1、年产15万吨特色果蔬汁工厂设计年产1.5万吨特色果蔬汁工厂设计 第一章 前言 1.1 项目背景1.1.1国外果蔬汁市场现状近几年来，果蔬复合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。 britvic公司于2001年在欧洲推出j2o系列混合果汁饮料，被评为该年度欧洲最成功的果汁饮料之一。它有四个品种，四种颜色：黄色的是苹果、芒果混合；绿色的是青苹果、哈密瓜混合；橙黄色的是橙、西番莲
2、混合；红色的是血橙、蔓越莓混合。britvic公司推出的这一系列，因为其独特的混合口味，靓丽的颜色，一经推出，就在欧洲的年轻人中风靡起来。 与此同时，j&m drink公司也推出一个非常成功的混合系列，共四个品种，分别以一年四季来命名：春是橙、西番莲混合，夏是橙、胡萝卜和柠檬，秋是红西柚和蔓越莓，冬是酸苹果，这一系列都是约20%的果汁含量，针对的目标消费者也是成年人。在日本的果蔬汁市场上，单一口味的果蔬汁市场销量大幅度下滑，纯西红柿汁每年下降约10%，纯胡萝卜汁2005年比2004骤然下降266%。另一方面，果蔬混合汁却以每年约20%的速度增长，其中增长最为迅速的是复合胡萝卜汁，年增幅达到60
3、%左右。由此看来，国内果汁饮料经过近两年单一品种的发展，在未来几年内，果蔬汁饮料将在饮料市场中有较高的增长幅度。1.1.2果蔬汁在中国现状与发展趋势 近年来，饮料工业发展迅速。继2002年全国饮料产量突破2000万吨达到2025万吨；2005年又突破3000万吨达到3380万吨；2006中国饮料工业的发展仍以20的速度高歌猛进，再创新高，达到4100万吨。4年实现饮料总产量翻番。我国已成为仅次于美国的全球第二大饮料生产和消费国。 从目前饮料市场的消费情况来看，碳酸饮料、纯净水饮料占有较大的市场份额，茶饮料、果汁、果蔬汁饮料增长迅速，市场占有比例不断扩大。 果蔬汁饮料在中国的兴起晚于茶饮料，但果
4、蔬汁及果蔬汁饮料是国家食品工业“十一五”规划的重点发展产业，也是农业产业化的重点支持领域，其发展速度是其他市场无法比拟的。2003年上半年果蔬汁饮料的渗透率为31.3%，之后一路攀升，截止到2005年下半年，其渗透率已增长到50.4%，增幅达61%，三年总计增长32%。根据Euromonitor International资料显示，中国果蔬的下架（即连锁式销售）销售额由2000年的164亿元人民币，增长至2005年的405亿元，复合增长率为19.9%，而同期全球果蔬汁下架销售额的复合增长率为5.6%。另外，以销量计算,2005年中国售45亿公升的果蔬汁，相比2000年的16亿公升增加近两倍。E
5、uromonitor预测,中国果蔬汁市场的销量将由去年的53亿公升，增加至2010年的78亿公升，复合增长率为10.1%，同期全球果蔬汁市场的复合年增长率仅为3.9%。 随着人们生活水平和对果蔬汁饮料认识的提高，果蔬汁饮料也已经被消费者接受并得到了快速发展。并且由于生活节奏的不断加快果蔬汁饮料的方便、快捷、营养越来越得到大家的认可，在生活中占有重要的位置；根据中投顾问发布的二00九-二0一二年中国软饮料行业投资分析及前景预测报告显示，未来三年中国将成为世界果汁饮料第一大国，健康价值成为未来中国市场饮料发展的必然方向，在中国发展果蔬汁饮料将具有广阔的发展空间与市场前景。1.2立项必要性与市场分析
