1、毕业设计（论文）专业课程设计说明书题目：年产150吨豆奶粉车间设计专业：食品科学与工程班级：食科。706学号：0103070605学生姓名：肖苇苇指导教师：于秋生2010年12月27日目录纯洁水加工及现状31.2可行性研究41.1.1 厂址选择41.1.2 总平面的设计41.1.3 指标要求62工艺流程82.1 纯洁水工艺流程82.2 工艺说明8杂质82.2.2纯洁水设备工艺流程的说明82.3 危害分析92.3.1 涉及平安问题的危害92.3.2 桶装纯洁水关键卫生操作规程93物料衡算104设备选型及计算114.1 水箱、水泵及计量控制仪器114.1.1 水箱选型11电磁阀124.1.5 电导
2、仪124.2 预处理设备13活性炭过滤器134.2.2软化器13中端膜别离设备134.3.1 精密过滤器134.3.2 电渗析器134.3.3 反渗透膜及装置14臭氧消毒器145生产车间布置及建筑155.1 水处理车间布置的内容15布置原那么15工房地面施工要求16主车间建筑结构设计166技术经济分析175.2 投资金额(RMB)171前言纯洁水是纯洁、干净，不含有杂质或细菌的水，是以符合生活饮用水卫生标准的水位原水，通过电渗析器法、离子交换法、反渗透法、蒸偏法及其他适当的加工方法制得而成，密封于容器内，且不含任何添加物，无色透明，可直接饮用。随着人们生活水平的不断提高，以及水资源污染程度的加
3、重，经过加工处理的桶装饮用纯洁水渐入公共场所及寻常百姓人家，己成为我国广阔城乡居民的一种主要饮水形式，这种饮水形式，对于减少饮用水中的各种化学、毒理学污染物，提高饮水的水质，缓解水质对人体的危害，起到积极的作用。我国桶装水以每年30%的速度增长，如此大的开展空间，将为桶装水生产企业提供了巨大的商机。可行性研究建厂依据和厂址选择(1)建厂依据经主管部门专家认可，进行可行性评估。厂房与水源地应以相距最近为最正确，建厂规模大小应取决于水源储量大小，设备生产能力和资金保障程度等。(2)场外环境选择首先要考虑的因素是厂址附近有无污染源，空气是否新鲜，是否远离产生微生物污染的场所，如酒厂、豆腐厂等。其次还
4、应考虑场外排水，渠道是否通畅等。(3)厂房装修要求厂房规模依据建厂要求，但必须在容纳灌装等设备条件下尽量使厂房宽敞，舒适为原那么。一般中等企业为长20-50米，宽10-15米，在此范围内进行不同用途的间隔，分成洗瓶、灌装、水处理等。车间内要求必须是洁净无尘地面用水磨石，排水流畅，不得有积水,墙壁贴瓷砖等，厂房应尽量做到密闭，多采用铝合金门窗。冲洗、灌装、封盖局部可专门制成密闭车间。.2总平面的设计(1)工厂建筑物的组成及相互的关系总平面设计是食品工厂设计的重要组成局部。纯洁水工厂中的主要建筑物根据它们的使用功能可分为生产车间、辅助车间(实验室、化验室、机修车间等)、动力部门、仓库、供排水设施、
5、全厂性设施等。(2)生产车间的布置工厂的总平面设计一般围绕生产车间进行排布，一般把生产车间不知在中心位置，其他车间、部门及公共设施都围绕主体车间进行排布。各有关建筑物应相互衔接，并符合运输管路及管线短捷、节约能源等原那么。生产区对的相关车间及仓库可组成联合厂房，也可形成各自独立的建筑物。生产车间的布置应按工艺生产过程的顺序进行性配置，生产线路尽可能做到径直和短捷，但并不是要求所有生产车间都安排在一条直线上。如果这样安排，当生产车间较多时，势必形成一条长线，从而使仓库、辅助车间的配置及车间管理等方面带来困难和不便。为使生产车间的配置到达线性的目的，同时又不形成长条，可将建筑物设计成T型、L型或U
