最新年产两万吨草莓汁生产间设计实现可行性方案Word文档下载推荐.docx
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零班
一班
两班
三班
合计
551（班）
2.1.3平均产量计数
理论设计每班产量为 20000÷
551≈36.3吨/班
按设计要求平均班产量取40吨/班
平均每小时产量计算
在本设计中，每班生产工作时间为8个小时,则有：
每小时产量=班产量（吨）÷
有效生产时间（小时）
＝40（吨/班）÷
8（小时）
＝5（吨/小时）
本设计的预计划年产量为:
设计年产量＝40×
551=22160 吨，比理论设计产量高出11%。
符合设计要求。
设备选型按每小时5吨加工量为基础。
2.1.4产品规格
产品含草莓原汁20%，分别以250mL和1000mL纸盒包装。
两种规格的产量分配如表2-2。
表2-2二万吨草莓汁饮料项目产品方案
名称
规格
产量（吨）
包装方式
草
莓
汁
250ml/包
1000m1/包
10000
纸盒包装
本设计选择纸盒无菌罐装技术，它有设备自动化程度高，产品质量好,
物质损耗少，产品包装精细严密，外观设计新颖，饮用方便等优点。
纸盒包装还具有无污染，易回收，有利于环境保护的特点。
纸盒包装有利于防止光和氧对果汁营养成分的破坏，最大限度的保证果汁的品质。
2.2生产工艺
2.2.1工艺流程图
水处理
辅料溶解
洗果压榨过滤调配
均质
脱气
高温杀菌
无菌装罐
字符喷码
贴吸管
检验装箱
成品
2.2.2工艺设计和说明
2.2.2.1原辅料采购标准及产品标准
原料的来源及质量
草莓原浆主要向符合行业生产标准的正规企业采购，要求草莓原浆色泽良好，味纯正，产品标识与产品质量相符。
草莓原浆主要指标：
百利糖度:
≥12.0（0BX）；
颜色∶原色；
总酸∶0.30-1.20（%）；
细菌总数∶≤100（个/ml）；
糖酸比∶≥10.0；
大肠肝菌∶<
3（个/ml）；
PH值∶3.2-4.2；
致病菌∶不得检出[2]。
辅料质量要求
白砂糖：
应符合GB317.1中优级品或一级品和GB13104的规定。
柠檬酸：
应符合GB1987的规定。
水：
应符合GB/T10791中4.1条的规定。
山梨酸：
应符合GB1905－1980的规定。
应符合GB1987-86的规定。
柠檬酸钠：
应符合GB6782-86的规定。
山梨酸钾：
应符合GB13736－1992的规定。
维生素C（抗坏血酸）：
应符合GB14754－1993的规定。
食用色素、增稠剂、香精等其他辅料：
应符合GB/T10791的规定。
2.2.2.2洗涤和摘果柄、萼叶:
在流动的水槽内洗涤,洗去泥沙和叶片之类的粘附物。
洗净后用0.103%的高锰酸钾溶液消毒1min,然后再用流水冲洗2～3次,摘除果柄和萼片后再淋洗一次。
2.2.2.3榨果汁:
榨汁可有各种压榨机,也可用离心甩干机和不锈钢搅肉机来破碎草莓。
草莓破碎后,放到滤布袋内,在离心甩干机内离心,由出水口收集果汁,把3次压榨出的汁混合在一起,出汁率可达75%。
2.2.2.4果汁过滤:
榨出的草莓汁,为防止升温变质,常添加0.05%的苯甲酸钠作防腐剂。
常温下草莓汁在密闭的容器中放置3～4d即可澄清,低温澄清速度更快。
可用孔径0.3～1mm刮板过滤机或内衬0.18mm孔径的绢布的离心机细滤澄清。
过滤的速度随着滤面上沉积层的加厚而减慢。
所以过滤桶可采用加压或减压方法,使滤面上下有压力差,以加快过滤速度。
2.2.2.5水处理
果汁饮料用水水质是保证果汁口感、风味、稳定性及保质期的重要条件。
桐据国标GB5749-85确保饮料用水水质要求见表2-3
表2-3水质要求标准
指标
要求
水污染指数（SDI）
≤4
饮料用水电导率
≤20us
铁
≤0.05ppm
锰
≤0.02ppm
二氧化硅
≤40ppm
