年产核桃奶车间基本工艺设计.doc

年产10000t核桃奶生产车间工艺设计

专业：食品科学与工程

学生：徐洋 指引教师：刘学文

摘要：食品生产车间设计作为食品工厂设计主体内容，具备非常重要地位。新产品、新工艺、新技术、新设备使用和开发都离不开食品车间设计工作。同步整个设计工作必要符合国标有关规定，方能在保证产品安全基本上生产出众、香、味俱全优质食品。 核桃乳作为一种常用植物蛋白饮料，具备营养丰富、绿色健康等特点。核桃乳生产工艺与豆乳类饮料工艺具备异曲同工之处，本设计重要是在参照豆乳类饮料生产设计工艺基本上，对核桃乳生产车间布置工艺和车间生产流程进行设计阐明，同步对辅助车间和某些厂区设施进行了简要简介。工艺流程设计重要涉及原料配方拟定，生产工艺选取；在生产工艺基本上进行物料和热量计算；根据工艺选取和计算成果，结合实际生产经验选取符合生产规模和工艺规定设备；将所选设备依照生产流程进行合理排列布置，完毕设备工艺流程图。车间布置设计重要内容涉及：依照工艺设计内容拟定车间整体构型、车间面积；选定车间土建参数，参照土建和车间构型进行设备布置等。
核心词：黑桃奶 乳饮料 工艺设计 车间布置

目 录

第二章 生产工艺流程设计 5
2.1产品方案及班产量拟定 5
2.1.1产品方案规定 5
2.1.2班产量拟定 5
2.2工艺流程拟定 6
2.2.1生产办法 6
2.2.2工艺选取 6
2.2.3.工艺流程 7
2.3工艺生产要点 7
2.3.1原料预解决 7
2.3.2脱种皮 7
2.3.3浸泡 8
2.3.4磨浆 8
2.3.5过滤 8
2.3.6调配 8
2.3.7均质 8
2.3.8脱气 9
2.3.9加热杀菌与灌装 9
2.3.10密封杀菌及检查 9
2.4原料筛选和水质规定 9
2.5成品质量指标 10
第三章 物料衡算 11
3.1物料衡算目原理 11
3.2年产10000t核桃奶班产量拟定 11
3.3辅助材料计算 13
第四章 设备选型 14
4.1设备选型原则 14
4.2各工段设备选型 14
4.2.1预解决系统 14
4.2.2磨浆系统 15
4.2.3配料系统 15
4.2.4灌装系统 17
4.2.5清洗系统 17

附录1:生产设备一览表 40
附录2:车间平面布置图 43
附录3:车间工艺流程图 43
致 谢 44

第一章 绪论

1.1核桃产品生产价值
1.1.1核桃营养价值
核桃又称胡桃，属于胡桃科落叶桥木，核桃同榛子、腰果、扁桃干果一起被誉为世界四大干果，且核桃位列四大干果之首。世界各地均有核桃生长和种植，中华人民共和国得核桃产量排在美国之后位列世界第二。在国外，核桃被称为“益智果”，在国核桃内享有“长寿果”之美名，其中最长为人们所提到当属其健脑功能。核桃仁具有十分丰富营养素，每100克核桃仁中各种营养素含量大体为：蛋白质15～18克，脂肪60～73克，碳水化合物8～10克。其中含量丰富重要氨基酸有（以100g计）：谷氨酸3600mg、亮氨酸1260mg、天冬氨酸1656mg、精氨酸2621mg。核桃中具有矿物质除钙、磷、铁外尚有镁、钾、硒等，同步核桃中也具有维生素E、维生素P、咖啡酸和肌醇。核桃中所涵有脂肪酸重要是花生酸、油酸和亚油酸。
1.1.2核桃药用价值
核桃具备极高药用价值。当代医学研究以为，核桃中所具有磷脂，对人脑神经有较好保健养护作用。核桃中核桃油中具有不饱和脂肪酸，可以防止人体动脉粥硬化。核桃中具有人体不可或缺锌、锰、铬等微量元素。人在衰老时候体内锰、锌等元素含量会不断减少，而镉可以保护心血管，增进胆固醇代谢和葡萄糖运用。核桃仁镇咳平喘作用十分明显，冬季，对慢性气管炎和哮喘病患者疗效极佳。经常食用核桃，既能健身体，又能抗衰老。有人往往吃补药，其实每天早晚各吃几枚核桃，实在大有裨益，往往比吃补药还好。 核桃是食疗上品。无论是配药，还是生吃、烧菜或者作糖蘸，均有润燥通便、止咳平喘等功能。核桃食用方有法诸多，将核桃加适量盐进行水煮，喝水吃渣可以治疗肾虚遗精、健忘、健忘、腰痛等症。核桃与芝麻、莲子一起做糖蘸，食用后不但能补心健脑还能治盗汗。中医对核桃是这样描述:核桃性温、味甘，具备补血、健胃等作用。
1.1.3核桃经济价值
核桃在国内分布广泛，进过国内人民近年精心栽培，哺育了许多优质核桃新品种例如阳平核桃、陈仓核桃、麻核桃、薄核桃、厚壳核桃等。且有些优质核桃出油率已达到了75%，普通核桃出仁率在50%左右。
核桃丰富营养价值和已被大众所广泛接受保健益脑作用，已经被越来越多不同国家和地区人所推崇和接受。当前核桃加工产品重要有核桃油、核桃乳饮料（核桃露、核桃奶）、核桃营养粉（营养分系列）、核桃休闲小食品（核桃片）等。

