江南大学

硕士学位论文

年产3万吨浓缩苹果汁工厂设计

姓名：曲多

申请学位级别：硕士

专业：食品工程

指导教师：张灏

20060601

摘要

本设计主要是进行年处理３００００ｔ浓缩果汁工厂设计。

在对全球和我国苹果产销和加工的现状进行充分调研的基础上，分析了我国浓缩苹果汁的生产和贸易现状。拟定在三门峡市郊投资浓缩苹果汁生产厂．首先依据拟定的产量对生产车间进行了物料、热量衡算；进而依据国际市场要求进行了车间的工艺设计，进行了主要的设备选型。第三，对公用事业、土建等方面也作了～个初步的设计方案；同时，对水、电、汽的用量和费用也进行了估算；由于浓缩苹果汁大部分是作为出口产品，因此为了使浓缩苹果汁的质量达到世界水平对浓缩苹果汁的ＨＡＣＣＰ也进行了详细的分析与统计．最后，本设计还作了必要的技术经济分析。

整个设计充分考虑了目前的经济状况和今后发展的需要，从节能的角度出发选择设，备。生产流程尽量提高机械化、自动化水平，同时力求技术上先进，质量上可靠，布局上合理、规范。关键词；浓缩、苹果汁、蒸发、ＨＡＣＣＰ、工厂设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｉｓｐｒｉｍａｒｉｌｙｆｏｒｔｈｅａｎｎｕａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆ３００００ｔｏｎｓｆｒｕｉｔｊｕｉｃｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．

ＯｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｆｕｌｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｇｌｏｂａｌａｎｄＣｈｉｎａ＇ｓａｐｐｌｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｓｔａｔｕｓ，ｔｈｅ

ｔｒａｄｅｓｔａｔｕｓ．Ｉｔｄｅｓｉｇｎａｎａｌｙｓｅｓｏｕｒａｃｏｕｎｔｒｙ’ｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｐｐｌｅｊｕｉｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｐｐｌｅａｎｄｐ１黜ｔｏｉｎｖｅｓｔｔｏｂｕｉｌｄｊｕｉｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｌａｎｔｉｎＳａｎｍｅｎｘｉａｓｕｂｕｒｂ．Ｆｉｒｓｔｏｆａｌｌ，ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄａｃｑｕｕｍｆｏｒｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｗｏｒｋｓｈｏｐｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔａｒｙｏｕｔｐｕｔ；ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｒｎａ：ｋｅａｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃｄｅｓｉｇｎｆｏｒｔｈｅｗｏｒｋｓｈｏｐａｎｄｄｏｔｈｅ

ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ

ａｔｔｈｅｓａｎｌｅｍａｊｏｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｍｐｌｉｎｇａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｍａｎｄｏｆｔｈｅｄｅｓｉｇｎｆｏｒｔｈｅｐｕｂｌｉｃｓｅｃｔｏ埽ａｎｄｅａｒｔｈｗｏｒｋ；ｏｆｗａｔｅｒ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ

ａｍａｒｋｅｔ．Ｔｈｉｒｄｌｙ，ｍａｋｅａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｃｏｓｔｓａｐｐｌｅｔｉｍｅ，ｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｕｓａｇｅａｎｄｔｈｅａｎｄｆｕｅｌ；ａｓｍｏｓｔｏｆｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ

ＨＡＣＣＰｏｆｊｕｉｃｅａｒｅｅｘｐｏｒｔｓ，ｉｔａｌｓｏｍａｋｅｓａｐｐｌｅｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔａｔｉｓｔｉｃｆｏｒｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｊｕｉｃｅｆｏｒｔｈｅｓａｋｅｏｆａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｗｏｒｌｄｑｕａｌｉｔｙｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｌｓｏｍａｋｅｓｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ．

Ｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎｔａｋｅｓｆｕｌｌａｃｃｏｕｎｔｏｆｃｕｒｒｅｎｔｅｃｏｎｏｍｉｃｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｆｕｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｔｏｎｅｅｄｓ，ｃｈｏｏｓｅｓｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｏｆｅｌ＇ｌｅｒｇｙ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓ

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Ｋｅｙｗｏｒｄ：ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｐｐｌｅｊｕｉｃｅ，ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ，ＨＡＣＣＰ，ｄｅｓｉｇｎ

独创性声明

本人声明所里突韵学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。

签名；日期：矿易年多思角

关于论文使用授权的说明

本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规定：江南大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。

