毕业设计（论文）-日处理12吨面粉的韧性饼干工厂设计.doc

SHANDONG 毕业设计说明书 日处理 12 吨面粉的韧性饼干工厂设计 学 院： 农业工程与食品科学学院 专 业： 食品科学与工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2012 年 06 月 摘 要 I 摘摘 要要 本设计叙述了日处理 12 吨面粉的韧性饼干工厂设计，包括厂址的选择， 全厂平面布置，公共系统的计算，经济技术核算，劳动组织分配等内容，详细 讲述了韧性饼干生产方案的选择、配方及工艺流程的论证，产品的物料衡算， 设备的选型，自制烤炉的设计，车间的平面布置。并绘制出日处理 12 吨面粉 的韧性饼干工厂平面布置图、车间布置图、工艺流程图和烤炉设计图共四张图 纸。 关键词关键词：韧性饼干,工艺流程，物料衡算，设备选型，工厂设计。 摘 要 II Abstract The design described processing 12 tons of flour, biscuit plant design, including the choice of site, the whole plant layout, the calculation of the public system, economic and technical accounting, allocation of labor organizations, etc., describe in detail the choice of biscuit production program, demonstration of the formula and process, the material balance, equipment selection, homemade oven design, the layout of the workshop. And draw a layout diagram of processing 12 tons of flour biscuit factory, workshop layout, process flow diagrams and oven design a total of four drawings. KeyKey wordswords: Biscuit ；process ；material balance ；equipment selection；plant design 目 录 III 目目 录录 摘摘 要要 .I ABSTRACT.II 目目 录录.III 第一章第一章 引引 言言.1 1.1 韧性饼干概况.1 1.2 研究内容、研究目的、研究意义.1 1.3 韧性饼干的发展前景.1 第二章第二章 工艺设计及分析工艺设计及分析.3 2.1.韧性饼干的配方.3 2.2 韧性饼干的用料要求及预处理.3 2.2.1 小麦面粉、淀粉 .3 2.2.2 糖、油 .4 2.2.3 磷脂 .4 2.2.4 疏松剂 .4 2.2.5 风味料 .4 2.2.6 香料 .4 2.2.7 食盐 .5 2.2.8 其他添加剂 .5 2.3 工艺流程图.5 2.4 工艺论证.5 2.4.1 调粉 .5 2.4.2 静置 .6 2.4.3 压面 .6 2.4.4 成型 .6 2.4.5 烘烤 .6 2.4.6 冷却 .8 2.4.7 包装、入库 .8 2.5 工艺中应注意的问题.8 2.5.1 投料顺序 .8 2.5.2 淀粉的添加 .8 2.5.3 加水量的掌握 .9 2.5.4 面团的充分搅拌 .9 2.5.5 面团温度 .9 目 录 IV 2.5.6 面团调制时间和成熟度的判断 .9 2.5.7 面团静置 .9 第三章第三章 设备选型及物料衡算设备选型及物料衡算.11 3.1 设备选型说明.11 3.2 设备选型的主要依据.11 3.3 设备选型的基本原则.12 3.4 主要设备选型的要点.13 3.4.1 调粉机 .13 3.4.2 轧面机 .13 3.4.3 成型机 .13 3.4.4 烤炉 .14 3.5 设备选型清单列表.14 3.6 物料衡算.14 第四章第四章 烤炉的设计烤炉的设计.16 4.1 饼干的产量计算.16 4.2 烤炉的机械设计和计算.16 4.2.1 带式烤炉烘烤室长度的选择 .16 4.2.2 炉膛宽度的确定 .17 4.2.3 滚筒直径的计算 .17 4.3 传动功率的计算.17 4.3.1、炉带各点的张力和阻力计算 .18 4.3.2.