年产5000吨谷脘粉车间设计

1、摘要本车间工艺采用的是德国开发的一种较新的小麦淀粉与谷脘粉分离方法三相卧螺工艺法，该工艺采用三相卧螺离心机将均质后的小麦面粉分为三相，溢流相主要为戊聚糖，中相为谷脘粉和B淀粉，底流为A淀粉。再根据谷脘粉与B淀粉比重不同用沉降法将其分开，脱水干燥既得谷脘粉。该工艺具有生产连续性强，自动化程度高，整个生产过程封闭，生产的谷脘粉质量较高，能满足发达国家谷脘粉的质量标准。此外戊聚糖用于生产饲料，淀粉用于酒精发酵，不给坏境带来压力。谷脘粉脱水出来的水循环到三相卧螺离心机内，减少用水量。同时整个工厂平面设计和车间设计按照GMP和HACCP的相关规定设计。关键词：谷脘粉；三相卧螺工艺；三相卧螺离心机；工艺A

2、bstractThe workshop adopted a relatively new process method which Germany developed ,the Three-phase norizontal spiral process. The flour was departed into wheat starch and wheat gluten two parts by the three-phase norizontal spiralled centrifuge.The technology used three-phase norizontal spiral cen

3、trifuge separated the homogeneous of wheat flour into the three-phase, the overflow phase mainly for pentosan, the middle phase for wheat gluten and B starch, bottom flow for A starch.The process has produced continuous and high degree of automation and the entire production process was airtight.The

4、 higher quality of wheat gluten can be developed country wheat gluten meet quality standards.Also for the production of feed pentosan, starch for ethanol fermentation, did not bring a bad environment pressure. Wheat gluten dehydration recycling, reduce water consumption. At the same time the entire

5、plant and plant design graphic design in accordance with the relevant provisions of GMP and HACCP design, security design was reasonable and scientific.Keywords: wheat gluten; Three-phase norizontal spiral process; Three-phase norizontal spiral centrifuge; process目录第1章 绪 论11.1 谷脘粉介绍11.1.1 谷脘粉定义11.1.

6、2 谷脘粉的现状及市场分析11.1.3 谷脘粉的用途21.2 设计依据和原则31.2.1 设计的依据31.2.2 工艺设计的基本原则3第2章 厂址选择和总平面设计62.1 厂址选择62.1.1 厂址选择原则62.1.2 厂址选择说明82.2 总平面设计102.2.1 总平面设计的基本原则102.2.2 总平面设计说明11第3章 谷脘粉车间工艺设计123.1 产品方案123.1.1 产品方案的要求123.1.2 产品方案原则123.1.3 产品方案123.2 工艺选择133.2.1 工艺流程的选择原则133.2.2 谷脘粉主要生产工艺介绍143.2.3 谷脘粉生产工艺流程173.2.4 工艺论证

7、173.3 生产物料衡算203.3.1 面粉需要量计算213.3.2 谷脘粉包装装袋量计算213.4 设备选型223.4.1 设备选型原则223.4.2 选型计算233.4.3 设备选型233.5 水电用量的计算263.5.1 用电量计算263.5.2 用水量计算263.5.3 蒸汽用量计算273.6 车间布置273.6.1 谷脘粉车间工艺布置273.6.2 谷脘粉车间建筑结构27第4章 辅助部门294.1 仓库294.1.1 成品库304.1.2 锅炉房304.1.3 中心实验室324.1.4 化验室32第5章 工厂卫生和全厂性设施335.1 工厂卫生335.1.1 厂库环境卫生335.1.

8、2 厂、库设施卫生335.1.3 加工卫生345.1.4 厂区公共卫生345.1.5 生产车间卫生345.1.6 常用的卫生消毒方法355.2 全厂性生活设施355.2.1 办公楼355.2.2 食堂365.2.3 停车场375.2.4 员工宿舍375.2.5 车间外维修组及配电房37第6章 全厂土建部分386.1 厂区建筑面积的确定386.2 厂区道路386.3 总平面布置几个技术指标396.3.1 建筑系数396.3.2 土地利用系数39第7章 车间人员编制407.1 企业组织原则40第8章 产品成本与销售的基本分析428.1 成品目标成本计算428.1.1 原料成本计算428.1.2 物

