【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 了壓密階段，便會(huì)有液體從料餅內(nèi)被榨出來(lái)，最終會(huì)達(dá)到料餅內(nèi)各處的含水率均打到相同。 b. 超濾澄清 由于過(guò)濾機(jī)的布孔孔徑比較大，因此，此時(shí)的果汁中含有大量的酵母和其他混濁物等等雜質(zhì)，因此 有必要再通過(guò)進(jìn)一步的過(guò)濾分離來(lái)提高果汁的澄清度，再次去除雜質(zhì)。傳統(tǒng)的工藝是采用動(dòng)力澄清的分離法進(jìn)行澄清，此工藝雖然操作簡(jiǎn)單而且比較方便，而且澄清劑原料容易得到，可是效果不太好，只是能夠暫時(shí)的去除掉果汁里面的部分酵母和渾濁物，在產(chǎn)品長(zhǎng)期的陳放期間果汁中的蛋白質(zhì)、殘淀粉、膠體物質(zhì)等等會(huì)逐漸的聚集沉淀于瓶底或者附著在瓶壁上，嚴(yán)重的影響了產(chǎn)品的外觀及形象。因此，在本設(shè)計(jì)中作者便決定采用超濾澄清的方法對(duì)果汁進(jìn)行分離提取， 超濾的過(guò)濾精度為 微米，可以有效地濾除果汁中的鐵銹 、 病毒 、 細(xì)菌 、 霉菌 、 酵母和果膠等 等，并且能夠保留住對(duì)人體有益的一些礦物質(zhì)類元素，所以，經(jīng)過(guò)超濾過(guò)的果汁具有比較長(zhǎng)的貨架壽命。其果汁的得率大約為96%98%，而且且加工時(shí)間很短（低于 2h），可以實(shí)現(xiàn)沖洗與反沖洗，使用的壽命相對(duì)比較長(zhǎng)，所以便采用了超濾法澄清果汁，這樣便可大量的節(jié)省貯藏設(shè)備和人力。 c. 納濾和反滲透濃縮 納濾和反滲透濃縮 納濾 ( NF， Nanofiltration)這是一種介于反滲透和超濾之間的力驅(qū)動(dòng)膜的分離過(guò)程，納濾膜的孔徑范圍通常在幾個(gè)納米左右。再與其他的壓力驅(qū)動(dòng)型膜分離過(guò)程相比，出現(xiàn)的比較晚。它的出現(xiàn)可以追溯到 70 年代末 . Cadotte 的ＮＳ 3 0 0 關(guān)于膜的研究，之后，納濾便發(fā)展得很快，膜組器便于 80 年代的中期商品化。納濾膜大多是從反滲透膜衍化而來(lái)的，如 CA、 CTA 膜、芳族聚酰胺復(fù)合膜和磺化聚醚砜膜等等。但是與反滲透相比較，其操作時(shí)的壓力更低，因此納濾又是被稱作“低壓反滲透 ”或 “疏松反滲透 ”( Loose RO )。納濾分離的作為一項(xiàng)新型的膜分離技術(shù)，技術(shù)原理近似于機(jī)械篩分。但是，納濾膜本體便帶有電荷性。這是它在很低的壓力下仍然具有比較高脫鹽性能和截留的分子量為數(shù)百的膜也可以脫除無(wú)機(jī)鹽的重要原因。 由于納濾分離愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用于電子、食品和醫(yī)藥等行業(yè)，諸如超純水的制備、果汁的高度濃縮、多肽和氨基酸的分離、抗生素的濃縮與純化、乳清蛋白的濃縮、納山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 11 濾膜 生化反應(yīng)器耦合等等實(shí)際分離過(guò)程中。與超濾或者反滲透相比，納濾的過(guò)程相對(duì)于單價(jià)離子和分子量低于 200 的有機(jī)物截留效果較差，而對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子及分子量介于 200～ 500 之間的有機(jī)物便具有較高的脫除率 ,因此， 基于這一特性，納濾過(guò)程主要便應(yīng)用于硬水的軟化、凈化以及相對(duì)分子質(zhì)量在百級(jí)的物質(zhì)的分離、分級(jí)和濃縮（如染料、抗生素、多肽、多醣等化工和生物工程產(chǎn)物的分級(jí)、濃 縮）、脫色和去異味等等。主要用于飲用水中脫除 Ca、 Mg 離子等硬度成分、三鹵甲烷中間體、異味、色度、農(nóng)藥、合成洗滌劑，可溶性有機(jī)物，以及蒸發(fā)殘留物質(zhì)等等 [6]。 