1.2全球核桃种植和生产消费状况
1.2.1核桃种植状况
联合国粮油组织给出数据记录显示，全球核桃种植面积在170万平方米以上，可以年产核桃150万吨，栽培面积较大几种国家分别是美国、土耳其和中华人民共和国三国年产量分别为20万吨、17万吨和18万吨。其她国家如德国、匈牙利、印度、法国、意大利等产量在2-4万吨之间。数据显示国内栽培面积最大概为七十万平米以上，成果树达一亿两千万棵。种植区域重要分布在安徽、浙江、湖南、湖北、广西、云南和贵州等省份。产量最高省份在陕西、甘肃、河北、云南、山西五省。产量之和占全国产量70%以上，是国内重要出口核桃生产基地。
1.2.2核桃生产消费状况
国内虽然年产核桃18万吨以上，同其她自然产物同样人均占有率较低只有0.16kg/年。按照中产量市场销售50%计算成果为人均消费量只有80g/年。发达国家人均消费量为美国1500g/年，法国1200g/年，德国1100g/年，英国700g/年，日本100g/年。从以上数据可以看出国内核桃消费水平和发达国家相比尚有很大差距。随着国内经济迅速发展，综合国力增强和人民生活水平提高
核桃消费量会由于人们保健意识增强而逐年上升。同步核桃加工产业不断进步，多元化核桃产品开发生产必然会增进核桃消费上升。

1.3国内核桃贸易现状
国内核桃仁颜色乳白、分级细致、味香甜，重要出口美国、法国、意大利、印度、土耳其等国。通过对到未去壳核桃进出口量及增长率分析可以理解到，从5月到5月，无论是核桃进口量还是核桃出口量都是呈递减趋势发展，后来进口量开始不断增长同步出口量开始递减，这阐明核桃国内消费市场开始升温。核桃消费随着人们生活水平提高以，健康保健意识增强，以及人们对核桃营养价值认同，国内核桃及其有关产品消费市场必将越来越辽阔，将来核桃加工深度提高和产品多元化必将使国内核桃产业得到长足进步。

1.4国内核桃加工产品状况及产品开发展望
1.4.1核桃产品加工状况
当前国内核桃加工大某些属于初级加工或者直接生吃，总来说核桃加工水品有待进一步发展。核桃加工方向大体是这样。由于核桃中提取核桃油中不饱和脂肪酸具有量极高大概有90%，因此常将核桃用于核桃油提取，普通通过压榨和浸出法进行提取；生产核桃乳，由于核桃乳产品稳定性控制力较差，蛋白质溶解性和乳化性随着温度和PH变化较大且不易控制，这成为了加工过程瓶颈。即便如此核桃奶产品由于其丰富营养性依然受到了市场青睐。另一方面国内核桃奶加工设备落后，加工工艺机械化限度不高导致产品质量控制浮现问题常用有分层和胀袋，并且生产成本较高；核桃粉生产，以核桃仁混合玉米、大豆等辅助物料加工而成核桃粉不但营养丰富，食用以便并且口味独特因此特别适于中老年人和小朋友食用。常用问题是生产科技含量低，设备工艺落后，并且产品市场没有形成一定规模；除此觉得核桃还可用于烹饪和制作糕点，例如核桃片、风味核桃仁和糖裹核桃仁等，制作简朴，味道独特深受广大消费者爱慕。
1.4.2核桃产品开发展望
国内核桃栽种面积广，总产量较高，寻常食用办法并不能使核桃营养价值得到充分运用，这就为国内核桃深加工带来了机遇，通过深度加工核桃仁附加值高，经济效益好。但是一方面要解决问题就是如何在老式加工工艺上进一步完善加工方式，开发新产品实现规模化生产，同步打造品牌。市场经济飞速发展今天好产品和好品牌才是生存和发展王道。同步咱们也不能忽视核桃类休闲小食品开发，此类产品投资少，但售价低且风味独特，老少皆宜，市场潜力巨大。总之核桃开发原则是综合运用、促成产业化同步打造品牌，将国内巨大核桃原料优势转化为经济优势。

