浑浊苹果汁工厂设计.docx
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浑浊苹果汁工厂设计
摘要
本设计主要是进行日产50吨浓缩混浊苹果汁200吨混浊苹果汁工厂设计。
在对全球和我国苹果产销和加工的现状进行充分调研的基础上，分析了我国混浊苹果汁的生产和贸易现状。
拟定在三门峡市郊投资混浊苹果汁生产厂。
首先依据拟定的产量对生产车间进行了物料、热量衡算:
进而依据国际市场要求进行了车间的工艺设计，进行了主要的设备选型。
第三，对公用事业、土建等方面也作了一个初步的设计方案。
同时，对水、电、汽的用量和费用也进行了估算。
最后，本设计还作了必要的技术经济分析。
整个设计充分考虑了目前的经济状况和今后发展的需要，从节能的角度出发选择设备。
生产流程尽量提高机械化、自动化水平，同时力求技术上先进，质量上可靠，布局上合理、规范。
关键词:
浓缩混浊苹果汁、混浊苹果汁、工厂、设计
Abstract
Thisdesignisprimarilyforthedailytreatmentof50tonscloudyapplejuiceconcentrationand200tonscloudyapplejuice.
OnthebasisoffullinvestigationfortheglobalandChina’sappleproductionandprocessingstatus,thedesignanalysesourcountry’sconcentratedapplejuiceproductionandtradestatus.ItplanstoinvesttobuildaconcentratedapplejuiceproductionplantinSanmenxiasuburb.Firstofall,calculatethenumberofproductionmaterialsandaurumfortheproductionworkshopbasedontheelementaryoutput;moreover,makeatechnologicdesignfortheworkshopanddothemajorequipmentsamplingaccordingtothedemandoftheinternationalmarket.Thirdly,makeapreliminarydesignforthepublicsectorsandearthwork;atthesametime,estimatetheusageandthecostsofwater,electricityandfuel.Finally,thedesignalsomakesthenecessarytechnologicalandeconomicanalysis.
Thisdesigntakesfullaccountofcurrenteconomicsituationandfuturedevelopmentneeds,choosesequipmentsfromtheperspectiveofenergy-efficient.Productionprocessestomaximizemechanization,automationlevel,whileseekingtotechnicallyadvanced,reliablequality,reasonableandnormallayout.
Keyword:
concentrationofcloudyapplejuice,cloudyapplejuice,design
第一章前言
1.1中国苹果汁的生产现状
