年產(chǎn)5萬噸雪梨汁飲料工廠設(shè)計

1、廣西科技大學畢業(yè)設(shè)計說明書課題名稱 年產(chǎn)5萬噸雪梨汁飲料工廠設(shè)計英文名稱 A beverage factory design with annual capacity of 50000 tons pear juice 院 別 生物與化學工程學院 專 業(yè) 食品科學與工程 班 級 食品101班 學 號 201000602029 姓 名 覃正清 指導(dǎo)教師 何 仁 二一四年五月十五日摘要本文主要介紹年產(chǎn)5萬噸雪梨汁飲料工廠的初步設(shè)計，基于果汁飲料成熟的生產(chǎn)工藝和雪梨含豐富的糖分、水分以及蘋果酸、檸檬酸、胡蘿卜素、鈣、磷、鐵等營養(yǎng)物質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)代消費者健康、營養(yǎng)、多元化的飲食需求，設(shè)計一個能以最低成本安全

2、生產(chǎn)出健康營養(yǎng)的高質(zhì)量食品飲料的工廠。主要設(shè)計內(nèi)容包括制定產(chǎn)品方案，工藝設(shè)計及工藝技術(shù)論證，進行車間平面設(shè)計，對雪梨汁飲料加工過程中物料平衡進行計算，設(shè)備選型，水電汽平衡,勞動力及企業(yè)管理組織人員的設(shè)定，環(huán)境保護規(guī)劃并進行污水處理，對生產(chǎn)成本、利潤、盈虧平衡點等進行估算，以及工藝流程圖、車間平面布置圖、車間立剖圖、管路透視圖等相關(guān)CAD圖紙繪制。關(guān)鍵詞：雪梨汁 飲料 工藝設(shè)計 物料衡算AbstractThis paper mainly presents the beverage factory preliminary design of which annual output of 50000

3、 tons pear juice. This design based on the mature production technology and the pear is rich in sugar, water and malic acid ,citric acid ,carotene ,calcium ,phosphorus ,iron and other nutrients, combined with modern dietary practices of health, nutrition, diet diversification, to design a security a

4、nd healthy beverage factory that products health, nutrition，high quality fruit juice beverage at the lowest cost. The main design elements include the development of product solutions, process design and technology demonstration, the shop-floor diagram design, material and calories balance in the pr

5、ocess of pear juice beverage, equipment selection, water-electricity-steam balance, labor balance, organizational control chart, the implementation of environmental protection planning and sewage treatment, investment cost, profits, wax and wane balance point evaluation, draw CAD drawings of process

6、 chart, workshop layout diagram, workshop vertical section and perspective view of the pipeline.Keywords：Pear juice Beverage Design process Material Balance Calculation目錄摘要1Abstract21 緒論61.1 梨汁飲料概況61.2 設(shè)計概論7設(shè)計目的7設(shè)計指導(dǎo)思想7設(shè)計內(nèi)容72 工藝設(shè)計及工藝技術(shù)論證82.1 工藝設(shè)計8產(chǎn)品方案8產(chǎn)品采用的質(zhì)量標準8采用的技術(shù)標準9生產(chǎn)技術(shù)方案92.2 工藝技術(shù)論證10梨汁10溶糖溶酸10部

7、分輔料溶解10調(diào)配11脫氣11均質(zhì)工藝11殺菌工藝11灌裝工藝11包裝工藝122.3 原材料選擇與要求12工藝用水12濃縮雪梨汁14白砂糖14檸檬酸15梨香精153 全廠物料衡算163.1 物料衡算16雪梨汁飲料配方16班產(chǎn)量的確定16實際班生產(chǎn)物料需求量173.2 包裝材料衡算183.2.1 PET瓶和瓶蓋18紙箱194 設(shè)備選型194.1 原則和要求194.2 主要設(shè)備選型19溶糖系統(tǒng)20果汁貯罐20調(diào)配罐21雙聯(lián)過濾器21真空脫氣機21均質(zhì)機22超高溫瞬時殺菌機224.2.8 PET瓶熱灌裝生產(chǎn)線22噴碼機22倒瓶機23噴淋冷卻機23套標收縮機23自動包裝機24緩沖罐244.3 輔助設(shè)備

8、24水處理設(shè)備244.3.2 CIP清洗設(shè)備254.4 主要設(shè)備選擇及配置一覽表255 工廠總體設(shè)計275.1 廠區(qū)規(guī)劃275.2 總平面設(shè)計27工廠總平面布局設(shè)計原則27總平面設(shè)計的內(nèi)容275.3生產(chǎn)主車間設(shè)計28生產(chǎn)車間建筑286 水、汽、電用量的計算306.1 用水量的計算30生產(chǎn)車間用水30生活用水30鍋爐用水31消防用水31總用水量316.2 用汽量計算316.3 用電量計算327 組織管理、勞動定員與人員培訓(xùn)327.1 基本原則32勞動力組織原則32企業(yè)組織原則337.2 人員編制337.3 人員素質(zhì)要求348 廠區(qū)衛(wèi)生安全及環(huán)境保護348.1 廠區(qū)衛(wèi)生安全34廠區(qū)衛(wèi)生34生產(chǎn)車間

9、設(shè)備、環(huán)境衛(wèi)生35防鼠、防蠅蟲措施35消防設(shè)施358.2 環(huán)境保護36廢水處理36廢氣處理37廢渣處理379 技術(shù)經(jīng)濟分析379.1 投資指標37建筑工程造價估算37設(shè)備及工器具購置費38其他費用38固定資產(chǎn)總投資38流動資產(chǎn)總投資389.2 年生產(chǎn)總費用的計算39折舊費和大修費39原料及能源消耗費用39職工工資40管理及其他費用40年生產(chǎn)總費用409.3 利潤、利潤率、投資回收期計算40利潤40利潤率40投資回收期41經(jīng)營情況估算表41結(jié)束語41致謝42參考文獻431 緒論1.1 梨汁飲料概況 梨汁飲料是軟飲料中果汁飲料的一種，它問世至今已經(jīng)有15個年頭，山東天府集團1998年在飲料行業(yè)最先

