果汁工厂设计样本.docx

1、果汁工厂设计样本摘要本设计重要是进行年解决100000吨浓缩果汁工厂设计。在对国内苹果汁生产量及销售量所处状况进行分析后，拟定在西安南郊建立一苹果汁浓缩厂，一方面进行厂址选取，然后制定设计原则，设计方案，并拟定年产量。第二，进行工艺流程论证，并做出工艺流程图，进行合理性评价。第三，进行物料衡算，选取重要设备，同步，进行热量衡算，对水电气用量及费用进行估算，为理解决浓缩苹果汁质量安全问题，有必要将HACCP体系原理应用于苹果汁生产中。最后，还进行经济效益分析。考虑到技术发展水平，本设计应尽量采用自动化生产线，已达到高效，安全，合理效果。核心词：浓缩，苹果汁，工艺流程，工厂设计，HACCPAbst

2、ract This design is mainly carried 100,000 tons of concentrated fruit juice processing plant design. In the production of apple juice and sales analysis of the situation in which to draw in the southern suburbs of Xian to build a plant apple juice concentrate. First，the choice of the site，then devel

3、op design principles，design，and determine the annual，Second，the process argument，and make process flow diagrams，a reasonable assessment，Third，the material balance，choice of major equipment at the same time，the heat balance，the amount of water and electrical costs were estimated, In order to solve th

4、e problem of quality and safety of apple juice concentrate，it is necessary to apply principles of HACCP system in production of apple juice. Finally，the economic benefit analysis. Taking into account the level of technological development，the design should maximize the use of automated production li

5、nes，has reached the efficient，safe，and reasonable results. Key words：concentrate，apple juice，process，plant design，HACCP 朗读显示相应拉丁字符拼音第一章 绪论1.1全球苹果生产现状和发展趋势 1.1.1全球苹果生产现状 据记录世界生产苹果国家有80各种，年产量超过或接近100万吨主产国有12个，即中华人民共和国2050，美国390，土耳其250，意大利221，法国214，波兰210.7，德国142.9俄罗斯140，智利106，阿根廷100，日本91.2巴西82.5（单位：万吨）

6、。这些苹果生产国产量构成了全球苹果生产力90%。其中土耳其，俄罗斯，阿根廷和日本苹果出口量较低（资料来自美国农业部） 当前世界苹果生产广泛存在生产过剩、低消费量、质量低下、品种不当以及促销不够等问题。中华人民共和国和欧洲苹果产量占世界60以上，亚洲和欧洲占世界80以上，这些国家苹果生产调节直接影响世界苹果总产量下降和果品质量提高。 世界苹果加工以果汁，果酱，果酒和罐头为主，加工用苹果约占总产量25%，诸多发达国家超过50%，甚至75%以上。阿根廷苹果总产55%用于加工，其中加工原料中75%用于加工浓缩果汁浓缩果汁是加工业主导产业。近五年来世界生产量约在80万100万吨左右，重要生产过依次是中华

7、人民共和国，波兰，美国，阿根廷四国，分别占世界苹果汁加工33%，19%，12%，5%。近几年来，苹果汁生产量持续上涨1。 （1）消费趋势近年来，果蔬汁饮料以其天然、营养丰富、有益健康产品特质被越来越多消费者所接受。全球果蔬汁消费市场巨大，特别是浓缩苹果汁市场潜力很大，前景辽阔。预测国内苹果汁出口整体仍将保持缓慢增长态势，同步随着国内苹果价格不断上涨，国内苹果汁出口价格也有望继续上扬。中华人民共和国浓缩苹果汁贸易量在将继续保持增长。据理解，世界苹果主产地之一波兰由于今年雪冻灾害，产量减少一半；由于美国、巴西减产，导致国际市场上冷冻橙汁价格大幅上涨，这将利于扩大苹果汁代替需求；南美地区苹果也浮现减

