年产5000吨杏浓缩汁生产线的工艺设计毕业设计.docx
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年产5000吨杏浓缩汁生产线的工艺设计毕业设计
**大学毕业论文（设计）
题目：
年产万吨杏果品加工产设计
专题:
年产5000吨杏浓缩汁生产线的工艺设计
指导老师：
**教授
学生姓名：
**
所属院系：
****学院
专业：
食品科学与工程
班级：
学号：
完成日期：
2016年5月20日
声明
本人的毕业论文，是在**老师的指导下由自己独立自主完成，没有抄袭、剽窃他人成果的行为，由此造成的一切后果由本人负责。
特此声明！
声明人：
2016年5月20日
毕业论文（设计）任务书
班级：
姓名：
**
论文（设计）题目：
年产万吨杏果品加工厂设计
专题：
年产5000吨杏浓缩汁生产线的工艺设计
论文（设计）来源：
自拟
要求完成的内容：
一、编制毕业设计说明书
1.查阅相关文献。
2.编制产品方案、满足四个平衡。
3.进行工艺路线论证、工艺条件的选定依据说明。
4进行物料衡算，列出所选设备清单。
5.进行水电汽估算。
二、图纸：
绘制工艺流程图、车间平面布置图、全厂总平面图各一张。
发题日期：
2015年12月27日完成日期2016年5月28日
论文页数：
30页；图纸张数：
3
指导教师：
**
教研室主任：
***
院长：
***
摘要
本文进行了年产5000吨杏浓缩汁工厂的设计。
制定产品方案，设计工艺流程及其论证，进行车间平面设计，对杏浓缩过程中物料平衡、热量平衡等进行计算，并以此为依据进行设备选型。
设计满足水电气平衡，劳动力平衡，设定企业管理组织结构，实施环境保护规划等相关内容。
对投资成本，利润，盈亏点等进行初步估算。
关键词：
杏浓缩汁；工厂设计；制图
ABSTRACT
Themanualfortheannualoutputof5000tonsofapricotproductionlineprocessdesign.Todevelopproductsolutions,designtechnologyanditsargument,graphicdesignfortheworkshopontheprocessofApricotenrichmentmaterialbalance,andonthisbasisforequipmentselection.Designedtomeetthewaterandelectricalbalance,thebalanceoflabor,tosetenterprisemanagementorganizationalstructure,theimplementationofenvironmentalprotectionplanningandotherrelatedcontent.Makeaninitialestimateoftheinvestmentcosts,profits,andbreak-point.
Keywords:
Apricot;Plantdesign；drafting
1概述
杏（prunusarmeniacaL.），又名甜梅，是蔷薇科杏属落叶乔木，原产我国。
在《管子》《山海经》中均有记载。
主要分布在甘肃、河北、山西、陕西、新疆等地区。
杏的主要种类有普通杏、东北杏和西伯利亚杏3种，普通杏适合于鲜食和加工。
1.1杏简介
我国盛产杏子，尤其以新疆为多。
新疆库车县是主要产区之一，库车栽培杏的历史已有两千多年，现保留下来的优质品种就有20多种，大的宛若鸡蛋，小的形似荔枝，颜色也分红、白、黄等，千姿百态，琳琅满目。
其中以“阿克西米西”白杏品质最佳，果肉厚、纤维少、汁液多、甜味浓，美味独特的库车包仁杏干就是用这种白杏加工的。