6、型。(3)辅助车间及动力设施的布置锅炉房应尽可能布置在使用蒸汽较多的地方，这样可以使管路缩短，减少压力和热能损耗。在其附近应有燃料堆场，煤、灰场应布置在锅炉房的下风向。煤场的周围应有消防通道及消防设施。污水处理站应布置在厂区和生活区的下风向，并保持一定的卫生防护距离；同时应利用标高较低的地段，使污水尽量自流到污水处理站。污水排放口应在取水的下游。污水处理站的污泥干化场地应设在下风向，并要考虑汽车运输条件。压缩空气主要用于仪表动力、鼓风、搅拌、清扫等。因此空压站应尽量布置在空气较清洁的地段，并尽量靠近用气部门。空压站冷却水量和用电量都较大，故应尽可能靠近循环冷水设施和变电所。由于空压机工作时振动
7、大，故应考虑振动、噪声对邻近建筑物的影响。食品工厂生产中冷却水用量较大，为节省开支，冷却水尽可能到达循环使用。循环水冷却构筑物主要有冷却喷水池、自然通风冷却塔及机械通风冷却塔几种。在布置时，这些设施应布置在通风良好的开阔地带，并尽量靠近使用车间；同时，其长轴应垂直于夏季主导风向。为防止冬季产生结冰，这些设施应位于主建（构）筑物的冬季主导风向的下侧。水池类构筑物应注意有漏水的可能，应与其他建筑物之间保持一定的防护距离。维修设施一般布置在厂区的边缘和侧风向，并应与其他生产区保持一定的距离。为保护维修设备及精密机床，应防止火车、重型汽车等振动对它们的影响。仓库的位置应尽量靠近相应的生产车间和辅助车间
8、并应靠近运输干线（铁路，河道,公路应根据贮存原料的不同，选定符合防火平安所要求的间距与结构。行政管理部门包括工厂各部门的管理机构、公共会议室、食堂、保健站、托儿所、单身宿舍、中心试验室、车库、传达室等，一般布置在生产区的边缘或厂外，最好位于工厂的上风向位置，通称厂前区。（4）管线布置工厂的工程管线较多，除各种公用工程管线外，还有许多物料输送管线。了解各种管线的特点和要求，选择适当的敷设方式，对总平面设计有密切关系。处理好各种管线的布置，不但可节约用地，减少费用，而且可使施工、检修及平安生产带来很大的方便。因此,在总平面设计中，对全厂管线的布置必须予以足够重视。管线布置时一般应注意以下原那么和
9、要求：满足生产使用，力求短捷，方便操作和施工维修。宜直线敷设，并与道路、建筑物的轴线以及相邻管线平行。干管应布置在靠近主要用户及支管较多的一侧。尽量减少管线交叉。管线交叉时，其避让原那么是：小管让大管；压力管让重力管;软管让硬管；临时管让永久管。应避开露天堆场及建筑物的护建用地。除雨水、下水管外，其他管线一般不宜布置在道路以下。地下管线应尽量集中共架布置，敷设时应满足一定的埋深要求，一般不宜重叠敷设。大管径压力较高的给水管宜防止靠近建筑物布置。管架或地下管线应适当留有余地，以备工厂开展需要。管线在敷设方式上常采用地下直埋、地下管沟、沿地敷设（管墩或低支架），架空等敷设方式，应根据不同要求进行选
10、择。(5)道路布置根据总平面设计的要求，厂区道路必须进行统一的规划。从道路的功能来分，一般可分为人行道和车行道两类。人行道、车行道的宽度，车行道路的转弯半径以及回车场、停车场的大小都应按有关规定执行。在厂内道路布置设计中，在各主要建(构)筑物与主干道、次干道之间应有连接通道，这种通道的路面宽度应能使消防车顺利通过。指标要求瓶装饮用纯洁水标准GB173242003(1)原料要求原料用水应符合GB5749的规定(2)感官指标感官指标应符合表1的规定表1感官指标工程要求色度/度W5,不得呈现其他异色混浊度/UTU1臭和味不得有异臭异味肉眼可见物不得检出(3)理化指标理化指标应符合表2的规定表2理化指
11、标工程指标PH值电导率(25lo0(SCm)10高锦酸钾消耗量(O2)/(mgL)氯化物(CD/(mgL)铅(Pb)/(mgL)总神(As)/(mgL)铜(Cu)/(mgL)1.0氟化物FCNr)/(mgL)挥发性酚(以苯酚计)a(mgL)游离氯(Cr)(mgL)三氯甲烷/(mgL)四氯化碳/(mgL)亚硝酸盐(N(V)/(mgL)“仅限于蒸储水(4)微生物指标微生物指标应符合表3的规定表3微生物指标工程指标菌落总数/(cfumL)20大肠菌群/(MPN/100mD3致病菌/(沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌)不得检出霉菌和酵母菌/(CfUmL)不得检出(5)生产加工过程的卫生要求应符合桶装
