课程设计（论文）-3kta梨果酱车间工艺设计.doc

内蒙古工业大学课程设计说明书引言梨是一种非常受欢迎的休闲食品。它具有很高的营养价值，富含人体所需的多种维生素和氨基酸。梨果酱中的葡萄糖、果糖、有机酸和各种人体必需的矿物质也丰富了其营养价值。果酱是把水果、糖及酸度调节剂混合后，用超过100温度熬制而成的凝胶物质，也叫果子酱。制作果酱是长时间保存水果的一种方法。主要用来涂抹于面包或吐司上食用。制作时同一时间通常只使用一种果实。因果酱保存期较长，可以满足人们食用反季节水果的需要，而且因果酱的味道鲜美成为人休闲佐餐的常备食品。果酱的品种有很多，但是梨果酱在市场上生产却很少，但营业养价值较高，因此市场潜在的需求很大。因此确定梨果酱的生产工艺与生产的配方有助于梨果酱的生产，而能在达到一定的占有率。第一章 设计总论1.1 设计任务3kt/a梨果酱车间工艺设计1.2 设计依据食品卫生法、劳动法sb/t 10196-9食品工艺课程设计指导书食品工厂设计。1.3原料选择原料选用新鲜水梨，水梨果应基本完好，成熟度适当，并经整理、分选，除去损伤部分和果梗、花粤、果心、果核，可去皮；不得使用腐烂变质及有病虫害的水果.1.4 产品要求产品要求的感官指标见表1-1。表1-1 梨果酱感官指标评价表项目指标色泽具有产品应有的色泽，同一批产品色泽均匀一致组织形态酱体呈胶粘状，块状果酱保持部分果块，泥状果酱无果块，稍流散，不分泌汁液，无糖的结晶滋味及气味具有产品特有的滋味及气味，无异味外来杂质不允许有外来杂质1.5 工作日、工作时间的确定依据劳动法的规定，工人每日工作时间不超过8小时，每周至少休息1日。因生产任务较大，因此每月生产25天，一年的生产日就为2512=300天，忽略淡旺季的对产品的影响，一天分为两个班次生产，工人每天的工作时间为8小时。1.6 班产量的确定由班产量的计算公式：q班=q总kdn式中：k设备的不均匀系数（0.70.8） d年生产天数 n每天生产班数取设备的不均匀系数为0.8班产量q班 =3000（0.83002）=6.25t=6250kg因此班产量为6250kg。1.7产品规格本设计采用玻璃瓶灌装，使用方便，且易于对玻璃瓶内的酱体进行感官评定，根据查阅资料1，选用的瓶规格为280g/瓶。因此每班要生产的瓶数为班产量每瓶量=62500.28=22321瓶第二章 工艺流程2.1 工艺流程的选择原则在选择工艺流程时，应遵循以下原则2：(1)符合国家食品安全标准，出口产品还须满足销售地产品质量要求，并保证符合食品gmp的卫生要求。(2)应确保产品有市场竞争能力，选择可以提高产品质量和生产效率、降低生产消耗和成本的生产工艺。(3)要选择有利于原料综合利用和对产品经行多层次深加工的流程。这样有助于充分利用原料的有效成分，提高经济效益。(4)选择的流程要能缩短生产周期，减少生产工序和环节，优先采用机械化、连续化作业线。(5)选择的流程要尽量节省厂房和生产设备，特别要尽量减少特殊的厂房和设备。(6)选择产生“三废”少和经过治理容易达到国家规定的“三废”排放标准的生产流程。最好是采用能实现清洁生产的工艺。同时，要注意充分节约能源和利用余热。(7)选择的流程要考虑到安全操作和劳动保护问题，尽量采用封闭式操作，生产过程没有或很少有毒、有害物质与作用的流程。切块去皮去核清洗选果原料2.2工艺流程图浓缩配料暂存罐预煮护色喷码贴标杀菌冷却浓缩密封暂存罐检验装箱成品入库图2-2 梨果酱工艺流程图2.3 工艺操作要点2.3.1 原料处理及要求原料需先剔除霉烂、成熟度低等不合格果，但是如梨的表面有一般的污点或缺陷，如虫眼、小痂斑、外形机械损伤等对果酱没什么影响。应选新鲜水梨，水梨果应基本完好，成熟度适当。去皮去核、切块三步应该在短时间内尽快完成，防止或减少酶促褐变。2.3.2 加热软化护色加热软化主要是为了破坏酶的活性，防止色变和果胶水解；软化果肉组织，便于打浆或糖液渗透；促使果肉组织中果胶的溶出，有利于凝胶的形成；排除原料组织中的气体，为后续的浓缩创造条件。