反滲透技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)和最節(jié)能有效的膜分離技術(shù)。其原理就是在高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)其他物質(zhì)不能透過(guò)此半透膜而將這些物質(zhì)和水分離開(kāi)來(lái)。由于反滲透膜的膜孔徑非常?。▋H為 10A 左右），因此能夠有效地去除掉水中溶解的鹽類、膠體、微生物、有機(jī)物等（而且去除率能夠高達(dá) 97%98%）。反滲透技術(shù)是目前高純水設(shè)備中應(yīng)用最為廣泛的一種脫鹽技術(shù)，它的分離對(duì)象就是 是溶液中的離子范圍和分子量為幾百的有機(jī)物；反滲透（ RO）、超過(guò)濾（ UF）、微孔膜過(guò)濾（ MF）和電滲析（ EDI）等等信技術(shù)都是屬于膜分離技術(shù) 傳統(tǒng)工藝為蒸餾法或者是冷凍法濃縮，不但消耗大量的能源，而且還會(huì)導(dǎo)致果汁的風(fēng)味和芳香成分的大量散失，如果將反滲透膜和納濾膜串聯(lián)起來(lái)進(jìn)行果汁濃縮，在操作壓力均為 7MPa 時(shí)可以得到滲透壓為 的濃度為 40%的濃縮溶液，這樣既可以保證果汁在濃縮的過(guò)程中色、香、味的不變，而且又可以節(jié)省大量的能源。采用的高濃度濃縮系統(tǒng)將濃度為 10%的葡萄糖溶液濃縮至 45%所需的能耗，僅僅 為普通蒸餾法的 1/8，冷凍法的1/5。 d. 二次蒸發(fā)濃縮 由于設(shè)計(jì)的要求最終果汁糖度是為 60%，而反滲透濃縮后的果汁糖度卻達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求，因此需要將果汁進(jìn)行進(jìn)一步濃縮，使得糖度的濃度提高為 60%。而且傳統(tǒng)的工藝考慮到機(jī)械設(shè)備的強(qiáng)度和動(dòng)力耗能的問(wèn)題，均采用了加熱蒸發(fā)濃縮，雖然可以大體上節(jié)約生產(chǎn)的成本，然而有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的如果糖、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、維生素等均是屬于熱敏性的物質(zhì)，因此此方法會(huì)對(duì)果汁原有的色、香、味產(chǎn)生較大的破壞 [7]。因此本設(shè)計(jì)采用了 雙效降膜真空蒸發(fā)器對(duì)果汁進(jìn)行處理，這屬于低溫真空濃縮，雖然 價(jià)格要比傳統(tǒng)的濃縮裝置昂貴，但是它不會(huì)對(duì)果汁的原有風(fēng)味產(chǎn)生影響，而且結(jié)構(gòu)緊湊，操作也方便，可連續(xù)生產(chǎn)，蒸汽的利用效率更高，非常便于調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力，因此，綜合的看來(lái)其性價(jià)比要高于傳統(tǒng)濃縮設(shè)備。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 12 第三章 工藝計(jì)算及設(shè)備選型 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 年產(chǎn)獼猴桃濃漿 3000 噸，折凈鮮果 22500 噸，即處理毛鮮果 27000 噸 突擊收購(gòu)，突擊生產(chǎn)，設(shè)高峰期為 80 天 原料前處理能力： 12t/h 挑選整理后的雜菌清洗及打漿滅酶能力： 10t/h 榨汁后處理能力： 8t/h 濃縮工段： 6t/h 挑揀出的次果及爛果： 2t/h 獼猴桃 鮮果出汁率： 75% 糖度： 100Bx 密度： 成品濃漿糖度： 600 Bx 酶解：果膠酶添加量 40mg/L 軟化酶添加量 400 mg/L SO2 添加量 200 mg/L 酶解時(shí)間 150min 物料衡算 整體衡算（按年產(chǎn) 3000 噸濃漿計(jì)） 當(dāng)生產(chǎn) 3000 噸濃漿時(shí)所需的獼猴桃新鮮果汁： 30006247。