食品工厂设计基础.doc

食品工厂设计基础2010级食品科学与工程1班 曾翔 20108569目录一、项目建议书二、产品方案 三、工艺流程四、物料计算五、设备选型六、三废处理七、HACCP计划八、工厂平面图果蔬罐头食品工厂设计与环境保护项目建议书一、 项目名称：果蔬系列食品加工项目二、 项目背景：1、 随着国家发展和响应党的“十二五”精神，要大力发展果蔬汁和果蔬罐头，发展浓缩果蔬汁（浓缩苹果汁除外）、非浓缩还原（NFC）果蔬汁、复合果蔬汁、果蔬汁产品主剂等品种，积极发展蔬菜、桃、菠萝、食用菌以及轻糖型罐头、混合罐头等产品。近年来我国种植业发展较快，种植业收入在全国中占有重要地位，但与国民经济和社会发展的要求还不相适应，与种植业发达地区的水平还存在着较大的差距，效益不高，销售受中间客商盘剥，农民和财政增收不明显等问题。2、 通过本项目建设，一是通过加工增值，推动种植业的发展；二是满足市场需求，农民增益，地方财政增收，从而振兴农村经济达到富民富国的目的。3、 国家发展计划委员会和国家贸易委员会发布第7号令当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录，其中农业有果蔬、茶、桑等多年生经济作物的良种繁育及优质产品开发、农产品储藏、保鲜、深加工及综合利用等。对符合本目录的国内投资项目，在投资总额内进口的自用设备，除国内投资项目不予免税的进口商品目录所列产品外，免征关口和进口环节增值税。4、 在国内，随着我国改革开放和现代化间的深入，尤其是国内狠抓“菜篮子”工程以来，各级政府对农产品的发展和流通十分重视。因此，我们应积极抓住机遇，将资源优势转化为商品意识，提高农村土特产品的增加值，减轻农民负担，增加社会收入，努力开发水果、蔬菜加工生产线，增加地方经济实力，达到为国家创税、集体增利、个人增收的目的。三、 项目概况：1、 原料情况：厂址临近原料所在地（福建省南平市建瓯市），由于地理气候环境适宜，每年盛产水果蔬菜，该地还是著名的毛竹之乡，竹笋丰富。2、 交通情况：315国道，京福高速在建，京福高铁已通。与周边省份交通便利，进出口方便。3、 水电能源情况：水源充足，供电满足工厂运行。四、 需求与分析：1、随着我国加入WTO，国内政治形势、经济形势的稳步发展。人民安居乐业、社会安定团结势必拉动医疗业、房产业与食品业快速发展。然而，近年来由于一些发达国家的蔬菜成本不断加大，不少国家和地区都愿意从我国进口廉价的商品蔬菜。为了推动我国蔬菜加工业由资源优势转变为产品优势与经济优势，我们在一系列外事交流活动中，发现外商最感兴趣的是我国有机食品资源条件，绝大多数客商希望有中国的有机食品尽早进入国际市场。同时国际上对我国有机食品的需求也越来越大，不少外商想进口我们的有机大豆、蔬菜、茶叶、果品、蜂蜜等制品。目前我国现有的有机食品的生还远不能满足国内外市场的需求。世界的有机化潮流为中国提供了市场机遇，这就为食品深加工行业提供了巨大的市场。2、项目提出理由：随着人民生活水平的不断提高和生产节奏的日益加快，消费需求将朝着更加安全、卫生、方便、快捷、营养和高科技制品化的方向演变。同时，由于我国经济增长势头持续看好，广大城乡居民收入不断增长，各消费群体购买力将会有大幅度提高，消费观念与国际接轨，这些都会造成对果蔬品消费市场的刺激。为向广大消费者提供“绿色、安全、优质、价廉、便捷和营养”的果蔬及果蔬制品，加大了对食品工业园的建设步伐及投资力度。项目实施过程经历了以下二个阶段：第一阶段：调研与探索。通过食品工业园的建成与投产，经过市场调研和实际操作，认为果蔬及果蔬市场前景看好。第二阶段：深入研究与确认。