年產5萬噸蘆薈飲料工廠設計食品工廠設計課程設計

-33-目錄第一章總論……………41.1設計依據和范圍…………41.1.1設計依據………………41.1.2設計范圍………………41.2設計原則…………51.3建設規(guī)模和產品方案……………………61.3.1建設規(guī)?！?1.3.2產品方案…………61.4項目進度建議…………71.5主要原輔料供應情況……………………71.6廠址概述………………………81.7公用工程和輔助工程……………………81.7.1公用工程………………………81.7.2輔助工程…………9第二章總平面布置及運輸……………102.1總平面布置……………112.2工廠運輸…………………11第三章勞動定員………………………11第四章車間工藝……………114.1工藝流程及相關工藝參數………114.2物料衡算………………124.3車間設備選型配套明細表………………12第五章管道設計……………………125.1管道設計與選用………………………125.2管道附件與選用………………………125.3管道布置………………13第六章項目經濟分析………………………136.1產品成本與售價………………………136.2經濟效益………………146.3投資回收期……………14第七章結論……………15謝辭…………………………15參考文獻……………………16年產5萬噸蘆薈飲料工廠設計一.總論1.1設計依據和范圍1.1.1設計依據本設計是根據蚌埠學院食品科學與工程教研室下達的食品工廠設計課程設計任務書進行設計的，設計課題《年產5萬噸蘆薈飲料工廠設計》。參考資料：《食品機械與設備》《食品工廠設計與環(huán)境保護》《食品常用數據手冊》《房屋建筑》《化工原理》1.1.2設計范圍(1)、工藝設計的內容大致包括：全廠總體工藝布局；產品方案的確定；主要產品生產工藝流程的確定；物料計算；設備生產能力的計算、選型及設備清單；車間平面布置；勞動力計算及平衡；水、電、汽、冷、風、暖等用量的估算；管道布置、安裝及材料清單；施工說明等等。(2)、工廠非工藝設計包括：總平面、土建、采暖通風、給排水、供電及自控、制冷、動力、環(huán)保等的設計，重點設備設計、論證和計算。(3)、經濟效益分析。(4)、綜合利用，三廢治理和全廠質量管理。1.1.3總平面設計的內容(1)、運輸設計。(2)、管線設計。(3)、綠化設計及環(huán)保設計。(4)、廠區(qū)各部分地形標高的設計。全廠面積：26500m2。建筑物面積10040m2。露天堆場面積：500m2。其他建筑面積：3200m2。建筑系數＝(10040+500)/26500×100%＝39.8%土地利用系數＝(10040+500+3200)/26500×100%＝51.8%根據食品工廠經驗數據。建筑系數為:25%～40%。土地利用系數為:45%～65%。因此本設計基本符合食品工廠設計要求。全廠總平面設計圖見附圖1。1.2設計原則總平面設計是工廠設計的重要組成部分,它是將全廠不同使用功能的建筑物,構筑物按整個生產工藝流程,結合用地形條件進行合理的布置,使建筑群組成一個有機整體,這樣既便于組織生產,又便于企業(yè)管理，本工廠平面布置設計原則有：(1)、總平面設計應設計計劃任務書和城市規(guī)劃要求，對建筑布局、方位、道路、綠化、環(huán)保等進行綜合設計。布置必須緊湊合理，做到節(jié)約用地，分期建設的工程，應一次布置，分期建設，還應考慮工廠擴建的可能，合理預留發(fā)展空地。(2)、對建筑物、構筑物的布置必須符合生產工藝要求。(3)、動力設施應接近負荷中心。(4)、廠區(qū)建筑物間距應按有關規(guī)劃設計。從防火、衛(wèi)生、防震、防塵、噪音、日照、通風等方面考慮，在符合有關規(guī)范的前提下，使建筑物間的距離最小。(5)、衛(wèi)生方面的要求①、生產車間要注意朝向，保證通風良好。②、生產車間與城市公路有一定的防護區(qū)，一般30～50米。③、廁所應與主車間、倉庫保持一定的距離，并采用水沖式廁所，以保持廁所的清潔衛(wèi)生。④、對衛(wèi)生有不良影響的車間應遠離其它車間。⑤、生產區(qū)和生活區(qū)盡量分開。1.3建設規(guī)模和產品方案1.3.1建設規(guī)模全廠面積：26500m2。建筑物面積10040m2。露天堆場面積：500m2。其他建筑面積：3200m2。1.3.2產品方案（1）產品方案分析在安排產品方案時，應盡可能做到滿足主要產品產量的要求，滿足原料綜合利用的要求，滿足淡旺季節(jié)平衡生產的要求，滿足市場供應以及提高經濟效益的要求。努力做到產品產量與原料供應量平衡，生產季節(jié)與勞動力需求相平衡，生產班次平衡，設備生產能力平衡，水、電、汽負荷要平衡。在編排產品方案時，應根據計劃任務書的要求及原料供應情況，并結合各生產車間的實際利用率，計劃好安排多少車間生產才能保證方案的順利實施。（2）班產量確定每年按照250天工作日計算，蘆薈為非季節(jié)性植物，故不考慮淡旺季。每天以兩班制，每八小時為一班。班產量=年產量/（年工作日*每天班次）=50000÷（250×2）=100噸/班，由此可得，平均每小時產量為100÷8=12.50噸/h。表1產量計算項目全年產量/噸每班產量/噸每小時產量/噸每班員工/人蘆薈飲料5000010012.50100（3）蘆薈飲料產品配方蘆薈汁牛奶白砂糖檸檬酸CMC(4)操作要點

