工厂设计--年产5万吨碳酸饮料生产项目

目录摘要I第一章 总论11.1 设计依据和范围11.1.1 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计11.1.2 主要设备的能力应与工厂规模相适应11.1.3 合理的选择工艺流程和设备及设计指标11.1.4 全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备的关系11.1.5 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展的余地11.1.6 合理考虑机械化、自动化装备水平11.1.7 注重环境保护、减少污染21.1.8 方便施工、安装、方便生产、维修21.2 设计原则21.2.1 总平面设计的原则21.3 建设规模和产品方案31.3.1 建设规模31.3.2 产品方案31.4 项目进度建议41.5 主要原辅料供应情况51.6 厂址概述51.6.1 厂址选择51.6.2 厂址选择应从以下几个方面考虑61.6.3 厂址选择报告的内容61.6.4 结合而论，厂址的选择原则应包括以下几项71.6.5 厂址选择说明71.7 公用工程和辅助工程71.7.1 给排水系统81.7.2 消防系统91.7.3 供电系统91.7.4 供气系统101.7.2 辅助工程10第二章 总平面布置及运输122.1 总平面布置122.1.1 厂区道路与厂区建筑物布置原则132.1.2 厂区各建筑面积的确定142.2 工厂运输15第三章 劳动定员16第四章 车间工艺164.1 工艺流程及相关参数164.1.1 碳酸饮料生产流程164.2 工艺流程说明174.2.1 饮用水的水质要求和处理174.2.2 原糖浆的制备194.2.3 糖浆的配合194.2.4 碳酸化214.2.5 瓶的预处理214.2.6 碳酸饮料的质量指标224.3 物料衡算234.3.1 产品配方234.3.2 班产量的确定244.3.3 生产物料衡算254.3.4 供水衡算264.3.5 热力衡算274.4.1 水处理设备27 第五章 项目经济分析325.1 产品成本与售价325.2 经济效益335.2.1.公司效益：345.2.2 社会效益345.3投资回收期35结论36参考文献3637 年产5万吨碳酸饮料生产项目摘要 碳酸饮料是在一定条件下充入二氧化碳气的制品，是软饮料（非酒精饮料）的一种。它的主要成分为糖、色素、甜味剂、酸味剂、香料及碳酸水等，一般不含维生素，也不含矿物质。按照我国软饮料的分类标准，碳酸饮料（汽水）分为果汁型碳酸饮料、果味型碳酸饮料、可乐型碳酸饮料和其他型碳酸汁型碳酸饮料。过量的喝碳酸饮料，其中的高磷会改变会改变人体的钙、磷比列，会让人的骨折危险升高3-5倍，对人的健康有不良影响；高糖易使人变胖；但碳酸饮料有其独特的口味，尤其是在夏日，能给人带来清爽的快感与口感的刺激，深受消费者的喜爱。本设计主要从厂址选择、总平面布置、交通运输、车间工艺几个主要方面对碳酸饮料工厂生产项目进行了分析和探讨，对原辅料的供应、车间设备的选型、项目的建设进度以及项目的经济分析也做了详细的介绍，在全厂布局经济合理的条件下、确保产品的质量与规模以及该项目生产的可行性。 关键词 碳酸饮料；工艺论证；车间设计 第一章 总论1.1 设计依据和范围 本设计是根据对目前饮料市场的研究和老师下达的课题设计任务书设计的，设计课题是年产5万吨碳酸饮料生产项目。设计范围主要是根据设计课题要求的产品品种、规模、质量设计。1.1.1 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计 计划任务书规定的产品有一定的规模，设计规模在该范围之内或略微超出该规模，都被认为是合适的。1.1.2 主要设备的能力应与工厂规模相适应 大型工厂应设备与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。1.1.3 合理的选择工艺流程和设备及设计指标 工艺流程和主要的设备至关重要，工艺流程的确定和主体设备的选择应根据对比后的方案确定，并应尽可能考虑节省能源，采用安全可靠、技术成熟先进、经济合理的工艺流程和设备。工艺设计的各项指标，如原料损失率、产品合格率的选择应切合实际。1.1.4 全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备的关系 由于工厂生产要求长期连续运转，而高混机、回转窑和熔炉、磨机等设备则需要一定的时间进行计划检修；同时受各处复杂条件和场地的运输的制约，所以各种物料都应有适当的准备。各种堆场、储库的数量，应满足各处物料存期的需求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续的生产。但储存期也不要太长，以免增强基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。