猕猴桃生产工艺Word下载.docx

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二工艺流程说明

1原料处理

（1）原料的选择

未经后熟软化的猕猴桃鲜果糖度低，单宁含量高，易带来涩味；

过熟的软果，糖度也低，酸度高，且果实易受霉菌污染，使醪液挥发性酸升高，总酸也高，只有八成熟的微软果，糖含量高，总酸挥发酸单宁含量低，汁液鲜美清香，风味好。

因此选取八成熟原果，经过人工挑拣以鉴别果品的色泽.重量和体积，把染菌果（烂果）、机械损伤果、落地果、僵果挑选出来，并除去杂物，筛选出均匀一致的鲜果后放置6-7天进行后熟软化处理。

（2）原料的清洗

猕猴桃的清洗主要目的是去除原果表面的残存农药、污垢和初步的除菌，清洗方法采用高锰酸钾喷淋处理3-5分钟，清洗设备可采用全自动淋水回转式灭菌锅。

（3）原料的破碎

猕猴桃除少量皮渣之外几乎都可以食用，因此清洗后可以马上进行破碎。

猕猴桃果实中蛋白质.纤维素和木质素含量均比一般水果高，结构亦比较脆弱。

在破碎鲜果时，若破碎太细，许多细小的纤维素易将滤布孔堵住，造成过滤困难；

若果肉破碎得不够细腻，其组织内部汁液因粘性作用，单靠外界的挤压力是难以完全把汁液从果肉的破碎组织中分离出来。

本次设计采用齿笼式破碎机，它的破碎粒度为3-5mm，配有专门的螺旋送料机构，具有结构新颖紧凑，节能生产能力大，使用范围广等特点，物料接触部件均为优质不锈钢制造。

（4）果胶酶的添加

在压榨之前加入一定量的果胶酶.软化酶进行加热处理，可以使猕猴桃中的果胶转化为可利用糖，同时大大降低果汁的粘度，使出汁率提高约20%，减少的成本，并且节约了因压榨堵塞的清洗时间。

果胶酶的添加温度为450C，果胶酶添加量40mg/L，软化酶添加量400mg/L，添加方法是直接加入酶解罐中酶解150min。

酶解罐为本设计在原有生产工艺上采取的改进工艺之一，添加一酶解罐之后，猕猴桃的出汁率从原来的60%提高到80%左右，效果显著。

（5）SO2的添加

猕猴桃汁易发生酶促褐变，使产品色泽加深，风味变差，果汁发生酶促反应的原因主要有：

果汁中含有单宁等多酚物质

加工过程中接触大量氧气（一般在剧烈搅拌时发生）

含有多酚氧化酶和过氧化酶。

非酶褐变主要是由氨基酸和含羰基的化合物发生反应引起的。

褐变的结果是在果汁中形成黑色素之类的深色物质，致使其色泽变成深褐色，口感变差。

因此在加工过程中添加抗氧化剂以防止氧化。

国内外广泛采用SO2作为抗氧化剂，可有效防止猕猴桃汁发生褐变，产生氧化异味，还有一定的杀菌效果，可抑制杂菌的生长。

我国食品添加剂标准规定使用SO2时不得超过300mg/L，本设计使用剂量为200mg/L，添加方法为加饱和亚硫酸溶液。

2果汁处理

（1）压榨过滤

猕猴桃果加工的关键工序就是取汁，取汁工艺关系到其下游产品的质量，决定了下游产品的营养成分.香气成分和猕猴桃特有的高维生素C含量等在最终产品中的再现。

由于猕猴桃果的特性，如其果胶果泥含量极高，营养和香气物质具有极高的热敏性，维生素含量在过滤过程中大量减损等，使得过滤设备的选择成为了水果加工界的技术难题。

本设计经过对比硅藻土压滤机和采用其他过滤介质的过滤设备后，发现硅藻土压滤机与其他压滤

机相比，具有不易堵塞，容易清洗，单次过滤处理量大，过滤时间短等优点，解决了猕猴桃汁粘度高不易压榨的难点，而且其操作方便，过滤成本低.效率高，是果汁生产厂家的最佳选择。

