生物工程工厂（车间）设计方案年产5000吨鲜橙汽水工厂设计（学生姓名：学号：201106016240专业/班级：生物工程112班浙江树人大学生物与环境工程学院2013年11月年产5000吨鲜橙汽水工厂设计1. 工艺流程及论证1.1 工艺流程↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓鲜橙汽水生产工艺流程图1.2 操作要点1.2.1 压榨整个预先分级的柑橘被送入榨汁机处理。
水果进入喂料斗，被喂料系统一次一个接收。
两个相反的循环链由水果加工杯组成，这些杯子就是联接喂料系统并从喂料系统中接受整个水果的。
杯子先被分半刀片分成两部分。
再将分半的水果送入取汁工作区，从半个水果中取汁的原理就像家用手工榨汁机。
取完汁的果皮被从杯中排出，再接收新的水果进行新一轮的循环。
1.2.2 调整混合经筛滤之后的果汁送入不锈钢制的大型搅拌槽中进行品质调整。
方法时先分析其含糖量及含酸量，加入一定量果汁中搅拌均匀。
1.2.3 脱气原料果汁本身含氧，在提汁、调配、输送、过滤时，果汁与空气接触，会引起空气的二次混入。
不仅破坏Vc,还会与果汁中各种成分反应，使香气、色泽发生劣变。
故应采用真空脱气法脱气。
柑桔汁经脱气后应保持精油含量在0.15-0.025%之间，脱油和脱气可设计成同一设备；1.2.4 杀菌柑橘汁中的微生物来自榨汁时的果皮、机械设备及外来混入及二次加工品中的蔗糖、柠檬酸等的带入。
目前大部分柑橘汁饮料均采用瞬时巴氏杀菌法。
巴氏杀菌条件为在15-20分钟内升温至93-95℃，保持15-20分钟，降温至90℃，趋热保温在85℃以上灌装于预消毒的容器中1.2.5 碳酸化在一定气体压力和温度下，在一定时间内二氧化碳和的混合。
碳酸化的程度会直接影响饮料的质量和口味，是生产过程中重要的控制要点。
1.2.6 灌装装罐（瓶）后的产品应迅速冷却至38℃。
无菌纸包装。
三个基本条件：果汁无菌、包装材料无菌和包装环境无菌。
灌装后的成品冷却入库。
2. 物料衡算与主要设备选型2.1依据根据设计要求，拟建厂为年产5000吨鲜橙汽水的产量，主要原料为赣州赣南的脐橙，生产期分为旺，淡两季，每天生产班次为：淡季一班，旺季三班，夏季7,8,9月是生产旺季，工作日为90天；1，3,4,5，10,11,12为淡季，工作日为175天；余下100天为节假日和设备检修日。
预期设定的新建的天然橙汁工厂生产能力：年产量Q=5000t全年生产天数：T=t(旺) +t(淡)=90+175=265d班产量 q(班)=Q/(3*90+175) =11.24t/班2.1 糖酸比数据说明：（1）赣南脐橙果汁含糖度9.0BX以上，可滴定酸度含量0.7%以上，维生素C含量20mg/100g以上，灰分含量0.2%以上，糖酸比12.5最好，实际生产可在13.0~17.0之间（2）果汁原料特性：温州蜜柚可溶性固形物含量9BX，可滴定含量0.7%糖酸调整与混合：一般果汁的糖酸比在（13-18）：1为宜，这里选为14.通过补充浓糖液调节糖度。
W(B-C)X=————————D-CD------ 浓糖液的质量分数 50%W----- 调整前果汁质量 1kgC----- 调整前果汁含糖量 C=9BXB----- 调整后果汁含糖量 B=15BX计算得需补加浓糖液质量X=17BX通过补充柠檬酸液调节酸度。
W(B-C)X=————————D-CD------ 浓糖液的质量分数 65%W----- 调整前果汁质量 1kgC----- 调整前果汁含糖量 C=0.7%B----- 调整后果汁含糖量 B=0.9%计算得需补加柠檬酸液质量X=0.3%综述：最终糖酸比15：0.9=16.7符合要求2.2 生产损耗一览表2.3 物料衡算：由年产量计算得到橙汁生产的班产量为11.24t∕班，每班按6小时计算得每小时生产天然橙汁1.83t∕h设原料每班处理量为M则果汁的量为M(1-6.66%)(1-24.74%)(1-4.3%)(1-6.2%)(1+17%)(1+0.3%)(1-0.3%)(1-0.2%)=1 1.24t/班解得M=15.03t/班故（1）原料处理量为15.03t /班（2）清洗、分级：取损耗率为坏橘-6.66%，则清洗分级后产量为15.03t /班×（1-6.66%）=14.03t /班（3）压榨过滤：取损耗率为橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2%，则压榨过滤后产量为14.03t /班×（1-24.74%）×（1-4.38%）×（1-6.21%）=9.47t /班（4）调整混合：补充浓糖液+17%柠檬酸液+0.3%，则调整混合后产量为9.47t /班×（1+17%）×（1+0.3%）=11.04t/班（5）脱气去油：取损失率为-0.3%，则脱气去油后产量为11.04t /班×（1-0.3%）=11.01t /班（6）杀菌灌装：取损失率为-0.2%，则杀菌灌装后产量为11.01t /班×（1-0.2%）=10.99t /班物料衡算图原料 15.03t /班↓-6.66%清洗、分级 14.03t /班↓-24.74%-4.3%-6.2%压榨过滤 9.47t /班↓+17%+0.3%调整混合 11.04t/班↓-0.3% 脱气去油 11.01t /班↓-0.2% 杀菌灌装 10.99t /班↓冷却 11.24t∕班↓成品11.24t∕班3.设备选型3.1 洗果机冲浪式洗果机具有清洗净高、节能节水、设备稳定可靠等特点。
