年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计设计说明(45页).doc

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1、广西科技大学毕业设计说明书毕业设计说明书课题名称课题名称年产 5 万吨雪梨汁饮料工厂设计英文名称英文名称A beverage factory design with annual capacityof 50000 tons pear juice院别生物与化学工程学院专业食品科学与工程班级食品 101 班学号201000602029姓名覃正清指导教师何 仁二一四年五月十五日-第 1 页摘要本文主要介绍年产 5 万吨雪梨汁饮料工厂的初步设计，基于果汁饮料成熟的生产工艺和雪梨含丰富的糖分、水分以及苹果酸、柠檬酸、胡萝卜素、钙、磷、铁等营养物质，结合现代消费者健康、营养、多元化的饮食需求，设计一个能以

2、最低成本安全生产出健康营养的高质量食品饮料的工厂。主要设计内容包括制定产品方案，工艺设计及工艺技术论证，进行车间平面设计，对雪梨汁饮料加工过程中物料平衡进行计算，设备选型，水电汽平衡,劳动力及企业管理组织人员的设定，环境保护规划并进行污水处理，对生产成本、利润、盈亏平衡点等进行估算，以及工艺流程图、车间平面布置图、车间立剖图、管路透视图等相关 CAD 图纸绘制。关键词：雪梨汁饮料工艺设计物料衡算AbstractThis paper mainly presents the beverage factory preliminary design of which annualoutput of 5

3、0000 tons pear juice.This design based on the mature production technology andthe pear is rich in sugar,water and malic acid,citric acid,carotene,calcium,phosphorus,ironand other nutrients,combined with modern dietary practices of health,nutrition,dietdiversification,to design a security and healthy

4、 beverage factory that products health,nutrition，high quality fruit juice beverage at the lowest cost.The main design elementsinclude the development of product solutions,process design and technology demonstration,the shop-floor diagram design,material and calories balance in the process of pear ju

5、icebeverage,equipment selection,water-electricity-steam balance,labor balance,organizationalcontrol chart,the implementation of environmental protection planning and sewage treatment,investment cost,profits,wax and wane balance point evaluation,draw CAD drawings ofprocess chart,workshop layout diagr

6、am,workshop vertical section and perspective view ofthe pipeline.Keywords：Pear juiceBeverageDesign processMaterial Balance Calculation目录摘要.1Abstract.11绪论.41.1 梨汁饮料概况.41.2 设计概论.51.2.1 设计目的.51.2.2 设计指导思想.51.2.3 设计内容.62工艺设计及工艺技术论证.62.1 工艺设计.62.1.1 产品方案.62.1.2 产品采用的质量标准.72.1.3 采用的技术标准.72.1.4 生产技术方案.72.2

7、 工艺技术论证.82.2.1 梨汁.82.2.2 溶糖溶酸.82.2.3 部分辅料溶解.92.2.4 调配.92.2.5 脱气.92.2.6 均质工艺.92.2.7 杀菌工艺.92.2.8 灌装工艺.102.2.9 包装工艺.102.3 原材料选择与要求.102.3.1 工艺用水.112.3.2 浓缩雪梨汁.122.3.3 白砂糖.122.3.4 柠檬酸.132.3.5 梨香精.143全厂物料衡算.143.1 物料衡算.143.1.1 雪梨汁饮料配方.143.1.2 班产量的确定.153.1.3 实际班生产物料需求量.153.2 包装材料衡算.173.2.1 PET 瓶和瓶盖.173.2.2

8、纸箱.184设备选型.184.1 原则和要求.184.2 主要设备选型.184.2.1 溶糖系统.194.2.2 果汁贮罐.194.2.3 调配罐.204.2.4 双联过滤器.204.2.5 真空脱气机.204.2.6 均质机.214.2.7 超高温瞬时杀菌机.21-第 3 页4.2.8 PET 瓶热灌装生产线.214.2.9 喷码机.214.2.10 倒瓶机.224.2.11 喷淋冷却机.224.2.12 套标收缩机.224.2.13 自动包装机.234.2.14 缓冲罐.234.3 辅助设备.234.3.1 水处理设备.234.3.2 CIP 清洗设备.244.4 主要设备选择及配置一览表

9、.245工厂总体设计.265.1 厂区规划.265.2 总平面设计.265.2.1 工厂总平面布局设计原则.265.2.2 总平面设计的内容.265.3 生产主车间设计.275.3.1 生产车间建筑.276水、汽、电用量的计算.296.1 用水量的计算.296.1.1 生产车间用水.296.1.2 生活用水.296.1.3 锅炉用水.306.1.4 消防用水.306.1.5 总用水量.306.2 用汽量计算.306.3 用电量计算.317组织管理、劳动定员与人员培训.317.1 基本原则.317.1.1 劳动力组织原则.317.1.2 企业组织原则.327.2 人员编制.327.3 人员素质要

