班产量10万包冷冻熟面生产线设计.doc

河南工业大学 2012年本科毕业设计说明书2012届毕业生毕业设计说明书题 目: 班产量10万包冷冻熟面生产线设计 院系名称： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师：教师职称： 2012年 5月 20日1摘 要 本文是班产量10万包冷冻熟面的生产线设计说明书。面条是我国的传统食品，已经有两千多年的历史。在世界上，我国面条的品种和风味都是最多的。发展至今，面条不仅成为我国北方地区的主食，目前也已经发展到世界各地。冷冻面条是日本在1972年开发出来的。冷冻面条可分成冷冻熟面、冷冻生面、冷冻调理面三种。其中因冷冻熟面的解冻时间较短、食用很方便、口感较好等优点，在日本年增长速度很快。冷冻面条属于方便面中的一个品种，它不仅具有油炸方便面的速食性，而且口感更佳。在冷冻保藏的情况下，不仅较好的保持了面条原有的色、香、味及营养，而且经冷冻过的面条保存期变长，延长了货架期，增大了市场容量。其中冷冻熟面因其方便、快捷、营养在亚洲的一些国家很受欢迎。本设计首先介绍了冷冻熟面的营养特性、国内外发展趋势；其次分析了冷冻熟面的原材料及工艺流程，包括工艺流程中重要操作要点的说明；最后根据拟定的产量对生产过程进行物料衡算和热量衡算，后依据物料衡算、热量衡算及市场要求进行了主要设备选型。关键词： 冷冻熟面 物料衡算 热量衡算 设备选型title design of banoutput of100,000packages of frozen cooked noodle production line abstractthis is thedesign of banoutputof100,000balesthefrozen cookednoodles ofproduction line.thenoodles areatraditional food,havemorethantwothousandyears of history. variety andflavorofthenoodlesinchinaaremost inthe world.thedevelopmentso far, thenoodlesnot onlyisthestaple foodofnorthern chinahas spreadaround the world, many countries and regionshotfood.frozen noodlesaredevelopedinjapan in1972,can be divided intofrozencooked noodles, frozendough, frozensurface.thesurfacethawfrozen cookeda short time, convenience food,good taste,fasterannual growth rateoftheforeign.frozen noodleis a kindofinstant noodles,not onlywithinstantfried noodleandtaste better.frozen preservednot only thebetter to keep theoriginalcolorofthenoodles,smell,tasteand nutrition,andfrozennoodlesto savefor longer,extendedshelf life, increasingthe capacityofthe market.frozen cookedsurfacebecause of itsconvenient, fastand nutritionis very popularinsome asian countries.this designfirstintroducedthe nutritional properties ofcookedfrozensurface,domestic andinternationaldevelopment