保密的学位论文在解密后也遵守此规定。

签名：导师签名：二Ｌ塾』竺兰二日期；汐占年莎月上日

第一章绪论

第一章绪论

１．１全球苹果生产现状和发展趋势

１．１．１全球苹果的生产现状

随着全球经济一体化的形成和发展，苹果的生产者、经营者和消费者将在全球统一的大市场中竞争。了解世界范围内苹果的生产现状及发展趋势，将有助于我国采取适当措掩解决目前苹果生产中的主要问题，加快由苹果生产大国向生产强国转变。

据ＦＡＯ统计，２００２年亚洲苹果产量占世界的５４．１％（其中中国占世界的３５．８％，其他亚洲国家包括伊朗、土耳其、印度、韩国和日本约占世界的１８．３％），欧洲占２７．７％，亚欧两洲占世界的８１．８％，北美和整个南半球产量相当，均低于世界的１０％。从苹果单产可反映生产技术水平和果品质量：亚、欧、非单产较低（约为南、北美洲和大洋洲的１／２），大部分国家果品质量较低，北美和南半球国家总产量相对较低，但单产和果品质量较高。【２ｌ一

目前世界苹果生产广泛存在生产过剩、低消费量、质量低下、品种不当以及促销不够等问题。中国和欧洲苹果产量占世界的６０％以上，亚洲和欧洲占世界的８０％以上，这些国家苹果生产的调整直接影响世界苹果总产量的下降和果品质量的提高。

２０００年世界苹果总产量为５９２７万ｔ，２００１年为５７８２万ｔ，２００２年为５５６０万ｔ，２００３年为５８７４万ｔ，２００４年高达６１９２万ｔ。全球主要苹果生产国２００４年苹果产量觅表１．１。

世界上共有６大洲８４个国家生产苹果，其中欧洲３５个国家，亚洲２５个国家。苹果产量超过１００万ｔ的国家有１２个，这１２个国家的总产量占世界总产量的７５．８％。其中产量最多的５个国家分别为中国、美国、波兰，伊朗和土耳其，五国的产量约占世界苹果总产量的５４．８％。

中国和南美是近２０年来苹果发展最快的国家和地区。

１．１．２全球苹果的发展趋势

（１）消费趋势

据统计，在中国苹果的人均消费量持续增长，欧洲缓慢下降，美国保持不变。１９９３－２００１年虽然世界总果品消费量不断增长，苹果人均消费量却下降了７％，原因之一是有其他果品的竞争，如葡萄和草莓几乎可全年供应，人们主要把甜食作为小吃也是一个因素，另一个原因是苹果质量和新鲜度问题。许多消费者认为苹果是一个老旧的没有吸引力的产品，这种观点在发达国家普遍存在；一些人则认为苹果作为快餐不方便。消费者还认为苹果质量普遍低下，特别是不耐贮藏的金冠和元帅系苹果。目前，消费者更注重苹果的食用品质，而不是像过去那样过分注重外观品质，如嘎拉、富士和布瑞本越来越受到消费者欢迎。

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表１－１全球主要苹果生产目２００４年苹果产量（ＦＡＯ数据）

国家

中国

欧盟

波兰

意大利

法国

德国

西班牙

荷兰

比利时

土耳其

伊朗

俄罗斯

罗马尼亚

美国

加拿大

日本

墨西哥

智利

阿根廷

巴西

南非

新西兰产量２２１６万ｔ２５国１２３５万ｔ２５０万ｔ２０７万ｔ，２２２万ｔ１５９万ｔ６０万ｔ４４万ｔ３２万ｔ２３０万ｔ２４０万ｔ２０３万ｔ１１０万ｔ４５７万ｔ，３７万ｔ８８万ｔ５０万ｔ１２５万ｔ１２６万ｔ９８万ｔ７６万ｔ５０万ｔ

