猕猴桃生产工艺

1、3 弥猴桃生产工艺 第一章前言狷猴桃既是美味的水果、而且营养丰富，它富含维生素C、维生素B类、碳水化学物、 钙、铁、磷、硒等人体所需的营养和矿物质。尤其维生素 C含量为其它水果的数倍至数十 倍，故有水果之王的美誉，是被人们公认的特色水果。狷猴桃鲜果及其深加工产品，深受国内外消费者的青睐，狷猴桃果品中独特的香气成 份和加工制成品中维生素 C的高含量（据测定每升狷猴桃干酒中含有的维生素 C达到250 至480mg）为一大特色，比葡萄酒高出数十倍。另根据医学研究证明，彳弥猴桃鲜果及加工 制品对人体具有良好的保健作用。随着大众生活水平的不断提高以及消费品位的多元化， 味美可口、营养丰富的果酒和果汁饮料

2、越来越受到消费者的喜欢。果酒及果汁饮料因系绿 色天然原料，品种、品味多样化，居家、旅行、酒宴都用得上，市场适应面比较宽。进入 21世纪后，从世界果酒及果汁饮料市场前景看， 饮料酒消费方式的改变，特别是发达国家 要求逐步减少酒精的摄入量，追求天然、含糖量少的有益于健康的果酒及果汁饮料，进一 步促进了饮料酒品种结构的改变。因此碳酸饮料和白酒传统消费的主流地位受到挑战，而 果酒及果汁饮料一类功能性饮品等新生代产品更加受到国内外市场的重视。就果汁饮料而言最大特点不但能解渴，而且含有丰富的维生素、矿物质、微量元素等，具有极高的营养 价值、保健功能，同时还因原汁原味更是受到大众消费的喜欢。因此开发狷猴桃水

3、果产品 具有广阔的市场前景。2001年我国果汁饮料总产量达到130万吨，人均消费不到1.30升，相比1991年中国人 均消费果汁饮料0.33公升增长了 318%,与世界人均消费量7公升多相距甚远，这就预示着 果汁饮料有着良好的市场前景。而本项目提出的是发展狷猴桃果酒果汁饮料，产品从类型 上看差异化程度高，开发果酒及果汁饮料产品正可以避免上述情况的发生。对于一般企业 来说，关键是开发有特色的果酒和果汁饮料，在原材料和技术开发方面形成企业的核心竞 气能力。因为特色水果受气候、地理位置等条件的限制，种植难于推广，原料产量有限， 制约着产品市场的覆盖率，大公司企业不愿参预。中华狷猴桃水果这一种类仅在我

4、国长江 中游两岸的几个省有分布，国外更是没有我国的这一种特色水果（世界上仅新西兰有一定 数量不同的品种，其它国家不同品种产量极微）。现在国内生产果汁饮料的企业已达6僚家，比较好的品牌果汁饮料有：乐百氏、露露、 康师傅、椰风、椰树、汇源、统一、佳得乐、三得利、茹梦、莱阳梨汁、华邦果汁等。这 一些企业在果汁饮料行业取得了较好的经营业绩，在中国市场上已经形成了自己的品牌， 成为饮料业骨干企业，为该行业的发展起到了领头人的作用。从分析消费群体看，果汁饮 料符合经济发展的规律和人们消费观念的转变。果汁饮料消费者中女性所占的比例比男性 大约多13个百分点；从年龄构成看，1534岁的消费者占63.6%;从受

5、教育状况和家庭月 收入来看，受教育状况和家庭月收入越高，饮用果汁的倾向性越强。果汁饮料的主要消费 群体为年轻女性群体和高学历高收入群体，高学历的女性更喜欢喝茹梦，而高收入的中年 人更喜欢喝三得利。这预示着果汁饮料市场消费趋于成熟，经济的快速发展必然导致消费 品的多样化和高品位水果产品的消费。我国的果汁饮料生产销售均集中在广东、海南、福 建、浙江等东南沿海省份，而这些地区不单是最大的生产地区，而且是最大的消费地区。 可见，果汁饮料作为一种天然、低糖的新型健康饮料，也带着强烈的地域色彩。另外大中 城市也是果汁饮料消费的集中区，这主要是由于大中城市的人均收入水平较高所至，以及 消费观念趋于理性化的表