1.5核桃乳产品开发思路
被设计开发思路是通过核桃仁生产核桃乳，依照核桃仁中特有天然营养成分，本着以开发天然植物蛋白饮料为宗旨，核桃乳生产过程中不添加任何色素、香精和防腐剂，产品保持了核桃所含营养成分保存了其独特功能特性以此设计配方、生产工艺。不但如此还可在此套工艺设计和设备基本上，进一步开发出其她以核桃为原料饮料如核桃露、果汁核桃乳、乳酸菌发酵核桃乳。
1.6本设计拟定重要内容
本设计重要进行车间工艺布置阐明，是以生产车间为主进行设计，生产工艺流程设计和车间布置是生产工艺设计重要内容，其中涉及工艺计算、车间构成、生产设备及设备布置，重要工作内容如下：
⑴产品方案及生产规模仿定
⑵工艺流程比较、选取及拟定
⑶物料衡算
⑷设备选型及阐明
⑸热量衡算，涉及蒸汽耗量、冷却水耗量估算
⑹管径设计及计算
⑺水电汽耗量估算
⑻劳动定员，车间布置与阐明
⑼辅助部门设计及阐明
⑽设计内容小结及附录（涉及设备一览表、车间布置图、设备流程图等）

1.7设计根据
⑴生产项目建议书、投产可行性分析报告
⑵生产项目对环境影响预估报告
⑶厂址选取分析报告
⑷工厂设计大纲、技术支持
⑸对于采用了新技术、新工艺、新设备生产项目，须附技术鉴定书及经实验研究技术报告，所有报告及技术资料必要通过审核后方可投资生产。
⑹产品工艺设计根据国家出台如下有关原则进行设计：《中华人民共和国食品卫生法》，《大气污染物综合排放原则》（GB16097-1996）二级原则，《污水综合排放原则》（GB8978-1996）一级原则，《国家水污染物排放原则》，《工业“三废排放”原则》，《生产设备安全设计总则》GB5083-85。
⑺车间设计根据：《工业公司厂界噪声原则》（GB12348-90），《食品公司通用卫生规范》GBl4881—94，《室外排水设计规范》，《建筑设计防火规范》GB16-87，《建筑防雷设计规范》 。

第二章 生产工艺流程设计

2.1产品方案及班产量拟定
根据：核桃奶年产量10000t，全年生产时间。
2.1.1产品方案规定
⑴产品方案必要满足产品在产量、经济效益、淡季和旺季平衡以及原料在综合运用方面规定。
⑵产品方案满足产品在产量、原料供应、生产班次、和设备生产能力以及耗水、耗电、用汽负荷等方面平衡。
2.1.2班产量拟定
影响班产量重要因素，如核桃生长季节，生产设备生产能力大小，设备运营与否正常，生产工艺与否合理等，班产量可以使用下面公式进行计算：

上式中k代表设备不均衡系数，其中分别代表生产旺季，中间季节，淡季生产天数。结合实际生产经验，拟定生产天数为250天，每天生产2班，普通设备运营稳定故可令k=1,由此可得班产量为20t/班。

表2-1年产10000t核桃奶生产方案
产
品
名
称
年
产
量/t
班
产
量/t
1月
2月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
12月
核
桃
奶
1万
20

