1、0摘要本设计主要是进行年处理 100000 吨浓缩果汁工厂设计。在对我国苹果汁生产量及销售量所处情况进行分析后，拟定在西安南郊建立一苹果汁浓缩厂，首先进行厂址的选择，然后制定设计原则，设计方案，并确定年产量。第二，进行工艺流程论证，并做出工艺流程图，进行合理性评价。第三，进行物料衡算，选择主要设备，同时，进行热量衡算，对水电气的的用量及费用进行估算，为了解决浓缩苹果汁质量安全问题，有必要将 HACCP 体系原理应用于苹果汁生产中。最后，还进行经济效益分析。考虑到技术的发展水平，本设计应尽量采用自动化生产线，已达到高效，安全，合理的效果。关键词：浓缩，苹果汁，工艺流程，工厂设计，HACCPAbs
2、tractThis design is mainly carried 100,000 tons of concentrated fruit juice processing plant design.In the production of apple juice and sales analysis of the situation in which to draw in the southern suburbs of Xian to build a plant apple juice concentrate. First, the choice of the site, then deve
3、lop design principles, design, and determine the annual, Second, the process argument, and make process flow diagrams, a reasonable assessment, Third, the material balance, choice of major equipment at the same time, the heat balance, the amount of water and electrical costs were estimated,In order
4、to solve the problem of quality and safety of apple juice concentrate, it is necessary to apply principles of HACCP system in production of apple juice. Finally, the economic benefit analysis.Taking into account the level of technological development, the design should maximize the use of automated
5、production lines, has reached the efficient, safe, and reasonable results.Key words: concentrate, apple juice, process, plant design, HACCP1第一章 绪论1.1 全球苹果生产现状和发展趋势1.1.1 全球苹果生产现状据统计世界生产苹果的国家有 80 多个，年产量超过或接近 100 万吨的主产国有 12 个，即中国 2050，美国 390，土耳其 250，意大利 221，法国 214，波兰 210.7，德国 142.9俄罗斯 140，智利 106，阿根廷 10
6、0，日本 91.2 巴西 82.5（单位：万吨） 。这些苹果生产国的产量构成了全球苹果生产力的 90%。其中土耳其，俄罗斯，阿根廷和日本的苹果出口量较低（资料来自美国农业部）目前世界苹果生产广泛存在生产过剩、低消费量、质量低下、品种不当以及促销不够等问题。中国和欧洲苹果产量占世界的60以上，亚洲和欧洲占世界的80以上，这些国家苹果生产的调整直接影响世界苹果总产量的下降和果品质量的提高。世界苹果加工以果汁，果酱，果酒和罐头为主，加工用苹果约占总产量的 25%，很多发达国家超过 50%，甚至 75%以上。阿根廷苹果总产的 55%用于加工，其中加工原料中的75%用于加工浓缩果汁浓缩果汁是加工业主导产
