年产2万吨钢制两片罐西番莲汁的车间设计

浓缩西番莲汁主要工艺重点在于破碎打浆、过滤分离等步骤即得西番莲原果汁，进一步经预热、脱气、杀菌、浓缩，灌装，。特别是杀菌阶段应引起重视，使用适当的方法进行加工，才可以保持西番莲汁良好的风味及香气达一年之久。工艺流程图：
一、水处理
水是优良果汁生产中的一个重要原料，水质的影响主要体现在水的硬度过大，会产生碳酸钙沉淀与有机酸钙盐沉淀，严重影响果汁的质量。同时，非碳酸盐硬度过高也会使产品出现盐味。
水的碱度过大对果汁的不良影响体现为：与金属离子反应形成水垢，产生不良气味；和产品中的有机酸反应，改变产品中的糖酸比从而影响风味；造成饮料的酸度下降，使微生物易于存活在果汁中。水处理着重于操作简单，成本低。所以采用去离子水为调配用水，可以实现该处理优点。

二、        浓缩西番莲汁的生产流程
（一）        选果
欲使西番莲果汁显示其独特的风味，在鲜果的挑选上颇有讲究。一般采收的西番莲果实要求成熟度达8成以上，否则果汁酸味偏重、风味淡、可溶性固形物含量低。据前人报道未成熟的西番莲虽以乙烯催熟香气增加却非常有限，用它所做出的饮料果香气不足、色泽变暗，说明未熟但催熟的果实对加工不利。而自然落地前后3 天内的黄果西番莲加工成的果汁品质最好，但也不可能每时每刻等西番莲成熟后掉下来才去采收，这样既费时又费力。所以从实际出发结合紫果西番莲生长特性选择成熟自然落果前后3d的果实(最好是前后1d的果实)，即果皮颜色为部分紫色到全部紫色的果实，同时剔除病烂果和干缩果，立即运至加工车间进行混合取汁，而不进行催熟处理。此时的出汁率和营养成分含量均高风味也浓。
西番莲中的可溶性固形物为14-17%，主要是果糖、葡萄糖和蔗糖；酸含量可达2.1-5.5%，约为柑橘酸含量的4倍，主要是柠檬酸、苹果酸和乳酸。也含丙二酸，琥珀酸等有机酸。
果实适宜加工成熟度的选择。[5]
项目        未熟果        成熟果        项目        未熟过        成熟过
糖度°Bx        15.4        16.3        单果重量        35.7        35.0
酸度（%）        4.17        1.52        出汁率        30.0        37.0
pH        2.7        3.2        果肉含量        45.0        54.3
原料中除去病烂果、干缩果、未熟果、枯枝和残叶等杂质选择新鲜良好、成熟适度、风味正常未使用任何有毒有害物质保鲜的西番莲果实确保果汁的质量。
选果的目的是保证生产优质果汁的重要步骤，特别是霉烂果的混入会直接影响果汁的色泽、香气和风味，严重影响果汁质量和保质期。洗果
由于百香果在生长、成熟、运输和贮存期间很容易受到外界环境的污染。例如：表面存在着大量的微生物、存留的农药、灰尘，夹杂的树叶等杂质。通过洗果步骤可以清除，同时采用正确的清洗工艺，也可以控制果实原料表面的微生物数量，一般可以使其降低95%以上，对其后的加工工艺有着决定性作用。洗果可分为物理方法和化学方法，物理方法有：浸泡、鼓风、摩擦、搅动、喷淋、刷洗、振动等，化学方法采用清洗剂，表面活性剂等，通常采用清洗设备把物理方法和化学方法组合起来使用。
清洗效果受到清洗时间、清洗液温度、机械作用方式以及清洗液的pH值。水硬度和矿物质等因素的影响，添加表面活性剂可以大大提高清洗效果。
残留农药的清洗效果取决于农药种类、施用量、果实原料种类品种以及清洗工艺等因素。一般在清水中添加0.5-1%的高锰酸钾溶液或600ppm的漂白粉等浸泡后再冲洗。
洗果用水水质符合GB5749-85规定，水的总硬度小于100mg/L（以CaCO3计）。洗果采用高压喷洗结合人工刷洗。为节约用水，洗果池设计成梯式三级洗果池。洗果时，果实先进入第一级洗果池清洗，然后依次往上进入二级、三级洗果池清洗。三级洗果池用过的水可往下注入二级、一级洗果池而重复利用依次，从而产生节水效果。
（二）        破碎
