時產(chǎn)噸濃縮柑橘汁加工工藝設(shè)計

年4月19日時產(chǎn)噸濃縮柑橘汁加工工藝設(shè)計文檔僅供參考食品工程原理課程設(shè)計說明書題目:每小時產(chǎn)2噸濃縮柑橘汁工藝設(shè)計小組成員:學(xué)院:食品學(xué)院專業(yè):食品科學(xué)與工程年級:指導(dǎo)老師:完成日期:

目錄TOC\o"1-2"\h\u979設(shè)計方案簡介 5168621.設(shè)計題目 5240572.操作條件 5324823.設(shè)計項目 552944.基本參數(shù) 68483生產(chǎn)工藝設(shè)計以及設(shè)備選型 7112361.工藝流程 7282112.濃縮柑橘汁加工工藝設(shè)備選型 9263103.注意事項 10186844.制品質(zhì)量要求 1024377物料衡算以及部分管路計算 10173651.物料衡算 10179742.管路設(shè)計及計算(過濾→貯料罐) 1231718設(shè)計評述 15317601.方案特點 15206922.心得體會 1526605附錄 16

設(shè)計方案簡介本設(shè)計欲采用湖南廣柑為原料,生產(chǎn)濃縮柑橘汁飲料。預(yù)計每小時生產(chǎn)2噸濃縮柑橘汁,基本工藝流程為:原料→檢果→洗果→壓榨→酶解→過濾→均質(zhì)→脫氣→濃縮→脫油→殺菌→罐裝。我們根據(jù)此流程來進(jìn)行計算和設(shè)計以及設(shè)備選定工作。原料介紹:廣柑,又稱甜橙.常綠小喬木,高2～3米樹冠中等大,圓頭形或半圓形。分枝多,無毛,小枝呈扁壓狀的棱角,無刺或稍有刺。葉退化呈單葉狀:葉柄長0.8～1.8厘米,葉翼窄,寬2～3毫米,和葉交結(jié)處有顯明的隔痕;葉片橢圓形,長6～12厘米,寬3～5.5厘米,先端漸尖,基部闊楔形,邊緣有不明顯的波狀鋸齒;革質(zhì)?；ㄝ啾瓲?3～5裂,裂片卵圓形,先端窄尖;花瓣4～8,一般為5,長橢圓形,長達(dá)1.5厘米,寬0.7厘米;雄蕊多數(shù),花絲常數(shù)簇愈合著生在花盤上;子房上位,10～13室,每室有胚珠4～8枚,子房近球形?；ㄖ执?常早落。果大,徑長7～9厘米,圓形至長圓形,果皮淡黃、橙黃或淡血紅色,較韌滑。油泡平生微突,果肉橙黃色至血紅色,柔軟多汁、有香味。果皮與果肉不易分離。果心小而充實。種子多、少或無,因品種而異,卵形或長圓形,多胚,白色。染色體2n=18,也有三倍體、四倍體和六倍體。果實含有大量的糖和一定量的檸檬酸以及豐富的維生素C,營養(yǎng)價值較高,色、香、味俱佳,是鮮食用的優(yōu)良果品。1.設(shè)計題目濃縮柑橘汁飲料生產(chǎn)工藝及管路設(shè)計操作條件常壓:101kPa高度:0～4m地點:湖南綏寧縣原料:廣柑類別:果汁飲料設(shè)計項目(1)設(shè)計方案簡介(2)工藝計算:濃縮柑橘汁飲料生產(chǎn)工藝、選型設(shè)備及相關(guān)管路計算;(3)主要結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計;(4)輔助設(shè)備選型:離心泵的形式;(5)對本設(shè)計進(jìn)行評述。4.