8、产状况，供应减少，市场需求增长，导致今年从中华人民共和国进口苹果汁数量和价格都呈现大幅增长态势2。 （2）品种栽培发展趋势 苹果种植比例能较好反映世界苹果品种构造。对澳大利亚，新西兰，华盛顿州，南非，智利和意大利等地区苹果苗木销售状况调查表白，世界不同地区苹果栽植品种区域多元化，帅系和金冠在澳大利亚，新西兰和华盛顿州栽培比例较高，在南非，意大利约占新定植幼树36%。尽管苹果种植面积呈下降趋势，但由于技术提高，苹果整体产量呈上升趋势，新高品质品种得到广泛栽培，在苹果产品多样性、质量保证和市场营销方面发挥越来越大作用。在中华人民共和国，随着农业构造调节，苹果栽培面积不断扩大，苹果过剩已经成为必然3

9、。1.2国内苹果生产和出口现状 国内苹果汁近来几年状况是： 年秋季苹果产量复苏,苹果价格减少,而苹果成本普通占果汁公司总生产成本70%，国内是世界苹果生产第一大国,苹果栽培面积约为225万公顷。国内苹果90%以上是鲜食品种,最重要加工产品是浓缩此，国内重要苹果汁公司赚钱水平也将随之上升。 以消费量计算,咱们预测在此后5年中,全球苹果汁市场增长将保持在每年6 %，近年来,纯果汁和果汁类饮料由于具备天然、健康特性,产销量增长迅速。关于资料显示,1998 年到 年,德国、加拿大每年人均消费果汁饮料分别为45.7 公斤 和41 公斤，法国、英国达到24.7 公斤 和22.7 公斤，俄罗斯、日本、韩国等

10、国家消费水平也很高。 年,美国、德国、澳大利亚、日本等重要消费国贸易量继续以5%速度增长。1.3中华人民共和国苹果汁生产与贸易依照21世纪中华人民共和国农业发展战略测算,国内鲜苹果需求量1790万吨，年可达2552万吨。当前国内苹果汁人均年消费局限性0.1升，计13万吨,如果 年达到2 公斤话,年可消费苹果260万吨,增长20倍。若在其她饮料中加入苹果汁,用量还会增长。发达国家苹果汁等加工消费是产量30%以上,并且正在开发具有苹果汁各种饮料,90%饮料生产厂家将浓缩苹果汁作为饮料生产基本配料,从而决定了将来苹果浓缩汁需求将继续上升。据记录,国内苹果汁出口14.2万吨，专家预测国内将出口苹果汁2

11、5万吨，近翻一番，加上苹果酒等产品，年可消耗苹果250万吨。综上所述,到 年国内苹果汁需求和出口果汁总量最低285万吨,加上鲜果内需和外销及苹果酒等消费,可达3448万吨,其中华人民共和国内苹果汁消费增长20倍,出口翻一番。而当前在国内苹果产量2500万吨,尽管占世界产量44%，但市场缺口仍相称大4。 1.3.1国内苹果汁发展历程 自1970年以来，苹果始终居国内水果产量之首。进入1990年后，国内苹果生产更是进入超常发展时期。全国苹果产量达到2550万吨占国内水果总产量三分之一，居世界第一位。同步由于国际市场不断拓宽以及受到国际市场价格回升影响。出口量约占世界贸易总量一半。苹果汁生产始终呈上

12、升趋势。 1.3.2国内浓缩苹果汁出口贸易 从1993年0.49万吨到29.59万吨，中华人民共和国浓缩苹果汁出口量增长了60倍，复合增长率为57.46%；预测，中华人民共和国浓缩苹果汁出口量将比翻两番，达到120万吨左右。，复合增长率将达到32%。中华人民共和国出口量增长速度非常快，高于世界浓缩苹果汁贸易量和消费量增长速度，显示中华人民共和国出口量高速增长是以占领新兴市场和挤占其她国家市场出口份额来实现。预测，中华人民共和国出口量将达到世界消费量、贸易量70%，对世界浓缩苹果汁市场具备绝对影响力。国内苹果汁重要销往美国、日本、荷兰、德国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等地,这7个国家进口量占中华人

