(终)食品机械设计与工程设计课程设计.doc

皖西学院生物与制药工程学院（食品机械设备与工程设计）课 程 设 计 班 级 食安1002 姓 名 史珊 学 号 2010012263 指导教师 孙立 二一三 年 9 月 8 日皖西学院生物与制药工程学院 食品机械设备与工程设计课程设计任务书设计题目猕猴桃菓珍的工艺设计指导教师孙立专业班级食品质量与安全1002班学 生史珊设计的目的和要求1、生产能力：年产1500吨，生产天数：150天/年。2、工艺要求：袋装，净重：500g/袋。3、质量要求：符合菓珍相关标准。设计的任务1、工艺流程的设计和说明2、绘出工艺流程中出现的设备剖视图设计工作计划与进度安排1、 收集查阅相关文献资料2、 初步确定工艺方案3、 物料衡算、主要设备选型4、 最终确定工艺方案，撰写设计说明书5、绘制相应图纸主要参考文献资料参考文献：1、食品工艺学，赵晋府主编，中国轻工出版社，1999 2、食品工厂机械与设备，无锡轻工业大学,天津轻工业学院编，轻工业出版社，1997.093、食品加工技术、工艺和配方大全，刘宝家等编，科学技术文献出版社，1993.084、食品工厂设计, 王如福主编，中国轻工业出版社， 2001.06参考网站：1、http:/www.foodmate.net/2、http:/www.cnfe.net/皖西学院生物与制药工程学院课 程 设 计 说 明 书题 目： 猕猴桃菓珍的工艺设计课 程： 食品机械设备与工程设计系 （部）： 生物与制药工程学院专 业： 食品质量与安全班 级： 1002学生姓名： 史珊学 号： 2010012263指导教师： 孙立完成日期： 二0一三年九月八日课 程 设 计 说 明 书 目 录第一章 设计资料 一、产品设计简介 5页二、设计参数和质量标准 6页三、厂区说明 6页第二章 工艺设计与说明 一、工艺流程图 7页二、工艺说明 8页第三章 物料衡算与设备选型一、物料衡算 9页二、主要设备选型11页第四章 总结 15页参考文献16页任务分配16页第1章 设计资料1 产品设计简介 猕猴桃果食肉肥汁多，清香鲜美，甜酸宜人，耐贮藏。适时采收下的鲜果，在常温下可放一个月都不坏；在低温条件下甚至可保鲜五六个月以上。除鲜食外，还可加工成果汁、菓珍、果酒、糖水罐头、果干、果脯等，这些产品或黄、或褐、或橙，色泽诱人，风味可口，营养价值不亚于鲜果，因此成为航海、航空、高原和高温工作人员的保健食品。猕猴桃汁更成为国家运动员首选的保健饮料！ 菓珍是以水果为原料经过物理方法如压榨、离心、萃取及喷雾等得到的粉末状产品，保留了水果中相当部分的营养且口味鲜美，而且储存时间长。深受广大消费者的喜爱。随着我国国民经济的持续发展、人们的经济水平提高和健康意识的增强，人们对菓珍的品质要求也在逐渐提高，逐渐受到人们的青睐。 所以，根据市场的需求与消费者的喜好，本着低碳环保无污染绿色食品的原则，我们设计了这款猕猴桃菓珍。 猕猴桃菓珍的营养及功效： （1）猕猴桃菓珍中含有亮氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、丙氨酸等10多种氨基酸，以及丰富的矿物质，包括丰富的钙、磷、铁，还含有胡萝卜素维生素C、B1、B2等。 （2）每天一杯猕猴桃饮料可以在一个月以内很好的改善肤色和质地。它含有的维生素C有助于降低血液中的胆固醇水平，起到扩张血管和降低血压的作用。它还加强心脏肌肉。定期喝一茶匙猕猴桃粉加上适量的温水制成的饮料，可以帮助稳定血液中胆固醇的水平。 （3）猕猴桃具有抗糖尿病的潜力。它含有铬，有治疗糖尿病的药用价值。它刺激孤立组细胞分泌胰岛素，因此，可以降低糖尿病患者的血糖。其粉末与苦瓜粉混合，可以调节血糖水平。经常摄入甜，酸，辣和油腻的食品会给身体造成酸性。此外，深夜吃东西，喝咖啡或茶可以触发酸度条件。无论身体出现什么与酸性有关的问题，如胃灼热，或胃酸倒流，都可以把猕猴桃做为一种很好的解酸剂。