年產(chǎn)2萬(wàn)噸蘋果汁工廠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書

1、 年產(chǎn)2萬(wàn)噸蘋果汁工廠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書1 緒論1.1果汁飲料綜述果汁飲料是以水果為原料經(jīng)過(guò)物理方法如壓榨、離心、萃取等得到的汁液產(chǎn)品。果汁飲料可以細(xì)分為果汁、果漿、濃縮果漿、果肉飲料、果汁飲料、果粒果汁飲料、水果飲料濃漿、水果飲料等9種類型，其大都采用打漿工藝將水果或水果的可食部分加工制成未發(fā)酵但能發(fā)酵的漿液或在濃縮果漿中加入果漿在濃縮時(shí)失去的天然水分等量的水，制成的具有原水果果肉的色澤、風(fēng)味和可溶性固形物含量的制品。果汁中含有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，主要包括碳水化合物、葡萄糖、果糖等易于被人體吸收的物質(zhì)和維生素。一些果汁中的有機(jī)酸也對(duì)人體正常生理活動(dòng)起著重要作用，如檸檬酸能提高人體對(duì)鈣的吸收能力。因而

2、果汁除了能補(bǔ)充人體需要的水分，起到消暑解渴的作用外，對(duì)人體還有著一定的營(yíng)養(yǎng)意義。1.2國(guó)內(nèi)外果汁飲料發(fā)展?fàn)顩r據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家果汁人均年消費(fèi)量約20升，發(fā)展中國(guó)家人均年消費(fèi)量約為10.8升，與其他國(guó)家相比，我國(guó)人均果汁的占有量卻只有1升，差距十分明顯。目前全球果汁市場(chǎng)主要集中在美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家，同時(shí)俄羅斯、南非、中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家市s場(chǎng)已經(jīng)啟動(dòng)，將成為未來(lái)果汁市場(chǎng)需求的新增長(zhǎng)點(diǎn)，果汁成為暢銷的產(chǎn)品受到全球消費(fèi)者的青睞和追捧。調(diào)查表明，隨著人們生活水平的提高，生活方式的改變，人們更加關(guān)注健康，果汁飲料以補(bǔ)充維生素、低糖的健康形象出現(xiàn)，自然吸引了眾人的目光。近年來(lái)我國(guó)果汁飲料迅速發(fā)展

3、，果汁飲料更是備受歡迎。目前，我國(guó)果汁加工業(yè)仍以生產(chǎn)帶肉果汁為主，近10多年來(lái)，國(guó)內(nèi)有些加工企業(yè)花費(fèi)大量的資金引進(jìn)國(guó)外濃縮果汁生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)濃縮果汁以供出口。但由于設(shè)備投資昂貴，只有少數(shù)工廠效益較好。利用國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)具有中國(guó)特色的澄清果汁，在國(guó)內(nèi)外具有廣闊的市場(chǎng)。隨著果品產(chǎn)量的大幅度提高，大力發(fā)展果汁加工工業(yè)，對(duì)于穩(wěn)定果品生產(chǎn)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，滿足人民的消費(fèi)需求等方面，具有重要的意義。1.3蘋果汁飲料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和市場(chǎng)前景蘋果中含有的“蘋果酚”不僅可以抑制黑色素、酵素的產(chǎn)生，還可以抑制血壓上升，預(yù)防高血壓，抑制過(guò)敏反應(yīng)，有一定的抗敏作用；蘋果中含有“果膠”是一種水溶性食物纖維，能夠減少

4、腸內(nèi)的不良細(xì)菌數(shù)量，幫助有益細(xì)菌繁殖；蘋果中含有豐富的維生素C，是心血管的保護(hù)神、心臟病患者的健康元素。同時(shí)維生素C可以有效抑制皮膚黑色素和形成，幫助消除皮膚色斑，增加血紅素，延緩皮膚衰老，具有美容養(yǎng)顏的功效；蘋果中所含的多糖、鉀離子、果膠、酒石酸等，可以中和酸性體液中的酸根，降低體液中的酸性，緩解疲勞；蘋果中含有大量黃酮類化合物，研究表明可以降低癌癥發(fā)病率的有效物質(zhì)。我國(guó)水果資源豐富，其中蘋果產(chǎn)量是世界第一。近年來(lái)，中國(guó)果汁飲料市場(chǎng)呈高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，果汁市場(chǎng)的迅速崛起與消費(fèi)者的健康意識(shí)增強(qiáng)密不可分，果汁飲料，尤其是純果汁里富含身體必需的維生素和微量元素，也因此，健康美味成為果汁吸引消費(fèi)者的主因

