橙汁

设计任务书姓名：李志鹏专业：食品科学与工程班级：2009级同组人姓名：孙佳琪设计题目：日产量60吨浓缩橙汁的初步设计设计任务：设计条件：1、产量：60（吨∕日）2、每日：3（班）3、每班：8（小时）4、每小时：2.5（吨）5、日开工时间：24（小时∕日）6、完成日期：2011年11月30日第一章前言1.1选题的意义1.2立体的意义1.3厂址的选择第二章设计方案简介2.1选题2.2设计拟定工作任务第三章工艺设计3.1工艺流程图3.2工艺操作要求第四章设计计算4.1物料衡算4.1.1各流程物料衡算4.1.2调配衡算4.1.3设备选型4.2管路设计计算及泵的选型4.2.1选管4.2.2选泵第五章设计评述第六章参考文献第一章前言1.1选题的意义橙子是世界上栽培最广、经济价值最高的橙子类水果，成熟后变成黄色果肉酸甜适度，汁多,富有香气，是生产饮料的重要原料。橙子营养丰富，含有丰富的维生素C、钙、磷、钾、β-胡萝卜素、柠檬酸、皮甙以及醛、醇、烯等物质，常常食用可以强化免疫系统，抑制肿瘤细胞生长，明显减少胆结石的发生，增强毛细管韧性，减少人体内的胆固醇吸收，降低血脂，深受人们喜爱。由于橙子出质率高，有良好的风味，营养丰富，经过加工可制成酸甜可口的橙子饮料，既可以保留其大部分的营养成分和风味物质，又可增加其附加价值，为农民的创收提供帮助。1.2立题的意义作为食品专业的学生，通过本次果蔬加工工艺学设计，我们已初步通过学习掌握果汁加工原料的质构与加工特性、果汁加工工艺、果汁加工设备、果汁在加工生产过程中常见的质量问题、果汁加工中物料衡算及管路设计等相关基本知识。参考果蔬汁现代生产加工相关文献，我们设计日产72吨橙子生产线，在设计过程中选择橙汁加工中合理的工艺流程，选择合适的加工设备，为实际加工生产橙子提供一定的用途。1.3厂址的选择橙汁工厂的选择一般倾向于设在原材料产地附近，厂址在城市外围，原材料附近的郊区，有利于销售，便于辅助材料和包裹材料的获得，同时还可以减少运输费用。第二章设计方案简介2.1选题本设计选择浓缩橙汁的初步工艺设计，日产60吨浓缩果汁，一天安排三班生产，每班8小时，每班产20吨，每小时生产2.5吨橙汁.2.2设计拟定的工作内容本设计拟定的工作内容包括初步生产工艺流程设计，具体流程要求操作要求、物料衡算、设备选型、相关设计算其包括管路计算及泵的计算以及设备平面布置图等。（1）浓缩橙汁的工艺流程及操作要求：查找一般浓缩橙汁生产流程，根据现在技术发展现状，设计一条先进生产流程。（2）浓缩橙汁物料衡算：以橙汁及成品的指标为依据进行物料衡算，衡算的数据作为设备选型及能源配备的基础数据依据。（3）主要设备选型：根据每个流程具体要求，选择其工艺要求选择合适处理量的设备，其主要包括选果机、榨汁机、均质机、脱气机、浓缩设备、杀菌设备等的选型。（4）相关计算：在物料处理过程中，根据其生产量，设定适合流量及处理量，计算选择合适的泵。（5）设备平面布置图：根据工艺流程及选择的相应设备等，计算生产线长度，选择合适比例，符合工厂建设要求，在图纸上画出其设备平面布置图。第三章工艺设计3.1工艺流程图原料检验选果清洗除油榨汁过滤、离心脱气调配均质3.2工艺操作要求1、原料检验：原料进厂后按制汁质量要求进行原料验收，弃除病果、枯果、过熟果和机械损伤果等不合格果实。2、选果：选出直径大于30毫米的橙子，弃去小于30毫米的果。3、清洗：在选果机上通过毛刷及水流喷嘴进行橙子的清洗，取出残留的农药和部分的微生物、灰尘、碎叶等，清洗环节必须符合食品卫生要求。4、除油：在榨汁前橙子先输送到锉皮机提取精油，锉皮机轻轻地用研磨刺扎橙子的外表皮使果皮有流出，同时可以用水喷淋，果皮油随之流入锉磨机底座，也可以随着针刺空留下来。本设计选择针刺磨油机。浓缩杀菌冷却无菌灌装冷库贮存溶液清洗、杀菌5、榨汁：采用全果榨汁机通过上下两个榨杯挤压橙子，果汁和部分果肉纤维通过中间的欲虑管流出，果皮和籽汁由两个通道分开，皮油也有单独通道。