10萬噸蘋果汁生產(chǎn)工廠設(shè)計

1、成績 本科生畢業(yè)論文題 目：10萬噸蘋果汁生產(chǎn)工廠設(shè)計年 級：07級專 業(yè)：食品科學(xué)與工程學(xué) 號：20070015114姓 名：黃埔涌泉指導(dǎo)教師：何振華2011年 4 月 10 日誠信聲明本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計），是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文（設(shè)計）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或在網(wǎng)上發(fā)表的論文。特此聲明。論文作者簽名： 日 期： 年 月 日目錄摘要1Abstract1第一章 緒論21.1全球蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢21.1.1全球蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀21.2我國蘋

2、果生產(chǎn)和出口現(xiàn)狀31.3中國蘋果汁生產(chǎn)與貿(mào)易31.3.1我國蘋果汁的發(fā)展歷程41.3.2我國濃縮蘋果汁的出口貿(mào)易41.4中國濃縮蘋果汁的生產(chǎn)展望41.4.1加快研制我國自己的蘋果汁加工設(shè)備51.4.2濃縮蘋果汁的市場51.5立題背景與意義61.5.1蘋果汁的營養(yǎng)價值及保健作用61.5.2新技術(shù)在蘋果汁中的應(yīng)用61.5.3濃縮蘋果汁的用途71.6本設(shè)計擬定的工作內(nèi)容71.7設(shè)計原則81.7.1符合國家規(guī)劃要求81.7.2符合生產(chǎn)衛(wèi)生條件81.7.3周圍有足夠的原料來源81.8產(chǎn)品方案及產(chǎn)量的確定81.8.1依據(jù)81.8.2要求81.9廠址的選擇8第二章 工藝流程及論證102.1工藝流程102.2

3、工藝論證102.2.1收果與運輸102.2.2原料驗收112.2.3蘋果的挑選去雜112.2.4蘋果的破碎112.2.5壓榨112.2.6抗氧化處理122.2.7酶解122.2.8濃縮122.2.9巴氏殺菌122.2.10無菌灌裝132.3質(zhì)量控制132.3.1原料果驗收132.3.2原料果挑選132.3.3成品質(zhì)量控制132.3.4質(zhì)量指標(biāo)13第三章 物料衡算與主要設(shè)備選型153.1濃縮果汁班產(chǎn)量的確定153.2原料果的日收購量的確定153.3設(shè)計條件163.4設(shè)備選型及論證16第四章 熱量橫算194.1整個車間熱交換流程圖：194.2 第一次巴氏殺菌耗能估算194.3蒸發(fā)濃縮耗能估算204

4、.3.1三效蒸發(fā)器204.3.2五效蒸發(fā)器204.4第二次巴氏殺菌耗能估算224.5塔水熱交換23第五章勞動組織235.1組織原則235.1.1勞動力組織原則235.1.2企業(yè)組織原則245.2車間勞動制度245.3人員編制24第六章 輔助部門256.1生產(chǎn)及輔助車間設(shè)施266.1.1果池266.1.2品質(zhì)監(jiān)控室266.1.3倉庫266.1.4機(jī)修間266.1.5三廢處理276.2全廠生活設(shè)施276.3供電系統(tǒng)286.3.1供電要求和相應(yīng)措施286.3.2車間配電原則286.3.3主車間配電286.4用水系統(tǒng)286.4.1濃縮果汁廠用水分類286.4.2給水系統(tǒng)和配水系統(tǒng)296.4.3冷卻水循

5、環(huán)系統(tǒng)296.4.4排水系統(tǒng)29第七章 水、電、汽估算307.1用水量的估算307.1.1生產(chǎn)車間用水307.1.2生活用水307.2用汽量的計算30第八章 土建、防火、衛(wèi)生、安全及生活設(shè)施318.1結(jié)構(gòu)形式318.2門窗、墻面和頂棚318.3更衣室、廁所和浴室328.4內(nèi)外墻面328.5頂棚328.6用水方面要求328.6.1水源與廢水處理328.6.2加工車問給捧水設(shè)施的維護(hù)328.6.3生產(chǎn)用水的檢測338.7 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)33第九章 濃縮蘋果汁的HACCP339.1 HACCP系統(tǒng)的基本原理349.2生產(chǎn)過程中危害控制分析349.3小結(jié)37第十章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析3710.1全廠總投資3710

6、.1.1設(shè)備投資估算3710.2產(chǎn)品成本核算3910.2.1原料果3910.2.2包裝材料3910.2.3水、電、燃料4010.2.4勞動成本4010.2.5設(shè)備折舊費4110.3產(chǎn)品成本核算4110.4產(chǎn)品毛利潤核算4110.5其它費用4210.5.1銷售費用4210.5.2商檢費用4210.5.3財務(wù)費用4210.5.4管理費用4210.5.5稅收4210.5.6其它費用合計4210.6年利潤42致謝43參考文獻(xiàn)44 摘要本設(shè)計主要是進(jìn)行年處理100000噸濃縮果汁工廠設(shè)計。在對我國蘋果汁生產(chǎn)量及銷售量所處情況進(jìn)行分析后，擬定在西安南郊建立一蘋果汁濃縮廠，首先進(jìn)行廠址的選擇，然后制定設(shè)計原

7、則，設(shè)計方案，并確定年產(chǎn)量。第二，進(jìn)行工藝流程論證，并做出工藝流程圖，進(jìn)行合理性評價。第三，進(jìn)行物料衡算，選擇主要設(shè)備，同時，進(jìn)行熱量衡算，對水電氣的的用量及費用進(jìn)行估算，為了解決濃縮蘋果汁質(zhì)量安全問題，有必要將HACCP體系原理應(yīng)用于蘋果汁生產(chǎn)中。最后，還進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析?？紤]到技術(shù)的發(fā)展水平，本設(shè)計應(yīng)盡量采用自動化生產(chǎn)線，已達(dá)到高效，安全，合理的效果。關(guān)鍵詞：濃縮，蘋果汁，工藝流程，工廠設(shè)計，HACCPAbstract This design is mainly carried 100,000 tons of concentrated fruit juice processing plan

