55吨番茄汁的生产工艺.docx
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55吨番茄汁的生产工艺
目录
一、任务书综述3
二、设计方案简介3
三、工艺设计3
1、基本参数3
2、操作条件3
3、工艺流程3
4、操作要点说明3
5、注意事项3
6、品质要求3
四、计算3
1、物料衡算3
2、管路计算与设备选取3
五、参考文献3
一、任务书综述
番茄果实圆整、酸甜多汁。
其可食用营养物质丰富，含有碳水化合物、有机酸、蛋白质、维生素C、维生素A等多种营养物质，干物质含量一般在5%～8%之间，糖和有机酸含量较大是果实美味的主要原因。
另外，番茄中各种矿物质占其干重的6%。
据医学分析，成人每天食两个番茄就可以满足人体生理一天所需的维生素和矿物质。
番茄中的番茄红素是一种天然抗氧化剂，具有独特的抗氧化能力，能消除自由基，抑制突变，降低核酸损伤，还能阻止癌变进程，堪称番茄中蕴藏的“黄金”。
科学研究表明，食用番茄有多种好处：
1、有助于消化；2、提高免疫力；3、防止心血管疾病；4、促进上皮生长；5、抗癌防癌；6、减肥等。
。
番茄汁的加工对人们的生活有着很现实的意义。
番茄加工成汁后食用简便能省去人们繁琐的家务劳动。
番茄有清热生津，健胃消食之功效，适用于热病口渴，食欲不振，是夏天防暑降温的佳品。
加工成番茄之后外出便于携带和食用，是夏季良好的饮品。
而且，与新鲜番茄相比，番茄汁可以长期贮存，经久不坏，随去随用。
最先进的贮藏保鲜技术，番茄的贮藏期也不过70～80天。
而加工成番茄汁后贮藏期可延长1～2年。
这样更有利于调节蔬菜淡旺季供应，有利于长途远销。
因此一个良好的加工工艺不仅能尽量保持其营养成分，还有改进风味、增加色、香、味品质的良好作用，能增进人们的食欲。
加工过程中主要任务是增加番茄汁风味、防止食品腐败、延长贮藏期。
本次工艺采用的原料品种是屯河8号番茄，屯河8号是利用美国引进加工番茄品种分离选育的自交系N-375和N-47配制的早熟加工番茄一代杂种。
2001～2002年在海南选配组合，2002年进行品种比较试验，2003年进行生产试验，2004年开始大面积推广，主要作为早熟品种搭配种植，是目前育苗移栽的主栽品种。
2007年3月通过新疆维吾尔自治区品种审定委员会审定，命名为屯河8号。
目前累计
推广面积达55000hm2。
品种特征特性：
屯河8号是加工番茄专用一代杂种，从播种至始收需94d（天）左右，属早熟品种。
叶深绿色，叶片有缺刻；果实长圆形，鲜红色，着色均匀一致。
平均单果质量85g，可溶性固形物含量5.4%，番茄红素含量136mg·kg-1，果实抗裂耐压耐贮运，抗逆性强，综合抗病性强于对照87-5。
每667m2产量6000～7000kg。
可作为早熟育苗移栽或直播品种栽培。
二、设计方案简介
番茄汁具有番茄特有的颜色和愉悦的风味,含有番茄汁最价值的成分,是一种良好的开胃饮料和保健饮料。
番茄汁加工时要注意破碎方法对番茄汁粘度的影响，防止产品分层不稳定现象，以及口感改良及最佳配方参数的确定。
粘稠度是番茄汁的一个重要质量指标,适度粘稠的番茄汁除可避免或减轻分层现象。
本设计采用的原料为屯河8号番茄，属早熟杂交品种，叶深绿色，叶片有缺刻；果实长圆形，鲜红色，着色均匀一致。
平均单果质量85g，可溶性固形物含量5%～8%，番茄红素含量136mg·kg-1，果实抗裂耐压耐贮运，抗逆性强，综合抗病性。
设计中选用了合适的配方，在压榨前预热以改良口感；经过物料衡算保证生产的可行性；进行计算并选取合适的设备型号保证生产顺利进行，用低成本获得创造高利润。
