年产500万吨枇杷原浆的生产线设计毕业论文
2021-12-16 20:25:02
论文总字数：13192字
摘 要
本设计是一个年产50万吨枇杷原浆的生产线设计。枇杷原浆中含有较多的果肉，果肉稳定分布在液体内，营养价值较清汁高，含有丰富的果胶，蛋白质和纤维素等。枇杷原浆果肉中含有人体所需的8种必须氨基酸,众多的维生素，它在视力的保护、皮肤健康的保护、儿童的生长发育等方面都有着不可或缺的地位。
根据调查与分析，从生产工艺，设备选型，车间布置，电汽衡算等诸多方面进行考虑，设计出一条合格合理、高效绿色的生产线。同时，本设计还涉及工厂车间的管路计算，并通过CAD绘制工艺流程图与车间布置图。
关键字：枇杷原浆 生产工艺设计 车间
Design of production line with an annual output of 500,000 tons of loquat pulp
Abstract
This design is an annual output of 500,000 tons of loquat pulp production line design loquat pulp contains more pulp, pulp stable distribution in the liquid, nutrient value is higher than juice, rich in pectin, protein and cellulose. The pulp of loquat pulp contains 8 kinds of essential amino acids and numerous vitamins needed by human body. It plays an important role in protecting eyesight, maintaining healthy and moist skin and promoting the physical development of children.
According to the investigation and analysis, from the production process, equipment selection, workshop layout, electrical and steam balance and many other aspects considered, design a qualified, reasonable, efficient green production line. At the same time, the design also involves the pipeline calculation and layout of the factory workshop, and through the CAD process flow chart and workshop layout drawing.
Key Words: Loquat protoplasmic ; production process design ; worksh
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1 原浆的概念 1
1.2 水果原浆行业特性分析 1
1.3 中国水果原浆的发展现状 1
1.5 中国水果原浆的发展优势 2
1.6 枇杷的营养价值 3
1.7 设计范围 4
1.8 设计依据 5
第二章 生产工艺设计 6
2.1 工艺流程的选择 6
2.2 原材料的选择 6
2.3 工艺要点 6
2.3.1原料选择 6
2.3.2 清洗 7
2.3.3 热烫 7
2.3.4 巴氏杀菌 7
2.3.5 调和 7
2.3.6 均质 7
2.3.7 脱气 7
2.3.8 瞬间杀菌 7
