食品工艺学课程设计设计题目:年产3000吨葡萄汁生产车间设计学院：班级：学号：学生姓名：指导教师：目录第一章综述 (1)1.1 前言 (1)1.2 葡萄中营养素含量 (1)1.3 葡萄汁的生理功能 (2)1.4 葡萄汁产业发展概况及现状 (2)1.5 市场前景分析 (3)第二章工艺流程及操作要点 (3)2.1 浓缩葡萄汁的工艺流程 (3)2.2 操作要点 (3)2.3 技术标准 (6)第三章物料衡算 (7)3.1 物料衡算的计算 (7)3.2 物料衡算图 (8)第四章设备选型 (9)4.1主要设备选型 (9)4.2 辅助设备选型 (10)附一参考文献 (12)第一章综述1.1 前言果汁饮料是老少皆宜的营养饮料，营养丰富还具有一定的保健价值。
目前的果汁分为浓缩果汁、浓缩还原果汁和非浓缩还原果汁。
其中浓缩还原果汁最为常见，是以浓缩果汁按照一定比例与水和其他配料勾兑而成，非浓缩还原果汁即鲜榨果汁，有着最高的质量，但保存较为不便，且价格普遍较为昂贵。
GB10789-1996指出果汁饮料为：用新鲜或冷藏水果为原料，经加工制成的制品称为果汁（浆）及果汁饮料（品）类产品，主要分为果汁、果浆、浓缩果汁、浓缩果浆、果肉饮料、果汁饮料、果粒果汁饮料、水果饮料浓浆及水果饮料；蔬菜汁及蔬菜汁饮料的定义则是以新鲜或冷藏蔬菜（包括可食的根、茎、叶、花、果实，食用菌，食用藻类及蕨类）等原料，用机械方法将蔬菜加工，在制得的汁液中加入食盐或白砂糖等调制而成的制品，可分为蔬菜汁饮料、复合果蔬汁和发酵果蔬汁饮料三类。
[1]据美国全球行业分析公司（Global Industry Analysts，Inc.）的报道，由于消费者的健康和营养意识增强，全球果蔬汁消费持续增长，预计到2010 年全球果蔬汁消费量将达到530 亿升。
北美和欧盟将是果蔬汁主要消费市场，约占全球消费总量的60%，但增幅最大的消费市场将是亚太地区。
在众多饮料品种中，果蔬汁成为最有竞争力的种类之一。
[2]1.2 葡萄中营养素含量葡萄，又称草龙珠，山葫芦，古称蒲陶，是人们喜爱的水果之一。
据分析，每百克含水分87.9克，蛋白质0.4克，脂肪0.6克，碳水化合物8.2克，粗纤维2.6克，钙4.0毫克，磷7.0毫克，铁0.8毫克，并含有胡萝卜素、维生素Ｂ1、维生素Ｂ2、维生素Ｃ、维生素Ｐ、维生素ｐｐ等，此外，还含有人体所需的十多种氨基酸及多量果酸。
因此，常食葡萄，对神经衰弱和过度疲劳均有补益作用。
而葡萄酒又为一种低度饮料，含有十几种氨基酸和丰富的维生素Ｂ12和维生素Ｐ，更具有味甘、性温、色美、善“醉”、易醒、滋补、养人等特点，经常少量饮用，有舒筋活血、开胃健脾、助消化、提神等功效。
[3]葡萄含糖量达8%-10%。
此外它含有多种无机盐、维生素以及多种具有生理功能的物质。
葡萄含钾量也相当丰富。
各种挥发性有机化合物包括酯、醇、酸、醛、内酯和其他成分组成了葡萄的香味。
商品葡萄依其用途分为五类:鲜食葡萄、酿酒葡萄、制汁葡萄、制干葡萄、制罐葡萄。
1.3 葡萄汁的生理功能葡萄是物美价廉的普通水果，市场供应很丰富。
葡萄汁被科学家们誉为“植物奶”。
一份研究报告称，葡萄是肾炎、肝炎、关节炎和贫血病人最好的食品，同时还能抗癌和抵抗肺病。
葡萄在医疗方面具有重要意义，主要是它含有许多营养成分和对身体有益的物质。
医学研究证明，葡萄汁是肾炎病人最好的食品，可以降低肾脏的白蛋白和氯化钠。
同时，葡萄汁还含有大量易于消化和吸收的糖分，碳水化合物含量高达16%，其中大部分是葡萄糖。
葡萄还含有0.5%的植物纤维以及氯化钾、铁和磷等。