基本參數(shù)柑橘的營養(yǎng)成分列表(每100克可食部分含)成分名稱含量成分名稱含量成分名稱含量碳水化合物(克)12.2水分(克)86.9熱量(千卡)52煙酸(毫克)0蛋白質(zhì)(克)0.6脂肪(克)0.1膽固醇(毫克)0膳食纖維(克)2.1胡蘿卜素(微克)0.11鈣(毫克)58硫胺素(毫克)0.08核黃素(毫克)0.03錳(毫克)0.05維生素C(毫克)54維生素E(毫克)1.46磷(毫克)15鉀(毫克)182鈉(毫克)0.9粗纖維(克)0.6鎂(毫克)10.8鐵(毫克)0.2尼克酸(毫克)0.2鋅(毫克)0銅(毫克)0.06氯(毫克)1.0硒(微克)0.98碘(毫克)0單位的選定名稱單位備注質(zhì)量G千克kg直徑d毫米mm體積V立方米m3重力加速度g米每平方秒m/s29.81m/s2力/重量W牛頓N質(zhì)量×gkg·m/s2表壓p千帕kPa(G)1kPa=1000帕Pa1Pa=1N/s2=9.81kg／m·s21kPa=1000×9.81kg／m·s2絕壓p千帕kPa(A)溫度T攝氏度℃TABS開爾文度K即(T+273)時間t小時h分min秒s對于流體:質(zhì)量流量QM千克/小時kg/h千克/秒kg/s體積流量QVqV立方米/小時m3/h升/秒L/s1m3/h=0.2781L/s1L/s=3.6m3/h對于氣體:質(zhì)量流量QM體積流量QV千克/小時kg/h立方米/小時m3/h生產(chǎn)工藝設(shè)計以及設(shè)備選型1.工藝流程原料→檢果→洗果→壓榨→酶解→過濾→均質(zhì)→脫氣→濃縮→脫油→殺菌→罐裝(1)工藝流程設(shè)計說明根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件和要求,經(jīng)過對現(xiàn)有生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查或?qū)ΜF(xiàn)有資料的分析對比,選定適宜的流程方案和設(shè)備類型,初步確定工藝流程。對給定或選定的工藝流程、主要設(shè)備的型式進(jìn)行簡要的論述。濃縮柑橘汁飲料生產(chǎn)的方案依據(jù)其加工工藝流程進(jìn)行,分選,清洗,壓榨,過濾,脫氣,然后提取果汁進(jìn)行真空濃縮,脫油,殺菌,最后罐裝成品。設(shè)備的選定、管路計算等都是在在這一工藝流程下確定的。(2)具體操作要點原料:選取湖南廣柑為原料.湖南廣柑果皮光滑有光澤,肉質(zhì)致密,香甜可口、細(xì)脆,果汁多,含糖量高,成熟度、硬度適中,耐貯藏,比較新鮮的品種。檢果:腐敗果會給產(chǎn)品帶來腐敗味,也是微生物污染的根源,病蟲害果是苦味的原因,有時也會使果汁色澤惡化,因此應(yīng)選擇新鮮良好、汁多、纖維少、充分成熟的果實,必須剔除病蟲害果和腐敗果。洗果:原料表面會附著塵土、泥沙、殘留農(nóng)藥、微生物等,在加工前應(yīng)進(jìn)行清洗,原料經(jīng)過流水輸送至清洗設(shè)備中,在含有0.1%高錳酸鉀溶液的水中浸泡幾分鐘,用浮洗機(jī)清洗,利用水力輸送方式輸送原果,清洗徹底,潔凈且不傷物料。在輸送流槽水的沖力作用下,物料隨水流到達(dá)下道工序,帶噴淋清洗裝置,使砂石沉淀到底層排走。噴淋的水用含氯10-30mg/kg的清洗水噴淋后經(jīng)清潔水沖洗。再棄除上個程序挑選過程中漏的的不合格果實,經(jīng)輸送帶送往榨汁機(jī)榨汁。壓榨:柑橘榨汁過程中一般會變味,這是由于白衣層、囊衣、種子的破碎,苦味成分、果香精油等混入引起的。一般不采用破碎的壓榨方法,而采用逐個榨汁的方法,這樣就能夠避免上述物質(zhì)大量的混入果汁中?？刹捎寐菪秸ブ瓩C(jī)榨汁,加料后,物料就在螺旋推動力作用下沿軸向出料口移動,由于螺距漸小,螺旋內(nèi)徑增大,對物料產(chǎn)生預(yù)壓力,從而使汁液流出。