化工原理--课程设计--食品工厂设计--橙汁饮料工厂设计.docx

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1、课程设计课程名称食品工厂设计题目名称 橙汁饮料工厂设计 学生学院_ 专业班级_学号_学生姓名指导教师2007年12月23日目录一. 概述P3二. 原料、辅助料、成品的主要技术规格P4三. 生产流程简述P4四. 生产设备计算选择P6五. 原料、动力定额耗费计算P10六. 人员P10七. 生产控制分析P11八. 成本估算P12九. 三废处理及环保问题P13十.存在问题及建议P13十-一.车间布置P13十二.工艺流程图P14一. 概述橙饮料，是比较受消费者欢迎的一类饮料。以前的橙饮料，多由橙浊香精兑制而成.尽 管橙味很浓，但缺少特有的清香味，并且也缺少一定的营养成分。随着人们主活水平的提高， 食品消

2、费趋向天然化。橙子，味酸，性凉，有健脾和胃、止呕宽胸、解酒等功效。可用于治疗食欲不振、食 后腹胀、呕吐、伤酒等症。在不添加香精、色素、防腐剂等条件下，将橙子开发成天然饮料。 既保持橙子原有的风味，又保存橙子的营养成分，使橙子饮料成为具有一定保健作用的清凉 饮料。橙汁可分为天然橙汁、橙汁饮料、橙果肉饮料和橙汁清凉饮料，它们是以橙汁的含量 为分类依据。浓缩橙汁和天然橙汁还可以作为制造其他饮料的原料。为满足人民的需要，到20世纪80年代末，我国的饮料工业得到了长足发展。1996年 我国含有10%以上果汁的饮料总产量为110万吨，其中大部分出口。国内消费量仅为18万 吨（包括进口的洋果汁饮料），人均消

3、费水平远远低于世界平均水平，说明我国发展果汁工 业是很有潜力的。橙汁在果蔬汁国际贸易中约占一半，且以甜橙汁和浓缩橙汁为主。橙子主要产国有巴 西、美国、日本、意大利、西班牙等等。我国橙子生产历史悠久，品种多，产量大，质量好， 目前橙汁在果蔬汁饮料中也占主导地位。二. 原料、辅助料、成品的主要技术规格1. 原料甜橙品种繁多，但有的不宜加工果汁。橙类果实质量鉴别主要取决于各自特有的色、香、 味。凡色泽鲜艳，香气浓，甜味足或酸甜适口、汁多，化渣的，应属于优良品种。反之，皮 色暗淡，无香气，酸多甜少，囊肉粗糙，汁少有渣的，就是低劣品种。目前国内外用于甜橙汁加工的品种有早熟种的雪柑、锦橙、新会橙、香水橙、

4、桃液橙、 大红甜橙、哈母林橙和卡特尼拉橙等；中熟种的派因阿普尔橙和红玉血橙；晚熟种的伏令夏 橙、五丹红、桂夏和刘金光夏橙等。2.辅助料配方果汁蔗糖柠檬酸增稠剂香精甜蜜素防腐剂水10%8%0.15%0.2%0.1%0.03%0.04%81.48%3.成品的主要技术规格感观指标橙黄色均匀液体，具有新鲜成熟橙固有的滋味与香气理化指标可溶性固形物含量：651 Brix 可滴定总酸含量酸：3.0-6.0% PH： 4.0微生物指标（按国标 GB4789.食品卫生检 验方法微生物部分 执行）细菌总数：100个/ml 大肠菌群：3个/100ml 致病菌：不得检出三生产流程简述1 .原料进货和中间储存选用原料

