年產(chǎn)2000噸荔枝干深加工工廠設(shè)計
摘要:荔枝是我國南方著名的特產(chǎn)水果,深受國內(nèi)外消費(fèi)者的喜愛。將荔枝加工是解決荔枝鮮果出路,延長荔枝商品供應(yīng)期的重要措施。鮮荔枝加工干制,歷史悠久,成品肉厚,味香甜,歷來為自嘗及送禮佳品,遠(yuǎn)銷國內(nèi)外。本文為荔枝干深加工工廠設(shè)計,圍繞廠址選擇,物料衡算,工藝流程以及設(shè)備的選型展開論證。
關(guān)鍵詞:荔枝干 深加工 選址 物料衡算工藝流程 設(shè)備選型
一、食品簡介
荔枝素有嶺南佳果之稱,果肉白嫩,汁多味美,深受人們的喜愛但荔枝采收期集中在盛夏高溫季節(jié),采后難以貯藏保鮮,造成鮮果銷售壓力很大。因此,生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的荔枝干,是避免爛果以及果農(nóng)售果難等問題的一個重要途徑[1]。
二、工廠選址的論證
荔枝具有強(qiáng)烈的季節(jié)性,在每年5月到8月為荔枝的采收旺季。而且荔枝是一種非常嬌貴的水果,它的保質(zhì)期很短。與其它水果相比,荔枝鮮果保鮮難度很大,特別是遠(yuǎn)距離運(yùn)輸時鮮果的儲運(yùn)和貨架期壽命短等問題都有非常大的風(fēng)險系數(shù)[2]。為了避免運(yùn)輸過程中的波動而給生產(chǎn)帶來不利影響,工廠地址應(yīng)該選在接近原料產(chǎn)地。
荔枝主要產(chǎn)于中國西南部、南部和東南部廣東、廣西、福建、四川、臺灣、云南等地,尤其是廣東和福建南部栽培最盛,緯度分布范圍從北緯18°至北緯28°[3]。以下為廣東和福建的一些優(yōu)勢略施比較:
表1:廣東省和福建省優(yōu)略勢比較
地區(qū) |
廣東省 |
福建省 |
面積(萬平方千米) |
17.98 |
12.4 |
人口(2010) |
10430萬 |
3689萬 |
氣候類型 |
亞熱帶季風(fēng)氣候為主 |
亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候 |
夏季平均氣溫 |
25~34℃ |
20~39℃ |
荔枝產(chǎn)量(2010) |
100.83萬噸 |
14.73萬噸 |
年平均降水量 |
1300~2500毫米 |
1200~2000毫米 |
主要地形 |
以山地、丘陵為主 |
以山地、丘陵為主 |
地理位置 |
東鄰福建,北接江西、湖南,西連廣西,南臨南海,珠江口東西兩側(cè)分別與香港、澳門特別行政區(qū)接壤,西南部雷州半島隔瓊州海峽與海南省相望[4]。 |
位于中國東南部,東隔臺灣海峽,與臺灣省相望,東北與浙江省毗鄰,西北橫貫武夷山脈與江西省交界,西南與廣東省相連,連接長江三角洲和珠江三角洲[5]。 |
由表1可知,考慮原料來源,廣東省荔枝產(chǎn)量遠(yuǎn)大于福建省,而且廣東有民工潮,可以為工廠提供足夠的勞動力,同時,廣東交通便利,適宜建廠。根據(jù)我國具體情況,食品工廠一般傾向于設(shè)在原料產(chǎn)地附近,有利于可獲得足夠數(shù)量和質(zhì)量新鮮的原料。出于對原料產(chǎn)量和荔枝干燥特性考慮,廣東省的條件比福建省更勝一籌。所以,初步把工廠定在廣東省。
由廣東統(tǒng)計年鑒得知以下2011年廣東部分地區(qū)荔枝產(chǎn)量數(shù)據(jù):
表2:廣東部分地區(qū)條件比較
地址 |
廣州 |
茂名 |
汕尾 |
荔枝產(chǎn)量(萬噸) |
6.23 |
44.52 |
7.99 |
規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)數(shù) |
4438 |
628 |
243 |
生產(chǎn)總值(億元) |
12303.12 |
1780.31 |
550.16 |