6、现。第二章工艺流程论证掰猴桃生产工艺流程本设计以狷猴桃为原料进行生产，由于狷猴桃本身营养丰富，口味清香，并且生产的 季节性很强，因此必须采用一套专用于狷猴桃的处理工艺，现确定工艺如下：锦猴桃鲜果 卜一f f I料斗一网板输送I I分配流梢 一4.2kg/ 人？ min110t/hCS眺拣整理 |汇集 拣生果挑拣 |催熟卜了一一果.烂果|适sj IzsVV150min G7|输送 |洗果 帔碎 |果胶酶分解Z压滤分离 卜I超滤澄清 卜.ff I纳滤和反渗透浓缩 A限渣分离二级蒸发浓缩I-f f f I贮罐暂存Iff f I后处理注:G-果胶酶CS一催熟剂Z一助榨剂SJ75mg/L高钮酸钾水溶液V

7、抗氧化剂ZS一自来水二工艺流程说明1原料处理(1)原料的选择未经后熟软化的狷猴桃鲜果糖度低，单宁含量高，易带来涩味；过熟的软果，糖度也 低，酸度高，且果实易受霉菌污染，使醪液挥发性酸升高，总酸也高，只有八成熟的微软 果，糖含量高，总酸挥发酸单宁含量低，汁液鲜美清香，风味好。因此选取八成熟原果， 经过人工挑拣以鉴别果品的色泽.重量和体积，把染菌果(烂果)、机械损伤果、落地果、 僵果挑选出来，并除去杂物，筛选出均匀一致的鲜果后放置6-7天进行后熟软化处理。(2)原料的清洗狷猴桃的清洗主要目的是去除原果表面的残存农药、污垢和初步的除菌，清洗方法采 用高钮酸钾喷淋处理3-5分钟，清洗设备可采用全自动淋

8、水回转式灭菌锅。(3)原料的破碎狷猴桃除少量皮渣之外几乎都可以食用，因此清洗后可以马上进行破碎。狷猴桃果实 中蛋白质.纤维素和木质素含量均比一般水果高， 结构亦比较脆弱。在破碎鲜果时，若破碎 太细，许多细小的纤维素易将滤布孔堵住，造成过滤困难；若果肉破碎得不够细腻，其组 织内部汁液因粘性作用，单靠外界的挤压力是难以完全把汁液从果肉的破碎组织中分离出 来。本次设计采用齿笼式破碎机，它的破碎粒度为 3-5mm,配有专门的螺旋送料机构，具 有结构新颖紧凑，节能生产能力大，使用范围广等特点，物料接触部件均为优质不锈钢制 造。(4)果胶酶的添加在压榨之前加入一定量的果胶酶.软化酶进行加热处理，可以使狷猴

9、桃中的果胶转化为 可利用糖，同时大大降低果汁的粘度，使出汁率提高约 20%,减少的成本，并且节约了因 压榨堵塞的清洗时间。果胶酶的添加温度为450C,果胶酶添加量40mg/L ,软化酶添加量 400 mg/L ,添加方法是直接加入酶解罐中酶解 150min。酶解罐为本设计在原有生产工艺上采取的改进工艺之一，添加一酶解罐之后，彳弥猴桃 的出汁率从原来的60%提高到80%左右，效果显著。(5) SO2的添加狷猴桃汁易发生酶促褐变，使产品色泽加深，风味变差，果汁发生酶促反应的原因主 要有：果汁中含有单宁等多酚物质加工过程中接触大量氧气(一般在剧烈搅拌时发生)含有多酚氧化酶和过氧化酶。非酶褐变主要是由

