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菠萝罐头厂的工艺设计[1]


年产量 5000t 菠萝罐头厂 的工艺设计

天津科技大学 食品工程与生物技术学院 食品科学与工程专业 08142208 刘健 完成日期: 完成日期:2011 年 4 月 20 日

1 前言

1.1 基本概念 1.1.1 罐藏食品的概念
罐藏食品(罐头),即是将食品原料经过预处理、调味后,装入容器、经真

空密封、杀菌制成的能长期保存的一种食品加工方法。也就是说凡食品经密封杀 菌或杀菌密封(即无菌包装)达到商业无菌,能在常温下长期保存的食品统称为 罐藏食品。

1.1.2 罐头食品的分类 1.1.3 所有罐头按原料分(按原料分类) 1.1.3 所有罐头按原料分(按原料分类)
肉类:清蒸、调味、腌制、烟熏、香肠、肉脏 禽类:白烧、去骨、调味 水产类:油浸(熏制)、调味、清蒸 水果类:糖水、糖浆、果酱、果汁 蔬菜类:清渍、醋渍、调味、盐渍(酱渍) 其他类:坚干果类、汤类

1.1.4 菠萝罐头分类
按固形物的形状分为全圆片菠萝罐头、旋圆片菠萝罐头、扇形块菠萝罐头 碎块菠萝罐头、碎米菠萝罐头、长块菠萝罐头和小扇块菠萝罐头等七类。

1.2 菠萝罐头生产行业的发展现状和前景 1.2.1 我国罐头发展现状综述
罐头行业是我国传统的出口产业,是中国众多食品最先打入国际市场的商 品。据统计,有着近 200 亿元产值规模的中国罐头行业,90%的企业产量都在 10000 吨以下,且重出口轻内销的现象相当普遍。据统计,2001 年出口量突破 100 万吨, 2004 年, 我国出口各种罐头达到 178 万吨。 而从海关统计数据显示, 2005 年 1-7 月,我国罐头出口达到 123.41 万吨,同比增长 24.83%;出口额达 到 92252 万美元,约占整个食品行业总出口额 1/1,同比增长 19.86%。目前,除少 量出口罐头用自己的品牌外,大部分出口罐头是定牌加工,基本无品牌,市场很 长时间处于无序的竞争。可喜的是,中国罐头行业品牌意识普遍觉醒,梅林、
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古龙、鹰金钱、银鹭等品牌正在崛起,实现产业向中国的转移,为中国罐头产业 的发展演绎出一翻繁荣的景象。 目前国产罐头有如下发展趋势。 ①国产罐头急需培育名牌。由于中国人消费观念的影响,相当多的消费者在 罐头消费知识方面存在严重的误区,很多人认为罐头里含有防腐剂,比不上新鲜 食品有营养。这是罐头食品长时间没落的一个重要原因。有专业人士指出,罐头 食品无须使用任何防腐剂、加工用料考究、工艺科学,可以常温储存,属于健康 食品。随着罐头产品正面引导的增多,目前消费罐头已在一部分消费群体中初步

