年產10000t核桃奶車間工藝設計畢業(yè)論文.doc

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1、四川大學本科畢業(yè)論文 年產10000t核桃奶生產車間工藝設計 年產10000t核桃奶生產車間工藝設計 專業(yè)：食品科學與工程 學生：徐洋 指導教師：劉學文 摘要：食品生產車間設計作為食品工廠設計的主體內容，具有非常重要的地位。新產品、新工藝、新技術、新設備的使用和開發(fā)都離不開食品車間的設計工作。同時整個設計工作必須符合國家標準的相關規(guī)定，方能在確保產品安全的基礎上生產出色、香、味俱全

2、的優(yōu)質食品。 核桃乳作為一種常見的植物蛋白飲料，具有營養(yǎng)豐富、綠色健康等特點。核桃乳的生產工藝與豆乳類飲料工藝具有異曲同工之處，本設計主要是在參考豆乳類飲料生產設計工藝的基礎上，對核桃乳生產車間布置工藝和車間生產流程進行設計說明，同時對輔助車間和部分廠區(qū)設施進行了簡要介紹。工藝流程設計主要包括原料配方的確定，生產工藝的選擇；在生產工藝的基礎上進行物料和熱量計算；依據工藝選擇和計算的結果，結合實際生產經驗選擇符合生產規(guī)模和工藝要求的設備；將所選設備根據生產流程進行合理的排列布置，完成設備工藝流程圖。車間布置設計主要內容包括：根據工藝設計內容確定車間整體構型、車間面積；選定車間土建參數(shù)，參考土建和

3、車間構型進行設備布置等。 關鍵詞：黑桃奶 乳飲料 工藝設計 車間布置  目 錄 第二章 生產工藝流程設計 5 2.1產品方案及班產量確定 5 2.1.1產品方案要求 5 2.1.2班產量的確定 5 2.2工藝流程的確定 6 2.2.1生產方法 6 2.2.2工藝選擇 6 2.2.3.工藝流程 7 2.3工藝生產的要點 7 2.3.1原料預處理 7 2.3.2脫種皮 7 2.3.3浸泡 8 2.3.4磨漿 8 2.3.5過濾 8 2.3.6調配 8 2.3.7均質 8 2.3.8脫氣 9 2.3.9加熱殺菌與灌裝 9 2.3.10密封殺菌及

4、檢驗 9 2.4原料篩選和水質要求 9 2.5成品的質量指標 10 第三章 物料衡算 11 3.1物料衡算的目的原理 11 3.2年產10000t核桃奶班產量確定 11 3.3輔助材料計算 13 第四章 設備選型 14 4.1設備選型原則 14 4.2各工段的設備選型 14 4.2.1預處理系統(tǒng) 14 4.2.2磨漿系統(tǒng) 15 4.2.3配料系統(tǒng) 15 4.2.4灌裝系統(tǒng) 17 4.2.5清洗系統(tǒng) 17 附錄1:生產設備一覽表 40 附錄2:車間平面布置圖 43 附錄3:車間工藝流程圖 43 致 謝 44 26

5、 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第26頁 第一章 緒論 1.1核桃產品生產價值 1.1.1核桃的營養(yǎng)價值 核桃又稱胡桃，屬于胡桃科落葉橋木，核桃同榛子、腰果、扁桃的干果一起被譽為世界四大干果，且核桃位列四大干果之首。世界各地都有核桃生長和種植，中國得核桃產量排在美國之后位列世界第二。在國外，核桃被稱為“益智果”，在國核桃內享有“長壽果”之美名，其中最長為人們所提到的當屬其健腦功能。核桃仁含有十分豐富的營養(yǎng)素，每100克核桃仁中各種營養(yǎng)素含量大致為：蛋白質15～18克，脂肪60～73克，碳水化合物8～10克。其中含量豐富的主要氨基酸有（以100g

6、計）：谷氨酸3600mg、亮氨酸1260mg、天冬氨酸1656mg、精氨酸2621mg。核桃中含有的礦物質除鈣、磷、鐵外還有鎂、鉀、硒等，同時核桃中也含有維生素E、維生素P、咖啡酸和肌醇。核桃中所涵有的脂肪酸主要是花生酸、油酸和亞油酸。 1.1.2核桃的藥用價值 核桃具有極高的藥用價值?，F(xiàn)代醫(yī)學研究認為，核桃中所含有的磷脂，對人的腦神經有很好的保健養(yǎng)護作用。核桃中的核桃油中含有不飽和脂肪酸，可以防止人體動脈粥硬化。核桃中含有人體不可或缺的鋅、錳、鉻等微量元素。人在衰老的時候體內的錳、鋅等元素含量會不斷降低，而鎘可以保護心血管，促進膽固醇代謝和葡萄糖利用。核桃仁的鎮(zhèn)咳平喘作用十分明顯，冬季

7、，對慢性氣管炎和哮喘病患者療效極佳。經常食用核桃，既能健身體，又能抗衰老。有些人往往吃補藥，其實每天早晚各吃幾枚核桃，實在大有裨益，往往比吃補藥還好。 核桃是食療上品。無論是配藥，還是生吃、燒菜或者作糖蘸，都有潤燥通便、止咳平喘等功效。核桃的食用方有法很多，將核桃加適量鹽進行水煮，喝水吃渣可以治療腎虛遺精、健忘、健忘、腰痛等癥。核桃與芝麻、蓮子一起做糖蘸，食用后不僅能補心健腦還能治盜汗。中醫(yī)對核桃是這樣描述的:核桃性溫、味甘，具有補血、健胃等作用。 1.1.3核桃的經濟價值 核桃在我國分布廣泛，進過我國人民多年精心栽培，培育了許多優(yōu)質的核桃新品種例如陽平核桃、陳倉核桃、麻核桃、薄核桃、厚殼

