【年產(chǎn)1000噸富硒沙棘果汁工藝生產(chǎn)設(shè)計(jì)16000字（論文）】

1年產(chǎn)1000噸富硒沙棘果汁工藝生產(chǎn)設(shè)計(jì)摘要沙棘果具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與生態(tài)價(jià)值，沙棘系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)年產(chǎn)1000噸的沙棘果汁工廠，對(duì)原有沙棘果汁加工的工藝設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，采用等離子體活化水代替普通自來(lái)水對(duì)沙棘果進(jìn)行清洗殺菌，減少果實(shí)表面的微生物數(shù)量，另外采用高壓等離子體冷殺菌裝置代替原本工藝流程中的預(yù)熱滅酶器和巴氏殺菌機(jī)，采用低溫殺菌技術(shù)，在高效殺死果汁中細(xì)菌的同時(shí)還可以對(duì)果汁中酶進(jìn)行鈍化，并且不會(huì)破壞果汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，能有效保留果汁原本鮮亮的色澤。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案主要包括工藝流程、工藝過(guò)程分析、原輔材料及要求、包裝材料規(guī)格和要求、設(shè)備選型等。其次，對(duì)廠區(qū)的建筑布局與車間布局、水電氣管道的布局進(jìn)行了規(guī)劃，對(duì)生產(chǎn)所需的物料進(jìn)行了衡算，還提出工廠設(shè)計(jì)的安全衛(wèi)生要求和環(huán)境保護(hù)要求。最后，對(duì)工廠建設(shè)與運(yùn)行成本進(jìn)行了簡(jiǎn)單的估算與評(píng)估，預(yù)測(cè)了本工廠每年的凈利潤(rùn)與投資回收期。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)的合理性與高效性。計(jì)算預(yù)測(cè)得到原始投資成本總共為1205.25萬(wàn)元，年生產(chǎn)成本約為1546.20萬(wàn)元，年凈利潤(rùn)為415.35萬(wàn)元，投資回收期為3.40年。關(guān)鍵詞：沙棘；果汁；工廠設(shè)計(jì)；冷殺菌目錄13831摘要 I19232目錄 14041第一章緒論 1113151.1選題背景

1168861.2選題意義 12801.3國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 215904第二章年產(chǎn)1000噸富硒沙棘果汁工廠設(shè)計(jì) 4257752.1引言 4126122.2廠址選擇的基本原則 4161732.3廠址和建設(shè)條件 4238462.3.1廠址建設(shè)地址 410372.3.2廠址建設(shè)條件 4176872.3.3廠址優(yōu)勢(shì)綜述 5307622.4廠區(qū)總平面布置 5302182.4.1總布局設(shè)計(jì)原則[21] 525772.4.2布局設(shè)計(jì) 6277002.5產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 8219082.5.1品種與規(guī)格 8273382.5.2原料與輔料 8299742.5.3生產(chǎn)工藝流程 8324132.5.4原輔料驗(yàn)收 956832.5.5清洗 9272992.5.6過(guò)濾 9134862.5.7均質(zhì) 9301222.5.8溫水溶解 9137732.5.9調(diào)配 927642.5.10低溫等離子體殺菌工藝 10121692.5.11無(wú)菌灌裝和封蓋 10272272.5.12貼標(biāo)打碼 10169492.5.13產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 10223712.5.14產(chǎn)品年產(chǎn)量與班次設(shè)計(jì) 11247282.6物料衡算 11199492.6.1原輔料用量衡算 113892.6.2以每班所需原料為1.7噸沙棘果展開(kāi)計(jì)算 12288402.6.3以每班沙棘果汁產(chǎn)量1.7噸展開(kāi)計(jì)算 13203372.6.4驗(yàn)證 1442672.6.5包裝用量衡算 15198792.7設(shè)備選型 1521532.7.1設(shè)備選型所依據(jù)的原則 15266142.7.2主要設(shè)備選型 15110152.7.3設(shè)備工藝流程圖 16187142.8水、電、氣估算 17214372.8.1所需水量估算 17300012.8.2所需電量估算 17155932.8.3氣 17207222.9勞動(dòng)組織 18176532.9.1組織基本原則 18172832.9.2人員編制 18141512.9.3人員素質(zhì)要求 19205132.10公用設(shè)施 2086562.10.1公用設(shè)施系統(tǒng) 20117742.10.2給排水系統(tǒng) 20173982.10.3供電系統(tǒng) 20225182.10.4車間管路平面設(shè)計(jì) 20189262.11防火與環(huán)境保護(hù) 2069272.11.1防火 20245122.11.2環(huán)境保護(hù)工程 2186752.12工廠衛(wèi)生 21167752.12.1廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生 21113602.12.2生產(chǎn)車間衛(wèi)生 21232222.13經(jīng)濟(jì)估算 23241952.13.1投資成本估算 23215972.13.2流動(dòng)資金估算 2497242.13.4生產(chǎn)成本估算 24129992.13.5收益估算 26301712.13.6投資回收期估算 2625839第三章結(jié)論與展望 28206613.1結(jié)論 28318903.2展望 287393參考文獻(xiàn) 2915344附錄1廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)圖 3223491附錄2生產(chǎn)車間平面設(shè)計(jì)圖 3320089附錄3設(shè)備工藝流程圖 3425658附錄4關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 3527639附錄5生產(chǎn)車間管路平面圖 36第一章緒論1.1選題背景

研究證實(shí)，沙棘的營(yíng)養(yǎng)成分與生物活性物質(zhì)含量處于果、茶首位[1]。沙棘的不同部位含有很多不同的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性成分[2]。調(diào)查研究顯示[3]，沙棘中的維生素含量是普通水果的數(shù)百倍，數(shù)十倍于普通蔬菜中的含量。不僅如此，沙棘還具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力，喜好光照，它不僅是防風(fēng)沙、保水、改善生態(tài)環(huán)境的先鋒物種，也是造福子孫后代，增強(qiáng)人類健康的強(qiáng)大土壤[4]。因此非常適合在我國(guó)西部地區(qū)栽種[5-6]。沙棘的大范圍栽種有利于保持水土，改善保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并且由于沙棘的利用率高，栽種的經(jīng)濟(jì)效益好，還有利于增加農(nóng)民收入。因?yàn)樯臣r食酸度大，口感不好，鮮果銷量較小，所以沙棘果主要用于加工[7]。沙棘加工產(chǎn)品涵蓋了食品、保健品、藥品、化妝品等眾多領(lǐng)域[8]。沙棘果汁是沙棘果加工中最重要的產(chǎn)品之一，果汁比起鮮食口感大幅提高，并且具有相當(dāng)豐富的生物活性物質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而在當(dāng)今人們十分關(guān)注身體健康的背景下，食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值就愈發(fā)顯得重要，因此含有豐富營(yíng)養(yǎng)的沙棘果汁生產(chǎn)前景與潛力巨大。在沙棘果汁的生產(chǎn)過(guò)程中，由于沙棘籽中含有豐富的沙棘油，在破碎后會(huì)使油浸出，沙棘籽油溶入沙棘汁中會(huì)使果汁分層，從而影響觀感。為解決沙棘果汁分層問(wèn)題，進(jìn)行了一系列研究。研究表明[9]，選用果膠、黃原膠和阿拉伯膠作為穩(wěn)定劑可以較好地解決沙棘果汁分層問(wèn)題。市面上的沙棘果汁分為無(wú)油和含油的。含沙棘油的沙棘果汁更具有獨(dú)特的沙棘風(fēng)味。1.2選題意義基于沙棘果具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其果汁生產(chǎn)具有十分重要的商業(yè)價(jià)值。本設(shè)計(jì)改良了傳統(tǒng)的加工工藝，在清洗與殺菌環(huán)節(jié)進(jìn)行了改進(jìn)，采用低溫等離子活性水冷殺菌裝置作為水源，為清洗設(shè)備氣泡清洗機(jī)提供活性水提高清洗效果與效率，減少清洗后果實(shí)表面的微生物。