1.1.5 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展的余地 工厂从设计到建成投产往往要好几年的时间，而生产技术却是向前发展的；因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外，应结合产品需求的预测，考虑工厂的扩建又不影响原生产能力。1.1.6 合理考虑机械化、自动化装备水平 机械化水平应与工厂设备相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力活动的场合，应尽可能实现机械化，生产控制自动化，具有反应灵敏、控制及时、调整精确的特点。1.1.7 注重环境保护、减少污染 设计应严格执行国家环境保护和工业卫生方面的规定，对可能产生的污染应采取相适应的防范措施，确保工人在良好的环境下从事生产，保护广大职工的身体健康。1.1.8 方便施工、安装、方便生产、维修 工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其它专业对工艺布置的要求。1.2 设计原则1.2.1 总平面设计的原则 碳酸饮料厂的总平面设计应布置紧凑合理，节约用地，分期建设的工程，可分期建设也可一次性建成，为长期发展留有余地。 1.2.1.1 总平面设计应符合工程生产工艺的要求 1、主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离。 2、全厂的货流、人流、原料、管道等的运输应有各自路线，力求避免交叉。 3、避免无聊往返运输、动力设施应 靠近负荷中心，如变电站应靠近高压线网输入本厂的一边，同时，变电站又应靠近负荷红心。制冷机房应接近变电站，紧靠冷库。杀菌灯用蒸汽量大的工段应靠近锅炉房。1.2.1.2 食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求和食品安全要求1、生产区（各种车间和仓库等）和生活区（食堂、宿舍、浴室等）、厂前区（门卫室、办公室、汽车房等）和生产区分开。 2、生产车间应注意朝向，一边采用南北朝向，保证阳光充足，通风良好。 3、生产车间与城市公路须有一定的隔离区，一般宽为30-50m，中间最好有绿化地带阻拦尘埃。生产车间与城市公路须有一定的隔离区，一般宽为 3050m，中间最好有绿化地带阻拦尘埃。 4、根据生产性质不同，动力供应货运周转和卫生防火等应分区布置。同时，主车间应与食品卫生有影响的综合车间、废品仓库、煤堆及有大量烟尘或有害气体排出的车间间隔一定距离。主车间应设在锅炉房的上风向。 5、公用车间要与主车间、食品原料仓库或堆场及成品库保持一定距离，并采用水冲式厕所，一保持厕所的清洁卫生。 6、总平面中要有一定的绿化面积，但不宜过大。 1.2.1.3 食品厂厂区道路和厂区建筑物布置的要求1、 厂区道路应按运输量和运输工具的情况决定其宽度，厂区道路应采用水泥或沥青路面，以保持清洁。运输货物道路应与车间保持一定距离，特别是煤容易造成污染。一般道路应设计成环形，以免造成堵塞。2、 厂区道路还应从实际出发考虑是否需要铁路专用线和码头等设施。3、 厂区建筑物间距应按有关规范设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪声、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小。 4、 建筑间距与通风的关系：当风向正对建筑物是，希望前面的建筑部遮挡后面建筑的自然通风，那就要求建筑间距D在4-5H以上。当风向的入射角为30时，间距可采用1.3H。5、 厂区各建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地质、地形和水文等的自然条件。合理确定各建筑物、道路的标高，保证不受洪水的影响，使排水畅通。6、 在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，进行合理的竖向布置。但必须注意设置护坡及防洪渠道，一方山洪灾害。7、 相互间有影响的车间，尽量不要放在同一建筑物里，但像是车间尽量放在一起，提高场地利用率。 1.3 建设规模和产品方案1.3.1 建设规模 本设计根据设计要求与年产量，建设的是长为 110m ,宽约 100m ，全厂面积为厂区总面积为 10934的碳酸饮料厂；其中生产车间面积为 3000 ，停车场750 ，仓库2570，更衣室130，食堂和宿舍450 ，研发中心和品控中心共80 ，办公楼200 ，门卫室32。1.3.2 产品方案1.3.2.1 产品方案的要求 在安排产品方案时，应尽可能做到满足产品产量的要求，满足原料综合利用的要求，满足淡旺季节平衡生产的要求，满足市场供应以及提高经济效益的要求。努力做到产品产量与原料供应量平衡，生产季节与劳动力需求相平衡，生产班次平衡，水、电、汽负荷要平衡。在编排产品方案时，应根据计划任务书的要求及原料供应情况，并结合各生产车间的实际利用率，计划好安排多少车间生产才能保证方案的顺利实施。1.3.2.2 班产量的确定 班产量是食品工厂工艺设计中最主要的计算标准，班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和占地面积、公用设施和辅助设施的规格、大小及劳动力的定远等。