8、t design.In the production of apple juice and sales analysis of the situation in which to draw in the southern suburbs of Xi'an to build a plant apple juice concentrate. First, the choice of the site, then develop design principles, design, and determine the annual, Second, the process argument,

9、 and make process flow diagrams, a reasonable assessment, Third, the material balance, choice of major equipment at the same time, the heat balance, the amount of water and electrical costs were estimated,In order to solve the problem of quality and safety of apple juice concentrate, it is necessary

10、 to apply principles of HACCP system in production of apple juice. Finally, the economic benefit analysis.Taking into account the level of technological development, the design should maximize the use of automated production lines, has reached the efficient, safe, and reasonable results.Key words: c

11、oncentrate, apple juice, process, plant design, HACCP 朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音2第一章 緒論1.1全球蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1全球蘋果生產(chǎn)現(xiàn)狀 據(jù)統(tǒng)計世界生產(chǎn)蘋果的國家有80多個，年產(chǎn)量超過或接近100萬噸的主產(chǎn)國有12個，即中國2050，美國390，土耳其250，意大利221，法國214，波蘭210.7，德國142.9俄羅斯140，智利106，阿根廷100，日本91.2巴西82.5（單位：萬噸）。這些蘋果生產(chǎn)國的產(chǎn)量構(gòu)成了全球蘋果生產(chǎn)力的90%。其中土耳其，俄羅斯，阿根廷和日本的蘋果出口量較低（資料來自美國農(nóng)業(yè)部）。 目前世界

12、蘋果生產(chǎn)廣泛存在生產(chǎn)過剩、低消費量、質(zhì)量低下、品種不當(dāng)以及促銷不夠等問題。中國和歐洲蘋果產(chǎn)量占世界的60以上，亞洲和歐洲占世界的80以上，這些國家蘋果生產(chǎn)的調(diào)整直接影響世界蘋果總產(chǎn)量的下降和果品質(zhì)量的提高。 世界蘋果加工以果汁，果醬，果酒和罐頭為主，加工用蘋果約占總產(chǎn)量的25%，很多發(fā)達(dá)國家超過50%，甚至75%以上。阿根廷蘋果總產(chǎn)的55%用于加工，其中加工原料中的75%用于加工濃縮果汁濃縮果汁是加工業(yè)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。近五年來世界生產(chǎn)量約在80萬100萬噸左右，主要生產(chǎn)過依次是中國，波蘭，美國，阿根廷四國，分別占世界蘋果汁加工的33%，19%，12%，5%。近幾年來，蘋果汁生產(chǎn)量持續(xù)上漲1。 （1）

13、消費趨勢近年來，果蔬汁飲料以其天然、營養(yǎng)豐富、有益健康的產(chǎn)品特質(zhì)被越來越多的消費者所接受。全球果蔬汁消費市場巨大，尤其是濃縮蘋果汁的市場潛力很大，前景廣闊。預(yù)計2012年我國蘋果汁出口整體仍將保持緩慢增長的態(tài)勢，同時隨著國內(nèi)蘋果價格不斷上漲，我國蘋果汁出口價格也有望繼續(xù)上揚(yáng)。中國濃縮蘋果汁的貿(mào)易量在2012年將繼續(xù)保持增長。據(jù)了解，世界蘋果主產(chǎn)地之一的波蘭由于今年的雪凍災(zāi)害，產(chǎn)量減少一半；由于美國、巴西減產(chǎn)，造成國際市場上冷凍橙汁價格大幅上漲，這將利于擴(kuò)大蘋果汁的替代需求；南美地區(qū)的蘋果也出現(xiàn)減產(chǎn)情況，供應(yīng)減少，市場需求增加，導(dǎo)致今年從中國進(jìn)口的蘋果汁的數(shù)量和價格都呈現(xiàn)大幅增加的態(tài)勢2。 （2

14、）品種栽培發(fā)展趨勢 蘋果的種植比例能很好的反映世界蘋果的品種結(jié)構(gòu)。對澳大利亞，新西蘭，華盛頓州，南非，智利和意大利等地區(qū)的蘋果苗木銷售狀況的調(diào)查表明，世界不同地區(qū)蘋果栽植品種區(qū)域多元化，帥系和金冠在澳大利亞，新西蘭和華盛頓州栽培比例較高，在南非，意大利約占新定植幼樹的36%。盡管蘋果種植面積呈下降趨勢，但由于技術(shù)的提高，蘋果整體產(chǎn)量呈上升趨勢，新的高品質(zhì)的品種得到廣泛栽培，在蘋果的產(chǎn)品多樣性、質(zhì)量保證和市場營銷方面發(fā)揮越來越大的作用。在中國，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，蘋果栽培面積不斷擴(kuò)大，蘋果的過剩已經(jīng)成為必然3。1.2我國蘋果生產(chǎn)和出口現(xiàn)狀 我國蘋果汁最近幾年的情況是：2006 年秋季蘋果產(chǎn)量復(fù)蘇

15、,蘋果價格降低,而蘋果成本通常占果汁企業(yè)總生產(chǎn)成本的70%, 我國是世界蘋果生產(chǎn)的第一大國,蘋果栽培面積約為225萬公頃。我國蘋果90%以上是鮮食品種,最主要的加工產(chǎn)品是濃縮此，2007年國內(nèi)主要蘋果汁企業(yè)的盈利水平也將隨之上升。 以消費量計算,我們預(yù)計在今后的5年中,全球蘋果汁市場增長將保持在每年6 %, 近年來,純果汁和果汁類飲料由于具有天然、健康的特性,產(chǎn)銷量增長迅速。有關(guān)資料顯示,1998 年到2010 年,德國、加拿大每年人均消費果汁飲料分別為45.7 公斤 和41 公斤, 法國、英國達(dá)到24.7 公斤 和22.7 公斤, 俄羅斯、日本、韓國等國家的消費水平也很高。2004 年,美國