2.4 水处理工艺要点和标准 8
2.4.1水标准 8
2.4.2 过滤 8
2.4.3 离子交换 8
2.4.4 消毒 8
2.5 罐装工艺要点 8
第三章 产品配方及标准 9
3.1 产品配方的选择 9
3.2产品标准 9
3.3 理化指标 10
3.4 微生物指标 10
第四章 物料衡算 11
4.1 产品配方 11
4.2 班产量确定 11
4.3 原辅料计算 11
4.3.1 原料用量 11
4.3.2 辅料用量 12
4.4 包装材料用量衡算 13
第五章 厂址选择 15
5.1 一般原则 15
5.2 建厂地区考察因素 15
5.3 厂房设计内容 15
第六章 设备选型 17
6.1 选择原则 17
6.2 主要设备选型及说明 18
第七章 水电气估算 20
7.1 用水量估算 20
7.1.1 产品中用水量 20
7.1.2 生产过程中用水量 20
7.1.3 总用水量 20
7.2 用电量估算 20
7.3 用气量估算 21
第八章 管道选型 23
8.1 水处理的管道直径 23
8.2 糖浆管 23
8.3物料管 23
第九章 辅助部门 24
9.1 办公室 24
9.2 更衣室 24
9.3 消毒室 24
9.4 配料间 24
结语 25
致谢 26
第一章 绪论
1.1 原浆的概念
“原浆”顾名思义就是原汁原味的液体。在日常饮食中出现的频率相对较高。如酒行业，保健品行业，化妆品行业。此文章涉及到的是水果原浆。
什么是水果原浆？
水果原浆是由整只水果或去皮水果的可食部分用打浆方法制得的没有去除汁液的浆状制品。它具有发酵能力但是没有发酵，并且具有原料水果道的典型感官特征（色、香、味）。而且感官特征会成为评价水果原浆工艺好坏的重要依据。
1.2 水果原浆行业特性分析
对于当前中国经济的高速发展，生活水平的提高，人们越来越注重吃穿住行，这也就带动了食品行业的高速发展，必然水果原浆行业也从中受益。水果原浆行业的入门门槛相对较低，需求量也因为其是果汁饮料的半成品原料而市场需求巨大。果汁饮料的关键性资源，专有性不强，难以对后续竞争者形成阻碍，先进入行业的企业获得的品牌、渠道对后来进入的企业形成不了实质性优势，这种布局对潜在进入者颇为有益。但是，先进入者可以通过促销等手段，降低售价，来限制后续进入者，如果贸然闯入，可能使高额的成本面临长期收回的风险。最后，果汁饮料便于出局者进行资产转移和置换，相关企业不需要太高的退出成本[1]。
1.3 中国水果原浆的发展现状
09年的时候，中国的水果产量高达1亿多吨，位居世界头名，但是我国虽然是水果生产的王者，但是人均的耗损量却十分的低。在09年的时候，人均果汁饮料的消耗不足10 升。10年，中国果汁饮料的产量达到1697万吨，同比增长百分之20.6，市场规模达到600 亿人民币，同比增长百分之15[2]。
水果原浆的市场份额十分巨大，这主要是由于其不但可以直接作为商品出售还可以作为果汁饮料的加工半成品原料导致的。在09年底，我国有超过1000家果汁饮料加工厂，但是大多数规模较小，只能在果汁原浆的基础上生产自己的产品。
据预测，2010年到2020年我国的水果原浆市场将飞速增长，也随着我国人均果汁饮料消费量的增长而快速增长[3]。
1.5 中国水果原浆的发展优势
我国人口众多，消费市场十分巨大，潜力无穷。目前，我国人均果汁类饮品消耗量不足 10公斤，只有世界平均水平的五分之一，发达国家的四十分之一，但是随着国家经济的突飞猛进，居民生活的越来越棒，果汁饮品行业的发展前景无穷大。另外，我国果蔬汁产量巨大，品种巨多，国家大力发展水果加工业，经过几十年的发展，我国已经拥有一批先进的食品饮料生产厂家。
我国的水果原浆行业发展面临的各种问题：
各种原材料的成本提高，例如石油的成本上升，导致运输、饮料瓶价格的提高，糖价也在提高；二是营销人员素质低，数量大，总体的人工成本上升；三是大多数企业虽然小，但是从瓶子的设计到渠道到终端都是自己处理，导致了各种成本提高。