7、业。近五年来世界生产量约在 80 万100万吨左右，主要生产过依次是中国，波兰，美国，阿根廷四国，分别占世界苹果汁加工的 33%，19%，12%，5%。近几年来，苹果汁生产量持续上涨 1。（1）消费趋势近年来，果蔬汁饮料以其天然、营养丰富、有益健康的产品特质被越来越多的消费者所接受。全球果蔬汁消费市场巨大，尤其是浓缩苹果汁的市场潜力很大，前景广阔。预计 2012 年我国苹果汁出口整体仍将保持缓慢增长的态势，同时随着国内苹果价格不断上涨，我国苹果汁出口价格也有望继续上扬。中国浓缩苹果汁的贸易量在 2012 年将继续保持增长。据了解，世界苹果主产地之一的波兰由于今年的雪冻灾害，产量减少一半；由于美
8、国、巴西减产，造成国际市场上冷冻橙汁价格大幅上涨，这将利于扩大苹果汁的替代需求；南美地区的苹果也出现减产情况，供应减少，市场需求增加，导致今年从中国进口的苹果汁的数量和价格都呈现大幅增加的态势 2。2（2）品种栽培发展趋势苹果的种植比例能很好的反映世界苹果的品种结构。对澳大利亚，新西兰，华盛顿州，南非，智利和意大利等地区的苹果苗木销售状况的调查表明，世界不同地区苹果栽植品种区域多元化，帅系和金冠在澳大利亚，新西兰和华盛顿州栽培比例较高，在南非，意大利约占新定植幼树的36%。尽管苹果种植面积呈下降趋势，但由于技术的提高，苹果整体产量呈上升趋势，新的高品质的品种得到广泛栽培，在苹果的产品多样性、质
9、量保证和市场营销方面发挥越来越大的作用。在中国，随着农业结构的调整，苹果栽培面积不断扩大，苹果的过剩已经成为必然 3。1.2 我国苹果生产和出口现状我国苹果汁最近几年的情况是：2006 年秋季苹果产量复苏,苹果价格降低,而苹果成本通常占果汁企业总生产成本的70%, 我国是世界苹果生产的第一大国,苹果栽培面积约为225万公顷。我国苹果90%以上是鲜食品种,最主要的加工产品是浓缩此，2007年国内主要苹果汁企业的盈利水平也将随之上升。以消费量计算,我们预计在今后的 5 年中,全球苹果汁市场增长将保持在每年 6 %, 近年来,纯果汁和果汁类饮料由于具有天然、健康的特性,产销量增长迅速。有关资料显示,
10、1998 年到 2010 年,德国、加拿大每年人均消费果汁饮料分别为 45.7 公斤 和 41 公斤, 法国、英国达到 24.7 公斤 和 22.7 公斤, 俄罗斯、日本、韩国等国家的消费水平也很高。2004 年,美国、德国、澳大利亚、日本等主要消费国贸易量继续以 5%的速度增长。1.3 中国苹果汁生产与贸易根据21 世纪中国农业发展战略测算,2000 年我国鲜苹果需求量 1790 万吨,2012 年可达 2552 万吨。目前我国苹果汁人均年消费不足 0.1 升，计 13 万吨,如果 2012 年达到 2 公斤的话 ,年可消费苹果 260 万吨,增加 20 倍。若在其他饮料中加入苹果汁,用量还
11、会增加。发达国家苹果汁等加工消费是产量的 30%以上,并且正在开发含有苹果汁的各种饮料,90%的饮料生产厂家将浓缩苹果汁作为饮料生产的基础配料,从而决定了未来苹果浓缩汁的需求将继续上升。据统计,2000 年我国苹果汁出口 14.2 万吨，专家预测 2012 年我国将出口苹果汁 25 万吨，近翻一番，加上苹果酒等产品，年可消耗苹果 250 万吨。综上所述,到 2012 年国内苹果汁需求和出口果汁总量最低 285 万吨,加上鲜果内需和外销及苹3果酒等消费,可达 3448 万吨,其中国内苹果汁消费增加 20 倍,出口翻一番。而目前在国内苹果产量 2500 万吨,尽管占世界产量的 44%, 但市场缺口
12、仍相当大 4。1.3.1 我国苹果汁的发展历程自1970年以来，苹果一直居我国水果产量之首。进入1990年后，我国苹果生产更是进入超常发展时期。2002年全国苹果产量达到2550万吨占国内水果总产量的三分之一，居世界第一位。同时由于国际市场不断拓宽以及受到国际市场价格回升的影响。2004年出口量约占世界贸易总量的一半。苹果汁的生产一直呈上升趋势。1.3.2 我国浓缩苹果汁的出口贸易从1993年的0.49万吨到2002年的29.59万吨，中国浓缩苹果汁出口量增长了60倍，复合增长率为57.46%；预计2012年，中国浓缩苹果汁出口量将比2002年翻两番，达到120万吨左右。20022012年，复