10、推出梨汁產(chǎn)品萊陽梨一支筆。一支筆不僅是梨汁飲料的開創(chuàng)者，而且一炮成名，連續(xù)八年冠名全國糖酒會，并一舉成為全國飲料行業(yè)前十名的黑馬品牌。 但好景不長，從2006年起，一支筆一直走衰，銷售額急轉(zhuǎn)下滑，不僅逐步退出糖酒會冠名，而且在商業(yè)超市中也很少見其蹤跡。最近幾年，中國飲料行業(yè)產(chǎn)值增長速度均超過GDP 的增長速度，良好的發(fā)展前景，加上整個行業(yè)市場化程度較高，吸引了國際飲料大品牌紛紛加入，飲料巨頭品牌的出場，無論康師傅，還是統(tǒng)一、娃哈哈誰挑梨汁飲料的大梁，都將帶動梨汁飲料市場的整體氛圍。一支筆、華一也隱約嗅到了春天的氣息。從2013年3月起，一支筆改變了其多年沉寂的低調(diào)，開始在中國經(jīng)濟導(dǎo)報、中國日報

11、乃至全國網(wǎng)絡(luò)媒體上亮相打造其梨汁保健品身份；合德堂、奧比都斯、與眾冰糖雪梨、廣貝冰糖雪梨等一些二三線局部品牌也陸續(xù)加入梨汁市場力求分一杯羹。恰巧是這些飲料品牌不約而同的潛意識性的集體共識，預(yù)示著市場有可能掀起一個新的飲料消費新浪潮，我們看好這個梨汁風潮，也希望掀開一個梨汁行業(yè)的鼎盛時代。同時，近幾年來，我國軟飲料年產(chǎn)量以超出20%的年均增長率與日俱增，達到1300 多萬噸。2013 年，隨著城鎮(zhèn)居民生活水平的不斷提高，人們對飲料的消費提出了新的要求。目前，飲料新品層出不窮，在飲料品種設(shè)計上應(yīng)用“混搭五互補，功能四明晰”理念（“五互補”即成分互補、口味互補、顏色互補、概念互補和成本互補；“四明晰

12、”即“補水解渴、營養(yǎng)補餐、健康訴求和功能訴求”）成為新產(chǎn)品的開發(fā)方向。隨著飲料行業(yè)的發(fā)展，消費需求向科學、營養(yǎng)、多元化方向轉(zhuǎn)變，飲料的品種結(jié)構(gòu)日趨多樣化，2013 年飲料多元化將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。而在2013 年飲料市場依然面臨著政策機遇。中央經(jīng)濟工作會議將推動居民收入和消費作為2013 工作重點，拉動內(nèi)需正在成為新的經(jīng)濟增長點，城鎮(zhèn)和農(nóng)村人均收入增長也將加快消費結(jié)構(gòu)升級，國內(nèi)消費基本面持續(xù)向好，將長期利好飲料行業(yè)增長。雪梨汁飲料含豐富的糖分、水分以及蘋果酸、檸檬酸、胡蘿卜素、鈣、磷、鐵等營養(yǎng)物質(zhì)，其味道清涼甘甜，甘潤滋養(yǎng)，入肺有生津、潤燥、清熱、化痰作用，不僅可為體弱者和老人補充營養(yǎng)和水分，

13、而且對肝炎病人有保肝、助消化、促食欲的作用。這正符合了當代大部分消費者對飲料的迫切要求，所以在這蒸蒸日上的飲料市場上，雪梨汁飲料必將占據(jù)市場的一席之地。1.2 設(shè)計概論1.2.1設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計是大學教學過程的最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學環(huán)節(jié)。它的目的是通過畢業(yè)設(shè)計培養(yǎng)學生辯證唯物主義的思想、方法，解決科學技術(shù)上的問題。1、通過畢業(yè)設(shè)計結(jié)合生產(chǎn)實際，使學生融會貫通和擴大本課程學習中所得的理論知識加以鞏固深化和使之系統(tǒng)化。2、學習設(shè)計方法，進一步鍛煉學生的計算和查閱文獻資料的技能、技巧。3、檢查教學，為進一步提高教學質(zhì)量提供依據(jù)，檢驗學生獨立工作能力的水平。1.2.2設(shè)計指導(dǎo)思想本設(shè)計必須

14、符合教學目的，并盡可能接近當前的生產(chǎn)實際。在確定工藝流程和選擇設(shè)備時，在工藝上力求其合理性和先進性，在設(shè)備上盡量采用先進的生產(chǎn)設(shè)備，做到技術(shù)先進，生產(chǎn)過程最大限度機械化、自動化。同時，合理降低能耗，保護環(huán)境，生產(chǎn)出滿足消費市場需求的雪梨汁飲料，最大化企業(yè)效益。1.2.3設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計為年產(chǎn)5萬噸雪梨汁飲料工廠設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容包括：工廠總體設(shè)計；雪梨汁飲料生產(chǎn)工藝流程，工藝參數(shù)的選擇及論證；全廠物料衡算；車間重點設(shè)備的選型；水電氣用量的計算；投資估算、資金籌措及效益分析；工藝流程圖；車間平面圖；車間立剖圖；車間管路設(shè)計圖。2 工藝設(shè)計及工藝技術(shù)論證2.1 工藝設(shè)計2.1.1產(chǎn)品方案（1）本設(shè)計主要