16、、德國、澳大利亞、日本等主要消費國貿(mào)易量繼續(xù)以5%的速度增長。1.3中國蘋果汁生產(chǎn)與貿(mào)易根據(jù)21世紀(jì)中國農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略測算,2000年我國鮮蘋果需求量1790萬噸,2012 年可達(dá)2552萬噸。目前我國蘋果汁人均年消費不足0.1升，計13萬噸,如果2012 年達(dá)到2 公斤的話,年可消費蘋果260萬噸,增加20倍。若在其他飲料中加入蘋果汁,用量還會增加。發(fā)達(dá)國家蘋果汁等加工消費是產(chǎn)量的30%以上,并且正在開發(fā)含有蘋果汁的各種飲料,90%的飲料生產(chǎn)廠家將濃縮蘋果汁作為飲料生產(chǎn)的基礎(chǔ)配料,從而決定了未來蘋果濃縮汁的需求將繼續(xù)上升。據(jù)統(tǒng)計,2000年我國蘋果汁出口14.2萬噸，專家預(yù)測2012年我國將出

17、口蘋果汁25萬噸，近翻一番，加上蘋果酒等產(chǎn)品，年可消耗蘋果250萬噸。綜上所述,到2012 年國內(nèi)蘋果汁需求和出口果汁總量最低285萬噸,加上鮮果內(nèi)需和外銷及蘋果酒等消費,可達(dá)3448萬噸,其中國內(nèi)蘋果汁消費增加20倍,出口翻一番。而目前在國內(nèi)蘋果產(chǎn)量2500萬噸,盡管占世界產(chǎn)量的44%, 但市場缺口仍相當(dāng)大4。1.3.1我國蘋果汁的發(fā)展歷程 自1970年以來，蘋果一直居我國水果產(chǎn)量之首。進(jìn)入1990年后，我國蘋果生產(chǎn)更是進(jìn)入超常發(fā)展時期。2002年全國蘋果產(chǎn)量達(dá)到2550萬噸占國內(nèi)水果總產(chǎn)量的三分之一，居世界第一位。同時由于國際市場不斷拓寬以及受到國際市場價格回升的影響。2004年出口量約占

18、世界貿(mào)易總量的一半。蘋果汁的生產(chǎn)一直呈上升趨勢。1.3.2我國濃縮蘋果汁的出口貿(mào)易 從1993年的0.49萬噸到2002年的29.59萬噸，中國濃縮蘋果汁出口量增長了60倍，復(fù)合增長率為57.46%；預(yù)計2012年，中國濃縮蘋果汁出口量將比2002年翻兩番，達(dá)到120萬噸左右。20022012年，復(fù)合增長率將達(dá)到32%。中國的出口量增長速度非?？?，高于世界濃縮蘋果汁貿(mào)易量和消費量的增長速度，顯示中國出口量的高速增長是以占領(lǐng)新興市場和擠占其他國家的市場出口份額來實現(xiàn)的。預(yù)計2012年，中國的出口量將達(dá)到世界消費量、貿(mào)易量的70%，對世界濃縮蘋果汁市場具有絕對的影響力。我國蘋果汁主要銷往美國、日本

19、、荷蘭、德國、澳大利亞、加拿大、俄羅斯等地,這7個國家的進(jìn)口量占中國出口總量的80%以上。對中國濃縮蘋果汁生產(chǎn)廠家來說,國外市場基本上可以劃分為以日本為代表的高價市場,以美國、加拿大為代表的中價市場和以歐洲為代表的低價市場5。1.4中國濃縮蘋果汁的生產(chǎn)展望目前，我國已成為世界濃縮蘋果汁的第一大生產(chǎn)國和出口國，圖一顯示了2001-2011年我國蘋果濃縮汁產(chǎn)量。目前全國濃縮蘋果汁生產(chǎn)企業(yè)已可年轉(zhuǎn)化近600萬噸蘋果，占蘋果總產(chǎn)量的近25，極大地緩解了蘋果主產(chǎn)區(qū)賣果難的問題，并使我國主要蘋果產(chǎn)區(qū)的加工用蘋果收購價從0.2元公斤，基本穩(wěn)定在0.5元公斤以上，僅此就可使近百萬戶的果農(nóng)受益，為農(nóng)民年增加收入

20、約l 3億元。從國內(nèi)市場來看，目前我國生產(chǎn)濃縮果汁的廠家尚少，而興建的數(shù)百家飲料廠急需大量的濃縮汁原料。中國有十三億人口，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人民生活水平地為斷提高，作為健身飲品的需求量將越來越大。因此，加快加大果汁生產(chǎn)，在國內(nèi)會經(jīng)久不衰，立于不敗之地。 圖1.1近十年來我國蘋果汁產(chǎn)量1.4.1加快研制我國自己的蘋果汁加工設(shè)備 近年來,我國果蔬汁加工的關(guān)鍵設(shè)備(如榨機(jī)、超濾、蒸發(fā)器、罐裝機(jī)) 基本上是從國外引進(jìn)的，由于引進(jìn)成本太高，再加上在原料、市場、加工技術(shù)等方面存在一系列問題。因此急需培養(yǎng)一批技術(shù)人才進(jìn)行操作。因此，各部門應(yīng)加大配合以發(fā)展蘋果汁生產(chǎn)，爭取實現(xiàn)以科學(xué)技術(shù)帶動生產(chǎn)力的發(fā)展。 1.4.

