年产吨天然橙汁工厂设计.docx
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年产吨天然橙汁工厂设计
食品工厂课程设计
题目:
年产2000吨天然橙汁工厂设计
学院:
海洋学院
专业班级:
食品071
学生姓名:
彭娟
学号:
040711120
指导教师:
陈忆凤
2010年12月13日
1.绪论
1.1项目论证
我国是世界最大的水果、蔬菜生产国之一。
2000年,全国水果产量过8000万吨,蔬菜4亿吨,其中,苹果、梨、柑橘、香蕉、葡萄5大品种占76.81%。
从“碳酸饮料—饮用水—茶饮料—果汁饮料”的发展过程中可以看出,一代比一代更符合健康的要求。
碳酸饮料口感较好,但几乎不考虑健康功能;饮用水的健康功能更多的是控制、剔除有健康隐患的物质;茶饮料在饮用水的基础上又增加了茶的功能,开始具有绿色食品的特征;果汁饮料,尤其是纯果汁含有丰富的天然营养成分,几乎等同于水果的健康功效。
随着人们保健意识的提高,果汁饮料将成为日常饮品。
果蔬生产一般有旺季和淡季之分,由于果蔬产品含水率很高(一般为50%一95%),旺季收获后若不及时处理,在微生物作用下极易腐烂变质。
发达国家比较重视产后加工技术,产品损耗率一般控制在5%一20%之间;我国由于产地交通不便及加工技术的限制,产后损失相当严重,通常超过30%。
在淡季,果蔬产品市场供应困难,需要解决“旺贮淡供”的要求,这就为果蔬汁深加工的进一步发展提供了可能。
世界果蔬汁饮料销售量历年成倍增长,成为世界各类软饮料中增长最快的品种。
多年来世界果蔬汁贸易都以橙汁为主,其次是苹果汁、菠萝汁、葡萄汁、柠檬汁、西番莲汁。
根据《我国食品工业“九五”计划和2010年远景目标》分析,全国果蔬汁饮料总产量2010年将达到1600万吨,是仅次于碳酸饮料的饮料大类,也是我国食品工业中发展最快的行业之一。
我国浓缩汁为苹果为主,目前我国果汁加工形成的大品种有苹果、芒果、山植等,而国际市场上占主导地位的橙汁、菠萝汁产量却很小。
因此建立年产2000吨天然橙汁生产基地前景广阔。
1.2厂址的选择
温州市柑橘、脐橙类产品产地集中,区域种植规模大,并形成特色产区,为发展大规模集中加工贮运提供了条件。
而且交通方便,便于原料的引入和产品的输出。
2.项目概论
2.1产品方案及班产量的确定
2.1.1依据
根据设计要求,拟建厂为年产2000吨天然橙汁的产量,主要原料为温州蜜柚,生产期分为旺,淡两季,每天生产班次为:
淡季一班,旺季三班,夏季7,8,9月是生产旺季,工作日为90天;1,3,4,5,10,11,12为淡季,工作日为175天;余下100天为节假日和设备检修日。
预期设定的新建的天然橙汁工厂生产能力:
年产量Q=2000t
全年生产天数:
T=t(旺)+t(淡)=90+175=265d
班产量q(班)=Q/k(3t(旺)+2t(中)=5.99t/班
2.1.2要求
考虑产品的季节性,使产品的产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡,实现经济运行,合理生产。
2.1.3产品方案
主产品方案表
产品名称
年产量∕t
班产量∕t
一月
三月
四月
五月
七月
八月
九月
十月
十一月
十二月
天然橙汁
2000
5.99
3.工艺流程及论证
3.1工艺流程
原料验收
↓
清洗、分级
↓
压榨
↓
过滤
↓
调整混合
脱气去油
↓
巴氏杀菌
↓
灌装
↓
冷却
↓
成品
3.2操作要点
3.2.1压榨
整个预先分级的柑橘被送入榨汁机处理。
水果进入喂料斗,被喂料系统一次一个接收。
两个相反的循环链由水果加工杯组成,这些杯子就是联接喂料系统并从喂料系统中接受整个水果的。
杯子先被分半刀片分成两部分。
再将分半的水果送入取汁工作区,从半个水果中取汁的原理就像家用手工榨汁机。
取完汁的果皮被从杯中排出,再接收新的水果进行新一轮的循环。
3.2.2调整混合
经筛滤之后的果汁送入不锈钢制的大型搅拌槽中进行品质调整。
方法时先分析其含糖量及含酸量,加入一定量果汁中搅拌均匀。