6、过滤、离心：榨出的果汁中含有果皮的碎片和囊衣、粗的过果浆，为出去这些杂物，必须进行粗滤，经粗滤的果汁立即送往用离心分离方法分离果汁中的细小颗粒。7、脱气：采用真空脱气法脱去果汁中的空气，防止果汁氧化。8、调配：根据生产消费的需要，调整果汁的口感风味，可添加蔗糖、维生素、柠檬酸等。9、均质：采用均质使果汁内容物进一步破碎细化，大小更为均匀。同时使产品质量更稳定，常用高压均质机进行均质。10、浓缩：本设计采用真空浓缩法，一般浓缩到原质量的1∕4,可以把原果汁糖度由12.25Brix经浓缩后控制最终糖度在49±0.5Brix。11、杀菌：在进行杀菌时，一方面杀灭果蔬汁中有害微生物以达到商业无菌和钝化果蔬汁中的酶，同时尽量保证产品的质量不要受到太大的影响。12、冷却：将浓缩果汁通过板式换热器冷却至5℃以下。13、无菌灌装：利用无菌灌装机自带无菌室，和外界隔离的条件下，利用机械手完成自动开盖、灌装、计量、关盖等过程。14、冷库贮存：为了保持品质和延长保质期，产品应保持在-18℃以下。第四章设计计算4.1物料衡算4.1.1各流程物料衡算项目损失率（%）处理后产量（日产量t）原料检验2418.73选果6.2392.77清洗0.2391.98除油0.2391.20榨汁（除皮）43.5221.03过滤、离心0.8219.26脱气0.3218.60调配-10.339241.20均质0.3240.48浓缩7560.12杀菌060.12冷却060.12无菌灌装0.260冷库贮存060注：损失量指相对与上一步总量百分比4.1.2调配衡算成分名称添加量（%）成分名称添加量∕kg蔗糖10海藻酸钠0.08苯甲酸钠0.036维生素C0.023香料水0.08柠檬酸0.12总添加量10.339注：添加百分含量指相对于上一步脱气后总产量添加。无菌灌装后：60t冷却后：60∕（1-0.2%）=60.12t杀菌后：60.12t浓缩后：60.12t均质后：60.12∕（1-75%）=240.48t调配后：240.48∕（1-0.3%）=241.20t脱气后：241.20∕（1+10.339%）=218.60t过滤、离心后：218.60∕（1-0.3%）=219.26t榨汁后：219.26∕（1-0.8%）=221.03t除油后：221.03∕（1-43.5%）=391.20t清洗后：391.20∕（1-0.2%）=391.98t选果后：391.98∕（1-0.2%）=392.77t原料验收后：392.77∕（1-6.2%）=418.73t日消耗原料：418.73∕（1-2%）=427.28t所以计算所得原料量427.28t因此，取生产60t澄清浓缩橙汁需要原料果橙约430t4.1.3设备选型：序号名称型号外形尺寸mm处理能力t∕h功率kw台数生产厂家1带式输送机输送长度2.5米，输送高度1米126000个∕h101石家庄市九顺包装制品有限公司2滚杠选果机GXJ-52000*2500*900200.551江苏科威机械有限公司3毛刷洗果机MSJ型MSJ-10101.54500*1200*1000201.51宁波瑞翔食品机械有限公司4橙橘磨油机MYJ3500*1000*2000201.51江苏科威机械有限公司5全果榨汁机1700*1080*252020151沃迪科技开发有限公司6卧式螺旋卸料过滤离心机LWL630*5001600*210*145062温州市龙湾永兴建设南过滤器材厂7真空脱气机YD-TQJ-101600×1700×32501261杭州亿大科技有限公司8调配罐DH5000d=1000h=2000121杭州亿安机械设备有限公司9高压均质机QGJJ-4∕251605*1200*158512301杭州亿安机械设备有限公司10双效降膜式真空浓缩设备AJZ-305000*4000*1200121751温州市强光轻工机械有限公司11列管式杀菌机YR-64060*615*1250361天元实业有限公司12板式换热器BR0.051