13、合增长率将达到32%。中国的出口量增长速度非常快，高于世界浓缩苹果汁贸易量和消费量的增长速度，显示中国出口量的高速增长是以占领新兴市场和挤占其他国家的市场出口份额来实现的。预计2012年，中国的出口量将达到世界消费量、贸易量的70%，对世界浓缩苹果汁市场具有绝对的影响力。我国苹果汁 主要销往美国、日本、荷兰、德国、澳大利亚、加拿大、俄罗斯等地,这7个国家的进口量占中国出口总量的80%以上。对中国浓缩苹果汁生产厂家来说,国外市场基本上可以划分为以日本为代表的高价市场,以美国、加拿大为代表的中价市场和以欧洲为代表的低价市场 5。1.4 中国浓缩苹果汁的生产展望目前，我国已成为世界浓缩苹果汁的第一大
14、生产国和出口国，图一显示了2001-2011年我国苹果浓缩汁产量。目前全国浓缩苹果汁生产企业已可年转化近600万吨苹果，占苹果总产量的近25，极大地缓解了苹果主产区卖果难的问题，并使我国主要苹果产区的加工用苹果收购价从0.2元公斤，基本稳定在0.5元公斤以上，仅此就可使近百万户的果农受益，为农民年增加收入约l 3亿元。从国内市场来看，目前我国生产浓缩果汁的厂家尚少，而兴建的数百家饮料厂急需大量的浓缩汁原料。中国有十三亿人口，随着经济发展，人民生活水平地为断提高，作为健身饮品的需求量将越来越大。因此，加快加大果汁生产，在国内会经久不衰，立于不败之地。402040608010012014001榨
15、季 03榨 季 05榨 季 07榨 季 09榨 季 11榨 季图 一 20012011我 国 浓 缩 苹 果 汁 产 量 （ 单 位 ： 万 吨 ）系 列 2系 列 1图 1.1 近十年来我国苹果汁产量1.4.1 加快研制我国自己的苹果汁加工设备近年来,我国果蔬汁加工的关键设备(如榨机、超滤、蒸发器、罐装机) 基本上是从国外引进的，由于引进成本太高，再加上在原料、市场、加工技术等方面存在一系列问题。因此急需培养一批技术人才进行操作。因此，各部门应加大配合以发展苹果汁生产，争取实现以科学技术带动生产力的发展。1.4.2 浓缩苹果汁的市场我国苹果汁主要出口到欧美等发达国家。按20042008年出口
16、量排序，前8位出口市场依次是美国、荷兰、俄罗斯联邦、日本、德国、澳大利亚、加拿大和南非(图1.2)。美国是中国最大的苹果汁出口市场，出口量占总出量的40左右；对荷兰、俄罗斯联邦和德国的出口量分别占总出口的10左右：日本是中国苹果汁出口到亚洲的最大市场。也占总出口量的10左右。与欧盟等国家相比，日本、南非为我国苹果汁出口的高价市场代表。表 1.1 20042008 我国苹果汁出口分国家情况平均出口量（万吨）平均出口额（万美元）出口量所占比例（%）出口额所占比例（%）美国 27.86 30422.66 39.27 40.54荷兰 7.43 7662.64 10.47 10.21俄罗斯联邦 7.21
17、 7228.50 10.16 9.635日本 6.96 8014.30 9.81 10.68德国 6.51 6178.80 9.18 8.23澳大利亚 3.10 3159.08 4.37 4.21加拿大 2.87 2980.44 4.04 3.97南非 1.11 1293.86 1.56 1.721.5 立题背景与意义1.5.1 苹果汁的营养价值及保健作用食用适量苹果，还有一些医疗作用，苹果润肺、悦心、生津开胃、止渴、解暑除烦、和脾、止泄；还可中和过多的胃酸，促进肾上腺素的分泌。苹果的果实含钠少，含钾量多，是很好的碱性食品，可以利用苹果补钾；钾能加强肌肉的兴奋性，维持心跳规律，对保护心脏有重要
18、意义。苹果含较多的可溶性磷和铁，易于消化和吸收，有益于婴儿发育。苹果(汁)中的黄酮类化合物与多酚化合物结合在一起具有抗癌的作用，苹果汁中的某些成分可以改善呼吸系统的功能。经常食用苹果汁的人，气喘病的发病可能性降低22。23，肺癌的发病可能降低58，而且在烟民中肺气肿(几乎50的吸烟者患有此病)的发病率也明显降低 6。苹果汁中含有的锌对治疗慢性前列腺炎有惊人效果，对缺锌症也有良效，且安全方便易被患者接受。最近英国科学家通过研究发现，每日服用0.5 L苹果汁，确实能让人体健康，延年益寿。苹果汁能够帮助增加大脑中一种名叫乙酰胆碱的物质含量，而这种物质主管神经细胞之间的信息传输，在记忆力方面对人体大有
19、帮助，同时这种物质还能够有效地延缓老年痴呆症的发生。1.5.2 新技术在苹果汁中的应用（1）膜技术的应用膜分离技术具有高效，节能，环保，分子级过滤及过滤过程简单，易于控制等特点:能达到冷杀菌的效果:在食品除菌领域显示出了良好的发展前景，目前国内外研究应用较多的膜材料主要是有机膜和陶瓷膜，有机膜具有很多优点。（2）酶技术的应用酶是一种生物活性物质，在农产品加工中主要起到分解作用，由于酶是生物的、无害的，是国外允许添加在浓缩果汁中的添加剂。果汁酶的主要作用是酶解果汁，使其更容6易澄清、过滤，形成清汁。果汁酶采取的是复配创新技术，可适应由于季节、气候等原因造成的果品内在质量变化的加工要求。它将果胶酶