2.2工艺流程拟定
2.2.1生产办法
核桃奶是以核桃仁为原料，依照核桃中特有营养成分及其功能特性，以开发天然植物蛋白饮料为宗旨，生产过程中绝不添加任何香精，色素，防腐剂以此保持核桃营养成分。将核桃原料通过破壳、脱皮、磨浆、分离、调配、均质、脱气、灭菌、灌装、二次杀菌、保温冷却、检查、包装等过程进行加工生产。
2.2.2工艺选取
⑴脱仁衣办法
核桃脱仁衣常采用水浸法和干燥去皮法。干燥法是将核桃仁置于热风干燥箱中高温烘烤（110～120℃），约3小时，最后采用机械脱皮。此种办法相比于水浸法，局限性之处在于过高温度解决核桃仁会影响其中蛋白质性质，使接下来磨浆过程蛋白质溶出率减少，并且不能较好解决核桃皮所具备涩味。使用水浸法脱仁衣，脱皮温度较干燥法低，蛋白质溶出率相对较高，并且水浸法可以起到预煮作用，能较好去除核桃仁涩味。
⑵均质脱气顺序
生产中物料脱气可放置与均质前和均质后，本设计将脱气过程放在在均质过程之后是考虑到如果先脱气再进行均质那么有也许在均质剪切、撞击过程中会有气体产生消减了脱气效果，并也许在灌装过程中仍有泡沫产生。
⑶杀菌工艺
本设计采用先巴氏杀菌后使用杀菌锅杀菌生产工艺。虽然饮料生产中经常使用超高温瞬时灭菌法杀菌，且效果更好，物料营养损失更少，产品保质期更长。但是UHT灭菌普通使用无菌灌装，并且依照设计根据，生产包装只能采用玻璃瓶进行灌装，因此查阅有关生产资料并结合生产规定决定先采用巴氏杀菌法消灭致病菌，再使用10min-20min-15min/121℃杀菌公式进行杀菌。
2.2.3.工艺流程
原料预解决→脱仁衣→浸泡→磨浆→浆渣分离→调配→均质→脱气→巴式杀菌
→灌装→密封→二次杀菌→冷却→检查包装→成品

2.3工艺生产要点
2.3.1原料预解决
核桃仁外共有三层保护性外皮，分别是种皮、内果皮和青皮。它们分别由内到外保护着最里层核桃仁，成熟后来核桃通过轻轻敲打就能使青皮脱落。一方面咱们要通过砸仁法取出核桃仁，普通核桃出任率大概为32%～50%。符合规定核桃仁质饱满，色泽呈虎皮色或者是黄白色，半形比较肥大、完整，皮内肉呈白色，我怪味或者虫蛀现象，以此作为指标进行挑选。接下来通过挑选剔除遭受虫蛀、干瘪、霉烂或者黑色变坏核仁，用清水冲洗核桃仁除掉其表面泥沙、浮皮及其她杂质异物。
2.3.2脱种皮
核桃仁通过机器脱破壳脱去青皮后，多呈现为凹凸不规则块状，普通完整核仁呈球形，有四半种仁合并而成，褶皱不平，凹凸多沟，外表种皮呈棕褐色。但核桃仁脱去种皮后里面是乳白色子叶。核桃仁 质地较脆，味道比较淡，细嚼会有清香味，但由于其中涩味较重，且富含大量油质，核桃仁种皮普通会被脱去。通过实验发现种皮中涩味物质来源重要是单宁一类物质，单宁是多酚类物质中一种高度聚合化合物，很容易被氧化，普通状况下可以同金属离子发生反映生成黑色物质。生产过程中为了保持产品色、香、味等独特风味及产品性质稳定性，生产过程中常采用水浸法或干燥法脱除核桃仁衣。水浸法是指在80℃～90℃下，把核桃仁装在竹篓中置于3～8%碱溶液中浸泡大概15～30min（浓度不能过大否则若清洗不干净会影响调配物料等电点），然后用清水冲洗，摇动竹篓即可去除外皮。通过这种解决后核桃仁质地较好，且生产稳定性高并可以达到烫漂目地，并且不会影响核桃具独特香味，因此本设计决定采用此种办法。
2.3.3浸泡
将核桃仁按1:2～1:3比例加清水进行浸泡，是核桃仁吸水膨胀以便于后续进行磨浆工序。浸泡时间普通取8～12h,浸泡期间每隔3～4h小时换水一次，并在在换水时及时清除其中杂质和异物。
2.3.4磨浆
浸泡后将核桃仁用磨浆机先进行初步磨浆。磨浆过程中物料加入比例取为1:3～1:5，初磨后浆液再通过胶体磨进行二次细磨，可重复精磨直到浆液颗粒细度达到生产规定，胶体磨得过程中添加1%亚硫酸钠溶液护色，防止溶液褐变，待磨成均匀乳状液时过滤，进行浆渣分离，磨出浆液细度大概在80～100目间。
2.3.5过滤
过滤可以采用160～200目筛网进行过滤，使用离心机过滤。重要是为了除去核桃浆液中粗纤维和浆渣，便于背面加工过程质量，保证产品品质。
2.3.6调配
按事先计算好比例加入所需添加剂和各种乳化剂稳定剂等，砂糖在加入时应当先放入化糖锅中加入软水配成70%浓度糖水，加热升温至95℃搅拌融化然后用单面绒布热过滤备用，并且将混合中料液PH调到7.0～9.0，通过搅拌混合均匀,核桃乳原料配方如下:

表2-2 核桃乳辅料构成
辅料名称
砂糖
乳化剂
增稠剂
纯水
构成比例（%）
6～8
0.1～0.5
0.1～0.3
余量计

乳化剂：蔗糖脂肪酸脂和单硬酯酸混合物，添加量0.3%～0.5%。
增稠剂：0.15%～0.18果胶和0.05～0.12卡拉胶配合使用。
2.3.7均质
均质可以使核桃固形物微细化，变化其粒度分布。同步均质可以是不同大小颗粒均质化使浆液乳化混合均匀分散且不易分层。这极大改进了稳定性，并且进行过均质核桃乳口更加感细腻，保存过程中不会有分层和沉淀想象发生。均值原理是液体在高压下由均质阀狭缝喷出，在此过程中核桃乳中具有蛋白质、脂肪等组分达到了细化效果，并且形成了均匀分散液相。影响均质效果三个因素：①均质压力普通采用30~60MPa②均质温度常取45~70℃、③均质次数采用两次均质。
2.3.8脱气
通过脱气可以脱除核桃中腥味、臭味，并且可以有效控制灌装过程中产生泡沫。脱去料液中气体同步也起到了防制料液灌装之前 被污染作用，脱气真空度取70~80Kpa。
2.3.9加热杀菌与灌装
脱气后进行巴氏杀菌，巴氏杀菌可以保持核桃乳生物活性物质不被破坏，减少蛋白质、维生素损失，此法所使用温度较低，因此达不到消灭细菌限度，但是它可以杀死结核杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌和伤寒杆菌等致病微生物，总体可以使细菌总数减少90％－95％，巴式杀菌温度为85~90℃，杀菌时间15~30s,接着待核桃奶冷却到60~70℃时用250ml玻璃瓶做灌装容器进行热灌装。
2.3.10密封杀菌及检查
灌装密封后核桃奶再进行二次杀菌，杀菌过程在杀菌釜中进行，杀菌公式为10min-20min-15min/121℃,二次杀菌温度较高可以杀灭致病菌达到延长保质期目，杀菌后将核桃乳冷却到37℃左右，保温检查然后包装成为成品。
2.4质量控制

2.4原料筛选和水质规定
①原料中发霉、萎焉和变质坏果占有率≦2%.②生产用水水质规定，一方面符合GB5749-1985《生活饮用水卫生原则》规定，另一方面还应当符合表2-3中软饮料用水规定。

表2-3 软饮料水质规定
名称

参数
名称

参数
浊度/度

不大于2
高锰酸钾消耗量/(mg/L)
不大于10
色度/度

不大于5
总酸度（以碳酸钙计）/(mg/L)
不大于50
味及臭气

无味、无臭
游离氯（mg/L）

不大于0.1
总固形物/（mg/L）

不大于500
细菌总数/(个/mL)

不大于100
总硬度（以碳酸钙计）/（mg/L）
不大于100
大肠菌群/(个/L)

不大于3
铁（以Fe计）/(mg/L)
不大于0.1
致病菌

　无
锰（以Mn计）/(mg/L)
不大于0.1

2.5成品质量指标
⑴感官指标
乳白或略带淡黄色均匀乳浊液，口感细腻，具备核桃乳特有色、香、味，无杂质（肉眼观测）。
⑵理化指标
蛋白质≧0.5%
脂肪≧1.2%
⑶微生物指标
菌落总数≦100cfu/mL
大肠菌群≦3MPN/Ml
⑷重金属指标
砷（以As计）≦0.2mg/L
铅（以Pb计）≦0.3mg/L

第三章 物料衡算

3.1物料衡算目原理
物料衡算是车间设计工作从定性转到定量开始。通过物料衡算拟定出原料和辅料用量，接下来设备选型以及能量衡算需要以此作为选型和进一步计算根据，并估算劳动人员编制、仓库面积、物流采购能力等。物料衡算根据质量守恒原理，跟据原辅料使用量等于生产过程损耗与出口物料量总和，以此平衡关系进行计算。
根据年产10000t核桃奶生产筹划，考虑到核桃生长季节对生产加工影响，拟定每年生产250天，每天按两班制进行生产，每班生产8h。