果汁出汁率受果實的質(zhì)地、品種成熟度、榨汁方法等因素的影響,一般出汁率為40%-50%。不同品種的柑橘采用的壓榨方法也不同。對于湖南廣柑,其出汁率為49%.脫油:此時果汁中還含有過量的香精油,因此需要進(jìn)行脫油。用離心機(jī)分離出香精油即可完成脫油操作。酶解:果蔬汁中的膠體系統(tǒng)主要是由果膠、淀粉、蛋白質(zhì)等大分子形成的,添加果膠酶和淀粉酶分解大分子果膠和淀粉,破壞果膠和淀粉在果蔬汁中形成的穩(wěn)定體系,懸浮物質(zhì)隨著穩(wěn)定體系的破壞而沉淀,使果蔬汁得以澄清。生產(chǎn)中經(jīng)常使用復(fù)合酶,這種酶具有果膠酶、淀粉酶和蛋白酶等多種活性酶。。過濾:榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、較大塊的果肉等,這些物質(zhì)不但影響果汁的外觀和風(fēng)味,還有使果汁很快發(fā)生變質(zhì)。混濁型柑橘汁在保存色粒以獲得色澤、風(fēng)味和香味特性的前提下,除去分散在果汁中的粗大顆?；驊腋×?。粗率可除去這些雜質(zhì)。一般的榨汁機(jī)均附有果汁粗濾設(shè)備(濾孔為0.5mm左右),無需另設(shè)粗濾機(jī)?？筛鶕?jù)實際情況將粗濾后的果汁送往硅藻土過濾機(jī)(孔徑為0.3mm),果汁的質(zhì)地可由壓力和篩孔大小控制,一般使果肉漿含量為3%-5%。均質(zhì):均質(zhì)是混濁橘子汁制造的特殊工序,經(jīng)過均質(zhì)設(shè)備,使果汁中所含的懸浮顆粒被破碎,使果膠和果肉均勻的分布在果汁中,防止沉淀、產(chǎn)生合適的口感。采用14.1-24.52Mpa壓力的高壓均質(zhì)機(jī)。脫氣:柑橘組織中溶有一定的空氣,在加工中經(jīng)過榨汁均質(zhì)、以及泵管道的輸送對將大量的空氣帶進(jìn)果汁中,生產(chǎn)中需要將這些溶解的空氣除去。因為脫氣能夠加少或避免柑桔汁的氧化,減少其色澤和風(fēng)味被破壞以及營養(yǎng)損失,如維生素C的氧化,避免懸浮顆粒的上浮,減少腐蝕,防止灌裝和殺菌時殘產(chǎn)生泡沫,提高殺菌效果。在生產(chǎn)上一般用真空脫氣,經(jīng)過真空條件下使柑桔汁在脫氣機(jī)中以霧狀形式噴出,脫出氧氣。為充分脫氣,果汁溫度比真空罐中的溫度高2-3℃,熱脫氣的溫度50-70℃,脫氣罐內(nèi)真空度為90.7-93.3KPa。本設(shè)計采用真空泵真空鍋脫氣。濃縮:剛榨出來的果汁的可溶性固形物含量為12%,而濃縮一般使其含量增加到60~80%,因此,擬定濃縮比為5:1。濃縮蒸發(fā)量。殺菌:果蔬汁的殺菌與包裝是產(chǎn)品得以長期保藏的關(guān)鍵。果蔬汁中存在著各種微生物,它們會使產(chǎn)品腐敗變質(zhì);同時還存在著各種酶,使制品的色澤、風(fēng)味和體態(tài)發(fā)生變化。在進(jìn)行殺菌時,一方面需要殺滅果蔬汁中有害微生物以達(dá)到商業(yè)無菌和鈍化果蔬汁中的酶,同時應(yīng)考慮產(chǎn)品的質(zhì)量不要受到太大的影響。柑橘汁飲料酸度較大,即PH較低,微生物已受到抑制,因此殺菌時酵母霉菌和無芽孢桿菌為殺菌對象。在生產(chǎn)果蔬汁中的殺菌方法廣泛采用,高溫短時殺菌和超高溫殺菌。。對于PH<3.7的高酸度飲料采用高溫短時殺菌,一般溫度為95℃,殺菌時間為15-20S。而對于PH>3.7的柑橘汁飲料,廣泛采用超高溫殺菌的方法,溫度為120-130℃,時間為3.6S。由于柑橘汁飲料PH<3.7,故選擇高溫短時殺菌,殺菌溫度一般為95℃,15-20S。