年产30000吨浓缩橙汁的工厂设计说明.docx

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年产30000吨浓缩橙汁的工厂设计说明

年产30000吨浓缩橙汁

工厂设计说明书

学校：

XX大学

学院：

XX学院

专业：

XXXX

小组成员：

XXXXXXXXXXXX

指导老师：

XX

时间：

20XX年X月

2.3生产工艺7

2.4操作要点7

2.5果汁饮料成品质量标准10

摘要

本说明书进行了年产量3万吨、浓缩到原果汁体积1/4的浓缩橙汁饮料生产车间的设计。

制定了合理的生产方案，确定了最佳生产工艺，进行车间平面设计，物料衡算的计算以及对设备型号的选型，水电汽的预算，劳动力平衡，设定企业管理组织架构，实施环境保护规划，对投资成本、利润、盈亏平衡点等进行估算。

橙子又称黄果，原产中国南部，南方各省均有分布，而以四川、广东、台湾等省栽培较为集中。

通过考察，我们决定在重庆市忠县，租用地皮建立工厂。

公司厂房及附属设施设计规范，符合饮料厂卫生规范，能确保生产高品质的饮料产品。

这为该厂提供了充足的原料，避免了长途运输原材料，工厂周围环境优美，交通便捷；厂区总体设计合理，尤其在车间设计中，将主生产车间置于厂房中部，各辅助设施分布于主车间四周，使整厂设计紧凑，同时最大限度降低管道、物料输送距离，节约能源。

本厂设施的卫生按GB12695-90《饮料厂卫生规范》的要求来完成，并力求满足HACCP计划和GMP规范的要求，在设计时主要考虑了以下几点:

1）设计了三次更衣，使用生产的洁净程度超过了国家现有的规范要求;

2）包装间等布置了紫外线灭菌灯等，定期进行空气灭菌，保证空气的洁净度;

3）人流、物流分开，避免交叉污染;

4）专门设置了质检室，保证原辅料质量和产成品的质量。

关键词：

浓缩橙汁工厂设计

1绪论

1.1课题背景

我国专家预测，2010年我国水果总产将达到9300万吨，人均占有量达到67.7公斤，接近上世纪80年代发达国家人均70公斤的水平。

果汁加工工业是从19世纪末才诞生的新兴工业，到现在已有100多年的历史，世界上果汗每年的贸易额为40亿元。

出口额最大的5个国家是巴西、美国、荷兰、德国、以色列。

世界发达国家果汁的消费量呈快速增长的趋势。

2003年，德国人均果汁消费量为47升。

国外发达国家果汁人均年消费量约20升，发展中国家人均年消费量约为10.8升。

据估算，西欧和日本、南韩等国的果汁消费量在近几年将以每年10%的速度上升，与其他国家相比，我国人均果汁的占有量却只有1升，与我国果产品的增长极不适应。

所以，随着果品产量的大幅度提高，大力发展果汁加工工业，对于稳定果品生产的发展，促进农业的产业化进程，满足人民的消费需求等方面，具有重要的意义。

目前，我国果汁加工业仍以生产带肉果汁为主。

《2010-2015年中国果汁市场投资分析及前景预测报告》显示，受金融危机影响，浓缩果汁全球市场需求锐减，导致09年下半年我国浓缩苹果汁的出口价格一直在低位彷徨，甚至一度跌到600美元/吨，2010年以来，出口价格逐渐上扬，上半年浓缩苹果汁的出口均价约为858美元/吨。

中投顾问食品行业研究员指出，长期来看，我国浓缩果汁行业未来前景看好。

首先，日益增长的国内果汁饮料市场进一步推动了浓缩果汁的国内需求。

数据显示，5年内我国果汁产量增长了2倍有余，从635万吨增加到1448万吨。

虽然我国浓缩果汁市场存在内需不足等问题，但在下游果汁饮料行业迅速发展的市场推动下及浓缩果汁企业不断创新的基础上，我国浓缩果汁行业发展前景仍然乐观。

其次，随着全球经济的回暖复苏，国外客户回补库存需求增加，我国浓缩果汁行业正呈现回暖趋势。

我国是全球最大的浓缩果汁出口国，主要出口美国、日本及欧盟，出口量占全球总量的60%以上，伴随着出口市场的稳定，我国浓缩果汁下半年发展前景仍然看好。

本设计从我国目前浓缩橙汁饮料工业发展状况和市场经济形势出发，认真贯彻食品工业的各项指标，以生产向机械化，自动化，连续化方向发展，因地制宜，力求工艺技术上合理、可靠、先进，规范、灵活、积极吸取相关厂家的建厂经验，借鉴国内外先进技术成果，做到生产技术上可靠，厂区车间布置合理，经济上投资少，回报快，同时为企业的再发展留有空间余地。