10、求.338厂区卫生安全及环境保护.338.1 厂区卫生安全.338.1.1 厂区卫生.338.1.2 生产车间设备、环境卫生.348.1.3 防鼠、防蝇虫措施.348.1.4 消防设施.348.2 环境保护.358.2.1 废水处理.358.2.2 废气处理.368.2.3 废渣处理.369技术经济分析.369.1 投资指标.369.1.1 建筑工程造价估算.369.1.2 设备及工器具购置费.379.1.3 其他费用.379.1.4 固定资产总投资.379.1.5 流动资产总投资.379.2 年生产总费用的计算.389.2.1 折旧费和大修费.389.2.2 原料及能源消耗费用.389.2.

11、3 职工工资.399.2.4 管理及其他费用.399.2.5 年生产总费用.399.3 利润、利润率、投资回收期计算.399.3.1 利润.399.3.2 利润率.399.3.3 投资回收期.409.3.4 经营情况估算表.40结束语.40致谢.41参考文献.421绪论1.1 梨汁饮料概况梨汁饮料是软饮料中果汁饮料的一种，它问世至今已经有 15 个年头，山东天府集团 1998 年在饮料行业最先推出梨汁产品莱阳梨一支笔。一支笔不仅是梨汁饮料的开创者，而且一炮成名，连续八年冠名全国糖酒会，并一举成为全国饮料行业前十名的黑马品牌。但好景不长，从 2006 年起，一支笔一直走衰，销售额急转下滑，不仅逐

12、步退出糖酒会冠名，而且在商业超市中也很少见其踪迹。最近几年，中国饮料行业产值增长速度均超过 GDP 的增长速度，良好的发展前景，加上整个行业市场化程度较高，吸引了国际饮料大品牌纷纷加入，饮料巨头品牌的出场，无论康师傅，还是统一、娃哈哈谁挑梨汁饮料的大梁，都将带动梨汁饮料市场的整体氛围。一支笔、华一也隐约嗅到了春天的气息。从 2013 年 3 月起，一支笔改变了其多年沉寂的低调，开始在中国经济导报、中国日报乃至全国网络媒体上亮相打造其梨汁保健品身份；合德堂、奥比都斯、与众冰糖雪梨、广贝冰糖雪梨等一些二三线局部品牌也陆续加入梨汁市场力求分一杯羹。恰巧是这些饮料品牌不约而同的潜意识性的集体共识，预示

13、着市场有可能掀起一个新的饮料消费新浪潮，我们看好这个梨汁风潮，也-第 5 页希望掀开一个梨汁行业的鼎盛时代。同时，近几年来，我国软饮料年产量以超出 20%的年均增长率与日俱增，达到 1300多万吨。2013 年，随着城镇居民生活水平的不断提高，人们对饮料的消费提出了新的要求。目前，饮料新品层出不穷，在饮料品种设计上应用“混搭五互补，功能四明晰”理念（“五互补”即成分互补、口味互补、颜色互补、概念互补和成本互补；“四明晰”即“补水解渴、营养补餐、健康诉求和功能诉求”）成为新产品的开发方向。随着饮料行业的发展，消费需求向科学、营养、多元化方向转变，饮料的品种结构日趋多样化，2013 年饮料多元化将

14、呈现快速发展趋势。而在 2013 年饮料市场依然面临着政策机遇。中央经济工作会议将推动居民收入和消费作为 2013 工作重点，拉动内需正在成为新的经济增长点，城镇和农村人均收入增长也将加快消费结构升级，国内消费基本面持续向好，将长期利好饮料行业增长。雪梨汁饮料含丰富的糖分、水分以及苹果酸、柠檬酸、胡萝卜素、钙、磷、铁等营养物质，其味道清凉甘甜，甘润滋养，入肺有生津、润燥、清热、化痰作用，不仅可为体弱者和老人补充营养和水分，而且对肝炎病人有保肝、助消化、促食欲的作用。这正符合了当代大部分消费者对饮料的迫切要求，所以在这蒸蒸日上的饮料市场上，雪梨汁饮料必将占据市场的一席之地。1.2 设计概论1.2

15、.1 设计目的毕业设计是大学教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。它的目的是通过毕业设计培养学生辩证唯物主义的思想、方法，解决科学技术上的问题。1、通过毕业设计结合生产实际，使学生融会贯通和扩大本课程学习中所得的理论知识加以巩固深化和使之系统化。2、学习设计方法，进一步锻炼学生的计算和查阅文献资料的技能、技巧。3、检查教学，为进一步提高教学质量提供依据，检验学生独立工作能力的水平。1.2.2 设计指导思想本设计必须符合教学目的，并尽可能接近当前的生产实际。在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，做到技术先进，生产过程最大限度机械化、