它还可以治疗腹泻和痢疾。一杯猕猴桃果汁或粉末可以减少肠胃不适。 （4）由于其含有丰富的营养物质，因此可以提高总蛋白质水平。在餐后喝一杯猕猴桃粉制成的饮料，可以解决胃虚弱问题。猕猴桃可以有效治疗呼吸问题，还可以改善您的视力。它与蜂蜜结合使用可以有效提高视力。此外，它还是一种强大的抗氧化剂，可以消除皱纹和细纹。但如果皮肤有损伤或过敏，在使用猕猴桃前应该首先咨询医生1 。 2 设计参数和质量标准 2.1 生产能力：年产1500吨，生产天数：150天/年。 2.2工艺要求：袋装，净重：500g/袋，一箱20袋 ，一天生产1000箱，共有两个车间，每个车间200人，每天工作12小时。 2.3 质量要求：参照中华人民共和国行业标准QB1687-93，猕猴桃菓珍，制订产品技术要求。本产品加工中所使用的原附材料应符合GB10791的规定。感官要求应符合表1的规定，微生物指标应符合表2规定。 表1猕猴桃菓珍的感官要求 项 目 指 标色 泽 应具有与品名相符的色泽，且均匀一致色。香气及滋味 应具有新鲜果实固有的滋味与香气，无异味。 外观形态 颗粒饱满均匀。 杂 质 不允许有肉眼可见的杂质。 表2 猕猴桃菓珍的微生物指标 项 目 指 标 细菌总数（个/ml） 100大肠菌群（个/100ml） 6致病菌 不得检出霉菌，个/mL 10酵母菌，个/mL 13 厂区说明本厂区占地20000平方米，内有办公行政楼、研发中心、企业文化馆、运动场、职工活动室、原料仓库、停车场、配电室、锅炉房、供水站、医务室、生产车间、食堂、宿舍、公厕、污水处理处、储藏室、保卫室等。主要的生产车间共有三个，占地共1625平方米；配电室、锅炉房、供水站、污水处理处、医务室等共占800平方米；职工宿舍楼、食堂、浴室、超市等后勤共占地1600平方米；另拥有一个占地约700平方米的运动场和一个具有独特风格的研发中心以及一个豪华的办公行政楼。整个厂区均被植物环绕，景色优美，四周种满了猕猴桃树，加上一片猕猴桃林，是整个厂区更具特色。 第2章 工艺设计与说明1 工艺流程图去油榨汁 挑拣清洗 果仓 原料验收 粗滤 均质 调和 糖、盐、其他原辅料喷雾干燥 浓缩 脱气 杀菌 密封 袋装 图一 猕猴桃生产工艺流程图2 工艺说明2.1原料选择 原料的选择是菓珍生产过程中的重要环节，原料的好坏直接影响到最终产品的质量。原料进厂后，要对材料进行挑选，弃除病虫害、机械损伤、未成熟果、过熟果等不符合加工要求的果实。猕猴桃在原料上的要求如下：(1) 原料应具有良好的风味和芳香，色泽稳定、酸度适中、出汁率高、在储藏和加工过程中仍能保持原有的风味和口感。(2) 原料新鲜，无烂果、无农药残留。2.2原料清洗 原料表面会附着尘土、泥沙、残留农药、微生物等，因此在进行加工前应进行清洗，原料经过流水运输到清洗设备中时，在含有0.1%高锰酸钾溶液中浸泡几分钟，用冲浪式洗果机进行清洗。利用水力输送方式输送原果，清洗彻底、洁净且不伤物料。在输送流槽水的冲力作用下，物流随水流到达下道工序，带喷淋清洗装置，使沙石沉淀到底层排走。喷淋的水用含氯1030mg/kg的清洗水喷淋后经清洁水冲洗。再弃除上个程序挑选过程中漏下的不合格果实，经输送带送到榨汁机处榨汁。2.3榨汁 猕猴桃榨汁过程中通常采用破碎的压榨方法，可采用TWE40-4商用榨汁机，加料后，物料就在螺旋的推动作用下，沿轴向出料口移动。由于螺距渐小，螺旋内径增大，对物料产生预压力，从而使汁液流出。2.4过滤榨出的果汁中含有果皮的碎片、较大块的果肉等，这些物质不仅影响果汁的外观和风味，也能使果汁很快发生变质。一般的榨汁机均附有果汁送往果汁粗滤设备（滤孔为0.5mm左右），无需另设粗滤机。可根据实际情况将粗滤后的果汁送往硅藻土过滤机(孔径为0.5mm)，菓珍的质地可由压力和筛孔大小控制。 2.5调配 猕猴桃加工过程中原有的香气、色泽、糖酸都会发生变化，要实现产品的标准化，使不同批次的产品风味都保持一致性，需要通过添加盐、糖、酸来弥补。