形成“时尚”特色,但基于消费习惯的差异,北京、上海、广东、福建和东北是 目前我国罐头的消费热点地区,而且是年轻消费者居多的消费格局。从而,形成 了一些被消费者喜爱的罐头品牌。 ②国产罐头出口势头迅猛。出口方面的数字显示,1996 年,中国出口罐头 70 万吨, 2001 年出口量突破 100 万吨, 2004 年, 我国出口各种罐头达到 178 万 吨。而从海关统计数据显示,2005 年 1-7 月,我国罐头出口达到 123.41 万吨, 同比增长 24.83%;出口额达到 92252 万美圆,约占整个食品行业总出口额 1/1, 同比增长 19.86%。在整个罐头行业,蔬菜罐头是出口最多的,为 86.5 万吨,占 整个罐头出口量的 69%,而其增长速度也超过了整体增长。水果罐头出口 30.8 万吨。肉类罐头出口增长了近 10%,达到 3.9 万吨。 ③国产罐头产业被看好。从中国罐头工业协会获悉,2005 年 1―7 月,全国 罐头产量达 174.7 万吨(规模以上企业),比 2004 年同期增长了 27.46%,实 现了 中国罐头产量每年都以两位数的快速增长。中国罐头市场的快速发展,吸引了不 少知名外资企业的兴趣。据介绍,中国罐头市场之所以被看好,原因有二:一方 面,是因为中国罐头市场蕴藏着巨大的发展商机。据悉,目前,中国人均年消费 罐头量只有两罐(瓶),远远低于乳品、方便面等食品的消费量。随着中国罐头 产业龙头企业及知名产品的不断出现,以及全行业对罐头产品营养、安全、方便 等特点宣传力度的加大,将会有越来越多的消费者选购罐头产品。同时,中国罐 头食品种类丰富,一些新工艺、新材料已在该行业开始使用,产品逐渐得到消费 者的认可。这也意味着,中国罐头行业在新品开发方面有很多文章可做;另一方 面, 是因为中国现有的罐藏食品包装主要以玻璃瓶和金属罐为主, 可开发空间大。
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近年来,随着中国软包装材料及工艺的发展,一些软包装罐头产品开始在中国出 现,务必为中国罐头产业的发展提供更多元化的发展之路。 中国罐头工业协会理事长梁仲康指出,我国罐头内销市场还处于培育阶段, 随着消费者对罐头误解的逐步消除,国内罐头需求量将会出现新的飞跃。 ④中国罐头走向世界。自 1930 年第一瓶“梅林”番茄沙司罐头诞生,国人 结束了只吃洋罐头的历史至今,经半个多世纪的奋战,“梅林”牌罐头系列产品 始终保持品牌鲜活,产品蜚声海内外。50%的出口率,一再诠释了“中国罐头走 向世界”的梅林宗旨。

1.2.2 菠萝罐头发展现状
据调查,2003~2009 菠萝罐头的产量及销售量均逐年递增。近年来,由于泰 国、印尼等菠萝主产国遇自然灾害导致菠萝失收,导致国际市场菠萝供不应求的 紧张状态,从 2007 年 3.4 月份以来,大量的订单开始涌向中国,菠萝罐头价格 一路上升,中国菠萝生产产量供不应求。

1.2.3 菠萝罐头发展前景预测
据相关研究对 2010~2014 年市场价格预测:虽然价格的波动有所曲折,但价 格整体波动呈曲折上升,详见图 1 因此,对菠萝罐头厂的建设有良好的发展前 景。
图 1 2010~2014 年菠萝罐头市场价格预测

2 工艺设计
产品原料、种类、 2.1 产品原料、种类、产量及方案的确定 2.1.1 产品原料的确定
根据目前国内国内外食用果蔬的发展行情和发展动态,确定本厂生产菠萝罐 头。菠萝原名凤梨,原产巴西, 16 世纪时传入中国, 有 70 多个品种, 岭南四 大 名果之一。菠萝含用大量的果糖,葡萄糖,维生素 A、B、C,磷,柠檬酸和蛋白 酶等物。 味甘性温, 具有解暑止渴、 消食止泻之功, 为夏令医食兼优的时令佳果。 有如下营养价值: ①菠萝含有一种叫“菠萝朊酶”的物质,它能分解蛋白质,溶解阻塞于组织 中的纤维蛋白和血凝块,改善局部的血液循环,消除炎症和水肿; ②菠萝中所含糖、盐类和酶有利尿作用,适当食用对肾炎,高血压病患者有 益; ③菠萝性味甘平,具有健胃消食、补脾止泻、清胃解渴等功用。