3.2年产10000t核桃奶班产量拟定

表3-1 核桃奶重要工艺技术经济指标
核桃奶重要工艺技术经济指标及基本数据
指标名称
数据
指标名称
数据
生产规模
10000t/年
磨浆损耗
2%
生产天数
250
过滤损耗
1.5%
班产量
20t
均质损耗
0.3%
拣选损耗
1%
罐装损耗
0.6%
清洗损耗
0.5%-1%
脱气损耗
0.3%
脱皮损耗
8%
离心损耗
1.5%
配料损耗
0.5%
检查损耗
0.3%

核桃奶日产量：10000÷250=40t
核桃奶班产量：40÷2=20t
按1t原料生产进行物料恒算：
⑴1t核桃拣选后所得量=1×（1-1%）=0.99t
⑵1t核桃所得核仁量=0.99×（1-42%）=0.574t（出任率为42%
⑶脱去种皮得核仁量=0.574×（1-8%）=0.528t(脱皮损耗8%)
⑷清洗过后得核仁量=0.528×（1-0.5%）=0.525t
⑸浸泡后核仁量计算，将已去皮核桃仁置于3倍于其重量20℃水中浸泡8小时，时期从分吸水，去吸水系数为1:1.5计算。浸泡后核桃仁量=0.525×（1＋1.5）=1.313t
⑹磨浆时以1:4比例加水，并加入1%亚硫酸钠进行粗磨和胶体磨后得到浆液量=1.313×（1＋1%＋400%－2%）=6.553t
⑺过滤后所得浆液量=6.553×（1-1.5%）=6.455t
⑻调配计算
①.加入砂糖量=6.455×7%=0.452t
②加入单硬脂酸量=6.455×0.01%=0.0006t
③加入蔗糖脂肪酸脂量=6.455×0.4%=0.026t
④加入果胶量=6.455×0.17%=0.011t
⑤加入卡拉胶量=6.455×0.01%=0.0006t
调配后所得液体总量=
6.455t+0.452t+0.0006t+0.026t+0.011t+0.0006t=6.952t
⑼均质后得液量=6.952×（1-0.3%）=6.93t
⑽脱气后得液量=6.93×(1-0.3%)=6.91t
⑾巴式杀菌后液量=6.91×（1-0.3%）=6.86t
⑿灌装后液量=6.86×（1-0.6%）=6.84t
⒀二次杀菌后得液量=6.84×（1-0.3%）=6.82t
⒁检查后得液量=6.82×（1-0.3%）=6.80t

表3-2 物料平衡表(以1t核桃原料计)
序号
工艺过程
解决量（t）
序号
工艺过程
解决量（t）
1
拣选后所得核桃量
0.99
10
蔗糖脂肪酸脂
0.026
2
脱壳得核仁
0.574
11
果胶
0.011
3
脱皮得核仁量
0.528
12
卡拉胶
0.0006
4
清洗过后得核仁量
0.525
13
均质
6.93
5
浸泡后核仁量
1.313
14
脱气后得液量
6.91
6
磨浆后浆液量
6.553
15
杀菌
6.86
7
过滤后所得浆液量
6.455
16
灌装
6.84
8
砂糖
0.452
17
二次杀菌
6.82
9
单硬脂酸
0.0006
18
检测
6.80

由得，每班消耗核桃量=2.93t
3.3辅助材料计算
每班采用8小时生产制，每天两班，每小时消耗核桃量=2.93÷8=0.37t
每班生产8小时，可得每小时产量=20×1000÷8=2500kg/h
由于产品中含水量极高，故可以将其密度近似看做1kg/L,因此每班每小时产量近似=2500L/h.
使用250mL玻璃瓶进行灌装，可知每小时可灌装量=2500×1000÷250=10000瓶/小时=167瓶/分
则日产量=10000×8×2=160000瓶
玻璃瓶耗用数量=160000×（1＋0.1%）=160160（个）
按每箱装24瓶计算，则每天可生产箱数=160000÷24=6666.67(约为6666箱)
纸箱耗用个数=6667×（1＋0.1%）=6674（个）