20、与淀粉酶、蛋白酶、聚糖酶、纤维酶等进行合理复配，较好地解决单位时间内提高生产效率、缩短反应时间、减缓渗透量下降速度问题。加入明胶能形成明胶-单宁沉淀物，通常0.05-0.1g/L的明胶对果汁的澄清已很充分 7。（3）灭菌技术超高温瞬时灭菌技术逐渐被引入饮料加工工艺中，可以在短时内消灭由于果汁中的耐高温杂菌，此方法具有短时，简洁等优点，以使果汁达到国家要求的卫生许可要求。微波杀菌，高压杀菌，高压脉冲电场杀菌，脉冲强光杀菌，辐射杀菌等技术也经常在苹果汁杀菌中使用。（4）无菌包装目前，随着杀菌工艺技术的不断更新，无菌包装技术也逐渐摆脱传统模式，向着新的杀菌方式发展。如采用高强度紫外线和低浓度过氧化氢
21、相结合的灭菌方法给包装容器灭菌。紫外线杀菌或过氧化氢杀菌单独使用时，其效果受到了一定限制，两者结合使用其杀菌效果惊人。使用浓度低于1%的过氧化氢，加上高强度的紫外线，在常温下产生杀菌效力是两者单独使用时的百倍。由于过氧化氢浓度很低，对于残留的过氧化氢也无须采取措施，避免了传统过氧化氢杀菌需高温、长时间等问题。1.5.3 浓缩苹果汁的用途(1)作为生产苹果汁饮料的原料：(2)可以用来加工酿制苹果酒；(3)可以作为其它各种饮料的补充物；(4)食品工业的基础配料；1.6 本设计拟定的工作内容（1）.苹果及苹果汁的生产量、销售量、出口量、加工情况、加工现状。（2）.工厂设计的内容、设计原则、设计方案、
22、厂址选择。（3）.苹果汁加工工艺流程、工艺论证。（4）.物料衡算及主要设备选型。7（5）.热量衡算及水、电、汽的估算。（6）.车间热量交换流程图。（7）.自来水等管路设计。（8）.HACCP 的原理作用。（9）.经济效益分析1.7 设计原则1.7.1 符合国家规划要求厂区选在当地规划区内，并尽量少用良田。1.7.2 符合生产卫生条件地理位置要有良好的卫生条件，周围无其他污染大的工厂，厂区有好的地址和交通条件。1.7.3 周围有足够的原料来源厂地周围要有足够的苹果资源，最好选在苹果种植面积大的区域，这样可以节省运输成本。1.8 产品方案及产量的确定1.8.1 依据年产量 100000 吨浓缩果汁
23、1.8.2 要求苹果属于季节性水果，首先确定季节性产品的生产季节和班次，然后考虑到其产品的经济性。做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。1.9 厂址的选择由于陕西省是苹果的主产省，苹果资源丰富，再者，苹果汁饮料越来越受到人们的8青睐，因此，在陕西省西安市南郊建立苹果汁加工厂是很好的选择。选择在陕西省南郊无污染，水源丰富，交通方便的土地上建立苹果汁加工厂。陕西是苹果的主产地之一， 陕西洛川，人称“苹果之乡” 。这里出产的苹果，素以色、香、味俱佳著称。它品质优良，果形优美，个大均匀，肉质脆密，含糖量高(高于外地苹果 23)，香甜可口，硬度适中，耐贮藏(在土窑
24、洞中可存放至翌年 45 月)等优点。是很好的苹果汁原料来源。洛 川 苹 果 优 良 品 种 多 达 47 种 ， 其 中 尤 以 红 星 、 红 元帅 、 红 冠 、 红 富 士 、 国 光 、 秦 冠 、 黄 元 帅 等 最 优 。 在 省 和 国 家 组 织 的 历 届 苹 果 评 比 中 ，洛 川 苹 果 质 量 均 名 列 前 茅 。 洛 川 苹 果 从 1947 年 至 今 已 有 苹 果 面 积 50.8 万 亩 ,占 总 耕地 面 积 的 71%， 到 2003 年 底 苹 果 总 产 量 达 30 万 吨 ,总 收 入 4.3 亿 元 ,农 民 人 均 果 品 收入 1800
25、元 。 计 划 到 20012 年 ， 农 业 人 口 人 均 苹 果 面 积 4.2 亩 ， 年 产 量 达 到 60 万 吨 ，苹 果 产 业 收 入 9 亿 元 ， 人 均 苹 果 收 入 5000 元 ， 占 农 民 收 入 的 80%。 目 前 已 建 成 各 类 果 品 贮 藏 库 3000余 座 ， 储 藏 能 力 13万 吨 ,其 中 气 调 库 1座 ， 冷 库120座 ， 储 量 6万 吨 ;果 库 群 280座 ， 土 库 2342座 ， 储 量 7万 余 吨 。 果 汁 生 产 厂 2个 ， 鲜果 加 工 转 化 能 力 15万 吨 。 果 袋 生 产 厂 4个 ， 年