6、1.2.1广西发展果蔬汁加工的优势 近年来，国家提出西部大开发战略，给地处大西南的广西带来了发展的机遇。南宁市是广西首府，也是广西经济发展的龙头，有着更强的发展优势。 并且南宁有着良好的地理和气候优势。市政府对利用这一优势大力发展亚热带果蔬高度重视，现果蔬种植面积已达到200万亩。但南宁市的食品加工业较落后，至今还没有生产果蔬汁和果蔬浓缩汁的企业，也没有象样的果蔬加工企业。为了加快果蔬加工业发展，将果蔬资源优势转化为产业优势，南宁市又出台了一系列的优惠政策，并将果蔬加工业列为“十五”的重点发展产业，将大力发展果蔬加工业，将果蔬加工业作为一项重点产业来扶持，投入了大量人力、物力。南宁市集资源、政
7、策、技术优势，上马果蔬汁加工企业已成为现实。1.2.2立项必要性与市场展望 纵观果蔬加工业，果蔬汁一直是近20年来果蔬加工业中发展最快、最有潜力的一个行业。在当今的世界饮料市场，称霸近百年的碳酸饮料市场已开始萎缩。由于具有健康概念，消费者更偏好购买瓶装水、茶、果蔬汁等非碳酸饮料，并称之为新世纪饮料。果蔬汁集环保、健康、营养和农、工、贸一体化等多种优势，更是受到政府的大力支持。为此，利用南宁市有利的资源优势和政策优势，采用先进的生产技术，紧紧抓住国内外良好的发展机遇，及时大力开发果蔬汁饮料， 一定能产生良好的经济效益和社会效益。 1.3设计依据本设计是根据广西工业职业技术学院食品与生物工程系教研
8、室下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题年产1.5万吨特色果蔬汁饮料车间工艺设计。1.4设计思想总原则：工艺布局合理，产品质量可靠1)符合国家方针政策：厂址选择应在当地规划区内，尽量少占农田。2)符合生产条件：厂址附近有良好的卫生环境，无有害气体、放射源、粉尘及其他扩散性污染源，以保证产品的卫生质量和职工的劳动环境。厂区所在地有可靠的地质条件和一定的地耐力。3)投资少，经济合理：厂区所在地有比较方便觉得运输条件，有一定的供电条件以满足生产的需求；有充足的水源且水质较好，符合卫生部颁发的饮用水水质标准。4)充分利用原辅料：对原辅料进行综合利用。1.5 设计范围： 本设计的总要范围包括生产工艺论
9、证、物料恒算、设备选型、水电汽衡算、车间工艺平面设计、劳动组织分配、辅助部门设计等。1.6 毕业设计的目的和意义 毕业设计主要培养学生综合运用本专业基础理论、基础知识、专业知识和基本技能解决实际问题的能力，进一步学会发现问题、分析问题、解决问题的方法、途径；从而完成工程技术人员的基本训练。并初步培养从事科学研究的能力，提升学生各方面技能、工作水平和综合素质。 第二章产品方案及班产量2.1、果蔬汁的定义以新鲜或冷藏紫薯为原料，经过清洗、挑选后，采用物理的方法如压榨、浸提、离心等方法得到的紫薯汁液，称为紫薯汁，因此果蔬汁也有“液体果蔬”之称。以果蔬汁为原料，通过加糖、酸、香精、色素等调制的产品，称
10、为果蔬汁饮料。2.2、果蔬汁的分类 1.果汁（浆）和蔬菜汁（浆） 2.浓缩果汁（浆）和浓缩蔬菜汁（浆） 3.果汁饮料和蔬菜汁饮料 4.果汁饮料浓浆和蔬菜果汁饮料浓浆 5.复合果蔬汁（浆）及饮料 6.果肉饮料 7.发酵型果蔬汁饮料 8.水果饮料 9.其他果蔬汁饮料2.3、果蔬汁的营养价值与产品特点 果蔬汁是果蔬的汁液部分，含有果蔬中所含有的各种可溶性营养成分，如矿物质、维生素、糖、酸等和果蔬的芳香成分，因此营养丰富、风味良好，无论在营养或风味上，都是十分接近天然果蔬的一种制品。果蔬汁一般以提供维生素、矿物质、膳食纤维（混浊果汁和果肉果汁）为主，其营养成分易为人体所吸收，除一般饮用外，也是很好的婴
