【正文】 ，我國梨出汁率最高的當(dāng)屬浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所育成的早熟砂梨品種 “ 翠冠 ” ，出汁率也可達(dá)到 % [ 7 ]。 20世紀(jì) 80年代中期，在山東出現(xiàn)了現(xiàn)代意義上的梨汁加工企業(yè)，但發(fā)展緩慢，發(fā)展速度一直不及梨汁加工。 2021年以后，由于梨原料價格較低，人們更加關(guān)注梨汁的加工 [ 8]。 2021年國家農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所 [ 9]對國內(nèi)梨果發(fā)展進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)梨汁產(chǎn)量還算客觀，但大多是以濃縮梨汁為主的半成品。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 5 目前已有一些果汁企業(yè)研究開發(fā)了新的梨汁產(chǎn)品，如山東省陽信天緣飲品有限公司開發(fā)生產(chǎn)了鴨梨汁飲品，山東一品堂實(shí)業(yè) 有限公司開發(fā)了萊陽梨汁系列飲品，河北國投中魯果蔬汁有限公司生產(chǎn)雪梨汁，2021年趙州雪梨汁等產(chǎn)品就已經(jīng)上市但是市場表現(xiàn)一直不溫不火沒有引起整個市場的梨汁飲品的火爆， 2021年統(tǒng)一康師傅今麥郎的冰糖雪梨開始上市大品牌的加入對整個梨汁市場的發(fā)展起到巨 大的推動作用[10]。 梨汁的生產(chǎn)工藝 一直以來，梨汁的生產(chǎn)方法在過內(nèi)都略顯空白，但河北農(nóng)業(yè)大學(xué) [ 11 ]研究出一種鴨梨汁的制作方法填補(bǔ)了空缺并一直沿用。其工藝流程可概括為：鮮果 → 洗凈瀝干 → 整理 → 破碎 → 護(hù)色 → 壓榨 → 粗濾 → 澄清 → 清汁細(xì)濾 → 成分調(diào)整 → 裝瓶 → 排氣 → 密 封 → 殺菌 → 冷卻 → 成品操作要點(diǎn)說明梨的清洗與分選：通過清洗將果皮上攜帶的泥土、農(nóng)藥殘留物去掉，使微生物量降至原來的 ％ ～ ％。清洗方法有流水槽漂洗、刷洗、噴淋等，常將幾種方法結(jié)合起來使用。分選的目的主要是去掉腐爛、機(jī)械損傷果，去除雜質(zhì)。多采用人工挑選。破碎與護(hù)色：由于梨皮較厚，肉質(zhì)堅硬，石細(xì)胞含量多，因而破碎工序是提高出汁率的重要工序，破碎果塊的大小要適宜，一般為 3～ 4毫米。為防止果實(shí)與空氣接觸發(fā)生氧化褐變，破碎工序要采取護(hù)色措施，一般加入 ％的檸檬酸或 ％的維生素 C，也可采用偏重亞硫酸鉀護(hù) 色。破碎設(shè)備有錘片式破碎機(jī)、齒板式破碎機(jī)、離心式破碎機(jī)。榨汁：榨汁是制汁工藝的重要環(huán)節(jié)，一般要求出汁率高，汁液色澤好，營養(yǎng)物質(zhì)損失少。由于果實(shí)中果膠含量較高，破碎后直接取汁時出汁率低且汁液混濁，可加入 ％的果膠酶使果膠分解 [ 1 2]，酶解溫度 35～ 45℃ ，處理 兩 小時。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 6 目前常用榨汁機(jī)有包裹式榨汁機(jī)、臥式圓筒榨汁機(jī)、螺旋式榨汁機(jī)及帶式榨汁機(jī)。澄清：澄清是制汁工藝的最關(guān)鍵工序，粗濾后的果汁，常存在一些懸浮物及膠粒，主要成分是纖維素、蛋白質(zhì)、酶、糖、果膠等物質(zhì)，它們的存在嚴(yán)重影響了果汁的透明和穩(wěn)定。對此，近些年國 內(nèi)學(xué)者付云霄等 [ 1 3]利用殼聚糖對梨汁進(jìn)行澄清效果非常明顯，改善了梨汁澄清過程中汁液渾濁的現(xiàn)象。為降低果汁的色素和褐變、提高相應(yīng)的色值 。 吸附是廣泛采用的技術(shù)措施。典型的吸附材料有活性炭、沸石、黏土、硅膠、 P VPP和樹脂等 [ 14 1 5]。亦有學(xué)者經(jīng)驗(yàn)證無機(jī)陶瓷微濾膜法也是一種澄清渾濁梨汁的方法 [ 16 ]，無機(jī)陶瓷微濾膜具有化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸堿、耐高溫、耐有機(jī)溶劑，機(jī)械強(qiáng)度大，可反向沖洗，抗微生物破壞能力強(qiáng)，孔徑分布窄，分離效率高等特點(diǎn)。