总硬度
≤20DH
暂时硬度
≤3D
细菌总数
≤1000个/ml
致病菌
不得检出
2.2.2.6辅料溶解
采用冷溶法，一般提前4小时溶解，辅料与水比例一般为1:
30,按实际配方用量慢慢撒入搅拌的水中，待溶解充分后用泵直接泵入调配缸，并用少量的纯水把管道内冲干净。
热溶法会使辅料溶解不完全，胶体稳定性受到破坏。
2.2.2.7调配
根据产品的质量要求，按比例加入草莓浆、水、糖、酸味剂及稳定剂等。
草莓汁饮料原果浆含量为20%，糖度12%～15%，酸度0.20%～0.25%（以柠檬酸计）。
一种典型的草莓汁饮料，含草莓浆20%，糖度15%，pH值为3.5。
2.2.2.8均质
均质是保证果汁稳定性和口感的关键工艺，压力和温度是均质工艺的重要参数，本设计确定果汁均质条件为:
压力10MPa,温度68℃;
2.2.2.9预热、脱气
果汁和果肉微粒表面经常存在有一定量的Ｏ2,它会使果汁中Vc受破坏，香气和色泽恶化，而且在灌装时易产生泡沫，导致灌装量不稳定，所以需要脱气处理。
在脱气前要把果汁预热到65-68℃,使温度接近真空条件下的沸点保证果汁有效脱气。
本设计采用真空薄膜脱气法，脱气温度为65-68℃脱气真空度为60Kpa。
2.2.2.10杀菌
杀菌是果汁生产的关键工艺。
若杀菌不彻底，果汁的微生物指标超标，影响产品的保质期:
若杀菌时间过长，会破坏果汁的营养成分，而且影响果汁的口感和风味。
故选择科学的杀菌工艺也是保证果汁品质的重要条件。
本设计采用高温短时杀菌法，即:
135℃，3S，最大限度地保证果汁的营养成份不受损失。
2.2.2.11灌装
无菌灌装:
无菌灌装工艺与设备，在自动控制中完成无菌定量灌装，质检人员需要检测灌装量和密封情况。
2.2.2.12字符喷码
要求生产日期和批次号喷码定位准确，字体清晰。
2.2.2.13贴吸管
无菌包装果汁250ml和1000m1两种规格需要粘贴吸管，要求吸管定位准确，粘结牢固。
2.2.2.14检验装箱
发现封口异常、不严渗漏、生产日期、字体不清、吸管脱落等不合格产品及时挑出，合格品装箱，要求封箱胶带黏贴整齐、牢固，装箱数量准确无误。
2.2.2.15成品贮藏
常温贮藏。
2.3果汁饮料成品质量标准
根据相关国家标准和产品的具体要求，成品质量标准见表。
表2-5感官要求
滋味、气味
透明蚀度
杂质
草莓汁
具有草莓应有的滋味香气
透明清亮
无肉眼可见杂
表2-6理化指标
项目
可溶性固形物（20℃，折光计法）%
总酸（以柠檬酸计）%
砷（以As计）mg/kg
铅（以Pb计）mg/kg
铜（以Cu计）mg/kg
≥12.0
≥0.3
≤0.5
≤1.0
≤10.0
表2-7微生物指标
菌落总数1个/1ml
大肠杆菌<
3个/100ml
致病菌不得检出
2.4果蔬汁常见的质量问题
2.4.1变色
果汁在加工中发生的变色多为酶褐变，在贮藏期间发生的变色多为非酶褐变。
为了避免变色，可以采用以下措施：
尽快用高温杀死酶活性；
添加有机酸或维生素C抑制酶褐变；
充分脱氧；
避免接触铜铁用具等；
对于非酶褐变防止过度的热力杀菌和尽可能避免过长的受热时间；
控制pH在3.3以下；
使制品贮藏在较低的温度下，如10℃或更低的温度。
另外贮藏中要避光。
2.4.2浑浊和沉淀
澄清果汁要求汁液透明，浑浊果汁要求有均匀的浑浊度，但在贮藏过程中常发生果汁的浑浊和沉淀。
这是因为澄清的果汁的澄清处理中澄清剂用量不当或处理时间不够，是果胶或淀粉分解不完全等造成了后浑浊；
而浑浊果蔬汁有是一个果胶、蛋白质等亲水胶体物质组成的胶体系统，其pH、离子强度，尤其是保护胶体稳定性物质的种类与用量不同等，都会对浑浊果蔬汁的稳定性产生影响。
因此对于澄清果汁应严格澄清处理的操作，必须澄清效果满意后方可进行过滤；
而浑浊果蔬汁为多相不稳定体系，可以从减小固体颗粒与果蔬汁体系的密度差及增大果蔬汁黏度等方法增加浑浊果蔬汁的稳定性来考虑。