根据对市场的进一步调查论证和深入研究，确认在华东建设食品工业园是可行和必要的。福建省建瓯市水果罐头加工厂以生产经营果蔬罐头为主。工厂以资源为依托，以市场为导向，开发新产品，拓展国内外市场，既可加快企业的发展，又能较好地解决我市由于水果产量多导致的卖难问题，促进果农增收，可取得良好的经济效益和社会效益，随着人们消费观念的改变和消费水平的提高，水果罐头的需求量日趋增加。该市水果产量丰富，其量大、价廉的优势较明显，且口感与营养并存，促进果农增收。而利用加工水果罐头在建阳鲜有人涉足，其发展空间较大。避免果蔬的时效性会有很大的市场和发展空间，市场前景可观。五、 建设规模与主要内容：1、占地面积：所开发项目占地30亩，即1.98万平方米，覆盖率按50%计算，即建筑面积为0.99万平方米。2、物料供应：(1)、本项目原材料（各种水果蔬菜，如青豆蘑菇番茄等）本地就地收购，可确保生产需要。(2)、建筑材料就地购买，能够节约运输成本。(3)、各种机械设备应高起点、严要求，确保生产、产品质量。3、规划设计要求： (1)、收购多种蔬菜和水果、品种选择、预处理（脱壳）、保鲜原汁、加工配制、工艺精制、高温消毒、高温熏蒸、高压排气、电动封口、检验合格、包装、入库销售（2）、主要设备及原料成份设备：锅炉、封口机、夹层锅、排气罐、杀菌锅、发电机组等原料成份：蔬菜、水果、竹笋、白沙糖、水、柠檬酸等。六、项目财务效益分析：年产糖水水果罐头（糖水橘子、糖水杨梅、糖水桃子）2000吨，按500克/瓶装的话，为400万瓶，400万瓶5元/瓶=2000万元；年产蔬菜罐头（青豆、蘑菇、番茄等）1950吨，按300克/瓶装的话，650万瓶3元/瓶=1950万元；另有竹笋罐头年产量为180吨，按300克/瓶装的话，60万瓶3元/瓶=180万元；三项合计年销售收入达4130万元。因本项目产品原料收购较便宜，收购方便，环节少，增值幅度较大，经核算，扣除原料、包装、水电费、员工工资、设备折旧费和税金等。利润可按15%计算，即4130万元15%=619.5万元（利润）；41308%=330.4万元（税金）本项目预期项目总投资2000万元，其中固定资产投资900万元，流动资金1100万元，年产值4130万元，年利润619.5万元，年税金330.4万元，固定资产回报期应是900万元619.5万元=1.45年，总投资产回报期：2000620=3.22年。七、社会效益：该项目建成后，不仅有较好的经济效益，而且有较大的社会效益。一是能推动我县及周边县水果种业的发展，增加农民收入；二是通过水果加工，增加税源，增加财政收入；三是增加就业岗位，为无业人员提供就业机会；四是满足了城乡人民对果蔬制品的需求，提高人民群众生活水平。五是拉动项目区周边的交通、运输、房地产和餐饮服务业等行业的发展。产品方案由于果蔬罐头食品加工厂相对其它食品加工厂而言，产品繁多，季节性又强，因此产品方案编排较为复杂。在安排产品方案时，还应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。“四个满足”是：（1） 满足主要产品产量的要求；（2） 满足原料综合利用的要求；（3） 满足淡旺季平衡生产的要求；（4） 满足经济效益的要求。“五个平衡”是：（1） 产品产量与原料供量要平衡；（2） 生产季节性与劳动力要平衡；（3） 生产班次要平衡；（4） 设备生产能力要平衡；（5） 水、电、汽负荷要平衡。