800*600*13601.52上海嘉迪机械有限公司13无菌大袋灌装机TW8E8000D3700*2000*2500311苏州工业园区太平洋板式热换器有限公司14不锈钢饮料泵BAW-150536*326*406201.51上海嘉迪机械有限公司15提升机DTs-50-80输送长度2米，输送高度0.5米10101杭州亿安机械设备有限公司16双层保温不锈储罐DVN-10Ø1200*（h）18002000L6浙江明辰机械有限公司4.2管路设计计算及泵的选型取从榨汁机后的储存槽到储存罐的一段计算4.2.1选管由上面物料衡算的步骤可得：榨汁机每天榨汁量为221.03t，即9210千克∕小时。u=0.7m∕sμ=3.60×10-3pa·sρ=1100kg∕m3则qv=92101100=8.37m3∕hd=√qv0.785u=√8.37∕36000.785×0.7=65.05mm根据：GB∕T8162-1999，选择∅76*3.5mm实际流速u=qv0.785d2=8.37∕36000.785×0.0692=0.62m∕s4.2.2选泵条件说明：要求输送的橙汁密度1100kg∕m3，粘度3.6Mpa·s，管内流量为8.37m3∕h，即0.00233m3∕s。欲将橙汁由榨汁机后的储存槽处输送至储存罐中，其中直管长度为1.5m，储存罐高度为1.8m，取垂直管路长度为1.5m，泵两边各有一个阀门，进口处有一个90°的标准弯头，一个入管口。根据《食品工程原理》列出伯努利方程式如下：gz1+p1ρ+u122+We=gz2+p2ρ+u222+∑hf所以泵的功率为：We=(z2-z1)g+∑hf+p2−p1ρ根据：∑hf=∑hf直+∑hf局由Re=duρμ=1100×0.069×0.623.6×10−3=1.62×1044000λ=64∕Re=0.00395沿程阻力：∑hf直=λldu22∑hf直=0.00395×1.50.069×0.6222=0.0165J∕Kg查《食品工程原理》P51表1-3得：90°标准弯头当量长度与管径之比le∕d=35，截止阀全开le∕d=320，入管口le∕d=50∑hf局=[0.00395×(320×2+35+50)]×0.6222=0.55J∕Kg由以上计算得：∑hf=0.0165J∕Kg+0.55J∕Kg=0.5665J∕Kg取p1=p2u1=u2We=g（z2-z1）+∑hf=9.8×1.5+0.5665=15.2665J∕Kg扬程H=Weg=15.26659.8=1.56m所需输送功率qm=3.07kg∕sP=Weqm=15.2665×3.07w=46.87w根据泵的功率和扬程选择离心泵的型号：ISG-50-125离心泵其参数为：流量：15m3∕h扬程:5m转速：1450∕min电动机功率：0.27kw效率：64%根据以上方法，计算余下管路，所得结果为：榨汁机-浓缩机之间的管径选择∅76*3.5mm的无缝钢管，其中连接过滤离心机的支管管径选择∅56*3.5mm的无缝钢管；浓缩机-无菌罐转机之间的管径选择∅39∗3.5mm的无缝钢管，其中连接换热器的支管管径选择∅34∗4mm的无缝钢管；所选泵的型号为：ISG-50-125离心泵。第五章设计评述本次浓缩橙汁工艺流程的设计有如下优点：1、采用了现今较为先进的设备，提高产量，节省人力与资源。2、产值率较高，产品天然绿色健康，质量安全有保障。3、选取优良橙子作为原料，使产品质量得到保障。第六章参考文献1、赵思明,林向东等.食品工程原理[M].北京:科学出版社,2009.2、薛效贤,薛芹.新型饮料加工工艺及配方[M].北京:科学出版社,1998.3、仇农学等.现代果汁加工技术与设备[M].北京:化学工艺出版社,2006.4、叶兴乾等.柑橘加工与综合利用[M].北京:中国轻工业出版社,2005.5、唐波.年产10000吨浓缩橙汁工厂工艺设计[D].成都:四川理工学院,2009.6、彭娟.年产2000吨天然橙汁工厂设计[D].