蓝莓汁生产设计--（新）

蓝莓汁生产--（新） 课程名称: 食品工厂设计与环境保护 设计题目: 野生蓝莓浓缩果汁饮料厂设计 院 系: 生物与食品工程学院 学生姓名: 张腾飞 学 号: 200706010021 专业班级: 07食品科学与工程(1)班 指导教师: 袁 超 2010年 6 月 野生蓝莓浓缩果汁饮料厂设计 摘 要:近年来，野生浆果资源越来越受到国内外食品、保健品业界的关注。蓝莓，又称笃斯、越橘，俗称都柿，为杜鹃花科越橘属野生落叶灌木，其果实为浆果，成熟后为蓝紫色，球形或椭圆形，果皮有白霜。蓝莓生长在北纬52度以北气候寒冷的大小兴安岭原始森林中，与其它野生植物成片混生，7月末8月初成熟，采集期一个月左右。它远离人群生活地带，没有人类造成的各项污染，是纯天然的绿色食品。蓝莓的果味鲜美、营养丰富，每百克鲜果中含蛋白质0.27克，碳水化合物约6克，柠檬酸、苹果酸等有机酸2.3克，胡萝卜素0.25mg，维生素C高达53mg，经国家物质检测中心检测，蓝莓浆果中含有19种氨基酸，其中含有人体所必须的8种氨基酸，而且比例适当。此外，蓝莓浆果中还检测出维生素D、钙、磷、铁、锌，尤其是还含有抗癌元素--硒，不愧为浆果中的极品，被美国时代杂志评选为“十大最佳营养食品之一”。 本设计以野生蓝莓为原料进行年产2万吨蓝莓汁生产车间的初步设计。包括选择厂址、制定产品、设计工艺流程、进行车间设备平面设计;对草莓汁加工过程中物料平衡、热量平衡、设备选型、水电平衡、劳动力平衡进行计算。综合考虑了生产工艺、经济技术和企业可持续发展等因素，车间设计紧凑合理，并对生产线进行全程监控，确保产品安全性和质量稳定性。 关键词:野生蓝莓 浓缩果汁 饮料 工厂设计 工艺设计 目 录 1概述 .............................................................................................................. 1 1.1车间设计生产规模 ............................................................................. 1 1.2主要原辅料供应情况 ......................................................................... 2 1.3工厂厂房设计 .................................................................................... 2 1.4车间布置及相应设施 ......................................................................... 3 2产品的加工工艺 ........................................................................................... 3 2.1材料 .................................................................................................... 3 2.2工艺流程 ............................................................................................ 3 2.3操作要点 ............................................................................................ 4 3成品主要技术规格或质量标准 .................................................................... 6 3.1蓝莓浓缩果汁的质量执行标准.......................................................... 