果蔬汁饮料生产线设计.

密级：

NANCHANG UNIVERSITY

学士学位毕业设计

DESIGN OF BACHELOR

（2001—2005年）

题目果蔬汁饮料生产线设计

学院：生命科学学院系生物技术系

专业：生物工程

班级：生工2001级

学号：01073001

学生姓名：鲍玮

指导教师：万谨平

起讫日期：2005年3月16日至06月07日

目录

第一章总论

一、总论

1、果蔬汁饮料的工业发展史

2、果蔬汁工业发展趋势

3、果蔬汁饮料工业在国民经济发展中地位及新趋势

二、设计依据

三、设计范围

四、厂址评论

第二章工艺部分

一、产品

二、原辅料

三、主要操作说明

1、工艺流程

2、配料

3、过滤、均质

4、脱气

5、杀菌

6、装瓶

7、番茄汁工艺（适用于黄瓜、胡萝卜）

四、包装材料

五、物料衡算

六、设备选型

1、设备选型的一般原则

2、设备选型计算及设备清单

七、劳动力消耗定额

八、劳动力平衡

九、水、电、汽平衡

十、车间平面布置

第三章公用系统

一、给排水系统

二、供汽系统

三、供电系统

四、通风、采暖系统

第四章建筑部分

第五章安全卫生和防火部分

第六章此设计可能存在的不足

第七章班产40T果蔬汁加工项目说明书

第一章总论

果汁或蔬菜汁是指从新鲜水果或蔬菜中用压榨或其它方法取得的汁液，凡末添加任何外来物质保持其原来组分的称之为原汁。用蒸发、冻结、反渗透或其他方法除去原汁中大部分水分的称为浓缩汁，以原汁或浓缩汁为基础料，加水、糖、酸或香精调配的，称为果汁（或蔬菜汁）饮料，带肉果汁饮料是带肉果汁或果蔬加水、糖和其他食品添加剂（如酸、食用色素）配制而成的。

在古代的历史资料中，早有葡萄汁的记载，当时一般是用过度成熟的葡萄榨出果汁，立即饮用，如果保存一天或一天以上，就会部分发酵，对苹果汁、梨汁、草莓果汁、石榴汁也有类似记载，用作饮料的蔬菜汁，在最近100年才逐渐发展起来，其中番茄汁于1900年代进入工业化生产，现在已成为蔬菜汁中最主要的产品，其他蔬菜汁的发展，在时间上更晚一些，营养学家们提倡为婴幼儿、病人、老人提供更多的维生素、矿物质和糖类，这一呼吁对于果汁和蔬菜汁起了很大的推动作用。其后园艺学家们培育适宜制汁的果蔬优良品种，工程技术人员发展了生产果汁、蔬菜汁的机械设备，食品科学家们为果汁、蔬菜汁研究出妥善的加工工艺，包装容器及保藏方法，这些都为果汁，蔬菜汁的发展创造了条件。

第一节总论

一、果蔬汁饮料工业发展史

自从人类社会以来，果蔬就是人类的重要食品，人类一旦停止流浪，进入定居生活，便立即开始系统地种植水果和蔬菜，并且不断地改良水果和蔬菜的品种。

许多口头和书面流传的远古文字证实了古代人类已经开始用简单的方法如用手挤压、用水浸提等方法获得水果和蔬菜中的汁液，但人们努力使果蔬汁饮料在较长时间内不会在感官质量和营养生理品质上产生明显的变化，却失败了，直至近代开创无酒精工业化生产果蔬汁饮料新纪元的法国科学家Pasteur，他认为能够促使食品发酵的微小生物的生存状态与热负荷对包装容器中的食品的生用程度有关，这种理论被迅速应用到无酒精果蔬汁饮料的工业化生产上来。

现代果蔬汁饮料工艺学的先驱者是瑞士科学家MuUer_Thurgan，他于1896年发表了《末发酵的无酒精水果酒和葡萄酒的制造》一书，从理论上阐述了具有高营养价值的果蔬原汁制造工艺，到本世纪20年代初期，食品中的维生素和其他营养生理成分的意义和作用逐渐为人类所认识，从而使仪器科学和营养生理科学的研究内容和产生了质的变化。在此期间，新鲜水果和蔬菜的消费是迅速增加，同时果蔬原汁和含碳酸清凉饮料的消费量也大大上升，到30年代，果蔬原汁制造工艺的研究取得了一系列重大进展，当代