26、 产 量 5亿 只 ； 果 网 生 产 厂 7个 ， 年 产 量 5亿 只 。 从 事 苹 果 经 销 的 企 业 和 大 户 320多 个 ， 中 介 经 纪 人 达 2000多 人 ， 在 全 国 各 大 中城 市 设 立 直 销 点 50多 个 ,在 8个 周 边 口 岸 建 有 贸 易 窗 口 .近 几 年 来 ,210国 道 洛 川 段 已 自发 形 成 以 鲜 果 批 发 零 售 为 主 的 300余 户 销 售 长 廊 。 销 售 季 节 有 近 千 名 客 商 云 集 洛 川 ,200多 辆 货 运 车 辆 在 营 运 洛 川 苹 果 。 苹 果 的 包 装 、 物 资 、 货
27、 运 、 劳 务 、 信 息 中 心 等 市 场和 服 务 设 施 健 全 ,销 售 软 环 境 宽 松 有 序 。 这 为 苹 果 汁 的 全 年 生 产 提 供 了 有 力 的 条 件 8。9第二章 工艺流程及论证2.1 工艺流程原料果小提升机机机筛选台果池暂存小提升机机机筛选台毛刷机洗果机大提升机机机大提升机机机破碎破碎压榨压榨灌装灌装预巴氏，冷却2预巴氏，冷却1酶解酶解脱色脱色三效管式浓缩五效管式浓缩成品罐成品罐后巴杀菌，冷却 无菌灌装 入库图2.1 浓缩苹果汁工艺流程图2.2 工艺论证2.2.1 收果与运输（1）苹果主要从当地收集，收集的苹果要是新鲜的，不能放置太久，这样可以保证苹果
28、的利用率。（2）苹果的运输环节也很重要，不能因震动而使苹果受损，防止因受损而使细菌侵入污染苹果，尽量缩短路程，节省不必要的经济开支。102.2.2 原料验收每年苹果成熟前两个月，采购部与质检部到原料产区调查当年苹果原料的收成情况及农药使用情况，确定采购区域，保证采购区域周围没有化学污染及该区域未使用国家禁止 的农药。确定合格供应方，签订采购合同。生产期间，苹果验收按以下要求进行：(1)必须是合格供应商提供的原料；(2)农药残留检验报告；(3)产品质量主要是腐烂率超标(6)的不收；(4)质检员当场验收，不符合标准的不收；(5)检验期间质检员必须履行自己的职责。2.2.3 苹果的挑选去杂主要过程是
29、挑选出运输过程中破损的苹果，碎石，落叶等残留下的杂质。对经去杂的合格苹果进行清洗以除去其残留的泥土，落叶，微生物等。去杂过程必须符合食品卫生许可。2.2.4 苹果的破碎破碎粒度控制到1.5cm3cm，通过破碎机将苹果破碎，以备后面进行压榨。在破碎过程中要控制力度，否则在泵送过程中会受到影响，影响泵送的效率。依据苹果收购季节以及品种，破碎颗粒有所不同。在每年新收苹果时，由于苹果成熟度不够，一般控制在lcm2cm之间，可以提高出汁率。到后期由于苹果成熟度增加，压榨时如果颗粒过小，会在表面形成一层胶膜，阻止汁液的渗出，降低出汁率，这时一般控制在2cm3cm之间。2.2.5 压榨压榨所采用的是带式压榨
30、机。在压榨过程中果浆分布尽可能的均匀，果浆厚度控制在3cm6cm之间，榨带张力的调节，根据果浆的性质加以调节，以出汁率作为衡量标准。得到苹果汁，将苹果汁调整至可溶性固形物含量为8.0 Brix 9。Gerard等研究发现，微波处理苹果浆可以提高出汁率，并且能改善苹果汁的营养品11质 10。2.2.6 抗氧化处理酶促褐变是由于在打浆、取汁等工序过程中，由于果肉组织破碎，酶与底物的细胞区域化被打破，在有氧气的条件下，果蔬中的多酚氧化酶（PPO）催化酚类物质氧化变色所致 11。通过破碎压榨后，果汁一直暴露在空气中，由于多酚氧化酶产生的褐变将提高成品的色值，降低品质。此外还会受到一定的细菌污染，因此要
31、进行第一步巴氏杀菌，杀菌的主要目的有三个：(1)灭酶(2)杀菌(3)淀粉糊化。若杀菌不彻底，可造成致病菌残留、微生物腐败。杀菌9512 s后，应立即降温至4955，以方便下一步进行酶解。2.2.7 酶解在这个过程中，加淀粉酶、果胶酶进行酶降解，经检测均为显阴性时，再根据终产品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清剂。经过酶降解和澄清后的果汁直接进入超滤循环罐，以备精过滤。要求：酶制剂存放温度在05。C；酶反应温度4955；从酶解罐进料开始到出料结束，物料停留时间6h(超滤开机时物料除外)。控制时间的目的主要是控制微生物的需要。2.2.8 浓缩本设计根据工厂实际，采用已有的5效板式蒸发器进行