15、生產(chǎn)雪梨汁飲料，具體排班如下：下面是雪梨汁飲料生產(chǎn)車間的排班計劃，產(chǎn)品為雪梨汁飲料，共一條生產(chǎn)線。該生產(chǎn)車間旺季每天工作三班，中季每天工作兩班，淡季每天工作一班，每班為8個小時，每個星期工作為六天，元旦放假3天，五一國際勞動節(jié)、十一國慶節(jié)放假5天，春節(jié)放假10天，年生產(chǎn)天數(shù)為305天。產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量/t班產(chǎn)量/t1月25天2月20天3月27天4月27天5月23天6月27天7月27天8月27天9月27天10月23天11月27天12月27天雪梨汁飲料5萬69.35注：表示本月為一班生產(chǎn) 表示本月為二班生產(chǎn)表示本月為三班生產(chǎn)（2）產(chǎn)品規(guī)格序號產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量（噸）包裝形式及規(guī)格備注包裝形式規(guī) 格1雪梨

16、汁飲料50000PET瓶450ml2.1.2產(chǎn)品采用的質(zhì)量標準項目產(chǎn)品采用GB19297-2003、綠色食品果汁飲料標準。 PET瓶雪梨汁飲料產(chǎn)品質(zhì)量指標：感觀指標:（1）顏色：清亮的淡黃褐色。（2）氣味及滋味：酸甜比合適，具有雪梨的清香，無其他異味。（3）組織狀態(tài)：汁液均勻，透明度高，在儲存過程中有少量的沉淀，無肉眼可見雜質(zhì)理化指標：鉛（以Pb計，mg/L） 0.05 砷（以As計，mg/L） 0.2 銅（以Cu計，mg/L） 5.0 食品添加劑按GB2760規(guī)定執(zhí)行衛(wèi)生指標：菌落總數(shù)(efu/ml) 500大腸菌群(MPN/100ml) 3+霉菌(efu/ml) 20酵母菌(efu/ml)

17、 20致病菌:不得檢出.2.1.3采用的技術(shù)標準 GB19297-2003 果蔬汁飲料衛(wèi)生標準 GB2760 食品添加劑使用衛(wèi)生標準 GB/T4789.21 食品衛(wèi)生微生物學檢驗；冷凍品、飲料檢驗 GB12695 飲料企業(yè)良好生產(chǎn)規(guī)范2.1.4生產(chǎn)技術(shù)方案（1）工藝流程濃縮雪梨汁稀釋成分調(diào)整過濾脫氣均質(zhì)超高溫瞬時殺菌 熱灌裝旋蓋噴碼倒瓶噴淋冷卻套標熱收縮成品（2）工藝操作要點：a.稀釋： 將一定量的濃縮果汁用蒸餾水稀釋至需要倍數(shù)。b.成分調(diào)整： 果汁成分調(diào)整主要是糖和酸的調(diào)整，砂糖和穩(wěn)定劑混勻后，加入 75左右的熱水溶解并加熱攪拌至呈透明狀無顆粒液狀體系。c.殺菌：在 135137條件下維持

18、5s-10s。d.灌裝封口： 當殺菌后的產(chǎn)品溫度降到80-85時，在無菌條件下裝入干凈并消毒的瓶罐中封蓋。e.倒瓶二次殺菌：將飲料瓶倒置保持 5min。2.2 工藝技術(shù)論證2.2.1梨汁本設(shè)計采用的是濃縮雪梨汁還原調(diào)配生產(chǎn)雪梨汁飲料，與鮮果榨汁生產(chǎn)相比兩者都各有優(yōu)缺點，具體如下表：項目濃縮汁還原生產(chǎn)鮮果榨汁生產(chǎn)優(yōu)點工藝流程簡單，易于控制設(shè)備成本少，總投資成本低生產(chǎn)原料不受季節(jié)影響產(chǎn)品營養(yǎng)價值高，風味較佳原料來源廣、價格低廉缺點產(chǎn)品營養(yǎng)受損大，風味不理想原料來源少，價格高工藝流程復(fù)雜，較難控制設(shè)備成本高，總投資成本高生產(chǎn)原料具有季節(jié)性根據(jù)本設(shè)計的總投資資金，和市場需求需連續(xù)生產(chǎn)，本設(shè)計選擇濃縮汁

19、還原生產(chǎn)更為適合。2.2.2溶糖溶酸溶解糖的方法有冷溶法和熱溶法，本設(shè)計采用熱溶法，熱溶法的優(yōu)點有：（1）能殺滅附于糖內(nèi)的細菌；（2）可分離出凝固糖中的雜質(zhì)；（3）溶解速度快。在較短時間內(nèi)可生產(chǎn)大量糖液，滿足生產(chǎn)需要。熱溶法溶糖溫度控制在60-70，糖度控制在 40-50°BX，待充分溶解后經(jīng)雙聯(lián)過濾器過濾，再有離心泵輸送到調(diào)配罐。檸檬酸在常溫下溶解度較低，為使得檸檬酸溶解充分，本設(shè)計把檸檬酸與白砂糖按配方比例拌勻后，采用熱溶法一起進行溶解，待充分溶解后經(jīng)雙聯(lián)過濾器過濾，再有離心泵輸送到調(diào)配罐。2.2.3部分輔料溶解本設(shè)計采用冷溶法，一般提前4小時溶解輔料，雪梨汁飲料所需要的輔料有C