10、氨基酸和含染基的化合物发生反应引起的。褐变的结果是在果汁中 形成黑色素之类的深色物质，致使其色泽变成深褐色，口感变差。因此在加工过程中添加 抗氧化剂以防止氧化。国内外广泛采用SO2作为抗氧化剂，可有效防止狷猴桃汁发生褐变, 产生氧化异味，还有一定的杀菌效果，可抑制杂菌的生长。我国食品添加剂标准规定使用SO2时不得超过300 mg/L,本设计使用剂量为200 mg/L,添加方法为加饱和亚硫酸溶液2果汁处理(1)压榨过滤狷猴桃果加工的关键工序就是取汁，取汁工艺关系到其下游产品的质量，决定了下游 产品的营养成分.香气成分和狷猴桃特有的高维生素 C含量等在最终产品中的再现。由于 狷猴桃果的特性，如其果

11、胶果泥含量极高，营养和香气物质具有极高的热敏性，维生素含 量在过滤过程中大量减损等，使得过滤设备的选择成为了水果加工界的技术难题。本设计 经过对比硅藻土压滤机和采用其他过滤介质的过滤设备后，发现硅藻土压滤机与其他压滤 机相比，具有不易堵塞，容易清洗，单次过滤处理量大，过滤时间短等优点，解决了狷猴 桃汁粘度高不易压榨的难点，而且其操作方便，过滤成本低.效率高，是果汁生产厂家的最 佳选择。(2)超滤澄清由于过滤机布孔孔径较大，因此此时的果汁含有大量的酵母和其他混浊物等杂质，因 此有必要通过进一步的过滤分离来提高果汁的澄清度，去除杂质。传统工艺是采用动力澄 清分离法进行澄清，此工艺虽然操作简单方便，

12、澄清剂原料易得，可是效果不好，只能暂 时去除果汁里的部分酵母和浑浊物，在产品长期陈放期间果汁中的蛋白质.残淀粉.胶体物质等会逐渐聚集沉淀于瓶底或附着在瓶壁上，严重影响产品的外观。因此在本设计中作者 决定采用超滤澄清的方法对果汁进行分离，超滤的过滤精度为0.1-0.001微米，可滤除果汁 中的铁锈、病毒、细菌、霉菌、酵母和果胶，并能保留对人体有益的一些矿物元素，所以 超滤的果汁具有较长的货架寿命。其果汁得率为 96%-98% ,且加工时间很短(低于2h), 可实现冲洗与反冲洗，使用寿命相对较长，所以采用超滤法澄清果汁可节省贮藏设备和人 力。(3)纳滤和反渗透浓缩传统工艺为蒸储法或冷冻法浓缩，不但

13、消耗大量的能源，还会导致果汁风味和芳香成 分的散失，将反渗透膜和纳滤膜串联起来进行果汁浓缩，在操作压力均为7MPa时可以得到渗透压为10.2MPa的浓度为40%的浓缩液，既可以保证果汁在浓缩过程中色.香.味不变， 又可以节省大量的能源。采用高浓度浓缩系统将浓度为10%的葡萄糖溶液浓缩至45%所需的能耗，仅为普通蒸储法的1/8,冷冻法的1/5。(4)二次蒸发浓缩由于设计要求最终果汁糖度为 60% ,而反渗透浓缩后的果汁糖度达不到设计要求，因 此需要将果汁进一步进行浓缩使得糖度提高为 60%。传统工艺考虑到机械设备的强度和动 力耗能的问题，均采用加热蒸发浓缩，虽可以节约生产成本，然而有营养物质的如

14、果糖 . 蛋白质.有机酸.维生素等均属于热敏性物质，因此此法会对果汁原有的色香味产生较大的 破坏。本设计采用双效降膜真空蒸发器对果汁进行处理，属于低温真空浓缩，虽然价格比 传统浓缩装置昂贵，但是它不会对果汁的原有风味产生影响，结构紧凑，操作方便，可连 续生产，蒸汽利用效率高，便于调节生产能力，因此综合看来其性价比高于传统浓缩设备。第三章工艺计算及设备选型一基础数据.年产彳弥猴桃浓浆1000吨，折净鲜果7500吨，即处理毛鲜果9000吨突击收购，突击生产，设高峰期为 80天原料前处理能力：12t/h挑选整理后的杂菌清洗及打浆灭酶能力：10t/h榨汁后处理能力：8t/h浓缩工段：6t/h挑拣出的次