（２）栽培面积和产量变化趋势

因新建果园的果树品种不断优化，单位产量更高。虽然世界苹果栽培面积呈下降趋势，但苹果总产量不断增长。对苹果品种的认识和利用也与过去有很大不同，新的高品质的品种得到广泛栽培，在苹果的产品多样性、质量保证和市场营销方面发挥越来越大的作用。不包括中国，元帅和金冠是世界两大主栽品种，再加上澳洲青苹、旭和、瑞光，这５个老品种占世界产量的４８％，与元帅系和金冠相比，乔纳金和艾尔期塔（主要在欧洲种植）、嘎拉和富士（世界各地均有种植）栽培相对较少；富士目前已经成为世界第一大苹果品种，目前中国富士栽培面积占苹果总面积的４９．６％。预计以后的ｌＯ年间包括元帅系和金冠在内的５个老品种果品产量将有３％的小幅增长，乔纳金和艾尔斯塔将增长２０％—３０％，嘎拉和富士增长５０％，粉红女士增长２００％。全世界苹果总产量在下个１０年将增长１３％，再加上老品种将增长３％，这将给本来已生产过剩的苹果产业带来严重问题ｐ】。在中国，随着农业结构的调整，苹果栽培面积不断扩大，苹果的过剩已经成为必然。２

第一章绪论

１，２我国苹果生产和出口现状

我国是世晃第一大水果生产国，目前水果年产量已超过１６０００万ｔ，约占全球产量的１４％左右，成为我国继粮食、蔬菜之后的第三大种植产品。但是根据最新统计数据显示，２００２年，我国水果的出口量仅为１６万ｔ，占世界水果出１３总量的３％，且价格为美国的４０％、日本的２０％。据检验检疫部门统计，我国每年欲出口的水果大约有１００多万ｔ，然而真正能出口的只有－－，１，部分。我国水果的果品品质、加工产品的种类和质量，在国际市场上同发达国家相比存在较大差距。

国产水果中的苹果、柑橘、梨等大宗水果长期作为出１３的主要品种。据统计，目前国内苹果的栽培数量己严重失衡，逼近北方果品总量的７００，４，且其年产量己达２２００万ｔ，占国产水果的１／３，梨的年产量则为７８０万ｔ，相当于苹果产量的３６％左右。近年来由于水果生产发展过快，水果生产中存在着单纯追求数量，忽视质量的问题，结构较单一且供应不均衡，优质水果比例不高。

中国１９９９年苹果总产量已达２２０１万ｔ，而同期世界苹果的总产量为６０２０万ｔ，中国苹果产量超过了世界总产量的ｌ／３。从１９９３年至今，中国苹果总产量一直居世界第一位。

我国虽然是苹果第一大生产国，但出口贸易量却极少。１９９９年国际市场上苹果的贸易量为４５０万ｔ，而我国同期苹果的出口量仅为４万ｔ，仅为世界苹果贸易总量的１％。法国的苹果年产量只有２６０万ｔ，相当于我国的１／８，但却是世界第一大出口国，出口量高达１２０万ｔ。就连产量排行第十位的智利，产量只有１１６万ｔ，但出口量却高达５８万ｔ，仅次于法国、美国，是世界第三苹果出口国。

１．３中国苹果汁生产与贸易

浓缩苹果汁是中国最主要的苹果３ｎ－ｒ产品，也是世界最主要的苹果加工产品，占世界苹果加工总量的９０％以上。苹果／３ｎ－ｒ成浓缩汁有利于开发中国苹果源，并对苹果产后加工产业链的形成、农业产业结构的调整具有积极的促进作用。经过２０年的发展历程，中国浓缩苹果汁行业作为拓展苹果产业发展空间和增加果农收入的重要领域。从无到有，从弱到强，已成为备受国外关注的农产品加工行业。

１．３．１中国浓缩苹果汁的发展历程

由于中国特有的资源优势为基础，浓缩苹果汁近年来发展迅速，生产规模快速扩张，生产能力由２０世纪８０年代中期的年产不足１６００ｔ，猛增至２００４年的６０万ｔ。浓缩苹果汁生产企业通过引进国外先进的果品加工生产线，采用先进的加工技术，如高温短时杀菌技术、无菌包装技术等，产品质量显著提高。同时由于国际市场不断拓宽以及受到国际市场价格回升的影响。２００４年出口量约占世界贸易总量的一半。近年来在全国果品普遍出现“卖难”的形势下，中国浓缩苹果汁加工业效益却逐步攀升，特别是２００１年以后，浓缩苹果汁生产和贸易取得了长足的进步，成为水果产业中的佼佼者。回顾发展历

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程，中国浓缩苹果汁的发展可以分为３个主要阶段。

（１）探索阶段（１９８２－１９９２年）

（２）成长阶段（１９９２－２００２年）

（３）成熟阶段（２００３－２００７年１

１．３．２中国浓缩苹果汁的贸易

’

