年产10000吨浓缩梨汁工厂设计.docx

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年产10000吨浓缩梨汁工厂设计

一工程论证………………………………………………………………………2

1产品来源…………………………………………………………………………2

2产品特点…………………………………………………………………………2

3市场状况…………………………………………………………………………3

4厂址选择…………………………………………………………………………3

二样品方案与班产量…………………………………………………………4

1班产量…………………………………………………………………………4

2样品方案………………………………………………………………………4

三工艺流程及论证…………………………………………………………5

1工艺流程………………………………………………………………………5

2工艺论证………………………………………………………………………5

四物料衡算………………………………………………………………………6

五设备选型及论证……………………………………………………………11

参考文献………………………………………………………………………14

一、工程论证

1.产品来源

浓缩梨汁主要以梨为原料，方案把生产浓缩梨汁的企业建立在XXXX市宁陵县，这里产的梨以色、香、味俱佳著称，果形优美、硬度适中、耐储藏〔采取合理的方法一般可以存放到翌年的5~6月份〕，成熟后色泽金黄，果形美观，皮薄肉嫩，脆甜无渣，汁水多，含糖量高达15%，并含有磷、铁、维生素C等多种元素和维生素。

宁陵县石桥镇，位于县城北6公里处，盛产名优特产金顶谢花酥梨，有“酥梨之乡〞的美称。

单果平均重300克，最大可达800—1000克以上。

酥梨已有600多年的栽培历史，早在明孝宗年间就颇有盛名，被列为上等贡品。

宁陵梨又名金顶谢花酥梨是国家名优水果之一，国家商标局注册为“金顶〞牌。

该品种系白梨和砂梨的自然杂交种，从外观上看萼洼广而浅，周围有一片放射状黄褐色锈块，故得“金顶〞美名。

用于生产浓缩梨汁的原料梨必须具备含有较高的含糖量，而宁陵的梨恰能满足这一要求。

原料梨的指标∕100g

名称

单位／g

糖类

15

蛋白质

0.2

脂肪

0.1

粗纤维

0.1

钾

110×10－3

钙

0.11×10－3

磷

11×10－3

铁

0.3×10－3

2.产品特点

梨含有大量蛋白质、脂肪、钙、磷、铁和葡萄糖、果糖、苹果酸、胡萝卜素及多种维生素。

梨还是治疗疾病的良药，民间常用冰糖蒸梨治疗喘咳，“梨膏糖〞更是闻名中外。

梨还有降血压、清热镇凉的作用，所以高血压及心脏病患者食梨大有益处。

此外，梨皮和梨叶、花、根也均可入药，有润肺、消痰、清热、解毒等成效。

梨中含有丰富的B族维生素，能保护心脏，减轻疲劳，增强心肌活力，降低血压；.梨所含的配糖体及鞣酸等成分，能祛痰止咳，对咽喉有养护作用；梨有较多糖类物质和多种维生素，易被人体吸收，增进食欲，对肝脏具有保护作用；梨性凉并能清热镇静，常食能使血压恢复正常，改善头晕目眩等病症；食梨能防止动脉粥样硬化，抑制致癌物质亚硝胺的形成，从而防癌抗癌；梨中的果胶含量很高，有助于消化、通利大便。

1.梨中含有丰富的B族维生素，能保护心脏，减轻疲劳，增强心肌活力，降低血压；

2.梨所含的配糖体及鞣酸等成分，能祛痰止咳，对咽喉有养护作用；

3.梨有较多糖类物质和多种维生素，易被人体吸收，增进食欲，对肝脏具有保护作用；

4.梨性凉并能清热镇静，常食能使血压恢复正常，改善头晕目眩等病症；

5.食梨能防止动脉粥样硬化，抑制致癌物质亚硝胺的形成，从而防癌抗癌；

6.梨中的果胶含量很高，有助于消化、通利大便。

浓缩梨汁的营养成分表

项目

每份〔250mL〕

营养素参考值〔%〕

能量

666kJ

8

蛋白质

4.8g

8

脂肪

4.3g

7

碳水化合物

25.0g

8

钠

75mg

4

3.市场状况

由于中国特有的资源优势为根底，浓缩梨汁近年来开展迅速，生产规模快速扩X，生产能力也有猛增。

我国的人口众多，随着生活水平的提高，我国对浓缩梨汁的需求也处在上升的趋势，由于我国人口主要集中在东南部，所以将浓缩梨汁的市场主要放在我国南方，梨汁具有很多的功能，可以作为生产梨汁饮料的原料，可以用来加工酿制梨酒，可以作为其它各种饮料的补充物，还可以作为食品工业的根底配料，由于浓缩梨汁具有以上的功能作用，从而大大扩大了市场对浓缩梨汁的需求。