16、自动化。同时，合理降低能耗，保护环境，生产出满足消费市场需求的雪梨汁饮料，最大化企业效益。1.2.3 设计内容本设计为年产 5 万吨雪梨汁饮料工厂设计。设计内容包括：工厂总体设计；雪梨汁饮料生产工艺流程，工艺参数的选择及论证；全厂物料衡算；车间重点设备的选型；水电气用量的计算；投资估算、资金筹措及效益分析；工艺流程图；车间平面图；车间立剖图；车间管路设计图。2工艺设计及工艺技术论证2.1 工艺设计2.1.1 产品方案（1）本设计主要生产雪梨汁饮料，具体排班如下：下面是雪梨汁饮料生产车间的排班计划，产品为雪梨汁饮料，共一条生产线。该生产车间旺季每天工作三班，中季每天工作两班，淡季每天工作一班，每

17、班为 8 个小时，每个星期工作为六天，元旦放假 3 天，五一国际劳动节、十一国庆节放假 5 天，春节放假 10 天，年生产天数为 305 天。产品名称年产量/t班 产量/t1 月25天2 月20天3 月27天4 月27天5 月23天6 月27天7 月27天8 月27天9 月27天10月23天11月27天12月27天雪梨汁饮料5 万69.35注：表示本月为一班生产表示本月为二班生产-第 7 页表示本月为三班生产（2）产品规格序号产品名称年产量（吨）包装形式及规格备注包装形式规格1雪梨汁饮料50000PET 瓶450ml2.1.2 产品采用的质量标准项目产品采用 GB19297-2003、绿色食品

18、果汁饮料标准。PET 瓶雪梨汁饮料产品质量指标：感观指标:（1）颜色：清亮的淡黄褐色。（2）气味及滋味：酸甜比合适，具有雪梨的清香，无其他异味。（3）组织状态：汁液均匀，透明度高，在储存过程中有少量的沉淀，无肉眼可见杂质理化指标：铅（以 Pb 计，mg/L）0.05砷（以 As 计，mg/L）0.2铜（以 Cu 计，mg/L）5.0食品添加剂按 GB2760 规定执行卫生指标：菌落总数(efu/ml)500大肠菌群(MPN/100ml)3+霉菌(efu/ml)20酵母菌(efu/ml)20致病菌:不得检出.2.1.3 采用的技术标准GB19297-2003果蔬汁饮料卫生标准GB2760食品添加

19、剂使用卫生标准GB/T4789.21食品卫生微生物学检验；冷冻品、饮料检验GB12695饮料企业良好生产规范2.1.4 生产技术方案（1）工艺流程浓缩雪梨汁稀释成分调整过滤脱气均质超高温瞬时杀菌 热灌装旋盖喷码倒瓶喷淋冷却套标热收缩成品（2）工艺操作要点：a.稀释：将一定量的浓缩果汁用蒸馏水稀释至需要倍数。b.成分调整：果汁成分调整主要是糖和酸的调整，砂糖和稳定剂混匀后，加入 75左右的热水溶解并加热搅拌至呈透明状无颗粒液状体系。c.杀菌：在 135137条件下维持 5s-10s。d.灌装封口：当杀菌后的产品温度降到 80-85时，在无菌条件下装入干净并消毒的瓶罐中封盖。e.倒瓶二次杀菌：将饮

20、料瓶倒置保持 5min。2.2 工艺技术论证2.2.1 梨汁本设计采用的是浓缩雪梨汁还原调配生产雪梨汁饮料，与鲜果榨汁生产相比两者都各有优缺点，具体如下表：项目浓缩汁还原生产鲜果榨汁生产优点工艺流程简单，易于控制设备成本少，总投资成本低生产原料不受季节影响产品营养价值高，风味较佳原料来源广、价格低廉缺点产品营养受损大，风味不理想原料来源少，价格高工艺流程复杂，较难控制设备成本高，总投资成本高生产原料具有季节性根据本设计的总投资资金，和市场需求需连续生产，本设计选择浓缩汁还原生产更为适合。2.2.2 溶糖溶酸溶解糖的方法有冷溶法和热溶法，本设计采用热溶法，热溶法的优点有：（1）能杀灭附于糖内的细

