年產(chǎn)萬噸碳酸飲料廠的工藝設(shè)計(jì)

1、 年產(chǎn)10萬噸碳酸飲料廠的工藝年產(chǎn)10萬噸碳酸飲料廠的工藝設(shè)計(jì)第一章 概論1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)市場(chǎng)上碳酸飲料的盛行，各種各樣的品種淋漓滿目，生產(chǎn)一種新產(chǎn)品是發(fā)展的需要。設(shè)計(jì)主要以國內(nèi)飲料生產(chǎn)技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝設(shè)備，參考有關(guān)文獻(xiàn)資料，完成初步工藝設(shè)計(jì)。 1.2  設(shè)計(jì)原則以社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)規(guī)律的特點(diǎn)為指導(dǎo)思想，將最新的科技成就先進(jìn)的工藝流程和最佳的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用到設(shè)計(jì)中去。必須認(rèn)真考慮，技術(shù)上的可靠性，生產(chǎn)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性，與當(dāng)?shù)鼐唧w情況想結(jié)合，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、節(jié)能、精巧、耐用、安全的目的。1.3 碳酸飲料的定義和分類：  碳酸飲料是在一定

2、條件下充入二氧化碳?xì)獾闹破?，是軟飲料（非酒精飲料）的一種。它的主要成分為糖、色素、甜味劑、酸味劑、香料及碳酸水等，一般不含維生素，也不含礦物質(zhì)。按照我國軟飲料的分類標(biāo)準(zhǔn)，碳酸飲料（汽水）分為：果汁型碳酸飲料、果味型碳酸飲料、可樂型碳酸飲料和其他型碳酸飲料。 1、果汁型：原果汁含量不低于2.5%的碳酸飲料，它除了具有相應(yīng)水果所特有的色香、味之外，還含有一定的營養(yǎng)，有利于身體健康。如橘汁汽水、檸檬汽水等。2、果味型：以食用香精為主要賦予香劑，以食用著色劑著色，原果汁含量低于2.5%的碳酸飲料，賦予一定的水果香型和色澤。如橘子汽水、菠蘿汽水等。 3、可樂型：特指含有焦糖色、可樂香

3、精或類似可樂果和水果香型的辛香、果香混合劑的碳酸飲料。香氣協(xié)調(diào)柔和，味感純正、爽口，有清涼、剎口感，由于味道獨(dú)特，含有咖啡因的產(chǎn)品同時(shí)具有提神作用，人們對(duì)這類產(chǎn)品往往有自己的偏愛，尤其可口可樂、百事可樂、非?？蓸返戎放飘a(chǎn)品引導(dǎo)了消費(fèi)方向。 4、其他型：除上述三種類型以外的碳酸飲料，如蘇打水、鹽汽水以及含有非果實(shí)的植物提取或非果實(shí)的食用香精的碳酸飲料。如茶汁汽水等第二章 工藝設(shè)計(jì)2.1 產(chǎn)品原輔料的規(guī)格要求 原料1.桔子濃縮汁：產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)  （1）感官指標(biāo)：氣味：清香怡人；色澤：橙黃色；形態(tài)：澄清汁；口味：酸甜適口，有桔子獨(dú)特風(fēng)味。 （2）理化指標(biāo)：

4、可溶性固形物含量：42±1°BX 含糖量1416 可滴定總酸含量：1.5±0.2 酸度0.91.0。 pH：4.0    （3）微生物指標(biāo)：（按國標(biāo)GB4789.食品衛(wèi)生檢驗(yàn)方法微生物部分執(zhí)行）：細(xì)菌總數(shù)100個(gè)/ml 大腸菌群：3個(gè)/100ml 致病菌：不得檢出 輔料1.白砂糖  糖的晶粒均勻，晶?；蚱渌芤何短?，無異味，干燥松散，潔白,有光澤,無明顯黑點(diǎn)。2.檸檬酸  檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆?；虬咨Y(jié)晶性粉末,無臭、味極酸,易溶于水和乙醇，水溶液顯酸性。 

