-
年产
10000
吨浓缩胡萝卜汁生产车间设计书
1.
绪论
1.1
设计课题的目的及意义
浓缩胡萝卜汁工厂的设计为胡萝卜资源利用寻找一条出路，可以解决目前大量胡萝卜销售
和利用问题 ，为出口创汇奠定基础通过该题目的设计，是我们对浓缩果汁厂的设计有更深的了
解，
培养我们 的独立设计、组织策划新建果汁厂的能力，为我们在将来工程设计方面奠定基础。
1.2
设计依据
根据陕西科技大学食品
2004
年毕业设 计书的要求结合胡萝卜产地的特点、
季节、
地理、
环
境、市场销售和原料供应 情况，在易建华老师的指导下，从实际出发，提出浓缩胡萝卜汁工厂
的设计方案，参考《软饮料工艺学》
、
《食品工厂设计》
、
《食品添加剂》
、
《食品加工技术
装备》
、
《食品工业》
、
《果蔬汁饮料加工工艺》
、
《 温带亚热带果蔬汁饮料及原料》等技术
资料，本着理论与实践相结合的原则，进行本次毕业设计。
1.3
设计规模
本设计为年产
10000
吨浓缩胡萝 卜汁工厂，设计一套自动化程度高的浓缩果汁生产线及灌
装线，全天
24
小时生产，三 班倒每班
8
小时，旺季休息两天，淡季休息一天，占地
30
亩。
1.4
设计范围
1.
年产
10000
吨浓缩胡萝卜汁生产车间
2.
全厂总平面的设计
3.
生产主车间的管道的设计
4.
生产线路及操作的确定
5.
生产车间的土建、给排水、供电和设备成本的核算
2.
市场需求预测及建设规模
2.1
国内现有市场的生产能力与产品市场状况
目前国内
90%< br>左右大的原汁生产企业的工艺、技术、设备都远未达到国际水平，其产品均
不能被国际市场所接受 ，进几年来，我国新疆、内蒙、山东几家果蔬原汁生产企业先后从意大
利，西德引进几条生产线。其工艺 ，技术，设备达到国际水平，产品均能外销，并获的理想的
创汇效益。
近几年来，优 质绿色天然果蔬原汁市场需求量剧增，产品价格趋势看好，目前价格在
6200
—
65 00
元
/
吨（
65
?
Brix
）
，由于生 产工艺的限制，我国的果蔬汁产品在国际市场上占有率仅为
0.7%
以下，目前西方国家果汁产 品成本很高，中国物美价廉的果汁在国际市场将会得到大的提
高。
另外，近几年随着 我国消费者饮食习惯的改变，蔬菜原料果汁在国内饮料市场占有提高
3
—
4
倍 ，今年品质好的水果果汁一度在我国市场上出现脱销现象，蔬菜原料果汁在国内年饮料
市场中也将得到发 展机会，蔬菜原汁已成为软包装饮料一部分。
2.2
生产规模及产品的方案的确定
2.2.1
生产规模
本设计为年产量
10000
吨浓缩胡萝卜汁的工厂
,
铁桶无菌袋包装 ，容器容积为
275kg
。一条
自动程度较高的浓缩果汁生产线和一条全自动罐装线。
2.2.2
产品方案
- 1 -
以当地胡萝卜为原料生产浓缩胡萝卜汁由于原料季节特点，生产分为淡、旺季两个季节。
其中
11
、
12
、
1
、
2
、
3
为生产 的旺季，
4
、
5
、
10
为生产的淡季，
6
、
7
、
8
、
9
月为停机检修技
术培训期。
生产期实行三班制，
全天为
24
小时生产，
每班
8
小时，
每天清洗
4
小时，
分为两次。
旺季每星期休息一天以作检查与大清洗 ，淡季休息两天。
（
1
）旺季生产总天数：
11
、
12
、
1
、
2
、
3
总计
5
个月
4
×
27+26=134
天
（
2）淡季生产总天数：
4
、
5
、
10
三个月
