橙汁工厂设计毕业论文

密级：公开 NANCHANGUNIVERSITY 学学 士士 学学 位位 论论 文文 THESISOFBACHELOR （20102014 年） 题目： 年产 6000 吨橙汁工厂设计 学院：生命科学与食品工程学院 系食品系 专业班级：食品科学与工程 学生姓名： 李月敏学号： 5603110023 指导教师：罗舜菁职称：副教授 起讫日期：2014.2.172014.5.26 南南 昌昌 大大 学学 学士学位论文原创性申明学士学位论文原创性申明 本人郑重申明： 所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。 作者签名：李月敏日期：2014-5-26 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密。 （请在以上相应方框内打“”） 作者签名：李月敏日期：2014-5-26 导师签名：罗舜菁日期：2014-5-26 年产 6000 吨橙汁工厂设计 I 年产年产 6000 吨橙汁吨橙汁工厂设计工厂设计 专业：食品工程学号：5603110023 姓名：李月敏指导教师：罗舜菁 摘要摘要 本课题是以浓缩橙汁为原料，设计年产 6000 吨橙汁的工厂，工厂设计包括 工艺设计和非工艺设计两大组成部分。食品工厂工艺设计的内容大致包括：工厂 总体布局，产品方案及班产量的确定，主要产品和综合利用产品生产工艺流程的 确定，物料计算，设备生产能力的计算、选型及设备清单，车间平面布置，劳动 力计算及平衡，水、电、汽等用量的估算。工艺设计除上述内容外，还包括： 工 艺对总平面布置中相对位置的要求， 另附相关图纸 5 张。 非工艺设计包括：提出对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求，对给水 水质的要求，对排水和废水水质处理的要求。非工艺设计都是根据工艺设计的要 求和所提出的数据进行设计的。整个设计能够做到高效、节能、环保，并能够保 证食品安全符合国家及行业的有关标准 关键关键词词：橙汁；工厂设计；工艺设计；非工艺设计。 Abstract II Annual output of 6000 tons of orange juice factory design Abstract In this thesis, the factory for Orange Juice is designed that can produce 6000 tons Orange Juice per year, the material we used is concentrated orange juice. the factory designing includes technical parts and nontechnical parts. the technical parts is according to the technical requirements to complete the whole factory designing. Among those the ones in workshop are the most important, and then acquire all sorts of demands for other departments, all these are the base of nontechnical designing. Nontechnical designing is a designing that according with the technical designing. the designing consists of six parts, including summary, technical part, public system, architecture, safety and comprehensive financial part. Among those, the technical part is the key contents, the main ideas are product projection and confirmation of output, demands of materials, arrangement of producing process, product accounting, choosing equipment and workshop plane disposition and so on. Plus five piece of project pictures. Nontechnical design consists of : gross plane ,construction, heating, ventilation, draining, offer