三、工艺设计
1、基本参数
班产量（8小时）：
56吨
原料品种：
番茄河屯8号
压榨出汁率：
50%～60%
可溶固形物含量：
5%～8%
浓缩后可溶固形物含量：
10%～16％
2、操作条件
常压：
101KPa
高度：
1～4m
物料：
番茄河屯8号
类别：
浓缩果汁
3、工艺流程
新鲜番茄→挑选→清洗→修整→破碎→预热→打浆精致（去皮、去籽）→取汁→配料→脱气均质→浓缩→灌装→杀菌→成品
加工机器
系统配置
番茄汁生产线主要包括五个部分：
新鲜番茄接收，清洗和分拣系统；破碎打浆系统；浓缩系统；杀菌系统；无菌灌装系统。
新鲜番茄经过清洗、提升、分检、破碎打浆、浓缩杀菌，无菌灌装后成为桶装的番茄酱成品。
型号
设备
数量
TW2A-3
低位提升机
1
TW3C-3
洗果机
1
TW1B-3
检果机
1
TW2A-3
高位提升机
1
TW4A-5
水果破碎机
1
TW6A-300
储罐
1
GS40-1C399
螺杆泵
1
TW10B-3
预热器
1
TW5A-4
双道打浆机
1
TW6A-1500
储罐
1
TW15B-2100
双效浓缩系统
1
TW6A-1000
储罐
1
GS35-1C
螺杆泵
1
TW10D-0.5
套管杀菌机
1
TW8FS
无菌大袋灌装机
1
技术特点
新鲜番茄处理量（吨/天）
60
蒸发形式
双效真空浓缩
耗水量（吨/小时）
7.1
功率（KW）
83.8
蒸汽耗量（吨/小时）
1.665
压缩空气耗量（吨/小时）
66.2
冷却水耗量（吨/小时）
125
注：
•加工生产线“是指从卸载新鲜西红柿，直到蒸发器包括无包装。
•“双效浓缩”是指经过两次真空浓缩。
•“水需要”考虑到冷却塔的单位应使用从蒸发器冷却下来的冷凝水。
系统说明
番茄汁产线主要包括受料槽、清洗机、检果台、破碎机、预热机、打浆机、蒸发器、存储罐、杀菌机及无菌灌装设备等。
系统特点
*在加工过程中不需要储料池及产品保存点。
*连续无间断的循环工艺流程。
*高产量，高收益，工业化单线的生产能力从60吨/天到1500吨/天，最大生产能力可达2000吨/天。
*一条产线可以同时处理高粘稠度和低粘稠度的物料。
*最终产品无脱水收缩现象及黑斑。
*成品质量优良，色泽鲜美。
。
*蒸发器终端较低的温度可使成品保持较低的热应力。
*成品可保证最高的产量和最小的浪费。
*无产品遗留物流入冷却塔。
*完好的水循环体系，最低的消耗。
*多套杀菌及无菌灌装方案。
*半成品保存在无菌环境中，可被再加工。
技术特点
工作能力
由60吨/天到2000吨/天
产品
12/14°番茄汁
16/18°番茄汁
22/24°番茄汁
28/30°番茄汁
36/38°番茄汁
上果系统
利用链斗式和刮板式提升机，将原果从底位提升输送到下一个生产阶段。
适用于各类水果的提升输送
技术参数
型号
产能（吨/小时）
功率（千瓦）
材质
TW3A5
5
1.1
SUS304S.S
TW3A10
10
1.5
TW3A15
15
2.2
果蔬破碎机
锤片式破碎机、鼠笼式破碎机，用于果蔬类如苹果、梨、猕猴桃、番茄、胡萝卜等的破碎。
技术参数
型号
FVC-05
FVC-10
处理量（t/h）
5
10
功率（KW）
3.7
5.5
外形尺寸（mm）
1100X750*1200
1350*1100*1450
预热灭酶器
列管式预热灭酶机用于对经破碎的物料及时巴氏杀菌并灭酶护色，软化物料。
技术参数
额定处理能力（kg/h）
4000
端盖管板结构
循环列管
