年产1万吨柑橘汁(混浊型)饮料生产线设计

课程设计说明书年产1万吨柑橘汁（混浊型）饮料生产线设计学院：轻工与食品工程学院专业：食品科学与工程班级：学号：姓名：指导老师：橘子汁（混浊型）生产线设计第一章前言柑橘主要分布在热带和亚热带地区,我国分布范围较广,主要分布在湖南、四川、广东、广西、福建、浙江、江西以及台湾等。中国柑橘产量仅次于苹果，为我国第二大水果。据统计，中国柑橘栽培面积144万hm2，占世界的20%居世界首位。但中国柑橘单产仅为世界水平的一半，因此我国柑橘生产潜力巨大，柑橘深加工同样具有巨大的发展潜力。柑橘经榨汁后，其果汁含有水分、糖类、酸类以及含量很少的芳香物质、香精油、维生素、酶类、氨基酸、脂类和柠檬苦素等。柑橘汁风味独特，具有适口的甜、酸、微苦的综合性风味，气味芳香，色泽柔和，深受广大消费者喜爱。经过大学四年的专业学习，我对食品生产过程的工艺要求、质量控制等等有了一定的了解。在查阅了柑橘加工的相关文献后，我对柑橘饮料的加工有了进一步的了解，从配方的设计、工艺流程设计到设备选型等都进行了学习。我利用所学的专业知识着手设计了以下年产1万吨的柑橘饮料生产线，由于知识水平有限难免有不足之处，也渴望在以后的学习和实践中不断提高自己。第二章工艺流程论证一、柑橘汁饮料生产工艺流程本设计以柑橘为原料进行生产，保持3%-5%的果肉含量，是果汁具有良好的色泽、浊度和风味。其工艺如下：加氯处理后的水水过滤消毒洗瓶空瓶柑橘原料选择清洗榨汁过滤均质灌装、密封冷却脱油、脱气调配杀菌检验包装成品过滤溶解糖、香精、柠檬酸等二、工艺流程说明1、原料选择原料的选择是果汁生产的重要环节，原料的好坏直接影响到最终产品的质量。原料进厂后对原料进行挑选，弃除病虫害、机械损伤、未成熟果、过熟果等不符合加工要求的果实。柑橘对原料的质量要求如下：（1）、原料应具有良好的风味和芳香、色泽稳定、酸度适中、出汁率高，在贮藏和加工过程中仍能原有的风味。（2）原料新鲜，无烂果、无农药残留。2、原料清洗原料表面会附着尘土、泥沙、残留农药、微生物等，在加工前应进行清洗，原料经过流水输送至清洗设备中，在含有0.1%高锰酸钾溶液的水中浸泡几分钟，用浮洗机清洗，利用水力输送方式输送原果，清洗彻底，洁净且不伤物料。在输送流槽水的冲力作用下，物料随水流到达下道工序，带喷淋清洗装置，使砂石沉淀到底层排走。喷淋的水用含氯10-30mg/kg的清洗水喷淋后经清洁水冲洗。再弃除上个程序挑选过程中漏的的不合格果实，经输送带送往榨汁机榨汁3、榨汁柑橘榨汁过程中通常会变味，这是由于白衣层、囊衣、种子的破碎，苦味成分、果香精油等混入引起的。通常不采用破碎的压榨方法，而采用逐个榨汁的方法，这样就可以避免上述物质大量的混入果汁中。可采用螺旋式榨汁机榨汁，加料后，物料就在螺旋推动力作用下沿轴向出料口移动，由于螺距渐小，螺旋内径增大，对物料产生预压力，从而使汁液流出。果汁出汁率受果实的质地、品种成熟度、榨汁方法等因素的影响，通常出汁率为40%-50%。不同品种的柑橘采用的压榨方法也不同。几种柑橘出汁率柑橘品种榨汁方法出汁率%（对原料汁）湖南黄皮柑螺旋榨汁法42四川红柑螺旋榨汁法50湖南广柑螺旋榨汁法47四川广柑螺旋榨汁法/切半榨汁法46温州蜜柑螺旋榨汁法58雪柑打浆机榨汁法524、过滤榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、较大块的果肉等，这些物质不仅影响果汁的外观和风味，还有使果汁很快发生变质。混浊型柑橘汁在保存色粒以获得色泽、风味和香味特性的前提下，除去分散在果汁中的粗大颗粒或悬浮粒。粗率可除去这些杂质。一般的榨汁机均附有果汁粗滤设备（滤孔为0.5mm左右），无需另设粗滤机。可根据实际情况将粗滤后的果汁送往硅藻土过滤机（孔径为0.3mm），果汁的质地可由压力和筛孔大小控制，一般使果肉浆含量为3%-5%。5、均质均质是混浊橘子汁制造的特殊工序，通过均质设备，使果汁中所含的悬浮颗粒被破碎，使果胶和果肉均匀的分布在果汁中，防止沉淀、产生合适的口感。