果块有加水或加稀糖液进行加热软化，一般加水为果肉中的20%50%。若用糖水软化，糖浓度为10%30%。开始软化时升温要快，蒸汽眼里为0.20.3mpa,沸腾后可降至0.10.2mpa，不断搅拌使上下层果块软化均匀，果胶充分溶出。软化时间以果块厚度、大小、成熟度、原料品种而异，一般为1020min，果块变软时快速出锅，防止加热时间过长，影响风味和色泽。本次软化工艺采用的是热水进行软化。2.3.3配料按原料的种类和产品要求而异，一般要求果肉占总配料量的40%55%，砂糖占45%60%。为了使果胶、糖、酸形成恰当的比例，由利于凝胶的形成，可根据原料所含果胶及酸的多少，添加适量的柠檬酸、果胶或琼脂。柠檬酸的补加量一般以控制成品含酸量的0.5%1%为宜。果胶量则控制在成品的0.3%0.5%较好。配料时，先将白砂糖配成75的浓糖液煮沸后过滤备用。将果浆、白砂糖、柠檬酸液放入不锈钢锅中在常压下迅速加热浓缩，并不断搅拌。 2.3.4 加热浓缩加热浓缩的目的：通过加热排除大部分水分，使果酱中有营养价值的成分含量提高；节约包装运输费用；杀死有害微生物既破坏酶活性，有利于制品保藏；使砂糖、酸、果胶等与果肉渗透均匀，改善酱体组织形态及风味。浓缩过程应保持物料淹过加热面，防止焦锅。浓缩接近终点时，关闭真空泵破坏锅内真空，在搅拌下将果酱加热升温至9095。浓缩完成后的果酱用泵打入保温储罐暂储。2.3.5 灌装封装 灌装前，灌装机和灌装容器应彻底刷洗干净并消毒，而且灌装前应保持瓶体温度在40以上，果酱出锅后要迅速趁热灌装，密封酱体温度8090。密封后立即杀菌冷却。果酱灌装时，要防止果酱污染瓶口及颈部，若出现污染必须用消毒的清洁白色湿布彻底檫干净，避免贮藏期瓶口发霉。灌装、密封不达标的应及时选出。2.3.6 杀菌冷却果酱在加热浓缩过程，酱体中的微生物绝大部分被杀灭，且由于果酱的糖度高，ph低，故灌装密封后残留于果酱中的微生物不易繁殖。一般采用蒸汽或热水杀菌即可，以100杀菌515min。冷却时玻璃罐先以5060的热水淋洗，再分段冷却至38左右。2.3.7 贴标喷码、装箱 贴标、喷码装箱过程中应该及时挑选出不合格的产品。 第三章 物料衡算工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系，计算原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。 物料衡算是以质量守恒定律为基础对物料平衡进行计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统(体系)的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。3.1 梨果酱配方参考配方3：（kg）梨 40 白砂糖 36 果胶 0.12 柠檬酸 0.12根据参考配方中各物料间的比例，推得每班生产6250kg的梨果酱配方如下：表3-1 班产6250kg梨果酱配方物料梨白砂糖柠檬酸果胶重量（kg）5439.8563655.40212.05012.0503.2 衡算过程1.梨的清洗挑选（损失15%） 剩余物料量=5439.856（1-15%）=4623.878kg2.去皮去核(损失15%) 剩余物料=4623.878（1-15%）=3906.252kg3.切块（损失2%）剩余物料=3906.252（1-2%）=3828.127kg4.预煮护色（损失7%） 该过程加了果块量的20%的水 加水量为 3828.12720%=765.625kg剩余物料=(1+20%)3828.127（1-7%）=4272.190kg5.打浆（损失3%）剩余物料=4272.190（1-3%）=4144.024kg6.暂存罐（损失1%）剩余物料=4144.024（1-1%）=4102.584kg7.