5、时，要采用在制造过程中不会使甜橙原汁产生苦味的品种。某些品种，例如脐 橙，在榨汁后脐橙原汁中会迅速产生一种苦味很重的化合柠碱，所以脐橙不适合用来制造橙 汁。在进行中间储存前，必须除去受伤的和不适合加工的果实。此外还应该迅速进行样品试 验，从高产品质量的角度而言，最好是迅速加工这些原料，至迟在进货后2436h内加工这 些原料，以免使原料质量，尤其是新鲜度下降过甚。2. 拣选和清洗原料经验收合格后，通过流水进行运输。原料在流水中由于与水相互接触，能除去泥沙 和附着物。但是过长的流水道，会助长果实的污染，促进某些品种果实的果皮软化。因此， 必须尽可能地供给新鲜的流水，使水中含量的有效氯（3050mg

6、/kg），经常保持流水槽的清 洁。原料从流水槽通过提升机送到选果传动带。选果传动带两侧的操作人员将原料中的病害 果、未熟果（青果）、枯果、过熟果、软果、伤害果等剔除，合格果抽样测定。在初期未熟 果较多，后期腐败果和变形果较多。存放的原料可能污染有泥沙、尘土、农药等，必须洗净。洗净工序是原料在回转刷上一 边回转依边机械洗净。洗涤剂采用食用脂肪酸系列的洗涤剂（0.2%），洗涤剂从回转原料的 上部滴下来。原料经过回转刷后，立即采用新净清水反复淋洗以出去附着的洗涤剂，然后再 检查并剔除存放中出现的不合格果实，通过第二次选果，分送往榨汁机榨汁。3 .榨汁洗净的柑橘由皮带传送机成单列送到进料斗中，然后逐个

7、正确地投入榨汁机下托盘内， 上盖筒立即将下，进入榨汁工序，同时从果实的底部打开了抽出果汁的圆孔。这是果肉和圆 的果皮片被压挤到托盘下部的滤网管内。带小孔的出汁管上升到滤网管中间，由于管内的果 肉受到挤压，果汁就从滤网管的小孔流出，汇集到下部集液管内。果皮片、橘囊皮、种子等 通过出汁管的中间空隙从管子下部排出。由于在榨汁时，损坏果汁风味的果皮片和种子被分 离排出，而且管内榨汁是在隔绝大气的状态下进行的，因此，适合于保持香气，果汁粘性小， 并能在卫生条件下生产。果皮柔软的温州蜜柑等在上盖筒和下托盘间压缩时，果汁会往外泄 漏，因此榨汁得率低，且果皮油、果皮片和果肉浆的混入率增加，导致品质下降。4.

8、过滤榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、粗的果肉浆等。不同榨汁方式所含的夹杂物也 不相同。为了除去这些夹杂物，必须进行粗滤（筛选】手工和半机械化榨出的果汁，用20 目振荡晒分离果汁和果渣。榨汁与过滤兑甜橙汁的柠碱含量有所影响，甜橙汁的苦味是由于 磨碎和浸渍白软皮、中心维管束和芯皮膜所致，同时果汁与这些组分接触时间长短对苦味也 有关系。一般地说，榨汁机均附有果汁粗滤设备，榨出的果汁经粗滤后立即排出果渣及种子， 因此无需另设粗滤器。经粗滤的果汁立即送往精滤机进行精滤，筛孔的孔径为0.3mm。果汁的质地可由调节精 滤机的压力与筛孔的筛孔大小加以控制。果汁中微细果肉浆给予果汁良好的色泽和浊度，但过量会使

9、果汁粘稠化。对于瓶装果 汁来说，在储藏过程中，果肉浆沉淀有损外观，而且在后序的浓缩中，由于焦糊容易产生热 效率下降和风味的恶化等现象。相反，果肉浆不足，色泽和浊度就会不足，味道也会变淡。果汁中的果肉浆粒子由于工序的组合处理形式而不同，但通过离心分离阶段后，就相 当均一化。为使粒子进一步微细化，可在离心分离之前或之后，采用均质机在7.099.8Mpa 的压力下进行均质，然后送往脱气工序。5. 果汁的调和调节了果肉浆含量后的果汁，放入搅拌器的不锈钢容器中进行调和，使齐品质和成分 一致。一般地说，甜橙汁呈橙黄色，如需加深色泽，可用红玉血橙调和。6. 脱油和脱气调和后的果汁含量有过量的甜橙油，需要用脱