2.6均质 均质是果汁制造上的特殊操作。调和后果汁应选均质机进行细化处理。可采用高压均质机进行均质处理，其原理是在高压力下，果汁粒浆受压力而破碎，重要是通过一个均质阀的作用，使高压的果汁从极端狭小的间隙中通过，然后由于速度降低压力小而膨胀和冲击作用使粒子微细化并均匀的分散在果汁中，高压均质机要求150170kg/cm2。均质机的均质压力一般压力为15MPa，均质处理中可使果汁中的细小颗粒进一步破碎，使粒子大小均匀，促进果胶的渗出，2.7脱油和脱气 此时果汁中还含有过量的香精油，需要经过脱油机进行脱油。现在生产上是采用类似小型真空浓缩蒸发器进行脱油。将果汁喷入真空度为9093KPa的蒸发器中，并加热到51，香精油被蒸发，随蒸汽而被冷凝，3%6%的水分也会被蒸发掉。冷凝液通过离心机分离出香精油，留在下层的水回到颗粒中。香精油含量一般保持在0.015%0.025%，可使后面猕猴桃菓珍具有良好的香气和风味。脱油过程中已经排除了空气，因此无需额外脱气。2.8喷雾干燥 把水分蒸出变成粉末状颗粒，使用LPG离心喷雾干燥机加以实现。2.9杀菌 杀死干燥所得的物料里的细菌保障食用的安全以及延长保质期。2.10袋装、密封 菓珍一般采用真空包装。包装前包装容器需经过清洗消毒，包装后立即密封。2.11检验 菓珍真空包装封口后，经灯经验各瓶情况，发现有异型袋、袋子渗漏等及时剔除。保证质量。2.12贴标、包装、成品 成品要进行贴标签，加盖生产日期、班次批号。标签要求端正，袋身干净、无粘物。装箱打包、放入合格证，入库储存2-3。第三章、物料衡算与设备选型1 物料衡算1.1工艺技术指标及基础数据 1.1.1 配方表 本着绿色食品的原则，猕猴桃菓珍原辅料有猕猴桃，白砂糖、矿物质（焦磷酸铁、氧化锌）、食用盐。原辅料各配比如下表3(按1000kg计)： 表3猕猴桃菓珍配方表成分名称添加量/kg成分名称添加量/kg猕猴桃汁700白砂糖100维生素C0.5矿物质20.5食用盐0.8 1.1.2 损失率 猕猴桃出汁率以60%为准计算，一日产量为基准计算。 表4各个步骤的损失率序号指标名称损失率/%序号指标名称损失率/%1原料验收3.02清洗挑选0.53榨汁404粗滤2.05调配0.26均质0.37脱气0.18袋装0.29干燥2010检验0.1 1.1.3 各工序损失计算（按日产量计算） （1）检验损失0.1%，检验前猕猴桃菓珍：10/（1-0.1%）=10.01吨 （2）干燥损失20%，干燥前猕猴桃菓珍：10.01/（1-20%）=12.51吨 （3）包装损失0.2%，包装前猕猴桃菓珍：12.51/（1-0.2%）=12.53吨 （4）浓缩前（按浓缩原果汁液3倍计）：12.533=37.61吨 （5）脱气损失0.1%，脱气去油前猕猴桃菓珍：37.61/（1-0.1%）=37.65吨 （6）均质损失0.3% ，均质前猕猴桃菓珍：37.65/（1-0.3%）=37.76吨 1.1.4根据配方表计算各个物质的量： 调配时，加入猕猴桃汁 37.76103(700/1000）=26432 kg 加入白砂糖 37.76103(100/1000）=3776 kg 加入矿物质 37.76103(20.5/1000）=774.08 kg 加入食用盐 37.76103(0.8/1000）=30.20 kg 加入维生素C 37.76103(0.5/1000）=18.88 kg 加入水 6728.84kg 1.1.5 猕猴桃原料生产用量计算： (1) 调配前猕猴桃原汁量：26432/（1-0.2%）=26484.97 kg (2) 粗滤损失2.0%，粗滤前猕猴桃菓珍：26484.97/（1-2%）=27025.48 kg (3) 榨汁出汁率60%，榨汁前猕猴桃菓珍：27025.48/（1-40%）=45042.46 kg (4) 