目前仍有许多厂家采用人工将果实切半，用勺挖取果肉，劳动强度大，效率低。澳大利亚使用的机械提取器是将果实的输送到2个旋转的圆锥盘之间，两锥盘的轴线由一定的夹角，以使果实在锥盘之间随锥盘的旋转形成挤压，以使果实破裂，挤出果实的浆状物，并同时与果皮进行分离。
本工艺采用BFJ-5型破果分离机，只将果皮挤成裂口，使包裹着黑色或暗褐色种子的胚囊及果汁从果皮中挤出而进入带式压榨机，果皮和种子不被破坏，从而避免果皮中的苦味成分进入果汁，同时使榨汁后剩下的完好种子得以再利用。而且整机与鲜果、果肉(汁)接触的零部件均采用不锈钢材料制造，符合食品机械的卫生标准。
（三）        榨汁
目前西番莲取汁一般有机械榨汁法离心法以及酶解法，通过实验得知机械榨汁易将种子压碎溶出油脂类物质及苦味物质，并在液面聚集部分果壳中溶出果胶等黄色物质，影响果汁的风味和稳定性。而单纯使用离心法虽能克服榨汁机因压碎种子果壳后带来的不足，并能一定程度的提高果汁出汁率，但浆状果肉较少稀释汁原果香较淡。原因可能是种子外裹的胶状果浆中含较多的香气色泽及各种营养成分，单独离心时不能将其溶出导致果香较淡，同时西番莲果汁含有约1-3%的淀粉对加工产生一系列不利影响，还会使果汁放置后出现凝沉现象。必须在加工中除去因此采用淀粉酶和果胶酶酶处理，结合离心过滤法进行取汁可得到出汁率高原果香味浓的果汁。通过添加0.05%淀粉酶0.25%果胶酶在45℃下酶解2.5h 后离心过滤可较好的提高西番莲果汁出汁率。[6]
打浆工艺要求工艺过程短，出汁率高，最大程度上防止和减轻果汁的色香味和营养成分的损失。现代打浆工艺还要求灵活性和连续性，以适应原料状况和各种变化，提高榨汁设备的效能，缩短打浆时间，减少设备内的滞留量，维持高而稳定的生产能力和始终如一的高质量产品。
榨汁采用JLY-3型带式果实榨汁机。榨汁机所用滤带宽度为800mm，滤带孔径为68目，虑带最大张力为1500Kg。虑带中的果汁和胚囊随虑带绕过多级榨辊和驱动辊，在虑带张力的作用下将汁液榨出。
（四）        胶磨
榨出的果浆立即进入胶磨机，胶磨时间为15至20mins，果浆经过胶体磨的胶磨，可以使浆料近似乳化，有利于下一步的混合、调配及搅拌等，提高产品品质，胶磨时应注意调节细度。
（五）        均质、过滤
均质前将调配好的果汁通过胶体磨以破坏果汁里面的果肉纤维和果胶大分子以及调配时的稳定剂和增稠剂等大分子方便均质，均质是为了使果汁中所含的悬浮粒子进一步破碎并均匀地分散于果汁中保持果汁均匀混浊和口感细腻。均质的压力为25~30MPa均质3次。
榨汁过程重其实已经进行粗虑，为了得到更纯净的产品，还需进行精滤。采用蝶式分离，进行乳浊液的离心分离操作，可以得到外观更好的产品。
（六）        真空脱气
    为了脱除果汁在加工中溶入的大量气体，抑制空气与果汁色素的褐变反应以及Vc香气成分等的氧化损失，防止混浊果汁中悬浮颗粒吸附气体而漂浮于液面而分层变质减轻果汁风味下降，保证产品的质量。均质后的果汁必须立即进行脱气处理，脱气条件为果汁温度60℃左右，真空度0.090~0.098MPa，脱气时间0.5h。
（七）        酶处理及淀粉处理
果胶可以用果胶酶部分脱除，经验表明，在果胶酶加量100mg/Kg，30℃条件下，经过1个小时，可水解30%果胶。进一步提高果胶酶粘度或增加酶反应时间都不能继续降低果胶含量，这主要是由于西番莲汁酸度高（pH值3.0左右），酶的活性受抑制。其主要目的是分解果胶，并通过果浆果胶分解使黏度下降，释放高酯化度和高聚合度的天然果胶，使果汁具有较高的黏度和很稳定的悬浮状态，减轻后续的工艺操作的负担。
西番莲汁中的淀粉如果不去除，则在加热时，汁中的淀粉易发生凝胶作用，造成果汁粘度上升。西番莲汁中的淀粉含量1~3%。新鲜果汁长时间放置会产生发酵，加热时会引起各种变化。用西番莲汁制成的果汁或饮料，在贮藏期会由于淀粉而出现白色或灰色的沉淀。淀粉的存在还会导致果肉颗粒粘附在加热器的传热面，产生结焦，不仅使果汁热损害严重，影响产品风味，还会降低热效应，影响水分的蒸发。西番莲汁中的淀粉用离心分离法去除。淀粉去除率90%左右。也可用支链淀粉酶降解淀粉，使淀粉失去凝胶力。[6]