11、儿食品和保健食品。但是不同种类的果蔬汁产品的营养成分差距比较大。2.4 产品方案的确定 南宁市是个果蔬丰富的地区，水果、蔬菜的季节性很强，顺应市场需求季节变化特性，采用多品类导入市场；并且品种多样化可以降低企业风险，经过对市场进行周密研究，决定生产以下几个品种的产品：苦瓜清凉饮料、橙汁果汁饮料、菠萝果汁饮料、荔枝果汁饮料、，采取4：3: 2：1 的产量生产模式。统一采用500mlPET瓶装，外包装采用瓦楞纸包装，每箱装15瓶。2.5 产品方案的要求在安排产品方案时，应尽可能做到满足主要产品产量的要求，满足原料综合利用的要求，满足淡旺季节平衡生产的要求，满足市场供应以及提高经济效益的要求。努力做
12、到产品产量与原料供应量平衡，生产季节与劳动力需求相平衡，生产班次平衡，设备生产能力平衡，水、电、汽负荷要平衡。在编排产品方案时，应根据计划任务书的要求及原料供应情况，并结合各生产车间的实际利用率，计划好安排多少车间生产才能保证方案的顺利实施。2.6 班产量的确定 班产量是食品工厂工艺设计中最主要的计算基准，班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和占地面积、公用设施和辅助设施的规格、大小及劳动力的定员等。班产量的制约因素主要有原料的供应情况和市场销售情况、配套设备的生产能力及运行情况、延长生产期的条件（冷库及半成品加工措施）、产品品种的搭配以及工厂的自动化程度。成品班产量计算：每年总生产天
13、数为：19+22+22=63天每年生产总班数为：633=189班每天产量为：6000吨63天95.2t/d每天班产量为：95.23=31.7t每小时产量：31.784T/H2.7产品方案 产品方案表1-1 月份 天数生产品种年总产量/t 班次班产量/t日产量/t 24 59菠萝果汁饮料3000 2 25.4 50.8 57 63苦瓜清凉饮料6000 3 31.7 63.4 89 44荔枝果汁饮料1500 1 34.1 34.11012 63橙汁果汁饮料4500 2 35.7 71.4注：由上表可知，每年实际工作日为225天计算，符合国家规定。每月按4周计算，除去周末 8 天，实际工作日为 22
14、 ，二月为春节为法定节假日放假三天，五一劳动节放假一天，国庆放假三天。每班工作为8个小时。果蔬的季节性很强。根据季节特点和市场需求生产不同饮料品种。产品方案中的主打产品为“苦瓜清凉饮料 第三章 产品工艺流程及论证 工艺流程图如下： 切片打浆 过滤 漂烫 护色 调配 盐浸白砂糖 溶解过滤糖浆暂存罐稳定剂柠檬酸、辅料 加热 溶解暂储罐 定容 品评高压均质 UHT杀菌冲瓶、灌装、封盖喷淋冷却瓶身吹干塑盖杀菌清洗吹瓶 风送 包装 入库3.1工艺流程概要 本工艺流程的确定，是在汲取前人研究的基础上并经实验测试论证得到的工艺参数。本工艺的优点在于本工艺流程能很好的保持了苦瓜的营养成分、并且成品的色泽口味良
15、好，保持了苦瓜应用的口味和清凉感。是夏季解暑的好产品。3.1.1 苦瓜清凉饮料配方：复合稳定剂 0.2% 蜂蜜 1.5% 白砂糖10%苦瓜原汁 30% 柠檬酸 0.2%水 定容加至100%3.2操作要点说明 3.2.1选瓜选瓜洗瓜。验收后，应及时挑选，去除烂瓜、病斑、虫穴及杂质，挑选时应注意选用78成熟的绿色苦瓜，剔除红色已经成熟的苦瓜，过小苦瓜、烂苦瓜以及虫咬瓜也应去除。然后用流水洗去泥土及污物，沥干水分，称重计量。3.2.2切分、盐渍、护色将苦瓜切成约0.5cm厚的小块，放入浓度为8%的食盐浸泡3040分钟度。3.2.3护色、漂烫 提起后置沸水中漂洗，30s.利用盐与苦瓜甙、苦味素作用以降