10、油机脱油，以除去多余的一部分甜橙油。 甜橙汁中所含少量甜橙油可使果汁具有愉快的香气，并增加风味；但在某种条件下，也会产 生不愉快的气味。在储藏过程中，甜橙油中的主要成分氧化是果汁变味的主要原因。脱油防 止果汁变味的方法，现在生产上采用类似小型真空浓缩蒸发器的脱油器进行脱油，果汁喷入 到真空度为90.6593.31kPa的脱油器中，并加热到51，多余的甜橙被蒸发，随蒸汽而冷 凝，此时果汁中还有3%6%的水分被蒸发掉。冷凝液通过离心机分离出甜橙油末流在下 层的水返回到果汁中。果汁中的甜橙油以容量计，保持在0.015%0.025之间。调和后的果汁中含有多种气体，特别是空气会使果汁氧化，使果汁品质劣化

11、的原因。 榨汁后的1L果汁中，气体总含量为3058mL，其中与品质劣化最有关系的是氧气，含量为 2.34.7mL。此外是氮气和呼吸作用的产物二氧化碳。氧气在榨汁中也会混入，由于果度的 搅拌或桨叶的回转而增加，出溶解在果汁中之外，还吸附在果肉浆和胶体粒子表面。为了去除果汁中的气体，脱气时的果汁温度要稍比真空室中饱和蒸汽相应的温度高些， 这样果汁发生突沸，迅速地除去气体。从脱气效果、机器大小、清洗难易程度来看，在真空 室内使果汁呈薄膜流下的脱气方式，被最广泛地采用。脱气时有2%3%的水分蒸发，在 进行真空脱油的同时也可以起脱气作用，因此，脱油和脱气可以在同一设备中进行。7. 加热杀菌瞬间杀菌的理论

12、是以杀菌温度上升10C，杀菌效果上升10倍为依据，即80r需要 30min，90C只需要3min即可达到同样效果。由于时间短，品质的劣化可以限制在最小程度， 果实饮料风味的变化和抗坏血酸的损失较少。瞬间杀菌法所采用的设备是板式热交换器，加热、保温及冷却可在同一设备中进行。 脱气后的果汁通过杀菌器，在1520s内温度可达9395C，保持1520s后，热交换器 中的温度降到90C左右，送往装填。8. 装填和冷却杀菌结束后，果汁的温度因作业线的长短而不同，一般要下降13C。装填时的果汁 温度为90C左右。罐装时，洗净的空罐进行自动定量罐装后立即由封罐机密封。将密封后 的罐头倒置3060s，利用果汁的

13、余热对罐盖进行杀菌，随之喷射冷水，将罐快速冷却至38C 左右。瓶装果汁瓶子的洗涤用1%2%的氢氧化钠为主体洗涤剂，加热洗后至88 C左右，立 即进行装填。热装填的果汁饮料，封罐后将瓶子倒置数分钟，然后分段尽快冷却至40 Co四. 生产设备计算选择1 .提升机提升机的作用是将原料从水槽提升送到选果传动带的。分别为不锈钢刮板、不锈钢网带、 不锈钢斗式、食用橡胶、ABS工程塑料、不锈钢螺旋输送等。输送方法又分为垂直、水平 倾斜三种。为了适应橙汁的生产工艺流程，我选用BSJ型不锈钢板式提升机：型号Modei生产能力 t/h（橙汁）Capacity t/h for orange配用功率Power KWS