trends;frozen cookedsurfaceof raw materials and process, includinga descriptionoftheoperating pointsintheprocess;material balance ofthe production processaccording totheproposedproductionoperatorsandtheheat balance,basedonmaterial balance,heat balanceandthemarketrequirements ofthe main equipment selection.keywords frozencooked noodle materialbalance calculations heat balance calculations equipment selection目 次1 前言 11.1 基本介绍 11.2 发展趋势 21.3 营养状况 32 设计原则与依据 32.1 设计原则 32.2 设计依据 43 工艺流程及说明 43.1 工艺流程 43.2 工艺说明 44 化工计算 64.1 产品方案的确定 64.2 原料及配方 64.3 物料平衡 64.4 设备选型 75 车间设计 105.1 车间布置原则 105.2 厂房布置 116 管路设计 106.1 管路布置敷设原则 126.2 管径设计 126 供电设计 136.1 设备动力用电 136.2 全厂动力用电 14结论 15致谢 16参考文献 1717河南工业大学 2012年本科毕业设计说明书1 前言面条是我国的传统食品，如今已有两千多年的历史。我国面条的品种、风味，在世界上都是最多的。目前，我国虽然在面条的烹调技术上居世界一流水平，但是在制面技术的研究和工业化等方面还非常落后，并且传统的制面技术、艺术、文化等也正在渐渐的流失。所以现在我国非常需要面条研究者和生产者共同努力去解决传统面条工业化的问题。冷冻面条是日本在1972年开发出来的，冷冻面条可分为冷冻熟面、冷冻生面、冷冻调理面三种，其中因冷冻熟面解冻时间较短、食用很方便、口感好等优点，在日本年增长速度很快。但因我国冷冻技术的局限性，冷冻熟面在我国才刚刚起步，是一个新兴的产业，在市场推广中遇到了很多难题，不过由于冷冻熟面优良的特点，它在面食行业的发展潜力非常大，随着科技的发展，冷冻熟面定会越走越好。11 基本介绍当今是一个快餐化的时代。他已经变成了这个世界不可缺少的一剂调味料。没他在身边，总觉得缺点什么，有他在身边，觉得安心，也许他不离你，又或许他总是成为你可怜的胃的大救星，但不论怎样改变，把他备在身边并没有坏处，他已成为我们生活中无法舍弃的食品。他一般被称泡面，南方把他称为碗面，香港则称他为公仔面，他就是超市、小卖部货架上的必备食品方便面。方便面按工艺可划分为：油炸方便面、非油炸方便面、湿法方便面。 湿法方便面又叫保鲜湿面，来自日本，又称为长寿面，是一种水煮型速食面，包括乌冬面、拉面等系列，主要经过和面、连续压延、水煮、浸酸、密封包装和常压杀菌等工艺精制而成。有炒面、微波、凉拌、火锅面等多种方法食用，并且食用非常方便、营养、健康。冷冻熟面是湿法方便面的一种，可以长期冷冻保存，又具有鲜面条的口感。其主要由面粉、水、淀粉、食用碱、增稠剂、蛋白粉组成。在冷冻熟面的制作工艺中面条经煮熟后进行速冻，不必进行油炸，因而没有油炸方便面的缺点。冷冻熟面属于冷冻食品，采用低温保藏，具有很强的保鲜能力。冷冻熟面不仅具有新鲜面条的口感，而且筋力、韧性均优于普通面条。另外，冷冻熟面的汤料可以丰富多样，不受保藏条件的限制。冷冻熟面可煮、拌、炒，烹调方法多样化。冷冻熟面全都采用天然、安全的原料，制作过程相当卫生，符合绿色食品的要求。 同时冷冻熟面要有严格的保存条件，冷冻库内温度变化，很容易使面条表面干燥发白，严重时会降低口味。对包装材料的要求高，要求包装材料有较好的柔韧性、耐寒性、气密性等，如果包装气密性不好，容易从外部吸收气味，所以最好与其他冷冻食品分开保存。成本高，从生产到消费都要求具备严格的冷链（温度不超过-18）。