98%247。98%247。98%= 噸 需要的獼猴桃質(zhì)量為： 247。75%247。7500/9000= 噸 需要加入的果膠酶量為； 247。75%247。40= 需要加入的高錳酸鉀量為： 247。75%%= 噸 需要加入的軟化酶量為； 247。75%400= 酶解時(shí)需要添加 SO2 量為： 247。75%200= 單日物料的衡算 單日所需要的新鮮果汁量由以上可得知： 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 13 247。80= 噸 單日所需要的獼猴桃的質(zhì)量為： 247。75%247。7500/9000= 噸 所需要加入的果膠酶量為； 247。75%247。40= 所需要加入的高錳酸鉀量為： 247。75%%= 所需要加入的軟化酶量為； 247。75%400= 酶解時(shí)所需要添加的 SO2 量為： 247。75%200= 表格 3 3000 噸 /年果汁工廠的物料衡算表 鮮果汁 獼猴桃 果膠酶 高錳酸鉀 軟化酶 二氧化硫 （噸） （噸） （ kg） （ kg） （ kg） （ kg） 日耗量 127,5 年耗量 25500 熱量衡算 酶解罐： 加熱至 450C 時(shí)所需要的熱量 Q1： 獼猴桃比熱大約為 （ kg 0C），將果漿從 200C 加熱到 450C 是所需要的熱量為： Q1=247。70%3000（ 4520） =105kJ 攪拌熱 Q2： Q2=3600Pη48=36001=6140kJ 向環(huán)境散熱 Q3： 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 14 在酶解罐外面加一層保溫層，則散熱量將會(huì)得到大幅度的降低，約為加熱量 5%[8] Q3=1055％ =36950kJ 酶解一次所耗用蒸汽量 D： 采用表壓為 的飽和蒸汽， I=冷凝水的焓為 kJ/kg，蒸汽的熱效率取 95% D=Q4247。（ ） 247。95%= 酶解一次的總耗熱量為 Q4 Q4= Q1 Q2+ Q3=105=105 kJ 雙效降膜真空蒸發(fā)器： 單位時(shí)間的蒸發(fā)量： W1=F（ 1X0/X1） F 為物料流量， X0為果汁蒸發(fā)前濃度， X1為果汁蒸發(fā)后濃度 W=（ ） = 蒸發(fā)效率：根據(jù)雙效降膜低溫真空蒸發(fā)器的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得知，每蒸發(fā) 1kg 得水分僅用 的新蒸汽 [9]。 故蒸汽得用量為： W2=W1= t/h 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 15 第四章 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型 刮板提升機(jī) 根據(jù)物料衡算可得知，獼猴桃的輸送能力為： 247。80247。24=因此可以選用江蘇 東臺(tái)華東糧油機(jī)械有限公司的埋刮板輸送機(jī)，型號(hào)為 GSL16，數(shù)量為 2 臺(tái)。技術(shù)參數(shù)如下表 4 表格 4 埋刮板輸送機(jī)技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 機(jī)槽寬度（ mm） 刮板鏈條節(jié)距（ mm） 線速度（ m/s） 輸送量（ m/h） 輸送距離（ m） 電機(jī)功率（ kw） 垂直 水平 GSL16 160 100 20 25 后熟罐的計(jì)算 容積計(jì)算 后熟罐的單次處理時(shí)間及加上 CIP 清洗系統(tǒng)清洗時(shí)間，選 7 天為一生產(chǎn)周期。 全年生產(chǎn)批次： 80 27247。 7 24= 圓整后得 12，故全年生產(chǎn)批次為 12次 故每批次處理量 22500247。 75%247。 