加工工艺也别具一格，先将果肉做成包皮，然后叠起，中间包一粒杏仁。
这种传统的风味干果珍品，因色泽金黄，甘甜如蜜，兴满丝绸之路。
“阿克西米西”系维吾尔语，一意为“白杏”，一意为“白色蜂蜜”。
在新疆的杏子中，由于这种白杏个头最小，好似人的大拇指，故称“小白杏”。
它主产于库车、轮台等地，既是新疆著名的杏乡，又是“中国白杏之乡”。
两地小白杏的最大特点是皮薄肉厚、肉质细腻、香甜无比，可与吐鲁番的无核白葡萄相媲美。
即便是尚未成熟的青杏也不酸，成熟的杏子则白中透黄。
其淡淡的黄色就是因为糖分积累过多所致。
用手轻轻掰开杏肉，杏核立即离肉；送入口中，馥郁芬芳，沁人心脾；咀嚼起来细腻无渣，绵甜清爽。
不仅如此，杏子还具有良好的保健医药功能。
在我国中医学上，杏子常被用于润肺化痰、清热解毒；杏干则有防衰老、抗癌之功效；杏仁药用的最早历史记载于《神农本草经》，中医药名著《本草纲目》也总结出杏仁的三大功效：
“润肺也，消积食也，散滞气也。
”南北朝《齐民要术》中就有“杏酥粥”食疗的记载，清代《养身随笔》中也有“杏仁去皮尖，水研滤汁，煮粥，微加冰糖”的记录，并能治肠癌泻血。
杏仁还可以炒食、制酒，达到祛痰、止咳、定喘之目的，更能滋阴强肾，提高自身免疫力，是我国人民喜爱的止咳良药。
杏仁油霜的营养成分对干燥和损坏性皮肤有补偿和治疗作用。
据最新的研究成果表明，杏子中含有的大量维生素B17，目前被认为是最有前途的抗癌药之一。
此外，杏中含有的扁桃甙也有抗癌活性。
据分析，英吉沙的色买提杏的主要成分为：
水份90.1％，总糖2.96％，总酸1.22％，蛋白质1.12％，纤维素1.86％，维生素C109.3mg/kg，胡萝卜素A19.0mg/kg，必须氨基酸齐备，其中缬氨酸28.6mg/kg，苯丙氨酸22.5mg/kg，亮氨酸21.8mg/kg，主体香味成份含有机酸酯14种，醛类11种，醇9种，稀类4种，其中果香型化合物：
含有乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸己酯、己醇、2-戊基呋喃、1-十一醇、橙花醛、δ-辛内酯、γ-壬内酯、γ-癸内酯、γ-十一内酯等。
其中某些成分具有很高的保健及防癌功效，其营养价值比鱼高两倍，对减肥美容、肠结便秘、动脉硬化、营养不良、消化不良，神经衰弱有一定疗效。
此外，杏子果酱中含有一种能增加脑血流量的物质，测定食用前后脑血流量变化的结果指出，食用后脑血流量近一倍左右。
食用杏子能延缓血糖上升[1]。
1.2杏加工制品生产的现状
我国是全球杏制品主要供应地之一，生产出的鲜杏及杏制品质优价廉，主要出口到欧美、日本等发达国家。
近年来我国各省、自治区的杏种植规模不断扩大，杏栽培面积近200万平方米，产量约104万吨，杏资源非常丰富。
目前，新疆华隆、德恒、杏宝等6家杏子深加工企业，已成为20万亩轮台白杏产业化得以健康发展的保障。
轮台县还先后荣获“全国优质鲜食杏”，自治区杏科技成果转化示范基地、无公害食品生产基地等荣誉称号，使小白杏变成了一个大产业。
经多年努力，新疆轮台的白杏产业得到良好的发展，但同是“白杏之乡”的库车的白杏产业却相对薄弱，有待于开发。
因此我国杏加工产业的发展潜力巨大。
1.2.1产业的现状
杏以鲜食为主，加工比例不高，而且杏加工制品种类比较单一。
近年来，随着保健食品的发展，杏果实中各种活性物质（主要是杏仁油）的提取研究越来越深入，提取率也在逐渐提高。
但这些活性物质的提取还未运用于大规模的工业生产中。
杏加工制品主要有杏干、杏浆、冷冻杏丁和罐头。
杏浆主要作为饮料商的原料，60%用于做果汁；近年来，由于饮料产业的发展，利用仁用杏加工下脚料杏渣发酵杏果醋、杏果酒，以及利用杏汁加工杏果汁复合饮料等研究也逐渐趋于成熟。
