年产8000吨菠萝罐头工厂设计.docx
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年产8000吨菠萝罐头工厂设计
年产8000吨糖水菠萝罐头工厂设计
1、项目论证
1.1产品选择
罐头食品是中国众多食品中最先打入国际市场、产品质量较早与国际接轨的一种商品。
罐头行业是中国传统的出口产业，也是目前食品工业最重要的出口产品。
中国已经成为世界主要的罐头生产和出口国之一。
进入21世纪以来，在国内外市场需求拉动下，中国罐头行业呈现出持续稳定增长的态势。
水果罐头在保存鲜度和营养方面得天独厚，仅次于现摘水果，并对新鲜水果的味道进行了大幅度的改善。
水果罐头不仅果肉好吃，水果的本色本味完全融入到糖水中，罐头水的风味甚至比果汁还要浓郁。
菠萝营养价值高，是天然的绿色保健食品，是我国在国际市场上极具竞争力的水果，因此确定糖水菠萝罐头为该厂主产品之一。
1.2产品介绍
菠萝原名凤梨，原产巴西，16世纪时传入中国，有70多个品种，岭南四大名果之一。
菠萝含用大量的果糖，葡萄糖，维生素A、B、C，磷，柠檬酸和蛋白酶等物。
味甘性温，具有解暑止渴、消食止泻之功，为夏令医食兼优的时令佳果。
有如下营养价值：
（1）菠萝含有一种叫“菠萝朊酶”的物质，它能分解蛋白质，溶解阻塞于组织中的纤维蛋白和血凝块，改善局部的血液循环，消除炎症；
（2）菠萝中所含糖、盐类和酶有利尿作用，适当食用对肾炎，高血压病患者有益；
（3）菠萝性味甘平，具有健胃消食、补脾止泻、清胃解渴等功效。
菠萝果实营养丰富，果肉中除含有还原糖、蔗糖、蛋白质、粗纤维和有机酸外，还含有人体必需的维生素C、胡萝卜素、硫胺素、尼克酸等维生素。
以及易为人体吸收的钙、铁、镁等微量元素。
菠萝果汁、果皮及茎所含有的蛋白酶，能帮助蛋白质的消化，增进食欲；医疗上有治疗多种炎症、消化不良、利尿、通经、驱寄生虫等效果，对神经和肠胃有一定的医疗作用。
菠萝果实营养丰富，果肉中除含有还原糖、蔗糖、蛋白质、粗纤维和有机酸外，还含有人体必需的维生素C、胡萝卜素、硫胺素、尼克酸等维生素。
以及易为人体吸收的钙、铁、镁等微量元素。
菠萝果汁、果皮及茎所含有的蛋白酶，能帮助蛋白质的消化，增进食欲；医疗上有治疗多种炎症、消化不良、利尿、通经、驱寄生虫等效果，对神经和肠胃有一定的医疗作用。
据调查，2003~2009菠萝罐头的产量及销售量均逐年递增。
近年来，由于泰国、印尼等菠萝主产国遇自然灾害导致菠萝失收，导致国际市场菠萝供不应求的紧张状态，从2007年3.4月份以来，大量的订单开始涌向中国，菠萝罐头价格一路上升，中国菠萝生产产量供不应求。
1.3厂址选择
建厂地址选在广东省湛江市雷州半岛，其主要优势有：
（1）适宜的气候条件。
湛江地区地处中国大陆最南端，属热带季风性湿润气候区，气候及土壤等自然资源非常适合菠萝种植，是全国菠萝最大产区，年产菠萝占全国产量的一半。
由于菠萝制成罐头后仍能保持原来鲜果的风味，因而使湛江菠萝罐头成为国际市场的畅销产品。
（2）便利的交通条件。
湛江市近代兴起的一座海滨城，是中国首批对外开放的沿海港口城市之一。
湛江便捷的公路、铁路、海运为产品的销售提供了有力的保证。
产品70%出口，远销欧美、俄罗斯、中东、澳洲、及亚洲、韩国、日本等40多个国家，30%的产品销往国内高端市场。
（3）合理的资源利用。
当地种植大量的菠萝，一部分销往外地，其他部分由于一些因素导致无法及时出售。
罐头是食品中非常常见的一种保藏方式，将无法及时销售掉的菠萝制作成罐头不但没有浪费资源，反而提高了产品的价值。
