年產20萬噸果汁飲料廠設計------主產品為桔汁汽水

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年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 1目錄序言1 總論 1.1 概述.1.2 設計原則及依據.1.3 廠址選擇1.4 全廠總平面圖布置.2 工藝設計.2.1 產品方案及班產量確定2.2 產品生產工藝流程設計.2.3 物料衡算.2.4 生產能力的計算及設備設計選型. .2.5 重點設備設計2.6 水、汽用量的計算.2.7 勞動人員安排表3 工廠安全衛(wèi)生要求4 參考文獻年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 2序言畢業(yè)設計是我們大學三年圓滿結束前一次總的考核和測驗。為加強了我們的獨立設計的能力、收集資料、分析、參考前人的理論、獨立地完成的食品工廠設計項目，提高了自身的綜合分析問題、解決問題的能力，為以后走出社會工作打下良好的基礎。本設計應用了三年來所學的基礎課程與專業(yè)課程，查找了相關的食品專業(yè)書籍及網上文獻資料，并結合自己在維爾樂飲料廠上班實習的經歷，在老師的指導下，經過一個多月的努力獨立完成的。我國飲料工業(yè)是改革開放以后發(fā)展起來的新興行業(yè)，起步較晚，但近些年來發(fā)展十分迅速。在我國，生產果汁的廠家大大小小約有 6000 家，目前具有一定規(guī)模的飲料企業(yè)有1000 多家，擁有職工 20 萬余人，年銷售收入 600 多億元，年創(chuàng)利稅 60 多億元。全國飲料總產量保持持續(xù)穩(wěn)定增長，1980 年年產不足 30 萬噸，1990 年猛增到 330 萬噸，到 2000 年為 1490 萬噸，20 年增長 50 多倍，平均年增長速度為 21.80%。進入新世紀的 2001 年達1670 萬噸，又比 2000 年增長 11.94%，繼續(xù)保持兩位數(shù)以上的增長速度，是食品工業(yè)中發(fā)展最快的行業(yè)之一。結合國外果汁飲料市場的發(fā)展規(guī)律及中國消費者的消費能力和消費習慣，對未來我國果汁飲料市場的發(fā)展做簡要分析如下：（1）純天然、高果汁含量的果汁飲料將成為必然發(fā)展方向隨著消費者的生活水平提高，消費者的消費觀念及消費質量也在不斷提高，綜觀國際果汁飲料發(fā)展的軌跡來看，純天然、高果汁含量的果汁飲料將成為必然發(fā)展方向。高果汁含量的果蔬汁飲料含有較豐富的礦物質元素及其他天然營養(yǎng)成分，不含有或較少含有合成的食品添加劑。品種有：橙汁、西柚汁、蘋果汁、草莓汁、葡萄汁、梨汁、芒果汁、桃汁、杏汁、桔子汁、山楂汁、菠蘿汁、番石榴汁、番茄汁、胡蘿卜汁等。果汁的含量多在 3050%及其以上，有的品種的果汁含量則為 100%，例如蘋果汁、梨汁、桃汁等果汁飲料。（2）復合果汁及復合果蔬汁必將成為未來發(fā)展熱點 在品種繁多競爭激烈的果汁飲料市場中，企業(yè)想要在未來市場中立足于不敗之地，就應當居安思危，多開發(fā)新品種。做到人無我有，人有我新。近幾年來復合型果汁飲料及果蔬汁飲料在發(fā)達國家發(fā)展較快，在國外市場流行品種較為繁多，市場上常見的有菠蘿汁或橙汁等熱帶果汁與不同蔬菜汁的復合果汁飲料。例如：番茄汁與其他多種果蔬的復合汁、橙與胡蘿卜汁等蔬菜的復合汁、芹菜汁、甜菜汁、菠菜等蔬菜汁配以食鹽、香料和檸檬酸等配制的復合蔬菜汁等產品。（3）功能型果汁飲料亦將成為未來的熱點帶有某些對人體功能具有改善作用的果蔬汁飲料亦將成為未來果汁飲料發(fā)展的熱點。桔 子 俗 音 為 桔 子 ， 為 蕓 香 科 植 物 福桔或 朱桔等 多 種 桔 類 的 成 熟 果 實 。 種 類 很 多 ，有 八 布 桔 、 金 錢 桔 、 甜 桔 、 酸 桔 、 宮 川 、 新津桔 、 尾 張 桔 、 黃巖桔 、 溫 州 桔 、 四川桔等 品 種 。 果 實 較 小 ， 常 為 扁 圓 形 ， 皮 色 橙 紅 、 朱紅或 橙 黃 。 若將加工成保健果汁將會受到廣大消費者的青睞。由于自身真正接觸的生產實踐的機會和情況并不是很多且水平有限，經驗不足，因此在設計中難免出現(xiàn)一些不足的地方，懇請指導老師批評指正。年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 3摘要：本工藝設計說明書是根據設計任務書的內容，經過綜合“年產 20 萬噸果汁飲料廠設計（在廣泛收集資料整理后，根據目前我國果汁的發(fā)展與需求生產新型的果汁飲料為消費者提供更多綠色而且健康的選擇。本設計以經濟效益和優(yōu)先采用先進設備為原則，選取產品的工藝流程和設備，說明書中闡述了桔子汁的加工，對產品方案進行了比較擇優(yōu)選型，對原輔材料進行了介紹，對果汁的工藝流程、物料衡算、工藝操作和各個工序、設備選型作了詳細的論述，并利用工藝流程圖和物料處理作了直觀的說明。關鍵詞：桔子汁 工藝設計1.總論1.1 概述：桔 子 色彩鮮艷、酸甜可口，是秋冬季常見的美味佳果。桔子營養(yǎng)也十分豐富，1 個桔子就幾乎滿足人體每天所需的維生素 C 量。桔子含有 170 余種植物化合物和 60 余種黃酮類化合物，其中的大多數(shù)物質均是天然抗氧化劑。桔子中豐富的營養(yǎng)成分有降血脂、抗動脈粥樣硬化等作用，對于預防心血管疾病的發(fā)生大有益處。