完整版年产20万吨桔子汁饮料说明书1毕业设计论文.docx
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完整版年产20万吨桔子汁饮料说明书1毕业设计论文
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未经允许切勿外传
广东轻工职业技术学院
毕业设计
题目：
年产20万吨果汁饮料厂设计
------主产品为桔汁汽水
系（院）：
食品与生物工程系
专业：
食品加工技术
班级：
食品081
姓名：
罗海文
指导教师：
沈健
完成时间：
2010年12月20日至2011年1月14日
目录
序言……………………………………………………………………………………
1总论………………………………………………………………………
1.1概述……………………………………………………………………...
1.2设计原则及依据…………………………………………………………….
1.3厂址选择……………………………………………………………………
1.4全厂总平面图布置………………………………………………………….
2工艺设计……………………………………………………………………….
2.1产品方案及班产量确定……………………………………………………
2.2产品生产工艺流程设计………………………………………………………………..
2.3物料衡算…………………………………………………………..
2.4生产能力的计算及设备设计选型.…………………………..
2.5重点设备设计…………………………………………………………………
2.6水、汽用量的计算……………………………………………………….
2.7劳动人员安排表………………………………………………………………………
3工厂安全卫生要求………………………………………………………………………
4参考文献………………………………………………………
序言
毕业设计是我们大学三年圆满结束前一次总的考核和测验。
为加强了我们的独立设计的能力、收集资料、分析、参考前人的理论、独立地完成的食品工厂设计项目，提高了自身的综合分析问题、解决问题的能力，为以后走出社会工作打下良好的基础。
本设计应用了三年来所学的基础课程与专业课程，查找了相关的食品专业书籍及网上文献资料，并结合自己在维尔乐饮料厂上班实习的经历，在老师的指导下，经过一个多月的努力独立完成的。
我国饮料工业是改革开放以后发展起来的新兴行业，起步较晚，但近些年来发展十分迅速。
在我国，生产果汁的厂家大大小小约有6000家，目前具有一定规模的饮料企业有1000多家，拥有职工20万余人，年销售收入600多亿元，年创利税60多亿元。
全国饮料总产量保持持续稳定增长，1980年年产不足30万吨，1990年猛增到330万吨，到2000年为1490万吨，20年增长50多倍，平均年增长速度为21.80%。
进入新世纪的2001年达1670万吨，又比2000年增长11.94%，继续保持两位数以上的增长速度，是食品工业中发展最快的行业之一。
结合国外果汁饮料市场的发展规律及中国消费者的消费能力和消费习惯，对未来我国果汁饮料市场的发展做简要分析如下：
（1）纯天然、高果汁含量的果汁饮料将成为必然发展方向
随着消费者的生活水平提高，消费者的消费观念及消费质量也在不断提高，综观国际果汁饮料发展的轨迹来看，纯天然、高果汁含量的果汁饮料将成为必然发展方向。
高果汁含量的果蔬汁饮料含有较丰富的矿物质元素及其他天然营养成分，不含有或较少含有合成的食品添加剂。
品种有：
橙汁、西柚汁、苹果汁、草莓汁、葡萄汁、梨汁、芒果汁、桃汁、杏汁、桔子汁、山楂汁、菠萝汁、番石榴汁、番茄汁、胡萝卜汁等。
果汁的含量多在30—50%及其以上，有的品种的果汁含量则为100%，例如苹果汁、梨汁、桃汁等果汁饮料。