杏果实中含有大量的活性物质：
杏仁中的活性物质主要包括杏仁油、苦杏仁苷、苯甲醛、杏仁蛋白；杏种皮中主要是黑色素和膳食纤维；杏果肉中的活性物质主要有水溶性多糖、挥发油、多酚物质、香气成分、色素及不溶性膳食纤维等。
对这些活性成分的提取，也是当下杏产品开发研究的热点。
1.2.2存在的问题
（1）杏加工研究的区域发展不平衡
我国现行杏产量过万吨的省是新疆，河北，甘肃，山东，山西，辽宁，内蒙古，陕西，北京，黑龙江。
但是目前关于杏加工各方面的研究成果多集中于新疆，其他省份的研究相对较少。
（2）杏加工专用品种筛选研究不够深入
加工品质评价与专用品种筛选是建立加工产业体系的基础和前提，但国内有关杏加工品质评价方面的研究却鲜有报道。
同时，一家一户的小规模杏种植结构严重制约了加工品种基地的发展。
（3）研发能力不足，科研成果转化率低
我国杏产品加工科技含量低，附加值低，缺乏深加工产品。
企业与高校、科研院所联系松散，缺乏坚实的科技支撑体系，致使我国杏深加工技术研究能力不强，即使有成果也很难投入生产，导致我国杏产品技术含量不高、品种单一，无法满足不同消费层次和消费群体的需求
（4）杏加工技术标准及全程质量控制技术体系不完善
我国杏加工产品现行标准存在内容不健全、体系不完善、技术指标落后、与国际不接轨等问题。
特别是有害微生物及代谢产物、农药残留量等食品安全与卫生标准上与国际标准相比差距较大，不能与国际市场接轨。
1.3杏加工制品的消费趋势
随着人民群众收入的增加和生活水平的提高，人们在饮食上已不满足于食品数量的增加，而是希望食品更加安全卫生、营养保健和方便快捷；食物消费行为逐步向个性化、多样化方向发展，食品营养、安全、卫生、保健、方便、快捷、风味多样已成为未来食品发展的主流，各种具有预防、治疗疾病或有助于病后康复等调节身体功能的功能性食品、方便食品、旅游食品越来越受到欢迎。
兼顾食品的功能性、方便性、文化性、特色性，以保留地方食品风味特色为原则，以现代化食品加工方法为手段，改良生产工艺以满足工业化大生产的需要，达到便于携带，保质期长的目的。
同时，加大杏产业绿色原料生产基地建设，保证主要原材料安全无污染。
因此，只有以绿色、营养、健康的原则生产出来的杏加工制品才能得到消费者的青眛，才能在激烈的市场竞争中得以生存！
新疆地处祖国西北边陲，资源丰富，但交通不便，致使新疆丰富的杏资源得不到充分的利用。
新疆优质的杏子以鲜食为主，加工比例不高，再加上杏子的成熟上市时间短，每年很大一部分鲜杏因来不及加工而腐烂，直接造成经济损失。
由于新疆的地域、人口等原因，本地区对杏加工制品的消费能力有限。
为使企业有更广阔的前景，就必须克服地域限制，降低运输费用，打开内地市场，因而做杏子浓缩汁制品是最好的选择。
为了减少直接、间接的经济损失，平衡杏汁加工企业四季的生产，平衡各地区原料分布不均的情况，建造一家生产杏浓缩汁工厂非常急切而有必要。
2设计依据与范围
2.1设计说明
本设计分两部分：
一部分为设计说明书，另一部分为图纸部分。
通过查阅书籍、文献和其他资料编写设计说明书，编制产品方案，进行工艺路线的论证，工艺条件的选定，进行物料衡算以此进行设备选型，再进行水电汽估算、劳动力平衡，在此基础上绘制图纸，完成图纸部分的设计，在整个设计过程中，由于本人理论水平有限，实际经验不足以及资料信息有限，本设计可能出现不足与错误，请各位评阅老师指正，感谢各位老师的指导。
2.2设计范围
本设计包括以下几方面内容：
（1）工艺设计
本设计详细介绍了杏浓缩汁汁生产的各个工序，并就部分工序中各种可选择的方法进行对比，选出最优的工艺。
（2）主要工段设计