24+23+23=70
天
（
3
）全年生产总天数：
134+70=204
天
（
4
）旺季生产时间：
134
×（
24-4
）
=2680
小时
（
5
）淡季生产时间：
70
×（
24-4
）
=1400
小时
（
6
）班产 量（平均）
；
10000/204
×
3=16.29t/
班
（
7
）每小时产量：
10000/4080=2.45 t/
班
2.2.3
成品的理化指标
（
1
）感官指标（见表
1
）
表
1
感官指标
项目
指标
色泽
呈橙红色、有光泽。
香味
具有胡萝卜固有的气味。
风味
具有浓郁的胡萝卜风味。
口感
酸甜适口、胡萝卜味极浓、清爽。
（
2
）理化指标
（见表
2
）
表
2
理化指标
项目
指标
总酸
0.147%
还原糖
5.7
ｇ
/100
ｇ
总糖
6.77
ｇ
/100
ｇ
蛋白质
1.058
ｇ
/100
ｇ
水容性果胶
0.099%
原果胶
0.414%
（
3
）卫生指标
（见表
3
）
表
3
卫生指标
项目
指标
细菌总数
≤
100
个
大肠菌群
≤
6
个
致病菌
不得检出
项目
指标
铜
≤
10
μ
ｇ
/g
铅
≤
1
μ
ｇ
/
ｇ
砷
≤
0.5
μ
ｇ
/g
项目
指标
粗纤维
0.0174%
维生素
4.8mg/100
ｇ
pH 4.5
粘度
7.82mpa.S
β
-
胡萝卜素
2424
μ
g/100g
总果胶
0.513%
注：以上为厂内控制指标，在有合同时以合同为准。
3.
生产工艺部分
3.1.1
工艺流程
原料验收
浸洗（去泥）
清洗、去石
鼓式浸洗
挑选
机械磨
皮
挑选
破碎
预热（灭酶）
冷却
酶处理
卧式螺旋
浓缩
杀菌
冷却
灌装
成品
- 2 -
果渣
二次压榨
3.2
工艺论证
3.2.1
前处理
⑴原料的选择
选用胡萝卜素含量高， 成熟适度而未木质化，表皮及肉质根肉呈鲜艳的红色或橙红色品种
肉质根应鲜艳肥大，皮薄肉厚，纤维少 ，心柱细小无明显粗筋，组织紧密而脆嫩，肉质根外观
比较光滑，无明显沟痕，无须根和分叉，无糠心和 萌芽抽薹。冻伤、病虫害及机械损伤，农药
残留不得超过国家食品卫生标准。
⑵果槽清洗
果槽清洗主要是清洗胡萝卜储槽表面污物，通过流槽洗请胡萝卜原料携带 的微生物量降低
到原来的
2.5%
—
5.0%
。
⑶洗涤
以洗净胡萝卜表皮的泥沙及原料中夹带的菜叶等杂质为目的。
⑷去皮
机械磨皮是胡萝卜落在覆盖着研磨材料的旋盘上并被弹起，后与研磨墙撞击， 去皮时间可
调节，通常设定为
45s
。
⑸挑选
进行一次挑选时未完成的，将磨皮后的半用品进行修整有半好半坏的切除坏的部分，未完
全磨皮的挑选出 。
⑹破碎
破碎的目的是为了便于榨汁提高出汁率。破碎的大小为
3-4mm
，在破碎时为了防止氧化加
入维生素
C
以提高成品果汁的维生素< br>C
含量，用量每
100ppm/T
胡萝卜的
pH
值一般为6
左右。
由于酸度较底，因此需要高温灭菌（对果汁最低需要
125
℃） 当补酸到
pH<4.5
后则杀菌温度可
降低至
105
℃以下对质量影 响小，未加酸的胡萝卜汁在
48
小时出现沉淀分层应在加维生素
C
时
加酸。
⑺灭酶
防止色泽损失以及相应的类型，通过破碎产品预热到
78-80
℃即可以将酶钝化，对酶的钝
化处理也很重要，否则它将使果胶脱脂，引起产品沉 淀分层从而损失浊度。同时还引起
β
胡萝
卜素的沉淀损失类胡萝卜素的含量。因此需要 将产品预热到