5、。在水果飲料中，蘋果汁飲料以其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和爽快的口感得到廣大消費(fèi)者的青睞。但是在目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中蘋果汁飲料品牌單一，只有“七喜”和“匯源”等幾家企業(yè)；蘋果汁飲料規(guī)?；笊a(chǎn)并沒有全面推廣。加大蘋果汁飲料的生產(chǎn)不僅可以使果農(nóng)增收致富，也可以提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)我國(guó)食品行業(yè)的發(fā)展。2工廠設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)依據(jù) 設(shè)計(jì)主要以國(guó)內(nèi)果汁飲料生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝設(shè)備，參考有關(guān)文獻(xiàn)資料，完成年產(chǎn)2萬(wàn)噸蘋果汁飲料的工廠設(shè)計(jì)。 2.2設(shè)計(jì)原則 以靠近原料產(chǎn)地，交通運(yùn)輸便利為主要設(shè)計(jì)依據(jù)，將果汁廠建在河南省靈寶市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。工廠占地1萬(wàn)平方米，廠房建筑面積2800多平方米，總投資近1000萬(wàn)元，按

6、照綠色食品和GMP、HACCP的要求建設(shè)，建立擁有兩條多功能果汁生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)2萬(wàn)噸的果汁的生產(chǎn)車間。2.3全廠總平面圖（另附）：按照節(jié)約用地，合理布局的原則和要求進(jìn)行進(jìn)行規(guī)劃布置。2.3.1主車道寬8米，車間引道寬4米，2.3.2部分建筑旁、公路和車道旁有綠化花帶。2.3.3生產(chǎn)車間在工廠中央位置，機(jī)修車間、配電、倉(cāng)庫(kù)等設(shè)在其附近。2.3.4污水池、鍋爐房布置在夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。2.3.5宿舍、飯?zhí)煤驮∈业壬钤O(shè)施分布在一邊，基本上與生產(chǎn)區(qū)分開。2.4.6生產(chǎn)區(qū)后留有余地，滿足日后發(fā)展壯大的需要。表2-1 工廠布局圖建筑占地面積/M2建筑占地面積/M2辦公大樓500鍋爐房180研發(fā)大樓

7、300供水房120員工宿舍2000停車場(chǎng)500浴室400運(yùn)動(dòng)場(chǎng)500配電房75門衛(wèi)室60超市500倉(cāng)庫(kù)1000醫(yī)務(wù)室200冷庫(kù)500開發(fā)預(yù)留地1000生產(chǎn)車間4000建筑面積合計(jì) 118352.4工廠職位設(shè)置、工作人員安排表2-2人員安排表工作部門人數(shù)廠長(zhǎng)辦公室3財(cái)務(wù)科3經(jīng)營(yíng)部8人事部6技術(shù)部12保衛(wèi)處18生產(chǎn)車間180化驗(yàn)室5研發(fā)室6機(jī)修6鍋爐房6配電房6水處理6倉(cāng)管30伙食30其他15人數(shù)共計(jì) 340個(gè)3.工藝設(shè)計(jì)3.1產(chǎn)品配方及生產(chǎn)安排3.1.2產(chǎn)品配方蘋果汁，白砂糖，檸檬酸，檸檬酸鈉，水，山梨酸，山梨酸鉀，維生素C，食用色素、增稠劑、香精等其他輔料。蘋果汁飲料：按每千升含量計(jì)算。表3-

8、1蘋果汁飲料配方成分名稱添加量/t 含量/%成分名稱添加量/t含量/%蘋果汁20020檸檬酸1.20.012蔗糖 10010維生素C0.230.023海藻酸鈉0.80.008苯甲酸鈉0.360.036香料水0.80.008水加至1000L3.1.2生產(chǎn)安排3.1.2.1生產(chǎn)時(shí)間的安排因?yàn)樘O果原料生產(chǎn)具有很強(qiáng)的季節(jié)性，果汁消費(fèi)也有較強(qiáng)的季節(jié)性。原料的收獲旺季在前一年的7-11月份，3-5月份為生產(chǎn)旺季，5-10月為產(chǎn)品銷售旺季。為了盡可能充分利用原料，減少產(chǎn)季原料的腐爛損失，同時(shí)也減少原來(lái)貯藏的費(fèi)用，并滿足市場(chǎng)供求關(guān)系。本設(shè)計(jì)確定每年3-5月為生產(chǎn)旺季，每天生產(chǎn)3班；6-8月為生產(chǎn)中季，每天生產(chǎn)