采用14.1-24.52Mpa压力的高压均质机。6、脱油与脱气此时果汁中还含有过量的香精油，需经过脱油机进行脱油。过去是先把果实放在85-90℃热水中浸泡1-2min，使果实软化后榨汁。现在生产上采用类似小型真空浓缩蒸发器进行脱油，果汁喷入真空度为90-93KPa的蒸发器中，并加热到51℃，香精油被蒸发，随蒸汽而被冷凝，3%-6%的水分也会被蒸发掉。冷凝液通过离心机分离出香精油，留在下层的水回到果汁中。香精油含量一般保持在0.015%-0.025%,可使柑橘汁具有良好的香气和风味。脱油过程中已经排除了空气，因此无需额外脱气。7、调配柑橘汁加工过程中原有的香气、色泽、糖酸都会发生变化，要实现产品的标准化，使不同批次的产品风味都保持一致性，需要通过添加香精、糖、酸来弥补。大多数产品的糖酸比为13.0-17.0：1。（1）、糖度的测定和调整方法X=X—需补加浓糖液质量（kg）D—浓糖液的浓度（%）W—调整前原果汁质量（kg）C—调整前原果汁含糖度（%）B—要求果汁调整后含糖度（%）(2)、含酸量的测定和调整方法m2=z—要求调整酸度（%）m1—果汁质量（kg）m2—需补加的柠檬酸液质量（kg）x—调整前原果汁含量（%）y—柠檬酸液浓度（%）8、杀菌柑橘汁的杀菌影响产品的保藏性和质量，柑橘汁的PH值很低，一般以酵母、霉菌和无芽孢杆菌为杀菌对象。另外由于果汁本身存在果胶酶，在生产的过程中也要是其钝化，以免影响果汁的质地。生产中广泛采用高温短时杀菌（管式热交换器，95℃，15-20s）,而对于PH＞3.7的柑橘汁，通常采用超高温杀菌（120-130℃，3.6s）。9、灌装、密封果汁饮料的罐装，除纸制包装容器需要冷灌装外（通过热交换器冷却到5℃左右在灌装），几乎都采用热灌装。柑橘汁经过热杀菌后，不进行冷却趁热罐装，一般采用装汁机热装罐（中心温度控制在70℃以上，若采用真空罐装，温度可低些），顶隙一般为0.8cm左右。罐装前包装容器需经过清洗消毒。装罐后立即密封。生产中常采用洗瓶、灌装、密封的流水线进行生产。10、冷却向密封后的瓶子喷射冷水，冷却至38℃左右，采用逐级降温的方式，先用50℃左右的水喷淋数分钟，再用冷水喷淋，以免热的瓶子炸裂。水冷却后果汁容积缩小，包装容器内可形成一定的真空度，有利于柑橘汁的贮藏。11、检验饮料热灌装封口后，经灯检检验各瓶情况，发现有异形瓶、瓶子渗漏、旋盖不严、瓶内有肉眼可见杂质、液位不足、内容物色泽变异等情况应及时剔除。保证出产果汁饮料的质量。13、贴标、包装、成品采用RCGF12-12-6清洗、灌装、封口流水线进行生产，商标要加盖生产日期，班次批号。贴标要求端正，瓶身干净、无粘物，瓶盖无锈。装箱打包，放入合格证，入库贮存。第三章、配方及物料计算．1、配方项目百分量/%用量/Kg项目百分量/%用量/Kg鲜柑橘汁20200山梨酸钾0.050.5糖精钠0.020.2苯甲酸钠0.00020.002柠檬酸0.161.6桔色粉0.0020.02白砂糖6.060阿拉伯树胶0.050.5优质橘子香精0.11000ml安息香酸钠0.030.3加纯水至1000L2、物料计算依据:柑橘每年加工季节可达6-9个月,每年实际生产按照8个月计算，总生产日期为250天。每天按照24h，3班生产计算，每班工作时间为8小时。因此年产10000t柑橘汁的班（日、年）产量如下：日产汁量为:10000t/250=40000kg/d班产汁量为:40000kg/3=13333kg/班每小时产量为13333kg/8h=1667kg/h3、各生产工序的损失，见下表项目损失/%项目损失/%原料验收2.0脱油、脱气2清洗、选择0.5调配0.3榨汁55灌装0.2过滤3.0检验0.2均质0.34、物料衡算：按班产量计(1).在检验过程中损失0.2%,检验前共有柑橘汁13333/(1-0.2%)=13359.72kg，(2).在灌装时损失0.2%，则灌装前共有柑橘汁13359.72/(1-0.2%)=13386.49kg(3).