electricity, refrigeration, drive, environment protection and so on. Sometimes consists equipment designing. Nontechnical design is designed according to the request of techs design and the advance of data. We should make sure that the whole designing can holding efficient,power saving, and we also should make sure that the products are safety and according with the nation standard and the respecting industry standard. Keywords: concentrated orange juice; factory designing; technical designing; nontechnical designing. 目录 III 目录目录 摘要.I Abstract.II 目录.III 第一章总论.1 1.1 绪论.1 1.1.1 项目背景.1 1.1.2 橙汁的营养价值.1 1.1.3 我国橙汁产业的发展现状与趋势.1 1.2设计范围.2 1.3 设计依据.3 1.4 厂址选择.3 1.4.1 厂址选择的原则.3 1.4.2 厂址的当地情况.3 1.4.3 所选厂址的优势.4 第二章工艺部分.5 2.1 产品方案.5 2.1.1 品种.5 2.1.2 规格.5 2.1.3 配方.5 2.1.4 质量要求.5 2.1.5生产方案.6 2.2 物料衡算.7 2.2.1 物料衡算基础.7 2.3 工艺流程.12 2.3.1 工艺流程图.12 2.3.2 操作要点.12 2.4 原辅材料要求.14 2.4.1 原料.14 2.4.2 辅料.14 2.5 包装材料规格和要求.15 2.5.1 包装材料要求.15 2.5.2 内包装.15 2.5.3 外包装.15 2.5.4 商标.16 2.6 设备选型和计算.16 2.6.1 设备选型计算.16 2.7 水、电、汽平衡.23 2.7.1 用水量估算.23 2.7.2 用电量衡算.24 2.7.3 用汽量衡算.24 2.8 劳动力平衡.24 2.8.1 劳动定员依据.24 目录 IV 2.8.2 劳动定员组成.24 2.9 车间平面布置.26 第三章公用系统.28 3.1 给排水系统.28 3.2 供电系统.30 3.3供汽系统.30 3.4采暖与通风.30 3.5 污水处理.31 第四章建筑部分.32 第五章安全、防火及卫生.34 5.1 安全.34 5.2 防火.34 5.3 卫生.34 5.3.1 生产车间卫生.34 5.3.2 仓库卫生.34 5.3.3 运输卫生.35 5.3.4 个人卫生.35 第六章综合管理.37 6.1企业原则.37 6.2 工作制度.37 第七章环保.38 7.1 设计依据及环境评估.38 7.1.1 设计依据.38 7.1.2 食品工厂的污水处理.38 7.1.3 食品工业污水处理.38 参考文献.39 致谢.39 第一章总论 1 第一章第一章总论总论 1.1 绪论 1.1.1 项目背景 我国是世界上第一大橙和橙汁生产国，橙汁出口占世界贸易量一半以上， 在 国际橙汁贸易中具有举足轻重的地位。在世界贸易组织框架体系下，橙汁加工时 我国少有的几个具有绝对优势地位的农业产业之一，是农业产业化重点发展行 业，橙汁的加工出口对于缓解国内果品卖难，消化残次果和促进果业的健康持续 发展起到了积极作用。近年来，我国橙汁加工行业高速增长，橙汁出口顺畅， 有 效推动国内市场果价的回升， 并起到了优化农村产业结构和提高农民收入的重要 作用。 【1】 1.1.2 橙汁的营养价值 橙子又名“黄果” 、 “金环” ，橙子味甘、酸，性凉。具有生津止渴、开胃下 气的功效。正常人饭后食橙子或饮橙汁，有解油腻、消积食、止渴、醒酒的作用。 橙子营养极为丰富而全面，老幼皆宜。橙子中含量丰富的维生素 C、P，能增加 机体抵抗力，增加毛细血管的弹性，降低血中胆固醇。高血脂症、高血压、动脉 硬化者常食橙子有益。橙子所含纤维素和果胶物质，可促进肠道蠕动，有利于清 肠通便，排除体内有害物质。橙子几乎已经成为维生素 C 的代名词。 1.1.3 我国橙汁产业的发展现状与趋势 橙汁在我国经过 20 年的发展历程，从无到有，从小到大，现在已成为受国 外关注比较大的一个农产品加工行业。目前，我国橙子的种植面积近 3000 万亩， 年产橙子达 2200 万吨，占世界总产量近 50%，是世界第一生产大国。由于我国 特有的资源优势，果汁加工近年来发展迅速，生产能力由 20 世纪 80 年代中期的 不足千吨猛增至现在的 40 多万吨。