苹果汁饮料生产工艺资料.docx

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苹果汁饮料生产工艺资料

目录

一．设计意义2

二．工艺流程2

三．工艺论证和工艺要点2

1.原料的选择2

2.清洗、拣选3

3.破碎3

4.取汁3

5.灭酶4

6.粗虑4

7.澄清4

8.调配5

9.脱气5

10.杀菌5

11.装罐、密封6

12.冷却7

13.检验7

14.成品库储藏8

四．配方9

五．计算10

1.每小时量计算10

2.年生产量计算11

六．设备选型12

1.设备选择12

2.生产线设备计算15

七．方案特点16

八．参考文献17

一．设计意义。

作为学习食品科学与工程的学生，食品工艺流程设计，食品产品研发是我们的课程方向，也是我们的课程重点，我们所学习的软饮料工艺学、畜肉制品加工工艺、食品分析，食品化学、食品工厂设计、食品机械设备等都是为设计工艺和产品研发做准备，在此之前的而学习都是理论学习，老师上课教学理论知识，很少讲所有所学的知识联系起来，成为整体的知识理论体系，此次学习，能够有效地将我们所学的各门科目知识联系在一起，成为系统的知识应用，这对有我们来说是一个很好地学习过程，不仅是对已学知识的综合应用，也是对自己把握各门知识点的评估和重温，温故而知新。

其次，做产品工艺，我们现在所学的知识肯定换存在很多不足的地方，通过做工厂设计，也有利用加强我们探索新知识的能力，学习范围更广泛，学习深度更深。

所以，做工厂设计非常有必要。

据了解，现在我国的苹果种植广泛，而且具有许多优良品种，产量高，品质好，具有很丰富的苹果汁原料来源，现在的苹果汁工艺也是相当成熟的，文献资源丰富，对于我们刚学习的学生来说，能有效利用现有文献，做一个属于自己的生产工艺，可以很好的自学，以此作为学习的引子，可以更好的有效学习。

二．工艺流程。

原料的选择清洗、拣选破碎榨汁灭酶冷却

（辅料）

密封装罐杀菌脱气调配澄清粗虑

（白砂糖热溶过滤糖浆）

冷却检验套标、缩标、打码成品成品库储藏

三．工艺论证和工艺要点。

1.原料的选择：

苹果的品种、成熟度、好坏、储藏期等都对苹果汁的色香味、出汁率、品质和货架期等有重要影响，因此，要选择果大，出汁率高，易储藏的苹果。

本设计选择澳洲青苹果，其外表光亮细腻、清脆多汁，味酸，甜少，含可溶性固形物13.0％，酸度在3.2—4.2之间（10月中下旬：

4.2-3.9，11月中上：

3.5-4.0，12月份：

3.2-3.5），含糖量：

12%-13.8%，品质中上等，很耐贮藏，一般可贮放至翌年7—8月，成熟期为10月中旬，综合考虑果品和储存期，以9月至12月份采摘，选择新鲜完好的澳洲青苹果，严禁腐败果和病虫果混入；果个要大，成熟度恰当，过于成熟的苹果果胶容易溶出，不利于榨汁和澄清；不成熟的苹果风味寡薄，而且淀粉含量高，出汁率低。

2.清洗、拣选：

清洗前，果蔬原料均可能带有尘土、泥沙、微生物、农药残留及携带的枝叶，正常的果蔬原料表面上的微生物数量在10的四次方至10的八次方之间，通过清洗，微生物可降低到原来的2.5％～5％。

（1）在水流输送过程中．采用喷射水流预清洗，洗去苹果表面的农药、灰尘、杂物。

（2）苹果进入刷洗阶段，选择毛刷滚轮清洗机。

（3）用网带输送机将苹果送人消毒槽，用1%的氢氧化钠洛液浸泡l0min。

（4）进入高压喷淋，以清水洗去消毒液，保证苹果的清洁。

（5）在拣果机上剔除残次果，腐烂较小的部分进行修整。

该阶段果重的损失率为：

0.5％。

3.破碎：

苹果的汁液存在于组织细胞内，只有打破细胞壁，细胞中的汁液和可溶性固形物才可能出来，所以取汁前应进行破碎，破碎时由于果肉组织接触氧，易发生为酶褐变,破坏果汁的色香味和营养成分，因此可在破碎过程中喷雾加入护色剂。