当地果农还可以在平时到工厂工作，也增加了当地人们的经济收入。
（4）环境良好。
该厂位于广东省湛江雷州市，空气水源的污染相对较少，有利于罐头食品的生产。
（5）政府的支持。
近年来，湛江检验检疫局积极采取多种举措扶持湛江出口菠萝罐头加工产业的发展。
该局严格按食品生产加工的有关标准积极指导企业规划建厂，帮助企业建立和完善相关的质量和卫生安全管理体系，对出口菠萝罐头加工企业实行卫生注册管理。
湛江检验检疫局定期派出检验检疫工作人员深入菠萝罐头加工生产车间进行监管，主动帮助企业解决生产过程中的质量控制、质量管理、卫生消毒、加工工艺、包装储存等方面的技术难题，并对生产全过程实施了电子视频监管，从生产各个关键环节确保菠萝罐头的卫生质量安全。
湛江检验检疫局还注重从生产源头抓质量，积极引导菠萝罐头加工企业推广“公司+基地+标准化”的现代农业生产管理模式，对菠萝的种植过程进行病虫害防治及药残检测技术指导，加强菠萝鲜果进厂时农药残留的检测监管。
2产品确定
该厂主要以生产菠萝罐头为主，菠萝生产通常有4个采收季节：
春果，4～5月成熟；正造果（夏果）6～7月成熟；秋果，10～11月成熟；冬果，12月～翌年1月成熟。
产果期长，便于工业化生产。
其中4、5、6、7、10月为旺季（3班制），工作日为120d,11、12月为中季（2班制），工作日为35d，1月为淡季（一班制），工作日为15d。
设备大修时间为10d，故总工作日为160d。
则
平均日产量q日=Q/t=8000t/（120+35+15-10）d=50t/d
班产量q班＝Q／k﹙3×t1＋1×t2＋2×t3﹚=8000/0.75×（120×3+35×2+15×1）=23.97t/班
式中Q—年产量8000tk—设备不均匀系数，k＝0.75
年产8000吨糖水菠萝罐头工厂产品方案
产品名称
每年量
班产量
1
月
2
月
3
月
4
月
5
月
6
月
7
月
8
月
9
月
10月
11月
12月
菠萝罐头
8000t
23.97t
3、工艺设计
3.1工艺流程图
原料选择→清洗→分级→切端→去皮→捅心→修整→切片→二次去皮与分
选→预抽装罐→排气密封→杀菌→冷却→贴标→喷码→玻璃罐成品
3.2操作要点
3.2.1原料选择
菠萝是重要的罐藏和果汁原料其罐藏品的风味比鲜食更好。
罐藏制品有圆片、扇块、碎块等。
原料要求果形大而呈圆筒形，果实的果形指数应大于1，最好为1.5，果实的锥比度接近1，以在0.95-1.05之间为好；果心小而且居于中心，果眼浅，无损伤，无缺陷；果肉金黄色，组织紧密，孔隙率小；风味浓，香气足，糖酸比适宜；果实在充分成熟时才能达到最好的风味和品质，故应在成熟时采收，不但能提高制品质量，而且能提高制品质量，而且还能获得较高的产量，但需尽快加工。
菠萝的罐藏品种有无刺卡因、沙涝越。
另外，巴厘、红色西班牙、皇后等亦可用作罐藏。
3.2.2清洗
果实浸入清水，洗净外表附着的泥沙和杂质。
3.2.3分级
按果实横径以分级机分成四级。
常用的有振动式和滚筒式的两种。
振动式分级机适合于体积较小、质量较小的果蔬的分级。
滚筒式分级机有单级式和多级式两种，所谓单级式就是只分大小两级，而多级式的则可分为若干等级。
滚筒式分级机适合于体积较小的圆形果蔬的分级。
3.2.4切端、去皮、捅心
切端、去皮、捅心该项工艺用菠萝联合加工机进行。
以菠萝联合加工机削去外皮（皮经刮肉机刮肉）切去两端、捅除果心，各级果实去皮，捅心规格如下：