5、;3.苯甲酸和山梨酸鉀4.水 水是果汁飲料生產(chǎn)中的重要原料之一，占8595%。水質(zhì)的好壞，直接影響成品的質(zhì)量。2.2 產(chǎn)品方案的確定 產(chǎn)品方案的要求   在安排產(chǎn)品方案時(shí)，應(yīng)盡可能做到滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求，滿足原料綜合利用的要求，滿足淡旺季節(jié)平衡生產(chǎn)的要求，滿足市場(chǎng)供應(yīng)以及提高經(jīng)濟(jì)效益的要求。努力做到產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)量平衡，生產(chǎn)季節(jié)與勞動(dòng)力需求相平衡，生產(chǎn)班次平衡，設(shè)備生產(chǎn)能力平衡，水、電、汽負(fù)荷要平衡。在編排產(chǎn)品方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)計(jì)劃任務(wù)書的要求及原料供應(yīng)情況，并結(jié)合各生產(chǎn)車間的實(shí)際利用率，計(jì)劃好安排多少車間生產(chǎn)才能保證方 案的順利實(shí)施2.2.2 產(chǎn)品

6、方案2.2.3 本廠主要生產(chǎn)桔子汽水。產(chǎn)品方案如下：產(chǎn)品名稱班產(chǎn)量/噸班產(chǎn)量/噸班次1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月桔子汽水8萬195.2111333333222混合桔子汁2萬42.3112233333112上面是果汁生產(chǎn)車間的產(chǎn)品方案，產(chǎn)品為桔子汽水和混合桔子果汁汽水，每個(gè)品種各有兩條生產(chǎn)線。該生產(chǎn)車間旺季每天工作三班，中季每天工作兩班，淡季每天工作一班，每班為8個(gè)小時(shí)，每個(gè)星期工作為六天，元旦放假一天，五一國際勞動(dòng)節(jié)，十一國慶節(jié)放假3天，春節(jié)放假10天，年生產(chǎn)天數(shù)為296天。產(chǎn)品規(guī)格：產(chǎn)品名稱規(guī)格（ml）桔子汁汽水500（PET瓶）混合桔子汁250（玻璃瓶） 班產(chǎn)量的

7、確定   班產(chǎn)量是食品工廠工藝設(shè)計(jì)中最主要的計(jì)算基準(zhǔn)，班產(chǎn)量的大小直接影響到設(shè)備的配套、車間的布置和占地面積、公用設(shè)施和輔助設(shè)施的規(guī)格、大小及勞動(dòng)力的定員等。班產(chǎn)量的制約因素主要有原料的供應(yīng)情況和市場(chǎng)銷售情況、配套設(shè)備的生產(chǎn)能力及運(yùn)行情況、延長生產(chǎn)期的條件（冷庫及半成品加工措施）、產(chǎn)品品種的搭配以及工廠的自動(dòng)化程度。  班產(chǎn)量q=計(jì)算公式如下：q班=Q/K(nt+nt+nt)  因在本設(shè)計(jì)中，分旺中淡季，旺季時(shí)的班次n為三班，中季時(shí)班次n為二班,淡季時(shí)班次n為一班，由于設(shè)備不均勻系數(shù)取0.75?？傻玫剑?#160;q班=Q/0.75(3t旺+2

8、t中+t淡) 在實(shí)際生產(chǎn)中由于果汁在管道中流通及灌裝過程中會(huì)有一定的損耗，據(jù)資料顯示，該損耗為1%且在生產(chǎn)中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)爆瓶、破裂的現(xiàn)象,根據(jù)質(zhì)量控制圖原理，產(chǎn)品的合格率取99.7%。雖然每班為8小時(shí)制，但實(shí)際上這8小時(shí)并非全部用于生產(chǎn)，配料可以在生產(chǎn)之前的環(huán)節(jié)進(jìn)行，但清洗設(shè)備是在生產(chǎn)后即包括在8小時(shí)內(nèi)，所以實(shí)際生產(chǎn)是以7.5小時(shí)為計(jì)。 本設(shè)計(jì)按照任務(wù)書的要求：年產(chǎn)10萬噸果汁飲料，其中桔子飲料生產(chǎn)8萬噸，混合桔子飲料2萬噸。（1）桔子汁 一年旺季工作的總天數(shù)為156天，中季工作的總天數(shù)為75天，淡季工作的總天數(shù)65天。即q班=8×104/0.75(3&#