8、核桃等。且有些優(yōu)質核桃的出油率已達到了75%，通常核桃出仁率在50%左右。 核桃豐富的營養(yǎng)價值和已被大眾所廣泛接受的保健益腦作用，已經被越來越多的不同國家和地區(qū)的人所推崇和接受。現(xiàn)在核桃的加工產品主要有核桃油、核桃乳飲料（核桃露、核桃奶）、核桃營養(yǎng)粉（營養(yǎng)分系列）、核桃休閑小食品（核桃片）等。 1.2全球核桃種植和生產消費狀況 1.2.1核桃種植狀況 聯(lián)合國糧油組織給出的數(shù)據統(tǒng)計顯示，全球核桃種植面積在170萬平方米以上，可以年產核桃150萬噸，栽培面積較大的幾個國家分別是美國、土耳其和中國三國年產量分別為20萬噸、17萬噸和18萬噸。其他國家如德國、匈牙利、印度、法國、意大利等產

9、量在2-4萬噸之間。數(shù)據顯示我國的栽培面積最大約為七十萬平米以上，結果樹達一億兩千萬棵。種植區(qū)域主要分布在安徽、浙江、湖南、湖北、廣西、云南和貴州等省份。產量最高的省份在陜西、甘肅、河北、云南、山西五省。產量之和占全國產量的70%以上，是我國主要出口核桃的生產基地。 1.2.2核桃生產消費狀況 我國雖然年產核桃18萬噸以上，同其他自然產物一樣人均占有率較低只有0.16kg/年。按照中產量市場銷售50%的計算結果為人均消費量只有80g/年。發(fā)達國家的人均消費量為美國1500g/年，法國1200g/年，德國1100g/年，英國700g/年，日本100g/年。從以上數(shù)據可以看出我國的核桃消費水平

10、和發(fā)達國家相比還有很大差距。隨著我國經濟的迅速發(fā)展，綜合國力的增強和人民生活水平的提高 核桃的消費量會因為人們保健意識的增強而逐年上升。同時核桃加工產業(yè)的不斷進步，多元化的核桃產品的開發(fā)生產必定會促進核桃消費的上升。 1.3我國核桃貿易現(xiàn)狀 我國的核桃仁顏色乳白、分級細致、味香甜，主要出口美國、法國、意大利、印度、土耳其等國。通過對2002年到2005年未去殼核桃進出口量及增長率分析可以了解到，從2002年5月到2004年5月，無論是核桃進口量還是核桃出口量都是呈遞減趨勢發(fā)展，2005年以后進口量開始不斷增加同時出口量開始遞減，這說明核桃的國內消費市場開始升溫。核桃消費隨著人們生活水

11、平的提高以，健康保健意識增強，以及人們對核桃營養(yǎng)價值的認同，國內核桃及其相關產品的消費市場必將越來越廣闊，未來核桃加工深度的提高和產品的多元化必將使我國的核桃產業(yè)得到長足進步。 1.4我國核桃加工產品狀況及產品開發(fā)展望 1.4.1核桃產品加工狀況 目前我國的核桃加工大部分屬于初級加工或者直接生吃，總的來說核桃加工水品有待進一步發(fā)展。核桃加工的方向大致是這樣的。由于核桃中提取的核桃油中的不飽和脂肪酸含有量極高大概有90%，所以常將核桃用于核桃油的提取，通常通過壓榨和浸出法進行提??；生產核桃乳，由于核桃乳產品的穩(wěn)定性控制力較差，蛋白質的溶解性和乳化性隨著溫度和PH變化較大且不易控制，這成

12、為了加工過程的瓶頸。即便如此核桃奶產品由于其豐富的營養(yǎng)性仍然受到了市場的青睞。其次國內核桃奶加工設備落后，加工工藝的機械化程度不高導致產品質量控制出現(xiàn)問題常見的有分層和脹袋，并且生產成本較高；核桃粉生產，以核桃仁混合玉米、大豆等輔助物料加工而成的核桃粉不但營養(yǎng)豐富，食用方便而且口味獨特所以特別適于中老年人和兒童食用。常見問題是生產科技含量低，設備工藝落后，并且產品市場沒有形成一定規(guī)模；除此以為核桃還可用于烹飪和制作糕點，例如核桃片、風味核桃仁和糖裹核桃仁等，制作簡單，味道獨特深受廣大消費者喜愛。 1.4.2核桃產品開發(fā)展望 我國核桃栽種面積廣，總產量較高，日常的食用方法并不能使核桃的營養(yǎng)價

13、值得到充分利用，這就為我國核桃深加工帶來了機遇，經過深度加工的核桃仁附加值高，經濟效益好。但是首先要解決的問題就是怎樣在傳統(tǒng)的加工工藝上進一步完善加工方式，開發(fā)新產品實現(xiàn)規(guī)模化生產，同時打造品牌。市場經濟飛速發(fā)展的今天好的產品和好的品牌才是生存和發(fā)展的王道。同時我們也不能忽略核桃類休閑小食品的開發(fā)，這類產品投資少，但售價低且風味獨特，老少皆宜，市場潛力巨大。總之核桃開發(fā)的原則是綜合利用、促成產業(yè)化同時打造品牌，將我國巨大的核桃原料優(yōu)勢轉化為經濟優(yōu)勢。 1.5核桃乳產品開發(fā)思路 被設計的開發(fā)思路是通過核桃仁生產核桃乳，根據核桃仁中特有的天然營養(yǎng)成分，本著以開發(fā)天然植物蛋白飲料為宗旨，核桃

