年加工120吨甜茶饮料厂工艺设计毕业设计论文.docx
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年加工120吨甜茶饮料厂工艺设计毕业设计论文
学科分类号082701
本科生毕业设计
题目：
年加工120吨甜茶饮料厂工艺设计
Processing120tonsofsweetTea
Beverageplantprocessdesign
学生姓名：
学 号：
系 别：
生命科学系
专 业：
食品科学与工程
指导教师：
起止日期：
2014.4—2015.5
2015年5月8日
怀化学院本科毕业设计诚信声明
作者郑重声明：
所呈交的本科毕业设计，是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。
对设计的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。
本声明的法律结果由作者承担。
本科毕业设计作者签名：
年月日
目录
摘要I
AbstractII
第1章绪论1
1.1概述1
1.2设计原则及依据1
1.3项目建设的必要性2
第2章甜茶饮料的生产工艺设计3
2.1产品方案3
2.2工艺流程选择3
2.3工艺论证3
第3章物料衡算6
3.1甜茶饮料的配方6
3.2原辅料的计算6
3.2班产量的计算7
第4章设备选型以及水电衡算8
4.1设备选型8
4.2水衡算10
4.3电衡算11
第5章食品工厂卫生、环保、安全设计12
5.1工厂卫生12
5.2环保13
5.3安全14
第6章厂址选择14
6.1厂址选择15
6.2地理位置15
6.3自然资源15
6.4交通优势15
6.5市场优势15
第7章经济技术分析15
7.1固定资产投资估算16
7.2年总成本估算17
7.3企业管理费18
7.4年毛利核算18
7.5年利税估算18
7.6年纯利核算18
7.7回收期18
7.8社会效益18
第8章总结19
参考文献20
致谢21
年加工120吨甜茶饮料厂工艺设计
摘要
本设计题目为年加工120吨甜茶厂工艺设计.设计中主要考虑了甜茶的设计原则、加工技术、厂址的选择。
本设计重点部分是工艺计算，设备选型和经济核算。
着重从市场发展及市场预测的角度开展了可行性研究，进行了详细的工艺论证，对每个工艺过程进行分析，并且在此基础上进行了物料衡算，设备选型，确定原辅材料用量及水、电平衡计算，对投产资本、利润等进行估算。
设备的选择则综合考虑所选工艺、原料特点、确定所用设备。
因此具有良好的生产前景和可靠的收益。
年产120吨甜茶饮料厂需要投资782.21万元，年收益为1085.462万元，回报期为0.73年。
关键词
甜茶；饮料厂；工艺设计；设备选型
Theannualaverage120tonsprocessingdesignofsweettea
Abstract
Thisdesignaimedtoprocess120tonsofsweetteaperyearwhichmainlyconsideredthedesignprinciples,processingtechnologyandtheselectionofthesite.
Thekeypartofthedesignistheprocessingcalculation,equipmentselectionandeconomicaccounting.Basedonthefeasibilitystudiesfocusingontheperspectiveofmarketdevelopmentsandmarketforecasts,avarietyofdetailprocessingdemonstrationswerealsocompleted.Analyzingeachprocessingmethodsandonthisbasisthematerialbalance,equipmentselection,thevolumeofrawmaterialsandwater,electricitybalancecalculationandtheprofitswereestimated.Theselectionofequipmentsyntheticallyconsideredthechosencraft,materialcharacteristics,thereforedeterminedtheequipment.Soithasgoodproductionprospectandreliablereturns.
Totalinvestmentof7822100CNYisrequiredforthefactorywithanannualoutputof120tonsofsweetteaandtheannualincomeis10854620CNYwhichwilltake0.73yearsforthepaybackperiod.