12 发展趋势有些消费者在看到玉米方便面时停下脚步，像发现新大陆一样，大叫“这个是玉米面的”。其中便隐藏着消费者对健康绿色食品的需求。同时也感到杂粮方便产品推广力度需有待加强。在冷藏柜中，现在有很多包装精美的生鲜面、冷冻面、保鲜湿面。它们吸引了很多消费者的眼球。一部分消费者认为，像生鲜面、冷冻面、保鲜湿面这样的方便食品才能真正让生活在快节奏的社会下的人们享受新鲜面的感受。健康、绿色、时尚是现代社会的发展趋势。而冷冻熟面正是在社会大趋势下应运而生，是方便食品中健康、绿色、时尚的新品。在去年第四届冷冻产业大会上，河南云鹤食品有限公司展位上的冷冻熟面受到了人们广泛关注。很多企业代表和经销商认为，随着市场消费的升级和人们对绿色健康食品的追求，对冷冻生面条进行技术升级而产生的冷冻熟面，将领着冷冻面条朝着新的方向发展。目前分析来看，冷冻熟面定位于中高端市场，冷冻生面布局在中低端市场的格局已经形成，而且据业内人士分析说，随着消费水平的不断升级，冷冻熟面将凭借着自身的优势，成为引领冷冻面条市场的一颗新星。据统计，目前方便面仍然占据方便食品的半壁江山。在超市中油炸方便面与非油炸方便面占方便食品的60%70%，杂粮方便食品、方便粉丝在15%左右，保鲜湿面、生鲜面、冷冻面系列已达到20%。相信随着消费者健康意识的进一步加强，在未来几年，保鲜湿面系类产品将三分天下，鼎足大陆市场。13 营养状况 冷冻熟面在方便食品类中，以其“方便、营养、新鲜、健康”的特点吸引了消费者的眼球。“方便”把冷冻熟面与冷藏区主食类的其他面条区别开来，冷冻熟面因它的“湿”、“鲜”特色与干燥型方便面产生根本区别，而它的“营养、新鲜”的优势则比同类方便食品更胜一筹，使其牢牢占据了方便食品的高端市场。面粉是制造冷冻熟面的主要原料，由于小麦品种和生长地区的土壤、气候、及面粉加工技术条件的不同，面粉的品质有很大差异，而面粉的品质直接影响冷冻熟面的性质。因此，在选择面粉时应设立严格的品质标准，同时也要求工程技术人员掌握小麦和面粉的化学和物理特性，使他们能够在生产中随时根据其理化特性指标进行调节生产工艺配方和操作条件，从而保持产品质量的相对稳定。面粉的主要成分有蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质、纤维素、酶和水分等， 影响面粉成分的因素有很多，如小麦的品种、种植地区、种植管理水平以及磨粉设备和工艺条件的改变等都可能影响面粉的组成成分，而各种成分具有较大出入。一般含量如表9-3所示： 表9-3 小麦面粉的化学组成成分品名水分蛋白质脂肪糖类粗纤维灰分其他标准粉11%13%10%13%1.8%-2%70%-72%0.6%1.1%-1.3%少量维生素等精白粉11%-13%9%-12%1.2%-1.4%73%-75%0.2%0.5%-0.75%少量维生素等2 设计原则与依据21 设计原则（1） 尽可能的用国内外比较成熟的新工艺、新技术、新材料、新设备，使操作更加机械化、连续化。（2） 在充分利用原料的前提下，要保证产品的质量，提高产品的得率。（3） 采用先进的工艺指标，尽可能缩短工艺流程，减少输送设备的管道，循环利用。（4） 设计时应考虑到生产的突发性和调度的许可性，估计生产中可能发生的故障，保留余量；配备比较完善的控制仪表和安全设施。（5） 优化工作条件，保护环境，节省能源。22 设计依据2.2.1 原料指标1面粉灰分在0.5%（干基）以下；蛋白含量为10%12%。2水 硬度要求在2度以下。3淀粉多用交联变性淀粉。2.2.2 产品指标 1形状块型完整，条形粗细一致。2色泽均匀，呈乳白色。3冻结状况整体坚硬冻结。4气味无异味，解冻煮沸后口感柔软、爽滑、不粘牙。5杂质无外来杂质。6水分（705）7温度产品中心温度-188细菌总数10万个/g9大肠菌数250个/100g10致病性葡萄菌数呈阴性（不得检出）。3 工艺流程及说明31 工艺流程原料配料真空和面熟化复合压延水煮洗面喷油分装入盒速冻包装入库冷藏32 工艺说明3.2.1 真空和面 真空和面机的真空度为8086kpa,和面时应采用变速搅拌, 在开始时高速搅拌5min, 后低速搅拌10min, 真空和面具有以下优点，一、可提高和面加水量；二、真空状态下,喷入的水极易雾化,保证了加水的均匀性；三、和面效率提高,面团结构紧密，缩短面团的热后时间。