配料（损失1%） 加入配制好的75%的糖液，以及果胶和柠檬酸 糖液=3655.40275%=4680.369 kg物料=（4680.369+4102.584+12.050+12.050）（1-1%）=8946.027kg8.浓缩（损失26%） 剩余物料=8946.027（1-26%）=6598.469kg 水分蒸发量=8946.02726%=2325.96kg9.暂存罐（损失1%）剩余物料=6598.469（1-1%）=6532.484kg10.灌装密封(损失1%) 剩余物料=6532.484（1-1%）=6467.159kg 合计瓶数为6467.1590.28=23097瓶11冷却杀菌（损失1%） 剩余瓶数=23097（1-1%）=22866瓶12.喷码贴标（损失1%） 剩余瓶数=22866（1-1%）=22637瓶13.装箱（损失1%） 剩余瓶数=22637（1-1%）=22411瓶14.成品检验入库（损失0.4%） 剩余瓶数=22411（1-0.4%）=22321瓶3.3 物料汇总表将在实际生产过程中用到的各物料的量包括水的用量汇总如下，表3-2。根据班产量的消耗量，求算一年需要的各物料的总量。表3-2 物料汇总表每班实际用量（kg）每年需用量（kt）梨消耗量5439.8562.611白砂糖消耗量3655.4021.755柠檬素消耗量12.5205.74810-3果胶消耗量12.5205.74810-3软化用水量765.6250.3675化糖消耗量1204.9670.5783.4 物料衡算图第四章 设备选型4.1 设备选型的基本原则设备选型4是根据物料衡算的结果进行的，本设计的物料衡算已经考虑了设备的不均值系数，所以可以依据物料衡算的结果选择可以符合工艺要求，保证生产的质量和体现生产水平的设备，通过设备选型可以总体规划工艺，并且为动力，配电，水，汽用量提供依据。设备选型应该根据每一产品单位时间（t/h）产量的物料平衡情况和设备的生产能力来确定所需设备的台数。在年产3000吨梨果酱的生产车间的设计中，选择设备的原则是：满足工艺要求，保证产品质量和产量；根据自身的条件选择适合实际的设备；所选设备能充分利用原料，能耗低，效率高，体积小，维修方便等。并能一机多用；所选的设备应符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的材料不易腐蚀，不能对食品造成污染。设备结构合理，材料性能可以适合各种工作条件，在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制系统。4.2 设备选型在本次设计中取设备不均匀系数为0.8，又每班的工作时间为八个小时，而设备需要有清洗、检修的时间，故将设备的工作时间按5个小时计算。4.2.1冲浪清洗选果机每小时的洗涤分选量为5439.85650.8=1359.964 kg/h此类设备由多种型号，其中型号qxj-2的设备的生产能力为2t/h，故选用该设备1台来进行梨的清洗。该设备在气泡、冲浪、提升、喷淋、选果等联合工作下，具有洗洁净高、节能节水、设备稳定可靠等特点。适用于果蔬原料的清洗；冲洗水经过过滤后循环使用；自带提升、方便联线。qxj-2型冲浪清洗洗果机的设备参数如表4-1.表4-1 qxj-2型冲浪清洗洗果机的设备参数表型号生产能力t/h配用功率kw外形尺寸mm台数生产厂商qxj-222.75330091014001江苏科威机械有限公司4.2.2 去皮去核机每小时的工作量为4623.87850.8= 1155.97kg/h，根据需要的工作量选择超越牌去皮去核机1台。该去皮去核机的性能参数见表4-2。表4-2 梨去皮去核机的性能参数表品牌生产能力t/h配用功率kw外形尺寸mm台数生产厂商超越120.52000120017001蚌埠市超越食品机械有限公司4.2.3 切块机水果的切块有助于增加果块与热水的接触面积，加快钝化酶的速度，降低水果的褐变。