的果蔬原汁工业化生产已经达到了相当的规模。

近30—40年是果蔬汁饮料工业飞跃发展的时期，在这一段时期里，果蔬浓缩汁的制造和保藏工艺日趋完善，在所有重要的果蔬汁饮料生产园里，各企业广泛地采用了果蔬浓缩工艺能够把浓缩制品的体积缩小到初始果蔬原汁的体积的七分之一，同时还能使用果蔬浓缩汁稀释复原后制得的果蔬原汁与新鲜果蔬原汁的质量基本相同，这样可以大大节约运输费用和半成品的贮存费用。绝大部分果蔬原料是秋季收获加工的，而果蔬汁饮料的消费高峰却在夏季，有了完善的果蔬汁浓缩工艺，就可以以低廉的运输和贮存费用保存浓缩汁，直到消费前再把浓缩汁复原并配成果蔬汁饮料。

二国内外饮料现状

当人们谈论中国饮料市场的时候，那是在讨论市场的潜力，中国饮料市场对保健饮料的需求为饮料厂商带来又一线曙光。饮料市场在过去的10年里有了很大的发展，并将在末来的几年以超过全球的速度继续增长。例如：1999年中国饮料市场总共增长了6.8%，唯一末见增长的是烈性酒，其交易额下滑了6%之多，瓶装饮用水、碳酸软饮料、咖啡、果蔬汁饮料及茶饮料都是双位数增长态势。事实上，1999年中国饮料市场的决量首度超过1亿公斤。

茶作为中国十分传统的饮料，目前仍然占据饮料总产量的最大份额，达43%，然而1999年啤酒和烈性酒的销量占

到饮料市场总销售额（1880万美元）的1/3，是年饮料全国人均消费量达64.21公升，其中茶饮料、啤酒及碳酸软饮料居榜首三位。茶饮料市场正日益扩大，逐渐向受人欢迎的“即开即喝”型发展，这种趋势将以前人们喜欢的沏泡茶带入全新的提神饮料范畴，跟碳酸饮料和瓶装水同台竞技。

全球啤酒市场近10年来有了显著增长。至今中国约有不到500家啤酒厂，其中三大啤酒厂：青岛、燕京、珠江所占市场份额由1997年的5.3%提升到1999年的12.3%，由于中国市场前景的驱动，国际啤酒厂商纷纷抢摊中国市场。他们中有许多在中国境内寻址了合资工厂或进行战略考察，企图获得更大的业务发展。如：日本领先的啤酒厂—朝日（Asahi）与世界排名第十的青岛啤酒厂（Tsingtao）建立了深圳青啤朝日公司（Shenzhen Tsingtao Beer Asahi Conpany）,世界顶级的啤酒厂—Anheuser—Busch也同时拥有百威武汉国际酿造有限公司（Budweiser Wuhan Internarional Brewing Company Ltd.）大部分股权和青啤（Tsingtao）5%的股权。与此同时，南非酿造集团（South Africa Breweries）也与拥有中国6家啤酒厂的华润集团公司共同组建合资企业。中国是世界第二大啤酒消费大国，消费水平仅次于美国，而超出位居第三的德国许多。然而人均消费量的低下以及饮酒适龄人口的众多显于出这一市场上升的必然趋势。中国啤酒人均消费量由1990年的6.06升跃升至1999年的16.14升，如果照此速度持续

发展，中国将很容易超过美国而跃居成为世界第一大啤酒市场。

中国碳酸软饮料市场的竞争十分激烈，1982至1991的十年间，中国市场的软饮料厂商从130家猛增至3000多家，虽说只有19家年产能力超过1亿公升的厂商成为这块大市场的大玩家，这个领域的布局仍不尽合理，显得十分分散而又局限过于拥挤，通常一家中国饮料厂商的平均产量约3万公斤，营业税和利润率分别为120万美元和3%。

茶饮料行业的能持续健康地向上发展，1999年中国人均茶消费量高达27.48公斤，比1990年高出33.33%，其他种类饮料的发展似乎并末对茶饮料的发展产生阻碍，换言之，与其说其他饮料如碳酸软饮料及瓶装水的消费是作为茶的替代品，而不如说是茶饮料的补充。