3.2.2 复合压延 这种压延方式与普通制面工艺不同, 它很好地模拟了手工制面的过程, 面团揉合的非常充分, 同时面筋网络在横、纵向耐拉力也明显增强，面片质量明显得到提高, 从而保证了成品面条的口感。整个制面工艺一般用46道擀拉式压延，2道普通压延。擀拉式压延是通过波纹光辊来实现。3.2.3 熟化 熟化条件一般为：温度 2530,相对湿度 70%80%，时间 3045min.熟化后, 水分的分布更加均匀, 蛋白质、淀粉进一步吸水膨胀, 同时蛋白质与脂质、淀粉与脂质结合率不断提高, 和面时产生的应力得到松弛, 面团的弹性下降、 延伸性增强。熟化装置一般为专门熟化箱体, 内有多层蛇形装置, 面带在其中缓慢移动,进行熟化。3.2.4 水煮 面条定量切断,连续水煮后,达到一定的糊化度及含水量, 煮面时间因面条品种而不同,乌冬面一般为1216min，拉面一般为 5090s，煮水时ph值是56，因为过高或过低的ph值会使面条易煮断, 淀粉溶出会增多, 蒸煮损失提高,煮面设备分为敞开式和全封闭式。前者的价格便宜、操作简单，但环境中的蒸汽较多,而后者的价格较高。3.2.5 洗面 面条煮好后, 应立即进行水洗, 洗掉面条表面的粘液, 防止面条互相粘连，同时可使面条表面得收敛, 增强了面条的弹性。洗水温度应低于10, 洗面时间根据水温及面条品种而定。乌冬面 45min，拉面为 40s，洗面方式一般为二段逆流方式。3.2.6 喷油面条水洗后要立即喷油，可以有效的防止面条之间的粘结。3.2.7 分装入盒 面条喷油后, 进行定量分装入盒。3.2.8 冷冻 面条要求在3040min内冻至中心温度 -18 以下，这是冷冻熟面制作的关键。3.2.9 冷藏 冷藏温度为-18。4 化工计算41 产品方案的确定依据班产量10万包冷冻熟面生产线设计，确定生产乌冬面，每包乌冬面重量100g.则每班需生产10000，每班按每班八小时计算，则每小时需生产1250.42 原料及配方乌冬面配方：面粉含量 100，水含量 34，食盐含量 1，淀粉含量 15.43 物料衡算4.3.1 产量计算本次设计为班产量10万包冷冻熟面。考虑到节假日及大修时间，按每年300天，每日两班，每班8小时，则可算出每小时产量1250kg. 生产过程中损耗增加表项目损耗增加量（）项目损耗增加量（）1熟化-0.15面粉+1002复合压延-0.16水+343定量切条-0.37食盐+14煮面+908淀粉+15设每小时需加面粉量为x kg：x(1+34%+1%+15%）（1-0.1%)(1-0.1%)（1-0.3%）（1+90%）=1250 算出每小时需加面粉量：x= 440.7974 kg 4.3.2 物料衡算表面粉440.7974 盐+1%（4.4080)水 +34%（149.8711）淀粉 +15%（66.1196） 和面 661.1961 熟化 -0.1% (0.6612) 660.5349-0.1%（0.6605） 复合压延 659.8744-0.3(1.9796) 657.8948定量切条 +90% (592.1053) 煮面 1250.000045 设备选型4.5.1 搅拌机搅拌机以搅拌低粘度的液体为主，可用于固液相混合。本设计用的搅拌机用于盐水混合，属于低粘度液体，故选用搅拌机械为搅拌机。再根据需要量选用以下参数的搅拌机。 项目 参数 规格型号 jbt-1000 型 台数 1 容量（l） 1000 主机功率（kw） 0.75 外形尺寸 (mm) 11502000 4.5.2 高位定量罐经搅拌机搅拌后，需定量加入，因此选用高位定量罐。根据实际的需要量选用以下参数的高位定量罐。 项目 参数 规格型号 cyg-100 型 台数 1 容量（l） 100 进出口直径（mm） 32 主机功率（kw） 0.754.5.3 真空和面机由于每小时需和面661.23，每小时可和面4次，则每次和面165.31，故可选用hwj系列卧式真空和面机。 