90-95
℃
2min
。
⑻冷却
把产品的温度冷却到
35-50
℃，热处理使温度影响胡萝卜素的含量。
⑼酶处理
为了进一步提高出汁效果需在
35-50
℃下对其进行酶 处理，通过计量泵可在加热阶段和入
罐之间加入，将酶溶解或加入到罐中溶解酶处理，时间一般为
20min
到
1h
。采用的酶为：果胶
酶、纤维素酶和半纤维素酶的复合酶 ，果胶酶用于破坏原果胶和软组织；纤维素酶用于破坏果
胶链且不会产生引起沉淀的带有游离酸的果胶； 半纤维素酶用于出区除去纤维素纤维。
3.2.2
榨汁
为了提高 榨汁率时两次榨汁，在第一次榨汁后向果渣加入软化水（
1
：
1
）然后在进行 二次
榨汁。加入软化水主要是一个浸提过程使果渣可容性物质进一步溶解。提高出汁率用卧式离心
压榨出汁率
60-70%
，一次后加水用带式压榨
50-60min
，出汁 率为
70-75%
，一二次榨出来的浊
汁经
80
目震动筛进行过滤， 并将一二次榨的浊汁进行混合工艺流程为：
一级压榨→→→果渣→→→→→→果渣混合
↓果汁
↓
- 3 -
一级过滤
软化水（
1
：
1
）
二级压榨→→果渣
↓
↓果汁
浊汁混合←←←←←←←←←←←←←一级过滤
3
吨×
70.5
?
Brix/12
?
Brix=7.63T/h
一次榨汁进料：
8T/h 12
?
Brix
出汁率
70%
一次榨汁出汁：
8
×
70%=5.6T/h
一次总出渣：
8
×（
1-70%
）
=2.4T/h
二次出汁率：
80%
进料量
：
2.4
×
2=4.8T/h
出汁量：
4.8
×
80%=3.84T/h 6
?
Brix
混合糖度：
（
5.6
×
12+3. 84
×
6
）
/
（
5.6+3.84
）
=9 .56
?
Brix
影响出汁率的因素：果浆预加工（破碎粒度）
；挤压速度；挤压时间；挤压温度。
3.2.3
浓缩
采用真空降膜浓缩三段式蒸发器
其特点为：
采用真空降膜蒸发，液体受热时间短，蒸发温度低、产品质量好；
三段蒸发，配有热压泵和预热器，节省蒸发和冷凝水的用量
操作稳定，清洗方便，符合卫生要求
连续生产，处理量大。
3.2.4
杀菌
将浓缩汁在
98
℃的高温下灭菌保持30S
，
并迅速冷却汁
20
℃以下，
冷却后的浓缩汁进
0.01
毫米管道过滤器进入灌装机，防止金属异物进入最终产品。
3.2.5
无菌包装
目前国际上一采用无菌大包装带来运送浓缩果汁采用五 层聚乙烯大包装袋外套保护袋装入
刚桶进行无菌灌装，每桶
275kg
（净重）
。运送过程中无需冷藏。国际上许多大公司以生产成套
设备，如利乐公司生产的
Tetra
-starasept
系统，包括了罐装机、无菌带和装卸无菌袋的辅助
设备。罐装机 与无菌加工线直接相连，把产品罐装进无菌大包装袋中，无菌包装袋为采用特别
设计及物料制成的多层复 合袋，
此袋能够有效的隔绝阳光与氧气。
无菌袋放在保护箱或大桶内，
可做长途运输。
无菌罐装的操作规程如下：
（
1
）
将扁的消毒袋放入传送带上的容器中，
按充填扭即开始充填过程。
容器到达充
填头的下 部，
提升板上升使之到达充填水平，
充填机的喷嘴与袋子的喷嘴赛紧
密连接。
（
2
）
袋子到达充填位置，操作者按下一对按钮，原来关闭的塞子进入填充阀。
（
3
）
塞子紧密的塞到充填阀得出口。
（
4
）
蒸汽进入充填相中进行杀菌，空气被驱逐出去。
（
5
）