21、菌；（2）可分离出凝固糖中的杂质；（3）溶解速度快。在较短时间内可生产大量糖液，满足生产需要。热溶法溶糖温度控制在 60-70，糖度控制在40-50BX，待充分溶解后经双联过滤器过滤，再有离心泵输送到调配罐。柠檬酸在常温下溶解度较低，为使得柠檬酸溶解充分，本设计把柠檬酸与白砂糖按配方比例拌匀后，采用热溶法一起进行溶解，待充分溶解后经双联过滤器过滤，再有离心泵输送到调配罐。-第 9 页2.2.3 部分辅料溶解本设计采用冷溶法，一般提前 4 小时溶解辅料，雪梨汁饮料所需要的辅料有CMCC-Na、果胶，按照产品方案配方计算好所需各辅料的量加入搅拌中的水进行充分溶解，然后通过离心泵输送到调配罐中。若采

22、用热溶法，不仅辅料溶解不完全，而且果胶稳定性受到破坏。2.2.4 调配本设计依据雪梨汁饮料的具体工艺要求，按产品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加剂的配比送入调配罐，用搅拌器混合均匀，并立刻分析检验混合料是否符合标准。如不符合，需及时调整。2.2.5 脱气本设计采用真空脱气罐进行脱气。经细化处理后的混合料液，在果汁和其他材料里的以及调配过程中均会有空气混入果汁饮料中，如不进行脱气处理，将引起饮料果汁氧化变质。脱气目的：防止维生素 C 被氧化而损失；防止香味和色泽发生变化；防止好气性细菌的繁殖；防止果肉浆和其他悬浮物悬浮在果汁上部；防止杀菌或灌装时产生气泡。脱气的缺点是将会损失掉一部分芳香成分，影

23、响产品的风味口感。2.2.6 均质工艺本设计采用高压均质机进行均质，经调配罐进行对雪梨汁饮料调配时，加入的CMCC-Na、果胶等辅料与稀释后的浓缩雪梨汁进行混合形成的液体悬浊液，其分散体系中的分散物颗粒度较大、尺寸不均一、分布不均匀、稳定性较差，这不仅影响果汁饮料的口感品质、外观美感，还影响产品的质量及保质期。为了降低雪梨汁饮料分散体系中分散物的颗粒度大小，提高分散物分布的均匀性，从而改善产品的口感和品质，并大大提高产品的稳定性，本设计采用高压均质机对调配后混合液体系进行均质。2.2.7 杀菌工艺本设计采用的是超高温瞬时杀菌，杀菌温度为 135137，杀菌时间为 510s。巴氏杀菌法虽然杀菌温

24、度低能够有效的保护产品中的营养物质，但是其杀菌时间过长，不能满足生产的要求；而超过瞬时杀菌杀菌温度、杀菌时间既能大大降低产品营养价值的损耗、不影响产品的口感，又能缩短杀菌时间满足生产工艺的要求。2.2.8 灌装工艺饮料的灌装工艺有:热灌装工艺、冷灌装工艺(巴式杀菌)、无菌灌装工艺等。饮料的 PET 瓶灌装工艺采用最先进的无菌灌装工艺，无疑是理想的选择。但是,无菌灌装工艺对所有原辅材料的消毒杀菌以及整个生产环境的卫生要求较高,设备投资大。根据本设计的投资资本及各方面的基本情况，本设计采用成熟的 PET 瓶热灌装工艺,热灌装工艺就能有效的杀灭或去除细菌(包括相关的细菌芽孢),且工艺简单,质量易于控

25、制。热灌装最大的特点是7:（1)物料在 8795的温度下灌装；（2)要求配置恒温自控循环系统；（3)灌装要求满容量；（4)要有自动回流系统；（5)在尽可能短的时间内封口；（6)热灌装封口后的瓶内不允许留有空气。2.2.9 包装工艺饮料的包装形式一般采用玻璃瓶、马口铁易拉罐、铝质易拉罐、无菌铝纸复合包、塑料(PET 和 BOPP)瓶装等。塑料瓶(包括 PET、BOPP)和纸盒包装便携即饮、材料价格低廉、有利于成品保持良好风味、绿色环保、安全卫生，而纸盒包装不适用于热灌装，所以本设计采用 PET 瓶的包装形式。热灌装(8795)工艺对塑料(PET、BOPP)瓶子的基本工艺要求7:1)瓶子在封盖后的

26、 30s 内，内压会增加；2)PET 和 BOPP 瓶在高温下会收缩；3)当产品温度降回室温时，液体的体积会减少 2%-3.15%，温度的下降同时增加空气的溶解性，使蒸汽发生冷凝，瓶内的气压就会轻微下降(2030Pa)。所以，热灌装塑料瓶应具有如下的生产特性:1)瓶子必须耐热，在高温灌装下瓶子体积的减少必须低于 3%；2)瓶子的耐热性能良好，吸水性低，避免影响瓶子的机械强度；3)瓶壁厚度分布要适当，避免灌装后发生非线性的收缩；4)瓶身和瓶底采用特殊设计(加强筋)，以缓解在冷却时液体体积下降所产生的减压现象。2.3 原材料选择与要求本设计所生产的雪梨汁饮料所用到的原料主要有水、浓缩雪梨汁、白砂糖