另外，每天吃一個桔子可以起到防癌的作用。橘汁中含有一種名為“諾米林”的物質，具有抑制和殺死癌細胞的能力，對胃癌有防治作用。 在加拿大的研究人員進行的一項研究中，16 例成年男性和 9 例成年女性的總膽固醇(TC)和低密度脂蛋白膽固醇(LDLC)水平均高于正常，依序每天喝桔子汁 1 杯(250ml)、2杯、3 杯各 4 周。結果發(fā)現(xiàn)，每天喝桔子汁 1 杯、2 杯、3 杯在 4 周后可使血漿維生素 C 水平分別提高 2.1 倍、3.1 倍、3.8 倍；每天喝桔子汁 3 杯在 4 周后可使高密度脂蛋白膽固醇(HDLC)水平升高 21，葉酸 水平升高 18，LDL/HDL 比值降低 16。HDL 可清除動脈血管壁內膽固醇，防止動脈粥樣硬化。研究提示每天喝桔子汁 750ml 可以有效改善高膽固醇血癥患者的血脂代謝，有益于心血管健康。 世界衛(wèi)生組織在膳食、營養(yǎng)與慢性疾病的預防這一報告中提出柑橘類水果可有效預防心血管疾病的發(fā)生。柑橘類水果中葉酸有降低血漿同型半胱氨酸的作用，后者可損傷動脈血管，是心血管疾病的危險因素。柑橘類水果富含鉀元素，有助于調節(jié)血壓、維持正常心律。維生素 C、類胡蘿卜素和黃酮類化合物均有抗脂質氧化作用，可阻止動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。 澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究組織回顧分析了 48 項有關柑橘類水果與疾病的研究，發(fā)現(xiàn)每天吃一個水果(非柑橘類 )可以使發(fā)生腦卒中的危險降低 4，而每天吃一個橘桔類水果則可以使發(fā)生腦卒中的危險降低 19。這充分說明柑橘類水果具有非凡的心血管保護效應。桔子可以常吃，但不要吃得太多，推薦每天吃 13 個桔子。一次吃得太多容易“上火”，可促發(fā)口腔炎或牙周炎，并可能出現(xiàn)皮膚發(fā)黃。 1.2 設計依據與原則1.2.1 設計依據年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 4根據市場上果汁飲料的盛行，各種各樣的品種淋漓滿目，生產一種新產品是發(fā)展的需要。自己投產建立年產 20 萬噸果汁汽水加工廠，設計主要以國內飲料生產技術為基礎，結合國內外先進生產工藝設備，參考有關文獻資料，應用 CAD 技術，完成初步工藝設計。1.2.2 設計原則：以社會主義經濟規(guī)律的特點為指導思想，將最新的科技成就先進的工藝流程和最佳的機械設備應用到設計中去。必須認真考慮，技術上的可靠性，生產上的可行性和經濟上的合理性，與當?shù)鼐唧w情況想結合，達到優(yōu)質、高產、高效、節(jié)能、精巧、耐用、安全的目的1.3 廠址選擇建立一間工廠首要是廠址的選擇。通過實地勘察，我們決定在臨近廣州的清遠龍山（龍山地皮平坦，交通方便） 。租用地皮建立工廠。1、項目情況：建立果基地 2000 畝。廠占地 1 萬平方米，廠房建筑面積 2800 多平方米，總投資近 1000 萬元，按照綠色食品和 GMP、HACCP 的要求建設，建立了年產 20 萬噸的果汁生產車間。擁有一條多功能生產線，可生產屋頂型紙盒裝（1000ml ）、玻璃瓶（250ml），建造果汁加工廠、冷庫各一個。 公司座落在廣東省清遠市佛岡縣龍山鎮(zhèn)，地處廣州西北郊，10 分鐘便可進入京珠高速公路網，距離廣州三大交通樞紐（廣州新白云機場、廣州南沙港、廣州火車站）車程均在 2 小時之內。毗鄰港澳，至香港 231 公里，至澳門 143 公里。公司廠房及附屬設施設計規(guī)范，符合飲料廠衛(wèi)生規(guī)范，能確保生產高品質的飲料產品。1.4 全廠總平面圖布置（另附）注意要點：1.4.1主車道寬 8 米，車間引道寬 4 米，1.4.2工廠和公路之間有一條 2 米寬的防護林區(qū)，廠內車間、車道旁有綠化花圃1.4.3主車間在中央位置，機修車間、配電、倉庫等設在其附近，以最短物料傳送距離滿足生產需要。1.4.4污水池、鍋爐房布置在夏季主導風向的下風向1.4.5辦公室、宿舍、飯?zhí)玫壬钤O施分布在一邊，基本上與生產區(qū)分開。1.4.6生產取后留有余地，滿足日后發(fā)展的需要。2 工藝設計2.1 產品方案及班產量確定2.1.1 產品方案本廠主要生產桔子汽水。產品方案如下：產品名稱年產量/t班產量/t1月20天2月20天3月25天4月27天5月24天6月27天7月27天8月26天9月25天10月24天11月26天12月25天年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 5桔子汁汽水15萬 296.6混合桔子汁5萬107.02注： 表示本月為一班生產 表示本月為二班生產表示本月為三班生產上面是果汁生產車間的產品方案，產品為桔子汽水和混合桔子果汁汽水，每個品種各有兩條生產線。該生產車間旺季每天工作三班，中季每天工作兩班，淡季每天工作一班，每班為 8 個小時，每個星期工作為六天，元旦放假一天，五一國際勞動節(jié)，十一國慶節(jié)放假 3 天，春節(jié)放假 10 天，年生產天數(shù)為 296 天。產品規(guī)格：產品名稱 規(guī)格（ml）桔子汁汽水 500（PET 瓶）混合桔子汽水 250（玻璃瓶）2.1.2 班產量的確定 班產量 q=計算公式如下：q 班= tntKQ因在本設計中，分旺中淡季，旺季時的班次 n 為三班，中季時班次 n 旺為二班,淡季時班次 n 旺為一班，由于設備不均勻系數(shù)取 0.75。