充填机的安全控制系统控制杀菌温度，时间。
（
6
）
杀菌后，充填阀打开。同时，喷嘴塞子撒开，产品进入袋中。
（
7
）
预充填、充填在不同的提升板水平进行，直到达要求的质量。
（
8
）
充填阀关闭，蒸汽进入充填阀箱中，然后使袋子顶部充气。
（
9
）
充气袋刺激敏感器，使喷嘴在无菌的环境中关闭。
（
10
）
充填好的袋子顶隙不存在空气，袋子随提升板下降，被传送机带走。
3.2.6
成品检验
检验成品的糖度、氨基态氮、
pH
值 、总酸、果胶、淀粉、热稳定性、细菌总数、大肠菌群、
致病菌、霉菌、酵母菌、耐酸耐热菌、棒曲霉菌 、羟甲基糠醛、富马酸、乳酸、甲胺磷甲基对
- 4 -
硫磷、硝酸盐、
Vc
等指标。
4.
厂址的选择及全厂平面、车间平面布置
4.1
厂址的选择
食品厂的建设，与当地资源、交通运输、农业发展有密切 的关系，厂址的选择是否得当，
将直接影响到工农关系、城市关系，有时会影响到基建进度，投资费用机 建设投资以后的生产
条件和经济效果，同时，对产品的质量和卫生条件，对职工的劳动环境，都有密切的 关系。
4.1.1
厂址的选择
（
1
）
选择污染较轻的近郊或经济开发区，工厂的水电供应方便畅通，水质无污染，环境
受污染小且交 通方便与人口密集区相邻，以便产品及时销售。
（
2
）
厂址应选择在此地区主导风向的上风向，附近的污染小或无污染。
（
3
）
厂址所在地层无流沙，以保证建筑的稳固与安全。
4.1.2
建厂条件与厂址
(1)
资源：渭南是陕西的 胡萝卜大市，资源丰富，本工程年耗胡萝卜量较大，企业与农户签
订收购合同。
(2)
交通：本厂据临渭高速
20
公里，据陇海铁路
30
公里，交通便利。
(3)
厂址：渭南市大荔县。
4.2
全厂总平面布置
总平面设计是食品工厂设计的重要组成部分
,
它是将全厂不同使用功能的建筑物，
构筑物按
整个生产工艺流程，结合用地条件进行 合理的布置，使建筑物组成一个有机整体。这样有利于
组织生产，又便于企业管理。假如没有一个完整的 平面总设计，就会使一个建设项目的总体布
置变得很分散，不合理，造成无计划的盲目建设，这样既影响 生产和生活的合理组织，又影响
建设的经济效果和建设速度，也破坏了建筑群的统一与完整。所以，厂址 选定之后，就必须在
确定的用地范围之内，合理的，经济的进行食品工厂总平面的设计。
4.2.1
总平面设计的依据
各类食品工厂的总平面设计，不管是原料种类 ，产品性质、规模大小还是建设条件，他们
都是按照设计的基本原则结合具体实际情况进行设计，食品工 厂的总平面设计具体要求如下：
全厂总平面布置：
①符合生产 流程的要求。原料、半成品、成品的作业线应顺直、短捷，避免作业线的交叉和
返回，因此建筑物，厂方 布置既要求分区划片，还要结合厂址地形合理选择标高，顺应等高线
的布置。
②将占地面积较大的生产主厂房布置在厂区的中心地带，
以便其他部门为其配合服务，
工厂
大门及生活区应与生产主厂房相适应，便于工人上下班。
③充分 考虑地区主风向的影响，
合理布置各建主厂房及厂区位置。
生产区应处在生活区的下
风 向，卫生要求高的车间应处在上风向。
④人流、货流通道分开，避免交叉。工 厂大门至少应设置两个以上，包括正门（职工出入大
门）
、侧门（产品材料出入口）
、 后门（原料、燃料、废料进出口）等。同时合理设计场内运输
系统（包括仓库、煤堆场）
，保证 良好的运输条件与效益。
⑤遵从城市规划的要求，
