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1、食品工厂设计课程设计1.1冰红茶饮料的市场效应随着现代社会的发展，健康环保已经成为当代食品理念。在众多灌装饮料的发展中，茶饮料以它独特的茶多酚保健功能在市场中占有一席之地。特别是红茶，具有帮助胃肠消化、促近食欲，利尿、消除水肿、强壮心肌、预防蛀牙与食物中毒，降低血糖值与高血压等功能。适合于儿童、老人及心脏病患者饮用。本产品继承了红茶的保健功能同时调配出适当的口感，适应于夏天饮用，有清凉解暑的功效。在市场中具有广大的发展前景。1.2冰红茶饮料的工艺基本流程茶叶热浸浸提冷却精滤调配均质灌装包装杀菌冷却检验成品1.3主要要热交换换设备的的初步选选型为使冰红茶茶的生产产效率加加快、原原汁率高高、保证证
2、产品原原液透明明清晰，不不含杂质质同时考考虑生产产成本与与机械成成本，经经过比较较研究找找出适宜宜的主要要加工设设备，热热交换器器则选用用板式热热交换器器。而板板式热交交换器传传热效率率高，且且热量传传热介质质循环使使用。但但通过流流速不宜宜过高。1.4设计计中的特特殊问题题及解决决方法1.4.11冰红茶茶长期贮贮存后会会发生浑浑浊现象象。可以以加入澄澄清剂保保持茶饮饮料的清清亮。初初步计划划使用磷磷酸作为为澄清剂剂，用量量为40005000PPMM1.4.22冰红茶茶茶多酚酚提取率率不足。因因为茶多多酚大多多与咖啡啡因结合合，很难难游离出出来，故故加入一一定量的的酸，可可仿照以以上方法法。1
3、.4.33冰红茶茶的苦涩涩味的去去除。因因为铁、锰锰等离子子易与茶茶叶发生生反应形形成茶乳乳并产生生苦涩味味，所以以使水软软化或使使用无离离子水。 设设计计算算书2.1产品品方案 饮料生生产规格格品种规格(瓶)冰红茶饮料料500mll2.1.22工艺流流程图原料破碎 清 洗 水 源除除 杂软 化过 滤滤紫外光光线灭菌菌加热萃萃取成 品二二次灭菌菌灌 装装灭 菌菌均 质质调 配配过 滤初 滤冷 却却 去 杂 辅辅 料2.1.33产品配配方茶汁100000kkg 柠檬酸酸0.118% 柠檬檬酸钠00.100% 蔗糖44.0% 安安赛蜜00.0111%三氯蔗糖00.0003% 冰红红茶香精精0.00
4、2% 柠檬檬香精00.011% 蜂蜜香香精0.01%2.3茶饮饮料流程程说明2.3.11原料破破碎与清清洗干制红茶中中含有少少量泥沙沙、尘土土等杂质质，先使使茶叶破破碎为约约0.55厘米的的长度，然然后进行行用855软化水水冲泡110秒钟钟冲洗以以除去杂杂质。PPH为66.0左左右。2.3.22除有机机质水中包含多多种有机机质有机机物质如如蛋白质质、有机机农药、有有机磷等等进行过过滤，采采用物理理吸附填填装活性性炭，适适宜温度度为常温温，PHH无要求求。2.3.33软 化软化是降低低水的硬度，使使用的是是离子交交换法是是液相中中的离子子和固相相中离子子间所进进行的的的一种可可逆性化化学反应应，
5、当液液相中的的某些离离子较为为离子交交换固体体所喜好好时，便便会被离离子交换换固体吸吸附离子子交换法法可以将将水中离离子态杂杂质（比比如盐类类）清除除得以较较彻底。在在本工艺艺中主要要用于进进一步进进化水，出出去水中中的离子子态杂质质主要是是Mg、GGa、CCl等。2.3.44一次精精滤精滤即精密密过滤技技术又称称微过滤滤，俗称称保安过过滤，常常常用过过滤精度度为5uum的中中空纤维维，继续续净化水水质，延延长和保保护膜的的使用寿寿命。目目的是过过滤掉水水质中的的胶体物物质或是是少部分分的微生生物。将将小于110mmm的物质质去除。适适宜温度度为5-55摄摄氏度适适宜压力力为4104 PPa7