同時(shí)采用低溫等離子體殺菌裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的預(yù)熱滅酶器與巴氏殺菌機(jī)。采用低溫等離子體冷殺菌技術(shù)在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行殺菌和鈍酶的同時(shí)，能夠很好的保持沙棘果汁的色澤和風(fēng)味，對(duì)于提升產(chǎn)品感官品質(zhì)具有重要的意義。1.3國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展低溫等離子體冷殺菌技術(shù)(CPCS)是一種能在食品附近產(chǎn)生活性自由基等具有殺菌活性的物質(zhì)來(lái)破壞微生物細(xì)胞進(jìn)行殺菌的低溫殺菌技術(shù)[10]。等離子體冷殺菌的優(yōu)點(diǎn)是殺菌溫度較低，不會(huì)因?yàn)闅⒕鷾囟绕茐奈锪系臓I(yíng)養(yǎng)，而且殺菌作用時(shí)間短，對(duì)物料的損傷小。現(xiàn)如今，已有很多關(guān)于等離子體在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用研究。等離子體處理會(huì)對(duì)不同的微生物產(chǎn)生各種不同的作用。Perni[11]等對(duì)水果表面的釀酒酵母菌進(jìn)行等離子體處理后發(fā)現(xiàn)，處理后的釀酒酵母菌對(duì)低溫等離子體處理的免疫能力有所提升。這一效果對(duì)水果表面的其他菌種如大腸桿菌、葡萄糖醋酸菌同樣有效[12]，不過(guò)，等離子體處理對(duì)釀酒酵母的影響明顯弱于大腸桿菌等菌[13]。研究發(fā)現(xiàn)[14]，適當(dāng)時(shí)間的等離子體處理對(duì)果汁的顏色、總酚含量以及抗氧化能力產(chǎn)生的影響并不明顯，但如果進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的等離子體處理，則果汁的色澤會(huì)受到顯著的影響，相比起其他指標(biāo)更為顯著。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)時(shí)間的等離子體處理不會(huì)使石榴汁中的花青素含量減少，但若時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則花青素含量會(huì)有顯著減少。除此以外，等離子體殺菌還可以有效地滅殺果汁中的耐酸菌如弗氏檸檬酸桿菌。與巴氏殺菌機(jī)相比，低溫等離子體殺菌設(shè)備無(wú)需對(duì)果汁進(jìn)行加熱，因此在控制處理時(shí)間的情況下不會(huì)因加熱破壞果汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、影響果汁色澤，而且研究表明低溫等離子體處理在短時(shí)間內(nèi)對(duì)果汁的色澤與成分影響不顯著。水在吸收了低溫等離子體技術(shù)所產(chǎn)生的活性自由基后，其氧化還原電位大幅提升，這種吸收了活性自由基的水被定義為等離子體活性水（PAW）[15]。當(dāng)前研究證實(shí)，等離子體活性水能顯著殺滅多種食源性致病菌和生物膜菌等。有研究表明，等離子體活性水的殺菌效果比低溫等離子體處理更強(qiáng)，F(xiàn)ernndez[16]等分別使用了低溫等離子體直接處理和等離子體活性水殺菌處理草莓，結(jié)果顯示，低溫等離子體活性水處理后的樣品殺菌效果顯著優(yōu)于等離子體直接處理的樣品。優(yōu)化后的工藝流程中采用等離子體活性水冷殺菌裝置代替原本的氣泡清洗機(jī)，殺菌清潔效果更好且操作更便捷，并且對(duì)原料損傷也較小。目前沙棘果汁的常規(guī)加工工藝為：原料→分洗→破碎→榨汁→二次榨汁→過(guò)濾→調(diào)配→預(yù)熱→殺菌→裝瓶→產(chǎn)品[17]。具體操作：沙棘果清洗瀝干水分，投料入破碎機(jī)內(nèi)破碎。而后投料入榨汁機(jī)內(nèi)榨汁，總共需要進(jìn)行兩次榨汁以提高出汁率。首次榨汁后將剩余的果渣加入適量的清水，攪拌均勻后進(jìn)行二次榨汁。過(guò)濾后，將兩次果汁混合，然后加入白糖加熱，待糖溶解后，用手持糖量計(jì)測(cè)定，使可溶性固形物達(dá)33.5％。繼續(xù)加熱煮沸，以凝固果汁中的蛋白質(zhì)，然后用紗布過(guò)濾，再用巴氏殺菌機(jī)加熱到90℃殺菌，而后趁熱灌裝，得到沙棘果汁產(chǎn)品。果汁生產(chǎn)線設(shè)備為：原料→選果機(jī)→氣泡清洗機(jī)→鼠籠式破碎機(jī)→強(qiáng)制喂料泵→螺旋榨汁機(jī)→硅藻土過(guò)濾器→調(diào)配罐→螺桿泵→滅酶器→暫存罐→真空脫氣機(jī)→螺桿泵→殺菌機(jī)→成品罐→灌裝機(jī)。其中，預(yù)熱滅酶器用于經(jīng)過(guò)破碎后的物料的滅酶護(hù)色，組織軟化以及巴氏殺菌，是影響終物料的組織形態(tài)，色澤，粘度的重要環(huán)節(jié)。而巴氏殺菌機(jī)溫度可在98度內(nèi)自動(dòng)調(diào)控，上下層水溫差較小，產(chǎn)品質(zhì)量容易控制。但該操作流程中預(yù)熱滅酶與殺菌無(wú)法避免對(duì)果汁的加熱，這會(huì)大大削減沙棘果汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)加熱還會(huì)破壞色澤，使果汁暗淡，影響觀感。因此本設(shè)計(jì)在原有工藝與設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。本設(shè)計(jì)主要對(duì)清洗與殺菌兩個(gè)步驟進(jìn)行了改進(jìn)，在生產(chǎn)過(guò)程中避免了加熱，可以更好地保持沙棘的營(yíng)養(yǎng)與果汁的色澤。本設(shè)計(jì)的沙棘果汁加工工廠中，沙棘果汁生產(chǎn)線設(shè)備為：原料→選果機(jī)→低溫等離子活性水PAW冷殺菌裝置→氣泡清洗機(jī)→鼠籠式破碎機(jī)→強(qiáng)制喂料泵→螺旋榨汁機(jī)→硅藻土過(guò)濾器→調(diào)配罐→低溫等離子體冷殺菌機(jī)→灌裝機(jī)。清洗步驟中原本設(shè)備為氣泡清洗機(jī)，本設(shè)計(jì)選用低溫等離子活性水PAW冷殺菌裝置為其提供活性水源提高清洗效率與效果，該設(shè)備是利用吸收CPCS產(chǎn)生的活性自由基而產(chǎn)生的高氧化還原電位的活性水，不僅能有效殺滅食品中的微生物，包括細(xì)菌、酵母、霉菌等，還能維持食品本身的品質(zhì)。清洗效果提高的同時(shí)，還縮短了清洗所需的時(shí)間，且活性水發(fā)生裝置產(chǎn)生活性水的方式簡(jiǎn)單便捷，除了為清洗設(shè)備供水外，活性水靜置失活后還能提供生產(chǎn)中所需的純凈水。其次，本設(shè)計(jì)還引用了高壓電場(chǎng)等離子體冷殺菌設(shè)備替代滅酶器與巴氏殺菌機(jī)。該設(shè)備以介質(zhì)阻擋放電系統(tǒng)(dielectricbarrierdischarge，DBD)為等離子體冷殺菌激發(fā)系統(tǒng)，該設(shè)備殺菌效率高、包裝后殺菌不會(huì)引起二次污染、產(chǎn)生的等離子體射流溫度接近室溫，不會(huì)破壞產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)，且能耗低、無(wú)化學(xué)殘留，在室溫下即可通過(guò)低壓、常壓和高壓放電激發(fā)氣體產(chǎn)生冷等離子體，操作簡(jiǎn)單。過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶這類酶在果蔬中十分普遍，等離子體冷殺菌處理會(huì)使這些酶類發(fā)生明顯的畸變失活。因此該設(shè)備對(duì)沙棘果汁具有滅酶護(hù)色作用，可避免加熱滅酶，代替預(yù)熱滅酶器。此設(shè)備殺菌速度快、殺菌溫度低，不僅可以保留大部分的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不影響果汁原本的色澤，同時(shí)還能起到滅酶護(hù)色的作用。因此此設(shè)備同時(shí)代替了原本設(shè)備流程中的預(yù)熱滅酶器與巴氏殺菌機(jī)兩臺(tái)設(shè)備。3第二章年產(chǎn)1000噸富硒沙棘果汁工廠設(shè)計(jì)2.1引言本文進(jìn)行了年產(chǎn)1000噸沙棘果汁飲料工廠的設(shè)計(jì)，本產(chǎn)品的產(chǎn)品方案主要包括工藝流程、工藝過(guò)程分析、原輔材料及要求、包裝材料規(guī)格和要求、設(shè)備選型等。其次，還設(shè)計(jì)了廠區(qū)的建筑布局與車間布局、水電氣管道的布局規(guī)劃，對(duì)生產(chǎn)所需的物料進(jìn)行了衡算。此外，還提出工廠設(shè)計(jì)的安全衛(wèi)生要求和環(huán)境保護(hù)要求。最后，對(duì)工廠建設(shè)與運(yùn)行成本進(jìn)行了簡(jiǎn)單的估算與評(píng)估，預(yù)測(cè)了本工廠每年的凈利潤(rùn)與投資回收期。本設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮設(shè)計(jì)的合理性與高效性[18]。2.2廠址選擇的基本原則食品工廠選址要按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，遵守國(guó)家法規(guī)，因地制宜，符合當(dāng)?shù)匕l(fā)展趨勢(shì)與工業(yè)發(fā)展規(guī)劃。