12=2500t/7 天 故每小時(shí)處理量 為 2500/7 24= 體積 =質(zhì)量 /密度 可知，每批次需要處理的獼猴桃體積為 2500247。 =2399M3 由于處理的獼猴桃量比較大，故設(shè)計(jì)為三個(gè)后熟罐 發(fā)酵罐體積計(jì)算； D/H=2/1 2399247。 3=， V=SH可知 =（ D/2） 2 2D D3= D= 圓整為 H= 圓整為 連續(xù)滅菌鍋 經(jīng)過(guò)挑揀整理后的鮮果在經(jīng)過(guò)催熟之后便通 過(guò)擋板輸送帶輸送入連續(xù)滅菌槽： 247。75%247。80247。24=因此可以采用東方興企食品工業(yè)技術(shù)有限公司的全自動(dòng)淋水回轉(zhuǎn)式滅菌鍋，數(shù)量 1山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 16 臺(tái)。 表格 5 滅菌鍋的技術(shù)參數(shù) 技術(shù)參數(shù) 功率（ kw） 外形尺寸（ mm） 工作壓力（ Mpa） 回轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn) /分） GT7C20H 18 5750 2022 3800 其技術(shù)特點(diǎn)如下： 采用臥式結(jié)構(gòu)，設(shè)置了專用的小車及導(dǎo)軌，便于小車的推進(jìn)及拉出； 采用 了優(yōu)質(zhì)的碳鋼或不銹鋼材料。不銹鋼滅菌釜外表拋光至精致； 壓力 ≤，溫度 ≤142℃ ； 淋水式滅菌釜升溫、保溫、冷卻均采用自動(dòng)控制 ,配有循環(huán)泵及裝罐車，回轉(zhuǎn)式 殺菌鍋其回轉(zhuǎn)速度為 ~ 轉(zhuǎn) /分 [10]。 破碎打漿機(jī) 本設(shè)備所需的生產(chǎn)能力為： 247。75%247。80247。24=因此可采用東方興企食品工業(yè)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的 JP 齒籠式破機(jī)，采用型號(hào)為JP6，數(shù)量 2 臺(tái)。 表格 6 齒籠式破碎機(jī)技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 生產(chǎn)能力（ T/h） 主軸轉(zhuǎn)速（ r/min） 功率（ kw） 外形尺寸（ mm） JP6 68 960 1060 1800 該機(jī)適用于對(duì)獼猴桃、胡蘿卜、蘋果、梨等果蔬進(jìn)行破碎，破碎粒度為 3~5mm。該機(jī)配有專門的螺旋送料機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)新穎緊湊，節(jié)能生產(chǎn)能力大，使用范圍廣等特點(diǎn)，物料接觸部件均為優(yōu)質(zhì)不銹鋼制造 [11]。 酶解 罐 容積計(jì)算 酶解罐的單次處理時(shí)間為 150min，加上進(jìn)出料及 CIP 清洗時(shí)間，選定 3 小時(shí)為一個(gè)生產(chǎn)周期。 山東建筑大學(xué)畢業(yè)論文 17 全年生產(chǎn)批次： 8024247。3=640 故每批次處理果汁量： 247。75%247。640= 噸 由于酶解罐內(nèi)體積變化不大，因此可以有較大的提充系數(shù)，設(shè)定為 90% 故酶解罐所需的總?cè)萘繛椋? 39． 8247。90%= 因此選用單罐容積為 15M3的酶解罐，數(shù)量為 3個(gè) 采用高徑比為 2： 1的標(biāo)準(zhǔn)酶解罐，上下均為標(biāo)準(zhǔn)封頭，查表知公稱容積為 15M3的酶解罐，其總?cè)莘e為 。由于 V 全 =V 筒 +2V 封 = ，封頭折邊忽略不計(jì)以方便計(jì)算，則有 V 全 =2D3+2 π247。24D 3 = 解得 D= M 圓整至 M 故柱體高 H=2D= 驗(yàn)算全容積 V 總： V 總 =2+2π247。24= 根據(jù)《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》附