9、215;156+2×75+65)=8×104/(0.75×683)195.2 t    實(shí)際班產(chǎn)量q班=195.2/(1-1%)×99.7%197.8 t桔子汁以每瓶為500ml，由于考慮到生產(chǎn)的具體情況，一般以7.5小時(shí)計(jì)算，設(shè)備選取是按四條生產(chǎn)線為準(zhǔn)計(jì)算:每小時(shí)產(chǎn)量為=197.8/7.5=26.4 t/h 每小時(shí)生產(chǎn)的瓶數(shù)為N=26.4×103/(0.5×4)=13200瓶/h2）混合桔子汽水 一年旺季工作的總天數(shù)為129天，中季工作的總天數(shù)為77天，淡季工作的總天數(shù)為90天。即q

10、班=2×104/0.75(3×129+2×77+90)=2×104/(0.75×631)   42.3 t實(shí)際班產(chǎn)量q班=42.3/(1-1%)×99.7%=42.9 t 混合桔子汽水以每瓶為250ml,由于考慮到生產(chǎn)的具體情況，一般以7.5小時(shí)計(jì)算，設(shè)備選取是按四條生產(chǎn)線為準(zhǔn)計(jì)算：每小時(shí)產(chǎn)量為=42.9/7.5=5.72 t/h每小時(shí)生產(chǎn)的瓶數(shù)為N=5.72×103/(0.25×4)=5720 瓶/h 總之，本廠生產(chǎn)的兩種果汁產(chǎn)品，都是由純天然的濃縮果汁加工制成的，這樣就避

11、免了因季節(jié)性而影響生產(chǎn)，從而保證了生產(chǎn)的連續(xù)性。 從產(chǎn)品方案看，兩種果汁的生產(chǎn)根據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)性的變化安排了不同的班次，廣東地區(qū)每年113月較冷，安排生產(chǎn)的班次相對(duì)也少些，而410月天氣較熱，市場(chǎng)對(duì)飲料的需求多，安排的班次也多?？梢娺@種方案是比較合理的。2.3 產(chǎn)品工藝流程設(shè)計(jì)2.3.1 工藝流程原料->挑選->清洗、消毒->挑選->去表皮->- >沖洗->榨汁->果汁->裝料->殺菌->灌裝 粗分離 桔泊 分篩->調(diào)整 -> 均質(zhì) 冷卻 精分離 殺菌 脫氣 漿料 精油 濃縮 裝瓶 灌裝 殺菌 冷卻 冷卻 濃縮

12、果汁 天然原果汁 2.3.2 操作要點(diǎn) （1）原料 現(xiàn)在我國的主要桔子產(chǎn)區(qū)是湖南；河南；安徽；江蘇；浙江；江西；福建；廣東；廣西等省區(qū)，廣東省栽培量也甚為豐富，桔子汁的生產(chǎn)工藝： 桔子揀選清洗熱燙去皮去核果肉打漿離心分離均質(zhì)真空濃縮芒果/桔子混濁濃縮汁殺菌冷卻無菌大包裝桔子混濁濃縮汁   （2）熱糖 稱量所需的白砂糖和部分處理水，使其濃度為50%，加熱到100左右，并充分?jǐn)嚢枋怪刍?，加入果葡糖漿過濾后抽到冷卻缸冷卻至30以下。 （3）調(diào)和 調(diào)配的目的是依據(jù)桔子稀釋飲料的具體工藝要求，按各種產(chǎn)品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加劑的配比送入調(diào)配罐

13、，用攪拌器混合均勻，并立刻分析檢驗(yàn)混合料是否符合標(biāo)準(zhǔn)。如不符合，需及時(shí)調(diào)整。（4）均質(zhì) 均質(zhì)是果汁制造上的特殊操作。調(diào)和后果汁應(yīng)選均質(zhì)機(jī)進(jìn)行細(xì)化處理?？刹捎酶邏壕|(zhì)機(jī)進(jìn)行均質(zhì)處理，其原理是在高壓力下，果汁粒漿受壓力而破碎，重要是通過一個(gè)均質(zhì)閥的作用，使高壓的果汁從極端狹小的間隙中通過，然后由于速度降低壓力小而膨脹和沖擊作用使粒子微細(xì)化并均勻的分散在果汁中，高壓均質(zhì)機(jī)要求150170kg/cm2。均質(zhì)機(jī)的均質(zhì)壓力一般壓力為15MPa，均質(zhì)處理中可使果汁中的細(xì)小顆粒進(jìn)一步破碎，使粒子大小均勻，促進(jìn)果膠的滲出，使果膠和果汁親和，保持果汁的均勻渾濁度。 （5）果汁的脫氣 脫氣的目的和效能歸納