15、果及烂果：2t/h.彳弥猴桃鲜果出汁率：75% 糖度：100Bx密度：1.042t/M3成品浓浆糖度：600 Bx. 酶解：果胶酶添加量40mg/L软化酶添加量400 mg/L SO2添加量200 mg/L解时间150min 二物料衡算1.整体衡算（按年产1000吨浓浆计）生产1000吨浓浆所需的彳弥猴桃新鲜果汁：1000 698% 98% 98%=6374.9 吨需要的狷猴桃质量：6374.9 75% 7500/9000=10199.84吨加入的果胶酶量；6374.9 75% 1.042 40=326.3kg加入的高钮酸钾量：6374.9 75%X 0.1%=8.5 吨加入的软化酶量；637

16、4.9 75%X 400=3400kg酶解时添加SO2量：6374.9 75%X 200=1700kg2.单日物料衡算单日所需新鲜果汁量由上可知：6374.9 80=79.69 吨单日所需狷猴桃质量：79.69 75% 7500/9000=127.5吨加入的果胶酶量；79.69 75% 1.042 40=4.08kg 加入的高钮酸钾量：79.69 子5% 0.1%=106.25kg 加入的软化酶量；79.69 75%X 400=42.5kg酶解时添加SO2量：79.69 75%X 200=21.25kg表格1 1000吨/年果汁工厂物料衡算表鲜果汁 (吨)3弥猴1(吨:卜兆)果胶酶(kg)高镒

17、酸 钾(kg)软化酶 (kg)二氧化 硫(kg)日 耗 且 里79.69127.54.08106.2542.521.25年 耗 且 里6374.9，10199.84326.3850034001700三 热量衡算酶解罐：(1)加热至450C所需要白热量Qi：彳弥猴桃比热约为3.8kJ/ (kg C),将果浆从200C加热到450C所需要的热量为： Qi=1.8 身0%X 1000X (45-20) M.8=2.44 W5kJ搅拌热Q2：Q2=3600X PX 4义 48=3600X 1.854 义 0.92 义 1=6140kJ(3)向环境散热Q3：在酶解罐外加一保温层，则散热量将大幅度降低，约

18、为加热量的 5%(4)酶解一次耗用蒸汽量D:采用表压为0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3kJ/kg冷凝水的始为561.47 kJ/kg,蒸汽的热效率取95%D=Q4+ (2725.3-567.47)45%=121.81kg酶解一次总耗热量Q4Q4= Q1- Q2+ Q3=2.443 105X1.05-6140=2.504 105 kJ双效降膜真空蒸发器：单位时间蒸发量：W1=FX(1-X0/X1)F为物料流量，X0为果汁蒸发前浓度，X1为果汁蒸发后浓度W=4.43X (1-0.4/0.6) =1.48t/h蒸发效率：根据双效降膜低温真空蒸发器的经验数据可知，每蒸发 1kg水分仅用0.44

19、kg的新蒸汽。故蒸汽用量： W2=Wi 0.44=0.65 t/h四设备设计与选型刮板提升机根据物料衡算可知，狷猴桃的输送能力为：10199.84 80 e4=5.31t/h因此可选用江苏东台华东粮油机械有限公司的埋刮板输送机，型号 GSL16 ,数量为1台。技术参数如下：表格2 埋刮板输送机技术参数技术 参数机槽宽度(mm)刮板链条】节距(mrm线速度 (m/s)输送量(m/h)输送 距离电机 功率 (kw)垂直水 平GSL161601000.133-0.1839.2220252.2-222.连续灭菌锅经过挑拣整理后的鲜果在催熟之后通过挡板输送带送入连续灭菌槽：6374.9 75% 8024