中国水果原浆的发展趋势：
纯天然、高果汁含量的产品势必成为未来的水果类饮品行业的主流。复合果蔬汁（果蔬原浆）以及便携性高，保存时间长的特点成为发展热点。随着果汁饮料的市场会继续细分升级，产品会持续多样化，水果原浆感性竞争转变为实力竞争，品牌继续整合[4]。
1.6 枇杷的营养价值
枇杷，别名卢橘、金丸、芦枝等，为蔷薇科枇杷属植物，常绿小乔木。枇杷的成熟是在春末夏初，正好处于水果淡季，可谓是当季的一枝独秀，果肉丰实，酸甜合适，口感极好。
全球枇杷的主要产区在各个大洲都有分布，亚洲、中东、欧洲、南美洲等。但是枇杷最早的起源地为中国，史书记载，早在西汉时期，我国就开始栽培枇杷，到了唐朝已经非常普遍了，“淮山侧畔楚江阴，五月枇杷正满林。”这白居易的诗句正是用来描写枇杷的。
全球枇杷种植面积和产量最大的国家正是我国，栽培面积约4万hm2，年产量约200万吨，产量和面积均占全球总面积和总产量的2/3以上。当前，随着政策的不断发展与落实，枇杷已经成为重点发展的树种，因此推广和种植面积增加迅速。我国长江以南所有省份和江北部分省份共19个省、市、自治区都有枇杷的分布，其中以浙江、福建、江苏、四川、台湾等省为主，目前，栽培面积和产量居全国第一位的是福建省[5][6]。
唐《食疗本草》云：“枇杷，温。利五脏，久食易发热黄。子，食之润肺，热上焦”，乃枇杷果实入药的最早记载[7]。后有明《本草纲目》记载枇杷果实“甘酸平，无毒。止渴下气，利肺气，止吐逆，主上焦热，润五脏”[8]。枇杷皮薄果肉丰厚，酸甜适中，口感极佳，主要成分有蛋白质、糖类、果胶、维生素、鞣质、胡罗卜素、柠檬酸、苹果酸、铁、钙等多种微量元素以及维生素A、B、C等。枇杷中的糖类又分为果糖、葡萄糖和蔗糖等，未成熟的果实中还含有酒石酸，其作用可以刺激消化腺体的分泌，从而帮助消化、增进食欲。而枇杷中也含有人体所必需的8种氨基酸，其中亮氨酸的含量最高。枇杷中的类胡罗卜素含量也是相当高的，排在水果中的第三位。同时，枇杷果中还含有少量的六氢番茄红素等其它类胡萝卜素[9]。枇杷中主要类胡萝卜素含量有：叶黄素、新黄质、β-胡萝卜素、隐黄质、γ-胡萝卜素等。枇杷中的维生素含量也很丰富，不光有丰富的维生素A和维生素C外，还有丰富的维生素B，它在视力的保护、皮肤健康的保护、儿童的生长发育等方面都有着不可或缺的地位。[10]。
表1每100g枇杷果肉中基本成分分析
成分 | 含量 |
碳水化合物 | 43.3g |
蛋白质 | 1.4g |
脂肪 | 0.7g |
钾 | 1216mg |
磷 | 126mg |
钙 | 70mg |
铁 | 1.4mg |
类胡罗卜素 | 4.6mg |
抗坏血酸 | 3mg |
1.7 设计范围
此次设计的任务包括的范围有：原料选择，厂址选择，确定各种工艺要点，进行物料衡算，确定工艺流程，产品配方，以及设备的选型，管道计算等等。提交电子版设计任务一份，纸质版设计任务一份。
1.8 设计依据
1.遵守《GB10456—2005饮料通则》《GB19258—2002果蔬汁饮料卫生标准》
2.加工原料品种单一，选择原料的生产工艺
3.生产能力小的工厂，选择简单便宜的生产工艺流程与设备
4.照着当地的工业基础，技术能力，原料供应情况
5.在图书馆或者网络数据检索库查找相关资料[11]。
第二章 生产工艺设计
2.1 工艺流程的选择
1. 原料选择—浸泡清洗—切分去核—果肉清洗—热烫—去皮、去囊衣—打浆—胶体磨—调配—均质—真空脱气—储罐（平衡罐）—杀菌—包装—杀菌—成品
2.水源水—预处理—膜处理—消毒—进入生产车间
3.玻璃罐—清洗空瓶—无菌灌装—封盖—倒置杀菌—分段喷淋冷却—套标签—灯检—包装—喷码—成品
2.2 原材料的选择
选用新鲜完好的枇杷，以熟度适中、颜色橙黄的为宜，不应采收过熟或者不成熟的枇杷，因为过熟的枇杷，果胶溶出较多，对打浆和脱胶不利，成熟度差的，降低了果汁风味和出汁率。