班产量的制约因素主要有原料的供应情况和市场的销售情况、配套设备的生产能力及运行情况、延长生产期的条件、产品品种的搭配以及工厂的自动化程度。 表一 产品方案月份天数（天/月）班产量（班/吨）班次日产量（吨）月产量（吨）果味型（吨）果汁型（吨）可乐型（吨）1月21125225052501250150025002月15125112518755005008753月2212511252750500100012504月22125225055001250175025005月19125225047501250150020006月22125225055001250175025007月22125225055001250175025008月22125225055001250175025009月221252250550012501750250010月1912511252375500875100011月22125112527505001000125012月221251125275050010001250 由上表可知，每年实际功过日按250天计算，符合国规定。每月按4周计算，除去周末8天，实际工作日为22天，由于2月份有春节，则生产15天，1月放元旦一天，则生产21天，5月和10月因也有法定节假日19天。碳酸饮料在夏季和春节期间销量较好，故每天生产2班。其余几个月为淡季，每天生产一班。 1.4 项目进度建议根据本项目实际实施情况，计划在20个月内完成全部工程建设，即2012年8月2014年5月。项目准备期为2012年8月2013年1月，主要任务包括：立项考察、进行项目建设可行性论证、编制可行性研究报告（代项目建议书）、项目环境影响评价；根据项目批准的项目建设书、可行性报告和环境影响评价进行初步设计、施工图设计；进行主要工程的招标工作，包括施工监理招标、施工招标和设备招标；施工准备。项目建设工期主要是2013年1月2014年5月，主要为工程施工及竣工验收。为确保工程进度，建设单位应注重抓好以下环节：1、 抓好项目建设前期工作，组织好设备订货，选择技术力量和制造能力强的厂家确保设备质量和交货期。2、 及时提供完整、准确的工程设计资料，以利于施工设计和初步设计的顺利开展。3、 选择设备精良，技术能力强的土建施工和设备安装单位。4、 技术资金要及时到位，满足工程进度要求。5、 组织精干的工程指挥部，保证设计施工、施工和设备安装、调试等各个环节紧密衔接，做好项目供电、供水等外部协调工作。1.5 主要原辅料供应情况本厂设计的年产5万吨碳酸饮料生产项目，由于销售季节的淡季、旺季区分，在碳酸饮料生产中，常有以下4种碳酸饮料的生产，果汁型碳酸饮料、果味型碳酸饮料、可乐型碳酸饮料和其它型碳酸饮料。生产的原料涉及到白砂糖、磷酸、香精、焦糖色素、苯甲酸钠、山梨酸钾、柠檬酸、果汁、色素和其它果类。其中生产可乐的糖浆必须选择优质白糖，国产一级白糖或进口白糖，要求白糖质量无色，无味，无臭，结晶均匀，无杂质。 其它原料参照原料选定标准进行，选择技术先进成熟，信誉好的厂家作为供货商，为产品质量提供可靠的保证。生产中设计到的辅料主要有皇冠盖，商标纸，包装箱等，都根据本产产品的规格选择合适的厂家提供货源。1.6 厂址概述1.6.1 厂址选择 食品工业的布局，涉及一个地区的长远规划。一个食品工厂的建设，与当地资源、交通运输、农业发展都有密切关系。在进行区域规划、选择厂址时，经常涉及的内容有工程地质条件的优劣，厂区范围能否适应和满足总平面和安全距离的要求、自然灾害的威胁程度与抵御能力，可能出现的次生灾害，“三废”的处理，与外部的联系及协作等。厂址选择工作应当在当地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。1.6.2 厂址选择应从以下几个方面考虑 1、食品工厂的厂址应选择在当地的规划区内，尽量不占或少占良田，做到节约用地。工厂应设在环境良好，绿化条件好，水源清洁的区域。 2、食品工厂一般建在原料产地附近的大中城市郊区，个别产品为有利于销售可设在市区。这不仅可获得足够数量和质量新鲜的原料，也利于加强食品企业对农村原料基地生产的指导和联系，而且还便于辅助才来哦和包装材料的获得，利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。 3、所选厂址要有可靠地地质条件，应避免将工厂设在流沙、淤泥、土崩断裂层上。应当高于大地历史最高洪水位，厂区面积的大小，应尽可能满足生产要求，并有发展余地和留有适应的空余场地。 4、所选厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体、放射源、粉尘和其他扩散性的污染源（包括污水、传染病医院等），特别是在上风向地区的工矿企业，更要注意它们对食品厂生产有无危害。厂址不应设在受污染河流的下游。还应尽量避免在古坟、文物、风景区和机场附近建厂，并避免高压线、国防专用线穿越厂区。 5、所选厂址应有较方便的运输条件（高速公路、铁路及水路）。若需要新建公路或专用铁路时，应选最短距离为好，以减少投资有一定的供电条件。