炉带在驱动滚筒上所需的圆周力 P .19 4.4 加热系统的设计和计算.20 4.5 通风装置的设计和计算.21 4.5.1 电加热排气量的计算 .22 4.5.2 排气管的尺寸计算 .22 第五章第五章 劳动力组织及辅助设施劳动力组织及辅助设施.25 5.1 劳动力组织.25 5.2 工厂建筑、卫生及防火.26 5.2.1 厂址的选择 .26 5.2.2 工厂平面设计 .27 5.2.3 生产车间工艺布置的原则 .28 5.3 公共系统 .28 5.3.1 耗水量的估算 .28 5.3.2 耗电量的估算 .29 第六章第六章 经济经济核核算算.30 6.1 成本计算.30 目 录 V 6.1.1 每 t 产品所耗用的原辅料的总成本 .30 6.1.2 每 t 饼干包装材料的耗用成本 .31 6.1.3 每 t 产品需付给工人工资、设备折旧费、动力费等 .31 6.2 经济效益分析.32 6.2.1 利润 .32 6.2.2 税金 .32 6.2.3 出厂价格（元/t 产品） .32 第七章第七章 产品质量标准产品质量标准.33 7.1 感官指标.33 7.2 理化指标.33 7.3 卫生指标.33 7.4 检验规则.33 7.5 验收,包装,标志,运输,保管.34 结论结论.35 参考文献参考文献.36 致致 谢谢.37 第一章 引 言 1 第一章 引 言 1.1 韧性饼干概况 饼干的主要原料是小麦面粉，此外还有糖类、淀粉、油脂、乳品、蛋品、 香精、膨松剂辅料。上述原、辅料通过和面机调制成面团，再经辊轧机轧成面 片，成型机压成饼坯，最后经过烤炉烘烤，冷却后成为酥松可口的饼干。 饼干具有耐贮藏、易携带、口味多样等特点，深受人们喜爱。饼干品种正 向休闲化和功能化食品方向发展。按其加工工艺的不同，又可分为：酥性饼干、 韧性饼干、薄脆饼干、曲奇饼干、夹心饼干、威化饼干、蛋卷等。 韧性饼干的印模造型大部分为凹花，其外观光滑，表面平整，印纹清洗， 断面结构有层次，咀嚼有松脆感，耐嚼，表面有针眼（生产过程中的放气孔， 放气是为了使表面与底面平整）1。 1.2 研究内容、研究目的、研究意义 研究内容：完成日处理 12 吨面粉的韧性饼干的工厂设计，为其设计生产 工艺，并进行物料衡算、设备选型、烤炉的设计及车间的平面布置。并根据设 计绘制工厂平面布置图、车间布置图、工艺流程图和烤炉设计图共四张图纸。 研究目的：综合运用食品工厂设计与环境保护课程上所学习的知识进 行课程设计，培养学生查阅资料，使用手册、标准规范及整理数据和运算绘图 进行食品工厂设计的能力。 研究意义；有利于基础知识的理解，有利于逻辑思维的锻炼，有利于与其 他学科的整合，有利于治学态度的培养。 1.3 韧性饼干的发展前景 据数据显示，2006 年我国饼干产量达到 1784500.98 吨，2007 年我国饼干 产量达到 2237570.79 吨，2008 年我国饼干产量达到 2826929.60 吨，2009 年 第一章 引 言 2 我国饼干产量达到 2826929.60 吨，2010 年前 7 月我国饼干产量达到 2511049.55 吨。通过以上数据显示：近年来，我国饼干行业规模不断扩大， 行业发展快速，市场潜力巨大。在我国，饼干原来似乎只是一种儿童食品， 但如今这一情况正在发生变化，据有关机构实际调查，目前在饼干消费中 70%左 右的为成年人购买，而对韧性饼干的消费则比这个比例更高。与其他休闲食 品相比饼干具有更强的冲击功能：既可当早点，又可充当两餐之间的休闲小 食品。