20、MCC-Na、果膠，按照產(chǎn)品方案配方計算好所需各輔料的量加入攪拌中的水進行充分溶解，然后通過離心泵輸送到調(diào)配罐中。若采用熱溶法，不僅輔料溶解不完全，而且果膠穩(wěn)定性受到破壞。2.2.4調(diào)配本設(shè)計依據(jù)雪梨汁飲料的具體工藝要求，按產(chǎn)品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加劑的配比送入調(diào)配罐，用攪拌器混合均勻，并立刻分析檢驗混合料是否符合標準。如不符合，需及時調(diào)整。2.2.5脫氣 本設(shè)計采用真空脫氣罐進行脫氣。經(jīng)細化處理后的混合料液，在果汁和其他材料里的以及調(diào)配過程中均會有空氣混入果汁飲料中，如不進行脫氣處理，將引起飲料果汁氧化變質(zhì)。脫氣目的：防止維生素C被氧化而損失；防止香味和色澤發(fā)生變化；防止好氣性細菌

21、的繁殖；防止果肉漿和其他懸浮物懸浮在果汁上部；防止殺菌或灌裝時產(chǎn)生氣泡。脫氣的缺點是將會損失掉一部分芳香成分，影響產(chǎn)品的風味口感。 2.2.6均質(zhì)工藝本設(shè)計采用高壓均質(zhì)機進行均質(zhì)，經(jīng)調(diào)配罐進行對雪梨汁飲料調(diào)配時，加入的CMCC-Na、果膠等輔料與稀釋后的濃縮雪梨汁進行混合形成的液體懸濁液，其分散體系中的分散物顆粒度較大、尺寸不均一、分布不均勻、穩(wěn)定性較差，這不僅影響果汁飲料的口感品質(zhì)、外觀美感，還影響產(chǎn)品的質(zhì)量及保質(zhì)期。為了降低雪梨汁飲料分散體系中分散物的顆粒度大小，提高分散物分布的均勻性，從而改善產(chǎn)品的口感和品質(zhì)，并大大提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，本設(shè)計采用高壓均質(zhì)機對調(diào)配后混合液體系進行均質(zhì)。2.2

22、.7殺菌工藝本設(shè)計采用的是超高溫瞬時殺菌，殺菌溫度為135137，殺菌時間為510s。巴氏殺菌法雖然殺菌溫度低能夠有效的保護產(chǎn)品中的營養(yǎng)物質(zhì)，但是其殺菌時間過長，不能滿足生產(chǎn)的要求；而超過瞬時殺菌殺菌溫度、殺菌時間既能大大降低產(chǎn)品營養(yǎng)價值的損耗、不影響產(chǎn)品的口感，又能縮短殺菌時間滿足生產(chǎn)工藝的要求。2.2.8灌裝工藝飲料的灌裝工藝有:熱灌裝工藝、冷灌裝工藝(巴式殺菌)、無菌灌裝工藝等。飲料的PET瓶灌裝工藝采用最先進的無菌灌裝工藝，無疑是理想的選擇。但是,無菌灌裝工藝對所有原輔材料的消毒殺菌以及整個生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生要求較高,設(shè)備投資大。根據(jù)本設(shè)計的投資資本及各方面的基本情況，本設(shè)計采用成熟的PE

23、T瓶熱灌裝工藝, 熱灌裝工藝就能有效的殺滅或去除細菌(包括相關(guān)的細菌芽孢),且工藝簡單,質(zhì)量易于控制。熱灌裝最大的特點是7:（1)物料在8795的溫度下灌裝；（2)要求配置恒溫自控循環(huán)系統(tǒng)；（3)灌裝要求滿容量；（4)要有自動回流系統(tǒng)；（5)在盡可能短的時間內(nèi)封口；（6)熱灌裝封口后的瓶內(nèi)不允許留有空氣。2.2.9包裝工藝飲料的包裝形式一般采用玻璃瓶、馬口鐵易拉罐、鋁質(zhì)易拉罐、無菌鋁紙復(fù)合包、塑料(PET和BOPP)瓶裝等。塑料瓶(包括PET、BOPP)和紙盒包裝便攜即飲、材料價格低廉、有利于成品保持良好風味、綠色環(huán)保、安全衛(wèi)生，而紙盒包裝不適用于熱灌裝，所以本設(shè)計采用PET瓶的包裝形式。熱灌

24、裝(8795)工藝對塑料(PET、BOPP)瓶子的基本工藝要求7:1)瓶子在封蓋后的30s內(nèi)，內(nèi)壓會增加；2)PET和BOPP瓶在高溫下會收縮；3)當產(chǎn)品溫度降回室溫時，液體的體積會減少2%-3.15%，溫度的下降同時增加空氣的溶解性，使蒸汽發(fā)生冷凝，瓶內(nèi)的氣壓就會輕微下降(2030Pa)。所以，熱灌裝塑料瓶應(yīng)具有如下的生產(chǎn)特性:1)瓶子必須耐熱，在高溫灌裝下瓶子體積的減少必須低于3%；2)瓶子的耐熱性能良好，吸水性低，避免影響瓶子的機械強度；3)瓶壁厚度分布要適當，避免灌裝后發(fā)生非線性的收縮；4)瓶身和瓶底采用特殊設(shè)計(加強筋)，以緩解在冷卻時液體體積下降所產(chǎn)生的減壓現(xiàn)象。2.3 原材料選擇

25、與要求本設(shè)計所生產(chǎn)的雪梨汁飲料所用到的原料主要有水、濃縮雪梨汁、白砂糖、檸檬酸、梨香精、CMCC-Na、果膠。其中水、濃縮雪梨汁、白砂糖的質(zhì)量對生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵性作用。2.3.1工藝用水雪梨汁飲料生產(chǎn)用水包括工藝用水（直接進入產(chǎn)品中的水如糖化用水、洗糟用水、調(diào)配稀釋用水）和洗滌、冷卻用水及鍋爐用水。成品雪梨汁飲料中水的含量最大，水質(zhì)的好壞將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此生產(chǎn)雪梨汁飲料必須嚴格控制水的質(zhì)量。工藝用水的水質(zhì)好壞主要取決于水中溶解鹽的種類與含量、水的生物學純凈度及氣味，這些因素將對雪梨汁飲料的生產(chǎn)、風味及其穩(wěn)定性產(chǎn)生很大影響，因此必須重視產(chǎn)品用水的質(zhì)量。生產(chǎn)雪梨汁飲料產(chǎn)品用水質(zhì)量要求