9、2班，9-11月為生產(chǎn)淡季，每天生產(chǎn)1班。表3-2全年生產(chǎn)安排表月份123456789101112每天班數(shù)003332221110總生產(chǎn)日數(shù)為275天班數(shù)=923+922+911=276+184+91=551班3.1.2.2平均產(chǎn)量計(jì)數(shù)理論設(shè)計(jì)每班產(chǎn)量為2000055136.3噸/班按設(shè)計(jì)要求平均班產(chǎn)量取40噸/班 平均每小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算 在本設(shè)計(jì)中，每班生產(chǎn)工作時(shí)間為8個(gè)小時(shí),則有：每小時(shí)產(chǎn)量=班產(chǎn)量（噸）有效生產(chǎn)時(shí)間（小時(shí)）40( 噸 / 班) 8（小時(shí)）5（噸/小時(shí)） 本設(shè)計(jì)的預(yù)計(jì)劃年產(chǎn)量為:預(yù)計(jì)年產(chǎn)量40551=22040噸，比理論設(shè)計(jì)產(chǎn)量高出9.26%。符合設(shè)計(jì)要求。3.2工藝流程原料驗(yàn)

10、收揀選清洗榨汁過(guò)濾調(diào)配均質(zhì)脫氣高溫滅菌無(wú)菌灌裝字符噴碼檢驗(yàn)裝箱成品儲(chǔ)藏3.3工藝條件論證3.3.1原料驗(yàn)收 企業(yè)收購(gòu)的原料蘋果必須是來(lái)自公司指定的原料產(chǎn)地，確保蘋果是天然無(wú)公害，無(wú)農(nóng)藥殘留，可以得到相關(guān)部門安全認(rèn)證的蘋果。蘋果驗(yàn)收按以下要求進(jìn)行：A必須是合格供應(yīng)商提供的原料，對(duì)原料的生長(zhǎng)情況要大致了解B符合農(nóng)藥殘留檢驗(yàn)報(bào)告C產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，腐爛率超標(biāo)（6%）的不收D質(zhì)檢員當(dāng)場(chǎng)驗(yàn)收3.3.2揀選 要求蘋果無(wú)腐爛，霉變，病蟲害和機(jī)械損傷，選擇新鮮、成熟度好的原料。3.3.3清洗 在洗果臺(tái)上通過(guò)毛刷及水流噴淋進(jìn)行蘋果的清洗。3.3.4榨汁 運(yùn)用機(jī)械外力進(jìn)行榨汁，一般用帶式壓榨機(jī)。在壓榨過(guò)程中果漿分

11、布盡可能的均勻，果漿厚度控制在3cm-6cm之間，榨帶張力的調(diào)節(jié)，根據(jù)果漿的性質(zhì)加以調(diào)節(jié)，以出汁率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。3.3.5過(guò)濾 通常情況下，榨出的果汁中含有果皮的碎片和嚢衣、粗的過(guò)果漿，為除去這些雜物，必須進(jìn)行粗濾，對(duì)于混濁型果汁在保存色粒以及獲得的色澤風(fēng)味和香味的前提下分散在果汁中粗大顆?；驊腋☆w粒。3.3.6調(diào)配 根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求，按比例加入蘋果漿、水、糖、酸味劑及穩(wěn)定劑等。蘋果汁飲料原果漿含量為20% ，糖度12%15%，酸度0.20%0.25%（以檸檬酸計(jì)）。一種典型的蘋果汁飲料，含蘋果漿20%，糖度15%，pH值為3.5。3.3.7均質(zhì) 為使果汁中的細(xì)小顆粒進(jìn)一步破碎，使粒子大小均

12、勻，促進(jìn)果膠的滲出，使果膠和果汁親和，保持果汁的均勻渾濁度，要進(jìn)行均質(zhì)處理。本設(shè)計(jì)確定果汁均質(zhì)條件為:壓力15MPa,溫度68。3.3.8脫氣 在加工中經(jīng)過(guò)榨汁均質(zhì)、以及泵管道的輸送會(huì)將大量的空氣帶進(jìn)果汁中，生產(chǎn)中需要將這些溶解的空氣除去。脫氣可以加少或避免柑桔汁的氧化，減少其色澤和風(fēng)味被破壞以及營(yíng)養(yǎng)損失。3.3.9高溫滅菌 殺菌是果汁生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝。若殺菌不徹底，果汁的微生物指標(biāo)超標(biāo)，影響產(chǎn)品的保質(zhì)期:若殺菌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)破壞果汁的營(yíng)養(yǎng)成分，而且影響果汁的口感和風(fēng)味。故選擇科學(xué)的殺菌工藝也是保證果汁品質(zhì)的重要條件。本設(shè)計(jì)采用高溫短時(shí)殺菌法，即:135，3S，最大限度地保證果汁的營(yíng)養(yǎng)成份不受損失