（1）蘆薈汁的制備。選擇新鮮優(yōu)質的原料，按圖1的工藝制備待調配蘆薈汁。蘆薈榨汁前需預處理，先用1.0%的鹽酸溶液在40℃下處理30min，然后用清水漂洗，再用1%的NaOH溶液在50℃下處理15min，再用清水漂洗。打漿之前，先將果肉在90℃的水中預煮200s，鈍化酶的活性以護色。然后離心分離，4000r/min處理10min，得到蘆薈汁。

（2）調配。蘆薈汁和鮮牛奶按一定比例進行復配后用白砂糖、檸檬酸進行飲料口感的調配。然后加入適量穩(wěn)定劑CMC.

（3）均質。將配制好的飲料用高壓均質機進行均質。均質溫度為70℃，壓力為10-12MPa，進行二次均質，以使飲料組織狀態(tài)均勻穩(wěn)定，口感細膩柔和。

（4）殺菌。采用超高溫瞬時殺菌法（UHT），殺菌條件溫度為125℃，時間為10s

（5）灌裝。殺菌后待飲料溫度降至85-90℃左右時進行灌裝。1.4項目進度建議通過一些項目進度管理使全體員工積極投入到生產中，遇到問題盡快找到相關人員解決或者向上一級反映問題以求反饋，不得以任何非主觀因素拖累進度。實施項目前項目經理需要根據任務情況做好相關的任務計劃安排，以書面呈交項目協(xié)調委員會，將每周的計劃以書面形式下達各組，確認計劃安排得當后要求組長將工作安排落實到個人，每周需將工作進度進行匯報，及時對員工的工作能力以及工作態(tài)度進行評估，以及做出經驗總結，以求提高工作效率。1.5主要原輔料供應情況1.5.1原輔料選用標準[6]原料相關收夠指標：蘆薈應在收獲后一個月內加工；蘆薈不可受凍；1kg蘆薈的壞損量不超過3％；進入工廠的未凈化的蘆薈不能含有超過5％泥沙和其它雜質。1.5.2產品質量標準（1）、產品感官指標①、無風斑、蟲斑、蟲眼。③、根莖類菜應無皮、無黑心、黃心。④、無內、外雜質，內雜質為蘆薈本身不符合標準的殘留物，外雜質為纖維、雜草、塑料絲或片、鐵絲、鐵釘等惡性殘留物。⑤、碎條、斷損等不良品率不超過合同規(guī)定。⑥、具有本品種應有的滋味及氣味，無異味。1.6廠址概述廠址選擇[2]按照飲料工廠廠址選擇的要求，本設計廠的廠址選擇考慮以下幾個方面：（1）、作為農產品深加工項目的蘆薈飲料工廠，其廠址的選擇首先要考慮的是該地區(qū)的種植水平較高，可以就近采購原料。（2）、其次要考慮到蘆薈飲料主要面向出口，建廠地區(qū)的交通運輸必須便利，最好在全國的交通樞紐或者港口附近，減少運輸費用。（3）、之后廠址應設在規(guī)劃區(qū)或者開發(fā)區(qū)內，以適應當地遠近期規(guī)劃的統(tǒng)一布局，盡量不占用或少占良田，做到節(jié)約用地。（4）、全廠區(qū)的整體標準高度應高于當地的歷史最高洪水位，廠區(qū)的自然排水坡度最好大于或在0.004～0.008之間。（5）、所選廠址的地質條件要符合建廠需要，避免將工廠設在土質松軟地區(qū)或土崩斷裂層上。（6）、所選廠址附近的衛(wèi)生環(huán)境應符合要求，附近應沒有有害氣體，放射性源，粉塵和其他擴散性的污染源。（7）、所選廠址面積的大小，應在滿足生產要求的基礎上，留有適當的空余場地，以考慮工廠進一步發(fā)展之用。（8）、所選廠址應滿足生產需求的供電條件，附近需要充足的水源，而且水質應較好。（9）、廠區(qū)周圍不得有粉塵、煙霧、灰沙、有害氣體、放射性物質及其他擴散性污染源，不得有潛在的昆蟲孳生地，與污染源的距離以不影響該廠的衛(wèi)生狀況為準。（10）生產區(qū)建筑物與外緣公路或道路之間應有不少于15米的防護帶。1.7公用工程和輔助工程1.7.1公用工程