4.厂址选择

宁陵是XXXX的一个县级城市，自古以来以“酥梨之乡〞著称，这里昼夜温差大，梨的含糖量高，有利于浓缩梨汁的制造；交通运输便利，由于浓缩果汁的保质期一般在12个月左右，无需太关注交通运输方面；该城市一般都采用自来水，均能符合企业生产用水要求；劳动力方面，由于城市人口密集，应该把食品厂建在离城市不远的郊区，一方面可以有较多的劳动力，另一方面可以减少企业污染对居民的影响，同时在郊区，建厂经费也可以大大减少。

宁陵位于鲁豫皖三省交际地，周边消费人口相对集中。

综上述的观点，浓缩梨汁食品厂建立在宁陵是可行的。

二、产品方案及班产量确实定

1.班产量确定

1年产量：

Q=10000t

2生产班制：

淡季2班制，旺季3班制〔这样有利于劳动力平衡，设备充分利用，成品正常销售，便于生产管理，经济效益提高〕

3工作日：

梨的成熟季节在秋季，所以定8、9、10、11、12、1月份为旺季，工作日〔t旺〕为130d，2、3、4月份为淡季，工作日〔t淡〕为75d，5、6、7月份为设备检修日〔一方面由于这几月份梨原料难以储藏，苹果的含糖量大大减少，生产的梨汁质量也会相应的减少：

另一方面接下来的8、9、10、11、12、1月份为企业的旺季，对设备的要求度高，以便产品能更好地连续生产〕，余下的63d为节假日〔其中工作日一周只有单休日，国庆只有三天休息日〕，那么全年浓缩梨汁生产天数为：

t=t旺+t淡=130+75=205d

④班产量q班:

班产量q班计算公式如下：

q班=Q∕k（3t旺+2t淡）

式中q班—班产量，tQ—年产量，tk—设备不均匀系数，k=0.7~0.8

计算：

q班=10000∕0.75（3×130+2×75）=24.69〔t／班〕

2.产品方案浓缩梨汁产品方案表

产品名称

年

产

量

t

班

产

量

T

1

月

2

月

3

月

4

月

5

月

6

月

7

月

8

月

9

月

10

月

11

月

12

月

浓缩梨汁

1×104

24.69

三、工艺流程及论证

1.工艺流程：

原料验收——挑选——清洗——破粹——榨汁——过滤——灭酶——蒸发——酶解——超滤——灭菌——无菌灌装——浓缩梨汁

2.工艺论证

⒈原料验收

企业首先要确定采购区域，保证采购区域周围没有化学污染及该梨区域未使用国家制止的农药，梨成熟期前，应派相关部门对原料梨进展定期检查其质量的好坏。

生产过程中，苹果验收按以下要求进展：

A必须是合格供给商提供的原料，对原料的生长情况要大致了解

B符合农药残留检验报告

C产品质量符合要求，腐烂率超标〔6%〕的不收

D质检员当场验收

⒉挑选

拣选的目的是剔除霉烂的、带病虫害的、破损的和未成熟的苹果以及混杂于其中的异物，有利于降低农药残留，减少微生物的污染及保持梨汁的正常风味，在拣选台上完成工作。

⒊清洗

在洗果台上通过毛刷及水流喷淋进展梨的清洗。

⒋破碎

榨汁前必须进展破碎，破碎粒度要适当，要有利于压榨过程的果浆内部形成果汁排汁通道。

综合很多方面因素，将破碎粒度控制在1.5~3cm，通过破碎机将梨破碎，以备后面的压榨程序

⒌榨汁

压榨机采用的是带式压榨机。

在压榨过程中果浆尽量分布均匀，果浆厚度控制在3~6cm之间，如果需要，还可以进展二次压榨，具体方法为在第一次压榨后的果渣中参加等量的水浸渍后进展第二次压榨，可提高果汁的出汁率。

⒍过滤

采用双联过滤器，由两台不锈钢过滤器并联而成，具有构造新颖合理、密封性好、流通能力强、操作简便等诸多优点，应用范围广泛、适应性强的多用途过滤设备，能准确地保证过滤精度，并能快捷地更换滤袋，过滤根本无物料消耗，使得操作本钱降低。