根据设计计划以及产量预测等相关信息，编制产品方案如下表所示：4表1 建瓯地区年产4000 5000t罐头工厂产品方案产品名称年产量/t班产量/t1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月青豆40016蘑菇60020整番茄30010番茄酱3004糖水橘子120012橘酱1002竹笋1808糖水桃子4008糖水杨梅40020茄汁黄豆2505全年总产量4130注：工艺流程1、 糖水梨罐头的工艺流程：原料验收 分选清洗 摘把去皮 切半去子巢 修整 抽空处理 分选装罐 排气 密封 杀菌冷却 检验 包装 成品操作要点： 原料：原料梨的成熟度要适当，若成熟度低、风味差，易使产品色泽灰暗。采收过早则成熟不好，并有萎缩现象，装罐后易变黄且带涩味；采收过迟，易发软有沙粒感。从罐藏的角度看，采收的成熟度标准主要是皮色和子巢，同时可品尝其风味及糖酸口感。 去皮：梨的去皮以机械去皮为多，目前也有用水果去皮剂去皮的。去皮后的梨切半，挖去子巢和蒂把，要使巢窝光滑而又去尽子巢。去皮后的梨块不能直接暴露在空气中，应浸入护色液（1%-2%盐水）中。 抽空：梨一般采用湿抽法。 调酸：糖水梨罐头的酸度一般要求在0.1%以上，如果低于这个标准会引起罐头的破坏和风味不足。 装罐与注液：装罐时，按成品标准要求再次剔除变色、过于软烂、有斑点和害虫病等的不合格果块。 排气与密封：加热排气，排气温度95以上，罐中心温度75-80。真空密封排气，真空度53.0-67.1KPa。 杀菌和冷却：不同灌装杀菌条件不同。2、青豆罐头的工艺流程：原料 去荚 大小分级 盐水浮选 预煮 冷却漂洗 选豆 装罐 排气密封 杀菌冷却 擦罐入库操作要点： 原料：目前我国常用于加工青豆品种主要有大青荚、小青荚、羊角尖和宁科百号等。 去荚：青豆去荚一般在脱粒机上进行。 分级：分级后的豆粒不得带有碎壳及杂质，并及时将豆类送入下道工序加工，否则豆粒容易老化。 盐水浮选分级：青豆的成熟度不同，其淀粉及糖的含量也不同，相对密度也不同。成熟度高，相对密度大，用盐水浮选就沉入池底；成熟度低相对密度小，豆粒浮在液面上， 预煮：分级后马上预煮，为去除一部分可溶性含氮物质、果胶及淀粉等。 选豆：漂洗后的豆用人工再一次复检，剔除黄色豆、红花豆等。 装罐：不同大小、不同成熟度、不同色泽的豆粒分开装罐。 排气密封，杀菌冷却：装罐后的罐头立即进行排气密封，杀菌后的罐头急速冷却至40左右。 物料计算（以糖水梨罐头为例）杨梅原料的利用率为79%，原料中不合格料14%，其它工艺损耗7%。确定生产梨原料为1519Kg。表2 梨罐头不同罐型的装罐要求罐号净质量/g果块质量/g块数（片1/2开）糖水质量/g7813001662-613571104252353-819081135673163-1026291218224524-12370因此选用罐号8113，净重567g，其中装入果肉316g，注入糖水262g。糖酸比：1、 糖浓度的计算：所配制糖液的浓度，依水果种类、品种、成熟度、果肉装量及产品质量标准而定。糖液的配制采用蔗糖（符合GB317的要求），要求糖液清晰透明、无沉淀、无混浊，糖的甜度纯，无异味，糖浓度符合生产要求。采用直接配制法。按下式进行计算：-每罐装入果肉量（g），-每罐装入糖液量（g），-每罐净重（g），-装罐前果肉的糖含量（%），12%-13%，取12%-注入罐的糖液浓度（%）-要求开罐时糖液浓度（%），14%-18%，取16%计算得：据资料知，注入糖液的浓度应控制在19%-24%，符合要求。理论上每罐需糖量。2、 柠檬酸的计算：酸溶液配制采用柠檬酸（GB1987的要求）。按下式进行计算：-罐头的净含量（g），-需添加的酸含量（g）-调整前原果肉的酸含量（%），0.5%-1.1%，取0.8%-柠檬酸的质量分数（%），取1%-要求调整的酸度（%）根据经验所得糖酸比为13：1，则要求调整的酸度计算得理论上每罐需要柠檬酸量g。