专业课程设计（食安）设计题目：福州地区日处理35吨柑橘汁饮料的工艺流程图和车间设备平面布置图的初步设计学生姓名：某某某学号：00000000专业班级：食品质量与安全指导教师：吴敏基、郑卫东2013 年12 月目录一、总论 (3)（一）概述 (3)（二）设计原则及依据 (3)二、工艺设计 (6)（一）产品方案 (6)（二）生产工艺流程设计 (6)（三）工艺操作要点 (7)三、物料衡算 (9)四、设备设计选型 (11)（一）设备选型原则 (11)（二）设备选型 (12)五、劳动定员及车间平面布置 (16)（一）、劳动力计算及劳动定员 (16)（二）车间布置依据 (17)六、结束语 (19)七、参考文献 (20)一、总论（一）概述柑橘是世界上栽培最广、经济价值最高的水果，成熟后变成黄色果实。

果肉酸甜适度，汁多，富有香气，是生产饮料的重要原料。

柑橘营养丰富，含有丰富的维生素C、钙、磷、钾、β-胡萝卜素、柠檬酸、皮甙以及醛、醇、烯等物质，常常食用可以强化免疫系统，抑制肿瘤细胞生长。

另外，它还有增强毛细管韧性，减少人体体内的胆固醇吸收，降低血脂的功能。

随着我国国民经济的持续发展、人们的经济水平提高和健康意识的增强，人们对果汁饮料的品质要求也在逐渐提高。

由于柑橘出汁率高，有良好的风味，营养丰富，经过加工可制成酸甜可口的柑橘饮料，既可以保留其大部分的营养成分和风味物质，又可以增加其附加价值，所以逐渐受到人们的青睐。