１９９４．１９９９年，全球苹果浓缩汁的贸易量约为６０万ｔ左右。过去主要是发达国家消费浓缩苹果汁，现在发展中国家的消费量也在不断增加。浓缩苹果汁主要出口国为中国、波兰、德国、意大利、阿根廷、智利、匈牙利等，主要进口国为德国、美国、日本、意大利、奥地利、澳大利亚等。最大的进口市场是美国、欧洲、日本。这３个市场的年需求量为４０万．４６万ｔ，其中美国２０万ｔ左右，欧洲约２０万ｔ，日本在６－７万ｔ，美国、日本、．欧洲等一些国家随着生产成本不断提高，国内浓缩苹果汁生产的规模不断缩小，只有依靠进口来满足市场需求。２００４年中国浓缩苹果汁的产量达到４０万吨，到２００５年，产能将达到７０万吨。国际市场上浓缩汁的价格也呈波动趋势，加入世贸组织后，价格呈逐年上升趋势，出口的的ＦＯＢ价格：２００４年为７００（美元／ｔ）、２００５年为９００（美元／ｔ），现在由于苹果产量难以满足生产的需求，价格还在一直上升，对国内浓缩苹果汁行业十分有利。

中国浓缩苹果汁的主要出口国家是美国、日本和欧洲。浓缩苹果汁是加工果蔬汁饮料的基础原料，欧美日市场的饮用纯果汁、果菜混合汁、蔬菜汁、水果啤酒等，都离不开浓缩苹果汁这一风味特性温和的基料。国外９０％的饮料生产厂商将浓缩苹果汁作为饮料生产的基础配料，从而决定了未来对浓缩苹果汁的需求将继续呈稳中有升的趋势。１．４中国浓缩果汁的生产展望

随着我国人民生活水平的提高，人们对饮料特别是天然饮料的需求量将越来越大，预计２００５年我国人均果汁饮料的消费量将达到世界发展中国的平均水平，即１３．２ｋｇ，人，若按１２亿人口计算，２００５年我国国内消耗苹果汁的量以７１０ＢＸ浓缩汁计为３０万ｔ。［４１

１．４．１加快苹果汁工业的发展，参与国际市场的竞争

从市场需求预测可知，２００５年我国需要７０万ｔ浓缩苹果汁（７ｌ。Ｂｘ）参于国际市场竞争同时国内还需要至少３０万ｔ浓缩苹果汁。还不仅要求苹果的种植面积比以前增加近一倍，而且苹果汁的加工能力增加４０多倍，因此建议在我国苹果产区建１０．１５个每ｈ处理苹果５０ｔ以上的浓缩苹果汁生产厂家，再配几十条小生产线，这样，不仅可以满足国内外市场发展的需要，而且还能增加苹果汁生产企业的经济效益和社会效益。

１．４．２加快研制我国自己的苹果汁加工设备

８０年代以来，我国先后从国外引进了４０多条浓缩苹果汁生产线，由于引进成本太４

第一章绪论

高，再加上在原料、市场、加工技术等方面存在一系列问题。为了尽快发展我国的果汁加工业，首先要把引进的国外设备用好，并达到消化的水平，其次还要尽快培养一批果汁加工的技术工人和技术骨干。在上述基础上，再根据我国的实际情况，设计适合我国国情的加工工艺，吸收国外设备的优点，设计中考虑结合我国实际情况，开发合适的苹果汁加工设备，这对加快我国苹果汁加工业的发展将起到保证作用。因此各有关部分要大力协调，把此项工作做好。

１．４．３浓缩苹果汁市场

目前，我国生产的浓缩苹果汁８５％以上出口，而且出口量增长较快。１９９５年出口量为１．７７４４万ｔ；１９９９年出口量为９．８６９８万ｔｌ２０００年出口量为１４．２３１５万ｔ；２００４年４０万ｔ；２００５年７０万ｔ，出口的国家相应为１９９５年１５个、１９９９年３３个、２０００年４４个和２００１年１—６月４１个，主要国家有：美国、日本、欧洲及澳大利亚，出口到这些地区国家的量占出口总量的６０％。浓缩苹果汁在国内的销售也呈上升趋势。

浓缩苹果汁生产中遇到的最大问题是反倾销。由于我国浓缩苹果汁供大于求以出口为主，为了摊销企业运转费，部分企业不得不以低价出口，这是招致反倾销的根本原因，当然也有选择第三国不当而导致的不公平。美国已对我国产品征收反倾销税，而其它既是生产国又是进口国的国家也极有可能对我国征收反倾销税。美国、澳大利亚、德国、俄罗斯联邦均是苹果主产国，也是加工比例较高的国家。