14、乳生產過程中不添加任何色素、香精和防腐劑，產品保持了核桃所含的營養(yǎng)成分保留了其獨特功能特性以此設計配方、生產工藝。不僅如此還可在此套工藝設計和設備的基礎上，進一步開發(fā)出其他以核桃為原料的飲料如核桃露、果汁核桃乳、乳酸菌發(fā)酵核桃乳。 1.6本設計擬定的主要內容 本設計主要進行車間工藝布置說明，是以生產車間為主進行的設計，生產工藝流程設計和車間布置是生產工藝設計的主要內容，其中包括工藝計算、車間組成、生產設備及設備布置，主要工作內容如下： ⑴產品方案及生產規(guī)模的確定 ⑵工藝流程的比較、選擇及確定 ⑶物料衡算 ⑷設備選型及說明 ⑸熱量衡算，包括蒸汽耗量、冷卻水耗量估算 ⑹管徑設計及計

15、算 ⑺水電汽耗量估算 ⑻勞動定員，車間布置與說明 ⑼輔助部門設計及說明 ⑽設計內容小結及附錄（包括設備一覽表、車間布置圖、設備流程圖等） 1.7設計依據 ⑴生產項目建議書、投產可行性分析報告 ⑵生產項目對環(huán)境影響的預估報告 ⑶廠址選擇分析報告 ⑷工廠設計綱領、技術支持 ⑸對于采用了新技術、新工藝、新設備的生產項目，須附技術鑒定書及經實驗研究的技術報告，所有報告及技術資料必須通過審核后方可投資生產。 ⑹產品工藝設計依據國家出臺的以下相關標準進行設計：《中國食品衛(wèi)生法》，《大氣污染物綜合排放標準》（GB16097-1996）二級標準，《污水綜合排放標準》（GB8978-1

16、996）一級標準，《國家水污染物排放標準》，《工業(yè)“三廢排放”標準》，《生產設備安全設計總則》GB5083-85。 ⑺車間設計依據：《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》（GB12348-90），《食品企業(yè)通用衛(wèi)生規(guī)范》GBl4881—94，《室外排水設計規(guī)范》，《建筑設計防火規(guī)范》GB16-87，《建筑防雷設計規(guī)范》 。  第二章 生產工藝流程設計 2.1產品方案及班產量確定 依據：核桃奶年產量10000t，全年的生產時間。 2.1.1產品方案要求 ⑴產品方案必須滿足產品在產量、經濟效益、淡季和旺季的平衡以及原料在綜合利用方面的要求。 ⑵產品方案滿足產品在產量、原料供應、生產班次、

17、和設備生產能力以及耗水、耗電、用汽負荷等方面的平衡。 2.1.2班產量的確定 影響班產量的主要因素，如核桃的生長季節(jié)，生產設備的生產能力大小，設備運行是否正常，生產工藝是否合理等，班產量可以使用下面的公式進行計算： 上式中k代表設備不均衡系數(shù)，其中分別代表生產旺季，中間季節(jié)，淡季的生產天數(shù)。結合實際生產經驗，確定生產天數(shù)為250天，每天生產2班，通常設備運行穩(wěn)定故可令k=1,由此可得班產量為20t/班。 表2-1年產10000t核桃奶生產方案 產 品 名 稱 年 產 量/t 班 產 量/t 1月 2月 3月 4月

18、 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 核 桃 奶 1萬 20 2.2工藝流程的確定 2.2.1生產方法 核桃奶是以核桃仁為原料，根據核桃中特有的營養(yǎng)成分及其功能特性，以開發(fā)天然植物蛋白飲料為宗旨，生產過程中絕不添加任何香精，色素，防腐劑以此保持核桃營養(yǎng)成分。將核桃原料通過破殼、脫皮、磨漿、分離、調配、均質、脫氣、滅菌、灌裝、二次殺菌、保溫冷卻、檢驗、包裝等過程進行加工生產。 2.2.2工藝選擇 ⑴脫仁衣方法

19、 核桃脫仁衣常采用水浸法和干燥去皮法。干燥法是將核桃仁置于熱風干燥箱中高溫烘烤（110～120℃），約3小時，最后采用機械脫皮。此種方法相比于水浸法，不足之處在于過高的溫度處理核桃仁會影響其中的蛋白質性質，使接下來磨漿過程蛋白質溶出率降低，并且不能很好的處理核桃皮所具有的澀味。使用水浸法脫仁衣，脫皮溫度較干燥法低，蛋白質溶出率相對較高，并且水浸法可以起到預煮作用，能很好的去除核桃仁澀味。 ⑵均質脫氣順序 生產中物料脫氣可放置與均質前和均質后，本設計將脫氣過程放在在均質過程之后是考慮到如果先脫氣再進行均質那么有可能在均質的剪切、撞擊過程中會有氣體產生消減了脫氣效果，并可能在灌裝過程中仍有泡沫