中国是世界第一苹果生产大国，在美国市场上，每消费10瓶苹果汁，就有7瓶是中国生产的。
苹果汁作为重要最主要的苹果加工品，近年来国际市场需求旺盛，特别是如美国、德国一些发达国家，随着生产成本提高，其国内浓缩苹果汁生产的规模不断缩小，进口的比重越来越高，这无疑增加了中国苹果汁出口的机会，带动苹果加工业发展，最终拉动中国苹果产业向前发展。
中国浓缩苹果汁加工行业迅速发展，产量由不足10万吨猛增至2006-2007产季的100万吨。
而2008年的出口量却仅有69万吨，降幅超过30%。
1.2中国浑浊苹果汁的发展
中国的苹果汁主要以浓缩苹果汁为主，而且主要是做为出口产品，浑浊苹果汁还很少见，只是处于研究阶段，2008年3月“苹果加工关键技术与设备研究”、“优质鲜榨果汁和浑浊型苹果汁加工关键技术研究”才通过了教育部组织的专家鉴定。
但是近年来浑浊苹果汁却风靡国欧美和日本。
1.3中国浑浊苹果汁的发展展望
随着我国人民生活水平的提高，人们对饮料特别是天然饮料的需求量将越来越大，而且浑浊的苹果汁含有降低患癌风险的化学成分，防治癌症和心脏病的疗效更胜于清澈苹果汁达四倍。
专家研究不同苹果汁的聚酚类水平，发现更多果肉、汁液浑浊的，较清澈的果汁多四倍聚酚类。
而聚酚类正是消除破坏人体细胞的化学物质的抗氧化剂，因此相信浑浊苹果汁的发展潜力还有很大。
1.4立题的意义
“一天一个苹果，疾病远离我”是西方广为流传的一句谚语。
越来越多的事实表明苹果及其加工产品如苹果汁、苹果酒的确含丰富的营养物质，具有重要的营养价值和医疗保健作用。
食品所提供的热量是由卡表示的，一个适度大小的苹果可以提供80卡左右的热量，就此而言，苹果汁的热值并不高，但苹果汁的营养生理意义在于它的营养成分能够迅速的被人体吸收。
苹果汁中可溶性固形物绝大部分溶解于水，只有少部分溶解于有机酸和矿物质中。
苹果汁中的碳水化合物主要由糖构成，糖的主要成分是葡萄糖和果糖，这两种糖是很容易被人吸收的单糖，在人体内会迅速溶解，被肠胃吸收后进人血液中。
因此，从营养学观点来看，苹果汁对人体非常有利。
而且研究证明浑浊苹果汁比澄清苹果汁的价值更高。
1.5厂址的选择
随着饮料行业在世界范围的蓬勃发展，饮料行业成为了食品行业重要的一部分，其中人们的消费又逐渐趋向于纯天然的，健康的果蔬汁饮料，因此在水果资源丰富的河南省建立饮料工厂是很好的选择，本设计工厂建在河南三门峡市郊区，选择厂址附近无污染源，水源充足，交通畅通的一块土地。
三门峡市位于中国河南西部，毗邻山西、陕西两省。
这里是全国最大的苹果种植基地之一，尤其是被誉为“亚洲第一高山果园”的寺河山苹果，以其皮薄肉厚、脆嫩多汁而誉满海内外。
三门峡土特产种类多、质量好。
以灵宝寺河山为主的优质苹果驰名中外，是全国重要的苹果生产基地，区域苹果生产种植面积350000万m'，年产量400万t以上;深加工后的浓缩果汁、果汁饮料等产品出口海外，享誉国际市场。
水资源充足，水质优良。
第二章项目概况
2.1工程概况
本项目为三门峡市的一个新的浑浊苹果汁厂，位于三门峡市湖滨区，该工厂是某公司投资建设的旨在满足中原及周边地区消费的大型果汁生产工厂，建成后车间日生产能力将达到200吨，能够很好的满足建厂需求。
2.2建设规模
日总产量：
浓缩浑浊苹果汁50吨，浑浊苹果汁200吨。
2.3设计指导思想和原则
2.3.1符合国家的方针政策
厂址选在当地规划区内，并尽量少占良田。
2.3.2符合生产条件
厂址附近有良好的卫生环境，无有害气体、放射源、粉尘及其它扩散性污染源，以保证产品的卫生质量和职工的劳动环境。
厂区所在地有可靠的地质条件和一定的地耐力。
2.3.3投资少，经济合理
厂区所在地有比较方便的运输条件，有一定的供电条件以满足生产的需要；有充足的水源且水质较好，符合卫生部颁发的饮用水质标准。