在節(jié)省用地面積的基礎(chǔ)上進(jìn)行選址規(guī)劃，不占用當(dāng)?shù)氐母兀侠砝卯?dāng)?shù)刭Y源。由于是果汁工廠，可以將廠址選址靠近果源地，減少運(yùn)輸中原料損失，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸費(fèi)用。選址還需兼顧生產(chǎn)生活的進(jìn)行，注意考慮開(kāi)展施工作業(yè)的便宜性[19]。2.3廠址和建設(shè)條件2.3.1廠址建設(shè)地址在統(tǒng)籌規(guī)劃對(duì)食品工廠選址建設(shè)的基本原則與各地自然條件后，將本設(shè)計(jì)的沙棘果汁加工廠選址在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)聯(lián)豐食品產(chǎn)業(yè)園旁。東勝區(qū)位于鄂爾多斯市中部偏東部，是鄂爾多斯的經(jīng)濟(jì)中心。鄂爾多斯高原本是我國(guó)最嚴(yán)重的水土流失區(qū)域，改善難度極高[20]，在此大力推廣沙棘種植后，鄂爾多斯的水土流失狀況有了很大改善，除了改善環(huán)境外，沙棘的種植還為當(dāng)?shù)貛?lái)了經(jīng)濟(jì)收益。因此，鄂爾多斯市沙棘資源豐富，適合沙棘相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在此建設(shè)工廠可以減少原料運(yùn)輸?shù)某杀疽约巴緭p。2.3.2廠址建設(shè)條件2.3.2.1地形地貌東勝區(qū)地勢(shì)西高東低，按地貌可將東勝區(qū)分為東、西兩部分，所選廠址在東勝區(qū)中部偏南的平緩地帶，土地平坦完整。2.3.2.2氣候條件東勝區(qū)屬溫帶大陸性氣候，日照豐富，四季分明，無(wú)霜期短，降水少且時(shí)空分布極為不均，蒸發(fā)量大。全年平均氣溫5.3℃-8.7℃，相對(duì)濕度較低。年日照時(shí)長(zhǎng)為2716小時(shí)－3193小時(shí)。由于受西北環(huán)流與極地冷空氣的影響，大風(fēng)較多，西北風(fēng)尤為強(qiáng)烈。雖然東勝區(qū)氣候較為惡劣，年降水量少，但是充足的光照使得沙棘果具有優(yōu)良的品質(zhì)。2.3.2.3交通運(yùn)輸東勝區(qū)境內(nèi)有過(guò)境高速公路2條，分別為G18榮烏高速（30公里）、G65包茂高速（45公里）；國(guó)道、省道3條，分別為G109北京至拉薩（109公里）、G210包頭至茂名（53公里）、S214東勝至神木（27公里）。所選廠址毗鄰G210包頭至茂名國(guó)道與G109北京至拉薩國(guó)道，與S46機(jī)場(chǎng)高速交接，交通便利。2.3.2.4水源鄂爾多斯地區(qū)年總供水量17.31億立方米，其中地表水供水量8.67億立方米，占總供水量的50.07%，地下水供水量8.43億立方米，占總供水量的48.72%，其他供水量0.21億立方米，占總供水量的0.12%。因此地下水占了較大的東勝區(qū)用水來(lái)源比重。東勝區(qū)的水資源需要加以節(jié)省，所以設(shè)計(jì)的工廠會(huì)考慮量化取水，以做到用水的節(jié)約與高效。2.3.3廠址優(yōu)勢(shì)綜述內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)光照充足，工廠生產(chǎn)所需的原料沙棘果來(lái)源充足，運(yùn)輸便利，選址地距離沙棘產(chǎn)地約70公里，而且廠址靠近兩條國(guó)道G210和G109，與S46機(jī)場(chǎng)高速交接，沙棘果原料運(yùn)輸與產(chǎn)品運(yùn)輸都相對(duì)便利。東勝區(qū)人口較多，人力資源豐富，當(dāng)?shù)卣畬?duì)沙棘相關(guān)產(chǎn)業(yè)大力扶持，果汁工廠的建設(shè)使當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收的同時(shí)還能為當(dāng)?shù)靥峁┎簧倬蜆I(yè)崗。由于當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力需求較低，人力資源外流較多，本工廠建設(shè)有利于當(dāng)?shù)厝嗣窬徒蜆I(yè)。2.4廠區(qū)總平面布置2.4.1總布局設(shè)計(jì)原則[21]總平面布局要盡量緊湊，做到節(jié)約用地[22]。布局合理依據(jù)生產(chǎn)工藝與規(guī)劃進(jìn)行，倉(cāng)庫(kù)要靠近生產(chǎn)車間，物流、人流和管道之間都應(yīng)該避免交叉，防止食品被污染。廠區(qū)要有一定綠化面積，在靠近公路的一側(cè)要布置綠化帶阻隔煙塵，須要根據(jù)選址地風(fēng)向設(shè)計(jì)廢水、廢棄物安置處理間的位置，并且要保持廢水廢棄物處置間與食品生產(chǎn)車間的安全距離，避免污染。廠區(qū)道路采用瀝青，便于保持廠區(qū)與路面的衛(wèi)生。建筑物間距要在滿足生產(chǎn)生活以及安全需要的前提下保持盡可能的緊湊。2.4.2布局設(shè)計(jì)2.4.2.1廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)本廠區(qū)處于公路交叉口，為東西向長(zhǎng)80米，南北向?qū)?0米的長(zhǎng)方形區(qū)域。北側(cè)與東側(cè)為馬路，因此將門開(kāi)于這兩側(cè)，并且由北門進(jìn)入主要為人員生產(chǎn)生活辦公區(qū)域，而東門主要是原輔料的運(yùn)輸車輛出入之用。在兩門旁均設(shè)有長(zhǎng)3.5米寬3米的一層磚混結(jié)構(gòu)門房。由于鄂爾多斯西北風(fēng)較多且風(fēng)力較大，將廢水處理間、廢棄物處理間、機(jī)修間、配電間放于廠區(qū)東北角，避免污染生產(chǎn)車間。廢物處置間與廢水處理間均為長(zhǎng)8米寬7.5米的一層磚混結(jié)構(gòu)建筑。機(jī)修間與配電間為長(zhǎng)7.5米寬4米的一層磚混建筑。在東門進(jìn)入的廠區(qū)南側(cè)為成品庫(kù)、原輔料貯藏庫(kù)，便于原輔料的運(yùn)輸儲(chǔ)存與成品的出庫(kù)。成品倉(cāng)與原料貯藏庫(kù)均為長(zhǎng)15米寬10米的一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，輔料庫(kù)為長(zhǎng)15米寬5米的一層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。成品倉(cāng)西側(cè)為工作人員的生活區(qū)，含有長(zhǎng)15米，寬12.5米的運(yùn)動(dòng)健身場(chǎng)所，在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)西側(cè)為長(zhǎng)15米寬10米的3層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)宿舍樓以及長(zhǎng)15米寬4米的鋼構(gòu)停車棚。宿舍與停車棚北面為長(zhǎng)15米寬5米的兩層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)超市與食堂。超市與食堂北面為辦公區(qū)，設(shè)有辦公樓與停車場(chǎng)。辦公樓長(zhǎng)15米寬10米，為三層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。停車場(chǎng)長(zhǎng)15米寬6米。在整個(gè)廠區(qū)中部為生產(chǎn)車間，長(zhǎng)40米寬20米，為一層的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于生產(chǎn)需要，生產(chǎn)車間的高度較高。綠化布置于廠區(qū)四周，綠化面積約為786.6平方米。廠區(qū)總平面設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄1。2.4.2.2生產(chǎn)車間平面設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)將生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)于工廠西側(cè)，東側(cè)為員工休息室、車間辦公室以及產(chǎn)品檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室，另設(shè)有男、女衛(wèi)生間。生產(chǎn)車間部分由北至南依次為原料處理間、混合間與水處理間、殺菌室、無(wú)菌灌裝間與外包間。在原料處理間東側(cè)設(shè)有原料與輔料暫存庫(kù)。在混合間東側(cè)配有配料間，方便混合工藝流程中的用料配比。由于工藝流程中采用了液體殺菌方式，在殺菌后的灌裝過(guò)程中需要保證無(wú)菌環(huán)境與無(wú)菌包裝，所以工作人員在灌裝室前需要進(jìn)行消毒，因此在無(wú)菌灌裝室前設(shè)有消毒間與緩沖間。在外包間東側(cè)設(shè)有成品暫存庫(kù)。在進(jìn)入生產(chǎn)車間部分時(shí)需要更衣與消毒，因此在車間走道門口設(shè)有男、女更衣室與消毒間。