年产1500吨澄清浓缩苹果汁工厂设计.docx
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年产1500吨澄清浓缩苹果汁工厂设计
年产1500吨澄清浓缩苹果汁工厂设计
1项目论证
设计可行性
我国是世界水果生产第一大国，不管是从种植规模还是产量都居世界领先地位。
除此以外，我国水果在品种资源，成本价格和市场区位也具有明显的比较优势。
因此，大力发展果品深加工，对于调整农业产品结构，提高农产品加工转化能力和附加值，增强我国农产品的国际竞争力，促进农村经济与社会的可持续发展，具有十分重要的战略意义。
果品加工业的发展已成为事关我国农业全局和长远可持续发展的战略制高点。
设计原料需求
制作果汁的苹果要求较高的酸度，高糖高酸最为理想，且出汁率要高，单宁含量要低。
我国用于果汁加工用鲜食品种主要有红富士，秦冠，黄元帅，国光等。
本设计选用黄元帅苹果，原因为黄元帅是目前山东，辽宁等地区果汁厂的制汁原料。
各生产苹果的国家栽培黄元帅的比重都很大，是世界各国发展最多的品种之一。
我国各苹果产地均有栽培。
本设计原料预定来源主要为环渤海地区的苹果种植区，其他周边的苹果原料也可充当原料来源。
依托陇海与京沪铁路的便捷运输，原料可较为方便的运达，同时铁路运输的费用也较低廉。
黄元帅果实圆锥形，顶部有5条隆起，果面有不明显的10个棱，平均重200g左右，大着可达300g以上。
果肉淡黄色，肉质致密，脆，多汁，酸甜适口，香
气浓郁，储藏到11月以后，风味最佳。
可溶性固形物含量
15%品质好。
原料部分化学成分见表
表1
1
原料部分化学成分
项目
指标
转化糖/%
蔗糖/%
总糖/%
果胶含量/%
有机酸含量/%
（
柠檬酸）
（苹果酸）
天然pH值
蛋白质含量/%
单宁含量（平均值）/%
设计产品档次
本设计的产品为澄清苹果汁，流程工艺中采用现代超滤分离技术，确保果汁更加的澄清，口感更加细滑。
并且在营养方面尽量使苹果的原营养不发生太大的破坏，力保产品具有营养。
产品的消费地先以连云港市周边省份为主，北至山东，西至安徽，南至上海,浙江等地。
产品的运输以公路为主，以大型超市和批发为主的产品销售方式。
本设计的市场定位为中低消费人群为主，力争做到属于寻常百姓人家家宴，客请的主要果汁产品。
表2果汁中各种糖酸含量/（g/100mL果汁）
项目
含量
蔗糖
±
葡萄糖
±
果糖
±
山梨糖醇
±
苹果酸
±32
柠檬酸
未检出
酒石酸
未检出
建厂地址
本设计厂址选择在连云港市。
连云港市地处中纬度欧亚大陆东缘，属于暖温带大陆性季风气候。
太阳辐射的季节性变化显着，地面的高低气压活动频繁，四季分明，寒暑悬殊，雨量集中于夏秋季节。
干湿期明显，夏冬季长，春秋季短。
夏季经常达到34度。
连云港市总的气候特点为：
年平均气温偏高，春温夏热秋凉冬冷，雨量分布不均，四季多风。
连云港市作为亚欧大陆东桥头堡，拥有良好的交通运输。
我国的苹果产地集中于环渤海湾，西北黄土高原，黄河故道和西南冷凉高地等四大产地。
所以拥有交通优势。
且连云港是一个极具发展潜力的城市，工商业较发达，市场前景广阔，投资环境较为优越。
2产品方案和班产量的确定
年产量
Qi=Q王+Q淡+C中式中Q旺—旺季产量，t
Q淡---淡季产量,t
Q中—中季产量,t
本设计的产量定位为旺季980吨，淡季为130吨，中季为390吨，所以本设计年产量定为1500吨。
生产班制
一年内1,2,6,7,8为旺季，每天生产班次为3次。
11,12月为淡季，每天生产班次为1次。
5,9,10为中季，每天生产班次为2次。
3,4两个月停产进行休整和设备检修。
工作日和班产量
5,7,8,12月工作日为23天,6,9,11月工作日为22天,1,2,10月工作日为20天，则旺季工作日t1=20+20+22+23+23=108天，淡季工作日t2=22+23=45天，中季工作日t3=23+22+20=65天，则全年生产天数为：
t=t1+12+13=108+45+65=218天
q班=QZk（3Xt1+1Xt2+2Xta）=1500/（3X108+1X45+2X
65）=（t/班）式中k—设备不均匀系数，k=
连云港市年产1500吨澄清浓缩苹果汁厂产品方案
3工艺流程
现代工艺流程
工艺流程：
原料f洗果-＞检果二破碎f榨汁f第一次杀菌f澄,清T超滤-》脱色T浓缩T第二次杀菌一》灌装f成品。
技术要点：
（1）原料预处理：
果汁制取必须选择成熟、健全、优质的苹果原料，以制造出优质苹果浓缩汁。
（2）破碎：
榨汁前先行破碎可以提高出汁率，特别是皮，肉致密的果实更需要破碎，但破碎的颗粒度要适当，要有利于压榨过程中在果浆内部形成果汁的排汁通道。