1.7.1.1門衛(wèi)室

監(jiān)督登記人員及車輛。本設計有兩個門衛(wèi)室，其中一個占地面積為70㎡，正門面積20㎡，另一個占地面積為40㎡，偏門10㎡。

1.7.1.2辦公樓

辦公樓應分布在靠近人流出入口處,其面積與管理人員數及機構的設置情況有關，行政及技術管理機構可按廠規(guī)模,根據需要設置.

F=GK1A/K2+B

式中

F辦公樓建筑面積,㎡;

G全廠職工總人數,人;

K1全廠辦公人數比,一般取為8%-12%

K2建筑系數，65-69%;

A每個小公人員使用面積，5-7㎡

/人;

B輔助用房面積,根據需要決定

所以，G=200，Kl取10%，A取6㎡/人，K2取65%。

故F’=200×12%×7/65%=258

㎡

考慮到辦公樓樓梯、廁所、樓道、設置會議室等設施及以后擴展，B可取500

㎡，所以F=758㎡，設計辦公樓為2層，面積為800

㎡

。

1.7.1.3食堂

食堂在廠區(qū)的位置，應該靠近工人出口處或人流集中處。它的服務距離不超過600m為宜。木設計食堂面積為500㎡。

1.7.1.4職工宿舍

本設計職工宿舍為2層樓房，占地2000

㎡

1.7.1.5浴室

本設計浴室面積為260

㎡

1.7.1.6鍋爐房

從工廠衛(wèi)生的角度考慮，鍋爐房應建在對生產車間影響最小的位置，即廠區(qū)西北角，其滿足以下要求:

①在長春地區(qū)全年主導風向的下風向；②靠近用汽負荷中心；③有足夠的煤和灰渣堆場；

④本設計鍋爐房面積為300

㎡

9.7綠化帶

為了有效地調節(jié)空氣，降低粉塵和噪聲，改善生產和生活環(huán)境，根據生產車間和生活設施的布局，有計劃地安排綠化帶種植花草。

1.7.2

輔助工程

1.7.2.1更衣室

為適應衛(wèi)生要求，更衣室宜分散，附設在各生產車間或部門內靠近人員進出入口處。更衣室應設個人使用的三層衣柜，衣柜尺寸500×400×180mm，以存放衣物、鞋帽等。

1.7.2.2衛(wèi)生間

衛(wèi)生間設置在距生產車間50m，其出入口不能正對著生產車間門，應避開通道，其排污管道與生產車間排水管道分設。該衛(wèi)生間應便于清掃、保潔，還應設置防蚊防蠅設施。