生產(chǎn)車間平面設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄2,廠區(qū)建筑具體結(jié)構(gòu)與面積如下表。表2.1廠區(qū)建筑結(jié)構(gòu)與面積一覽表Table2.1Factorybuildingstructureandarealist區(qū)域建筑名樓層面積（m2）建筑結(jié)構(gòu)生活區(qū)域與辦公區(qū)域辦公樓3150鋼筋混凝土宿舍樓3150鋼筋混凝土食堂與超市275鋼筋混凝土運(yùn)動(dòng)健身場(chǎng)1312.5生產(chǎn)車間與貯藏庫(kù)原料、輔料暫存庫(kù)130.3鋼筋混凝土原料、輔料貯藏庫(kù)1225鋼筋混凝土配料間18.5鋼筋混凝土原料處理間149.1鋼筋混凝土水處理間137.7鋼筋混凝土混合間152.1鋼筋混凝土殺菌室128.5鋼筋混凝土外包材庫(kù)18.5鋼筋混凝土灌裝間144.4鋼筋混凝土外包間155.5鋼筋混凝土成品暫存庫(kù)127.4鋼筋混凝土實(shí)驗(yàn)室157.6鋼筋混凝土緩沖間12.2鋼筋混凝土消毒間116.6鋼筋混凝土男、女更衣室118.2鋼筋混凝土車間辦公室153.6鋼筋混凝土男、女廁所129鋼筋混凝土休息室127.7鋼筋混凝土成品倉(cāng)1150鋼筋混凝土輔助區(qū)域廢水處置間160磚混廢棄物處置間160磚混配電間130磚混機(jī)修間130磚混停車場(chǎng)190停車棚160鋼構(gòu)門房121磚混綠化786.6路面1253總面積40002.5產(chǎn)品生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)2.5.1品種與規(guī)格產(chǎn)品為沙棘果汁飲料，包裝方式為瓶裝。綜合考慮了市場(chǎng)果汁情況與同類果汁產(chǎn)品的規(guī)格后決定，將產(chǎn)品的規(guī)格定為每瓶340ml，每12瓶成箱。2.5.2原料與輔料主要原料為沙棘果，采購(gòu)自水利部沙棘中心達(dá)旗苗木基地，運(yùn)輸方式為冷藏車?yán)滏溸\(yùn)輸。輔料為白砂糖，果葡糖漿，食品添加劑（黃原膠，羧甲基纖維素鈉，蔗糖脂肪酸酯，D-異抗壞血酸鈉，環(huán)己基氨基磺酸鈉，乙?；前匪徕洠嚼嫠徕?，DL-蘋果酸）。2.5.3生產(chǎn)工藝流程圖2.1工藝流程圖Fig2.1Flowdiagram2.5.4原輔料驗(yàn)收原輔料驗(yàn)收是保證沙棘果汁質(zhì)量的基礎(chǔ)，本工藝流程要求采購(gòu)驗(yàn)收的沙棘果無(wú)爛果，大小適中，沙棘果中無(wú)葉片與樹(shù)枝，果粒整體清潔完整，成熟度達(dá)到所需標(biāo)準(zhǔn)，果實(shí)不能受蟲(chóng)害或者病害，果實(shí)傷殘率不得超過(guò)10%。其他輔料按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。2.5.5清洗沙棘果清洗可以有效去除其果實(shí)表面的微生物、農(nóng)殘與運(yùn)輸采摘過(guò)程中吸附的有害物質(zhì)。原工藝流程中清洗步驟所用設(shè)備為氣泡清洗機(jī)，本工藝流程中雖然也是用氣泡清洗機(jī)進(jìn)行清洗，但水源是使用低溫等離子體活性水發(fā)生裝置產(chǎn)生的活性水，等離子體活性水具有較強(qiáng)的殺菌功效，通過(guò)清洗沙棘果能夠減少沙棘果表面的微生物，有利于延長(zhǎng)貨架期。2.5.6過(guò)濾由于沙棘果在破碎榨汁后有部分果渣，為提高果汁口感，在榨汁完成后須進(jìn)行過(guò)濾。根據(jù)工藝需求，將榨汁后的果漿液體過(guò)濾100目篩，使用的設(shè)備為硅藻土過(guò)濾器。而在加入蔗糖溶解后為了防止在長(zhǎng)期的工藝生產(chǎn)過(guò)程中有未溶解的蔗糖堵塞管道，在蔗糖溶解后也會(huì)用硅藻土過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。而且在調(diào)配步驟后，同樣也為了防止添加劑等固形物結(jié)塊堵塞管道，也會(huì)使用硅藻土過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。2.5.7均質(zhì)均質(zhì)可以在一定的壓力作用下將果汁中的大顆粒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成小顆粒，本工藝中使用高壓均質(zhì)機(jī)，壓力約為40兆帕，經(jīng)過(guò)均質(zhì)后的果汁飲料會(huì)更為均一與穩(wěn)定。2.5.8溫水溶解在調(diào)配前，要先將穩(wěn)定劑羧甲基纖維素鈉（占沙棘果汁質(zhì)量的0.10%）與黃原膠（占沙棘果汁質(zhì)量的0.10%）干混后與五倍于穩(wěn)定劑質(zhì)量的蔗糖一起用溫水溶解。是為了使穩(wěn)定劑溶解充分，在調(diào)配中能起到預(yù)期作用。2.5.9調(diào)配將沙棘果原漿12%、蔗糖7%（需要減去溫水溶解穩(wěn)定劑時(shí)加入的蔗糖質(zhì)量）、果葡糖漿4%、山梨酸鉀0.20%、蘋果酸0.10%、蔗糖脂肪酸酯0.10%、D-異抗壞血酸鈉0.10%、環(huán)己基氨基磺酸鈉0.10%、乙酰磺胺酸鉀0.10%、水76.1%以及溫水溶解后的穩(wěn)定劑溶液按質(zhì)量比重在調(diào)配罐中進(jìn)行混合調(diào)配，由于溫水溶解過(guò)程中已加入穩(wěn)定劑羧甲基纖維素鈉與黃原膠以及部分蔗糖，此部分加入的量須減去已加入的量。2.5.10低溫等離子體殺菌工藝原本工藝流程采用了預(yù)熱滅酶器進(jìn)行滅酶處理，而后再使用巴氏殺菌機(jī)進(jìn)行殺菌。本設(shè)計(jì)使用低溫等離子體殺菌技術(shù)，同時(shí)起到殺菌與鈍酶的作用，可以替代原本工藝流程中的預(yù)熱滅酶器與巴氏殺菌機(jī)，且在殺菌過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生明顯溫升，相比原工藝流程保留了沙棘果較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與果汁原本鮮亮的色澤。2.5.11無(wú)菌灌裝和封蓋本設(shè)計(jì)使用自動(dòng)灌裝機(jī)在無(wú)菌罐裝間進(jìn)行無(wú)菌罐裝與無(wú)菌封蓋操作，選用的灌裝機(jī)能完成罐裝與封蓋的工藝步驟。2.5.12貼標(biāo)打碼檢查標(biāo)簽是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否在合適的噴碼位置上，字體是否合適等；再通過(guò)全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)完成飲料包裝的貼標(biāo)，再使用打碼機(jī)完成飲料包裝的打碼。2.5.13產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要滿足感官要求、理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)3大類。每類指標(biāo)的各項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)如下表[25]：表2.2感官指標(biāo)Table2.2Sensoryindex項(xiàng)目要求色澤呈橙黃色，色澤鮮明滋味酸甜適中，有鮮沙棘果汁的滋味氣味有沙棘果特有風(fēng)味，無(wú)異味組織狀態(tài)均勻不分層表2.3理化指標(biāo)Table2.3Physicalandchemicalindex項(xiàng)目要求沙棘果汁含量%不低于11總砷(以As計(jì))/(mg/L)不低于0.2鉛(Pb)/(mg/L)不超過(guò)0.05銅(Cu)/(mg/L)不超過(guò)5二氧化硫殘留量（SO2）/（mg/kg）不超過(guò)10表2.4微生物指標(biāo)Table2.4Microbiologicalindex項(xiàng)目指標(biāo)菌落總數(shù)（CFU/mL）不超過(guò)100大腸菌群（MPN/100mL）不超過(guò)3霉菌（CFU/mL）不超過(guò)20酵母（CFU/mL）不超過(guò)20致病菌（沙門氏菌、金黃色葡萄球菌等）不得檢出2.5.14產(chǎn)品年產(chǎn)量與班次設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)能力估算確定，沙棘果汁年產(chǎn)量為1000噸。在去除休息日與法定節(jié)假日后，每年有300天工作日，平均每月25天工作日，每天班次為2班，每班工作時(shí)間為8小時(shí)。預(yù)計(jì)每班產(chǎn)量為1.7噸，相當(dāng)于日產(chǎn)3.4噸沙棘果汁飲料產(chǎn)品。如表所示：表2.5產(chǎn)量計(jì)算Table2.5Outputcalculation產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量（噸）月產(chǎn)量（噸）日產(chǎn)量（噸）班產(chǎn)量（噸）沙棘果汁飲料100083.33.41.72.6物料衡算2.6.1原輔料用量衡算表2.6沙棘果汁工藝技術(shù)指標(biāo)Table2.6Technicalspecificationsandofpassiflorabeverage指標(biāo)名稱指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)生產(chǎn)規(guī)模1000噸/年挑選、清洗損失率0.7%生產(chǎn)天數(shù)300天/年檢樣損失率0.6%日產(chǎn)量3.4噸/天殺菌、灌裝損失率0.5%破碎、榨汁后出汁率47%過(guò)濾損失率4%該表格是根據(jù)現(xiàn)有沙棘果汁生產(chǎn)工藝的估算指標(biāo)，具體數(shù)值應(yīng)該以實(shí)際生產(chǎn)結(jié)果為準(zhǔn)。