1、 年產10萬噸碳酸飲料廠的工藝年產10萬噸碳酸飲料廠的工藝設計第一章 概論1.1 設計依據根據市場上碳酸飲料的盛行，各種各樣的品種淋漓滿目，生產一種新產品是發展的需要。設計主要以國內飲料生產技術為基礎，結合國內外先進生產工藝設備，參考有關文獻資料，完成初步工藝設計。 1.2  設計原則以社會主義經濟規律的特點為指導思想，將最新的科技成就先進的工藝流程和最佳的機械設備應用到設計中去。必須認真考慮，技術上的可靠性，生產上的可行性和經濟上的合理性，與當地具體情況想結合，達到優質、高產、高效、節能、精巧、耐用、安全的目的。1.3 碳酸飲料的定義和分類：  碳酸飲料是在一定

2、條件下充入二氧化碳氣的制品，是軟飲料（非酒精飲料）的一種。它的主要成分為糖、色素、甜味劑、酸味劑、香料及碳酸水等，一般不含維生素，也不含礦物質。按照我國軟飲料的分類標準，碳酸飲料（汽水）分為：果汁型碳酸飲料、果味型碳酸飲料、可樂型碳酸飲料和其他型碳酸飲料。 1、果汁型：原果汁含量不低于2.5%的碳酸飲料，它除了具有相應水果所特有的色香、味之外，還含有一定的營養，有利于身體健康。如橘汁汽水、檸檬汽水等。2、果味型：以食用香精為主要賦予香劑，以食用著色劑著色，原果汁含量低于2.5%的碳酸飲料，賦予一定的水果香型和色澤。如橘子汽水、菠蘿汽水等。 3、可樂型：特指含有焦糖色、可樂香

3、精或類似可樂果和水果香型的辛香、果香混合劑的碳酸飲料。香氣協調柔和，味感純正、爽口，有清涼、剎口感，由于味道獨特，含有咖啡因的產品同時具有提神作用，人們對這類產品往往有自己的偏愛，尤其可口可樂、百事可樂、非常可樂等知名品牌產品引導了消費方向。 4、其他型：除上述三種類型以外的碳酸飲料，如蘇打水、鹽汽水以及含有非果實的植物提取或非果實的食用香精的碳酸飲料。如茶汁汽水等第二章 工藝設計2.1 產品原輔料的規格要求 原料1.桔子濃縮汁：產品質量指標  （1）感官指標：氣味：清香怡人；色澤：橙黃色；形態：澄清汁；口味：酸甜適口，有桔子獨特風味。 （2）理化指標：

4、可溶性固形物含量：42±1°BX 含糖量1416 可滴定總酸含量：1.5±0.2 酸度0.91.0。 pH：4.0    （3）微生物指標：（按國標GB4789.食品衛生檢驗方法微生物部分執行）：細菌總數100個/ml 大腸菌群：3個/100ml 致病菌：不得檢出 輔料1.白砂糖  糖的晶粒均勻，晶粒或其水溶液味甜，無異味，干燥松散，潔白,有光澤,無明顯黑點。2.檸檬酸  檸檬酸為無色半透明晶體或白色顆粒或白色結晶性粉末,無臭、味極酸,易溶于水和乙醇，水溶液顯酸性。 

5、;3.苯甲酸和山梨酸鉀4.水 水是果汁飲料生產中的重要原料之一，占8595%。水質的好壞，直接影響成品的質量。2.2 產品方案的確定 產品方案的要求   在安排產品方案時，應盡可能做到滿足主要產品產量的要求，滿足原料綜合利用的要求，滿足淡旺季節平衡生產的要求，滿足市場供應以及提高經濟效益的要求。努力做到產品產量與原料供應量平衡，生產季節與勞動力需求相平衡，生產班次平衡，設備生產能力平衡，水、電、汽負荷要平衡。在編排產品方案時，應根據計劃任務書的要求及原料供應情況，并結合各生產車間的實際利用率，計劃好安排多少車間生產才能保證方 案的順利實施2.2.2 產品

