吨柑橘饮料生产线

1、课程设计说明书 题 目：年产 1 万吨混浊型柑橘汁生产线设计 院部）：轻工与食品工程学院 班 级： 专 业：食品工程 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成日期： 第一章前言 随着我国国民经济的持续发展、人们的经济水平提高和人们的保健意识提 高，人们对果汁这一类天人健康医疗的认识日益加深，果汁饮料在软饮料中的 发展前景广阔，以及果汁饮料在夏日一品中叶将占据越来越重要的地位。在饮 料市场上，传统碳酸饮料市场基本稳定，占据约30%的市场份额，而饮用水则 排在第一位，有着 40 %左右的市场份额，果汁与果汁饮料、茶饮料功能饮料和 含乳饮料各占据 10%左右。但是近年来我国果汁饮料迅速发展，果汁饮料更是

2、 备受欢迎。来自经济部门的消息显示，果汁饮料作为一种天然、低糖的新型健 康饮料，越来越被消费者所接受。有统计数字表明，美国人年均果汁消费量为 50L左右，与此同时，中国人年均果汁消费量还不到1L,差距十分明显。在这 组数字的暗示下，完全可以相信中国人应消费更多的果汁。调查表明，随着高 收入人群生活方式的改变，人们更加关注健康，果汁饮料以补充维生素、低糖 的健康形象出现，自然吸引了众人的目光。目前全球果汁市场主要集中在美国、 德国、日本等国家，其需求量仍保持10%的速度稳步增长，同时俄罗斯、南非、 中国等发展中国家市场已经启动，将成为未来果汁市场需求的新增长点，果汁 成为畅销的产品受到全球消费者

3、的青睐和追捧。这表明果汁饮料将会在中国迎 来很大的发展。 我国柑橘产量大，种植面积 2006 年就达到 171.4 万平方，但是用于生 产果汁的原料比较小，商品化处理的柑橘仅占 5%，柑橘汁饮料有很大部分仍 需进口。是故柑橘类果汁 ）的深加工仍然有很大的发展潜力。 柑橘是世界上栽培最广、经济价值最高的柑橘类水果，成熟后变成黄色 果肉酸甜适度，汁多，富有香气，是生产饮料的重要原料。柑橘营养丰富， 含有丰富的维生素 C、钙、磷、钾、B -胡萝卜素、柠檬酸、皮甙以及醛、醇、 烯等物质， 常常食用可以强化免疫系统，抑制肿瘤细胞生长，明显减少胆 结石的发生，增强毛细管韧性，减少人体体内的胆固醇吸收，降低

4、血脂，深 受人们喜爱。由于柑橘出汁率高，有良好的风味，营养丰富，经过加工可制 成酸甜可口的柑橘饮料，既可以保留其大部分的营养成分和风味物质，又可 以增加其附加价值，为农民的创收提供帮助。 作为一名食品专业的学生，我已掌握果汁加工原料的质构与加工特性、果 汁加工工艺、果汁加工设备及果汁在加工生产过程中常见的质量问题等相关基 本知识，参考果蔬汁现代生产加工相关文献，我设计年产 1 万吨柑橘饮料生产 线。在设计过程中尽量针对橙汁汁加工常见质量问题设计合理的工艺，选择合 适的加工设备，为实际生产加工柑橘提供一定的用途 第二章工艺流程论证 柑橘汁生产工艺流程 本设计柑橘为原料进行生产，设计一套生产混浊型

5、柑橘汁的生产工艺，现 在确定工艺如下: 1原料预处理 （1）原料选择： A选择适合的品种，作为加工果汁的品种，必须酸甜可口，色浓，香气浓 郁，果汁多，榨汁率高。作为生产果汁饮料的柑橘，要求出汁率达到45鸠上 生产果汁的柑橘类的果实出汁率一般在 45-60%之间，取其出汁率约50% 。 B选择成熟度适合的果实。采收过早的原料可溶性固形物低，单宁高，糖 度低，酸度高。采收过晚的原料，由于呼吸作用的消耗，糖酸含量明显下降， 出汁率下降。新鲜、健康、成熟的甜橙糖酸比在6:1-9:1左右。 C要求无腐烂，霉变，病虫害和机械损伤。 （ 2） 原料贮运 运输过程中尽量避免挤压和碰撞，否则会引起机械损伤和呼吸