14、如下：防止維生素C的損失，防止香味和色澤的變化，防止好氣性細(xì)菌的繁殖，防止果肉漿和其他懸浮物懸浮在果汁上部，防止殺菌或裝填時(shí)發(fā)生氣泡。脫氣的缺點(diǎn)是損失一部分芳香成分。所以經(jīng)細(xì)化處理后的混合料液，均應(yīng)進(jìn)行脫氣處理以除去附著在果汁和其他材料里的以及調(diào)配過程中混入飲料中的空氣，防止飲料中果汁氧化變質(zhì)。脫氣作業(yè)一般采用真空脫氣罐。 （6）殺菌冷卻桔子飲料脫氣后均需進(jìn)行殺菌冷卻處理。本工藝的高溫瞬時(shí)殺菌是利用板式超高溫殺菌機(jī)等設(shè)備快速加熱果汁至100，保溫30s后迅速熱灌裝。 （7）包裝容器及灌裝封口 殺完菌后趁熱灌裝封口，密封罐中心溫度控制在70以上。倒瓶保溫2min再冷卻至38左

15、右。（8）包裝入庫 2.3.3 輔助工藝流程說明：2.3.3.1 溶糖工藝     砂糖溶解過濾調(diào)糖漿 （1）溶解糖的方法有冷溶法和熱溶法，本設(shè)計(jì)采用熱溶法，熱溶法的優(yōu)點(diǎn)有：1）能殺滅附于糖內(nèi)的細(xì)菌；2）可分離出凝固糖中的雜質(zhì)；3）溶解速度快，在較短時(shí)間內(nèi)可生產(chǎn)大量糖漿。熱溶法一般采用夾層鍋，用蒸汽加熱，要求蒸汽壓力為0.80.9kg/cm2。溫度在80度，糖液煮沸后，保溫5min,并去除泡沫。（夾層鍋帶攪拌器） （2）過濾 砂糖用水溶解后，必須進(jìn)行過濾得到澄清透明的糖漿液備用。 本設(shè)計(jì)采用糖漿過濾器過濾，并使用離心泵加壓，

16、要求壓力不超過6kg/cm2。每次過濾完畢，要對(duì)過濾器進(jìn)行清洗。 （3）調(diào)糖漿 調(diào)糖漿是先將糖漿投入帶有攪拌器的不銹鋼配料缸中，在不斷攪拌下，按一定配比將原料逐一加入，其順序?yàn)椋?）原糖漿 2）酸溶液 3）果汁 4）香料 5）加水至規(guī)定容積。2.3.3.2 水處理工藝  本系統(tǒng)為反滲透純化水制備系統(tǒng)，是以本公司自來水作為原水，經(jīng)過一系列處理后，最終純化水出水電導(dǎo)率10S/CM。該系統(tǒng)包括： 預(yù)處理部分-原水箱、原水增壓泵、絮凝劑加藥系統(tǒng)、機(jī)械過濾器、活性碳吸附器； 反滲透部分-保安過濾器、高壓泵、R/O系統(tǒng)、純化水箱、清洗系統(tǒng)。(1)過濾 過濾

17、的目的是除去水中懸浮物、膠體等不溶性雜質(zhì)及一些微生物。 本廠采用砂過濾器，是一種精濾設(shè)備，在飲料用水中應(yīng)用十分廣泛。工作原理：砂棒過濾器的主要工作部件是砂棒，它是采用細(xì)微顆粒的硅藻土和骨灰等物質(zhì)，成型后在高溫下焙燒，使氣熔化，可燃性物質(zhì)變成氣體逸散，形成24m的小孔，當(dāng)具有一定壓力的原水進(jìn)入容器，通過棒上的微小孔隙時(shí)，水中存在的有機(jī)物、微生物等雜物，即被隔濾在砂棒表面，經(jīng)過濾后的凈水有砂棒內(nèi)腔流出，完成了過濾過程。再用碳吸附色素，灰塵等。（2）軟化 飲料用水中比生活用水的硬度要求低得多，因此必須軟化水。水的軟化和脫鹽的目的是除去水中的可溶性鹽即鈣鎂離子。軟化水的方法有：石灰軟化法、電