（八）        芳香回收
水果的芳香物质是水果在成熟过程中形成的各种挥发性芳香成分，包括脂类，羟基化合物和其他多种有机物。它们以一定比例存在，构成了水果特有的、经典的滋味和香味。尽管水果中的芳香物质含量很低，一般在1~100/100g之间，而且大多数水果中构成典型香味的芳香成分含量在10-6~1mg/100g之间，有些更低，但是这些芳香物质却是区别各种水果最重要的一个特征参数，是判断果汁饮料质量的一个决定性因素。
水果含有的芳香成分达数百种，而其典型特征香味主要由酯、醛、酮、醋酸酯、某些醇和挥发类物质。在加工过程中，由于这些挥发性成分对热敏性敏感或者反应性强，不稳定易分解。因此没在进行果汁加工过程中有必要进行芳香物质的回收，大多采用萃取法和蒸馏法，通过芳香物质回收装置在生产过程中对水果芳香物质加以回收，然后加回果汁中，以保持果汁的原有风味。
(十)调配
为了使产品得到更好的风味，以及对产品质量的保证，该果汁要进行保护性的调配，第一级调配是加入稳定剂羧甲基纤维素钠，在液体饮料中加入CMC可使其在容器中悬浮物均匀饱满，色泽鲜艳，并可延长保质期。进行维生素C强化，其目的是补充杀菌时被损失的维生素C。
第二级调配时加入糖液，许多文献说明在西番莲汁中加入一定比例的糖可以使其口感更顺滑宜人。
第三级，根据科学研究，5%或者10%的西番莲果汁和6%苹果汁的混合将得到具有吸引力的香味和最好的风味。[7]
(十一) 灭菌
在连续话的加工过程中会不断混入各种微生物（细菌、霉菌和酵母菌），因此为了使果汁能长期贮藏和保持品质，必须对其进行严格合理的杀菌。当必须用加热的方法对西番莲汁紧系杀菌时，最好的方法是将装罐的果汁罐头使用震动的巴氏灭菌法，经过筛虑后的果汁冷却后装到涂料罐中，在真空或喷射整齐条件下机械密封，用常压蒸汽杀菌，罐头在一条倾斜皮带上，以100~150r/min的速度绕轴旋转。
另一种是回转杀菌方法，它是借助一个圆筒形的容器，沿着圆通的轴向以比较快的速度作纵向旋转，物料器皿以一定的速度连续旋转。通过加热相和冷却相。杀菌期间，容器的位置没有改变。这种方法对均相流体提供了极为快速的热传递。物料中心温度为76.7~82.2℃，这个温度足以灭菌。
不同杀菌处理对西番莲果汁感官特性有显著影响，但不同杀菌处理，其大多数感官特性间差异不显著。贮藏期间，以85.9℃/27分钟杀菌处理的西番莲果汁风味变化最小，75.9℃/60分钟杀菌处理对果汁颜色、甜味、特有芳香、花香和典型风味等均有负面影响，在-18℃条件下冷藏，果汁品质保藏最好。[8]
(十二) 灌装、充氮
本工艺要求为钢制两片罐的包装方式，以及在灌装后充入液氮。
所谓无菌充填是指经过杀菌的饮料在无菌环境条件下充填到预先杀菌好的容器中，然后再在洁净室内进行包装容器密封的整个过程。
因此，在这样的制造环境条件下加工过程中的控制和适当的卫生管理是十分重要的。充填和容器密封环境的超净车间也同样必须保持绝对卫生的状态是必要条件之一。无菌充填与传统的充填后进行杀菌的高温高压灭菌法有很大的不同。罐身在超洁净车间内充填预先用超高温（UHT）杀菌法杀菌的饮料。然后立即在罐头的顶隙部位注入无菌化的液体氮。液态氮一滴下，立即变化成氮气占据整个顶隙，目的是隔离氧气和菌类的污染和侵袭。
液态氮充填入顶隙有三大功能：防止污染，从顶隙中排除氧气，并形成内压赋予罐头一定的刚性；与PET瓶相比，金属罐不透氧和光线等，因此可以延长产品货架期至少1年以上，在此期间可以防止产品感观品质的变化；如同纸容器比，罐头更加结实，也更适于自动售货机销售行业使用，回收也很方便。金属罐就是这些特点而对消费者很有魅力。
  钢材来源丰富，能耗和成本较低，至今仍是占首位的金属包装村料。包装用的主要是低碳薄钢板，低碳钢有良好的塑性，制罐工艺性好、但冲拔性能不如铝。钢质包装材料最大缺点是耐蚀性差，易锈。必须采用表面镀层和涂料等处理方能使用。两片罐是一种新罐型，由于整个容器是由两片材料组成，因而得名为两片罐。一片是罐底和无缝罐身合成的一个整体，另一片是罐盖。两片罐在七十年代发展很快，有冲拔罐、深冲罐和冲拔拉伸罐三种制罐法。饮料罐主要是冲拨拉伸罐。