27、、柠檬酸、梨香精、CMCC-Na、果胶。其中水、浓缩雪梨汁、白砂糖的质量对生产的产品质量起到关键性作用。-第 11 页2.3.1 工艺用水雪梨汁饮料生产用水包括工艺用水（直接进入产品中的水如糖化用水、洗糟用水、调配稀释用水）和洗涤、冷却用水及锅炉用水。成品雪梨汁饮料中水的含量最大，水质的好坏将直接影响产品的质量，因此生产雪梨汁饮料必须严格控制水的质量。工艺用水的水质好坏主要取决于水中溶解盐的种类与含量、水的生物学纯净度及气味，这些因素将对雪梨汁饮料的生产、风味及其稳定性产生很大影响，因此必须重视产品用水的质量。生产雪梨汁饮料产品用水质量要求见表 2-1。表 2-1.饮料工艺用水质量要求(注：根

28、据 GB-5749-1985生活饮用水卫生标准与 GB-10791-1989软饮料用原辅料的要求整理)项目单位指标感官性状和一般化学指标色度浑浊度臭和味肉眼可见物pH总硬度（以 CaCO3 计）总碱度（以 CaCO3 计）溶解性总固体铁(Fe 计)锰(Mn 计)铜锌挥发酚类（以苯酚计）阴离子合成洗涤剂硫酸盐氯化物高锰酸钾消耗量游离余氯mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L52无臭，无味不得含有6.5-8.5100505000.10.11.01.00.0020.3250250100.1毒理学指标氟化物氰化物砷硒汞镉铬（六价）铅银硝

29、酸盐（以氮计）氯仿mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lg/L1.00.050.050.010.0010.010.050.050.052060四氯化氮苯并（a）芘滴滴涕六六六g/Lg/Lg/Lg/L30.0115细菌学指标细菌总数总大肠菌群致病菌个/ml个/L1003不得检出放射形指标总放射形总放射形Bq/LBq/L0.112.3.2 浓缩雪梨汁浓缩雪梨汁是本设计生产雪梨汁饮料产品的核心原料，它的质量直接影响雪梨汁饮料的口味、营养价值和性状。浓缩雪梨汁是指以适当成熟的雪梨鲜果为原料,经过清洗、喷淋、破碎、压榨、酶解澄清、过滤、杀菌和浓缩而成的纯天然产品

30、，它保持有原水果果肉的色泽、风味及可溶性固形物,因含有糖、有机酸、氨基酸、多酚、维生素、无机离子、膳食纤维等多种营养物质6。本设计所采用的浓缩雪梨汁将从山东绿维果蔬汁有限公司购买，其生产过程符合 HACCP 管理体系要求，产品符合中国进出口检验检疫标准HACCP ISO9001 FDA KOSHER。为了保证生产雪梨汁饮料的产品质量，浓缩雪梨汁质量要求见表 2-2。表 2-2.浓缩雪梨汁质量要求指标名称指标感官指标气味：清香怡人；色泽：亮绿色；形态：澄清汁；口味：酸甜适口，有雪梨独特风味。理化指标可溶性固形物含量421BX含糖量1416可滴定总酸量1.50.2酸度0.91.0PH4.0微生物指

31、标细菌总数100 个/ml大肠杆菌总数3 个/100ml致病菌不得检出2.3.3 白砂糖（1）感官要求糖的晶粒均匀，晶粒或其水溶液味甜，无异味，干燥松散，洁白，有光泽，无明显黑点。（2）白砂糖主要技术指标 GB317-2006 及卫生指标 GB13104-2005-第 13 页表 2-3白砂糖主要技术指标及卫生指标指标精制优级一级二级理 化指标蔗糖分%99.899.799.699.5还原塘分%0.030.040.100.15电导灰分%0.020.040.100.15干燥失重%0.050.060.070.10色值（IU）2560150240混浊度（MAU）3080160220不溶于水杂质 mg/