6、7105 PPa。2.3.55紫外线线灭菌把通过活性性碳处理理、离子子交换和和反渗透透处理的的水进一一步用紫紫外线灭灭菌，杀杀灭其中中存在的的微生物物，使其其符合国国家饮料料用水标标准。2.3.66加热萃萃取此步热交换换器与带带搅拌浸浸提的装装置，目目的是使使茶叶充充分泡发发，使茶茶汁充分分融进水水中，浸浸提温度度在855-955，时间间10-15mmin。浸浸提后粗粗滤去茶茶渣，迅迅速冷却却。2.3.77二次精精滤目的是为了了是去除除浸提后后的杂质质，使得得产品清清凉透彻彻。达到到茶饮料料生产标标准适宜宜温度为为5-555摄氏氏度适宜宜压力为为4104 PPa77105 PPa。2.3.88
7、调 配将茶汁、柠柠檬酸、柠柠檬酸钠钠、蔗糖糖、赛安安蜜、三三氯蔗糖糖、各种种香精按按最佳比比例调配配好，充充分搅拌拌使原辅辅料完全全溶解。加加入澄清清剂与稳稳定剂并并调整PPH。均质是是指指物料的的料液在在挤压，强强冲击与与失压膨膨胀的三三重作用用下使物物料细化化，从而而使物料料能更均均匀的相相互混合合，从而而使整个个产品体体系更加加稳定。均均质主要要通过均均质机来来进行的的。是食食品、乳乳品、饮饮料的行行业的重重要加工工设备。进进过均质质后饮料料不至于于产生上上下分层层的情况况。2.3.99杀菌为了使茶中中的活性性酶不至至于被破破坏杀菌菌环节采采用超高高温瞬时时杀菌的的方案。高高温瞬时时杀菌
8、，是是指加热热温度为为1355-1550摄氏氏度杀菌菌28秒，处理后后产品达达到商业业无菌的的杀菌过过程。用用于各类类新鲜多多活性的的饮品中中。采用用超高温温瞬时杀杀菌趁热热罐装。2.3.110罐装装灭菌后的产产品必须须立即连连续的进进行灌装装。灌装装是延长长食品保保质期及及方便食食品携带带使用的的重要步步骤，灌灌装容器器有玻璃璃瓶、聚聚乙烯塑塑料瓶、复复合塑料料袋装、涂涂复塑料料纸盒包包装等。包包装材料料应主要要考虑经经济、强强度、重重量、稳稳定、清清洁、方方便和美美观等诸诸多因素素。经过过以上要要求，本本生产线线决定以以容积为为5000ml的塑塑料瓶做做罐装容容器。热热罐装时时料液温温度不
9、低低于900，采用用真空罐罐装，封封盖。2.3.111二次次杀菌冷冷却二次灭菌考考虑到塑塑料瓶的的耐热性性，采用用曾其灭灭菌法，充充分保证证了残品品的微生生物指标标要求，密密封后，饮饮料采用用1000蒸汽汽灭菌11015miin，冷冷却至常常温。2.4物料料衡算2.4.11原料配配比指数数 茶：水水=1：10002.4.22车间物物料平衡衡计算要求年产330000t汁，考考虑到各各工序的的物料损损耗，故故年原料料处理量量需大于于30000t。2.4.33 产品品配比其中纯净水水使用量量为Xtt红茶茶叶 1%柠檬酸或磷磷酸 00.188%,柠檬酸钠 0.10%,蔗糖 4.00%,安赛蜜 00.0
10、111%,三氯蔗糖 0.0033%,冰红茶香精精 0.002%,柠檬香精 0.01%,蜂蜜香精 0.01%,纯净水 994.667%设调配混合合冰红茶茶饮料为为Xt，设设M1=Xtt。2.4.44 调配配阶段调配阶段的的物料损损耗损失失，按00.2计，则则M2=M11(10.22)=10000Xkkg99.8=9988Xkgg2.4.55 脱气气、均质质、灭菌菌阶段脱气、均质质、灭菌菌阶段损损耗损失失，按00.2计，则则M3=M22(10.22)= 9998Xkkg99.8=9966 Xkkg2.4.66 灌装装阶段灌装阶段的的物料损损耗损失失，按00.1计，则则M4=M33(10.11)=
