濃縮果汁工廠設計說明書

1、課 程 設 計 說 明 書課程名稱： 食品工廠設計與環(huán)境保護 設計題目： 年產30000t濃縮果汁工廠設計 院 系： 生物與食品工程學院 學生姓名： 魏 海 學 號： 200706010039 專業(yè)班級： 07食品科學與工程（1）班 指導教師： 袁 超 2010年6月年產30000t濃縮果汁工廠設計摘 要 本設計主要是進行年處理30000t濃縮果汁工廠設計。分析了我國濃縮蘋果汁的生產和現(xiàn)狀。擬定在市郊投資濃縮蘋果汁生產廠。首先依據(jù)擬定的產量對生產車間進行了物料衡算;進而依據(jù)市場要求進行了車間的工藝設計，進行了主要的設備選型。對勞動力定員及生產工藝等方面作了一個初步的設計方案:同時，對水、電、汽

2、的用量和費用也進行了估算。關鍵詞：濃縮 蘋果汁 工廠設計目 錄1 概述11.1產品方案及班產量的確定11.1.1依據(jù)11.1.2 要求11.1.3產品方案11.2 廠址的選擇及廠區(qū)布置11.2.1廠址的選擇11.2.2總平面布置11.2.3車間布置及相應設施21.3 設計原則21.3.1符合國家的方針政策21.3.2符合生產條件21.3.3投資少，經濟合理21.3.4充分利用原輔料21.4 物料衡算與主要設備選型21.4.1 濃縮果汁班產量的確定21.4.2原料果的日收購量的確定31.4.3設計條件31.4.4設備選型及論證31.5 勞動組織51.5.1勞動力組織原則51.5.2企業(yè)組織原則5

3、1.5.3車間勞動制度51.5.4人員編制52 成品主要技術規(guī)格或質量標準72.1成品質量的控制72.2質量指標73 生產流程簡介83.1生產流程圖83.2操作要點83.2.1收果與運輸83.2.2原料的驗收83.2.3蘋果的預處理93.2.4揀選93.2.5清洗93.2.6破碎93.2.7壓榨93.2.8第一次巴氏殺菌93.2.9酶解93.2.10超慮103.2.11樹脂脫色103.2.12濃縮103.2.13批次罐指標調整103.2.14第二次巴氏殺菌103.2.15無菌罐裝11致謝12參考文獻131 概述1.1產品方案及班產量的確定1.1.1依據(jù)年產量30000t濃縮果汁。1.1.2 要

4、求 首先確定季節(jié)性產品的生產季節(jié)和班次，然后考慮調節(jié)性產品。做到產品產量、勞動力、班次、設備生產、水、電、汽基本平衡，達到經濟運行的目的。1.1.3產品方案表1 .產品方案表產品名稱年產量/t班產量/t一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月濃縮蘋果汁3000055.531.2 廠址的選擇及廠區(qū)布置1.2.1廠址的選擇隨著飲料行業(yè)在世界范圍的蓬勃發(fā)展，飲料行業(yè)成為了食品行業(yè)重要的一部分，其中人們的消費又逐漸趨向于純天然的，健康的果蔬汁飲料，因此在水果資源豐富的河南省建立飲料工廠是很好的選擇，本設計工廠建在河南某市市郊區(qū)，選擇廠址附近無污染源，水源充足，交通暢通的一塊土地。1.2.2

5、總平面布置 廠房設計寬敞明亮，內部設置完善，留有合理的操作空間。設有濃縮果汁生產車間、研發(fā)及檢驗中心、倉庫、污水處理車間、銷售處、辦公樓、保安處、食堂、生活住宅區(qū)、運動場、產品展銷處等。廠區(qū)四周靠近圍墻根部種植常綠樹木，形成綠化帶；各主干道及支道旁種四季常綠樹木，各車間廠房及行政辦公樓前后種常綠樹木及花草。全廠總平面布置圖詳見附表一。1.2.3車間布置及相應設施主車間位于廠房中部，各輔助設施分布于其四周，設有冷庫、化驗室、輔料貯藏間、辦公室、消毒室、更衣室、原料貯藏間、配電室。廠房內有防蚊蠅鼠、防煙塵、消毒、通風設施等；地坪采用1.52%的地面坡度并設有地漏排水；地面采用300號混凝土，且在地