所以一方面要掌握好均质处理的压力和时间条件，另一方面要配合使用好稳定剂（如黄原胶、海藻酸钠、明胶、CMC等）的种类和用量。
金属离子螯合剂往往也是浑浊果蔬汁稳定剂不可缺少的成分。
2.4.3微生物引起的败坏
微生物的侵染和繁殖引起的败坏可表现为变味（馊味、酸味、臭味、酒精味和霉味），也可以引起长霉、浑浊和发酵。
防止办法：
采用新鲜、不变质的果汁原浆。
注意原料的洗涤消毒。
严格车间和设备、管道、工具、容器等的消毒，缩短工艺流程的时间。
果汁罐装后封口要严密。
杀菌要彻底[4]。
2.5果汁饮料质量的关键点控制
原辅料验收:
依据原辅料验收标准，每批进厂验收。
水质:
根据水质要求，每周检验1次。
溶糖:
保证加糖量和溶糖温度、糖度。
辅料溶解:
保证辅料用量和完全溶解。
调配:
按标准要求进行理化指标检测和定容。
脱气、均质、杀菌:
保证工艺参数稳定。
无菌灌装:
保证灌装温度和灌装区无菌。
CIP:
每天对设备和管路进行标准CIP一次，对清洗不到的设备部件及表面也要及时采取其他方法清洗消毒，保证设备及管路的卫生。
检测:
对每批产品都要进行灌装量、理化指标、感官和卫生指标检测，做到有效控制[5]。
3.物料衡算
根据果汁生产的具体工艺和主要生产设备的要求，分别对原辅料进行衡算。
3.1原辅料的物料衡算
配方设计:
按每千升含量计算.
表3-1草莓汁饮料配方［3］
成分名称
添加量
含量
200kg
20%
柠檬酸
1.2kg
0.012%
蔗糖
100kg
10%
维生素C
0.23kg
0.023%
海藻酸钠
0.8kg
0.008%
苯甲酸钠
0.36kg
0.036%
香料水
水
加至1000L
前面已经计算出班产量为：
全年生产551班，班产量为40t/班，每小时产量为5t/h；
果汁含原浆为20%。
本产品设计采用250、1000ml的包装，以各占1/2产量
草莓汁饮料生产的物料衡算:
班产量按40吨设计计算[9]。
10528.6kg10318.3kg10266.7kg7700kg
原料拣选清洗榨汁过滤
–2%–0.5%榨汁率75%–3%
损失210.6kg损失51.6kg损失2566.7kg损失231kg
7469kg7245kg8080.5kg8056.3kg8032.1kg
离心调配均质脱气混合
–0.3%
–3%–0.3%–0.3%20%果汁
操作损失21.7kg80%水
损失224.1kg损失24.2kg损失24.2kg
+10%蔗糖、0.023%Vc（共+10.34%）
40160.5kg100200盒100000盒
杀菌、冷却灌装检验装箱40t成品
–0.2%
–0.2%–0.2%250ml80000盒
空盒20124盒/箱纸箱3334个
损失80.3kg损失200盒
1000ml20000盒
6盒/箱纸箱3334个
原料消耗定额=10528.6kg/40t=263.2kg/t成品
草莓用量：
由上表计算得每班生产40t草莓汁饮料消耗草莓10.5286t,一年有551班生产，年消耗草莓：
10.5286×
551=580.1259t
蔗糖用量：
由上表计算得每班生产40t草莓汁饮料,在调配时需要7245kg草莓汁，蔗糖含量10%，所以蔗糖每班用量：
7245×
10%=724.5kg
蔗糖每年用量：
724.5×
551=399199.5kg
同理求得各辅料班用量，年用量如下图
表3-2班产量40t草莓汁饮料生产物料计算
项目
每班实际量
每年实际量
草莓消耗量（kg）
10528.6
5801259
蔗糖（kg）
724.5
399199.5
柠檬酸（kg）
8.7
4790.4
维生素C（kg）
1.67
918.2
海藻酸钠（kg）
5.8
3195.8
苯甲酸钠（kg）
2.6
1432.6
香料水（kg）
250ml
1000ml
空盒消耗量（盒）