16、低苦瓜中的苦味及涩味6。热烫时以苦瓜块煮至不烂、组织较透明为宜，清水快速冷却至室温 。之后将护色剂按比例放入水中溶解将瓜快速放入01的护色液中护色，料液比为l：2，并缓慢搅拌。护色剂：由抗坏血酸0.1%、柠檬酸0.1%、葡萄糖酸一内酯0.1% 葡萄糖酸一6内酯0.1%组成料液比为1：2。3.2.4打浆、过滤、溶糖苦瓜片漂烫冷却后添加少量水立即将苦瓜片投入打浆机中打浆：得到苦瓜原汁泵入冷罐备用。白砂糖溶解1）糖的溶解把糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须采用优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后供用。其所用水亦必须用纯良的水，其水质可与装瓶用水相同。溶解方法有冷
17、溶法与热溶法。配制短期内饮用的饮料的糖浆可采用冷溶法；零散饮料，纯度要求较高，或要求延长贮藏期的饮料，最好采用热溶法。热溶法的优点是：1、能杀灭附于糖内的细菌2、可分离出凝固糖中的杂物3、溶解迅速，在较短时间内可生产大量糖浆冷溶法的优点是节约燃料本设计采用热溶法，最大限度的降低原辅料的原始菌数2）糖浆过滤砂糖加水溶解后，必须进行过滤，滤法有自然过滤和加压过滤两种。自然过滤采用锤形厚绒布滤袋，内加纸浆滤层，操作极简单。但滤速流量太慢，不适用于一般工厂，大部分工厂采用加压滤法。本设计采用水平圆盘式糖浆过滤机加压过滤。（3）将65%的浓糖浆调配过滤好后放于暂储罐备用。4）稳定剂、柠檬酸、辅料溶解按配
18、方将稳定剂及其他辅料用温水溶解备用、水温为45。复合稳定剂组成为：海藻酸钠、CMCNA、黄原胶，用量为1:1:1。3.2.5调配按比例将已经经过处理的糖浆溶液、苦瓜原汁、稳定剂溶液混合调配，然后泵入储料罐备用杀菌。3.2.6品评对调配好的料液进行品评，借以控制产品的品质。一般要求如下：（1）色泽：具有苦瓜饮料应有的淡绿色，无杂色。（2）风味：具有苦瓜汁特有的风味 ，口感清新凉爽，无异味。（3）组织形态：具有天然苦瓜汁之混浊，久置后无分层，允许有少量悬浮。（4）杂质：不允许存在。3.2.7 UHT杀菌将调配好的料液进行超高温短时灭菌，杀菌温度135，杀菌时间46秒，出料温度251无菌负压下灌装。
19、3.2.8灌装封盖 采用全自动三合一无菌灌装机灌装，用自动真空封罐机封盖，工作真空度为0.04Mpa。平均净含量不低于标识含量，灌装后瓶口螺纹处无糖浆残留，品控员检查旋盖、有无异物等全面合格后方可灌装；开机前要求对每个封头产品进行检查，确保旋盖不漏液、不漏气，松紧适度；瓶盖盖体洁净无异物粘附。3.2.9喷码：要求完整、清晰、准确、字符高2-3毫米，喷码位置为瓶盖，喷码式样为“上一行为生产日期，如2011/10/21，下一行为时间和班次，如08：28：08B，两行对应平行，B为班次”。3.2.10灯检：灯检是是背光照射下由人工对产品进行质量检查，将有杂质、液位不够等问题产品拣出的操作。检出有杂质
20、、扁瓶、液位低、喷码不良、标签不良等的产品3.2.11装箱：本设计采用瓦楞纸箱进行包装，500ml瓶为15瓶/箱。装箱数量准确，外包装箱整洁。3.2.12堆栈入库：封箱胶带封合严密、平整、美观、成品箱方正、码垛摆放整齐，码放高度以不影响产品质量为基准（码放高度不大于5层）执行；生产日期打印至合格证“生产日期”中，要求清晰、正确。3.3 产品质量标准3.3.1感官指标色泽：具有苦瓜饮料应有的淡绿色，无杂色。风味：具有苦瓜汁特有的风味 ，口感清新凉爽，无异味。组织形态：具有天然苦瓜汁之混浊，久置后无分层，允许有少量悬浮。杂质：不允许存在。3.3.2理化指标总糖(以还原糖计)10g/10mL。pH值