换热面积（m2）
3.5~4.0
进料
常温
出口温度
80~85℃可调
蒸汽耗量（kg/h）
300~500
外形尺寸（mm）
1700*500*1400
超滤系统
超滤技术的应用在果汁加工过程中己占有主导地位。
超滤膜设备须有自动控制部分，主要是压力、温度、动力、自清洗和过浓度保护。
超滤膜设备处理后的果汁比传统加工的化学成分更接近原果汁，传统工艺加工的苹果清汁成分因使用澄清剂和硅藻土，钙、镁离子含量明显超过超滤果汁。
可适用于苹果汁、梨汁、草莓汁、桃汁、桑葚汁、胡萝卜汁、番茄汁、波箩汁、葡萄汁等澄清;橙汁脱苦、澄清，蔬菜抽提汁澄清、浓缩，葡萄酒澄清，葡萄酒糟回收，茶饮料浓缩等。
逆流外循环蒸发器
强制外循环式果酱浓缩设备用于对番茄酱、草莓酱、桃酱、芒果酱等热敏性高粘度物料的真空浓缩，每小时蒸发水量1000KG、2000KG、4000KG、12000KG、20000KG，由我司整合意大利技术独立制造。
技术参数
型号
TW15B2000
TW15B5000
TW15C12000
TWC15C24000
循环
次数
1效
2效
1效
2效
1效
2效
3效
1效
2效
3效
蒸发量
（/lh）
2000
5000
12000
24000
真空度
（kpa）
73.0-80.0
89.0-93.0
73.0-80.0
88.0
47.0
74.0
88.0
47.0
74.0
88.0
蒸发
温度
（℃）
67.0-73.0
40.0-46.0
67.0-73.0
40.0-46.0
82.0
65.0
48.0
82.0
65.0
48.0
加热
温度
（℃）
105
68
105
68
110
82
65
110
82
65
成品
浓度
（%）
28/30
28/30
28/30
28/30
热泵蒸
气压力
（mpa）
0.12
0.12
0.15
0.15
蒸汽
耗量
（kg/h）
≦1300
≦2600
≦3950
≦7850
冷却水
耗量
（t/h）
≦55
≦123
≦148
≦260
功率
（kw）
42
91
296
460
外型
尺寸
（mm）
5500*5000
*8600
6000*5500
*8800
1200*6000
*13000
管式杀菌机
设备介绍
套管式杀菌机以蒸汽、热水、冷水作为传热介质，尤其适合中低黏度物料的杀菌。
该机加热器部分采用三层套管结构：
热交换介质在1和3中流动，物料在2中反向流动。
为检修方便其中2可拆下，可在各部分中加静态混和器以加强热交换效果。
高浓高压套管式杀菌机：
适用于浓缩番茄酱、杏酱、胡萝卜泥等产品的加热杀菌和冷却，触摸屏操作，全自动控制并带自清洗和逆向清洗系统。
普通型套管式杀菌机：
主要用于果蔬原浆、原汁、浓缩汁等流动性相对较好的产品的加热杀菌和冷却，触摸屏操作，全自动控制并带自清洗系统。
技术参数
型号
TW10D1000
TW10D3000
TW10D5000
TW10D8000
产能（L/H）
1000
3000
5000
8000
功率（KW）
15
25
40
72
系统设计压力（MPa）
4
5
10
16
蒸汽耗量（kg/h）
250
750
1300
2000
压缩空气耗量（m3/h）
12
12
12
12
冷却水耗量（t/h）
15
25
45
70
物料杀菌温度（℃）
90-125
90-125
90-125
90-125
杀菌时间（s）
120-180
120-180
120-180
120-180
进料温度（℃）
60-68
60-68
60-68
60-68
出料温度（℃）