14、yj-30304Syj-10101.5Syj-551.1Syj-220.752.选果机采用GXJ型滚杠选果机，其滚杠材质有：1Cr18Ni9Ti不锈钢管、防氧化铝管、符合食 品卫生工程塑料管。水果旋转，确保检果质量：型:号.生产能力T/H跳用功率KW外形尺寸mmGXI-30302.2500013001200GXJ-10101.54000X850X 1200GXJ-550.753500X7004200GXJ-220.553. 洗果机选用CXJ型冲浪式洗果机，其优点是：适用于原料的清洗；节能清洗水经过过滤后循环使用；果蔬原料在清洗过程中不停地作任意方向旋转，洗净度高;循环水将原料冲向出料方向，自带

15、升运机，方便联线。Model生产鹿力 河掣果汁3 匚，口CKilY Uh 戚 epp恤配用功搴Power 3外影尺寸 Overall tfi mernrarn mmCXJ306.74000x1*00x2500CXJ-1&551000x00x2000CXJ 55 15汐0. Or峻CXJ-225 15zmegi 颂4. SZJ-1.5破碎榨汁机组。处理能力：0.5-1.5吨/时（根据不同原料而定）。由破碎机、螺旋榨汁机组合而成。广泛用于浆果、仁果及各种蔬菜取汁。全自动完成破碎、取汁、排渣工序。配用功率：5.5KW。外形尺寸：1560 X 450 X 1340mm5. 过滤设备选用DYJ型带式压滤

16、机，其优点是节能；自动进出料；压滤充分；出汁（水）率高；气 囊控制，滤带自动纠偏，工作连续可靠。地（苹果汁） CoTflcHyFZliiorflppfe血用切率Pflwef KW出汁水）零 JuicQlwater） culpul rale外形尺寸 Ov&rcjll dimeAiioris mm0YJ-2O2041耶冬以上 ob&v* so%6000 x 300 x32ME02?DYJ-55?4K0x 1570 k? 100DYJ-S31S 41570x18006. 脱油脱气设备选用TQ-2.5真空脱气器&饲生产璀力 T/hC叩口时W f/h配用用率PowtirKW鼻空度QfvdtVVE非彤尺寸

17、 Overall dirnertsions mmTQ-1 5L57-4 &71200 350 wiaocTQ-2 $252?xlO4Pa1400 X 93 HOC7. 杀菌设备选用SJ型列管式杀菌器：该设备用于单螺杆泵、饮料泵能输送物料的巴氏杀菌;生产能力:2、4、6、8T/h；物料作来回三程流动;不锈钢安全保温层；8.装填设备Modei生产酷力 T/h Capacity Mh出料超匿 Discharging iwpfiiufe外形尺寸 gMHdign 炯 m mmSJ-B390-953200x615x1250SJ-662575 xfiTSx 1250SJ-4425x15x125O21B15x

18、15x12$0SJ系列管式杀菌器 SJ Series Pipe-type Steriliser出料温度:9095C。选用DGW-200/T盒罐装封口机，采用自动落盒柱塞定量灌装，光电跟踪，色带日期打字，自动清洗，机器动行平稳可靠，操作维修方便。型号DGW-2000/T IDGW-2000/T IIDGW-2000/T III生产效率2800/3200 盒/小 时3600/4200 盒/ 小时4000/5500 盒/小 时灌装容量50-200ml50-200ml50-200ml电源220V.50Hz220V.50Hz功率3.0KW4.2KW4.0KW气源0.8MPA 0.3m/min0.8MPA

19、 0.5m/min0.8MPA 0.5m/min机器重量450KG800KG1000KG外形尺寸2500*650*19503400*600*19503400*750*1800五. 原料、动力定额耗费计算1.能源消耗设备名称型号台数生产力t/h功率(KW)BSJ型不锈钢板式提升机Syj-2120.75GXJ型滚杠选果机Gxj-2120.55CXJ型冲浪式洗果机Cxj-2125.15SZJ型破碎榨汁机组SZJ-1.520.51.55.5DYJ型带式压滤机Djy 31315.4TQ-2.5真空脱气器TQ-2.512.52.2SJ型列管式杀菌器SJ-2125.0DGW-200/T盒罐装封口机DGW-2