产品种类、 2.1.2 产品种类、产量及产品方案的确定
根据任务书年产量 5000 吨,每年按 300 天工作日计算,每天进行管路、设 备的清洗、消毒及设备保养、检修等,大约花费 1 小时左右,即每天有效工作 7 小时,每天生产一班,即班产量 15 吨。以成品率 99.7%计算,以平均固形物含 量 60%计算,则每天需要原料:15×60%÷99.7%﹦9.03t

2.2 原材料 2.2.1 主要原材料
本厂所需的原料为菠萝。

2.2.2 辅料
(1)防腐剂 由于菠萝本身的营养物质含量较高,是细菌繁殖的温床,所以要注意防腐的 问题, 尤其是在制备糖液的过程。 配置糖浆时水中加入适量的有机酸对防腐有利, 一般加适量的柠檬酸 (2)糖液 ①糖水的配制主要是蔗糖,通常称为砂糖。要求糖水清晰透明、无沉淀、 无浑浊,糖的甜度纯,无异味。 ②配制方法本次生产常用直接配制法 ③装罐时所需糖液浓度的计算 一般根据水果种类、品种和产品等级而定,并可结合装罐前水果本身可溶 性固形物含量,每罐装入果肉量及每罐实际注入的糖水液量,按下式进行计算: Y=(W3Z-W1X)/W2 (公式 1) W1-每罐装入果肉量(g); W2-每罐装入糖液量(g); W3-每罐净重(g);

Z-要求开罐时糖液浓度(%);X-装罐前果肉的糖含量(%);Y-注入罐的 糖 液浓度(%) 选用 DSC01490 500ml 装的玻璃罐头瓶 每罐标准:W3=400g Z=16% W1=300g X=8% W2=100g 由以上公式解得,Y=40% 所以需糖量=100×40%=40g

2.3 工艺流程
原料选择→清洗→分级→切端→去皮→捅心→修整→切片→二次去皮与分 选→预抽装罐→排气密封→杀菌→冷却→贴标→喷码→玻璃罐成品

2.4 工艺要点 2.4.1 菠萝罐头工艺要点
(1)原料选择选择果形大、芽眼浅、果心小、纤维少的圆柱形果作原料。 除去病虫、伤残、干瘪果。 (2)清洗分级用清水将果面的泥沙和杂物冲洗干净,再按果径大小分级。
表 1 原料分级统计表 级别果实横径(毫米) 去皮刀筒口径(毫米) 捅心筒口径(毫米) 1 85~94 62 18~20 2 95~108 70 22~24 3 109~120 80 24~26 4 121~134 94 28~30

(3)端、去皮、捅心该项工艺用菠萝联合加工机进行。 (4)修整切片削去残皮烂疤,修去果目,用清水淋洗一次,用单片切片机 将果肉切成 10~16 毫米厚的环形片。对不合格的果片或断片可切成扇形或碎 块, 但不能有果目、斑点或机械伤。 (5)预抽装罐将果片放入预抽罐内,加入 1.2 倍的 50℃左右的糖水,在 80KPa 下抽空 25 分钟;有条件的可用真空加汁机抽空,效果更佳。装果片 300 克,加糖水 100 克。 (6)排气密封热排密封,温度 98℃左右,罐中心温度不低于 75℃。真空 密封的真空度应在 53.3KPa 以上。 (7)杀菌冷却杀菌公式,玻璃瓶为 5'~25'/100℃。杀菌后立即分段冷却至 38℃。 (8)检验入库将冷却好的罐头擦净保温一周,将合格者贴标入库储存待销。 (9)开罐评审正品罐头按产量的 1%~3%随机抽样进行开罐检查,质量指 标符合要求:果肉淡黄至金黄色,色泽一致,糖水透明,允许有少量不引起混浊 的果肉碎片,果肉酸甜适宜,无异味:果片完整,软硬适中,切削良好,无伤疤 和病虫斑点;果肉重不低于净重的 54%,糖水浓度 16%左右。