6、方案2.2.3 本廠主要生產桔子汽水。產品方案如下：產品名稱班產量/噸班產量/噸班次1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月桔子汽水8萬195.2111333333222混合桔子汁2萬42.3112233333112上面是果汁生產車間的產品方案，產品為桔子汽水和混合桔子果汁汽水，每個品種各有兩條生產線。該生產車間旺季每天工作三班，中季每天工作兩班，淡季每天工作一班，每班為8個小時，每個星期工作為六天，元旦放假一天，五一國際勞動節，十一國慶節放假3天，春節放假10天，年生產天數為296天。產品規格：產品名稱規格（ml）桔子汁汽水500（PET瓶）混合桔子汁250（玻璃瓶） 班產量的

7、確定   班產量是食品工廠工藝設計中最主要的計算基準，班產量的大小直接影響到設備的配套、車間的布置和占地面積、公用設施和輔助設施的規格、大小及勞動力的定員等。班產量的制約因素主要有原料的供應情況和市場銷售情況、配套設備的生產能力及運行情況、延長生產期的條件（冷庫及半成品加工措施）、產品品種的搭配以及工廠的自動化程度。  班產量q=計算公式如下：q班=Q/K(nt+nt+nt)  因在本設計中，分旺中淡季，旺季時的班次n為三班，中季時班次n為二班,淡季時班次n為一班，由于設備不均勻系數取0.75。可得到： q班=Q/0.75(3t旺+2

8、t中+t淡) 在實際生產中由于果汁在管道中流通及灌裝過程中會有一定的損耗，據資料顯示，該損耗為1%且在生產中有時會出現爆瓶、破裂的現象,根據質量控制圖原理，產品的合格率取99.7%。雖然每班為8小時制，但實際上這8小時并非全部用于生產，配料可以在生產之前的環節進行，但清洗設備是在生產后即包括在8小時內，所以實際生產是以7.5小時為計。 本設計按照任務書的要求：年產10萬噸果汁飲料，其中桔子飲料生產8萬噸，混合桔子飲料2萬噸。（1）桔子汁 一年旺季工作的總天數為156天，中季工作的總天數為75天，淡季工作的總天數65天。即q班=8×104/0.75(3&#

9、215;156+2×75+65)=8×104/(0.75×683)195.2 t    實際班產量q班=195.2/(1-1%)×99.7%197.8 t桔子汁以每瓶為500ml，由于考慮到生產的具體情況，一般以7.5小時計算，設備選取是按四條生產線為準計算:每小時產量為=197.8/7.5=26.4 t/h 每小時生產的瓶數為N=26.4×103/(0.5×4)=13200瓶/h2）混合桔子汽水 一年旺季工作的總天數為129天，中季工作的總天數為77天，淡季工作的總天數為90天。即q

10、班=2×104/0.75(3×129+2×77+90)=2×104/(0.75×631)   42.3 t實際班產量q班=42.3/(1-1%)×99.7%=42.9 t 混合桔子汽水以每瓶為250ml,由于考慮到生產的具體情況，一般以7.5小時計算，設備選取是按四條生產線為準計算：每小時產量為=42.9/7.5=5.72 t/h每小時生產的瓶數為N=5.72×103/(0.25×4)=5720 瓶/h 總之，本廠生產的兩種果汁產品，都是由純天然的濃縮果汁加工制成的，這樣就避

11、免了因季節性而影響生產，從而保證了生產的連續性。 從產品方案看，兩種果汁的生產根據當地季節性的變化安排了不同的班次，廣東地區每年113月較冷，安排生產的班次相對也少些，而410月天氣較熱，市場對飲料的需求多，安排的班次也多。可見這種方案是比較合理的。2.3 產品工藝流程設計2.3.1 工藝流程原料->挑選->清洗、消毒->挑選->去表皮->- >沖洗->榨汁->果汁->裝料->殺菌->灌裝 粗分離 桔泊 分篩->調整 -> 均質 冷卻 精分離 殺菌 脫氣 漿料 精油 濃縮 裝瓶 灌裝 殺菌 冷卻 冷卻 濃縮