同時為避免果受到長時間的加熱,要控制好果汁的速度。本設(shè)計選擇列管式殺菌機(jī)。罐裝:果汁在殺菌后,趁熱進(jìn)行灌裝,容器多用PET瓶,灌裝前果汁溫度大于80℃,然后進(jìn)行密封,冷卻,冷卻后在頂隙會形成一定的真空度,能夠較好的保持果汁品質(zhì)。同時冷卻時,要把果汁的溫度迅速的降低到40度以下,防止果汁在高溫下變質(zhì)。2.濃縮柑橘汁加工工藝設(shè)備選型檢果:BXJ揀選機(jī)型號:WXJ-10生產(chǎn)能力:20t/h功率:1.1外形尺寸:3000×1500×900洗果:MSJ毛刷清洗機(jī)系列型號:MSJ-10生產(chǎn)能力:20t/h功率(KW):9.2外形尺寸:3500×1200×壓榨:螺旋壓榨機(jī)(JLY)型號:JLY-10生產(chǎn)能力:10t/h電機(jī)功率:11Kw+0.37kw外型尺寸:3040×1100×1650mm脫油:三足式離心機(jī)型號:SG/SGZ800電機(jī)功率(kw):7.5/11形狀尺寸(長×寬×高)(mm):×1400×1700酶解:DVN系列單層儲罐型號:DVN-10公稱容積(L):10000外徑(D):2050過濾:CDEF系列燭式硅藻土過濾機(jī)型號:CDEF-15生產(chǎn)能力(T/h):15功率(Kw):4.0過濾面積(m2):6均質(zhì):GJ高壓均質(zhì)機(jī)型號:GJ-5-25額定流量(m3/h):5額定壓力(Mpa):25進(jìn)料口徑(mm):50均質(zhì)出料口徑(mm):25高壓泵出料口徑(mm):ZG3/4″電動機(jī)率(kw):45外形尺寸(長×寬×高mm):1400×1250×1600整體重量(kg):1450脫氣:真空脫氣機(jī)型號:ZT-15處理能力:15000L/H電機(jī)總功率:8KW直徑:2100濃縮:多功能濃縮裝置型號:RSZ-12處理量:6~12t/h蒸發(fā)量:5~10t/h耗汽比:0.32kg/kg直徑:3000mm殺菌:管式殺菌機(jī)型號TW10D3000,產(chǎn)能3000(L/H),功率25(KW),系統(tǒng)設(shè)計壓力5(MPa),蒸汽耗量720(kg/h),壓縮空氣耗量12(m3/h),冷卻水耗量25(t/h),物料殺菌溫度90-125(℃),殺菌時間120-180(s),進(jìn)料溫度60-68(℃),出料溫度≤40(℃),外型尺寸1100×2100×3000(mm)?？偢?H):4450進(jìn)出口徑:65罐裝:WGJ型無菌大袋灌裝機(jī)型號:WGJ1(單頭)灌裝規(guī)格:5-220L最大灌裝能力:5000L/H電力:380±38V蒸汽耗量:0.5MPa50kg/h壓縮空氣:0.7MPa10m3/h外型尺寸:2m×2m×3m(長寬高)注:在某兩設(shè)備之間,會有一些貯料罐:DVN系列單層儲罐型號:DVN-10公稱容積(L):10000外徑(D):20503.注意事項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氣和風(fēng)味。柑桔汁屬熱敏感性果汁,加工和貯藏中易受熱氧化,從而引起果汁風(fēng)味和色澤變化。因此,加工中應(yīng)盡量縮短果汁受熱時間,成品貯存溫度不能過高。由于濃縮以后粘度增大,無法使用離心泵輸送其進(jìn)入下一級設(shè)備,因此,在濃縮→殺菌設(shè)備之間選用螺桿泵。(型號:單螺桿泵G—2.0;流量:2t/h;功率:1.10kW;轉(zhuǎn)速:960rpm)4.