果实横径（毫米）去皮刀筒口径（毫米）捅心筒口径（毫米）
85～946218～20
95～1087022～24
109～1208024～26
121～1349428～30
3.2.5修整、切片
去皮捅心后的果肉，经检查并用利刀消除伤疤及腐烂部分，再淋洗一次。
修整切片削去残皮烂疤，修去果目，用清水淋洗一次，用单片切片机将果肉切成10～16毫米厚的环形片。
对不合格的果片或断片可切成扇形或碎块，但不能有果目、斑点或机械伤。
3.2.6二次去皮与分选
将片形完整、不带果目、斑点等缺陷的片选出装罐，凡带有青皮、果眼及片边缘带有斑点、机械损伤的片应选出，经二次去皮机去皮：
圆片直径/mm二次去皮刀筒径/mm
7052
8062
9470
9480
3.2.7预抽装罐
预抽装罐将果片放入预抽罐内，加入1.2倍的50℃左右的糖水，在80KPa下抽空25分钟；有条件的可用真空加汁机抽空，效果更佳。
装果片300克，加糖水100克。
空罐经拣除锈罐、变形罐，再用90℃以上热水清洗消毒，沥干水分。
装罐时控制糖水浓度14％～18％，装罐时的糖水温度为90℃以上。
按产品标准要求，剔除变色、软烂、斑点和病虫害等不合格果。
并按大小、成熟度分开装罐。
每一罐中要求大小、色泽、形态大致均匀。
有个数要求者，应控制每罐装入个数。
每罐装入果实重量，应根据开罐固形物要求，结合原料品种成熟度等条件，通过试装决定。
每罐装入糖水量，一般控制在比规定净重稍高，防止果肉露出液面。
各种罐型的装罐量如下表：
表1装罐量（g）
罐号
净重
果肉
糖水
8113
567
380~395
172~187
9121
850
570~590
260~280
7110
425
285~300
125~140
3.2.8排气
食品装罐后、密封前应尽量将罐内顶隙、食品原料组织细胞内的气体排除，这一排除气体的操作过程就叫排气。
排气是罐头生产必不可少的一道工序，通过排气，不仅能使罐头在密封、杀菌冷却后获得一定的真空度，而且还有助于保证和提高罐头的质量。
排气的主要作用可归为以下几点：
（1）防止或减轻罐头在高温杀菌时发生容器的变形和损坏
（2）防止需氧菌和霉菌的生长繁殖
（3）有利于食品色香味的保存
（4）减少维生素和其他营养素的破坏
（5）防止或减轻罐头在贮藏过程中罐内壁的腐蚀
（6）有助于“打检”，检查识别罐头质量的好坏
罐头食品之所以能长期保存而不变质，除了充分杀灭了能在罐内环境生长的腐败菌和致病菌外，主要是依靠罐头的密封，使罐内食品与外界完全隔绝而不再受到微生物的污染。
为保持这种高度密封状态，必须借助于封罐机将罐身和罐盖紧密封合，这就叫密封或封口。
显然，密封是罐头生产工艺中极其重要的一道工序。
罐头密封的方法和要求视容器的种类而异。
排气中心温度不低于80℃；密封时抽气真空度为0.03MPa。
3.2.9杀菌、冷却
杀菌是罐头生产过程中的重要环节，可谓是决定罐藏食品保存期限的关键。
因为罐藏食品的原料大都来自农副产品，不可避免会感染上许多微生物，这些微生物有的能使食品成分分解变质，有的能使人体中毒，轻者引起疾病，重者造成死亡，在原料经过预处理装罐排气密封后必须进行杀菌。
罐头的杀菌顾名思义是通过加热等手段杀灭罐内食品中的微生物，但罐头的杀菌不同于微生物学上的灭菌。
微生物学上的灭菌是指绝对无菌，而罐头的杀菌只是杀灭罐藏食品中能引起疾病的致病菌和能在罐内环境中生长引起食品败坏的腐败菌，并不要求达到绝对无菌。