表2.7配料配方Table2.7Ingredientformula物料名稱所占質(zhì)量比重%備注沙棘果原汁12在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重蔗糖7在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重果葡糖漿4在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重羧甲基纖維素鈉0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重黃原膠0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重山梨酸鉀0.2在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重蘋果酸0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重D-異抗壞血酸鈉0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重蔗糖脂肪酸酯0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重環(huán)己基氨基磺酸鈉0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重乙酰磺胺酸鉀0.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重水76.1在沙棘果汁中所占質(zhì)量比重2.6.2以每班所需原料為1.7噸沙棘果展開(kāi)計(jì)算（1）1.7噸沙棘果分洗后剩余量：1700×（1-0.7%）=1688.1000kg（2）沙棘果破碎、榨汁后沙棘原漿的量：1688.1×47%=793.4070kg沙棘原漿過(guò)濾后的沙棘原汁量：793.407×（1-4%）=761.6707kg溫水溶解時(shí)加入黃原膠的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg溫水溶解時(shí)加入羧甲基纖維素鈉的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg溫水溶解時(shí)加入蔗糖的量：5*6.3473*2=63.4726kg蔗糖溶解時(shí)加入的蔗糖量：（761.6707/12%×7%-63.4726）/（1-4%）=396.7034kg調(diào)配時(shí)添加蔗糖的總量：（761.6707/12%）×7%=444.3079kg調(diào)配時(shí)添加果葡糖漿的量：（761.6707/12%）×4%=253.8902kg調(diào)配時(shí)添加山梨酸鉀的量：（761.6707/12%）×0.2%=12.6945kg調(diào)配時(shí)添加蘋果酸的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg調(diào)配時(shí)添加D-異抗壞血酸鈉的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg調(diào)配時(shí)添加蔗糖脂肪酸酯的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg調(diào)配時(shí)添加環(huán)己基氨基磺酸鈉的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg調(diào)配時(shí)添加乙酰磺胺酸鉀的量：（761.6707/12%）*0.1%=6.3473kg調(diào)配時(shí)添加水的量：（761.6707/12%）*76.1%=4830.2617kg調(diào)配后漿液重量：761.6707+6.3473*9+253.8902+444.3079+4830.2617=6347.2561kg考慮到調(diào)配后的過(guò)濾損失、檢樣損失、殺菌損失以及罐裝損失，1.7噸沙棘果可以生產(chǎn)飲料：6347.2561*（1-0.5%）*（1-0.6%）*（1-4%）=6026.5216kg2.6.3以每班沙棘果汁產(chǎn)量1.7噸展開(kāi)計(jì)算（1）1.7噸沙棘果汁殺菌前即調(diào)配后的量：1700/（1-0.5%）/（1-0.6%）/（1-4%）=1790.4748kg調(diào)配時(shí)添加蔗糖的總量：1790.4748×7%=125.3332kg調(diào)配時(shí)添加果葡糖漿的量：1790.4748×4%=71.6190kg調(diào)配時(shí)添加山梨酸鉀的量：1790.4748×0.2%=3.5809kg調(diào)配時(shí)添加蘋果酸的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg調(diào)配時(shí)添加D-異抗壞血酸鈉的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg調(diào)配時(shí)添加蔗糖脂肪酸酯的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg調(diào)配時(shí)添加環(huán)己基氨基磺酸鈉的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg調(diào)配時(shí)添加乙酰磺胺酸鉀的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg調(diào)配時(shí)添加水的量：1790.4748*76.1%=1362.5513kg溫水溶解時(shí)加入黃原膠的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg溫水溶解時(shí)加入羧甲基纖維素鈉的量：1790.4748*0.1%=1.7905kg溫水溶解時(shí)加入蔗糖的量：5*3.5809=17.9045kg蔗糖溶解時(shí)加入的蔗糖的量：（1790.4748*7%-17.9045）/（1-4%）=111.9049kg調(diào)配時(shí)沙棘原汁的量：1790.4748*12%=214.8570kg沙棘原汁過(guò)濾前汁液量：214.8570/（1-4%）=223.8094kg沙棘果破碎、榨汁前的量：223.8094/47%=476.1902kg1.7噸沙棘果汁需要的初始沙棘果量：476.1902/（1-0.7%）=479.5470kg2.6.4驗(yàn)證1.7噸沙棘果原料可生產(chǎn)6026.5216kg沙棘果汁。生產(chǎn)1.7噸沙棘果汁需要479.5470kg沙棘果。因?yàn)?700/6026.5216=479.5470/1700，所以物料衡算正確。得到年產(chǎn)1000噸沙棘果汁所需物料如下：表2.8年產(chǎn)1000噸沙棘果汁飲料物料表Table2.8Materiallistofseabuckthornjuicebeveragewithannualoutputof1000tons物料每年所需物料量/kg每日消耗物料量/kg沙棘果287728.2959.0940蔗糖75199.92250.6664果葡糖漿42971.4143.2380羧甲基纖維素鈉1074.33.5810黃原膠1074.33.5810山梨酸鉀2148.67.1620蘋果酸1074.33.5810D-異抗壞血酸鈉1074.33.5810蔗糖脂肪酸酯1074.33.5810環(huán)己基氨基磺酸鈉1074.33.5810乙?；前匪徕?074.33.5810水817530.782725.10262.6.5包裝用量衡算日產(chǎn)量為3.4噸的沙棘果汁產(chǎn)品，采用PET材質(zhì)塑料瓶，容量暫定為340mL，總共要使用一萬(wàn)個(gè)PET塑料瓶，還需要外貼1萬(wàn)張標(biāo)簽，再按每箱12瓶裝箱，總共需要約833只瓦楞紙箱。一年總共需要三百萬(wàn)個(gè)塑料瓶，三百萬(wàn)張外貼標(biāo)簽，一年總共需要二十五萬(wàn)只瓦楞紙箱。2.7設(shè)備選型2.7.1設(shè)備選型所依據(jù)的原則設(shè)備選型主要考慮的是生產(chǎn)的需求與經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)備能滿足生產(chǎn)需求的前提下，考慮設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與后期維修的成本高低與便利性、運(yùn)轉(zhuǎn)需要的能耗高低，價(jià)格是否在預(yù)估范圍內(nèi)。同時(shí)保證技術(shù)具有先進(jìn)性和實(shí)際運(yùn)用性。以下是根據(jù)物料衡算得出生產(chǎn)需求后，在工藝中選擇的設(shè)備[26]。2.7.2主要設(shè)備選型根據(jù)班產(chǎn)量1.7噸計(jì)算，考慮到榨汁、過(guò)濾與調(diào)配的時(shí)間，每班8小時(shí)的工作時(shí)間中約2小時(shí)無(wú)法產(chǎn)出果汁，因此每小時(shí)所需產(chǎn)能約為0.3噸。