20、產生。 ⑶殺菌工藝 本設計采用先巴氏殺菌后使用殺菌鍋殺菌的生產工藝。雖然飲料生產中經常使用超高溫瞬時滅菌法殺菌，且效果更好，物料營養(yǎng)損失更少，產品保質期更長。但是UHT滅菌通常使用無菌灌裝，而且根據設計依據，生產包裝只能采用玻璃瓶進行灌裝，所以查閱相關生產資料并結合生產要求決定先采用巴氏殺菌法消滅致病菌，再使用10min-20min-15min/121℃殺菌公式進行殺菌。 2.2.3.工藝流程 原料預處理→脫仁衣→浸泡→磨漿→漿渣分離→調配→均質→脫氣→巴式殺菌 →灌裝→密封→二次殺菌→冷卻→檢驗包裝→成品 2.3工藝生產的要點 2.3.1原料預處理 核桃仁外共有三層保護

21、性外皮，分別是種皮、內果皮和青皮。它們分別由內到外保護著最里層的核桃仁，成熟以后的核桃通過輕輕敲打就能使青皮脫落。首先我們要通過砸仁法取出核桃仁，通常核桃的出任率大約為32%～50%。符合要求的核桃仁質的飽滿，色澤呈虎皮色或者是黃白色，半形比較肥大、完整，皮內肉呈白色，我怪味或者蟲蛀現(xiàn)象，以此作為指標進行挑選。接下來通過挑選剔除遭受蟲蛀的、干癟的、霉爛的或者黑色變壞的核仁，用清水沖洗核桃仁除掉其表面的泥沙、浮皮及其他雜質異物。 2.3.2脫種皮 核桃仁經過機器脫破殼脫去青皮后，多呈現(xiàn)為凹凸的不規(guī)則塊狀，通常完整的核仁呈球形，有四半種仁合并而成，褶皺不平，凹凸多溝，外表種皮呈棕褐色。但核桃仁

22、脫去種皮后里面是乳白色的子葉。核桃仁 質地較脆，味道比較淡，細嚼會有清香味，但因為其中澀味較重，且富含大量油質，核桃仁的種皮通常會被脫去。通過實驗發(fā)現(xiàn)種皮中澀味物質的來源主要是單寧一類的物質，單寧是多酚類物質中一種高度聚合的化合物，很容易被氧化，通常情況下可以同金屬離子發(fā)生反應生成黑色物質。生產過程中為了保持產品色、香、味等獨特風味及產品性質的穩(wěn)定性，生產過程中常采用水浸法或干燥法脫除核桃的仁衣。水浸法是指在80℃～90℃下，把核桃仁裝在竹簍中置于3～8%的堿溶液中浸泡大約15～30min（濃度不能過大否則若清洗不干凈會影響調配物料的等電點），然后用清水沖洗，搖動竹簍即可去除外皮。通過這種處理

23、后的核桃仁質地較好，且生產穩(wěn)定性高并可以達到燙漂的目地，并且不會影響核桃具的獨特香味，所以本設計決定采用此種方法。 2.3.3浸泡 將核桃仁按1:2～1:3的比例加清水進行浸泡，是核桃仁吸水膨脹以便于后續(xù)進行磨漿工序。浸泡時間通常取8～12h,浸泡期間每隔3～4h小時換水一次，并在在換水時及時清除其中的雜質和異物。 2.3.4磨漿 浸泡后將核桃仁用磨漿機先進行初步磨漿。磨漿過程中物料的加入比例取為1:3～1:5，初磨后的漿液再通過膠體磨進行二次細磨，可重復精磨直到漿液顆粒細度達到生產要求，膠體磨得過程中添加1%的亞硫酸鈉溶液護色，防止溶液褐變，待磨成均勻的乳狀液時過濾，進行漿渣分離，磨

24、出的漿液細度大約在80～100目間。 2.3.5過濾 過濾可以采用160～200目的篩網進行過濾，使用離心機過濾。主要是為了除去核桃漿液中的粗纖維和漿渣，便于后面加工過程的質量，保證產品品質。 2.3.6調配 按事先計算好的比例加入所需添加劑和各種乳化劑穩(wěn)定劑等，砂糖在加入時應該先放入化糖鍋中加入軟水配成70%濃度的糖水，加熱升溫至95℃攪拌融化然后用單面絨布熱過濾備用，并且將混合中的料液的PH調到7.0～9.0，通過攪拌混合均勻,核桃乳原料配方如下: 表2-2 核桃乳輔料組成 輔料名稱 砂糖 乳化劑 增稠劑 純水 組成比例（%） 6～8 0.1～0.5 0.1

25、～0.3 余量計 乳化劑：蔗糖脂肪酸脂和單硬酯酸混合物，添加量0.3%～0.5%。 增稠劑：0.15%～0.18果膠和0.05～0.12卡拉膠配合使用。 2.3.7均質 均質可以使核桃固形物微細化，改變其粒度分布。同時均質可以是不同大小的顆粒均質化使?jié){液乳化混合均勻分散且不易分層。這極大的改善了穩(wěn)定性，而且進行過均質的核桃乳口更加感細膩，保存過程中不會有分層和沉淀想象發(fā)生。均值原理是液體在高壓下由均質閥的狹縫噴出，在此過程中核桃乳中含有的蛋白質、脂肪等組分達到了細化效果，并且形成了均勻的分散液相。影響均質效果的三個因素：①均質壓力通常采用30~60MPa②均質溫度常取45~70℃

26、、③均質次數(shù)采用兩次均質。 2.3.8脫氣 通過脫氣可以脫除核桃中的腥味、臭味，并且可以有效的控制灌裝過程中產生泡沫。脫去料液中氣體的同時也起到了防制料液灌裝之前 被污染的作用，脫氣真空度取70~80Kpa。 2.3.9加熱殺菌與灌裝 脫氣后進行巴氏殺菌，巴氏殺菌可以保持核桃乳生物活性物質不被破壞，減少蛋白質、維生素的損失，此法所使用的溫度較低，所以達不到消滅細菌的程度，但是它可以殺死結核桿菌、痢疾桿菌、布氏桿菌和傷寒桿菌等致病微生物，總體可以使細菌總數(shù)減少90％－95％，巴式殺菌溫度為85~90℃，殺菌時間15~30s,接著待核桃奶冷卻到60~70℃時用250ml玻璃瓶做灌裝容器進行