而河北農(nóng)業(yè)大學(xué)的學(xué)者經(jīng)研究表明，蜂蜜 [ 1 7]對梨汁的澄清也會起到意想不到的 效果。 梨汁生產(chǎn)時所遇的問題 梨及其加工品營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，具有助消化、潤肺止咳、退熱解毒、利尿潤便等保健作用。隨著國內(nèi)果品加工及對外貿(mào)易的發(fā)展，對果品深加工品的需求大大增加，這就對我國梨加工技術(shù)提出了更高的要求。我國梨汁行業(yè)普遍存在加工工藝不高，致使加工品種少、加工深度不夠、產(chǎn)品含金量不高等問題。在梨汁加工過程中，防褐變、滅菌、澄清 3個關(guān)鍵技術(shù)仍然存在比較大的問題。尤其是酶促褐變問題，使梨汁色值下降，品質(zhì)變劣，影響產(chǎn)品的銷售和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。研究認(rèn)為，影響果汁酶促褐變的因素很多，如酚類物質(zhì)、酶類 物質(zhì)、氧氣以及褐變反應(yīng)的條件（溫度、 pH等）。目前，關(guān)于不同品種梨汁酶促變的主要理化因子還未闡明，研究不同品種梨汁酶促褐變的理化因子遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 7 （酚類物質(zhì)、酶類等），并由相關(guān)性分析探討酶促褐變的主要因子，對梨汁加工中的品種選擇和酶促褐變控制具有重要意義。對梨果或鮮切梨貯藏中酶促褐變的研究表明，酶促褐變與總酚含量和多酚氧化酶活性密切相關(guān)。不同品種和部位梨果實(shí)的總酚含量與多酚氧化酶活性存在差異，因而酶促褐變程度不同，并且果實(shí)酶促褐變與總酚和多酚氧化酶活性的相關(guān)性也因品種而異。除多酚氧化酶外，酶促褐變還可能與各種酶類物質(zhì)以及 褐變反應(yīng)的條件（溫度、 pH等）有關(guān) [ 1 8 2 0]。雖然冷加工技術(shù)如超高壓、離子交換等殺菌與防褐變效果明顯 [ 20 21 ]，但是成本高，不利于廣泛推廣。如何尋求一套既經(jīng)濟(jì)又有效的方法，仍然有待研究。另一方面，梨汁深度加工目前正沿著一法多效的方向發(fā)展，如超高壓、高壓脈沖電場等兼具殺菌與鈍化酶的效果。如何有效的利用這些新方法，也是一個有待解決的問題。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 8 2 工藝流程及工藝論證 本章將闡述適合本設(shè)計的工藝流程以及對工藝流程的論證。 工藝流程 圖 21 工藝流程圖 Figure 21 Process flow diagram 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 9 工藝論證 收果與運(yùn)輸 (1)梨主要從當(dāng)?shù)厥占?，收集的梨不能是已放很久的，以免水?流失 太多，影響原料利用率。 (2)梨的運(yùn)輸也是一個很重要的環(huán)節(jié)，運(yùn)輸不當(dāng)往往會造成很大的損失。在運(yùn)輸時必須注意防止震蕩，保持原料的完整性，以免細(xì)菌侵入，造成原料不能生產(chǎn)。縮短途中時間，按路程計算時間，盡量縮短中途停留時間，以免梨變質(zhì)。 原料的運(yùn)輸 生產(chǎn)期間，梨驗(yàn)收按以下要求進(jìn)行： (1)必須是合格供應(yīng)商提供的原料； (2)農(nóng)殘檢驗(yàn)報告； (3)產(chǎn)品質(zhì)量主要是腐爛率超標(biāo)的 不收； (4)質(zhì)檢員當(dāng)場驗(yàn)收，不符合標(biāo)準(zhǔn)的不收。 梨的預(yù)處理 步驟：初驗(yàn)合格的梨→稱重計量→暫存→初洗。 揀選 在揀選臺上對梨進(jìn)行揀選，把一些腐敗的梨或腐爛部分去除掉，一些雜質(zhì)通過揀選臺被揀出，以免下一步進(jìn)行破碎時這些雜物進(jìn)入梨汁。 清洗 在洗果機(jī)上通過毛刷及水流噴淋進(jìn)行梨的清洗。 破碎 破碎粒度控制到 ～ 3cm， 通過破碎機(jī)將梨破碎，以備后面進(jìn)遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 10 行壓榨。