32、kg10204060砷（以 As 为计）mg/kg0.5铅（以 Pb 为计）mg/kg0.5铜（以 Cu 为计 mg/kg）2.0二氧化硫（以 SO2 计）mg/kg6153030卫 生指标细菌总数 个/g100大肠杆菌（MPN/100g）30霉菌(cuf/g)25酵母菌(cuf/g)10致病菌不得检出2.3.4 柠檬酸所用柠檬酸质量应符合 GB19782007 食品添加剂 柠檬酸（1）感官要求柠檬酸为无色或白色结晶颗粒或粉末（二级略显灰黄色），无臭、味极酸；易溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚；水溶液显酸性反应，一水柠檬酸在干燥空气中略有风化。（2）理化指标表 2-4柠檬酸理化指标要求项目无水柠檬

33、酸一水柠檬酸柠檬酸%99.5100.599.5100.5透光率%96.095水分%0.57.59.0易炭化物1.01.0硫酸灰分%0.050.05氯化物%0.0050.005硫酸盐%0.010.015草酸盐%0.010.01钙盐%0.020.02铁（mg/kg）55砷盐（mg/kg）11铅（mg/kg）0.50.5水不溶物过滤时间不超过 1min，滤过滤时间不超过 1min，滤膜基本不变色，目视可见杂色颗粒不超过 3 个膜基本不变色，目视可见杂色颗粒不超过 3 个2.3.5 梨香精所用梨香精应符合 GB/T1505-2007 食用香精表 2-5 梨香精品质要求项目指标参数色状、香味、香气符合同

34、一型号的标准样品水分%15.0重金属含量（以 Pb 计）mg/kg10砷含量（mg/kg）3菌落总数（个/g 或个/ml）10000大肠杆菌（MPN/100g）303全厂物料衡算3.1 物料衡算物料衡算是工艺计算最基本也是最重要的内容之一，它包括该产品的原辅料和包装材料的计算。物料衡算的依据是质量守恒定律，即进入某一生产设备的全部物料量必定等于生产后所得产品量加上生产过程中物料损失量。通过物料衡算，能确定各种原辅料的采购量和仓库储存量，根据计算出原料和辅料的消耗定额，绘制出雪梨汁饮料物料平衡图，能为下一步设备选型、能源计算、劳动定员、生产班次、成本核算等提供依据和条件。3.1.1 雪梨汁饮料配

35、方生产雪梨汁饮料所用到的原料主要有水、浓缩雪梨汁、白砂糖、柠檬酸、梨香精、CMCC-Na、果胶。主要配方如下表：表 3-1.雪梨汁饮料配方2原料浓缩雪梨汁白砂糖柠檬酸梨香精CMCC-Na果胶水含量（%）560.180.060.080.03888.642-第 15 页3.1.2 班产量的确定根据产品方案排班计划，一年共 723 班次，每班工作 8 小时。考虑实际工作中 8 小时并非全部用于生产，其中生产前后都要进行设备的清洗，所以每班生产时间按 7 小时计算。理论设计班产量=50000723=69.16 吨理论平均每小时产量=69.167=9.88 吨每小时生产的有效瓶数=9.8810000.4

36、5=21955 瓶/h在实际生产过程中涉及物料的进出、过滤、杀菌、灌装不可避免的会造成物料的损耗，将生产工艺划分成几个工序来对物料损耗进行估算。物料进出双联过滤器过滤，按照经验值 0.5%计算物料的损耗，调配和高温瞬时杀菌基本是在封闭、全自动的环境进行，损耗较少，按经验值 0.2%计算物料的损耗，PET 瓶热灌装机自动化程度高且精度高，损耗取 0.1%计算，最后检验产品的合格，不合格原料损耗取 0.2%计算8。所以,实际生产班产量=69.16（10.5%0.2%0.1%0.2%）=69.86 吨实际平均每小时产量=69.867=9.98 吨3.1.3 实际班生产物料需求量根据雪梨汁饮料生产配方

37、求各原辅料班生产用量，雪梨浓缩汁用量=69.8610005%=3493 白砂糖用量=69.8610006%=4191.6 柠檬酸用量=69.8610000.18%=125.75 梨香精用量=69.8610000.06%=41.92 CMCC-Na 用量=69.8610000.08%=55.89 果胶用量=69.8610000.038%=26.55 产品用水量=69.86100088.642%=61925.3 图 4.1 班产 69.16 吨雪梨汁饮料物料平衡图产品用水61925.3 白砂糖4191.6 雪梨浓缩汁3493 柠檬酸125.75 果胶、CMCC-Na26.55 55.89 梨香精4

38、1.92 过 滤 杀 菌69790.19 灌装69371.45检验69302.50损失 0.6%损失 0.1%损失 0.2%成品69163.89调配69860.01 检验69302.08损失 0.1%损失 0.2%成品69163.47-第 17 页3.2 包装材料衡算3.2.1 PET 瓶和瓶盖本设计作为成品出售的雪梨汁饮料采用 450mlPET 瓶，根据班产量计算其所用 PET瓶数和玻璃瓶数（因产品的成分水约占 90%，所以产品的密度按水计即=1000kg/m）雪梨汁饮料 PET 瓶和瓶盖数量的估算：45.010001000100016.69=153688 只假设每班生产的损耗率为 0.1%