罐头加热杀菌后应迅速进行冷却，因为热杀菌结束后的罐内食品仍然受着热的作用，如不立即冷却，罐内食品会因长时间的热作用而造成色泽、风味、质地及形态等的变化，使食品品质下降；同时，不急速冷却，较长时间处于高温下，还会加速罐内壁的腐蚀作用，特别是对含酸高的食品来说；较长时间的热作用为嗜热性微生物的生长繁殖创造了条件。
冷却的速度越快，对食品的品质越有利。
以下是不同罐型的菠萝杀菌公式：
7110#杀菌公式为5—（15—20）／100℃；
8113#杀菌公式为5—（20—25）／100℃；
912#杀菌公式为5—（25—30）／100℃；
菠萝罐头应用反压降温，杀菌后立即冷却至38℃。
3.2.10贴标
检验入库将冷却好的罐头擦净保温一周，将合格者贴标入库储存待销。
3.3产品质量指标
果肉呈淡黄色或金黄色，色泽较一致；糖水较透明，允许存在少量不引起浑浊的果肉碎屑；具有成熟菠萝制成的糖水菠萝罐头应有的风味，甜酸适度，无异味；果块完整，软硬适中，切削良好，圆周完好；果肉重不低于净重的54%；糖水浓度14%-18%。
3.4说明及注意事项
（1）果实分级可根据原料品种及生产品种要求，调整级距及去皮刀和捅心筒口径。
（2）不符合制圆片的断裂片及小片，供制块状。
（3）菠萝皮经刮肉机刮取附着于内皮的果肉，第一次刮下的果肉供制菠萝米罐头，第二次刮下的果肉供制菠萝汁。
（4）菠萝肉组织中空气较多，有的品种果肉组织松，装罐困难。
采取装罐真空度在86638Pa以上的条件下抽空10s再密封，可解决装罐固形物及净重不足，并可提高产品质量。
（5）菠萝果肉中含有一种分解蛋白质的蛋白酶，生产过程直接接触果肉的工人，必须戴橡胶手套。
（6）毛里求斯、菲律宾等品种，原料含酸量较低，应在糖水中加入0.1%-0.3%的柠檬酸。
4、物料衡算
每班8小时，则每小时生产量=23.97/8（t/h）=2.3（t/h）
每小时生产罐数=2.3（t/h）/567g=4056（罐/h）
4.1糖酸比
（1）糖液量
①糖水的配制主要是蔗糖，通常称为砂糖。
要求糖水清晰透明、无沉淀、
无浑浊，糖的甜度纯，无异味。
②配制方法本次生产常用直接配制法
③装罐时所需糖液浓度的计算
一般根据水果种类、品种和产品等级而定，并可结合装罐前水果本身可溶性固形物含量，每罐装入果肉量及每罐实际注入的糖水液量，按下式进行计算:
Y=（W3Z-W1X）/W2
W1－每罐装入果肉量（g）；W2－每罐装入糖液量（g）；W3－每罐净重（g）；
Z－要求开罐时糖液浓度（％）；X－装罐前果肉的糖含量（％）；Y－注入罐的糖液浓度（％）
选用罐号8113每罐标准：
W3=567gZ=16%W1=382gX=8%W2=185g
由以上公式解得，Y=32.5%所以需糖量=185×32.5%=60.2g
每小时生产4056罐，既需要244.2kg。
每班需要1953.6kg
（2）柠檬酸的计算
一般根据下式计算
m2=m1（Z-X）/Y
m1——罐头的净含量（g）；m2——需添加的酸含量（g）
Z——要求调整的酸度（%）；Y——柠檬酸的质量分数（%）；
X——调整前原果肉的酸含量（%）
原果肉酸度根据资料X=0.9%；罐头的净含量m1=567g；要求糖酸比为13：
1则要求调整的酸度Z=16%/13=1.231%；设定柠檬酸的浓度为10%。
则
由以上数据和公式算得需添加的酸含量m2=18.71g所以每罐需加入柠檬酸1.871g。
每小时生产4056罐，即需要7.59kg。
每班需要60.72kg。
糖水
要求
柠檬酸
要求
每罐装入果肉量（g）
567
每罐装入果肉量（g）
567
每罐装入糖液量（g）