在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。厂址最好选择在居民区附近，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。 6、所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水质要好（水质必须符合卫生部所颁发的饮用水水质标准）。城市采用自来水，即符合饮用水标准。若采用江、河、湖水，则需加以处理。若要采用地下水，则需向当地了解，是否允许开凿深井。同时，还得注意其水质是否符合饮用水要求。水源水质是食品工厂选择厂址的重要条件，特别是饮料厂和酿造厂，对实质要求更高。厂内排除废渣，应就近处理。废水经处理后排放。要尽可能对废渣、废水做综合利用。1.6.3 厂址选择报告的内容 1、厂址的坐落地点，四周环境情况。地质及有关自然条件资料。厂区范围、征地面积、发展计划、施工时有关的土方工程及拆迁民房情况，并绘制 11000 的地形图。 2、原料供应情况；废水排放情况。 3、水、电、燃料、交通运输及职工福利设施的供应和处理方式。 4、经济分析。对厂区一次性投资估算及生产中经济成本等综合分析。 5、选择意见。通过选择比较，经济分析，确认哪一个厂址符合条件。1.6.4 结合而论，厂址的选择原则应包括以下几项1、厂址的位置符合城市规划（供气、供电、供排水、交通运输）等要求。2、厂的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源。3、具有良好的交通运输条件。4、场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。5、有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。6、厂址选择要利于三废处理。1.6.5 厂址选择说明根据以上原则，本设计将厂址选择在南充市航空港工业集中区。 1、航空港工业集中区是省级经济开发区南充经济开发区的重要组成部分。初步形成了机械电子、家具建材、丝纺服装和食品医药四大产业。园区现占地5平方公里，远期规划面积40平方公里，又属高新技术开发区，符合国家发展的方针政策。 2、南充市航空港工业集中区位于南充市高坪区，环境良好，属嘉陵江中游，污染较少。 3、南充市航空港工业集中区靠近高坪机场，有多条公交线路直达市区。南充市有直达成都、重庆等周边大城市的高速公路和铁路，交通便利，地势平坦，位置优越。 4、南充夏天较炎热，碳酸饮料中的二氧化碳能带走体内的热量，给人清爽感，因此会有良好的市场。 5、在南充快速发展的的今天，经济也突飞猛进的增长，人民生活水平提高了，因此会有一定的消费群体。1.7 公用工程和辅助工程所谓公用工程，是指食品工厂的各部门、车间、工段有着密切关系，并为这些部门所共有的一类动力辅助设施的总称。公用工程至少包括给排水、供电、供汽这三项工程。公用工程的设行设计时，要考虑到经济的合理性，应根据工厂实际和生产需要，正确收集和整理计应根据食品工厂的规模、产品的类型以及本单位经济情况而定。公用工程的专业性较强，因此应该有专业人士设计。食品工厂的公用系统直接与工厂的运行和生产密切相关，必须符合符合食品卫生要求、能充分满足生产负荷、经济合理，安全可靠 。1.7.1 给排水系统1.7.1.1 设计所需资料 从整体设计的角度出发，给排水设计应该收集如下资料。各部门对用水量、水质、水温及用水时间的要求；厂区所在地和厂区周围地区的气象、水文、地质、地形资料，特别是作为水源的河、湖详细资料；引水、排水路线的现状及有关的协议或拟接进厂区的市政自来水管网状况；当地环保和公安消防主管部门的有关规定；所在地管材市场供应情况。1.7.1.2 设计注意事项 所在地有城市自来水供应的，应优先考虑采用自来水；如采用自备水源时，水质应符合卫生部规定的生活饮用水卫生标准及本厂的特殊要求；消防、生产、生活给水管网应尽可能使用同一管路系统；生活、生产废水应达到国家规定的排放标准后才能排放；为了节约用水和减少能源能耗，冷却水应循环使用，避免不必要的浪费；消防、冷却循环等用于增压的水泵应尽可能集中布置，便于统一管理及使用；设计主厂房或车间的给排水管网时，应满足生产工艺和生活安排的需要；因为生活用水不需要处理，而生产用水已设计了水处理设备；所以这里只设计排水系统。1.7.1.3 排水系统的组成 食品工厂的排水系统由室内排水系统和室外排水系统两部分组成。室内排水系统包括卫生洁具和生产设备的受水器、水封器、支管、立管、干管、出户管、通气管等钢管。室外排水系统包括支管、干管、检查井、雨水口及小型处理构筑物等。排水设计要点: （1）生产车间的室内排水应采用无盖板的明沟，明沟宽度为 200300mm，深度为150400mm，坡度为 1%2%，车间地坪的排水坡度取 1.5%2.0%较为适宜。明沟终点设排水地漏，用铸铁排水管或焊接钢管排到室外。在污水进入明沟排水管道之前，应经过格栅，以截留固形物，防止堵塞管道。为了保证排水畅通，垂直排水管道口径应比计算大 12 号。 （2）生产车间的对外排水口应加设防鼠装置，不能用存水弯头，以防堵塞。