人口總數(shù)(萬人) |
1270.08 |
581.77 |
293.57 |
大學(xué)程度人口(萬人) |
244.21 |
24.83 |
6.37 |
7月平均氣溫 |
28.6℃ |
28℃ |
28.1℃ |
年降水量 |
1623.6~1899.8 |
1500~1800 |
2200~2380 |
地理位置 |
位于廣東省中部,東連惠州市,西鄰佛山市,北靠韶關(guān)市,南臨東莞市、中山市,隔海與香港、澳門相望。 |
位于廣東省西南部,鑒江中游東側(cè),南臨南海。我國目前最大的石油加工基地 |
位于廣東省東南沿海,東連揭陽市、西接惠州市、北靠河源市、南瀕南海。 |
主要河流 |
主要河流有珠江、流溪河、增江等 |
主要河流有鑒江、黃華江、羅江、袂花江等 |
|
交通狀況 |
海:港口有烏沖/嘉利/大碼頭/建翔/廣裕/市港澳/集司/東江倉/廣寶通/全通碼頭等
陸:高速鐵路有廣深港/廣深/廣珠/武廣/貴廣/南廣等
普通鐵路有京廣/廣茂/廣珠/廣深/廣梅汕等
空: 航空有廣州白云機(jī)場[6] |
港口有水東、博賀茂名港等多個天然良港。
鐵路橫貫全市,東接京廣、廣九線,西連黎湛線,鐵路、海運(yùn)、公路等運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)已形成,交通便利[7]。 |
交通便捷,深汕高速公路貫穿全境,建設(shè)中的廈深高鐵從汕尾沿海穿過[8]。 |
雖然廣州是廣東省的省會,交通非常方便,勞動力也非常充足,但是由于廣州的工業(yè)程度過大,出于從生產(chǎn)條件方面考慮,應(yīng)該選在工業(yè)企業(yè)數(shù)較少的地區(qū),以防止食品在加工過程中,受到工業(yè)的污染,所以,廣州排除。其次,汕尾的荔枝產(chǎn)量很大,工業(yè)數(shù)很少,但是,汕尾的交通不方便,地理位置不夠優(yōu)越,年降水量也比其他兩個市多,出于種種原因,汕尾不是一個好的工廠地址選擇。經(jīng)過從各個方面考慮,荔枝廠應(yīng)該選在茂名的工業(yè)園。
總結(jié):茂名地廣,開發(fā)空間廣闊,地價低,工業(yè)程度相對較小,交通便利,海洋、森林、礦產(chǎn)等資源豐富,有足夠的水、電、燃料等資源供應(yīng),勞動力和原輔料的供應(yīng)充足,
三、工藝流程
3.1工藝流程
原料挑選 → 分選、去梗 → 清洗 → 分級 → 初焙( 殺青) → 第一次回濕 → 復(fù)焙 → 第二次回濕 → 三培 → 真空包裝 → 殺菌 → 成品 → 冷藏
3.2主要技術(shù)
(1)原料挑選: 選擇病蟲害控制得當(dāng),合理使用農(nóng)藥的果園。采果前一星期禁止使用農(nóng)藥。果園沒有蒂蛀蟲危害,果實(shí)正常發(fā)育、果大、肉厚、含糖量高、可溶性固形物在1 9 % 以上的新鮮成熟果實(shí)[9], 成熟度不夠或過熟均不適宜。
(2)分選、去梗:剔除病蟲果、枝條、葉片, 剪成單果[10]。
(3)分級:如果用熱風(fēng)干燥法干燥,應(yīng)按果實(shí)大小先進(jìn)行分級,保證成品的含水率一致[11]。
(4)初焙( 殺青):從熱風(fēng)干燥開始至12~16h為前期干燥段,這段時間又分為兩部分:前4 h 是高溫、高濕(循環(huán))干燥段,熱風(fēng)溫度控制在80~95℃,可使荔枝表面水分快速揮發(fā),同時又防止荔枝過早硬化而阻礙肉、核水分向外遷移,可控制裂殼現(xiàn)象的產(chǎn)生;后一段時間是排濕與循環(huán)相結(jié)合的干燥段,溫度控制在65~70℃,使荔枝含水量降至60%左右。其間翻動2~4 次,要求培床各點(diǎn)位溫度不均勻度不得超過3%,使荔枝、龍眼果實(shí)受熱均勻,不會因過度受熱而使果實(shí)變焦,也不會因受熱不足而使果實(shí)容易發(fā)霉變質(zhì)。前期干燥處理可使荔枝含水量從原始水分降至60%左右[12]。