可得到：q 班= 淡中旺 ttQ2375.0在實際生產中由于果汁在管道中流通及灌裝過程中會有一定的損耗，據資料顯示，該損耗為 1%【數(shù)據 1%來自朱蓓薇 飲料生產工藝與設備選用手冊化學工業(yè)出版社 北京 2003】 ，且在生產中有時會出現(xiàn)爆瓶、破裂的現(xiàn)象,根據質量控制圖原理，產品的合格率取99.7%【 數(shù)據 99.7%來自馮敘橋、趙靜 食品質量管理學中國輕工業(yè)出版社 北京 2005】 。雖然每班為 8 小時制，但實際上這 8 小時并非全部用于生產，配料可以在生產之前的環(huán)節(jié)進行，但清洗設備是在生產后即包括在 8 小時內，所以實際生產是以 7.5 小時為計。本設計按照任務書的要求：年產 20 萬噸果汁飲料，其中桔子飲料生產 15 萬噸，混合桔子年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 6飲料 5 萬噸。（1）桔子汁一年旺季工作的總天數(shù)為 156 天，中季工作的總天數(shù)為 75 天，淡季工作的總天數(shù)為65 天。即 q 班= = 65721537.004t8.293.014實際班產量 q 班= t.9%.)(89桔子汁以每瓶為 500ml，由于考慮到生產的具體情況，一般以 7.5 小時計算，設備選取是按四條生產線為準計算：每小時產量為 = t /h4.395.762每小時生產的瓶數(shù)為 N = 瓶/h170.03（2）混合桔子汽水一年旺季工作的總天數(shù)為 129 天，中季工作的總天數(shù)為 77 天，淡季工作的總天數(shù)為90 天。即 q 班= = 90721375.04t62.1053.4實際班產量 q 班= t.%.)(6混合桔子汽水以每瓶為 250ml，由于考慮到生產的具體情況，一般以 7.5 小時計算，設備選取是按四條生產線為準計算：每小時產量為 = t /h26.145.70每小時生產的瓶數(shù)為 N = 瓶/h0.032.1.3班產量的論證本廠生產的兩種果汁產品，都是由純天然的濃縮果汁加工制成的，這樣就避免了因季節(jié)性而影響生產，從而保證了生產的連續(xù)性。從產品方案看，兩種果汁的生產根據當?shù)丶竟?jié)性的變化安排了不同的班次，廣東地區(qū)每年 113 月較冷，安排生產的班次相對也少些，而 410 月天氣較熱，市場對飲料的需求多，安排的班次也多。可見這種方案是比較合理的。 2.2 原輔材料規(guī)格要求2.2.1 原料年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 71桔子濃縮汁 ：產品質量指標 （1）感官指標：氣味：清香怡人；色澤：橙 黃 色；形態(tài)：澄清汁；口味：酸甜適口，有桔子獨特風味。（2）理化指標：可溶性固形物含量：421BX 含糖量 1416可滴定總酸含量： 1.50.2 酸度 0.91.0。 PH：4.0 （3）微生物指標：（按國標 GB4789.食品衛(wèi)生檢驗方法微生物部分執(zhí)行） 細菌總數(shù)：100 個/ml 大腸菌群：3 個/100ml 致 病 菌：不得檢出2.2.2 輔料1白砂糖（1）感官要求糖的晶粒均勻，晶?；蚱渌芤何短?，無異味，干燥松散，潔白,有光澤,無明顯黑點.（2）白砂糖主要技術指標及衛(wèi)生指標 GB 317 及 GB241表一 白砂糖主要技術指標及衛(wèi)生指標指標 優(yōu)級 一級蔗糖分% 99.75 99.65還原塘分% 0.08 0.15電導灰分% 0.05 0.10干燥失重% 0.06 0.07色值（國際塘色值） 80 180混濁度，度 5 7不溶于水雜質 mg/kg 40 60砷（以 As 為計）mg/kg 0.5鉛（以 Pb 為計）mg/kg 1.0銅（以 Cu 為計）mg/kg 2.0碳酸法 20理化指標亞硫酸法 50大腸桿菌個/100g 30致病菌 不得檢出衛(wèi)生指標細菌總數(shù) 個/g 3502檸檬酸（1）感官要求檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y晶性粉末,無臭、味極酸,易溶于水和乙醇，水溶液顯酸性。表二 檸檬酸主要技術指標指標名稱 指標檸檬酸% 99.5硫酸鹽% 0.03草酸鹽% 0.05鈣鹽 符合規(guī)定年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 8鋇鹽 符合規(guī)定硫酸灰分% 0.1重金屬% 0.0005砷% 0.0001鐵% 0.001氯化物% 0.013苯甲酸和山犁酸甲的技術指標 GB901表三 苯甲酸和山犁酸甲的技術指標名稱 苯甲酸 山犁酸甲總量% 99.5 98熔點 121124 含氯化物% 0.02 0.018灼燒殘渣% 0.1 5758.5重金屬% 0.001 0.002砷% 0.0002 0.003硫酸% 0.04干燥失%重 14. 水水是果汁飲料生產中的重要原料之一，占 8595%。水質的好壞，直接影響成品的質量。