物料衡算流程：梨原料（1519kg） 不合格果实，机械损失等-14%去皮 去皮损失-3%抽空 抽空损失-1%调酸 柠檬酸（2.438g） 酸液损失-0.3% 装罐与注液（2116罐） 糖液 每罐添加糖液约262g，糖液损-0.3% 排气与密封（2116罐） 封口失误-1% 杀菌冷却（2095罐） 出现胖听等现象损失-0.2% 保温检验进仓（2090罐）综上，其它果蔬工艺流程按照各自的工艺流程进行物料计算。11设备选型xx果蔬罐头工厂生产车间设备清单 序号设备名称设备生产能力规格型号产品用途台数1挑选分级输送机3000*500*900mm果蔬的挑选分级和输送12圆角槽车1300*1080*800mm果蔬加工设备13空罐清洗机3-5t/h3000*900*1400mm清洗空罐头瓶14装罐机0-200罐/分2800*1700*2000mm装罐15高速溶糖设备90r/min3000*2200*3500溶糖16罐头排气箱6000*800*1400mm排气17马口铁易拉罐封罐机30-25-罐/分2200*1200*1900mm封罐18杀菌设备0.17-0.8M/min16000*2300*1500mm杀菌1三废处理、综合利用对于罐头厂而言，主要的环境危害是水污染。罐头生产废水是水体的污染源,由于它排放量大,分布面广,对环境质量的影响十分显著，罐头生产行业又是发展中食品工业的重要行业,对国民经济与人民生活关系密切。罐头生产企业,既建在大小城市、亦普遍建于集镇,因加工生产而排放的废水,进入下水道、河流、湖泊和海域,如不加治理，废水流经之处会使水域污染,导致鱼虾绝迹,藻类繁殖,破坏自然界的生态平衡。罐头厂废水的特点可概括为：悬浮物（SS）较高，一般在1000-1200mg/L；COD Cr含量高，一般在4000-4800mg/L;BOD5含量也高，一般在2800-3200mg/L，还含有氨氮，一般20-30mg/L,废水量很高，普遍是1000-1500m3/d。水质混浊，容易腐蚀，容易发臭，容易对环境造成严重污染。对这一类有机废水的治理,是目前一项迫切需要的工作。 如下是罐头生产废水处理： 图1 罐头生产废水处理介绍国外应用于生产和研究的处理罐头生产废水发的技术工艺有深井曝气法、活性生物滤池法（ABF法）、稳定塘工艺、软性填料二段接触氧化法、延时曝气活性污泥法等。（1）深井曝气法：深井曝气法是一种高效生物处理的活性污泥工艺，这种方法60年代起源于英国，处理设施一般包括前处理、深井曝气和液固分离三部分。前处理包括格栅与沉砂，以防止粒状物进入深井造成堵塞，深井是一个地下曝气池，一般直径l6m，深度50I5Om，井分隔成下降管和上升管两部分，可用空气压缩机或泵进行循环。为了气、液、固三相分离，设置脱气池和二次沉淀池。（2）活性生物滤池法：活性生物滤池法即为ABF（ActivatedBioFilter）法，是近年国外发展起来的一种生物处理新工艺，是把活性生物滤池和曝气池串联起来，与一般生物滤池和曝气池串联的流程不同的是二沉池的污泥不回流进入曝气池，而送至活性生物滤池，污水的有机物除受到生物膜的作用外，还有回流的活性污泥进行吸附氧化。因而提高活性生物滤出的处理能力，能适应进水水质较大范围的变化，使运行比较稳定。活性生物滤池的滤料，是由一层层横向固定的木条做成的框架，水平放置，层间有空隙有利通风，污水自上而下逐层滴溅充氧，水曲折流经滤料，延长了在池中停留时间。（3）稳定塘工艺：稳定塘工艺可分为好氧塘、兼氧塘、厌氧塘和生物塘（包括养鱼塘、人工植物塘）。采用厌氧塘、兼性塘和好氧塘串联系统处理肉类加工废水，从建造和运行角度而言是最经济的，并且处理效果令人满意、可靠。除了开始运行时有些气味外，不会产生其他问题。