浓缩果汁工厂设计说明书

课 程 设 计 说 明 书课程名称： 食品工厂设计与环境保护 设计题目： 年产30000t浓缩果汁工厂设计 院 系： 生物与食品工程学院 学生姓名： 魏 海 学 号： 9 专业班级： 07食品科学与工程（1）班 指导教师： 袁 超 2010年6月III年产30000t浓缩果汁工厂设计摘 要 本设计主要是进行年处理30000t浓缩果汁工厂设计。分析了我国浓缩苹果汁的生产和现状。拟定在市郊投资浓缩苹果汁生产厂。首先依据拟定的产量对生产车间进行了物料衡算;进而依据市场要求进行了车间的工艺设计，进行了主要的设备选型。对劳动力定员及生产工艺等方面作了一个初步的设计方案:同时，对水、电、汽的用量和费用也进行了估算。关键词：浓缩 苹果汁 工厂设计目 录1 概述11.1产品方案及班产量的确定11.1.1依据11.1.2 要求11.1.3产品方案11.2 厂址的选择及厂区布置11.2.1厂址的选择11.2.2总平面布置11.2.3车间布置及相应设施21.3 设计原则21.3.1符合国家的方针政策21.3.2符合生产条件21.3.3投资少，经济合理21.3.4充分利用原辅料21.4 物料衡算与主要设备选型21.4.1 浓缩果汁班产量的确定21.4.2原料果的日收购量的确定31.4.3设计条件31.4.4设备选型及论证31.5 劳动组织51.5.1劳动力组织原则51.5.2企业组织原则51.5.3车间劳动制度51.5.4人员编制52 成品主要技术规格或质量标准72.1成品质量的控制72.2质量指标73 生产流程简介83.1生产流程图83.2操作要点83.2.1收果与运输83.2.2原料的验收83.2.3苹果的预处理93.2.4拣选93.2.5清洗93.2.6破碎93.2.7压榨93.2.8第一次巴氏杀菌93.2.9酶解93.2.10超虑103.2.11树脂脱色103.2.12浓缩103.2.13批次罐指标调整103.2.14第二次巴氏杀菌103.2.15无菌罐装11致谢12参考文献131 概述1.1产品方案及班产量的确定1.1.1依据年产量30000t浓缩果汁。1.1.2 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。做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。1.1.3产品方案表1 .产品方案表产品名称年产量/t班产量/t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浓缩苹果汁3000055.531.2 厂址的选择及厂区布置1.2.1厂址的选择随着饮料行业在世界范围的蓬勃发展，饮料行业成为了食品行业重要的一部分，其中人们的消费又逐渐趋向于纯天然的，健康的果蔬汁饮料，因此在水果资源丰富的河南省建立饮料工厂是很好的选择，本设计工厂建在河南某市市郊区，选择厂址附近无污染源，水源充足，交通畅通的一块土地。1.2.2总平面布置 厂房设计宽敞明亮，内部设置完善，留有合理的操作空间。设有浓缩果汁生产车间、研发及检验中心、仓库、污水处理车间、销售处、办公楼、保安处、食堂、生活住宅区、运动场、产品展销处等。厂区四周靠近围墙根部种植常绿树木，形成绿化带；各主干道及支道旁种四季常绿树木，各车间厂房及行政办公楼前后种常绿树木及花草。全厂总平面布置图详见附表一。1.2.3车间布置及相应设施主车间位于厂房中部，各辅助设施分布于其四周，设有冷库、化验室、辅料贮藏间、办公室、消毒室、更衣室、原料贮藏间、配电室。厂房内有防蚊蝇鼠、防烟尘、消毒、通风设施等；地坪采用1.52%的地面坡度并设有地漏排水；地面采用300号混凝土，且在地坪上印天星花格作防滑处理；墙面下部做2.5m高墙裙，材料用白瓷砖，其余墙面采用过氧乙烯油漆。开双层门。车间布局详见附表二。1.3 设计原则1.3.1符合国家的方针政策厂址选在当地规划区内，并尽量少占良田。1.3.2符合生产条件厂址附近有良好的卫生环境，无有害气体、放射源、粉尘及其它扩散性污染源，以保证产品的卫生质量和职工的劳动环境。