年产5000吨鲜橙汽水工厂设计.docx
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年产5000吨鲜橙汽水工厂设计
课程设计
课程名称
化工原理课程设计
题目名称
年产5000吨鲜橙汽水工厂设计
专业班级
08级食品科学与工程〔2〕班
学生XX
纪平平
学号
50806022006
指导教师
石亚中
二O一一年十二月十一日
3.2.3脱气-5-
年产5000吨鲜橙汽水工厂设计
1.绪论
1.1工程论证
果汁型汽水是指原果汁含量不低于2.5%的碳酸饮料，如橘汁汽水、橙汁汽水、剥落汽水或混合果汁汽水等。
这类汽水因为添加了一定量的原果汁，除了具有相应水果所特有的色、香、味之外，还有较高的营养成分。
在当前食品崇尚安康化、功能化、营养化的趋势下，果汁汽水更是集果汁饮料的营养丰富、滋润纯粹和碳酸饮料的凉爽宜人、口感独特为一体，香气协调柔和、滋味纯粹、爽口，浑浊适宜，有的产品有少量果肉沉淀，深受人们特别是青少年的喜爱。
所以果汁型汽水的前景十分看好，在不久的将来，市场占有率将不断提高。
果蔬生产一般有旺季和淡季之分，由于果蔬产品含水率很高（一般为50％一95％），旺季收获后假设不及时处理，在微生物作用下极易腐烂变质。
兴旺国家比拟重视产后加工技术，产品损耗率一般控制在5％一20％之间；我国由于产地交通不便及加工技术的限制，产后损失相当严重，通常超过30％。
在淡季，果蔬产品市场供给困难，需要解决“旺贮淡供〞的要求，这就为果蔬汁深加工的进一步开展提供了可能。
世界果蔬汁饮料销售量历年成倍增长，成为世界各类软饮料中增长最快的品种。
多年来世界果蔬汁贸易都以橙汁为主，其次是苹果汁、菠萝汁、葡萄汁、柠檬汁、西番莲汁。
根据?
我国食品工业“九五〞方案和2021年远景目标?
分析，全国果蔬汁饮料总产量2021年将到达1600万吨，是仅次于碳酸饮料的饮料大类，也是我国食品工业中开展最快的行业之一。
我国浓缩汁为苹果为主，目前我国果汁加工形成的大品种有苹果、芒果、山植等，而国际市场上占主导地位的橙汁、菠萝汁产量却很小。
因此建立年产2000吨天然橙汁生产基地前景广阔。
1.2厂址的选择
XX赣南的脐橙产地集中，区域种植规模大，并形成特色产区，为开展大规模集中加工贮运提供了条件。
而且交通方便，便于原料的引入和产品的输出。
2.工程概论
2.1产品方案及班产量确实定
2.1.1依据
根据设计要求，拟建厂为年产5000吨鲜橙汽水的产量，主要原料为XX赣南的脐橙，生产期分为旺，淡两季，每天生产班次为：
淡季一班，旺季三班，夏季7,8,9月是生产旺季，工作日为90天；1，3,4,5，10,11,12为淡季，工作日为175天；余下100天为节假日和设备检修日。
预期设定的新建的天然橙汁工厂生产能力：
年产量Q=5000t
全年生产天数：
T=t（旺）+t（淡）=90+175=265d
班产量q（班）=Q/（3*90+175）=11.24t/班
2.1.2要求
考虑产品的季节性，使产品的产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽根本平衡，实现经济运行，合理生产。
2.1.3产品方案
主产品方案表
产品名称
年产量∕t
班
产
量
∕t
一月
三月
四月
五月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
鲜橙汽水
5000
11.24
3.工艺流程及论证
3.1工艺流程
原料验收
↓
清洗、分级
↓
压榨
↓
过滤
↓
调整混合
脱气去油
↓
巴氏杀菌
↓
混合碳酸化
↓
灌装
↓
封盖
↓
验瓶
↓
装箱
↓
入库
鲜橙汽水生产工艺流程图
3.2操作要点
3.2.1压榨
整个预先分级的柑橘被送入榨汁机处理。
水果进入喂料斗，被喂料系统一次一个接收。
两个相反的循环链由水果加工杯组成，这些杯子就是联接喂料系统并从喂料系统中承受整个水果的。
杯子先被分半刀片分成两局部。
再将分半的水果送入取汁工作区，从半个水果中取汁的原理就像家用手工榨汁机。