3.2.3脱气
原料果汁本身含氧,在提汁、调配、输送、过滤时,果汁与空气接触,会引起空气的二次混入。
不仅破坏Vc,还会与果汁中各种成分反应,使香气、色泽发生劣变。
故应采用真空脱气法脱气。
柑桔汁经脱气后应保持精油含量在0.15-0.025%之间,脱油和脱气可设计成同一设备;
3.2.4杀菌
柑橘汁中的微生物来自榨汁时的果皮、机械设备及外来混入及二次加工品中的蔗糖、柠檬酸等的带入。
目前大部分柑橘汁饮料均采用瞬时巴氏杀菌法。
巴氏杀菌条件为在15-20分钟内升温至93-95℃,保持15-20分钟,降温至90℃,趋热保温在85℃以上灌装于预消毒的容器中
3.2.5灌装
装罐(瓶)后的产品应迅速冷却至38℃。
无菌纸包装。
三个基本条件:
果汁无菌、包装材料无菌和包装环境无菌。
灌装后的成品冷却入库。
4.物料衡算与主要设备选型
4.1糖酸比
数据说明:
(1)温州蜜柚果汁含糖度9.0BX以上,可滴定酸度含量0.7%以上,维生素C含量20mg/100g以上,灰分含量0.2%以上,糖酸比12.5最好,实际生产可在13.0~17.0之间
(2)果汁原料特性:
温州蜜柚可溶性固形物含量9BX,可滴定含量0.7%
糖酸调整与混合:
一般果汁的糖酸比在(13-18):
1为宜,这里选为14.
通过补充浓糖液调节糖度。
W(B-C)
X=————————
D-C
D------浓糖液的质量分数50%
W-----调整前果汁质量1kg
C-----调整前果汁含糖量C=9BX
B-----调整后果汁含糖量B=15BX
计算得需补加浓糖液质量X=17BX
通过补充柠檬酸液调节酸度。
W(B-C)
X=————————
D-C
D------浓糖液的质量分数65%
W-----调整前果汁质量1kg
C-----调整前果汁含糖量C=0.7%
B-----调整后果汁含糖量B=0.9%
计算得需补加柠檬酸液质量X=0.3%
综述:
最终糖酸比15:
0.9=16.7符合要求
4.2生产损耗一览表
项目
损失量%
清洗分级
坏橘-6.66%
压榨过滤
橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2%
调整
浓糖液+17%柠檬酸液+0.3%
脱气
0.3
杀菌装罐
0.2
4.3物料衡算:
由年产量计算得到橙汁生产的班产量为5.99t∕班(取6000kg/班),每班按5小时计算得每小时生产天然橙汁1200kg∕h设原料每班处理量为M
则果汁的量为M(1-6.66%)(1-24.74%)(1-4.3%)(1-6.2%)(1+17%)(1+0.3%)(1-0.3%)(1-0.2%)=6000kg/班解得M=8204kg/班
故
(1)原料处理量为8204kg/班
(2)清洗、分级:
取损耗率为坏橘-6.66%,则清洗分级后产量为
8204kg/班×(1-6.66%)=7658kg/班
(3)压榨过滤:
取损耗率为橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2%,则压榨过滤后产量为7658kg/班×(1-24.74%)×(1-4.38%)×(1-6.21%)=5169kg/班
(4)调整混合:
补充浓糖液+17%柠檬酸液+0.3%,则调整混合后产量为5169kg/班×(1+17%)×(1+0.3%)=6030kg/班
(5)脱气去油:
取损失率为-0.3%,则脱气去油后产量为
6030kg/班×(1-0.3%)=6012kg/班
(6)杀菌灌装:
取损失率为-0.2%,则杀菌灌装后产量为
6012kg/班×(1-0.2%)=6000kg/班
物料衡算图
原料1640.8kg∕h
↓
-6.66%清洗、分级1640.8kg∕h
↓
-24.74%-4.3%-6.2%压榨过滤1531.6kg∕h
↓
+17%+0.3%调整混合1033.8kg∕h
↓
-0.3%脱气去油1206kg/h
↓
-0.2%杀菌灌装1204.5kg∕h
↓
冷却1200kg∕h
↓
成品1200kg∕h
5.设备选型
1.洗果机