Keywords
Sweettea;beveragefactory;processdesign;equipmentselection
第1章绪论
我国茶饮料行业起步虽然晚，但是发展迅速，并且一直持续稳定增长。
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,人们对茶饮料的认识日益加深，近年来我国茶饮料迅速发展。
许多专家学者预测，茶饮料成为21世纪的饮料之王。
1.1概述
甜茶，由于功效众多，被誉为神茶。
甜茶学名为多穗石柯，属蔷薇科悬钩子属，多年生有刺灌木，行为甘、平、无毒。
因叶子无糖天然甜被现代植物学专家学者定名为甜茶。
是经济价值很高高的药、食两用同源植物。
甜茶中富含18种氨基酸，特别是甜茶中富含人体必须的、人体不能生成，只能从食物中吸收的8种氨基酸。
甜茶含丰富的营养物质和人体所必需的微量元素，主要有钙、锌、锗、硒，及钾、镁、磷、铁、钠、铜、铬、锶、锂等多种元素，不含砷铝等有毒物质，不含会产生头晕、心跳加速、心悸、焦虑易怒、心理不适、干扰睡眠、肌肉震颤等副作用的咖啡因；其中所含的锗、硒等，均优于一般绿茶和苦丁茶，除上述所含微量元素外，还富含维生素C、B1、B2、B3、超氧化物岐化酶，鲜甜茶中维生素C的含量高；富含最具价值的生物类黄酮、茶多酚和甜茶素。
甜茶具有“三抗”（抗氧化、抗癌变、抗过敏）和“四降”（降血压、降血糖、降血脂、降胆固醇）的作用，以及天然纯洁、营养价值高、保健功能强、风味独特等优势，用途十分广泛。
研究人员发现，采用甜茶提取物的制成的化妆品可改善皮肤的瘙痒，并抑制皮肤及血管壁内透明质酸的下降，间接地湿润皮肤，达到美容效果。
甜茶提取液，可抑制透明质酸的分解，防止皮肤保湿功能的下降，使肌肤保持嫩滑富有弹性。
甜茶中富含具有抑制黑色素的天然还原物质，能分解沉积在生长层的黑色素，有效阻碍酪氨酸酶的活性，防止色斑形成，淡化色素，阻止皮肤衰老，使皮肤更自然更美白更有弹性。
甜茶所含丰富的黄酮类、多酚类化合物已经证实具有清除人体自由基、抗衰老、扩张血管、调节血管渗透性、防止动脉硬化、利尿、抗菌消炎、抑制肿瘤细胞等药理作用；其中的黄酮类物质、三萜烯类化合物与抗过敏、抗炎、降血压、降脂等作用有关，提取纯化这些有效成分，可以开发出以甜茶为原料的第三代保健食品和天然药品。
1.2设计原则及依据
如今市场上饮料类型繁多，竞争力强，生产一种符合大众消费理念以及追寻消费者消费潮流的产品还是比较具有竞争力的，同时也可以开辟出一块新的市场。
目前市场上的甜茶类型的产品少，特别是甜茶饮料。
所以本次设计投产建立年产120万吨甜茶饮料厂加工工艺，设计主要以国内饮料生产技术为基础，结合国内外先进生产工艺设备，参考有关文献资料，完成甜茶饮料工艺设计。
1.3项目建设的必要性
二十一世纪全球经济一体化的发展，带动了中国经济和消费的增长中国饮料业的迅速发展及其前景广阔的消费市场。
当前我过饮料行业多元化格局已经显现，饮料品种已由单一的汽水发展成为包括碳酸饮料、果汁饮料、茶饮料等。
全球软饮料市场发展迅速，从软饮料的品种来看，碳酸饮料仍占主导地位，其次是果汁饮料、茶饮料等。
近年来软饮料市场结构发生了明显的变化，原来备受推崇的碳酸饮料逐渐“退烧”，而以茶饮料为代表的迅速崛起，成为软饮料市场的新世军。
在国外，茶饮料20世纪90年代欧美国家发展最快的饮料。
在国际上被称为“新生代饮料”，被认为符合现代人崇尚天然、绿色的消费追求。
甜茶作为饮品的加工制作方法有三类：
一类是制作成袋泡茶；二类是制成速溶甜茶粉；三类是加工成甜茶饮料。
这三种制品都各自有一定的市场，但从市场的发展趋势来看，以甜茶饮料最有发展前途，近几年美国、欧洲、日本及各个地区茶饮料销售量非常大，日本茶饮料销售茶饮料仅次于碳酸饮料，以此看来，茶饮料非常有异军突起的可能，故设计了甜茶饮料厂加工工艺设计。
第2章甜茶饮料的生产工艺设计
甜茶饮料的生产工艺主要包括产品方案及班产量的确定、工艺流程选择及工艺论证。
2.1产品方案
（1）生产工作日：
综合各种因素，按每年工作100天，每天生产一班（每班8小时）。
（2）包装材料及规格：
包装材料从考虑强度、重量、稳定、清洁方便和美观等诸多因素，生产线生产的全部饮料选用以容积为500ml的塑料瓶做灌装容器。
每箱装12瓶。