制品質(zhì)量要求果汁呈橙黃色或淡黃色。具有鮮柑桔汁應(yīng)有的風(fēng)味,酸甜適口,無異味。汁液均勻混濁,靜置后允許有沉淀,但經(jīng)搖動后仍呈原有的均勻混濁狀態(tài)。原果汁含量不低于40％、60％或80％?？扇苄怨绦魏?以折光計)為11％～15％。物料衡算以及部分管路計算物料衡算根據(jù)質(zhì)量守恒定律,以生產(chǎn)過程或生產(chǎn)單元設(shè)備為研究對象,對其進(jìn)出口處進(jìn)行定量計算,稱為物料衡算。經(jīng)過物料衡算能夠計算原料與產(chǎn)品間的定量轉(zhuǎn)變關(guān)系,以及計算各種原料的消耗量,各種中間產(chǎn)品、副產(chǎn)品的產(chǎn)量、損耗量及組成。物料衡算的基礎(chǔ)是物質(zhì)的質(zhì)量守恒定律,即進(jìn)入一個系統(tǒng)的全部物料量必等于離開系統(tǒng)的全部物料量,再加上過程中的損失量和在系統(tǒng)中的積累量。 ∑G1=∑G2+∑G3+∑G4∑G1:——輸人物料量總和;∑G2:——輸出物料量總和∑G3:——物料損失量總和;∑G4:——物料積累量總和當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)物料積累量為零時,本工藝假定系統(tǒng)內(nèi)物料積累量為零,上式能夠?qū)懗? ∑G1=∑G2+∑G3本工藝為連續(xù)式操作的過程,能夠采用單位時間產(chǎn)品數(shù)量或原料量為基準(zhǔn)進(jìn)行計算。物料衡算的結(jié)果列成原材料消耗定額及消耗量表,見下表和圖混濁濃縮果汁加工工藝恒算表編號工藝∑G1(t)∑G2(t)∑G3(t)損失率(%)備注1檢果22.7822.320.4622洗果22.3222.320.000.003壓榨22.3210.4911.8353出汁率47%4脫油10.4910.330.161.55過濾10.3310.070.262.56均質(zhì)10.0710.070.000.007脫氣10.0710.020.050.58濃縮10.022.0047.99879.8濃縮比5:110殺菌2.0042.0040.000.0011罐裝2.002.000.000.00濃縮柑橘汁物料衡算流程圖均質(zhì)10.均質(zhì)10.07t損失:0%原料22.78t過濾10.07t損失:2.5%壓榨10.49t損失:53%檢果22.32t損失:2%洗果22.32t損失:0%脫油10.33t 損失:1.5%脫氣10.02t損失:0.5%濃縮2.004t濃縮比:5:﹕1殺菌2.004t損失:0%成品罐裝2t損失0.2%2.管路設(shè)計及計算(過濾→貯料罐)(1)選管子:查取ρ=1100Kg/m3μ=0.0036Pa.s取查管徑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格選擇管內(nèi)徑為則實際流量(2)能量衡算:根據(jù)伯努利方程:由所設(shè)計條件知:由公式:得為湍流(冷拔無縫鋼管)查趙思明主編<食品工程原理>第16頁圖1-26摩擦阻力系數(shù)與及相對粗糙度關(guān)系圖得(3)阻力計算取管長沿程阻力:A.局部阻力:1個突縮,1個突擴(kuò),2個90標(biāo)彎,1個截流閥突縮與突擴(kuò):2個90標(biāo)彎:1個截止閥全開:B.