但是稳定塘需要大量土地投入，并且处理周期非常漫长，不适合本次设计的肉类加工废水的处理。（4）软性填料二段接触氧化法：接触氧化一般以蜂窝填料为床繁殖微生物，对污水中有机物进行吸附和氧化，为改进蜂窝填料易堵的缺点，以软性填料代替，软性填料是一种维纶纤维束。价格低廉、比面积大（理论值为32/2472mm）、使用方便的新型填料。由于填料浸没在水中整个空间，一端固着，一端漂浮，固着在填料上的生物膜多数是发育极好的垂丝状菌胶团，并有大量丝状菌穿插其间，形成密集的生物群体，增进了污水与微生物的接触表面积。（5）延时曝气活性污泥法：延时曝气的工艺特征是有机物负荷低，曝气时间长（一般在1d以上），微生物生长处于内源代谢阶段。因此基本无污泥外排，管理方便，有机物和氮的去除率都较高。氧化沟工艺的有机负荷也多在延时曝气工艺负荷范围内，只是在曝气池的结构形式上与一般延时曝气不同，采用沟行曝气池。国内采用的卡鲁塞尔型氧化沟BOD5的去除率在98%左右，总氮的去除率在90%左右。国外罐头厂废水处理方式的选择，如美国罐头生产废水大多经过预处理后排入城市污水系统进行处理，采用的活性污泥工艺大多以延时曝气居多；在澳大利亚，氧化塘是肉类加工废水处理采用最普遍的方法；法国采用絮凝-气浮和生物处理（包括卡鲁塞尔池等），气浮用作生物处理前的预处理；英国采用高负荷生物滤池和厌氧接触法等处理罐头生产废水；德国采用的生物处理工艺包括纯氧活性污泥法、生物滤池和普通活性污泥法。国内罐头生产废水处理从70年代开始才进入二级处理工艺，浅层曝气活性污泥法、卡鲁塞尔完全混合曝气池、生物吸附（AB法）池等；70年代末，一些单位进行了生物转盘（筒）处理肉类加工废水的试验，并在几家工厂中得到应用；80年代以来,一些单位进行了射流曝气活性污泥法、水利循环喷射曝气活性污泥法、光合细菌处理法、好养生物流化床、厌氧生物滤池、管道厌氧发酵法和USAB-射流曝气串联工艺处理肉类加工废水的试验；从90年代开始，酸化水解+AO工艺在罐头厂废水处理中获得成功应用并迅速推广，一些单位也研究了采用混凝法和气浮法处理罐头厂废水，采用的絮凝剂主要是聚合硫酸铁。以下是废水处理工艺流程详细图：图2 罐头厂废水处理工艺流程图HACCP计划1、果蔬罐头危害分析工作单工厂名称：xx果蔬罐头生产公司 工厂地址：中国福建 预期用途和消费者：国内普通消费者、开罐即食序号加工步骤危害分析控制危害（是/否）对其判断依据控制危害的预防措施CCP点？（是/否）1原料验收生物的病原菌、寄生虫、虫卵等是微生物寄于果蔬上生存及时做好病虫害防治是化学的兽药、农药、重金属残留是种植阶段防止病虫害合理利用农药是物理的异物（金属、玻璃、碎纸等）是采收过程可能带入后序工艺可去除否2辅料接收生物的病原菌、霉菌等是2、 添加剂等可能带入耐热性病原菌或芽孢、虫卵等；3、 调味料可能带病原菌、霉菌等热加工处理可去除是化学的重金属残留是调味料可能含重金属或黄曲霉毒素超标向供应商索要产品检疫报告是物理的异物（金属、玻璃、石头等）否很少可能存在否3预处理生物的病原菌是病原菌污染、增殖随后工序可消除否化学的无否本供需不会造成污染否物理的无否本供需对原来中可能存在的物理危害进行挑选否4抽空处理生物的病原菌（沙门氏菌、单增李氏菌、大肠杆菌等）是产品自带或前道工序污染控制加热温度和时间否化学的有害物质污染否产品采收时农药残留否物理的无否本工序不造成污染否5分选装罐生物的细菌污染是受包装环境影响罐头杀菌及包装间管理否化学的无否本工序不造成污染否物理的异物否很少可能否6排气生物的产气细菌是抽空处理未全部杀死、分罐时带入适宜的加热温度、时间是化学的无否本工序不造成污染否物理的无否本工序不造成污染否7密封生物