（2）复合果汁及复合果蔬汁必将成为未来发展热点
在品种繁多竞争激烈的果汁饮料市场中，企业想要在未来市场中立足于不败之地，就应当居安思危，多开发新品种。
做到人无我有，人有我新。
近几年来复合型果汁饮料及果蔬汁饮料在发达国家发展较快，在国外市场流行品种较为繁多，市场上常见的有菠萝汁或橙汁等热带果汁与不同蔬菜汁的复合果汁饮料。
例如：
番茄汁与其他多种果蔬的复合汁、橙与胡萝卜汁等蔬菜的复合汁、芹菜汁、甜菜汁、菠菜等蔬菜汁配以食盐、香料和柠檬酸等配制的复合蔬菜汁等产品。
（3）功能型果汁饮料亦将成为未来的热点带有某些对人体功能具有改善作用的果蔬汁饮料亦将成为未来果汁饮料发展的热点。
桔子俗音为桔子，为芸香科植物福桔或朱桔等多种桔类的成熟果实。
种类很多，有八布桔、金钱桔、甜桔、酸桔、宫川、新津桔、尾张桔、黄岩桔、温州桔、四川桔等品种。
果实较小，常为扁圆形，皮色橙红、朱红或橙黄。
若将加工成保健果汁将会受到广大消费者的青睐。
由于自身真正接触的生产实践的机会和情况并不是很多且水平有限，经验不足，因此在设计中难免出现一些不足的地方，恳请指导老师批评指正。
摘要：
本工艺设计说明书是根据设计任务书的内容，经过综合“年产20万吨果汁饮料厂设计（在广泛收集资料整理后，根据目前我国果汁的发展与需求生产新型的果汁饮料为消费者提供更多绿色而且健康的选择。
本设计以经济效益和优先采用先进设备为原则，选取产品的工艺流程和设备，说明书中阐述了桔子汁的加工，对产品方案进行了比较择优选型，对原辅材料进行了介绍，对果汁的工艺流程、物料衡算、工艺操作和各个工序、设备选型作了详细的论述，并利用工艺流程图和物料处理作了直观的说明。
关键词：
桔子汁工艺设计
1.总论
1.1概述：
桔子色彩鲜艳、酸甜可口，是秋冬季常见的美味佳果。
桔子营养也十分丰富，1个桔子就几乎满足人体每天所需的维生素C量。
桔子含有170余种植物化合物和60余种黄酮类化合物，其中的大多数物质均是天然抗氧化剂。
桔子中丰富的营养成分有降血脂、抗动脉粥样硬化等作用，对于预防心血管疾病的发生大有益处。
另外，每天吃一个桔子可以起到防癌的作用。
橘汁中含有一种名为“诺米林”的物质，具有抑制和杀死癌细胞的能力，对胃癌有防治作用。
在加拿大的研究人员进行的一项研究中，16例成年男性和9例成年女性的总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白胆固醇（LDL－C）水平均高于正常，依序每天喝桔子汁1杯（250ml）、2杯、3杯各4周。
结果发现，每天喝桔子汁1杯、2杯、3杯在4周后可使血浆维生素C水平分别提高2.1倍、3.1倍、3.8倍；每天喝桔子汁3杯在4周后可使高密度脂蛋白胆固醇（HDL－C）水平升高21％，叶酸水平升高18％，LDLHDL比值降低16％。
HDL可清除动脉血管壁内胆固醇，防止动脉粥样硬化。
研究提示每天喝桔子汁750ml可以有效改善高胆固醇血症患者的血脂代谢，有益于心血管健康。
世界卫生组织在《膳食、营养与慢性疾病的预防》这一报告中提出柑橘类水果可有效预防心血管疾病的发生。
柑橘类水果中叶酸有降低血浆同型半胱氨酸的作用，后者可损伤动脉血管，是心血管疾病的危险因素。
柑橘类水果富含钾元素，有助于调节血压、维持正常心律。
维生素C、类胡萝卜素和黄酮类化合物均有抗脂质氧化作用，可阻止动脉粥样硬化的发生和发展。
澳大利亚联邦科学与工业研究组织回顾分析了48项有关柑橘类水果与疾病的研究，发现每天吃一个水果（非柑橘类）可以使发生脑卒中的危险降低4％，而每天吃一个橘桔类水果则可以使发生脑卒中的危险降低19％。
这充分说明柑橘类水果具有非凡的心血管保护效应。
桔子可以常吃，但不要吃得太多，推荐每天吃1－3个桔子。
一次吃得太多容易“上火”，可促发口腔炎或牙周炎，并可能出现皮肤发黄。