废水处理后排放到污水处理厂。
2.3.4充分利用原辅料
降低成本，提高产品质量，增强市场的竞争力适应市场经济的发展，力图发展生产，活跃市场。
根据浑浊苹果汁的生产实际，我们对苹果渣可以烘干后直接用来做饲料，或作为提取果胶的原料。
2．4本设计拟定的工作内容
本设计拟定的工作内容包括一般工厂设计的基本内容，主要有厂址的选择，生产工艺的论证，车间平面设计，全厂平面图设计，劳动组织的分配等。
此外，还有一些物料、能量的衡算，技术经济分析等。
由于产品大多数是出口，为了达到国外的质量标准特对浑浊苹果汁的HACCP控制点进行了分析。
（1）浑浊苹果汁的工艺流程及论证:
首先根据目前生产工艺存在的不足，设计改进的工艺流程，其次对于新设计的工艺流程进行论证，最后阐述浑浊果汁质量的控制方法；
（2）浑浊苹果汁物料衡算：
以苹果及成品的指标为依据进行物料衡算，衡算的数据作为设备选型及能源配备的基础数据依据;
（3）主要设备热量衡算及设计：
包括榨汁系统的设备选型、热量衡算；杀菌系统的热量衡算及辅料罐、暂存罐的设计，均质机的设备选型等；
（4）主要设备选型:
包括拣果机、压榨机、均质设备、灌装机等;
（5）劳动组织设计:
（6）辅助部门设计;
（7）公用系统设计:
（8）土建、防火、卫生设计;
（9）浑浊苹果汁的HACCP;
（10）经济技术分析。
2．5产品方案及班产量的确定
2.5.1依据
日产量200t浑浊苹果汁，50t浓缩浑浊苹果汁。
一天两班，一班八个小时。
一个月二十天。
在浓缩浑浊苹果汁不生产期间，用浓缩浑浊苹果汁作为生产浑浊苹果汁的原料。
2.5.2要求
首先确定季节性产品的生产季节和班次，然后考虑调节性产品。
做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。
2.5.3产品方案
产品方案表
产品名称
日产量（t）
班产量（t）
一月
二月
三月
四月
五月
六月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
浓缩苹果汁
50
25
浑浊苹果汁
200
100
第三章工艺流程及论证
3.1工艺流程
3.2工艺要点
3.2.1收果与运输
（1）苹果主要从当地收集，收集的苹果不能是已放很久的，以免水分蒸发太多，影响原料利用率。
（2）苹果的运输也是一个很重要的环节，运输不当往往会造成很大的损失。
在运输时必须注意防止震荡，保持原料的完整性，以免细菌侵入，造成原料不能生产。
3.2.2原料敛收
每年4-5月份采购部与质检部到原料产区调查当年苹果原料的收成情况及农药使用情况，确定采购区域，保证采购区域周围没有化学污染及该区域未使用国家禁止的农药。
确定合格供应方，签订采购合同。
生产期间，苹果验收按以下要求进行:
（1）必须是合格供应商提供的原料;
（2）农残检验报告:
（3）产品质量主要是腐烂率超标（6%）的不收；（4）质检员当场验收，不符合标准的不收。
3.2.3苹果的预处理
步骤:
（初验合格的苹果）、称重计量，暂存，初洗。
苹果在采收后表面常附有灰尘，碎叶等杂物，必须进行初步清洗，初步清洗有个过程，水流输送清洗,在清洗时把粘附在原料上的泥土、杂质、粉尘、沙粒等洗掉，去除残留的农药和部分微生物，清洗环节必须符合食品卫生要求。
3.2.4拣选
在拣选台上对苹果进行拣选，把一些腐败的苹果或腐烂部分去除掉，一些杂质通过拣选台被拣出。
以免下一步进行破碎时这些杂物进入苹果汁。
3.2.5清洗
在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行苹果的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗。