9、料成本计算428.2 产品的销售分析43第9章 三废处理449.1 废水处理449.1.1 谷脘粉车间主要废水449.1.2 污水处理方案原则449.1.3 污水处理站处理工艺459.2 废气处理459.3 废固处理45结 论46第1章 绪论1.1 谷脘粉介绍1.1.1 谷脘粉定义谷脘粉又称谷朊粉,熟称小麦筋粉、小麦面筋蛋白，它是以小麦或小麦面粉为原料，将其中的淀粉和非蛋白成分分离得到的，由多种氨基酸组成的，蛋白质含量在85%左右，是营养丰富的植物蛋白资源。谷脘粉主要由相对分子质量较小、呈球状、具有较好延伸性的麦胶蛋白与相对分子质量较大、呈纤维状、具有较强弹性的麦谷蛋白组成。谷脘粉当谷脘粉吸水

10、后形成具有网络结构的湿面筋，具有优良的黏弹性、延伸性、热凝固性、乳化性，以及薄膜成型性等特性。1.1.2 谷脘粉的现状及市场分析目前，我国谷脘粉的年生产规模可达到15万吨左右，欧洲则为40万吨，并且以每年15%的速度递增。现阶段我国较大的谷脘粉生产企业有河南天冠集团，该集团拥有我国最大的谷脘粉生产线，该集团谷腕粉年产能力为6万吨。其次为河南莲花味精股份有限公司该企业年产谷腕粉4万吨。其余还有十余家年生产能力在5千吨以下的企业。小麦及小麦面粉和玉米相比，深加工程度低。国家发改委限制玉米深加工项目而支持小麦进行深加工，该谷脘粉生产线的项目符合国家发展的产业政策。而该工厂选址在河南南阳，该地区是我家

11、小麦主产区，粮源丰富，小麦面粉厂很多，面粉生产过剩。所以，前景广阔，原材料来源供应无后顾之忧。谷脘粉被广泛应用于面制食品、畜肉类和水产制品以及保健食品和婴幼儿食品中，用来进行产品的品质改良和营养强化工；此外，在其他食品工业如即食食品和饲料工业中也有广泛的应用。目前，国内还所谷脘粉作为一种高效的绿色增筋剂，将其用于高筋粉、面包专用粉的添加剂，用途广泛。随着消费水平的提高，谷脘粉国内需求增势强劲，其价格维持在7000元以上。谷脘粉的出口不受限制，市场前景看好。谷脘粉作为小麦的一种深加工产品，能够有效地提高农产品的附加值，并有助于消化我国大量的库存小麦，对于我国产业结构的调整，积极应对国际市场对我国

12、小麦产业的冲击都有重要的作用。1.1.3 谷脘粉的用途1.1.3.1 谷脘粉在粮食工业中的应用目前我国生产面粉中湿面筋含量特制一等26%，特制二等25%，标准粉24%，普通粉22%这四种等级的面粉面筋含量很难满足各种用途的需要，特别是各种专用粉的开发利用（如面包、面条、拉面专用粉），更需要人为地添加谷脘粉解决面粉中面筋含量不足，增加面团的网络结构，改良面条品质，进而起到改善各种制品的作用。添加谷脘粉后面条的抗挤压力、抗弯曲力及抗拉应力均有明显提高，尤其是通心面效果更为显著。1.1.3.2 谷脘粉在食品工业中的应用谷脘粉在食品领域中的利用涉及到传统产品中的粉末状制品、糊状制品、粒状及纤维制品，如

13、前面所提到烤麸、古老肉、素肠、素鸡、素鸭、油面筋等。谷脘粉独特的黏弹性、乳化性是又一鲜明优点，且营养丰富可大量用于食品工业中，随着谷脘粉品质的改良，尤其是热凝固温度下降的变性面筋制作技术的开发，使其利用范围进一步扩大，现被广泛应用到畜肉制品与水产制品中，由于其独特的黏弹性，又被广泛应用到弹性加强物之中，作为蛋白强化剂进行更深一步的开发利用。1.1.3.3 谷脘粉在饲料工业中的应用谷脘粉在饲料工业中用于生产高档水产品如螃蟹、鳗、鳖、对虾等饲料的黏结剂和营养强化添加剂，不仅提高了饲料的营养价值，在制作悬浮饲料时，其吸水后的悬浮性，自然黏弹性还提高了饲料在饲喂中的综合利用率。同样，在饲料工业中，可以