清选损失0.5%，清选前猕猴桃菓珍：45042.46/（1-0.5%）=45268.81 kg (5) 原料检验损失3.0%，检验前猕猴桃量：45268.81/（1-3.0%）=46668.88kg表5各种原辅料添加量表成分名称添加量/kg成分名称添加量/kg猕猴桃汁26432白砂糖3776维生素C18.88矿物质774.08食用盐30.20水6728.842 主要设备选型2.1设备选型原则（1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量；（2）一般大型食品工厂应选用较先进的、机械化程度高的设备，中型厂则看体 情况，一些主要产品可选用机械化、连续化程度较高的设备，小厂则选用较单 的设备。（3）所选设备能充分利用原料，损耗少、效率低、体积小、维修方便、劳动度 低、并能一机多用。（4）所选设备应符合食品卫生要求，易清洗、装拆，与食品接触的材料要不腐 蚀，不致对食品造成污染。（5）设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件（如温度、湿度、压力、酸碱 度等）。（6）在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等面 有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式4 。2.2 设备选型（按每班为12小时生产计，共2条生产线）2.2.1选果机（2台） 该设备用于分拣剔除不合格的原果。根据生产能力46668.88kg(122）=1944.54kg/h，选用上海沃迪科技有限公司生产的检果机设备。该设备技术参数如下表 65： 表6 选果机参数项目技术指标型号TW2A5生产能力2200kgh配用功率0.88kw外形尺寸4200mm1480mm1200mm 表7 洗果机参数项目技术指标型号CXJ生产能力2000kgh配用功率2.75kw外形尺寸2500mm900mm1600mm2.2.2 冲浪式洗果机（2台）冲浪式洗果机具有清洗净高、节能节水、设备稳定可靠等特点。根据生产能力45268.81 kg(122）=1886.2kg/h，选用靖江食品机械制造公司生产的冲浪式洗果机设备。该设备技术参数如上表76：2.2.3 榨汁机（2台）该榨汁机应用于原果大小在直径6cm8cm。根据生产能力，产品按150g/个来计算。根据生产能力194454015060=217个/min选用上海沃迪有限公司生产的猕猴桃榨汁机。专利的设计有效的保障该设备的高出汁率，在完美分离果汁、果肉与精油的同时，该设备运行成本低、操作简单、维修简单。该设备技术参数如下表8： 表8 榨汁机参数项目技术指标型号TWE50-5处理能力250个/min配用功率7.5kw外形尺寸1700mm1080mm2520mm产量2000kg/h原果大小直径60mm至80mm最佳耗水量300L/h 表9 均质机参数项目技术指标型号JJ-1.5/25流量2000m/h最大压力25MPa额定压力20MPa电机功率11Kw外形尺寸3030mm5450mm3900 mm 2.2.4高压均质机（2台）高压均质机的压力为150-170kg/cm2，处理要求 =（班产量)（生产周期班生产线）=37.76t (122）= 1.574t/h =1574m/h。所以选用廊坊正瑞机械有限公司的高压均质机。该设备技术参数如上表97：2.2.5脱气机在产品的制造过程水中存在的空气会产生气阻造成系统循环不畅，产生噪音，气蚀等故需脱气处理。根据产量37.65(122）=1569kg/h。选型如下表10： 表10 脱气机参数项目技术指标品名真空脱气机型号STCY0.6-Q-H处理量2000m/h 2.2.6 浓缩机（2台） 浓缩机设备中真空浓缩设备是食品厂生产过程中的主要设备之一。