12、水饮用纯洁水卫生导那么(6)包装包装容器和材料应符合相应的卫生标准和有关规定(7)标识定型包装的标识要求应符合有关规定(8)贮存及运输贮存成品应贮存在枯燥、通风良好的场所。不得与有毒、有害、有异味、易挥发、易腐蚀的物品同时贮存。运输运输产品时应防止日晒、雨淋。不得与有毒、有害、有异味或影响产品质量的物品混装运输。(9)检验方法感官指标色度、浊度、臭和味、肉眼可见物按GB/T8538规定的方法测定。 理化指标PH值、电导率、高锦酸钾消耗量、氯化物按GB17323规定的方法测定。游离氯、碑、铅、铜、氟化物、亚硝酸盐、挥发性酚、三氯甲烷、四氯化碳按GB5750规定的方法测定。 微生物指标规定的方法测
13、定。致病菌按、GB4789.10及GB4789.11规定的方法测定。(10)净含量单件定量包装含量负偏差不得超过表4的规定。同批产品所抽样品的平均含量不得低于标签上标明的净含量。表4净含量指标负偏差净含量(Q)Q的百分比Ml100ml-200ml-200ml-300ml-9300ml-500ml3-500ml-IL-15IL-IOL-10L-15L-15015L-25L1-2工艺流程纯洁水工艺流程原水一多介质过滤器一活性炭过滤器一树脂软化系统一精密过滤器一反渗透系统一臭氧杀菌系统一灌装一灯检一喷码套袋包装一样品采集一出库工艺说明杂质 粒子：包括沙粒，水泵中的残片等。可溶无机物：指使水变硬的Ca
14、2+、Mg?+、Si#等离子，还有二氧化碳、N、P等物质。 可溶有机物：如，除草剂、杀虫剂、气溶胶、对动物组织腐蚀物等。 微生物：水的外表有各种各样的微生物，包括细菌、原生物、藻类等。纯洁水设备工艺流程的说明多介质过滤器目的：除去原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20m以上对人体有害的物质方法：采用石英砂介质过滤器，使水通过细小的颗粒状滤料层，从而降低水的色度和浑浊度。原料来自自来水或江河水，大局部杂质可通过机械过滤除去。活性炭过滤器目的：能够吸附前级过滤中无法去除的余氯以防止后级反渗透膜受其氧化降解，同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重
15、金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低CoD的作用。可以进一步降低RO进水的SDl值，保证SDI5,TOCV2.0PPm。方法：组成炭床的活性炭颗粒有非常多的微孔和巨大的比外表积，具有很强的物理吸附能力。水通过炭床，水中有机污染物被活性炭有效地吸附。树脂软化系统目的：正离子与离子交换树脂中的氢离子交换；负离子与离子交换树脂上的氢氧根离子交换，从而到达纯化水的目的。方法：采用树脂对水进行软化，先是用阴离子树脂过滤，除去水中的氟和重金属；后采用阳离子树脂过滤，这步是软化水的主要步骤，除去水中的钙（Ca2+）镁（Mg?+）离子。水的硬度主要是有钙（CaI、镁（蛇力离子构成的，当含有硬度离子的原
16、水通过树脂层时,水中的CaMg被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠Na-离子，从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。精密过滤器目的：采用双极Mm孔径精密过滤器使水得到进一步的净化，使水的浊度和色度到达优化，保证Ro系统的进水要求。反渗透系统目的：用反渗透技术进行脱盐处理，反渗透膜孔径仅为微米，能去除有害的可溶解性固体及细菌、病毒等，脱盐率99.5%以上，生产出符合国家标准的纯洁水。方法：渗透是水通过一个半透膜从低浓度流向高浓度的一边。如果使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边，这一步骤称为反渗透。反渗透可以除去90%99%的绝大多数污染物