2.4.2 调味什锦水果罐头工艺要点
(1)选料及处理 ①桔子:肉质致密、色泽鲜艳、酸甜可口的桔子原料,按果实横径大小分级, 清洗,于 95~100℃水中烫煮 1 分钟,手工去皮。

②黄桃:选用不溶质性的韧肉型品种。要求果形大,肉质厚,组织细致,果 肉橙黄色,汁液清,加工性能良好。果实宜八成熟时采收。 ③白梨:应选新鲜饱满、成熟度七至八成、肉质细、石细胞少、风味正常、 无霉烂、冻伤、病虫害和机械伤的果实。果实横径标准:55 毫米以上。 (2)清洗 ①桔子:酸处理将桔片浸入 0.15%~0.20%的盐酸中 40~50 分钟,清水 漂洗。碱处理将桔片浸入 28~30℃、0.05%的氢氧化钠溶液中处理 3~6 分钟, 清水漂洗 1~2 小时。 ②黄桃:用流动清水冲洗黄桃,洗净表皮污物。 ③白梨:用清水洗净表皮污物,在 0.1%的盐酸液中浸 5 分钟,以除去表面 蜡质及农药,再用清水冲洗干净。 (3)预煮 ①桔子:(无预煮环节) ②黄桃:在 95~100℃的热水中预煮 4~8 分钟,以煮透为度。煮后急速冷 却。 ③白梨:在清水中添加 0.1%~0.2%的柠檬酸,加热煮沸后投料,看果形大 小情况 5~10 分钟,以煮透不烂为度。

3 物料衡算
3.1 菠萝罐头 3.1.1 确定原料量
每天需要原料需求量:菠萝 9.03t/d

3.1.2 包装规格
玻璃装罐头 500g/罐

3.1.3 班产量
瓶装:75 罐/min 则班产量:500g 包装 31500 罐/班 班产箱数:瓶装 500g 包装 18 瓶/箱。 则共需箱子:1750 只。

3.1.4 需糖量
每罐:100×40%=40g 总共:由上步计算的糖浓度可知,每罐原料与糖量比例为 300/40 故原料 5000t 的菠萝需要糖 400t

3.1.5 辅料计算
1 防腐剂:柠檬酸 0.5%果重。每班 9.03×0.5%=45.15kg 2 盐酸:0.1%果重。每班 9.03×0.1%=9.03kg 3 氢氧化钠:0.1%果重。每班 9.03×0.1%=9.03kg

3.2 什锦罐头

4 设备选型
设备选型是保证产品质量和体现生产水平的关健,既是工艺布置的基础,又 为水,电汽等能量的消耗提供依据,所以设备选型要按照工艺要求,在物料计算 的前提下, 按产品单位时间内产量的物料平衡情况和生产线或设备的生产能力来 确定所需生产线或设备数量。选型应选择满足工艺要求、技术先进、造型美观, 机械化、 连续化、 自动化程度高的生产线和设备; 经济合理, 符合食品卫生要求, 结构合理,接缝光滑,能适应各种工作条件;维修方便,易清洗拆装;与食品接 触的材料无毒,与食品不起化学反应,不影响产品的组成和风味,对食品无污染 的材料。

4.1 生产能力计算
由上面的计算可知,每日处理菠萝量为 9.03 吨,根据每天工作 7 小时,可作以 下需要能力估算: 1.菠萝清洗机 9.03 t/7h﹦1290kg/h 2.带式输送提升机 9.03 t/7h﹦1290kgh 3.菠萝分级机 9.03 t/7h﹦1290kg/h 4.连续预煮机 9.03 t/7h﹦1290kg/h 5.连续式杀菌机 31500 罐/7h﹦75 罐/min 6.真空封罐机 31500 罐/7h﹦75 罐/min 7.罐头排气箱 31500 罐/7h﹦75 罐/min 9.空罐清洗机 31500 罐/7h﹦75 罐/min 10.贴标机 31500 罐/7h﹦75 罐/min 11.喷码机 31500 罐/7h﹦75 罐/min 12.封箱机 1750 只/7h﹦250 只/min