26、見表2-1。表2-1.飲料工藝用水質(zhì)量要求(注：根據(jù) GB-5749-1985生活飲用水衛(wèi)生標準與GB-10791-1989軟飲料用原輔料的要求整理)項 目單位指 標感官性狀和一般化學指標色度渾濁度臭和味肉眼可見物pH總硬度（以CaCO3計）總堿度（以CaCO3計）溶解性總固體鐵(Fe計)錳(Mn計)銅鋅揮發(fā)酚類（以苯酚計）陰離子合成洗滌劑硫酸鹽氯化物高錳酸鉀消耗量游離余氯mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L5º2º無臭，無味不得含有100505000.10.11.01.00.0020.3250250100

27、.1毒理學指標氟化物氰化物砷硒汞鎘鉻（六價）鉛銀硝酸鹽（以氮計）氯仿四氯化氮苯并（a）芘滴滴涕六六六mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lg/Lg/Lg/Lg/Lg/L1.00.050.050.010.0010.010.050.050.05206030.0115細菌學指標細菌總數(shù)總大腸菌群致病菌個/ml個/L1003不得檢出放射形指標總放射形總放射形Bq/LBq/L0.112.3.2濃縮雪梨汁濃縮雪梨汁是本設(shè)計生產(chǎn)雪梨汁飲料產(chǎn)品的核心原料，它的質(zhì)量直接影響雪梨汁飲料的口味、營養(yǎng)價值和性狀。濃縮雪梨汁是指以適當成熟的雪梨鮮果為原料,經(jīng)過清洗、噴淋、破碎、

28、壓榨、酶解澄清、過濾、殺菌和濃縮而成的純天然產(chǎn)品，它保持有原水果果肉的色澤、風味及可溶性固形物,因含有糖、有機酸、氨基酸、多酚、維生素、無機離子、膳食纖維等多種營養(yǎng)物質(zhì)6。本設(shè)計所采用的濃縮雪梨汁將從山東綠維果蔬汁有限公司購買，其生產(chǎn)過程符合HACCP管理體系要求，產(chǎn)品符合中國進出口檢驗檢疫標準HACCP ISO9001 FDA KOSHER。為了保證生產(chǎn)雪梨汁飲料的產(chǎn)品質(zhì)量，濃縮雪梨汁質(zhì)量要求見表2-2。表2-2. 濃縮雪梨汁質(zhì)量要求指標名稱指標感官指標氣味：清香怡人；色澤：亮綠色；形態(tài)：澄清汁；口味：酸甜適口，有雪梨獨特風味。理化指標可溶性固形物含量42±1°BX含糖量

29、1416可滴定總酸量1.5±0.2 酸度0.91.0PH4.0微生物指標細菌總數(shù)100個/ml   大腸桿菌總數(shù)3個/100ml 致病菌不得檢出2.3.3白砂糖（1）感官要求糖的晶粒均勻，晶?；蚱渌芤何短?，無異味，干燥松散，潔白，有光澤，無明顯黑點。（2）白砂糖主要技術(shù)指標GB317-2006及衛(wèi)生指標GB13104-2005 表2-3 白砂糖主要技術(shù)指標及衛(wèi)生指標 指標 精制優(yōu)級一級二級理化指標蔗糖分% 99.899.799.699.5還原塘分% 0.030.040.100.15電導(dǎo)灰分% 0.020.040.100.15干燥失重

30、% 0.050.060.070.10色值（IU） 2560150240混濁度（MAU） 3080160220不溶于水雜質(zhì)mg/kg 10204060砷（以As為計）mg/kg 0.5鉛（以Pb為計）mg/kg 0.5銅（以Cu為計mg/kg） 2.0二氧化硫（以SO2計）mg/kg6153030衛(wèi)生指標細菌總數(shù) 個/g 100大腸桿菌（MPN/100g） 30霉菌(cuf/g) 25酵母菌(cuf/g) 10致病菌不得檢出2.3.4檸檬酸所用檸檬酸質(zhì)量應(yīng)符合GB19782007 食品添加劑 檸檬酸（1）感官要求檸檬酸為無色或白色結(jié)晶顆粒或粉末（二級略顯灰黃色），無臭、味極酸；易溶于水，溶于乙醇

31、，微溶于乙醚；水溶液顯酸性反應(yīng)，一水檸檬酸在干燥空氣中略有風化。（2）理化指標表2-4 檸檬酸理化指標要求項目無水檸檬酸一水檸檬酸檸檬酸% 99.5100.599.5100.5透光率% 96.095水分%0.57.59.0易炭化物 1.01.0硫酸灰分% 0.050.05氯化物% 0.0050.005硫酸鹽% 0.010.015草酸鹽% 0.010.01鈣鹽% 0.020.02鐵（mg/ kg） 55砷鹽（mg/ kg） 11鉛（mg/ kg） 0.50.5水不溶物過濾時間不超過1min，濾膜基本不變色，目視可見雜色顆粒不超過3個過濾時間不超過1min，濾膜基本不變色，目視可見雜色顆粒不超過3