全程阻力:由泵的效率取0.67則泵的軸功率為:(4)選泵:選BAW系列衛(wèi)生級離心泵型號:BAW-10-24流量(噸/小時):10揚程(米):24電機(jī)功率:2.2進(jìn)出口徑:51/38外形尺寸:515×275×380中心高:22500.5m3.5m3.5m0.5m1m0.5m0.5m1m0.5m設(shè)計評述1.方案特點本產(chǎn)品設(shè)計主要是設(shè)計時產(chǎn)2噸的濃縮柑橘汁飲料生產(chǎn),主要加工流程有柑橘原料檢果、洗果、榨汁、過濾、脫油、均質(zhì)、脫氣、濃縮、殺菌、罐裝等。在工藝設(shè)計的過程中查找了大量最新的文獻(xiàn),本方案中設(shè)計中預(yù)期達(dá)到生產(chǎn)穩(wěn)定(設(shè)有儲罐),生產(chǎn)環(huán)境安全,設(shè)備性價比較高。生產(chǎn)出來的產(chǎn)品在ISO9001H和ISO2以及HACCP的生產(chǎn)管理下,果汁體系均勻分散穩(wěn)定,色澤亮麗,酸甜可口,香氣濃郁無異味雜質(zhì),同時采用的合成的食品添加劑少,將是備受歡迎的濃縮果汁飲料。該生產(chǎn)線設(shè)備選用經(jīng)濟(jì),各個設(shè)備的功率、生產(chǎn)能力都是根據(jù)產(chǎn)量的要求合理選擇。同時配合柑橘果汁飲料的理化特性合理選擇設(shè)備以及加工條件。本生產(chǎn)線能生產(chǎn)出甜酸合適、氣味芳香、色澤柔和的果汁飲料?？墒潜痉桨钢猩a(chǎn)線設(shè)計上可能有不完備的地方,或考慮不周以及缺少實際工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗,在生產(chǎn)的工程中考慮經(jīng)濟(jì)因素,生產(chǎn)的簡易性,本設(shè)計的某些工序可能能夠省略。心得體會到這里,課程設(shè)計已經(jīng)接近尾聲,經(jīng)過這半個多月的查資料和討論,我們都收獲的挺多,而且學(xué)會了團(tuán)結(jié)和分工合作。就課程設(shè)計本身而言,經(jīng)過多次的討論和校正,我們終于比較圓滿的完成了任務(wù)。在這中間,我們一起討論,一起找資料,每個人都努力的完成任務(wù)。從確定工藝流程到設(shè)備選型,從物料和管路計算到最后的完成設(shè)計圖,一步一步我們都重復(fù)的篩選和驗證,而且不斷的詢問老師和同學(xué),最后才做最終的決定。在這一步步的過程中,我們經(jīng)過查資料對以前的知識做了一定的復(fù)習(xí)和鞏固,從中得到了新的理解和體會。而且,因為對各種設(shè)備的重復(fù)篩選和選擇,也讓我們對現(xiàn)在比較先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備有一定的認(rèn)識,同時,由于需要完成設(shè)計圖,我們參考前人的構(gòu)想和大量的資料,從中學(xué)習(xí)和吸收了許多別人的經(jīng)驗,并對工廠設(shè)計和流水線的排布有了一定的了解。其次,我們因為討論而聚在一起,使得彼此更加的了解,增加了各自的友誼。而且因為多次爭論和合作,讓我們明白了團(tuán)體的意義,也學(xué)會了彼此包容和理解。經(jīng)過半個多月的合作,我們對彼此有了一些新的了解,能夠更好的了解她人的思想,而且適時的提出自己觀點?？傊?因為這半個月的合作,我們不但對課本知識有了重新的理解,對果蔬汁的工業(yè)設(shè)計有了基礎(chǔ)的認(rèn)識,也學(xué)會了更好的利用手中的其它資料。同時,因為討論,我們不但收獲了精神食糧,還收獲了一份意外的友