2.2工艺流程选择
工艺步骤选择选择了原料预处理、原料清洗、浸提、粗滤、冷却、调配、精滤、灌装、杀菌、检验、成品等工艺流程见图2.1
甜茶→原料清洗→浸提→过滤→调配→均质→杀菌→灌装封盖→
→冷却→检验→成品
图2.1甜茶饮料生产工艺流程
2.3工艺论证
（1）原料的选择
Ａ．选用新鲜的茶叶作为原料，感官审评无烟、焦、酸、馊等异味。
Ｂ．不含茶类杂物及非茶类物质。
Ｃ．无金属及化学污染，无农药残留物质或不超过标准。
Ｄ．茶叶中主要成分保存完好，或基本完好。
（2）原料清洗
用去离子水清洗原料并滤干，水质的优劣直接影响产品的质量，为此，要生产高质量的茶饮料，就需用高质量的饮用水，必须符合应用水的水质要求。
水中的金属离子钙、镁、铁等离子对混浊和沉淀的产生有促进作用。
水要求达到：
无臭、无味、PH值5.0～7.5、总硬度（以碳酸钙计）﹤50㎎/g、即作为饮料用水，
（3）浸提
把茶叶放入一定温度的纯净水中浸泡，加以搅拌。
甜茶含风味物质和有效成分多为水溶性，用水做提取剂提取效果良好，提取的水温、时间和茶水比例也直接影响提取液夜中可溶性物质的含量，温度低或时间短，则可溶性成分未充分溶出。
温度高，则茶提取液浓度高，苦涩味偏重，影响口感，高温也使一些成分发生变化，易发生褐变现象。
则在甜茶饮料生产中最佳浸提条件为：
温度85℃～90℃，时间为15min，茶水比为1∶100
（4）过滤
用200目振动筛网进行过滤。
粗过滤罐是采用多介质过滤。
多介质过滤器，又称机械过滤器，主要作用是去除水中的悬浮物质、固体颗粒。
悬浮固体是水中不溶解的非胶态的固体物质，它们在条件适宜时可以沉淀。
（5）调配
生产过程中需要添加大量的水分，使得与拿来的甜茶饮料香气变淡、色泽变浅。
所以按一定的比例加入蜂蜜8.5‰、维生素C0.5‰、山梨酸钾0.4‰等进行调配，使得甜茶饮料具有色、香、味俱全。
（6）均质：
均质是甜茶饮料生产的关键环节。
调配后茶水应在高压均质机上进行均质处理，在25MPa,65℃环境中进行均质，把甜茶饮料均质成稳定的分散液。
（7）杀菌
为了使茶中的活性酶不至于被破坏杀菌环节采用超高温瞬时杀菌的方案。
高温瞬时杀菌，是指加热温度为121℃摄氏度杀菌2—8秒，处理后产品达到商业无菌的杀菌过程。
其实用于各类新鲜多活性的各类饮品中。
本方案采用超高温瞬时杀菌，趁热罐装
（8）灌装
杀菌后的产品要连续的进行灌装。
灌装是延长食品保质期及方便食品携带的重要步骤灌装容器有玻璃瓶、复合塑料袋装、涂复塑料纸盒装等。
包装材料主要考虑强度、重量、稳定、清洁方便和美观等诸多因素，本生产线决定以容积为500ml的塑料瓶做灌装容器，热灌装时料液温度不低于80℃。
采用真空灌装，封盖。
（9）冷却
然后向密封后的瓶子喷射冷水，冷却至40℃以下，再采用逐级降温的方式，先用50℃左右的水喷淋数分钟，再用冷水喷淋，以免热的瓶子炸裂，达到40℃以下，还利于包装以及运输。
（10）检验
饮料热灌装封口后，经灯检验验各瓶饮料情况，发现有瓶子渗漏、异型瓶,瓶内有肉眼可见杂质、液位不足、内容物色泽变异等的应该及时的选出来。
去除包装及封口不合格的产品。
（11）成品
成品要进行贴标签，加盖生产日期、班次批号。
标签要求端正，瓶身干净、无粘物，瓶盖无锈。
装箱打包、放入合格证，入库储存。
第3章物料衡算
本章节主要内容包括甜茶饮料的配方及原辅料的计算
3.1甜茶饮料的配方
设计要求：
年产量120吨甜茶饮料厂工艺设计
原料有甜茶、蜂蜜、调味剂和水等。
见表3.1
表3.1原辅料各配比（按1000kg计）：
成分名称
添加量/kg
成分名称
添加量/kg
甜茶
7.5
蜂蜜
8.5
柠檬酸
0.15
海藻酸钠
0.5
山梨酸钾
0.4
CMC
1
柠檬酸钠
0.2
维生素C
0.5
3.2原辅料的计算
（1）生产过程中各工序存在损失，简表3.2
表3.2各工序损失情况
序号
指标名称
损失率/%
序号
指标名称
损失率/%
1
原料清洗
0.5
5
均质
0.4
2
浸提
8
6
杀菌
0.2
3
过滤
2.5
7
灌装
0.2
4
调配
0.3
8
检验
0.1
（2）甜茶原料生产变化量：
用于加工甜茶为1.2吨/天。
原料清洗损失0.5%，原料清洗后甜茶量：
m1=1.2×（1－0.5%）=1.194（吨/天）