11、9996Xkg99.9=9955Xkgg2.4.77 二次次灭菌阶阶段二次灭菌阶阶段的物物料损耗耗损失，按按0.005计计，则M5=M44(10.005)= 9995XXkg99.95=9994.550Xkkg2.4.88 成品品率冰红茶饮料料成品率率：= 999.5002.4.99 包装装年产300000tt,则日日产100t，折折算成体体积为 =99770.009L每瓶5000ml，则则日产 199940瓶瓶，年产产约599820000瓶瓶每箱按244瓶计，则则装箱数数为8300箱，年年产约22492250箱箱2.5 物物料流线线图红茶茶叶 1% 100kg柠檬酸 0.18%, 18kg柠
12、檬酸钠 0.10%, 10kg蔗糖 4.0%, 400kg安赛蜜 0.011%, 1.1kg三氯蔗糖 0.003%, 0.3kg冰红茶香精 0.02%, 2kg柠檬香精 0.01%, 1kg蜂蜜香精 0.01%, 1kg纯净水 94.67% 9467kg总计 10000.4kg调配阶段 0.2调配后的混合胡萝卜汁 9980.40kg脱气、均质、灭菌阶段 0.2净化混合胡萝卜汁 9960.44kg灌装阶段 0.1瓶装混合胡萝卜汁 9950.48kg19841瓶 500ml装二次灭菌阶段 0.05成品 10000kg 19841瓶2.6热量量衡算及及相关设设备选型型2.6.11 热交交换阶段段的确
13、定定根据传热效效率、设设备结构构、占地地面积、设设备的适适应性、操操作安全全性、卫卫生性和和热量节节约性等等诸多方方面考虑虑，本生生产线在在浸提时时使用RRB0型型板式换换热器，UUHT超高高温瞬时时灭菌这这一环节节决定采采用平板板式换热热设备，最最后是蒸蒸汽换热热设备。本生产线热热阶段包包括三个个阶段：热浸提时水水温由常常温变成成90摄摄氏度，保保持10015mmin后后迅速降降至255摄氏度度；超高高温瞬时时灭菌从从25摄摄氏度上上升至665摄氏氏度再上上升至990摄氏氏度最后后到1335摄氏氏度，在在初见降降温到225摄氏氏度的过过程；最最后高温温蒸汽二二次杀菌菌过程。在第二过程程中，降
14、降温热交交换可供供你升温温热交换换热能，传传热介质质可以循循环吸放放热，形形成一个个节能的的热循环环系统。 2.6.2参数数基准及及参考换换热器类类型质量（M）：生产线线日产110t冰冰红茶饮饮料，每每天工作作8小时时，得饮饮料流量量为1225kgg/h。传热系数（KK）：一一般的传传热系数数为5000090000W/m2kh 本实验验取80088 W/mm2kh比热容（CC）：茶茶水的比比热容小小于水约约为4.0122 kJJ/kgg2.6.33浸提阶阶段过滤后的纯纯净水与与茶叶浸浸提从225到900，传热热水由1100下降到到90Tm = = 224.004 AA = = =11.6776
15、 mm2 NTU茶茶 = = = 2.7703， rA= = =66.51，NTU水 = rANTUU茶=6.52.7703=17.57， 经过过校正，Ft=0.97A茶= = =11.7228m2， 选BRR2-UUHT-3J(N)换换热器 A=2m22Q=MCCT=1125004.00126532559755kJ/h2.6.44高温瞬瞬时灭菌菌阶段2.6.44.1预预热阶段段茶汁自655预热至至90，传热热介质过过热水1123降至990Tm = = 28.82 A = = =00.544m2NTU茶 = = = 0.887， rA= = =11.3221，NTU水 = rANTUU果=1.
