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第一章绪论1.1项目背景我国是世界第一大橙子和橙汁生产国，橙汁出口占世界贸易量一半以上，在国际橙汁贸易中具有举足轻重的地位。在世界贸易组织框架体系下，橙汁加工是我国少有的几个具有绝对优势地位的农业产业之一，是农业产业化的重点发展行业，橙汁的加工出口对于缓解国内果品卖难，消化残次果和促进果业的健康持续发展起到了十分积极的作用。近年来，我国橙汁加工行业高速增长，橙汁出口顺畅，有效推动了国内市场果价的回升，并起到了优化农村产业结构和提高农民收入的重要作用。1.2橙汁的营养价值橙子味甘、酸，性凉。具有生津止渴、开胃下气的功效。正常人饭后食橙子或饮橙汁，有解油腻、消积食、止渴、醒酒的作用。橙子营养极为丰富而全面，老幼皆宜。橙子中含量丰富的维生素C、P，能增加机体抵抗力，增加毛细血管的弹性，降低血中胆固醇。高血脂症、高血压、动脉硬化者常食橙子有益。橙子所含纤维素和果胶物质，可促进肠道蠕动，有利于清肠通便，排除体内有害物质。橙皮性味甘苦而温，止咳化痰功效胜过陈皮，是治疗感冒咳嗽、食欲不振、胸腹胀痛的良药。橙子几乎已经成为维生素C的代名词。1.3我国橙汁产业的发展现状与趋势橙汁在我国经过20年的发展历程，从无到有，从小到大，现在已成为受国外关注比较大的一个农产品加工行业。目前，我国橙子种植总面积近3000万亩，年产橙子达2200万吨，占世界总产量的近50%，是世界第一生产大国。由于我国特有的资源优势，果汁加工业近年来发展迅速，生产能力由20世纪80年代中期的不足千吨猛增至现在的40多万吨。产品出口近年来也大幅增加，2002年，我国出口浓缩果汁29.59万吨，占世界贸易总量的41%；2003年出口量可达到40万吨，占世界贸易总额的50%以上。过去主要是发达国家消费橙汁，现在发展中国家的消费量也在不断增加。橙汁主要出口国为中国、波兰、德国、意大利、阿根廷、智利、匈牙利等，主要进口国为德国、美国、日本、意大利、奥地利、澳大利亚等。最大的进口市场是美国、欧洲、日本。其中美国20万t左右，欧洲约20万t，日本在6-7万t，美国、日本、欧洲等一些国家随着生产成本不断提高，国内橙汁生产的规模不断缩小，只有依靠进口来满足市场需求。2004年中国橙汁的产量达到40万吨，到2005年，产能达到70万吨。国际市场上橙汁汁的价格也呈波动趋势，加入世贸组织后，价格呈逐年上升趋势，出口的的FOB价格：2004年为700(美元/t)、2005年为900(美元/t)[3]。现在由于橙汁产量难以满足生产的需求，价格还在一直上升，对国内橙汁行业十分有利。1.4设计目的及依据本设计将从橙汁生产工艺、物料衡算和热量衡算、设备选型、环境污染治理等几个方面入手，设计结构合理，生产规范，工艺先进的橙汁厂。1.5产品方案论证1.5.1依据年产量120000t橙汁。1.5.2要求首先确定季节性产品的生产季节和班次，然后考虑调节性产品。做到产品产2量、劳动力、班次、设备生产、水、电、气基本平衡，达到经济运行的目的。1.5.3项目论证我国是世界最大的水果、蔬菜生产国之一。2000年，全国水果产量过8000万吨，蔬菜4亿吨，其中，橙、梨、柑橘、香蕉、葡萄5大品种占76．81％。从“碳酸饮料—饮用水—茶饮料—果汁饮料”的发展过程中可以看出，一代比一代更符合健康的要求。碳酸饮料口感较好，但几乎不考虑健康功能；饮用水的健康功能更多的是控制、剔除有健康隐患的物质；茶饮料在饮用水的基础上又增加了茶的功能，开始具有绿色食品的特征；果汁饮料，尤其是纯果汁含有丰富的天然营养成分，几乎等同于水果的健康功效。随着人们保健意识的提高，果汁饮料将成为日常饮品。果蔬生产一般有旺季和淡季之分，由于果蔬产品含水率很高(一般为50％一95％)，旺季收获后若不及时处理，在微生物作用下极易腐烂变质。发达国家比较重视产后加工技术，产品损耗率一般控制在5％一20％之间；我国由于产地交通不便及加工技术的限制，产后损失相当严重，通常超过30％。在淡季，果蔬产品市场供应困难，需要解决“旺贮淡供”的要求，这就为果蔬汁深加工的进一步发展提供了可能。