21、34。重金属含量不得超过下列值：铅(以Pb计)0.5mg/L；锡(以Sn计)100mg/L；铜(以Cu计)10mg/L；砷(以As计)0.5mg/L。3.3.3微生物指标细菌总数100个/mL。大肠菌群个/100mL。致病菌不得检出。3.3.4感官评分标准根据产品的色泽、滋味、气味、组织状态、制定感官品质评分标准，如下表3-1所示。表3-1苦瓜饮料感官质量评分标准感官指标优质饮料810次质饮料47分劣质饮料13分色泽色泽均匀一致，淡黄绿色或绿色色泽不均匀，深绿色泽灰暗，出现其他颜色滋味具有苦瓜特有的柔和的滋味，微苦，无涩味，口感细腻 清凉爽口苦瓜味道过浓或有其他的不良异味有异味、涩味或明显的其
22、他滋味气味具有新鲜苦瓜特有的清香味苦味过浓或有轻微异味有霉味及其他异味组织状态澄清，无杂质不够澄清，略带杂质浑浊，有杂质3.4主要原辅材料、质量标准3.4.1原料验收标准原料主要从当地收集，要求苦瓜个头大，均匀，颜色为翠绿色，七八分成熟，瓜肉厚实的，无病虫害。1)收集的苦瓜不能是放置很久的，以免水分蒸发过多，影响原料利用率；2)原料提供商必须合格；3)原料有完整的农残和重金属检验合格报告；4)原料腐烂率小于6%；5)质检员当场验收，不合格的不收；3.4.2辅料验收标准白砂糖 白砂糖：执行GB317-84标准（1）感官要求糖的晶粒均匀，晶粒或其水溶液味甜，无异味，干燥松散，洁白,有光泽,无明显黑
23、点.（2）白砂糖主要技术指标及卫生指标GB 317及GB241 表一 白砂糖主要技术指标及卫生指标 指标 优级一级理化指标蔗糖分% 99.7599.65还原塘分% 0.080.15电导灰分% 0.050.10干燥失重% 0.060.07色值（国际塘色值） 80180混浊度，度57不溶于水杂质mg/kg 4060砷（以As为计）mg/kg 0.5铅（以Pb为计）mg/kg 1.0铜（以Cu为计）mg/kg 2.0碳酸法 20亚硫酸法 50卫生指标大肠杆菌个/100g 30致病菌 不得检出细菌总数 个/g 3502柠檬酸柠檬酸：执行GB1978-80标准（1）感官要求柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗
24、粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,易溶于水和乙醇，水溶液显酸性。表二 柠檬酸主要技术指标指标名称指标柠檬酸% 99.5硫酸盐% 0.03草酸盐% 0.05钙盐符合规定钡盐符合规定硫酸灰分% 0.1重金属% 0.0005砷% 0.0001铁% 0.001氯化物% 0.01生产用水：生产用水执行GB5749_2006标准表1 水质常规指标及限值指 标 限 值1、微生物指标总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）1002、毒理指标砷（
25、mg/L）0.01镉（mg/L）0.005铬（六价，mg/L）0.05铅（mg/L）0.01汞（mg/L）0.001硒（mg/L）0.01氰化物（mg/L）0.05氟化物（mg/L）1.0硝酸盐（以N计，mg/L）10地下水源限制时为20三氯甲烷（mg/L）0.06四氯化碳（mg/L）0.002溴酸盐（使用臭氧时，mg/L）0.01甲醛（使用臭氧时，mg/L）0.9亚氯酸盐（使用二氧化氯消毒时，mg/L）0.7氯酸盐（使用复合二氧化氯消毒时，mg/L）0.73、感官性状和一般化学指标色度（铂钴色度单位）15浑浊度（NTU-散射浊度单位）1水源与净水技术条件限制时为3臭和味无异臭、异味肉眼可见物