韧性饼干作为饼干中的一大类，品类众多，如牛奶饼、香草饼、蛋味 饼、玛利饼、波士顿饼等。未来的发展前景优为乐观。时下，人们越来越重 视休闲食品的营养及健康，所以低脂健康产品将成为饼干市场的主流，具有 很大的市场潜力，将会带动地方的经济发展和社会发展2。 第二章 工艺设计及分析 3 第二章 工艺设计及分析 2.1.韧性饼干的配方 韧性饼干配方中油、糖比一般为 1:2.5 左右，油、糖与小麦粉之比为 1:2.5 左右，具体见下表 2-1： 表 2-1 韧性饼干配方 成分质量（kg）百分比 面粉9062.07% 淀粉106.90% 全脂奶粉42.76% 白砂糖粉2517.24% 饴糖42.76% 油脂106.90% 磷脂10.69% BHT0.0290.02% 碳酸氢钠0.590.41% 碳酸氢铵0.20.14% 香料0.0140.01% 食盐0.140.10% 总合1451 2.2 韧性饼干的用料要求及预处理 2.2.1 小麦面粉、淀粉 饼干制作工艺中除了个别品种,一般不希望面筋过多形成,因为筋力过高将 给成型带来困难。所以饼干用小麦粉一般应选用湿面筋含量在 24%36%的面粉。 当小麦粉的筋力过强时,需要添加淀粉以减少面筋蛋白的比例,降低面团的 筋性.一般可添加小麦淀粉,玉米淀粉和马铃薯淀粉3。 第二章 工艺设计及分析 4 面粉和淀粉在使用前需要过筛。过筛的目的，除了控制粒度和除杂外，还 可以混入一定量的空气，有利于饼干的酥松。在过筛装置中需要增设磁铁，以 便去除金属杂质。面粉的湿度应根据季节的不同加以调整。 2.2.2 糖、油 一般将砂糖磨碎成糖粉粉或将砂糖溶化为糖浆过滤后使用。 普通液体植 物油脂、猪油等可以直接使用；奶油、人造奶油、椰子油等油脂在低温时硬度 较高，可以用搅拌机搅拌使其软化后使用。 2.2.3 磷脂 磷脂是一种很理想的食用天然乳化剂，配比量一般为油脂用量的 5%15%,用 量过多会使制品产生异味。 2.2.4 疏松剂 韧性饼干生产中一般都采用混合疏松剂（小苏打和碳酸氢铵两者配合）,总 配比量约为面粉的 1%。 2.2.5 风味料 乳品和食盐等作为风味料，能提高产品的营养价值，改善口感，可以适量 配入。有些产品还可以加入鸡蛋等辅料作为风味料4。 2.2.6 香料 在饼干生产中都采用耐高温的香精油，如香蕉、桔子、菠萝、椰子等香精 油，香料的用量应符合食品添加剂使用标准的规定。 第二章 工艺设计及分析 5 2.2.7 食盐 食盐的添加对饼干的意义:给饼干以咸味,增强产品的风味；盐可以增强面 筋弹性和韧性,使面团抗胀力提高；作为淀粉酶的活化剂,增加淀粉的转化率, 给酵母菌供给更多的糖分；抑制杂菌繁殖,防止野生发酵带来的异臭。 2.2.8 其他添加剂 抗氧化剂：叔丁基对羟基茴香醚（BHA）、2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）、 没食子酸丙酯（PG）等，其用量不大于油脂用量的 0.01%。 面团改良剂：亚 硫酸盐，缩短韧性面团调粉时间和降低面团弹性，最大使用量不得超过 50mg/k。 2.3 工艺流程图 调粉静置压面成型烘烤冷却包装入库 2.4 工艺论证 2.4.1 调粉 韧性面团在调制过程中,通过搅拌,撕拉,揉捏等处理,原料得以充分混合,并使 面团的各种物理特性(弹性,软硬度,可塑性)等都得到较大的改善,为后道工序创造 必要的条件。 韧性面团的调制要分两个阶段来控制:第一阶段是使面粉吸水；第二阶段是 要使已经形成的面筋在搅拌机的搅拌下不断拉伸撕裂,使其逐渐超越弹性限度而 使弹性降低5。 韧性面团要求调得松软一些，加水量约为 18%左右，焦亚硫酸钠用冷水溶 化后，在开始调粉时即可加入。一般采用双浆立式调粉机约调 2025 分钟， 第二章 工艺设计及分析 6 不宜用单桨卧式机，因为面团易缠在桨轴上空转。更不宜用卧式 S 形调粉机， 机桨易于断裂。调后面团温度为 3640。判断调粉好坏的重要标志有两点： 首先是面团弹性明显变小，其次是稍感面团发软。 