食品工厂整体设计.doc

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食品工厂整体设计 学生姓名 陈 璐（83070103） 董 雷（83070111） 路 爽（83070105） 陈 磊（83070106） 刘 彬（83070116） 易 飞（83070125） 董 鑫（83070201）专 业 食品科学与工程 班级 07级 课程名称 食品工厂设计与环境保护 任课教师 李欣欣 开课学期 2009-2010年第2学期 吉林大学农学部军需科技学院食品工厂整体设计提纲第一章 设计总论1.1 设计工厂名称及设计单位名称、设计者姓名1.1.1 设计工厂名称：上海成长乳业集团。1.1.2 设计单位名称：吉林大学和平校区07级食品科学与工程。1.1.3 设计者姓名：陈璐、董雷、路爽、陈磊、刘彬、易飞、董鑫。1.2 市场分析及预测1.2.1 市场需求分析随着科学技术进步和人民生活水平的不断提高，人们对于饮食的要求越来越高。牛乳含有几乎人体所需的全部营养素及具有保健功能的生物活性物质，营养价值非常丰富。随着国家的政策导向和广大消费者的认可，乳制品的种类日益增多，生产量以每年两位数的增长幅度迅速增加，市场需求量极大。1.2.2 市场预测1.2.2.1 国内市场受“三聚氰胺”事件影响，国内市场对进口乳品的需求进一步提高。“三聚氰胺”事件之后，国产乳制品遭遇信任危机，更多的国内消费者倾向于购买进口乳制品，我国对进口的乳品原料以及制成品的需求猛增，导致进口快速增长。同时，外资乳业巨头看好我国乳品市场的发展前景，加大了对我国市场的营销力度，也是乳品进口猛增的原因之一。因此，很有必要打开国内的市场，使消费者更倾向于购买国内的产品。1.2.2.2 国外市场 “三聚氰胺”事件，使国外乳品企业大量进入中国市场，中国乳业已形成了竞争态势，而国外从中国进口乳制品也有所下降。经过对市场和消费者购买的乳制品的调查分析，得出消毒奶、调味奶、全脂奶粉和酸奶的需求量很大。因此，以这四种产品为主要生产产品。此外，由于现在人们的生活水平提高，消费理念的改变，对乳制品的需求越来越大，乳制品的市场还有提高的空间。所以，只要在技术和产品的品种上有自己的特点和创新，就可以在市场占有一定的份额。1.3 生产规模、品种、销售方式1.3.1 生产规模根据国内国际市场情况，结合现有的实际情况，考虑乳源，市场需求及工厂的现有条件，本项目规格定为年产量7.5万吨原料乳。1.3.2 生产品种消毒奶、调味奶、全脂奶粉和酸奶。1.3.3 销售方式超市及小营业网点的批发，专营店的零售和个人预定，以上海地区为主要销售区域，并销往全国各地。1.4 生产方法（生产技术及设备水平） 生产方法运用了微生物发酵，澄清均质、超高温灭菌、超低温冷藏、无菌包装技术等。HACCP、GMP和SSOP等监督管理技术等。在设备水平方面，总体上达到了国家要求的检测标准，使用了专业的设备，以符合各个品种的工艺流程要求。1.5 厂址概述本工厂厂址拟定在中国上海市奉贤区友谊村（毗邻光明镇牧场）（北纬305403，东经1213057）,见附件1。 选址理由：1.以“城市中的牧场“为主要理念，建立完整的生产与销售一体化体系。2.所选厂址具备方便的运输条件，包括公路、水路，减少了运输成本。3.靠近黄浦江支流，有充足的水源，且水质较好。4.厂址附近有良好的卫生环境，远离重工业区，没有有害气体、放射性源、粉尘及其它扩散性的污染源。5.该地址附近暂无其他工厂，所以建厂用地充足。在满足生产要求的基础上，还可留有适当的空余场地。1.6 主要原辅材料、燃料及动力供应情况 本工厂建成后，每年工艺消耗原料乳7.5万吨，乳源地每天可供应250吨原料乳，可保证生产。