重点在打浆、浓缩、杀菌等工艺的介绍。
（3）辅助设计工段
包括：
耗水、耗电、耗汽量的估算，经济预算等。
（4）废水处理
对废水处理的最新技术和当前广泛使用的技术进行了描述，并简单对比，确定了废水处理工艺。
（6）绘图
绘制三张图：
☆杏浓缩汁生产工艺流程图
☆生产车间平面布置图
☆全厂总平面布置图
3厂址选择
一个地区的工业布局，涉及到这个地区的长远规划。
一个食品厂的建设，对当地资源、交通运输、三农发展都有密切的联系。
食品工厂的厂址选择是否得当，将直接影响到工厂的基建进度、投资费用、基地建设及建成投产后的生产条件和经济效果。
同时，对产品质量和卫生条件，对职工的劳动环境等，都有着密切的关系。
根据实际情况初步拟定把工厂厂址选择在新疆维吾尔自治区阿克苏地区库车县库车东城工业园区。
3.1厂址选择论证
（1）符合国家的方针政策
本工厂的厂址设在当地政府的规划区内，适应当地远近期的统一布局，不占用良田，做到了节约用地，所需土地可按基建要求分期分批利用。
（2）从生产条件方面考虑
在我国，食品工厂一般倾向于设在原产地附近的大中城市的郊区，个别产品为有利于销售也可以设在市区。
库车东城工业园坐落于阿克苏地区，北纬41°43′、东经82°57′。
该工业园靠近杏子产地，也临近库车县城，县城人口密集，劳动力充足。
附近有超市银行，方便员工的生活，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。
厂区的标高高于当地的历史最高洪水位。
所选的厂址，有可靠的地质条件，土质为胶结半胶结砂砾石，没有流沙、淤泥、土崩断裂层。
也没有溶洞、湿陷性黄土、孔性土等不适宜建厂的地质条件。
据1951～1978年气象资料，库车县境全年平均有20天大风日，夏季大风最多，占全年大风日的52%；春季次之，占37%；秋季较少，占10%；冬季偶有大风出现，仅占1%；4～8月大风集中出现，占全年大风日数的85%。
全年风向以北风或西北风为主，其次为偏东风，其中夏季以北风为主，大风出现时常伴有沙暴。
厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体、放射性源其他扩散性的污染源，上风向地区没有工矿企业、花卉基地。
对食品工厂生产无危害。
（3）从投资和经济效果考虑
库车东城工业园区有较方便的运输条件，吐和高速路、G217国道、G314国道从库车县穿境而过，还有交通便利的铁路运输。
库车县还建有库车机场，方便快捷。
在工业园内供电条件良好，能满足生产的需要。
在供电距离和容量上能够得到供电部门的保证。
厂址附近要有充足的水源，而且水质也较好。
库车河是库车河系中水量最大的河流，又称苏巴什河，积水面积2946km2,兰干站多年平均径流量36051×104m3/a。
多年平均流量1.098m3/s,最大流量1940m3/s（1958年），最小流量0.62m3/s（1966年）。
在库车某些水资源丰富的地区，单井涌水量（Q）>5000m3/d，达到8000m3/d之多。
总体来说，库车的水资源较为丰富。
由于本厂清洗杏子用水量大，而且库车地下水位较高，可在厂区附近就地打井取水，以满足生产需要。
工业生产产生的废水，可经过本厂的污水处理系统处理后排出。
工厂产生的固体废弃物运送到政府规定的地点堆放处。
3.2厂址的选定
根据以上原则与实际情况，最终把工厂厂址选择在新疆维吾尔自治区阿克苏地区库车县库车东城工业园区。
4产品方案
产品方案又称生产纲领。
它实际上就是食品工厂准备全年生产哪些品种和个产品的数量、产期生产班次等的计划安排。
当然市场经济条件下的工厂要以销定产，产品方案既作为设计依据，又是工厂实际生产能力的确定及挖潜余量的测算。