2.4.2 静置 调粉后面团弹性仍然较大，可通过静置来减少饼干韧缩现象，因在静置过 程中可消除面团内部的张力。一般要静置 1020 分钟，可视需要而定。 2.4.3 压面 辊轧就是将调粉后,面团的杂乱无序的面筋组织,经过反复辊轧,变为层状的 均整化的组织,并使面团在接近饼干坯薄厚的辊轧过程中消除内应力。它不仅是 冲印成型的准备工序,而且是防止成型后,饼干收缩变形的必要措施。 辊轧时为了使面筋形成均整的组织和使各个方向应力相同,避免因内部应力 不均而造成冲印后的变形,需要避免辊轧时单方向的延伸6。也就是说,面带在一 个方向辊轧后, 将面片的两端折向中间，并经二次摺迭转向,再辊轧。韧性面团 辊轧一般是 11 次左右，以改善其纵横之间收缩性能上的差异。 2.4.4 成型 韧性饼干采用冲印机冲印成型.因为韧性饼干的面团由于面筋水化得充分, 面团弹性较大,烘烤时饼坯的胀发率大并容易起泡,底部易出现凹底.因此,宜使用 带有针柱的凹花印模,饼坯表面具有均匀分布的针孔,就可以防止饼坯烘烤时表 面起泡现象的发生。面片在各道辊轧中厚度在压延比不应超过 31，最后一道 的厚度最好不超过 3 毫米，模型应使用有针孔的凹花(阳纹)图案，以增加花纹 清晰度。 第二章 工艺设计及分析 7 2.4.5 烘烤 烘烤是完成焙烤食品的最后加工步骤，是决定产品质量的重要一环，而且 焙烤也远远不只是烘干、烤熟的简单过程，而是与成品的外形、色泽、体积、 内部组织、口感、风味有密切关系的复杂的物理、化学过程。 烘烤的目的：产生二氧化碳气体和水蒸气的压力使饼干具有膨松的结构； 使淀粉糊化，即使淀粉胀润、糊化变为易消化的形态，也就是烘熟；得到好的 色、香、味；使面团中的酵母及个中酶失去活力，以保持饼干的品质不易变化； 蒸发水分，使柔软的可塑性的饼坯变成具有稳定形态和松脆的产品，对于饼干 来说，水分的蒸发还有一个重要意义，就是使产品成为便于保藏和携带的方便 食品； 韧性饼干的烘烤经过冷凝-胀发-定型-脱水-上色五个过程7。 饼干的胀发：饼干的胀发力主要是疏松剂受热分解产生的。当饼坯内部温 度升高到 35时，碳酸氢铵开始分解，产生二氧化碳和氨气；当温度升到 65时碳酸氢钠也开始分解产生二氧化碳，随着温度的升高，饼坯的体积迅速 膨胀，厚度急剧增加。 饼干的定型：在温度升高、体积胀发的同时，饼坯内部淀粉糊化，形成粘 稠的胶体，待冷却后可以形成结实的凝胶体，蛋白质变性凝固形成饼干的骨架。 当疏松剂分解完毕，饼坯厚度略有下降，此时，淀粉糊化形成的凝胶体及蛋白 质的变性凝固形成了固定的饼干体。至此完成了从胀发到定型的全过程。 饼干的脱水：韧性饼干饼坯的含水量在 20%24% ,烘烤结束出炉时饼干水 分一般在 8%左右，冷却后饼干含水一般在 3%4%。 饼干上色：烘烤过程中当饼坯表面水分降至 13%左右，温度上升到 140 时，饼干坯的表面逐渐变为浅金黄色。饼干的上色主要是焦糖化和美拉德反应 的结果。 在工业化生产中，饼干的焙烤基本上都是使用可连续化生产的隧道式烤炉。 整个隧道式烤炉由 5 或 6 节可单独控制温度的烤箱组成，分为前区、中区和后 区 3 个烤区。韧性饼干由于在面团调制时形成多量的面筋，使烘烤时脱水速度 第二章 工艺设计及分析 8 慢，因此必须采用低温长时间烘烤。在温度 225250情况下可烘烤 46 分 钟。 2.4.6 冷却 刚出炉的饼干表面温度在160以上，中心温度也在110左右，必须冷却后才能进行 包装。一方面，刚出炉的饼干水分含量较高，且分布不均匀，口感较软，在冷却过程中， 水分进一步蒸发，同时使水分分布均匀，口感酥脆；另一方面，冷却后包装还可防止油脂 的氧化酸败和饼干变形。冷却通常是在输送带上自然冷却，也可在输送带上方用风扇进行 吹风冷却，但不宜用强烈的冷风吹，否则饼干会发生裂缝。饼干冷却至3040即可进行 包装。 2.4.7 包装、入库 按标准进行包装贴标，先进行玻璃纸袋包装，然后进行瓦楞纸箱包装，最 后在常温库内贮藏。 2.5 工艺中应注意的问题 2.5.1 投料顺序 韧性面团在调粉时可一次性将面粉、水和辅料投入机器搅拌。