面向城市交通干道 方向作工厂正面布置。
正面的工厂建筑物应直线
布置，与城市建筑群保持协调，以利于市容美观 整齐。
⑥必须符合国家有关规定，如《工业企业设计卫生标准》
、< br>《建筑设计防火规范》
、
《厂矿道路
设计规范》
、
《工业企业 采暖通风和空气设计规范》
、
《工业锅炉房设计规范》等，以及厂址所在
地区的发展规 划。
⑦其他设施布置
A:
主车间布置在生产区的 中心地带，其朝向应当正面朝阳或偏南布置，以加强车间内的通
- 5 -
风、采光和改善工作环境，主车间应以直通生活区和厂大门为宜，辅助车间应靠近其服务的主
车间厂 房。
B
：动力车间（锅炉房、空压站、变电所）应靠近其服务的具体部门，可以大部 分集中布置
在厂区做活右侧，且应布置在夏丰乡。
C:
行政管理及后勤部门 建筑设施应集中在厂区前，多设置在工厂大门处临近两侧，办公楼
要正对着大门并附以大型花池及侧旁绿 化，它有体现厂址方位朝向的作用，其他公共设施布置
在办公楼两侧，一些部门可并在一个建筑楼内。本 设计的办公楼设在主生产车间旁。
⑧食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求：
A:
生产区和生活区，厂前区和生产区应分开。
B:
生产车间应注意朝向，保证阳光充足，通风良好。
C:
生产车 间与城市公路有一定的保护区，一般为
30
—
50m
，中间最好有绿化带阻挡 车尘埃
污染品
.
D:
根据生产性质不同，动力供应，货运周期和卫生防火等 应区分不止，同时主车间与食品
卫生有影响的综合车间，
废品仓库，
煤堆既有大量烟尘 或有害气体排出的车间间隔一定的距离。
E:
车间总平面中要有一定的绿化面积，但不宜过大。
F:
公用厕所要与主车间、原料仓库或煤堆场及成品库保持一定的距离。
G :
厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定路宽，
一般厂区道路应采用水泥或沥青路面，以保持清洁。
H:
厂区道路之外，应从实际出发考虑是否需要有铁路专用线和码头等设施。
I:
厂区建筑物之间距离应按规定设计，从防火、防寒、防尘、噪音、日光、通风等方面考
虑 ，在符合有关规定的前提下，使建筑物间距减小。
J
：厂区建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地质地形和水文等自然条件。
4.2.2
设计方案
根据上述要求，将厂区分为四区：
（
1
）厂前区：面对公路，出入口设地磅，厂前区规划由办公室、食堂、宿舍。
（
2
）
生产区：
设在厂区中部，
它包括生产车间及辅助用房（化验、
更易、
卫生间、
材料库等）
。
（
3
）原料库于生产车间相邻，原料区域生产车间用铁栏像隔开，储料池靠近生产车间，出入
口设地 磅，面对公路，作为原料计量和出口。
（
4
）锅炉房：锅炉房与煤、渣、堆 放场地紧相连，锅炉区四周设有围墙与原料区分开。
（
5
）根据食品厂卫生 要求，场内道路均采用城市型混凝土路面，厂区设有循环道路，路旁附
有绿化树木。
（
6
）厂区地势平坦，竖向设计采用斜坡式。
4.3
主车间平面图
食品厂车间工艺布置在设计过程中必须全面考虑，其工艺设计必须与土建、
给排水、
供电、
供气、通风、采暖、制冷及安全等取得一 致，因为生产车间不只是工艺设计的重要部分，不仅
对建成投产后的生产实践有很大的意义，而且影响到 工厂整体，车间施工不易改变，所以是关