生产过程中所需要的其他辅料及包装材料可在国内购买。每年用电量52.86万kwh,由厂内变电所提供。1.7 环境保护乳制品生产过程中排放的废水中的主要成分是以固体乳为主，还有其他各种被稀释的洗剂和杀菌剂等以及生活污水。废气来自锅炉烟气，废渣有锅炉灰渣。对于三废的治理严格按照国家环境保护法，使各项指标达到国家排放标准后再排放，以保护环境，保障人民的身心健康。1.8 工厂组成工厂由凝固型酸乳生产车间、搅拌型酸乳生产车间、化验室、原料库、成品库、行政办公楼、锅炉房、变电所、水泵房、运输车辆车库、收发室等组成。1.9 工作制度（年工作日、月工作日、班次、每班工作时间）1.9.1 消毒奶年工作日：300天，月工作日25天，每天两班，每班工作时间为8小时。1.9.2 调味奶年工作日：300天，月工作日25天，10-5月每天1班，每班工作时间为8小时。1.9.3 全脂奶粉年工作日：300天，月工作日25天，每天1班，每班工作时间为8小时。1.9.4 酸奶 年工作日：300天，月工作日25天，10-5月每天1班，6-9月每天2班，每班工作时间为8小时。1.10 全厂劳动定员工厂劳动定员为230人，其中生产人员为200人，技术及管理人员30人。1.11 全厂总投资（其中包括固资产、流动资产）总投资：8584.46万元。其中，固定资产投资：1580.28万元；流动资金：7004.18万元1.12 设计结论（投产后工厂预达到的技术水平及经济水平）此工厂选址、立项正确，原料供应充足，产品市场畅销，使当地的资源优势转化为经济优势，促进并带动了当地的经济发展。选用的工艺技术和选用的设备成熟、可靠、可行力求高起点高标准。投资建厂后年平均销售收入18376.12万元，每年创利税7683.28万元，投资利税率75.36%，投资利润率60.36%，内部收益率66.35%（税前），盈亏平衡点35.56%，财政效益比较好，抗风险性强，工厂项目可行。第二章 建设条件与厂址 2.1 资源该工厂建成投产后，工艺上年需原料乳量7.5万吨，乳源地每天可供应250吨原料乳，可保证生产。生产过程中所需要的其他原辅料及包装材料可在市场购买。2.2 燃料及动力供应工厂建成后，每年需非生产用水3370吨，所用水为自来水。每年用电量52.86万kwh,由厂内变电所提供。每年需煤589吨，由市燃料燃料公司供给。2.3 厂址本厂厂址拟建在中国上海市奉贤区友谊村（北纬305403，东经1213057），毗邻光明镇牧场。所选厂址具备方便的运输条件，包括公路、水路，减少了运输成本；靠近黄浦江支流，有充足的水源，且水质较好；厂址附近有良好的卫生环境，远离重工业区，没有有害气体、放射性源、粉尘及其它扩散性的污染源；该地址附近暂无其他工厂，所以建厂用地充足。在满足生产要求的基础上，还可留有适当的空余场地。2.4 气象资料年平均气温：15极端最高温度：40.2极端最低温度：-11最热月平均气温：32最冷月平均气温：-6.9常年主导风向：东南风第三章 生产车间设计3.1 产品方案的确定根据国内国际市场情况，结合现有的实际情况，考虑乳源，市场需求及工厂的现有条件，制定出产品方案见附件2。3.2 产品工艺流程的确定、操作说明及绘制工艺流程图3.2.1 消毒乳3.2.1.1 工艺流程图（如图1所示）配 料脱 气杀 菌净 乳原料乳验收麦 坯冷 却巴氏杀菌均 质图1 消毒乳工艺流程图3.2.1.2 操作要点（1）原料扎的验收和分级：中鲜牛奶的验收主要有感官检查、理化检验、抗生素检验、酒精试验、微生物检测等。对原料乳的质量必须严格管理，认真检验只有符合标准的原料乳才能生产消毒乳。（2）过滤或净化：目的是除去乳中的尘埃、杂质。（3）标准化：一般说来低脂乳含脂辜为0.5，普通乳为3.0。