1、年產(chǎn)4000t蘋果醋工藝流程設(shè)計常樂寶雞文理學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 寶雞721007摘 要：本設(shè)計主要是進行年產(chǎn)4000t蘋果醋工藝流程設(shè)計。基于現(xiàn)階段我國蘋果醋發(fā)展現(xiàn)狀和國外蘋果醋行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，設(shè)計了年產(chǎn)4000t蘋果醋的工藝體系。本設(shè)計按照生產(chǎn)需要和產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，著重對年產(chǎn)4000t工藝流程進行了設(shè)計，并對產(chǎn)品方案，生產(chǎn)工藝，物料衡算，能量衡算等方面進行了分析研究。此設(shè)計是以設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單化，產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)化，環(huán)境最優(yōu)化，成本最小化為原則。關(guān)鍵字：蘋果醋；工藝流程設(shè)計；物料衡算；能量衡算4000t annual output of apple cider vinegar proces

2、s designChang leBaoji College of Chemistry and Chemical Engineering, Baoji, Shaanxi 721007Abstract ：The design is mainly about producing 4000 ton apple vinegar per year . Based on present development of apple vinegar about our country and the experience of abroad. I design the systematization produc

3、ing 4000 ton apple vinegar per year.Considering produce requirement and the process flow of producing 4000 ton apple vinegar per year. At the same time, product project, process production, material calculation and energy calculation are also researched .The design makes simply designing frame, supe

4、rior goods quality, good environment and less cost as its principle.Keywords: apple vinegar; process design; material balance; energy balance交稿日期：2015-05-04 指導(dǎo)教師：馬琳作者簡介：常樂(1990-),男，陜西省延安市人，化學(xué)化工學(xué)院2011屆畢業(yè)生1 緒論1.1概述1.1.1 蘋果醋對人體的好處及用途（1）蘋果醋是一種酸性飲料，能夠促進人體對少量元素的吸收。蘋果醋是一種飲料，且為堿性飲料，但是它的口感卻呈酸性。它有利于人體對米、面、魚、等

5、呈酸性食物的中合，且有利于對這些食物中所含營養(yǎng)素1及鈣、鉀、鎂、鐵等離子的吸收；還能夠改善人的體質(zhì)從而增加人的免疫力。（2）蘋果醋富含果膠，能夠促進人的消化和排毒的作用。蘋果醋中的果膠有利用腸道里的有益細菌的生長，而有益細菌能夠產(chǎn)生許多人體的必須營養(yǎng)物質(zhì)；果膠可以促進脂肪、膽固醇及膽汁的排泄從而降低人體的患病率；果膠也能夠吸附食物中的鎳，鈷等重金屬離子從而達到有效的排毒的作用。（3）蘋果醋成分中含有維生素，對人體具有養(yǎng)顏美容2的功效。蘋果醋中的大量維生素抗氧化劑能夠促進人體的新陳代謝，可以美白殺菌，淡化黑色素并且補出肌膚養(yǎng)分和水分，使皮膚更加光滑和美白。（4）蘋果醋富含有機酸，能夠增加人的食欲

6、消除疲勞3的作用。蘋果醋進入人體后，能夠很快的被人體所吸收，因為它可以直接參與人的新陳代謝，從而在很短的時間內(nèi)給人體提供能量，消除疲勞，使人能夠迅速恢復(fù)體力。同時蘋果醋可以促進氨代謝，對心肌梗塞的人具有保護作用，而醋酸能夠促進胃液的分泌，增加人的食欲。（5）蘋果醋中富含大量的維生素和氨基酸，能夠增加人的抵抗力。蘋果醋中所含的豐富的維生素以及氨基酸，能夠在人體的新陳代謝過程中與許多的鈣質(zhì)元素結(jié)合，并生成醋酸鈣，從而增加了人體對鈣的吸收，讓人身體更加結(jié)實、強壯。蘋果醋中的維生素能夠防止細胞癌變和減緩細胞衰老，增加人體的免疫力4。（6）蘋果醋老少皆宜，是未來市場發(fā)展的新星。1.1.2 國內(nèi)外蘋果醋行