生产车间内的卫生消毒池、抵抗及电梯坑等均应考虑设置排水装置。生产车间的对外排水尽可能做到清浊分流，对含油脂或固体残渣较多的废水，需在车间外经沉淀池撇油和去渣后，再流入厂区排水管。室外排水亦采用清浊分流制，以减少污水处理量。食品厂的室外污水排放必须采用埋地暗管，必要采用排水泵站进行排放。 （3）厂区下水管一般采用混凝土管，其管顶埋设深度一般不小于 0.7m。食品厂废水中含有固体残渣较多，设计管道流速应大于 0.8m/s，最小管径不宜小于 150mm，避免淤塞管道。1.7.2 消防系统 食品厂的生产性质决定其发生火警的危险性较低，建筑物耐火等级较高。食品厂的消防给水一般与生产、生活给水管合并，采用合流给水系统。室外消防给水管网应为环形，水量按 15L/s,水压应保证当消防用水量达到最大且水枪布置在任何建筑物的最高处时，水枪充实水柱仍不小于 10m。室内消火栓的配置，应保证两股水柱每股水量不小于2.5L/s，保证同时到达室内的各个位置，管道内压力要保证水枪口充实水柱不小于 7m。1.7.3 供电系统1.7.3.1 设计所需资料 全厂用电设备详细情况。供电协议和有关资料，包括供电电源及技术数据，供电线路进户方位和方式，量电方式及量电器材划分，厂外供电器材供应的划分，供电部门要求及供电费用等。自控对象的系统流程图及工艺要求。1.7.3.2 工厂对供电的要求和措施 本厂生产的季节性很强，产品产量随季节波动较大，电负荷变化较大。因此，工厂一般设置两台变压器供电。在设计时，变配电设备的容量和面积要留有一定发展余地，以适应食品厂机械化水平的不断提高。食品厂可采用单电源供电，采用双电源供电是避免意外停电时导致的原料腐败和变质，减少不必要的浪费。一般食品厂的生产车间水汽大、湿度高，应对供电管线及电器采用必要防潮措施，防止发生事故。1.7.3.3 车间配电 车间总配电装置应该设在一单独小间内，分配电装置和启动控制设备要能防水汽，防腐蚀，并应尽可能集中于车间的某一场所。配电装置的保护应相互配合，车间内的启动和控制设备可按情况集中控制或分散控制，当工艺设备许可时优先选用直接启动方式。对于原料和产品经常变化的车间，还应多留供电点，以便于设备的调换或移动，机械化生产线则设专用的自动控制箱1.7.3.4 配电系统说明 食品厂的动力与照明同用时，电源才可以满足生产要求。供电电压低压采380/220V 三相四线制，高压一般采用 10KV。供电系统要和当地供电部门一起商议确定，要符合国家有关规程，安全可靠，运行方便，经济节约。1.7.4 供气系统 蒸汽是食品厂动力供应的重要组成部分。为了适应食品厂生产的季节性变化，一般需要配备不少于两台型号相同的锅炉。1.7.4.1 锅炉房在厂区的位置 锅炉排出的气体中，含有大量的灰尘和煤屑，这些煤屑排入大气后，由于速度减慢而散落下来，造成环境污染。所以，锅炉房应处在食品工厂主车间全年主导风向的下风向，并有较好的朝向，以利于自然通风和采光，位置要靠近热负荷比较集中的地区，锅炉房附近要有足够的燃料和灰渣堆放场所。在总体布置上，锅炉房要选在对生产车间影响较小的地方，不宜和生产厂房或宿舍相连，也不宜布置在厂前区或主干道旁，并且需留有扩建的余地。1.7.4.2 锅炉房的布置 烟囱离锅炉所在 应有一定距离，避免烟囱基础下沉而影响锅炉房的基础。烟道布置应力求简单，并使每台锅炉抽力均衡；锅炉房前墙与锅炉房前端的距离不应小于 3m，对于需要在炉前操作的锅炉，其炉前区长度要比燃烧室长 2m；锅炉房顶部最低结构与锅炉最高操作点的距离不应小于 2m。不需要在侧面操作的锅炉，其通道宽不小于1m；需要在侧面操作的锅炉，如在4t/h以下，其通道宽不小于2m；如在4t/h以上，其通道宽不小于2.5m；锅炉侧面和后端不需要操作时，其通道不应小于0.8m。1.7.2 辅助工程 从工厂组成的角度来说，除生产车间（物料加工所在的场所）以外的其他部门或设施，都都称之为辅助工程。就其所占的空间大小来说，它们往往占着整个厂的大部分。对食品工厂来说，光有生产车间是无法进行生产的，还必须有足够的辅助工程。这些辅助工程可分为三大类。 1、生产性辅助设施，主要包括：原料的接收和暂存；原料、半成品和成品的检验；产品、工艺条件的研究和新产品的试制；机械设备和电气仪器的维修；车间内外和厂内外的运输；原辅材料及包装材料的贮存；成品的包装和贮存等。 2、动力性辅助设施，主要包括：给水排水、锅炉房或供热站、供电和仪表自控、采暖、空调及通风、制冷站、废水处理站等。 3、生活性辅助设施，主要包括：办公楼、食堂、更衣室、厕所、浴室、医务室、托儿所及单身宿舍等。 以上三大部分属于工厂设计中需要考虑的基本结构。以上三大类辅助工程的设计，由它们的工程性质和工作量大小来决定专业分工。通常第一类辅助工程主要由工艺设计人员考虑，第二类辅助工程则分别由相应的专业设计各自承担，第三类辅助工程主要由土建设计人员考虑。下面即为碳酸饮料车间的辅助工程的设计： 1.7.2.1 仓库 仓库分为原料仓库、包装材料仓库、成品仓库；碳酸饮料的生产所用的原辅料不多，从生产周期的角度考虑，仓库总面积约为 2570。1.7.2.2 研发中心 研发中心一般由研究工作室、分析室、保温间、细菌检验室、样品间、资料室等组成。