本設(shè)計(jì)所選設(shè)備的生產(chǎn)速度約為0.5-2噸/小時(shí)，可滿足生產(chǎn)需求。表2.9主要設(shè)備選型Table2.9Mainequipmentselection設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)功率/kW規(guī)格/mm等離子體活性水發(fā)生裝置定制10.51480*600*920選果機(jī)WQ-BXGXGJ10.752000*600*800氣泡清洗機(jī)WQ-PGQHJ13.56000*700*2000強(qiáng)制喂料泵TG30-111.51500*370*420破碎榨汁機(jī)XJQ-0.513990*380*1100高壓均質(zhì)機(jī)GJJ-1/401101410*850*1190硅藻土過(guò)濾機(jī)WK250352450*750*850調(diào)配罐EMT-3000L17.53000L、Φ1600高壓電場(chǎng)等離子體冷殺菌機(jī)定制171000L、1500*Φ1000灌裝機(jī)XGF18-18-6142450*1900*2300自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)SF-303010.62000*580*1500自動(dòng)噴碼機(jī)JM-228A10.1370*260*550自動(dòng)裝箱機(jī)SY-DLC15153000*1500*1500本設(shè)計(jì)主要改進(jìn)了清洗、預(yù)熱滅酶與殺菌三個(gè)步驟的設(shè)備，改進(jìn)后的設(shè)備如下：（1）低溫等離子活性水冷殺菌裝置本設(shè)計(jì)選用低溫等離子活性水冷殺菌裝置作為水源，為清洗工藝中的氣泡清洗機(jī)提供活性水。該設(shè)備是利用吸收低溫等離子體處理產(chǎn)生的活性自由基而產(chǎn)生的高氧化還原電位的活性水，能有效殺滅沙棘果原料中的微生物，延長(zhǎng)產(chǎn)品貨架期。（2）高壓電場(chǎng)等離子體冷殺菌設(shè)備本設(shè)計(jì)采用高壓電場(chǎng)等離子體冷殺菌設(shè)備替代滅酶器與巴氏殺菌機(jī)。此設(shè)備殺菌速度快、殺菌溫度低，不僅可以殺死沙棘果汁中的病原微生物，而且殺菌過(guò)程不會(huì)破壞果汁中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，保留果汁原本的色澤，同時(shí)還能起到滅酶的作用。此設(shè)備同時(shí)代替了原本設(shè)備流程中的預(yù)熱滅酶器與巴氏殺菌機(jī)兩臺(tái)設(shè)備。2.7.3設(shè)備工藝流程圖設(shè)備工藝流程圖見(jiàn)附件3。2.8水、電、氣估算2.8.1所需水量估算2.8.1.1生產(chǎn)所需水量（1）產(chǎn)品本身所需水量估算：根據(jù)物料衡算，每日生產(chǎn)沙棘果汁3.4噸，用水量約為2.73噸。（2）工藝過(guò)程所需水量估算：低溫等離子活性水冷殺菌裝置產(chǎn)生活性水清洗沙棘果需要用水，用水量按物料：水=3：1的比例估算，用水量為959.0940/3=319.698kg，約為0.32噸。（3）清潔車間所需水量估算：清洗設(shè)備所需水量平均為8噸/天，清洗地面用水量平均為15升/平方米，生產(chǎn)車間800平方米，車間地面清洗大約需要15*800=12000kg=12.00噸/天。生產(chǎn)車間總需水量為12+8+2.73+0.32=23.05噸。2.8.1.2生活所需水量工作人員預(yù)估為62人，按每人每天需要130L水，總共需要62*130=8060kg，為8.06噸。綠化、消防用水按平均每天1噸估算。生活總用水估算為9.06噸/天。2.8.1.3總用水量由于工廠用水之處難以預(yù)測(cè)周到，因此，總用水量以生產(chǎn)生活所需水量之和的1.2倍作估算，總用水量為（9.06+23.05）*（1+20%）=38.532噸/天，全年約為11559.60噸。2.8.2所需電量估算根據(jù)以上設(shè)備的額定功率進(jìn)行估算，每小時(shí)所需總功率為：0.5+0.75+3.5+1.5+3+10+3*5+7.5+2.5++7+4+0.6+0.1+5=60.95kW因?yàn)樯a(chǎn)中設(shè)備并不是每時(shí)每刻運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間估算為60%，由于還有部分設(shè)備與空調(diào)照明等都需要用電，將該部分電量算為設(shè)備總功率的50%，即在設(shè)備的總耗電量基礎(chǔ)上增加10%，所以每日用電量約為60.95*（1+10%）*16=1072.72千瓦時(shí)，每年耗電量約為321816千瓦時(shí)。2.8.3氣本設(shè)計(jì)在殺菌與活性水處理兩個(gè)工藝流程需要?dú)怏w，但由于需求成本以氣體發(fā)生設(shè)備為主，因此，在此不做氣體用量相關(guān)的計(jì)算。2.9勞動(dòng)組織2.9.1組織基本原則(1)目標(biāo)一致性原則。組織內(nèi)部只有具有統(tǒng)一的目標(biāo)，才能有組織地完成工廠的各項(xiàng)工作，維持工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)。(2)分工協(xié)作原則。設(shè)計(jì)須明確人員職務(wù)分工、做到職務(wù)明確，協(xié)作有序。(3)責(zé)權(quán)關(guān)系原則。責(zé)權(quán)關(guān)系明確能起到增加組織運(yùn)行效率的作用。2.9.2人員編制全廠員工按工作職責(zé)分為行政管理人員、生產(chǎn)車間人員和生產(chǎn)輔助人員，具體安排如下表：表2.10行政管理人員安排表Table2.10Administrativestaffschedule職務(wù)人數(shù)廠長(zhǎng)1副廠長(zhǎng)1研發(fā)部經(jīng)理1生產(chǎn)部經(jīng)理1財(cái)務(wù)經(jīng)理1人事經(jīng)理1行政2研發(fā)員2會(huì)計(jì)2銷售5采購(gòu)3總?cè)藬?shù)20表2.11生產(chǎn)車間人員安排表Table2.11Scheduleofworkshoppersonnel職務(wù)人數(shù)分洗人員2榨汁、過(guò)濾人員2調(diào)配人員2均質(zhì)人員2殺菌人員2溶解人員2灌裝人員2包裝人員2質(zhì)檢人員2運(yùn)輸人員2車間管理員1總?cè)藬?shù)21表2.12生產(chǎn)輔助人員安排表Table2.12Scheduleofsupportingpersonnel職務(wù)人數(shù)機(jī)修人員3倉(cāng)庫(kù)管理人員3廢水處理人員2配電、水泵、冷機(jī)管理人員4后勤7保安2總?cè)藬?shù)212.9.3人員素質(zhì)要求生產(chǎn)員工不得患有傳染性疾病，全廠員工在上崗前必須進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)、生產(chǎn)安全教育與思想教育，在能保證自身安全與食品安全的前提下進(jìn)行食品生產(chǎn)相關(guān)工作。2.10公用設(shè)施2.10.1公用設(shè)施系統(tǒng)本設(shè)計(jì)主要涉及的公用設(shè)施系統(tǒng)為給排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)，需要滿足以下幾點(diǎn)要求[28]：根據(jù)車間生產(chǎn)的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)布局，與生產(chǎn)工藝流程相匹配；按照工廠衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行公用設(shè)施設(shè)計(jì)；用合理的成本設(shè)計(jì)可靠安全的設(shè)施系統(tǒng)。2.10.2給排水系統(tǒng)本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品用水是采用等離子體活性水失活后的純凈水，等離子體處理能起到滅菌除害作用，同時(shí)該活性水還為清洗提供水源，產(chǎn)品組成水與生產(chǎn)用水均符合工廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2.10.3供電系統(tǒng)[30]（1）變電站應(yīng)該安置于集中用電設(shè)施周圍，提高送電效率與能源質(zhì)量，保證生產(chǎn)所需電力的穩(wěn)定。（2）做好設(shè)備與用電線路的防潮舉措，以防止由于車間濕度高導(dǎo)致意外發(fā)生，維持工廠生產(chǎn)加工的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）低溫等離子體水處理裝置與低溫等離子體冷殺菌裝置兩臺(tái)設(shè)備需要接地。（4）供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)預(yù)留適當(dāng)空地以備未來(lái)發(fā)展之用。2.10.4車間管路平面設(shè)計(jì)車間管路平面設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄5。2.11防火與環(huán)境保護(hù)2.11.1防火 消防通道不得堆放雜物，必須保持所有消防通道的暢通。