3.2.6破碎
破碎粒度控制到1.5cm-3cm，通过破碎机将苹果破碎，以备后面进行压榨。
在破碎的过程中要控制力度，否则在泵送过程中会受到影响，影响泵送的效率。
依据苹果收购季节以及品种，破碎颗粒有所不同。
在每年新收苹果时，由于苹果成熟度不够，一般控制在1cm-2cm之间，可以提高出汁率。
到后期由于苹果成熟度增加，压榨时如果颗粒过小，会在表面形成一层胶膜，阻止汁液的渗出，降低出汁率，这时一般控制在2cm-3cm之间。
3.2.7榨汁
榨汁所采用的是带式压榨机。
在榨汁过程中果浆分布尽可能的均匀，果浆厚度控制在3cm-6cm之间，榨带张力的调节，根据果浆的性质加以调节，以出汁率作为衡量标准。
3.2.8粗滤
经压榨得到的果汁中含有大量的悬浮颗粒,如果肉纤维、果皮、果核等,它们的存在会影响产品的外观质量和风味，需要及时去除，粗滤可在榨汁过程中进行或单机操作，生产中通常使用振动筛进行粗滤。
3.2.9灭酶
通过破碎压榨后，果汁一直暴露在空气中，由于多酚氧化酶产生的褐变将提高成品的色值，降低品质。
此外还会受到一定的细菌污染，因此要进行灭酶，同时起到一定的杀菌作用。
一般采用板式或列管式瞬时杀菌器加热，条件采用95℃，15s~30s，之后应立即降温至30℃，以防止后续加工中的氧化。
3.2.10浓缩
本设计根据工厂实际，采用5效管式蒸发器进行浓缩，一般浓缩到原体积的1/4，可以控制最终糖度在49土1Brix。
3.2.11UHT杀菌
在灌装前必需经过UHT杀菌，使在前段加工中可能繁殖的微生物杀死，以防止致病菌残留和微生物腐败。
一般把果汁迅速置于135℃~140℃的高温，保持4s左右，然后迅速冷却到15℃-20℃，进入灌装工段。
3.2.12无菌灌装
无菌灌装的三个条件:
（1）物料的无菌
（2）包装材料的无菌（3）灌装环境的无菌191.采用进口的罐装机进行灌装，灌装前先将灌装口喷射高温蒸汽，杀死可能存在的微生物，再开始灌装。
灌装后的成品直接入库。
第四章物料衡算与主要设备选型
依据:
日产50t浓缩苹果汁计，由于季节原因，每年按6个月计算，一个月按20天计算。
一天2班安排生产，一班的生产时间为8个小时。
浑浊苹果汁全年生产,12个月,一个月20天,一天2班，一班的生产时间为8个小时。
4.1班产量的确定
班产浓缩浑浊苹果汁的量为:
25t
班产浑浊苹果汁量为：
100t
4.2原料果的日收购量的确定
通过榨汁、粗滤和均质得到的浑浊苹果汁经蒸发浓缩，一般浓缩到原来质量的1/4，糖度在49%左右。
本设计按照浓缩到1/4，浓缩浑浊苹果汁的浓度为49±1Brix来计算。
因此浑浊苹果汁的班产量为：
25*4+100=200t
生产的损耗计算如下:
表3-1生产损耗一览表
项目
损失量（%）
拣选
0．5
清洗
0．2
破碎
0．2
榨汁
28
粗滤
0．5
均质脱气杀菌
0．3
出汁率为：
100%-0.5%-0.2%-0.2%-25%-0.5%-0.3%=70.3%
所以每天需要的苹果量是400÷70.3%=569t
4.3设计条件
本设计每日工作为2班制，每班实际工作时间为8h，因此平均1h生产的浓缩浑浊苹果汁为：
50÷16=3.125t/h；浑浊苹果汁为：
200÷16=12.5t/h；
即1h榨取的浑浊苹果汁总量为：
（3.125×4+12.5）÷0.992=25.2t/h
即每小时需要投入生产和苹果是：
569t÷16=35.56t
表3-2各步骤处理量一览表
步骤
处理量（t/h）
水流输送
35.56
提升
35.56
拣选
35.56
清洗
35.39
破碎
35.3
榨汁
35.24
粗滤
25.29
灭酶
25.1
均质
