年产2000吨天然橙汁工厂设计

食题 目:

学 院：专业班级：学生姓名：指导教师：

工 厂 课 程 设 计

年产2000吨天然橙汁工厂设计

海洋学院 食品071 学 号：

彭娟

040711120

陈忆凤

2010 年 12 月 13 日

品

目 录

1.1 项目论证 ................................................... 3 1.2 厂址的选择 ................................................. 3 2.项目概论 ........................................................ 4

2.1 产品方案及班产量的确定 ..................................... 4

2.1.1 依据 ................................................ 4 2.1.2 要求 ................................................. 4 2.1.3 产品方案 ............................................. 4

3. 工艺流程及论证 ................................................. 4

3.1 工艺流程 ................................................... 4 3.2操作要点（主要） ........................................... 5

3.2.1压榨 .................................................. 5 3.2.2 调整混合 ............................................. 5 3.2.3 脱气 ................................................. 5 3.2.4杀菌 .................................................. 6 3.2.5 灌装 ................................................. 6

4. 物料衡算与主要设备选型 ......................................... 6

4.1 糖酸比..................................................... 6 4.2生产损耗一览表 ............................................. 7 4.3 物料衡算 .................................................. 7 5.设备选型 ........................................................ 8

5.1 洗果机 .................................................... 8 5.2 选果机 .................................. 错误！未定义书签。8 5.3 榨汁机 .................................................... 9 5.4 过滤设备 .................................................. 9 5.5 脱气设备 ................................................. 10 5.6 杀菌设备 ................................................. 10 5.7 灌装设备 ................................................. 10 5.8主要生产设备一览表 ........................................ 11 6. 工厂设计 ...................................................... 11

6.1 厂址选择 .................................................. 11 6.2 总平面布置 ................................................ 11 6.3 车间工艺布置 .............................................. 12 7. 小结 .......................................................... 13 8.参考文献 ....................................................... 13

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1. 绪论

1.1 项目论证

我国是世界最大的水果、蔬菜生产国之一。 2000年，全国水果产量过8000万吨，蔬菜4亿吨，其中，苹果、梨、柑橘、香蕉、葡萄5大品种占76．81％。从“碳酸饮料—饮用水—茶饮料—果汁饮料”的发展过程中可以看出，一代比一代更符合健康的要求。碳酸饮料口感较好，但几乎不考虑健康功能；饮用水的健康功能更多的是控制、剔除有健康隐患的物质；茶饮料在饮用水的基础上又增加了茶的功能，开始具有绿色食品的特征；果汁饮料，尤其是纯果汁含有丰富的天然营养成分，几乎等同于水果的健康功效。随着人们保健意识的提高，果汁饮料将成为日常饮品。

果蔬生产一般有旺季和淡季之分，由于果蔬产品含水率很高(一般为50％一95％)，旺季收获后若不及时处理，在微生物作用下极易腐烂变质。发达国家比较重视产后加工技术，产品损耗率一般控制在5％一20％之间；我国由于产地交通不便及加工技术的限制，产后损失相当严重，通常超过30％。在淡季，果蔬产品市场供应困难，需要解决“旺贮淡供”的要求，这就为果蔬汁深加工的进一步发展提供了可能。世界果蔬汁饮料销售量历年成倍增长，成为世界各类软饮料中增长最快的品种。多年来世界果蔬汁贸易都以橙汁为主，其次是苹果汁、菠萝汁、葡萄汁、柠檬汁、西番莲汁。

根据《我国食品工业“九五”计划和2010年远景目标》分析，全国果蔬汁饮料总产量2010年将达到1600万吨，是仅次于碳酸饮料的饮料大类，也是我国食品工业中发展最快的行业之一。我国浓缩汁为苹果为主，目前我国果汁加工形成的大品种有苹果、芒果、山植等，而国际市场上占主导地位的橙汁、菠萝汁产量却很小。因此建立年产 2000 吨天然橙汁生产基地前景广阔。

1.2 厂址的选择

温州市柑橘、脐橙类产品产地集中，区域种植规模大，并形成特色产区，为发展大规模集中加工贮运提供了条件。而且交通方便，便于原料的引入和产品的输出。

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2.项目概论

2.1 产品方案及班产量的确定

2.1.1 依据

根据设计要求，拟建厂为年产2000吨天然橙汁的产量，主要原料为温州蜜柚，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=2000t