粒度过大，导致出汁率低，降低经济效益；破碎过度，易造成压榨时外层果汁很快榨出，形成一层厚皮，使内层果汁流出困难，也会造成出汁率下降，另外制造澄清果汁时，会造成果汁中果肉含量增加，澄清作业负荷加大。
（3）榨汁：
压榨是通过挤压力将液相从液固两相混合物中分离出来的一种单元操作。
对水果榨汁而言，这里所说的液相即含有果肉的果汁，液固两相混合物即经破碎的果浆。
在果汁压榨过程中，将果汁置于两个表面之间，对其施加压力使果汁释出，释出的果汁在通过果浆内部排出通道和支撑表面的网孔流向自由表面。
榨汁操作过程主要表现为果浆中固体颗粒的集聚和半集聚过程，也涉及液体从固体中的分离过程。
（4）酶解：
酶解是浓缩前的一个重要的预处理措施。
常用的几种苹果汁澄清工艺为：
50C酶处理，时间1〜2小时；在室温（20〜25C）下，果汁存放在大罐中进行冷法酶处理，处理时间为6〜8小时；在无菌的果汁中加入无菌的酶制剂和澄清剂进行酶处理，2〜3天后苹果汁中的果胶会完全溶解。
仅分解果胶不进行澄清就开始浓缩。
（5）超滤：
超滤是介于微滤和纳滤之间的一种摸过程，膜孔径在，能够截留相对分子质量为500以上的大分子，胶粒和微粒，所用压差为与发渗透类似，超滤的推动力也是压差力，在溶液侧加压而使溶剂透过膜。
与反渗透不同的是，在超滤过程中中小分子溶质与溶剂一起通过超滤膜，大分子物质或胶体微粒被膜截留，从而实现原料液中大分子物质和胶体微粒与溶质和小分子的分离。
（6）浓缩：
苹果汁浓缩设备的蒸发时间通常为几秒钟或几分钟，蒸发温度通常为55〜60C,有些浓缩设备的蒸发温度低到30C。
在这样短的时间和这样低的蒸发温度下，不会产生使产品成分和感官质量出现不利的变化。
如果浓缩设备的蒸发时间过长或蒸发温度过高，苹果浓缩汁会因蔗糖焦化和其他反应产物的出现而变色和变味。
羟甲基糠醛含量可以用来判断苹果浓缩汁的热处理效果。
浓缩的主要方法有真空浓缩、冷冻浓缩、反渗透浓缩。
澄清果汁经真空浓缩设备浓缩到1／5〜1／7，糖度65％〜68％。
因为果胶、糖和酸共存会形成一部分凝胶，所以混浊果汁浓缩限度为1／4。
（7）杀菌：
果汁杀菌的目的是杀死果汁中的致病菌，产毒菌，腐败菌，并破坏果汁中的酶使果汁在储藏期内不变质。
但是热力杀菌时必须注意尽可能保存果汁的品质和营养价值，最好还能做到有利于改善果汁品质。
（8）灌装与贮存：
从浓缩设备中流出的苹果浓缩汁应该迅速冷却到1OC以下
后灌装。
如果采用低温蒸发浓缩设备进行浓缩，需要用板式热交换器把浓缩汁加热到80C,保温几十秒钟后热灌装，封口后迅速冷却。
尽管浓缩汁已能抵制微生物的污染，但是为了防止出现质量变化，灌装后的浓缩汁应该在0〜4C下冷藏。
（9）芳香物质回收：
将果汁除去混浊物，经热交换器加热后泵入芳香物质回收装置中，芳香物质随水分蒸发一同逸出。
在一般情况下，芳香物质回收时以果汁水分蒸发量为15％，苹果芳香物质浓缩液的浓度为1:
150时为最佳。
苹果芳香物质浓缩液的主要成分是羰基化合物，如乙烯醛和乙醛，在1:
150的浓缩液中，其含量为520〜1500毫克／升，而含酯量仅190〜890毫克／升，游离酸含量仅70〜620毫克/升。
优质的芳香物质浓缩液的乙醇含量＜%0
4.物料衡算
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1/5〜1/7,糖度在70%-75%在设计中浓缩前果汁的糖度为12%浓缩后果汁的糖度为72%，通过浓缩前后果汁中糖总量不变来进行物料衡算。
糖酸比计算每班工作8小时，则每小时产量为8=吨原料苹果按表1中的数据得：
总糖含量为12%，酸含量为%果汁中按表2得：
总糖为%，苹果酸为%原料苹果糖酸比为12%/%=240苹果汁中糖酸比为%/%=13设浓缩之前的产量为a，
则（aX/（aX+x）=13
式中x——加入的酸量算得加入的酸的量为x=%at/h所以（a＋x）/6=,得aX（1＋%）=加酸前的产量a=（1+%）=h加入的酸的量为%X=吨/小时。
每班加入X8=吨苹果酸
物料衡算
总糖含量为X=吨设原料苹果的每小时处理量为M
M%）%）%）%）%）（1-4%）%）（1+%）12解得M=^
（1）苹果原料处理量为t/h
（2）输送、清洗：
取损耗率为%则输送清洗后产量为
/h
（3）检果：
取损耗率为
（4）破碎：
取损耗率为
（5）压榨：
取损耗率为
x（%
则挑检后产量为
x（%
则破碎后产量为
x（%
则压榨后产量为
x（%
/h
（6）第一次巴氏杀菌、冷却：
视为无损耗，产量为t/h
（7）酶解、澄清：
取损耗率为%则酶解澄清后产量为
x（%=t/h
（8）超滤：
取损耗率为4%则超滤后产量为
x（1-4%）=t/h
（9）脱色：
取损耗率为%则脱色后产量为x（%=t/h