27、熱灌裝。 2.3.10密封殺菌及檢驗 灌裝密封后的核桃奶再進行二次殺菌，殺菌過程在殺菌釜中進行，殺菌公式為10min-20min-15min/121℃,二次殺菌溫度較高可以殺滅致病菌達到延長保質期的目的，殺菌后將核桃乳冷卻到37℃左右，保溫檢驗然后包裝成為成品。 2.4質量控制 2.4原料篩選和水質要求 ①原料中發(fā)霉、萎焉和變質的壞果占有率≦2%.②生產用水的水質要求，首先符合GB5749-1985《生活飲用水衛(wèi)生標準》的規(guī)定，其次還應當符合表2-3中軟飲料用水的規(guī)定。 表2-3 軟飲料水質要求 名稱 　 　 參數(shù) 名稱 　 　

28、參數(shù) 濁度/度 　 小于2 高錳酸鉀消耗量/(mg/L) 小于10 色度/度 　 小于5 總酸度（以碳酸鈣計）/(mg/L) 小于50 味及臭氣 　 無味、無臭 游離氯（mg/L） 小于0.1 總固形物/（mg/L） 　 小于500 細菌總數(shù)/(個/mL) 小于100 總硬度（以碳酸鈣計）/（mg/L） 小于100 大腸菌群/(個/L) 小于3 鐵（以Fe計）/(mg/L) 小于0.1 致病菌 　無 錳（以Mn計）/(mg/L) 小于0.1 　 　 　 　 2.5成品的質量指標 ⑴感官指

29、標 乳白或略帶淡黃色的均勻乳濁液，口感細膩，具有核桃乳特有的色、香、味，無雜質（肉眼觀察）。 ⑵理化指標 蛋白質≧0.5% 脂肪≧1.2% ⑶微生物指標 菌落總數(shù)≦100cfu/mL 大腸菌群≦3MPN/Ml ⑷重金屬指標 砷（以As計）≦0.2mg/L 鉛（以Pb計）≦0.3mg/L  第三章 物料衡算 3.1物料衡算的目的原理 物料衡算是車間設計工作從定性轉到定的量的開始。通過物料衡算確定出原料和輔料的用量，接下來的設備選型以及能量衡算需要以此作為選型和進一步計算的依據，并估算勞動人員編制、倉庫的面積、物流采購的能力等。物料衡算依據的質量守恒原理，跟據原輔

30、料使用量等于生產過程損耗與出口物料量的總和，以此平衡關系進行計算。 依據年產10000t核桃奶生產計劃，考慮到核桃生長季節(jié)對生產加工的影響，確定每年生產250天，每天按兩班制進行生產，每班生產8h。 3.2年產10000t核桃奶班產量確定 表3-1 核桃奶主要工藝技術經濟指標 核桃奶主要工藝技術經濟指標及基礎數(shù)據 指標名稱 數(shù)據 指標名稱 數(shù)據 生產規(guī)模 10000t/年 磨漿損耗 2% 生產天數(shù) 250 過濾損耗 1.5% 班產量 20t 均質損耗 0.3% 揀選損耗 1% 罐裝損耗 0.6% 清洗損耗 0.5%-1% 脫氣損耗

31、 0.3% 脫皮損耗 8% 離心損耗 1.5% 配料損耗 0.5% 檢驗損耗 0.3% 核桃奶日產量：10000250=40t 核桃奶班產量：402=20t 按1t原料生產進行物料恒算： ⑴1t核桃揀選后所得量=1（1-1%）=0.99t ⑵1t核桃所得核仁量=0.99（1-42%）=0.574t（出任率為42% ⑶脫去種皮得核仁量=0.574（1-8%）=0.528t(脫皮損耗8%) ⑷清洗過后得核仁量=0.528（1-0.5%）=0.525t ⑸浸泡后的核仁量計算，將已去皮的核桃仁置于3倍于其重量的20℃水中浸泡8小時，時期從分吸水，去吸水系數(shù)為1:1.

32、5計算。浸泡后核桃仁的量=0.525（1＋1.5）=1.313t ⑹磨漿時以1:4的比例加水，并加入1%的亞硫酸鈉進行粗磨和膠體磨后得到漿液量=1.313（1＋1%＋400%－2%）=6.553t ⑺過濾后所得漿液量=6.553（1-1.5%）=6.455t ⑻調配計算 ①.加入砂糖的量=6.4557%=0.452t ②加入單硬脂酸的量=6.4550.01%=0.0006t ③加入蔗糖脂肪酸脂的量=6.4550.4%=0.026t ④加入果膠的量=6.4550.17%=0.011t ⑤加入卡拉膠的量=6.4550.01%=0.0006t 調配后所得液體總量= 6.455t

33、+0.452t+0.0006t+0.026t+0.011t+0.0006t=6.952t ⑼均質后得液量=6.952（1-0.3%）=6.93t ⑽脫氣后得液量=6.93(1-0.3%)=6.91t ⑾巴式殺菌后的液量=6.91（1-0.3%）=6.86t ⑿灌裝后的液量=6.86（1-0.6%）=6.84t ⒀二次殺菌后得液量=6.84（1-0.3%）=6.82t ⒁檢驗后得液量=6.82（1-0.3%）=6.80t  表3-2 物料平衡表(以1t核桃原料計) 序號 工藝過程 處理量（t） 序號 工藝過程 處理量（t） 1 揀選后所得核桃量 0.99