在破碎的過程中要控制力度，否則在泵送過程中會受到影響，影響泵送的效率。 壓榨 壓榨所采用的 是帶式壓榨機(jī)。 第一次巴氏殺菌 通過破碎壓榨后，果汁一直暴露在空氣中，由于多酚氧化酶產(chǎn)生的褐變將提高成品的色值，降低品質(zhì)。此外還會受到一定的細(xì)菌污染，因此要進(jìn)行第一步巴氏殺菌。殺菌的主要目的有三個 ： (1)滅酶 ； (2)殺菌 ； (3)淀粉糊化 。 酶解 在這個過程中，加淀粉酶、果膠酶進(jìn)行酶降解，經(jīng)檢測均為顯陰性時，再根據(jù)終產(chǎn)品色值要求，在酶解罐中采取加或不加活性炭澄清劑。 超濾 超濾膜一般選用聚砜膜。 樹脂脫色 脫色的需要根據(jù)產(chǎn)品的色值來決定。超濾后清汁由清汁罐泵 入樹脂柱，經(jīng)過樹脂的吸附作用進(jìn)行脫色處理，根據(jù)脫色后清汁的檢測指標(biāo)，確定是否需要更換樹脂柱再進(jìn)行生產(chǎn)。 濃縮 清汁進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原 體積的六分之一左右 。 第二次巴氏殺菌 在巴氏殺菌過程中要注意控制溫度和保持時間，一般把果汁迅速遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 11 置于 97～ 98℃ 高溫，保持 30s左右，然后迅速冷卻到 15℃ ～ 20℃ 進(jìn)入灌裝工段。 無菌灌裝 巴氏殺菌后無菌灌裝的三個條件： (1)物料的無菌 ； (2)包裝材料的無菌 ； (3)灌裝環(huán)境的無菌。采用進(jìn)口的罐裝機(jī)進(jìn)行灌裝，灌裝前先將灌裝口 噴射高溫蒸汽，殺死可能存在的微生物，再開始灌裝。灌裝后的成品直接入庫。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 12 3 物料衡算與設(shè)備選型 本章將進(jìn)行本設(shè)計的物料衡算部分與設(shè)備的選型，是本設(shè)計的核心內(nèi)容。 依據(jù)：年 產(chǎn) 15000噸濃縮果汁計，每年實(shí)際生產(chǎn)按照六個月計算，每月按照 30天計算。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，本榨季一旦開始，便全天 24h全部安排生產(chǎn)，考慮期間設(shè)備維護(hù)、班間工人就餐以及其它影響因素，每天按照 18h生 產(chǎn)計算。 濃縮果汁班產(chǎn)量的確定 日產(chǎn)濃縮汁量為： 15000t247。180天 =班產(chǎn)濃縮汁量為： 247。3=28t/d 原料果的日收購量的確定 通過酶解、超濾和脫色得到的澄清果汁經(jīng)蒸發(fā)濃縮，一般濃縮到原來質(zhì)量的 1/5～ 1/7，糖度在 65％ ～ 75％左右。在設(shè)計按照濃縮到 1/6，濃縮果汁的濃度為 70Brix177。1來計算。 (Brix：白利糖度，比例單位，等同于百分比 ) 因此澄清果汁班產(chǎn) 286=168t 生產(chǎn)的損耗計算如下： 表 31 生產(chǎn)損耗一覽表 Table31 Loss of production schedule 項目 損失量 (％ ) 揀選 清洗 破碎 壓榨 (去渣 ) 第一次巴 氏殺菌、酶解 超濾、濃縮 第二次巴氏殺菌、冷卻、灌裝 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 13 出汁率為： 100％ ％ ％ ％ ％ ％ ％ ％=85％ 所以每天 (3班 )需將 3168247。85％ =，即，每生產(chǎn) 1噸 濃縮梨汁需要： 247。= t新鮮梨。 設(shè)計條件 本設(shè)計每日工作為 3班制，每班實(shí)際工作時間為 6h，因此平均 1h生產(chǎn)濃縮果汁 247。18= 即榨取澄清果汁 168247。6=28t 即每小時需要投入生產(chǎn)的梨 247。18= 設(shè)備選型及論證 (1) 小提升機(jī) 小提升機(jī)的目的是將水流輸送槽送來的梨提升到揀果臺，此段是整個車間的咽喉通道，如果設(shè)備停止工作，后段將無果加工。對比進(jìn)口與國產(chǎn)設(shè)備的價格，相差比例不大，因此選用兩臺意大利 T MC I生產(chǎn)的提升機(jī)。 (2) 撿果臺 從小提升機(jī)提升后梨進(jìn)入揀果臺，進(jìn)行人工揀果，采用意大利TMCI生產(chǎn)的撿果臺，原因同上。 (3) 大提升機(jī) 大提升機(jī)的作用是將揀選過的梨提升到洗果機(jī)進(jìn)行清洗，仍然采用意大利 TMCI生產(chǎn)的提升機(jī)，原因同上。 (4) 毛刷機(jī)、洗果機(jī) 對梨進(jìn) 行毛刷清洗，主要去掉黏附的雜物，之后進(jìn)行水流噴射清洗。分別選 用意大利 T MCI生產(chǎn)毛刷機(jī)和上海神農(nóng)生產(chǎn)的洗果機(jī)。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 14 (5) 破碎機(jī) 將清洗過的梨進(jìn)行破碎，根據(jù)需要可以調(diào)節(jié)破碎程度，為保證顆粒均勻度，選用德國 BE LLMER生產(chǎn)的破碎機(jī)，國產(chǎn)設(shè)備顆粒均勻度不好，影響出汁率。 (6) 帶式壓榨機(jī) 對破碎的梨進(jìn)行壓榨取汁，這一步關(guān)系到產(chǎn)品得率，因此選用德國 BELLMER生產(chǎn)的帶式壓榨機(jī)，出汁率有保證。 (7) 國產(chǎn)壓榨機(jī) 在梨成熟度不夠的時候，將壓榨過的果渣用等量水混合后再壓榨一次，可以提高出汁率。此步作為前道的補(bǔ)充， 僅在必要的時候使用，非關(guān)鍵設(shè)備，因此采用國產(chǎn)設(shè)備，為江蘇靖江食品機(jī)械廠生產(chǎn)。 (8) 罐群 整廠的各種儲罐較多，國產(chǎn)罐完全可以達(dá)到要求。小罐可以由廠家加工后運(yùn)到廠里，大罐由供應(yīng)廠家現(xiàn)場制作。 (9) 超濾設(shè)備 若使用一臺美國高科的超濾機(jī)，生產(chǎn)能力不夠，需增加一臺國產(chǎn)設(shè)備，以達(dá)到生產(chǎn)要求。采用部分國產(chǎn)設(shè)備可以降低整廠投資兩臺設(shè)備在使用中可以調(diào)劑生產(chǎn)，方便檢修和膜的再生。 (10) 3效板式蒸發(fā)器 使用一臺瑞典利樂的 3效板式蒸發(fā)器，外加一臺意大利 TMC I生產(chǎn)的 5效管式蒸發(fā)器。采用管式蒸發(fā)器可以降低單位產(chǎn)品的蒸汽 消耗量，比較經(jīng)濟(jì)。（圖 31三效板式蒸發(fā)器、圖 32五效管式蒸發(fā)器） (11) 無菌灌裝機(jī) 采用意大利 FBR生產(chǎn)的無菌灌裝機(jī)，國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品可以替代。遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 15 另外這個工段關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和保質(zhì)期，質(zhì)量要求高。 表 32 主要生產(chǎn)設(shè)備一覽表 Table32 The main production equipment list 序號 生產(chǎn)設(shè)備 技術(shù)要求 t/h 生產(chǎn)廠家 臺數(shù) 1 小提升機(jī) 20 意大利 TMC I 2 2 揀果臺 20 意大利 TMC I 2 3 大提升機(jī) 20 意大利 TMC I 2 4 毛刷機(jī) 20 意大利 TMC I 1 5 洗果機(jī) 20 上海神農(nóng) 1 6 破碎機(jī) 20 德國 BELLMER 2 7 帶式壓榨機(jī) 20 德國 BELLMER 2 8 國產(chǎn)壓榨機(jī) 20 江蘇靖江 1 9 罐群 溫州強(qiáng)力機(jī)械閥門廠 28 10 超濾設(shè)備 10 美國高科 2 11 國產(chǎn)超濾設(shè)備 30 1 12 5效管式蒸發(fā)器 20 意大利 TMC I 1 13 3效板式蒸發(fā)器 20 瑞典利樂 1 14 無菌裝罐機(jī) 5 意大利 FBR 2 15 鍋爐 20 2 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 16 圖 31 三 效板式蒸發(fā)器 圖 32 五效管式蒸發(fā)器