6、坪上印天星花格作防滑處理；墻面下部做2.5m高墻裙，材料用白瓷磚，其余墻面采用過氧乙烯油漆。開雙層門。車間布局詳見附表二。1.3 設計原則1.3.1符合國家的方針政策廠址選在當?shù)匾?guī)劃區(qū)內，并盡量少占良田。1.3.2符合生產條件廠址附近有良好的衛(wèi)生環(huán)境，無有害氣體、放射源、粉塵及其它擴散性污染源，以保證產品的衛(wèi)生質量和職工的勞動環(huán)境。廠區(qū)所在地有可靠的地質條件和一定的地耐力。1.3.3投資少，經濟合理廠區(qū)所在地有比較方便的運輸條件，有一定的供電條件以滿足生產的需要；有充足的水源且水質較好，符合衛(wèi)生部頒發(fā)的飲用水質標準。廢水處理后排放到污水處理廠。1.3.4充分利用原輔料降低成本，提高產品質量，增

7、強市場的競爭力適應市場經濟的發(fā)展，力圖發(fā)展生產，活躍市場。根據(jù)濃縮蘋果汁的生產實際，我們對蘋果渣可以烘干后直接用來做飼料，或作為提取果膠的原料。1.4 物料衡算與主要設備選型依據(jù)：年產30000t濃縮果汁計，每年實際生產按照6個月計算，每月按照30天計算。依據(jù)經驗，本季一旦開始，便全天24h全部安排生產，考慮期間設備維護、班間工人就餐以及其它影響因素，每天按照18h生產計算。1.4.1 濃縮果汁班產量的確定日產濃縮汁量為:30000t÷180天=166.66t/d班產濃縮汁量為:166.66÷3=56t1.4.2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蒸發(fā)

8、濃縮，一般濃縮到原來質量的1/51/7糖度在65%75%左右.在設計按照濃縮到1/6，濃縮果汁的濃度為70Brixt±1來計算。因此澄清果汁班產56*6=336生產的損耗計算如下:表2 生產的損耗一覽表項目損失量 （%）揀選0.5 清洗0.2破碎0.2壓榨(去渣）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%-0.2%-13.2%-0.4%-0.3%-0.2%=85%。所以每天(3班)需將3*336÷85%=1185.88t新鮮蘋果進行生產，即，每生產1t濃縮蘋果汁需要1185.88÷166

9、.66=7.12t新鮮蘋果。1.4.3設計條件本設計每日工作為3班制，每班實際工作時間為6h，因此平均1h生產濃縮果汁 166.66÷18=9.3t即榨取澄清果汁336÷6=56t。即每小時需要投入生產的蘋果1185.88÷18=65.8t。1.4.4設備選型及論證(1) 小提升機小提升機的目的是將水流輸送槽送來的蘋果提升到揀果臺，此段整個車間的咽喉要道，如果設備停止工作，后段將無果加工。對比進口與國產設備的價格，相差比例不大，因此選用兩臺意大利TMCI生產的提升機。(2) 撿果臺從小提升機提升后蘋果進入揀果臺，進行人工揀果，采用意大利TMCI生產的撿果臺，原因同

10、上。(3) 大提升機大提升機的作用是將揀選過的蘋果提升到洗果機進行清洗，仍然采用意大利.I'MCI生產的提升機，原因同上。(4) 毛刷機、洗果機對蘋果進行毛刷清洗，主要去掉黏附的雜物，之后進行水流噴射清洗。分別選用意大利TMCI生產毛刷機和上海神農生產的洗果機。(5 )破碎機將清洗過的蘋果進行破碎，根據(jù)需要可以調節(jié)破碎程度，為保證顆粒均勻度，選用德國BELLMER生產的破碎機，國產設備顆粒均勻度不好，影響出汁率。(6) 帶式壓榨機對破碎的蘋果進行壓榨取汁，這一步關系到產品得率，因此選用德國BELLMER生產的帶式壓榨機，出汁率有保證。(7 )國產壓榨機在蘋果成熟度不夠的時候，將壓榨過的

11、果渣用等量水混合后再壓榨一次，可以提高出汁率。此步作為前道的補充，僅在必要的時候使用，非關鍵設備，因此采用國產設備，為江蘇靖江食品機械廠生產。(8 )罐群整廠的各種儲罐較多，國產罐完全可以達到要求。小罐可以由廠家加工后運到廠里，大罐由供應廠家現(xiàn)場制作。(9 )超濾設備原廠己有一臺美國高科的超濾機，但生產能力不夠，需增加一臺國產設備，以達到生產要求。采用部分國產設備可以降低整廠投資。兩臺設備在使用中可以調劑生產，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生產的5效管式蒸發(fā)器。采用管式蒸發(fā)器可以降低單位產品的蒸汽消耗量，比較經濟