21、2濃縮蘋果汁的市場 我國蘋果汁主要出口到歐美等發(fā)達(dá)國家。按20042008年出口量排序，前8位出口市場依次是美國、荷蘭、俄羅斯聯(lián)邦、日本、德國、澳大利亞、加拿大和南非(圖1.2)。美國是中國最大的蘋果汁出口市場，出口量占總出量的40左右；對荷蘭、俄羅斯聯(lián)邦和德國的出口量分別占總出口的10左右：日本是中國蘋果汁出口到亞洲的最大市場。也占總出口量的10左右。與歐盟等國家相比，日本、南非為我國蘋果汁出口的高價市場代表。表1.1 20042008我國蘋果汁出口分國家情況平均出口量（萬噸）平均出口額（萬美元）出口量所占比例（%）出口額所占比例（%）美國27.8630422.6639.2740.54荷蘭7

22、.437662.6410.4710.21俄羅斯聯(lián)邦7.217228.5010.169.63日本6.968014.309.8110.68德國6.516178.809.188.23澳大利亞3.103159.084.374.21加拿大2.872980.444.043.97南非1.111293.861.561.721.5立題背景與意義1.5.1蘋果汁的營養(yǎng)價值及保健作用 食用適量蘋果，還有一些醫(yī)療作用，蘋果潤肺、悅心、生津開胃、止渴、解暑除煩、和脾、止泄；還可中和過多的胃酸，促進(jìn)腎上腺素的分泌。蘋果的果實含鈉少，含鉀量多，是很好的堿性食品，可以利用蘋果補(bǔ)鉀；鉀能加強(qiáng)肌肉的興奮性，維持心跳規(guī)律，對保護(hù)心

23、臟有重要意義。蘋果含較多的可溶性磷和鐵，易于消化和吸收，有益于嬰兒發(fā)育。蘋果(汁)中的黃酮類化合物與多酚化合物結(jié)合在一起具有抗癌的作用，蘋果汁中的某些成分可以改善呼吸系統(tǒng)的功能。經(jīng)常食用蘋果汁的人，氣喘病的發(fā)病可能性降低22。23，肺癌的發(fā)病可能降低58，而且在煙民中肺氣腫(幾乎50的吸煙者患有此病)的發(fā)病率也明顯降低6。蘋果汁中含有的鋅對治療慢性前列腺炎有驚人效果，對缺鋅癥也有良效，且安全方便易被患者接受。最近英國科學(xué)家通過研究發(fā)現(xiàn)，每日服用0.5 L蘋果汁，確實能讓人體健康，延年益壽。蘋果汁能夠幫助增加大腦中一種名叫乙酰膽堿的物質(zhì)含量，而這種物質(zhì)主管神經(jīng)細(xì)胞之間的信息傳輸，在記憶力方面對人

24、體大有幫助，同時這種物質(zhì)還能夠有效地延緩老年癡呆癥的發(fā)生。1.5.2新技術(shù)在蘋果汁中的應(yīng)用（1）膜技術(shù)的應(yīng)用 膜分離技術(shù)具有高效，節(jié)能，環(huán)保，分子級過濾及過濾過程簡單，易于控制等特點:能達(dá)到冷殺菌的效果:在食品除菌領(lǐng)域顯示出了良好的發(fā)展前景，目前國內(nèi)外研究應(yīng)用較多的膜材料主要是有機(jī)膜和陶瓷膜，有機(jī)膜具有很多優(yōu)點。（2）酶技術(shù)的應(yīng)用酶是一種生物活性物質(zhì)，在農(nóng)產(chǎn)品加工中主要起到分解作用，由于酶是生物的、無害的，是國外允許添加在濃縮果汁中的添加劑。果汁酶的主要作用是酶解果汁，使其更容易澄清、過濾，形成清汁。果汁酶采取的是復(fù)配創(chuàng)新技術(shù)，可適應(yīng)由于季節(jié)、氣候等原因造成的果品內(nèi)在質(zhì)量變化的加工要求。它將果

25、膠酶與淀粉酶、蛋白酶、聚糖酶、纖維酶等進(jìn)行合理復(fù)配，較好地解決單位時間內(nèi)提高生產(chǎn)效率、縮短反應(yīng)時間、減緩滲透量下降速度問題。加入明膠能形成明膠-單寧沉淀物，通常0.05-0.1g/L的明膠對果汁的澄清已很充分7。 （3）滅菌技術(shù)超高溫瞬時滅菌技術(shù)逐漸被引入飲料加工工藝中，可以在短時內(nèi)消滅由于果汁中的耐高溫雜菌，此方法具有短時，簡潔等優(yōu)點，以使果汁達(dá)到國家要求的衛(wèi)生許可要求。微波殺菌，高壓殺菌，高壓脈沖電場殺菌，脈沖強(qiáng)光殺菌，輻射殺菌等技術(shù)也經(jīng)常在蘋果汁殺菌中使用。（4）無菌包裝目前，隨著殺菌工藝技術(shù)的不斷更新，無菌包裝技術(shù)也逐漸擺脫傳統(tǒng)模式，向著新的殺菌方式發(fā)展。如采用高強(qiáng)度紫外線和低濃度過氧

26、化氫相結(jié)合的滅菌方法給包裝容器滅菌。紫外線殺菌或過氧化氫殺菌單獨使用時，其效果受到了一定限制，兩者結(jié)合使用其殺菌效果驚人。使用濃度低于1%的過氧化氫，加上高強(qiáng)度的紫外線，在常溫下產(chǎn)生殺菌效力是兩者單獨使用時的百倍。由于過氧化氫濃度很低，對于殘留的過氧化氫也無須采取措施，避免了傳統(tǒng)過氧化氫殺菌需高溫、長時間等問題。1.5.3濃縮蘋果汁的用途(1)作為生產(chǎn)蘋果汁飲料的原料：(2)可以用來加工釀制蘋果酒；(3)可以作為其它各種飲料的補(bǔ)充物；(4)食品工業(yè)的基礎(chǔ)配料；1.6本設(shè)計擬定的工作內(nèi)容（1）.蘋果及蘋果汁的生產(chǎn)量、銷售量、出口量、加工情況、加工現(xiàn)狀。 （2）.工廠設(shè)計的內(nèi)容、設(shè)計原則、設(shè)計方案

27、、廠址選擇。 （3）.蘋果汁加工工藝流程、工藝論證。 （4）.物料衡算及主要設(shè)備選型。 （5）.熱量衡算及水、電、汽的估算。 （6）.車間熱量交換流程圖。 （7）.自來水等管路設(shè)計。 （8）.HACCP的原理作用。 （9）.經(jīng)濟(jì)效益分析。1.7設(shè)計原則1.7.1符合國家規(guī)劃要求 廠區(qū)選在當(dāng)?shù)匾?guī)劃區(qū)內(nèi)，并盡量少用良田。1.7.2符合生產(chǎn)衛(wèi)生條件 地理位置要有良好的衛(wèi)生條件，周圍無其他污染大的工廠，廠區(qū)有好的地址和交通條件。1.7.3周圍有足夠的原料來源 廠地周圍要有足夠的蘋果資源，最好選在蘋果種植面積大的區(qū)域，這樣可以節(jié)省運輸成本。1.8產(chǎn)品方案及產(chǎn)量的確定1.8.1依據(jù) 年產(chǎn)量100000噸濃