在设备方面，可配备一些小型设备，如小型夹层锅、小型压力杀菌锅以及电冰箱、空压机等。本设计研发中心毗邻生产车间，且要与生产联系密切，并使水、电、汽供应方便。1.7.2.3 品控中心 品控中心又称为检验部门。它的职能是对产品和有关原料进行卫生监督和质量检查，确保这些原材料和最终产品符合国家食品卫生法律、法规和有关部门颁发的质量标准或质量要求。检验对象一般有：原料检验、半成品检验、成品检验、镀锡薄板及涂料的检验、其他包装材料检验、各种添加剂检验、水质的检验及环境监测等。检验项目一般有：感官检验、物理检验、化学检验及微生物检验等。品控中心的组成一般是按检验项目来划分的，它分为感官检验室、物理检验室、化学检验室、空罐检验室、精密仪器室、细菌检验室（包括预备室、即消毒清洗间、无菌室、细菌培养室、镜检室等）及储藏室等。品控中心的大型用具主要有双面化验台、单面化验台、支撑台、通风橱等。一般仪器有普通天平、分析天平、水分快速测定仪、干燥箱、恒温箱、电炉、生物显微镜等。此外，有条件的还可购置组织捣碎机、气相色谱仪、紫外-可见分光光度计、空调和紫外线灯等。品控中心的位置最好选择距离生产车间、锅炉房、交通要道稍远的地方，并应在车间的下风或楼房的高层。品控中心可以与研发中心同处一栋楼，品控中心在高层，研发中心在下层。1.7.2.4 机修室 食品工厂机修车间的主要任务是制造非标准专业设备和维修保养专用设备。大型食品厂的机修车间一般设有厂部机修与车间保养，中小型食品厂一般只设厂级保修。机修车间一般由机械加工、冷作及模具锻打等几部分组成，另外，还附属有木工间和五金仓库等。1.7.2.5 全厂生活设施 此处所指的全厂性生活设施包括办公室、更衣室、食堂、浴室、厕所等。办公楼应布置在靠近人流出入口处，其面积与管理人员数及机构的设置情况有关。车间办公室应设在车间内，且满足采光、通风、隔声等要求；面积为200。食堂在厂区中的位置，应靠近工人出入口处或人流集中处。它的服务距离已以不超过 600m 为宜，面积为450 ；二楼为男工宿舍，三楼为女工宿舍。为适应卫生要求，食品工厂的更衣室宜分散，附设在各生产车间或部门内靠近人员进出口处。工人进入车间前应先进入更衣室更衣，然后在洗手池洗手后烘干并用酒精消毒器消毒后方可进入车间。更衣室内应设个人单独使用的三层更衣柜，衣柜尺寸 5004001800mm，以分别存放工作服、便服等，更衣室使用面积按固定工总人数每人 0.50.6 计，面积为135。因生产工人和其他部门的人员都需要洗澡，则厂区需设置浴室。浴室淋浴器的数量按各浴室使用最大班人数的 6%9%计，浴室建筑面积按每个淋浴器 56 估算，面积为100。厕所面积60。电务为全厂提供稳定的电流，并且统计各工段的用电情况，配电房约 288 。污水池不仅处理生产用水，还要处理生活用水。需要活性污泥池、过滤池等，设计占地 680 。第二章 总平面布置及运输2.1 总平面布置 这个总平面设计符合生产流程的要求。原料、半成品、成品的生产作业线顺直、短捷，设有交叉和返回。建、构筑物的厂房布置分区划片，分为厂前区、能源区、生产区。体现出各区功能分明、运输联系方便、建筑井然有序。厂前区的建筑基本上属于行政管理及后勤职能部门等有关设施（食堂、车库、门卫等）。生产区包括主要车间厂房及其原料、成品库。能源区包括动力车间厂房（水泵房、水塔、锅炉房等），生产区处在厂址场地的中部，也是地形地质较好的地带。 全厂运输道路设置在各区片之间，主干道与大门通连。厂前区，主干道两侧设置绿化设施，美化环境，动力车间靠近其服务的部门生产区。这样，最大限度的减少管路管线的铺设、输送汽、冷、气、电的常年能量损失。且动力车间布置在厂区的下风向，以免烟尘污染厂区和容易引起火灾。全年的主风向为静风少有北风，主要生产车间布置在全厂东西纵向上的中心地带，形成生产区。生活区设在主风向的下风向，以免污染生产区的卫生，锅炉房设在西南方向，既不会污染加工车间又不至于使能源输送距离加大，污水处理站设在厂后区，对生产区的环境卫生没有影响。 辅助车间靠近为其服务的主车间厂房，分布在厂区的右侧。水塔分布在右侧靠中，以便为生产提供大量用水。包装材料库设置在主车间一楼和二楼，接近包装车间。原料库布置在主车间左侧，为生产时运输节省成本。厂前门右侧设置一个汽车库和自行车棚，主要为车间工人停车用地，厂后区设计一个小车库，主要为成品运输车辆停车用。锅炉房处在厂区右侧下方。主要为了靠近主车间的蒸煮间，可减少供汽的热量与压力损失。有利于凝结水的回收及环境卫生。 行政管理和后勤部门的总体布置位集中在厂前区。因为其职能性质规定，对厂内方便于全厂性的行政业务和生产技术管理，以及后勤服务，对外在建筑上适应城市规划、市容整齐的要求。故设在工厂的大门处，临近两侧。首先，办公大楼正对着大门，并且附以大型花池绿化及旁侧美化，体现了工厂的方位朝向。并且通风采光充足，其他福利设施布置在厂前区左侧，如食堂、活动室、及运动场地等，作为生活区的一部分，方便工人的生活。 全厂总平面布置采用区带式布置形式。在厂区划分的前提下，保证区域功能分明的特点，以主要生产车间的定位布置，带起辅助车间和动力车间的逐一布置。这种布置形式的特点是突出了主要生产车间的中心地带位置。