12、果汁 天然原果汁 2.3.2 操作要點 （1）原料 現在我國的主要桔子產區是湖南；河南；安徽；江蘇；浙江；江西；福建；廣東；廣西等省區，廣東省栽培量也甚為豐富，桔子汁的生產工藝： 桔子揀選清洗熱燙去皮去核果肉打漿離心分離均質真空濃縮芒果/桔子混濁濃縮汁殺菌冷卻無菌大包裝桔子混濁濃縮汁   （2）熱糖 稱量所需的白砂糖和部分處理水，使其濃度為50%，加熱到100左右，并充分攪拌使之熔化，加入果葡糖漿過濾后抽到冷卻缸冷卻至30以下。 （3）調和 調配的目的是依據桔子稀釋飲料的具體工藝要求，按各種產品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加劑的配比送入調配罐

13、，用攪拌器混合均勻，并立刻分析檢驗混合料是否符合標準。如不符合，需及時調整。（4）均質 均質是果汁制造上的特殊操作。調和后果汁應選均質機進行細化處理。可采用高壓均質機進行均質處理，其原理是在高壓力下，果汁粒漿受壓力而破碎，重要是通過一個均質閥的作用，使高壓的果汁從極端狹小的間隙中通過，然后由于速度降低壓力小而膨脹和沖擊作用使粒子微細化并均勻的分散在果汁中，高壓均質機要求150170kg/cm2。均質機的均質壓力一般壓力為15MPa，均質處理中可使果汁中的細小顆粒進一步破碎，使粒子大小均勻，促進果膠的滲出，使果膠和果汁親和，保持果汁的均勻渾濁度。 （5）果汁的脫氣 脫氣的目的和效能歸納

14、如下：防止維生素C的損失，防止香味和色澤的變化，防止好氣性細菌的繁殖，防止果肉漿和其他懸浮物懸浮在果汁上部，防止殺菌或裝填時發生氣泡。脫氣的缺點是損失一部分芳香成分。所以經細化處理后的混合料液，均應進行脫氣處理以除去附著在果汁和其他材料里的以及調配過程中混入飲料中的空氣，防止飲料中果汁氧化變質。脫氣作業一般采用真空脫氣罐。 （6）殺菌冷卻桔子飲料脫氣后均需進行殺菌冷卻處理。本工藝的高溫瞬時殺菌是利用板式超高溫殺菌機等設備快速加熱果汁至100，保溫30s后迅速熱灌裝。 （7）包裝容器及灌裝封口 殺完菌后趁熱灌裝封口，密封罐中心溫度控制在70以上。倒瓶保溫2min再冷卻至38左

15、右。（8）包裝入庫 2.3.3 輔助工藝流程說明：2.3.3.1 溶糖工藝     砂糖溶解過濾調糖漿 （1）溶解糖的方法有冷溶法和熱溶法，本設計采用熱溶法，熱溶法的優點有：1）能殺滅附于糖內的細菌；2）可分離出凝固糖中的雜質；3）溶解速度快，在較短時間內可生產大量糖漿。熱溶法一般采用夾層鍋，用蒸汽加熱，要求蒸汽壓力為0.80.9kg/cm2。溫度在80度，糖液煮沸后，保溫5min,并去除泡沫。（夾層鍋帶攪拌器） （2）過濾 砂糖用水溶解后，必須進行過濾得到澄清透明的糖漿液備用。 本設計采用糖漿過濾器過濾，并使用離心泵加壓，

16、要求壓力不超過6kg/cm2。每次過濾完畢，要對過濾器進行清洗。 （3）調糖漿 調糖漿是先將糖漿投入帶有攪拌器的不銹鋼配料缸中，在不斷攪拌下，按一定配比將原料逐一加入，其順序為：1）原糖漿 2）酸溶液 3）果汁 4）香料 5）加水至規定容積。2.3.3.2 水處理工藝  本系統為反滲透純化水制備系統，是以本公司自來水作為原水，經過一系列處理后，最終純化水出水電導率10S/CM。該系統包括： 預處理部分-原水箱、原水增壓泵、絮凝劑加藥系統、機械過濾器、活性碳吸附器； 反滲透部分-保安過濾器、高壓泵、R/O系統、純化水箱、清洗系統。(1)過濾 過濾