因此，飲料用水的水質要求除了應符合國家衛(wèi)生部、國家基本建設委員會頒布的標準代號為 GB574985生活飲用水水質衛(wèi)生標準見表，還應符合表所列的指標表四 生活飲用水水質衛(wèi)生標準項目 要求 說明 項目 要求 說明色 色度不超過 15 度，并不得呈現(xiàn)其他異色陰離子合成洗滌劑不超過0.3mg/l過量會使水中產生異臭異味和泡沫，并阻礙凈水處理過程嗅和味 在原水中或者煮沸后飲用時，保證無異臭和異味氯化物 不超過200mg/l過量會產生咸味，影響成品口味混濁度 不超過 5 度這些指標過高后不但會給人嫌惡的感覺，也有可能是水中含有物質和某些病毒的標志硫酸鹽 不超過250mg/l過量會引起腹瀉肉眼可見物無肉眼可見物 總硬度 不超過0.3mg/l總鐵 不超過 0.3mg/l 人體必要的元素過量時會使成品帶有鐵銹味，并影響成品色澤PH 值 6.58.5年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 9錳 不超過 0.1mg/l 細菌總菌（37培養(yǎng) 24 小時）100ml 水中不超過 100個銅 不超過 0.1mg/l 大腸桿菌 1ml 水中不超過 3 個保證水質量衛(wèi)生安全鋅 不超過 0.1mg/l游離性余氯出廠水0.51.0mg/管網末梢 mg/l余氯量過高，產生氯臭，影響產品風味。揮發(fā)酚類（以苯酚為計）不超過 0.002mg/l 過量會產生氯酚臭 表五 飲用水和飲料用水在指標上的差異指標 飲用水 飲料用水濁度/度 3 2色度/度 15 5溶解性總固體/mg/l 1000 500總硬度（以 CaCO3 計）/ mg/l450 100鐵（以 Fe）/ mg/l 0.3 0.1高錳酸鉀消耗量/ mg/l 10總堿度/ mg/l 50游離氯/ mg/l 0.3 0.1致病菌/ 不得檢出2.3 工藝流程設計2.3.1 生產工藝流程含有桔子飲料的工藝流程圖如下：冷凍濃縮果汁 殺菌濃縮果汁 純果汁 水解 凍 過 濾檸檬酸 調 和 離子交換年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 10香精 其他輔料 1218MPa 均 質 空 罐 空 瓶 脫 氣 洗 罐 洗 凈 95100 瞬間殺菌 檢 瓶熱罐裝 預 熱 密 封 封 蓋 液位檢查 倒 置 38以下 冷 卻 冷 卻真空度檢查 檢 查包 裝 貼商標成 品 包 裝成 品圖一 果汁生產工藝流程圖 2.3.2操作要點：（1）原料 現(xiàn)在我國的主要桔子產區(qū)是湖南 ;河南;安徽;江蘇;浙江; 江西;福建;廣東;廣西等省區(qū)，廣東省栽培量也甚為豐富，桔子汁的生產工藝：桔子 揀選 清洗 熱燙 去皮去核 果肉打漿 離心分離 均質 真空濃縮 芒果/桔子混濁濃縮汁 殺菌冷卻 無菌大包裝 桔子混濁濃縮汁 （2）熱糖 稱量所需的白砂糖和部分處理水，使其濃度為 50%，加熱到 100左右，并充分攪拌使之熔化，加入果葡糖漿過濾后抽到冷卻缸冷卻至 30以下。（3）調和 調配的目的是依據桔子稀釋飲料的具體工藝要求，按各種產品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加劑的配比送入調配罐，用攪拌器混合均勻，并立刻分析檢驗混合料是否符合標準。如不符合，需及時調整。（4）均質 均質是果汁制造上的特殊操作。調和后果汁應選均質機進行細化處理。可采用高壓均質機進行均質處理，其原理是在高壓力下，果汁粒漿受壓力而破碎，重要是通過一個均質閥的作用，使高壓的果汁從極端狹小的間隙中通過，然后由于速度降低壓力小而膨年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 11脹和沖擊作用使粒子微細化并均勻的分散在果汁中，高壓均質機要求 150170kg/cm2。均質機的均質壓力一般壓力為 15MPa，均質處理中可使果汁中的細小顆粒進一步破碎，使粒子大小均勻，促進果膠的滲出，使果膠和果汁親和，保持果汁的均勻渾濁度。（5）果汁的脫氣 脫氣的目的和效能歸納如下： 防止維生素 C 的損失，防止香味和色澤的變化，防止好氣性細菌的繁殖，防止果肉漿和其他懸浮物懸浮在果汁上部，防止殺菌或裝填時發(fā)生氣泡。脫氣的缺點是損失一部分芳香成分。所以經細化處理后的混合料液，均應進行脫氣處理以除去附著在果汁和其他材料里的以及調配過程中混入飲料中的空氣，防止飲料中果汁氧化變質。脫氣作業(yè)一般采用真空脫氣罐。（6）殺菌冷卻桔子飲料脫氣后均需進行殺菌冷卻處理。本工藝的高溫瞬時殺菌是利用板式超高溫殺菌機等設備快速加熱果汁至 100，保溫 30s 后迅速熱灌裝。（7）包裝容器及灌裝封口 殺完菌后趁熱灌裝封口，密封罐中心溫度控制在 70以上。倒瓶保溫 2min 再冷卻至 38左右。 （8）包裝入庫 2.3.3輔助工藝流程說明：1溶糖工藝砂糖 溶解 過濾 調糖漿（1）溶解糖的方法有冷溶法和熱溶法，本設計采用熱溶法，熱溶法的優(yōu)點有：1）能殺滅附于糖內的細菌；2）可分離出凝固糖中的雜質；3）溶解速度快，在較短時間內可生產大量糖漿。熱溶法一般采用夾層鍋，用蒸汽加熱，要求蒸汽壓力為 0.80.9kg/cm2。溫度在 80度，糖液煮沸后，保溫 5min,并去除泡沫。 （夾層鍋帶攪拌器）（2）過濾 砂糖用水溶解后，必須進行過濾得到澄清透明的糖漿液備用。本設計采用糖漿過濾器過濾，并使用離心泵加壓，要求壓力不超過 6kg/cm2。每次過濾完畢，要對過濾器進行清洗。（3）調糖漿 調糖漿是先將糖漿投入帶有攪拌器的不銹鋼配料缸中，在不斷攪拌下，按一定配比將原料逐一加入，其順序為：1）原糖漿 2）酸溶液 3）果汁 4）香料 5）加水至規(guī)定容積。2水處理工藝本系統(tǒng)為反滲透純化水制備系統(tǒng)，是以本公司自來水作為原水，經過一系列處理后，最終純化水出水電導率10S/CM。