本设计采用将鼠笼式式破碎机进行破碎，粒度以3~4cm为宜；护色剂以原料重0.1%的抗坏血酸。

该阶段果重损失率为：

0.2％。

4.取汁：

澳洲青苹果经破碎后果汁没有完全渗出，还要对其进行取汁，为提高果实的出汁率，榨汁前可采用酶处理和加热处理方法分解果胶，热解法速度慢，时间长且分解果胶效果不如酶处理法简单简便分解果胶完整，所以本设计采用酶处理法。

取汁方法有压榨法、浸提法、离心法和打浆法，打浆法适用于果浆和果肉生产，浸提法一般用于用压榨法难以取汁的果类，虽然苹果也可以用浸提法，且出汁率也高，但是浸提法对浸提温度时间等要求也高，成本高，所以采用压榨法。

（1）酶处理方法。

酶制剂采用果胶酶，果胶酶可以有效分解果肉组织中的果胶物质，使果汁黏度降低，易于榨汁过滤。

酶制剂用量为0.2％—0.3％，温度为：

40—50℃，时间约30min。

（2）压榨法。

选用带式榨汁机，其各部件均采用不锈钢制造，处理量达1.5—3t/h，机械出汁率可达到84％，澳洲青苹果的出汁率为76.1%。

5.灭酶：

榨出的苹果汁经摩擦温度会提高，组织细胞破裂，多酚氧化酶暴露，与空气接触，容易发生酶褐变，不能长时间存放，所以要用夹层锅或管式消毒器立即灭酶,钝化氧化酶和果胶酶,并促使热凝固物质凝固。

本工艺采用管式消毒器灭酶，温度95℃，15—30s,再冷却到65℃。

6.粗虑：

经过压榨后的果汁液，其仍会含有较高的果渣，特别是灭酶之后，果胶渗出，果汁更浑浊，应进行初步的过滤，降低固形物的含量。

选用新型自动板框过滤机，滤网孔径为：

100目，压力为：

0.6MPa，时间：

45min。

该工艺的果汁损失率为：

0.3％。

7.澄清：

采用贮藏过的苹果原料和卧式滚筒压榨机榨汁，苹果汁易出现析出物或浑浊物。

通过酶处理不仅可以彻底分解高分子化合物、果胶、果肉颗粒和细胞碎片，还可以分解完全溶解的简单化合物，如半乳糖醛酸或低聚半乳糖醛酸。

因此．必须采用酶制剂、澄清剂及或处理工艺来进行苹果汁澄清，单一用酶制剂过于单一，可联合用超滤澄清法，超滤澄清法超滤后的果汁澄清透明，无须再进行下一轮精滤，省去步骤，节约时间。

本设计采用酶法脱胶和超滤澄清相结合的方法，（资料来源：

《软饮料工艺》P131）。

（1）酶法脱胶中酶制剂采用淀粉酶和果胶酶果胶酶，添加量为0．02g/L～0．03g/L，经灭酶和粗虑后温度降到65℃，经过3O～5Omin保温，搅拌后果汁中的悬浮物明显分层沉淀。

（2）超滤设备：

采用无机的氧化锆陶瓷膜，无机膜更耐清洗，并可以进行反复清洗，整个过程完成后残液和沉淀地固体残渣排出罐外，有效过滤面积：

1到200平方米（m2），无机膜孔径：

0.05-10μm，有效过滤面积：

1到200平方米（m2），温度：

10—90℃，操作压力：

0.1—0.15MPa,时间：

15min。

该工艺的果汁损失率为：

0.4％。

8.调配：

对于苹果汁饮料来说，纯的苹果汁用一般浓度较高，需要经过稀释，而且，经过处理的苹果汁，其色香味都受到了影响，品质不良，保存期也是重点考虑的因素之一，再者各理化指标也要符合国家标准，因此，要对苹果原汁进行处理，添加各种辅料和防腐剂，调节糖酸比30:

1、含糖量12%、酸度：

0.4％，原果汁含量：

15％，色泽、香气、溶液稳定性等。

调配阶段，将各辅料溶解，其中，白砂糖要先在罐内热溶，再经过板框过滤机过滤，加入到果汁中，按照国标量从多到少的量加入。

根据国标GB2760—2011《食品添加剂使用标准》，苯甲酸钠使用量范围及大小如下：

食品分类号

食品名称

最大使用量（g/kg）

备注

14.0203

果蔬汁（肉）饮料（包括发酵型产品等）

1.0

以苯甲酸计

9.脱气：

在杀菌时，由于果汁中含有部分氧气，虽然灭酶操作中可以防止多酚氧化酶的氧化作用，但是，在杀菌时，果汁中含有的部分氧气，在杀菌的升温过程中仍然会使果汁中的色素、维生索C、香气成分和其他物质被氧化褐变，降低苹果汁的品质，因此，需要出去苹果汁液体中的氧气，防止或减轻果汁中的色素、维生索C、香气成分和其他物质的氧化，减少或避免微粒上浮，增加果汁的稳定性，采用真空脱气法。

真空脱气法机械为：

压力：

90.7kPa一93kPa真空度，温度：

40℃，时间：

25min。

损失率：

0.2％。

10.杀菌：

取汁后的苹果汁经过灭酶处理，果汁内的部分微生物被杀死，微生物含量必会减少，但残留量仍然很多，后期的辅料加入或多或少会带入部分微生物，在果汁饮料中，有大量糖类、淀粉类物质可以被微生物所利用，而使微生物大量生长繁殖，这对苹果汁的色香味、稳定性、保存期等品质有重大影响，为此，为杀死或抑制微生物的生长繁殖，需要进行杀菌处理，常用的杀菌方法是巴氏杀菌或高温短时杀菌。