25.1
真空脱气
25.1
UHT杀菌1
12.5
UHT杀菌2
3.125
无菌灌装1
12.5
无菌灌装2
3.125
浓缩
12.5
4.4设备选型
序号
生产设备
型号
处理量（t/h）
功率
（kw）
尺寸
（mm）
台数
厂家
1
提升机
BSJ-10
10
2.2
1500×600×1100
4
上海嘉迪机械有限公司
2
拣选台
BSJ-10
10
1.5
4000x1000x900
4
张家港市饮料机械有限公司
3
毛刷清洗机
MSJ-10
10
1.5
4500*1200*1000
4
南京眩晟包装机械有限公司
4
破碎机
西蒙10
10
1.5
1700×580×680
2
扬州福尔喜果蔬汁机械有限公司
5
带式压榨机
DYJ-10
10
19.25
5000*2500*2505
4
江苏科威机械有限公司
6
粗滤
ZS
10
3
1000*1000*1100
4
无锡市昌盛干燥机厂
7
连续灭酶机
10
11
3500×600×2000
4
温州市龙湾集美机械厂
8
均质机
GJJ-10/25
10
75
2725*1398*1320
4
温州市强光轻工机械有限公司
9
真空脱气机-带香气回收
SW-3C1-10
10
11
2000×1200×2696
4
宁波升旺机械制造有限公司
10
三效降膜式真空浓缩设备
13
75
4500*8000*2000
1
温州市龙湾东霸食品机械厂
11
UHT设备1
YD-BR10
8
15
2000*1500*2000
2
杭州亿大科技实业有限公司
12
UHT设备2
YD-BR4
4
6.5
2000*1000*2000
1
杭州亿大科技实业有限公司
13
无菌灌装1
8
24
4200×1880×4390
2
广州市海珠区南锋机械厂
14
无菌大袋灌装机2
WHJ1
5
12
2000×2000×3000
1
上海瑞派机械有限公司
第五章水电估算
5.1日用水量的估算
水流输送的用水量：
400吨
洗果的用水量：
140吨
灭酶冷却用水：
200吨
UHT杀菌冷却用水：
400吨
产蒸汽用水：
10吨
生活用水：
50吨
清洗用水：
100吨
日用水总量：
1300吨
5.2日用电量的估算
照明用电：
10KW，
（2.2+1.5+1.5+1.5+19.25+3+11+75+11+75+15+6.5+24+12+10）*16=4295度
第六章劳动组织
6.1基本原则
6.1.1劳动力组织原则
由于食品工厂定员的多少直接影响到工厂的经济效益，以及工厂一些辅助设施的个数、大小，所以在设计时可参照相仿生产条件的老厂，在编排产品方案时要使用班产量来调动劳动力，使每班所需要工人数一致，在生产高峰期可请用临时工。
6.1.2企业组织原则
企业实行厂长负责制，各部门负责人直接受厂长负责，并实行三级管理，厂、科、车间及人员编制以组织好生产为原则。
6.2车间劳动制度
由于苹果是具有季节性的水果，故每年只能在苹果收获的季节生产。
本设计暂定每周工作5天（周一~周五，平均年工作日为240天）。
在正常情况下，果汁车间机械设备大修和保养时间分插入每年生产淡季及停机时间。
生产线人员
工种
每班人数
总人数
前处理
4
8
提升机
4
8
拣选台
12
24
清洗机
4
8
破碎
4
8
榨汁
4
8
脱气
4
8
灌装
12
24
总人数
48
96
辅助生产线人员
工种
每班人数
总计
锅炉房
2
4
配电室
2
4
车间主任
1
辅料房
2
4
成品库
2
4
总计
17
管理人员数
职务
人数
厂长
1
副厂长
2
技术经理
1
销售经理
1
出纳
1
会计
2
化验室
4
行政人员
4
采购员
4
品控员
4
销售员
10
总计
34