(5)第一次回濕:前期干燥后要立即進(jìn)行第一次回濕。回濕目的是使果核、果肉的水分向果皮表層遷移,利于繼續(xù)干燥和節(jié)省能耗,把半干產(chǎn)品堆放在一起進(jìn)行緩蘇,還可促進(jìn)相互之間的排濕與吸濕,使產(chǎn)品含水率均勻化。緩蘇時間可根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)要求,12~36h不等[12]。
(6)復(fù)培:從第一次回濕后再進(jìn)行熱風(fēng)干燥14~18 h ,這段時間是中期干燥段,荔枝含水率從60%降至30%左右,是干燥過程的主要降水段,熱風(fēng)溫度可控制在55~60℃,熱風(fēng)相對濕度由電動閥門的循環(huán)、排濕交替動作來控制[12]。
(7)第二次回濕:第二次緩蘇的目的和過程與第一次緩蘇相同[12]。
(8)三培:從第二次回濕結(jié)束后再干燥到荔枝干產(chǎn)品終了水分這一過程是三培。由于此時荔枝內(nèi)部含水率很低,荔枝殼表面進(jìn)一步變硬,內(nèi)部水分遷移到殼表面的時間較長,難度加大,因此,后期干燥處理過程更要注意溫度不能過高,且要降低風(fēng)量并作全循環(huán)以節(jié)能降耗[12]。
(9)真空包裝:荔枝干產(chǎn)品終了水分約為18 % ,且產(chǎn)品具有很強(qiáng)的復(fù)吸性,為此,后期干燥處理冷卻后,應(yīng)盡快組織包裝,并盡量使用真空薄膜袋包裝結(jié)合高溫殺菌的方法[12]。
(10)殺菌冷卻:殺菌溫度100℃,時間30min ,自然冷卻至常溫[9]。
(11)存放儲藏:經(jīng)過真空包裝、高溫殺菌的荔枝干、龍眼干可以在常溫下長期存放及銷售,而不存在生蟲、發(fā)霉、果肉顏色變深的危險。而沒有經(jīng)過真空包裝、殺菌的荔枝干、龍眼干的存放必須在冷庫的低溫環(huán)境下,超過一年的存放則要求溫度為-18℃[9]。
四、物料衡算
4.1產(chǎn)品方案確定
荔枝干年產(chǎn)量為2000t
由于產(chǎn)品本身特點(diǎn),全年生產(chǎn)有明顯淡旺季之分,6月、7月、8月為旺季,其他月份為淡季,全年按300天計算,其余為節(jié)假日和設(shè)備檢修日,旺季按三班制計算,一共75天,淡季按一班制計算,一共225天。
其中,K 設(shè)備不均系數(shù),取0.7
由于荔枝在6月7月集中上市,所以,旺季時班產(chǎn)量可以比淡季時適度的增加。
年產(chǎn)2000噸荔枝干深加工工廠產(chǎn)品方案
產(chǎn)品名稱 |
年產(chǎn)量
/ t |
班產(chǎn)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 |
荔枝干 |
2000 |
6.351 |
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4.2物料衡算
成品:2000t荔枝干 每班產(chǎn)品:6.35t
按班產(chǎn)量進(jìn)行物料衡算
(1)在三培過程中,設(shè)干燥前荔枝干的含水量為W3 = 30% ,干燥后荔枝干含水量W4= 18%,此階段工藝損失為1%。則
進(jìn)入三培過程前物料為:
水分蒸發(fā)量為:
實(shí)際物料為:
工藝損失為:
(2)在復(fù)培過程中,復(fù)培前荔枝干的含水量為W2 = 60% ,復(fù)培后荔枝干含水量W3 = 30%,此階段工藝損失為1%。則
進(jìn)入復(fù)培過程前物料為:
水分蒸發(fā)量為:
實(shí)際物料為:
工藝損失為:
(3)在初培過程中,初培前荔枝干的含水量為W1 = 100% ,初培后荔枝干含水量W2= 60%,此階段工藝損失為1%。則
進(jìn)入初培過程前物料為:
水分蒸發(fā)量為:
實(shí)際物料為:
工藝損失為:
(4)在挑選、去梗、清洗、預(yù)處理的過程中,假設(shè)工藝損失為1%,則:
初始原料為:
工藝損失為:
所以,每班生產(chǎn)所需新鮮荔枝為33.91t。
4.3物料平衡圖(每班)
新鮮荔枝33.91噸
挑選、去梗、清洗、分級33.57噸 工藝損失0.34噸
初培13.29噸 水分蒸發(fā)量19.94噸
工藝損失0.34噸
復(fù)焙7.52噸 水分蒸發(fā)量5.64噸
工藝損失0.13噸
三焙6.35噸 水分蒸發(fā)水量1.09噸
工藝損失0.08噸
每班荔枝干產(chǎn)量6.35噸
五、設(shè)備選型
5.1荔枝清洗設(shè)備[13]
荔枝每班生產(chǎn)所需新鮮荔枝量為33.91噸,即每小時需要4.24噸新鮮荔枝。由于新鮮荔枝量較多,采用兩臺水果清洗機(jī)用于清洗。選用山東濰坊諸城市昊昌食品機(jī)械制造有限公司的產(chǎn)品:
名稱 型號 處理能力 外形尺寸 耗水量
氣泡翻浪式蔬菜清洗機(jī) DX-800型 2~3T/h 5500×1100×1200 2-3T/h
5.2分級設(shè)備[14]
按果實(shí)大小進(jìn)行分級,同一烤爐的果實(shí)盡可能要求大小均勻一致。采用兩臺分級機(jī)用于分級,選用浙江三雄機(jī)械制造有限公司的產(chǎn)品:
名稱 型號 產(chǎn)量 外形尺寸 配置功率
荔枝分級機(jī) RSJ 2~3T/h 6060×1340×2126 1.5kw
5.3烘干設(shè)備[15]
干燥分三部分組成,第一次蒸發(fā)19.94噸水分,第二次蒸發(fā)5.64噸水分,第三次蒸發(fā)1.09噸水分。每班生產(chǎn),第一次水分蒸發(fā)量為2493kg/h,第二次水分蒸發(fā)量為705kg/h,第三次水分蒸發(fā)量為136kg/h。
烘干機(jī)選用鄭州匯生機(jī)械設(shè)備有限公司的產(chǎn)品:
名稱 型號 干燥強(qiáng)度kg水/h 外形尺寸 蒸汽消耗量kg/h
網(wǎng)帶式烘干機(jī) DW-2-10 300 12050×2330×3650 600
由于產(chǎn)量過大,所以,第一階段需要9臺烘干機(jī),第二階段需要3臺烘干機(jī),第三階段需要1臺烘干機(jī),一共13臺。
5.4包裝設(shè)備[16]
每班的工作產(chǎn)量為6.35噸/班荔枝干,即每小時生產(chǎn)793.75kg荔枝干。按每袋500克計,則包裝速率為1588袋/小時,即27袋/分鐘。采用0.05mm厚聚丙烯真空蒸煮袋包裝材料。選擇上海欽典機(jī)械制造有限公司的產(chǎn)品:
名稱 型號 包裝效率(bags/min) 機(jī)械尺寸(㎜)
包裝封口機(jī) QD-60A 40~60 600×700×1450
5.5殺菌設(shè)備
殺菌設(shè)備選用諸城市鑫正達(dá)機(jī)械有限公司的產(chǎn)品:
名稱 型號 設(shè)計壓力 設(shè)計溫度 機(jī)械尺寸(mm)
滅菌鍋 1300# 0.44MPa 145℃ 6000×1800×2100
總結(jié),工廠一共需要以下設(shè)備:
設(shè)備名稱 |
型號 |
數(shù)量 |
材料 |
尺寸 |
氣泡翻浪式蔬菜清洗機(jī) |
DX-800型 |
2 |
不銹鋼 |
5500×1100×1200 |
荔枝分級機(jī)
|
RSJ |
2 |
不銹鋼 |
6060×1340×2126 |
網(wǎng)帶式烘干機(jī)
|
DW-2-10 300 |
13 |
不銹鋼 |
12050×2330×3650 |
包裝封口機(jī) |
QD-60A
|
1 |
不銹鋼 |
600×700×1450 |
滅菌鍋 |
1300# |
2 |
不銹鋼 |
6000×1800×2100 |