≤40
≤40
≤40
≤40
外型尺寸（mm）
9500X2100
*3000
1100X2100
*3000
1200X2400
*3000
1300X2500
*3000
无菌大袋灌装机
无菌灌装机自带无菌室，在和外界隔离的条件下，利用机械手自动完成开盖、灌装、计量、关盖等过程，因此无任何污染，特别适合水果原汁、果酱、蔬菜汁、饮料原浆、制药等行业的无菌充填灌装。
技术参数
型号
TW8E3000S（单头）
TW8E8000D（双头）
产能（L/H）
1000-3000
4000-8000
功率（kw）
1
1
蒸汽耗（0.1mpa）（kg/h）
20
40
压缩空气耗量（8kg/cm2）
20
40
最大称重量程（kg）
2000
2000
称重误差
±1%
±1%
外型尺寸（mm）
2500*2000*2500
3700*2000*2500
CIP自动清洗系统
产品说明：
就地清洗简称CIP，又称清洗定位或定位清洗（cleaninginplace）。
就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。
CIP清洗装置作为即不分解生产设备,又可用简单操作方法安全自动的清洗系统，几乎被引进到所有的食品，饮料及制药等工厂。
CIP清洗装置不仅能清洗机器，而且还能控制微生物的清洗方法。
CIP清洗装置其有以下的优点：
1、能使生产计划合理化及提高生产能力。
2、与手洗相比较，不但没有因作业者之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量。
3、能防止清洗作业中的危险，节省劳动力。
4、可节省清洗剂、蒸汽、水及生产成本。
5、能增加机器部件的使用年限。
单回路、双回路、三回路成套CIP中心站，分有全自动、半自动和手动三种方式可供选择。
全自动CIP中心站除能设定各阶段的清洗时间外，还能设定清洗温度、清洗液浓度及在清洗液浓度不足时自动进行添加的功能，能通过触摸屏选择适应的清洗顺序，清洗顺序设有全套顺序、碱顺序及热水顺序多种，设备依据PLC对CIP步骤进行自动控制，同时能自动控制CIP回程泵的开启与关闭。
CIP系列控制方式
型号
控制方式
加热方法
清洗程序
浓液添加方法
酸碱浓度
结构形式
TWCIPA1-LP1-I
电器控制
双重加热
任意设定
自动
检测，显示自动控制
分体式
TWCIPA1-LP2-I
电器控制
双重加热
任意设定
自动
检测，显示自动控制
分体式
TWCIPA1-LP1-II
PLC控制
双重加热
任意设定
自动
检测，显示自动控制
分体式
TWCIPA1-LP2-II
PLC控制
双重加热
任意设定
自动
检测，显示自动控制
分体式
TWCIPA1-LT1
手动
双重加热
人工控制
手动
人工检测调整
分体式
TWCIPA2-LT1-I
手动
循环加热
人工控制
手动
人工检测调整
连体式
TWCIPA2-LT1-II
手动
循环加热
人工控制
手动
人工检测调整
板块式
4、操作要点说明
选料：
挑选成熟适度、完整、无病害、无腐烂、圆润饱满、色泽鲜艳、香味浓的新鲜番茄，其可溶性固形物大于5%，甜度、酸度较高易于破碎。
洗净，出去果柄、斑点及青绿部分备用。
去籽：
用番茄去籽机将准备好的番茄去籽
预热：
将破碎去籽的番茄迅速加热到75℃左右，杀死附在番茄上的微生物，并破坏果胶酶。
打浆：
用三道打浆机打浆取得汁液
配料：
将番茄原汁与盐、砂糖、柠檬酸、增稠剂等配料混匀，配料约占料液40%，其中砂糖1%、精盐0.5%.