32、浓缩。一般浓缩到原体积的1/6左右，可以控制最终糖度在70Brix。2.2.9 巴氏杀菌在灌装前必须进行巴氏杀菌，将在前阶段加工中可能繁殖的微生物杀死，以防止致病菌和微生物的腐败。一般把果汁迅速置于134-140的高温，保持4s左右，然后迅速冷却到15-20，进入灌装阶段。耐热学名酸土环脂芽孢杆菌:即耐热耐酸菌; 是一种嗜热嗜酸好氧的杆菌，其芽孢能经受酸性果汁加工中的巴氏杀菌而存活，在适宜的温度下可大量繁殖，引起果汁感官品质劣变，耐热菌超标是浓缩果汁产品最为严重的质量问题之一。因此，国际贸易中对果汁中耐热菌有严格要求，是苹果浓缩汁的必检项目，耐热菌的控制是困扰果汁企业的技术难题。12膜分离技术
33、具有高效节能环保分子级过滤及过滤过程简单易于控制等特点，能达到冷杀菌的效果，在食品除菌领域显示出了良好的发展前景。因此，两者应结合使用 12。2.2.10 无菌灌装后巴氏杀菌无菌灌装的三个条件：(1)物料的无菌，(2)包装材料的无菌，（3）灌装环境的无菌。采用进口的罐装机进行灌装，灌装前先将灌装口喷射高温蒸汽，杀死可能存在的微生物，再开始灌装，灌装后的成品直接入库。2.3 质量控制2.3.1 原料果验收主要检验农药残留以及重金属，收购原料是否在安全区域，原料采购人员实地核查，确定安全收购区域。2.3.2 原料果挑选腐烂率2，主要拣出霉烂变质果，在拣选后随机抽查一定量的苹果(1kg)，然后按照拣
34、选要求规定削去腐烂点，称重并计算。2.3.3 成品质量控制(1)杀菌温度98，时间30s，(2)酶制剂存放温度0.5，酶反应温度4955，(3)杀菌后的果汁微生物指标：细菌总数TPC10个/mL，大肠菌群3个100mL，酵母霉菌10个mL，致病菌不得检出。2.3.4 质量指标 指标类型 指标项目 单位 指标色泽 呈棕黄色或棕红色，久置后少许变深。香气即滋味 果汁应具有新鲜苹果13固有的滋味与香气，无异味。外观形态 呈现透明状，无沉淀物，悬浮物。感官指标杂质 不允许有肉眼可见的杂质铅 mg/kg 0.2铜 mg/kg 5.0砷 mg/kg 0.1细菌总数 个/ml 10大肠菌群 个/100ml
35、3致病菌 不得检出耐酸耐热菌 个/ml 1霉菌和酵母菌 个/ml 10卫生指标棒曲霉素 g/kg 40可溶性固形物 Brix 711总酸 0.8PH 值 3.64.2透光率 T625nm % 95色值 T440nm % 55浊度 3.0乙醇 g/kg 3.00果胶实验 阴性淀粉实验 阴性富马酸 mg/kg 5理化指标热稳定性 稳定14图2.2 浓缩苹果汁检验指标要求一览表第三章 物料衡算与主要设备选型依据；年产100000t浓缩果汁计，每年实际生产按照6个月计算，每月按照30天计算。依据经验，本榨季一旦开始，便全天24h全部安排生产，考虑期间设备维护、班间工人就餐以及其它影响因素，每天按照18
36、h生产计算。3.1 浓缩果汁班产量的确定日产浓缩果汁量为：100000t180天=555.56t/d班产浓缩果汁量为：555.563=185.19t3.2 原料果的日收购量的确定通过酶解、超滤和脱色得到的澄清果汁经蒸发浓缩，一般浓缩到原来质量的 ，糖15 17度在65-75左右。在设计按照浓缩到16，浓缩果汁的浓度为70Brix来计算。因此澄清果汁班产量185.196=1111.14t生产的损耗计算如下：项目 损失量（%）挑选 0.5清洗 0.2破碎 0.2压榨 13.2第一次巴氏杀菌，酶解 0.4超滤，浓缩 0.3第二次巴氏杀菌，冷却，灌装 0.215图 3.1 生产的损耗一览表出汁率为：1
37、00-0.5-0.2-0.20o-13.2-0.4-0.3-0.2=85所以每天需将1111.14385%=3921.67t新鲜苹果进行生产，即每生产1t苹果汁需要3921.67555.56=7.09t新鲜苹果。3.3 设计条件本设计每日工作为3班制，每班实际工作时间为6h，因此平均1h生产浓缩果汁555.5618=30.86t即榨取澄清果汁1111.146=185.19t/h即每小时需要投入生产的苹果3921.6718=217.87t3.4 设备选型及论证(1)小提升机小提升机的目的是将水流输送槽送来的苹果提升到拣果台，此段为整个车间的咽喉通道，如果设备停止工作，后段将无果加工。对比进口与国