34、 10 蔗糖脂肪酸脂 0.026 2 脫殼得核仁 0.574 11 果膠 0.011 3 脫皮得核仁量 0.528 12 卡拉膠 0.0006 4 清洗過后得核仁量 0.525 13 均質 6.93 5 浸泡后的核仁量 1.313 14 脫氣后得液量 6.91 6 磨漿后的漿液量 6.553 15 殺菌 6.86 7 過濾后所得漿液量 6.455 16 灌裝 6.84 8 砂糖 0.452 17 二次殺菌 6.82 9 單硬脂酸 0.0006 18 檢測 6.80 由得，每班消耗核桃量=2

35、.93t 3.3輔助材料計算 每班采用8小時生產制，每天兩班，每小時消耗核桃量=2.938=0.37t 每班生產8小時，可得每小時產量=2010008=2500kg/h 由于產品中含水量極高，故可以將其密度近似看做1kg/L,所以每班每小時產量近似=2500L/h. 使用250mL玻璃瓶進行灌裝，可知每小時可灌裝量=25001000250=10000瓶/小時=167瓶/分 則日產量=1000082=160000瓶 玻璃瓶耗用數(shù)量=160000（1＋0.1%）=160160（個） 按每箱裝24瓶計算，則每天可生產箱數(shù)=16000024=6666.67(約為6666箱) 紙箱耗用

36、個數(shù)=6667（1＋0.1%）=6674（個）  第四章 設備選型 4.1設備選型原則 設備選型基本原則：首先選型應當依據《生產設備安全設計總則》GB5083-85的相關規(guī)定，其次所選設備應該滿足生產工藝和生產規(guī)模的要求，產品質量達標，設備能滿足產量要求；年產10000t的核桃奶工廠屬于小型工廠，小型廠應盡量選擇簡單經濟的設備，設備原料利用率高，設備能耗少，同時維修要方便；設備應當易、易拆且不易被生產介質腐蝕，設備材料不污染產品并且滿足生產衛(wèi)生的要求；系統(tǒng)控制方面盡量采用自動控制系統(tǒng)以減少人員成本，后續(xù)工序處理能力應該等于或大于前道工序的處理能力，所以當最后一道灌裝設備處理能力滿

37、足生產需要時整個生產線即可足量生產，若要擴大生產規(guī)模，只需要簡單增加設備數(shù)量即可。 4.2各工段設備選型 4.2.1預處理系統(tǒng) ⑴核桃破殼機 核桃破殼機選用原則首先滿足生產能力要求，以每日處理總核桃量為下限，適當提高處理能力，要求破殼機破殼率達到99%以上，且安全、方便、可靠、能耗少、價格合理。核桃處理量=2.932=5.68t,平均每小時處理量=5.8618=370kg/h。據此選擇購買兩臺由北京意美德通科技發(fā)展有限公司生產的核桃破殼機，兩臺機器同時運轉16小時，最多可以生產核桃10t可以滿足兩天生產要求且該機還具有自動清洗功能。 ⑵不銹鋼夾層鍋，浸泡罐 作為核桃仁脫皮處理的

38、預處理設備，首先考慮處理量，日處理量計算可知滿足每天近六噸的核桃浸泡加熱處理，每班生產用核桃仁為1.68t,設加水比例為1：2則選用500夾層鍋12個可以滿足要求。同時考慮設備材料、質量、價格、構造。由于核桃仁是非流動性原料，所以選用可傾式保溫夾層鍋。浸泡罐浸泡能力滿足每班正常生產的量，且要求夾層鍋和浸泡罐材料具有不易腐蝕、耐酸堿，耐高溫、衛(wèi)生、易清洗等特點。選用溫州市長宏輕工機械有限公司生產的產品即可滿足設計要求。 4.2.2磨漿系統(tǒng) ⑴粗磨、膠體磨 作為專業(yè)性較強的設備，核桃奶生產中考慮漿液中微粒細度要求能通過160-200目網篩，結合物料平衡中的計算結果和膠體磨生產能力,每班處理3

39、.85t經過浸泡的核桃仁，在機器連續(xù)生產的情況下需要達到的處理能力為481.25kg/h,選擇一臺處理能力達標的機器生產。從乳化細度、經濟性考慮，選用沈陽香洋機械廠制造的分立式膠體磨。粗磨選用兩臺哈爾濱泛亞食品機械有限公司生產的磨漿機同時進行粗磨漿。 ⑵離心過濾機 經過膠體磨精磨后的料液顆粒細度為80～100目，考慮核桃奶粘度，分離機的使用主要為了分離核桃奶中的粗纖維成分，生產處理量需滿足481.25kg/h。結合工業(yè)生產清洗的方便性，考慮選用過濾離心機，而三足式離心機可以分離親水性較強、粘度較大、中等細度的纖維狀懸浮液體，結合生產經驗，決定選用張家港市遠洋機械廠生產的三足式離心機。 4

