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#10000吨柑橘饮料生产线#
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）：
轻工与食品项目学院
班级：
专业：
食品项目
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、β-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，降低血脂，深受人们喜爱。
因为柑橘出汁率高，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
一、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%以上。
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，因为呼吸作用的消耗，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
（3）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。
（4）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。
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，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，因为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，因为生产工艺的要求，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13.0～17.0:
1，可溶性固形物13%～17%，含酸0.8%～1.2%，糖含量调整到9～15%。
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→防腐剂→甜味剂→酸味剂→果汁→乳化剂→稳定剂→色素→香精→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，因为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℃，热脱气的温度50-70℃，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PH<3.7的高酸度饮料采用高温短时杀菌，一般温度为95℃，杀菌时间为15-20S。
而对于PH>3.7的柑橘汁饮料，广泛采用超高温杀菌的方法，温度为120-130℃，时间为3.6S。
因为柑橘汁饮料PH<3.7，故选择高温短时杀菌，杀菌温度一般为95℃,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80℃，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C
0.3
2生产产量的确定：
（1）生产工作日：
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
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/%
序号
指标名称
损失率/%
1
原料验收
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：
19190
200/1000=3838Kg
加入白色砂糖19190
50/1000=959.9Kg
加入果葡糖浆19190
17.5/1000=335.825Kg
加入柠檬酸19190
1.2/1000=23.028Kg
加入山梨酸钾19190
0.1/1000=1.919Kg
加入黄原胶19190
0.6/1000=11.514Kg
加入维生素C19190
0.3/1000=5.757Kg
加入食用香料19190
0.2/1000=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
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/（1-0.2%）=3845.7Kg
粗滤损失2.0%，粗滤前柑橘汁量：
3845.7/（1-2.0%）=3924.2Kg
榨汁出汁率50%，榨汁前柑橘量：
3924.2/（1-50%）=7848.4Kg
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
（5）灌装瓶用量和装箱用箱量：
（每瓶500g，每箱12瓶）
检验前柑桔汁饮料量：
19.07
g（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：
38140
（1-0.1%）=38102个
瓦楞纸箱消耗量：
38102/12=3176个
物料计算汇总表：
每小时消耗量
每班
消耗量
旺季每天消耗量
中季每天消耗量
淡季每天消耗量
每年消耗量
柑橘/Kg
1028.95
8131.6
2.44
1.63
8.13
6.1
柑桔汁/Kg
480.725
3845.7
1.15
7.69
3.85
2.9
白砂糖/Kg
119.988
959.9
2.88
1.92
959.9
7.2
果葡糖浆/Kg
41.978