7、業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r早在90年代以前，我國就出現(xiàn)國許多蘋果醋企業(yè)和相應(yīng)的保健品企業(yè)，但當(dāng)時人們對醋酸飲料了解甚少，而當(dāng)時的價格有偏高，宣傳力度等各方面的不足使其很快銷聲匿跡。近年來，由于科技信息技術(shù)的不斷發(fā)展，宣傳力度的增加國內(nèi)蘋果醋市場已經(jīng)又開始增加，現(xiàn)在正在不斷地壯大。如，1998年止，有關(guān)蘋果醋的專利已經(jīng)達416項5 ；2000年上班年，有關(guān)蘋果醋的報告和工藝技術(shù)文獻已經(jīng)達到40篇。在國外，特別是像美國、日本、英國等發(fā)達國家早已對蘋果醋行業(yè)進行了研究和發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計在上個世紀(jì)90年代，美國的醋產(chǎn)量就高達5.6億升其中蘋果醋產(chǎn)量0.93億升，占總醋產(chǎn)量16.7%6。而日本似乎對蘋果醋更加的重視

8、，將其果醋列入國家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)之一。由此可見，我國發(fā)展蘋果醋行業(yè)的前景光明，無論在國外還是國內(nèi)都具有很好的發(fā)展空間。1.2 蘋果醋工藝流程設(shè)計的意義 我國目前采用的蘋果醋發(fā)酵工藝流程是傳統(tǒng)的單一菌種，分步發(fā)酵法。其特點是結(jié)構(gòu)簡單，步驟簡便；但發(fā)酵過程所需人力較大，成本較高，且蘋果渣的利用率不高污染相對嚴(yán)重。而本設(shè)計采用的是設(shè)計方案是雙菌發(fā)酵，分布和同步共同7進行，不但大大提高蘋果渣的利用率，更加增加了產(chǎn)品蘋果醋的質(zhì)量和口感1.3本課題研究的內(nèi)容本設(shè)計主要的研究內(nèi)容是：關(guān)于年產(chǎn)4000t蘋果醋的工藝流程設(shè)計。其他設(shè)計包括：廠址選擇、生產(chǎn)工序設(shè)計、物料衡算、能量衡算、水電估算、以及結(jié)果的分析與討論。2

9、 工藝流程設(shè)計2.1廠址選擇本設(shè)計蘋果醋的加工廠選取位置是位于陜西省延安市的洛川縣。由于洛川縣的地區(qū)屬于黃土高原溝壑區(qū)，且氣候為暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，這里的平均海拔是1070米；年平均氣溫9.2度，年平均降水量為600毫米 8 。它是目前世界唯一保存最完好的古原地之一，在這里黃土高原土地面積廣大，地塬面平較為平坦，質(zhì)地優(yōu)良，光照充足，而且晝夜溫差很大。自然條件較為優(yōu)越，雨熱同季，是發(fā)展農(nóng)業(yè)的優(yōu)良之地。黃土高原的洛川縣又素有“陜北糧倉”和“蘋果之鄉(xiāng)”的譽稱，將廠建設(shè)于此可解決原料問題，又可知此地位貫通210國道以及是火車的必經(jīng)之地。所以其交通運輸也是相當(dāng)便利。而且廠區(qū)周圍地處位置較高。有良

10、好的環(huán)境衛(wèi)生可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。2.2 氣象條件表2.2氣象條件氣象條件年平均最熱月平均最冷月平均極端（高）極端（低）氣溫/1521.6-4.838-23氣壓/mbar885.4878.5892.3 風(fēng)向及風(fēng)速/m/s 2.4降雨量/mm 615.4濕度（相對） 60%東南風(fēng)115.7西北風(fēng)4.92.3 工藝流程設(shè)計2.3.1 產(chǎn)品方案班產(chǎn)量的確定（1）年產(chǎn)Q：4000t,屬于小型食品企業(yè)工廠；（2）生產(chǎn)天數(shù)t:預(yù)計全年生產(chǎn)天數(shù)300天，暫時不劃分淡旺季；（3）生產(chǎn)班次n:四班三倒，每班8小時，成產(chǎn)約4.4噸（4000÷300÷3）；（4）每小時生產(chǎn)能力：4.4÷8