39、，则需 153688（1+0.1%）=153842 只3.2.2 纸箱根据班产量计算，雪梨汁饮料 15 瓶装一箱，则纸箱数=15153688=10246 只4设备选型4.1 原则和要求设备选型的有以下原则和要求12：（1）合理性，即设备必须满足工艺一般要求，设备既能与生产规模、工艺流程、工艺控制水平、工艺操作条件相适应，又能充分发挥设备的能力。（2）安全性，即要求操作稳定、安全可靠、弹性好、没有事故隐患，对工艺和厂房、建筑、地基等无苛刻要求；工人在操作时，劳动强度低，尽量避免高压、高温、高空等危险作业，尽量不使用有毒有害的设备附件、附料。（3）先进性，即要求设备的生产能力、自控水平、运转可靠性

40、、转化率、回收率、效率要尽可能达到先进水平。（4）经济性，即设备投资尽可能节省，易于加工、维修、更新，运行费低，没有特殊的维护要求。引用先进设备，亦应反复对比报价，参考设备性能，考虑是否易于被国内消化吸收和改进利用，避免盲目性。总之，在设备选型时首先考虑生产的适用性，考虑技术的先进性时需要结合起经济的合理性来综合考虑后,择优选择。4.2 主要设备选型雪梨汁饮料约 90%都是水，在生产过程中大部分都是自动化的流体作业，所以生产设备仪器处理水能力作为了我们设备选择的一个主要指标。我们以每小时生产的桑叶茶饮料量来估算工艺流程中单个或单套设备所需要处理的流体量 M。每班生产时间按 7 小时计算。M=班

41、产量7=69.167=9.88 吨/h通过计算我们可知,单个设备或单套设备每小时的流体处理能力需要10 吨，整套设备也要求10 吨每小时的处理能力。-第 19 页4.2.1 溶糖系统在雪梨汁饮料调配时，需要加入糖及其他的一些辅料，直接把糖加到调配缸中，糖溶解会吸收大量的水分，直接加到调配缸内会引起饮料中水分的含量、糖度、粘稠度等因素的改变。溶糖系统由溶糖罐、双联过滤器、机架以及连接管件组成，同时发挥溶解和过滤的作用；溶糖系统改掉往配罐里直接加料溶解速度效率低的缺点，并且它速度快、效率高，是食品饮料生产必备的工艺设备之一，能为配料中心提供准确糖度与流量的糖液，实现系统在线自动计量配料。根据工艺糖

42、度控制在 4050BX，查 20时糖浆百利度与相对密度关系表得，糖液百利度为 40.0 时相对密度为 1183/m，所以每小时需要糖液的体积 V0=%40糖液密度糖液量=%401183100006.010=1.27 m设装满系数为 75%，所需溶糖罐容积为 V=V00.75=1.69 m根据计算设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注溶糖罐YXP-G3000杭州亿安机械设备有限公司118003600容积 3000L电功率 2.2KW材质为 304 不锈钢4.2.2 果汁贮罐雪梨浓缩果汁饮料在进行调配前，雪梨浓缩汁首先进行解冻和稀释处理，这样便于果汁的输送和调配。为了使生产工

43、艺的连续性生产，果汁解冻处理后输送到果汁贮罐中贮存等待下一道工序处理。根据工艺要求浓缩果汁先稀释到所需倍数，本设计稀释为浓缩果汁的 5 倍，稀释后果汁密度接近水的密度，即为 1000/m，所以，每小时需要果汁稀释液体积 V0=稀释果汁密度浓缩果汁质量5=10005100005.010=2.5 m设装满系数为 80%，所需溶糖罐容积为 V=V00.80=3.125 m根据计算设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注果汁贮罐ADKA-1014艾得客实业(上海)有限公司120003600容积 3000L电功率 2.0KW材质为 304 不锈钢4.2.3 调配罐浓缩雪梨汁解冻稀释处

44、理后和糖液及溶解好的柠檬酸、CMCC-、果胶等都输送到调配罐中进行调配，此工序主要要是糖和酸的调整，所以需控制好糖和酸的配比，需适当提高温度，使果汁与各辅料充分混合均匀，并加快调配速率，缩短该工序时间。根据工艺调配系统每小时应处理约 10 吨的雪梨汁饮料，其密度接近水的密度，所以，调配罐总容积 V0=10 m设装满系数为 75%，所需溶糖罐容积为 V=V00.75=13.33 m根据计算设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注调配罐DJTPG天津大甲科技有限公司220602440总高：4000容积 8000L电功率 4.5KW4.2.4 双联过滤器本设计溶糖罐处理后糖液要经