335.825
1007.475
671.65
335.825
2.52
柠檬酸/Kg
2.8785
23.028
69.084
46.056
23.028
17271
山梨酸钾/
0.239875
1.919
5.757
3.838
1.919
1439.25
黄原胶/Kg
1.43925
11.514
34.542
23.024
11.514
8635.5
食用香料/Kg
0.47975
3.838
11.514
7.676
3.838
2878.5
维生素C/
0.719625
5.757
17.271
11.514
5.757
4317.75
纯净水/Kg
1752.025
14016.2
42018.6
21024.3
14016.2
1.1
空PRT瓶/个
47678
38140
114420
76280
38140
2.87
瓦楞纸箱/个
397
3176
9.6
7.2
3.2
2.4
四、设备选型
序号
名称
型号
台数
外形尺寸mm
生能力t/h
功率KW
价格/Kg
生产厂家
1
滚杠选果机
GXJ-5
1
4000*850*900
4-6
0.55
江苏科威机械有限公司
2
冲浪式洗果机
CXJ-2
1
2540*1140*1800
5
5.1
38000
杭州亿天轻工机械有限公司
3
毛刷洗果机
MSJ型
MSJ-10101.54500*1200*1000
10
1.5
宁波瑞翔食品机械有限公司
4
橙橘磨油机
MYJ
1
3500*1000*2000
1.5
江苏科威机械有限公司
5
板式提升机
BSJ-5
1
宽度300-1200
20K/h
0.75
江苏靖江艾莉特食品有限公司
6
碗式榨汁机
飞翔
1780*1150*2500
400个/分
15
扬州福尔喜果蔬汁机械有限公司
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
根据物料特性不定
0.25-3.7
信箱市未来振动设备有限公司
9
不锈钢饮料泵
BAW-150
5
536*326*406
5
1.5
杭州亿安机械有限公司
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
高压均质机
QGJJ-4/25
1
1605*1200*1585
4
30
1500
温州市强光轻工机械有限公司
13
真空脱气机
YD-TQJ-10
1
1600×1700×3250
10000L/H
6
14500
杭州亿大科技有限、公司
14
列管式杀菌机
YR-6
1
4060×615×1250
6
6
上海嘉迪机械有限公司
15
双层保温不锈钢储罐
DVN-10
Φ1780*（h）3250
5000L
浙江明辰机械有限公司
16
RXGF冲瓶灌装旋盖三合一机组
RXGF14-12-8
1
2200*1500*2650
8000瓶/H
4
张家港亿利机械有限公司
17
自动理瓶机
LP14
1
3010*2260*2230
15000瓶/H
2.3
25730
张家港佳顺机械制造有限公司
18
LP饮料喷淋冷却隧道
PL-H
1
2100*850*200
18000瓶/h（可按生产能力调整）
29
江苏美型饮料机械有限公司
19
全自动收缩膜套标机
JX-250B
1
2000*1200*1500
60米/分
3
上海经翔包装机械设备有限公司
20
自动装箱机
ZB系列
1
6700*2140*3100（一次三箱）
12-40箱/分
29
上海理路包装机械有限公司
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用。
本方案中没有对榨汁后的果渣进行处理，在生产上来说是十分浪费的，但本方案中生产果汁的，可以在本方案上改造，将柑橘生产成果浆后在调配成混浊果汁，可以添加去皮、破碎后用胶体磨将果肉磨碎在另行调配，或者利用果渣发酵沼气作为能源加热和杀菌以及工厂中的生活的应用。
方案中才用热灌装，可以减少PET瓶中果汁的空气存在，在果汁的风味品质和防腐上有良好的效果。
本方案中设计中预期达到生产稳定（设有储罐），生产环境安全，设备性价比较高。
生产出来的产品在ISO9001H和ISO22000以及HACCP的生产管理下，果汁体系均匀分散稳定，色泽亮丽，酸甜可口，香气浓郁无异味杂质，同时采用的合成的食品添加剂少，将是备受欢迎的果汁饮料。
因为生产线设计上可能有不完备的地方，或考虑不周以及缺少实际工厂的生产经验，在生产的项目中考虑经济因素，生产的简易性，本设计的某些工序可能可以省略。
六、参考文献：
1.蒲彪，胡小松。
软饮料学，中国农业大学出版社，2009；
2.张国冶，软饮料加工机械，化工工业出版社，2006；
3.单杨主编，柑橘加工概论，中国农业出版社。
4.杜朋编译，果蔬汁饮料工艺学.农业出版社，1992；
5.仇农学主编，现代果汁加工技术与设备，化学工业出版社，2006.
6.邓禹扬，新型饮料生产工艺与配方，化学工业出版社，2000
7.徐怀德，新型饮料工艺与配方，中国农业大学出版社，2002
8方修贵，王梅青，叶春勇，金合春.粒粒橙汁的研制及生产工艺，饮料工业；
9.孙平主编，食品添加剂，中国轻工业出版社，2009
10.章建浩主编.食品包装学，中国农业出版社，2002
11.孙奇，张国宏。
运动饮料PET瓶无菌灌装生产线工艺设计及验证，机械与装备，
12.（英）M.DRankenR.C.JillC.G.J.Baker着，张慜等译，食品工业手册，中国轻工业出版社，2002
13.中国食品机械设备网，
另附有一张工艺流程草图（说明：
一号图纸、CAD图）
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