該系統(tǒng)包括：預處理部分-原水箱、原水增壓泵、絮凝劑加藥系統(tǒng)、機械過濾器、活性碳吸附器；反滲透部分-保安過濾器、 、高壓泵、R/O 系統(tǒng)、純化水箱、清洗系統(tǒng)。(1) 過濾 過濾的目的是除去水中懸浮物、膠體等不溶性雜質及一些微生物。本廠采用砂過濾器，是一種精濾設備，在飲料用水中應用十分廣泛。工作原理：砂棒過濾器的主要工作部件是砂棒，它是采用細微顆粒的硅藻土和骨灰等物質，成型后在高溫市政自來水原水箱 原水泵 砂濾器絮凝劑活性碳過濾器保安過濾器高壓泵純水箱 反滲透系統(tǒng)純水泵次氯酸鈉年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 12下焙燒，使氣熔化，可燃性物質變成氣體逸散，形成 24m 的小孔，當具有一定壓力的原水進入容器，通過棒上的微小孔隙時，水中存在的有機物、微生物等雜物，即被隔濾在砂棒表面，經過濾后的凈水有砂棒內腔流出，完成了過濾過程。再用碳吸附色素，灰塵等。（2）軟化 飲料用水中比生活用水的硬度要求低得多，因此必須軟化水。水的軟化和脫鹽的目的是除去水中的可溶性鹽即鈣鎂離子。軟化水的方法有：石灰軟化法、電滲析法、離子交換法和反滲透法。本廠使用反滲透系統(tǒng)。反滲透法是指使用半透膜使純水透過，而截留無機鹽等小分子，使達到飲料用水的標準的方法。（3）消毒從消費者的健康角度考慮飲料用水使用前必須進行消毒，水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒。本廠使用第三種。紫外線消毒速度快，工作效率高、性能穩(wěn)定、效果好、不改變水的理化指標、不產生有毒物質、且操作簡單 管理方便，已成為飲料廠的主要消毒設備。產生紫外線的設備為紫外燈，紫外線對水殺菌消毒，主要是殺滅水中的細菌的營養(yǎng)細胞，用 1 支 15W 紫外燈，在水以 515L/min 流速流過時，可殺滅 99.9%的大腸桿菌。3.瓶子要求（1）PET 飲料瓶外觀質量檢測要求序號 項目 要求1 瓶口部分 瓶口端面平整、螺紋圓滑、無崩缺、溢料毛邊0.1mm2 瓶身部分 成型飽滿，無雜質，無生料，無氣泡，無霧狀發(fā)白，無冷斑，無脫皮，無明顯傷痕，無色瓶表面光滑透明3 標簽圖案 參見 PVC 及 OPP 標簽質量驗收標準4 縮標外觀 標簽熱收縮良好，瓶身無變形；條碼能正確讀出。5 貼標外觀 標簽平整，無明顯皺折，無明顯起皺，重疊位不超過 15mm，上下錯位不大于 1.5mm；條碼能正確讀出。6 瓶底部分 平整，無傷痕或附著物，注塑口不能超過底平面。7 色瓶顏色外 觀 表面色澤均勻，強光下目視與標準無明顯差異，頭光看底色與標準 瓶一致。8 包裝外觀 外包裝整齊清潔，無破損；有明顯的標簽標識。（2）玻璃瓶洗瓶工藝（1）選瓶 清洗前必須進行人工選瓶，將玻璃瓶壞瓶選出。（2）洗瓶 洗瓶有四個階段第一階段 45溫水預泡，目的是除殘余物及預熱，是附在瓶上的脂肪溶解乳化。第二階段 80堿水浸泡，噴洗，目的是去除瓶內污物，達到洗瓶效果，堿水濃度0.8%，浸洗 10min，使結垢餓蛋白質脂肪在高溫長時間的堿液接觸下得到充分溶解。第三階段 55溫水噴洗，目的是洗去堿液并使瓶子初步降溫，噴淋水壓力為115kg/cm第四階段 55溫水噴洗，同樣洗去殘余堿液，使瓶再降溫。年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 13常用洗瓶劑為 NaOH,或 NaOH,與碳酸鈉的混合液。2.4 物料、包裝材料衡算2.4.1.物料衡算物料計算包括該產品的原輔料和包裝材料的計算。通過物料計算，可以確定各種主要物料的采購運輸和倉庫儲存量，并對生產過程中所需的設備和勞動定員的需要量提供計算依據。物料衡算的依據是質量守恒定律，即進入生產系統(tǒng)的全部物料質量必須滿足等于離開該系統(tǒng)經過加工處理后所得。這樣計算出原料和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平衡圖。并為下一步設備的計算、熱量計算、管路設計等提供依據和條件。還為勞動定員、生產班次、成本核算提供計算依據。1果汁的物料衡算表八 年產 15 萬噸桔子汁汽水的物料計算班產量/t 296.6 年產量/t 1.5105原輔料 配方/Kg百分比% 班耗量/kg 實班產量/t 年耗量/t 實年產量/t白砂糖 55 5.5 16313 4.18103果葡糖漿 80 8 23728 6.08103濃縮桔子汁 60 6 17796 4.56103阿巴斯甜 0.3 0.03 88.98 22.79維生素 C 0.2 0.02 59.32 15.19檸檬酸鈉 0.3 0.03 88.98 22.79檸檬酸 1.5 0.15 444.9 113.95香精 0.55 0.055 163.13 41.78苯甲酸鈉 0.1 0.01 29.66 7.60水 802.05 80.205 2.38105 6.09104合計 1000 100296.6 1.52105白砂糖 2967.25kg 溶解溶解白砂糖16313kg水16313kg白 砂 糖 2967.25 糖漿32626kg白 砂 糖 2967.25 67.25白 砂 糖 2967.25 果脯糖漿23728kg水 16313kg白 砂 糖 2967.25 水205374kg白 砂 糖 2967.25 其他輔料847.97kg濃縮桔子汁17796kg總糖漿96395kg2967.25白 