1.7.2.3洗手消毒間

洗手設施應設置在車問進口處，設有足夠數量的洗手、清潔消毒、烘干手的設備，且洗手水龍頭為非手動開關。

1.7.2.4風淋室

生產車間的入口處必須設置風淋室，只有通過風淋室才可以進入生產車間。

1.7.2.5包裝材料庫

包裝材料需要單獨設置房間，可防止包裝材料與其他產品混合，且要與真空包裝室相連，呈直線布置，這樣既可以使運輸線路布置合理，又可以方便包裝材料得到及時使用。

1.7.2.6化驗室

化驗室應有足夠的空間，以安置試驗臺、儀器設備等，化驗室大小應根據生產品種、規(guī)模等設置，但必須有下列功能區(qū)域:微生物檢驗室（檢驗菌落總數、大腸菌群、霉菌)、理化檢驗室（水分、蛋白質、淀粉、酸價、過氧化值、重金屬及水質等理化檢驗)。

1.7.2.7機電車間

機修車間是重要的生產輔助車間，它擔負著全廠設備的維修、保養(yǎng)，有關模具的制造，部分設備零件的加工制造及簡單非標準設備的制造、通用設備易損件的加工任務等。機修車間一般由鉗工、機工、鍛工、板焊、熱處理、管工、木工等工段或工組構成。機修車間在廠區(qū)的位置應與生產車間保持適當的距離，使它們既不互相影響而又互相聯系方便。

電維修擔負著全廠生產與生活用電設備和電路的維護、檢修、保養(yǎng)等工作，應設在用電設備較集中的生產區(qū)內，以便對電路設備和電路及時維修。車間的配電室要接近負荷中心。二．總平面布置及運輸總平面布置平面設計是食品工廠設計的重要組成部分，是根據整個食品生產流程結合場地環(huán)境進行的平面布置，使建筑群成為有機整體，這樣有利于組織的一系列生產運輸，也方便加強企業(yè)管理。2.1平面布置基本原則(1)、生產設備要按工藝流程的順序配置，在保證生產要求、安全及環(huán)境衛(wèi)生的前提下，盡量節(jié)省廠房面積與空間。(2)、全建筑物采取南北朝向，利于通風、采光。(3)、配電房、鍋爐靠近生產車間，減少能源消耗，鍋爐房處于生產車間上風向位置。(4)、全局考慮全廠布置，填平補齊，力求合理、經濟。根據以上原則，對蘆薈飲料工廠車間進行如下設計。食品工廠車間廠房采用輕鋼結構，輕鋼建筑材料重量輕、建設周期短，相對建筑成本比較低，同時，輕鋼結構廠房相對跨度大，對設備在廠房中的布置影響小，框架結構對于不同功能分隔和以后的變更都非常的方便。車間平面布置圖見附圖。2.2工廠運輸食品工廠設計的運輸方式，決定了運輸設備的選型，而運輸設備的選型，又直接關系到全廠總平面布置、建筑物的結構形式、工藝布置、勞動生產率、生產機械化與自動化。根據所生產的物料特性及其綜合因素考慮，該生產的運輸方式選用水平運輸，選用帶式輸送機保持距離且避免交叉。三．勞動定員總經理：正經理一人，副經理一人生產線組長：8人包裝檢驗：60人其余員工：200人四．車間工藝4.1工藝流程及相關參數4.1.1工藝流程挑選原料→清洗→消毒（5-10min）→預處理→熱燙（90℃，200s）→切丁→硬化處理（＜38℃）→調配→離心過濾→均質殺菌（10~12Mpa）→灌裝（85℃~95℃）→洗罐4.2.2相關參數感官指標：色澤、香氣、滋味、雜質

理化指標：鉛、總砷、銅、蛋白質

氰化物(僅限于以杏仁等為原料的飲料)脲酶實驗

(僅限于以大豆為原料的飲料

)

