果汁工厂设计

1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，HACCPAbstractThisdesignismainlycarried100,000tonsofconcentratedfruitjuiceprocessingplantdesign.IntheproductionofapplejuiceandsalesanalysisofthesituationinwhichtodrawinthesouthernsuburbsofXi'antobuildaplantapplejuiceconcentrate.First,thechoiceofthesite,thendevelopdesignprinciples,design,anddeterminetheannual,Second,theprocessargument,andmakeprocessflowdiagrams,areasonableassessment,Third,thematerialbalance,choiceofmajorequipmentatthesametime,theheatbalance,theamountofwaterandelectricalcostswereestimated,Inordertosolvetheproblemofqualityandsafetyofapplejuiceconcentrate,itisnecessarytoapplyprinciplesofHACCPsysteminproductionofapplejuice.Finally,theeconomicbenefitanalysis.Takingintoaccounttheleveloftechnologicaldevelopment,thedesignshouldmaximizetheuseofautomatedproductionlines,hasreachedtheefficient,safe,andreasonableresults.Keywords:concentrate,applejuice,process,plantdesign,HACCP2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100，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）品种栽培发展趋势3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,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25004万吨,尽管占世界产量的44%,但市场缺口仍相当大[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。2002～2012年，复合增长率将达到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l3亿元。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。502040608010012014001榨季03榨季05榨季07榨季09榨季11榨季图一2001—2011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2004～2008年出口量排序，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1.12004—2008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27.8630422.6639.2740.54荷兰7.437662.6410.4710.21俄罗斯联邦7.217228.5010.169.63日本6.968014.309.8110.686德国6.516178.809.188.23澳大利亚3.103159.084.374.21加拿大2.872980.444.043.97南非1.111293.861.561.721.5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