产品出口今年来也大幅增加，2002 年，我国 出口浓缩果汁 29.59 万吨，占世界贸易总量的 41%；2003 年出口量可达到 40 万 吨，占世界贸易总量的 50%以上。过去主要是发达国家消费橙汁，现在发展中国 家的消费量也在不断增加。橙汁主要出口国为中国、波兰、德国、意大利、阿根 廷、智利、匈牙利等，主要进口国为德国、欧洲、日本。其中美国 20 万吨左右， 欧洲 20 万吨左右，日本 6-7 万吨，美国、日本、欧洲等一些国家随着生产成本 不断提高，国内橙汁生产的规模不断缩小，只有依靠进口来满足市场需求。2004 年中国橙汁的产量达到 40 万吨，到 2005 年，产能达到 70 万吨。国际市场上橙 第一章总论 2 汁的价格也呈波动趋势， 加入世贸组织后， 价格呈逐年上升趋势， 出口的 FOB 价： 2004 年为 700（美元/t） 、2005 年为 900（美元/t） 。现在由于橙汁的产量难以满 足生产的需求，价格还在一直上升，对国内橙汁行业十分有利。 【2】 1.2设计范围 表表 1-11-1 设计范围八个部分设计范围八个部分 【3 3】 序号八大部分具体内容 1总论1）、绪论：概述我国橙汁产业的工业现状和发展趋势； 2）、设计的依据和范围； 3）、厂址的选择。 2工艺设计1）、产品方案； 2）、物料衡算； 3）、工艺流程； 4）、原辅料材料要求; 5）、包装材料规格和要求; 6）、设备选型和计算; 7）、水、电、汽平衡，劳动力平衡及车间平面布局。 3公用系统1）、给排水系统； 2）、供电系统； 3）、供汽系统； 4）、采暖通风； 5）、污水处理。 4建筑1）、工艺对土建的要求 5安全、防火及卫生1）、生产对安全的要求 2）、生产对防火的控制、 3）、生产对卫生的要求 6综合经济1）、企业原则 2）、工作制度 第一章总论 3 7环保1）、设计依据； 2）、环境评估。 8图纸 5 张1）、全厂总平面布置图； 2）、工艺流程图； 3）、车间平面布置图； 4）、管路平面图； 5）、管路透视图。 1.3 设计依据 根据南昌大学食品系教研室下达的毕业设计任务书，拟建设一个年产 6000 吨的橙汁工厂，主要设计任务是橙汁生产车间的设计。同时参考的有关书籍和资 料以及了解有关厂家生产设备、工艺等情况。 设计任务：年产 6000 吨橙汁的工厂设计 1.4 厂址选择 1.4.1 厂址选择的原则 厂址选择工作， 应当在当地建委或城建部门的统筹安排下， 由筹建单位负责， 会同主管部门、建筑部门、城市规划部门和区、乡（镇）等有关单位，经过充分 讨论和比较，选择优点最多的地址为建厂的地址。在选择厂址时，设计单位亦应 参加，特别对规模较大的工厂，设计单位更应参加。在厂址选择时，应按国家方 针政策、生产条件和经济效果等方面考虑。 1.4.2 厂址的当地情况 综合上述厂址选择原则，并结合实际情况考虑，将厂址选择在江西省赣州市 信丰县。赣州信丰县的当地情况具体如下： 1、地理位置 赣州市位于中国华东江西省南部，地处赣江上游，是珠江三角洲、闽东南三 角区的腹地，是内地通向东南沿海的重要通道，也是连接长江经济区与华南经济 区的纽带。 2、气候条件 赣州地处农业部确定的中国脐橙生产优势区域，地处中亚热带南缘，属典型 的亚热带温润气候。气候温暖，雨量充沛，四季分明，热量丰富，雨热同季， 与 第一章总论 4 脐橙生长的季节相对应，因此赣州具有种植脐橙得天独厚的气候条件。 3、资源条件 信丰境内自然资源丰富。全县耕地 47.45 万亩，林业用地 302.6 万亩，农业 用地人均 6.07 亩。农作物品种共计 459 个，林木以杉、松、竹为主，油菜、油 桐、柑桔、茶叶成片信丰脐橙称雄国内，名扬世界 ，是名副其实的“中国 脐橙 之乡” 。地下矿藏丰富，煤的蕴藏量居赣南之首。 4、发展经济条件 近年来,信丰县牢固树立工业立县理念,紧抓发展主题， 充分发挥资源和区位 两大优势，主动承接沿海发达地区的产业转移，加快推进新型工业化进程，全力 打造“全省工业强县” 。 全县工业经济运行呈现出以下特点： 一是工业经济持续较快增长。近几年来,信丰县工业在增长 40%的平台上连 续保持高位增长,对国内生产总值的贡献率逐年加大； 二是产业结构调整取得初步成效。淘汰了一批落后生产力企业,初步形成了 新型建材、矿产加工、电子通讯、食品制药等四大工业支柱产业。 1.4.3 所选厂址的优势 1）、建设项目生产果汁，符合开发区政府的以食品工业和其他农副产品加 工产业为主的产业规划。 2）、该区大气含尘浓度低，周围环境整洁符合生产要求，所在地无地方病 和特异疾病流行情况，无探明的矿床和珍贵的野生动植物保护资源，无国家和地 方指定的重点文物保护单位和名胜古迹。 3）、项目所在地交通便利，基础设施完备，具有良好的通讯、供水、供电 设施，方便原料、燃料供应和产品营销，并在公用工程和生活设施方面具有良好 的协作条件，能确保水质良好的水源和充足的水量。 4）、附近只有少数轻污染行业，相互间的不利影响少，有助于关系的协调。 综上，厂址选择较为合理。 