１．５立题的背景与意义

１．５．１苹果及苹果汁的营养价值与医疗保健作用

“一天一个苹果，疾病远离我”是西方广为流传的一句谚语。越来越多的事实表明苹果及其加工产品如苹果汁、苹果酒的确含丰富的营养物质，具有重要的营养价值和医疗保健作用。食品所提供的热量是由卡表示的，一个适度大小的苹果可以提供８０卡左右的热量，就此而言，苹果汁的热值并不高，但苹果汁的营养生理意义在于它的营养成分能够迅速的被人体吸收。苹果汁中可溶性固形物绝大部分溶解于水，只有少部分溶解于有机酸和矿物质中。苹果汁中的碳水化合物主要由糖构成，糖的主要成分是葡萄糖和果糖，这两种糖是很容易被人吸收的单糖，在人体内会迅速溶解，被肠胃吸收后进人血液中。因此，从营养学观点来看，苹果汁对人体非常有利。

食用适量苹果，还有一些医疗作用，苹果润肺、悦心、生津开胃、止渴、解暑除烦、和脾、止泄；还可中和过多的胃酸，促进肾上腺素的分泌。肝炎、肾炎患者宜多吃苹果，甚至可实行苹果日，即一日不吃其他食物，只进食５～６个苹果。苹果的果实含钠少，含钾量多，是很好的碱性食品，可以利用苹果补钾；钾能加强肌肉的兴奋性，维持心跳规律，对保护心脏有重要意义。苹果含较多的可溶性磷和铁，易于消化和吸收，有益于婴儿发育。随着科学研究的不断深人，人们对苹果汁的认识较以往更加全面深刻，其营养保健

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作用主要表现在以下几方面。

（１）苹果汁中的生物活性物质

研究表明苹果汁中的黄酮类化合物与多酚化合物结合在一起具有抗癌的作用，该混合物能抑制人体内癌细胞的生长与扩散，从而起到了一定的抗癌作用。康奈尔大学的刘瑞博士将黄酮与多酚分离，结果证实黄酮或多酚单独存在时都起不到以上的作用．最近美国的临床试验表明苹果及苹果汁可以预防心脏病，让２５个健康的人在１２周内每天坚持食用半杯１００％苹果汁或两个新鲜苹果，结果发现，新鲜苹果及ｌｏｏ％苹果汁具有相似的作用，能减慢人体内导致心脏疾病的进程。美国心脏协会、儿科研究院、苹果加工研究所等多家机构都建议儿童以至成年人都应养成多吃水果和蔬菜、特别是食用苹果和１００％苹果汁的习惯。苹果汁可以降低呼吸系统疾病发生大量科学研究已证实，苹果汁中的某些成分可以改善呼吸系统的功能。经常食用苹果汁的人与不食用或很少食用苹果汁的人相比，气喘病的发病可能性降低２２％．２３％，肺癌的发病可能降低５８％，而且在烟民中肺气肿（几乎５０％的吸烟者患有此病）的发病率也明显降低。【５】

（２）苹果汁对人类健康的益处

美国儿科研究院最近研究认为，对婴儿和儿童而言，１００％果汁（尤其是苹果汁）是继奶、奶制品和水之后的最佳饮料。１００％果汁不仅可以止渴，而且风味极佳、可以提供丰富的营养物质，对儿童生长发育无任何副作用，其中维生素Ｃ利于铁离子的吸收，而铁是儿童健康生长的重要营养之一。１００％果汁已经被美国儿科学院正式认定、推荐为儿童健康饮料。加利福尼亚一戴维斯大学（ＵＣ＿＿ＤＡＶＩＳ）的研究人员认为，苹果汁中富含可以调节不健康饮食的成分，尤其是对那些商脂肪摄取量的人来说更为重要。正如ＥｒｉｃＧｅｒｓｈｗｉｎ所说的：“如果你在吃牛排的时候，能同时喝一杯苹果汁而不是啤酒，那么，牛排里的脂肪就不会进入到你的身体里去，你也不会发胖。”我国是世界苹果生产大国，２００１年苹果产量达到了２０００万ｔ，占我国水果总产量的三分之一。苹果是水果中的“主粮”，尽管近年水果市场繁荣，各种洋水果、热带水果色彩纷呈，但苹果仍然是我国食用最多的果品。

