年产4500万吨苹果酱浓缩锅设计

食品机械与设备课程设计

年产4500吨苹果酱浓缩锅设计

学院：海洋学院

专业班级：食品科学与工程食品102

学生姓名：张娟学号：521005134 指导教师：程远霞

2012年12 月6 日

1.前言

随着经济的发展人们对食物的要求越来越高，不仅要满足口感，还要满足营养与保健功能上的要求。果酱是一种保存水果的很好方法，特别是对于那些熟透、不能冷藏不易储存的水果。它有众多的品种，传统的包括苹果、橙、柠檬、芒果、草莓、葡萄、甜瓜、杏和桃。水果中天然富含一种凝胶物质---果胶。在制作果酱的过程中，这种果胶被改良活化了，使果酱呈现了独特的质感。果胶还是果酱中非常"典型"的营养素，它实际上是一种柔软的膳食纤维，不但比普通的粗纤维(比如大白菜帮子中的膳食纤维)吸水性更强，还不会像粗纤维一样有伤害食道或胃肠道的危险。果酱中被活化后的果胶，预防癌症的能力更强。很多人都以为果胶那种凝冻一样透明有弹性的质感，是因为加了凝胶剂。其实不然，水果中天然富含一种凝胶物质---果胶。在制作果酱的过程中，这种果胶被改良活化了，使果酱呈现了独特的质感。果胶还是果酱中非常"典型"的营养素，它实际上是一种柔软的膳食纤维，不但比普通的粗纤维(比如大白菜帮子中的膳食纤维)吸水性更强，还不会像粗纤维一样有伤害食道或胃肠道的危险。果酱中被活化后的果胶，预防癌症的能力更强。

苹果在北方的种植面积大，苹果的落果和等外果若不及加工处理，很快腐烂变质。如何处理这些不宜鲜食的果子，直接关系果农的经济利益。若将苹果的落果和等外果加工成果奖，不仅能减少果农的损失，还能降低工厂的生产成本。

该设计介绍了班生产30吨苹果酱蒸发器及辅助设备的设计，包括苹果酱工艺流程及要点，冷却条件的确定，蒸发器的主体设计，换热面积的计算，除核机、打浆机、蒸发器、不锈钢的夹层锅形式和型号的合理选择，物料衡算、热量衡算等方面，对蒸发器及辅助设备作出了合理的选择，以满足生产的需要同时尽量的节约能源。

本文主要是针对在冷却阶段板式蒸发器的设计,板式蒸发器有以下特点：（1）总传热系数高，因板式蒸发器中，板面被压制成波纹或沟槽，在低流速下（如Re=200左右）即可达到湍流，故总传热系数高，而液体阻力却增加不大，污垢热阻亦较小，对低粘度液体的传热，K值可高达7000W/（m2·K）。（2）

结构紧凑，单位体积设备提供的传热面积大。板式蒸发器属于高效换热设备。在实际应用中有两种，一种是旋压法制造的伞板式蒸发器，另一种是冲压法制造的平板蒸发器，其结构特点如下：①板式蒸发器体积小、占地面积少。板式蒸发器占地面积为同样换热能力的列管蒸发器的30%左右，与淋洒式的排管冷却器相比就更优越。②板式蒸发器传热效率高。板式蒸发器能使两种热交换流体处于较低的流速下，增强扰动，激起湍流，从而强化传热，传热系数值K可达16720J/（m2•h•℃）（水对水），较之列管蒸发器高2~4倍。③板式蒸发器组装灵活。当生产上要求改变工艺条件和产量时，板式蒸发器只要增减板片数量或改变板片组装流程通道形式，即可满足要求。④板式蒸发器金属消耗量低。板式蒸发器主要由不锈钢或钛合金压制的传热片、密封胶垫、夹紧螺栓和压紧板整机框架等零部件组成。板式蒸发器的板片每平方米消耗金属为8kg左右，而同样参数的螺旋板式蒸发器则需要20kg左右，其他管壳式蒸发器就更多了。⑤板式蒸发器热损失小。板式蒸发器由于仅是板片周围边暴露在大气中，所以热损失仅1%左右，不需要采用保温层。⑥板式蒸发器拆卸、清洗、检修方便。松开压紧螺母即可进行清洗维护,更换胶垫或板片。对于容易结垢的介质，一方面由于板式蒸发器中的介质有激烈的湍流，其湍流临界雷诺数比一般列管式蒸发器低10倍左右，因而不易结垢。（3）操作灵活性大，可以根据需要调节板片数目以增减传热面积，或以调节流道的方法，适应冷、热流体流量和温度变化的要求。（4）加工制造容易，检修清洗方便，热损失小。