澳洲青苹果汁的pH值在3.2—4.2之间，因此可采用超高温瞬时杀菌。

选择：

双套管式超高温瞬时杀菌机，杀菌温度120—130℃，时间为3—6S。

11.装罐、密封：

灌装有盒装、玻璃瓶装、塑料装、马口铁罐装等灌装方式，本工艺采用PET塑料瓶的无菌常压热灌装，灌装后要进行倒瓶放置3—5min。

选用设备为三合一饮用水灌装机，该灌装机包括洗瓶、装罐和封盖三个操作，生产过程如下：

进入三合一灌装机的瓶子通过进瓶螺杆分瓶后由拨瓶星轮传送至冲瓶机。

冲瓶机的回转盘上装有瓶夹，瓶夹夹住瓶口沿一导轨翻转180°使瓶口向下。

在冲瓶机的特定区域，特制喷嘴喷出冲瓶水，对瓶子内壁进行冲洗，同时对瓶子外壁也进行冲洗。

瓶子经冲洗、沥干后在瓶夹夹持下沿导轨再翻转180°使瓶口向上。

洗净后的瓶子通过拨瓶星轮由冲瓶机导出并传送至灌装机。

进入灌装机的瓶子由瓶颈托板卡住瓶口保持，并通过升降机构在凸轮作用下实现上升与下降。

灌装机采用重力灌装方式，瓶口上升顶开灌装阀开始灌装，当物料上升到堵住回气孔位置时结束灌装。

灌装结束后瓶口下降离开灌装阀，瓶子通过过渡拨轮进入旋盖机。

旋盖机上的止旋刀卡住瓶颈部位，保持瓶子直立并防止旋转。

旋盖头在旋盖机上保持公转并自转，在凸轮作用下实现抓盖、套盖、旋盖、脱盖动作，完成整个封盖过程。

成品瓶通过出瓶拨轮从旋盖机传送到出瓶输送链上，由输送链传送出三合一灌装机。

气源压力：

0.7MPa,5000瓶/h,500ml/瓶,无菌灌装包括生产环境无菌、生产设备无菌和塑料瓶无菌。

PET空瓶来

消毒液来第一道消毒液喷冲消毒液回流罐

第二道消毒液喷冲

无菌水来第三道消毒液喷冲无菌水回流罐

无菌物料来灌装机物料回流罐

PET瓶盖来

旋盖机抽真空泵

贴标、打码

无菌控制要点：

（1）在进入灌装操作车间的人员必须进行二次更衣，防止室外灰尘等污染物带入无菌室。

（2）在开机前对生产车间进行消毒，启动臭氧机，设定好空调的制冷温度≥26度后启动空调，对灌装室提前空气净化0.5小时。

（3）对PE瓶进行清洗消毒，保持包装材料无菌，消毒液采用双氧水，浓度：

30%。

（4）对灌装系统进行灭菌，灌装清洗采用蒸汽灭菌法，灭菌温度为：

110℃，时间为：

10min。

（5）对无菌区的采用喷洒灭菌剂进行灭菌，必须在蒸汽灭菌期间和灭菌后执行，所有设备无菌区内部移出的部件在装配前，必须用无菌剂消毒。

双氧水无菌区灭菌，涉及无菌风滤网，在灭菌前无菌区必须是密封的，应当关闭所有挡板及视窗。

（6）灌装速度要快，5000瓶/小时，避免长时间与空气接触，温度在68℃—70℃之间。

（7）瓶盖各段消毒液冲洗时间≥15s,无菌气吹干时间≥2s.开盖旋力：

10—18kg/cm。

该工艺果汁损失率：

0.2%。

12.冷却：

装罐后，要迅速冷却，防止苹果汁的色香味物质被破坏。

13.检验：

每一批产品的各项指标都应该符合国家标准，保证产品的质量，对人体无害，因此都要进行检验，只有检验合格的产品才能上市销售。

根据GB19297—2003，果、蔬汁饮料卫生标准中检测有如下规定：

（1）感官指标：

取适量的低温复原果汁于带盖的杯（瓶）中，在温室下放置，使果汁温度上升至约20℃，开盖立即嗅其香味。

其他类型的果汁打开包装立即嗅其气味，品其滋味应符合成品的感官指标要求，并取50mL混合均匀的被测样品于洁净的样品杯（或多或少100mL小烧杯）中，置于明亮处，用肉眼观察其色泽和可见杂质。