我国规定消毒乳的含脂率为3.0，凡不合乎标准的乳都必须进行标准化。（4）均质：在部分均质时稀奶油的含脂率不应超过12。通常进行均质的温度为65，均质压力为1020 MPa。（5）巴氏杀菌：一般牛奶高温短时巴氏杀菌的温度通常为75C，持续1520s；或8O85，1015s。如果巴氏杀菌太强烈，那么该牛奶就有蒸煮味和焦糊味，稀奶油也会产生结块或聚合。（6）冷却：通常将乳冷却至4左右。而超高温奶、灭菌奶则冷却至20以下即可。（7）灌装：灌装容器主要为玻璃瓶、乙烯塑料瓶、塑料袋和涂塑复合纸袋等。3.2.2 调味奶3.2.2.1 含大麦仁颗粒调味奶的工艺流程图（如图2所示）3.2.2.2 操作说明（1）谷物颗粒的熟化：将大麦仁颗粒洗净后倒入蒸汽熏蒸的托盘中，在托盘中加入一定量熟麦坯干麦坯麦 坯奶粉、麦芽糊精、绵白糖等辅料消毒灭菌混 合成品包装产品检验分 装图2 调味奶工艺流程图的水(谷物颗粒与水的重量比约为1:2)，然后放入蒸汽熏蒸设备中密封，通入蒸汽，在蒸汽熏蒸设备中温度达到90-100后保持约20分钟以熟化，然后降温冷却后待用。熟化后的大麦仁具有白里透亮的色泽，有麦香溢出，且大麦仁颗粒为完整的颗粒状，基本无淀粉析出，呈均匀分散，不产生粘聚现象，嚼感强，口感好，吃到嘴里会感觉到浓郁的大麦仁的香气。（2）溶料、混料：将白砂糖、结冷胶、卡拉胶、瓜尔豆胶、蔗糖酷、盐、膳食纤维、麦片在牛奶中充分溶解分散，均质，进入常温配料罐;再将已熟化的谷物颗粒、维生素、食用香精加入配料罐中，混合均匀;用剩余配料用水定容至配料量，得到本实施例的混合料液。（3）杀菌灌装：上述混合料液在管式杀菌机中进行135-137、2-4s杀菌后，再冷却到40左右灌装于可以进行二次灭菌的包装中(如HDPE瓶)，然后将包装好的产品放在二次灭菌设备中，采用121、13-16分钟的高压灭菌后，冷却得到含大麦仁颗粒的调味奶。3.2.3 全脂奶粉3.2.3.1 工艺流程图（如图3所示）浓缩预热杀菌预处理原料乳验收冷却包装筛粉喷雾干燥图3 全脂奶粉工艺流程图3.2.3.2 操作说明（1）原料乳验收和预处理：原料乳必须新鲜，不能混有异常乳。（2）预热杀菌：一般采用高温短时间杀菌法，或超高温瞬时间杀菌法。预设采用片式或管式杀菌器，杀菌条件为8085、保持30秒。（3）浓缩：原料乳经杀菌后，应立即进行真空浓缩。一般浓缩至原料乳体积的1/4左右。该乳品厂规模较大故采用双效或三效真空蒸发器。（4）喷雾干燥：空气加热器加热至130160后，送入喷雾干燥室。同时将过滤的浓缩乳由高压泵送至喷雾器或由奶泵送至离心喷雾转盘。（5）出粉、冷却：将出粉、冷却、筛粉、输粉、贮粉和称量包装等工序联接成连续化的生产线。出粉后应立即筛粉和晾粉。使制品及时冷却。采用流化床出粉冷却装置。（6）称量与包装：乳粉冷却后应立即用马口铁罐、玻璃罐或塑料袋进行包装。3.2.4 酸奶3.2.4.1 工艺流程图（如图4所示）均质标准化预热验收原料奶过滤杀菌溶解白砂糖煮沸降温发酵降温接种调配检验均质灌装加辅料入库稳定剂溶解杀菌降温图4 酸奶工艺流程图3.2.4.2 操作说明（1）生鲜牛乳的验收：生鲜牛乳的验收方法包括感官检验，气味检查，色泽检查，酒精试验，酸度测定，抗生素试验等。（2）菌种的选择：外购冻干的直投式菌种，要求产粘产香。（3）牛奶的标准化：通过添加无抗全脂奶粉或脱脂奶粉将原料奶的理化指标调整到脂肪3.3%，蛋白质2.95%，非脂乳固体8.3%。（4）发酵奶均质温度为5565，压力为1.51.8MPa。（5）发酵奶杀菌温度95，保温5min（利乐皇纸盒，保质期30d）。（6）发酵温度为4143，终点酸度为85T。（7）将稳定增稠剂称量好，加水浸泡溶解后经胶体磨完全分散，加热到8090，保温510min，再冷却到20左右与酸奶混合。