（2）超滤澄清

由于过滤机布孔孔径较大，因此此时的果汁含有大量的酵母和其他混浊物等杂质，因此有必要通过进一步的过滤分离来提高果汁的澄清度，去除杂质。

传统工艺是采用动力澄清分离法进行澄清，此工艺虽然操作简单方便，澄清剂原料易得，可是效果不好，只能暂时去除果汁里的部分酵母和浑浊物，在产品长期陈放期间果汁中的蛋白质.残淀粉.胶体物质等会逐渐聚集沉淀于瓶底或附着在瓶壁上，严重影响产品的外观。

因此在本设计中作者决定采用超滤澄清的方法对果汁进行分离，超滤的过滤精度为0.1-0.001微米，可滤除果汁中的铁锈、病毒、细菌、霉菌、酵母和果胶，并能保留对人体有益的一些矿物元素，所以超滤的果汁具有较长的货架寿命。

其果汁得率为96%-98%，且加工时间很短（低于2h），可实现冲洗与反冲洗，使用寿命相对较长，所以采用超滤法澄清果汁可节省贮藏设备和人力。

（3）纳滤和反渗透浓缩

传统工艺为蒸馏法或冷冻法浓缩，不但消耗大量的能源，还会导致果汁风味和芳香成分的散失，将反渗透膜和纳滤膜串联起来进行果汁浓缩，在操作压力均为7MPa时可以得到渗透压为10.2MPa的浓度为40%的浓缩液，既可以保证果汁在浓缩过程中色.香.味不变，又可以节省大量的能源。

采用高浓度浓缩系统将浓度为10%的葡萄糖溶液浓缩至45%所需的能耗，仅为普通蒸馏法的1/8，冷冻法的1/5。

（4）二次蒸发浓缩

由于设计要求最终果汁糖度为60%，而反渗透浓缩后的果汁糖度达不到设计要求，因此需要将果汁进一步进行浓缩使得糖度提高为60%。

传统工艺考虑到机械设备的强度和动力耗能的问题，均采用加热蒸发浓缩，虽可以节约生产成本，然而有营养物质的如果糖.蛋白质.有机酸.维生素等均属于热敏性物质，因此此法会对果汁原有的色香味产生较大的破坏。

本设计采用双效降膜真空蒸发器对果汁进行处理，属于低温真空浓缩，虽然价格比传统浓缩装置昂贵，但是它不会对果汁的原有风味产生影响，结构紧凑，操作方便，可连续生产，蒸汽利用效率高，便于调节生产能力，因此综合看来其性价比高于传统浓缩设备。

