年产10000吨浓缩梨汁工厂设计

PAGEPAGE15年产10000吨浓缩梨汁工厂设计目录一项目论证………………………21产品来源…………22产品特点…………23市场状况…………34厂址选择…………3二样品方案与班产量…………41班产量…………42样品方案………………………4三工艺流程及论证…………51工艺流程………………………52工艺论证………………………5四物料衡算………………………6五设备选型及论证……………11参考文献………………………14一、项目论证1.产品来源浓缩梨汁主要以梨为原料，计划把生产浓缩梨汁的企业建立在河南商丘市宁陵县，这里产的梨以色、香、味俱佳著称，果形优美、硬度适中、耐储藏（采取合理的方法一般可以存放到翌年的5~6月份），成熟后色泽金黄，果形美观，皮薄肉嫩，脆甜无渣，汁水多，含糖量高达15%，并含有磷、铁、维生素C等多种元素和维生素。宁陵县石桥镇，位于县城北6公里处，盛产名优特产金顶谢花酥梨，有“酥梨之乡”的美称。单果平均重300克，最大可达800—1000克以上。酥梨已有600多年的栽培历史，早在明孝宗年间就颇有盛名，被列为上等贡品。宁陵梨又名金顶谢花酥梨是国家名优水果之一，国家商标局注册为“金顶”牌。该品种系白梨和砂梨的自然杂交种，从外观上看萼洼广而浅，周围有一片放射状黄褐色锈块，故得“金顶”美名。用于生产浓缩梨汁的原料梨必须具备含有较高的含糖量，而宁陵的梨恰能满足这一要求。原料梨的指标∕100g名称单位／g糖类15蛋白质0.2脂肪0.1粗纤维0.1钾110×10－3钙0.11×10－3磷11×10－3铁0.3×10－32.产品特点梨含有大量蛋白质、脂肪、钙、磷、铁和葡萄糖、果糖、苹果酸、胡萝卜素及多种维生素。梨还是治疗疾病的良药，民间常用冰糖蒸梨治疗喘咳，“梨膏糖”更是闻名中外。梨还有降血压、清热镇凉的作用，所以高血压及心脏病患者食梨大有益处。此外，梨皮和梨叶、花、根也均可入药，有润肺、消痰、清热、解毒等功效。梨中含有丰富的B族维生素，能保护心脏，减轻疲劳，增强心肌活力，降低血压；.梨所含的配糖体及鞣酸等成分，能祛痰止咳，对咽喉有养护作用；梨有较多糖类物质和多种维生素，易被人体吸收，增进食欲，对肝脏具有保护作用；梨性凉并能清热镇静，常食能使血压恢复正常，改善头晕目眩等症状；食梨能防止动脉粥样硬化，抑制致癌物质亚硝胺的形成，从而防癌抗癌；梨中的果胶含量很高，有助于消化、通利大便。1.梨中含有丰富的B族维生素，能保护心脏，减轻疲劳，增强心肌活力，降低血压；2.梨所含的配糖体及鞣酸等成分，能祛痰止咳，对咽喉有养护作用；3.梨有较多糖类物质和多种维生素，易被人体吸收，增进食欲，对肝脏具有保护作用；4.梨性凉并能清热镇静，常食能使血压恢复正常，改善头晕目眩等症状；5.食梨能防止动脉粥样硬化，抑制致癌物质亚硝胺的形成，从而防癌抗癌；6.梨中的果胶含量很高，有助于消化、通利大便。浓缩梨汁的营养成分表项目每份（250mL）营养素参考值（%）能量666kJ8蛋白质4.8g8脂肪4.3g7碳水化合物25.0g8钠75mg43.市场状况由于中国特有的资源优势为基础，浓缩梨汁近年来发展迅速，生产规模快速扩张，生产能力也有猛增。我国的人口众多，随着生活水平的提高，我国对浓缩梨汁的需求也处在上升的趋势，由于我国人口主要集中在东南部，所以将浓缩梨汁的市场主要放在我国南方，梨汁具有很多的功能，可以作为生产梨汁饮料的原料，可以用来加工酿制梨酒，可以作为其它各种饮料的补充物，还可以作为食品工业的基础配料，由于浓缩梨汁具有以上的功能作用，从而大大扩大了市场对浓缩梨汁的需求。4.