38、产设备的价格，相差比例不大，因此选用两台意大利TMCI生产的提升机。(2)捡果台从小提升机提升后苹果进入拣果台，进行人工拣果，采用意大利TMCI生产的捡果台，原因同上。(3)大提升机大提升机的作用是将拣选过的苹果提升到洗果机进行清洗，仍然采用意大利TMCI生产的提升机，原因同上。(4)毛刷机、洗果机对苹果进行毛刷清洗，主要去掉黏附的杂物，之后进行水流喷射清洗。分别选用意大利TMCI生产毛刷机和上海神农生产的洗果机。(5)破碎机将清洗过的苹果进行破碎，根据需要可以调节破碎程度，为保证颗粒均匀度，选用德国BELLMER生产的破碎机，国产设备颗粒均匀度不好，影响出汁率。16(6)带式压榨机对破碎的苹
39、果进行压榨取汁，这一步关系到产品得率，因此选用德国BELLMER生产的带式压榨机，出汁率有保证。(7)国产压榨机在苹果成熟度不够的时候，将压榨过的果渣用等量水混合后再压榨一次，可以提高出汁率。此步作为前道的补充，仅在必要的时候使用，非关键设备，因此采用国产设备，为江苏靖江食品机械厂生产(8)罐群整厂的各种储罐较多，国产罐完全可以达到要求。小罐可以由厂家加工后运到厂里，大罐由供应厂家现场制作。(9)超滤设备原厂已有一台美国高科的超滤机，但生产能力不够，需增加一台国产设备，以达到生产要求。采用部分国产设备可以降低整厂投资。两台设备在使用中可以调剂生产，方便检修和膜的再生。(10)3效版式蒸发器原厂
40、已有一台瑞典利乐的3效版式蒸发器。继续使用，增加一台意大利TMCI生产的5效管式蒸发器。采用管式蒸发器可以降低单位产品的蒸汽消耗量，比较经济。(11)无菌灌装机采用意大利FBR生产的无菌灌装机，国内尚无同类产品可以替代。另外这个工段关系到产品的安全性和保质期，质量要求高。为了提高生产效率，设备多采用国外进口设备，现将设备数量及型号列表如下。设备名称 技术要求 生产厂家 数量小提升机 40t/h 意大利 TMCI 6毛刷级 40t/h 意大利 TMCI 3捡果机 40t/h 意大利 TMCI 6大提升机 40t/h 意大利 TMCI 6洗果机 40t/h 上海神农 3无菌灌装机 10t/h 意大
41、利 FBR 6带式压榨机 40t/h 德国 BELLMER 6国产压榨机 40t/h 江苏晋江 3灌群 温州强力阀门灌 8017图3.2 主要设备一览表果汁机设备主要由瑞士布赫HPX系列、韦斯伐利亚的螺旋离心机、福乐伟、贝尔玛姆斯等公司生产，利用美国高科、英国PCR公司的膜管超滤器。蒸发器主要为瑞士的乌式蒸发器，利乐、贝尔杜齐、施密特、阿姆斯的板片式蒸发器。灌装机主要引进意大利生产的无菌灌装机，单效蒸发器则采用阿伐拉伐公司的CT-9离心薄膜蒸发器。近几年来，国内制作的板式、管式蒸发器及带式榨汁机也有很大的进步 13。装厂进口超滤设备 20t/h 美国高科 6国产超滤设备 20t/h 33 效板
42、式蒸发机 40t/h 瑞典利乐 35 效管式蒸发机 40t/h 意大利 TMCI 3破碎机 40t/h 德国 BELLMER 6锅炉 100t/h 6制冷机组合计18第四章 热量横算4.1 整个车间热交换流程图：图4.1热交换流程图4.2 第一次巴氏杀菌耗能估算在预巴氏杀菌工段，20的物料被加热到95，再利用这些热量去预热进入预巴氏杀菌之前的20的物料，95的物料降温到60。因此相当于计算将20的物料加热到60所消耗的能量。(注：由于苹果汁的焓与水相似，因此后面均按照水的焓计算，均不考虑热损失。)20到60所消耗的热量(H l、H 2、R引用表5.2、5.1的数据)：Q=q(H1-H2)=18
43、5190(211.12-83.9)=23.5610 6kg/hq：物料的质量流量；H 1：60时果汁的焓；H 2：20时水的焓。消耗的蒸汽量：D=QR=23.5610 62767.8=8512.17 kg/h194.3 蒸发浓缩耗能估算4.3.1 三效蒸发器（1）各效蒸发水量已知原料液处理量为：G=1851902=92595 kg/h总蒸发水量为:W=92595 =77162.5 kg/h56各效蒸发水量之比为:W 1:W2:W3=1:1.1:1.2W1=77162.5 =23382.57 kg/h11+1.1+1.2W2=77162.5=25720.83 kg/hW3=77162.5 =28