13、。3.3.10無(wú)菌灌裝 無(wú)菌灌裝的三個(gè)條件：（1）物料的無(wú)菌（2）包裝材料的無(wú)菌（3）灌裝環(huán)境的無(wú)菌。采用灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝，灌裝前先將灌裝口噴射高溫蒸汽，殺死可能存在的微生物，再開始灌裝，灌裝后的成品直接入庫(kù)保存。3.3.11字符噴碼 要求生產(chǎn)日期和批次號(hào)噴碼定位準(zhǔn)確，字體清晰。 3.3.12檢驗(yàn)裝箱 在裝箱過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)封口異常、不嚴(yán)滲漏、生產(chǎn)日期、字體不清、吸管脫落等不合格產(chǎn)品應(yīng)及時(shí)挑出。合格品裝箱，要求封箱膠帶黏貼整齊、牢固，裝箱數(shù)量準(zhǔn)確無(wú)誤。3.3.13 成品儲(chǔ)藏 包裝好的產(chǎn)品在常溫下進(jìn)行儲(chǔ)藏，如果需要可在冷庫(kù)中存放代售。4物料衡算4.1物料損失前面已計(jì)算出： 班數(shù)為551班，班產(chǎn)量取40

14、噸/班，每小時(shí)產(chǎn)量5噸。蘋果出汁率以50%為準(zhǔn)計(jì)算，一班產(chǎn)量為基準(zhǔn)計(jì)算（班產(chǎn)量為40噸） 4-1表各工序的損失見下表序號(hào)指標(biāo)名稱損失率/%序號(hào)指標(biāo)名稱損失率/%1原料驗(yàn)收3.02清洗挑選0.53榨汁504過(guò)濾2.05調(diào)配0.26均質(zhì)0.37脫氣0.18無(wú)菌灌裝0.2原料蘋果量=40/(1-0.001)/(1-0.002)/(1-0.001)/(1-0.003)/(1-0.02)/(1-0.5)/(1-0.005)/(1-0.03)=84.75噸/班則：全年消耗84.75*551=46697.25噸清洗檢果：取損耗率為0.5%，則挑檢后產(chǎn)量為 84.75*（1-0.5%）=84.33噸/班榨汁:

15、 取損耗率為50%，則壓榨后產(chǎn)量為 84.33*（1-50%）=42.17噸/班過(guò)濾: 取損耗率為2%，則過(guò)濾后產(chǎn)量為 42.17*（1-2%）=41.33噸/班調(diào)配： 取損耗率為0.2%，則調(diào)配后產(chǎn)量為 41.33*（1-0.2%）=41.25噸/班均質(zhì)脫氣：取損耗率為0.5%，則均質(zhì)脫氣后產(chǎn)量為 41.25*（1-0.5%）=41.04噸/班無(wú)菌灌裝：取損耗率為0.2%，則無(wú)菌灌裝后產(chǎn)量為 41.04*（1-0.2%）=40.96噸/班全年果汁實(shí)際產(chǎn)量為40.96*551=22568.96噸4.2蘋果汁飲料生產(chǎn)物料計(jì)算表4-2蘋果汁飲料生產(chǎn)物料計(jì)算成分含量/%質(zhì)量/噸蔗糖102256.89

16、6海藻酸鈉0.0081.8055168香料0.0081.8055168檸檬酸0.0122.7082752維生素C0.0235.1908608苯甲酸鈉0.0368.1248256水69.91315778.6375設(shè)備選型5.1設(shè)備選型原則（1）滿足工藝要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量；（2）一般大型食品工廠應(yīng)選用較先進(jìn)的、機(jī)械化程度高的設(shè)備，中型廠則看具體情況，一些主要產(chǎn)品可選用機(jī)械化、連續(xù)化程度較高的設(shè)備，小廠則選用較簡(jiǎn)單的設(shè)備。（3） 所選設(shè)備能充分利用原料，損耗少、效率低、體積小、維修方便、勞動(dòng)強(qiáng)度低、并能一機(jī)多用。（4）所選設(shè)備應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，易清洗、裝拆，與食品接觸的材料要不易腐蝕，不致