12、。(11)無菌灌裝機采用意大利FBR生產的無菌灌裝機，國內尚無同類產品可以替代.另外這個工段關系到產品的安全性和保質期，質量要求高。1.5 勞動組織1.5.1勞動力組織原則由于食品工廠定員的多少直接影響到工廠的經濟效益，以及工廠一些輔助設施的個數(shù)、大小，所以在設計時可參照相仿生產條件的老廠，在編排產品方案時要使用班產量來調動勞動力，使每班所需要工人數(shù)一致，在生產高峰期可請用臨時工。1.5.2企業(yè)組織原則企業(yè)實行廠長負責制，各部門負責人直接受廠長負責，并實行三級管理，廠、科、車間及人員編制以組織好生產為原則。1.5.3車間勞動制度由于蘋果是具有季節(jié)性的水果，故每年只能在蘋果收獲的季節(jié)生產。本設計

13、暫定每周工作七天(周一周日)，平均年工作日為180天。在正常情況下，果汁車間機械設備大修和保養(yǎng)時間分插入每年生產淡季及停機時間。1.5.4人員編制表3 各部門基本生產工人數(shù)工種每班人數(shù)(人)合計前處理39榨機39酶解26超濾26蒸發(fā)26灌裝26運輸26班長13共計51表4 管理人員數(shù)職務人數(shù)（人）廠長1副廠長2技術經理1銷售經理1出納1會計3化驗室5行政人員5采購員5品控員4銷售員10合計38表5 輔助生產工人數(shù)工種每班人數(shù)（人）合計鍋爐房26配電房26機修間26冷機房26水泵房13車間主任1輔料庫26成品庫26磅 房26合 計1046定員人數(shù)合計:135人2 成品主要技術規(guī)格或質量標準2.1

14、成品質量的控制（1）殺菌溫度98'C，時間30s。（2） 酶制劑存放溫度051,酶反應溫度4955, （3） 殺菌后的果汁微生物指標:細菌總數(shù)T.P.C10個/mL，大腸菌群3個/100mL,酵母/霉菌10個/mL，致病菌不得檢出。2.2質量指標表6 濃縮蘋果汁檢驗指標要求一覽表指標類型指標項目單位指標 感 官指標色澤呈棕黃色或棕紅色，久里后稍許變深香氣及滋味將濃縮汁稀釋至可溶性固形物為10%12%，果汁應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。雜質不允許有肉眼可見的雜質衛(wèi)生指標鉛mg/kg0.2銅mg/kg5.0砷mg/kg0.1細菌總數(shù)個/ml1

15、0大腸菌群個/100ml3致病菌不得檢出耐酸耐熱菌個/ml1霉菌和酵母菌個/ml10棒曲霉素ug/k40理化指標可溶性固形物Brix71±1總酸0.8pH值3.64.2透光率T625nm%95色值T440mn%55濁度3.0乙醇g/kg3.00果膠試驗陰性淀粉試驗陰性富馬酸mg/k5熱穩(wěn)定性穩(wěn)定3 生產流程簡介3.1生產流程圖生產流程圖詳見附表三；3.2操作要點3.2.1收果與運輸(1) 蘋果主要從當?shù)厥占?，收集的蘋果不能是已放很久的，以免水分蒸發(fā)太多，影響原料利用率。(2) 蘋果的運輸也是一個很重要的環(huán)節(jié)，運輸不當往往會造成很大的損失。在運輸時必須注意防止震蕩，保持原料的完整性，以

16、免細菌侵入，造成原料不能生產。縮短途中時間，按路程計算時間，盡量縮短中途停留時間，以免蘋果變質。3.2.2原料的驗收每年45月份采購部與質檢部到原料產區(qū)調查當年蘋果原料的收成情況及農藥使用情況，確定采購區(qū)域，保證采購區(qū)域周圍沒有化學污染及該區(qū)域未使用國家禁止的農藥。確定合格供應方，簽訂采購合同。生產期間，蘋果驗收按以下要求進行：(1) 必須是合格供應商提供的原料；(2)農殘檢驗報告；(3) 產品質量主要是腐爛率超標(6%)的不收；(4) 質檢員當場驗收，不符合標準的不收；3.2.3蘋果的預處理步驟 ：(初驗合格的蘋果)、稱重計量，暫存，初洗。蘋果在采收后表面常附有灰塵，碎葉等雜物，必須進行初步

17、清洗，初步清洗有兩個過程，水流輸送清洗和提升機噴淋清洗。在清洗時把粘附在原料上的泥土、雜質、粉塵、沙粒等洗掉，去除殘留的農藥和部分微生物，清洗環(huán)節(jié)必須符合食品衛(wèi)生要求。3.2.4揀選在揀選臺上對蘋果進行揀選，把一些腐敗的蘋果或腐爛部分去除掉，一些雜質通過揀選臺被揀出。以免下一步進行破碎時這些雜物進入蘋果汁。3.2.5清洗在洗果機上通過毛刷及水流噴淋進行蘋果的清洗，通過破碎前的提升機進行清洗。3.2.6破碎破碎粒度控制到1.5cm3cm，通過破碎機將蘋果破碎，以備后面進行壓榨。在破碎的過程中要控制力度，否則在泵送過程中會受到影響，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