在设计蒸发器工艺、选择蒸发器时，要充分考虑食品物料的特点：第一热敏性，食品物料在高温下或长期受热要产生变性和氧化等作用而受到破坏，所以许多食品生产时的操作要严格考虑加热时间和加热温度，为了加冷却速度，食品工业多采用常压冷却；第二是腐蚀性，由于苹果酱具有弱酸性有腐蚀性，即使是轻度腐蚀也会对产品造成污染，因此在设计蒸发器和辅助设备时，必须选用耐腐蚀的材料；第三是结垢性，料液中的蛋白质、糖类等成分受热过度会产生变性、结块、焦化等现象，在蒸发器管壳上形成污垢层，严重影响换热的效率。蒸发器中流体的相对流向一般有顺流和逆流两种。顺流时,入口处两流体的温差最大,并沿传热表面逐渐减小,至出口处温差为最小。逆流时,沿传热表面两流体的温差分布较均匀。在冷、热流体的进出口温度一定的条件下,当两种流体都无相变时,以逆流的平均温差最大顺流最小。在完成同样传热量的条件下,采

用逆流可使平均温差增大,蒸发器的传热面积减小;若传热面积不变,采用逆流时可使加热或冷却流体的消耗量降低。前者可节省设备费,后者可节省操作费,故在设计或生产使用中应尽量采用逆流换热。

2.工艺流程

2.1 苹果酱加工的工艺流程

落果等外果的处理--清洗—去皮去核切片—--加热软化--打浆--加糖浓缩—苹果酱

2.2技术操作要点和注意事项

1、落果、等外果的处理

苹果的好坏直接影响果酱的质量和风味。除腐烂果外，苹果表皮有一般污点或缺陷，如虫眼、小痂斑点、外形机械损伤等对果酱没什么影响。但是太生的未熟小果则带有涩味和生苹果的味道，剔除不用。另外，在清洗前应把虫蛀部分和干痂削去，腐烂部分要多挖去些。

2、清洗

把处理好的落果和等外果倒入有流动清水的槽内冲洗，注意清洗时间要短，随放随洗。洗净立即捞出，以免清洗时间过长，可溶性果糖果酸溶出。

3、去皮去核切片

把洗净的苹果去皮，去核仁部分去掉果柄切片，再破碎成块，注意这一过程一定要在清洁环境中进行，工作人员必须按照食品卫生法的要求，穿工作服，戴工作帽，手要洗净，采用专门的去皮、去核设备。

4、加水加热软化

把切好的苹果块倒入沸水锅中（水要尽量少）,最好用不锈钢的夹层锅用蒸气加热，若无夹层锅，用大锅熬煮时要用文火，以免糊锅。加热15-20分钟，致使苹果充分软化。

5、打浆

把软化好的苹果块放入筛板孔径0.7-1.0毫米的打浆机内打浆。

6、配料

果肉与糖的配比为3:4，有时需要加入适当的柠檬酸使果酱具有一定的酸味。也可根据产品销售地区群众的口味来调节果浆的酸度和糖度。另外，配料时先将白糖用20%的水溶化，煮沸后过滤，以除去糖中的杂质。