根据生产能力1640.8kg/h,选用江苏科威机械制造有限公司生产的冲浪洗果机设备主要技术指标如下表所示。
项目技术指标型号CXJ-2生产能力2t∕h配用功率 2.75kw外形尺寸2500mm×900mm×1600mm3.2 选果机该设备适用于球形或长圆形果蔬的选果挑选。
根据生产能力1531.6kg/h,选用江苏科威机械制造有限公司生产的滚杠式选果机项目技术指标型号CXJ-3生产能力1-3t∕h配用功率0.55kw外形尺寸3000mm×700mm×900mm3.3 榨汁机此系列榨汁机应用于桔子葡萄柚、柠檬和柑橘，水果尺寸范围 3.8cm~15.24cm 根据生产能力1531.6kg/h.产品按250g/个来计算。
则每分钟处理量为1531600/250/60=102个水果/分钟。
故选用江苏科威机械制造有限公司生产的切半式榨汁机：主要技术指标如下表所示。
项目技术指标型号BZJ-型处理能力280-330个/min配用功率7.5kw外形尺寸1500mm×1200mm×2000mm3.4 过滤设备本机为不锈钢多层板框式过滤机，适用于浓度50%以下粘度较低、含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯灭菌，澄清等精滤半精滤要求根据生产能力1033.8kg/h，选用温州飞越机械设备公司生产的板框式过滤机：主要技术指标如表所示。
项目技术指标名称板框式过滤机滤板直径DL-150流量 1.5t/h层数10配用功率0.75kw设备重量156kg外形尺寸800mm×600mm×500mm3.5 脱气设备根据生产能力1206kg/h，故选用江苏科威机械制造有限公司生产的真空脱气机：主要技术指标如下表所示。
项目技术指标型号TQ-0.5生产能力 2.5t∕h真空度-0.08—-0.0906配用功率 2.2kw外形尺寸1000mm×650mm×1600mm3.6 杀菌设备根据产能1204.5/h，选用靖江市艾利特食品机械公司生产的列管式杀菌器：主要技术指标如下表所示:项目技术指标型号Sj-2生产能力2t∕h蒸汽压力-0.08—-0.0906mpa出料温度60-90外形尺寸1450mm×615mm×1250mm3.7 灌装设备该机为半自动活塞式膏体灌装机，适用于医药。
日化、食品农药等行业根据产能1204.5kg/h设产品密度为p=1g/ml 瓶装容量为250-500ml，取V=250ml/瓶则10瓶/min=10瓶×250ml/瓶×1g/ml×3600h=9000kg/h>=1204.5 kg/h主要技术指标如表所示:项目技术指标名称BR130电源 1.28m2功率10w气压0.4-0.6MPa灌装速度10-30瓶/分钟灌装精度《+/-1%可选机型50-500ml主要设备一览表序号主要设备名称型号台数1 冲浪式洗果机CXJ-2 12 滚杠选果机GXT-3 13 切半式榨汁机BZT型 14 板框过滤机DL-150 15 贮罐 16 真空脱气机TQ-0.5 17 离心泵 38 列管式杀菌器SJ-2 19 液体灌装机 14. 工厂设计4.1 总平面布置（1）全厂总长96m，宽78m,总面积为7488㎡，生产车间长51m，宽18m。
（2）全厂分为生产区、办公区、生活区，建有原料库、生产车间、成品库、配电房、机修中心、污水处理中心、锅炉房、办公楼等，物流和人流分开。
各建筑区之间有绿化带分开，安排比较合理。
（3）根据规定：果汁厂的建筑系数不低于25%-35%，厂区利用系数不低于45%-65％，绿地率不低于20％。
且①建筑系数=（厂区内建构筑物占地面积+堆场、露天场地、作业场地占地面积/厂区占地面积）×100％②厂区利用系数=（厂区内建、构筑物占地面积+厂区内堆场、露天场地、作业场地占地面积+辅助工程占地面积/厂区占地面积）×100％③绿地率=（厂区内绿地面积/厂区占地面积）×100％厂区道路应采用便于清洗的混凝土、沥青及其他硬质材料铺设，防止积水及尘土飞扬。
本厂道路是采用的水泥地面，主干道路面宽为8m，次干道路面宽6m。
（4）由于温州地区的常年主导风向为冬季偏北风，夏季偏南风。
所以污水处理间和锅炉房都应该设计在下风向。
全厂平面布置设计如下：（长×宽/m）序号名称长×宽/m 面积m21 总厂区96×78 77482 生产车间51×18 9183 原料仓库18×12 2164 成品库21×9 1895 配电站6×9 546 污水处理中心12×9 1087 停车场9×3+12×9 1358 办公楼30×6 1809 食堂12×9 10810 宿舍21×9 18911 机修中心6×9 5412 锅炉房18×12 21613 冷库12×12 144鲜橙汽水车间平面布置图。