世界果蔬汁饮料销售量历年成倍增长，成为世界各类软饮料中增长最快的品种。多年来世界果蔬汁贸易都以橙汁为主，其次是橙汁、菠萝汁、葡萄汁、柠檬汁、西番莲汁。根据《我国食品工业“九五”计划和2010年远景目标》分析，全国果蔬汁饮料总产量2010年将达到1600万吨，是仅次于碳酸饮料的饮料大类，也是我国食品工业中发展最快的行业之一。我国浓缩汁为橙为主，目前我国果汁加工形成的大品种有橙、芒果、山植等，而国际市场上占主导地位的橙汁、菠萝汁产量却很小。因此建立年产120000吨天然橙汁生产基地前景广阔。第二章厂区平面设计2.1平面设计原则1.按工厂规模及类别结合周围环境，布置上力求紧凑，节约用地；2.建筑物布置需符合工艺流程要求，生产线路短，合理组织人流和物流；3.各建筑物、构筑物应按各自性质，合理的在常年主导风向上进行布置；4.综合考虑全厂布置，要求合理、经济、高效、环保。2.2厂址选择项目的厂址选择不仅关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济结构、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题，还直接或间接地决定着项目投产后的生产经营和经济效益。厂址选择的原则：1.符合国家方针政策、行业布局、地方规划等；2.要有充足可靠的水源，水质应符合国家《生活引用水卫生标准》；3.要有良好的卫生环境，厂区周围不得有有害气体、粉尘和其他扩散性污染源，不受其他烟尘及污染源影响（包括传染病源区、污染严重的河流下游）。4.要有良好的工程地质、地形和水文条件，地下避免流沙、断层、溶洞；要高于最高洪水位；地势宜平坦或略带倾斜，排水要畅。5.要有方便的交通运输条件。6.注意节约投资及各种费用，提高项目综合效益。3温州市柑橘、脐橙类产品产地集中，区域种植规模大，并形成特色产区，为发展大规模集中加工贮运提供了条件。而且交通方便，便于原料的引入和产品的输出。2.3建筑物布置原则建筑物布置应严格符合食品卫生要求和现行国家规程、规范规定，尤其遵守《出口食品生产企业卫生要求》、《食品生产加工企业必备条件》和《建筑设计防火规范》中的有关条文。各有关建筑物相互衔接，并符合运输线路及管线短捷、节约能源等原则。生产区的相关车间及仓库组成联合厂房。2.3.1生产车间、检验室及中心实验室的布置1.布置在厂区全年最小频率风向的下风侧；2.生产区与厂外公路不应小于30m；3.生产区有一定的绿化带，保持良好的卫生环境。2.3.2公共设施布置1.锅炉在满足工艺条件的前提下，宜靠近用气负荷中心，并应布置在厂区全年最小频率风向上风侧；要有足够堆煤、堆渣的的场地。应设置运输煤渣的单独出入口。燃油锅炉要考虑油罐位置；2.变配电所应靠近制冷站等主要用电负荷中心，满足变压器进出方便及安装、维修要求；3.制冷站应靠近冷库或与冷库结合位置；4.压缩空气站应布置在生产车间全年最小频率风向的下风侧；5.泵房给水系统应布置在较洁净的地方；6.污水处理站应在生产车间至少30m以外，并在生产车间全年最小频率风向的上风侧，其周围应布置较多绿化带。2.3.3库区布置1.仓库应结合生产工艺要求和相关生产车间结合布置，有利于节约能源和土地；2.废弃物场地的设置应远离生产区，并设置专门的入口和清洗消毒设施。2.4道路与绿化2.4.1道路厂区出入口的设置结合了天水城市道路规划、人流、物流方向和全厂运输量。表2-1厂区道路指标指标名称汽车道电瓶车道路面宽度(m)单车道3.0-4.06.0-6.52.03.5双车道车间引导宽度3.0-4.02.0-3.5路肩宽度1.0-1.5平曲线最小半径15.06.0单车带一辆拖车9.012.05.07.0最大纵坡(%)83-4最小纵坡(%)0.4车间引导最小半径8.04.04纵向坡度最小长度50502.4.2绿化绿化对改善厂区的卫生环境和生产、生活环境是必不可少的。但特别注意的是，厂内绝对严禁种植飞絮植物，对于落叶植物的选用也会慎重。