全厂各区布置得比较协调合理。道路网布置井然有序，绿化区面积得以保证。2.1.1 厂区道路与厂区建筑物布置原则 1、厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，厂区道路应采用水泥或沥青路面，以保持清洁。运输货物道路应与车间保持一定的距离，特别是运煤和煤渣容易产生污染。一般道路应设计成环形，以免造成堵塞。 2、厂区道路还应从实际出发考虑是否需要有铁路专用线和码头等设施。 3、厂区建筑物间距（指两栋建筑物外墙面相距的距离）应按有关规范设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪声、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小。例如，建筑间距与日照关系，冬季需要日照的地区，可根据冬至日太阳方位角和建筑物高度求得前栋建筑的投影长度，作为建筑日照间距的依据。不同朝向的日照间距 D 约为 1.11.5H（D 为两建筑物外墙面的距离，H 为布置在前面的建筑遮挡阳光的高度）。 4、建筑间距与通风关系：当风向正对建筑物时(即入射角为 0时)，希望前面的建筑不遮挡后面建筑的自然通风，那就要求建筑间距 D 在 45H 以上。当风向的入射角为30时，间距可采用 1.3H。当入射角为 60时，间距 D 采用 1.0H。一般建筑选用较大风向入射角时，用 1.3H 或 1.5H 就可达到通风要求；在地震区采用 1.6H 或 2.0H。 5、厂区各建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地质、地形和水文等的自然条件。合理确定建筑物、道路的标高，保证不受洪水的影响，使排水畅通。 6、在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，进行合理的竖向布置。但必须注意设置护坡及防洪渠道，以防山洪灾害。 7、相互间有影响的车间，尽量不要放在同一建筑物里，但相似车间应尽量放在一起，提高场地利用率。 2.1.2 厂区各建筑面积的确定 首先是生产车间的面积，本厂是班产125吨的生产力，根据所选的整套设备，我设计的生产车间的面积为 3000 ，因生产车间是长方形，则其长为 50m，宽为 60m。生产车间应布置在整个厂的中心。 其次是办公楼的面积为 200 。长为 20m,宽为 10m。办公楼包括行政人员办公室和会议室。其中，行政人员办公室在底楼面积为 200 ，会议室在二楼。办公楼布置在靠近人流出入口处，大门的旁边。 然后是研发中心和品控中心。将其合并在一起，研发中心在底楼面积为 80 ，品控中心在二楼面积为 80 。此建筑的位置选择离锅炉房、交通要道稍远一些的地方，并在车间的下风方向。 食堂应布置在办公楼的旁边，其面积为 450 ，二楼为男工宿舍，三楼为女工宿舍。 为适应卫生要求，食品工厂的更衣室宜设在各生产车间或部门内靠近人员进出口处。其面积为 130。 仓库围绕生产车间布置，其面积为 2570。 停车场布置在仓库附近。其面积为 750 。 生产车间总面积为 3000 ，仓库、行政设施、门卫等其他辅助设施占地面积约为 6058。大门宽 6m。全厂总面积约为 10934 。 建筑系数：建筑系数=（3000+6058）/10934=82.8% 全厂总长 110m ,宽约 100m 。厂区总面积为 10934。2.2 工厂运输 根据生产工艺要求，全厂成区带或直链排布。生产用的原辅材料和成品的运输都各自分开，故采用终端式布置，这种道路不兜环，各有分散终点，在成品仓库处设立停车 场。 全厂道路纵横贯通，主干道短直，且与厂大门（前、后两个）通联。运输方便，道路两旁地带和厂前区办公楼前绿化面积充足，体现出现代化工厂特点。厂区主要道路应规则、宽敞、人流和物流道路尽量分开，物流道路应固定走向，而且要考虑消防通道。 厂区物流通道直接通往仓储区以保证安全整洁，便于生产管理和质量鉴控。主干道采用双车道，道宽约为 6m，次干道为单车道，道路宽度约为 3.5m，在道路交叉处设置弧形道，防止插车等事故。有些建筑物外面设有草地，尺寸约为 1m 宽。路面平坦、无积水，主要应用水泥铺砌，防止尘土飞扬，工厂污水排放符合国家环保要求。 表 2-1 各部门占地面积名称尺寸（m）面积（）门卫室（2个）4432办公楼2010200实验楼81080食堂和宿舍4510450浴室1010100厕所10660生产车间50603000成品库(2个)20331320包装材料仓库（2个）25251250锅炉房1620320煤堆场1618288停车场2530750机修室1516240配电室1618288污水处理站2034680全厂建筑占地面积S1=9058第三章 劳动定员 本厂是按岗位计算定员，即根据各操作岗位和每个岗位所需要的工人数计算生产定员人数，其各职务定员情况见表 3-1。在编排产品方案时尽可能用班产量来调节劳动力，每班所需工人数基本相同。 由于生产基本上是全自动化的，则需要的人数并不多。