砂 糖 2967.25 年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 14調和均質脫氣殺菌灌裝，瓶損失 0.1%圖二 班產 296.6t 果汁物料平衡圖2混合桔子汁的物料衡算表九 年產 5 萬噸混合桔子汁的物料計算班產量/t 107.02 年產量/t 5104原輔料 配方/Kg 百分比% 班耗量/kg 實班產量/t 年耗量/t 實年產量/t濃縮桔子汁 150 15 16053 7.60103其它混合果汁 100 10 10702 5.06103白砂糖 125 12.5 13377.50 6.34103苯甲酸 2.5 0.25 267.55 126.61檸檬酸 2 0.2 214.04 101.3維生素 C 0.5 0.05 33.55 25.34檸檬酸鈉 0.2 0.02 21.404 10.12山梨酸鉀 0.15 0.015 16.053 7.6香精 1 0.1 107.02 50.64水 718.7 71.87 7.72104 3.66104合計 1000 100107.02 5.06104調和桔汁飲料296.6t白砂糖13377.50kg2967.25白 砂 糖 2967.25 水13377.50kg白 砂 糖 2967.25 水63822.5kg糖漿32106kg其它混合果汁10702kg2967.25白 砂 糖 2967.25 濃縮桔子16053kg2967.25白 砂 糖 2967.25 5956000 瓶年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 15均質脫氣殺菌灌裝，瓶損失 0.1%圖三 班產 107.02t 混合桔子汁物料平衡圖2.5 設備選型2.5.1設備選型的原則（1）滿足工藝要求，保證產品的質量和產量；（2）一般大型食品工廠應選用較先進的、機械化程度高的設備，中型廠則看具體情況，一些主要產品可選用機械化、連續(xù)化程度較高的設備，小廠則選用較簡單的設備。（3）所選設備能充分利用原料，損耗少、效率低、體積小、維修方便、勞動強度低、并能一機多用。（4）所選設備應符合食品衛(wèi)生要求，易清洗、裝拆，與食品接觸的材料要不易腐蝕，不致對食品造成污染。（5）設備結構合理，材料性能可適應各種工作條件（如溫度、濕度、壓力、酸堿度等） 。（6）在溫度、壓力、真空、濃度、時間、速度、流量、液位、計數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，并盡量采用自動控制方式。2.5.2設備選型說明：每班定為 8 小時生產，但實際出發(fā)，考慮到生產的不連續(xù)性及生產后的清洗工作，也為今后發(fā)展留有余地，生產還當選大，以每班處理 7.5 小時計。1 調和缸（帶攪拌器） 有節(jié)能、耐腐蝕、生產能力強、清洗方便、結構簡單等優(yōu)點。要求容積為（混合液密度取 =1000kg/m 3）桔子汁：V= m31.742103.48考慮到攪拌時溢出，取裝滿基數(shù)為 0.75，故其體積為 m3975.014混合桔子：V= m376.2105.33混合桔汁107.02t422480 瓶年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 16考慮到攪拌時溢出，取裝滿基數(shù)為 0.75，故其體積為 m3675.02調和缸的選用如下：公稱容積 1500L 攪拌功率為 1.1Kw 攪拌轉速 36r/min外形尺寸 135012001940mm 重量 40kg采用材質為 SUS304 或 316 不銹鋼，符合 GMP 生產標準。供應公司：杭州圣亞機械閥業(yè)有限公司每條生產線由 3 個 1500L 調和缸供應原料，則該設計中應配 12 個此類調和缸。2真空脫氣罐脫氣罐工藝要求為 680700mmHg（真空度） ，則生產能力 G3600L/h真空脫氣罐的選用如下：型號 JXB-G-2 生產能力 4000 L/h 工作時真空度 6.4 8.710Pa 電機容量 4.6 Kw 外開尺寸（mm）11357803040 設備凈重 300kg供應公司：溫州市利宏輕工機械有限公司該設備凡與果汁接觸部分均用優(yōu)質不銹鋼和中硬食用橡膠制成，其主要由：桶體、頂蓋、單向閥、噴管、控制閥、照明燈、視孔等組成，使用時只要開啟配套的真空 泵，抽掉罐內空氣，同時物料從進料口自吸進入罐內，當物料升至一定位置時，控制閥自動控制物料，此時可以從視鏡中觀察并控制進料速度，當罐內真空度達到工 藝要求時，可從物料出口抽出物料，只要保持真空度及進出料的平衡，便可連續(xù)生產。每條生產線配一臺脫氣罐，則共 4 臺。3雙聯(lián)過濾器本設計過濾糖漿的設備采用江蘇科威機械有限公司 ZHP-H2F 每條生產線各配一臺，共 4 臺，該設備用于液體物料的過濾，連續(xù)工作，過濾網方便更換。4高壓均質機高壓均質機的壓力為 150-170kg/cm2，處理要求t./h=3600L/h6.35.79班 生 產 線生 產 周 期班 產 量所以選型如下：規(guī)格型號 SRH4000-25/30 柱塞根 3 額定流量 4000 L/h 最大工作壓力 25/30 Mpa連續(xù)工作壓力 20/24 Mpa 電源 37/40 KW 重量 1800 Kg 外形尺寸（m）1.71.11.5每條生產線配一臺高壓均質機，共 4 臺。