厂址选择宁陵是河南商丘的一个县级城市，自古以来以“酥梨之乡”著称，这里昼夜温差大，梨的含糖量高，有利于浓缩梨汁的制造；交通运输便利，由于浓缩果汁的保质期一般在12个月左右，无需太关注交通运输方面；该城市一般都采用自来水，均能符合企业生产用水要求；劳动力方面，由于城市人口密集，应该把食品厂建在离城市不远的郊区，一方面可以有较多的劳动力，另一方面可以减少企业污染对居民的影响，同时在郊区，建厂经费也可以大大减少。宁陵位于鲁豫皖三省交际地，周边消费人口相对集中。综上述的观点，浓缩梨汁食品厂建立在宁陵是可行的。二、产品方案及班产量的确定1.班产量确定年产量：Q=10000t生产班制：淡季2班制，旺季3班制（这样有利于劳动力平衡，设备充分利用，成品正常销售，便于生产管理，经济效益提高）工作日：梨的成熟季节在秋季，所以定8、9、10、11、12、1月份为旺季，工作日（t旺）为130d，2、3、4月份为淡季，工作日（t淡）为75d，5、6、7月份为设备检修日（一方面由于这几月份梨原料难以储藏，苹果的含糖量大大减少，生产的梨汁质量也会相应的减少：另一方面接下来的8、9、10、11、12、1月份为企业的旺季，对设备的要求度高，以便产品能更好地连续生产），余下的63d为节假日（其中工作日一周只有单休日，国庆只有三天休息日），则全年浓缩梨汁生产天数为：t=t旺+t淡=130+75=205d④班产量q班:班产量q班计算公式如下：q班=Q∕k(3t旺+2t淡)式中q班—班产量，tQ—年产量，tk—设备不均匀系数，k=0.7~0.8计算：q班=10000∕0.75(3×130+2×75)=24.69（t／班）2.产品方案浓缩梨汁产品方案表 产品名称年产量t班产量T1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月浓缩梨汁1×10424.69三、工艺流程及论证1.工艺流程：原料验收——挑选——清洗——破粹——榨汁——过滤——灭酶——蒸发——酶解——超滤——灭菌——无菌灌装——浓缩梨汁2.工艺论证⒈原料验收企业首先要确定采购区域，保证采购区域周围没有化学污染及该梨区域未使用国家禁止的农药，梨成熟期前，应派相关部门对原料梨进行定期检查其质量的好坏。生产过程中，苹果验收按以下要求进行：A必须是合格供应商提供的原料，对原料的生长情况要大致了解B符合农药残留检验报告C产品质量符合要求，腐烂率超标（6%）的不收D质检员当场验收⒉挑选拣选的目的是剔除霉烂的、带病虫害的、破损的和未成熟的苹果以及混杂于其中的异物，有利于降低农药残留，减少微生物的污染及保持梨汁的正常风味，在拣选台上完成工作。⒊清洗在洗果台上通过毛刷及水流喷淋进行梨的清洗。⒋破碎榨汁前必须进行破碎，破碎粒度要适当，要有利于压榨过程的果浆内部形成果汁排汁通道。综合很多方面因素，将破碎粒度控制在1.5~3cm，通过破碎机将梨破碎，以备后面的压榨程序⒌榨汁 压榨机采用的是带式压榨机。在压榨过程中果浆尽量分布均匀，果浆厚度控制在3~6cm之间，如果需要，还可以进行二次压榨，具体方法为在第一次压榨后的果渣中加入等量的水浸渍后进行第二次压榨，可提高果汁的出汁率。⒍过滤采用双联过滤器，由两台不锈钢过滤器并联而成，具有结构新颖合理、密封性好、流通能力强、操作简便等诸多优点，应用范围广泛、适应性强的多用途过滤设备，能准确地保证过滤精度，并能快捷地更换滤袋，过滤基本无物料消耗，使得操作成本降低。⒎灭酶采用板式灭酶换热器，使酶失活，防止果汁产生褐变，提高果汁的商品价值。蒸发过滤后的果汁需要浓缩，以便有利于储藏和运输。浓缩通常是以蒸发方式进行，该企业采用三效外循环式真空蒸发器方法进行浓缩，该蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大的溶液，且具有传热效率高，受热时间短的特点，管道清洗较为方便。这种方式浓缩法可以大大减少浓缩的损耗。