1.2设计依据与原则
1.2.1设计依据
根据市场上果汁饮料的盛行，各种各样的品种淋漓满目，生产一种新产品是发展的需要。
自己投产建立年产20万吨果汁汽水加工厂，设计主要以国内饮料生产技术为基础，结合国内外先进生产工艺设备，参考有关文献资料，应用CAD技术，完成初步工艺设计。
1.2.2设计原则：
以社会主义经济规律的特点为指导思想，将最新的科技成就先进的工艺流程和最佳的机械设备应用到设计中去。
必须认真考虑，技术上的可靠性，生产上的可行性和经济上的合理性，与当地具体情况想结合，达到优质、高产、高效、节能、精巧、耐用、安全的目的
1.3厂址选择
建立一间工厂首要是厂址的选择。
通过实地勘察，我们决定在临近广州的清远龙山（龙山地皮平坦，交通方便）。
租用地皮建立工厂。
1、项目情况：
建立果基地2000亩。
厂占地1万平方米，厂房建筑面积2800多平方米，总投资近1000万元，按照绿色食品和GMP、HACCP的要求建设，建立了年产20万吨的果汁生产车间。
拥有一条多功能生产线，可生产屋顶型纸盒装（1000ml）、玻璃瓶（250ml），建造果汁加工厂、冷库各一个。
公司座落在广东省清远市佛冈县龙山镇，地处广州西北郊，10分钟便可进入京珠高速公路网，距离广州三大交通枢纽（广州新白云机场、广州南沙港、广州火车站）车程均在2小时之内。
毗邻港澳，至香港231公里，至澳门143公里。
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。
1.4全厂总平面图布置（另附）
注意要点：
1.4.1．主车道宽8米，车间引道宽4米，
1.4.2．工厂和公路之间有一条2米宽的防护林区，厂内车间、车道旁有绿化花圃
1.4.3．主车间在中央位置，机修车间、配电、仓库等设在其附近，以最短物料传送距离满足生产需要。
1.4.4．污水池、锅炉房布置在夏季主导风向的下风向
1.4.5．办公室、宿舍、饭堂等生活设施分布在一边，基本上与生产区分开。
1.4.6．生产取后留有余地，满足日后发展的需要。
2工艺设计
2.1产品方案及班产量确定
2.1.1产品方案
本厂主要生产桔子汽水。
产品方案如下：
产品名称
年产量
t
班产量
t
1月20天
2月20天
3月25天
4月27天
5月24天
6月27天
7月
27
天
8月26天
9月25天
10月24天
11月26天
12月25天
桔子汁
汽水
15万
296.6
混合桔子汁
5万
107.02
注：
表示本月为一班生产表示本月为二班生产
表示本月为三班生产
上面是果汁生产车间的产品方案，产品为桔子汽水和混合桔子果汁汽水，每个品种各有两条生产线。
该生产车间旺季每天工作三班，中季每天工作两班，淡季每天工作一班，每班为8个小时，每个星期工作为六天，元旦放假一天，五一国际劳动节，十一国庆节放假3天，春节放假10天，年生产天数为296天。
产品规格：
产品名称
规格（ml）
桔子汁汽水
500（PET瓶）
混合桔子汽水
250（玻璃瓶）
2.1.2班产量的确定
班产量q=计算公式如下：
q班=
因在本设计中，分旺中淡季，旺季时的班次n为三班，中季时班次n旺为二班,淡季时班次n旺为一班，由于设备不均匀系数取0.75。
可得到：
q班=
在实际生产中由于果汁在管道中流通及灌装过程中会有一定的损耗，据资料显示，该损耗为1%【数据1%来自朱蓓薇《饮料生产工艺与设备选用手册》化学工业出版社北京2003】，且在生产中有时会出现爆瓶、破裂的现象,根据质量控制图原理，产品的合格率取99.7%【数据99.7%来自冯叙桥、赵静《食品质量管理学》中国轻工业出版社北京2005】。
虽然每班为8小时制，但实际上这8小时并非全部用于生产，配料可以在生产之前的环节进行，但清洗设备是在生产后即包括在8小时内，所以实际生产是以7.5小时为计。
本设计按照任务书的要求：