20、=4.43t/h因此可采用东方兴企食品工业技术有限公司的全自动淋水回转式灭菌锅，数量1台。表格3 灭菌锅技术参数技术 参数功率(kw)外形尺寸(mim工作压力 (MPa回转速度 (转/分)GT7C 20H185750X 2000X38000.31.810.8其技术特点如下：1、采用卧式结构，设置专用小车及导轨，便于小车的推进及拉出；2、采用优质碳钢或不锈钢材料。不锈钢灭菌釜外表抛光至精致；3、压力0 0.3MPa 温度0 142;4、淋水式灭菌釜升温、保温、冷却均采用自动控制 ，配有循环泵及装罐车，回 转式杀菌锅具回转速度为1.810.8转/分。破碎打浆机本设备所需的生产能力为：6374.9

21、75% 80攵4=4.43t/h因此可采用东方兴企食品工业技术有限公司生产的JP齿笼式破机，采用型号为JP-6,数量1台。表格4 齿笼式破碎机技术参数型号生产能力(T/h)主轴转速(r/min )功率(Kvy外型尺寸(mimiJP-64-69607.5/6710X 1060X 1800该机适用于对狷猴桃、胡萝卜、苹果、梨等果蔬进行破碎，破碎粒度为35mm。该机配有专门的螺旋送料机构，具有结构新颖紧凑，节能生产能力大，使用范围广等特点，物料接触部件均为优质不锈钢制造。酶解罐(1)容积计算酶解罐的单次处理时间为150min,加上进出料及CIP清洗时间，选定3小时为 一个生产周期。全年生产批次：80

22、 24与=640故每批次处理果汁量：6374.9m5险640=13.28吨由于酶解罐内体积变化不大，因此可以有较大的提充系数，设定为 90%故酶解罐所需的总容量为：13.28 90%=14.75 吨因此选用单罐容积为5M3的酶解罐，数量为3个采用高径比为2: 1的标准酶解罐，上下均为标准封头，查表知公称容积为5M3的酶解罐，其总容积为6.27M3O由于V全二丫筒+2刈封=6.27M3 ,封头折边忽略不计以方便计算，则有V 全=0.785 2XD3+2X 兀笠4D 3 =6.27解得 D=1.507 M 圆整至1.5 M故柱体高H=2D=3m验算全容积V总：V 总=0.785 2X1.53+2X

23、 冗 + 24-B82m3根据发酵工厂工艺设计概论附表 15,可知曲边高度 hi 为 0.25D=0.25 X.5=0.375m直边高度h2=50mm故封头高 H圭t= hi+ h2=425mm冷却面积的计算：采用竖式列管换热器，工程计算时 K取经验值4.18 )500KJ/ (m3hc),实际测得每1 小时传给冷却器的最大热量约为 4.18 )6000KJ/ (m3h)45 c -45 C50 c -60 C故 A 1=15 CA 2=5 A m= (At-A 2)/ In ( A 1/ A2$ =9.1 C酶解罐实际装液量14.75/3=4.92m3口如,旬 l 44.18* 6000*4

24、.92 八3换热面积 F=Q/KX A m=6.488m34.18*500*9.1(2)搅拌设计由于狷猴桃原果汁粘度太大，故采用两档六弯叶涡轮搅拌器，其中下叶用螺旋浆式搅 井命。搅拌浆直径 Di=1/3D=0.5m叶宽 B=0.2Di=0.2 0.5=0.1m弧长 l=0.375Di=0.3750.5=0.1875m距 C1=Di=0.5mC2=2m盘径 di=0.75 Di=0.75 0.5=0.375m叶弦长 L=0.25 XDi=0.25 0.5=0.125m叶距 Y=D=0.5m根据比拟放大法：已知50L罐转速470r/min ,搅拌器直径112mm贝U n=470X (112/400

25、) 2/3=201.07r/min取搅拌转速n=200r/min(3)搅拌功率计算果浆粘度大约为10m.Pa.s,密度为1.042t/m3Rem=D2X nX p + J=0.20040) X1.042 106勺0=5.55 104104所以将其视为湍流,Np=4.7搅拌功率 P=NpXN3di5X p =4.7(20060) 30.45X.042=1.854Kw电机功率P电=P0X1.011 2 3采用三角带传动 印=0.92,滚动轴承 平=0.99,滑动轴承 甲=0.98端面密封增加的功率为1 %故P/1.8540.92* 0.99* 0.98X1.01=2.1Kw(4)管道设计出料管由于