（2）理化指标：

铅

按GB/T5009.12规定的方法测定

总砷

按GB/T5009.11规定的方法测定

铜

按GB/T5009.13规定的方法测定

锌

按GB/T5009.14规定的方法测定

锡

按GB/T5009.16规定的方法测定

二氧化硫

按GB/T5009.34规定的方法测定

铁

按GB/T5009.90规定的方法测定

展青霉素

按GB/T5009.185规定的方法测定

（3）微生物指标：

菌落总数、大肠菌群、霉菌、酵母、致病菌

按GB/T4789.21规定的方法测定

商业无菌

按GB/T4789.26规定的方法测定

14.成品库储藏：

成品经过高温灭菌的产品，并且在生产过程中对有可能影响产品品质的因素都做了有效地控制，因此可以将其处于常温、通风、干净的环境中储存，以待出售。

其保质期为0.5年。

根据GB10789—2007，饮料通则，成品规定如下：

果汁饮料

果汁（浆）含量/%（质量分数）≤

10

根据GB19297—2003，果、蔬汁饮料卫生标准中成品有如下规定：

（1）感官指标：

具有所含原料水果、蔬菜应具有的色泽、香气和滋味，无异味，无肉眼可见的外来杂质。

（2）理化指标

项目

指标

总砷（以As计）/（mg/L）≤

0.2

铅（Pb）/（mg/L）≤

0.05

铜（Cu）/（mg/L）≤

5

锌（Zn）a/（mg/L）≤

5

铁（Fe）a/（mg/L）≤

15

锡（Sn）a/（mg/L）≤

200

锌、铜、铁总和a/（mg/L）≤

20

二氧化硫残留量（SO2）（mg/kg）≤

10

展青霉素b（ug/L）≤

50

a仅适用于金属灌装。

b仅适用于苹果汁、山楂汁。

（3）微生物标准

项目

指标

低温复原果汁

其他

菌落总数/（cfu/mL）≤

500

100

大肠菌落/（MPN/100mL）≤

30

3

霉菌/（cfu/mL）≤

20

20

酵母/（cfu/mL）≤

20

20

致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）

不得检出

4．配方。

用途

名称

果汁中含量

原材料

澳洲青苹果汁

12%

甜味剂

白砂糖

10％

护色剂

异抗坏血酸

0.12％

酸味调节剂

柠檬酸

0.15％

香精

苹果香精

0.03％

防腐剂

苯甲酸钠

0.025％

5．计算。

原果汁理化数据

总酸含量

含糖量

糖酸比

出汁率

0.839％

13.0％

15.5

76.1％

苹果汁成品理化数据

酸度

含糖量

糖酸比

0.4％

12％

30:

1

10月份开始生产至次年的5月份，10月至次年1月，为旺季，共120天，每天三班倒，2月至5月为淡季，共90天，每天两班倒，则共有600个班次，每个班次按6个小时计算，按一条生产线计算。

