1引言1.1苹果概述苹果,别名频婆。

原产于欧洲中部和东南部、中亚细亚以及我国新疆一带。

在欧洲,苹果是最古老的果树之一,早在公元前2000以前就已人工栽培。

在哥伦布发现新大陆之后,欧洲的移民把苹果传到了美国。

在东方，日本在明治维新时代引进苹果栽培技术。

此后，苹果又相继传入了欧洲、澳洲、非洲。

从18世纪以来，人们不断的改进苹果的品种以追求更好的品质。

在我国，根据晋代郭义恭的《广志》以及后魏贾思勰的《齐民要术》记载，苹果在我国已经有2000多年的栽培历史。

目前，在我国各个苹果产区作为经济作物栽培的苹果品种还几乎都是从国外引进的，统称为西洋苹果。

我国开始引进西洋苹果是在1870年，栽培历史仅100年左右[1]。

1.2苹果汁的历史,现状和发展趋势苹果汁的加工距今已有一百多年的历史。

大规模的工业化生产约在1930年，始于欧洲和美国，北美的苹果汁工业化生产大约始于1937年。

我国的苹果汁生产近年已初具规模，国内不少企业从意大利、德国、瑞典和美国引进现代化的苹果汁生产线，也有许多企业采用国产化苹果汁生产线。

国产化苹果汁生产线采用了先进的生产工艺，所用设备全部选用国产设备，大幅度降低了投资成本，配件供应及时，设备维修方便，费用低[2]。

由于近年来随着经济的发展，果汁逐渐取代碳酸型的饮料成为了人们日常的饮品，苹果汁作为产量较大的果汁品种，有很大的发展前景。

另外目前我国苹果鲜销市场已出现卖苹果难的问题,发展苹果加工业是解决卖果难的一条重要途径。

苹果可以加工成许多产品,但以果汁最受欢迎。

市场上销售的苹果汁主要以清汁为主，而且大都是由浓缩汁加水还原而成。

在苹果清汁或浓缩汁生产中,澄清过程都需添加果胶酶分解果汁中的果胶及添加一些澄清剂如明胶,不仅生产工艺复杂,而且延长了加工时间,如处理不当会影响产品的风味,营养成分被破坏,同时苹果中的果胶作为一种膳食纤维没有被利用。

随着消费者健康意识的增强,纯天然、营养、新鲜、保持水果原味的浑浊型果汁为消费者崇尚。

在美国,人们将鲜榨果汁称为NFC果汁(not from concentrate),意为果汁不是用浓缩汁加水还原而成的,而是水果经压榨后巴氏杀菌再包装销售[3]。

鲜榨苹果浑浊汁成为了果汁市场的新宠儿，越来越受到人们的关注。

2设计总论2.1 设计依据本设计主要以国内的浑浊苹果汁生产技术为基础，结合国内外的先进生产工艺和设备，参考有关的文献资料，运用AUTO CAD 软件完成初步工艺设计。

2.2设计范围设计范围主要包括制定产品方案，工艺设计，进行物料平衡，设备选型，其他辅助设计；绘制产品的工艺流程图、设备布局图和全厂平面图。

3厂址的选择选择厂址在工厂设计中是非常重要的，关系到整个工的建设和发展。

一般情况下，厂址的选择遵循下面的几个原则：（一）厂址选择应该符合国家的方针政策。

（二）厂址选择应该视生产条件而定。

（三）厂址选择应该从投资和经济效果方面考虑[4]。

基于上面的原则，选择昌平作为苹果汁工厂的厂址。

主要原因有以下几点：（一）昌平是北京苹果的主要产地。

（二）水源充足，水质较好。

（三）交通运输方面有八达岭高速路，六环路也在将其包括。

（四）基本上没有大型的污染型企业，符合食品工厂的建厂标准。

（五）工厂附近劳动力丰富。

4工艺设计和设备选型4.1原材料4.1.1原料富士苹果国光苹果,比例为3：1或4：14.1.2辅料抗氧化剂：抗坏血酸, 浓度为0.05%～0.1%蔗糖12%4.1.3配方苹果汁原汁，调整糖度为12%4.2产品方案主要产品为天然苹果浑浊汁，主要的包装形式为PET瓶，500ml。