11、 0.56 t。2.4 工藝流程生產(chǎn)的原則（1）注意經(jīng)濟效益，盡量選擇投資少、低成本、耗能低、產(chǎn)量高的生產(chǎn)工藝；（2）因地制宜，集合實際，采用機械化，連續(xù)自動化生產(chǎn)線；（3）嚴(yán)格按照國家規(guī)定的食品質(zhì)量安全指標(biāo)來擬定相應(yīng)的工藝流程。2.5 生產(chǎn)工藝流程成品生產(chǎn)工藝流程圖見圖1破碎、清洗榨汁濾去果渣果 汁加熱澄清過濾去渣糖成分調(diào)整精濾分布發(fā)酵同步發(fā)酵調(diào)配 均質(zhì)裝瓶殺菌冷卻包裝 成品圖1 生產(chǎn)工藝流程圖2.6 生產(chǎn)蘋果醋的工序2.6.1 原料的預(yù)處理9（1）選果、洗果 首先挑選新鮮的蘋果，要求蘋果無腐爛，無樹葉等雜志，利用流動水洗除去泥污后，將蘋果切塊并放入稀鹽酸中浸泡約5min中，再用高錳酸鉀清洗

12、。（2）破碎、榨汁將已經(jīng)切塊的洗凈的蘋果，讓如破碎機中徹底粉碎。而后沖洗榨汁，此時應(yīng)該小心操作防止與空氣接觸。為了提高出汁率，可以適當(dāng)?shù)募尤脒m量果膠，同時加入一定量的維生素c，來防止氧化酶被氧化。注意：由于果汁中的某些成分容易和鐵器發(fā)生反應(yīng)，故應(yīng)該避免果汁與鐵器等相關(guān)物品接觸。2.6.2 滅菌處理在每次投料前，要進行滅菌處理。首先為了保持設(shè)備的清潔要用純凈水進行沖洗。然后，采用高溫高壓蒸汽滅菌，滅菌不少于30min。注意：高溫高壓蒸汽滅菌時，應(yīng)當(dāng)保證設(shè)備處于半開狀態(tài)，防止出現(xiàn)事故。最后，滅菌結(jié)束后，除了開放的發(fā)門外，其他閥門一律關(guān)閉，以免造成污染。2.6.3 發(fā)酵準(zhǔn)備（1） 接種當(dāng)原料以及設(shè)備

13、等滅菌結(jié)束后，等料液的溫度降至室溫時進行接種。接種結(jié)束后，控制好發(fā)酵罐內(nèi)的溫度保持相對的穩(wěn)定，以保證發(fā)酵的正常進行。同時，仔細觀察做好相應(yīng)的記錄，提供一個好的技術(shù)參考。（2） 糖度調(diào)整由于發(fā)酵的底物料為糖原料，因此糖度的高低對發(fā)酵的影響較大。糖度過高，發(fā)酵液中底物濃度過大，可能導(dǎo)致酵母菌生長過快，發(fā)酵液特別粘稠，傳質(zhì)差，酵母菌易老化等問題；而糖度果低又會使酵母菌發(fā)育不良，難以達到預(yù)期的目的。因此，一般控制濃縮果汁含糖量在10%左右10。2.6.4 活化6（1）酵母菌的活化開始將120的滅菌完畢后的無菌水50ml冷卻到37左右，再加入安琪果酒出產(chǎn)的專用酵母的活性酵母1g輕輕搖勻，并每隔10min