这些物质有助于平衡血酸，是身体建设，特别是骨骼和神经建设的必要物质。
同时，葡萄还含有促进消化的有机酸。
此外葡萄中含有低聚花青素。
它具有很强的抗氧化、清除自由基能力和改善人体微循环的双重功效。
在体内其抗氧化能力是VE的50倍，Vc的20倍。
它能通过血脑屏障到达脑部，防治中枢神经系统疾病。
它可去除色素沉淀，帮助形成皮肤蛋白，使皮肤富有弹性、细嫩、光洁。
它具有通过制造弹性蛋白和胶原纤维加固毛细血管壁的作用。
它还有抗菌、消炎的作用。
[4]1.4 葡萄汁产业发展概况及现状在全世界所有的水果中，葡萄栽培面积一直居首位，产量仅次于柑橘类水果。
2000年世界葡萄栽培面积为7,545,670公顷，相当于我国耕地面积的1/2左右。
世界葡萄的年产量为62,425,740公吨，占世界水果产量的1/7左右。
中国葡萄产量从2000到2010年产量逐年上升。
2010年葡萄产量达385.06万公吨，比2000年增加59.2%，平均年增长10.1%。
2010年全国水果收获面积为8998.5千公顷。
其中葡萄园296千公顷，种植面积也居第七位。
葡萄在我国各省区均有分布，新疆是我国葡萄的主要产区之一，面积和产量居全国首位，其次面积较大的还有山东、河北、辽宁等省。
[5]我国的果汁加工业起步晚，发展慢，从建国初期到20世纪末的近50年间，果汁的产量从无到1995年的1百多万吨，其发展过程大致可分为三个阶段:第一阶段:1950一1979年，果汁工业尚属空白，产量几乎为0；第二阶段:1980一19Bg 年，为缓慢发展期，果汁产量曲折土升，80年代后期总产量在10万吨徘徊；第三阶段:从1990年2000，为加快发展期。
截至1995年，全国的果汁产量已经上升至115万吨，占软饮料总产量的16，5%。
2009年全国果蔬汁饮料产量为180万吨，占饮料总产量的23.8%。
2010年，果蔬汁饮料为201.03万吨，占饮料总产量的26.07%。
我国果蔬汁的生产整体上来说呈上升趋势，但占饮料总产量的比例偏低，我国果蔬汁的生产量仍极低，仅占世界果汁类产品总产量4.06%。
并且我国的果汁以苹果汁为主，葡萄汁的产量极低。
葡萄汁加工业开始于1869年，是最传统的果汁之一。
而国内葡萄汁加工是八十年代才逐渐发展起来的。
目前市场上的葡萄汁多为国外进口浓缩汁还原分装的。
因而，葡萄汁作为一种健康饮品，急需迅速发展。
[6]1.5 市场前景分析目前，在全世界葡萄总产量中，约有80%以上用于酿酒，12%用于鲜食，5%用于制成葡萄干，而用于生产果汁饮料的葡萄所占比例却很小。
葡萄汁在外国是广泛受欢迎的果汁品种，但是在我国，葡萄汁，以及葡萄酒等葡萄类加工产品的普及程度和受欢迎程度远不如欧美国家,这与我国的葡萄汁产业发展较晚，以及亚洲人对于食品风味的口感与欧美具有一定差异等原因造成的，同时，我国对于葡萄汁类产品的相关研发较少，也是其中的一个原因。
在中国，产量最高的水果为苹果、柑橘和梨，随着人们生活水平的提高，人们要求水果更加多样化，食用方便化。
葡萄品种众多、风味浓郁，加工成的葡萄汁可满足不同消费群的需求，因而葡萄的种植和加工有广阔的发展前景。
第二章工艺流程及操作要点2.1 浓缩葡萄汁的工艺流程红葡萄→原料清洗→破碎、除梗、去籽→加热→压榨→除果肉浆→杀菌和冷却→澄清→离心分离→过滤→浓缩→冷却→除酒石→糖度调整→杀菌→灌装→密封→倒置→冷却→包装→成品[7]2.2 操作要点[8]1 原料选择原料收购时，要注意原料品种，特别是原料的鲜度、成熟度和糖度等。
未成熟的葡萄，糖度低，酸度高，丹宁多、风味差。
葡萄要八成熟左右，过高贮藏加工过程易出现腐烂。