纵观国际果汁行业的发展，在世界发达国家果汁的消费量呈快速增长的趋势。

2003年，德国人均果汁消费量为47升。

国外发达国家果汁人均量约20升，发展中国家人均消费量约10.8升。

据估算，西欧和日本、南韩等国的果汁消费量在近几年将以每年10%的速度上升，与其他国家相比，我国人均果汁的占有量却只有1升，与我国果产品的产量极不相符合。

所以，随着果品产量的大幅度提高，大力发展果汁加工工业，对于稳定果品生产的发展，促进农业的产业化进程，也能够满足人们日益增长的消费需要等方面具有重要的作用。

（二）设计原则及依据1. 设计依据本次设计是根据设计计划任务书上规定的生产规模、产品要求和原料情况，结合建厂条件进行设计。

本次工艺设计采用二阶段设计方法，即初步设计→施工图设计，其主要依据有：（1）经济项目的实施必须符合国家经济建设方针、政策和长远规划。

（2）以国家有关部门正式批准的资源报告和有关各种规划为依据。

（3）可靠的自然、地理、气象、地质、经济、社会等基础资料。

（4）有关工程技术方面的标准、规范、指标等，在做可行性研究中考虑技术方案时，都要以它们作为基本依据。

（5）根据国家公布的用于进行项目评价的有关参数、指标等进行设计。

（6）设计计划任务书。

2. 设计原则2.1 产品方案原则即“四个满足”和“五个平衡”。

满足主要产品产量的要求，满足原料综合利用的要求，满足淡季和旺季平衡生产的要求，满足经济效益的要求。

产量与供应量应平衡，生产季节与劳动力应平衡，生产班次要平衡，设备生产能力要平衡，水、电、汽负荷要平衡。

2.2 工艺流程设计原则（1）根据产品规格要求和部颁标准、行业标准或企业标准或客户的特殊规格标准拟订；（2）根据原料的性质拟订；（3）必须根据原料特性和产品质量要求，将生产设备进行合理的组合和技术的排列；（4）生产过程尽量做到连续化，提高机械化、自动化生产能力，以保证产品的质量和产量；（5）尽量采用成熟、先进的技术和高效率低能耗的设备；(6)对特产或名产不得随意更改生产方法(7)必须充分考虑对废水、废气、废渣以及余热的重复利用、循环使用和综合利用；(8)确保安全生产，以保证人身和设备安全；2.3 物料衡算原则(1)理论依据：质量守恒定律(2)数据依据：技术经济定额指标2.4 设备选型的基本原则(1)满足工艺要求，保证产品质量和产量；(2)能充分利用原料、耗能少、效率高、体积小、维修方便、劳动强度低；(3)符合食品卫生要求，易清洗，与食品接触部分不易腐蚀，不会对食品造成污染；(4)设备技术上先进、经济上合理、操作方便；(5)能一机多用，备品、备件供应方便；(6)设备结构合理紧凑，性能可适应各种工作条件；(7)温度、压力、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制，能自动控制；(8)考虑生产波动和设备平衡，留有一定的余量和备用设备。

(9)尽量减少噪声，符合环境要求。

总之，选型时应从设备的三性（实用性，先进性，经济性）进行多方案的比较论证，最后选出最合适的设备。

2.5 设备配置的原则各工序单位时间物料投料量与设备的生产能力相平衡。

2.6 劳动力定员原则(1)以全厂正常生产期所需要的基本工人数为基准；(2)以全厂生产高峰时期所需要的骨干工人数为基准2.7 车间布置设计原则(1)全局观点，满足生产的要求，满足总体设计的要求；(2)设备布置要按工艺流程的顺序安排，符合生产工艺的要求；(3)设备布置要符合生产操作的要求；(4)满足生产多样性的要求；(5)应满足厂房建筑的要求；(6)生产卫生和劳动安全的要求；(7)生产车间和其他车间的各工序要相互配合；(8)室外设置设备问题；(9)国家、行业有关方面的规范资料；(10)车间辅助用房或空间.3. 设计特点本次工厂设计主要特点是：由于对于不太成熟的工厂设计来说，最重要的经济方面没有加以考虑，还有对车间的通风、降温、排气、排气等方面的考虑欠缺，因而此次所设计出来的乳制品厂局限性非常大。

总之，此次设计的特点还有是比较片面，不够全面的设计。

4. 生产规模及生产制度本次设计的工厂根据设计任务书上所要求为日产量35吨果汁饮料生产车间，产品为柑橘汁饮料。

生产班次为每日两班，每班工作时间为八小时，每天共16小时。

班产量约为17.5吨（不计损耗）。

车间年生产日为300天。

其中第一班的开班生产时间为8：00～17：00，第二班的开班生产时间为20：00～05：00，中间各休息一小时，上班时间为每周六天，每月都有4～5天时间进行清洗、修整和维护。

每天工作时间按上述班次进行循环，每日两班，其中每日生产过程时间可依据福州地区夏冬季节进行适时调整。

可适当考虑柑橘的淡旺季对每日的日产量进行生产调节，旺季可实行三班制度，淡季可实行一班生产制度。

本次设计由于日产量为35吨，故实行二班制。

二、工艺设计（一）产品方案1、设计要求：一条日产35吨柑橘汁饮料生产线设计2 、产品配方果汁原料特性：一般柑橘的糖酸比为6:1~9:1，本次课设原果汁的糖酸比为8：1糖酸比调整：一般果汁的糖酸比为（13~18）:1,本次选用14:1，则：加糖量100g × 14%=40g×8% + 60g × X 得X=18%白砂糖和果葡糖浆的用量比为1:1，则白砂糖为9%，果葡糖浆为9%(2)加酸量100g × 1%=40g×1% + 60g × Y 得Y=1%故柠檬酸用量为1%表1 柑橘汁饮料配方成分名称用量/% 成分名称用量/%柑橘汁40 白砂糖9柠檬酸 1 果葡糖浆9山梨酸钾0.05 黄原胶0.06食用香精0.2 维生素C 0.03软质水40.66（二）生产工艺流程设计经过大量的参考文献，和同学进行分析讨论，最终确定了生产工艺流程，生产工艺流程如下图：图1 生产工艺流程（三）工艺操作要点1、原料选择原料进厂后，要对材料进行挑选，弃除病虫害、机械损伤、未成熟果、过熟果等不符合加工要求的果实。