第三章工艺计算及设备选型

一基础数据

1．年产猕猴桃浓浆1000吨，折净鲜果7500吨，即处理毛鲜果9000吨

2．突击收购，突击生产，设高峰期为80天

3．原料前处理能力：

12t/h

挑选整理后的杂菌清洗及打浆灭酶能力：

10t/h

榨汁后处理能力：

8t/h

浓缩工段：

6t/h

挑拣出的次果及烂果：

2t/h

4．猕猴桃鲜果出汁率：

75%糖度：

100Bx密度：

1.042t/M3

成品浓浆糖度：

600Bx

5．酶解：

果胶酶添加量40mg/L软化酶添加量400mg/LSO2添加量200mg/L酶解时间150min

二物料衡算

1.整体衡算（按年产1000吨浓浆计）

生产1000吨浓浆所需的猕猴桃新鲜果汁：

1000×

6÷

98%÷

98%=6374.9吨

需要的猕猴桃质量：

6374.9÷

75%÷

7500/9000=10199.84吨

加入的果胶酶量；

6374.9÷

1.042×

40=326.3kg

加入的高锰酸钾量：

75%×

0.1%=8.5吨

加入的软化酶量；

400=3400kg

酶解时添加SO2量：

200=1700kg

2.单日物料衡算

单日所需新鲜果汁量由上可知：

80=79.69吨

单日所需猕猴桃质量：

79.69÷

7500/9000=127.5吨

79.69÷

40=4.08kg

0.1%=106.25kg

400=42.5kg

200=21.25kg

表格11000吨/年果汁工厂物料衡算表

鲜果汁（吨）

猕猴桃（吨）

果胶酶（kg）

高锰酸钾（kg）

软化酶（kg）

二氧化硫（kg）

日耗量

79.69

127.5

4.08

106.25

42.5

21.25

年耗量

6374.9

10199.84

326.3

8500

3400

1700

三热量衡算

酶解罐：

（1）加热至450C所需要的热量Q1：

猕猴桃比热约为3.8kJ/（kg0C），将果浆从200C加热到450C所需要的热量为：

Q1=1.8÷

70%×

（45-20）×

3.8=2.44×

105kJ

（2）搅拌热Q2：

Q2=3600×

P×

η×

48=3600×

1.854×

0.92×

1=6140kJ

（3）向环境散热Q3：

在酶解罐外加一保温层，则散热量将大幅度降低，约为加热量的5%

（4）酶解一次耗用蒸汽量D：

采用表压为0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg

冷凝水的焓为561.47kJ/kg，蒸汽的热效率取95%

D=Q4÷

（2725.3-567.47）÷

95%=121.81kg

（5）酶解一次总耗热量Q4

Q4=Q1-Q2+Q3=2.443×

105×

1.05-6140=2.504×

105kJ

双效降膜真空蒸发器：

单位时间蒸发量：

W1=F×

（1-X0/X1）

F为物料流量，X0为果汁蒸发前浓度，X1为果汁蒸发后浓度

W=4.43×

（1-0.4/0.6）=1.48t/h

蒸发效率：

根据双效降膜低温真空蒸发器的经验数据可知，每蒸发1kg水分仅用0.44kg的新蒸汽。

故蒸汽用量：

W2=W1×

0.44=0.65t/h

四设备设计与选型

1．刮板提升机

根据物料衡算可知，猕猴桃的输送能力为：

10199.84÷

80÷

24=5.31t/h

因此可选用江苏东台华东粮油机械有限公司的埋刮板输送机，型号GSL16，数量为1台。

技术参数如下：

表格2埋刮板输送机技术参数

技术参数

机槽宽度（mm）

刮板链条节距（mm）

线速度（m/s）

输送量（m/h）

输送距离（m）

电机功率（kw）

垂直

水平

GSL16

160

100

0.133-0.183

9.22

20

25

2.2-22

2.连续灭菌锅

经过挑拣整理后的鲜果在催熟之后通过挡板输送带送入连续灭菌槽：

24=4.43t/h

因此可采用东方兴企食品工业技术有限公司的全自动淋水回转式灭菌锅，数量1台。

表格3灭菌锅技术参数

功率（kw）

外形尺寸（mm）