6、伤的发生， 使其温度升高，原果质量和出汁率降低。现代企业生产柑橘汁是连续生产的， 为保证生产线的连续工作，每天消耗大量的原料，必须建立贮藏系统贮藏柑橘 原料，输送原料建立流水槽或流水池。贮藏条件根据种类，成熟度调节贮藏系 统的温湿度和气体成分。 （ 3） 原料挑选、清洗 挑选除去原料中的少量腐烂果、菌染果、虫蛀果、僵果或杂质，避免其影 响果汁的质量，可防止果汁发酵和霉变。清洗可除去果实表面的尘土、泥沙微 生物、农药残留以及携带的枝叶。生产中需要对原料进行多次清洗。正确的清 洗可以是卫生无降低到 2.5%-5.0%。果蔬的清洗包括流水输送、浸泡、刷洗 带 喷淋）、高压喷淋四道工序。在两个水槽或水

7、池中进行，一个带一定坡度的水 槽进行流水输送，同时惊醒初步清洗，另一个水槽是用来进行短暂的浸泡，再 输送带多个毛刷滚轮的清洗机上进行刷洗、冲洗，可在两个水槽间对原料挑选， 提剔除不符合要求的果实和杂质。最后高压喷淋，保证清洁度，清洗水消毒后 可以循环使用。橙子清洗用高锰酸钾清洗，浓度为 0.1%。 2 去油、榨汁 榨汁时，柑橘外皮中的不良风味物质和可溶性物质额会进入果汁中，同时 柑橘果汁外皮中的精油，含有易生成称臭味的物质，果皮和果肉囊衣和种子种 有柚皮苷柠碱等致苦物质。柑橘汁中精油含量为0.015-0.025% ，是会产生愉悦 的香气和风味，但是超过 0.03%是就会有苦麻味，影响产品质量。

8、因此在榨汁 前柑橘先输送到锉皮机提取精油，锉磨机轻轻的用研磨刺扎柑橘的外表皮使果 皮有流出，同时可用水喷淋，果皮油随之流入锉磨机底座，也可以随着针刺空 留下来。本设计选择针刺磨油机。 果蔬的取汁工序是果蔬汁加工中的一道非常重要的工序，取汁的方式是影 响出汁率的一个重要因素，也影响果蔬汁产品的品质和生产效率。根据原料和 产品形式的不同，取汁方式差异很大，主要有压榨法、浸提法、离心法和打浆 法等，柑橘类果实的榨汁机专用性很强。本设计选择FMC整果式榨汁机也即是 In-line 榨汁机。其原理是：柑橘送进料斗，逐个进入托盆或挤压杯，上盖筒 或挤压杯立即压下，进入压榨工序，在果实地步打开抽出果汁的圆孔

9、，果肉和 果皮被挤压到托盆下部的滤网管内，然后带出小孔的出汁管中，由于罐内果肉 被挤压果汁酒从滤网管的小孔流出，汇集都集液管内，果皮、橘囊皮。种子从 等通过出液管的中间间隙，从管子下排出。整个过程果汁和果皮接触，可以减 少被果皮油污染的机会，同时经过磨皮去油工序均质后可以不用在设去油工序。 本设计选择FMC整果式榨汁机。 3 粗滤 榨出的果汁中含有果皮的碎片和嚢衣、粗的过果浆，为除去这些杂物，必 须进行粗滤，对于混浊型果汁在保存色粒以及获得的色泽风味和香味的前提下 分散在果汁中粗大颗粒或悬浮颗粒。进行粗滤的设备的筛孔为 0.5mm 左右可在 榨汁中进行。一般来说榨汁机均附带有果汁粗滤设备，无需

10、另外采购粗滤机， 也可以单机操作。粗滤设备一般为筛滤机，有水平筛滤、回转筛滤、圆筒筛滤、 振动筛滤。本设计选择回转筛滤机。 5 调配 柑橘汁在加工过程中，由于生产工艺的要求，添加了大量的水分，果汁原 来的香气变淡，色泽变浅，糖酸都降低，需要添加香精、色素、糖或者浓缩汁 来弥补，使产品达到良好的效果。果汁按成品标准调整，实际柑桔汁饮料糖酸 比为13.017.0:1 ,可溶性固形物13%- 17% 含酸0.8%1.2%,糖含量调整 到915% 果汁饮料是用果汁为原料配合糖和糖浆、营养强化剂等食品添加剂调配而 成的,调配前需制备好糖浆,其次调整糖酸比,将所用的果汁和其他添加剂放 入调配罐搅拌混合,计