2.3 工艺要点
2.3.1原料选择
好产品当然需要好的原料，因为枇杷原浆的加工需要合适的原料来生产原浆。第一,必须处理各种原材料还是肤色、果汁率很高，占酸性糖果,最适当和丰富的有机物等等，第二，必须得到成熟的原料、清洁、健全的新鲜和生产。原材料中的水果必须在加工前处理，以保证最终产品的质量，并且剔除腐败果。采用喷水冲洗或者流动水冲洗，防止杂质进入果汁。
2.3.2 清洗
将筛选过的枇杷通过专门的枇杷洗果机，主要是利用干净的水流与清洗刷来对枇杷果实来进行清洗操作。
2.3.3 热烫
将榨汁机贮汁槽中的果汁用泵打入缓冲罐，使用板式热交换器进行加热，为了使酶制剂在合适的温度范围内达到最大的活力，在80~90摄氏度上下最合适。保持时间3min。
2.3.4 巴氏杀菌
果浆通过板式热交换器进行瞬间高温杀菌，除去果汁中有害微生物和细菌，时间控制在几秒钟内，温度在 95 到 105 摄氏度间，为了保护果汁中的风味和维生素不受破坏。
2.3.5 调和
将糖和柠檬酸等食品添加剂以及水，放入含有搅拌器的容器内调和，使得原浆中的品质完全一致。
2.3.6 均质
料液在给予压力、冲击、没有压力膨胀三重作用下使物料细化，然后能更加均匀的在一起。
2.3.7 脱气
原浆中含有多种气体，这些气体会使得原浆发生质变，因此对调和后的果汁要进行脱出气体的处理。目的是为了：1.防止维生素 C 损失 2.防止香味和颜色的改变 3.防止微生物的繁殖4.对包装瓶的保护。
2.3.8 瞬间杀菌
对已经得到处理过的原浆进行瞬间杀菌，时间短，效果好，能充分杀灭微生物的同时不影响原浆的品质。
2.4 水处理工艺要点和标准
2.4.1水标准
浊度lt;3，色度lt;4，无味无臭，总的固形物含量lt;400（mg/L），PH：6.5-8.5 不得检验出致病菌，总的硬度lt;2（mmol/L），细菌总数lt;100（个/ml）。
2.4.2 过滤
对用水进行初步处理，分离开不溶性杂质和粒状介质层。
2.4.3 离子交换
采用离子交换剂，把水中的不需要的离子释放到再生液中使得水软化。
2.4.4 消毒
对采取过化学处理方法的水使用紫外消毒，这样水中的微生物会因为受到紫外线照射后，导致蛋白质的变性，从而使得微生物死去。
2.5 罐装工艺要点
加热杀菌后的瓶子开始热装瓶，PET瓶和瓶盖经过杀菌后，输送至罐装机，在85度以上的温度进行装瓶。在无菌环境中进行，最后干燥瓶子，封口，灯检，贴标签，打码入库。
第三章 产品配方及标准
3.1 产品配方的选择
表2产品配方
名称 | 百分含量(%) | 添加量(kg) |
枇杷果肉 | 60 | 600 |
白砂糖 | 8 | 80 |
柠檬酸 | 0.10 | 1 |
苹果酸 | 0.05 | 0.5 |
香精 | 1 | 10 |
黄原胶 | 0.5 | 5 |
CMC羧甲基纤维素钠 | 0.05 | 0.5 |
明胶 | 0.5 | 5 |
β-胡罗卜素 | 0.55 | 5.5 |
柑橘黄 | 0.25 | 2.5 |
水 | 30 | 加水至1000kg |
3.2产品标准
表3产品标准
名称 | 色泽度 | 质地感 | 风味 |
枇杷原浆 | 黄褐色，均匀一致，不分层 | 浑浊，粘稠，有异物感 | 具有枇杷果香和滋味，吃的出果肉，无任何不良气味，略甜适口 |
3.3 理化指标
表4理化指标
总固形物含量 | pH | 含氮物质 | Vc |
3.5-4.0 |
3.4 微生物指标
表5微生物指标
项目 | 指标 |
细菌总数 | 50个/ml |
大肠菌群 | 1个/100ml |
致病菌 | 不得检出 |
第四章 物料衡算
4.1 产品配方
枇杷果肉60%，白砂糖8%，柠檬酸0.1%，苹果酸0.05%，香精1%，黄原胶0.5%，CMC羧甲基纤维素钠0.05%，明胶0.5%，β-胡罗卜素0.55%，柑橘黄0.25%，水分30%。
4.2 班产量确定
表6班产量