工作压力（MPa）

回转速度（转/分）

GT7C20H

18

5750×

2000×

3800

0.3

1.8~10.8

其技术特点如下：

1、采用卧式结构，设置专用小车及导轨，便于小车的推进及拉出；

2、采用优质碳钢或不锈钢材料。

不锈钢灭菌釜外表抛光至精致；

3、压力≤0.3MPa，温度≤142℃；

4、淋水式灭菌釜升温、保温、冷却均采用自动控制,配有循环泵及装罐车，回转式

杀菌锅其回转速度为1.8~10.8转/分。

3.破碎打浆机

本设备所需的生产能力为：

因此可采用东方兴企食品工业技术有限公司生产的JP齿笼式破机，采用型号为JP-6，数量1台。

表格4齿笼式破碎机技术参数

型号

生产能力（T/h）

主轴转速（r/min）

功率（KW）

外型尺寸（mm）

JP-6

4-6

960

7.5/6

710×

1060×

1800

该机适用于对猕猴桃、胡萝卜、苹果、梨等果蔬进行破碎，破碎粒度为3~5mm。

该机配有专门的螺旋送料机构，具有结构新颖紧凑，节能生产能力大，使用范围广等特点，物料接触部件均为优质不锈钢制造。

4.酶解罐

（1）容积计算

酶解罐的单次处理时间为150min，加上进出料及CIP清洗时间，选定3小时为一个生产周期。

全年生产批次：

80×

24÷

3=640

故每批次处理果汁量：

640=13.28吨

由于酶解罐内体积变化不大，因此可以有较大的提充系数，设定为90%

故酶解罐所需的总容量为：

13.28÷

90%=14.75吨

因此选用单罐容积为5M3的酶解罐，数量为3个

采用高径比为2：

1的标准酶解罐，上下均为标准封头，查表知公称容积为5M3的酶解罐，其总容积为6.27M3。

由于

V全=V筒+2×

V封=6.27M3，封头折边忽略不计以方便计算，则有

V全=0.785×

2×

D3+2×

π÷

24×

D3=6.27

解得D=1.507M圆整至1.5M

故柱体高H=2D=3m

验算全容积V总：

V总=0.785×

1.53+2×

π÷

1.53=6.182m3

根据《发酵工厂工艺设计概论》附表15，可知

曲边高度h1为0.25D=0.25×

1.5=0.375m

直边高度h2=50mm

故封头高H封=h1+h2=425mm

冷却面积的计算：

采用竖式列管换热器，工程计算时K取经验值4.18×

500KJ/（m3h0c），实际测得每1小时传给冷却器的最大热量约为4.18×

6000KJ/（m3h）

45℃--45℃

50℃--60℃

故Δt1=15℃Δt2=5℃

Δtm=（Δt1-Δt2）/㏑（Δt1/Δt2）=9.1℃

酶解罐实际装液量14.75/3=4.92m3

换热面积F=Q/K×

Δtm=

=6.488m3

（2）搅拌设计

由于猕猴桃原果汁粘度太大，故采用两档六弯叶涡轮搅拌器，其中下叶用螺旋浆式搅拌器。

搅拌浆直径Di=1/3D=0.5m

叶宽B=0.2Di=0.2×

0.5=0.1m

弧长l=0.375Di=0.375×

0.5=0.1875m

距C1=Di=0.5mC2=2m

盘径di=0.75×

Di=0.75×

0.5=0.375m

叶弦长L=0.25×

Di=0.25×

0.5=0.125m

叶距Y=D=0.5m

根据比拟放大法：

已知50L罐转速470r/min，搅拌器直径112mm

则n=470×

（112/400）2/3=201.07r/min

取搅拌转速n=200r/min

（3）搅拌功率计算

果浆粘度大约为10m.Pa.s，密度为1.042t/m3

Rem=D2×

n×

ρ÷

μ=0.42×

（200÷

60）×

106÷

10=5.55×

104>

104

所以将其视为湍流，Np=4.7

搅拌功率P=NP×

N3×

DI5×

ρ=4.7×

60）3×

0.45×

1.042=1.854KW

电机功率P

=

×

1.01

采用三角带传动η1=0.92，滚动轴承η2=0.99，滑动轴承η3=0.98

端面密封增加的功率为1

%

故P电=

1.01=2.1Kw

（4）管道设计

出料管