5緩沖罐生產過程中，在殺菌工序后，在灌裝前，需用一個緩沖罐，其作用是能對物料的貯存和冷卻，使料液到達灌裝機的溫度適當，不需要采用換熱器，能節(jié)省能量，這類產品一般無固定的產品，廠家需要時一般自行設計自行定造，本設計根據物料的需求量，保證滿足生產能力的前提下，定造的緩沖罐為不銹鋼制造，容量 4000 L/h。每條生產線配一臺緩沖罐，共 4 臺。6板式超高溫殺菌機桔子汁處理要求 t./h=9900L/h9.25.73148班 生 產 線生 產 周 期班 產 量年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 17混合桔子處理要求 t./h=3600L/h6.325.71班 生 產 線生 產 周 期班 產 量選型如下：生產能力 110t/h 物料進口溫度 5 物料殺菌溫度 138 物料保持時間 4s 物料出口溫度 25 蒸汽消耗 1.5 t/h 功率 1.8 KW供應公司:上海沃迪有限公司每條生產線配一臺板式超高溫殺菌機，共 4 臺7灌裝機由班產量和物料衡算結果可知，桔子汁的生產能力為 19700 瓶/h，所以選用生產能力為 20000 瓶/h 以上的灌裝機。桔子汁灌裝機的選用如下品名 全自動多功能 PET 瓶熱灌裝機 (CRS 系列原產地 廣州產品型號 CRS 系列產品品牌名稱 CRS 系列產品說明 CRS 系列多功能全自動熱灌裝機 : 繼承常溫灌裝特點，增加熱灌裝所需必須配置。 重力微負壓灌裝，充填速度快，避免瓶內空氣污染 回流控制設計，確保灌裝產品的溫度始終滿足灌裝要求。儲液罐及灌裝閥采用無死角圓滑設計。產量:5000-28000 瓶/小時(另灌裝速度可調)每條生產線配一臺脫氣罐，則共 2 臺。由班產量和物料衡算結果可知，混合桔子汁的生產能力為 14260 瓶/h。所以選用生產能力為 15000 瓶/h 的灌裝機。供應公司：廣州市歐賽機械有限公司型號 GCR16 GCR24 GCR32 型號 GCR16 GCR24 GCR32生產能力100B/min 150B/min 180B/min 瓶型 方瓶，圓瓶灌裝頭數(shù)16 24 32 瓶類 玻璃瓶，塑料瓶瓶徑 6090mm 總功率 2.22kw瓶口內徑18-60mm 外形尺寸 1932x1786x2785mm2432x2286x2785mm2932x2786x2785mm主要用途與適用范圍：采用意大利先進灌裝技術生產的全自動熱灌裝機適用于果汁、茶飲料、加味水以及需要熱灌裝的產品，也可用作常溫灌裝。該機機電一體化設計，機構先進，具有不破瓶、不滴漏、無瓶不灌裝、灌裝精度高等優(yōu)年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 18點。采用德國西門子邏輯控制器，具有溫度自行調節(jié)、自動檢測、自動回流，并可配自控恒溫循環(huán)系統(tǒng)，經熱灌裝封蓋后的產品，無需進行二次滅菌。本機還可實現(xiàn)自動清洗，同時具備進瓶保護，機器過載、電器過載等多項安全保護裝置。是熱灌裝產品的首選設備。每條生產線配一臺脫氣罐，則共 2 臺。8，噴淋殺菌冷卻機主要用途與適用范圍：本設備消化吸收德國、意大利、臺灣等同類設備技術上全新設計而成。采用循環(huán)熱水噴淋殺菌，溫水預冷，冷水冷卻的三段式處理或多段式處理，殺菌及冷卻時間根據用戶需求變頻調速，自動控制高度自動化。應用 于 各種瓶裝、罐裝飲料，果蔬罐頭等食品的常壓巴式殺菌，也可用于 PET 瓶灌裝茶飲料的冷卻和含氣飲料的溫瓶。本機采用美國名牌 Rexnord 耐高溫聚丙烯（ HTPP ）鏈板，采用日本電氣元件，機身全部采用不銹鋼制造，運行穩(wěn)定可靠，外觀美觀大方主要技術參數(shù)型 號 MR1A150 MR1A300生產能力 80-150 C/min 250-400 C/min最高殺菌溫度 100 100輸送帶線速度 110-553 mm/min 110-553 mm/min循環(huán)水量45 /h 67 /h蒸汽主管壓力 0.4 MPa 0.4 MPa外型尺寸 880022141985 mm 880022141985 mm設備重量 4000 kg 8000 kg2.5.3輔助工藝設備選型1 工藝水處理設備設備過濾器根據物料衡算可知，每班工藝用水最大量為（1.19+0.386）10 5=1.576105kg要在原料使用前 3 小時內制成，由 1 個貯水池配制，故要求過濾器處理水的能力為kg=52.5t/h 由于要選處理能力比較大的，則生產能力要取大于4502.176.52.5t/h 即 52.5m3/h。型號 SC-ZL0100SL 進出水管徑 D(mm) 80 最大流量(m3/h) 54 排污管徑(mm) 40外形尺寸(mm) 5602501050維修空間尺寸(mm)1200功率(W)250重量(Kg) 111供應公司：上海益水環(huán)抱設備有限公司（2）反滲透系統(tǒng)設備性能 產水量: 20.0M 3/HR（25）回收率: 60-75%脫鹽率: 96-98%膜型: TFC 膜年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 19工作壓力: 0.6-1.5MPa最高進水溫度: 32進水壓力: 0.1-0.3MPa進水 PH 值: 6.5-7.5進水余氯: 0.1PPM進水淤塞指數(shù): SDI5（3）紫外線滅菌器（紫外線高壓汞燈）工作能力要求同過濾器一樣為 27.4t/h，使用參數(shù)：規(guī)格型號 TLZX10-30 流量 2530 m3/h 進出口管徑 DN 100 mm工作壓力 0.6 Mpa 紫外線功率 150 W供應公司：TLZX-30-X 紫外線滅菌器環(huán)保設備TLZX-30-X 紫外線滅菌器 產品特點： 1、速度快、效果好，不改變水的物理、化學性質，不增加水的嗅味，不產生致癌三氯甲烷，操作簡單，管理方便。 