取完汁的果皮被从杯中排出，再接收新的水果进展新一轮的循环。
3.2.2调整混合
经筛滤之后的果汁送入不锈钢制的大型搅拌槽中进展品质调整。
方法时先分析其含糖量及含酸量，参加一定量果汁中搅拌均匀。
3.2.3脱气
原料果汁本身含氧，在提汁、调配、输送、过滤时，果汁与空气接触，会引起空气的二次混入。
不仅破坏Vc,还会与果汁中各种成分反响，使香气、色泽发生劣变。
故应采用真空脱气法脱气。
柑桔汁经脱气后应保持精油含量在0.15-0.025%之间，脱油和脱气可设计成同一设备；
3.2.4杀菌
柑橘汁中的微生物来自榨汁时的果皮、机械设备及外来混入及二次加工品中的蔗糖、柠檬酸等的带入。
目前大局部柑橘汁饮料均采用瞬时巴氏杀菌法。
巴氏杀菌条件为在15-20分钟内升温至93-95℃，保持15-20分钟，降温至90℃，趋热保温在85℃以上灌装于预消毒的容器中
3.2.5碳酸化
在一定气体压力和温度下，在一定时间内二氧化碳和的混合。
碳酸化的程度会直接影响饮料的质量和口味，是生产过程中重要的控制要点。
3.2.6灌装
装罐〔瓶〕后的产品应迅速冷却至38℃。
无菌纸包装。
三个根本条件：
果汁无菌、包装材料无菌和包装环境无菌。
灌装后的成品冷却入库。
4.物料衡算与主要设备选型
4.1糖酸比
数据说明：
〔1〕赣南脐橙果汁含糖度9.0BX以上，可滴定酸度含量0.7%以上，维生素C含量20mg/100g以上，灰分含量0.2%以上，糖酸比12.5最好，实际生产可在13.0~17.0之间
〔2〕果汁原料特性：
XX蜜柚可溶性固形物含量9BX，可滴定含量0.7%
糖酸调整与混合：
一般果汁的糖酸比在〔13-18〕：
1为宜，这里选为14.
通过补充浓糖液调节糖度。
W（B-C）
X=————————
D-C
D------浓糖液的质量分数50%
W-----调整前果汁质量1kg
C-----调整前果汁含糖量C=9BX
B-----调整后果汁含糖量B=15BX
计算得需补加浓糖液质量X=17BX
通过补充柠檬酸液调节酸度。
W（B-C）
X=————————
D-C
D------浓糖液的质量分数65%
W-----调整前果汁质量1kg
C-----调整前果汁含糖量C=0.7%
B-----调整后果汁含糖量B=0.9%
计算得需补加柠檬酸液质量X=0.3%
综述：
最终糖酸比15：
0.9=16.7符合要求
4.2生产损耗一览表
工程
损失量%
清洗分级
坏橘-6.66%
压榨过滤
橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2%
调整
浓糖液+17%柠檬酸液+0.3%
脱气
0.3
杀菌装罐
0.2
4.3物料衡算：
由年产量计算得到橙汁生产的班产量为11.24t∕班，每班按6小时计算得每小时生产天然橙汁1.83t∕h设原料每班处理量为M
那么果汁的量为M（1-6.66%）（1-24.74%）（1-4.3%）（1-6.2%）（1+17%）（1+0.3%）（1-0.3%）（1-0.2%）=11.24t/班解得M=15.03t/班
故〔1〕原料处理量为15.03t/班
〔2〕清洗、分级：
取损耗率为坏橘-6.66%，那么清洗分级后产量为
15.03t/班×〔1-6.66%〕=14.03t/班
〔3〕压榨过滤：
取损耗率为橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2%，那么压榨过滤后产量为14.03t/班×〔1-24.74%〕×〔1-4.38%〕×〔1-6.21%〕=9.47t/班
〔4〕调整混合：
补充浓糖液+17%柠檬酸液+0.3%，那么调整混合后产量为9.47t/班×〔1+17%〕×〔1+0.3%〕=11.04t/班
〔5〕脱气去油：
取损失率为-0.3%，那么脱气去油后产量为
11.04t/班×〔1-0.3%〕=11.01t/班
〔6〕杀菌灌装：
取损失率为-0.2%，那么杀菌灌装后产量为
11.01t/班×〔1-0.2%〕=10.99t/班
物料衡算图
原料15.03t/班↓
-6.66%清洗、分级14.03t/班
↓