20、00/T iii54000/5500 盒/ 小时4.0用电总量：0.75+0.55+5.15+5.5+15.4+2.2+5+4+ 照明用电= 39KwCXJ型冲浪式洗果机用水量：30t/h2原料消耗以橙子出汁率为45%计算，而每吨成品需要10%的天然橙汁原汁，可算得 每吨橙汁饮料需要原料：橙子蔗糖柠檬酸增稠剂香精甜蜜素防腐剂水222kg80kg1.5kg2kg1kg0.3kg0.4kg814.8kg六. 人员以班产量来计算，采取24小时连续生产，每天分三班，八小时为一班。人员具体分配 如下(下列人数为每班人数)：原料与验收1人选果与洗净2人榨汁1人过滤1人果汁调和2人脱油和脱气1人加热杀菌1人

21、装填和冷却5人检测2人包装和装箱3人合计19人/班七. 生产控制分析1 .原料和包装材料的接收原料用橙:如果作为原料使用的橙不合格或运输、贮存不当，有可能受到微生物污染。常 见的微生物污染有细菌和霉菌。如果微生物大量存在，就会给消费者带来危害,微生物危害可 以通过生产过程中的杀菌过程进行控制。如果生产橙汁用的原料果来自使用农药的地区或土 地中重金属含量高的地区或在生产过程中受到污染,有可能受农残污染或含有砷、铅等重金 属，这些污染在以后的加工过程中无法进行控制,而且一旦发生，将给消费者带来严重的危害, 因此是显著性危害。这些危害的控制措施主要为来源控制,索取产品的产地证明、原料的检 验合格证明

22、。2. 包装材料不合格的包装材料，可能会有化学物质溶出，如果消费者饮用不合格的包装材料包装的 果汁，可能造成严重危害，是显著性危害，其控制措施为索取生产商的生产许可证明和原料合 格证明，并定期进行检验。包装材料暴露于空气中，易遭受细菌和其他微生物的污染，这些危 害可以通过后面的消毒过程进行控制。3. 生产用水生产过程水的使用量很大，如果作为原料的生产用水达不到生活饮用水卫生标准，水中 可能存在有害微生物的污染，铁、铜、锌等重金属和氯化物等造成的化学危害以及泥沙、其 他碎屑等造成的物理性危害，如果控制不好，会造成严重的后果，因此是显著性危害，这些危 害可以通过SSOP中的生产用水的安全进行控制。

23、4. 料液调配过程调配过程是将各种原辅料按照一定的比例进行混合的过程。调配过程中的危害主要有： 调配过程暴露于空气中，而且调配过程在常温下进行，因此容易受到空气中各种细菌和霉菌 的污染。如果对这些危害不进行控制，就会给消费者带来严重的后果，这些微生物危害可以在 后面的杀菌过程中进行控制。5. 脱气过程脱气过程是在果汁加工过程中除去果汁中的氧的过程。脱氧可以防止或减轻果汁中色 素、维生素C、香气成分和其他物质的氧化，防止品质降低,防止或减少灌装和杀菌时的泡沫。 这一过程在密闭的装置中进行,不会造成显著危害。6. 料液杀菌过程料液的杀菌过程是杀灭料液中存在的各种微生物或使之钝化的过程。由于在前面的

24、加工 过程中没有进行杀菌，原辅料、调配过程中的微生物危害都需要在这一过程中进行杀灭如果 杀菌条件不适当或者不严格遵守有效的杀菌条件，就不能够有效地杀灭生产过程中的微生物, 给消费者带来显著危害。因此，应该制定有效的杀菌规程并严格遵守，控制生产过程中产生的 微生物危害。7. 冷却经过杀菌的料液进入无菌缓冲罐冷却,无菌缓冲罐中的液面以上用经过处理的无菌空气 维持正压,因此只要通过SSOP将空气的质量控制好就不会引进微生物危害及其他危害。8. 装材料的H2O2消毒包装材料消毒过程是用一定浓度的H2O2杀灭前面过程中引入的微生物危害。由于使 用H2O2可能会造成H2O2残留，但是后面的干燥过程会消除这