6 3.2蓝莓浓缩果汁的检测指标 ................................................................. 6 4生产加工设备和物料衡算 ............................................................................ 7 4.1设备维护和操作 ................................................................................. 7 4.2设备一览表 ........................................................................................ 7 4.3物料平衡表 ........................................................................................ 9 5环境保护和三废处理.................................................................................. 12 参考文献 ........................................................................................................ 13 附 件 ........................................................................................................... 14 1概述 蓝莓Blueberry(Vaccinium spp)，通常称为越橘果(Huckleberry)，是生长在地球上的最古老的水果之一，据估算大概在13，000年前在地球上就已 经有 它的身影了。蓝莓属杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium spp)灌木，原产北美及我国长白山与大小兴安岭。蓝莓为多年生落叶或常绿果树，呈灌木，果实为浆果。蓝莓果实呈蓝色，近圆形，单果重0.5-2.5克，最大可达3.5-5.0克，果肉细腻，种子极小，甜酸适度，且具有香爽宜人的香气。可鲜食，也可加工成果汁饮料、果酒饮品。考虑到本项目产品的市场定位是国际果汁市场和中国饮料大市场，选择一个水果的正式名称“蓝莓”会比使用俗称“都柿”更容易使产品进入市场，所以选择蓝莓为浓缩汁饮料产品的名称为妥。 本项目拟根据工艺设计总体要求，选购技术先进、投资合理、运行稳定、出汁率高、产品质量好、安装水平高、售后服务可靠的一条浓缩果汁生产线。 1.1车间设计生产规模 本厂投产初期年产能力为2万吨蓝莓为浓缩汁，未来发展状况生产量根据市场的需求而定。 蓝莓浓缩果汁饮料生产线，设计生产规模每小时处理10吨蓝莓或其它浆果类原料。按榨汁率80%计算，可实现连续生产6倍蓝莓浓缩果汁1,1.3吨/小时。 如按年榨汁工作日30天计(与采摘期同期同步)，可处理蓝莓浆果原料6000吨/年。生产800吨6倍浓缩汁。 如能利用冷库贮存蓝莓浆果原料，将榨汁周期延长到60天，可处理蓝莓浆果原料12000吨/年。生产1600吨6倍浓缩汁。 如能充分利用冷库贮存蓝莓浆果原料，将榨汁周期延长到一年，可处理蓝莓浆果原料60000吨/年，生产8000吨浓缩汁。 野生蓝莓果汁饮料生产线，设计生产规模每小时6000PET瓶饮料。按照年工作日278天，日产2班，班有效工时6小时计，年生产能力1万吨饮料。按果汁含量30%计算，该生产线每年需要野生蓝莓原汁3000吨，或6倍野生蓝莓浓缩果汁500吨。 1 1.2主要原辅料供应情况 蓝莓生长在北纬52度以北气候寒冷的大小兴安岭原始森林中，与其它野生植物成片混生，7月末8月初成熟，采集期一个月左右。 该项目厂区附近地区有充足的蓝莓及其它浆果类资源的原料供应和贮存冷库，蓝莓的年采摘量约400万吨，贮量约30万吨，本项目正常生产的蓝莓果年最大需要量为6万吨，该地区原料资源可保证生产用量需要。 