项目 参数 规格型号 hmj-200kg型 台数 1 容量（kg/次） 200 功率（kw） 15 外形尺寸 (mm) l2900w1100h1100 4.5.4 圆盘熟化机每次和面165.31，则每次熟化机的承载量为165.31，可选用pshy系列圆盘熟化机。 项目 参数 规格型号 pshy-1600 台数 1 圆盘直径（mm） 1600 功率（kw） 2.2 外形尺寸 (mm) l1600w1600h2000 4.5.5 复合压延机每小时需复合压延660.57，则每天24h需处理15853.68，可用mt系列挂面轧片机组，该设备可用于面条轧制、切条。 项目 参数 规格型号 mt8-500机组 台数 1 产量（t/24h） 18 轧辊宽度（mm） 4500 轧辊对数（mm） 8 功率（kw） 11.5 外形尺寸 (mm) l9300w1300h1500 4.5.6 包装机每班要生产10万包冷冻熟面，即每分钟要包装29包冷冻熟面，故选用yj-60bs输送斗包装机，可自动完成制袋、充填、封合、商标定位、切断、计数、无级调速等功能。 项目 参数 规格型号 tczb-350x 台数 1 产量（t/24h） 18 功率（kw） 1.6 外形尺寸 (mm) (l)4020(w)720(h)1320 4.5.7 速冻机 项目 参数 规格型号 ssd-i-700 台数 1 产量（kg/h） 700 库体长度（m） 22 外形尺寸（m） 282.42.5 功率（kw） 11.5 进料温度() +15 出料温度() -18 制冷剂 r717/r22 4.5.8 煮面锅 项目 参数 台数 1 产量（kg/h） 1000 外形尺寸（mm） 400010001000 功率（kw） 0.75 4.5.9 控水设备 项目 参数 台数 1 产量（kg/h） 1000 外形尺寸（mm） 100010001000 功率（kw） 2 4.5.10 喷油设备 项目 参数 台数 1 产量（kg/h） 1000 外形尺寸（mm） 100010001000 功率（kw） 2 5 车间设计51 车间布置原则（1） 满足生产工艺要求，设备布置有一定的空间，便于操作，维修。（2） 合理利用车间的面积和空间。（3） 了解其他专业布置的要求。（4） 为车间发展留余地。（5） 考虑车间环境。（6） 考虑车间在总平面上的位置，使输送线路最短。（7） 人流、货流不交叉。（8） 合理布置生活设备，使其有利于为生产服务。52 厂房布置设备采用一层三排布置，厂房面积约672。每个开间宽度取为6m 共需12个开间，总长为48m.。根据设备尺寸及操作余地，厂房跨度14m。厂房高度为6m。楼顶层0.24m。厂房及设备布置详见车间布置图。关于平面布置的几点说明：厂房长48m，宽14m，高6m，每个车间为4m。外墙为37墙，内墙为24墙。外墙的窗户宽为2000m ,高为3000mm。由于煮面车间容易积水，故在建厂房时，铺地面要形成一定的坡度（1：100）。6 管路设计61 管路布置、敷设原则（1） 为便于安装，检修，操作，管路需尽可能的架空敷设，如果必须埋地可用管沟。（2） 尽可能使管线短而直，尽量避免管路相互交叉。（3） 管道尽量沿墙、柱、楼顶集中敷设，尽可能吊于工作线上，少空间，同时不能影响门、窗的开启，采光以及暖气阀、电闸盒检修。（4） 为防止管内介质自动流出，管子需要有一定的坡度，一般为25%。（5） 阀门、仪表的安装需便于操作，一般要求阀门的安装高度1.2米、安全阀2.2米、压力表1.2 米、温度计1.6米。（6） 管子穿墙时必须加套管。（7） 在与管道交叉时，小管、压力管、冷水管、给水管，气管要让大管、重力管。（8） 管子如需要在人行道上方安装，高度应大于2.5米。通道公路应大于4.5米，过铁路应大于大于6米。车间次要通道应大于2米。蒸汽管路离车间地面应大于2.5米。（9）便于管子检修，管子外沿与墙距120270mm,保温管不小于125200mm，管子与梁、柱设备间距不小于100150mm两管间距，保温管不小于100150mm保温管不小于150200mm。62 管径设计6.2.1 水管管径计算1、总管径在管径设计时满足生产时最大耗水量即可，根据计算可知耗水最大约为：1000kg/h.