18、新收蘋果時，由于蘋果成熟度不夠，一般控制在1cm2cm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。3.2.7壓榨壓榨所采用的是帶式壓榨機。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，榨帶張力的調節(jié)，根據(jù)果漿的性質加以調節(jié)，以出汁率作為衡量標準如果靄要可以在一次壓榨后的果渣加等量水浸漬后再進行二次壓榨，可提高果汁出汁率，但在后期由于成熟度較高，增加的出汁率已無經濟性可言，就取消這一步操作。3.2.8第一次巴氏殺菌通過破碎壓榨后，果汁一直暴露在空氣中，由于多酚氧化酶產生的

19、褐變將提高成品的色值，降低品質。此外還會受到一定的細菌污染，因此要進行第一步巴氏殺菌。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95 12s后，應立即降溫至4955，以方便下一步進行酶解。3.2.9酶解在這個過程中，加淀粉酶、果膠酶進行酶降解，經檢測均為顯陰性時，再根據(jù)終產品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清劑。經過酶降解和澄清后的果汁直接進入超濾循環(huán)罐，以備精過濾。要求：酶制劑存放溫度在05;酶反應溫度4955 ；從酶解罐進料開始到出料結束，物料停留時間6h(超濾開機時物料除外)?？刂茣r間的目的主要是控制微生物的需要。3

20、.2.10超慮超濾開機時要求濁度為0.10.6NTU時，方可向下一工序送料。每半個小時要對滲透液做有無雜質感官檢測。在超濾滲透液流量不能滿足生產需要時，應按規(guī)定程序清洗，清洗前須加水稀釋循環(huán)罐果汁，過濾至糖度低于2.00BX時，超濾方可排空。超濾膜一般選用聚楓膜，截留分子量一般為30000 dalton。3.2.11樹脂脫色脫色的需要根據(jù)產品的色值來決定。超濾后清汁由清汁罐泵入樹脂柱，經過樹脂的吸附作用進行脫色處理，根據(jù)脫色后清汁的檢測指標，確定是否需要更換樹脂柱再進行生產。一般選用大孔吸附樹脂HPD200L用于濃縮蘋果汁的生產。大孔吸附樹脂能使果汁保持原有新鮮的滋味和香氣。3.2.12濃縮本

21、設計根據(jù)工廠實際，采用已有的3效板式蒸發(fā)器和新增一臺5效管式蒸發(fā)器進行濃縮。實踐表明，采用5效管式蒸發(fā)器相比3效板式蒸發(fā)器有更好的經濟性，單位產品所需蒸汽量可以節(jié)約15%左右。清汁進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原體積的1/6左右，可以控制最終糖度在70土1Birx。3.2.13批次罐指標調整當批次罐果汁達到25t物料時，開始攪拌直到進料結束后4060min止；批次罐進料約30t時做糖度檢測，以便及時調整進料糖度。停止攪拌后測糖度、色值、酸度(有要求時測)。符合內控指標要求后，下發(fā)灌裝通知單。接到灌裝通知單后，將濃汁通過羅茨泵輸入巴氏殺菌板片進行殺菌。3.2.14第二次巴氏殺菌在灌裝前必需經

22、過巴氏殺菌，這是HACCP計劃第三個CCP點，使在前段加工中可能繁殖的微生物殺死，以防止致病菌殘留和微生物腐敗。此CCP點控制要求是殺菌后的果汁微生物指標:細菌總數(shù)T.P.C10個/mL，大腸菌群3個/100mL，酵母/霉菌10個/mL,致病菌不得檢出。在巴氏殺菌過程中要注意控制溫度和保持時間，一般把果汁迅速置于9798的高溫，保持30s左右，然后迅速冷卻到1520，進入灌裝工段。3.2.15無菌罐裝 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。采用進口的罐裝機進行灌裝，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。致謝在本文的撰寫過程中，袁老師淵博的知識、嚴謹求實的治學態(tài)度及敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，并將在我今后的人生道路上產生深遠的影響，衷心感謝袁超老師，他平易近人、和藹可親的生活作風讓我受益終生。在此設計完成之際，謹向袁老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！再一次感謝所有關心我、幫助我的人！參考文獻1邵長富,趙晉府.軟飲料工藝學M.北京:中