年产3000吨浓缩梨汁工厂设计

年产3000吨浓缩梨汁工厂设计摘要随着人们生活水平的提高，在解决了温饱等其他问题之后人们更加关注的是如何健康饮食，如何更加幸福快乐地生活。果汁里面含有很多于人体有益的营养物质，最值得一提的是其中的维生素、矿物质、膳食纤维和其他功能性成分，这对人类素质的普遍提高大有裨益。我国朝鲜族自治州特产苹果梨产量丰富，特别是龙井地区是亚洲最大的苹果梨基地，多年以来如何更加充分的利用地区特产发展和繁荣地区经济成为困扰地区政府和人民的重大难题。本设计拟建立一家年产35000吨浓缩雪梨汁的工厂，拓宽雪梨的商业价值，带动富裕劳动力就业问题的解决和繁荣地区经济。主要包括了工艺设计，生产设计及选型，热电衡算，人员定额，生产车间布置，厂区平面设计及经济成本计算等。关键词：浓缩雪梨汁；生产流水线；工厂设计第1章绪论1.1概述浓缩果汁是在水果榨成原汁后再采用低温真空浓缩的方法，蒸发掉一部分水份做成的，在配制100%果汁时须在浓缩果汁原料中还原进去果汁在浓缩过程中失去的天然水份等量的水，制成具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。浓缩果汁营养含量丰富，含有膳食纤维、维生素、矿物质、有机酸和其他一些功能性物质。特别是水果纤维素是植物细胞壁的主要构成成份，它不是一种营养素，但在人体摄入后，它即吸水膨胀，吸附食物中的有害成份，刺激肠胃蠕动，帮助消化，加快体内排泄，缩短有害物质在体内留置的时间，最终达到预防肠胃疾病的目的，对于预防消化道癌症有积极的意义。纤维素又被营养学家称为继蛋白质、碳水化合物、脂肪、无机盐、维生素和微量元素六大营养素之后的第七营养素。近几十年来，果汁及其饮料制品日益受到消费者的青睐，有着十分广阔的市场前景。延边地区盛产苹果梨，特别是龙井地区有“亚洲最大苹果梨基地”之美誉，经过加工制成苹果梨汁是一个相对有前景的项目。1.2设计依据1.年产3000吨浓缩梨汁生产线为设计的主要依据。2.设计参阅了《食品工厂设计》《园艺产品贮藏与加工学》《果汁和蔬菜汁加工工艺学》，充分利用了河南工业大学图书馆资料和网络资料进行设计。1.3设计范围设计以浓缩果汁厂的设计为主题，主要是浓缩雪梨果汁生产车间的设计，一是一般部分，一是专题部分。1.3.1一般部分包括全厂平面布置，公共系统的计算，经济技术核算及劳动力，组织，厂地选择更安全卫生和防水，初步设计有关建筑，水电气衡算，经济衡算，车间人员安排，以及有关车间平面的布置和建筑的主要要求。1.3.2重点部分包括生产方案的选择和主产品的确定，工艺流程的论证，产品的物料衡算，设备选型和自制设备。1.3.3图纸共4张图纸，分别为：厂区平面布置图、车间平面布置图、设备生产线流程图、工艺流程方框图。1.4设计指导思想及特点1.4.1指导思想1.重视经济效果，少花钱多办事，坚持做到技术上先进，经济上合理。2.结合我国国情，采用国外的先进科学技术，实现生产连续化，自动化。3.生产工艺合理，投资少，见效快。1.4.2设计特点1.车间布置符合流水线生产的原则。所选的设备均有余量，为将来扩大再生产做准备。2.工人具有良好的操作条件，保护环境，经济效益好，减轻了劳动强度。3.生产周期短，见效快。1.4.3生产思想1.重视经济效果，少花钱多办事，坚持做到技术上先进，经济上合理。2.结合我国国情，采用国外的先进科学技术，实现生产连续化，自动化。3.生产工艺合理，投资少，见效快。1.5厂址选择1.5.1厂址选择原则指照国家设计政策，生产条件和经济效果等方面考虑，现选择厂地。食品工厂倾向于设在原料产地的大中城市，适于原料供应，产品销售，减少运输费用。厂地附近有良好的环境，无有害气体，放射性粉尘和扩散性的污染源，不在受污染源，受污染河下游，和散发污染气体源的下风向，不在传染病医院附近。厂址附近水源充足，水质良好，运输条件方便，接近电压，电网，燃料供应方便，排水便利。厂址选在人口集中区，减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。