14、利用其优良的蛋白源作为高档动物及宠物的饲料。只要将谷脘粉与其他食物性蛋白按各种比例混合，并根据动物饲料的特性及其所缺的必需成分进行合理搭配就能制成各种动物的专用饲料。并且高档谷脘粉具有“清淡醇味”或“略带谷物口味”当其与其他成分混合制成饲料后，可以说色香味俱全，特别适合于各种宠物的口味，这样大大增长了其饲料的利用性。1.1.3.4 其他应用除此之外，谷脘粉在膜类材料、涂层材料、化妆品、洗涤剂、胶黏剂、橡胶制品、代乳品、薄壁医药制品、重金属回收等多个领域有这样重要应用。1.2 设计依据和原则1.2.1 设计的依据本设计依据四川理工学院生物工程系食品教研室下达的毕业设计的任务书，同时参考一些食品机

15、械生产厂家，收集了一些机械设备资料，同时参阅了大量有关的参考书、杂志和资料而进行设计的。1.2.2 工艺设计的基本原则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产品的规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如果限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则应说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。1.2.2.1 主要设备的能力应与工厂规模相适应大型工厂应配备与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。1.2.2.2 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的确定至关重要。工厂建成后，要想改变工艺流程和主要设备十分困难。因

16、此工艺流程的确定和主体设备的选择应慎重从事，须通过方案对比后确定，并应尽可能考虑节省能源，采用安全可靠、技术先进的成熟、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、产品合格率等的选取，应切合实际。指标定得太高，投产后达不到设计要求。指标过于保守，造成人力、物力的浪费，经济上不合理。因此，设计指标和工艺参数的选取也应力求先进、合理。1.2.2.3 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，而速冻机、各型号真空密封包装设备、斩拌机和装肠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如场外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。各种

17、堆场、储库的容量，应满足各处物料存期的要求。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地生产。但储存期也不要太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。1.2.2.4 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展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，应结合设计时的国内外未来时期对设计产品需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积和投资

18、。1.2.2.5 合理考虑机械化、自动化装备水平机械化水平应与工厂的规模和装备水平相适应，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劳动的场合，也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，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行必不可少的手段。我国工厂生产的自动化有自己的特点，目前不强调高度全盘自动化，而是注重讲求实效的局部自动化。如本设计中出现的屠宰、分割、绞肉、斩拌和各种成型设备等设备的连续生产自动化等。1.2.2.6 注意环境保护、减少污染设计应严格执行国家环境保护、工业卫生等方面的有关规定。对可能产生

19、的污染应采取相应的防治措施，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。1.2.2.7 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，以及其他专业对工艺布置的要求。第2章 厂址选择和总平面设计2.1 厂址选择厂址的选择，必须贯彻执行国家的方针、政策、遵守国家的法律、法规。厂址的选择要符合国家的长远规划及工业布局、国土开发整治规划和城镇发展规划。从全局出发，统筹兼顾，正确处理好城市与乡村、生产与生态、工业与农业、生产与生活、需要与可能、近期与远期等关系。选择厂址时食品厂对环境的特殊要求。工业区

20、应设在常年主导风向的下风向，但考虑到食品对生产环境的特殊要求，食品厂厂址应设在工业区的上风位置，厂址周围还应有良好的卫生环境，无有害气体、粉尘等污染源，也要远离车站、码头等人流、物流比较密集的区域。食品生产企业的地点，规模和投资有可能决定企业的后天发展。选择厂址是食品生产企业开办必须首先进行的重要决策，对企业未来的发展具有决定性的意义，是食品生产企业能够顺利实施HACCP的基础。2.1.1 厂址选择原则正确选择厂址是保障企业生产安全的重要前提。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

21、生灾害，“三废”的处理，与外部的联系及协作等。为此，在选择工厂厂址时，必须统筹兼顾，正确处理局部与整体、生产与安全、重点与一般、近期与远期、原则性与灵活性的关系，尽量满足下列条件：2.1.1.1 厂址选择首先应符合国家的方针政策食品工厂的厂址应该在当地的规划区内，以适应当地远近期的规划的统一布局，并尽量不占或少占良田，做到节约用地。所需土地可按基建要求分期分批征用。厂址选择应以生产条件方面考虑。1、根据我国具体情况，食品工厂一般倾向于设在原料产地附近的大中城市之郊区，个别产品为有利于销售亦可设在市区。这不仅可获得足够数量和质量新鲜的原料，并利于加强工厂对农村生产的指导和联系，而且还便于辅料和包