28、縮果汁。1.8.2要求 蘋果屬于季節(jié)性水果，首先確定季節(jié)性產(chǎn)品的生產(chǎn)季節(jié)和班次，然后考慮到其產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。做到產(chǎn)品產(chǎn)量、勞動力、班次、設(shè)備生產(chǎn)、水、電、汽基本平衡，達(dá)到經(jīng)濟(jì)運行的目的。1.9廠址的選擇 由于陜西省是蘋果的主產(chǎn)省，蘋果資源豐富，再者，蘋果汁飲料越來越受到人們的青睞，因此，在陜西省西安市南郊建立蘋果汁加工廠是很好的選擇。選擇在陜西省南郊無污染，水源豐富，交通方便的土地上建立蘋果汁加工廠。 陜西是蘋果的主產(chǎn)地之一，陜西洛川，人稱“蘋果之鄉(xiāng)”。這里出產(chǎn)的蘋果，素以色、香、味俱佳著稱。它品質(zhì)優(yōu)良，果形優(yōu)美，個大均勻，肉質(zhì)脆密，含糖量高(高于外地蘋果23)，香甜可口，硬度適中，耐貯藏(在土

29、窯洞中可存放至翌年45月)等優(yōu)點。是很好的蘋果汁原料來源。洛川蘋果優(yōu)良品種多達(dá)47種，其中尤以紅星、紅元帥、紅冠、紅富士、國光、秦冠、黃元帥等最優(yōu)。在省和國家組織的歷屆蘋果評比中，洛川蘋果質(zhì)量均名列前茅。洛川蘋果從1947年至今已有蘋果面積50.8萬畝,占總耕地面積的71%，到2003年底蘋果總產(chǎn)量達(dá)30萬噸,總收入4.3億元,農(nóng)民人均果品收入1800元。計劃到20012年，農(nóng)業(yè)人口人均蘋果面積4.2畝，年產(chǎn)量達(dá)到60萬噸，蘋果產(chǎn)業(yè)收入9億元，人均蘋果收入5000元，占農(nóng)民收入的80%。 目前已建成各類果品貯藏庫3000余座，儲藏能力13萬噸,其中氣調(diào)庫1座，冷庫120座，儲量6萬噸;果庫群2

30、80座，土庫2342座，儲量7萬余噸。果汁生產(chǎn)廠2個，鮮果加工轉(zhuǎn)化能力15萬噸。果袋生產(chǎn)廠4個，年產(chǎn)量5億只；果網(wǎng)生產(chǎn)廠7個，年產(chǎn)量5億只。從事蘋果經(jīng)銷的企業(yè)和大戶320多個，中介經(jīng)紀(jì)人達(dá)2000多人，在全國各大中城市設(shè)立直銷點50多個,在8個周邊口岸建有貿(mào)易窗口.近幾年來,210國道洛川段已自發(fā)形成以鮮果批發(fā)零售為主的300余戶銷售長廊 。銷售季節(jié)有近千名客商云集洛川,200多輛貨運車輛在營運洛川蘋果。蘋果的包裝、物資、貨運、勞務(wù)、信息中心等市場和服務(wù)設(shè)施健全,銷售軟環(huán)境寬松有序。這為蘋果汁的全年生產(chǎn)提供了有力的條件8。第二章 工藝流程及論證2.1工藝流程原料果小提升機(jī)機(jī)機(jī)篩選臺果池暫存小提

31、升機(jī)機(jī)機(jī)篩選臺毛刷機(jī)洗果機(jī)大提升機(jī)機(jī)機(jī)大提升機(jī)機(jī)機(jī)破碎破碎壓榨壓榨灌裝灌裝預(yù)巴氏，冷卻2預(yù)巴氏，冷卻1酶解酶解脫色脫色三效管式濃縮五效管式濃縮成品罐成品罐后巴殺菌，冷卻無菌灌裝入庫 圖2.1 濃縮蘋果汁工藝流程圖2.2工藝論證2.2.1收果與運輸 （1）蘋果主要從當(dāng)?shù)厥占?，收集的蘋果要是新鮮的，不能放置太久，這樣可以保證蘋果的利用率。 （2）蘋果的運輸環(huán)節(jié)也很重要，不能因震動而使蘋果受損，防止因受損而使細(xì)菌侵入污染蘋果，盡量縮短路程，節(jié)省不必要的經(jīng)濟(jì)開支。2.2.2原料驗收每年蘋果成熟前兩個月，采購部與質(zhì)檢部到原料產(chǎn)區(qū)調(diào)查當(dāng)年蘋果原料的收成情況及農(nóng)藥使用情況，確定采購區(qū)域，保證采購區(qū)域周圍沒有

32、化學(xué)污染及該區(qū)域未使用國家禁止 的農(nóng)藥。確定合格供應(yīng)方，簽訂采購合同。生產(chǎn)期間，蘋果驗收按以下要求進(jìn)行：(1)必須是合格供應(yīng)商提供的原料；(2)農(nóng)藥殘留檢驗報告；(3)產(chǎn)品質(zhì)量主要是腐爛率超標(biāo)(6)的不收；(4)質(zhì)檢員當(dāng)場驗收，不符合標(biāo)準(zhǔn)的不收；(5)檢驗期間質(zhì)檢員必須履行自己的職責(zé)。2.2.3蘋果的挑選去雜 主要過程是挑選出運輸過程中破損的蘋果，碎石，落葉等殘留下的雜質(zhì)。 對經(jīng)去雜的合格蘋果進(jìn)行清洗以除去其殘留的泥土，落葉，微生物等。去雜過程必須符合食品衛(wèi)生許可。2.2.4蘋果的破碎 破碎粒度控制到1.5cm3cm，通過破碎機(jī)將蘋果破碎，以備后面進(jìn)行壓榨。在破碎過程中要控制力度，否則在泵送過