第四章 设备选型

4.1设备选型原则
设备选型基本原则：一方面选型应当根据《生产设备安全设计总则》GB5083-85有关规定，另一方面所选设备应当满足生产工艺和生产规模规定，产品质量达标，设备能满足产量规定；年产10000t核桃奶工厂属于小型工厂，小型厂应尽量选取简朴经济设备，设备原料运用率高，设备能耗少，同步维修要以便；设备应当易、易拆且不易被生产介质腐蚀，设备材料不污染产品并且满足生产卫生规定；系统控制方面尽量采用自动控制系统以减少人员成本，后续工序解决能力应当等于或不不大于前道工序解决能力，因此当最后一道灌装设备解决能力满足生产需要时整个生产线即可足量生产，若要扩大生产规模，只需要简朴增长设备数量即可。

4.2各工段设备选型
4.2.1预解决系统
⑴核桃破壳机
核桃破壳机选用原则一方面满足生产能力规定，以每日解决总核桃量为下限，恰当提高解决能力，规定破壳机破壳率达到99%以上，且安全、以便、可靠、能耗少、价格合理。核桃解决量=2.93×2=5.68t,平均每小时解决量=5.86÷18=370kg/h。据此选取购买两台由北京意美德通科技发展有限公司生产核桃破壳机，两台机器同步运转16小时，最多可以生产核桃10t可以满足两天生产规定且该机还具备自动清洗功能。
⑵不锈钢夹层锅，浸泡罐
作为核桃仁脱皮解决预解决设备，一方面考虑解决量，日解决量计算可知满足每天近六吨核桃浸泡加热解决，每班生产用核桃仁为1.68t,设加水比例为1：2则选用500夹层锅12个可以满足规定。同步考虑设备材料、质量、价格、构造。由于核桃仁是非流动性原料，因此选用可倾式保温夹层锅。浸泡罐浸泡能力满足每班正常生产量，且规定夹层锅和浸泡罐材料具备不易腐蚀、耐酸碱，耐高温、卫生、易清洗等特点。选用温州市长宏轻工机械有限公司生产产品即可满足设计规定。
4.2.2磨浆系统
⑴粗磨、胶体磨
作为专业性较强设备，核桃奶生产中考虑浆液中微粒细度规定能通过160-200目网筛，结合物料平衡中计算成果和胶体磨生产能力,每班解决3.85t通过浸泡核桃仁，在机器持续生产状况下需要达到解决能力为481.25kg/h,选取一台解决能力达标机器生产。从乳化细度、经济性考虑，选用沈阳香洋机械厂制造分立式胶体磨。粗磨选用两台哈尔滨泛亚食品机械有限公司生产磨浆机同步进行粗磨浆。
⑵离心过滤机
通过胶体磨精磨后料液颗粒细度为80～100目，考虑核桃奶粘度，分离机使用重要为了分离核桃奶中粗纤维成分，生产解决量需满足481.25kg/h。结合工业生产清洗以便性，考虑选用过滤离心机，而三足式离心机可以分离亲水性较强、粘度较大、中档细度纤维状悬浮液体，结合生产经验，决定选用张家港市远洋机械厂生产三足式离心机。
4.2.3配料系统
（1）配料罐、化糖锅、高位储罐
原则是尽量选取大容量罐体，大容量罐体生产投资节约但同步要考虑车间尺寸。每班调配核桃奶为20.37吨，容积约为20370L，配料罐尺寸不能超过生产车间设计高度，另一方面考虑罐体构造、无卫生死角、清洗以便限度、价格等因素决定选用3000L配料罐，要完毕20370L配料需要8只配料罐；化糖锅依照工艺选用蒸汽加热化糖锅，它具备溶糖迅速和可杀菌特点，依照容量估算选用L化糖罐一只；高位罐为灌装之前缓冲罐，连接巴式杀菌装置选取L；浸泡罐选取，按浸泡加水比例1:3计算至少需要1L容量容器才干完毕任务。最后决定购买温州利宏轻工机械有限公司生产罐体群。
（2）均质机
由于是在灭菌之迈进行均质，属于上游均质，因此选用普通均质机即可。选型考虑均质效果，每小时均质能力。普通均质压力越大均质效果越好，乳液混合效果越佳，物料被粉碎粒度越小，依照实际生产数据，选取均质压力30～45Mpa。核桃奶生产持续性差，每班应均质核桃奶总量为20.3吨，均质机持续生产则每小时均质机生产能力至少为2.54t/h,因此可以选用3t/h高压均质机两台，考虑到要进行两次均质，可以将两台均质机串联连接起来进行持续均质。均质效果关系到核桃奶产品质量因此均质质量是决定性因素，另一方面结合均质机构造、经济性决定选用专业高压均质机，由此选取上海东华高压均质机厂生产高压均质机。