微生物指標：菌落總數≤100

cfu/mL

大腸菌群≤

3

MPN/100mL

霉菌酵母≤20

cfu/mL

致病菌（沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌）不得檢出

。

4.2物料衡算根據工廠設計規(guī)模，產品方案，通過物料衡算可確定整個工藝生產流程中所有物料的需求量以及消耗的水電氣等能源的消耗量，以此算出全年的主要物料，包裝材料的采購運輸和倉儲容量。同時通過物料衡算，計算數值經濟合理地選擇生產設備，進行工藝布置和勞動安排，也是經濟分析必不可少的數據。根據飲料配方：蘆薈汁40%，牛奶10%，檸檬酸0.5%，穩(wěn)定劑0.5%，白砂糖9%，余量：水飲料日產量為200噸，因此原料使用量如下：蘆薈汁：80噸牛奶：20噸檸檬酸：1噸穩(wěn)定劑;1噸白砂糖：18噸4.3車間設備選型及配套明細表高壓均質機，調配系統(tǒng)，打碼機，榨汁機、壓濾機、離心機、真空脫氣機、灌裝機、封蓋機、殺菌機，CIP型分體式就地清洗機。五．管道設計5.1管道設計與選用高壓均質機：工作參數:5t/h-10Mpa調配系統(tǒng)：高速攪拌配料罐，采用優(yōu)質不銹鋼制造，360°清洗頭，聚胺脂發(fā)泡工藝保溫，有開啟式和封閉式等多種結構。采用國外技術生產的高剪切攪拌頭，工作時高速剪切物料，同時產生極強的湍流，能將穩(wěn)定劑如CMC、明膠、卡拉膠等冷水(25℃）化成均勻的膠體。榨汁機：用于蘆薈的汁的榨取離心機：用于汁液和殘渣的分離5.2管道附件與選用5.3管路布置殺菌機:采用巴氏殺菌。本設備具有熱回收高，節(jié)能降耗，結構緊湊，操作簡單，維護方便等特點。控制方式:半自動控制、全自動控制（PLC控制，觸摸屏顯示）設備主要配置:物料泵、平衡桶、熱水系統(tǒng)、溫度控制及記錄儀、電器控制系統(tǒng)等。生產能力:0.5~20t/h殺菌溫度:85~95℃保溫時間:15～30s。適用于鮮奶、果汁飲料、酒類等熱敏感性液體的加熱、殺菌、保溫和冷卻等工藝要求?？刂品绞?全自動控制(PLC控制，觸摸屏顯示)?；旌涎b置：用于蘆薈處理液和牛奶的均勻混合設備主要配置:物料泵、平衡桶、熱水系統(tǒng)、溫度控制及記錄儀、電器控制系統(tǒng)等。CIP型分體式就地清洗機：CIP型分體式就地清洗機-是食品、醫(yī)藥企業(yè)自動化清洗管道、容器等設備的專用設備。本設備在引進消化國外先進技術基礎上研制而成的。六．項目經濟分析6.1產品成本與售價投資構成分析：流動資金估算工程項目估算值（萬元）占比備注建筑工程170071.42%土建工程設備購置30012.61%安裝工程702.94%其他構成1205.04%綠化器具及生產家具903.78%其他費用1004.20%包括備品備件折舊費合計2380100%固定資產估算項目需征地40畝地，土地受讓費每畝8萬元記取（包含土地開墾費）。共計320萬元。項目需要流動資金200萬，總投資為2900萬元成本估算燃料動力估算序號名稱數量單價（元/噸）合價（萬元）1水253400噸0.615.22電30000噸1.23.6合計18.8年折舊額=2900*(1-0.1+0.4)\20=136.3萬元年折舊率=136.3\2900=4.7%(4)原料燃料消耗費用全年生產5萬噸飲料，原輔料，包裝材料均以現行市場價計算蘆薈：80*40*1000*250=80000萬元牛奶：80*16*1000*250=800萬元檸檬酸：1*2*1000*250=50萬元穩(wěn)定劑：1*15*1000*250=375萬元白砂糖：18*5*1000*250=225萬元原料總消耗:84450萬元燃料動力總消耗：18.8萬元職工工資費用：項目所需定員270人，人均工資及福利費按每人1萬元計算，全年270萬元，管理費維修費次品損失費等，根據企業(yè)先運轉情況，其他費用按以上費用的5%記取，即（84450+18.8+270）*5%=4236.94萬元共計：4236.94+18.8+270+84450=85878.24萬元售價年產5萬噸每噸成本11175.648元500g包裝產品成本約5.6元定價15元銷售總額為150000萬元純利潤為94000萬元6.2經濟效益純利潤：94000萬元資產利潤率：10.95%投資回收期:固定資產總投資\年純利潤=0.916.3投資回收期6.6綜合評價經過經濟分析，認為該項目屬于競爭性較強的項目，可以獲得可觀的經濟效益。該建設項目位于位于華北平原南端京滬鐵路和淮南鐵路的交匯點，是安徽最大的高