13、民共和国出口总量80%以上。对中华人民共和国浓缩苹果汁生产厂家来说,国外市场基本上可以划分为以日本为代表高价市场,以美国、加拿大为代表中价市场和以欧洲为代表低价市场5。1.4中华人民共和国浓缩苹果汁生产展望当前，国内已成为世界浓缩苹果汁第一大生产国和出口国，图一显示了-国内苹果浓缩汁产量。当前全国浓缩苹果汁生产公司已可年转化近600万吨苹果，占苹果总产量近25，极大地缓和了苹果主产区卖果难问题，并使国内重要苹果产区加工用苹果收购价从0.2元公斤，基本稳定在0.5元公斤以上，仅此就可使近百万户果农受益，为农民年增长收入约l 3亿元。从国内市场来看，当前国内生产浓缩果汁厂家尚少，而兴建数百家饮料厂

14、急需大量浓缩汁原料。中华人民共和国有十三亿人口，随着经济发展，人民生活水平地为断提高，作为健身饮品需求量将越来越大。因而，加快加大果汁生产，在国内会经久不衰，立于不败之地。 图1.1近十年来国内苹果汁产量1.4.1加快研制国内自己苹果汁加工设备 近年来,国内果蔬汁加工核心设备(如榨机、超滤、蒸发器、罐装机) 基本上是从国外引进，由于引进成本太高，再加上在原料、市场、加工技术等方面存在一系列问题。因而急需培养一批技术人才进行操作。因而，各部门应加大配合以发展苹果汁生产，争取实现以科学技术带动生产力发展。 1.4.2浓缩苹果汁市场 国内苹果汁重要出口到欧美等发达国家。按出口量排序，前8位出口市场依

15、次是美国、荷兰、俄罗斯联邦、日本、德国、澳大利亚、加拿大和南非(图1.2)。美国是中华人民共和国最大苹果汁出口市场，出口量占总出量40左右；对荷兰、俄罗斯联邦和德国出口量分别占总出口10左右：日本是中华人民共和国苹果汁出口到亚洲最大市场。也占总出口量10左右。与欧盟等国家相比，日本、南非为国内苹果汁出口高价市场代表。表1.1 国内苹果汁出口分国家状况平均出口量（万吨）平均出口额（万美元）出口量所占比例（%）出口额所占比例（%）美国27.8630422.6639.2740.54荷兰7.437662.6410.4710.21俄罗斯联邦7.217228.5010.169.63日本6.968014.3

16、09.8110.68德国6.516178.809.188.23澳大利亚3.103159.084.374.21加拿大2.872980.444.043.97南非1.111293.861.561.721.5立题背景与意义 1.5.1苹果汁营养价值及保健作用 食用适量苹果，尚有某些医疗作用，苹果润肺、悦心、生津开胃、止渴、解暑除烦、和脾、止泄；还可中和过多胃酸，增进肾上腺素分泌。苹果果实含钠少，含钾量多，是较好碱性食品，可以运用苹果补钾；钾能加强肌肉兴奋性，维持心跳规律，对保护心脏有重要意义。苹果含较多可溶性磷和铁，易于消化和吸取，有益于婴儿发育。苹果(汁)中黄酮类化合物与多酚化合物结合在一起具备抗癌

17、作用，苹果汁中某些成分可以改进呼吸系统功能。经常食用苹果汁人，气喘病发病也许性减少22。23，肺癌发病也许减少58，并且在烟民中肺气肿(几乎50吸烟者患有此病)发病率也明显减少6。苹果汁中具有锌对治疗慢性前列腺炎有惊人效果，对缺锌症也有良效，且安全以便易被患者接受。近来英国科学家通过研究发现，每日服用0.5 L苹果汁，的确能让人体健康，延年益寿。苹果汁可以协助增长大脑中一种名叫乙酰胆碱物质含量，而这种物质主管神经细胞之间信息传播，在记忆力方面对人体大有协助，同步这种物质还可以有效地延缓老年痴呆症发生。 1.5.2新技术在苹果汁中应用（1）膜技术应用 膜分离技术具备高效，节能，环保，分子级过滤及