26、无CMC-Na：耐酸中粘型，执行GB1904-89标准 ；盐、香精、蜂蜜，食用级，执行GB3270-84标准。 第四章物料衡算依据：年产1.5万吨特色复合果蔬汁饮料车间工艺设计，生产期为当年5月、6、7月每个月按22天计算。依据经验，生产一旦开始，便安排全天24小时生产，每天3班，每班8小时，考虑期间设备维护、交接班、工人就餐等因素，每天实际生产时间按21小时计算。 根据配方可知产品中有30%为苦瓜原汁，10%白砂糖，1.5%的蜂蜜，及少量稳定剂，其余为水。根据经验苦瓜出汁率为75%左右。设计中苦瓜清凉饮料年总产量为6000吨，生产天数为63天原料处理过程中会有损失所以根据经验利用率为95%左
27、右：4.1包装材料包装是入库前的一道工序，包装有利于保护产品和方便运输。 为简化生产，保证生产的效率。统一采取15瓶每箱包装，采用瓦楞纸，具体每品种每季度每班次暂不进行计算。 包材需求量=年总产量瓶数每箱瓶数 年总需求量 = 15000 X10000.515=2000000 个每班需求量 = 2000000 477=4193 个4.2原料、辅料需求量4.2.1苦瓜需求量： 根据文献及设备参数苦瓜的出汁率为75% 年总需求量：6000x30%75%95%=2526吨 每天需求量：25266340吨每班需求量：40313.4吨每小时需求量13.481.7吨 4.2.2白砂糖、蜂蜜、柠檬酸需求量白砂
28、糖年需求量：6000 X 10%=600吨 每天需求量：600639.5吨每班需求量：9.53=3.17吨蜂蜜年总需求: 6000 X 1.5%=90吨每天需求量 9363=1.4吨每班需求量 1.430.5吨吨稳定剂年总需求：6000 X 0.2%=12吨每班需求量：12633=0.063吨4.2.4柠檬酸年总需求 柠檬酸年总需求：6000 X 0.2%=12吨每班需求量：12633=0.063吨 4.2.5食盐： 为降低生产成本食盐水可以多次利用，经实验证实可循环使用2次。 年总需求：2400 X 2 X 8%=384吨 每天需求量：384632=3吨 4.2.6 500mlPET瓶需求量
29、： 年总需求 ： 6000 X 10000.5=12000000 只 每班需求量 ： 12000000633=63492只 每小时需求量 ： 6349287937 只/h4.3其他类别需求量4.3.1 50%菠萝汁饮料品项产品名称白砂糖/%柠檬酸/%50%菠萝汁饮料10.18 菠萝出汁率为75%左右，本设计中年产为3000吨： 菠萝年总需求量为：3000 X50%75%=2000吨 白砂糖年总需求：3000 X 1% =30吨 柠檬酸年总需求 ：3000 X 0.18%=5.4吨 500mlPET瓶总需求 ：3000 X 1000 0.5=6000000 只4.3.2 40%荔枝果汁饮料品项产品名称白砂糖/%柠檬酸/%40%荔枝果汁饮料5.6%0.056 本设计中荔枝果汁饮料的年产量为1500吨则有.荔枝的可食率一般为50%： 鲜果年总需求量：1500 x 40% 50% =1200吨 白砂糖年总需求量：1500 x 5.6% = 840 吨 柠檬酸年总需求量：1500 X 0.056% =0.84吨 500mlPET瓶总需求 ：1500 X 10000.5=3000000 只 4.3.310%橙汁饮料品项产品名称白砂糖/%柠檬酸/%10%橙汁饮料11%0.