1.5.2厂址选择报告延吉市位于吉林省东部，延边朝鲜族自治州中部，长白山山脚下，全市土地面积1748.3平方公里。延吉市是延边朝鲜族自治州首府所在地，现下辖河南街道、建工街道、进学街道、北山街道、新兴街道、公园街道等6个街道61个社区和小营镇、依兰镇、三道湾镇、朝阳川镇等4镇54个行政村。延吉地处苹果梨盛产地，原料供应方便，近些年来交通也日趋便利，而且延边州是中国在东北亚的门户，与俄、日、韩等过联系紧密，有利于产品将来的估计贸易，加之，苹果梨是延边地区喜闻乐见的水果，延吉消费水平高，对苹果梨产品容易接受。经过综合分析之后，将厂区定在延吉市经济开发区。厂区附近无化工及其它能产生有害气体、放射性粉尘的工矿企业，没有污染源，对保证产品质量有利。有良好的地理条件，建立完善的三废处理系统，厂区的自然排水坡度定在0.006左右。第2章生产工艺设计2.1生产方案的制定一年内2，6，7，8，9，10为旺季，每天生产班次为3次。,3，4，5为中季，每天生产班次为2次。11，12月为淡季，每天一班。1月停产进行休整和设备检修。每月工作日为25天，则旺季工作日25×6=150天，中季工作日25×3=75天.淡季工作日25*2=50天即全年生产按275天计算。每班实际工作7小时。下图生产方案表；浓缩雪梨清汁生产方案表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班产量年产量停产维修2.2班产量方案的安排通过酶解、超滤和脱色得到的澄清果汁经蒸发浓缩，一般浓缩到原来质量的1/5～1/7,糖度在70%～75%。在设计中浓缩前果汁的糖度为11.8%，浓缩后果汁的糖度为71%，通过浓缩前后果汁中糖总量不变来进行物料衡算。去设备的不均衡系数K为0.75班产量=年产量/全年总班个数（2-1）=3000÷(150×3+75×2+50)/0.75=6.1539t每小时产量=班产量/每班工作小时数（3-2）=4.6154/7=0.8791t（初步估算值）每小时生产产品中糖含量=每小时果汁产量×浓缩后果汁的糖度（3-3）=0.6593×0.71=0.8791t设原料雪梨的每小时处理量为M，则M(1-0.5%)(1-2.0%)(1-0.2%)(1-25.20%)(1-0.4%)(1-4%)(1-0.3%)（1-0.2%）(1-0.2%)×11.8%=0.8791t解得M=7.8710t工艺损耗率工艺损耗率清洗，输送0.5%超滤4%检果2.0%脱色0.3%破碎0.2%真空浓缩0.2%压榨25.20%巴氏杀菌无损耗酶解，澄清0.4%灌装0.2%一次压榨出汁率64.32%采用两台榨汁机串联出汁率有所提高出汁率74.80%，在全部的工艺过程中，损耗率为32.80%,原料利用率67.20%(1)雪梨原料处理量为7.8710t/h(2)输送清洗去损耗率0.5%，则输送清洗之后的产量为7.8316t/h(3)检果的损耗率为2.0%,则之后的产量为7.6749t/h(4)破碎的损耗为0.2%，破碎后处理量为7.6596t/h(5）一次压榨出汁率64.32%采用两台榨汁机串联出汁率有所提高出汁率74.80%，损耗率25.20%，则压榨之后的产量是5.7293/h(6)酶解澄清损耗0.4%，酶解澄清后的产量是5.7064t/h(7)超滤的损耗率4%，超滤后的产量是5.4783t/h(8)脱色的损耗率0.3%，脱色后的产量是5.4617t/h(9)真空浓缩的损耗率0.2%。则浓缩后的产量是5.4508t/h，六倍浓缩之后的产量是0.9085t/h(10)第一次巴氏杀菌和第二次巴氏杀菌在加热过程中，产品没有发生质量损失，视为无损耗(11)灌装的损耗率为0.2%，灌装后的产量是0.9067t/h2.2工艺流程[1]2.3工艺流程解说2.3.1收果与运输(1)苹果梨主要从当地收集，应为新鲜的苹果梨，以免水分蒸发太多、影响原料挑选清洗破碎压榨粗虑第1次巴氏杀菌冷却酶解澄清超滤脱色浓缩混合第2次巴氏杀菌包装材料验收无菌灌装冷藏成品原料利用率。(2)运输不当往往会造成很大的损失，因此苹果梨的运输也是一个很重要的环节。运输时必须注意保持原料完整性，防止震荡、细菌侵入等造成原料浪费。