厂区所在地有可靠的地质条件和一定的地耐力。1.3.3投资少，经济合理厂区所在地有比较方便的运输条件，有一定的供电条件以满足生产的需要；有充足的水源且水质较好，符合卫生部颁发的饮用水质标准。废水处理后排放到污水处理厂。1.3.4充分利用原辅料降低成本，提高产品质量，增强市场的竞争力适应市场经济的发展，力图发展生产，活跃市场。根据浓缩苹果汁的生产实际，我们对苹果渣可以烘干后直接用来做饲料，或作为提取果胶的原料。1.4 物料衡算与主要设备选型依据：年产30000t浓缩果汁计，每年实际生产按照6个月计算，每月按照30天计算。依据经验，本季一旦开始，便全天24h全部安排生产，考虑期间设备维护、班间工人就餐以及其它影响因素，每天按照18h生产计算。1.4.1 浓缩果汁班产量的确定日产浓缩汁量为:30000t180天=166.66t/d班产浓缩汁量为:166.663=56t1.4.2原料果的日收购量的确定通过酶解、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1/51/7糖度在65%75%左右.在设计按照浓缩到1/6，浓缩果汁的浓度为70Brixt1来计算。因此澄清果汁班产56*6=336生产的损耗计算如下:表2 生产的损耗一览表项目损失量 （%）拣选0.5 清洗0.2破碎0.2压榨(去渣）13.2第一次巴氏杀菌、酶解0.4超滤、浓缩0.3第二次巴氏杀菌、冷却、灌装0.2出汁率为:100%-0.5%-0.2%-0.2%-13.2%-0.4%-0.3%-0.2%=85%。所以每天(3班)需将3*33685%=1185.88t新鲜苹果进行生产，即，每生产1t浓缩苹果汁需要1185.88166.66=7.12t新鲜苹果。1.4.3设计条件本设计每日工作为3班制，每班实际工作时间为6h，因此平均1h生产浓缩果汁 166.6618=9.3t即榨取澄清果汁3366=56t。即每小时需要投入生产的苹果1185.8818=65.8t。1.4.4设备选型及论证(1) 小提升机小提升机的目的是将水流输送槽送来的苹果提升到拣果台，此段整个车间的咽喉要道，如果设备停止工作，后段将无果加工。对比进口与国产设备的价格，相差比例不大，因此选用两台意大利TMCI生产的提升机。(2) 捡果台从小提升机提升后苹果进入拣果台，进行人工拣果，采用意大利TMCI生产的捡果台，原因同上。(3) 大提升机大提升机的作用是将拣选过的苹果提升到洗果机进行清洗，仍然采用意大利.IMCI生产的提升机，原因同上。(4) 毛刷机、洗果机对苹果进行毛刷清洗，主要去掉黏附的杂物，之后进行水流喷射清洗。分别选用意大利TMCI生产毛刷机和上海神农生产的洗果机。(5 )破碎机将清洗过的苹果进行破碎，根据需要可以调节破碎程度，为保证颗粒均匀度，选用德国BELLMER生产的破碎机，国产设备颗粒均匀度不好，影响出汁率。(6) 带式压榨机对破碎的苹果进行压榨取汁，这一步关系到产品得率，因此选用德国BELLMER生产的带式压榨机，出汁率有保证。(7 )国产压榨机在苹果成熟度不够的时候，将压榨过的果渣用等量水混合后再压榨一次，可以提高出汁率。此步作为前道的补充，仅在必要的时候使用，非关键设备，因此采用国产设备，为江苏靖江食品机械厂生产。(8 )罐群整厂的各种储罐较多，国产罐完全可以达到要求。小罐可以由厂家加工后运到厂里，大罐由供应厂家现场制作。(9 )超滤设备原厂己有一台美国高科的超滤机，但生产能力不够，需增加一台国产设备，以达到生产要求。采用部分国产设备可以降低整厂投资。两台设备在使用中可以调剂生产，方便检修和膜的再生。(10)3效版式蒸发器原厂已有一台瑞典利乐的3效版式蒸发器，继续使用，增加一台意大利TMCI生产的5效管式蒸发器。采用管式蒸发器可以降低单位产品的蒸汽消耗量，比较经济。(11)无菌灌装机采用意大利FBR生产的无菌灌装机，国内尚无同类产品可以替代.另外这个工段关系到产品的安全性和保质期，质量要求高。