浸提损失8%，浸提后甜茶量：
m2=1.94×（1－8%）=1.09848（吨/天）
过滤损失2.5%，粗滤后葡萄原汁量：
m3=1.09848×（1－2.5%）=1.071018（吨/天）
（3）根据配方表3.1，计算调配时各种原辅料
甜茶原汁占调配时成品的7.5‰，甜茶原汁m3有1.071018（吨/天），故：
调配时成品饮料量m4=1.071018÷7.5‰=142.8024（吨/天）
蜂蜜配比为8.5‰，蔗糖量m5=142.8024×10‰=1.2138204（吨/天）
柠檬酸配比为0.15‰，柠檬酸量m6=142.8024×0.15‰=0.02142036（吨/天）
海藻酸钠配比为0.5‰，海藻酸钠量m7=142.8024×0.5‰=0.0714012（吨/天）
山梨酸钾配比为0.4‰，山梨酸钾量为m8=142.8024×0.4‰=0.05712096（吨/天）
CMC配比为1‰，CMC量为m9=142.8024×1‰=0.1428024（吨/天）
柠檬酸钠配比为0.2‰，柠檬酸钠量为m10=142.8024×0.2‰=0.02856048（吨/天）
维生素C配比为0.5‰，维生素C量为m11=142.8024×0.5‰=0.0714012（吨/天）
水的加入量m12=m4－（m3+m5+m6+m7+m8+m9+m10+m11）
m12=142.8024－（1.071018+1.2138204+0.02142036+0.0714012
+0.05712096+0.1428024+0.02856048+0.0714012）
=140.124833≈140.125（吨/天）
调配损失0.2%，调配后甜茶饮料量m13=m4×（1-0.3%）=142.373993（吨/天）
均质损失0.3%，均质后葡萄汁饮料量m14=m13×（1-0.4%）=141.804497（吨/天）
杀菌损失0.1%，脱气后葡萄汁饮料量m15=m14×（1-0.2%）=141.520888（吨/天）
灌装损失0.2%，灭菌后葡萄汁饮料量m16=m15×（1-0.2%）=141.237846（吨/天）
检验损失0.2%，罐装后葡萄汁饮料量m17=m5×（1-0.1%）=141.096608（吨/天）
综上所诉，日加工1.2吨葡萄相当于日生产141.096608吨甜茶饮料的工厂设计
3.2班产量的计算
有产品方案确定甜茶饮料厂每年工作100天，每天一班，每班8小时，饮料以500ml塑料瓶装。
（由于成品的计算过程减去了加工过程中的损失，所以班产量计算中不再重复计算）则：
每班葡萄原汁产量q1：
q1=m4/1=142.8024÷1=142.8024（吨/班）
每天生产142.8024吨甜茶饮料，所以：
总生产饮料瓶数q2=142.8024×1000÷0.5=285604.8（瓶/天）
每班生产q3=237754.2÷1=285604.8（瓶/班）
第4章设备选型以及水电衡算
根据本设计的工艺流程，确定选用的机械设备以及再生产过程中水、电衡算。
4.1设备选型
（1）提升机
选用型号YL-TSS，输送能力0.5（t/h）,功率0.75（KW）,选用3台,生产厂家：
宁津县永利烘干传送设备有限公司尺寸：
2000×1000mm价格：
4.6万元
（2）茶叶清洗机
茶叶清洗机有循环水冲浪、气泡清洗、提升高压喷淋三重清洗、输送带无极可调、臭氧杀毒，清洗后常温风干除水等功能以及全机身密封包边处理。
本设计茶叶清洗机选用产品型号为：
QXJQXJ-420 ,电源在380V/50
工作 ,功率为3.5kw,产量是：
2000Kg/h,外形尺寸：
4200x1200x1650mm，生产厂家：
诸城市博海机械有限公司。
（3）浸提罐
浸提的时间为15min，则每小时可以完成3罐，中间有扣除放茶叶以及除茶渣的过程。
在生产过程中，浸提的时候浸提的茶叶不可能完全充满浸提罐，所以浸提罐的体积选用2000L选用5个罐子可以满足生产要求。
所选浸提罐型号为2000L,生产速度：
5t/h,尺寸1000×1000×2000mm，厂家：
江阴顶江机械设备有限公司，价格是5万元。
（4）筛网过滤器
选用滤目为200目，型号为LM-800-3S，功率：
1.4Kw，振次1500转/分钟，尺寸：
1200×900×1080mm，生产厂家:
新乡市法斯特机械有限公司
（5）调配罐
依据最大班产量142.8024t/班，虽然每次调配之后茶饮料不会长时间在调配罐中逗留，但调配罐还是应选用2000L的，选用五个。
调配罐选用型号为：
LRG，容量2000L，转速为：
36转/分,工作压力≤0.09Mpa，功率：
0.55Kw,选用五个，价格：
4万元，生产厂家：
温州扬名机械有限公司。
（6）均质机
选用型号为：
JJ-1/25，流量6t/h，最大压力25Mpa，电机功率7.5KW，外形尺寸：
1030×745×990（mm），生产厂家：
哈尔滨市华硕食品设备经销有限公司
（7）UHT瞬时杀菌机
选用型号为：
RP6L10，生产能力：
5t/h，灭菌温度：
115-135℃、高温杀菌时间：
4-6s，电机功率：
2.2KW，而本厂的杀菌工艺是135-150℃杀菌2-8s,可以满足工艺要求。
外形尺寸：
920×920×1400mm，生产厂家：
温州工大轻工机械有限公司，选用两个
（8）高位桶
经过杀菌的茶饮料打入高位桶后再进行灌装，高位桶只具备存储和提高液面的高度，高位桶放在比地面高出2m的地方。
依据最大班产量，高位桶的容积为2000L，选择七个。
（9）洗灌封三合一机
依据班产量计算，灌装甜茶饮料500ml包装的，每小时可灌装285604.8（瓶/班），即400b/h，则以上设备的生产能力都需大于285604.8（瓶/班）
洗灌封三合一机：
型号为：
V-8000WFSA，生产能力为200瓶/min，冲洗、灌装、旋盖头数为30、30、12，灌装的压力为0.2~0.4MPa。
生产厂家：
广州成功者机械设备有限公司，尺寸：
2200×1500×2650mm，选用三个
（10）喷淋冷气机
选用型号：
PL-10000,灌装完毕后经过经过冷却后才能进行包装，温度太高的话工人无法操作。
主材SUS304，板材厚2.5mm,主要结构：
本产品主要由箱体、传动系统，冷却系统等组成。
生产厂家：
张家港瑞华机械制造机械公司，外形尺寸：
4000×1500×1700mm。
（11）包装机
根据本厂的生产能力，选用生产能力为50箱/min，功率：
14Kw，外形尺寸2000×1600×2500（mm），生产厂家:
南通苏诺特包装机械有限公司。
完全符合生产要求需要。
生产甜茶饮料所用的设备一览表详情，见表4.2
表4.2 设备一览表
序号
产品名称
型号
主要技术参数
数目
单价（万元）
生产厂家
1
提升机
YL-TSJ
生产能力：
0.5t/h
功率：
0.75Kw
尺寸：
2000×1000（mm）
3
4.6
宁津县永利烘干传送设备有限公司
2
茶叶清洗机
QXJQXJ-420
产量：
2000Kg/h
功率：
3.5kw
尺寸：
4200x1200x1650（mm）
3
9
诸城市博海机械有限公司
3
浸提罐
2000L
生产速度：
5t/h
功率：
2.4Kw
尺寸:
1000×1000×2000（mm）
5
5
温州扬名机械有限公司
4
筛网过滤器
LM-800-3S
滤目：
200目
功率：
1.4Kw
尺寸：
1200×900×1080（mm）
3
2.3
新乡市华成机械设备有限公司
5
调配罐
LRG
转速：
36转/分
功率：
0.8Kw
尺寸：
1200×1500×1200mm（mm）
5
4
温州扬名机械有限公司
6
均质机
JJ-1/25
流量：
6t/h
功率：
7.5KW
尺寸：
1030×745×990（mm）
3
8.5
哈尔滨市华硕食品设备经销有限公司
7
UHT瞬时杀菌机
RP6L10
生产能力：
5t/h
功率：
2.2KW
尺寸：
920×920×1400（mm）
2
6
温州工大轻工机械有限公司
8
高位桶
容量2000L
尺寸：
1200×1200×1400（mm）
7
0.8
8
洗灌封三合一机
V-8000WFSA
生产能力：
200瓶/min
功率：
4Kw
尺寸：
2200×1500×2650（mm）
3
8
广州成功者机械设备有限公司
10
喷淋冷气机
PL-10000
生产能力：
10000瓶/h
功率：
8KW
尺寸：
4000×1500×1700（mm）
4
3.4
张家港瑞华机械制造机械公司
11
包装机
SNT
生产能力：
50箱/min
功率：
4.5K
升级会员 