冲浪式洗果机具有清洗净高、节能节水、设备稳定可靠等特点。
根据生产能力1640.8kg/h,选用江苏科威机械制造有限公司生产的冲浪洗果机设备
主要技术指标如下表所示。
项目
技术指标
型号
CXJ-2
生产能力
2t∕h
配用功率
2.75kw
外形尺寸
2500mm×900mm×1600mm
2.选果机
该设备适用于球形或长圆形果蔬的选果挑选。
根据生产能力1531.6kg/h,选用江苏科威机械制造有限公司生产的滚杠式选果机
项目
技术指标
型号
CXJ-3
生产能力
1-3t∕h
配用功率
0.55kw
外形尺寸
3000mm×700mm×900mm
3.榨汁机
此系列榨汁机应用于桔子葡萄柚、柠檬和柑橘,水果尺寸范围3.8cm~15.24cm根据生产能力1531.6kg/h.产品按250g/个来计算。
则每分钟处理量为1531600/250/60=102个水果/分钟。
故选用江苏科威机械制造有限公司生产的切半式榨汁机:
主要技术指标如下表所示。
项目
技术指标
型号
BZJ-型
处理能力
280-330个/min
配用功率
7.5kw
外形尺寸
1500mm×1200mm×2000mm
4.过滤设备
本机为不锈钢多层板框式过滤机,适用于浓度50%以下粘度较低、含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯灭菌,澄清等精滤半精滤要求
根据生产能力1033.8kg/h,选用温州飞越机械设备公司生产的板框式过滤机:
主要技术指标如表所示。
项目
技术指标
名称
板框式过滤机
滤板直径
DL-150
流量
1.5t/h
层数
10
配用功率
0.75kw
设备重量
156kg
外形尺寸
800mm×600mm×500mm
5.脱气设备
根据生产能力1206kg/h,故选用江苏科威机械制造有限公司生产的真空脱气机:
主要技术指标如下表所示。
项目
技术指标
型号
TQ-0.5
生产能力
2.5t∕h
真空度
-0.08—-0.0906
配用功率
2.2kw
外形尺寸
1000mm×650mm×1600mm
6.杀菌设备
根据产能1204.5/h,选用靖江市艾利特食品机械公司生产的列管式杀菌器:
主要技术指标如下表所示。
项目
技术指标
型号
Sj-2
生产能力
2t∕h
蒸汽压力
-0.08—-0.0906mpa
出料温度
60-90
外形尺寸
1450mm×615mm×1250mm
7.灌装设备
该机为半自动活塞式膏体灌装机,适用于医药。
日化、食品农药等行业根据产能1204.5kg/h
设产品密度为p=1g/ml瓶装容量为250-500ml,取V=250ml/瓶则10瓶/min=10瓶×250ml/瓶×1g/ml×3600h=9000kg/h>=1204.5kg/h
主要技术指标如表所示
项目
技术指标
名称
BR130
电源
1.28m2
功率
10w
气压
0.4-0.6MPa
灌装速度
10-30瓶/分钟
灌装精度
《+/-1%
可选机型
50-500ml
主要生产设备一览表
序号
主要设备名称
型号
台数
1
冲浪式洗果机
CXJ-2
1
2
滚杠选果机
GXT-3
1
3
切半式榨汁机
BZT型
1
4
板框过滤机
DL-150
1
5
贮罐
1
6
真空脱气机
TQ-0.5
1
7
离心泵
3
8
列管式杀菌器
SJ-2
1
9
液体灌装机
1
6.工厂设计
6.1厂址选择
项目的厂址选择不仅关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济结构、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题,还直接或间接地决定着项目投产后的生产经营和经济效益。
厂址选择的原则:
1.符合国家方针政策、行业布局、地方规划等;
2.要有充足可靠的水源,水质应符合国家《生活引用水卫生标准》;
3.要有良好的卫生环境,厂区周围不得有有害气体、粉尘和其他扩散性污染源,不受其他烟尘及污染源影响(包括传染病源区、污染严重的河流下游)。