第二章工艺部分 5 第二章第二章工艺部分工艺部分 2.1 产品方案 2.1.1 品种 由浓缩橙汁稀释加工而成的橙汁含量 10%的橙汁饮料 2.1.2 规格 内包装采用 500mL 的 PET 瓶，外包装 15 瓶装的瓦楞纸箱。 2.1.3 配方 表表 2-12-1 橙汁配方表橙汁配方表 【4 4】 原料含量（%）原料含量（%） 浓缩橙汁10纯净水74.4 白砂糖15胡萝卜素0.05 柠檬酸0.3异抗坏血酸钠0.03 橙汁香精0.1琼脂0.2 2.1.4 质量要求 表表 2-32-3 橙汁感官指标表橙汁感官指标表 【5 5】 指标项目指标备注 色泽橙黄色或棕红色 感官指标主要依赖检测 人员的经验来评定。 香气及滋味应有新鲜橙固有的香味，无异味。 外观形态透明，无沉淀物，悬浮物。 杂质应无肉眼可见的杂质 表表 2-42-4 橙汁卫生指标表橙汁卫生指标表 【5 5】 指标项目指标单位 铅0.2mg/Kg 铜5.0mg/Kg 砷0.1mg/Kg 细菌总数10个/mL 大肠菌群 3个/100mL 第二章工艺部分 6 致病菌不得检出 耐热耐酸菌 1个/mL 霉菌和酵母菌 10个/mL 棒曲霉素40微克/Kg 表表 2-52-5 橙汁理化指标表橙汁理化指标表 【5 5】 指标项目指标单位 总酸0.8 PH3.6-4.2 透光率95% T625nm55% 可溶性固形物711Brix 浊度3.0g/Kg 乙醇3.00mg/Kg 果胶实验阴性 淀粉实验阴性 富马酸5 热稳定性稳定 蔗糖（复原后）50.0g/Kg 葡萄糖（复原后）20.035.0g/Kg 果糖（复原后）20.035.0g/Kg 葡萄糖（复原后）/果糖 1.0 橙汁（复原后）100g/Kg 2.1.5生产方案 1、生产方案原则 在安排生产方案时，应尽量做到“四个满足”、“五个平衡”。 2、产品方案的确定 本产品以浓缩橙汁为主要原料，调和制成橙汁饮料。此饮料能够有效预防某 些慢性疾病，维持心肌功能以及降低血压。 班产量为 10 吨， 每月按员工休息时间自动调配上班 25 天， 全年生产 300 天， 每天两班，全年共 600 班，年产量为吨 600010600。 表表 2-62-6 年产年产 60006000 吨橙汁方案表吨橙汁方案表 第二章工艺部分 7 产品 名称 年产 量 （t） 班产 量 （t） 一 月 二 月 三 月 四 月 五 月 六 月 七 月 八 月 九 月 十 月 十 一 月 十 二 月 橙汁6000 10 10 2.2 物料衡算 2.2.1 物料衡算基础 物料衡算是工艺计算的基础。 当确定完成了工艺流程后， 即可进行物料衡算， 设计工作即从定性分析发展的定量计算。 物料衡算包括该产品的原辅材料和包装材料的计算。通过物料计算，可以确 定各种主要物料的采购运输量和仓库储存量， 并对生产过程中所需的设备和劳动 力定员及包装材料等的需要量提供计算依据。物料计算的基本资料是“技术经济 定额指标” ，这是各工厂在生产实践中积累起来的经验数据。这些数据因具体条 件而异。往往因地区差别、机械化程度、原料品种、成熟度、新鲜度及操作条件 等不同，而有一定的变化程度。选用时要根据具体情况而定。一般新建厂是参考 相同类型、相近条件之工厂的相关数据，再以实际情况做修正。计算时以班产量 为基准。 3 表表 2-72-7 物料衡算公式物料衡算公式 序号计算公式 A每班耗用原料量（Kg/班）=单位产品耗用原料量（Kg/t）班产量（t/班） B每班耗用包装容器量（只/班）= 单位产品耗用包装容器量（只/t）班产量（t/班）（1+0.1%损耗） C每班耗用包装材料量（只或张/班）= 单位产品耗用包装材料量（只或张/t）班产量（t/班） D每班耗用辅助材料量（t 或 Kg/班）= 单位产品耗用各种辅助材料量（t 或 Kg/t 成品）班产量（t/班） 第二章工艺部分 8 2.2.2 橙汁物料衡算计算 年产量：6000t班产量：10000Kg 表表 2-82-8 以以 1000Kg 产品计配方产品计配方 原辅料重量（Kg）原辅料重量（Kg） 浓缩橙汁100胡萝卜素0.5 白砂糖150异抗坏血酸钠0.3 柠檬酸3琼脂2 橙汁香精1加水至1000 相关说明： 1、在实际生产中由于果汁在管道中流通及灌装过程中会有一定的损耗，据 资料显示，该损耗为 1%。 2、在生产中有时会出现爆瓶、破裂的现象，根据质量控制图原理，产品的 合格率取 99.7%。 3、虽然每班为 8 小时制，但实际上这 8 小时并非全部用于生产，配料可以 在生产之前的环节进行，但清洗设备是在生产后即包括在 8 小时内，所以实际生 产是以 7 小时计。 