正文：年产万吨的苹果汁工厂设计

1引言

1.1苹果概述

苹果,别名频婆。原产于欧洲中部和东南部、中亚细亚以及我国新疆一带。在欧洲,苹果是最古老的果树之一,早在公元前2000以前就已人工栽培。在哥伦布发现新大陆之后,欧洲的移民把苹果传到了美国。在东方，日本在明治维新时代引进苹果栽培技术。此后，苹果又相继传入了欧洲、澳洲、非洲。从18世纪以来，人们不断的改进苹果的品种以追求更好的品质。

在我国，根据晋代郭义恭的《广志》以及后魏贾思勰的《齐民要术》记载，苹果在我国已经有2000多年的栽培历史。目前，在我国各个苹果产区作为经济作物栽培的苹果品种还几乎都是从国外引进的，统称为西洋苹果。我国开始引进西洋苹果是在1870年，栽培历史仅100年左右[1]。

1.2苹果汁的历史,现状和发展趋势

苹果汁的加工距今已有一百多年的历史。大规模的工业化生产约在1930年，始于欧洲和美国，北美的苹果汁工业化生产大约始于1937年。我国的苹果汁生产近年已初具规模，国内不少企业从意大利、德国、瑞典和美国引进现代化的苹果汁生产线，也有许多企业采用国产化苹果汁生产线。国产化苹果汁生产线采用了先进的生产工艺，所用设备全部选用国产设备，大幅度降低了投资成本，配件供应及时，设备维修方便，费用低[2]。

由于近年来随着经济的发展，果汁逐渐取代碳酸型的饮料成为了人们日常的饮品，苹果汁作为产量较大的果汁品种，有很大的发展前景。

另外目前我国苹果鲜销市场已出现卖苹果难的问题,发展苹果加工业是解决卖果难的一条重要途径。苹果可以加工成许多产品,但以果汁最受欢迎。市场上销售的苹果汁主要以清汁为主，而且大都是由浓缩汁加水还原而成。在苹果清汁或浓缩汁生产中,澄清过程都需添加果胶酶分解果汁中的果胶及添加一些澄清剂如明胶,不仅生产工艺复杂,而且延长了加工时间,如处理不当会影响产品的风味,营养成分被破坏,同时苹果中的果胶作为一种膳食纤维没有被利用。随着消费者健康意识的增强,纯天然、营养、新鲜、保持水果原味的浑浊型果汁为消费者崇尚。在美国,人们将鲜榨果汁称

为NFC果汁(not from concentrate),意为果汁不是用浓缩汁加水还原而成的,而是水果经压榨后巴氏杀菌再包装销售[3]。鲜榨苹果浑浊汁成为了果汁市场的新宠儿，越来越受到人们的关注。

2设计总论

2.1 设计依据

本设计主要以国内的浑浊苹果汁生产技术为基础，结合国内外的先进生产工艺和设备，参考有关的文献资料，运用AUTO CAD 软件完成初步工艺设计。

2.2设计范围

设计范围主要包括制定产品方案，工艺设计，进行物料平衡，设备选型，其他辅助设计；绘制产品的工艺流程图、设备布局图和全厂平面图。

3厂址的选择

选择厂址在工厂设计中是非常重要的，关系到整个工的建设和发展。一般情况下，厂址的选择遵循下面的几个原则：

（一）厂址选择应该符合国家的方针政策。

（二）厂址选择应该视生产条件而定。

（三）厂址选择应该从投资和经济效果方面考虑[4]。

基于上面的原则，选择昌平作为苹果汁工厂的厂址。主要原因有以下几点：

（一）昌平是北京苹果的主要产地。

（二）水源充足，水质较好。

（三）交通运输方面有八达岭高速路，六环路也在将其包括。

（四）基本上没有大型的污染型企业，符合食品工厂的建厂标准。

（五）工厂附近劳动力丰富。

4工艺设计和设备选型

4.1原材料

4.1.1原料

富士苹果国光苹果,比例为3：1或4：1

4.1.2辅料

抗氧化剂：抗坏血酸, 浓度为0.05%～0.1%

蔗糖12%

4.1.3配方

苹果汁原汁，调整糖度为12%

4.2产品方案

主要产品为天然苹果浑浊汁，主要的包装形式为PET瓶，500ml。全年的工作日不少于250天，每天工作时间为8h，每天的生产班次为1班。年产10000t，班产量（日产量）为10000/250=40t/班。

