专业资料 山东东理工大学学 食品工程原理 课课程设计设计 题目 年产 8000 吨浓缩猕猴桃汁生产艺设 计 蒸发浓缩设备选型论证 学 院 农业工程与食品科学学院 专 业 食品科学与工程 学生姓名 于明光 14110302097 指导教师 汪陈洁 专业资料 课程设计 论文 时间 二零一六 年7月二日 七月十 五日 共 两周 专业资料 摘 要 本设计介绍了一种年产 8000 吨的浓缩猕猴桃汁的生产工艺设计 详细讲 述了浓缩猕猴桃汁的生产工艺 包括浓缩猕猴桃汁的生产工艺流程选择及论证 物料衡算以及生产线设备设计及选型 并对猕猴桃汁浓缩部分进行了详细的计 算 本生产工艺以新鲜优质桃为原料 经过清洗 挑选后 采用物理的方法如 压榨 浸提 离心等方法制造出风味良好营养丰富的浓缩猕猴桃汁 可供冷冻 冷藏 稀释饮用等 具有广阔的应用前景 关键词 浓缩猕猴桃汁 工艺流程 设备选型 蒸发浓缩 专业资料 目 录录 摘 要 目 录录 第一章 引 言 1 第二章 工艺艺流程及工艺艺要点 2 2 1 工艺流程 2 2 2 工艺要点 2 第三章 相关关计计算 5 3 1 设计及操作条件 5 3 2 求解量 5 3 3 计算 5 3 4 蒸发器主要尺寸计算 9 第四章 设备选设备选型 12 4 1 设备选型要点 12 4 2 设备选型列表 15 第五章 产产品质质量标标准 16 5 1 感官指标 16 5 2 理化指标 16 5 3 微生物指标 16 结结束语语 17 参参考文献献 18 致 谢谢 19 附 蒸发发器设备图设备图 专业资料 第一章 引言 猕猴桃 Actinidia chinensis Planch 也称奇异果 狐狸桃 藤梨 羊桃 木子 毛木果 麻藤果 杨汤梨等 果形一般为椭圆状 早期外观呈绿褐色 成熟后呈红褐色 表皮覆盖浓密绒毛 不可食用 其内是呈亮绿色的果肉和一 排黑色或者红色的种子 因猕猴喜食 故名猕猴桃 亦有说法是因为果皮覆毛 貌似猕猴而得名 是一种品质鲜嫩 营养丰富 风味鲜美的水果 禁忌人群 脾虚便溏者 风寒感冒 疟疾 寒湿痢 慢性胃炎 痛经 闭经 小儿腹泻者不宜 适宜人群 一般人群均可食用 尤适宜便秘者 癌症患者 高血压患者 冠 心病患者 心血管疾病患者 食欲不振 消化不良者 航空 高原 矿井等特 种工作人员 基本介绍 猕猴桃是猕猴桃科植物猕猴桃的果实 其功效与作用 1 降低胆固醇食用其外皮为最佳地选择 奇异果中所含纤维 有三分之一 是果胶 特别是皮和果肉接触部分 果胶可降低血中胆固醇浓度 预防心血管 疾病 2 促消化它含有的膳食纤维不仅能够降低胆固醇 而且可以帮助消化 防 止便秘 清除体内有害代谢物 3 降血脂抑制胆固醇在动脉内壁的沉积 从而防治动脉硬化 可改善心肌 功能 防治心脏病等 专业资料 4 防癌抑肿瘤常吃烧烤食物能使癌症的发病率升高 因为烧烤食物下肚后 会在体内进行硝化反应 产生出致癌物 而猕猴桃中富含的维生素 C 作为一种 抗氧化剂 能够有效抑制这种硝化反应 防止癌症发生 5 增强体质猕猴桃亦是滋补强壮之品 其中的营养物质可明显提高肌体活 性 促进新陈代谢 协调肌体机能 阻断致癌物质 增强体质 延缓衰老 营养价值 1 猕猴桃含有丰富的碳水化合物 维生素和微量元素 尤其是维生素 C 维生素 A 叶酸的含量较高 维生素 C 的含量是苹果的十倍左右 被誉为 维生 素 C 之王 2 猕猴桃外皮含有丰富果胶 3 猕猴桃属低脂低热量水果 还有丰富的叶酸 膳食纤维 低钠高钾等 4 猕猴桃中含有多种氨基酸 像麸氨酸及精氨酸这两种氨基酸可作为脑部 神经传导物质 可促进生长激素分泌 5 果肉中黑色颗粒部分 有丰富的维生素 E 6 世界上消费量最大的前 26 种水果中 猕猴桃最为丰富全面 猕猴桃果实 中的 Vc Mg 及微量元素含量最高 猕猴桃由于较重香蕉及柑桔含有的钾而位 居榜首 专业资料 以新鲜优质猕猴桃为原料 经过清洗 挑选后 采用物理的方法如压榨 浸提 离心等方法制造出风味良好营养丰富的浓缩猕猴桃汁 