（3）真空脱气系统
脱气能力满足生产规定，脱气机脱气效果受核桃奶温度、脱气真空度影响较大，因此规定脱气机脱气真空度达到90.7-93.3kpa,且保持稳定，料液温度45-75℃.按照后道工序解决能力不能不大于前道工序原则，且经计算脱气机解决能力应当不不大于2.5t/h，由此可以选用一台4t/h脱气机进行脱气解决，生产厂家：温州利宏轻工机械有限公司。
（4）巴式杀菌设备
此工艺规定核桃奶杀菌要在85～90℃保持15～30s，杀菌质量关系到产品口感和产品保质，规定杀菌设备生产能力满足物料平衡规定，杀菌系统生产能力不不大于均质机生产能力，杀菌质量高，设备清洗以便。工艺规定杀菌机生产能力不不大于2.5t/h,可以选用一套5t/h板式换热器进行巴氏杀菌。可选用温州利宏轻工机械有限公司生产巴式杀菌成套设备，其中主件涉及：传热版、平衡桶、热水系统（涉及热水器和热水泵）、离心泵、仪表控制箱（涉及温度控制、记录仪、电气系统）等。
（5）高温反压杀菌锅
①杀菌锅生产能力计算
A 杀菌锅操作周期所需时间，
式中为装锅时间（普通取5min）,为升温时间min,为恒温时间min,为降温时间min,为出锅时间（普通取5min），故=5+10+20+15+5=55min
B 每台杀菌锅可装玻瓶数量n,n=（瓶）
式中K为装载系数常用容器取K=0.55-0.60
C 杀菌篮高度与玻瓶高度比
z锅内杀菌篮数量，表达杀菌篮内径m，表达玻瓶外径m
n=0.6×0.9/0.132×4×=5969.6瓶
D 每台杀菌过程生产能力G
G=(瓶/小时)=60×5969.6÷55=6512.3瓶/h
一小时内杀菌X瓶需要N个杀菌锅,依照灌装规定计算得出杀菌过解决能力至少为10020瓶/h
N=X/G=10020÷6512.3=1.54台，由此可知至少需要杀菌锅2台。
（6）空气压缩机
①杀菌锅内反压为 时所需空气量=×/(),式中
表达杀菌锅容积，
表达大气压力，KPa
表达反压冷却时绝对压力，KPa
代入数据得=7.65×200÷101.3=15.1
②每只杀菌锅再反压时所需储气筒容量设为Q，
Q=/,其中表式杀菌锅中当反压为时需要空气量，
表达在储气筒压力下每立方米空气所提供常压空气量，/
有设备参数知储气筒压力0.7MPa，查表得=5.1
代入数据Q=15.1÷5.1=2.96
③空气压缩机每分钟空气供应量V，/min
V=(×n)/t,
其中同上，
t表达冷却过程所需时间，min,
n表达杀菌锅数目
代入数据得V=15.1×2÷15=2.02/min
4.2.4灌装系统
每班生产成品核桃奶20t,灌装机灌装能力至少为167瓶/分，灌装机、旋盖机、冲瓶机、喷码机，整套设备最佳选用同一厂家生产，可以保质生产兼容稳定性及维修以便等优势，设备满足灌装能力，生产玻璃品满足质量规定，选用青州鲁汇包装设备公司生产灌装设备。
4.2.5清洗系统
水解决系统、CIP系统
规定设备满足寻常生产用水，设备清洗能力规定，选用温州市长宏轻工机械有限公司生产容量规格为1500×2+LCIP设备系统。

参照文献

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附录1:生产设备一览表

一．预解决系统
序号
设备名称
生产能力
规格型号
台数
生产厂家
备注
1
核桃破壳机
312.5kg/h
两人操作型
2
北京意美德通科技发展有限公司
剥皮、清洗一体，220v、2.2-3.0kw
2
不锈钢夹层锅
500L(容积)
JCG500-I(可倾
12
温州市长宏轻工机械有限公司
0.09/0.25MPa,1.10kw、尺寸：110×85（cm）
3
不锈钢浸泡罐
L

6
温州市利宏轻工机械有限公司
1340×1500×2900mm

二．磨浆系统
序号
设备名称
生产能力
规格型号
台数
生产厂家
备注
1
磨浆机
300-400kg/h
DM-P40