产品方案的影响因素是多方面的，主要有：
产品的市场销售、人们的生活习惯、地区的气候和不同季节的影响。
在安排产品方案时，应尽量做到“四个满足”“五个平衡”。
“四个满足”即是
（1）满足主要产品产量的要求；
（2）满足原料综合利用的要求；（3）满足淡旺季平衡生产的要求；（4）满足经济效益的要求。
“五个平衡”即是
（1）产品产量与原料供应量平衡；
（2）生产季节性与劳动力平衡；（3）生产班次要平衡；（4）产品生产量与设备生产能力要平衡；（5）水、电、气负荷要平衡[2]。
本工厂的产品方案以“四个满足”“五个平衡”为参考，做如下设计：
4.1班产量的确定
班产量是工艺设计的最主要经济基础，直接影响到车间布置、设备配套，占地面积，劳动定员和产品经济效益。
一般情况下，食品工厂班产量越大，单位产品成本越低，效益越好，由于投资局限及其它方面制约，班产量有一定的限制，但是必须达到经济规模的班产量。
一般来说现代化果汁厂每小时对原料的需求最少的也有十吨，如果单位时间原料处理量低于十吨，就达不到经济规模，会使产品成本增加，利润降低。
本工厂的生产任务是年产5000t杏浓缩汁，新疆库车杏子成熟期约为5月15日至7月5日，共计约50天。
则日产量为100t，若一天两班制，一班12小时，则班产量为50t。
根据相关资料，浓缩倍数按2倍浓缩计算，则每小时原料处理量约为14t（具体计算见物料衡算部分），此处理量可以达到经济规模。
由于杏子成熟上市时间短，原考虑设计冷库以延长生产期。
若延长生产期，则每小时原料处理量将降低，甚至低于达到经济规模的最低处理量。
另一方面，由于一些资料数据收集困难，未能从经济角度比较设冷库与不设冷库的生产成本。
考虑到经济规模效应，故在此暂不设计冷库。
综上所述，本工厂年产量为5000t杏浓缩汁，生产期为每年5月15日至7月5日。
生产班制为一天两班制，一班12小时制，班产量为50t。
4.2产品方案的制定
根据库车杏子产量和各杏品种成熟的先后顺序以及其主要的经济性状指标，本厂选取的杏品种有乔儿胖杏、膜卡亚格里克杏、白库买提杏、红赛买提杏、木隆杏六种杏子生产浓缩汁。
其主要的经济技术指标如表1。
由于本厂的原料是从库车各乡镇的杏农户那里收购，所得的原料不会是纯的单一品种，故给生产带来不便。
为克服这一问题，现规定，当原料中某杏品种占该批原料的2/3以上时，则生产出来的浓缩汁为该杏品种的浓缩产品。
具体产品方案见表4-2。
表4-1几种杏品种的经济技术指标[4]
品系名称
单果重（g）
可溶性固形物（%）
总还原糖（%）
总酸（%）
核鲜重
水分含量
乔儿胖
17.938
20.70
13.36
1.01
1.72
77.90
膜卡亚格里克
27.307
20.28
13.08
1.122
1.33
77.60
白杏
16.815
18.85
13.17
0.513
1.37
78.60
白库买提
14.208
18.74
12.16
0.888
1.22
81.10
红赛买提
19.968
18.36
9.40
0.825
1.74
84.00
木隆杏
26.866
18.12
10.32
0.994
2.20
81.70
表4-2库车县年产5000t杏浓缩汁工厂产品方案
产品名称
年产量/t
班产量/t
5月15日~5月24日
5月25日~6月3日
6月4日~6月13日
6月14日~6月23日
6月24日~7月3日
4、5日
乔儿胖
800
50
膜卡亚格里克
1500
50
白杏
500
50
白库买提
700
50
红赛买提
1200
50
木隆杏
300
50
年总产量
5000
5产品加工工艺及其论证
5.1材料
杏果实：
新疆维吾尔自治区库车县优质的杏果，通过公路运输从各镇杏基地收购；白砂糖：