11、算需用糖浆量,计量后将所用糖浆放入调配罐中,加水 至每批配料的规定量,进一步搅拌混合。故需要调整其糖度和酸度以达到良好 的风味和效果。调配时,使用白砂糖和果葡糖浆,两种甜度几乎相等,同时使 用可以使甜度增加 20-30%的,甜味丰满、风味更好,而且成本更低。用水必须 是软化水或纯清水。 无论采用何种方法调配,在进入下一道工序前都要抽样检验,测定其糖度、酸 度,并比照色泽。分析检验后,根据结果进行适当调配,使之符合产品标准, 力求产品一致化。糖浆调配顺序：糖液 f防腐剂f甜味剂f酸味剂f 果汁f乳 化剂f稳定剂f色素f香精f加水定容。 6 均质 混浊型果汁需要均质处理,均制的目的是使果汁中的悬浮

12、果肉颗粒进一步 破碎细化,大小更加均匀,同时使果肉细胞壁上的果胶溶出,果胶更均匀分布 于果汁中形成均匀稳定的分散体系。若果汁不均质,由于果汁中的悬浮颗粒较 大,产品不稳定,放置后会慢慢分层,形成上清下浊的现象。国内常用均质条 件是 14.7-24.5Mpa ,本工艺选择高压均质机均质, 20Mpa。 7 脱气 柑橘组织中溶有一定的空气,在加工中经过榨汁均质、以及泵管道的输送 对将大量的空气带进果汁中,生产中需要将这些溶解的空气除去。因为脱气可 以加少或避免柑桔汁的氧化,减少其色泽和风味被破坏以及营养损失,如维生 素 C 的氧化,避免悬浮颗粒的上浮,减少腐蚀,防止灌装和杀菌时残产生泡沫, 提高杀

13、菌效果。在生产上一般用真空脱气,通过真空条件下使柑桔汁在脱气机 中以雾状形式喷出,脱出氧气。为充分脱气,果汁温度比真空罐中的温度高 2 3 C,热脱气的温度50-70 C,脱气罐内真空度为90.7-93.3KPa。本设计采用真 空泵真空锅脱气。 8 杀菌 果蔬汁的杀菌与包装是产品得以长期保藏的关键。果蔬汁中存在着各种微 生物,它们会使产品腐败变质；同时还存在着各种酶,使制品的色泽、风味和 体态发生变化。在进行杀菌时,一方面需要杀灭果蔬汁中有害微生物以达到商 业无菌和钝化果蔬汁中的酶,同时应考虑产品的质量不要受到太大的影响。 柑橘汁饮料酸度较大，即PH较低，微生物已受到抑制，因此杀菌时酵母霉 菌

14、和无芽孢杆菌为杀菌对象。在生产果蔬汁中的杀菌方法广泛采用,高温短时 杀菌和超高温杀菌。对于 PH3.7的柑橘汁饮料，广泛采用超高温 杀菌的方法，温度为120-130C，时间为3.6S。由于柑橘汁饮料PH3.7,故选 择高温短时杀菌，杀菌温度一般为95C ,15-20S。同时为避免果受到长时间的 加热，要控制好果汁的速度。本设计选择列管式杀菌机。 9 热灌装、密封、冷却 果汁在杀菌后，趁热进行灌装，容器多用 PET 瓶，灌装前果汁温度大于 80C,然后进行密封，冷却，冷却后在顶隙会形成一定的真空度，可以较好的 保持果汁品质。同时冷却时，要把果汁的温度迅速的降低到 40度以下，防止果 汁在高温下变

15、质。 10 成品检验 产品经过检验各瓶情况，剔除异型瓶、变形瓶瓶子漏液，旋盖不严密，瓶 内有肉眼可见的异物、色泽不良，液位不足。同时经过贮藏后一段时间，检验 产品的理化指标和微生物指标合格后，即可得到成品。 第三章配方与物料衡算 设计要求： 1 万吨柑橘汁饮料生产线设计。 1 配方 柑橘汁饮料原料有柑橘果汁，白砂糖、香精、着色剂、酸味剂和水。苹果 汁饮料： 1000kg 计算 成分名称 添加量 /kg 成分名称 添加量 /kg 柑橘汁 200 白砂糖 50 柠檬酸 1.2 果葡糖浆 17.5 山梨酸钾0.1黄原胶0.6 食用香料0.2维生素 C0.3 2 生产产量的确定 ： （ 1） 生产工作