18、过滤过程简朴，易于控制等特点:能达到冷杀菌效果:在食品除菌领域显示出了良好发展前景，当前国内外研究应用较多膜材料重要是有机膜和陶瓷膜，有机膜具备诸多长处。（2）酶技术应用酶是一种生物活性物质，在农产品加工中重要起到分解作用，由于酶是生物、无害，是国外容许添加在浓缩果汁中添加剂。果汁酶重要作用是酶解果汁，使其更容易澄清、过滤，形成清汁。果汁酶采用是复配创新技术，可适应由于季节、气候等因素导致果品内在质量变化加工规定。它将果胶酶与淀粉酶、蛋白酶、聚糖酶、纤维酶等进行合理复配，较好地解决单位时间内提高生产效率、缩短反映时间、减缓渗入量下降速度问题。加入明胶能形成明胶-单宁沉淀物，普通0.05-0.1

19、g/L明胶对果汁澄清已很充分7。 （3）灭菌技术超高温瞬时灭菌技术逐渐被引入饮料加工工艺中，可以在短时内消灭由于果汁中耐高温杂菌，此办法具备短时，简洁等长处，以使果汁达到国家规定卫生允许规定。微波杀菌，高压杀菌，高压脉冲电场杀菌，脉冲强光杀菌，辐射杀菌等技术也经常在苹果汁杀菌中使用。（4）无菌包装当前，随着杀菌工艺技术不断更新，无菌包装技术也逐渐挣脱老式模式，向着新杀菌方式发展。如采用高强度紫外线和低浓度过氧化氢相结合灭菌办法给包装容器灭菌。紫外线杀菌或过氧化氢杀菌单独使用时，其效果受到了一定限制，两者结合使用其杀菌效果惊人。使用浓度低于1%过氧化氢，加上高强度紫外线，在常温下产生杀菌效力是两

20、者单独使用时百倍。由于过氧化氢浓度很低，对于残留过氧化氢也不必采用办法，避免了老式过氧化氢杀菌需高温、长时间等问题。1.5.3浓缩苹果汁用途(1)作为生产苹果汁饮料原料：(2)可以用来加工酿制苹果酒；(3)可以作为其他各种饮料补充物；(4)食品工业基本配料；1.6本设计拟定工作内容（1）.苹果及苹果汁生产量、销售量、出口量、加工状况、加工现状。 （2）.工厂设计内容、设计原则、设计方案、厂址选取。 （3）.苹果汁加工工艺流程、工艺论证。 （4）.物料衡算及重要设备选型。 （5）.热量衡算及水、电、汽估算。 （6）.车间热量互换流程图。 （7）.自来水等管路设计。 （8）.HACCP原理作用。

21、（9）.经济效益分析1.7设计原则 1.7.1符合国家规划规定 厂区选在本地规划区内，并尽量少用良田。 1.7.2符合生产卫生条件 地理位置要有良好卫生条件，周边无其她污染大工厂，厂区有好地址和交通条件。 1.7.3周边有足够原料来源 厂地周边要有足够苹果资源，最佳选在苹果种植面积大区域，这样可以节约运送成本。1.8产品方案及产量拟定 1.8.1根据 年产量100000吨浓缩果汁 1.8.2规定 苹果属于季节性水果，一方面拟定季节性产品生产季节和班次，然后考虑到其产品经济性。做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运营目。1.9厂址选取 由于陕西省是苹果主产省，苹果资

22、源丰富，再者，苹果汁饮料越来越受到人们青睐，因而，在陕西省西安市南郊建立苹果汁加工厂是较好选取。选取在陕西省南郊无污染，水源丰富，交通以便土地上建立苹果汁加工厂。 陕西是苹果主产地之一，陕西洛川，人称“苹果之乡”。这里出产苹果，素以色、香、味俱佳著称。它品质优良，果形优美，个大均匀，肉质脆密，含糖量高(高于外地苹果23)，香甜可口，硬度适中，耐贮藏(在土窑洞中可存储至翌年45月)等长处。是较好苹果汁原料来源。洛川苹果优良品种多达47种，其中尤以红星、红元帅、红冠、红富士、国光、秦冠、黄元帅等最优。在省和国家组织历届苹果评比中，洛川苹果质量均名列前茅。洛川苹果从1947年至今已有苹果面积50.8