1.2鲜橙的营养价值

橙子中含量丰富的维生素C、P，能增加机体抵抗力，增加毛细血管的弹性，降低血中胆固醇。

高血脂症、高血压、动脉硬化者常食橙子有益。

橙子所含纤维素和果胶物质，可促进肠道蠕动，有利于清肠通便，排除体内有害物质。

橙皮性味甘苦而温，止咳化痰功效胜过陈皮，是治疗感冒咳嗽、食欲不振、胸腹胀痛的良药。

橙子几乎已经成为维生素C的代名词。

浓缩果汁是在水果榨成原汁后再采用低温真空浓缩的方法，蒸发掉一部分水份做成的，在配制100%果汁时须在浓缩果汁原料中还原进去果汁在浓缩过程中失去的天然水分等量的水，制成具有原水果果肉的色泽、风味和可溶性固形物含量的制品。

1.3浓缩橙汁饮料的营养特点

经鲜橙压榨浓缩成的浓缩橙汁酸甜可口，具有鲜橙的营养价值，果汁中富含维生素C，可以预防坏血病，还可以补充体力，降低患心脏病的概率。

同时浓缩橙汁含有大量的膳食纤维。

水果纤维素是植物细胞壁的主要构成成份，它不是一种营养素，但在人体摄入后，它即吸水膨胀，吸附食物中的有害成份，刺激肠胃蠕动，帮助消化，加快体内排泄，缩短有害物质在体内留置的时间，最终达到预防肠胃疾病的目的，对于预防消化道癌症有积极的意义。

1.4我国浓缩果汁生产概况及消费现状

随着我国消费者消费意识升级和购买能力的提高，近几年来，果汁消费逐年增长，几乎以年平均14.5%的速度快速增长着，发展至今，果汁饮料已成为人们生活中必备的饮品之一。

而作为相对售价较高的浓缩果汁，它在饮料行业中所占数量并不大，主要被认为是许多国家的一种补品饮料。

从全球来看，由于浓缩果汁的售价较高，它主要集中在发达国家，中投顾问发布的《2010-2015年中国果汁市场投资分析及前景预测报告》显示，发达国家如美国、英国、法国、加拿大和澳大利亚等的浓缩果汁销量占全球总销售量的70%左右，澳大利亚人均消费11升，其销售量水平位居世界首位，而加拿大以人均消费9.6升仅次其后。

我国是浓缩果汁的生产大国，国内生产的浓缩果汁90%以上出口国外，尤其是年产量超过80万吨的浓缩苹果汁，占到全球产量的60%以上。

我国浓缩果汁出口市场的红火，主要归因于我国丰富的水果资源、近几年不断扩大的水果种植面积及大面积普及的种植技术等等。

另外，这些先进设备和现代加工技术的引进，保障了我国浓缩汁行业的整体质量，其出口也出现明显的增长。

当然，目前浓缩果汁市场仍然存在不少影响行业发展的因素。

周思然指出，首先，产能增长过快，原料基地建设不足。

随着果汁饮料的剧增，浓缩果汁的市场范围逐渐扩大，不少企业纷纷增加产能以应对急剧增长的市场，如此导致的结果是忽略了对原料基地的建设，原料果收购价格出现上涨，极大的压低了利润空间；第二，企业虽然引进了大量的先进设备，但在面临果汁生产过程中出现的质量等问题，企业配套的管理体系和技术、管理人才体系的建立尚未跟上。

另外，境外资本的侵入对我国浓缩汁企业也是一个极大的挑战。

目前，国内从事浓缩果汁加工的公司主要有国投中鲁、烟台北方安德利、三门峡湖滨、山西海升公司等等，随着我国果汁市场的日趋国际化，浓缩果汁加工也成为投资热点。

据悉，92年日本三菱公司与国投中鲁合资成立了鲁菱果汁有限公司，将中鲁变成了日本市场的后方生产基地。

当然，境外资金的看好也为我国浓缩果汁行业的发展提供了机遇。

2工艺设计

2.1全年生产安排

2.1.1选址

本设计是在通过市场调研，根据现有浓缩橙汁饮料厂的经验，在选址方面贯彻了饮料工厂选址“应远离重工业区，空气清新，水质清纯，环境幽雅无污染”的原则，其厂址选择设计在重庆市忠县。