17、因为它出众的纯化效率，反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术。臭氧杀菌目的：除去水中的微生物，使水的品质到达标准。方法：臭氧具有强氧化性，有四大功能：灭菌、氧化、脱色、除味，用于水的消毒时,浓度在4mgL时，分钟即可杀灭全部细菌，同时臭氧溶于水后形成富氧水，保证了水的纯鲜，又不失水的活性。危害分析危害分析是指对所用的原料、产品加工的每一步骤和所用设备、终产品等尽可能列出所有可能出现的潜在危害。以及对每一个危害发生的可能性及其严重程度进行评价，以确定提出对食品平安非常关键的显著危害（具有风险性和严性）,并将其纳入HACCP方案。 .涉及平安问题的危害生物危害包括细菌、病毒及其毒素、寄生虫和有害
18、生物因子。化学危害化学危害可分为天然的化学物质、有意参加的化学品、无意或偶尔参加的化学品、生产过程中所产生的有害化学物质。物理危害任何潜在于食品中不常发现的有害异物，如玻璃、金属等。桶装纯洁水关键卫生操作规程在生产前彻底消毒贮水罐，记录每次生产前消毒液浓度和消毒时间。定期清洗、检查、更换Ro膜，准确记录清洗、更换时间。正确使用臭氧发生器，每班次校对1次水流速，每隔2小时观察一次，保证参数符合要求，确使臭氧与水充分混合。准确记录每次水流速。制水车间、罐装间每日生产前进行紫外线空气杀菌，紫外线灯管功率保证25W/,消菌时间不得少于1小时；每日记录消毒时间，每周检查一次紫外线灯管，确保灯管在有效寿命
19、内。确保灌装车间内空气净化装置能够正常运转，定期进行清洗消毒。空桶在使用前用1%84消毒液或0.5%CK)2均匀喷雾内壁，消毒液残留时间分别不得低于30分钟，消毒后用纯洁水进行反冲3次。桶盖使用前用1%84消毒液或0.5%CK)2浸泡5分钟，消毒后用纯洁水进行漂洗3次。准确记录消毒液浓度、消毒时间。灌装人员必须做到班前洗手消毒，用75%酒精浸泡双手5分钟，不得用手直接接触桶口和注水口。准确记录每次洗手消毒的消毒液浓度、时间。以上各规程由质检员每班次检查一次，发现未记录或操作不符合要求的及时改正。表5桶装饮用纯洁水危害分析表加工步识别确定危害是对第三列的判预防显著危害措施是否为关骤潜在危险否显著
20、断提出依据键控制点生物性危害是天然地表水中以后的工序能去除或存在微生物降低至可接受水平3物料原水化学性危害否否物理性危害否沉淀、感官异常等可能性小衡算预处理生物性危害是去除不彻底以后的工序能去除或否根(粗滤等)化学性危害是去除不彻底降低至可接受水平贮水罐生物性危害是贮水前未消毒或消毒达不到卫生标准生产贮水前、定期彻底消毒是据要求日产200化学性危害是严格按照规定操作，是吨纯洁Ro膜反渗透生物性危害是是去除各种危害的关键环节即使清洗RO膜以防污染物在膜上结垢，渗漏，按RO的寿命更新是水，实行三班制，臭氧消生物性危害是臭氧浓度过卑微生物残留合理调节臭氧浓度使是实际生产时间按20小毒物理性危害是臭氧
21、浓度过高异味、沉淀之保持在一定范围内是桶和桶京消毒灌装环境生物性危害生物性危害是是微生物残留可使成品水细菌超标空气中细菌可能进入桶净化车间内装0.5%CK)2冲洗消毒桶30S以上，浸泡5min空气净化装置运转开机前紫外线杀菌30min是是时计算，即每小时要求到达物理性危害否有空气净化设施，空气浮沉否IOm3纯较少洁水的灯检物理性危害否衣物残留可能性较小否产量。工员工无菌操作员工的手、靴、衣帽消毒不彻培训员工，工作衣帽艺过程生物性危害是底造成空间、穿戴标准，手脚消彻否中原料桶、盖的二次污染底，无菌操作ISSOP)的损耗大约为3%,故生产20()吨的纯洁水约需吨的原水。通过物料衡算可以知道原料、产