全年生产天数：T=t(旺) +t(淡)=90+175=265d 班产量 q(班)=Q/k(3t(旺)+2t(中) =5.99t/班 2.1.2 要求

考虑产品的季节性，使产品的产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽

基本平衡，实现经济运行，合理生产。 2.1.3 产品方案

主产品方案表

产品名称 年产量∕t 班产量∕t 一月 三月 四月 五月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 天200然橙0 汁 5.99

3. 工艺流程及论证

3.1 工艺流程

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原料验收 ↓ 清洗、分级 ↓ 压榨 ↓ 过滤 ↓ 调整混合 脱气去油 ↓ 巴氏杀菌 ↓ 灌装 ↓ 冷却 ↓ 成品

3.2操作要点

3.2.1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。 3.2.2 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

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其含糖量及含酸量，加入一定量果汁中搅拌均匀。 3.2.3 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； 3.2.4 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 3.2.5 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。

4. 物料衡算与主要设备选型

4.1 糖酸比

数据说明：

（1）温州蜜柚果汁含糖度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-C

D------ 浓糖液的质量分数 50% W----- 调整前果汁质量 1kg

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C----- 调整前果汁含糖量 C=9BX B----- 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-C

D------ 浓糖液的质量分数 65% W----- 调整前果汁质量 1kg C----- 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

4.2生产损耗一览表

项目 清洗分级 压榨过滤 调整 脱气 杀菌装罐 损失量% 坏橘-6.66% 橘皮-24.74%橘核-4.3%碎块等-6.2% 浓糖液+17%柠檬酸液+0.3% 0.3 0.2 4.3 物料衡算：

由年产量计算得到橙汁生产的班产量为5.99t∕班（取6000kg/班），每班按5小时计算得每小时生产天然橙汁1200kg∕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%)=6000kg/班 解得M=8204kg/班 故（1）原料处理量为8204kg/班

（2）清洗、分级：取损耗率为坏橘-6.66%，则清洗分级后产量为 8204kg/班×（1-6.66%）=7658kg/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7658kg/班×（1-24.74%）×（1-4.38%）×（1-6.21%）=5169kg/班

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（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 5169kg/班×（1+17%）×（1+0.3%）=6030kg/班

（5）脱气去油：取损失率为-0.3%，则脱气去油后产量为 6030kg/班×（1-0.3%）=6012kg/班

（6）杀菌灌装：取损失率为-0.2%，则杀菌灌装后产量为

6012kg/班×（1-0.2%）=6000kg/班

物料衡算图

原料 1640.8kg∕h

↓

-6.66% 清洗、分级 1640.8kg∕h

↓

-24.74%-4.3%-6.2% 压榨过滤 1531.6kg∕h

↓

+17%+0.3% 调整混合 1033.8kg∕h

↓

-0.3% 脱气去油 1206kg/h

↓

-0.2% 杀菌灌装 1204.5kg∕h

↓

冷却 1200kg∕h

↓

成品 1200kg∕h

5.设备选型

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 型号 生产能力 配用功率 外形尺寸

技术指标 CXJ-2 2t∕h 2.75kw

2500mm×900mm×1600mm

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

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苏科威机械制造有限公司生产的滚杠式选果机

项目 型号 生产能力 配用功率 外形尺寸

技术指标 CXJ-3 1-3t∕h 0.55kw

3000mm×700mm×900mm

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 型号 处理能力 配用功率 外形尺寸

技术指标 BZJ-型 280-330个/min 7.5kw

1500mm×1200mm×2000mm

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 名称 滤板直径 流量 层数 配用功率 设备重量 外形尺寸

技术指标 板框式过滤机 DL-150 1.5t/h 10 0.75kw 156kg

800mm×600mm×500mm

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：

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主要技术指标如下表所示。

项目 型号 生产能力 真空度 配用功率 外形尺寸

技术指标 TQ-0.5 2.5t∕h -0.08—-0.0906 2.2kw

1000mm×650mm×1600mm

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 型号 生产能力 蒸汽压力 出料温度 外形尺寸

技术指标 Sj-2 2t∕h

-0.08—-0.0906mpa 60-90

1450mm×615mm×1250mm

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 名称 电源 功率 气压 灌装速度 灌装精度 可选机型

技术指标 BR130 1.28m 10w 0.4-0.6MPa 10-30瓶/分钟 《+/-1% 50-500ml

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主要生产设备一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