23、万亩,占总耕地面积71%，究竟苹果总产量达30万吨,总收入4.3亿元,农民人均果品收入1800元。筹划到2年，农业人口人均苹果面积4.2亩，年产量达到60万吨，苹果产业收入9亿元，人均苹果收入5000元，占农民收入80%。 当前已建成各类果品贮藏库3000余座，储藏能力13万吨,其中气调库1座，冷库120座，储量6万吨;果库群280座，土库2342座，储量7万余吨。果汁生产厂2个，鲜果加工转化能力15万吨。果袋生产厂4个，年产量5亿只；果网生产厂7个，年产量5亿只。从事苹果经销公司和大户320各种，中介经纪人达多人，在全国各大中都市设立直销点50各种,在8个周边口岸建有贸易窗口.近几年来,21

24、0国道洛川段已自发形成以鲜果批发零售为主300余户销售长廊 。销售季节有近千名客商云集洛川,200多辆货运车辆在营运洛川苹果。苹果包装、物资、货运、劳务、信息中心等市场和服务设施健全,销售软环境宽松有序。这为苹果汁全年生产提供了有力条件8。第二章 工艺流程及论证2.1工艺流程 图2.1 浓缩苹果汁工艺流程图2.2工艺论证 2.2.1收果与运送 （1）苹果重要从本地收集，收集苹果要是新鲜，不能放置太久，这样可以保证苹果运用率。 （2）苹果运送环节也很重要，不能因震动而使苹果受损，防止因受损而使细菌侵入污染苹果，尽量缩短路程，节约不必要经济开支。 2.2.2原料验收每年苹果成熟前两个月，采购部与质

25、检部到原料产区调查当年苹果原料收成状况及农药使用状况，拟定采购区域，保证采购区域周边没有化学污染及该区域未使用国家禁止 农药。拟定合格供应方，订立采购合同。生产期间，苹果验收按如下规定进行：(1)必要是合格供应商提供原料；(2)农药残留检查报告；(3)产品质量重要是腐烂率超标(6)不收；(4)质检员当场验收，不符合原则不收；(5)检查期间质检员必要履行自己职责。 2.2.3苹果挑选去杂 重要过程是挑选出运送过程中破损苹果，碎石，落叶等残留下杂质。 对经去杂合格苹果进行清洗以除去其残留泥土，落叶，微生物等。去杂过程必要符合食品卫生允许。 2.2.4苹果破碎 破碎粒度控制到1.5cm3cm，通过破

26、碎机将苹果破碎，以备背面进行压榨。在破碎过程中要控制力度，否则在泵送过程中会受到影响，影响泵送效率。根据苹果收购季节以及品种，破碎颗粒有所不同。在每年新收苹果时，由于苹果成熟度不够，普通控制在lcm2cm之间，可以提高出汁率。到后期由于苹果成熟度增长，压榨时如果颗粒过小，会在表面形成一层胶膜，制止汁液渗出，减少出汁率，这时普通控制在2cm3cm之间。 2.2.5压榨压榨所采用是带式压榨机。在压榨过程中果浆分布尽量均匀，果浆厚度控制在3cm6cm之间，榨带张力调节，依照果浆性质加以调节，以出汁率作为衡量原则。得到苹果汁，将苹果汁调节至可溶性固形物含量为8.0 Brix9。Gerard等研究发现，