第三章产品工艺流程设计3.1产品工艺选择及流程3.1.1产品方案及班产量的确定3.1.1.1依据根据设计要求，拟建厂为年产120000吨天然橙汁的产量，主要原料为温州蜜柚，生产期分为旺，淡两季，每天生产班次为：淡季二班，旺季三班，夏季7,8,9月是生产旺季，工作日为90天；1，3,4,5，10,11,12为淡季，工作日为195天；余下80天为节假日和设备检修日。预期设定的新建的天然橙汁工厂生产能力：年产量Q=120000t全年生产天数：T=t(旺)+t(淡)=90+195=285d班产量q(班)=Q/k(3t(旺)+2t(淡))=120000/0.75(3×90+2×195)=242.42t/班3.1.1.2要求考虑产品的季节性，使产品的产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，实现经济运行，合理生产。3.1.1.3产品方案主产品方案表产品名称年产量∕t班产量∕t一月三月四月五月七月八月九月十月十一月十二月天然橙汁120000242.423.2工艺流程及论证3.2.1工艺流程→→→→→→→→→原料验收清洗分级压榨过滤调整混合脱气去油高温杀菌灌装冷却成品53.2.2生产工艺论证3.2.2.1原料的采集橙子主要从温州当地收集，在橙子产地建立采购站以保证及时采购原料果。原料选富有橙子风味，糖分较高，酸味和涩味适当、香味浓、果汁丰富的橙子。要求果实健全完好。加工时须除去腐败果和生霉果。果实以成熟为宜，未熟果有生果味，果汁偏酸涩而少甜味，浓度也低。过熟果缺少风味果汁品质低劣、压榨、澄清和过滤比较困难，出汁率低。3.2.2.2原料的验收每年6、7月份质检部到橙子种植区调查橙成熟情况及农药使用情况，保证采购区域周围没有化学污染及该区域未使用国家禁止的农药。生产期间，橙子验收按以下要求进行：1.必须是合格供应商提供的原料；2.农残检验报告；3.腐烂率超标(6％)的不收；4.质检员当场验收。3.2.2.3原料预处理1.初步清洗橙子在采收后表面常附有灰尘，碎叶等杂物，必须进行初步清洗，初步清洗有两个过程，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，清洗环节必须符合国家软饮料原辅材料的要求（GB10791-89）。2.拣选在拣选台人工对橙子进行拣选，把一些腐败的橙子或腐烂部分去除掉，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橙汁。3.清洗在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行橙子的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗。为了达到清洗农药的效果，在清洗水中加入0.5-1％盐酸进行清洗，最后再用清水冲洗干净。3.2.2.4破碎榨汁前先行破碎可以提高出汁率，但破碎粒度要适中，要利于压榨过程中果酱内部产生排汁通道。否则，破碎过度，易造成压榨时外层果汁很快榨出，形成一层厚皮，使内层果汁流出困难，反而造成出汁率下降，榨汁时间延长，混浊物含量增大，使下一步澄清工作负荷增大。破碎粒度一般控制到1.5-3cm[8]。3.2.2.5榨汁预处理原料果经破碎成果浆，果品组织被破坏，各种酶从破碎的组织细胞中溢出，活性大大增强，同时表面积急剧扩大并大量吸收氧，致使果浆产生各种氧化反应。此外，果浆又为来自于原料、空气，设备的微生物生长繁殖提供了良好的营养条件，极易使其腐败变质。因此，必须对果浆及时采取措施，钝化橙子自身所含有的酶，抑制微生物繁殖，保证果汁的质量，同时提高果汁的出汁率。采用酶处理，将果浆迅速加热到40-45℃，在搅拌器中搅拌15-20min，通风，添加0.02-0.03％高活性酶制剂，在45℃处理1h并间歇缓慢搅拌[9]。3.2.2.6压榨整个预先分级的柑橘被送入榨汁机处理。水果进入喂料斗，被喂料系统一次一个接收。两个相反的循环链由水果加工杯组成，这些杯子就是联接喂料系统并6从喂料系统中接受整个水果的。杯子先被分半刀片分成两部分。再将分半的水果送入取汁工作区，从半个水果中取汁的原理就像家用手工榨汁机。取完汁的果皮被从杯中排出，再接收新的水果进行新一轮的循环。在压榨过程中果浆分布尽可能的均匀，果