40、.2.3配料系統(tǒng) （1）配料罐、化糖鍋、高位儲罐 原則是盡量選擇大容量罐體，大容量罐體生產投資節(jié)省但同時要考慮車間尺寸。每班調配的核桃奶為20.37噸，容積約為20370L，配料罐尺寸不能超過生產車間設計高度，其次考慮罐體結構、無衛(wèi)生死角、清洗方便程度、價格等因素決定選用3000L配料罐，要完成20370L配料需要8只配料罐；化糖鍋根據工藝選用蒸汽加熱的化糖鍋，它具有溶糖迅速和可殺菌的特點，根據容量估算選用2000L化糖罐一只；高位罐為灌裝之前的緩沖罐，連接巴式殺菌的裝置選擇2000L的；浸泡罐選擇，按浸泡加水比例1:3計算最少需要12000L容量的容器才能完成任務。最后決定購買溫州利宏輕

41、工機械有限公司生產的罐體群。 （2）均質機 因為是在滅菌之前進行均質，屬于上游均質，所以選用一般均質機即可。選型考慮均質效果，每小時均質能力。通常均質壓力越大均質效果越好，乳液混合效果越佳，物料被粉碎的粒度越小，根據實際生產數(shù)據，選擇均質壓力30～45Mpa。核桃奶生產連續(xù)性差，每班應均質的核桃奶總量為20.3噸，均質機連續(xù)生產則每小時均質機生產能力至少為2.54t/h,所以可以選用3t/h的高壓均質機兩臺，考慮到要進行兩次均質，可以將兩臺均質機串聯(lián)連接起來進行連續(xù)均質。均質效果關系到核桃奶產品質量所以均質質量是決定性因素，其次結合均質機結構、經濟性決定選用專業(yè)高壓均質機，由此選擇上海東華

42、高壓均質機廠生產的高壓均質機。 （3）真空脫氣系統(tǒng) 脫氣能力滿足生產要求，脫氣機脫氣效果受核桃奶溫度、脫氣真空度影響較大，所以要求脫氣機脫氣真空度達到90.7-93.3kpa,且保持穩(wěn)定，料液溫度45-75℃.按照后道工序處理能力不能小于前道工序的原則，且經計算脫氣機處理能力應該大于2.5t/h，由此可以選用一臺4t/h的脫氣機進行脫氣處理，生產廠家：溫州利宏輕工機械有限公司。 （4）巴式殺菌設備 此工藝要求核桃奶殺菌要在85～90℃保持15～30s，殺菌質量關系到產品口感和產品的保質，要求殺菌設備生產能力滿足物料平衡要求，殺菌系統(tǒng)的生產能力不小于均質機生產能力，殺菌質量高，設備清洗方

43、便。工藝要求殺菌機生產能力不小于2.5t/h,可以選用一套5t/h的板式換熱器進行巴氏殺菌。可選用溫州利宏輕工機械有限公司生產的巴式殺菌成套設備，其中主件包括：傳熱版、平衡桶、熱水系統(tǒng)（包括熱水器和熱水泵）、離心泵、儀表控制箱（包括溫度控制、記錄儀、電氣系統(tǒng)）等。 （5）高溫反壓殺菌鍋 ①殺菌鍋生產能力計算 A 殺菌鍋操作周期所需時間, 式中為裝鍋時間（通常取5min）,為升溫時間min,為恒溫時間min,為降溫時間min,為出鍋時間（通常取5min），故=5+10+20+15+5=55min B 每臺殺菌鍋可裝玻瓶數(shù)量n,n=（瓶） 式中K為裝載系數(shù)常見容器取K=0.55-0.

44、60 C 殺菌籃高度與玻瓶高度比 z鍋內殺菌籃數(shù)量，表示殺菌籃內徑m，表示玻瓶外徑m n=0.60.9/0.1324=5969.6瓶 D 每臺殺菌過程生產能力G G=(瓶/小時)=605969.655=6512.3瓶/h 一小時內殺菌X瓶需要N個殺菌鍋,根據灌裝要求計算得出殺菌過處理能力至少為10020瓶/h N=X/G=100206512.3=1.54臺，由此可知至少需要殺菌鍋2臺。 （6）空氣壓縮機 ①殺菌鍋內反壓為 時所需的空氣量=/(),式中 表示殺菌鍋的容積， 表示大氣壓力，KPa 表示反壓冷卻時的絕對壓力，KPa 代入數(shù)據得=7.65200101.

45、3=15.1 ②每只殺菌鍋再反壓時所需儲氣筒容量設為Q, Q=/,其中表式殺菌鍋中當反壓為時需要的空氣量， 表示在儲氣筒壓力下每立方米空氣所提供的常壓空氣量，/ 有設備參數(shù)知儲氣筒壓力0.7MPa，查表得=5.1 代入數(shù)據Q=15.15.1=2.96 ③空氣壓縮機每分鐘的空氣供應量V, /min V=(n)/t, 其中同上， t表示冷卻過程所需時間，min, n表示殺菌鍋數(shù)目 代入數(shù)據得V=15.1215=2.02/min 4.2.4灌裝系統(tǒng) 每班生產成品核桃奶20t,灌裝機灌裝能力至少為167瓶/分，灌裝機、旋蓋機、沖瓶機、噴碼機，整套設備最好選用同一廠家生產，可

46、以保質生產兼容穩(wěn)定性及維修方便等優(yōu)勢，設備滿足灌裝能力，生產的玻璃品滿足質量要求，選用青州魯匯包裝設備公司生產的灌裝設備。 4.2.5清洗系統(tǒng) 水處理系統(tǒng)、CIP系統(tǒng) 要求設備滿足日常生產用水，設備清洗能力要求，選用溫州市長宏輕工機械有限公司生產的容量規(guī)格為15002+2000L的CIP設備系統(tǒng)。  參考文獻 [1]曾慶孝，GMP與現(xiàn)代食品工廠設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.11 [2]無錫輕工業(yè)學院，輕工業(yè)部上海輕工業(yè)設計院（編），食品工廠設計基礎][M].北京：輕工業(yè)出版社，1990.5 [3]張國農主編 ，食品工廠設計與環(huán)境保護[M].北京：中國輕工業(yè)出