果蔬汁饮料：1991年中国果蔬汁饮料的平均消费水平仅为0.33公升/年，如今，人均1.38公升的消费水平同其他饮料生产相比仍然很低，但可以看出这项指标在过去的十年中已经提高了318%，造成这类饮料发展缓慢的原因一部分是其与其他饮料如茶、瓶装水及碳酸饮料相比之下较高的成本；果蔬汁饮料原材料加工设备的缺乏也成为影响其进一步发展的又一因素，然而近年来中国经济的稳定增长预示着果蔬汁饮料良好的发展前景；将会有更多的资金投入果蔬加工中心，消费者也将有更好的零花钱来问津这种价格相对较贵

的饮料。果蔬汁饮料（尤其是富含维生素及药用成分的）所具有的保健作用将会越来越吸引消费者的注意力，他们也将因饮料蕴藏的保健价值而逐渐认同其高于其他饮料的价格。

三、早蔬加工的经济地位及新趋势

果蔬产品含水量高，容易腐烂，现阶段我国新鲜果蔬腐烂损耗率，水果达到30%，蔬菜达到40%—50%，而发达国家损耗率则不到7%，目前我国果蔬产品总量已居世界第一，但传统的果蔬加工方法如罐藏、腌制等已难以满足人们的需求，下面以果蔬汁加工为例介绍国内外果蔬加工的新趋势。

近年来我国的果蔬汁加工业有了较大的发展，大量引进国内外的先进的果蔬汁加工生产线，采用一些先进的加工技术如高温短时杀菌技术、无菌包装技术、膜分离技术等。果蔬汁加工产品的新品种目前有：浓缩果汁：具有体积小、重量轻、可以减少贮藏、包装及运输的费用，有利于国际贸易，随着欧洲市场对我国浓缩苹果汁的酸度的放低，未来我国出口欧洲的苹果汁将会增加，NFC果蔬汁：不是用浓缩果蔬汁加水还原而来，而是果蔬原料经过取汁后直接进行杀菌，包装成成品，免除了浓缩和浓缩汁调配后的杀菌，果蔬汁的营养高、风味好，是目前市场上最受欢迎的果蔬汁产品，复合果蔬汁：利用各种果蔬原料的特点，从营养、颜色和风味等方面进行综合调制，创造出更为理想的果蔬汁产品；果肉饮料：较好保留了水果中的膳食纤维，原料的利用率较高。

近年来，由于国际不断增加的食源性疾病的爆发，也由于过去几年消费者中因饮用果汁产品而导致疾病的现象频频发生，特别是食源性感染对幼儿、老年人和免疫力低下人群的严重危害，美国FDA（食品与药物管理局）于2001年1月18日宣布了关于果汁的HACCP最后规则，用以提高果汁、蔬菜汁及果汁产品的安全。紧接着欧盟、加拿大、日本等国家和组织也于2001年1月19日提出相关的立法建议。伴随着我国加入WTO的步伐趋近和世界经济一体化的进程，我国果蔬汁加工企业将面临更多的机遇和挑战，特别是我国作为世界果汁出口大国，面对美国和欧盟等国家和组织提出的HACCP规则，果蔬汁出口企业中已经有数家厂家率先开始进入了准备阶段，即学习培训和分析论证阶段，如果进展顺利，今年之内我国果蔬汁出口企业中将会有首批通过HACCP验证的厂家。这促进了我国果蔬汁出口企业全面提高综合技术素质和质量卫生保证体系，从而更有力地参与国际市场竞争，以保持和扩大我国果蔬汁产品在国际市场上应有的份额。

第二节设计依据

班产400吨果蔬汁饮料厂主要设计任务是果蔬汁饮料车间生产的设计，毕业实习获得的信息也是设计的重要依据。果蔬汁饮料厂设计小组是到丰城润田饮料厂及南昌百事可乐公司，参观并了解饮料生产设备、工艺、生产等情况，以