16、32 0.887=11.155，经校正得A = = =00.466 m2， 选BRR1-UHHT-11型换热热器合适适。Q1=MCT=1125004.001225=11253375kkJ/hh 2.6.4.22瞬时杀杀菌阶段段预热后加热热至1335；介质质热水从从1400降至1123；Tm = = 14.84 A = = =11.888m2NTU茶 = = = 3.003，rrA= = = 0.33811，经校正得 A修= = =11.944 m2，选BBR1-UHHT-22型换热热器合适适。Q2=MCT=1100004.001245=22556755kJ/h2.6.44.3杀杀菌初降降温阶段
17、段经135超高温温瞬时灭灭菌的果果汁降温温至900；来自自热水罐罐的800加热至至95Tm = = 21.64 AA = = =11.299m2NTU茶 = = = 2.008， rA= = =00.3331，经校正得A修= = =11.377 m2， 选BRR1-UHHT-22型换热热器合适适。Q3=MCT=1125004.001245=22556755kJll/h2.6.44.4后后降温阶阶段茶汁冷却至至常温225，待灌灌装；浸浸提过滤滤过后的的茶汁220果汁预预热至665Tm = = 22.41 A = = =11.244m2NTU茶 = = = 2.000， rA= = =00.922
18、1，经过校正得得，A修= = =11.322 m2， 选BRR1-UHHT-22型换热热器合适适。Q4=MCT=122504.001265=32660155kJ/h2.6.55外加热热量计算算B、C两段段的热水水由955升温至至1400，所需需热量靠靠外加的的0.44Mpaa，1443饱和水水蒸气提提供QA= MMCT水=m汽H汽 已已知H汽汽=6555kaacl/kg，m汽= = = 5755kg/h2.6.66热量利利用情况况= = 1000% = 755%2.6.77杀菌锅锅杀菌阶阶段此阶段采用用1155，用水水蒸汽作作为加热热介质，有有：Q=MCCT=125504.0012(11152
19、25)=45113500 kJJ/h=837700kkcall/h采用1155饱和水水蒸气作作为加热热介质，一一直H1155=6455.2kkcall/kgg，需蒸蒸汽量为为：M = = = 1299.7kkg/hh假设杀菌锅锅冷却用用5的水，冷冷却的水水温升至至50，则所所需流量量为：S = = = 18660kgg/h2.7主要要设备选选型2.7.11 无离离子应用用水提取取装置2.7.11.1 杂质过过滤系统统本系统用于于饮用水水的净水水处理，能能去除清清水中异异色、异异味和金金属物质质、高分分子有机机化合物物。根据据本生产产线的工工艺流程程应选用用活性炭炭过滤器器，吸附附前级过过滤中无
20、无法去除除的余氯氯防止后后级反渗渗透膜受受其氧化化降解，还还吸附从从前级泄泄漏过来来的小分分子有机机物等污污染性物物质，对对胶体及及色素、重重金属离离子等有有较明显显的吸附附去除作作用，还还有降低低CODD的作用用。可以以进一步步降低RRO进水水的SDDI值，保保证SDDI55，TOOC22.Opppm。可可采用GGHT-3型，生生产能力力为2-3m33/h，需需要量11台，价价格23300000元2.7.11.2 软化装装置净水的第二二环节所所采用的的钠离子子交换器器为LZZY一33型，其其以离子子交换树树脂本身身的Naa+取代代水中的的Ca22+，MMg2+使水的的硬度0.0035毫毫克当