切块机每小时的工作量需满足3906.25250.8= 976.563kg/h表4-3 梨切块机的性能参数型号生产能力t/h配用功率kw外形尺寸mm台数生产厂商qdj-150011.50.75150070012001江苏南通裕盛食品机械4.2.4 链斗士连续预煮机每小时的工作量为3828.12750.8= 957.031kg/h链斗式预煮机适用于较小颗粒物料，各种切丁、切片、切丝后的豆类、蔬菜水果的预煮。根据工作量选择链斗士连续预煮机1台，该设备的性能参数见表4-4。表4-4 链斗士连续预煮机参数表型号生产能力t/h配用功率kw外形尺寸mm台数生产厂商dl01411.51.510000100015001南阳宛信食品机械厂有限公司4.2.5 dj1型单道打浆机该机适用于经过破碎后番茄、猕猴桃、草莓、苹果、梨以及经过预煮软化的山楂、枣等水果的打浆分离。该机形式为单道，浆渣自动分离；筛网孔径：为圆形；转速：860r/min；门盖二级安全保护。dj1型单道打浆机的性能参数见表4-4。每小时的工作量为4272.19050.8= 1068.048kg/h表4-4 dj1型单道打浆机参数表型号生产能力t/h配用功率kw外形尺寸mm台数生产厂商dj1-51357.5190085017001江苏科威机械有限公司4.2.6 暂存罐在打浆预配料之间要设一个暂存罐，用以存放打浆后的料液，以实现连续化生产。在浓缩和灌装之间也要设有一个暂存罐，用以存放浓缩后的料液，此暂存罐要求有保温效果，因为灌装过程要求温度控制在85以上，避免杂菌的污染。打浆后的料液量为4144.024kg每小时的工作量4144.02450.8= 1036.006kg/h浓缩后的料液量为6598.469kg每小时工作量为6598.469kg50.8= 1649.617kg/h因为暂存罐的公称直径有5002000l，所以选用1000l暂存罐2台分别用以存放打浆后和浓缩后的料液。表4-6 暂存罐参数表型号公称容积l外径mm高mm进气口直径mm台数生产厂商1000100010602450382温州市长宏轻工机械4.2.7 化糖罐每班生产需糖量为3655.402kg，为配制成75%的糖液需加水1204.967kg每小时的工作量为（3655.402+1204.967）50.8=1215.09kg不锈钢化糖罐具有操作方便、耐腐蚀、生产能力强、清洗方便等优点，广泛用于食品业的物料中其溶糖、化糖、加热调配、冷却、保温、巴氏消毒的设备， 被溶化之物和冷水置于锅内，蒸汽通入夹层，以达到加热溶化之目的。罐体外面用不锈钢抛光包装，表面美观大方。 表6-2 溶糖罐的选型型号容积l功率kw外形尺寸mm台数 生产厂商dh-g150015001.751750155022001天顶轻工机械有限公司4.2.8 调配罐每小时的工作量为（4680.369+4102.584+12.050+12.050）50.8= 2201.763kg/h调配罐是在夹套内由蒸汽进行加热，热量通过罐体内壁传热给物料，保持所需温度，同时靠磁力搅拌器的搅拌转动，不断翻滚物料而使药液达到混合均匀的目的。有节能、耐蚀、生产能力强、清洗方便，结构简单等特点。该设备的主要技术参数表4-7。表4-8 调配罐的参数表型号容积l功率kw外形尺寸mm台数 生产厂商150015001.11350120019402廊坊市顶天轻工机械4.2.9盘管式真空浓缩罐盘管式主要用于食品工业中对鲜奶、果汁等热敏性物料的低温浓缩，该设备是一个带有蒸汽保温夹套而呈圆柱形的立体密封设备，采用简单高效文水为喷射式冷凝器。本设备属间断浓缩设备，操作简单，维修方便，适于中小型果酱厂使用。每小时工作量为8946.02750.8=2236.507kg水分蒸发量为8946.02726%=2325.967kg 故每小时的水分蒸发量为2325.96750.8=581.492kg表4-9 盘管式真空浓缩罐参数表型号额定蒸发量kg/h冷却水耗量t/h装机容量kw外形尺寸mm台数生产厂商rbpg01-1000100030103200380045003黑龙江达方浓缩干燥设备有限公司4.2.10 灌装封装机gt7b12-fgj250灌装机生产能力强，可以调节的范围较为大，因为灌装完成后，由于需要的密封温度较高，所以，灌装和封装机组合使用，选择该灌装封装机，具有节省场地，工作能力大，自动化程度高等的特点。