80160
20040
100200
44168160
11042040
5521020
出厂瓶数（盒）
80000
20000
100000
44080000
11020000
55100000
纸箱数（个）
3334
6668
4设备选型
4.1设备选型原则
设备选型是根据物料衡算的结果进行的。
依据物料衡算的结果可选择符合工艺要求，能保证产品质量和体现生产水平的设备。
通过设备的选型可以总体规划工艺，并且为动力配电、水、气用量提供依据。
设备选型应根据每一产品单位时间（t/h）产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需要设备台数。
食品厂选择设备的原则：
满足工艺要求，保证产品的质量和产量；
根据自身的条件选择适合实际的设备；
所选设备能充分利用原料、能耗低、效率高、体积小、维修方便、劳动强度。
并能一机多用；
多选设备应符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染。
设备结构合理，材料的性能可适合各种工作条件；
在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、件数和程度等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制系统[6]。
4.2主要设备的选型及说明[10]
4-1水处理设备的选型（整套设备）
型号
生产能力
t/h
电动机功率
KW
外形尺寸（长×
宽×
高）（mm）
生产厂
单价
万元
水处理
设备
SC-4
30
6.0×
1.0×
1.6
沈阳北亚饮品机械有限公司
20
4-2洗果机设备的选型
生产能力t/h
电动机功率KW
生产厂
单价万元
洗果机
GT5A13-5
上海机械
4-3压榨机的选型
压榨机
JLY450
4-4过滤机的选型
过滤机
WK300
浙江海轻
4-5原浆储罐和溶糖罐的选型
体积（L）
冷热缸
RP-L
6000
0.55
1400
浙江欧海食品机械厂
2.0
用于作原浆储罐和溶糖罐,原浆储罐需一个,溶糖罐需两个,共3个.
4-6糖液缓冲罐
糖液缓冲罐
JBW2000
2000
1.5
φ1200×
张家港市饮料机械有限公司
该设备用于调配灌装之前的缓冲储存。
该设备使用1台。
4-7调配罐的选型
m3
调配罐
JBW-10000
φ1600×
3.0
调配罐带有搅拌装置，确保调配罐里的溶液混合均匀。
本设计采用2个调配罐。
4-8脱气机的选型
L/h
脱气机
0.4P
4000-7500
1500×
1200×
2350
上海伊本
在均质前经过脱气处理可以明显提高均质质量。
脱气主要是除去果汁中含有气一台脱气机已经可以满足生产要求，只需要购置一台脱气机。
4-9均质机的选型
均质机
JJ-10/30
5000
50
1630*1480*2050
廊坊通用机械有限公司
一台均质机已经可以满足生产要求，所以只需要购置一台均质机。
4-10超高温瞬时杀菌机的选型
超高温瞬时
杀菌机
Br16-PUT-45B
2600-2000
×
2200
25
超高温瞬时杀菌是一种短时高温杀菌设备，可以在达到杀菌效果的同时最大量的保持果汁饮料的风味物质和芳香物质。
4-11灌装机选型
盒/h
灌装机
BWWD200
3290X1100X2670
西安华盛包装技术研究所
135
由于本设计采用的屋顶盒灌装机为热灌装，自动化程度较高，生产能力已能满足生产要求，因此只需一台。
4-12泵的选型
扬程m
数量
卫生泵
GAHI-3-24
YAH
24
48
北京道森科技开发有限公司
0.5
0.8
用于物料、水的输送。
需要8台卫生泵，其中3kw8台；
8kw4台。
4-13缓冲罐的选型
缓冲罐
ZZHI-1000
800×
700
升级会员 