1万吨柑橘汁(混浊型)饮料生产线设计.doc

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 脱油、脱气 均质过滤 榨汁清洗选择柑橘原料 成品包装检验冷却灌装、密封杀菌调配 过滤 水过滤空瓶洗瓶消毒溶解糖、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PH3.7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： 13426.7715%=2014.02kg加入糖精钠0.02%： 13426.770.05%=2.69kg加入柠檬酸0.16%： 13426.770.16%=21.48kg加入白砂糖6%： 13426.776%=805.6kg加入山梨酸钾0.05%： 13426.770.05%=6.71kg加入苯甲酸钠0.03% 13426.770.0002%=0.027kg加入桔色粉0.002% 13426.770.002%=0.27kg加入阿拉伯树胶0.05% 13426.770.05%=6.71kg加入橘子香精0.1% 13426.770.1%=13.43kg 加入安息香酸钠0.03% 13426.770.03%=4.03kg 5、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：13359.721000/550=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：2424116 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242413=72723（瓶/日）(2).出厂箱数为15153=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130007009001-30.55江苏科威机械有限公司2JD-fx-5浮洗机13000700140051.5上海嘉迪机械有限公司3WTJ型链板式提升机1300120010Kg/m0.55江苏科威机械有限公司4LZ型螺旋式榨汁机1156045013400.3-1.54江苏科威机械有限公司5ZLJ-90-130硅藻土过滤机1142012001530150-500m3/h1.5江苏科威机械有限公司6HOMG-Q1000-P100高压均质机11490130015001000L/h37上海融合机械设备有限公司7SJN1-1000单效外循环蒸发器11000L/h1800江苏科威机械有限公司8SGZ1000=NA三足式离心机12200172023003200辽阳天圣达制药机械有限公司9JD-SJ-1管式杀菌器180008001000114.1上海嘉迪机械有限公司10WTPG-1调配罐11000100018001000L/h1.54000250杭州天圣机械设备有限11RCGF12-12-6清洗、灌装封口流水线14000瓶/h5.5张家港市美新机械有限公司12RBX贴标装箱机12000 x 950x 20004000瓶/h0.18上海沛丰电子有限公司13LQ3A-20系列不锈钢转子泵62100-5400L/h3上海上诚泵阀制造有限公司第五章 方案特点说明 本产品设计主要是设计年产量1万吨的柑橘汁饮料生产，主要加工流程有柑橘原料选择、洗果、榨汁、过滤、均质、脱油脱气、调配、杀菌、包装等。在工艺设计的过程中查找了大量最新的文献，本工艺较以前工艺先进的部分是脱油脱气工序，以前工艺的脱油主要在榨汁之前处理，本工艺