１．５．２新技术在苹果汁生产中的应用

（Ｉ）酶技术

酶技术引入到苹果汁加工业中后，使苹果汁加工得到了迅速的发展，特别是果胶酶、淀粉酶在苹果汁澄清中的应用，解决了果汁加工中的过滤难问题，也解决了果汁加工出现二次沉淀的问题。随着科学技术的发展，许多酶制剂工厂在果胶酶中加入一定量的纤维素、半纤维素酶形成复合酶，因此现在工厂所使用的酶是一种复合酶，用其处理果浆和果汁，可将水果的细胞壁破坏，提高出汁率和原料利用率。

（２）膜技术

近几年来，膜技术发展迅速，国外已将该技术普遍的应用于苹果汁的浓缩和澄清，美国ＫＯＣＨ公司生产的超滤设备最早用于苹果汁的生产。国内浓缩苹果汁厂所用的超滤膜主要依赖于进口。在我国膜设备生产厂商主要还是使用进口膜，并加以配套其它设施这样就大幅度的降低了设备投资．６

第一覃绪论

膜浓缩和澄清的优点为：①无相变，因此能保持营养成分和风味；②无需蒸汽，可节省大量能源：⑤占地面积小。膜浓缩的缺点为：①香气的损失。根据苹果品种不同，损失量也有差异，对一些香气成份以脂类为主的品种损失高可达７０％，但对以醇类为主的香气成份损失仅为３０％。②浓缩倍数，一般一次浓缩可达到２００ＢＸ左右，两次浓缩最高只能达４８０ＢＸ：③浓缩到３０。ＢＸ以上则不经济。膜技术可与浓缩设备配套使用，如先用膜技术将苹果汁浓缩成１８。ＢＸ～２４０ＢＸ，再用浓缩设备进行浓缩，这样进料量可比原来增加近一倍，从而使产量提高一倍，在对压榨、澄清、提香等工艺进行相应改进后，可使一条生产线变成两条生产线。在用膜技术以前配合采用酶技术，可以大大提高澄清效率，经膜（要选适当的膜）澄清的果汁，澄清透明，不会生成二次沉淀。

（３）灭菌技术

超高温灭菌原来是用在乳品的处理上的，近几年来，人们又把它用在饮料生产和果汁加工中。采用超高温灭菌，可以杀灭由于种种原因带入到果汁中的耐高温菌等杂菌，’可以保证果汁的卫生指标达到国家标准。超声波、微波、电磁波、Ｘ射线等对微生物都有一定杀灭作用。它们的优点是：温度低、时间短、不影响风味。将来这些灭菌新技术将逐步被引入到苹果汁的杀菌之中。

（４）无菌包装新技术

无菌包装已有５０多年的历史，随着科技技术的进步，无菌的包装技术、包装设备毒包装材料将得到迅猛的发展，无菌包装的应用范围将越来越广，现在不仅能成功地进行小包装，而且还解决了大容量（２２０ｋｇ～１０００ｋｇ）的包装问题，采用“集装袋”的形式进行无菌包装运输已在发达国家普遍开始应用。无菌包装有如下优点：①可减少果汁中营养成一分的损失，保持鲜苹果的风味：②可节约包装材料３０％～５０％，节能３０％；③可生产大容量的包装：④灌装是在无菌条件下进行的，安全性较高。随着人们对苹果汁营养成分、风味及原浆果汁需求的加大，无菌包装将越来越显示其优越性，不远的将来，无菌’包装技术将在果汁加工中得以广泛应用。

１．５．３浓缩苹果汁的用途

（１）作为生产苹果汁饮料的原料：

（２）可以用来加工酿制苹果酒；

（３）可以作为其它各种饮料的补充物；

（４）食品工业的基础配料；

（５）烟草。

１．６本设计拟定的工作内容

本设计拟定的工作内容包括一般工厂设计的一些基本内容，主要有厂址的选择，生产工艺的论证，车间平面设计，全厂平面图设计，劳动组织的分配等。此外，还有一些物料、能量的衡算，技术经济分析等。由于产品大多数是出口，为了达到国外的质量标准特对浓缩苹果汁的ＨＡＣＣＰ控制点进行了分析。７