作为我国长江三峡库区对外开放的城市，忠县在沿江开发开放整体隔局中，占据着重要的一席之地。

黄金水道长江横贯县内88公里，县城距重庆市水上距离245公里，每天有至上海、南京、宜昌、重庆的多艘货轮停靠，建有可以停靠2000马力以上船舶的码头5座，陆路形成以省道石遂公路为主干的五条出境公路，全县硬化路面250公里，实现乡乡通公路；穿境而过的沪蓉高速公路于2007年建成。

主要风向为东南风，厂址设在当地的规划区内，邻近环城高速公路，且区内有多条公路干线，属高新技术开发区，符合国家对西部地区发展的方针政策。

2.1.2生产时间安排

由于橙子原料生产具有很强的季节性，橙子消费也有较强的季节性。

原料的成熟季节开始为9月份。

生产中应该尽可能充分利用原料，减少产季原料的腐烂损失，同时也减少原来贮藏的费用。

该设计的工厂年生产日数为300天，每天生产2班，每天24小时连续生产。

2.2车间生产过程设计

根据浓缩橙汁饮料灌装工艺要求，需以下建筑物或构筑物。

（l）主灌装车间：

橙汁灌装流水线。

（2）原、辅材料库：

存放灌装橙汁饮料用的辅料及包装材料。

（3）浓缩橙汁原料库：

存放橙汁原料用。

（4）原料修整间:

橙子的榨汁、均质、脱气，调配间等。

（5）冷藏库：

冷藏成品。

（6）空压机房：

提供某些设备自动化控制所需的压缩空气及生产过程中的需求。

（7）更衣室、卫生间：

供车间工人使用。

（8）锅炉房：

提供生产所需要的蒸汽。

（9）配电室：

提供生产用电。

根据以上建筑物功能的区分和工艺要求，车间生产过程如图2---1所示

2.3生产工艺

收果与运输——原料的验收——橙子的预处理——清洗、分级——除油——压榨——过滤离心——脱气、调配——均质——第一次巴氏杀菌——树脂脱色——浓缩、冷却——批次罐指标调整——第二次巴氏杀菌——无菌罐装

2.4操作要点

2.4.1收果与运输

（1）橙子主要从当地收集，如果所需量特大也可从其他产地收集，收集的橙子不能是已放很久的，以免水分蒸发太多，影响原料利用率。

（2）橙子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。

缩短途中时间，按路程计算时间，尽量缩短中途停留时间，以免原料变质。

2.4.2原料的验收

每年4-5月份采购部与质检部到原料产区调查当年橙子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，原料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。

2.4.3橙子的预处理

步骤：

（初验合格的橙子）、称重计量，暂存。

初洗橙子在采收后表面常附有灰尘，碎叶等杂物，必须进行初步清洗，初步清洗有两个过程，水流输送清洗和提升机喷淋清洗。

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。

2.4.4清洗、分级

在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行橙子的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗并用含氯10～30ppm的清洗水喷淋后经清洁水冲洗。