（8）酸奶要调糖酸比和香味，使最终酸度70.0T，酸味不够加少量柠檬酸，甜味不够加少量安赛蜜。（9）餐饮酸奶的均质处理：加入稳定剂的酸奶溶液要经过2次均质，压力分别是1.8和1.0MPa。3.3 物料衡算 3.3.1 消毒乳物料衡算（如图5所示）原料乳50 原料乳45.845原料乳4.155稀奶油0.374脱脂乳3.781消毒乳49.626图5 消毒乳物料衡算图（单位：t）3.3.2 调味奶（如图6所示）大麦仁颗粒0.667损 失0.02 蒸汽熏混合物料1.98水1.333混合物料55.558 定容配料混合3.578混合乳53.578 混 合标准乳50 杀菌损 失0.111杀菌乳55.336损 失0.222 冷却、二次杀菌成 品55.225图6 调味奶物料衡算图（单位：t）损 失0.253.3.3 全脂奶粉（如图7所示） 标准乳50 预处理、冷却、贮存（第一次） 预处理、冷却、贮存处理乳49.75 （第二次）处理乳49.651损 失0.200混合乳50.027损 失0.099 杀菌、浓缩 混合 混合乳48.027稀奶油0.376损 失0.096 喷雾干燥损 失0.240混合乳47.787 出粉、冷却、包装成 品47.691图7 全脂奶粉物料衡算图（单位：t）3.3.5酸奶（如图8所示）饮用水16.071白砂糖5原料奶50 溶解白砂糖溶液21.071 混合 煮沸、过滤加糖原料奶60.411损耗10.660接种菌种2.143U1 均质、杀菌、降温 发酵、降温辅料3稳定剂0.321原料奶60.4112 溶解、杀菌、降温半成品奶60.7324 均质、灌装、检验、入库成品奶60.732图8 酸奶物料衡算图（单位：t）3.4 设备选型3.4.1 消毒奶 贮奶罐、配料罐、换热器、均质机、灭菌机、包装机等。3.4.2 调味奶 蒸汽熏蒸设备、均质用的均质机、混料用的配料罐以及杀菌设备。3.4.3 全脂奶粉 重量式自动称量装罐机、管式杀菌器、三效真空蒸发器、鼓风机、高压泵、喷雾器、螺旋输送器、鼓型阀、流化床出粉冷却装置。3.4.4 酸奶 电热恒温培养箱、电炉、水浴锅、均质机、板式杀菌器、发酵罐、利乐皇灌装机。3.5 劳动力计算（如表1所示）序号类别干部技术人员工人其他人员1公司领导22生活部1413生产部451504供应部24575财政36人事劳资部27后勤部1548水处理车间21149灌装12010变电所1311泵房4合计161720211表1 劳动力计算表（单位：人）3.6 生产车间平面布置3.6.1 布置说明 生产车间主要包括生产部门、辅助部门和生活部门，余姚包括了：原辅料预处理工段、生产工段、成品包装工段、控制室、泵房、变配电室、车间化验室、机修、电修室、仓库、办公室、工人休息室、更衣室、厕所和浴室。3.6.2 布置依据 生产车间的布置主要依据生产工艺流程，生产部门之间的功能关系，以人为本和以生产为主的理念，将各个部门有机的结合在一起，既不互相干扰，有最大限度的提供方便和效率，并且满足卫生条件的层层递进关系，符合国际标准。3.6.3 工艺设计对建筑结构、门、窗、地坪、墙、照明 及通风、采暖的要求（1）建筑构造简洁方便便于人的行走和物品的运输，建筑物之间的联系简单易行。（2）门的要求是每个车间都要至少有两个门，可以很好的与其他的车间沟通，并且设置在方便，受影响小的位置。（3）窗的要求是有很好的采光和透气作用。（4）地坪要求可以耐酸、耐碱、抗压和抗震的能力。（5）墙体要求有较好的支撑和抗震，主要是没有死角，便于清理。（6）照明要求尽量用自然光，光线柔和。3.6.4 绘制主要车间设备平面布置图 见附件3。第四章 辅助部门设计4.1 化验室组成：感官检验室、物理检验室、化学检验室、包装材料、容器、精密仪器室。