14、搖一次，30min后停止備用。（2）醋酸菌的活化將保存很好的來自廣州如豐果子調(diào)味品供詞米醋生產(chǎn)車間分離的醋菌木醋桿菌，無菌操作至盛有醋酸菌活化的培養(yǎng)基中，30下?lián)u勻24小時后備用11。2.6.5 發(fā)酵 7（1） 分步發(fā)酵將滅菌好的蘋果汁發(fā)酵液冷卻后接入0.3%的酵母液，30下培養(yǎng)，每天測定糖度，酒精度以及酸度，待糖度不在變化，酒精發(fā)酵階段結(jié)束而后接入10%的木醋桿菌RF4菌種液，30下進行醋酸發(fā)酵，并每天測定其糖度，酒精度以及酸度的變化。（2） 同步發(fā)酵在蘋果汁發(fā)酵液的同時接入0.3%的酵母液和10%的醋酸菌種液，30下培養(yǎng)，每天測定酒精度和酸度的變化。2.6.6 調(diào)配在調(diào)配階段，我們知道影響

15、蘋果醋飲料風(fēng)味的主要因素包括：糖度、酸度以及飲料芳香成分的含量。一般情況下，水果飲料的糖度為10%-15%之間、酸度在0.2%-0.7%之間。為了滿足廣大消費者的需求，調(diào)配處符合消費者口味的配方尤其重要，因此要對飲料的糖度、酒精度及含糖量進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。根據(jù)實驗的選定，調(diào)配100ml的蘋果醋飲料需要7g蔗糖，7g蜂蜜、蘋果醋6ml，香精需要2ml，即可。2.6.7裝罐及滅菌將已經(jīng)調(diào)配好的混合型蘋果醋飲料在高溫殺菌后，保溫30s。然后趁熱進行裝罐、排氣、封口等操作。2.7產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)2.7.1感官指標(biāo)表2.7.1 感官指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)色澤氣味味道感官指標(biāo)淺黃色或米黃色具有濃郁的蘋果香味酸味純正、柔

16、和甘甜2.7.2理化指標(biāo)表2.7.2 理化指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)總酸（以醋酸計）可溶性固體還原性糖（葡萄糖計）理化指標(biāo)3.5g/mL10 g/mL10 g/mL2.7.3 微生物指標(biāo)表2.7.3 微生物指標(biāo)7質(zhì)量指標(biāo)菌落總酸大腸桿菌菌落致病菌微生物指標(biāo)100個/ml未檢測出未檢測出2.7.4 檢測指標(biāo)表2.7.4 檢測指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)感觀理化指標(biāo)檢驗微生物指標(biāo)檢驗味道重金屬指標(biāo)檢測指標(biāo)按GB/T10792 中的有關(guān)規(guī)定進行。按GB4789.2、GB4789.3 中的規(guī)定進行按GB/T5009.11、GB/T5009.12、GB/T5009.13 中的方法進行2.8物料衡算2.8.1衡算原理 P=Pd+Pl；

17、P：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2.8.2 計算準(zhǔn)則表2.8.2 蘋果醋生產(chǎn)的指標(biāo)項目名稱百分比%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檢驗及其他操作損失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152.9 以100kg濃縮蘋果汁為基準(zhǔn)，對蘋果醋的生產(chǎn)進行物料衡算（1）計算發(fā)酵液濃縮蘋果汁： 100kg；純水的用量： 100×70%10%-100=600kg；總發(fā)酵液： 100+600=700kg；酒精培養(yǎng)液的用量： 700

18、×0.2%=1.4kg，（按0.2%的比例加酵母菌懸浮液），則酒精發(fā)酵液的總用量： 700+1.4=701.4kg；醋酸發(fā)酵液的用量：701.4×15%=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：806.6×6%=48.4kg；過濾及管道損失：806.6-48.4×1+2%=22.7kg； 到達調(diào)配罐中的液體：806.6-48.4-22.7=735.5kg（2）計算調(diào)配液（通過實驗得出進入發(fā)酵罐中的配方如下：0.1kg的蘋果醋的需要加入蜂蜜的量為0.007kg，蔗糖的

19、量為0.007kg以及香精的量為0.002kg），則 0.007+0.007+0.002÷0.1×735.5=117.7kg（3）計算成品醋裝罐損失： 735.5+117.7×3%=25.6kg；檢驗及其他操作損失：735.5+117.7×3%=25.6kg；最終成品醋：735.5+117.7-25.6+25.6=802kg2.10 生產(chǎn)1t蘋果醋所需要的原料（1t=1000kg）蘋果汁的用量：100÷802×1000=124.7kg；純水的用量：600÷802×1000=748.1kg；酵母菌培養(yǎng)液的用量：124