4.要有良好的工程地质、地形和水文条件,地下避免流沙、断层、溶洞;要高于最高洪水位;地势宜平坦或略带倾斜,排水要畅。
5.要有方便的交通运输条件。
6.注意节约投资及各种费用,提高项目综合效益。
6.2总平面布置
(1)全厂总长96m,宽78m,总面积为7488㎡,生产车间长51m,宽18m。
(2)全厂分为生产区、办公区、生活区,建有原料库、生产车间、成品库、配电房、机修中心、污水处理中心、锅炉房、办公楼等,物流和人流分开。
各建筑区之间有绿化带分开,安排比较合理。
(3)根据规定:
果汁厂的建筑系数不低于25%-35%,厂区利用系数不低于45%-65%,绿地率不低于20%。
且
①建筑系数=(厂区内建构筑物占地面积+堆场、露天场地、作业场地占地面积/厂区占地面积)×100%
②厂区利用系数=(厂区内建、构筑物占地面积+厂区内堆场、露天场地、作业场地占地面积+辅助工程占地面积/厂区占地面积)×100%
③绿地率=(厂区内绿地面积/厂区占地面积)×100%
厂区道路应采用便于清洗的混凝土、沥青及其他硬质材料铺设,防止积水及尘土飞扬。
本厂道路是采用的水泥地面,主干道路面宽为8m,次干道路面宽6m。
(4)由于温州地区的常年主导风向为冬季偏北风,夏季偏南风。
所以污水处理间和锅炉房都应该设计在下风向。
全厂平面布置设计如下:
(长×宽/m)
序号
名称
长×宽/m
面积m2
1
总厂区
96×78
7748
2
生产车间
51×18
918
3
原料仓库
18×12
216
4
成品库
21×9
189
5
配电站
6×9
54
6
污水处理中心
12×9
108
7
停车场
9×3+12×9
135
8
办公楼
30×6
180
9
食堂
12×9
108
10
宿舍
21×9
189
11
机修中心
6×9
54
12
锅炉房
18×12
216
13
冷库
12×12
144
6.3车间工艺布置
(1)车间内部的设备与设备之间有一定的间距,为了维修方便和节约用地,间距的大小根据各设备的具体情况而定。
(2)洁净车间和粗加工车间间隔开,以防污染。
(3)车间门的尺寸要求适中,本厂采用的单扇门宽度一般为1m,双扇门宽度为2-3mm。
生产车间的门应设防蝇、防虫装置,为了保证生产车间内有良好的卫生环境,有利于进出车间的运输,门的宽度根据具体的情况而定。
(4)我国目前食品厂的生产车间基本上是天然采光。
一般要求食品厂生产车间的采光系数为1/4~1/6。
设计侧窗为单层固定窗,只作采光不作通风,宽度一般为2.1m和1.8m。
(5)车间内设立柱,每个柱子的宽度为24cm,柱距间的宽度根据车间具体情况而定,车间厂房部分为全钢结构,厂房的墙壁厚度为24cm。
(6)地面、楼面能防水、防腐蚀、防渗漏、防滑、无毒、易冲洗、消毒,并有2‰的排水坡度和良好的排水系统,排水沟为普通的暗沟。
墙壁能防霉、防潮、防水、无毒,易冲洗、消毒。
墙面全用一定规格的白色瓷砖砌成,顶角、墙角、地角呈弧形,便于清洗。
天花板能防潮、防虫、防水、防灰,易清洗,表面涂层牢固。
门、窗严密,采用不锈钢制作。
窗和其他洞口安装易于清洗、更换的纱窗。
(7)更衣室:
为适应卫生要求,该工厂的更衣室设在生产车间人员进出口处。
进入更衣室前有换鞋处。
更衣后须经洗手消毒池才可进入生产车间。
7.小结
通过这次工厂设计我学到很多。
首先我对有关工厂设计方面的专业知识有了更深的了解。
其次,对橙汁的生产工艺流程及操作要点有了一定的掌握。
最后,也是最重要的是,在这次工厂设计中,我学到的是一种学习方法,我懂得了如何思考问题,分析解决问题分析这在我以后的学习和工作中都有帮助。
感谢陈老师的指导,让我从中学到很多
8.参考文献
[1]何东平;食品工厂设计;中国轻工业出版社;2009
(1)
[2]徐怀德,仇农学.苹果贮藏与加工.北京:
化学工业出版社,2006(10)
[3]徐怀德.新版果蔬配方.北京:
中国轻工业出版社,2003
(2)
[4]马海乐.食品机械与设备.北京:
中国农业出版社,2004
(1)
[5]胡继强;食品过程技术装备;科学出版社;2004
(1)