江南大学工程硕士学位论文

（１）浓缩苹果汁的工艺流程及论证；首先根据目前生产工艺存在的不足，设计改进的工艺流程，其次对于新设计的工艺流程进行论证，最后阐述浓缩果汁质量的控制方法：

（２）浓缩苹果汁物料衡算：以苹果及成品的指标为依据进行物料衡算，衡算的数据作为设备选型及能源配备的基础数据依据；

（３）主要设备热量衡算及设计：包括浓缩系统的设备选型、热量衡算；杀菌系统的热量衡算及辅料罐、暂存罐的设计，蒸发器的热量衡算等；

（４）主要设备选型；包括拣果机、压榨机、超滤设备、蒸发器、灌装机等；

（５）劳动组织设计：

（６）辅助部门设计；

（７）公用系统设计；

（８）土建、防火、卫生设计；

（９）浓缩苹果汁的ＨＡＣＣＰ；

（１０）经济技术分析。

１．７设计原剐

１．７．１符合国家的方针政策

厂址选在当地规划区内，并尽量少占良田。

１．７．２符合生产条件

厂址附近有良好的卫生环境，无有害气体、放射源、粉尘及其它扩散性污染源，以保证产品的卫生质量和职工的劳动环境。厂区所在地有可靠的地质条件和一定的地耐力。

１．７．３投资少，经济合理

厂区所在地有比较方便的运输条件，有一定的供电条件以满足生产的需要；有充足的水源且水质较好，符合卫生部颁发的饮用水质标准。废水处理后排放到污水处理厂．

１．７．４充分利用原辅料

降低成本，提高产品质量，增强市场的竞争力适应市场经济的发展，力图发展生产，活跃市场。

根据浓缩苹果汁的生产实际，我们对苹果渣可以烘干后直接用来做饲料，或作为提取果胶的原料。８

第一章绪论

，１ ８产品方案及班产量的确定

１．８．１依据

年产量３００００ｔ浓缩果汁

１．８．２要求

首先确定季节性产品的生产季节和班次，然后考虑调节性产品。做到产品产量、劳动力、班次、设备生产、水、电、汽基本平衡，达到经济运行的目的。

１．８．３产品方案

表１．２产品方案表

———Ｊ

———＿＝

产品

名称

浓缩年产量（ｔ）班产量（ｔ）月月月月月月四五＾／、七八九十十——十二月月月月月月

苹果

汁３００００５５．５３

１．９厂址的选择

随着饮料行业在世界范围的蓬勃发展，饮料行业成为了食品行业重要的一部分，其。中人们的消费又逐渐趋向于纯天然的，健康的果蔬汁饮料，因此在水果资源丰富的河南省建立饮料工厂是很好的选择，本设计工厂建在河南三门峡市郊区，选择厂址附近无污染源，水源充足，交通畅通的一块土地。

三门峡市位于中国河南西部，毗邻山西、陕西两省。这里是全国最大的苹果种植基地之一，尤其是被誉为“亚洲第一高山果园”的寺河山苹果，以其皮薄肉厚、脆嫩多汁而誉满海内外。三门峡市是豫（河南三门峡）晋（山西运城市）陕（陕西渭南市）黄河金三角经济协作区的中心城市，国土面积１０４９６ｋｍ。，人口２１９万，市区人口３０万。三门峡物华天宝，人杰地灵，环境优美，文化灿烂，有着广阔的发展空间，是河南省区域经济发展最有竞争力的城市之一，被誉为镶嵌在黄河岸边一颗璀璨的明珠。［７１

三门峡土特产种类多、质量好。以灵宝寺河山为主的优质苹果驰名中外，是全国重要的苹果生产基地，区域苹果生产种植面积３５００００万盯，年产量４００万ｔ以上；深加工后的浓缩果汁、果汁饮料等产品出口海外，享誉国际市场。水资源充足，水质优良，全市有大小河流３０００多条，年平均水资源总量为２９亿ｍ３（不含黄河入境水），黄河干流年均过境水量为４２０亿ｍ３，－－Ｉ＂１峡水库库容９６亿ｎｆ。投资３．８亿元的槐扒提水工程为三门峡市的经济发展提供了便利的条件。

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第二章工艺流程及论证

２．１工艺流程

图２＿Ｉ浓缩苹果汁工艺流程图

ｌＯ

第二章工艺流程及论证

２．２工艺论证

２．２．１牧果与运输

（１）苹果主要从当地收集，收集的苹果不能是已放很久的，以免水分蒸发太多，影响原料利用率。

（２）苹果的运输也是一个很重要的环节，运输不当往往会造成很大的损失．在运输时必须注意防止震荡，保持原料的完整性，以免细菌侵入，造成原料不能生产。缩短途中时间，按路程计算时间，尽量缩短中途停留时间，以免苹果变质。