浓缩猕猴桃汁营 养丰富 风味良好 无论在营养还是风味上 都十分接近天然猕猴桃 因此开 发浓缩猕猴桃汁具有广阔的应用前景 在国际上兴起的引用果汁的潮流中 卫生安全 营养丰富的无菌包装浓缩 猕猴桃汁也就应运而生 浓缩猕猴桃汁可大大节约储藏运输成本 且营养损失 少 无污染 复原后与新鲜的原汁原味基本相同 且有纯正的猕猴桃口感 专业资料 第二章 工艺流程及工艺要点 2 1 工艺流程 猕猴桃新鲜原料 选果 催熟 分配流槽 挑选整理 汇集 料斗 刮板 运输 清洗和去皮 灭菌 破碎 果胶酶分解 过滤分离 超滤澄清 过滤 离心分离 脱气和均质 芳香回收 调和 二效蒸发浓缩 杀菌 灌装 检查 成品 2 2 工艺要点 2 2 1 原料 制汁桃子要求酸味和涩味适当 香味浓 汁液丰富 取汁容易 酶褐变不 明显 原料桃子要健全完好且成熟度适宜 2 2 2 选果 清洗和去皮 质量要求 选取具有良好的风味和芳香 色泽稳定 酸度适中 并在加工 和贮存过程中仍然保持这些优良品质并且液汁丰富 出汁率较高的桃子 加工 过程中要剔除烂果 霉变过 病虫果以及枝 叶 等 以充分保证最终产品的 质量 洗涤 通过清洗可以去除果蔬表面的尘土 泥沙 微生物 农药残留以及 携带的枝叶等 通常的清洗方法是浸洗 喷洒或两者相结合 去皮 经优选的桃子用 5 碱液 99 热浸或喷洒 30 秒后进行去皮 或者采用 100 蒸汽烫 2 3 分钟 后立即喷洒凉自来水或浸泡在凉自来水中 2 2 3 防色处理 去皮后的桃子立即用抗坏血酸溶液或柠檬酸溶液处理 以防变色 从而以 保证果汁原有色泽 2 2 4 破碎 为了提高出汁率 在榨汁前要进行破碎 破碎的桃块要大小适宜且均匀 专业资料 果块过于小 在榨汁时 桃块中的果汁很快的被榨出 果渣被压实 内部果汁 流出使通道被堵塞 出汁率降低 如果破碎后的果块太大 压榨时出汁率也会 降低 破碎时 果快最好在 3 4mm 应尽量避免物料与空气的接触 以防止 果肉的褐变 破碎的方法有热破碎法和冷破碎法 生产中一般采用热破碎法 因为适当加热可改变果肉细胞通透性 使果肉软化 果胶水解 降低果汁黏度 利于果汁分离 也利于色素和风味物质渗出 并能抑制酶的活性 2 2 5 榨汁 榨汁是获取原汁的主要方法 也是一个关键工序 破碎后的桃子被均匀的 铺放在两条带之间 当两条带绕过转筒时 物料受到压力 压力逐渐增加 榨 出的桃汁通过带孔和转筒上的孔流至下面的集液盘 由于桃中果胶量较多 在 榨汁前应进行果胶酶处理 以利于果胶的分解 提高出汁率 果胶酶的用量应 根据桃原料的果胶含量来确定 一般在 0 3 0 4 左右 酶解温度为 40 处理时间为 2h 2 2 6 澄清 过滤和离心分离 生产澄清果汁时 必须进行澄清处理 通过物理化学或机械方法除去果汁 中含有的混浊物质或易于引起混浊的各种物质 果蔬汁中的混浊物主要来源于 以下几个方面 a 果蔬汁中的酚类物质与其它物质相互作用形成的悬浮物 b 含淀粉较多的果蔬在制汁时 淀粉进入到汁液中 加热时形成凝胶夹带杂志颗 粒 c 果蔬汁中含有的蛋白质 d 果蔬汁中含有的果胶类物质 e 果蔬汁中含有 的金属离子如 Fe3 等 果蔬汁经过澄清后必须进行过滤 通过过滤把所有沉淀出来的混浊物从果 蔬汁中分离出来 使果汁澄清 2 2 7 脱气和均质 脱气的目的在于除去或脱去果汁中的氧气 因此 存在于果实细胞间隙中 的氧气 氮 和呼吸产生的二氧化碳等气体 在果汁加工过程中能以溶解态进 入果汁中或留在果肉微粒和胶体的表面 同时由于果肉与大气接触的结果 更 增加了气体含量 因此制得的果汁中必然存在多量的氧 氮和二氧化碳等气体 专业资料 脱除氧气可以降低或避免果汁成分的损耗 降低果汁色泽和风味的变化 避免 悬浮粒吸附气体而漂浮于液面 以及防止装罐和杀菌时产生泡沫等 均质的目的是使果蔬汁中的悬浮果肉颗粒进一步破碎细化 大小更为均匀 同时促进果肉细胞壁上的果胶溶出 果胶均匀分布于果蔬汁中 