44、059.09 kg/h1.21+1.1+1.2(2) 缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算a、蒸发水分所需热量：(RI、R2、R3、引用表5-1的数据)Q1= W1R 1=23382.572634.1=6.1610 7 kg/hQ2= W2R 2=25720.832622.4=6.75 10 7kg/hQ3= W3R 3=28059.092606.4=7.3110 7 kg/hb、各效消耗蒸汽量：D1= = =23295.39 kg/hQ1R1616000002644.3D2= = =25625.45 kg/hQ2R2675000002634.1D3= = =27875.23 kg/hQ3R373
45、1000002622.4蒸汽总消耗量D= D 1+D2+D3=76796.07 kg/h4.3.2 五效蒸发器（1）各效蒸发水量已知原料液处理量为：G=1851902=92595 kg/h20总蒸发水量为:W=92595 =77162.5 kg/h56各效蒸发水量之比为:W 1:W2:W3:W4:W5=1:1.1:1.2:1.3:1.4W1=77162.5 =12860.41 kg/h11+1.1+1.2+1.3+1.4W2=77162.5 =14146.46 kg/h1.11+1.1+1.2+1.3+1.4W3=77162.5 =15432.49 kg/h1.21+1.1+1.2+1.3+1
46、.4W4=77162.5 =16718.53 kg/h1.31+1.1+1.2+1.3+1.4W5=77162.5 =18004.57 kg/h1.41+1.1+1.2+1.3+1.4(2)浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算a、蒸发水分所需热量：但l、R2、R3、R4、R5引用表5-I的数据)Q1=W1R 1=12860.412634.1=3.3810 7 kg/hQ2=W2R 2=14146.462622.4=3.7110 7 kg/hQ3=W3R 3=15432.492606.4=4.0210 7 kg/hQ4=W4R 4=16718.532594.0=4.3410 7 kg/hQ5=W5
47、R 5=18004.572578.5=4.6410 7 kg/hb、各效消耗蒸汽量：D1= =3.3810 72644.3=12782.21 kg/hQ1R1D2= =3.7110 72634.1=14084.51 kg/hQ2R2D3= =4.0210 72622.4=15329.47 kg/hQ3R3D4= =4.3410 72606.4=16651.32 kg/hQ4R4D5= =4.6410 72594.0=17887.43 Q5R5 kg/h21蒸汽总消耗量D=D 1+D2+D3+D4+D5=76734.94 kg/h表 4.1 不同温度下水蒸气的热焓R（水蒸气） R R1 R2 R
48、3 R4 R5 R6水蒸气温度 164.7 81.2 75.0 66.5 60.1 53.5 45.3热焓 kJ/kg 2767.8 2644.3 2634.1 2622.4 2606.4 2594.0 2578.5表4.2 不同温度下热水的焓液态水温度（） 液态水热焓（kJ/kg）10 42.0420 83.9030 125.6940 165.7145 187.5150 209.3055 210.1660 211.1270 292.99水的比热：C 水 =40187kJ/kg4.4 第二次巴氏杀菌耗能估算在后巴氏杀菌工段，经过蒸发浓缩的55的物料被加热到98，再利用这些热量去预热进入后巴氏杀
49、菌之前的55的物料，98的物料降温到70。因此相当于计算将55的物料加热到70所消耗的能量。(注：由于苹果汁的焓与水相似，因此后面均按照22水的焓计算，均不考虑热损失。) 55到70所消耗的热量(Hl，H2引用表5.2的数据)：Q=qm(H1-H2)=185190(292.99210.16)= 1.5210 7 kg/hqm物料的质量流量，H 1:60时水的焓，H 2:20时水的焓消耗的蒸汽量:D= =1.5210 72644.3=5748.21 kg/hQR4.5 塔水热交换第一次塔水热交换：20的塔水将60的物料冷却到50，塔水温度升到30。热平衡公式：q 物料 (H物科l -H物料2 )=q塔水 (H塔水1 -H塔水2 )(H1，H 2引用表5-2的数据)185190(211.12-209.30)=q 塔水 (