22、装材料的获得，利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。2、厂区的标高应高于当地历史最高洪水位，特别是主厂房及仓库的标高更应高出当地历史最高洪水位，厂区自然排水坡度最好在0.0040.008之间。3、所选厂址，要有可靠的地质条件，应避免将工厂设在流沙、淤泥、土崩断裂层上。对特殊地质如溶洞，湿陷性黄土，大孔土等应尽量避免。在山坡上建厂要避免滑坡，塌方等，在矿藏地表不应建厂。厂址应有一定的地耐力，建筑冷库的地方，地下水位不能过高。4、所选厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体、放射性源、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

23、害。厂址不应该选在受污染河流的下流，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、所选厂址面积的大小应能尽量满足生产要求，并有发展余地和留有适当的空余场地。2.1.1.2 厂址选择应从投资和经济效果考虑1、所选厂址应有较方便的运输条件（公路、铁路、水路）。若需要新建公路或专用铁路时，应选最短距离为好，这样可减少投资。2、有一定的供电条件，以满足生产需要，在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。3、所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水源亦应较好。（水源起码必须符合卫生部所颁发的饮用水质标准）。在城市一般采用自来水，均能符合饮用水标准，若采用江、河、湖水，

24、则需加以处理，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水质要求更高。厂内排除废渣应就近处理，废水应该处理后，在一定的排放口排放，若能利用废渣、废水作饲料就更好。4、厂址最好选择在居民区附近，这样可减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。2.1.1.3 结合而论，厂址选择的原则可归纳为如下几项：1、厂址的位置要符合城市规划（供汽、供电、给排水、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

25、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。2.1.2 厂址选择说明2.1.2.1 厂址介绍(1)地理位置邓州市是河南省一个边缘县级市，位于南阳盆地中部偏西地区。东接南阳市卧龙区、新野县；西连淅川县；北邻内乡、镇平二县；南界湖北省的襄阳县、老河口市。地理坐标价于北纬38°2232°59，东110°37110°20之间。南北长69公里，东西宽67公里，总面积2294.4平方公里,占河南省总面积的1.41%。焦枝铁路、207国道穿越南北全境，市区距南阳、襄攀、老河口市分别为55、75、53公里。南阳、襄攀、老河品

26、连成一个三角形，邓州市正好座落于这个三角形的中心。全市辖6镇20个乡、3个办事处，578个村委会，5个街道居委会，6450个村民小组,33.48万户，153万余人，平均每平方公里703人。总人口中，汉族占98.4%，回、蒙、藏、高山、朝鲜等11个少数民族占1.5%。（2）厂址场地外形、地势及面积邓州地势西北高东南低，西部的朱连山（海拔469.7米）为全市最高点，东南部最低处海拔85米。境内有大小河流29条。较大河流有湍河、刁河、赵河和严陵河，分别从北部或西部入境，汇集于东南部，注入白河，流入汉水。河流冲积形成平原，在北部、中部和东部形成大面积肥沃土地。土层深厚，土质为保水保肥性能强的潮土、黄老

27、土和黑老土。南北长69公里，东西宽67公里，总面积2294.4平方公里。总人口160万。（3）厂址地质与气象邓州属亚热带季风型大陆性气候，受季风转换影响，寒往暑来，四季更迭分明，温暖湿润。年降水量723.8毫米，平均气温15.1，年平均日照1985.9小时，无霜期平均为229天。（4）原料优势邓州物产丰富，资源雄厚盛产小麦、棉花、烟草、小辣椒、花生、豆类，被国家确定为商品粮、优质棉基地（市）, 是河南省油料生产和优质烟出口重要县（市）。年粮食总产10 亿公斤以上，小麦产量8亿公斤以上，棉花总产3500 万公斤，烟叶总产2000 万公斤，花生1000 万公斤；畜产品资源丰富，是南阳黄牛中心产区，