-24.74%-4.3%-6.2%压榨过滤9.47t/班↓
+17%+0.3%调整混合11.04t/班↓
-0.3%脱气去油11.01t/班
↓
-0.2%杀菌灌装10.99t/班↓
冷却11.24t∕班↓
成品11.24t∕班
5.设备选型
5.1洗果机
冲浪式洗果机具有清洗净高、节能节水、设备稳定可靠等特点。
根据生产能力1640.8kg/h,选用XX科威机械制造XX生产的冲浪洗果机设备
主要技术指标如下表所示。
工程
技术指标
型号
CXJ-2
生产能力
2t∕h
配用功率
2.75kw
外形尺寸
2500mm×900mm×1600mm
5.2选果机
该设备适用于球形或长圆形果蔬的选果挑选。
根据生产能力1531.6kg/h,选用XX科威机械制造XX生产的滚杠式选果机
工程
技术指标
型号
CXJ-3
生产能力
1-3t∕h
配用功率
0.55kw
外形尺寸
3000mm×700mm×900mm
5.3榨汁机
此系列榨汁机应用于桔子葡萄柚、柠檬和柑橘，水果尺寸范围3.8cm~15.24cm根据生产能力1531.6kg/h.产品按250g/个来计算。
那么每分钟处理量为1531600/250/60=102个水果/分钟。
应选用XX科威机械制造XX生产的切半式榨汁机：
主要技术指标如下表所示。
工程
技术指标
型号
BZJ-型
处理能力
280-330个/min
配用功率
7.5kw
外形尺寸
1500mm×1200mm×2000mm
5.4过滤设备
本机为不锈钢多层板框式过滤机，适用于浓度50%以下粘度较低、含渣量较少的液体作密闭过滤以到达提纯灭菌，澄清等精滤半精滤要求
根据生产能力1033.8kg/h，选用XX飞越机械设备公司生产的板框式过滤机：
主要技术指标如表所示。
工程
技术指标
名称
板框式过滤机
滤板直径
DL-150
流量
1.5t/h
层数
10
配用功率
0.75kw
设备重量
156kg
外形尺寸
800mm×600mm×500mm
5.5脱气设备
根据生产能力1206kg/h，应选用XX科威机械制造XX生产的真空脱气机：
主要技术指标如下表所示。
工程
技术指标
型号
TQ-0.5
生产能力
2.5t∕h
真空度
-0.08—-0.0906
配用功率
2.2kw
外形尺寸
1000mm×650mm×1600mm
5.6杀菌设备
根据产能1204.5/h，选用靖江市艾利特食品机械公司生产的列管式杀菌器：
主要技术指标如下表所示:
工程
技术指标
型号
Sj-2
生产能力
2t∕h
蒸汽压力
-0.08—-0.0906mpa
出料温度
60-90
外形尺寸
1450mm×615mm×1250mm
5.7灌装设备
该机为半自动活塞式膏体灌装机，适用于医药。
日化、食品农药等行业根据产能1204.5kg/h
设产品密度为p=1g/ml瓶装容量为250-500ml，取V=250ml/瓶那么10瓶/min=10瓶×250ml/瓶×1g/ml×3600h=9000kg/h>=1204.5kg/h
主要技术指标如表所示:
工程
技术指标
名称
BR130
电源
1.28m2
功率
10w
气压
0.4-0.6MPa
灌装速度
10-30瓶/分钟
灌装精度
?
+/-1%
可选机型
50-500ml
主要设备一览表
序号
主要设备名称
型号
台数
1
冲浪式洗果机
CXJ-2
1
2
滚杠选果机
GXT-3
1
3
切半式榨汁机
BZT型
1
4
板框过滤机
DL-150
1
5
贮罐
1
6
真空脱气机
TQ-0.5
1
7
离心泵
3
8
列管式杀菌器
SJ-2
1
9
液体灌装机
1
6.工厂设计
6.1厂址选择
工程的厂址选择不仅关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济构造、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题，还直接或间接地决定着工程投产后的生产经营和经济效益。
厂址选择的原那么：
1.符合国家方针政策、行业布局、地方规划等；
2.要有充足可靠的水源，水质应符合国家?
生活引用水卫生标准?