20、.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+130.9=1005.4kg；發(fā)酵損失的量：1005.4×6%=60.3kg；管路及過濾損失：1005.4-60.3×3%=28.4kg；達到調(diào)配罐中的液體的量：1005.4-60.3-28.4=916.7kg；調(diào)配液的用量：0.007+0.007+0.0020.1×916.7=146.7kg2.11 生產(chǎn)4000t蘋果醋所需

21、的原料濃縮蘋果汁用量：4000×0.1247=498.8t；純水用量：4000×0.7481=2992.4t；酵母菌培養(yǎng)液的用量：4000×0.0017=6.8t；酒精發(fā)酵液用量：4000×0.8745=3498t；醋酸菌培養(yǎng)液的用量：4000×0.1309=523.6t；醋酸發(fā)酵液的用量：4000×1.0054=6001.6t；發(fā)酵損失：4000×0.0603=241.2t；管路及過濾損失：4000×0.0284=113.6t；達到調(diào)配罐中的液體：4000×0.9167=3666.8t；調(diào)配液的用量：4

22、000×0.1467=586.8t2.12生產(chǎn)能力的計算工作日：300d；生產(chǎn)周期：6d；每天生產(chǎn)能力：4000÷300=13t；一周生產(chǎn)能力：4000÷300×6=78t；每天需要純水的量：13×748.1=9.8t；每天需要的濃縮蘋果汁的量：13×124.7=1.7t；每天需要酵母菌培養(yǎng)液所需的量：13×130.9=1.7t；每天需要醋酸菌培養(yǎng)液所需的量：13×146.8=1.9t2.13生產(chǎn)1t蘋果醋所消耗的原料定額表2.13 生產(chǎn)消耗1噸蘋果醋所用原料的定額序號名稱單位消耗定額1濃縮蘋果汁kg124.72純

23、凈水kg748.13酵母培養(yǎng)液kg1.74醋酸菌培養(yǎng)液kg130.95調(diào)配液kg146.73 熱量衡算3.1酒精發(fā)酵前滅菌用的蒸汽量酒精發(fā)酵前滅菌的過程需要物料為：374.1+2244.3=2618.4tQ物料流量，Q=2618.4×103300×8=1091kgh物料比熱容的計算式:C=Cu(1-W0)式中， Cu水的比熱，4.18kJkg.k W0原料的濃度，%c=4.18×1-374.1374.1+2244.3×100%=3.583kJkg.kt1物料的初始溫度，t1=25t2物料的最終溫度，t2=65I 加熱蒸汽的焓，I=2738KJKg加熱蒸汽

24、冷凝水的熱焓，=T×4.186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-)，即代入相關(guān)數(shù)據(jù)得w=1091×3.583×（65-25）2738-65×4.18=63.4kgh因此可知，每天發(fā)酵前滅菌需要蒸汽：63.4×8=507.2kgd，每年需要滅菌蒸汽為：507.2×300=152160kg年3.2 酒精發(fā)酵前冷卻水的用量 由滅菌流程可知，需要將溫度為65的熱料降至25室溫料，使得冷卻水從20升至50。Q物料流量，Q=2618.4×103300×8=1091kght1物

25、料的初始溫度，t1=25t2物料的最終溫度，t2=65c1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冷卻水進口溫度，20T2冷卻水出口溫度，50由公式：M冷卻=Qc1（t1-t2）c2（T2-T1），代入相關(guān)數(shù)據(jù)，得M冷卻=1091×3.583×（65-25）4.18×（50-20）=1246.9kg/h由此可知，每天酒精發(fā)酵需要冷卻水為：1246.9×8=9975.2kg/d,每年酒精發(fā)酵需要冷卻水為：9975.2×300=2992560kg/年。3.3 滅菌過程中的熱損失假設(shè)