及一些关键性技术问题，为设计提供一个最初的模式。参考这些资料，能使设计更为合理。

在图书馆或网络数据检索库查得的有关工厂设计资料是本设计另一个重要依据，例如根据工艺操作参数来选设备，而又从资料上查取这些设备的技术性资料。设计时要有可靠的、自然地理、气象地质、经济社会等基础资料，这些资料是进行厂址选择，项目设计和经济技术评价必不可少的资料，而有关工程技术方面的标准、规范指标则是进行技术方案论证要考虑的基本依据。

第三节设计范围

毕业设计包括两部分：1、设计说明书

2、图纸设计

设计说明书包括：

1、总论

2、工艺设计

3、公用系统设计

4、建筑部分设计

5、安全卫生技术及防火措施

6、经济部分

7、参考文献

图纸分为5部分：

1、全厂总平面布置图（以生产生间为宜）

2、生产工艺流程图

3、生产车间平面布置图（设备空位）

4、平面管路图

毕业设计时必须完成以上两大部分所规定的内容，其中说明书要求内容详实，具有说服力，说明书应在80—100页，而图纸应与说明书一致。

第四节厂址评论

一个食品工厂的设计，对当地资源，交通运输，农业发展都有密切关系。厂址选择工作，应当在当地建妥或城建部门的统筹安排下，由筹建单位负责，会同主管部门，建筑部门，城市规划部门和区、乡（镇）等有关单位，经过充分讨论和比较，选择优点最多的地址为建厂的地址，在选择厂址时，设计单位亦应参加。

厂址选择的原则：（一）首先应符合国家的方针政策，食品工厂的厂址应设在当地的规划区内，节约用地。（二）应从生产条件方面考虑，保证获得足够数量和质量新鲜的原料，厂区的标高更应高出当地历史最高洪水位。要有可靠的地质条件，所选厂址附近应有良好的卫生环境。（三）厂址选择应从投资和经济效果考虑。（1）所选厂址应有较方便的运输条件。（2）有一定的供电条件，以满足生产需要。（3）所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水质亦就好，且有合理的污染处理系统。（4）厂址最好选择在郊区。

本厂选择在南昌县三江口，地形可依据厂房需要。

第二章工艺部分

第一节、产品

一、产品种类

1、产品种类：以黄瓜、西红柿、胡萝卜作为主要产品，菠萝、梨、西瓜为辅。

2、产品规格：采用型号为5133#装罐量为250ml的易拉罐、500ml的聚酯瓶

3、主要产品的百分率：

西红柿、黄瓜、胡萝卜或其复合≤15%

菠萝、梨、西瓜或其复合≤2%

4、产品质量的要求：

1）美国FDA给番茄汁制定了如下标准：

①番茄汁系未经漂烫或漂烫后沥干的成熟红色或微红色品种番茄榨取出的非浓缩液体。榨汁时，可以采取不会将水分加入到汁液中去的任何加热方法。番茄汁必须除去果皮、种子和其它粗硬的物质，但可以含有精细的不可溶的果肉固形物。此液体可以均质，加盐调味，亦可添加抗坏血酸，但是抗坏血酸的添加量每100ml不得超过25mg，番茄汁装入容器密封后，应加热处理以防腐败。

②果蔬汁呈淡红色。

③汁液混浊均匀，浓淡适中，长期静置后允许有少许沉淀及轻度分离。

④原蔬菜汁含量不低于15%，可溶性固形物含量大于10%。2）黄瓜汁：

①呈淡黄绿色

②具有黄瓜的清香、无异味。

③汁液均匀混浊，静置后允许有沉淀。

④可溶性固形物含量大于10%（糖度值）

3）胡萝卜汁：

①呈淡红色。

②汁液均匀单混浊，静置后可允许有少量沉淀。

③在大约60℃，加入适量酶搅拌加热沉淀，使口味减少淀粉糊口感。

④可溶性固形物含量（糖、酸）的值大于10%。

二、产品方案：

根据计划任务书的要求，原料供应关系，以及消费者的需求，进行市场调查，在尽量做到“四个满足”（即①满足主要产品产量的要求，②满足原料综合利用的要求，③满足淡旺季平衡生产的要求，④满足经济效益的要求）和“五个平衡”（即①产品产量与原料供应量就平衡②生产季节性与劳动力应平衡③生产班次要平衡④设备生产能力要平衡⑤