由于韧性面 团调制温度较高，疏松剂、香精、香料一般在面团调制的后期加入，以减少分 解和挥发。 2.5.2 淀粉的添加 调制韧性面团，通常均需添加一定量的淀粉。其目的除了淀粉是一种有效 的面筋浓度稀释剂，有助于缩短调粉时间，增加可塑性，还有就是使面团光滑， 降低黏性。 第二章 工艺设计及分析 9 2.5.3 加水量的掌握 韧性面团通常要求面团比较柔软。加水量要根据辅料及面粉的量和性质来 适当确定。一般加水量为面粉的 22%28%。 2.5.4 面团的充分搅拌 要达到韧性面团的上述要求，调粉的最主要措施是加大搅拌强度，即提高 机器的搅拌速度或延长搅拌的操作时间。 2.5.5 面团温度 面团温度直接影响面团的流变学性质，根据经验，韧性面团温度一般在 3840。面团的温度常用加入的水或糖浆的温度来调整，冬季用水或糖浆的 温度为 5060，夏季 4045。 2.5.6 面团调制时间和成熟度的判断 面团形成的基本过程为:蛋白质和淀粉吸水-机械搅拌-面团的形成-机械搅拌 -面团的成熟.影响面团形成的主要因素:面粉中蛋白质的质与量;糖油的反水化作 用;调制面团时的温度;加料次序;调制时间;调制的方式.韧性面团的调制，不但要 使面粉和各种辅料充分混匀，还要通过搅拌，使面筋蛋白与水分子充分接触， 形成大量面筋，降低面团黏性，增加面团的抗拉强度，有利于压片操作。另一 方面通过过度搅拌，将一部分面筋在搅拌桨剪切作用下不断撕裂，使面筋逐渐 处于松弛状态，一定程度上增强面团的塑性，使冲印成型的饼干坯有利于保持 形状。韧性面团的调制时间一般在 3035 min。 2.5.7 面团静置 为了得到理想的面团，韧性面团调制好后，一般需静置 10 min 以上 第二章 工艺设计及分析 10 （1030min）,以松弛形成的面筋，降低面团的黏弹性，适当增加其可塑性。 另外，静置期间各种酶的作用也可使面筋柔软。 第三章 设备选型及物料衡算 11 第三章 设备选型及物料衡算 3.1 设备选型说明 满足项目工艺技术方案要求：(1)满足产品方案要求。产品方案是指拟建食 品加工项目主导产品、辅助产品和副产品等，主要包括产品品种、产量、规格、 质量标准、技术含量要求等，适应产品市场需求和竞争形势变化；(2)满足生产 规模要求。生产规模是指拟建食品加工项目设定正常生产运营年份可能达到生 产能力或服务能力，主要考虑对项目生产规模适应性、匹配性，既要满足不同 加工物料性能要求，又要满足生产能力配套合理性；(3)满足生产工艺参数。生 产工艺参数是指食品加工过程中应控制各种技术参数，如压力、温度、湿度、 真空度、提取率或率、速度、纯度、物料消耗定额和能量消耗定额等，设备指 标既要先进合理又要切实可行；(4)满足物料平衡计算要求。生产物料平衡是依 据质量守恒定律理论进行计算，其内容是指输入系统中物料量应等于系统输出 物料量与物料损耗量之和；(5)满足能量平衡计算要求。能量平衡是依据能量守 恒定律理论进行计算，设备选择时应高度重视能耗问题，尽量选择节能节水、 节汽、节电、节热等设备8。 3.2 设备选型的主要依据 符合国家有关产业政策和标准要求：优先选择和采用当前国家重点鼓励发 展食品机械设备，重点选择和采用具有适度规模、科技含量高、经济效益好、 资源消耗低、安全卫生、环境污染少、资源利用效率高设备；禁止选择和采用 当前国家明令限制和淘汰食品机械设备，重点禁止选择和采用违反国家法律法 规、生产方式落后、产品质量低劣、环境污染严重、原材料和能源消耗高、已 有先进成熟技术替代、严重危及生产安全设备；尽量选择和采用具有先进标准 设备和定型产品，首先重点选择具有国际标准、国外先进标准和等效国际标准 设备，其次再选择具有国家标准、行业标准和企业标准设备，设备设计、制造、 第三章 设备选型及物料衡算 12 安装、检验等技术条件，最好能受到现有基础标准、方法标准和安全标准约束， 以利于设备使用性能和产品质量有效发挥。 3.3 设备选型的基本原则 技术先进：设备性能先进。设备运行稳定，投资和产品成本低，生产能力 和劳动生产