16、日：柑橘汁饮在市场上有淡季和旺季，炎热天气的夏天明显是 旺季，综合各种因素分析确定生产工作日为 300 天 （ 2） 生产班次的确定：结合柑橘原料的成熟的月份有6-8 个月和淡旺季分析， 每天生产班次可分为 1-3 班，旺季 3 班，中季 2 班，淡季 1 班，旺季 200天，中季 50 天，淡季 50 天。 班产量 = K为设备不均匀系数，一般 K=0.7-0.8，本次取0.7 ） 3 物料衡算 （1）柑桔汁 甜橙）出汁率以 50%为准计算，一班产量为基准计算 班产量 为 19.05 吨） （2）各工序的损失见下表 序号 指标名称 损失率 /% 骨口. 序号 指标名称 损失率 /% 1 原料

17、验收 3.0 2 清洗挑选 0.5 3 榨汁 50 4 粗滤 2.0 5 调配 0.2 6 均质 0.3 7 脱气 0.1 8 灌装 0.2 9 检验 0.1 检验损失 0.1%，检验前柑橘汁饮料： 19.05/1-0.1% ） =19.07 吨 灌装损失 0.2%，灌装前柑桔汁饮料： 19.07/1-0.02% ） =19.11 吨 脱气损失 0.1%，脱气去油前柑桔汁饮料： 19.11/1-0.1% ） =19.13 吨 均质损失 0.3% ，均质前柑桔汁饮料： 19.13/1-0.3% ） =19.19 （3）根据配方计算调配时的各种原辅料 调配时，加入柑桔汁： 19190200/100

18、0=3838Kg 加入白色砂糖 1919050/1000=959.9Kg 加入果葡糖浆 1919017.5/1000=335.825Kg 加入柠檬酸 191901.2/1000=23.028Kg 加入山梨酸钾 191900.1/1000=1.919Kg 加入黄原胶 191900.6/1000=11.514Kg 加入维生素 C19190 0.3/1000=5.757Kg 加入食用香料 191900.2/1000=3.838Kg 加入软化水： 19190-(3838+959.9+23.028+335.825+1.919+11.514+3.838+5.757 )=14016.2Kg 原辅料用量汇总表

19、 成分名称 添加量 /Kg 成分名称 添加量 /Kg 柑桔汁 3838 白砂糖 959.9 柠檬酸 23.028 果葡糖浆 335.825 山梨酸钾 1.919 黄原胶 11.514 食用香料 3.838 维生素 C 5.757 软化水 140016.2 4）柑橘原料生产用量计算： 调配前，柑桔原汁量： 3838/=3924.2Kg 榨汁出汁率 50%，榨汁前柑橘量： 3924.2/1-50%）=7848.4 Kg 清洗挑选损失 0.5%，清洗挑选钱柑橘量： 7848.4/1-0.5% ） =7887.8Kg 原料检验损失 3.0%，检验前柑橘量： 7887.8/1-3% ）=8131.6Kg

20、 检验前柑桔汁饮料量：19.07gv设柑橘汁饮料密度为1.05g/ml 则 PET瓶消耗量：19.07/500=38140 个 检验损失 0.1%，则合格瓶数量： 381401-0.1%） =38102个 瓦楞纸箱消耗量： 38102/12=3176 个 物料计算汇总表： 柑橘 /Kg 柑桔汁 / Kg 白砂糖 / Kg 果葡糖 浆/ Kg 每小时消 耗量 1028.95 480.725 119.988 41.978 柠 檬 酸 2.8785 / Kg 山梨酸 0.239875 每班 消耗量 8131.6 3845.7 959.9 335.825 23.028 1.919 旺季每天 消耗量 2