清汁进入蒸发器浓缩，浓酸至原体积的1／6左右，可以控制最终含糖量在56%~58%之间。⒐成分调节主要是糖和酸的调整，宁陵梨的含糖量在16.2%，含酸量在0.58%，成品梨汁的含糖量要求在56%，糖酸比为13：1~15:1（该设计采用14:1），若产品不符合糖酸比要求，则应向梨汁中加入糖和酸以改善苹果汁的风味。⒒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装置中，以备精过滤。⒓超滤超滤开机时要求浊度为0.1~0.6NTU时，方可向下一工序运料。每个小时要对渗透做有无杂质感官检测。在超滤渗透流量不能满足生产需要时，应按规定程序清洗，清洗前须加水稀释果汁，过滤至糖度低于2.0BX时，超滤方可排空。⒔灭菌采用瞬时高温灭菌机，对浓缩梨汁进行灭菌，使产品达到无菌要求，从而达到延长浓缩苹果汁的保存期。⒕无菌灌装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。采用灌装机进行灌装，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保存。四、物料衡算本设计要求每班产量为24690kg，根据所查资料，梨采收时的损失率为2.9%，梨原料的工艺损耗率为13.1%，挑选损失为0.5%，清洗损失为0.2%，破粹损失为0.2%，压榨损失为13.2%，过滤损失为1.4%，灭酶损失为0.8%，浓缩时梨的含糖量从16.2%提升至56%（一般浓缩到原来体积的1／6），酶解损失为0.4%，超滤损失为1.2%，灭菌损失为0.55%，灌装损失为0.05%。梨含酸量在0.58%，一般要求果汁成品糖酸比在13:1~15:1之间梨原料损耗率果皮子核坏肉碎块果蒂梗损耗率%531.61.851.65由于浓缩前后总糖含量不变（设原料苹果量为X）：X（1-2.9%）（1-13.1%）（1-0.5%）（1-0.2%）（1-0.2%）（1-13.2%）（1-1.4%）（1-0.8%）16.2%=24690÷（1-0.4%）÷（1-1.2%）÷（1-0.55%）÷（1-0.05%）×56%得X=122901.94(1)梨原料量为X=122901.94(2)采收时的损失率为2.9%，则采收后产量为122901.94×（1-2.9%）=11(3)梨原料的工艺损耗率为13.1%，则原料处理后产量为119337.79×（1-13.1%）=10(4)原料挑选损失为0.5%，则挑选后产量为103704.54×（1-0.5%）=10(5)原料清洗损失为0.2%，则清洗后产量为103186.02×（1-0.2%）=10(6)原料破粹损失为0.2%，则破粹后产量为102979.65×（1-0.2%）=10(7)原料压榨损失为13.2%，则压榨后产量为102773.69×（1-13.2%）=8(8)过滤损失为1.4%，则杀菌后产量为89207.56×（1-1.4%）=87(9)灭酶损失为0.8%，则灭酶后产量为87958.65×（1-0.8%）=8(9)蒸发浓缩时梨的含糖量从16.2%提升至56%，产量为87254.98×16.2%÷56%=2(10)糖酸比调节调配前果汁：糖总量25241.62×56%=1酸总量87254.98×0.58%=50经浓缩后进行酶解、超滤灭菌，损耗率为0.4%、1.2%、0.55%，则杀菌后浓缩汁产量为25241.62×（1-0.4%）×（1-1.2%）×（1-0.55%）=24此时，糖度=14135.31÷24702.35=57.22%酸度=506.08÷24702.35=2.05%糖酸比=57.22%÷2.05%=27.91一般成品果汁的糖酸比在13：1~15：1之间，浓缩汁糖度在56%~58%之间，酸度在1%~3.8%之间。