17、的目的是除去水中懸浮物、膠體等不溶性雜質及一些微生物。 本廠采用砂過濾器，是一種精濾設備，在飲料用水中應用十分廣泛。工作原理：砂棒過濾器的主要工作部件是砂棒，它是采用細微顆粒的硅藻土和骨灰等物質，成型后在高溫下焙燒，使氣熔化，可燃性物質變成氣體逸散，形成24m的小孔，當具有一定壓力的原水進入容器，通過棒上的微小孔隙時，水中存在的有機物、微生物等雜物，即被隔濾在砂棒表面，經過濾后的凈水有砂棒內腔流出，完成了過濾過程。再用碳吸附色素，灰塵等。（2）軟化 飲料用水中比生活用水的硬度要求低得多，因此必須軟化水。水的軟化和脫鹽的目的是除去水中的可溶性鹽即鈣鎂離子。軟化水的方法有：石灰軟化法、電

18、滲析法、離子交換法和反滲透法。本廠使用反滲透系統。反滲透法是指使用半透膜使純水透過，而截留無機鹽等小分子，使達到飲料用水的標準的方法。（3）消毒 從消費者的健康角度考慮飲料用水使用前必須進行消毒，水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒。本廠使用第三種。紫外線消毒速度快，工作效率高、性能穩定、效果好、不改變水的理化指標、不產生有毒物質、且操作簡單管理方便，已成為飲料廠的主要消毒設備。產生紫外線的設備為紫外燈，紫外線對水殺菌消毒，主要是殺滅水中的細菌的營養細胞，用1支15W紫外燈，在水以515L/min流速流過時，可殺滅99.9%的大腸桿菌。2.4 產品品種、配方及生產規模 鮮桔汽水 

19、;   每百打120瓶(350mL/瓶) 白砂糖  35kg  桔汁  21kg        糖精   15.4g  檸檬酸 0.42kg 苯甲酸鈉 56g   檸檬黃 5.6g         胭脂紅  0.7g  桔子香精 0.49g 

20、;按上述配方制澄清型汽水，所用桔汁必須經過處理，并盡量保持其果實色、香、味及營養成分。第三章 物料衡算物料計算包括該產品的原輔料和包裝材料的計算。通過物料計算，可以確定各種主要物料的采購運輸和倉庫儲存量，并對生產過程中所需的設備和勞動定員的需要量提供計算依據。物料衡算的依據是質量守恒定律，即進入生產系統的全部物料質量必須滿足等于離開該系統經過加工處理后所得。這樣計算出原料和輔料的消耗定額，繪制出原、輔料耗用表和物料平衡圖。并為下一步設備的計算、熱量計算、管路設計等提供依據和條件。還為勞動定員、生產班次、成本核算提供計算依據。3.1果汁的物料衡算 表 年產8萬噸的桔子汁汽水的物料衡算班

21、產量/t197.8年產量/t8×104原輔料配方/kg百分比%班耗量/kg實班產量/t年耗量/t實年產量/t白砂糖5.55.510879197.87430.3613.51×104果葡糖漿881582410807.79濃縮桔子汁66118688105.84阿斯巴甜0.030.0359.3440.53維生素C0.020.0239.5627.02檸檬酸鈉0.030.0359.3440.53檸檬酸0.150.15296.7202.65香精0.0550.055108.7974.30苯甲酸鈉0.010.0119.7813.51水80.20580.2051.59×1051.09

22、×105合計1001003.2混合桔子汁的物料衡算表  年產2萬噸混合桔子汁的物料計算班產量/t42.9年產量/t原輔料配方/kg百分比%班耗量/kg實班耗量/t年耗量/t實年耗量/t濃縮桔子汁1515643542.94060.4927069.9其他混合果汁101042902706.99白砂糖12.512.55362.53383.74苯甲酸0.250.25107.2567.67檸檬酸0.20.285.854.14維生素C0.050.0521.4513.53檸檬酸鈉0.020.028.585.41山梨酸鉀0.0150.0156.4354.06香精0.10.142.927.07水71.8771.873.08×1041.94×