1.5 劳动组织1.5.1劳动力组织原则由于食品工厂定员的多少直接影响到工厂的经济效益，以及工厂一些辅助设施的个数、大小，所以在设计时可参照相仿生产条件的老厂，在编排产品方案时要使用班产量来调动劳动力，使每班所需要工人数一致，在生产高峰期可请用临时工。1.5.2企业组织原则企业实行厂长负责制，各部门负责人直接受厂长负责，并实行三级管理，厂、科、车间及人员编制以组织好生产为原则。1.5.3车间劳动制度由于苹果是具有季节性的水果，故每年只能在苹果收获的季节生产。本设计暂定每周工作七天(周一周日)，平均年工作日为180天。在正常情况下，果汁车间机械设备大修和保养时间分插入每年生产淡季及停机时间。1.5.4人员编制表3 各部门基本生产工人数工种每班人数(人)合计前处理39榨机39酶解26超滤26蒸发26灌装26运输26班长13共计51表4 管理人员数职务人数（人）厂长1副厂长2技术经理1销售经理1出纳1会计3化验室5行政人员5采购员5品控员4销售员10合计38表5 辅助生产工人数工种每班人数（人）合计锅炉房26配电房26机修间26冷机房26水泵房13车间主任1辅料库26成品库26磅 房26合 计1046定员人数合计:135人2 成品主要技术规格或质量标准2.1成品质量的控制（1）杀菌温度98C，时间30s。（2） 酶制剂存放温度051,酶反应温度4955, （3） 杀菌后的果汁微生物指标:细菌总数T.P.C10个/mL，大肠菌群3个/100mL,酵母/霉菌10个/mL，致病菌不得检出。2.2质量指标表6 浓缩苹果汁检验指标要求一览表指标类型指标项目单位指标 感 官指标色泽呈棕黄色或棕红色，久里后稍许变深香气及滋味将浓缩汁稀释至可溶性固形物为10%12%，果汁应具有新鲜苹果固有的滋味与香气，无异味。外观形态呈现透明状，无沉淀物、悬浮物。杂质不允许有肉眼可见的杂质卫生指标铅mg/kg0.2铜mg/kg5.0砷mg/kg0.1细菌总数个/ml10大肠菌群个/100ml3致病菌不得检出耐酸耐热菌个/ml1霉菌和酵母菌个/ml10棒曲霉素ug/k40理化指标可溶性固形物Brix711总酸0.8pH值3.64.2透光率T625nm%95色值T440mn%55浊度3.0乙醇g/kg3.00果胶试验阴性淀粉试验阴性富马酸mg/k5热稳定性稳定3 生产流程简介3.1生产流程图生产流程图详见附表三；3.2操作要点3.2.1收果与运输(1) 苹果主要从当地收集，收集的苹果不能是已放很久的，以免水分蒸发太多，影响原料利用率。(2) 苹果的运输也是一个很重要的环节，运输不当往往会造成很大的损失。在运输时必须注意防止震荡，保持原料的完整性，以免细菌侵入，造成原料不能生产。缩短途中时间，按路程计算时间，尽量缩短中途停留时间，以免苹果变质。3.2.2原料的验收每年45月份采购部与质检部到原料产区调查当年苹果原料的收成情况及农药使用情况，确定采购区域，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。确定合格供应方，签订采购合同。生产期间，苹果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) 产品质量主要是腐烂率超标(6%)的不收；(4) 质检员当场验收，不符合标准的不收；3.2.3苹果的预处理步骤 ：(初验合格的苹果)、称重计量，暂存，初洗。苹果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，清洗环节必须符合食品卫生要求。3.2.4拣选在拣选台上对苹果进行拣选，把一些腐败的苹果或腐烂部分去除掉，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苹果汁。3.2.5清洗在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行苹果的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗。3.2.6破碎破碎粒度控制到1.5cm3cm，通过破碎机将苹果破碎，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。依据苹果收购季节以及品种，破碎颗粒有所不同。在每年新收苹果时，由于苹果成熟度不够，一般控制在1cm2cm之间，可以提高出汁率。到后期由于苹果成熟度增加，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2cm3cm之间。3.2.7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3cm6cm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霭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。3.2.8第一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。杀菌95 12s后，应立即降温至4955，以方便下一步进行酶解。3.2.9酶解在这个过程中，加淀粉酶、果胶酶进行酶降解，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。要求：酶制剂存放温度在05;酶反应温度4955 ；从酶解罐进料开始到出料结束，物料停留时间6h(超滤开机时物料除外)。控制时间的目的主要是控制微生物的需要。3.2.10超虑超滤开机时要求浊度为0.10.6NTU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2.00BX时，超滤方可排空。超滤膜一般选用聚枫膜，截留分子量一般为30000 dalton。3.2.11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，根据脱色后清汁的检测指标，确定是否需要更换树脂柱再进行生产。一般选用大孔吸附树脂HPD200L用于浓缩苹果汁的生产。大孔吸附树脂能使果汁保持原有新鲜的滋味和香气。3.2.12浓缩本设计根据工厂实际，采用已有的3效板式蒸发器和新增一台5效管式蒸发器进行浓缩。实践表明，采用5效管式蒸发器相比3效板式蒸发器有更好的经济性，单位产品所需蒸汽量可以节约15%左右。清汁进入蒸发器进行蒸发浓缩，一般浓缩到原体积的1/6左右，可以控制最终糖度在70土1Birx。3.2.13批次罐指标调整当批次罐果汁达到25t物料时，开始搅拌直到进料结束后4060min止；批次罐进料约30t时做糖度检测，以便及时调整进料糖度。停止搅拌后测糖度、色值、酸度(有要求时测)。符合内控指标要求后，下发灌装通知单。接到灌装通知单后，将浓汁通过罗茨泵输入巴氏杀菌板片进行杀菌。3.2.14第二次巴氏杀菌在灌装前必需经过巴氏杀菌，这是HACCP计划第三个CCP点，使在前段加工中可能繁殖的微生物杀死，以防止致病菌残留和微生物腐败。此CCP点控制要求是杀菌后的果汁微生物指标:细菌总数T.P.C10个/mL，大肠菌群3个/100mL，酵母/霉菌10个/mL,致病菌不得检出。在巴氏杀菌过程中要注意控制温度和保持时间，一般把果汁迅速置于9798的高温，保持30s左右，然后迅速冷却到1520，进入灌装工段。3.2.15无菌罐装 后巴氏杀菌无菌灌装的三个条件: (1)物料的无菌(2)包装材料的无菌(3)灌装环境的无菌。采用进口的罐装机进行灌装，灌装前先将灌装口喷射高温蒸汽，杀死可能存在的微生物，再开始灌装。灌装后的成品直接入库。致谢在本文的撰写过程中，袁老师渊博的知识、严谨求实的治学态度及敬业精神，给我留下了深刻的印象，并将在我今后的人生道路上产生深远的影响，衷心感谢袁超老师，他平易近人、和蔼可亲的生活作风让我受益终生。在此设计完成之际，谨向袁老师致以崇高的敬意和衷心的感谢！再一次感谢所有关心我、帮助我的人！参考文献1邵长富,赵晋府.软饮料工艺学M.北京:中国轻工业出版社,1