27、微波解决苹果浆可以提高出汁率，并且能改进苹果汁营养品质10。 2.2.6抗氧化解决 酶促褐变是由于在打浆、取汁等工序过程中，由于果肉组织破碎，酶与底物细胞区域化被打破，在有氧气条件下，果蔬中多酚氧化酶（PPO）催化酚类物质氧化变色所致11。通过破碎压榨后，果汁始终暴露在空气中，由于多酚氧化酶产生褐变将提高成品色值，减少品质。此外还会受到一定细菌污染，因而要进行第一步巴氏杀菌，杀菌重要目有三个：(1)灭酶(2)杀菌(3)淀粉糊化。若杀菌不彻底，可导致致病菌残留、微生物腐败。杀菌9512 s后，应及时降温至4955，以以便下一步进行酶解。 2.2.7酶解 在这个过程中，加淀粉酶、果胶酶进行酶降解，

28、经检测均为显阴性时，再依照终产品色值规定，在酶解罐中采用加或不加活性炭澄清剂。通过酶降解和澄清后果汁直接进入超滤循环罐，以备精过滤。规定：酶制剂存储温度在05。C；酶反映温度4955；从酶解罐进料开始到出料结束，物料停留时间6h(超滤开机时物料除外)。控制时间目重要是控制微生物需要。 2.2.8浓缩 本设计依照工厂实际，采用已有5效板式蒸发器进行浓缩。普通浓缩到原体积1/6左右，可以控制最后糖度在70Brix。 2.2.9巴氏杀菌在灌装前必要进行巴氏杀菌，将在前阶段加工中也许繁殖微生物杀死，以防止致病菌和微生物腐败。普通把果汁迅速置于134-140高温，保持4s左右，然后迅速冷却到15-20，

29、进入灌装阶段。耐热学名酸土环脂芽孢杆菌:即耐热耐酸菌;是一种嗜热嗜酸好氧杆菌，其芽孢能经受酸性果汁加工中巴氏杀菌而存活，在适当温度下可大量繁殖，引起果汁感官品质劣变，耐热菌超标是浓缩果汁产品最为严重质量问题之一。因而，国际贸易中对果汁中耐热菌有严格规定，是苹果浓缩汁必检项目，耐热菌控制是困扰果汁公司技术难题。膜分离技术具备高效节能环保分子级过滤及过滤过程简朴易于控制等特点，能达到冷杀菌效果，在食品除菌领域显示出了良好发展前景。因而，两者应结合使用12。2.2.10无菌灌装 后巴氏杀菌无菌灌装三个条件：(1)物料无菌，(2)包装材料无菌，（3）灌装环境无菌。采用进口罐装机进行灌装，灌装前先将灌装

30、口喷射高温蒸汽，杀死也许存在微生物，再开始灌装，灌装后成品直接入库。2.3质量控制 2.3.1原料果验收 重要检查农药残留以及重金属，收购原料与否在安全区域，原料采购人员实地核查，拟定安全收购区域。 2.3.2原料果挑选 腐烂率2，重要拣出霉烂变质果，在拣选后随机抽查一定量苹果(1kg)，然后按照拣选规定规定削去腐烂点，称重并计算。 2.3.3成品质量控制(1)杀菌温度98，时间30s，(2)酶制剂存储温度0.5，酶反映温度4955，(3)杀菌后果汁微生物指标：细菌总数TPC10个/mL，大肠菌群3个100mL，酵母霉菌10个mL，致病菌不得检出。2.3.4质量指标 指标类型指标项目单位指标

31、感官指标色泽呈棕黄色或棕红色，久置后少量变深。香气即滋味果汁应具备新鲜苹果固有滋味与香气，无异味。外观形态呈现透明状，无沉淀物，悬浮物。杂质不容许有肉眼可见杂质卫生指标铅mg/kg0.2铜mg/kg5.0砷mg/kg0.1细菌总数个/ml10大肠菌群个/100ml3致病菌不得检出耐酸耐热菌个/ml1霉菌和酵母菌个/ml10棒曲霉素g/kg40 理化指标可溶性固形物Brix711总酸0.8PH值3.64.2透光率T625nm%95色值T440nm%55浊度3.0乙醇g/kg3.00果胶实验阴性淀粉实验阴性富马酸mg/kg5热稳定性 稳定 图2.2 浓缩苹果汁检查指标规定一览表 第三章 物料衡算与重要设备选型根据；年产10