由于未经过压榨的果浆粘度很高，所以出料管的口径相对比较大一点，以免堵塞，因此可以采用φ95×

40无缝钢管，其中各种接口均采用卫生级蝶阀。

CIP清洗管

以清水为基准进行计算，清洗的体积约占罐体的8%，管内流速取3m/s，经泵压送至顶端往下喷洗，喷洗时间为20min，则

d=（47.01×

8%÷

20÷

60÷

3÷

0.785）0.5=0.036m

所以采用φ50×

4.0的无缝钢管

进料管

为保持配件的统一，便于更换，进料管可以同出料管，采用φ95×

40无缝钢管

（5）壁厚计算

酶解罐柱体材料考虑到果汁的PH值较低，因此选用耐酸性较好的1Cr18Ni9Ti不锈钢，罐的设计压力取最高压力的1.05倍，P=0.4MPa

壁厚由S=P×

D/（2[σ]φ-P）+C决定

不锈钢许用应力[σ]取150MPa，焊缝系数φ取0.7

C为壁厚附加量，由钢板负偏差C1，腐蚀裕量C2，加工减薄量C3三部分组成

C1=0.13cm-1.3cm，取C1=0.5mm

酶解罐材料抗腐蚀性能较好，可取C2=0

酶解过程为冷加工，，故加工减薄量C3=0

S=P×

D/（2[σ]φ-P）+C=0.4×

150÷

（2×

150×

0.7-0.4）+0.05=0.336CM

所以可以选用4mm厚的钢板

由于酶解罐操作压力不大，且过程中环境条件变化不大，因此上下封头材料及厚度可参考柱体，采用同种材料及厚度

5.压滤机的选型

由设计资料知压滤机的生产能力：

24=4.52t/h

从酶解罐出来的果汁立刻进入压滤机进行压榨出汁，因此要求压榨机单次处理量大，过滤时间短，故可采用型号为LXDZJ5的硅藻土连续带渣机，它用优质不锈钢材料制作，采用硅藻土为助滤剂，具有操作方便、过滤成本低、效率高等优点。

数量为2台，其中一台为备用。

表格5压滤机技术参数

规格型号

理论流量T/h）

过滤面积（M

）

滤片数（张）

阀门口径

LXDZJ5

6-8

5.1

Dg32

<

0.3MPa

1840×

680×

800

6.超滤膜的选择

根据猕猴桃原果汁的密度1.0421t/M3，采用中空纤维超滤膜，由于生产能力为

24=3.32t/h

选用UF-5型，其火通量为5m/h，操作压力MPa，膜材料为PS外压型，截留率>

90%,截留分子量6000-20000，外型尺寸：

1850×

1680×

760

7.纳滤膜的选择

设计要求纳滤及反渗透之后猕猴桃果汁的糖度为400Bx，采用切向流纳滤（FSN型），

其截留分子量在200～1000的范围内，具体型号：

FSN010D14C，泵选用卫生级涡流泵，膜壳材料可选304不锈钢，工作压力0.5-2.0MPa

8.蒸发浓缩装置

选用标准定型的RP6K7双效降膜真空蒸发器（1200kg/h）四套，超能力4%，问题不大（因以上设计均按收购旺季计算，一般情况下可以应付），为了提高成品质量，采用芳香物回收装置两套，把香油全部返回浓浆，使成品能达到原果汁的原始风味

9.CIP清洗系统的设计

CIP清洗系统承担酶解罐、过滤机、暂存罐、浓缩罐等设备的内部及连接管路、泵的清洗。

本设计CIP清洗系统有5个罐，分别是：

热水、冷水、酸、碱罐和消毒剂罐。

为了输送到各设备，各罐备有高压水泵，一般清洗时先用碱水清洗，再分别用热水、冷水清洗，洗涤完毕后碱水过滤回收到碱液罐。

洗涤泵：

型号：

IH80-50-200

流量：

50m3/h

扬程：

49mH20

气蚀余量：

2.5m

转数：

2900r/min

轴功率：

15kw

罐：

直径：

1200mm

高度：

3000mm

容积：

1.5M3

五全厂主要设备一览表

设备名称

材料

数量

刮板提升机

5.31t/h

1Cr18Ni9Ti

1

连续灭菌锅

4.43t/h

破碎打浆机

酶解罐

6.182m3

3

连续压滤机

3.32t/h

优质不锈钢

2

超滤装置

UF-5

中空纤维

钠滤装置

FSN010D14C

304不锈钢

真空蒸发器

RP6K7

4

第四章经济衡算

一投资估算

单价（万元）

总价（万元）

备注

3.2

连续灭菌槽

5.6

1.6