脱气、均质：
将番茄汁喷入真空脱气机，脱气3～5分钟，然后用高压均质机在100～150千克力/平方厘米压力下均质。
装罐：
加热到85℃热装入消过毒的罐内，并趁热封罐，罐中心温度应在70℃左右。
杀菌、冷却：
封罐后再分水中杀菌，然后再冷水中冷却到38℃左右即为成品
5、注意事项
1、压榨前的预热对番茄汁的粘度以及口感有很大的影响，同时也影响到出汁率。
查阅有关资料，当预热温度为65℃左右时，产品口感不佳，预热到85℃由于粘度偏高，导致出汁率低，因此榨汁前迅速升温到75℃对其口感和出汁率有很大好处
2、压榨是选择适宜型号的压榨机，以保证产品的色泽均一、稳定，不出现沉淀现象。
3、经脱气后的果汁,不能再进人空气,因此必须用密封泵,向罐送料时要从罐底进,而不是从罐顶进。
6、品质要求
感官指标：
呈粉红色，同一瓶汁液色泽均一；具有新鲜番茄汁应有的滋味和气味，无异味；汁液均匀浑浊，在规定保存期内无分层、沉淀、结块等现象。
理化指标：
可溶性固形物15%左右；总糖9%；酸度0.45%。
微生物指标：
总菌数300个/mL；致病菌不得检出。
四、计算
1、物料衡算
物质的质量守恒定律是物料衡算的基础，即进入系统物料的总量等于离开系统的物料总量加上过程中的损失量和系统积累量。
∑G=∑G1+∑G2+∑G3
∑G：
进入系统的物料总量
∑G1：
离开系统的物料总量
∑G2:
损失量
∑G3:
系统积累量
本工艺假定系统中积累量为零，则上式可以写成:
∑G=∑G1+∑G2
本工艺为连续性操作，可采用单位时间内原料量为基准进行计算。
计划处理番茄12t,根据配方加入调配料为料液的40%。
∑G：
新鲜番茄12t，加入料液约6t。
∑G1：
输出料液计划为7t。
∑G2：
在去皮去籽工艺中损失原料约为22%（2.64t）；打浆损失约3%（0.28t）;加入配料为料液的40%（约6t）；脱气均质过程损失3%（0.42t）;浓缩（2倍）减少7.3t;管道运输过程中损失约为0.32t。
整理以上数据，基本符合物质的质量守恒定律，说明该设计在生产中具有可行性。
2、管路计算与设备选取
Ⅰ段（压榨机—粗虑）管路计算及泵的选型
选管
U=1.5m/s
根据《食品工程原理》P645，选
的管子.实际流速
阻力计算
（具有轻度腐蚀的无缝钢管）
根据《食品工程原理》P31图1－5－5查得：
沿程阻力:
局部阻力:
（根据《食品工程原理》P51图1－5－7查得）
标准截止阀1／2开:
90度方形弯头:
（根据《食品工程原理》P33表1－5－3查得）
突缩:
突增:
能量衡算：
由柏努利方程：
选泵的入口面这1－1，选分离机的入口为2－2，
在面1-1和面2-2之间列柏努利方程：
W
扬程：
选泵
根据《食品工程原理》P646，选IS型单级单吸离心泵
型号：
IS50－32－125
其参数为：
流量：
9m3/h
转速：
1450r/min
轴功率:
0.17kw
电动机功率：
0.55kw
效率：
55%
Ⅱ段（脱气机—均质机）管路计算及泵的选型同Ⅰ段
五、参考文献
李光普.番茄食用加工技术.天津.天津科技翻译出版社.2010.3
赵思明.食品工程原理.北京.科学出版社.2009
张德权，艾启俊.蔬菜深加工新技术.北京.化学化工出版社，2002.12
张宝善，王军.果品加工技术.北京.中国轻工业出版社，2000.9
刘静波.果品加工技术.长春.吉林科学技术出版社，2007.11
赵晋府.食品工艺学.北京.中国轻工业出版社，1999.11
李勇.调味料加工技术.北京.化学工业出版社，2003.2
吴锦铸.蔬菜加工.广州.广东科技出版社，2002.1
乔旭光.果品实用加工技术.北京.金盾出版社，2001.1
严泽湘.野菜野果食品加工技术和工艺配方.北京.科学技术文献出版社，2004.1
卢晓黎.食品科学与工程专业试验及工厂实习指导书.北京.化学轻工业出版社，2010.7
叶兴乾.果品蔬菜加工工艺学.北京.中国农业出版社，2002.7
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