21、量量/升，使使原水硬硬度降低低变成软软水。其其生产能能力为22-3mm3/hh，进水水硬度：4毫毫克当量量/升，出出水硬度度：00.0335毫克克/升，筒筒体直径径：3000mmm一5000mmm，工作作压力：O.22Mpaa，实验验压力：O.33Mpaa，根据据生产实实际需要要来看，只只需要一一台。价价格1220000元2.7.11.3 过滤装装置第一次过滤滤与第二二次过滤滤都是为为了除去去1000nm的的杂质物物质，所所以应该该学选择择微孔过过滤装置置。它可可以滤除除液体、 气体的的 0.1umm 以上上的微粒粒和细菌菌，它有有过滤精精度高、过过渡速度度快、吸吸附少、无无介质脱脱落、耐耐酸
22、碱腐腐蚀、操操作方便便等优点点。可以以采用TTS-LLG500I型，生生产能力力为1-3 mm3/hh，滤器器使用压压力 mmpa ： 00.1-0.66 ，滤滤器使用用温度 C ： 5-55。价价格为8800000元2.7.22紫外线线饮水灭灭菌机紫外线灭菌菌是本生生产线纯纯化饮料料用水的的步骤，首首前面环环节的约约束，其其生产能能力应大大于前面面设备的的生产能能力，才才能保证证流水线线的流畅畅运行，故故采用生生产能力力为3-5t/h的紫紫外线饮饮水灭菌菌机能够够满足要要求。可可选择ZZM-330000型。其其采用高高强度、寿寿命长的的ZM型型高压紫紫外线杀杀菌灯管管，整个个装置合合理，水水
23、质卫生生指标完完全符合合国家生生活饮用用水标准准。工作作效率为为3t/h。2.8 茶茶汁生产产阶段2.8.11浸提设设备茶叶的浸提提需要长长时间并并在浸提提时间不不断的搅搅拌混匀匀，可以以使用板板式换热热器配合合大型搅搅拌器使使用。生生产能力力在2tt/h2.8.22 均质质机 选用用CJ11.5-2.55型均质质机，其其生产能能力为22.5tt/h。2.8.33 超高高温板式式灭菌器器 选用BBR1-UHTT-300型超高高温板式式灭菌器器，其生生产能力力为3tt/h。2.9 灌灌装阶段段及成品品阶段2.9.11 洗瓶瓶机 洗瓶机机采用XXP-224型，其其生产能能力为223000b/hh，
24、由于于日产量量为3117466瓶，以以日生产产14小小时计，每每小时222677瓶，故故一台即即可满足足需要。2.9.22 负压压灌装机机 负压灌灌装机采采用GFFP-112型，其其生产能能力为226000b/hh，大于于22667瓶/小时。同同上，一一台即可可满足需需要。2.9.33 封罐罐机 封罐罐机采用用GFPP-122型，其其生产能能力为223000b/hh，大于于22667瓶/小时。同同上，一一台即可可满足需需要。2.9.44 杀菌菌锅 杀菌菌锅采用用SQZZ12000杀菌菌锅，其其杀菌能能力为223000b/hh，大于于22667瓶/小时。同同上，一一台即可可满足需需要.2.10主主要设备备装置一一览序号设备名称型号生产能力1活性炭过滤滤器GHT-332-3m33/h2软化装置LZY-332-3m33/h3过滤装置FSJ-336.0m33/h4紫外线饮水水灭菌器器ZM300003-5t/h5浸提装置TQ-2.52t/h6均质机CJ1.55-2.52.5t/h7超高温瞬时时灭菌器器BR1-UUHT-302-3t/h8洗瓶机XP-2442300bb/h9负压灌装机机GFP-1122600bb/h10封罐机YG-6BB2300bb/h11杀菌锅SQZ122002300bb/h 21