45、双联过滤器在进入调配罐，而由调配罐出来的溶液也需经双联过滤器过滤后再进行下一道工序，本设计共用到两台双联过滤器，该设备用于液体物料的过滤，连续工作，过滤网方便更换。设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注双联过滤器 GLQ连云港永上制药设备有限公司21000 300 800有效过滤面积 0.5材质为锈钢4.2.5 真空脱气机根据工艺要求，本设计脱气工艺需要 1 台处理量10 吨的真空脱气机，脱气机又叫脱气罐，用来对雪梨汁饮料进行真空脱气，以抑制的雪梨汁易氧化组分的氧化和褐变，脱气的同时除去悬浮微粒上附着的气体，防止微粒上浮，改善产品外观，真空脱气可以减少容器内部的腐烛，减少

46、灌装时起泡。设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注真空脱气机 ZT-10000武汉昊特流体设备有限公司1160015003300处理量 10000L/h电功率 8KW工作真空度 0.0640.087MPa-第 21 页4.2.6 均质机根据工艺要求，本设计均质工艺需要 1 台处理量10 吨的均质机，设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注高压均质机 GJB10-60张家港市家州机械有限公司1255021502000流量 10m3/h电功率 90KW工作压力 60MPa4.2.7 超高温瞬时杀菌机根据工艺要求，本设计脱气工艺需要 1 台处理量10 吨的高

47、温瞬时杀菌机，杀菌温度为 135137，杀菌时间为 5s10s。根据工艺要求，设备选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注超高温瞬时杀菌机BS-BS-10上海集美食品机械有限公司1250022002500处理量 10 吨/h电功率 8KW 类型：板式杀菌温度 135-1374.2.8 PET 瓶热灌装生产线根据本设计物料衡算可知，每小时约生产450ml饮料22000瓶，初步选定NC40-40-10型三合一热灌装机，其集洗瓶、灌装、封盖于一体，本机结构紧凑，控制系统完善，操作方便，自动化程度高；与物料接触的零件均采用优质不锈钢制造，无工艺死角，易清洗；采用高精度、高速灌装阀，液位

48、准确无液损，确保优良的灌装质量，采用外循环压力灌装方式，可满足热灌装的满灌装要求，并具备完善的 CIP 清洗功能。根据工艺要求，设备选型如下：设 备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注三 合一 热灌 装机NC-40-40-10张家港市南承机械有限公司1442032552700生产能力 25000B/h电功率 7.5KW灌装方式：压力灌装气源压力：0.7MPa用气量：0.8 m/h洗瓶水压：0.2-0.25MPa洗瓶用水：3 吨/h4.2.9 喷码机广西康迪电子设备有限公司喷码机 K58 具有高分辨率，能喷印中英文字符、条码、图形等，机内具有内部时钟系统，与需要打印的时间同步，输入有效期自

49、动喷印截止日期，自动喷印变量条码，自动故障检测，自动清洗喷头等功能。具体选型参数如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注喷码机K58广西康迪电子设备有限公司1370 370 520喷印速度 6m/s（57 点阵）打印范围 17mm4.2.10 倒瓶机倒瓶杀菌机主要由瓶体反转链系统、传送链系统、瓶子翻转导杆、机架等构成，主要用于聚酯 PET 瓶包装的果汁饮料热灌装后对瓶盖内壁、瓶口未经杀菌或高温处理的部分进行杀菌。实现自动翻转杀菌和自复位、而且在杀菌过程中，只须通过瓶子内存物的自身高温对瓶口和瓶盖内壁进行杀菌，不必增加任何热源，达到节能目的。根据生产工艺要求，生产能力需满足每小时 2

50、2000 瓶的且达到杀菌目的，具体选型如下：设备名称规格型号公司名称台数外形尺寸/mm备注倒瓶 杀菌机NTS-14耐特斯传输设备（上海）有限公司24350 731 1120生产能力 15000 瓶/h电功率 1.5KW杀菌时间 14-15s4.2.11 喷淋冷却机雪梨汁饮料热灌装和倒瓶杀菌后,饮料的温度还比较高,需要迅速降至 40左右，喷淋冷却机用于热灌装使高温灌装的饮料降温至 36-40，去除 PET 瓶表面的凝结水,保持瓶身清洁,便于瓶装线后的贴标、装箱作业。江苏省张家港市南承机械有限公司的喷淋冷却机质量好，产能 24000 瓶/h 符合生产需要，具体参数如下:设备名称规格型号公司名称台数