一、原料耗用量计算 1、浓缩橙汁 1） 、每班耗用量：每吨产品耗用浓缩果汁为 100Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用浓缩果汁的量为：100010100（Kg/班） 每班实际耗用浓缩果汁的量为1010%)11 (1000（Kg/班） 2） 、每小时耗用量： 144.371010（Kg/h） 3） 、每天耗用量： 202021010（Kg/天） 4） 、每月耗用量： 50500252020（Kg/月）=50.5（t/月） 5） 、每年耗用量： 6061250.5（t/年） 二、辅料耗用量计算 1、白砂糖 1）、每班耗用量：每吨耗用白砂糖为 150Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用白砂糖量为150010150（Kg/班） 每班实际耗用白砂糖量为1515%111500（Kg/班） 第二章工艺部分 9 2）、每小时耗用量：216.571515（Kg/h） 3）、每天耗用量：303021515（Kg/天） 4）、每月耗用量：75750253030（Kg/月）=75.75（t/月） 5）、每年耗用量：909 1275.75（t/年） 2、柠檬酸 1）、每班耗用量：每吨耗用柠檬酸为 3Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用柠檬酸量为30103（Kg/班） 每班实际耗用柠檬酸量为30.3 %1130（Kg/班） 2）、每小时耗用量：4.4 730.3（Kg/h） 3）、每天耗用量：60.6 230.3（Kg/天） 、 4）、每月耗用量：1515 2560.6（Kg/月）= 1.515（t/月） 5）、每年耗用量：18.18 121.515（t/年） 3、橙汁香精 1） 、每班耗用量：每吨耗用橙汁香精为 1Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用橙汁香精量为10101（Kg/班） 每班实际耗用柠檬酸量为10.1 %1110（Kg/班） 2） 、每小时耗用量： 1.5 710.1（Kg/h） 3） 、每天耗用量：20.2 210.1（Kg/天） 4） 、每月耗用量：505 2520.2（Kg/月）= 0.505（t/月） 5） 、每年耗用量：6.06 120.505（t/年） 、 4、 胡萝卜素 1） 、每班耗用量：每吨耗用胡萝卜素量为 0.5Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用胡萝卜素量为5100.5（Kg/班） 每班实际耗用胡萝卜素量为5.05 %115（Kg/班） 2） 、每小时耗用量：0.73 75.05（Kg/h） 3） 、每天耗用量：10.1 25.05（Kg/天） 4） 、每月耗用量：252.5 2510.1（Kg/月）= 0.2525（t/月） 5） 、每年耗用量：3.03 120.2525（t/年） 5、异抗坏血酸钠 1） 、每班耗用量：每吨耗用异抗坏血酸钠为 0.3Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用异抗坏血酸钠量为3100.3（Kg/班） 第二章工艺部分 10 每班实际耗用柠檬酸量为3.03 1%13（Kg/班） 2） 、每小时耗用量：0.44 73.03（Kg/h） 3） 、每天耗用量：6.06 23.03（Kg/天） 4） 、每月耗用量：151.5 256.06（Kg/月）= 0.1515（t/月） 5） 、每年耗用量：1.818 120.1515（t/年） 6、琼脂 1） 、每班耗用琼脂量：每吨耗用琼脂量为 2Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用琼脂量为20102（Kg/班） 每班实际耗用琼脂量为20.2 1%120（Kg/班） 2） 、每小时耗用量： 2.89 720.2（Kg/h） 3） 、每天耗用量：40.4 220.2（Kg/天） 4） 、每月耗用量：1010 2540.4（Kg/月）= 1.010（t/月） 5） 、每年耗用量：12.12 121.010（t/年） 7、水 1） 、每班耗用水量：每吨耗用水量为 744Kg，班产量为 10t，则： 每班理论耗用水量为744010744（Kg/班） 每班实际耗用水量为7514.4 1%)(17440（Kg/班） 2） 、每小时耗用量：1073.5 77514.4（Kg/h） 3） 、每天耗用量：15028.8 27514.4（Kg/天） 4） 、每月耗用量：375720 2515028.8（Kg/月）= 375.720（t/月） 5） 、每年耗用量：4508.64 12375.720（t/年） 三、内包装 PET 瓶材料耗用量计算 1）、每班耗用量：一个瓶子的容量为 500mL，计为 0.5Kg； 每吨耗用瓶子为 2000 只，班产量为 10t； 每班理论耗用瓶子量为20000102000（只/班） ； 每班实际耗用瓶子量为20061 99.7%20000（只/班） 2）、每小时耗用量：295 720061（只/h） 3）、每天耗用量：40122 220061（只/天） 4）、每月耗用量：1003050 2540122（只/月）= 100.305（万只/月） 5）、每年耗用量：1203.66 12100.305（万只