年产20万吨果汁饮料，其中桔子饮料生产15万吨，混合桔子饮料5万吨。
（1）桔子汁
一年旺季工作的总天数为156天，中季工作的总天数为75天，淡季工作的总天数为65天。
即q班==
实际班产量q班=
桔子汁以每瓶为500ml，由于考虑到生产的具体情况，一般以7.5小时计算，设备选取是按四条生产线为准计算：
每小时产量为=t,并去除泡沫。
（夹层锅带搅拌器）
（2）过滤砂糖用水溶解后，必须进行过滤得到澄清透明的糖浆液备用。
本设计采用糖浆过滤器过滤，并使用离心泵加压，要求压力不超过6kgcm2。
每次过滤完毕，要对过滤器进行清洗。
（3）调糖浆调糖浆是先将糖浆投入带有搅拌器的不锈钢配料缸中，在不断搅拌下，按一定配比将原料逐一加入，其顺序为：
1）原糖浆2）酸溶液3）果汁4）香料5）加水至规定容积。
2．水处理工艺
本系统为反渗透纯化水制备系统，是以本公司自来水作为原水，经过一系列处理后，最终纯化水出水电导率～10μSCM。
该系统包括：
预处理部分--原水箱、原水增压泵、絮凝剂加药系统、机械过滤器、活性碳吸附器；
反渗透部分--保安过滤器、、高压泵、RO系统、纯化水箱、清洗系统。
（1）过滤过滤的目的是除去水中悬浮物、胶体等不溶性杂质及一些微生物。
本厂采用砂过滤器，是一种精滤设备，在饮料用水中应用十分广泛。
工作原理：
砂棒过滤器的主要工作部件是砂棒，它是采用细微颗粒的硅藻土和骨灰等物质，成型后在高温下焙烧，使气熔化，可燃性物质变成气体逸散，形成2~4μm的小孔，当具有一定压力的原水进入容器，通过棒上的微小孔隙时，水中存在的有机物、微生物等杂物，即被隔滤在砂棒表面，经过滤后的净水有砂棒内腔流出，完成了过滤过程。
再用碳吸附色素，灰尘等。
（2）软化
饮料用水中比生活用水的硬度要求低得多，因此必须软化水。
水的软化和脱盐的目的是除去水中的可溶性盐——即钙镁离子。
软化水的方法有：
石灰软化法、电渗析法、离子交换法和反渗透法。
本厂使用反渗透系统。
反渗透法是指使用半透膜使纯水透过，而截留无机盐等小分子，使达到饮料用水的标准的方法。
（3）消毒
从消费者的健康角度考虑饮料用水使用前必须进行消毒，水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。
本厂使用第三种。
紫外线消毒速度快，工作效率高、性能稳定、效果好、不改变水的理化指标、不产生有毒物质、且操作简单\管理方便，已成为饮料厂的主要消毒设备。
产生紫外线的设备为紫外灯，紫外线对水杀菌消毒，主要是杀灭水中的细菌的营养细胞，用1支15W紫外灯，在水以5~15Lmin流速流过时，可杀灭99.9%的大肠杆菌。
3.瓶子要求
（1）PET饮料瓶外观质量检测要求
序号
项目
要求
1
瓶口部分
瓶口端面平整、螺纹圆滑、无崩缺、溢料毛边＜0.1mm
2
瓶身部分
成型饱满，无杂质，无生料，无气泡，无雾状发白，无冷斑，无脱皮，无明显伤痕，无色瓶表面光滑透明
3
标签图案
参见PVC及OPP标签质量验收标准
4
缩标外观
标签热收缩良好，瓶身无变形；条码能正确读出。
5
贴标外观
标签平整，无明显皱折，无明显起皱，重叠位不超过15mm，上下错位不大于1.5mm；条码能正确读出。
6
瓶底部分
平整，无伤痕或附着物，注塑口不能超过底平面。
7
色瓶颜色外观
表面色泽均匀，强光下目视与标准无明显差异，头光看底色与标准瓶一致。
8
包装外观
外包装整齐清洁，无破损；有明显的标签标识。
（2）玻璃瓶洗瓶工艺
（1）选瓶清洗前必须进行人工选瓶，将玻璃瓶坏瓶选出。
（2）洗瓶洗瓶有四个阶段
第一阶段45℃温水预泡，目的是除残余物及预热，是附在瓶上的脂肪溶解乳化。
第二阶段80℃碱水浸泡，喷洗，目的是去除瓶内污物，达到洗瓶效果，碱水浓度0.8%，浸洗10min，使结垢饿蛋白质脂肪在高温长时间的碱液接触下得到充分溶解。