⒎灭酶

采用板式灭酶换热器，使酶失活，防止果汁产生褐变，提高果汁的商品价值。

⒏蒸发

过滤后的果汁需要浓缩，以便有利于储藏和运输。

浓缩通常是以蒸发方式进展，该企业采用三效外循环式真空蒸发器方法进展浓缩，该蒸发器可以蒸发浓度较高、粘度较大的溶液，且具有传热效率高，受热时间短的特点，管道清洗较为方便。

这种方式浓缩法可以大大减少浓缩的损耗。

清汁进入蒸发器浓缩，浓酸至原体积的1／6左右，可以控制最终含糖量在56%~58%之间。

⒐成分调节

主要是糖和酸的调整，宁陵梨的含糖量在16.2%，含酸量在0.58%，成品梨汁的含糖量要求在56%，糖酸比为13：

1~15:

1〔该设计采用14:

1〕，假设产品不符合糖酸比要求，那么应向梨汁中参加糖和酸以改善苹果汁的风味。

⒒酶解

在这个过程中，加淀粉酶、果胶酶进展酶降解，经检测均为显阴性时，再根据终产品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清剂。

经过酶降解和澄清后的果汁直接进入超滤装置中，以备精过滤。

⒓超滤

超滤开机时要求浊度为0.1~0.6NTU时，方可向下一工序运料。

每个小时要对渗透做有无杂质感官检测。

在超滤渗透流量不能满足生产需要时，应按规定程序清洗，清洗前须加水稀释果汁，过滤至糖度低于2.0BX时，超滤方可排空。

⒔灭菌

采用瞬时高温灭菌机，对浓缩梨汁进展灭菌，使产品到达无菌要求，从而到达延长浓缩苹果汁的保存期。

⒕无菌灌装

无菌灌装的三个条件：

〔1〕物料的无菌〔2〕包装材料的无菌〔3〕灌装环境的无菌。

采用灌装机进展灌装，灌装前先将灌装口喷射高温蒸汽，杀死可能存在的微生物，再开场灌装，灌装后的成品直接入库保存。

四、物料衡算

本设计要求每班产量为24690kg，根据所查资料，梨采收时的损失率为2.9%，梨原料的工艺损耗率为13.1%，挑选损失为0.5%，清洗损失为0.2%，破粹损失为0.2%，压榨损失为13.2%，过滤损失为1.4%，灭酶损失为0.8%，浓缩时梨的含糖量从16.2%提升至56%〔一般浓缩到原来体积的1／6〕，酶解损失为0.4%，超滤损失为1.2%，灭菌损失为0.55%，灌装损失为0.05%。

梨含酸量在0.58%，一般要求果汁成品糖酸比在13:

1~15:

1之间。

梨原料损耗率

果皮

子核

坏肉

碎块

果蒂梗

损耗率%

5

3

1.6

1.85

1.65

由于浓缩前后总糖含量不变〔设原料苹果量为X〕：

X〔1-2.9%〕〔1-13.1%〕〔1-0.5%〕〔1-0.2%〕〔1-0.2%〕〔1-13.2%〕〔1-1.4%〕〔1-0.8%〕16.2%=24690÷〔1-0.4%〕÷〔1-1.2%〕÷〔1-0.55%〕÷〔1-0.05%〕×56%

得X=122901.94kg

（1）梨原料量为X=122901.94kg

（2）采收时的损失率为2.9%，那么采收后产量为

122901.94×〔1-2.9%〕=119337.79kg

（3）梨原料的工艺损耗率为13.1%，那么原料处理后产量为

119337.79×〔1-13.1%〕=103704.54kg

（4）原料挑选损失为0.5%，那么挑选后产量为

103704.54×〔1-0.5%〕=103186.02kg

（5）原料清洗损失为0.2%，那么清洗后产量为

103186.02×〔1-0.2%〕=102979.65kg

（6）原料破粹损失为0.2%，那么破粹后产量为

102979.65×〔1-0.2%〕=102773.69kg

（7）原料压榨损失为13.2%，那么压榨后产量为

102773.69×〔1-13.2%〕=89207.56kg

（8）过滤损失为1.4%，那么杀菌后产量为

89207.56×〔1-1.4%〕=87958.65kg

（9）灭酶损失为0.8%，那么灭酶后产量为

87958.65×〔1-0.8%〕=87254.98kg

（9）蒸发浓缩时梨的含糖量从16.2%提升至56%，产量为

87254.98×16.2%÷56%=25241.62kg

（10）糖酸比调节

调配前果汁：

糖总量25241.62×56%=14135.31kg

酸总量87254.98×0.58%=506.08kg

经浓缩后进展酶解、超滤灭菌，损耗率为0.4%、1.2%、0.55%，那么杀菌后浓缩汁产量为25241.62×〔1-0.4%〕×〔1-1.2%〕×〔1-0.55%〕=24702.35kg