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52、0kw、尺寸：11085（cm） 3 不銹鋼浸泡罐 2000L 6 溫州市利宏輕工機械有限公司 134015002900mm 二．磨漿系統(tǒng) 序號 設備名稱 生產能力 規(guī)格型號 臺數(shù) 生產廠家 備注 1 磨漿機 300-400kg/h DM-P400B型 2 哈爾濱泛亞食品機械有限公司 7.5kw、65011131065mm 2 膠體磨 200-700kg/h FM85CY 1 沈陽香洋機械廠 分立式、4.0kw、800350940mm 3 離心機 250kg/次 PS1000 1 張家港市遠洋機械廠 11kw、175

53、017501500mm 4 不銹鋼槽 3 溫州利宏輕工機械有限公司 1450950700mm 三．調配系統(tǒng) 序號 設備名稱 生產能力 規(guī)格型號 臺數(shù) 生產廠家 備注 1 配料罐 3000L 8 溫州利宏輕工機械有限公司 14102000（mm）,H=4m,功率=1.5kw 2 化糖鍋 2000L DH-G2000 1 廊坊市頂天輕工機械有限公司 2.2kw、 185016502400（mm） 3 均質機 3t/h GYB系列均質機，40MP 2 上海東華高壓均質機廠 22kw、機號3022，

54、外形尺寸：130010601350（mm） 4 緩沖罐(高位罐) 2000L 2 溫州利宏輕工機械有限公司 13401500（mm）,H=2900mm 5 巴式殺菌設備 5t/h 1 溫州利宏輕工機械有限公司 采用一臺離心泵時，1.5KW;采用兩臺離心泵時，3KW 6 高位儲罐 3000L 4 江陰頂紅機械設備有限公司 帶加熱、攪拌裝置，溫度顯示，液位計，取樣閥.14102000(mm),3.4m 7 真空脫氣機 4t/h 1 溫州利宏輕工機械有限公司 6.2kw, 11858003140(mm) 真空度=0.06-0.08MP

55、a 8 板式換熱器 1 溫州利宏輕工機械有限公司 四．殺菌灌裝系統(tǒng) 序號 設備名稱 生產能力 規(guī)格型號 臺數(shù) 生產廠家 備注 1 LHWHM系列旋轉式數(shù)控灌裝機 10000瓶/h LHWHM-36 1 青州魯匯包裝設備公司 2.5kw,灌裝精度≦0.5%，393020501900mm 2 封口機 0-180瓶/分 GLF-2100B型電磁感應封口機 1 青州魯匯包裝設備公司 2.5kw, 295230210mm 3 旋蓋機 180瓶/分 ZXF型 1 青州魯匯包裝設備公司 1kw,1500800

56、1600mm 4 沖瓶機 6000瓶/h 雙列間歇式沖控機,112頭（雙列） 2 青州魯匯包裝設備公司 整機功率: 1.2KW, 雙列:38008001500mm 5 噴碼機 6m/s(5x7點陣) LHZPI型高智能噴碼機 1 青州魯匯包裝設備公司 370x240x520mm 0.1kw、噴印行數(shù)：1-4行字符 6 高溫反壓殺菌鍋 6513瓶/h 7.65m3 2 南京樂惠輕工裝備制造有限公司 15kw，513022802550mm 五．供熱設備，清洗設備 序號 設備名稱 生產能力 規(guī)格型號 臺數(shù) 生產廠家 備注 1 鍋爐

57、 4t/h 1套 成都中瑞特種設備有限公司 620026003500mm CIP設備 2000L2+20002L 1套 溫州利宏輕工機械有限公司 熱水桶、冷水桶、酸液桶、堿液桶、離心泵、控制柜、8kw、 920030003200mm  附錄2:車間平面布置圖 見附圖 附錄3:車間工藝流程圖 見附圖  致 謝 本論文在撰寫過程中得到了導師劉學文教授的悉心指點，在此表示衷心的感謝! 感謝四川大學食品科學與工程所有老師,他們嚴謹、認真、一絲不茍的治學態(tài)度給我們做出了榜樣。 感謝給予我?guī)椭?6級食品科學與工程專業(yè)的所有同

58、學，是他們在我最困難的時候給我鼓勵和支持。 大 學 畢業(yè)設計（論文） （頁面設置：論文版心大小為155mm245mm，頁邊距：上2.6cm，下2.6cm，左2.5cm，右2cm，行間距20磅，裝訂線位置左，裝訂線1cm，） 此處為論文題目，黑體2號字 （以下各項居中列，黑體小四號） 年 級: 學 號: 姓 名: 專 業(yè): 指導老師: （填寫時間要用中文） 二零零八年

59、六月 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第V頁 大學本科畢業(yè)設計（論文） 院 系 專 業(yè) 年 級 姓 名 題 目

60、 指導教師 評 語

61、

62、 指導教師 (簽章) 評 閱 人 評 語

63、

64、 評 閱 人 (簽章) 成 績 答辯委員

65、會主任 (簽章) 年 月 日 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 班 級 學生姓名 學 號 專 業(yè) 發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日 題 目

66、 題目類型：工程設計 技術專題研究 理論研究 軟硬件產品開發(fā) 一、 設計任務及要求