第三阶段55℃温水喷洗，目的是洗去碱液并使瓶子初步降温，喷淋水压力为115kgcm
第四阶段55℃温水喷洗，同样洗去残余碱液，使瓶再降温。
常用洗瓶剂为NaOH,或NaOH,与碳酸钠的混合液。
2.4物料、包装材料衡算
2.4.1.物料衡算
物料计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储存量，并对生产过程中所需的设备和劳动定员的需要量提供计算依据。
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该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，绘制出原、辅料耗用表和物料平衡图。
并为下一步设备的计算、热量计算、管路设计等提供依据和条件。
还为劳动定员、生产班次、成本核算提供计算依据。
1．果汁的物料衡算
表八年产15万吨桔子汁汽水的物料计算
班产量t
296.6
年产量t
1.5×105
原辅料
配方Kg
百分比%
班耗量kg
实班产量t
年耗量t
实年产量t
白砂糖
55
5.5
16313
296.6
4.18×103
1.52×105
果葡糖浆
80
8
23728
6.08×103
浓缩桔子汁
60
6
17796
4.56×103
阿巴斯甜
0.3
0.03
88.98
22.79
维生素C
0.2
0.02
59.32
15.19
柠檬酸钠
0.3
0.03
88.98
22.79
柠檬酸
1.5
0.15
444.9
113.95
香精
0.55
0.055
163.13
41.78
苯甲酸钠
0.1
0.01
29.66
7.60
水
802.05
80.205
2.38×105
6.09×104
合计
1000
100
白砂糖
2967.25kg
溶解
溶解
调和
均质
脱气
杀菌
灌装，瓶损失0.1%
图二班产296.6t果汁物料平衡图
2．混合桔子汁的物料衡算
表九年产5万吨混合桔子汁的物料计算
班产量t
107.02
年产量t
5×104
原辅料
配方Kg
百分比%
班耗量kg
实班产量t
年耗量t
实年产量t
浓缩桔子汁
150
15
16053
107.02
7.60×103
5.06×104
其它混合果汁
100
10
10702
5.06×103
白砂糖
125
12.5
13377.50
6.34×103
苯甲酸
2.5
0.25
267.55
126.61
柠檬酸
2
0.2
214.04
101.3
维生素C
0.5
0.05
33.55
25.34
柠檬酸钠
0.2
0.02
21.404
10.12
山梨酸钾
0.15
0.015
16.053
7.6
香精
1
0.1
107.02
50.64
水
718.7
71.87
7.72×104
3.66×104
合计
1000
100
调和
均质
脱气
杀菌
灌装，瓶损失0.1%
图三班产107.02t混合桔子汁物料平衡图
2.5设备选型
2.5.1．设备选型的原则
（1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量；
（2）一般大型食品工厂应选用较先进的、机械化程度高的设备，中型厂则看具体情况，一些主要产品可选用机械化、连续化程度较高的设备，小厂则选用较简单的设备。
（3）所选设备能充分利用原料，损耗少、效率低、体积小、维修方便、劳动强度低、并能一机多用。
（4）所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。
（5）设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件（如温度、湿度、压力、酸碱度等）。