22、品、副产品及中间产品之间量的关系，从而计算出原料的转换率、产品的收率、物料损失情况及原料的消耗定额。同时物料衡算得到的数据是设计或设备选型、台数和尺寸的依据，以便对设备作进一步的计算。对新建车间、工段或装置的生产工艺指标进行预估，对化工过程和设备进行设计。4设备选型及计算4.1 水箱、水泵及计量控制仪器4.1.1 水箱选型纯洁水生产工艺中，一般用原水箱用塑料水箱，纯洁水用不锈钢水箱。表6水箱的型号型号容量/L直径Zmm高度mm材质、特征原水箱选型PE塑料PT-10000L1000022703060立式平底纯洁水箱选型轻型不锈钢，立HLM-204-10000FI(X)OO20403900式圆底4
23、1.2 不锈钢水泵目前纯洁水生产中常用不锈钢水泵供水与加压。根据t20h计算流量计的流速约为10.31m3h,选择水泵的型号。表7水泵的型号型号流量/(m3h)扬程/m转速/(rmin)电机功率ZkwISW50-100A111029004.1.3 流量计根据流速约为IOm3h,选择适宜的流量计型号。表8流量计的型号工程型号GPM(galmin)2LMP(LZmin)7进出口方式面板式4.1.4电磁阀电磁阀是水处理设备自动控制常用的配件，从平安性、适用性、可靠性、经济性四个方面考虑选择设备的型号。型号表9电磁阀的型号技术参数LZnunH/nun连接方式材质ZQDF-15工作压介质温度0-75C
24、86电压380/22OV工作介质：水、气、油G1/2内178螺纹铜阀体4.1.5电导仪电导仪是纯洁水生产必要的检测仪器，根据样品电导率范围及温度范围，选择适宜的型号。表10电导仪的型号型号技术参数准确度测量范围/（scm）外形尺寸（长X宽X高）GDY-1101G介质温度/C0-120自动温度补0-2000180130偿C5-45电源/VAC220404. 2预处理设备4.1.1 活性炭过滤器根据工艺的要求，过滤温度、每小时的处理量（Iom3）、自动化程度等来选择设备的类型。表11过滤器型号型号规格最大水量/（m3h）工作压力/MPa工作温度/0C过滤面积m2滤层质量/Kg滤速(mh)高度Zmm
25、外形尺寸mmD1212YL1200D1200115-408-10100085027644.1.2 软化器根据流量可选用的软化器为：表12HR型组合式软化器再生浓度再生液浓度型号出水量/L出水硬度八nwUL）再生耗盐Ikg/次）/(IJh)/%HR-510-2085750154.3 中端膜别离设备4精密过滤器根据孔径及通量选择精密过滤器的型号：表13精密过滤器型号型号规格mm滤芯数圜支出水量/m3工作压力IMPa工作温度rcJP-IO420H120098-110-35-404电渗析器根据流量、脱盐率可选的电渗析器为表14电渗析器的型号工程型号BDY214隔板尺寸（长X宽X高）mm40016(X)
26、组装形式（一级段）4-1膜对总数/对450淡水产量/（m3）10-12工作电压/V脱盐率/%55左右工作压力/MPa外形尺寸（长X宽X高）mm18005201100本体质量/124反渗透膜及装置根据流量可选用的反渗透机器型号为表15反渗透膜及装置的型号标准型号BRO-100-P80产水流量/（m）10脱盐率/%97-98回收率/%60-65高压泵功率kw11配备膜元件型号BW30-330BW30-345BW30-400BW30LE-400管道接口规格出口外形尺寸（长X宽X高）mm4000100018004.4 臭氧消毒器型号表16臭氧消毒器型号臭氧发生量一格长X宽X高）额定电压,气源电机功率Z