全年的工作日不少于250天，每天工作时间为8h，每天的生产班次为1班。

年产10000t，班产量（日产量）为10000/250=40t/班。

4.3生产工艺4.3.1工艺流程见图4-14.3.2操作要点（一）选果苹果的分选对于苹果汁的加工很重要，在分选时要制定出级别，这对于提高后续加工的效率和质量很重要。

挑选苹果的成熟度应在八成以上，具有浓郁苹果香味，一般采用鲜摘果或贮藏没有发绵的果实，将一些成熟度不够、腐烂、虫害果及枝叶剔除。

因此在分选的时候要根据苹果原料的成熟度、糖酸比、生青腐烂果实所占的比例为标准来分级。

主要的分选方式有果园内采收时分选和果实进厂后分选。

进厂后分选要求认真挑选，分级加工，对于腐烂果，可以分选后用刀具剔削后再进行加工，这样有利于提高果汁的质量，但是要注意的是所使用的刀具不能是铁制的，应该用不锈钢或是铜制的刀具，以防止苹果中的单宁与铁结合生成单宁铁蓝黑色物质，影响果汁的色泽和质量[5]。

图４-1苹果浊汁生产流程方框图（二）洗果洗果是为了洗去水果表面的泥砂、尘土等附着物及可能残存的农药等。

苹果的清洗一般采用水沸式洗果机，洗果后可在输送带或提升机上加喷淋水管进行淋洗。

在清洗之后，通常还要进行拣选，这样可以进一步发现残次果。

拣选一般是在输送带式拣选台上由两侧操作人员来完成。

（三）破碎榨汁前的破碎可以提高出汁率。

果实破碎的程度应该适当，过度破碎会适得其反，造成后续压榨上的困难，反而会降低出汁率。

这点需要格外注意。

苹果的破碎可以选用锤式粉碎机或鼠笼式破碎机。

鼠笼式破碎机破碎时将水果的组织撕裂，有利于提高出汁率，所以非常适合苹果的破碎。

而且这种破碎机使用的锯齿式刀片可以根据破碎程度进行调换，损坏的时候也可以单个更换。

破碎的程度取决于后续的榨汁方式，比如用螺旋式榨汁机榨汁的时候，破碎的果肉颗粒就应该大一些，这样就有利于榨汁。

这些都是设备选型的时候需要注意的。

制造苹果浑浊汁的时候，由于苹果中的多酚物质会由于多酚氧化酶的作用和氧结合从而引起褐变，所以破碎的时候要添加抗氧化剂来防止氧化褐变。

抗坏血酸是最常用的抗氧化剂，但是其抗氧化效果有浓度依赖性，添加量少效果较差，添加量过多又会在果汁的存放过程中因非酶促氧化降解而使果汁颜色变暗，所以抗坏血酸的加入量是需要严格控制的[6]。

一般情况下，每吨苹果原料添加5%～10%的抗坏血酸溶液1kg。

使用时用定量泵将抗坏血酸溶液注入破碎机内。

为了使得抗坏血酸的浓度保持一定，必须通过计量输送机控制苹果原料的供给量。

（四）压榨苹果的压榨方法有机械榨取，理化榨取和酶法提取三种。

其中理化和酶法提取由于适应性的局限和副作用的产生在使用上受到限制，因此机械榨取的方法被广泛应用在苹果的压榨上。

适合苹果榨汁的榨汁机很多，主要分为压榨法和离心分离法两种类型。

压榨法有液压式榨汁机、螺旋式榨汁机、连续式榨汁机、裹包式榨汁机等。

离心分离法有卧式螺旋沉降离心机、锥形篮式林离心榨汁机。

连续出汁的榨汁机有卧螺（卧式螺旋沉降离心机）和连续带式榨汁机，其余的都是间歇式榨汁机。

不同榨汁机的出汁率相差非常大，一般在70%～84%范围内。

如卧螺榨汁机的出汁率为70%～75%；带式榨汁机用于苹果的榨汁出汁率达到75%左右；最新式的HXP5005布赫榨汁机的生产能力可以达到8～10t（苹果原料）/h。