此时，糖度=14135.31÷24702.35=57.22%

酸度=506.08÷24702.35=2.05%

糖酸比=57.22%÷2.05%=27.91

一般成品果汁的糖酸比在13：

1~15：

1之间，浓缩汁糖度在56%~58%之间，酸度在1%~3.8%之间。

有以上计算过程可知，浓缩梨汁的糖度符合要求，但糖酸比不再要求范围之内，因此糖酸比需要进展调整，设糖酸比为13：

1，糖度在56%，参加糖akg，酸bkg,

（14135.31+a）／（24702.35+a+b）=56%

（14135.31+a）／（506.08+b）=13

得a=59.22kg

b=585.81kg

调整后：

糖总量：

14135.31+59.22=14194.53kg

糖添加量：

59.22／24702.35=0.24%

酸总量：

585.81+506.08=1091.89kg

酸添加量：

585.81／24702.35=2.37%

糖酸比调整后浓缩汁总量为24702.35+59.22+585.81=25347.38kg

（11）灌装损失为0.05%，最终所得浓缩梨汁产量为

25347.38×〔1-0.05%〕=25334.71kg

（12）检验计算

（25334.71-24690）÷24690=2.61%

由于误差较大，得进一步重新倒退计算

计算过程如下：

由于浓缩苹果汁产量为24690kg，那么

（1）灌装损失为0.05%，那么灌装前浓缩汁产量为

24690÷〔1-0.05%〕=24702.35kg

（2）杀菌损失为0.15%，那么杀菌前浓缩汁产量为

24702.35÷〔1-0.55%〕=24838.96kg

（3）超滤损失为1.2%，那么超滤前浓缩汁产量为

24838.96÷〔1-1.2%〕=25140.65kg

（4）酶解损失为0.4%，那么酶解前浓缩汁产量为

25140.65÷〔1-0.4%〕=25241.62kg

（5）由上述计算过程可知，糖酸比调整过程糖的添加量为0.24%，酸的添加量为2.37%，那么糖酸比调整前浓缩汁产量为

25241.62÷〔1+0.24%+2.37%〕=24599.57kg

（6）浓缩由糖含量为16.2%浓缩到56%，那么浓缩前果汁产量（根据浓缩前后糖含量不变）为

24599.57×56%÷16.2%=85035.55kg

蒸发水分含量：

85035.55-24599.57=60435.99kg

（7）灭酶损失为0.8%，那么灭酶前产量为

85035.55÷〔1-0.8%〕=85721.32kg

（8）过滤损失为1.4%，那么过滤前产量为

85721.32÷〔1-1.4%〕=86938.46kg

（6）原料压榨损失为13.2%，那么压榨前产量为

86938.46÷〔1-13.2%〕=100159.51kg

（7）原料破粹损失为0.2%，那么破粹前产量为

100159.51÷〔1-0.2%〕=100360.24kg

（8）原料清洗损失为0.2%，那么清洗前产量为

100360.24÷〔1-0.2%〕=100561.36kg

（9）原料挑选损失为0.5%，那么挑选前产量为

100561.36÷〔1-0.5%〕=101066.69kg

（10）梨原料的工艺损耗率为13.1%，那么原料处理前产量为

101066.69÷〔1-13.1%〕=116302.29kg

（11）采收时的损失率为2.9%，那么采收前产量为

116302.29÷〔1-2.9%〕=119775.79kg

每班24.69t产量梨汁的物料衡算图

原料梨119775.79㎏

-2.9％

采收处理116302.29㎏

-13.1％

拣选101066.69㎏

-0.5％

清洗100561.36㎏

-0.2％

破碎100360.24㎏

-0.2％

压榨100159.51㎏

-13.2％

过滤86938.46㎏

-1.4％

灭酶85721.32kg

-0.8%

浓缩85035.55㎏

-71.07%水分蒸发量为60435.99kg

糖酸比调整24599.57㎏

+0.24％〔糖〕+2.37%〔酸〕

59.04kg583.01kg

酶解25241.62㎏

-0.4%

超滤25140.65kg

-1.2%

灭菌24838.96kg

-0.55％

灌装24702.35kg

-0.05％

成品24690kg

五、设备选型及论证

该设计每班实行8小时，

（1）拣选机

拣选机生产能力101066.69÷8=12633.34kg/h

拣选机技术参数

型    号

生产能力T/h

功率KW

外形尺寸mm

GXJ-10

10～15

1.5

6000×1000×900