水处理过程需要 17个人，脱气需 8 个人，化糖需 8 个人，调和碳酸化工段需 17 个人，洗瓶、检瓶工段需 17个人，装瓶、压盖需 17个人，打码、贴标工段需 8 个人，成品检查需 8 个人，产品堆放需 17个人。 总共每班生产需生产工人为 117 人，每天 2 班为 234 人。为保证生产的正常进行，以虑某些工人有病假、事假等特殊情况时，有人照顾生产，故可放宽定为 240 人。对车间一线的生产工人要求熟悉各工段的工艺操作，以便应付任何突发情况。表 3-1 全厂劳动力定员表职务研发、品控行政技术生产工人后勤合计人数10151624066347第4章 车间工艺4.1 工艺流程及相关参数4.1.1 碳酸饮料生产流程 碳酸饮料的生产工艺流程有两种，一种是配好调味糖浆后，将其灌入包装容器，再灌装碳酸水（即冲入二氧化碳的水），称现调试；另一种是将调味糖浆和碳酸水定量混合后，再灌入包装容器中，称预调式。本设计根据一次灌装工艺流程进行设计。 预调式工艺流程（一次灌装）见图41饮用水 水处理 脱气 暂存 CO2气 调味剂、香精等 砂糖 溶解 暂存 过滤 糖浆调和 定量调和机 带冷却的混合机 瓶 洗净 空瓶检查 装瓶机 轧盖机 制品检查图4-14.2 工艺流程说明4.2.1 饮用水的水质要求和处理 水是饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接影响成品的质量。因此，饮用水的处理非常重要。（1） 天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度，大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质，见表4-1。 天然水源中杂质的分类和处理方法杂质微粒/mm10 10 10 10 10 10 10 1 10分类真溶液胶体悬浮物特征透明光照下浑浊浑浊肉眼可见识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理方法离子交换自然沉降、过滤混凝、澄清、过滤（2）饮用水的水质要求项目标准感官性状和一般化学指标色浊度臭和味肉眼可见物PH总硬度（以碳酸钙计）mg/L铁/(mg/L)锰/(mg/L)铜/(mg/L)锌/(mg/L)挥发酚类（以苯酚计）mg/L阴离子合成洗涤(mg/L)硫酸盐/(mg/L)氯化物/(mg/L)溶解性总固体/(mg/L)色度不超过 15 度，并不呈现其它异色不超过 3 度，特殊情况不超过 5 度不得有异臭、异味不得含有6.58.54500.30.11.01.0 0.0020.32502501000毒理学指标氟化物/(mg/L)氰化物/(mg/L)砷/(mg/L)硒/(mg/L)汞/(mg/L)镉/(mg/L)铬(六价)/(mg/L)铅/(mg/L)银/(mg/L)硝酸盐（以氮计）/(mg/L)氯仿/(g/L)四氯化碳/(g/L)滴滴涕/(g/l)六六六/(g/L)1.00.050.050.01 0.0010.010.050.050.052060315细菌学指标细菌总数/(个/mL)总大肠菌群/(个/L)游离余氯1003在与水接触 30min 反应不低于 0.3mg/L.集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于 0.05mg/L放射性指标总放射性/(Bq/L)总放射性/(Bq/L)0.11 4.2.2 原糖浆的制备（1）糖的溶解 把糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须采用优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后供用。其所用水亦必须用纯良的水，其水质可与装瓶用水相同。（2）糖浆过滤 砂糖加水溶解后，必须进行过滤，滤法有自然过滤和加压过滤两种。一般操作压力在 58.8kPa(0.6kgf/cm2)左右。如采用 2.5m2的过滤面积的过滤设备，65Bx 浓度的糖浆流量为 2.5t/h。如果压力超过 117.6kPa 及流量降低时，应停止操作，重新更换新的纸浆及滤布。该操作必须在规定卫生条件下进行。更换下来的纸浆经清洗、干燥后可重复使用。 如果生产中采用质量较差的砂糖，则会导致饮料产生絮凝物、沉淀物，以致产生异味等，还会使装瓶时出现大量泡沫，影响生产速度。因此较差的砂糖必须采用活性炭的净化处理。处理方法为：将糖用活性炭加入热糖浆中，添加时用搅拌器不断搅拌。活性炭用量须视糖及活性炭的质量而定，一般用量为糖的质量 0.5%1%之间。活性炭与糖溶液接触 15min，温度保持在 80.为了避免活性炭堵塞过滤器面层，在通过过滤器前加一些助滤剂（如硅藻土），用量为糖质量的 0.1%。过滤时活性炭和助滤剂吸附在过滤面层，糖浆反复通过过滤器，达到过滤出来的糖液纯净透明为度。过滤设备也采用不锈钢板框过滤器。4.2.3 糖浆的配合添加顺序：原糖浆（加甜味剂）加防腐剂加酸味剂果汁香精色素水（碳酸水）（1） 防腐剂 防腐剂的作用，是防止食品生产中受到细菌的污染而造成腐坏，但要首先保证产品生产过程的卫生，才能期待防腐剂所产生的效果。饮料中常用的防腐剂是苯甲酸钠，配制浓度为 25%，即一