；
3.要有良好的卫生环境，厂区周围不得有有害气体、粉尘和其他扩散性污染源，不受其他烟尘及污染源影响〔包括传染病源区、污染严重的河流下游〕。
4.要有良好的工程地质、地形和水文条件，地下防止流沙、断层、溶洞；要高于最高洪水位；地势宜平坦或略带倾斜，排水要畅。
5.要有方便的交通运输条件。
6.注意节约投资及各种费用，提高工程综合效益。
6.2总平面布置
〔1〕全厂总长96m，宽78m,总面积为7488㎡，生产车间长51m，宽18m。
〔2〕全厂分为生产区、办公区、生活区，建有原料库、生产车间、成品库、配电房、机修中心、污水处理中心、锅炉房、办公楼等，物流和人流分开。
各建筑区之间有绿化带分开，安排比拟合理。
〔3〕根据规定：
果汁厂的建筑系数不低于25%-35%，厂区利用系数不低于45%-65％，绿地率不低于20％。
且
①建筑系数=〔厂区内建构筑物占地面积+堆场、露天场地、作业场地占地面积/厂区占地面积〕×100％
②厂区利用系数=〔厂区内建、构筑物占地面积+厂区内堆场、露天场地、作业场地占地面积+辅助工程占地面积/厂区占地面积〕×100％
③绿地率=〔厂区内绿地面积/厂区占地面积〕×100％
厂区道路应采用便于清洗的混凝土、沥青及其他硬质材料铺设，防止积水及尘土飞扬。
本厂道路是采用的水泥地面，主干道路面宽为8m，次干道路面宽6m。
〔4〕由于XX地区的常年主导风向为冬季偏北风，夏季偏南风。
所以污水处理间和锅炉房都应该设计在下风向。
全厂平面布置设计如下：
〔长×宽/m〕
序号
名称
长×宽/m
面积m2
1
总厂区
96×78
7748
2
生产车间
51×18
918
3
原料仓库
18×12
216
4
成品库
21×9
189
5
配电站
6×9
54
6
污水处理中心
12×9
108
7
停车场
9×3+12×9
135
8
办公楼
30×6
180
9
食堂
12×9
108
10
宿舍
21×9
189
11
机修中心
6×9
54
12
锅炉房
18×12
216
13
冷库
12×12
144
鲜橙汽水车间平面布置图
6.3车间工艺布置
1.车间内部的设备与设备之间有一定的间距，为了维修方便和节约用地，间距的大小根据各设备的具体情况而定。
2.干净车间和粗加工车间间隔开，以防污染。
3.车间门的尺寸要求适中，本厂采用的单扇门宽度一般为1m，双扇门宽度为2-3mm。
4.产车间的门应设防蝇、防虫装置，为了保证生产车间内有良好的卫生环境，有利于进出车间的运输，门的宽度根据具体的情况而定。
5.我国目前食品厂的生产车间根本上是天然采光。
一般要求食品厂生产车间的采光系数为1/4～1/6。
设计侧窗为单层固定窗，只作采光不作通风，宽度一般为2.1m和1.8m。
车间内设立柱，每个柱子的宽度为24cm，柱距间的宽度根据车间具体情况而定，车间厂房局部为全钢构造，厂房的墙壁厚度为24cm。
6.地面、楼面能防水、防腐蚀、防渗漏、防滑、无毒、易冲洗、消毒，并有2‰的排水坡度和良好的排水系统，排水沟为普通的暗沟。
墙壁能防霉、防潮、防水、无毒，易冲洗、消毒。
墙面全用一定规格的白色瓷砖砌成，顶角、墙角、地角呈弧形，便于清洗。
天花板能防潮、防虫、防水、防灰，易清洗，外表涂层结实。
门、窗严密，采用不锈钢制作。
窗和其他洞口安装易于清洗、更换的纱窗。
更衣室：
为适应卫生要求，该工厂的更衣室设在生产车间人员进出口处。
进入更衣室前有换鞋处。
更衣后须经洗手消毒池才可进入生产车间。
7.小结
通过这次工厂设计我学到很多。
首先我对有关工厂设计方面的专业知识有了更深的了解。
其次，对橙汁的生产工艺流程及操作要点有了一定的掌握。
最后，也是最重要的是，在这次工厂设计中，我学到的是一种学习方法，我懂得了如何思考问题，分析解决问题分析这在我以后的学习和工作中都有帮助。
感谢本小组的成员的积极配合和分工，让我们可以在规定的时间及时完成任务。
参考文献
[1]何东平，食品工厂设计[M]，中国轻工业，2021年，第一版。
[2]X怀德，仇农学，苹果贮藏与加工[M]，化学工业，2006年,第五版。
[3]X怀德，新版果蔬配方[M]，中国轻工业，2003年，第二版。
[4]马海乐，食品机械与设备[M]，中国农业，2004年，第一版。
[5]胡继强，食品过程技术装备[M]，科学，2004年，第一版。
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