形成均一稳定 的分散体系 2 2 8 芳香回收 生产桃浓缩汁是须进行芳香回收 桃的挥发性成分中 含有低沸点的醇 脂 羰基化合物等 故容易从果汁中蒸发分离含有芳香成分的蒸汽 经精馏塔 浓缩得到的天然香精一般使用 200 倍浓度 如果有腐败果混入的话 回收的香 精中有名显得腐臭感 选果时必须特别注意 2 2 9 浓缩 将混合后的桃浆转入真空蒸发器中蒸发浓缩 将桃浆浓缩至商品所需浓度 为止 桃原浆通常含可溶性固形物 8 15 必须经浓缩排除大量水分 才 能达到制品所需求的 60 的浓度 浓缩方法有使用开口浓缩锅的常压法和使用 真空浓缩锅的真空法两种 以真空浓缩法的制品质量较好 即在减压的条件下 使桃汁中的水分迅速蒸发 浓缩时间很短 能很好地保存果蔬汁的质量 2 2 10 灌装和杀菌 桃汁的包装与杀菌是产品得以长期保存的关键 在进行杀菌时 一方面需 要杀死桃汁中的致病菌和钝化桃汁中的酶 同时要考虑产品的质量如风味 色 泽和营养成分以及物理性质如黏度 稳定性等不能受到太大的影响 因此杀菌 温度和杀菌时间是两个重要参数 果汁的灌装方法有热灌装 冷灌装和无菌灌装等种 热灌装是将果汁加热 杀菌后立即灌装到清洗过的容器内 封口后将瓶子倒置 10 30min 对瓶盖进 行杀菌 然后迅速冷却至室温 使用玻璃瓶时 要对瓶子预热 若使用塑料瓶 先将果汁冷却 40 以下 再进行灌装封口 若灌装后杀菌 是先将果汁输入瓶 内并封口 再放入杀菌釜内用 90 温度杀菌 10 15min 也可装入回转式杀菌 设备中 以 85 的温度杀菌 5min 以上两种方法是目前常用的方法 热灌装 专业资料 比较简单 但由于灌装过程中易受到污染 货架寿命较短 但灌装后杀菌较彻 底 货架寿命较长 只是要求容器能承受高温 第三章 相关计算 3 1 设计及操作条件 原料完成液流量 P 18 吨 天 750 kg h 原料固形物 x0 10 浓缩液固形物 x1 60 传热系数 K1 1000W m2 K K2 900 W m2 K 桃汁密度 1 1050kg m3 2 1300 kg m3 加热管 选取直径38 3mm 长为 L 3m 的热扎无缝钢管 液体高度 H 2m 进料口流速 u 1 5m s 原料液许可温度 90 加热蒸气 P1 70 Kpa 对应温度 T1 89 9 二次蒸汽 P 1 10 Kpa 对应温度 T1 45 3 3 2 求解量 1 总蒸发量 2 第一效加热蒸汽消耗量 3 蒸发器传热面积 且满足最大与最小传热面积间的相对偏差不超过 3 专业资料 3 3 计算 3 3 1 估计各效蒸发量和完成液的浓度 1 总蒸发量 F Px1 x 750 0 6 0 1 4500 kg h W F 1 X0 X1 4500 1 0 1 0 6 3750 kg h 2 各效蒸发量 在蒸发过程中 总蒸发量为各蒸发量之和 因逆流加热 各蒸发量可按总 蒸发量的平均值估算 即 W1 W2 1 1 W1 W2 3750 2 1875 kg h 3 完成液浓度 F x0 F W1 x2 所以 x2 0 16 x1 0 6 3 3 2 估计各效溶液的沸点和有效总温差 1 估计各效压力 根据各效间压力降相等 则总压力差为 P P1 P k 70 10 60kpa 各效间的平均压力差为 Pi P 2 60 2 30kpa 由各效的压力差可求得各效蒸发室的压力 即 P 1 70 30 40kpa 查表得 T1 75 0 1 2312 2kJ kg 已知冷凝器的压强 P k 10 Kpa 对应温度 TK 45 3 设因流动阻力而损失 的温度差为 1 故第二效二次蒸汽温度 T2 46 3 查出相应参数 P 10 25 kpa r2 2387 9 kJ kg 2 各温差损失计算 由于溶液沸点升高引起的温差损失 专业资料 由公式 0 0162 T 273 2 a 得 第一效 1 0 0162 T1 273 2 a 1 0 0162 75 273 2 0 25 2