28、年存栏45 万头，生猪存栏70 万头，家禽1500 万只。邓州素有“粮仓”之称，是全国商品粮基地和粮食生产先进县、河南省油料生产和优质烟叶出口重点市。邓州矿藏资源得天独厚，水泥灰岩储藏量13 亿吨，溶剂灰岩2 亿吨，黑墨大理石1100万立方米，花岗岩储量600万立方米。（5）交通资源铁路：焦枝铁路贯穿境内，设有邓州站。公路：207国道、南邓高速公路、S335线、S231线、S249线穿境而过民航：距南阳、老河口机场均在60公里以内水路：从河口码头入位，通江达海。2.1.2.2 厂址主要优势（1）离原料产地近，且原料资源丰富，每年小麦8亿吨以上，保证了原料的需求。谷脘粉生产在需要大量的面粉，没生

29、产一吨谷脘粉需要九吨面粉，接近原料产地节约了大量的运输成本。（2）交通方便，邓州内有焦枝铁路贯穿境内,并设有邓州站，一条国道、一条高速、三条省道穿境而过，水路从河口码头入位，通江达海。保证了谷脘粉畅通的运输。（3）有着丰富的水和电、煤资源。2.2 总平面设计2.2.1 总平面设计的基本原则各种类型食品工厂的总平面设计，无论原料种类、产品性质、规模大小以及建设条件如何不同，它们都是按照设计的基本原则结合具体实际情况进行的。食品工厂总平面设计的基本原则有下列几点：（1）布置务必紧凑合理，做到节约用地。分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还必须为远期发展留有余地。（2）主车间、仓库等应按生产流程布

30、置，并尽量缩短距离，避免物料往返运输。（4）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。（5）动力设施应靠近负荷中心，如变电所应靠近高压线网输入本厂的一边，同时，变电所又应靠近耗电量大的年间。又如冷机房应接近变电所，并紧靠冷库。食品工厂类车间的应接近冷库，而杀菌工段车间用汽量大的工段应靠近锅炉房。（6）生产区和生活区、厂前区室要分开。为了使食品工厂的主车间有较好的卫生条件，尽量在厂区内不搞饲养场。如一定要搞，应远离主车间。（7）生产车间应注意朝向，在华东地区一般采用南北向，保证光充足，通风良好。（8）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

31、阻挡尘埃污染食品。（9）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。（10）总平面中要有一定的绿化面积，但不宜过大。（11）公用厕所要与主车间、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，以保持厕所的清洁卫生。（12）厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，一般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间隔，特别是运煤和煤渣，容易产生污染。一般道路应为环形道路，以免在倒车时造成堵塞现象。（13）厂区道路之外，应

32、从实际出发考虑是否需有铁路专用线。（14）合理确定建筑物、道路的标高，以既保证不受洪水的影响，使排水畅通，同时又节约土方工程。（15）在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，即进行合理的竖向布置。但必须注意设置护坡及防洪渠，以防山洪灾害。（16）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。2.2.2 总平面设计说明本工厂在河南邓州市工业园区内，整个厂区为长110米，宽80米的长方形厂区，占地面积为8800平方米。该地区的主方向为东北风和南风。因此锅炉房建在西北角。厂区的南侧和西侧有道路，则在南侧和西侧分别开门。南门主要为工厂人员进入，小

33、型车辆进入以及成品谷脘粉的向外运输。西门主要为原料的进入库房。南门右侧为生活区和行政区占地面积为2200平方米，南门左侧为生产区占地面积5000平方米。第3章 谷脘粉车间工艺设计3.1 产品方案3.1.1 产品方案的要求产品方案是食品工厂设计者按建设规模和设计任务书对全年生产品种和各种产品的数量、产期、生产班次等的计划安排。在确定产品方案时，还应注意留有一定的调控生产能力，以备生产市场急需产品。也要注意在生产淡季为检修生产设备留有充裕的时间。3.1.2 产品方案原则（1）符合计划任务书的规定和要求。（2）有利于产品在国内外市场的销售，以达到较好的经济效益。（3）有利于充分利用原料资源，使产品产

34、量和原料供应平衡，并满足主要产品产量要求。（4）有利于淡旺季的平衡生产，注意解决劳动力平衡问题。（5）有利于原料综合利用。（6）满足设备生产能力的平衡，水、电、汽负荷平衡。3.1.3 产品方案每月工作时间一般按25天计，2月春节放假7天工作20天，3月设备检修5天工作20天，9月设备检修5天工作20天，十月国庆放假5天工作20天，全年共生产280天。每天生产班次3班，每班8小时，全年生产班次为280*3=840个。本设计为年产5000吨谷脘粉车间设计，班产量为5000/840=6吨。一年内每月生产安排见表3-1。表3-1月生产任务表产品名称年1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12