有以上计算过程可知，浓缩梨汁的糖度符合要求，但糖酸比不再要求范围之内，因此糖酸比需要进行调整，设糖酸比为13：1，糖度在56%，加入糖akg，酸bkg,(14135.31+a)／(24702.35+a+b)=56%(14135.31+a)／(506.08+b)=13得a=59.22b=585.81调整后：糖总量：14135.31+59.22=14糖添加量：59.22／24702.35=0.24%酸总量：585.81+506.08=1091.89酸添加量：585.81／24702.35=2.37%糖酸比调整后浓缩汁总量为24702.35+59.22+585.81=2(11)灌装损失为0.05%，最终所得浓缩梨汁产量为25347.38×（1-0.05%）=25(12)检验计算(25334.71-24690)÷24690=2.61%由于误差较大，得进一步重新倒退计算计算过程如下：由于浓缩苹果汁产量为24690kg，则(1)灌装损失为0.05%，则灌装前浓缩汁产量为24690÷（1-0.05%）=24702.35kg(2)杀菌损失为0.15%，则杀菌前浓缩汁产量为24702.35÷（1-0.55%）=24838.96(3)超滤损失为1.2%，则超滤前浓缩汁产量为24838.96÷（1-1.2%）=25140.65kg(4)酶解损失为0.4%，则酶解前浓缩汁产量为25140.65÷（1-0.4%）=25241.62kg(5)由上述计算过程可知，糖酸比调整过程糖的添加量为0.24%，酸的添加量为2.37%，则糖酸比调整前浓缩汁产量为25241.62÷（1+0.24%+2.37%）=2(6)浓缩由糖含量为16.2%浓缩到56%，则浓缩前果汁产量(根据浓缩前后糖含量不变)为24599.57×56%÷16.2%=85035.55蒸发水分含量：85035.55-24599.57=60435.99(7)灭酶损失为0.8%，则灭酶前产量为85035.55÷（1-0.8%）=8(8)过滤损失为1.4%，则过滤前产量为85721.32÷（1-1.4%）=86938.46kg(6)原料压榨损失为13.2%，则压榨前产量为86938.46÷（1-13.2%）=100159.51(7)原料破粹损失为0.2%，则破粹前产量为100159.51÷（1-0.2%）=100360.24(8)原料清洗损失为0.2%，则清洗前产量为100360.24÷（1-0.2%）=100561.36(9)原料挑选损失为0.5%，则挑选前产量为100561.36÷（1-0.5%）=101066.69(10)梨原料的工艺损耗率为13.1%，则原料处理前产量为101066.69÷（1-13.1%）=116302.29(11)采收时的损失率为2.9%，则采收前产量为116302.29÷（1-2.9%）=1每班24.69t产量梨汁的物料衡算图原料梨119775.79㎏-2.9％采收处理116302.29㎏-13.1％拣选101066.69㎏-0.5％清洗100561.36㎏-0.2％破碎100360.24㎏-0.2％压榨100159.51㎏-13.2％过滤86938.46㎏-1.4％灭酶85721.32kg-0.8%浓缩85035.55㎏-71.07%水分蒸发量为60435.99kg糖酸比调整24599.57㎏+0.24％（糖）+2.37%（酸）59.04kg583.01酶解25241.62㎏-0.4%超滤25140.65kg-1.2%灭菌24838.96kg-0.55％灌装24702.35kg-0.05％成品24690五、设备选型及论证该设计每班实行8小时，(1)拣选机拣选机生产能力101066.69÷8=12633.34拣选机技术参数型