微生物检验室、贮藏室等。特点：单层，防震、防火、隔热、空气流通、光线充足。4.2 仓库（原辅材料、保温库、成品库、包装材料库等）特点：根据各自职能与相应的部门相连接，大小根据产量和具体面积而调整，4.3 工厂运输 厂外主要用公路和水路运输。载重汽车，对冷冻物品则需冷藏车或保温车，厂内主要用传送带和轨道运输，带式输送机、螺旋输送机、滚筒输送机、铲车、叉车、手推车。第五章 工厂卫生及消防安全5.1 工厂卫生本工厂设计产品为消毒奶、调味奶、全脂奶粉和酸奶，严格遵照卫生标准及国家的有关规定。为确保产品质量，对进厂原料、包装物等均需进行严格的检查化验，同时制定严格的管理制度，做到原料不合格不入场使用，产品不合格不出厂。对直接参与生产的人员，要严格管理，建立定期的体检制度，凡患有传染疾病的人员，一律不准上岗。凡在高温、高湿作业的人员，应发放特殊的劳动用品。5.2 消防安全本工厂在设计中严格执行建筑设计防火规范（GBJ16-87），遵循“预防为主，消防结合”的消防工作方针，采取积极有效的措施，防止减少火灾危害。具体措施如下：1.在工程总平面布置上，按建筑设计防火规范规定，满足防火间距，防火、防爆的消防要求。做到人流、物流分开，便于火灾时的安全疏通。2.在生产车间的建筑设计上，根据不用工序的生产类别不同，采取相应的防火措施，合理恰当的布置疏散口和疏散楼梯。电器应确保消防水泵的供电；所有电器设备，有良好的防静电措施。第六章 生活及公用设施（给排水、供电、供汽、采暖及通风）设计6.1 给排水设计6.1.1 取水工程说明 工厂附近的自来水厂每日提供1300吨水，完全可以满足本工厂的用水量需求。厂区给水管网均采用UPVC管材埋地敷设，厂区给水网系生产、生活、消防用水合用环状布置。6.1.2 消防用水生产类别为丙类，室内外消防用水为水量之和的40L/s，火灾延续时间按两小时算，需消防用水量216m3。消防用水蓄水池，容量为450m3。6.1.3 主要设备选择 给水泵：IS100-65-315，两台。消防泵：IS150-125-400，两台。6.1.4 排水量（如表2所示）序号排水部门排水种类排水量/m2小时最大小时平均1生产车间生产废水8.57.62生活排水生活废水0.50.26合计107.86表2 排水量表6.1.5 排水系统说明生活污水排水市政排水管网，生产废水经处理后再排放。排水管道采用钢筋混凝土管，均埋地敷设。6.2 供电设计供电参数高压为10千伏，低压为380/220伏。10KW电源就近10KW高压供电线路供给。厂区供电线路选用电缆，敷设方式为直埋。变压器选用节能型S7800KVA型电力变压器，高压开关柜选用XGN2型固定式高压开关柜，低压开关柜选用GGD2低压开关柜。6.3 供气设计采用锅炉房供气，并设置在生产车间系数最小的上侧。锅炉房旁边设有足够的煤和灰渣堆场，同时与相邻的建筑物间距符合防火规范安全和卫生标准。在通风、采光、防晒方面得出了锅炉房的朝向。在锅炉出口和引风机之间还装有烟囱气体除尘装置，以减少对环境的污染。6.4 采暖和通风设计6.4.1 室外气象参数采暖室外计算温度：-2；冬季通风计算温度：3；夏季通风计算温度：34。6.4.2 全场采暖通风方案 采用锅炉房烧煤采暖。供水温度95，回水温度70，采暖系统为上供下回单管顺序式机械循环系统。散热器选用铸铁散热器。第七章 全场用水量、用汽量、用电量估算（表）7.1 全场用水量估算（如表3所示）序号用水部门水质用水量/m2小时最大小时平均1工艺用水自来水2020.52锅炉房用水自来水1.21.23生活用水自来水0.90.3合计22.1224消防用水132表3 全场用水量估算7.2 全场用汽量估算（