35、月工作天数280252020252525252520202525谷脘粉产量（吨）5000450360360450450450450450360360450450表3-1月生产任务表3.2 工艺选择3.2.1 工艺流程的选择原则生产工艺流程的优劣不仅会影响产品质量、成本，还会影响工厂的建设投资、面积确定以及经济效益，所以，我们在对设计的工厂的产品的工艺流程要进行认真探讨和论证。在选择生产工艺流程时英遵守下列原则。（1）保证产品符合国家食品安全标准，出口产品还须满足销售地谷脘粉质量要求，并保证符合食品GMP的卫生要求。（2）应优先选择先进、科学的工艺流程，以确保生产符合时代要求的、优质适销的谷脘粉

36、。（3）应确保谷脘粉有市场竞争力，选择可以提高产品质量和生产效率、降低生产消耗和成本的生产工艺。（4）要选择有利于原料综合利用和对产品进行多层次深加工的流程。（5）选择的流程要能缩短生产周期，减少生产工序和环节，优先采用机械化、连续化作业线。对暂时不能实现机械化、连续化生产的品种，其工艺流程应尽可能按流水线排布，缩短成品或半成品的生产过程中的停留时间，避免发生变色、变味、变质。（6）选择的流程要尽量节省厂房和生产设备，特别是要尽量减少特殊的厂房和设备。这样可以节省基建投资，缩短建厂周期。（7）结合建厂条件和生产规模选择与生产规模相适应的流程。（8）选择产生“三废”少或经过治理容易达到国家规定的

37、“三废”排放标准的生产流程。最好采用能实现清洁生产的工艺。同时，要注意充分节约能源和利用余热。（9）选择的流程要考虑到安全操作和劳动保护问题，尽量采用封闭式操作、生产过程没有或很少有毒、有害物质参与作用的流程。3.2.2 谷脘粉主要生产工艺介绍谷脘粉的生产工艺多种多样，但根据目前的技术条件及对谷脘粉产品的要求，采用小麦面粉作原料湿法加工是最主要的生产方法。湿法加工淀粉与谷脘粉的收率比较理想，工艺简单，容易实现。一些典型的湿法加工方法如马丁法、水力旋流和三相卧螺法。3.2.2.1 马丁法马丁法（Martin）又叫面团法，在加工中使用的原料是面粉，加工过程的几个基本步骤组成为和面、清洗淀粉、干燥面

38、筋、淀粉提纯和淀粉干燥。其生产过程为：将面粉和水按一定比例加入到和面机中，经过和面机的充分搅拌使面粉成为面团状，加水静置20min左右，使面团中的蛋白质充分吸水形成面筋，然后由人工不断加水、洗涤使面筋与淀粉分离。清洗出来的面筋送到谷脘粉干燥系统干燥，得到活性小麦蛋白粉即谷脘粉。我国主要用马丁法和其改进工艺。从以上生产工艺可以看出，此工艺为间歇式、半机械化、敞开式的传统工艺。存在着劳动强度大、生产周期长、卫生条件差、出率低、产品质量不稳定、废水排量大等缺点。3.2.2.2 水力旋流法荷兰的K.S.霍尼公司提出了一种水力旋流法，用于从面粉中提取淀粉和面筋。其主要分离设备为旋流器，旋流器（见图3-1

39、)主要是由圆柱体和圆锥体两部分组成。圆柱体顶部装有深入至圆柱体内部的溢流排料管，旋流器的工作原理是在离心作用下，使颗粒大小和密度不同的物料得到分离。物料在输送泵的压力作用下，从进料管沿切线方向，进入旋流器，然后沿圆周方向高速旋转，由于离心力的作用，密度较大的淀粉颗粒具有较快的沉降速度，被甩向旋流器壁随螺旋流下降，通过底流口排出，而相对密度较小的蛋白颗粒（絮状面筋）则具有相对较慢的沉降速度，在内层中心轴线附近呈螺旋流上升至顶部溢流口排出。图3-1这种工艺设备由于采用多级输送能耗偏大，同时，面筋在进入旋流分离过程中，容易断裂，混入浆水中，因而，其分离效果及单位能耗也不十分理想，且用水量较大。3.2