号生产能力T/h功率KW外形尺寸mmGXJ-1010～151.56000×1000×900由于GXJ-10生产能力在10~15t/h，所以选用一台该设备即可满足生产要求。(2)清洗机清洗机生产能力100561.36÷8=12570.17kg清洗机技术参数

型号

生产能力T/h

配用功率KW

外形尺寸mm

LXJ-20

20

5.1

4500×1400×2000由于LXJ-20生产能力在20t/h，所以选用一台该设备即可满足生产要求。(3)破碎机破碎能力为100360.24÷8=12545.03kg技术参数型号CPS-20生产能力(t/h)20配用功率(kw)22外型尺寸(mm)2000x2000x1800(4)压榨机生产能力100159.51÷8=12519.94带式榨汁机-技术参数型号处理能力t/h主机功率Kw进料口高度mm主机外形尺寸mm设备重量KgDYJ-20205.52.05400×3380×25056500根据上表的技术参数可知，选用一台该设备即可满足生产要求。(5)贮罐贮存能力100159.51÷8=12519.94kg贮罐的技术参数型号容积L设备重量Kg外型尺寸mm容器类别ZG-600060001550ø1800×3000常压ZG-10000100002650ø2000×3900根据上表的技术参数，选用ZG-10000和ZG-6000各一台即可满足生产要求。(6)双联过滤器过滤流量为86938.46÷8=10867.31kg/h双联过滤器技术参数型号YIAN规格m20.35流量t/h10外形mm1520×550×1200根据过滤流量，选用两台YIAN(7)列管式预热灭酶机生产能力85721.32÷8=10715.17kg/h列管式预热灭酶机——技术参数处理能力kg/h板片尺寸mm蒸汽耗量kg/h换热面积m240001700×500×1400300~5003.5~4所以选用三台以上列管式预热灭酶机即可满足生产要求。(8)浓缩设备蒸发水分量=60435.99÷8=7554.50kg/h浓缩设备技术参数型号蒸发量(KgH2O/h)耗气量(Kg/h)外形尺寸(L×W×H)m循环耗水量(T/h)蒸发温度℃蒸汽压力(Mpa)浓缩比重

SJN3-8000880022009×2.5×54095~98

0.05~0.09

1.25~1.4根据水分蒸发量，对照上表，选择一台SJN3-8000浓缩设备即可满足生产要求。(9)酶解罐酶解能力25241.62÷8=3155.20kg酶解罐——技术参数容积L换热面积m2搅拌功率kw内罐体直径mm500013.54.01800由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，所以选用一台上述酶解罐即可满足生产要求。(10)超滤装置超滤能力为25140.65÷8=3142.58kg/h超滤装置——技术参数型号膜面积(m2)透过液量(l/h)进料量(m3/h)

尺寸(mm)SUF-10051003.4-4.51600×800×1400由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，所以3142.58kg的果汁体积略大于3142L，选用一台SUF-100即可满足生产要求。(11)高温瞬时杀菌机24838.96÷8=3104.87kg高温瞬时杀菌机——技术参数型号产量L/h灭菌温度℃电机功率kw保持时间s耗气量kg/h外形尺寸UHT-43500-4000115~13544-60.151750×1350×2000由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，根据图表的产量，选用一台UHT-4即可满足生产要求。(12)灌装机（定每瓶为500ml）24702.35÷8=3087.79kg/h果汁密度为p=1.08g/mlV=m/p=3087.79×103/1.08=2.86×106ml瓶数=2.86×106/500=5718.13瓶灌装机技术参数型号生产能力(500ml)(b/h)瓶子尺寸(mm)适合盖子冲瓶水压力(Mpa)压缩机压力(Kg/h)气源压力(Mpa)耗气量(m3/min)总功率(KW)外形尺寸(mm)KN18-18-65000-6000瓶径φ50-φ100；高度150-320塑料螺旋盖01960×2250根据计算出瓶子数，对照上表的技术参数，选用一台KN18-18-6的灌装机即可满足生产需要。参考文献[1].王如福主编.食品工程设计.北京：中国轻工业出版社，2011.[2].杨芙莲主编.食品工厂设计基础.北京：机械工业出版社，2005.[3].王颉主编.食品工厂设计与环境保护.北京：化学工业出版社，2006.[4].夏文水主编.食品工艺学.北京：中国轻工业出版社，2010.[5].陈斌主编.食品机械加工与设备.北京：机械工业出版社，2008.[6].中国食品机械设备网/[7].宁陵县人民政府网可行性研究报告目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章总论 11.1项目概述 11.2项目承担单位基本情况 11.3项目建设背景 21.4可行性研究报告编制依据和研究范围 31.5可行性研究报告概要 41.6可行性研究结论 8第二章市场分析及预测 92.1基本概况 92.2国内弹簧市场分析 102.3本项目产品具有良好的市场前景 11第三章项目建设规模和产品方案 133.1建设规模 133.2产品方案 13第四章原辅材料和燃料动力 154.1原辅材料供应 154.2燃料动力供应 17第五章生产工艺与设备 185.1项目生产工艺概述 185.2主体车间布局方案 205.3设备的选型 21第六章建设条件 246.1厂址地理位置 246.2自然条件 246.3项目施工条件 25第七章公用工程 267.1供水和排水 267.2供电 27第八章环保、消防、