1.每小时量计算：

成品：

每小时果汁生产量：

10000吨/[0.75×（3×120+2×90）×6]=3.7037吨/小时

原果汁总质量：

3.7037×15％=0.55555吨/小时

由于生产操作期间会有损失，则各步骤损失率及产量如下：

（1）装罐：

-0.2％

果汁量：

3.7037/（100％—0.2％）=3.7111吨/小时

原果汁量：

0.55555/（100%—0.2％）=0.55666吨/小时

（2）脱气：

-0.2％

果汁量：

3.7111（100％—0.2％）=3.7185吨/小时

原果汁量：

0.55666/（100%—0.2％）=0.55767吨/小时

白砂糖添加量：

3.7185×12%－13.0％×0.55767=0.3737吨/小时

酸添加总量：

3.7185×0.4％－0.839％×0.55767=0.010195吨/小时=10.195Kg/小时

柠檬酸添加量：

3.7185×0.15％=0.005578吨/小时=5.578Kg/小时

异抗坏血酸添加量：

10.195－5.578=4.617Kg/小时

苹果香精添加量：

3.7185×0.03％=0.0011155吨/小时=1.1155Kg/小时

苯甲酸钠添加量：

3.7185×0.025％=0.0009296吨/小时=0.9296Kg/小时

加水量：

3.7185－0.55767－0.3737－0.010195－0.0011155－0.0009296

=2.776吨/小时

（3）澄清：

-0.40％原果汁量=0.55767÷（100%－0.4%）=0.5599吨/小时

（4）粗虑：

-0.30％原果汁量=0.5599÷（100%－0.3％）=0.5616吨/小时

（5）榨汁：

76.1％原果量=0.5616÷76.1％=0.73797吨/小时

（6）破碎：

-0.20％原果量=0.73797÷（100%－0.2％）=0.73945吨/小时

（7）拣选：

-0.50％原果量=0.73945÷（100%－0.5％）=0.74317吨/小时

2.年生产量计算：

澳洲青苹果重量：

0.74317吨×6×600=2675.421吨/年

白砂糖添加量：

0.3737吨×6×600=1342.32吨/年

柠檬酸添加量：

5.578Kg×6×600=20080.8Kg/年

异抗坏血酸添加量：

4.617Kg×6×600=16621.2Kg/年

苹果香精添加量：

1.1155Kg×6×600=4015.8Kg/年

苯甲酸钠添加量：

0.9296Kg×6×600=3346.56Kg/年

加水量：

2.776吨×6×600=9993.6吨/年

4.将以上数据汇总如下：

名称

重量

生产量

苹果汁

t/小时

3.7037

t/年

13333.32

需要量

苹果

重量

t/小时

0.74317

t/年

2675.421

白砂糖

t/小时

0.3737

t/年

1342.32

柠檬酸

kg/小时

5.578

kg/年

20080.8

异抗坏血酸

kg/小时

4.617

kg/年

16621.2

苹果

香精

kg/小时

1.1155

kg/年

4015.8

苯甲

酸钠

kg/小时

0.9296

kg/年

3346.56

水量

t/小时

2.776

t/年

9993.6

6．设备选型。

1.设备选择。

序号

设备名称

单价

元

台数

生产能力t（L）/h

配用功率kw

重量

kg

外形尺寸mm

厂家

1

GXJ-3型滚杠喷淋选果

80000

1

1-3

0.37

800

3000×700×900

江苏科威机械有限公司

2

CQX-4000气浪清洗设备

28000

1

1－1.5

2.57

220

4130×1010×1550

诸城市大洋机械有限公司

3

CPS—2型鼠笼式破碎机

49000

1

1—2

3

800

650×400×1650

靖江市汉清机械制造有限公司

4

酶解罐

9200

2

2000

2.2

500

D=1300

H=1500

杭州惠合机械设备有限公司

5

DYJ-3带式榨汁机

200000

1

1.5—3

10.18

3500

3000×1400×1800

靖江市新银冶金设备制造有限公司

6

LW—500立式搅拌式夹层锅

17000

2

溶积：

500

1.1

1250×1400

诸城市安泰机械有限公司

7

BYJ70/810-U-1板框压滤机

36000

1

1120

1.5

3820

6636x1276x1270

杭州雅顿过滤机械有限公司

8

RKEE-5--5超滤装置

50000

1

3

300

1.2×1.2×2.0

深圳市裕麟环境工程有限公司

9

调配罐

9200

2

2000

2.2

500

D=1300

H=1500

杭州惠合机械设备有限公司

10

HEZT-2真空脱气罐

25000

2

2000

4.5

35

1135×780×3040

杭州惠合机械设备有限公司

11

UHT—4双套盘管式超高温瞬时杀菌锅

12000

1

4000

2.2

850

温州市浙鼎机械有限公司

12

缓冲罐

9200

2

2000

2.2

500

D=1300

H=1500

杭州惠合机械设备有限公司

13

XGF14-12-5型三合一灌装机

280000

2

1

3

2000

2200×1550×2650

张家港达瑞包装机械有限公司

14

RXH

-41-C

烘干机

56800

3

0.36

45

2210

3400×

2200×2000

常州丰耀干燥设备有限公司

15

HW-WP4000喷淋杀菌冷却机

1

8

6

2500

6200×1500×1700

温州鸿创食品机械有限公司

16

全自动智能灯检机

1

7.2

0.45

300

1060×650×980

湖南银华数码科技有限责任公司

17

STB-450P套标机

200000

2

2.1

1.1

272

2060×1600×1370

东莞德华包装设备有限公司

18

SBJ-20000/H热缩膜缩标机

10000

1

12.5

1.1

100

2000×500×460

东莞德华包装设备有限公司

19

HL-W10喷码机

78000

1

78

0.2

150

郑州中泰机械设备有限公司

20

G20-1泵

3600

2

600

0.75

1寸

上海阳光泵业制造有限公司

21

25BV6-1泵

11000

5

1000

0.25~0.75

宁波邦威泵业有限公司

22

25BV6-2泵

11200

8

2000

0.25~1.1

宁波邦威泵业有限公司

2.生产线设备计算。

果汁饮料：

果汁饮料密度：

1kg/L500ml/瓶=0.5L/瓶

3.7037t/小时=3703.7kg/小时÷1kg/L=3703.7L/小时

3703.7L/小时÷0.5L/瓶=7407.4瓶/h

0.5L/瓶×1kg/L=0.5kg/瓶

（1）三合一灌装机：

生产能力：

5000瓶/h、（500ml/瓶）

所以需要两台三合一体灌装机，每台生产：

5000瓶/h×0.5L/瓶×1kg/L=10000kg/h=1t/h

（2）喷淋杀菌冷却机:

生产能力：

12000瓶/h、（500ml/瓶）>7407.4瓶/h

所以只需要一台喷淋杀菌冷却机，每台每小时生产：

12000瓶/h×0.5kg/瓶=6000kg/h=6t/h