消防用水管道與生活用水可以是共同使用的，室內(nèi)消防栓出水量須保證在2.5升/秒以上，若該消防栓需要澆灌到室內(nèi)每個(gè)角落，則所需水柱要高于7米，最大出水狀態(tài)下的水壓能至少垂直向上噴出10米。室外的消防給水管須為環(huán)形，水壓不能太小，須保證15升/秒左右的出水量。2.11.2環(huán)境保護(hù)工程2.11.2.1環(huán)境保護(hù)措施[31-36](1)生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)須分離，多設(shè)置綠化帶，提高綠化率，凈化空氣的同時(shí)還能減少?gòu)S區(qū)內(nèi)的揚(yáng)塵。(2)生產(chǎn)車間中容器器皿以不銹鋼為主，更加衛(wèi)生，便于清洗與維護(hù)，在一定時(shí)間內(nèi)要注意更新容器等用具，保持食品加工各環(huán)節(jié)的衛(wèi)生安全。(3)生產(chǎn)車間內(nèi)部需要注意防止老鼠與昆蟲(chóng)的進(jìn)入，時(shí)刻保持車間內(nèi)的衛(wèi)生干凈，而且在滿足生產(chǎn)需求的前提下留出一定空間用于存放物品或是設(shè)備。2.11.2.2污水處理[37-38] 本設(shè)計(jì)中主要的污水為實(shí)驗(yàn)室污水、車間廢水、生活廢水、雨水等，由于工廠規(guī)模較小，自我處理成本較高，污水處理會(huì)統(tǒng)一收集后運(yùn)往綜合污水處理廠進(jìn)行集中處理。2.12工廠衛(wèi)生食品工廠的衛(wèi)生環(huán)境與食品安全息息相關(guān)，因此食品工廠的衛(wèi)生是食品加工廠的重要關(guān)注點(diǎn)。食品工廠設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意將人流與物流分開(kāi)，避免交叉污染，并且在廠區(qū)布置等方面首要考慮食品安全衛(wèi)生的問(wèn)題，食品工廠設(shè)計(jì)必須做到衛(wèi)生合理[39]。2.12.1廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生[40](1)食品工廠與儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)要保證其所在環(huán)境的衛(wèi)生，并且注意定期檢查與保持。(2)綠化帶可以起到隔絕公路飛塵的作用，一定程度上可以保持廠區(qū)衛(wèi)生清潔，并且美化環(huán)境。(3)原輔料儲(chǔ)藏倉(cāng)庫(kù)要保持內(nèi)部干燥，溫度保證穩(wěn)定，防止產(chǎn)品或者原料的腐敗變質(zhì)。(4)生產(chǎn)車間區(qū)域與生活區(qū)要滿足合理布局的要求，不能距離過(guò)近，否則容易污染生產(chǎn)車間。(5)全廠各區(qū)域的廢水與廢棄物都要進(jìn)行集中收集后，再運(yùn)往相關(guān)處理廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。2.12.2生產(chǎn)車間衛(wèi)生[41](1)生產(chǎn)車間要求排水設(shè)施完善，供水與廢水管道要定期維護(hù)，保證生產(chǎn)加工不受影響。(2)生產(chǎn)車間墻壁以及天花板的裝修材料須無(wú)毒性且顏色較淡，不易掉落，地面要平坦且防潮，不會(huì)因?yàn)槌睗穸梗馁|(zhì)要堅(jiān)固，在車間的排水、通風(fēng)口處應(yīng)該保證安放了防蟲(chóng)鼠的相關(guān)措施。還要注意保證車間與倉(cāng)庫(kù)的通風(fēng)。(3)車間內(nèi)衛(wèi)生間要設(shè)置自動(dòng)的出水龍頭，并且在洗手臺(tái)旁應(yīng)附有烘干機(jī)，保證生產(chǎn)工作人員的清潔衛(wèi)生。(4)車間、倉(cāng)庫(kù)須設(shè)計(jì)有溫度控制設(shè)備，保證車間、倉(cāng)庫(kù)的溫度在所需范圍內(nèi)，防止原料、生產(chǎn)、成品等關(guān)鍵步驟發(fā)生質(zhì)量事故。(5)生產(chǎn)車間照明燈光的顏色不可改變產(chǎn)品原本的顏色，在照明設(shè)施外須有保護(hù)罩保護(hù)，以保證生產(chǎn)人員的安全與食品的安全。(6)要保持生產(chǎn)線、傳送帶、生產(chǎn)設(shè)備的清潔，不可將生產(chǎn)相關(guān)的器具與臟污物品混放，要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行衛(wèi)生檢查，避免發(fā)生食品安全問(wèn)題。2.13經(jīng)濟(jì)估算2.13.1投資成本估算2.13.1.1工藝設(shè)備成本估算表2.13所需工藝設(shè)備價(jià)格表Table2.13Pricelistofprocessequipment設(shè)備名稱型號(hào)數(shù)量/個(gè)單價(jià)（萬(wàn)元）總價(jià)（萬(wàn)元）等離子體活性水發(fā)生裝置定制140.0040.00選果機(jī)WQ-BXGXGJ10.360.36螺桿空壓機(jī)FLGMY100521.252.50氣泡清洗機(jī)WQ-PGQHJ11.101.10強(qiáng)制喂料泵TG30-110.600.80破碎榨汁機(jī)XJQ-0.510.601.40高壓均質(zhì)機(jī)GJJ-1/4011.801.80硅藻土過(guò)濾機(jī)WK25030.451.35調(diào)配罐EMT-3000L12.952.95高壓電場(chǎng)等離子體冷殺菌機(jī)定制160.0060.00灌裝機(jī)XGF18-18-6110.8010.80自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)KE-40013.053.05自動(dòng)噴碼機(jī)HK-8012.302.30自動(dòng)裝箱機(jī)SY-DLC15115.0015.00燈檢設(shè)備LJ32887315.005.00變壓器S9-800KVA24.909.80蓄水罐11.001..00暫存罐10.200.20設(shè)備安裝19.00合計(jì)178.5由表2.13可知，本工廠設(shè)計(jì)的設(shè)備成本大約為178.5萬(wàn)元。2.13.1.2其他固定資產(chǎn)投資成本估算表2.14資產(chǎn)成本估算Table2.14Assetcostestimation投資項(xiàng)目名稱預(yù)估費(fèi)用（萬(wàn)元）土地購(gòu)置250工廠建設(shè)170其他建筑建設(shè)135設(shè)備設(shè)施購(gòu)置70合計(jì)625由表2.14可知，本設(shè)計(jì)工廠的其他固定資產(chǎn)投資成本約為625萬(wàn)元。綜上可知，本設(shè)計(jì)工廠的建設(shè)總投資成本約為803.5萬(wàn)元。2.13.2流動(dòng)資金估算流動(dòng)資金包括現(xiàn)金、銀行存款、應(yīng)收及預(yù)付款項(xiàng)、存貨等。流動(dòng)資金可以以一半建設(shè)總投資成本為參照進(jìn)行估算，流動(dòng)資金估算為803.5*50%=401.75萬(wàn)元。2.13.3原始投資總額原始投資為建設(shè)總投資成本與流動(dòng)資金相加之和。原始投資為803.5+401.75=1205.25萬(wàn)元。2.13.4生產(chǎn)成本估算2.13.4.1原輔料成本估算表2.15原輔料成本估算Table2.15Costestimationofrawmaterials物料日需求量/kg每日費(fèi)用/元年需求量/kg每年費(fèi)用/元沙棘果959.094023018.256287728.26905476.8蔗糖250.66641378.665275199.92413599.56果葡糖漿143.2380401.066442971.4120319.92羧甲基纖維素鈉3.581057.2961074.317188.8黃原膠3.581039.3911074.311817.3山梨酸鉀7.1620114.5922148.634377.6蘋果酸3.581042.9721074.312891.6D-異抗壞血酸鈉3.581089.5251074.326857.5蔗糖脂肪酸酯3.581042.9721074.312891.6環(huán)己基氨基磺酸鈉3.581035.811074.310743乙?；前匪徕?.5810214.861074.364458合計(jì)7630621.68由表2.15可知，年產(chǎn)1000噸沙棘果汁飲料工廠的原輔料成本約為763.06萬(wàn)元。2.13.4.2包裝成本估算本產(chǎn)品包裝采用340mL塑料瓶，所選材質(zhì)為PET，該材質(zhì)塑料瓶需求為1萬(wàn)個(gè)，同時(shí)還需要外貼標(biāo)簽1萬(wàn)張，以每箱12瓶裝箱，總共需要約833只紙箱。一年總共需要三百萬(wàn)個(gè)塑料瓶，三百萬(wàn)張外貼標(biāo)簽，一年總共需要二十五萬(wàn)只瓦楞紙箱。340mLPET塑料瓶0.30元/只，標(biāo)簽0.05元/張，紙箱0.50元/只，包裝材料損耗3%，預(yù)估年包裝成本為：（0.3*3*10^6+0.05*3*10^6+250000*0.5）*（1+3%）=1210250元=121.03萬(wàn)元2.13.4.3水、電成本估算每年總用水量為11559.60噸，按3.3元/噸水估算，全年水費(fèi)為38146.68元即3.815萬(wàn)元。