33、程中會受到影響，影響泵送的效率。依據(jù)蘋果收購季節(jié)以及品種，破碎顆粒有所不同。在每年新收蘋果時，由于蘋果成熟度不夠，一般控制在lcm2cm之間，可以提高出汁率。到后期由于蘋果成熟度增加，壓榨時如果顆粒過小，會在表面形成一層膠膜，阻止汁液的滲出，降低出汁率，這時一般控制在2cm3cm之間。2.2.5壓榨壓榨所采用的是帶式壓榨機(jī)。在壓榨過程中果漿分布盡可能的均勻，果漿厚度控制在3cm6cm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)。得到蘋果汁，將蘋果汁調(diào)整至可溶性固形物含量為8.0Brix9。Gerard等研究發(fā)現(xiàn)，微波處理蘋果漿可以提高出汁率，并且能改善蘋果汁的營養(yǎng)品質(zhì)10

34、。2.2.6抗氧化處理 酶促褐變是由于在打漿、取汁等工序過程中，由于果肉組織破碎，酶與底物的細(xì)胞區(qū)域化被打破，在有氧氣的條件下，果蔬中的多酚氧化酶（PPO）催化酚類物質(zhì)氧化變色所致11。通過破碎壓榨后，果汁一直暴露在空氣中，由于多酚氧化酶產(chǎn)生的褐變將提高成品的色值，降低品質(zhì)。此外還會受到一定的細(xì)菌污染，因此要進(jìn)行第一步巴氏殺菌，殺菌的主要目的有三個：(1)滅酶(2)殺菌(3)淀粉糊化。若殺菌不徹底，可造成致病菌殘留、微生物腐敗。殺菌9512 s后，應(yīng)立即降溫至4955，以方便下一步進(jìn)行酶解。2.2.7酶解 在這個過程中，加淀粉酶、果膠酶進(jìn)行酶降解，經(jīng)檢測均為顯陰性時，再根據(jù)終產(chǎn)品色值要求，在酶

35、解罐中采取加或不加活性炭澄清劑。經(jīng)過酶降解和澄清后的果汁直接進(jìn)入超濾循環(huán)罐，以備精過濾。要求：酶制劑存放溫度在05；酶反應(yīng)溫度4955；從酶解罐進(jìn)料開始到出料結(jié)束，物料停留時間6h(超濾開機(jī)時物料除外)?？刂茣r間的目的主要是控制微生物的需要。2.2.8濃縮 本設(shè)計根據(jù)工廠實際，采用已有的5效板式蒸發(fā)器進(jìn)行濃縮。一般濃縮到原體積的1/6左右，可以控制最終糖度在70Brix。2.2.9巴氏殺菌在灌裝前必須進(jìn)行巴氏殺菌，將在前階段加工中可能繁殖的微生物殺死，以防止致病菌和微生物的腐敗。一般把果汁迅速置于134-140的高溫，保持4s左右，然后迅速冷卻到15-20，進(jìn)入灌裝階段。耐熱學(xué)名酸土環(huán)脂芽孢桿

36、菌:即耐熱耐酸菌;是一種嗜熱嗜酸好氧的桿菌，其芽孢能經(jīng)受酸性果汁加工中的巴氏殺菌而存活，在適宜的溫度下可大量繁殖，引起果汁感官品質(zhì)劣變，耐熱菌超標(biāo)是濃縮果汁產(chǎn)品最為嚴(yán)重的質(zhì)量問題之一。因此，國際貿(mào)易中對果汁中耐熱菌有嚴(yán)格要求，是蘋果濃縮汁的必檢項目，耐熱菌的控制是困擾果汁企業(yè)的技術(shù)難題。膜分離技術(shù)具有高效節(jié)能環(huán)保分子級過濾及過濾過程簡單易于控制等特點，能達(dá)到冷殺菌的效果，在食品除菌領(lǐng)域顯示出了良好的發(fā)展前景。因此，兩者應(yīng)結(jié)合使用12。2.2.10無菌灌裝 后巴氏殺菌無菌灌裝的三個條件：(1)物料的無菌，(2)包裝材料的無菌，（3）灌裝環(huán)境的無菌。采用進(jìn)口的罐裝機(jī)進(jìn)行灌裝，灌裝前先將灌裝口噴射高

37、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。2.3質(zhì)量控制2.3.1原料果驗收 主要檢驗農(nóng)藥殘留以及重金屬，收購原料是否在安全區(qū)域，原料采購人員實地核查，確定安全收購區(qū)域。2.3.2原料果挑選 腐爛率2，主要揀出霉?fàn)€變質(zhì)果，在揀選后隨機(jī)抽查一定量的蘋果(1kg)，然后按照揀選要求規(guī)定削去腐爛點，稱重并計算。2.3.3成品質(zhì)量控制(1)殺菌溫度98，時間30s，(2)酶制劑存放溫度0.5，酶反應(yīng)溫度49-55，(3)殺菌后的果汁微生物指標(biāo)：細(xì)菌總數(shù)TPC10個/mL，大腸菌群3個100mL，酵母霉菌10個mL，致病菌不得檢出。2.3.4質(zhì)量指標(biāo) 表2.1各項質(zhì)量指標(biāo)指標(biāo)類型指

38、標(biāo)項目單位指標(biāo)感官指標(biāo) 色澤呈棕黃色或棕紅色，久置后少許變深。香氣即滋味果汁應(yīng)具有新鮮蘋果固有的滋味與香氣，無異味。外觀形態(tài)呈現(xiàn)透明狀，無沉淀物，懸浮物。雜質(zhì)不允許有肉眼可見的雜質(zhì)衛(wèi)生指標(biāo)鉛mg/kg0.2銅mg/kg5.0砷mg/kg0.1細(xì)菌總數(shù)個/ml10大腸菌群個/100ml<3致病菌不得檢出耐酸耐熱菌個/ml<1霉菌和酵母菌個/ml<10棒曲霉素g/kg40 理化指 標(biāo)可溶性固形物Brix71±1總酸0.8PH值3.64.2透光率T625nm%95色值T440nm%55濁度3.0乙醇g/kg3.00果膠實驗陰性淀粉實驗陰性富馬酸mg/kg5熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定