21、.44 1.15 2.88 1007.475 69.084 5.757 中季每天 消耗量 1.63 7.69 1.92 671.65 46.056 3.838 淡季每天 消耗量 8.13 3.85 959.9 335.825 23.028 1.919 每年消耗 量 6.1 2.9 7.2 2.52 17271 1439.25 钾/ 黄原胶 1.43925 11.514 34.542 23.024 11.514 8635.5 / Kg 食用香 0.47975 3.838 11.514 7.676 3.838 2878.5 料/ Kg 维生素 0.719625 5.757 17.271 11.51

22、4 5.757 4317.75 C/ 纯净水 1752.025 14016.2 42018.6 21024.3 14016.2 1.1 / Kg 空 PRT 47678 38140 114420 76280 38140 2.87 瓶 / 个 瓦楞纸 397 3176 9.6 7.2 3.2 2.4 四、设备选型 序 名称 型号 台数 外形尺寸 mm 生能力 功率 价格 生产厂家 号 t/h KW /Kg 1 滚杠选果 GXJ-5 1 4000*850*900 4-6 0.55 江苏科威机械有限 机 公司 2 冲浪式洗 CXJ-2 1 2540*1140*1800 5 5.1 38000 杭州亿

23、天轻工机械 果机 有限公司 3 毛刷洗果 MSJ型 MSJ-10 10 1.5 10 1.5 宁波瑞翔食品机械 机 4500*1200*1000 有限公司 4 橙橘磨油 MYJ 1 3500*1000*2000 1.5 江苏科威机械有限 机 公司 5 板式提升 BSJ-5 1 宽度 300-1200 20K/h 0.75 江苏靖江艾莉特食 机 品有限公司 6 碗式榨汁 飞翔 1780*1150*2500 400 个 / 15 扬州福尔喜果蔬汁 机 分 机械有限公司 7 单螺杆泵 G35-2 1 4.0 杭州亿安机械有限 公司 8 圆振筛 振动筛 1 根据物 0.25- 信箱市未来振动设 料特性

24、 不定 3.7 备有限公司 9 不锈钢饮 BAW-150 5 536*326*406 5 1.5 杭州亿安机械有限 料泵 公司 10 溶糖罐 RT-1000 1 2875*1465*2570 1000L/H 4.75 12000 温州市强光轻工机 械有限公司 11 调配罐 1 可按需要定做 杭州亿安机械设备 有限公司 12 高压均质 QGJJ- 1 1605*1200*1585 4 30 1500 温州市强光轻工机 机 4/25 械有限公司 13 真空脱气 机 YD- TQJ-10 1 1600X 1700X3 250 10000L/ H 6 14500 杭州亿大科技有 限、公司 14 列管式

25、杀 菌机 YR-61 4060 X 615 X 1250 6 6 上海嘉迪机械有限 公司 15 双层保温 DVN-10 1780*h) 3250 5000L 浙江明辰机械有限 不锈钢储 罐 公司 16 RXGF冲瓶 RXGF14- 1 2200*1500*2650 8000 瓶 4 张家港亿利机械有 灌装旋盖 三合一机 组 12-8 /H 限公司 17 自动理瓶 LP141 3010*2260*2230 15000 2.3 25730 张家港佳顺机械制 机 瓶 /H 造有限公司 18 LP 饮料喷 PL-H1 2100*850*200 18000 29 江苏美型饮料机械 淋冷却隧 瓶 /h 可

26、 有限公司 道 按生产 能力调 整） 19 全自动收 JX-250B 1 2000*1200*1500 60M/分 3 上海经翔包装机械 缩膜套标 机 设备有限公司 20 自动装箱 ZB 系列 1 6700*2140*3100 12-40 29 上海理路包装机械 机 一次三箱） 箱/分 有限公司 五、方案设计特点： 本设计方案设计中，采用传统技术和现代技术结合，从分利用了传统果汁 生产技术成熟和现代自动化技术的便利，能够节约劳动力生产成本，如采用冲 瓶热灌装旋盖三合一机组，自动理瓶机等自动化机械设备，将传统生产中的人 借放出来，减少劳动强度。本案方案中生产的果汁先磨皮去油，可以减少后段 工序中果汁不良气味的产生，同时可以将磨皮去精油中生产的精油和水混合物 作为原料生产高级精油。这部分精油可以广泛应用于日化产品、食品添加剂， 医药等多个领域中，可以产生更高的经济效益。果汁生产中耗水量是很多的， 在设计中采用的很多设备可以将用过的水回收循环利