27、kw/zghtnm/VRM700A-2709298%氧气59X59X38016454.5 灌装设备根据生产任务书10m3h,约550桶/h来选择设备。表17灌装设备的型号型号灌装头数【头）生产能力/（桶/h）电机功率kw/长 XJrX 高)mm额定电压NQGF-3003004800350019003805生产车间布置及建筑5.1水处理车间布置的内容水处理车间一般安装有预处理、中断处理、终端处理及灌装设备，及其附属设备，包括水泵、清洗、控制化验等设备仪器。净水车间设有给水、排水、电路等管线和沟槽。净水车间应有通风、采取暖、空气净化、杀菌等设施。净水车间应有清洗液、工业盐以及纯洁水桶和成品水的移动
28、和暂存空间。净水车间必须设有工作人员更衣、清洗、消毒的空间和设施。5.2 布置原那么 水处理设备尽量按工艺流程一字形或L形排列，便于管理和减少占用空间。 操作阀门，控制仪表尽量集中，并面向外侧，以便操作。给水及工艺管线按工艺流程走向排列力求管线短，附件少，防止迂回。管线布置不得影响设备的起吊、检修。地面上要设排水沟，排水沟要充分考虑最大排水量的情况，考虑清洗房面、地面的排水量。所有外表、地面、墙面、天花板都应可以用水冲洗，地面还应有防酸作用，最好使用环氧树脂材料，如用瓷砖应用防酸材料接缝。四壁应设有紫外线杀菌灯管，并要求能照到每个角落以防止霉菌生长。车间内要有足够的值班检修通道和空间，如设备离
29、墙应不小于50Omm的空间。配电盘应与水处理设备保持适当距离，或布置在单独的房间，就地控制盘应有防水措施，灯具要防水，厂房上方的吊灯必须设有防爆装置，以免玻璃碎了直接掉在生产线上。车间设有可供小型汽车进入的大门，主巡回通道净距一般不小于2m,相邻两台设备净距不宜小于。灌装线设备要有较大的操作空间，出入桶口要有桶瓶流转的空间，而且桶口尽量离大门过暂存处近些，以便外运。5.3 工房地面施工要求水处理工房平面布置图主要为地面施工用，设备具体摆放位置允许做相应变化。工房内地面坚实，混凝土层厚度应不低于50mm。安装设备地方的地面的排水沟方向要求有5的坡度。排水沟最好考虑防酸、碱腐蚀。工房净高度应不低于
30、3.2m。门净尺寸高大于2m,宽大于m(运进设备需要)。5.4 主车间建筑结构设计门：本车间有2种门。一种运输机械和成品的门Ml2(X)0*2400,一种是人进入车间的门及更衣室的门M2800*2000o 采光设计为晴朗的白天天然采光，晚上和阴雨天应用日光灯人工采光，车间用双层内外平开窗2400*2100和上悬外开窗2400*1200o采光系数二采光面积/房间面积=(2.4*2.1*8/198+2.4*1.2*8/324)=18.7,符合采光要求(l3-l6)o晚间照明：324*8/40=64.8盏40瓦的日光灯。采用双管日光照明灯共32盏均布在车间，平均10平方米一盏。 地坪：车间地坪要求不
31、起灰，防滑，耐磨，耐腐蚀，便于清洁。车间采用5%。坡度,由中间向两边倾斜。设有地沟、地漏。设计采用高标号混凝土地面，300号混凝土。 内平面：食品厂主车间对内墙清洁度要求高，一般在内平面铺有2m的墙裙，材料为400*40Omm的白瓷砖。其余墙面和天棚课用耐腐蚀的油漆。6技术经济分析6.1投资金额(RMB)(1)原辅料及动力本钱每天需要原水近207吨，每吨水的价格为1元，全年实际生产天数为250天，那么。根据仪器的功率以及照明等设备，得到每小时的耗电量约为55度，按每度电0.8元来算，全年的电费约为22万元。购置设备等费用为129万元。(2)工资及福利费按平均工资水平计算，工资加社保，人均为20000元/人年。车间员工50人，每年工资及福利费100万元。(3)征地及建造厂房费用征地费用：每亩10万建造厂房费用(每平方米造价800元)：324x购置设备等费用为129万元。(4)折旧费：采用分类平均年限法计算折旧设备折旧年限10年计，机器设备120万元，那么折旧额为23万元/年。