185
每罐装入糖液量（g）
185
要求开罐时糖液浓度（％）
12—16
取16
要求开罐时糖酸比
13:
1-17:
1
取13:
1
装罐前果肉的糖含量
（％）
8—14
取8
装罐前果肉的酸含量（%）
0.9-1.0
取0.9
注入罐的糖液浓度（％）
32.5
注入罐的酸液浓度（％）
13
每罐需加入的糖（g）
60.2
每罐需加入的酸（g）
1.871
注入糖液损失0.3%，则每小时实际需糖液185×4056÷（1-0.3%）t=0.753t
4.2物料衡算图
物料衡算以每小时产量为标准进行计算，物料平衡图如下：
原料菠萝（4784.2kg/h）
↓霉烂果、病虫果、机械损伤等损失-3%
合格菠萝原料（4640.7kg/h）
↓去皮、去芯、切块原料利用率33.73%
合格菠萝块（3075.4kg/h）
↓装罐损失-0.5%
装罐（1559kg/h4081罐）
↓每罐添加糖水约185g；操作损失-0.3%
排气密封（2307kg/h4068罐）
↓封口失误-0.1%
杀菌、冷却（2305kg/h4065罐）
↓出现胖听等现象损失-0.2%
保温检验进仓（2300kg/h4056罐）
↓几乎无损失
合格产品（4056罐）
↓装箱（每箱12罐）
出厂产品（338箱）
5设备选型
5.1菠萝去皮捅心机
本设备系菠萝加工设备,菠萝通过本机可以完成去皮,捅心两道工序,以得到圆柱形菠萝果筒;操作简单,易于维修,场地占地面积小;根据物料衡算，每小时需要处理原材料4784kg，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为4784/0.8=5980kg/h,选择去皮机得生产能力为1.0t/h，所以选择6台该型号的去皮捅心机。
主要技术参数：
型号
尺寸
功率
产能
数量
四道菠萝通芯去皮机
1200×700×1300mm
2.2kw
0.3-1t/h
6台
5.2菠萝切块机
一个菠萝的质量约1000g，即1kg。
每小时需处理原料为4784kg,大约每小时需处理4800个菠萝。
机子的生产能力为30-60个/分钟，选择的机械产能至少比产量大20%，则设备的产能至少为4800/0.8=6000个/h，即100个/min,因此需要2台机子。
主要技术参数：
型号
JM-BKJ
电机功率
0.75kw
外型尺寸
1400×500×1300mm
生产能力
30－60个/min
所需数量
2台
5.3预煮锅
设计合格菠萝块产量为3075.4kg/h，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为3075.4/0.8=3844.3kg/h，因此需要2台机子。
主要技术参数：
名称
螺旋预煮机
生产能力
1~2t/h
预煮水温
85~90℃
外形尺寸
6500*1200*1700mm
预煮直径
850mm
数量
1
5.4空罐清洗机
该机将空罐通过磁带式翻罐装置，翻罐后对罐内壁直接喷水冲洗，并可配上吹气装置将空罐冲洗干净，以符合食品的卫生要求。
机子的生产能力为30-165罐/分，根据物料衡算要求每小时需约4081只罐，则要求设备的产能至少为4081/0.8=5102只罐/h，即86罐/min,故需要1台。
主要技术参数：
型号
GT6B6
外形尺寸
1900×1100×1200mm
适用罐径
Φ52～105mm
生产能力
30～165罐/分
功率
1.5kw
重量
350kg
所需数量
1台
5.5高速溶糖罐