4.3生产工艺

4.3.1工艺流程

见图4-1

4.3.2操作要点

（一）选果

苹果的分选对于苹果汁的加工很重要，在分选时要制定出级别，这对于提高后续加工的效率和质量很重要。挑选苹果的成熟度应在八成以上，具有浓郁苹果香味，一般采用鲜摘果或贮藏没有发绵的果实，将一些成熟度不够、腐烂、虫害果及枝叶剔除。因此在分选的时候要根据苹果原料的成熟度、糖酸比、生青腐烂果实所占的比例为标准来分级。主要的分选方式有果园内采收时分选和果实进厂后分选。进厂后分选要求认真挑选，分级加工，对于腐烂果，可以分选后用刀具剔削后再进行加工，这样有利于提高果汁的质量，但是要注意的是所使用的刀具不能是铁制的，应该用不锈钢或是铜制的刀具，以防止苹果中的单宁与铁结合生成单宁铁蓝黑色物质，影响果汁的色泽和质量[5]。

图４-1苹果浊汁生产流程方框图

（二）洗果

洗果是为了洗去水果表面的泥砂、尘土等附着物及可能残存的农药等。苹果的清洗一般采用水沸式洗果机，洗果后可在输送带或提升机上加喷淋水管进行淋洗。

在清洗之后，通常还要进行拣选，这样可以进一步发现残次果。拣选一般是在输送带式拣选台上由两侧操作人员来完成。

（三）破碎

榨汁前的破碎可以提高出汁率。果实破碎的程度应该适当，过度破碎会适得其反，造成后续压榨上的困难，反而会降低出汁率。这点需要格外注意。苹果的破碎可以选用锤式粉碎机或鼠笼式破碎机。鼠笼式破碎机破碎时将水果的组织撕裂，有利于提高出汁率，所以非常适合苹果的破碎。而且这种破碎机使用的锯齿式刀片可以根据破碎程度进行调换，损坏的时候也可以单个更换。

破碎的程度取决于后续的榨汁方式，比如用螺旋式榨汁机榨汁的时候，破碎的果肉颗粒就应该大一些，这样就有利于榨汁。这些都是设备选型的时候需要注意的。

制造苹果浑浊汁的时候，由于苹果中的多酚物质会由于多酚氧化酶的作用和氧结合从而引起褐变，所以破碎的时候要添加抗氧化剂来防止氧化褐变。抗坏血酸是最常用的抗氧化剂，但是其抗氧化效果有浓度依赖性，添加量少效果较差，添加量过多又会在果汁的存放过程中因非酶促氧化降解而使果汁颜色变暗，所以抗坏血酸的加入量是需要严格控制的[6]。一般情况下，每吨苹果原料添加5%～10%的抗坏血酸溶液1kg。使用时用定量泵将抗坏血酸溶液注入破碎机内。为了使得抗坏血酸的浓度保持一定，必须通过计量输送机控制苹果原料的供给量。

（四）压榨

苹果的压榨方法有机械榨取，理化榨取和酶法提取三种。其中理化和酶法提取由于适应性的局限和副作用的产生在使用上受到限制，因此机械榨取的方法被广泛应用在苹果的压榨上。

适合苹果榨汁的榨汁机很多，主要分为压榨法和离心分离法两种类型。压榨法有液压式榨汁机、螺旋式榨汁机、连续式榨汁机、裹包式榨汁机等。离心分离法有卧式螺旋沉降离心机、锥形篮式林离心榨汁机。连续出汁的榨汁机有卧螺（卧式螺旋沉降离心机）和连续带式榨汁机，其余的都是间歇式榨汁机。

不同榨汁机的出汁率相差非常大，一般在70%～84%范围内。如卧螺榨汁机的出汁率为70%～75%；带式榨汁机用于苹果的榨汁出汁率达到75%左右；最新式的HXP5005布赫榨汁机的生产能力可以达到8～10t（苹果原料）/h。通常情况下会选用处理量大的榨汁机，这样可以提高生产效率，降低成本，但是对于不同的工艺就需要考虑到很多因素。对于苹果浊汁的加工就要考虑到工艺中的很多因素。比如虽然布赫榨汁机的生产能力高，但是由于其榨汁过程是间歇式的，在批量生产过程中榨汁过程长，榨