根据物料衡算，需灌装的梨果酱有23097瓶，则每小时需灌装2309750.8=5774.25瓶，而该设备的灌装密封速度为8170瓶之间，则平均每分钟灌装97个即可完成任务。该灌装机的参数表见表4-10表4-10 灌装封装机参数表型号生产能力（罐/分）功率kw外形尺寸mm台数生产厂商gt7b12-fgj2508017042700140019001浙江炜驰轻工机械有限公司4.2.11 多层常压杀菌机多层杀菌机具有杀菌和冷却的作用，第一层为杀菌段，第二层具有加热和冷却的双重功能，第三层为冷却段，该杀菌设备工作能力大，功能都是本设计中也需要的，自动化程度高，满足设计要求。多层常压杀菌机的参数见表4-10。根据物料衡算，杀菌的果酱瓶数有23097瓶，则每分钟的工作量为2309750.860=96.24瓶。表4-11 多层常压杀菌机参数表型号生产能力（瓶/分）功率kw外形尺寸mm台数生产厂商lh4a13013046000280060001上海科劳机械设备有限公司4.2.12 热熔胶贴标机热熔胶贴标机适用于食品饮料类的opp膜的贴标，标签为卷标，能自动送标，能按照设定的长度自动切标，自动上胶贴标整个过程。该设备的参数见表4-11。根据物料衡算，要贴标的瓶数为22866瓶，则每分钟的工作量为2286650.860=95.275瓶，而该设备的贴标速度为30100瓶/分，故选用一台该设备进行贴标。表4-12 热熔胶贴标机参数表型号生产能力（瓶/分）功率kw外形尺寸mm台数生产厂商dy-bzd301002.32600100013001合肥美进汽车配件有限公司4.2.13 cip清洗机cip清洗装置5为即不分离生产设备。cip清洗装置不仅能清洗机器，而且还能控制微生物的清洗方法。cip能使生产计划合理化及提高生产能力。 与手洗相比，不但没优因作业者之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量。 能防止清洗作业中的危险，节省劳动力。 可节省清晰剂、蒸汽、水及生产成本。 能增加机器部件的使用年限。 cip清洗装置分手动、半自动及全自动三种供用户选择。4-13 cip清洗机参数表型号生产能力t/h功率kw外形尺寸台数生产厂商cip-a32.23300150017001上海沃迪科技公司表4-14 设备一览表内蒙古工业大学化工学院编制陈燕红名称梨果酱生产车间设备日期2011-1-16审核第1页 共1页序号设备编 号设备名称主要规格型号参数数量生产能力生产厂商1j0101冲浪清洗选果机qxj-212t/h江苏科威机械有限公司2j0102去皮去核机-11-2t/h蚌埠市超越食品机械有限公司3j0103切块机qdj-150011-1.5t/h江苏南通裕盛食品机械4r0104链斗士连续预煮机dl01411-1.5t/h南阳宛信食品机械厂有限公司5a0105单道打浆机dj1-5113-5t/h江苏科威机械有限公司6v0106暂存罐1000l21000l 温州市长宏轻工机械7r0107化糖罐dh-g150011500l天顶轻工机械有限公司8r0108调配罐1500l21500l廊坊市顶天轻工机械9r0109盘管式真空浓缩罐rbpg01-100031000kg/h黑龙江达方浓缩干燥设备有限公司10l0110罐装封装机gt7b12-fgj25018-170瓶/分浙江炜驰轻工机械有限公司11r0111多层常压杀菌机lh4a1130-130瓶/分上海科劳机械设备有限公司12x0112热熔胶贴标机dy-bzd130-100/min合肥美进汽车配件有限公司13v0113cip清洗系统cip-a13t/h上海沃迪科技公司14p0114g型单螺杆泵g35-1转速960r/min惠合机械有限公司第五章 车间平面设计车间布置是指对车间各基本工段、辅助工段、生产服务部门、设施、设备、仓库、通道等在空间和平面上的相互位置的统筹安排。