每年用電量約為321816千瓦時(shí)，以當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.406元/度電來(lái)估算，全年電費(fèi)為130657.3元，即13.066萬(wàn)元。綜上，每年水、電成本約為16.881萬(wàn)元。2.13.4.4工資及福利費(fèi)管理人員工資按照平均8000元/人估算，行政人員按照平均5000元/人估算，車間工作人員按照平均4500元/人估算，生產(chǎn)輔助人員按照平均4000元/人的工資標(biāo)準(zhǔn)估算。每月職工收入=6*8000+14*5000+21*4500+21*4000=29.65萬(wàn)元每年工資為357萬(wàn)元，工資福利費(fèi)按工資25%計(jì)算，每年工資及福利總花費(fèi)約為444.75萬(wàn)元。2.13.4.5固定資產(chǎn)折舊及維修估算（1）設(shè)備按照十年的折舊換新期來(lái)估算，殘值預(yù)估為5%，每年平均設(shè)備折舊費(fèi)為：（178.5-178.5*0.05）/10=16.96萬(wàn)元。土地建設(shè)按照二十年的折舊換新期來(lái)估算，殘值預(yù)估為5%，每年土地建設(shè)折舊費(fèi)為：（625-625*0.05）/20=29.69萬(wàn)元。每年總折舊費(fèi)為設(shè)備折舊費(fèi)與土地建設(shè)折舊費(fèi)之和：16.96+29.69=46.65萬(wàn)元。每年設(shè)備維修費(fèi)根據(jù)設(shè)備購(gòu)置成本的5%計(jì)算，維修費(fèi)為178.5×5%=8.925萬(wàn)元。每年折舊及維修費(fèi)用約為55.58萬(wàn)元。2.13.4.6其他費(fèi)用其他費(fèi)用主要包含車間以及人員的管理費(fèi)用和銷售花銷，管理費(fèi)以3%的原輔料、包裝、工資費(fèi)用來(lái)預(yù)估，約39.91萬(wàn)元。銷售費(fèi)用以5%每年銷售額估算，約為105萬(wàn)元。其他費(fèi)用總和為144.91萬(wàn)元。2.13.4.7生產(chǎn)成本核算生產(chǎn)成本：原輔料成本+包裝成本+水電氣成本+員工工資及福利+設(shè)備折舊及維修成本+其他費(fèi)用=1546.20萬(wàn)元2.13.5收益估算 1、每瓶沙棘果汁的銷售價(jià)格定為7元，每年預(yù)估銷售額為2100萬(wàn)元。利潤(rùn)總額是每年銷售額與總成本之差，為2100-1546.20=553.8萬(wàn)元。每年應(yīng)交所得稅為利潤(rùn)額的25%，為138.45萬(wàn)元。凈利潤(rùn)為年利潤(rùn)總額繳納所得稅后剩余的利潤(rùn)，為553.8-138.45=415.35萬(wàn)元2.13.6投資回收期估算項(xiàng)目原始投資總額為1205.25萬(wàn)元，需要一年進(jìn)行廠區(qū)建設(shè)與設(shè)備安置，第一年無(wú)利潤(rùn)，第二年由于設(shè)備生產(chǎn)處于起步以及人員處于適應(yīng)期，當(dāng)年凈利潤(rùn)以50%估算，第三年開(kāi)始工廠運(yùn)行步入正軌，年凈利潤(rùn)按正常利潤(rùn)估算。表2.16凈利潤(rùn)表Table2.16Netprofitstatement項(xiàng)目年份01234現(xiàn)金流出1205.25凈現(xiàn)金流量0207.675415.35415.35415.35累計(jì)凈現(xiàn)金流量-1205.25-997.575-582.225-166.875248.475累計(jì)凈現(xiàn)金流量為前一年累計(jì)凈現(xiàn)金流量與當(dāng)前年份凈現(xiàn)金流量之和。項(xiàng)目回收期=(累計(jì)為正的年份值-1)+上一年累計(jì)絕對(duì)值/正值年份凈現(xiàn)金流量[18] 項(xiàng)目回收期=(4-1)+166.875/415.35=3.40年結(jié)論與展望3.1結(jié)論本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了年產(chǎn)1000噸的沙棘果汁工廠，選址所在地為鄂爾多斯市東勝區(qū)。本設(shè)計(jì)對(duì)原有沙棘果汁生產(chǎn)工藝設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，采用等離子體活性水裝置替代普通水，在清洗的同時(shí)對(duì)沙棘果表面進(jìn)行安全無(wú)化學(xué)殘留消殺，控制表面微生物，在殺菌階段采用高壓等離子體冷殺菌裝置代替常規(guī)工藝中的預(yù)熱滅酶器和巴氏殺菌機(jī)，采用低溫殺菌工藝可以有效避免熱殺菌對(duì)果汁中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞，使果汁色澤更明艷。本設(shè)計(jì)根據(jù)現(xiàn)有果汁工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)以及運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行工廠的設(shè)計(jì)與估算。經(jīng)估算得出，原始投資總額1205.25萬(wàn)元，生產(chǎn)成本1546.20萬(wàn)元，凈利潤(rùn)415.35萬(wàn)元，投資回收期為3.40年。3.2展望沙棘果具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與生態(tài)價(jià)值，沙棘系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。沙棘果汁是沙棘工業(yè)生產(chǎn)的重要產(chǎn)品之一。原本沙棘果汁生產(chǎn)工藝采用預(yù)熱滅酶器滅酶與巴氏殺菌機(jī)對(duì)果汁進(jìn)行殺菌均會(huì)破壞果汁原本的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，同時(shí)還會(huì)影響果汁色澤。本設(shè)計(jì)采用等離子體冷殺菌關(guān)鍵技術(shù)裝置分別對(duì)沙棘果表面清洗消殺，并對(duì)果汁進(jìn)行冷殺菌處理，在殺菌鈍酶時(shí)避免加熱對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)造成破壞，降低營(yíng)養(yǎng)損失，使果汁色澤更明亮鮮艷。當(dāng)前沙棘果汁由于沙棘果本身的出汁率不高，果粒小，采摘成本高等，導(dǎo)致其價(jià)格成本過(guò)高，所以其市場(chǎng)也受到了一定的限制。所以，當(dāng)前沙棘開(kāi)發(fā)在控制成本方面的研究集中于提高出汁率，也有部分關(guān)注減少采摘的勞動(dòng)強(qiáng)度，只不過(guò)還尚未在實(shí)際中運(yùn)用。所以，沙棘果汁工藝研究如何更有效地付諸實(shí)踐與生產(chǎn)是當(dāng)前沙棘果汁生產(chǎn)迫在眉睫的問(wèn)題之一。7參考文獻(xiàn)[1]劉勇，廉永善，王穎莉，等.沙棘的研究開(kāi)發(fā)評(píng)述及其重要意義[J].中國(guó)中藥雜志，2014，39(9):1547-1552.[2]SWENSONU,BARTISHIV.TaxonomicsynopsisofHip-pophae(Elaeagnaceae)[J].NordicJournalofBotany,2002,22(3):369-374.[3]李永海，忻耀年.沙棘產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)[J].國(guó)際沙棘研究與開(kāi)發(fā)，2008，6(3):4-9.[4]白曉州，韓小存，張鎰飛.不同種類的沙棘果渣營(yíng)養(yǎng)成分及抗氧化活性研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2018，39(23):179-230.[5]李旻輝，劉勇，廉永善，等.沙棘———絲綢之路上的瑰寶[J].中國(guó)現(xiàn)代中藥，2015，17(3):191-194.[6]張程慧，祁玉霞，程康蓉，等.沙棘的綜合價(jià)值研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2017，38(22):331-335.[7]趙志永，王東鍵，陳奇凌，等.沙棘的有效成分及其保健功能研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(創(chuàng)新版)，2010，215(7):50-52.[8]姚娜娜，車?guó)P斌，李永海，等.沙棘的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及綜合開(kāi)發(fā)利用概述[J].保鮮與加工，2020，20(2):226-232.[9]劉鑫，朱丹，魏文毅，等.沙棘渾濁果汁穩(wěn)定性的研究[J].中國(guó)釀造，2018，37(6):136-139.[10]章建浩，黃明明，王佳媚，等.低溫等離子體冷殺菌關(guān)鍵技術(shù)裝備研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2018，36(4):8-16.[11]PERNIS,LIUDW,SHAMAG,etal.Coldatmosphericplasmadecontaminationofthepericarpsoffruit［J］.Journalof