通过计算可得体积流量为1 m/h.由q=3600fv=3600/4dvd=18.8（q/v）d-管子的内径，q-溶剂流量，v-流速 流速的选择直接影响到管径的选择，流量一定时流速越快，所需管径越小，能节省管材，但管道的流速水头损失相应增大，若流速水头损失小，则动力消耗低，管材耗量大。据食品工厂设计第78页表5-1常用管材流速表选取v=1.53.0m/s，d=18.8（q/v）=18.8（1/1.5）18.8（1/3）=15.3510.85mm.为确保用水要求，对管径予以适当放大，留出一定的余量。查资料化工管路手册上册，选用镀锌焊接钢管，实际管径（外径）d=20mm 壁厚s=3mm2、分管径（1）搅拌机：耗水量约80 kg/h.计算可得体积流量为0.08 m/h.d=18.8（q/v）=18.8（0.08/1.5）（0.08/3）=4.343.07mm查资料化工管路手册上册，选用镀锌焊接钢管，实际管径（外径）d=10mm 壁厚s=2mm（2）真空和面机：耗水量约为70kg/h.计算可得体积流量为0.07 m/h.d=18.8（0.07/1.5）18.8（0.07/3）=4.062.87mm查资料化工管路手册上册，选用镀锌焊接钢管, 实际管径（外径）d=10mm 壁厚s=2mm.（3）煮面锅：耗水量约为850kg/h.计算可得体积流量为0.85 m/hd=18.8（0.85/1.5）18.8（0.85/3）=14.1510.00mm查资料化工管路手册上册，选用镀锌焊接钢管,实际管径（外径）d=15mm 壁厚s=2mm. 6.2.2 物料管径计算输送盐水的管径计算：盐水浓度约为1.0048g/cm。需要量为84.4080kg/h.通过计算得体积流量为0.085 m/h。流速选取v=1.53m/s.d=18.8（0.085/1.5）18.8（0.085/3）=4.483.16mm查资料化工管路手册上册，选用镀锌焊接钢管,实际管径（外径）d=10mm 壁厚s=2mm.6.2.3 蒸汽管径计算管径计算由于只有煮面锅设备需要用到蒸汽，所以只需用相同的管径就可以。根据计算知其蒸汽量约为：q=190kg/h，蒸汽密度为=2.16kg/m。由工厂设计（2000级用）78页表5-1饱和蒸汽流速为v=1035m/s.蒸汽体积流量为87.96 m/h.d=18.8（q/v）=18.8（87.96/10）（87.96/40）=55.7627.88mm查资料化工管路手册上册，选用热轧无缝钢管。实际管径（外径）d=57mm 壁厚s=3.5mm.7 供电设计71 设备动力用电设备名称电机功率（kw）数量合计（kw）搅拌机0.7510.75定量罐0.7510.75真空和面机15115熟化机2.212.2复合压延机11.5111.5包装机1.611.6速冻机11.5111.5煮面锅10110控水设备111喷油设备111总计55.31055.3说明：该车间需用系数kc=0.6 功率因数cost=0.9 tgt=0.484车间最大有功功率pj=kc pc 则pj=55.30.6=32.18kw72 全厂动力用电对室内照明器布置的要求：（1）车间总面积：4814=672m2（2）办公室总面积：64=24m2（3）储藏室总面积：814=112m2（4）男、女更衣室、卫生间及消毒通道总面积：（852）+（42）=88m2（5）生产车间面积：672-24-176-88=384m2查工业电器自动化第66、72页得以下数据:名称最低照度（lx）单位容量w/m2耗电（kw）生产车间车间400207.68办公室15080.192男女更衣室、卫生间及消毒通道5030.5334储藏室、控制室、变电配电室、车间化验室、机修仪表电 修室60100.176共计8.5814设需用系数：kc=0.8 功率因数cost=0.8 tant=0.75最大有功功率：pi=pekc=8.58140.8=6.8651kw结论：全长总耗电量为：pe=32.18+6.8651=39.0451kw结 论通过本设计即班产量10万包冷冻熟面生产线设计，确定了冷冻熟面的工艺流