加苹果酸量为%加酸后产量为
x（1+%=t/h
真空浓缩：
果汁的糖度由12%S缩至72%产量为
x12%^72%=t/h蒸发水分t/h
第二次杀菌、冷却：
视为无损耗，产量为t/h
（10）
（11）
（12）
无菌罐装,
视为无损耗，产量为t/h
J酶解澄清%
J超滤-4%
J脱色%加入吨苹果酸
J真空浓缩减少20吨水
J第二次杀菌、冷却-0%
J无菌罐装-0%
班产吨澄清浓缩苹果汁物料衡算图
5.设备选型
洗果机
选用？
江苏科威机械有限公司生产的冲浪式洗果机。
该设备适用于果蔬原料的清洗。
节能清洗水经过过滤后循环使用；果蔬原料在清洗过程中不停地作任意方向旋转，洗净度高；循环水将原料冲向出料方向，自带升运机，方便联线.
设计洗果产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为/=h。
型号：
CXJ-5
生产能力：
5t/h
功率：
外形尺寸（mm）:
3000X1100X1800
数量：
1台
检果机
选用江苏科威机械有限公司生产的滚杠检果机，该设备适用于球形或长圆形果
蔬的选果挑选。
设计检果产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=ho
型号：
GXJ-10
生产能力：
8-10t/h
功率：
外形尺寸（mm）：
6000X1000x900mm
数量：
1台
破碎机
选用江苏科威机械有限公司生产的CPS型鼠笼式破碎机，I物料进入料斗，经过破碎工作室，物料在离心力作用下，随转子上刮板旋转，由于定子上置有刀排，物料在此过程中得到破碎，达到一定粒度，从定子上的腰形或圆形出料孔出料。
设计破碎产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=h。
型号：
CPS-10
生产能力：
6—10t/h
功率：
11kW
外形尺寸（mm）:
900X500x2000mm
数量：
1台
压榨机
选用江苏科威机械有限公司的带式榨汁机，设备采用多级折向棍加压和多级气动辊加压，压榨力大，出汁率高。
同时还具有节能、自动化程度高、自动进出料，连续工作、通用性强、压滤充分，滤饼含水滤低、操作维修方便等特点，是一种高出汁率榨汁设备。
20%
设计压榨产量为h,选择的机械产能至少比产量大出所以设备产能至少为=ho
型号：
DYJ-5生产能力：
5-8t/h主机功率：
3kW冲洗泵功率：
15kw
回流泵功率：
3kw
外形尺寸：
4000X2000X2505mm
数量：
1台
SUS304SUS316材料希9
具有加热、冷却和保温、
酶解罐选用江苏科威机械有限公司生产的不锈钢酶解罐，采用作，该公司生产的不锈钢酶解罐为全封闭立式三层结构，搅拌功能。
数量：
1台
超滤设备
选用温州国乐机械制造有限公司生产的中空纤维超滤机组。
设计超滤产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=h。
型号：
UF-5
净水能力：
5t/h
管径：
DN50mm
数量：
1台
三效外循环真空蒸发器
选用江苏科威机械有限公司生产的SJN3三效外循环真空蒸发器，本设备采用列管式循环外加热工作原理，物料受热时间短、蒸发速度快、浓缩比重大、有效物料原效。
设计蒸发水量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=h。
型号：
SJN3-3300
蒸发量：
3300kg/h
耗气量：
1100kg/h循环耗水量：
15t/h
外形尺寸（mm）:
7800X2000X4300
数量：
1台
杀菌机
第一次巴氏杀菌选用江苏科威机械有限公司生产的SJ型管式杀菌机
设计第一次巴氏杀菌产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=h。
型号：
SJ-4
生产能力：
4t/h
蒸汽压力（MpS）:
出料温度（C）：
60-95
外形尺寸（mm：
2345X615X1250mm
数量：
1台
第二次超高温瞬时杀菌机选用江苏科威机械有限公司生产的UH型超高温瞬时杀菌机。
设计超高温杀菌产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%所以设备产能至少为=h。
型号：
UHT-型
生产能力：
700-1000L
杀菌温度CC）：
115-135
蒸汽压力（Mp）:
<
蒸汽耗量：
h
泵用功率：
数量：
1台
无菌灌装机
选用江苏科威机械有限公司生产的单头无菌灌装机，提供多种安全保障措施（位
置控制，计量控制，温度控制），防止机械损伤，保证产品质量.