附近地区的陆路、铁路交通均比较发达，各种辅料、包装材料可以通过公路或铁路从海拉尔、齐齐哈尔、哈尔滨或北京采购。 1.3工厂厂房设计 1.3.1厂址概述 本厂址选定于河南省新郑市开发区。厂区环境幽雅，附近无危及食品安全卫生的因素，达到了食品生产的卫生条件。厂址靠近电力资源，从而减少因线路过长而增加的投资费用;附近水源充足，且水源符合生活饮用水卫生的要求，尤其是在交通运输方面，新郑的优势达到了顶峰。新郑建有新郑国际机场，蓝莓属杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium spp)灌木，原产北美及我国长白山与大小兴安岭。目前每年美国需从加拿大进口7300吨的野生蓝浆果，从澳大利亚、智利、新西兰等国进口几千吨栽培鲜果。亚洲的蓝浆果消费大国日本，自1976年开始推广栽培后，目前每年日本国的总产量为558吨左右，全部供本国消费，市场占有率约1/5，其余的由国外进口。另外，新郑紧邻京广铁路线，目前正在施工的高铁也途径新郑，新郑有着得天独厚地理环境优势，比较适合厂址的选建。 1.3.2总平面布置 该项目选址在河南省新郑市，占地面积300亩。土建工程1.5万平方米，进行生产基础设施、辅助设计的配套，辅助车间、冷库及相关设备等，以确保项目生产的正常进行。 厂区附近无工业污染和生活污染，是生产绿色食品和饮料产品的理想区域;厂区附近地区有充足的蓝莓及其它浆果类资源的原料供应和贮存冷库，可保证生产需要。全厂总平面布置图详见附件一。 2 1.4车间布置及相应设施 ,1,辅料车间:主要储藏生产产品所需原料物品。 ,2,溶糖溶酸车间:设有溶糖溶酸罐、辅料溶解罐。 ,3,浓缩酵解车间:灭菌机、双效真空浓缩器等。 ,4,包装车间:灌装机、内外材料包装库，最后得到成品即可销售。 车间布局详见附件二。 1.4.1工厂 1,工作人员必须按时上班，上班实施签到制。上午8:30开始签到，9:, 00正式上班，根据迟到程度和次数扣除月终奖和年终奖。 ,2,上班期间中午1个小时的休息时间，旺季,6,12月,实行三班倒制，淡季,1,5月,实施两班倒制。每人每月有四天的休息时间,可连休,，请假会影响奖金的发放情况。 ,3,每天工作10个小时，加班费按平时的200,发放，节假日按平时的300,发放。 ,4,1,2月可停产给全体员工放假，在此期间对所有设备进行检查和维修以及新产品的研制和开发。其余时间实行连续性生产。 2产品的加工工艺 2.1材料 蓝莓果实:我国长白山与大小兴安岭等地区野生蓝莓浆果，通过公路或铁路从海拉尔、齐齐哈尔、哈尔滨或北京采购;白砂糖:一级;柠檬酸:食用级;水:去离子软化水。 2.2工艺流程 2.2.1野生蓝莓浓缩果汁的生产工艺流程 新鲜野生蓝莓 挑选 漂洗 带式榨汁 护色灭酶过滤 双效降膜蒸发浓缩 超高温瞬时灭菌(UHT) 无菌大包装 成品 3 2.2.2野生蓝莓浓缩果汁PET热罐装生产工艺流程 辅 料 预处理 调配 浓果汁 调配 超微细化 灌装 饮料瓶 杀菌 入库 超高瞬时杀菌(UHT) 热灌装 屋顶包 入库 2.3操作要点 2.3.1选果漂洗 选择新鲜、成熟度好的原料，用清水漂洗2遍。 感官指标: 一等果:青红粒?5%，腐烂果?5%，夹杂物?3%; 二等果:青红粒?6%，腐烂果?8%，夹杂物?5%。 -4理化指标:含糖量?0.04g/mL，总酸?25g/kg，挥发酸?3×10g/mL。 清洗:榨汁前首先要充分清洗干净，并除去腐烂发霉部分，因原料往往带皮压榨，如果清洗不干净会将灰尘污物带入汁液而影响品质。采用喷水冲洗，喷嘴流量以20L/min,23L/min为宜，喷嘴于果实距离为17cm,18cm。 2.3.2破碎 榨汁前需进行破碎，组成破碎—压榨工序，以提高原料的出汁率。 2.3.3榨汁 利用外部的机械压力，将果汁挤出。根据生物工程技术酶解榨汁工艺要求， 4 进行榨汁及分离系统的设备配套设计和设备选型;并建冷库一座，将野生蓝莓浆果的榨汁周期从与采摘期同步的30天(采摘期为每年7、8月)，延长1倍，至45,60个工作日，显著提高这条浓缩汁生产线的设备利用率和经济效益。 2.3.4粗滤 除去分散在果汁中的粗大颗粒或悬浮颗粒。