32、個2.3.5梨香精所用梨香精應(yīng)符合GB/T1505-2007食用香精表2-5梨香精品質(zhì)要求項目指標參數(shù)色狀、香味、香氣 符合同一型號的標準樣品水分% 15.0重金屬含量（以Pb計） mg/kg 10砷含量（mg/ kg） 3菌落總數(shù)（個/ g或個/ml） 10000大腸桿菌（MPN/100g） 303 全廠物料衡算3.1 物料衡算物料衡算是工藝計算最基本也是最重要的內(nèi)容之一，它包括該產(chǎn)品的原輔料和包裝材料的計算。物料衡算的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，即進入某一生產(chǎn)設(shè)備的全部物料量必定等于生產(chǎn)后所得產(chǎn)品量加上生產(chǎn)過程中物料損失量。通過物料衡算，能確定各種原輔料的采購量和倉庫儲存量，根據(jù)計算出原料和輔料的

33、消耗定額，繪制出雪梨汁飲料物料平衡圖，能為下一步設(shè)備選型、能源計算、勞動定員、生產(chǎn)班次、成本核算等提供依據(jù)和條件。3.1.1雪梨汁飲料配方生產(chǎn)雪梨汁飲料所用到的原料主要有水、濃縮雪梨汁、白砂糖、檸檬酸、梨香精、CMCC-Na、果膠。主要配方如下表： 表3-1.雪梨汁飲料配方2原料濃縮雪梨汁白砂糖檸檬酸梨香精CMCC-Na果膠水含量（%）560.180.060.080.03888.6423.1.2班產(chǎn)量的確定根據(jù)產(chǎn)品方案排班計劃，一年共723班次，每班工作8小時?？紤]實際工作中8小時并非全部用于生產(chǎn)，其中生產(chǎn)前后都要進行設(shè)備的清洗，所以每班生產(chǎn)時間按7小時計算。理論設(shè)計班產(chǎn)量=50000

34、7;723=69.16噸理論平均每小時產(chǎn)量=69.16÷7=9.88噸每小時生產(chǎn)的有效瓶數(shù)=9.88×1000÷0.45=21955瓶/h在實際生產(chǎn)過程中涉及物料的進出、過濾、殺菌、灌裝不可避免的會造成物料的損耗，將生產(chǎn)工藝劃分成幾個工序來對物料損耗進行估算。物料進出雙聯(lián)過濾器過濾，按照經(jīng)驗值0.5%計算物料的損耗，調(diào)配和高溫瞬時殺菌基本是在封閉、全自動的環(huán)境進行，損耗較少，按經(jīng)驗值0.2%計算物料的損耗，PET瓶熱灌裝機自動化程度高且精度高，損耗取0.1%計算，最后檢驗產(chǎn)品的合格，不合格原料損耗取0.2%計算8。所以,實際生產(chǎn)班產(chǎn)量=69.16÷（10

35、.5%0.2%0.1%0.2%）=69.86噸實際平均每小時產(chǎn)量=69.86÷7=9.98噸3.1.3實際班生產(chǎn)物料需求量根據(jù)雪梨汁飲料生產(chǎn)配方求各原輔料班生產(chǎn)用量，雪梨濃縮汁用量=69.86×1000×5%=3493白砂糖用量=69.86×1000×6%=4191.6檸檬酸用量=69.86×1000×0.18%=125.75梨香精用量=69.86×1000×0.06%=41.92CMCC-Na用量=69.86×1000×0.08%=55.89果膠用量=69.86×1000&

36、#215;0.038%=26.55產(chǎn)品用水量=69.86×1000×88.642%=61925.3 圖4.1 班產(chǎn)69.16噸雪梨汁飲料物料平衡圖產(chǎn)品用水61925.3白砂糖4191.6雪梨濃縮汁3493檸檬酸125.75果膠、CMCC-Na26.5555.89梨香精41.92過濾殺菌69790.19灌裝69371.45檢驗69302.50損失0.6%損失0.1%損失0.2%成品69163.89調(diào)配69860.01檢驗69302.08損失0.1%損失0.2%成品69163.473.2 包裝材料衡算3.2.1 PET瓶和瓶蓋本設(shè)計作為成品出售的雪梨汁飲料采用450mlPET瓶

37、，根據(jù)班產(chǎn)量計算其所用PET瓶數(shù)和玻璃瓶數(shù)（因產(chǎn)品的成分水約占90%，所以產(chǎn)品的密度按水計即=1000kg/m³）雪梨汁飲料PET瓶和瓶蓋數(shù)量的估算：=153688只假設(shè)每班生產(chǎn)的損耗率為0.1%，則需153688×（1+0.1%）=153842只3.2.2紙箱根據(jù)班產(chǎn)量計算，雪梨汁飲料15瓶裝一箱，則紙箱數(shù)= =10246只4 設(shè)備選型4.1 原則和要求設(shè)備選型的有以下原則和要求12：（1）合理性，即設(shè)備必須滿足工藝一般要求，設(shè)備既能與生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程、工藝控制水平、工藝操作條件相適應(yīng)，又能充分發(fā)揮設(shè)備的能力。（2）安全性，即要求操作穩(wěn)定、安全可靠、彈性好、沒有事故隱患

38、，對工藝和廠房、建筑、地基等無苛刻要求；工人在操作時，勞動強度低，盡量避免高壓、高溫、高空等危險作業(yè)，盡量不使用有毒有害的設(shè)備附件、附料。（3）先進性，即要求設(shè)備的生產(chǎn)能力、自控水平、運轉(zhuǎn)可靠性、轉(zhuǎn)化率、回收率、效率要盡可能達到先進水平。（4）經(jīng)濟性，即設(shè)備投資盡可能節(jié)省，易于加工、維修、更新，運行費低，沒有特殊的維護要求。引用先進設(shè)備，亦應(yīng)反復(fù)對比報價，參考設(shè)備性能，考慮是否易于被國內(nèi)消化吸收和改進利用，避免盲目性。總之，在設(shè)備選型時首先考慮生產(chǎn)的適用性，考慮技術(shù)的先進性時需要結(jié)合起經(jīng)濟的合理性來綜合考慮后,擇優(yōu)選擇。4.2 主要設(shè)備選型雪梨汁飲料約90%都是水，在生產(chǎn)過程中大部分都是自動化