设计灌装产量为h,选择的机械产能至少比产量大出20%
所以设备产能至少为=h。
型号：
DWG-6
包装能力：
1-3t/h
占地面积（mm：
800X1800
数量：
1台
卫生泵
该泵是引进台湾先进技术生产的？
WSB?
选用江苏科威机械有限公司生产的卫生泵，型卫生级不锈钢离心泵，符合3A标准，而结构方面，接触面都是标准的SUS304或SUS316L不锈钢等材料。
型号：
SWB
流量：
1-400m3/h
功率：
数量：
7台
6辅助设施
研发中心
面积为24X24平方，在生产区内，由中心实验室和化验室组成。
原料仓库
原辅料仓库的大小，决定于各种原辅料的日需要量和生产贮备天数。
根据公式：
V=Wt
式中V——仓库容量，t
W—单位时间（天）的货物量，t
t存放时间，d
根据上述物料衡算得V=90X4=360t
仓库容量确定以后，仓库的建筑面积按下式计算：
A=V/d•K=VZdp
式中A——仓库面积，m
d—单位面积堆放量，t/m
面积有效利用系数，一般取K=
dp――单位面积的平均堆放量
V——库容量，t
根据资料得A=360/=1030m,设计的原料仓库为33X33=1089m2,为不时之需。
成品仓库成品仓库的大小，决定于产品的日产量和周转期。
根据上述公式V=Wt式中V――仓库容量，t
单位时间（天）的货物量，t
t――存放时间，d根据上述物料衡算得V=12X30=360t仓库容量确定以后，仓库的建筑面积按下式计算：
A=V/d•K=V/dp
式中A――仓库面积，m2
d――单位面积堆放量，t/m2面积有效利用系数，一般取K=
dp——单位面积的平均堆放量
V――库容量，t
得：
A=360/=400m2,本设计成品仓库为21X24=504m2。
机修车间食品工厂机修车间的主要任务是制造非标准专业设备和维修保养专业设备。
本设计工厂为中小型食品厂,只设厂级保修,面积为24X18=432m2。
行政办公楼办公楼应布置在靠近人流入口处,其面积与管理人员数及机构的设备情况有关。
根据公式：
A=GK1A1/K2＋B式中A——办公楼建筑面积
K1
G——全厂职工总人数全厂办公人数比,一般取8%~12%
Ai――每个人员办公使用面积，一般取5~7m
K2——建筑系数，65%~69%
B——辅助用房面积
得：
A=200XX7/+180=423m,设计的办公楼面积为21X21=441m,辅助用房为今后发展建设所有。
食堂
食堂主要由餐厅和厨房两部分组成，其建筑总面积可由下式计算：
A=/K
式中A——食堂建筑面积
N——座位数
A1——每座位使用面积
K——建筑系数，82%~89%
得：
A=X100X1/=165m,设计面积为12X15=180m。
浴室
厂区浴室淋浴器的数量按各浴室使用每班最大人数的6%~9%计算,浴室建筑面积按每个淋浴器5~6m计。
建筑面积A=100X9%X6=54m,本设计浴室面积为12X6=72m2。
厕所
厕所便池蹲位数量应为最大班人数计,男每40~50人设一个,女每30~40人设一个。
厕所建筑面积按每个蹲位~3m计。
建筑面积A=10X3=30m,设计面积为12X6=72m2。
7参考书目
1】王如福.食品工厂设计.北京：
中国轻工业出版社，
2】仇农学.现代果汁加工技术与设备.北京：
化学工业出版社，
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