键的一步。
4.3.1
生产车间工艺布置
（
1
）要有 整体设计的全面观点。首先满足生产的要起，又要考虑全局的布置，及与其它车
间和部门的联系，以及发 展前景等方面，满足整体设计的要求。
（
2
）设备布置要尽 量按工艺流水线安排，但有些特殊设备可按相同类型作适当集中，务必
使生产过程中占地量最少，生产周 期最短，操作最简便。
（
3
）在进行生产车间设备布置时， 应考虑到多品种生产的可能性，以便灵活调动设备，并
留有适当的余地，以便更换设备，同时应注意设备 相互间的间距与设备和建筑物间的距离，以
- 6 -
便维修，既保证操作方便，有保证维修与清洗方便。
（
4< br>）生产车间与其他车间的各工序相互配合，保证各物料运输畅通，避免重复往返，必须
注意要尽量 利用生产车间的空间，合理安排生产车间的各种废料排出，人员进出要和物料进出
分开。
（
5
）必须考虑生产卫生和劳动保护如卫生消毒、防蝇、防臭，车间排 水，电器防潮、安全
防火等措施。
（
6
）应注意车 间排水、采暖、通风、降温等设施，对散发热量，其危机有腐蚀性的物质，
要单独集中不止。
（
7
）可以设在室外的设备，要尽可能设在室外，上面可以加简单的简易棚。
4.2.
车间外形
根据生产线排布而设计为
L
型取决于流 水线的形式和生产规模，本设计采用
18000
×
6000
mm
，
15000
×
45000 mm
，生产车间为混凝土 ，车间高度为
8m
，生产设备为
O
型，以便利生产及
利用空间。
食品厂卫生要求较高，而生产车间卫生要求更高，因此工艺车间应对土建提出如下要求：
需呀全文请联系
QQ869260800
8.2.5
果浆管道的计算
3
2
果浆每小时的流速为
Q=7.8T/h
密度为
P=0.96< br>×
10
kg/m
2
3
3
л
/4D
×
V
×
3600
×
0.96
×
10
=7.8
×
10
取
V=0.5m/s D=75.8mm
查《食品工厂设计》表
3
—
43
得
Dg=80mm
9.
水电汽的供应方案及估算
9.1
给水
9.1.1
水用量的计算
水是工厂生产必不可 少的，食品厂的用水主要是生产用水，生活用水，生产用水包括工艺
用水，锅炉用水，和冷却用水，生活 用水包括食堂用水，浴室用水，车间卫生用水和个人用水
等。
（
1
）生产用水：①工艺中的用水来自果汁蒸发后产生的用水，②冷却用水：
1.2T/h
由于采
用循环用水，每次排
60%
，假如
60%
，
14
℃ 的新循环水共需水
13.8T/h
全年用水
13.8
×
4080=56304T
（
2
）生活用水：
可按每人每天
70Kg
全厂
115
人
70
×
115
×
204=16422.2T/
年
每班用水
16422.2/612=26.8T/
班
则全长一年总的用水量为：
56304+16422.2=72726.2T/
年
9.1.2
供水方案
（
1
）新水：由水源井自来水直接送进工厂给水管道
（
2
）循环水：冷却水为
22.93
吨
/
时为平均用水，同时考虑尽量减 少废水排出量，给废水
处理创造条件。本设计将此部分冷却水循环使用（图
1
）将冷凝 器
40%
出水量诵经冷却塔，降温
- 7 -
-
-
-
-
-
-
-
-
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