39、的流體作業(yè)，所以生產(chǎn)設(shè)備儀器處理水能力作為了我們設(shè)備選擇的一個主要指標。我們以每小時生產(chǎn)的桑葉茶飲料量來估算工藝流程中單個或單套設(shè)備所需要處理的流體量M。每班生產(chǎn)時間按7小時計算。M=班產(chǎn)量÷7=69.16÷7=9.88噸/h通過計算我們可知,單個設(shè)備或單套設(shè)備每小時的流體處理能力需要10噸，整套設(shè)備也要求10噸每小時的處理能力。4.2.1溶糖系統(tǒng)在雪梨汁飲料調(diào)配時，需要加入糖及其他的一些輔料，直接把糖加到調(diào)配缸中，糖溶解會吸收大量的水分，直接加到調(diào)配缸內(nèi)會引起飲料中水分的含量、糖度、粘稠度等因素的改變。溶糖系統(tǒng)由溶糖罐、雙聯(lián)過濾器、機架以及連接管件組成，同時發(fā)揮溶解和過濾

40、的作用；溶糖系統(tǒng)改掉往配罐里直接加料溶解速度效率低的缺點，并且它速度快、效率高，是食品飲料生產(chǎn)必備的工藝設(shè)備之一，能為配料中心提供準確糖度與流量的糖液，實現(xiàn)系統(tǒng)在線自動計量配料。根據(jù)工藝糖度控制在4050°BX，查20時糖漿百利度與相對密度關(guān)系表得，糖液百利度為40.0時相對密度為1183/ m³，所以每小時需要糖液的體積V0=1.27 m³設(shè)裝滿系數(shù)為75%，所需溶糖罐容積為V= V0÷0.75=1.69 m³根據(jù)計算設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注溶糖罐YXP-G3000杭州億安機械設(shè)備有限公司11800

41、5;3600 容積3000L電功率2.2KW材質(zhì)為304不銹鋼4.2.2果汁貯罐雪梨濃縮果汁飲料在進行調(diào)配前，雪梨濃縮汁首先進行解凍和稀釋處理，這樣便于果汁的輸送和調(diào)配。為了使生產(chǎn)工藝的連續(xù)性生產(chǎn)，果汁解凍處理后輸送到果汁貯罐中貯存等待下一道工序處理。根據(jù)工藝要求濃縮果汁先稀釋到所需倍數(shù)，本設(shè)計稀釋為濃縮果汁的5倍，稀釋后果汁密度接近水的密度，即為1000/ m³，所以，每小時需要果汁稀釋液體積V0=2.5 m³設(shè)裝滿系數(shù)為80%，所需溶糖罐容積為V= V0÷0.80=3.125 m³根據(jù)計算設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/

42、mm備注果汁貯罐ADKA-1014艾得客實業(yè)(上海)有限公司12000×3600 容積3000L電功率2.0KW材質(zhì)為304不銹鋼4.2.3調(diào)配罐濃縮雪梨汁解凍稀釋處理后和糖液及溶解好的檸檬酸、CMCC-、果膠等都輸送到調(diào)配罐中進行調(diào)配，此工序主要要是糖和酸的調(diào)整，所以需控制好糖和酸的配比，需適當提高溫度，使果汁與各輔料充分混合均勻，并加快調(diào)配速率，縮短該工序時間。根據(jù)工藝調(diào)配系統(tǒng)每小時應(yīng)處理約10噸的雪梨汁飲料，其密度接近水的密度，所以，調(diào)配罐總?cè)莘eV0=10 m³設(shè)裝滿系數(shù)為75%，所需溶糖罐容積為V= V0÷0.75=13.33 m³根據(jù)

43、計算設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注調(diào)配罐D(zhuǎn)JTPG天津大甲科技有限公司22060×2440總高：4000 容積8000L電功率4.5KW4.2.4雙聯(lián)過濾器本設(shè)計溶糖罐處理后糖液要經(jīng)雙聯(lián)過濾器在進入調(diào)配罐，而由調(diào)配罐出來的溶液也需經(jīng)雙聯(lián)過濾器過濾后再進行下一道工序，本設(shè)計共用到兩臺雙聯(lián)過濾器，該設(shè)備用于液體物料的過濾，連續(xù)工作，過濾網(wǎng)方便更換。設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注雙聯(lián)過濾器GLQ連云港永上制藥設(shè)備有限公司21000×300×800 有效過濾面積0.5材質(zhì)為銹鋼4.2.5真空脫

44、氣機根據(jù)工藝要求，本設(shè)計脫氣工藝需要1臺處理量10噸的真空脫氣機，脫氣機又叫脫氣罐，用來對雪梨汁飲料進行真空脫氣，以抑制的雪梨汁易氧化組分的氧化和褐變，脫氣的同時除去懸浮微粒上附著的氣體，防止微粒上浮，改善產(chǎn)品外觀，真空脫氣可以減少容器內(nèi)部的腐燭，減少灌裝時起泡。設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注真空脫氣機ZT-10000武漢昊特流體設(shè)備有限公司11600×1500×3300處理量10000L/h電功率8KW工作真空度0.0640.087MPa4.2.6均質(zhì)機根據(jù)工藝要求，本設(shè)計均質(zhì)工藝需要1臺處理量10噸的均質(zhì)機，設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公