26、未经过压榨的果浆粘度很高，所以出料管的口径相对比较大一点，以免堵塞, 因此可以采用 小9540无缝钢管，其中各种接口均采用卫生级蝶阀。CIP清洗管以清水为基准进行计算，清洗的体积约占罐体的8%,管内流速取3m/s,经泵压送至顶端往下喷洗，喷洗时间为 20min,则d= (47.01 8% 20与04785) 0.5=0.036m所以采用4 50X 4.的无缝钢管进料管为保持配件的统一，便于更换，进料管可以同出料管，采用4 95X40缝钢管(5)壁厚计算酶解罐柱体材料考虑到果汁的 PH值较低，因此选用耐酸性较好的 1CU8Ni9Ti 不锈钢，罐的设计压力取最高压力的 1.05倍，P=0.4MPa

27、壁厚由 S=PXD/ (2(r-P) +C 决定不锈钢许用应力o取150MPa,焊缝系数小取0.7C为壁厚附加量，由钢板负偏差 Ci,腐蚀裕量C2,加工减薄量C3三部分组成 Ci=0.13cm-1.3cm,取 Ci=0.5mm酶解罐材料抗腐蚀性能较好，可取 C2=0酶解过程为冷加工，故加工减薄量C3=0S= PD/ (2(r-P) +C=0.4M50+ (2X1500.7-0.4) +0.05=0.336CM所以可以选用4mm厚的钢板由于酶解罐操作压力不大，且过程中环境条件变化不大，因此上下封头材料及厚度可参考 柱体，采用同种材料及厚度5.压滤机的选型由设计资料知压滤机的生产能力：6374.9

28、 75% 98% 8024=4.52t/h从酶解罐出来的果汁立刻进入压滤机进行压榨出 汁，因此要求压榨机单次处理量大，过滤时间短， 故可采用型号为LXDZJ5的硅藻土连续带渣机， 它用优质不锈钢材料制作，采用硅藻土为助滤剂， 具有操作方便、过滤成本低、效率高等优点。数量 为2台，其中一台为备用。表格5压滤机技术参数规格 型号理论流量过滤 面积滤片 数阀 门工作 压力外型尺寸(mrmT/h)(M)(张)(MPaLXDZJ6-855.120Dg30.45=36.3 万元耗水量：44 万吨所以动力能耗为：.人工费用工厂扩建之后，人员的利用率必定大大提高，预计需要工人100人，工人工资按人均10000

29、元/年计算，则人工费用为100万元。.车间经费设备折旧率为10%,则需22.72万元，其他车间经费按年总车间经费的 20%计 算，即45.48万元。.管理，财务及销售费用此项费用随市场运转好坏而定，暂定为 100万元。.销售收入按现行产品市场行情，参照国内同类果汁价格水平，以及同类企业生产经营成 本构成，为了提高产品市场竞争力度，项目分析从低估算出厂价格，预计年总 销售收入规模可达到：狷猴桃商品原汁单位售价为 4.50万元/吨则产品的销售总收入为 4.50 000=4500万元由于前处理中的次果及生果可以再利用，加上果渣可以以肥料出售，此项收入 暂定为500万元。故年总收入大约为5000万元。

30、.销售税金A、增值税根据国家现行税收政策，年增值税为：年销售收入+ (1 + 17%) X17%原辅料燃料动力等购置费 + (1 + 17%) X17% 二5000勺.17 0.17 (230.5+3406+36.3+100+45.48+100 勺.17 0.17= 162.45 万元。B、消费税(酒类)按销售的10%计算，50%由财政返还给企业，实际消费税额 185万元。C、城市维护建筑税按增值税和消费税总额的1%计算，1.85 万元。D、教育费附加按增值税和消费税总额的 3%计算 5.55 万元。企业总的税负为 354.85万元/年。三年利润估算年利润二年总销售收入总成本各种税金 =5000-3406-354.85=1239.1时元参考文献1姚玉英.化工原理（上、下）,天津科学技术出版社，1992