26、發(fā)酵罐的外壁溫度為65，此時輻射與對流的聯(lián)合的給熱系數(shù)為：=33.9+0.9×65-20=74.4kJ(m2.h.k)設(shè)，發(fā)酵罐的表面積為125m2，則耗用的蒸汽量為：由公式Q熱=S(tw-t)，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得W=Q(熱)I-=74.4×125×（65-20）2718-127×4.18=191.3kgh3.4 裝罐前的滅菌用的蒸汽量酒精發(fā)酵前的滅菌過程年產(chǎn)料為：4000t。Q物料流量，Q=4000×103300×8=1667kgh物料比熱容的計算式:C=Cu(1-W0)式中， Cu水的比熱，4.18kJkg.k W0原料的濃度，%c=

27、4.18×1-374.1374.1+2244.3×100%=3.583kJkg.kt1物料的初始溫度，t1=25t2物料的最終溫度，t2=125I加熱蒸汽的焓，I=2738KJKg加熱蒸汽冷凝水的熱焓，=T×4.186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-)，即代入相關(guān)數(shù)據(jù)得w=1667×3.583×（125-25）2738-125×4.18=269.6kgh因此可知，每天發(fā)酵前滅菌需要蒸汽：269.6×8=2156.8kgd，每年需要滅菌蒸汽為：2156.8×30

28、0=647040kg年3.5 裝罐后所需冷卻水的用量有滅菌流程可知，125的熱料最終要變成25，在此過程中冷卻水由原來的20升高的50。Q物料流量，Q=4000×103300×8=1667kght1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冷卻水進口溫度，20；T2冷卻水出口溫度，50由此可以計算出水的用量：M=1667×3.583×（125-25）（50-20）×4.18=4763kgh因此可知，每天發(fā)酵前需要用水：

29、4763×8=38104kgd，每年發(fā)酵前需要用水：38104×300=114312000kg年。4 發(fā)酵車間調(diào)配罐尺寸的設(shè)計計算本設(shè)計采用的是具有耐腐蝕，易清洗等特點的發(fā)酵設(shè)備，且該設(shè)備對發(fā)酵出的蘋果醋無不良影響。為了防止發(fā)酵液的流出，因此設(shè)定其裝滿系數(shù)為：80%4.1 酒精發(fā)酵罐的計算4.1.1 發(fā)酵罐容積及數(shù)量的確定容積：（5、10、20、50、75、100、120、150、200、250、500、550、600、780）m3，容積越大，經(jīng)濟越好但風(fēng)險也大。日產(chǎn)13t，則進行酒精發(fā)酵的液料量為：124.7+748.1+1.7×13=11363.3kg，混合液

30、體密度按照水的密度計算=1000kg/m3,裝罐系數(shù)為80%，則每天需要發(fā)酵罐的總?cè)萘縑0為 V0=11363.3÷1000÷80%=14.2m3故此本設(shè)計所選用的容積為10m3的六葉攪拌型發(fā)酵罐，按要求假設(shè)每天需要發(fā)酵罐數(shù)為N： N=14.2÷10=1.42 即N=24.2 泵的選型泵的揚程H H=Z+Ppg+u22g+Hr 式中， Z壓頭與地面的距離差，m； Ppg 液體的靜壓頭，m；由于液面之間為大氣壓，故P(氣壓)=0； u22g 液體的動壓頭，m； Hr壓頭損失，m由于發(fā)酵罐的界面比管路截面大的多，可以忽略不計，即u22g=0故H=3.4+2-1

31、5;1051000×9.8+1=14.8m又因為一般情況下，泵的實際揚程有適當(dāng)?shù)挠嗔渴钦Ｇ闆r下的1.051.1倍。則實際揚程為： H實際=1.1H=1.1×14.8=16.28m所以選擇型號為IS100-80-1854的物料泵，其流量為60m3/h，軸功率5.86kw.h,效率50%,電機功率為：11kw.4.3 管徑的計算 由泵的選型可知，流體在管內(nèi)的流量、流速與管徑之間的關(guān)系可求出相應(yīng)管道的內(nèi)徑：12Ws=Vs.Vs=.A=.d24d=4.Vs.式中：d管道內(nèi)徑，m； Vs流體流量，m3/h; 流體流速，ms; Ws流體的質(zhì)量流量，kg/h4.3.1 物料管路的計算