通过分级机将果径小于30mm的果实剔除；40～60mm为一级（小果）；大于60～75mm为一级（中果）。

2.4.5除油

采用橙橘磨油机来除去果皮中的油，被喷淋水带走，通过离心分离出来。

2.4.6压榨

压榨所采用的是带式压榨机。

在压榨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。

如果霭要可以在一次压榨后的果渣加等量水浸溃后再进行二次压榨，可提高果汁出汁率，但在后期由于成熟度较高，增加的出汁率已无经济性可言，就取消这一步操作。

2.4.7过滤、离心分离

不同榨汁方式，应采用不同粗滤方法除去果汁中夹杂的果汁碎片、粗果肉颗粒、种子等，榨制机一般附有粗滤设备。

经粗滤的果汁立即送往精滤机进行精滤或者用离心分离方法分离果汁中细小的果肉颗粒。

应注意榨汁机和精滤机对果汁质地和风味产生的不利影响。

保持3%～5%的果肉含量，可使果汁具有良好色泽，浊度和风味。

2.4.8脱气、调配

橙汁脱气可以改进风味、色泽稳定性、防止营养成分损失，提高罐装均匀度和杀菌器效率等。

对含油量很低的橙汁，可在常温下进行真空脱气。

对含油量较高的甜橙汁，可以在脱气同时完成脱油，一般在用真空蒸发器在50℃～52℃下操作，这种情况下会蒸发掉果汁中约3%～6%的水分，甜橙油可脱除75%左右。

通常甜橙汁中宜保留0.015%～0.025%的甜橙油。

调配时可根据工艺要求添加维生素C、柠檬酸、蔗糖、海藻酸钠、苯甲酸钠苯等，使可溶性固形物含量在13%左右。

2.4.9第一次巴氏杀菌

通过以上工序后，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，因此要进行第一步巴氏杀菌。

杀菌的主要目的有三个，

（1）灭酶

（2）杀菌（3）淀粉糊化。

若杀菌不彻底，可造成致病菌残留、微生物腐败。

杀菌95℃，12s后，应立即降温至49-55℃，以方便下一步进行。

2.4.10树脂脱色

脱色的需要根据产品的色值来决定。

超滤后清汁由清汁罐泵入树脂柱，经过树脂的吸附作用进行脱色处理，根据脱色后清汁的检测指标，确定是否需要更换树脂柱再进行生产。

一般选用大孔吸附树脂HPD200L用于浓缩苹果汁的生产。

大孔吸附树脂能使果汁保持原有新鲜的滋味和香气。

2.4.11浓缩、冷却

本设计根据工厂实际，采用已有的降膜式蒸发器进行浓缩。

实践表明，采用降膜式蒸发器有很好的经济性。

将浓缩果汁通过板式换热器用冷却至5℃以下。

2.4.12批次罐指标调整

当批次罐果汁达到25t物料时，开始搅拌直到进料结束后40-60min止；批次罐进料约30t时做糖度检测，以便及时调整进料糖度。

停止搅拌后测糖度、色值、酸度（有要求时测）。

符合内控指标要求后，下发灌装通知单。

接到灌装通知单后，将浓汁通过罗茨泵输入巴氏杀菌板片进行杀菌。

2.4.13第二次巴氏杀菌

在灌装前必需经过巴氏杀菌，这是HACCP计划第三个CCP点，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。

此CCP点控制要求是杀菌后的果汁微生物指标:

细菌总数T.P.C<10个/mL，大肠菌群<3个/100mL，酵母/霉菌<10个/mL,致病菌不得检出。

在巴氏杀菌过程中要注意控制温度和保持时间，一般把果汁迅速置于97—98℃的高温，保持30s左右，然后迅速冷却到15℃-20℃，进入灌装工段。

2.4.14无菌灌装

后巴氏杀菌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。

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。

2.4.15后期处理

要求生产日期和批次号喷码定位准确，字体清晰。

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。

成品常温贮藏。

2.5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2-4感官要求

滋味、气味

透明蚀度

杂质

浓缩橙汁

具有橙子应有的滋味香气

透明清亮

无肉眼可见杂物

表2-5理化指标

项目

指标

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

3物料衡算

根据浓缩橙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。

物料衡算包括该产品的原辅料和包装材料的计算。

通过物料计算，可以确定各种主要物料的采购运输和仓库存储量，并对生产过程中所需设备提供计算依据。

物料衡算的依据是质量守恒定律，即进入生产系统的全部物料质量必须满足等于离开系统经过加工处理后所得，这样计算出原料和辅料的消耗定额，为下一步设备的计算提供条件和依据，还为劳动定员、生产班次、成本核算提供依据。

3.1物料衡算

所选用的原料为四川脐橙，出汁率为52.5%。

浓缩后所得的产品的体积为原汁的1/4.年工作日为300天，每天两班倒，24小时不间断生产。

则

日产量：

M1=30000t/300d=100t/d

班产量：

M2=

t/d

3.1.1各流程物料衡算

在处理过程中各流程的损失率和处理后量如下表1:

项目

损失率（%）

处理后量（日产量t）

原料检验

2

742.64

选果

3.2

704.49

清洗

0.2

703.08

除油

0.2

701.68

榨汁（除皮）

47.5

368.40

过滤、离心

0.8

367.28

脱气

0.3

364.34

调配

-10.339

402.00

均质

0.3

400.80

浓缩

75

100.20t

杀菌

0

100.20t

冷却

0

100.20t

无菌灌装

0.2

200

冻库贮存

0

200

注：

损失量指相对与上一步总量百分比。

计算过程如下：

无菌灌装后：

100t

冷却后：

100/（1-0.2%）=100.20t

杀菌后：

100.20t

浓缩后：

100.20t

均质后：

100.20t/（1-0.75）=400.80t

调配后：

400.80t/（1-0.3%）=402.00t

脱气后：

402.00t/（1+10.339%）=364.34t

过滤、离心后：

364.34t/（1-0.8%）=367.28t

榨汁后：

367.28t/（1-0.3%）=368.40t

除油后：

368.40t/（1-47.5%）=701.68t

清洗后：

701.68t/（1-0.2%）=703.08t

选果后：

703.08t/（1-0.2%）=704.49t

原料验收后：

704.49t/（1-3.2%）=727.78t

日消耗原料：

727.78t/（1-2%）=742.64t

所以计算所得原料量742.64t.