39、第三章 物料衡算與主要設(shè)備選型依據(jù)；年產(chǎn)100000t濃縮果汁計，每年實際生產(chǎn)按照6個月計算，每月按照30天計算。依據(jù)經(jīng)驗，本榨季一旦開始，便全天24h全部安排生產(chǎn)，考慮期間設(shè)備維護(hù)、班間工人就餐以及其它影響因素，每天按照18h生產(chǎn)計算。3.1濃縮果汁班產(chǎn)量的確定 日產(chǎn)濃縮果汁量為：100000t÷180天=555.56t/d 班產(chǎn)濃縮果汁量為：555.56÷3=185.19t3.2原料果的日收購量的確定通過酶解、超濾和脫色得到的澄清果汁經(jīng)蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原來質(zhì)量的，糖度在65-75左右。在設(shè)計按照濃縮到16，濃縮果汁的濃度為70Brix來計算。 因此澄清果汁班產(chǎn)量18

40、5.196=1111.14t生產(chǎn)的損耗計算如下：表3.1 生產(chǎn)的損耗一覽表 項目 損失量（%）挑選0.5清洗0.2破碎0.2壓榨13.2第一次巴氏殺菌，酶解0.4超濾，濃縮0.3第二次巴氏殺菌，冷卻，灌裝0.2出汁率為：100-0.5-0.2-0.20-13.2-0.4-0.3-0.2=85 所以每天需將1111.14×3÷85%=3921.67t新鮮蘋果進(jìn)行生產(chǎn)，即每生產(chǎn)1t蘋果汁需要3921.67÷555.56=7.09t新鮮蘋果。3.3設(shè)計條件本設(shè)計每日工作為3班制，每班實際工作時間為6h，因此平均1h生產(chǎn)濃縮果汁555.56÷18=30.86t即

41、榨取澄清果汁1111.14÷6=185.19t/h即每小時需要投入生產(chǎn)的蘋果3921.67÷18=217.87t3.4設(shè)備選型及論證(1)小提升機(jī)小提升機(jī)的目的是將水流輸送槽送來的蘋果提升到揀果臺，此段為整個車間的咽喉通道，如果設(shè)備停止工作，后段將無果加工。對比進(jìn)口與國產(chǎn)設(shè)備的價格，相差比例不大，因此選用兩臺意大利TMCI生產(chǎn)的提升機(jī)。(2)撿果臺從小提升機(jī)提升后蘋果進(jìn)入揀果臺，進(jìn)行人工揀果，采用意大利TMCI生產(chǎn)的撿果臺，原因同上。(3)大提升機(jī)大提升機(jī)的作用是將揀選過的蘋果提升到洗果機(jī)進(jìn)行清洗，仍然采用意大利TMCI生產(chǎn)的提升機(jī)，原因同上。(4)毛刷機(jī)、洗果機(jī)對蘋果進(jìn)行

42、毛刷清洗，主要去掉黏附的雜物，之后進(jìn)行水流噴射清洗。分別選用意大利TMCI生產(chǎn)毛刷機(jī)和上海神農(nóng)生產(chǎn)的洗果機(jī)。 (5)破碎機(jī)將清洗過的蘋果進(jìn)行破碎，根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)破碎程度，為保證顆粒均勻度，選用德國BELLMER生產(chǎn)的破碎機(jī)，國產(chǎn)設(shè)備顆粒均勻度不好，影響出汁率。 (6)帶式壓榨機(jī)對破碎的蘋果進(jìn)行壓榨取汁，這一步關(guān)系到產(chǎn)品得率，因此選用德國BELLMER生產(chǎn)的帶式壓榨機(jī)，出汁率有保證。(7)國產(chǎn)壓榨機(jī)在蘋果成熟度不夠的時候，將壓榨過的果渣用等量水混合后再壓榨一次，可以提高出汁率。此步作為前道的補(bǔ)充，僅在必要的時候使用，非關(guān)鍵設(shè)備，因此采用國產(chǎn)設(shè)備，為江蘇靖江食品機(jī)械廠生產(chǎn)。 (8)罐群整廠的各種

43、儲罐較多，國產(chǎn)罐完全可以達(dá)到要求。小罐可以由廠家加工后運到廠里，大罐由供應(yīng)廠家現(xiàn)場制作。 (9)超濾設(shè)備原廠已有一臺美國高科的超濾機(jī)，但生產(chǎn)能力不夠，需增加一臺國產(chǎn)設(shè)備，以達(dá)到生產(chǎn)要求。采用部分國產(chǎn)設(shè)備可以降低整廠投資。兩臺設(shè)備在使用中可以調(diào)劑生產(chǎn)，方便檢修和膜的再生。 (10)3效版式蒸發(fā)器原廠已有一臺瑞典利樂的3效版式蒸發(fā)器。繼續(xù)使用，增加一臺意大利TMCI生產(chǎn)的5效管式蒸發(fā)器。采用管式蒸發(fā)器可以降低單位產(chǎn)品的蒸汽消耗量，比較經(jīng)濟(jì)。(11)無菌灌裝機(jī)采用意大利FBR生產(chǎn)的無菌灌裝機(jī)，國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品可以替代。另外這個工段關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期，質(zhì)量要求高。 為了提高生產(chǎn)效率，設(shè)備多采用