     两片罐的出现是制罐工业的一个变革，即简化了制罐工艺，节约制罐材料。但对板材的成型性和拉拔技术均有较高的要求，尤其是制造小直径高罐身的饮料罐。铝的延展性大，可拉深成杯状，故国际上的最为常见的是铝质两片罐。后来这种工艺扩大到马口铁罐和无锡钢板罐，而后者更较适于拔成两片罐。根据所使用材料，两片罐有下面几种型式：（1）铝冲拔罐身和铝易开罐盖；（2）无锡钢板冲拔罐身和铝易开罐盖；（3）马口铁冲拔罐身和铝易开罐盖。本工艺采用马口铁罐身和铝易开罐盖。[8]
(十三) 倒罐、冷却。
该冷却系统第一段采用55℃热水进行喷淋冷却；第二段采用冷却塔循环水进行喷淋冷却；第三段采用自来水循环进行喷淋冷却，第四段采用纯净水对罐身进行冲洗，防止罐身出现污渍。设备配置有自动加氯泵，可根据补水量调节加氯量。热水由蒸汽加热装置产生，使用后的水流入机架水槽，由喷淋泵循环使用。若热水温度达不到设定温度，由加热装置再对其适当加温。若热水温度超过设定温度（该冷却用水已经被罐内的热量升温），则由循环泵送至车间外的冷却塔冷却后再循环使用。设计进罐温度为85℃，出罐温度为40℃。
(十四) 贴标签、检验、装箱
产品贴标签并经过检验，包括包装质量，成品是否有异常，标签是否完备，然后检验成品的感官是否有异常。合格的产品打上生产日期后装箱暂存待运。不合格的产品则按规定进行处理。

三、        工中的危害分析以及关键控制点
（一）危害分析
根据工艺流程，对操作中所有可能产生危害的步骤及可能引起安全性的物理因素、化学因素和生物因素进行分析，并提出关键控制点。
1. 生物危害
果汁饮料生产中的生物危害主要来自原料、水及加工中的微生物污染。原料的微生物污染主要有酵母菌、乳酸菌、霉菌及其他耐热菌等，如果原料中带人
微生物或杀菌效果不好会造成产品污染;包装材料、包装时密封性差可形成二次污染;清洗不净和杀菌不完全会造成微生物超标。
2.化学危害
果汁饮料生产中的化学危害主要来自农药残留、重金属(如铜、铅、砷等)超标及添加剂使用过量，清洗用清洁剂、包装材料用化学物质的残留也是造成化学危害的因素。
3.物理危害
果汁饮料生产中的物理性危害主要来自原辅料及包装材料中的杂质和异物。
（二）确定关键控制点
在危害分析的基础上，按照CAC推荐的“关键控制点决定树”确定关键控制点4，经过判断，确定的关键控制点为:①原辅料接收；②杀菌;③罐身、盖杀菌;④CIP清洗。
四、        注意事项
1.        在果汁脱气环节中，必须保证其脱气条件为果汁温度60℃左右，真空度0.090~0.098MPa，脱气时间0.5h。否则残留的氧，容易使产品褪色以及Vc的氧化损失。
2.        高温和氧是影响食品成品味道、色泽和营养价值变差的重要因素。严格控制杀菌温度，过高的温度会导致产品色泽变暗以及产生刺喉味。
3.        光线照射和贮藏温度的高，同样会引起产品褪色和Vc等营养成分的损失，因此，产品的保藏条件也很重要，应该贮藏在冷凉环境中（以5至10℃为宜）。
4.        必须按工艺要求严格进行加工设备的清洗、预杀菌和后杀菌。直接与饮料接触的设备，在每班使用后，必须严格进行CIP清洗，然后进行20至80mins的高温蒸汽杀菌。
五、参考文献
[1] 盛国. 美厄合作研究西番莲汁五项新发现[J]. 食品信息与技术, 2004,(5): 12-13.
[2] 朱定和, 刘健南, 李真. 混浊型西番莲果汁加工技术[J]. 韶关学院学报, 2002, 23(12): 116-119.
[3] 辛建刚, 芮汉明. 酶法澄清西番莲果汁的工艺研究[J]. 饮料工业,2005, 8(4):22-26, 40.
[4].林文权等.热带果汁饮料制造[M]北京:轻工业出版社，1996, 1-45.
[5].润树立，江彩秀，文剑.防止西番莲果汁饮料分层沉淀的研究[J].食品与发醉工业，1994 (3): 41-43.
[6]李华，蔡书庆.HACCP在浓缩苹果汁生产中的应用[J].食品科技，

[ Last edited by hawkyin on 2010-4-8 at 19:41 ] 返回小木虫查看更多