车间布置旨在最有效地利用厂房空间，一方面方便于工作操作，避免生产设备的过度拥挤；另一方面，注意厂房的通风和防火防爆，确保安全生产。其具体内容包括：在纵跨、横跨、高跨、露天跨建筑面积上的安排；在厂房内空间分层的安排；在多层建筑内的安排。 车间的平面布置要根据工厂的生产大纲和车间分工表、生产流程、工艺路线、生产组织形式、机器设备和起重运输设备的种类、型号、数量等多方面因素共同确定。5.1生产车间设备布置原则在生产车间平面布置6时必须遵循以下原则:1.首先满足生产、卫生方面的要求，同时还必须从本车间在总平面图上的位置、与其他车间或部门间的关系以及发展前景等方面，满足总体设计的要求。2.设备布置要尽量按流水线安排，但有些特殊设备可按同类型作适当集中，务必使生产过程占地最少，生产周期最短，操作最方便。3.在进行生产车间设备布置时，应考虑到进行多品种生产的可能，并留有适当的余地，以便灵活调动和更换设备。同时，还应注意操作台之间、设备之间的间距和设备与建筑物的安全维修距离，既要保证操作方便，又要保证维修装拆和清洁卫生的方便。4.生产车间与其他车间的各工序要相互配合，保证各物流运输通畅，避免重复往返，力求缩短物流的运输距离。5.必须考虑生产卫生和劳动保护。5.2 生产车间工艺布置在进行车间布置时要尽可能利用生产车间的空间进行运输，合理安排生产车间各种废料排出，人员进出口要和物料进出口分开。梨果酱的生产车间工艺设计中车间的外形采用长方形结构，而设备则以s型连接，减少空间的浪费增加空间的利用。设备与墙之间的距离不小于1m，设备与设备之间的距离不小于2m，泵与泵间不小于1.2m。每个车间必须有两道以上的门。作为人流、货流和设备的出入口，门的规格应比设备高0.61.0m，比设备宽的0.20.5m。为满足货物或交通工具进出，门的规格应比装货物后的车辆高出0.4m以上，宽出0.3以上。厂房包括原料室、储存室、女淋浴室、女更衣室、女卫生间、男卫生间、男更衣室、男淋浴室，以及消毒室，工人进入生产区之前必须经过消毒室，以保证生产的无菌环境。另外在生产车间还布置了办公区，便于生产管理，设置了员工休息区，供员工休息。具体车间设备布置见3kt/a梨果酱生产工艺车间布置图。第六章 劳动定员6.1 劳动定员目的（1）作为确定生产车间面积的依据，尤其是手工操作多的工段，如原料处理、包装等，操作人员的多少在车间面积决定中是一个重要因素。（2）作为确定车间卫生、生活设施要求的依据。如车间的更衣室、洗手间、浴室等的面积都需要根据生产人员计算，并且根据男工、女工的比例来确定。（3）作为全厂性的办公、生活福利设施面积的依据。例如办公室、食堂、浴室、厕所、幼儿园、医务室、洗衣房的面积的确定。计算生产人员时应考虑的因素有：建厂意图与机械化程度；尽量均衡安排全年的生产，合理地确定基本人工的人数；应适当考虑男、女工的比例；在计算和确定职工人数时应讲究效率，机构要精简，人员要精干。6.2 劳动定员原则劳动定员原则必须以企业生产经营为目标，注重精简、高效、节约的管理，各类人员的比例关系要协调，做到人尽其才、人事相宜，创造一个贯彻执行定员标准的良好环境，定员标准应适时修订 劳动定员的基本方法有按劳动效率定员，还可按照设备操作人员的需求定员，按岗位比例定员，根据部门职责的不同，需按组织机构、职责范围和业务分工定员。6.3 劳动力分配生产车间每个工艺所需人员如表6-1。表6-1 生产车间人员安排表工段名称 员工人数 工段名称 员工人数原辅料供应 4 浓缩 3原料挑选 2 罐装密封 3原料清洗 2 杀菌 1配料 3 质检 2本车间设计单班生产人员为20人，生产管理人员6人，材料保管员2人，运输员10人，质检员3人，设备维护维修1人。所以3kt/a