通常情况下会选用处理量大的榨汁机，这样可以提高生产效率，降低成本，但是对于不同的工艺就需要考虑到很多因素。

对于苹果浊汁的加工就要考虑到工艺中的很多因素。

比如虽然布赫榨汁机的生产能力高，但是由于其榨汁过程是间歇式的，在批量生产过程中榨汁过程长，榨出的浑浊果汁在贮藏过程中容易产生褐变，因此就不适合浑浊苹果汁的加工。

这样就要优先考虑连续型的榨汁机。

连续出汁的榨汁机有卧螺和连续带式榨汁机。

卧螺适用于浆果的榨汁；带式榨汁机适用于苹果的榨汁而且考虑到其采用初榨、浸提、终榨的榨汁方式，出汁率也能够达到80%～85%左右，所以选用连续带式榨汁机。

（五）粗滤果汁中的微细的果肉浆能够给予果汁良好的色泽和浊度，但是过量又会使果汁粘稠化，容易在后续的加工中产生焦糊，造成风味恶化等不良结果。

对于天然果汁来说，果肉浆的最合适含量为3%～5%。

因此就需要进行粗滤以达到要求。

粗滤也称为筛滤。

在浑浊苹果汁的生产中，粗滤的作用是在保存色粒以获得色泽，风味和香味特性的前提下，除掉分散在果汁中的较大颗粒或悬浮粒，以保持果汁的外观和风味的标准。

一般来说，榨汁机均带有粗滤装置，榨出的果汁经粗滤后立即排出果渣和种子，因此无需分设粗滤器。

苹果汁一般采用筛滤，使用的设备通常为不锈钢回转筛或振动筛。

滤网以60～100目为宜。

不锈钢回转筛的造价较高，所以通常情况下筛滤采用振动分离筛，滤网100目。

振动分离筛的优点在于造价较低而且过滤过程中滤网处于振动状态，能防止滤网的堵塞，保证过滤的连续进行，并及时排除滤渣[7]。

（六）灭酶经过滤后的果汁要及时杀酶,防止果汁中的果胶酶对果胶的分解,提高产品的稳定性。

灭酶温度为85～90℃,迅速冷却至室温,避免长时间加热对产品风味和营养成分的不良影响。

（七）脱气果实细胞的间隙中存有氧、氮和呼吸作用的产物二氧化碳等气体，而且在调配过程中也会有空气进入。

因此果汁中会含有多种气体，特别是氧气会使果汁氧化，是果汁品质劣化的主要原因。

为将气体去除，就需要脱气。

脱气也称为去氧，即去除果汁中的氧。

加工浑浊苹果汁在杀菌前要脱气，这是由于榨汁中含有氧（2.5～4.7ml/l）的时候，就会产生氧化褐变的现象，所以脱气可以减少或是避免果汁的成分氧化；减少果汁色泽和风味的变化；防止维生素C的损失；防止好气性细菌的繁殖；避免悬浮粒吸附气体而漂浮于液面；防止灌装和杀菌的时候产泡沫等。

果汁脱气的方法有真空法、氮气交换法、酶法脱气法和抗氧化剂法等。

一般均采用真空脱气法，使用的设备为真空脱气器。

但是脱气也会造成果汁中挥发性芳香物质的损失，所以在后续的工艺中，可以进行芳香回收，再加回到果汁中。

（八）均质和调配均质是生产浑浊苹果汁中的特殊操作，目的是使果汁中的颗粒均匀的分散在果汁中，从而得到比较好的外观和口感，不进行均质的果汁，其中的悬浮颗粒会由于重力作用逐渐下沉而失去浑浊的形态，造成感官上的不佳印象[8]。

天然果汁的调配主要是调整糖酸比，并且使果肉浆的含量均匀一致，必要的时候需要按产品的标准添加适量的蔗糖或柠檬酸。

通常情况下，调和后的果汁，可溶性固形物为15～17ºBx，总酸度为0.8%～1.6%（以柠檬酸计）。

调配通常是在带搅拌的不锈钢容器中进行。

（九）杀菌和冷却果汁中含有大量的微生物和酶。

杀菌的目的就在于杀灭微生物，钝化果胶分解酶和抗坏血酸氧化酶。

杀菌方法一般有低温杀菌、高温杀菌和超高温瞬时杀菌等。

果汁的杀菌一般采用高温杀菌，杀菌设备一般采用板式热交换器。

加热、保温（杀菌）、冷却可以在同一设备的不同区段进行。

脱气后的果汁通过板式热交换器，在15～20s 内使果汁温度达到93～95℃，保持15～20s后进行冷却。

对于生产的原汁，一般冷却到80～90℃，进行热灌装。

近些年来，随着技术的进步，超高温瞬时杀菌技术也逐渐应用于果汁。