2、筒體采用進口不銹鋼制成，使用壽命是鋁合金的 510 倍，耐壓高，無金屬離子污染。 3、紫外線燈選用國家衛(wèi)生部門、防疫部門堅定的專業(yè)產品，低壓 30W，主譜線 235.7nm，此波長的紫外線殺菌率最高，達 98%以上，且耗能低，連續(xù)使用壽命長。2 溶糖設備選型溶糖鍋（自制）按最大配制量選用溶糖鍋 kg326%50.8.16每種產品有 2 條生產線，則每條生產線配一個溶糖鍋，則其能容納的質量是kg16833查表得 50%糖液的相對密度為 1.230kg/m3(20/40) ，所以溶糖鍋所需的體積 V 需=m3 設裝滿系數(shù)為 80%，則 V 實 = m3.02.3 45.16%80.3使用半球形，根據公式 r316.45m 3, r1.98 m4213。其他設備選型（1）貯水缸（自制）水流量的為 t./h，水要求在 3 小時內處理完，所以輸水泵的8.195.734生 產 周 期班 產 量水流量為 w=mq=319.859.4t/h59.4m 3/hm為混合比系數(shù)，一般為 35，取 m3。容量為裝 10000 噸水，則其體積可建成 252516m3（2）輸水泵水處理量為 59.4 m3/h，考慮壓頭損失為 3mH2O,故揚程要求為 H=163 19mH 2O離心泵選型如下：泵型號 IS6550125 流量 60 m3/h 揚程 20m 轉數(shù) 2900r/min軸功率 1.39KW 效率 69 氣蝕余量 2.0m（3）脫氣機真空泵脫氣罐真空度要求為 680700mmHg ，因為脫氣時有水分蒸發(fā)，選用水環(huán)式真空泵。型號如下：型號 GT9F1 極限真空度 730 mmHg 葉輪 120mm 寬 80mm年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 20泵體內腔直徑 140 mm 偏心輪 10 mm 葉輪轉數(shù) 2860r/min 進汽管直徑 35mm 排汽管直徑 35mm 水管直徑 Dg15mm 配用電機 JO3-32-2 型 功率 4KW 外形尺寸 1047.5325570mm 機重 100kg（4）糖漿輸送泵糖漿是用于配料的，配料的時間要求短，已知每班所需糖漿液的體積為 16.45m3,，要求20min 輸送到配料缸，故流量為 m3/h5.49206.1高度為 1.980.32.28m（0.3 為支架高） ，壓頭損失為 HF5 m，所以揚程為 6.82 m故選型如下：SW6-雙螺桿泵最大額定流量2200 m3/h 最大排出壓力6.0 MPa 允許吸入壓力1.0 MPa 允許最高介質溫度300 允許最高介質粘度200,000 mm2/s（5）水處理用泵水處理要求為 7.22 m3/h， ，設備安置高度為 1.5m，設壓頭損失為 8 mH2O, 故揚程要求為9.5m。選型如下：型號 2B19B 流量 10 m3/h 揚程 13m 轉數(shù) 2900r/min 效率 51允許吸上真空度 8.1m 葉輪直徑 106mm 凈重 36kg表十 全廠設備一覽表序號 設備名稱 規(guī)格型號 生產能力 功率 出產廠家臺數(shù)1 調和缸 公稱容積 1500L 1.1Kw 杭州圣亞機械閥 業(yè)有限公司 122 真空脫氣 罐 JXB-G-2 4.6 KW 溫州市利宏輕工 機械有限公司 43 雙聯(lián)過濾器 ZHP-H2F 江蘇科威機械 有限公司 44 高壓均質 機 SRH4000-25/30 4000 L/h 37/40 KW 45 緩沖罐 4000 L/h 46 板式超高溫殺菌機 30t/h 1.8 KW 上海沃迪有限公司 47 灌裝機 CGF32-32-10 15000 瓶/h(200-500ml) 7.5KW 廣州市歐賽機械 有限公司 48 噴淋殺菌 冷卻機 MR1A150MR1A30080-150 C/min250-400 C/min9 過濾器 SC-ZL0100SL (m3/h) 54 250W 上海益水環(huán)抱設 備有限公司 110 反滲透主 體 反滲透膜 : TFC/BW30-365產水量: 20.0 m3/ h單支膜回收率: 15%脫鹽率: 95-99%運行壓力: 維爾樂飲品公司 1年產 10 萬噸果汁飲料廠設計食品 071 210.7-1.4MPa11紫外線滅菌器（紫外線高壓汞燈）TLZX10-30 2530 m3/h 150 WTLZX-30-X 紫外線滅菌器環(huán)保設備112 溶糖鍋 (自制) 16.45 m3 413 貯水缸 （自制） 容量為裝 10000噸水 114 輸水泵 IS65 50125 25 m3/h 1.39KW 415 脫氣機真 空泵 GT9F1 4KW 416 糖漿輸送 泵 417 水處理用 泵 2B19B 10 m3/h 12.6 水、汽用量的計算首要說明：衡算以“日”為計算基準。一水衡算全廠用水量包括生產用水、清洗設備用水、生活用水、消防用水。1 生產用水由所給設計任務書的要求及物料衡算可知，該廠的生產用水是桔子汁和混合桔子汁每班生產所用水，再以一日最大班量計算，即W1（2.3810 57.7210 4）3945.6t2清洗設備用水查軟飲