qiáng)度、產(chǎn)品的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生極大的影響，其重要性顯而易見。因此我們?cè)谠O(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照準(zhǔn)則規(guī)劃：（1）保證工藝過(guò)程實(shí)施的安全可靠（2）投資省，耗材料少，加工方便，采購(gòu)容易（3）所選取設(shè)備的其質(zhì)量應(yīng)該能適應(yīng)工作條件。 （4）設(shè)備結(jié)構(gòu)合理控制方便，運(yùn)行費(fèi)用低，水電汽消耗少 （5）清洗設(shè)備方便，耐磨耐腐蝕