一级；柠檬酸：
食用级；水：
去离子水。
5.2工艺流程
杏原料验收暂存清洗拣选去核
粗破碎（护色）灭酶打浆浓缩标准化
芳香物质的回收
超高温瞬时杀菌（UHT）无菌灌装贴标喷码成品入库[3]
5.3工艺论证及要点
5.3.1原料验收
果汁原料的品质主要体现为成熟度、新鲜度、清洁度和健康度。
根据原料本身的质量和市场需求，把杏果分为三种质量级别：
一级原料：
发育正常的，在采摘前就已经完全成熟的健康杏果。
在供货时，一级原料依然保持着像长在树上的新鲜状态，并且很清洁。
二级原料：
二级原料是指不十分成熟的、过熟的、储存较久的或因外界原因而导致质量下降的杏果原料。
二级原料的出汁率低于一级原料，其原汁质量也劣于用一级原料制造的原汁。
三级原料：
发育不良的、未成熟的、太熟的、储存较久的或受严重的以及不清洁的杏果原料。
根据生产需要，暂定分级标准：
一级原料：
青果粒≤2%，腐烂果≤2%，夹杂物≤1%；
二级原料：
青果粒≤3%，腐烂果≤3%，夹杂物≤2%；
三级原料：
青果粒≤5%，腐烂果≤4%，夹杂物≤3%；
不合格原料：
青果粒＞7%，腐烂果＞6%，夹杂物＞5%；
原料验收时可根据检测的实际状况，适当扣除青果粒、腐烂果、夹杂物等废物的量。
5.3.2原料暂存
现代化果汁厂每小时对原料的需求最少的有十几吨，多的可达100~200吨。
为保证生产线连续工作，工厂一般需要储备24~48小时的原料。
尤其是在每年生产初期和生产末期，原料供应不足时，原料暂存的优势就非常突出。
在原料供应充足时则可不用该设施。
水果原料从生产地或储藏地运进果汁厂到送入生产线加工以前的这个阶段称为水果的加工前储藏。
由于杏子的季节性很强，本厂对杏原料的需求量较大，为保证顺利完成生产任务，故而建设原料暂存设施。
暂存设施不仅能保证生产线连续工作，而其还能使杏子在暂存过程中进一步成熟，尤其是原料中尚未成熟的青果得以熟化，便于生产。
5.3.3清洗、拣选
水果原料的清洗、拣选是生产优质的果汁的重要工艺和必要步骤。
利用水的溶解作用、机械冲刷作用、界面活性作用等清洗原理对杏原料进行充分的清洗，可以去除杏果原料表面不符合加工要求的物质，如泥土、部分微生物以及可能残留的化学物质。
清洗作业对果汁的质量至关重要，即使是少到只有百分之几的水果出现了腐败变质现象或者受到污染，也可能对果汁的颜色、香味和滋味产生不良的影响。
现代果汁加工中，对水果的清洗主要有以下几种：
（1）浸洗式浸泡是最基本的方法。
一般在流送槽中进行，水果浸泡一段时间，使表面的污染物松离而浮于水中，再通过换水而排出。
（2）鼓风式（鼓泡式）一般鼓风清洗是在清洗槽内安置管道，在管道上开有一定数量的小孔，然后通入高压空气形成高压气泡，在高压空气的剧烈搅拌下，使水果在水中不断翻滚，使粘附在物料表面的污染物加速脱落下来。
由于剧烈的翻滚在水中进行，所以不会对物料造成损伤。
（3）喷淋式喷淋一般在浸泡后进行。
典型的喷淋方式就是在提升机或输送带上安装一定数量的喷头，当输送带上的物料通过时，喷头在物料的上方向物料喷淋，使已经浸泡松脱的污染物与物料分离。
喷淋清洗的效率与水的压力、喷头与物料的距离、用水量有很大的关系。
（4）刷洗式利用毛刷对果蔬表面的泥沙污物进行清洗。
适用于多种水果及块根类物料。
但是由于杏子比较小，不适宜用此方法。
根据清洗的需要，本厂对物料的清洗采用浸洗式、鼓风式和喷淋式相结合的方式进行清洗。
由于生产量大，清洗量多，因而水的需求量就非常大。
为节约用水，清洗水采用多级利用的方式。
清洗分为三道工序，一是在卸料池和部分流送槽中采用浸泡
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