因此，日生产100t浓缩橙汁需要原料果橙约742.64t，

每班每天的原料处理量约742.64t/2=371.31t，

故年生产30000t浓缩橙汁需要原料果橙约742.64tX300=222791.10t.

3.1.2调配衡算

成分名称

添加量（%）

成分名称

添加量/kg

蔗糖

10

海藻酸钠

0.08

苯甲酸钠

0.036

维生素C

0.023

香料水

0.08

柠檬酸

0.12

总添加量

10.339

根据配方计算每天生产中调配时的所需的各种原辅料如下：

调配时，加入蔗糖：

402.00t×100/1000=40.200t

加入海藻酸钠402.00t×0.8/1000=0.321t

加入苯甲酸钠402.00t×0.36/1000=0.144t

加入维生素C402.00t×0.23/1000=0.092t

加入苯甲酸钠香料水402.00t×0.8/1000=0.321t

加入柠檬酸402.00t×1.2/1000=0.482t

3.1.3每天所需灌装利乐包用量和装箱用箱量：

（每包1000g，每箱12瓶）

检验前浓缩橙汁饮料量：

30000×106（设浓缩橘汁饮料密度为1.55g/ml）

则利乐包消耗量：

30000×106/1000=30000000个

检验损失0.1%，则合格瓶数量：

30000000×（1-0.1%）=29970000个

瓦楞纸箱消耗量：

29970000/12=24975000个

故：

利乐包每日消耗量：

100

×106/1000=100000个

瓦楞纸箱每日消耗量：

100000/12=8334个

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。

据每天的原料处理量约742.64t

每小时的原料处理量为742.64/24=30.94t

因此选择20t/h的FJJ-20水果分级机2台，其他设备选择方法相似，故在此不一一列出。

原料鲜橙压榨后得到浆汁，故每小时生产量为368.40t/24=15.35t

设备一览表

设备名称

设备型号

处理量

数量

功率

尺寸mm

生产厂家

提升机

BSJ-30

30t/h

2

4

根据需要设定

上海嘉迪机械有限公司

水果分级机

FJJ-20

20t/h

2

7

7000×1500×800

江苏科威机械有限公司

水果清洗机

CXY-20

20t/h

2

6.6

4000×1400×2500

江苏科威机械有限公司

橙橘磨油机

MYJ

1

1.5

3500×1000×2000

江苏科威机械有限公司

带式压榨机

TBP-10

20t/h

2

7.5

5000×3280×2450

上海沃迪机械有限公司

卧式螺旋卸料过滤离心机

7～20t/h

1

30-37

1600×2100×1450

真空脱气机

15000L/h

1

8

1750×1500×3500

上海科劳机械设备有限公司

配料罐

PZG-10000

10000L

1

直径1.8×3m

温州国乐机械制造有限公司

均质机

QGJJ-4/25

4t/h

4

30

1605×1200×1585

温州市强光轻工机械有限公司

列管式杀菌机

11t/h

2

15.5

7500×5100×2600

沈阳浩翔天宇机械设备有限公司

降膜式蒸发器

3600-20000Kg/h

1

上海加派机械科技有限公司

砖型纸盒饮料灌装机生产线

1500-2000盒/h

？

12

5980×2580×4318

河南南阳

5经济预算

（1）水费：

生产该浓缩橙汁年用水量为120万吨，加上生活用水估算为总用水2.03万吨，每年用水费用约1.5×220000=183万元。

（2）电费：

每天24个小时工作量，每年工作300天计算，加上生活用电和其他输送带电机等，则每年用电总量：

85000000kw.h，则每年用电约为0.52×85000000=586万元

（3）原料及包装材料费用：

每年需要脐橙222791.10吨，每吨价格为700元

白糖40.200吨，每吨价格为4500元

其他原料费用，1800万元

PE膜0.8万吨，每吨的价格为3000元

包装箱费用:

920万元

原料运输等其他费用：

5000万元

所以总价格为：

222791.10×700+40.200×4500+18000000+8000