定员人数合计：
147人
第七章建筑方案设计
7.1总平面设计
本项目位于三门峡市湖滨郊区三门峡高新技术园区，道路较宽，有绿化带，设计目标为花园式厂区。
因此，绿化带较宽敞，内有多个花园。
其中，生产车间同办公室同排，西部设计为生产车间，生产车间设计为长方形，原料库和成品库统一设计在车间的北面，破碎机由机器自身加防褐变剂。
东部为生活区，包括宿舍、食堂。
水房、超市和医务室。
两个大门进口处设置停车棚。
成品出口正对大门，便于成品的运出。
车间内部人流有两个入口，消毒后进入各自部门。
沿厂区围墙及各建筑物周围设置环形道路，使厂区内形成消防通道。
绿化系统结合厂区道路、建筑物、围墙布置，在厂区西侧为大片集中绿化，形成绿化群，既为员工提供休闲之处，又美化了厂区环境。
7.2车间布置
由于车间要生产两种不同果汁，对设备进行平面布置时，充分考虑专用设备和通用设备，使能共用的设备尽量共用，并根据需要适当添加设备。
设计排水沟尽量位于经常排污、排水设备的下面，保证车间排水通畅、每个排污口要安装防鼠网。
设备与设备、设备与墙壁之间均要留出适当的空隙，不但可以保证操作方便，而且便于维修和清洗。
生产原料苹果从仓库用水流输送的方法运到生产车间，这样可以对苹果原料进行初步的清洗，去除表面的部分灰尘杂质，然后分成两条水流输送线路，向南北运，南边为生产浓缩混浊苹果汁的两条生产线，北边两条混浊苹果汁的生产线。
前部分的生产流程两种果汁的一样的，苹果原料由水流输送至苹果池中后，再由提升机提升到拣选台，拣选出烂果，去掉不可用的部分，树叶等杂物，之后进破碎机，破碎的同时，用定量泵加入防褐变剂（质量分数0.02%的VC和质量分数0.044%的NaCl），之后的果浆用带式提升机运到带式榨汁机上进榨汁，榨的汁用泵抽到振动筛进行粗滤，去除果核，果皮等残渣，之后在灭酶机中迅速灭酶，防止酶促褐变，再用均质机均质，使果汁更稳定。
再用真空脱气，去除果汁中的空气，减少氧气含量，可以防止保存过程中的果汁氧化，以及固体上浮。
之后，北边的浓缩混浊苹果汁的生产线合为一条，由三效浓缩器蒸发浓缩，再经UHT和无菌灌装装于大的铁桶中，便于储存，储存起来的在无苹果时用作混浊苹果汁和生产原料。
而南边的混浊苹果汁的生产线则需要在标准化罐中进行标准化，之后再经UHT杀菌和无菌灌装，生产的成品可以直接销售，由于生产的产品不可能随产随销，所以在生产线旁边有暂存库，用来储存没有来得及销售的成品果汁。
更衣室位于车间入口处，工人先更衣，经洗手、消毒后方能进入车间。
为保证产品质量和车间卫生，工人进入车间必须保证工作服、工作帽、口罩、手套、胶鞋等统一规范，开始工作前有专人检查并记录。
7．3生产及辅助车间设施
7．3．1果池
收购苹果是苹果汁加工的第一步，原料果的好坏将直接影响到果汁的生产。
收购的原料果进行预处理后存放在果池里，果池的底部是倾斜的，以便将苹果全部冲进车间。
7．3．2品质监控室
化验室一般包括化验操作间，精密仪器间，一般品质监控室要包括从原材料开始的各项原料、中间产品、终产品的质量检测、产品的跟踪检测，以及随时随地对产品进行抽检的监控人员和设备，也包括化验室和研发中心。
7．3．3仓库
苹果汁厂的仓库在全厂建筑面积中占有较大的比重，包括：
果池、产品库、包材库、设备库等。
原材料库要在各种原料的日或周需要和生产储备天数的的基础上留有适当余地。
成品库的大小取决于产品的产量和周转期。
在建造仓库时，还要充分考虑到各种货物的性质，如温度和湿度的要求、包装规格、堆放方式等。
要对各种情况有较确切的估计，满足生产要求。
7．3．4机修间
苹果汁厂机修任务可
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