18、滲析法、離子交換法和反滲透法。本廠使用反滲透系統(tǒng)。反滲透法是指使用半透膜使純水透過，而截留無機(jī)鹽等小分子，使達(dá)到飲料用水的標(biāo)準(zhǔn)的方法。（3）消毒 從消費(fèi)者的健康角度考慮飲料用水使用前必須進(jìn)行消毒，水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒。本廠使用第三種。紫外線消毒速度快，工作效率高、性能穩(wěn)定、效果好、不改變水的理化指標(biāo)、不產(chǎn)生有毒物質(zhì)、且操作簡單管理方便，已成為飲料廠的主要消毒設(shè)備。產(chǎn)生紫外線的設(shè)備為紫外燈，紫外線對(duì)水殺菌消毒，主要是殺滅水中的細(xì)菌的營養(yǎng)細(xì)胞，用1支15W紫外燈，在水以515L/min流速流過時(shí)，可殺滅99.9%的大腸桿菌。2.4 產(chǎn)品品種、配方及生產(chǎn)規(guī)模 鮮桔汽水 

19、;   每百打120瓶(350mL/瓶) 白砂糖  35kg  桔汁  21kg        糖精   15.4g  檸檬酸 0.42kg 苯甲酸鈉 56g   檸檬黃 5.6g         胭脂紅  0.7g  桔子香精 0.49g 

20、;按上述配方制澄清型汽水，所用桔汁必須經(jīng)過處理，并盡量保持其果實(shí)色、香、味及營養(yǎng)成分。第三章 物料衡算物料計(jì)算包括該產(chǎn)品的原輔料和包裝材料的計(jì)算。通過物料計(jì)算，可以確定各種主要物料的采購運(yùn)輸和倉庫儲(chǔ)存量，并對(duì)生產(chǎn)過程中所需的設(shè)備和勞動(dòng)定員的需要量提供計(jì)算依據(jù)。物料衡算的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律，即進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的全部物料質(zhì)量必須滿足等于離開該系統(tǒng)經(jīng)過加工處理后所得。這樣計(jì)算出原料和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平衡圖。并為下一步設(shè)備的計(jì)算、熱量計(jì)算、管路設(shè)計(jì)等提供依據(jù)和條件。還為勞動(dòng)定員、生產(chǎn)班次、成本核算提供計(jì)算依據(jù)。3.1果汁的物料衡算 表 年產(chǎn)8萬噸的桔子汁汽水的物料衡算班

21、產(chǎn)量/t197.8年產(chǎn)量/t8×104原輔料配方/kg百分比%班耗量/kg實(shí)班產(chǎn)量/t年耗量/t實(shí)年產(chǎn)量/t白砂糖5.55.510879197.87430.3613.51×104果葡糖漿881582410807.79濃縮桔子汁66118688105.84阿斯巴甜0.030.0359.3440.53維生素C0.020.0239.5627.02檸檬酸鈉0.030.0359.3440.53檸檬酸0.150.15296.7202.65香精0.0550.055108.7974.30苯甲酸鈉0.010.0119.7813.51水80.20580.2051.59×1051.09

22、×105合計(jì)1001003.2混合桔子汁的物料衡算表  年產(chǎn)2萬噸混合桔子汁的物料計(jì)算班產(chǎn)量/t42.9年產(chǎn)量/t原輔料配方/kg百分比%班耗量/kg實(shí)班耗量/t年耗量/t實(shí)年耗量/t濃縮桔子汁1515643542.94060.4927069.9其他混合果汁101042902706.99白砂糖12.512.55362.53383.74苯甲酸0.250.25107.2567.67檸檬酸0.20.285.854.14維生素C0.050.0521.4513.53檸檬酸鈉0.020.028.585.41山梨酸鉀0.0150.0156.4354.06香精0.10.142.927.07水71.8771.873.08×1041.94×