17、對(duì)食品造成污染。（5） 設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，材料性能可適應(yīng)各種工作條件（如溫度、濕度、壓力、酸堿度等）。（6）在溫度、壓力、真空、濃度、時(shí)間、速度、流量、液位、計(jì)數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，并盡量采用自動(dòng)控制方式。5.2設(shè)備選擇 5-1表設(shè)備選擇序號(hào)名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)外形尺寸mm生能力t/h功率KW1滾杠選果機(jī)GXJ-514000*850*9004-60.552沖浪式洗果機(jī)CXJ-212540*1140*180055.13毛刷洗果機(jī)MSJ型MSJ-10 10 1.5 4500*1200*1000101.54蘋果磨油機(jī)MYJ13500*1000*20001.55板式提升機(jī)BSJ-51寬度300-1200

18、20K/h0.756碗式榨汁機(jī)飛翔1780*1150*2500400個(gè)/分157單螺桿泵G35-214.08圓振篩振動(dòng)篩1根據(jù)物料特性不定0.25-3.79不銹鋼飲料泵BAW-1505536*326*40651.510溶糖罐RT-100012875*1465*25701000L/H4.7511調(diào)配罐1可按需要定做12高壓均質(zhì)機(jī)QGJJ-4/2511605*1200*158543013真空脫氣機(jī)YD-TQJ-10116001700325010000L/H614列管式殺菌機(jī)YR-61406061512506615雙層保溫不銹鋼儲(chǔ)罐D(zhuǎn)VN-101780*（h）32505000L16RXGF沖瓶灌裝旋

19、蓋三合一機(jī)組RXGF14-12-812200*1500*26508000瓶/H417自動(dòng)理瓶機(jī)LP1413010*2260*223015000瓶/H2.318LP飲料噴淋冷卻隧道PL-H12100*850*20018000瓶/h（可按生產(chǎn)能力調(diào)整）2919全自動(dòng)收縮膜套標(biāo)機(jī)JX-250B12000*1200*150060米/分320自動(dòng)裝箱機(jī)ZB系列16700*2140*3100（一次三箱）12-40箱/分296水、電、汽衡算6.1全年水消耗量6.1.1生產(chǎn)用水由所給設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求及物料衡算可知，該廠的生產(chǎn)用水是混合果汁生產(chǎn)所用水。全年果汁實(shí)際產(chǎn)量為22568.96噸，水占69.913%，所

20、以全年生產(chǎn)消耗生產(chǎn)用水=22568.96*69.913%=15778.637噸6.1.2清洗設(shè)備用水查軟飲料工業(yè)手冊(cè)【楊桂馥中國(guó)輕工業(yè)出版社北京2002.3】可知果蔬汁廠清洗設(shè)備用水為58m3/h.。由于該設(shè)計(jì)年產(chǎn)量大，所以選取清洗設(shè)備用水為8m3/h，一天一次，一次一個(gè)小時(shí)。所以一日最大清洗用水量W2=818噸，所以全年清洗消耗水W2=8*275=2200噸。6.1.3生活用水q式中q最大小時(shí)生活用水量，t/h K小時(shí)變化系數(shù) Q用水量指數(shù) N使用人數(shù)，人 t使用時(shí)間，h宿舍用水W32452.8t 辦公室用水W480.3t 食堂用水W547.92t所以一天生活用水為W3 =52.8+0.3+

21、7.92=61.02t所以一年生活用水消耗量W3=61.02*275=16780.5噸6.1.4全年預(yù)計(jì)耗水量=W1+W2+W3=15778.637+2200+16780.5=34759.137噸6.2全年電量消耗食品廠的用電性質(zhì)屬三類負(fù)荷，一般采取單電源供電，但由于停電可能導(dǎo)致 大量物料變質(zhì)，故供電不穩(wěn)定的地區(qū)又有條件時(shí)，應(yīng)采用雙電源供電，或自備發(fā)電機(jī)組。為了減少電能損耗和改善供電的質(zhì)量，廠內(nèi)的變壓所應(yīng)接近負(fù)荷高度集中的部門。全年電量消耗是由生產(chǎn)用電、生活用電和工作用電等共同組成，可以根據(jù)用電機(jī)器的功率算出全年需要耗電量。6.3全年蒸汽消耗查軟飲料工業(yè)手冊(cè) 【楊桂馥 中國(guó)輕工業(yè)出版社 北京 2002.3】可知果蔬汁廠清洗設(shè)備用汽為400700kg/t.。由于該設(shè)計(jì)年產(chǎn)量大，所以選取清洗設(shè)備用汽為700kg/t。由上面計(jì)算可知，實(shí)際年產(chǎn)果汁量為2256