（6）在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式。
2.5.2．设备选型
说明：
每班定为8小时生产，但实际出发，考虑到生产的不连续性及生产后的清洗工作，也为今后发展留有余地，生产还当选大，以每班处理7.5小时计。
1．调和缸（带搅拌器）有节能、耐腐蚀、生产能力强、清洗方便、结构简单等优点。
要求容积为（混合液密度取ρ=1000kgm3）
桔子汁：
V=m3
考虑到搅拌时溢出，取装满基数为0.75，故其体积为m3
混合桔子：
V=m3
考虑到搅拌时溢出，取装满基数为0.75，故其体积为m3
调和缸的选用如下：
公称容积1500L搅拌功率为1.1Kw搅拌转速36rmin
外形尺寸1350×1200×1940mm重量40kg
采用材质为SUS304或316不锈钢，符合GMP生产标准。
供应公司：
杭州圣亚机械阀业有限公司
每条生产线由3个1500L调和缸供应原料，则该设计中应配12个此类调和缸。
2．真空脱气罐
脱气罐工艺要求为680~700mmHg（真空度），则生产能力G3600L）1135×780×3040设备净重300kg
供应公司：
温州市利宏轻工机械有限公司
该设备凡与果汁接触部分均用优质不锈钢和中硬食用橡胶制成，其主要由：
桶体、顶盖、单向阀、喷管、控制阀、照明灯、视孔等组成，使用时只要开启配套的真空泵，抽掉罐内空气，同时物料从进料口自吸进入罐内，当物料升至一定位置时，控制阀自动控制物料，此时可以从视镜中观察并控制进料速度，当罐内真空度达到工艺要求时，可从物料出口抽出物料，只要保持真空度及进出料的平衡，便可连续生产。
每条生产线配一台脱气罐，则共4台。
3．双联过滤器
本设计过滤糖浆的设备采用江苏科威机械有限公司ZHP-H2F每条生产线各配一台，共4台，该设备用于液体物料的过滤，连续工作，过滤网方便更换。
4．高压均质机
1.7×1.1×1.5
每条生产线配一台高压均质机，共4台。
5．缓冲罐
生产过程中，在杀菌工序后，在灌装前，需用一个缓冲罐，其作用是能对物料的贮存和冷却，使料液到达灌装机的温度适当，不需要采用换热器，能节省能量，这类产品一般无固定的产品，厂家需要时一般自行设计自行定造，本设计根据物料的需求量，保证满足生产能力的前提下，定造的缓冲罐为不锈钢制造，容量4000Lh。
每条生产线配一台缓冲罐，共4台。
6．板式超高温杀菌机
桔子汁处理要求
t.h=9900Lh
混合桔子处理要求
t.h=3600Lh
选型如下：
生产能力1～10th物料进口温度5℃物料杀菌温度138℃物料保持时间4s
物料出口温度25℃蒸汽消耗1.5th功率1.8KW
供应公司:
上海沃迪有限公司
每条生产线配一台板式超高温杀菌机，共4台
7．灌装机
由班产量和物料衡算结果可知，桔子汁的生产能力为19700瓶h，所以选用生产能力为20000瓶h以上的灌装机。
桔子汁灌装机的选用如下
品名
全自动多功能PET瓶热灌装机（CRS系列
原产地
广州
产品型号
CRS系列
产品品牌名称
CRS系列
产品说明
每条生产线配一台脱气罐，则共2台。
由班产量和物料衡算结果可知，混合桔子汁的生产能力为14260瓶h。
所以选用生产能力为15000瓶h的灌装机。
供应公司：
广州市欧赛机械有限公司
型号
GCR－16
GCR－24
GCR－32
型号
GCR－16
GCR－24
GCR－32
生产能力
≤100Bmin
≤150Bmin
≤180Bmin
瓶型
方瓶，圆瓶
灌装头数
16
24
32
瓶类
玻璃瓶，塑料瓶
瓶径
60—90mm
总功率
2.22kw
瓶口内径
18-60mm
外形尺寸
1932x1786
x2785mm
2432x2286
x2785mm
2932x2786
x2
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