4.2 设备选型
1.带式提升机 型号:GJS5-Y 提升能力:5000kg/h 提升高度:1.5m 带速:10 m/min 功率:1.5KW 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2170×650×1501 2.菠萝去皮捅芯机 型号:TM202 输出(件/分钟):30 电压(交流电):415 净重(千克):750 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2130×1520×1290 3.连续式杀菌设备 ⑴ 立式杀菌锅:

型号:GT7C3 容量:1.3m3 设计压力:0.3MPa 设计温度:143℃ 生产能力:2500 罐∕次 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2200×1120×2000 ⑵ 电脑全自动喷淋式杀菌锅: 设备特点:脉冲喷淋杀菌、锅内温度均匀;升温速度快;间接加热阻止了蒸汽和 货物之间污染; 合理的压力控制适合充氮气包装物的灭菌; 电脑全自动控制系统; 测量 F 值的功能;存储杀菌公式 型号:GW-1200 型 容积:4m3 外形尺寸(长×高×宽/ mm):4500×1800×1800 设计温度:145℃ 工作温度:125℃ 试验压力:0.43Mpa 设计压力:0.35Mpa 工作压力:0.25Mpa 4.真空封罐机: 设备型号:HS8C-2 生产能力:42~148 罐/min 适用罐高:67~266 mm 适用管径:φ38~160 mm 适用罐盖直径:φ7~89 mm 配套动力:1.85kw 设备重量:1000kg 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2600×1100×2000 5.空罐清洗机 型号:LH4B1 洗罐能力:60~140 罐 功率:1.65KW 质量:400kg 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2800×560×910 6.喷码机 A-100 型多米诺喷码机,多达两行的打印,可配制软件。 重量:33kg 速率:110~38.4K 波特 7.贴标机 型号:TNZ 贴标能力:40~60 罐/分 瓶子规格:直径 50~100mm 贴标方式:真空取标,直线粘贴 主电动机:1.2KW 总容量:2.6KW

质量:875kg 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2600×700×1200 8.封箱机 型号:ZFX-50 自动封箱机 封箱能力:20 标准箱/min 输送台高度:650~700 mm 使用胶带:Bopp 牛皮纸,PVC 胶带 最小封箱尺寸(长×高×宽/ mm):180×150×100 最大封箱尺寸( mm):500×600×长度不限 功率:0.2KW 质量:140kg 外形尺寸(长×高×宽/ mm):1500×740×1425 9.排气箱 型号:PQX6600 工作温度:90~100℃ 线速度:6m/min,配用无极变速器 功率:1.1KW 外型尺寸(长×高×宽/ mm):6500×550×1150 10.操作台 外形尺寸(长×高×宽/ mm):2500×1100×800 11.自动加汁机 型号:GT7B15 生产能力:20~100 罐(无级) 适用罐型:罐径 40~105mm,罐高 50~160mm 功率:1.5KW 质量:1250kg 外形尺寸(长×高×宽/ mm):1920×1675×1830 12.带式输送机 通用固定式胶带输送机 产品型号:TD-72 型 胶带宽度(mm):500,650,800,1000 胶带速度:1.25~3.15m/s

参考文献: 参考文献:
[1]李慧文.罐头制品(上)271 例,2002 [2]李兴国.食品机械学.四川教育出版社,1992 [3]张欣.果蔬制品安全生产与品质控制.化学工业出版社,2005 [4]赵秀丽.罐头制品质量检验.中国计量出版社,2006 [5]夏文水.食品工艺学.中国轻工业出版社,2009 [6]刘建学,纵伟.食品保藏处理.东南大学出版社,2006 [7]陆兆新.果蔬贮藏加工及质量管理技术.北京:中国轻工业出版社,2004 [8]赵淮.包装机械选用手册(上册).中国轻工业出版社,2001__ [9]崔建云.食品加工机械与设备.中国轻工业出版社,2004


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