32、有前面物料衡算可知，1t蘋果醋所消耗的進料為：124.7+748.1+1.7+130.9=1005.4kg；一天可以生產(chǎn)13t蘋果醋，所以一天所需要原料：13×1005.4=13070.2kg；那么每小時需要原料為： Ws=13070.28=1633.8kg/h。查表可知淀粉發(fā)酵液的與水的密度相近=1000kg/m3，則: Vs=Ws=1633.83600×1000=0.00045m3/s d=4.Vs.=4×0.00045×0.8=0.026m（取=0.8m/s）故，物料輸送的管徑為DN100的不銹鋼管。4.3.2 自來水管的流速 自來水管的流速：=2

33、.5 m/s，則d=4×0.00045×2.5=0.015m故，自來水管的管徑為DN60的不銹鋼管。5 水 、電的估算5.1水的估算5.1.1生產(chǎn)車間的用水生產(chǎn)車間用水主要有以下幾個方面：（1） 調(diào)配稀釋：年產(chǎn)4000t蘋果醋所需的純水用量為：748.1×4000=2992400kg=2992.4t。（2） 其他清洗用水：在工藝流程中需要加水工序，大約估計需要用水量為1000t左右。（3） 設(shè)備清洗用水：每次清洗用水大約為2.3t,因此每年需要設(shè)備清洗用水量為：2.3×3×300=2070t（4） 地面、地坪的清洗：每次清洗每平米地坪大約需要用

34、水0.01t，車間總面積1000m2,所以沒年地面、地坪清洗用水為： 1000×0.01×300=3000t5.1.2 鍋爐房用水鍋爐房用水主要為水蒸氣，能夠循環(huán)使用，故可以忽略。5.1.3生活用水生活用水一般跟人們的生活習(xí)慣，地理條件，個人因素有關(guān)。故，根據(jù)普遍居民用水情況，大約每班用水量為3t，則年生活用水量為：3×3×300=2700t5.1.4 總用水量Q=2992.4+1000+2070+3000+2700=11762.4t5.2 電的估算5.2.1 全廠用電估算 全廠用電分為車間內(nèi)和車間外，車間內(nèi)采用節(jié)能燈，車間外一般采用100-200w的日

35、光燈。廠區(qū)的照明相關(guān)參數(shù)如下表：名稱規(guī)格（w/kw.h）面積用電量水處理車間發(fā)酵車間裝罐車間化驗室倉庫動力車間和電室機修車間空氣凈化機房鍋爐房更衣室辦公6660.50.0520.50.250.10.50.12524090015001204601201206010010030001440540090006023240601510503755.2.2 全廠總用電的計算總用電量=生產(chǎn)車間用電+照明用電 W=144+5400+9000+60+23+24+15+10+375+50=15317kw6 附錄及結(jié)果附錄1生產(chǎn)能力的計算結(jié)果總匯項目結(jié)果單位每天生產(chǎn)(d)13t每周生產(chǎn)(D)78 t每天需要純水的

36、量9.8t每天需要蘋果醋的量1.6t每天需要濃縮酵母菌培養(yǎng)液的量每天需要醋酸菌培養(yǎng)液的量1.71.9 tt附錄2 傳熱量計算的匯總項目結(jié)果單位水的比熱容（C1）物料的比熱容（C2）4.183.583kJkg.kkJkg.k物料流量(Q)1091kgh加熱蒸汽的焓(I)2738KJKg冷卻水的進口溫度（T1）20冷卻水的出口溫度(T2)50酒精發(fā)酵前滅菌用量 (W1)63.4kgh酒精發(fā)酵前冷卻水用量 (M1)1246.9 kg/h 熱損失(W0)191.3kg/h裝罐前滅菌用的蒸汽量 (W2) 269.6kg/h裝罐后冷卻水的用量 (M2)4763kg/h發(fā)酵罐尺寸及水電用量結(jié)果匯附錄總附錄3發(fā)酵罐尺寸及水電估算匯總項目結(jié)果單位