生产中每小时需要糖液量为753kg,即可计算出每班的需要糖液量为753*8=6024kg。
糖液密度约2.5g/ml,即得每班应配置糖液的体积为6024/2.5=2409.6L,故需要2台。
主要技术参数：
类型
高速溶糖罐
工作温度
≤100℃
型号
JP12
功率
5.5kw
容积
2000L
重量
780
搅拌转速
90r/min
外形尺寸
3000*1800*3150mm
所需数量
2台
5.6菠萝装罐机
根据物料衡算每小时装罐4081个罐，则要求设备的产能为4081/0.8=5102罐/h，即86罐/min,需要1台。
主要技术参数：
型号
GT4N12-FGJ250
生产能力
80-220罐/min
灌装头数
12
功率
4kw
封罐头数
4
重量
3500kg
适用罐径
52-99mm
外形尺寸
2800×1600×1900mm
灌装容量
100-750ml
所需数量
1台
5.7加汁机
供实罐封罐前加汁用，糖水菠萝罐头生产中要求灌装5396罐/h，即要求加汁机达5396/60/0.8=113罐/分。
根据物料衡算需要1台。
主要技术参数：
型号
JZJ
外形尺寸
3800*600*1500
罐型直径
40-150mm
生产能力
40-200罐/分
罐型高度
50-180mm
所需数量
1台
功率
0.75kw
5.8排气设备
由山东瑞帆果蔬机械科技有限公司提供的罐头排气箱利用蒸汽加热，使实罐内的空气受热膨胀，使罐内中心温度达到80摄氏度以上，最终达到实罐排气的目的，使封罐后的罐内真空度达到所需要求。
为罐头生产配套设备，操作简单方便。
此设备选用1台。
主要技术参数：
类型
罐头排气箱
品牌
山东瑞帆
电压
380V
外形尺寸
6000*800*1400mm
功率
0.75kw
5.9封罐机
该机为集预封、封口于一体的全自动真空封口。
本机性能稳定、结构紧凑、操作方便，更换罐型简单，是各罐头、饮料厂家的理想设备。
根据物料衡算每小时装罐4068个罐，选择的机械产能至少比产量大20%，则要求每分钟85罐，则需要1台。
主要技术参数：
型号
尺寸
功率
重量
生产能力
数量
TP-300
1700×1500×1900mm
2.2kw
2100kg
80-100罐/分
1台
5.10水浴式连续杀菌机
装封后的罐头经提升机进入本机的输送带，罐头由横变竖，杀菌主机进罐端有一个接近开关，当速度匹配合适后，输送带上被倾倒的罐头一个接一个被运进，当把头的第一个罐头被接近开关感应后会使电磁牵铁动作，牵铁拉动推杆，将整排的罐头推到杀菌机的托辊上，托辊在主电机的带动下，将罐头运到已加热好的热水槽中进行杀菌。
热水槽中有多排蒸汽加热管，并有两个装好的测温探头，分别测定高、低温度。
当水温低于杀菌的设定温度时，蒸汽电磁阀打开加热；高于设定的杀菌温度时，电磁阀关闭。
冷却槽的水必须是冷水，才能使罐头冷却。
冷却水一般是用自来水并进行循环。
取链带速度为0.8m/min,8113#杀菌公式为5—（20—25）／100℃,升温加恒温时间t=5+20=25min,则0.8*25=20m,罐子直径为84mm,则每分钟可杀菌20000/84=238罐，故选择1台。
主要技术参数：
型号
BWLS型水浸式连续杀菌机
杀菌温度
＜100℃
外形尺寸
9.06*2.48*18.35m
蒸汽压力
0.4Mpa
生产能力
100-400罐/min
所需数量
1台
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