45、司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注高壓均質(zhì)機GJB10-60張家港市家州機械有限公司12550×2150×2000流量10m3/h電功率90KW 工作壓力60MPa4.2.7超高溫瞬時殺菌機根據(jù)工藝要求，本設(shè)計脫氣工藝需要1臺處理量10噸的高溫瞬時殺菌機，殺菌溫度為135137，殺菌時間為5s10s。根據(jù)工藝要求，設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注超高溫瞬時殺菌機BS-BS-10上海集美食品機械有限公司12500×2200×2500處理量10噸/h電功率8KW 類型：板式殺菌溫度135-1374.2.8 PET瓶熱灌裝生產(chǎn)線根據(jù)本設(shè)計

46、物料衡算可知，每小時約生產(chǎn)450ml飲料22000瓶，初步選定NC40-40-10型三合一熱灌裝機，其集洗瓶、灌裝、封蓋于一體，本機結(jié)構(gòu)緊湊，控制系統(tǒng)完善，操作方便，自動化程度高；與物料接觸的零件均采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼制造，無工藝死角，易清洗；采用高精度、高速灌裝閥，液位準確無液損，確保優(yōu)良的灌裝質(zhì)量，采用外循環(huán)壓力灌裝方式，可滿足熱灌裝的滿灌裝要求，并具備完善的CIP清洗功能。根據(jù)工藝要求，設(shè)備選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注三合一熱灌裝機NC-40-40-10張家港市南承機械有限公司14420×3255×2700生產(chǎn)能力25000B/h電功率7.5KW

47、灌裝方式：壓力灌裝氣源壓力：0.7MPa用氣量：0.8 m³/h洗瓶用水：3噸/h4.2.9噴碼機廣西康迪電子設(shè)備有限公司噴碼機K58具有高分辨率，能噴印中英文字符、條碼、圖形等，機內(nèi)具有內(nèi)部時鐘系統(tǒng)，與需要打印的時間同步，輸入有效期自動噴印截止日期，自動噴印變量條碼，自動故障檢測，自動清洗噴頭等功能。具體選型參數(shù)如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注噴碼機K58廣西康迪電子設(shè)備有限公司1370×370×520噴印速度6m/s（5×7點陣）打印范圍17mm4.2.10倒瓶機倒瓶殺菌機主要由瓶體反轉(zhuǎn)鏈系統(tǒng)、傳送鏈系統(tǒng)、瓶子翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、機架等構(gòu)成

48、，主要用于聚酯PET瓶包裝的果汁飲料熱灌裝后對瓶蓋內(nèi)壁、瓶口未經(jīng)殺菌或高溫處理的部分進行殺菌。實現(xiàn)自動翻轉(zhuǎn)殺菌和自復(fù)位、而且在殺菌過程中，只須通過瓶子內(nèi)存物的自身高溫對瓶口和瓶蓋內(nèi)壁進行殺菌，不必增加任何熱源，達到節(jié)能目的。根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，生產(chǎn)能力需滿足每小時22000瓶的且達到殺菌目的，具體選型如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注倒瓶殺菌機NTS-14耐特斯傳輸設(shè)備（上海）有限公司24350×731×1120生產(chǎn)能力15000瓶/h電功率1.5KW殺菌時間14-15s4.2.11噴淋冷卻機雪梨汁飲料熱灌裝和倒瓶殺菌后,飲料的溫度還比較高,需要迅速降至40

49、左右，噴淋冷卻機用于熱灌裝使高溫灌裝的飲料降溫至36-40，去除PET瓶表面的凝結(jié)水,保持瓶身清潔,便于瓶裝線后的貼標、裝箱作業(yè)。江蘇省張家港市南承機械有限公司的噴淋冷卻機質(zhì)量好，產(chǎn)能24000瓶/h符合生產(chǎn)需要，具體參數(shù)如下:設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注噴淋冷卻機YPWP28/80張家港市南承機械有限公司14000×3060×1800生產(chǎn)能力24000瓶/h電功率15.5KW噴淋時間10min水和蒸汽耗量各0.4噸/h4.2.12套標收縮機張家港市金隆海機械設(shè)備有限公司的套標縮標機采用往復(fù)式切刀,機構(gòu)鋼體組合,動作平順,延長了一倍的刀具壽命。并且它適用范

50、圍廣、使用也簡單方便,能夠完成雪梨汁飲料的套標和收縮工藝,生產(chǎn)線全面連線作業(yè),免人工、全自動快速套標、節(jié)省大量人工費用,具體參數(shù)如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注套標收縮機KPL-1450張家港市金隆海機械設(shè)備有限公司11500×860×2000生產(chǎn)能力4000瓶/min電功率4.5KW收縮為蒸汽收縮蒸汽耗量15 kg/h4.2.13自動包裝機全自動裝箱機能自動將包裝物整形排列,裝入打幵的紙箱中,并完成不干膠封口等動作的裝箱設(shè)備,所有動作都是全自動完成的。大大方便操作和管理,減少生產(chǎn)人員和勞動強度,是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的設(shè)備。生產(chǎn)中需要1臺包裝能力在每小時1500箱以上的設(shè)備。根據(jù)工藝具體選型參數(shù)如下：設(shè)備名稱規(guī)格型號公司名稱臺數(shù)外形尺寸/mm備注全自動包裝機ZY-SAP30上海紫尤包裝設(shè)備有限公司14000×1600×1500生產(chǎn)能力30箱/min電功率1.5KW紙箱尺寸L：60-300 mm W：20-150 mm H：10-120 mm4.2.14緩沖罐在生產(chǎn)雪梨汁飲料的過程中，為保證脫氣工藝和高溫瞬時的安全穩(wěn)定性，本設(shè)計將在進行脫氣工藝和高溫瞬時殺菌前各安一個緩沖罐，防止緊急故障時出現(xiàn)液料供應(yīng)不足而