柑橘在原料上的要求如下：原料应具有良好的风味和芳香，色泽稳定、酸度适中、出汁率高、在储藏和加工过程中仍能保持原有的风味和口感。

其次，原料新鲜，无烂果、无农药残留。

2、原料清洗原料表面会附着尘土、泥沙、残留农药、微生物等，因此在进行加工前应进行清洗，原料在含有0.1%高锰酸钾溶液中浸泡几分钟，用浮洗机进行清洗。

再弃除上个程序挑选过程中漏下的不合格果实，经输送带送到榨汁机处榨汁。

3、榨汁柑橘榨汁过程中通常会变味，这是由于白衣层。

囊衣、种子的破碎，苦味成分、果香精油等混入引起的。

通常不采用破碎的压榨方法，而采取逐个榨汁的方法，这样就可以避免上述物质大量的混入果汁中。

可采用螺旋式榨汁机榨汁，加料后，物料就在螺旋的推动作用下，沿轴向出料口移动。

由于螺距渐小，螺旋内径增大，对物料产生预压力，从而使汁液流出。

果汁出汁率受果实的质地、品种成熟度、榨汁方法等因素的印象，通常出汁率为40—50%。

不同品种的柑橘采用的压榨方法也不同。

几种国内常见的柑橘的出汁率如下表：表2 几种柑橘出汁率柑橘品种榨汁方法出汁率（对原料汁）湖南黄皮柑螺旋榨汁法42四川红柑螺旋榨汁法50湖南广柑螺旋榨汁法47四川广柑螺旋榨汁法/切半榨汁法46温州蜜柑螺旋榨汁法58雪柑打浆机榨汁法524、精滤榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、较大块的果肉等，这些物质不仅影响果汁的外观和风味，也能使果汁很快发生变质。

一般的榨汁机均附有果汁送往果汁粗滤设备（滤孔为0.5mm左右），无需另设粗滤机。

可根据实际情况将粗滤后的果汁送往立式螺旋卸料离心式过滤机进行精滤。

5、调配柑橘汁加工过程中原有的香气、色泽、糖酸都会发生变化，要实现产品的标准化，使不同批次的产品风味都保持一致性，需要通过添加香精、糖、酸来弥补。

6、均质均质是果汁制造上的特殊操作。

调和后果汁应选均质机进行细化处理。

可采用高压均质机进行均质处理，其原理是在高压力下，果汁粒浆受压力而破碎，重要是通过一个均质阀的作用，使高压的果汁从极端狭小的间隙中通过，然后由于速度降低压力小而膨胀和冲击作用使粒子微细化并均匀的分散在果汁中，高压均质机要求150—170kg/cm2。

均质机的均质压力一般压力为15MPa，均质处理中可使果汁中的细小颗粒进一步破碎，使粒子大小均匀，促进果胶的渗出，使果胶和果汁亲和，保持果汁的均匀浑浊度。

7、脱油和脱气此时果汁中还含有过量的香精油，需要经过脱油机进行脱油。

将果汁喷入真空度为90—93KPa的蒸发器中，并加热到51℃，香精油被蒸发，随蒸汽而被冷凝，3%—6%的水分也会被蒸发掉。

冷凝液通过离心机分离出香精油，留在下层的水回到果汁中。

香精油含量一般保持在0.015%—0.025%，可使柑橘汁具有良好的香气和风味。

脱油过程中已经排除了空气，因此无需额外脱气。

8、杀菌柑橘汁的杀菌影响产品的保藏性和质量，柑橘汁的PH值很低，一般以酵母、霉菌和无芽孢杆菌为杀菌对象。

另外由于果汁本身存在果胶酶，在生产的过程中也是要其钝化，以免影响果汁的质地。

9、灌装、密封果汁饮料的利乐包灌装，一般都是采用热灌装。

柑橘汁经过热杀菌后，不进行冷却趁热灌装，一般采用装汁机热灌装（中心温度控制在70℃以上，若采用真空灌装，温度可低些）。

灌装前包装容器需经过清洗消毒，灌装后立即密封。