粗滤设备的滤孔大小约为0.5mm左右。 2.3.5酶解 果汁中含有的果胶物质，会使果汁浑浊不清，此外还有保护其他物质的作用，阻碍果汁的澄清。利用果胶酶水解果汁中的果胶物质，使果汁中其他物质失去果胶的保护作用而共同沉淀，达到澄清的目的。酶制剂一般加量为果汁质量的0.2%,0.4%，温度控制在50?，3h,4h。 2.3.6护色、灭酶、灭菌 在蓝莓野果中，含有丰富的抗氧化成分V、V和β-胡萝卜素，此外，还CE 含有多种水溶性天然花色素苷类物质，对许多眼科疾病具有非常好的疗效，因而需要采用护色和灭酶技术是活性物质在加工的过程中最大限度地得以保留。灭菌一是杀灭微生物防止败坏，二是钝化酶的活性防止各种不良变化的发生。采用超高温瞬时灭菌法。 2.3.7浓缩 在减压条件下迅速蒸发果汁中的水分，这样既可以缩短浓缩时间，又能较好地保持果汁的色香味。浓缩后一部分作为浓缩汁储存、出售，一部分作营养饮品。 2.3.8配料、过滤 取浓缩汁，按比例调配后加入其他经处理后的辅料，经过滤机过滤。 2.3.9均质 使果汁中所含的悬浮颗粒进一步破碎，使微粒大小均一，促进果胶的渗出，使果胶和果汁亲和，均匀而稳定的分散于果汁中，保持果汁的均匀度，获得不易分离和沉淀的果汁。 5 2.3.10无菌罐装 2.3.11字符喷码 要求生产日期和批次号喷码定位准确，字体清晰。 2.3.12包装贮藏 野生蓝莓浓缩汁生产线，由清洗、软化、榨汁、酶解、分离、澄清、浓缩、芳香物质回收、UHT杀菌、大袋灌装、CIP清洗设备等组成整条生产线系统。 野生蓝莓果汁饮料PET热罐装瓶生产线，由水处理系统、华堂系统、定量和调配系统、后处理、UHT杀菌、PET热灌装及后续设备、CIP清洗等、空气净化、PET吹瓶等组成生产线系统。 这两条生产线充分考虑和核算了生产线整体同各单机间的物料平衡协同关系，并考虑和计算了各单机的正常加工、进料出料、输送、故障停机及排除所需要时间和各单机间的合理缓冲。因此，在生产运行时，该生产线能够运行持续稳定，达到设计生产能力，并生产出质量合格的产品。 3成品主要技术规格或质量标准 3.1蓝莓浓缩果汁的质量执行标准 执行标准:保健饮品、果汁类执行GB19297-2003质量标准，浓缩果汁符合GB17325-1998质量标准。出口产品质量应符合商检质量标准和卫生检疫标准。 3.2蓝莓浓缩果汁的检测指标 检测项目 检测指标 色 泽 呈紫红色 香气滋味 显著的蓝莓果香气 组织状态 均匀粘糊状液体，浑浊度均匀一致 65 可溶性固形物(%) ? 17.0 总 酸 ? 酸碱度 2.5,3.0 6 密 度 1.32,1.34 100 菌落总数，个/mL ? 3 大肠菌群MPN/100mL ? 20 霉菌、酵母菌，个/mL ? 致病菌 不得检出 0.5 砷(以As计) g/mL ? 1.0 铅(以Pb计) g/mL ? 5.0 铜(以Au计) g/mL ? 4生产加工设备和物料衡算 4.1设备维护和操作 ,1,每年的停产期间对设备进行彻底的检查和维修。在生产期间还要定期 对设备进行检查。 ,2,严格遵循设备的操作进行操作。 4.2设备一览表 4.2.1野生蓝莓浓缩果汁生产线主要设备明细表 序号 设备名称 规格 台数 备 注 1 漂洗槽 2 带式连续压滤机 3 双效真空浓缩 4 芳香回收器 5 UHT管式杀菌机 6 大袋灌装机 7 低位槽 8 酶解缸 9 沉降缸 7 10 水处理系统 11 CIP清洗机 12 不锈钢管线 13 不锈钢管件、阀门 14 螺杆泵 15 螺杆泵 16 不锈钢饮料泵 17 不锈钢饮料泵 18 果渣车 19 冷库 4.2.2野生蓝莓果汁饮料PET热灌装生产线主要设备明细表 序号 设备名称 规格 台数 备注 1 水处理系统 2 高速化糖系统 3 PET洗灌封三合一机 4 理瓶机 5 PET瓶空气输送机 6 上盖机 7 倒瓶杀菌机 8 冷瓶机 9 吹干机 10 灯检台 11 套标机 12 热收缩机 13 喷码机 14 排瓶机 15 装箱台 16 UHT板式杀菌机 8 17 PET吹瓶机 18 臭氧杀菌机 19 工作平台 20 无菌空气净化间 21 饮料泵 22 不锈钢管线、管件、阀门 23 成品运输平车 4.3物料平衡表 4.3.1用水量 浓缩汁生产线:生产期间，每小时用水量10吨。 