主要设备名称 冲浪式洗果机 滚杠选果机 切半式榨汁机 板框过滤机 贮罐 真空脱气机 离心泵 列管式杀菌器 液体灌装机

型号 CXJ-2 GXT-3 BZT型 DL-150 TQ-0.5 SJ-2

台数 1 1 1 1 1 1 3 1 1

6. 工厂设计

6.1 厂址选择

项目的厂址选择不仅关系到工业布局的落实、投资的地区分配、经济结构、生

态平衡等具有全局性、长远性的重要问题，还直接或间接地决定着项目投产后的生产经营和经济效益。 厂址选择的原则：

1. 符合国家方针政策、行业布局、地方规划等；

2. 要有充足可靠的水源，水质应符合国家《生活引用水卫生标准》；

3. 要有良好的卫生环境，厂区周围不得有有害气体、粉尘和其他扩散性污染源，不受其他烟尘及污染源影响（包括传染病源区、污染严重的河流下游）。 4. 要有良好的工程地质、地形和水文条件，地下避免流沙、断层、溶洞；要高于最高洪水位；地势宜平坦或略带倾斜，排水要畅。 5. 要有方便的交通运输条件。

6. 注意节约投资及各种费用，提高项目综合效益。

6.2 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。

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（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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

名称 总厂区 生产车间 原料仓库 成品库 配电站 污水处理中心 停车场 办公楼 食堂 宿舍 机修中心 锅炉房 冷库

长×宽/m 96×78 51×18 18×12 21×9 6×9 12×9 9×3+12×9

30×6 12×9 21×9 6×9 18×12 12×12

面积m 7748 918 216 189 54 108 135 180 108 189 54 216 144

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6.3 车间工艺布置

（1） 车间内部的设备与设备之间有一定的间距，为了维修方便和节约用地，间距的大小根据各设备的具体情况而定。

（2） 洁净车间和粗加工车间间隔开，以防污染。

（3） 车间门的尺寸要求适中，本厂采用的单扇门宽度一般为1m，双扇门宽度

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为2-3mm。生产车间的门应设防蝇、防虫装置，为了保证生产车间内有良好的卫生环境，有利于进出车间的运输，门的宽度根据具体的情况而定。

（4） 我国目前食品厂的生产车间基本上是天然采光。一般要求食品厂生产车间的采光系数为1/4～1/6。设计侧窗为单层固定窗，只作采光不作通风，宽度一般为2.1m和1.8m。

（5） 车间内设立柱，每个柱子的宽度为24cm，柱距间的宽度根据车间具体情况而定，车间厂房部分为全钢结构，厂房的墙壁厚度为24cm。

（6） 地面、楼面能防水、防腐蚀、防渗漏、防滑、无毒、易冲洗、消毒，并有2‰的排水坡度和良好的排水系统，排水沟为普通的暗沟。墙壁能防霉、防潮、防水、无毒，易冲洗、消毒。墙面全用一定规格的白色瓷砖砌成，顶角、墙角、地角呈弧形，便于清洗。天花板能防潮、防虫、防水、防灰，易清洗，表面涂层牢固。门、窗严密，采用不锈钢制作。窗和其他洞口安装易于清洗、更换的纱窗。 （7） 更衣室：为适应卫生要求，该工厂的更衣室设在生产车间人员进出口处。进入更衣室前有换鞋处。更衣后须经洗手消毒池才可进入生产车间。

7. 小结

通过这次工厂设计我学到很多。首先我对有关工厂设计方面的专业知识有了更深的了解。其次，对橙汁的生产工艺流程及操作要点有了一定的掌握。最后，也是最重要的是，在这次工厂设计中，我学到的是一种学习方法，我懂得了如何思考问题，分析解决问题分析这在我以后的学习和工作中都有帮助。 感谢陈老师的指导，让我从中学到很多

8.参考文献

[1]何东平；食品工厂设计；中国轻工业出版社；2009（1）

[2] 徐怀德,仇农学.苹果贮藏与加工.北京:化学工业出版社, 2006(10) [3] 徐怀德.新版果蔬配方.北京:中国轻工业出版社, 2003(2) [4] 马海乐.食品机械与设备.北京:中国农业出版社, 2004(1) [5]胡继强；食品过程技术装备；科学出版社；2004（1）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2rk7.html