由于GXJ-10生产能力在10~15t/h，所以选用一台该设备即可满足生产要求。

（2）清洗机

清洗机生产能力100561.36÷8=12570.17kg

清洗机技术参数

 型号

 生产能力T/h

 配用功率KW

 外形尺寸mm

 LXJ-20

 20

 5.1

 4500×1400×2000

由于LXJ-20生产能力在20t/h，所以选用一台该设备即可满足生产要求。

（3）破碎机

破碎能力为100360.24÷8=12545.03kg

技术参数

型号

CPS-20

生产能力（t/h）

20

配用功率（kw）

22

外型尺寸（mm）

2000x2000x1800

（4）压榨机

生产能力100159.51÷8=12519.94kg/h

带式榨汁机-技术参数

型号

处理能力t/h

主机功率Kw

进料口高度mm

主机外形尺寸mm

设备重量Kg

DYJ-20

20

5.5

2.0

5400×3380×2505

6500

根据上表的技术参数可知，选用一台该设备即可满足生产要求。

（5）贮罐

贮存能力100159.51÷8=12519.94kg/h

贮罐的技术参数

型号

容积L

设备重量Kg

外型尺寸mm

容器类别

ZG-6000

6000

1550

ø1800×3000

常压

ZG-10000

10000

2650

ø2000×3900

根据上表的技术参数，选用ZG-10000和ZG-6000各一台即可满足生产要求。

（6）双联过滤器

过滤流量为86938.46÷8=10867.31kg/h

双联过滤器技术参数

型号

YIAN

规格m2

0.35

流量t/h

10

外形mm

1520×550×1200

根据过滤流量，选用两台YIAN

（7）列管式预热灭酶机

生产能力85721.32÷8=10715.17kg/h

列管式预热灭酶机——技术参数

处理能力kg/h

板片尺寸mm

蒸汽耗量kg/h

换热面积m2

4000

1700×500×1400

300~500

3.5~4

所以选用三台以上列管式预热灭酶机即可满足生产要求。

（8）浓缩设备

蒸发水分量=60435.99÷8=7554.50kg/h

浓缩设备技术参数

型号

蒸发量（KgH2O/h）

耗气量（Kg/h）

外形尺寸（L×W×H）m

循环耗水量（T/h）

蒸发温度℃

蒸汽压力（Mpa）

浓缩比重

  SJN3-8000

8800

2200

9×2.5×5

40

95~98

 0.05~0.09

 1.25~1.4

根据水分蒸发量，对照上表，选择一台SJN3-8000浓缩设备即可满足生产要求。

（9）酶解罐

酶解能力25241.62÷8=3155.20kg

酶解罐——技术参数

容积L

换热面积m2

搅拌功率kw

内罐体直径mm

5000

13.5

4.0

1800

由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，所以选用一台上述酶解罐即可满足生产要求。

（10）超滤装置

超滤能力为25140.65÷8=3142.58kg/h

超滤装置——技术参数

型号

膜面积（m2）

透过液量（l/h）

进料量（m3/h）

尺寸（mm）

SUF-100

5

100

3.4-4.5

1600×800×1400

由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，所以3142.58kg的果汁体积略大于3142L，选用一台SUF-100即可满足生产要求。

（11）高温瞬时杀菌机

24838.96÷8=3104.87kg

高温瞬时杀菌机——技术参数

型号

产量L/h

灭菌温度℃

电机功率kw

保持时间s

耗气量kg/h

外形尺寸

UHT-4

3500-4000

115~135

4

4-6

0.15

1750×1350×2000

由于果汁的密度与水很相近，且比水的密度稍大，根据图表的产量，选用一台UHT-4即可满足生产要求。

（12）灌装机〔定每瓶为500ml〕

24702.35÷8=3087.79kg/h

果汁密度为p=1.08g/ml

V=m/p=3087.79×103/1.08=2.86×106ml

瓶数=2.86×106/500=5718.13瓶

灌装机技术参数

型号

生产能力（500ml）（b/h）

瓶子尺寸（mm）

适合盖子

冲瓶水压力（Mpa）

压缩机压力（Kg/h）

气源压力（Mpa）

耗气量（m3/min）

总功率（KW）

外形尺寸（mm）

KN18-18-6

5000-6000

瓶径φ50-φ100；高度150-