真空浓缩一般在818KPa低压状态下，以蒸汽间接加热方式，对物料液加热，使其在低温下沸腾蒸发，这样物料温度低，且加热所用蒸汽与沸腾物料液的温差增大，蒸发速率高，减少料液营养的损失。根据产量37.61t(122）=1567kg/h。该设备技术参数如下表118： 表11 浓缩机参数 项目技术指标品名中央循环管式浓缩器型号WZ500-2000提取罐容积5000L配置单效浓缩管2000kg/h 表12 干燥机参数项目技术指标品名LPG离心喷雾干燥机型号LPG-10最大水分蒸发量kg/h600 2.2.7 LPG离心喷雾干燥机 （2台） 空气通过过滤器和加热器，进入干燥器顶部的空气分配器，热空气呈螺旋状均匀进入干燥器。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥器的离心雾化器，使料液喷成极小的雾状液滴，料液和热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短时间内干燥为粉末状成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机排出。根据产量12.51t(122）=522kg/h。该设备技术参数如上表12：2.2.7 杀菌机（2台） 物料要进过杀菌杀死其中的微生物以保证其保质期以及消费者们的健康。根据产量选取的杀菌机参数如下表139： 表13 杀菌机参数 回转式杀菌锅 主要技术参数型 号BR16-3-1.5生产能力0.6t/h最高杀菌温度100输送带线速度110-553 mm/min循环水量52m/h蒸汽主管压力0.4 MPa外型尺寸120012001500 mm设备重量790 kg 该设备杀菌均匀，杀菌时间短，有利于产品质量的提高，由于过热水重复使用，节省了蒸汽，杀菌与冷却压力自动调节，可防止包装容器的变形或破损。回转式杀菌锅属间歇式杀菌设备，使本次菓珍制作过程中杀菌效果达到最佳。第4章 、总结 菓珍的制作为人们的出行携带饮料提供了方便。六安盛产猕猴桃，利用当地的优越资源，解决了原料的问题，节约成本。本课题设计是设计年产量1500吨的猕猴桃菓珍，主要的加工流程有原料选择、原料清洗、榨汁、过滤、均质、脱油脱气、调配、杀菌、浓缩、袋装及密封，贴标签、包装。 通过本次的课程设计，综合要运用本专业课程的理论与生产实际相结合进行了一次猕猴桃菓珍的设计制作工作的实际训练，巩固与扩充了菓珍制作等课程所学内容，掌握了菓珍制作的方法与过程，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了相关规范与标准，同时各科相关课程得到了全面复习，独立思考的能力也得到了提高。 在这次设计课程中，体会了学以致用，突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的补足和薄弱环节，从而加以弥补。参考文献： 1 刘宝家食品加工技术J，工艺和配方大全，1993 , (8)：39-42 2 仇农学猕猴桃的加工研究M，现代果汁加工技术与设备，2006,18 (1)：3032 3 赵晋府食品加工中的变化M，食品工艺学,1999，（7）：44 -45 4 蒋若天食品生产中的控制M，食品工厂机械与设备，1997，（9）：20-23 5 杨同舟食品加工中机械的使用M，食品工程原理，2001，（2）：19-20 6 崔建云.食品加工机械与设备M，华中农业大学学报，2004，21(3)：40-43 7 李书国，张谦. 食品加工机械与设备手册J，科学技术文献，2006，10(5)：100-102 8 杨桂馥软饮料工业J，中国软饮料的生产与加工，2002，8（2）30-32 9 朱蓓薇饮料生产工艺及设备选用J，华中农业大学学报，2003，（8）75-78 任务分配：分 工 情 况 表 选果机（分选机）王莉真空脱气机王兵兵 浓缩机卫翔宇 杀菌机史珊 榨汁机江伟