饮料生产线:按每小时饮料生产能力6000PET瓶，饮料3吨计，配制饮料需要4/5纯净水，即2.4吨。根据纯净水生产原理，需要两份原水才能生产出一份纯净水。该项目需要原水5吨，生产2.5吨软化纯净水和2.5吨硬水。另外蒸汽锅炉2吨，用水量2吨。再加生活用水2吨，工厂每小时用水量共计9吨。 4.3.2煤(4000大卡) 浓缩汁生产线:6吨蒸汽锅炉/小时，每日需要燃煤6吨。 饮料生产线:2吨蒸汽锅炉，每日需要燃煤2吨。 4.3.3用电量 浓缩汁生产线:400千瓦/小时。 饮料生产线:150千瓦/小时。 4.3.4原料和包装成本 4.3.4.1野生蓝莓浓缩汁原料及包装成本(元/吨) 9 6倍浓缩汁，按40%出汁率计算。采用上世纪90年代初技术，直接榨汁 序号 名称 用量 单价 合计 备注 1 蓝莓 7.5吨 3000元/吨 45000元 按40%出汁率计算 2 7kg 酶制剂 400元/公斤 2800元 3 7kg 沉降剂 16元/公斤 112元 4 5 无菌袋 40元 200元 5 5 铁桶 220元 1100元 合计 49212元 国际市场中野生蓝莓浓缩果汁的参考价格，3-4万美元/吨。 4.3.4.2野生蓝莓果汁PET饮料原料及包装成本(元/吨) 500ml,按果汁含量15%计算 序号 名称 用量 单价 合计 备注 1 15% 蓝莓原汁 3600元/吨 540元 按企业内部成本 2 12% 蔗糖 3000元/吨 360元 3 其它辅料 200元/吨 200元 4 2000 PET瓶 0.45元/只 900元 5 2000 盖 0.25元/只 500元 6 2000 标签 0.10元/只 200元 7 100 纸箱 3.00元/只 300元 合计 2681元 相当每瓶1.50元 10 500ml,按果汁含量30%计算 序号 名称 用量 单价 合计 备注 1 15% 蓝莓原汁 3600元/吨 1080元 按企业内部成本 2 12% 蔗糖 3000元/吨 360元 3 其它辅料 200元/吨 200元 4 2000 PET瓶 0.45元/只 900元 5 2000 盖 0.25元/只 500元 6 2000 标签 0.10元/只 200元 7 100 纸箱 3.00元/只 300元 合计 3340元 相当每瓶1.67元 500ml,按果汁含量50%计算 序号 名称 用量 单价 合计 备注 1 15% 蓝莓原汁 3600元/吨 1800元 按企业内部成本 2 12% 蔗糖 3000元/吨 360元 3 其它辅料 200元/吨 200元 4 2000 PET瓶 0.45元/只 900元 5 2000 盖 0.25元/只 500元 6 2000 标签 0.10元/只 200元 7 100 纸箱 3.00元/只 300元 合计 4060元 相当每瓶2.03元 11 5环境保护和三废处理 野生蓝莓浓缩果汁和PET果汁饮料产品在生产过程中产生的三废情况如下: 蓝莓榨汁后的废渣(主要成分:粗纤维)，可以加工饲料。 洗果废水、车间清洗废水经污水沉降处理后排放。 生产线设备及管线清洗用水。在设备配套中采用CIP清洗生产线设备及管线，可循环使用，节水显著，并在排放前经过污水处理厂，达标后排放。 锅炉的炉渣，可做制水泥的原料。 锅炉烟尘，除烟尘设备。 12 参考文献 [1]张国农.食品工厂设计与环境保护.北京:中国轻工业出版社,2006 [2]殷勇光.食品机械与设备.北京:化学工业出版社,2006.9 [3]曾庆孝.GMP与现代食品工厂设计.北京:化学工业出版社,2006 4]杨芙莲.食品工厂设计基础.北京:机械工业出版社,2005 [ [5]李勇.现代软饮料生产技术.北京:化学工业出版社,2006 [6]张欣.果蔬制品安全生产与品质控制.北京:化学工业出版社,2005 [7]王嘉儒.食品工业废水及其处理技术.北京:中国食品出版社,1987 [8]吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:中国轻工业出版社,2002 13 附 件 附件一:厂区平面布局示意图 锅炉房 配电 冷库 食堂、宿舍 化验室、研究所 第二期 车间 第一期 车间 办公楼 库房、车库 传达室、大门 附件二:果汁工厂车间布置图。 14