２．２．２原料的验收

每年４ ５月份采购部与质检部到原料产区调查当年苹果原料的收成情况及农药使用情况，确定采购区域，保证采购区域周围没有化学污染及该区域未使用国家禁止的农药。确定合格供应方，签订采购合同。生产期间，苹果验收按以下要求进行：

（１）必须是合格供应商提供的原料；

（２）农残检验报告；

（３）产品质量主要是腐烂率超标（６％）的不收；

（４）质检员当场验收，不符合标准的不收【８Ｊ。

２．２．３苹果的预处理

步骤：（初验合格的苹果）一称重计量一暂存一初洗

苹果在采收后表面常附有灰尘，碎叶等杂物，必须进行初步清洗，初步清洗有两个过程，水流输送清洗和提升机喷淋清洗。在清洗时把粘附在原料上的泥土、杂质、粉尘、沙粒等洗掉，去除残留的农药和部分微生物，清洗环节必须符合食品卫生要求。

２．２．４拣选

在拣选台上对苹果进行拣选，把一些腐败的苹果或腐烂部分去除掉，一些杂质通过拣选台被拣出。以免下一步进行破碎时这些杂物进入苹果汁。

２．２．５清洗

在洗果机上通过毛刷及水流喷淋进行苹果的清洗，通过破碎前的提升机进行清洗。２．２．６破碎

破碎粒度控制到１．５ｃｍ－３ｃｍ，通过破碎机将苹果破碎，以备后面进行压榨。在破碎的过程中要控制力度，否则在泵送过程中会受到影响，影响泵送的效率。依据苹果收购季节以及品种，破碎颗粒有所不同．在每年新收苹果时，由于苹果成熟度不够，一般控

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制在ｌｃｍ．２ｃｍ之间，可以提高出汁率。到后期由于苹果成熟度增加，压榨时如果颗粒过小，会在表面形成一层胶膜，阻止汁液的渗出，降低出汁率，这时一般控制在２

之间。

２．２．７压榨ｃｍ－３ｃｍ

压榨所采用的是带式压榨机。在压榨过程中果浆分布尽可能的均匀，果浆厚度控制在３ｃｍ．６ｃｍ之间，榨带张力的调节，根据果浆的性质加以调节，以出汁率作为衡量标准 如果需黑可以在一次压榨后的果渣加等量水浸渍后再进行二次压榨，可提高果汁出汁率，但在后期由于成熟度较高，增加的出汁率已无经济性可言，就取消这一步操作。

２．２．８第一次巴氏杀菌

通过破碎压榨后，果汁一直暴露在空气中，由于多酚氧化酶产生的褐变将提高成品的色值，降低品质。此外还会受到一定的细菌污染，因此要进行第一步巴氏杀菌。杀菌的主要目的有三个，（１）灭酶（２）杀菌（３）淀粉糊化。若杀菌不彻底，可造成致病菌残留、微生物腐败。杀菌９５℃１２ｓ后，应立即降温至４９．５５℃，以方便下一步进行酶解。

２．２．９酶解

在这个过程中，加淀粉酶、果胶酶进行酶降解，经检测均为显阴性时，再根据终产品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清剂。经过酶降解和澄清后的果汁直接进入超滤循环罐，以备精过滤。要求：酶制剂存放温度在０．５。Ｃ；酶反应温度４９．５５℃；从酶解罐进料开始到出料结束，物料停留时间≤６ｈ（超滤开机时物料除外）。控制时间的目的主要是控制微生物的需要。

２．２．１０超滤

超滤开机时要求浊度为Ｏ．Ｉ．０．６ＮＴＵ时，方可向下一工序送料。每半个小时要对渗透液做有无杂质感官检测。在超滤渗透液流量不能满足生产需要时，应按规定程序清洗，清洗前须加水稀释循环罐果汁，过滤至糖度低于２．００ＢＸ时，超滤方可排空．超滤膜一般选用聚砜膜，截留分予量一般为３００００ｄａｌｔｏｎ。

２．２．１１树脂脱色

．脱色的需要根据产品的色值来决定。超滤后清汁由清汁罐泵入树脂柱，经过树脂的吸附作用进行脱色处理，根据脱色后清汁的检测指标，确定是否需要更换树脂柱再进行生产。一般选用大孔吸附树脂ＨＰＤ２００Ｌ用于浓缩苹果汁的生产。大孔吸附树脂能使果汁保持原有新鲜的滋味和香气。