25、种危害，因此此过程不会引 入显著性危害。9. 包装过程灌装操作间用经过消毒、过滤的空气维持正压，罐装环境空气洁净度控制在万级，罐装过 程在完全密闭的环境中进行，使用的料液、包装材料等都已经经过杀菌,因此只要严格控制灌 装环境的空气洁净度，本过程不会造成显著危害。10. 成品贴标、喷码、装箱此过程是成品的外包装过程，不会造成显著危害。11. 生产用管道的危害分析橙汁从调配到灌装的整个生产过程都是在密闭的不锈钢金属管道内进行,这些管道的内 表面如果不清洁，一些死角、泵、阀和接头处就会成为微生物生长繁殖的良好场所，成为果蔬 汁产品污染的重要来源,这些危害就会成为显著危害。这些危害可以通过对管道进行彻

26、底的 清洗和杀菌来完成。八. 成本估算1 .原料价格原料橙子蔗糖柠檬酸增稠剂香精甜蜜素防腐剂水价格（元/kg）2.62.57.0181812270.0012. 原料成本估算（日产量：48吨）60 X（2.6X222+2.5X80+7.0X 1.5+18X2+18X 1+12X0.3+27X0.4+0.001X814.8） = 51415 元 / 日3. 人工费：19X3X1400 = 79800/月4. 水电费（以每月生产 22 日算）：22X24X（39000X0.79+30X 1）=16283520 元5. 机械折旧费:2000/月6. 总成本：22 X 51415+79800+16283

27、520+2000= 17496450 元/月7. 月产：60X10000X22=13200000 盒（200ml/盒）定价：1.8元/盒营业额：13200000X 1.8 = 23760000 元8. 税费：23760000X7% = 1663200 元9. 利润：23760000-1663200-17496450=4600350 元成本利润率：4600350/17496450X 100%=2.63%九三废处理及环保问题采用的生产用水复合国家饮用水标准，电、气供应满足生产需要。有用物质要循环再用， 生产过程产生的废水、废气、废渣，不能直接排到环境里，造成环境污染盒破坏生态平衡。废水可常规处理，

28、部分进行生物化学的深层处理。部分废气要吸收处理后回收在利用或 排放，而废渣可作其他利用或掩埋。十.存在问题及建议在橙汁加工和储藏过程中发生的非酶褐变严重影响到产品的风味和色泽，使果汁品质下 降。这一变化，从食品化学的角度上看，是很复杂的。现在通常认为非酶褐变是从羰基和氨 基的缩合反应开始的（即美拉德反应）；可是，糖和抗坏血酸在没有游离氨基的条件下，亦 能发生褐变，而且形成的学多产物与美拉德反应的类似。还原糖、游离氨基酸和抗坏血酸是参与橙汁非酶褐变的主要成分。采用酶法工艺加工橙 汁，能将囊衣中的某些组分水解转移到果汁中，从而延缓果汁储藏期间的褐变，提高果汁质 量。酶法工艺是更深层次的取汁，要成个地在橙工业中运用酶技术，必须进一步了解橙结构 尤其是皮、囊衣及细胞壁的结构组成，并选择合适的酶制剂组合，确定合理的工艺路线和参 数，是橙原料经酶解后产生的组分能有助于产品质量的提高。十一.车间布置工人rr1流水槽2提升机3选果机4洗果机5榨汁机6压滤机7脱气机8杀菌机9罐装封口机十二工艺流程图橙原料1F验收检杳1r暂时储存1F洗净1选果1F全果榨汁果汁1T过滤1r杀菌r浓缩1r冷却r装填1冷冻浓缩果汁稀释调和1F脱气1F杀菌1r装填1r冷却1r果汁瓶、罐装果肉浆1T杀菌1r装填1F冷却1F果浆榨汁粕饲料