同时由于可溶性碳水化合物经果胶酶处理后的果汁不成透明状，故不能使用，雨天裂果、长霉果以及发酵变质的原料也不适合加工果汁。
2 原料清洗为了洗去附着在原料果实表面和梗部的农药，灰尘等，在水中浸泡一次后，再于0.3g/L的高锰酸钾溶液中浸泡消毒2—3min，取出用水漂洗，最后再用高压水冲洗干净。
或是把葡萄先用清水浸泡，然后送到网状输送机上，选用0.1％的多糖脂肪酸脂酸性洗涤液(加0.05％的盐酸)，温度控制在30～40℃，使用循环淋洗。
再用清水淋洗，最后用一定压力的清水喷洗。
3 破碎、除梗、去籽葡萄洗净后，将葡萄串放在回转的合成橡皮辊上进行压碎，再由带桨叶的回转轴将梗排出，通过滤网分离出葡萄，由泵送去软化。
根据葡萄品种、果实大小不同，要考虑抽上的叶片、间隔、过滤筛板孔径、轴的转速，必要时能够调整最好。
如果果梗混入，在加热操作时，会溶解出大量单宁，色泽发黑，必须注意。
破碎后可加入果胶酶，果胶酶可以破解果胶质、纤维素和半纤维素, 从而更大限度地提高出汁率,果胶酶用量0.08mL/kg, 酶解温度55℃,酶解时间120 min。
4 加热软化为了使红葡萄色素溶出，一般要进行热压榨，这是决定红葡萄汁质量优劣的重要工艺，但不得损害原料葡萄的色、香、味等特性。
加热条件要参考加热装置特性、榨汁机结构、原料品种和成熟度、产品用途等慎重确定。
必须避免过度加热，否则会促进种子和皮中单宁的溶出。
加热红葡萄一般用夹层锅加热，加热条件在65～75℃比较合适，加热时间适当选择。
5 榨汁榨汁是获取原汁的主要方法，也是关键工序。
果汁生产要求果汁的出汁率高、榨出的汁液内含的空气和果肉颗粒少、褐变和营养素损伤少，生产效率高。
为了实现上述要求，一般使用两次榨汁。
将加热软化后的葡萄取出，先用螺旋榨汁机进行第一次压榨，取汁，滤渣在用带式榨汁机进行第二次压榨，两次葡萄汁混合。
压榨葡萄汁要控制好出汁率，出汁率65％以后的果汁质量较差。
6 除果肉浆榨好的葡萄汁混入了果肉浆(果肉粗纤维及细肉屑)，先进行酸处理，然后离心分离除去果肉浆，温度越高，分离效果越好。
因此在不影响果汁质量的条件下，连续送入的榨汁应保持一定的温度。
一般离心分离机都达不到额定分离效率，如果用6000转/分，定额为5000升/小时的离心分离机，只达到3600升/小时的分离效率就比较满意。
7 杀菌和冷却分离果浆以后的葡萄汁仍然是混浊汁，且为了杀死果汁中的微生物，以防止在果胶酶处理时以及其他工序中的发酵，此时带酶果汁用平板热交换器或管式消毒器灭酶、灭酶条件85℃，15秒。
灭酶后立即冷却到45℃以下。
8 澄清生产透明果汁，必须进行酶处理。
这种情况下，果汁的特性和酶的特性是非常重要的。
葡萄的PH值为3.5—3.8，果胶酶的PH值为3.5—4.0，基本一致，最适温度为40—45℃。
果胶酶先溶解于灭菌过程的低温果汁中，然后加入到杀菌冷却后的果汁中，搅拌混合。
在生产过程中，要防止锡、铁、铝、钙等这些酶制剂的有害物质混入。
必须根据原料的种类和成熟度，确定酶制剂及其用量。
一般果胶酶为0.01%—0.05%，其他酶制剂为0.005%—0.025%，处理条件在40—45℃作用4—10h。
酶处理罐可以自动控制温度和搅拌，在使用前应将处理罐进行杀菌。
如果用复合酶制剂进行酶处理，酶处理后的葡萄汁静置，果胶与果胶酶的产物聚半乳糖等沉降在酶处理罐的底部，把上清液小心地吸出，送到过滤器里过滤。
沉淀物用离心分离，分出的果汁亦送入过滤器过滤。
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