调配时损失0.3%，则调配未损失前共有柑橘汁13386.49/(1-0.3%)=13426.77kg(4).加入15%原柑橘汁：13426.77×15%=2014.02kg加入糖精钠0.02%：13426.77×0.05%=2.69kg加入柠檬酸0.16%：13426.77×0.16%=21.48kg加入白砂糖6%：13426.77×6%=805.6kg加入山梨酸钾0.05%：13426.77×0.05%=6.71kg加入苯甲酸钠0.03%13426.77×0.0002%=0.027kg加入桔色粉0.002%13426.77×0.002%=0.27kg加入阿拉伯树胶0.05%13426.77×0.05%=6.71kg加入橘子香精0.1%13426.77×0.1%=13.43kg加入安息香酸钠0.03%13426.77×0.03%=4.03kg5、纯净水的用量：13426.77-2014.02-2.69-21.48-805.6-6.71-0.027-0.27-6.71-13.43-4.03=10551.80kg6、原辅料用量汇总如下表：名称用量/（Kg）名称用量/（Kg）原柑橘汁2014.02苯甲酸钠0.027糖精钠2.69桔色粉0.27柠檬酸21.48阿拉伯树胶6.71白砂糖805.6橘子香精13.43山梨酸钾6.71安息香酸钠4.037、柑橘原料生产用量计算项目损失/%项目损失/%1原料验收2.06脱油、脱气22清洗、选择0.57调配0.33榨汁558灌装0.24过滤3.09检验0.25均质0.3(1).进行脱油、脱气时损失2%，则脱油、脱气前共有柑橘汁2014.02/(1-1%)=2034.36kg(2).均质时损失0.3%，则在均质前共有柑橘汁2034.36/(1-0.3%)=2040.49kg(3).过滤时损失3%，则过滤前共有柑橘汁2040.49/(1-3%)=2103.59kg(4).榨汁损失55%，则在榨汁前柑橘汁重量为：2103.59/(1-55%)=4674.66kg(5).原料清洗、选择损失为0.5%，则选择、清洗前柑橘重量为：4674.66/(1-0.5%)=4698.15kg（6）原料验收损失为2%，则验收前柑橘重量为：4698.15/(1-2%)=4794.03kg8、计算灌装用瓶及装箱用箱量(1).由上检验前柑橘汁量为13359.72kg(设柑橘汁每瓶550g)则空聚酯瓶瓶消耗量为：13359.72×1000/550=24290瓶。检验损失0.2%则合格瓶数为：24290×(1-0.2%)=24241瓶(2).瓦楞纸箱消耗量为：24241／16＝1515个9、计算日出厂（三班）柑橘汁饮料的瓶数及箱数：(1).出厂瓶数为24241×3=72723（瓶/日）(2).出厂箱数为1515×3=4545（箱/日）柑橘汁饮料生产物料计算表项目每班实际产（kg）每天实际产量(kg)每年实际产量(t)柑橘消耗量4794.0314382.093595.5糖精钠2.698.072.02柠檬酸21.8465.5216.38白砂糖805.62416.8604.2山梨酸钾6.7120.135.03苯甲酸钠0.0270.0810.02桔色粉0.270.810.2阿拉伯树胶6.7120.135.03橘子香精13.4340.2910.07安息香酸钠4.0312.093.02空聚酯瓶24290瓶7287018217.5瓦楞纸箱个数1515个45451136.25第四章、设备选型表序号名称台数外形尺寸mm生产能力t/h功率KW价格重量Kg厂家1GXJ-3滚杠选果机13000×700×9001-30.55江苏科威机械有限公司2JD-fx-5浮洗机13000×700×140051.5上海嘉迪机械有限公司3WTJ型链板式提升机1300×120010Kg/m0.55江苏科威机械有限公司4LZ型螺旋式榨汁机11560×450×13400.3-1.54江苏科威机械有限公司5ZLJ-90-130硅藻土过滤机11420×1200×15