尽量缩短中途停留时间，提高运输效率，以免苹果梨变质。2.3.2苹果梨的预处理步骤：(初验合格的苹果梨梨)→称重计量→暂存→初洗苹果梨在采收后表面常附有灰尘，碎叶等杂物，必须进行初步清洗，初步清洗有2个过程，水流输送清洗和提升机喷淋清洗。在清洗时把粘附在原料上的泥土、杂质、粉尘、沙粒等洗掉，去除残留的农药和部分微生物，清洗环节必须符合食品卫生要求。果槽及周边环境卫生由装卸工负责，每天必须冲冼，并保持全天干净卫生。2.3.3拣选在拣选台上对苹果梨进行拣选，主要拣出霉烂变质果，按照拣选要求规定削去腐烂点，把一些腐败的苹果梨或腐烂部分去除掉（腐烂率≤2%），一些杂质通过拣选台被拣出，以免下一步进行破碎时这些杂物进入苹果梨汁，在拣选后随机抽查一定量的苹果梨(≥1kg)，然后称重并计算。2.3.4清洗在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行苹果梨的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗。2.3.5破碎通过破碎机将清洗干净的苹果梨用破碎机破碎为4-6mm的果浆，以备后面进行压榨。在破碎的过程中要控制力度，否则在泵送过程中会受到影响，影响泵送的效率。在每年新收苹果梨时，由于苹果梨成熟度不够，一般控制在lcm-2cm之间，可以提高出汁率。到后期由于苹果梨成熟度增加，压榨时如果颗粒过小，会在表面形成一层胶膜，阻止汁液的渗出，降低出汁率，这时一般控制在2cm-3cm之间。2.3.6压榨压榨所采用的是带式压榨机。在压榨过程中果浆分布尽可能的均匀，果浆厚度控制在3cm-6cm之间，榨带张力的调节，根据果浆的性质加以调节，以出汁率作为衡量标准。如果需要，可以在一次压榨后的果渣加等量水浸渍后再进行二次压榨，可提高果汁出汁率，但在后期由于成熟度较高，增加的出汁率已无经济性可言，就取消这一步操作[1]。一榨：压榨时间：50-60min；出汁率：80-85%；二榨：加水量：果渣∶水＝1∶1；设定出汁率：＞50%；压榨时间：30-40min。2.3.7第1次巴氏杀菌通过破碎压榨后，果汁一直暴露在空气中，由于多酚氧化酶产生的褐变将提高成品的色值，降低品质。此外还会受到一定的细菌污染，因此要进行第一步巴氏杀菌。杀菌的主要目的有三个：(1)灭酶(2)杀菌(3)淀粉糊化。若杀菌不彻底，可造成致病菌残留、微生物腐败。在97±2℃的巴氏灭菌装置中维持30秒杀灭细菌、使苹果梨中固有的酶失活，使苹果梨中含有的淀粉糊化，之后果汁经管道进入冷却板片迅速降温至49-52℃，,由管道送至酶解澄清罐，以方便下一步进行酶解。2.3.8酶解加入淀粉酶、果胶酶进行酶降解，在其作用下，果汁中的果胶和淀粉被分解成可溶性的小分子物质。要求：酶制剂存放温度在0-5℃；酶反应温度49-52℃；从酶解罐进料开始到出料结束，酶解时间90min。经检测均为显阴性时，再根据终产品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清剂。经过酶降解和澄清后的果汁直接进入超滤循环罐，以备精过滤。2.3.9超滤超滤开机时要求浊度为O.1-0.6NTU时，方可向下一工序送料。每半个小时要对渗透液做有无杂质感官检测。在超滤渗透液流量不能满足生产需要时，应按规定程序清洗，清洗前须加水稀释循环罐果汁，过滤至糖度低于2.0oBX时，超滤方可排空。超滤膜一般选用聚砜膜，截留分子量一般为30000dalton。2.3.10树脂脱色脱色的需要根据产品的色值来决定。超滤后清汁由清汁罐泵入树脂柱，经过树脂的吸附作用进行脱色处理，除去果汁中的单宁、酚类物质。一般选用大孔吸附树脂HPD200L用于浓缩苹果梨汁的生产。大孔吸附树脂能使果汁保持原有新鲜的滋味和香气。脱色树脂要求：吸附终点清汁指标：色值＞65%；脱酸树脂吸附要求：吸附终点清汁指标：酸度：＜0.04%；颜色：水白色。2.3.11浓缩本设计5效管式蒸发器进行浓缩。实践表明，采用5效管式蒸发器拥有较好的经济性。清汁进入蒸发器进行蒸发浓缩，一般浓缩到原体积的l/6左右，可以控制最终糖度在70±1B