44、國外進(jìn)口設(shè)備，現(xiàn)將設(shè)備數(shù)量及型號列表如下。圖3.2 設(shè)備一覽表 設(shè)備名稱技術(shù)要求生產(chǎn)廠家數(shù)量小提升機(jī)40t/h意大利TMCI6毛刷級40t/h意大利TMCI3撿果機(jī)40t/h意大利TMCI6大提升機(jī)40t/h意大利TMCI6洗果機(jī)40t/h上海神農(nóng)3無菌灌裝機(jī)10t/h意大利FBR6帶式壓榨機(jī)40t/h德國BELLMER6國產(chǎn)壓榨機(jī)40t/h江蘇晉江3灌群溫州強(qiáng)力閥門灌裝廠80進(jìn)口超濾設(shè)備20t/h美國高科6國產(chǎn)超濾設(shè)備20t/h33效板式蒸發(fā)機(jī)40t/h瑞典利樂35效管蒸發(fā)機(jī)40t/h意大利TMCI3破碎機(jī)40t/h德國BELLMER6鍋爐100t/h6制冷機(jī)組合計 果汁機(jī)設(shè)備主要由瑞士布赫

45、HPX系列、韋斯伐利亞的螺旋離心機(jī)、福樂偉、貝爾瑪姆斯等公司生產(chǎn)，利用美國高科、英國PCR公司的膜管超濾器。蒸發(fā)器主要為瑞士的烏式蒸發(fā)器，利樂、貝爾杜齊、施密特、阿姆斯的板片式蒸發(fā)器。灌裝機(jī)主要引進(jìn)意大利生產(chǎn)的無菌灌裝機(jī)，單效蒸發(fā)器則采用阿伐拉伐公司的CT-9離心薄膜蒸發(fā)器。近幾年來，國內(nèi)制作的板式、管式蒸發(fā)器及帶式榨汁機(jī)也有很大的進(jìn)步13。第四章 熱量橫算4.1整個車間熱交換流程圖： 圖4.1熱交換流程圖4.2 第一次巴氏殺菌耗能估算在預(yù)巴氏殺菌工段，20的物料被加熱到95，再利用這些熱量去預(yù)熱進(jìn)入預(yù)巴氏殺菌之前的20的物料，95的物料降溫到60。因此相當(dāng)于計算將20的物料加熱到60所消耗的

46、能量。(注：由于蘋果汁的焓與水相似，因此后面均按照水的焓計算，均不考慮熱損失。)20到60所消耗的熱量(Hl、H2、R引用表5.2、5.1的數(shù)據(jù))：Q=q(H1-H2)=185190×(211.12-83.9)=23.56×106kg/hq：物料的質(zhì)量流量；H1：60時果汁的焓；H2：20時水的焓。消耗的蒸汽量：D=Q÷R=23.56×106÷2767.8=8512.17 kg/h4.3蒸發(fā)濃縮耗能估算4.3.1三效蒸發(fā)器（1）各效蒸發(fā)水量 已知原料液處理量為：G=185190÷2=92595 kg/h 總蒸發(fā)水量為:W=92595&

47、#215;=77162.5 kg/h 各效蒸發(fā)水量之比為:W1:W2:W3=1:1.1:1.2 W1=77162.5×=23382.57 kg/hW2=77162.5×=25720.83 kg/hW3=77162.5×=28059.09 kg/h (2) 縮物料時所需熱量及蒸汽消耗量計算a、蒸發(fā)水分所需熱量：(RI、R2、R3、引用表5-1的數(shù)據(jù))Q1= W1×R1=23382.57×2634.1=6.16×107 kg/hQ2= W2×R2=25720.83×2622.4=6.75 ×107kg/hQ3

48、= W3×R3=28059.09×2606.4=7.31×107 kg/hb、各效消耗蒸汽量：D1=23295.39 kg/hD2=25625.45 kg/hD3=27875.23 kg/h蒸汽總消耗量D= D1+D2+D3=76796.07 kg/h4.3.2五效蒸發(fā)器（1）各效蒸發(fā)水量 已知原料液處理量為：G=185190÷2=92595 kg/h總蒸發(fā)水量為:W=92595×=77162.5 kg/h各效蒸發(fā)水量之比為:W1:W2:W3:W4:W5=1:1.1:1.2:1.3:1.4W1=77162.5×=12860.41 kg

49、/hW2=77162.5×=14146.46 kg/hW3=77162.5×=15432.49 kg/hW4=77162.5×=16718.53 kg/hW5=77162.5=18004.57 kg/h(2)濃縮物料時所需熱量及蒸汽消耗量計算a、蒸發(fā)水分所需熱量：但l、R2、R3、R4、R5引用表5-I的數(shù)據(jù))Q1=W1×R1=12860.41×2634.1=3.38×107 kg/hQ2=W2×R2=14146.46×2622.4=3.71×107 kg/hQ3=W3×R3=15432.49&

50、#215;2606.4=4.02×107 kg/hQ4=W4×R4=16718.53×2594.0=4.34×107 kg/hQ5=W5×R5=18004.57×2578.5=4.64×107 kg/hb、各效消耗蒸汽量：D1=3.38107÷2644.3=12782.21kg/hD2=3.71107÷2634.1=14084.51kg/hD3=4.02107÷2622.4=15329.47kg/hD4=4.34107÷2606.4=16651.32kg/hD5=4.64107

51、7;2594.0=17887.43kg/h蒸汽總消耗量D=D1+D2+D3+D4+D5=76734.94kg/h表4.1 不同溫度下水蒸氣的熱焓R（水蒸氣）RR1R2R3R4R5R6水蒸氣溫度164.781.275.066.560.153.545.3熱焓kJ/kg2767.82644.32634.12622.42606.42594.02578.5表4.2 不同溫度下熱水的焓液態(tài)水溫度（）液態(tài)水熱焓（kJ/kg）1042.042083.9030125.6940165.7145187.5150209.3055210.1660211.1270292.99水的比熱：C水=40187kJ/kg4.4第二次巴氏殺菌耗能估算在后巴氏殺菌工段，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮的55的物料被加熱到98，再利用這些熱量去預(yù)熱進(jìn)入后巴氏殺菌之前的55的物料，98的物料降溫到70。因此相當(dāng)于計算將55的物料加熱到70所消耗的能量。(注：由于蘋果汁的焓與水相似，因此后面均按照水的焓計算，均不考慮熱損失。) 55到70所消耗的熱量(Hl,H2引用表5.2