40、.2.3 三相卧螺工艺三相卧螺工艺是德国韦斯伐里亚公司开发的一种较新的小麦淀粉与谷脘粉分离方法。主要分离设备为三相卧螺分离机（见图3-2)是一种卧式离心机，内部装有螺旋，螺旋的转速与转鼓的转速不同，速差在60 r/min左右可调。这种离心机的分离因数在2000-4 000之间，同时在溢流出口端设有喷嘴，可以分离出第三相中相，三相卧螺分离机也因此而得名。   图3-2三相卧螺分离机分离出的密度较重A淀粉呈固体状，由螺旋推进器排出底留排除。戊聚糖的密度较小，主要分布在溢流相中。中相中的面筋尚未完全形成，需再次加水送入揉合机中搅拌、揉和，产生水和作用，使其形成膏状的浆体

41、，再经熟化，稀释、搅拌，游离出淀粉，形成丝状小面筋，然后再将其输送到分离因数为3000-4000的卧式螺旋沉降机中进行分离。各项中各成分含量见表3-1。表3-2三相卧螺分离所得三相的成分组成（）相总固体A-淀粉B-淀粉蛋白纤维可溶物进机100.069.08.512.52.87.2溢流7.01.02.50.50.52.5中相27.08.03.511.01.82.7底流66.060.02.51.00.52.0三相卧螺工艺技术先进连续性强，整过过程密闭，保证了谷脘粉的质量，同时用水量比其他工艺要低。 经过综合比较，本设计最终选用三相卧螺工艺法。水处理面粉3.2.3 谷脘粉生产工艺流程到发酵

42、车间脱水干燥沉降熟化搅拌三相卧螺均质水混合溢流项（戊聚糖等）底流（A淀粉等）中项（谷脘粉和B淀粉）戊聚糖到饲料生产车间生产饲料B淀粉水谷脘粉3.2.4 工艺论证3.2.4.1 原料验收三相卧螺工艺采用面粉作为原料。尽量采用高出粉率、高面筋含量、低灰分、低破损率的接近于特制二等粉的面粉。3.2.4.2 面糊制备原料面粉定量后进入混合器中与水混合形成面糊，面粉与水的比例大约为1:（）.混合器使面粉颗粒充分水化，形成均匀的面糊，不能存在混合不均匀的大颗粒或不均匀的小面团，以便于后续均质工序的顺利进行。3.2.4.3 均质面糊打入均质机中，均质机的压力可通过改变均质阀的间隙进行调整，压力可高达100b

43、ar（1bar=105ba）.面糊通过均质阀时由高压迅速恢复到常压，由于压力的骤然变化，以及均质阀的剪切作用，便面糊熟化并实现蛋白质网络的迅速凝聚。均质使用的设备为普通的乳品工业中常用的均质机。3.2.4.4 分离均质熟化后的面糊用偏心螺杆泵输送到相卧螺离心机，进行各成分的分离。进机前可加入一定量的新鲜水或工艺水来稀释面糊。但此工艺中所加的水比马丁法及水力旋流法中的要少，大约每吨面粉需要吨就可以了。因为戊聚糖的密度比较小，所以它主要分布在溢流中，直接输送到饲料生产车间。中相进入谷脘粉下一个生产环节。重相则输送到发酵车间，进行酒精发酵。这样，淀粉和面筋分离开，又使资源得到了综合利用。既提高了本厂

44、经济效益又减少对环境的污染。3.2.4.5 揉和搅拌将面筋与水按一定1:0.3的比例送入连续式揉和机中混合搅拌，使物料在机器内既受轴向挤压力，又受到一定的径向力，经过充分揉和，使面粉中的蛋白质与水均匀接触，并产生水和作用，使其连续输出类似牙膏状的面浆。3.2.4.6 熟化将面浆送入熟化罐进行熟化，其目的是使面浆再加0.5倍的水稀释，经过搅拌使部分淀粉游离出来；同时面筋类蛋白质聚成丝状小面筋。3.2.4.7 面筋分离此时用泵将其输送到分离因数为3000-4000的卧式螺旋沉降机中进行分离。成熟的面浆在分离中由于淀粉与面筋的沉降速度不同，被分离成两相。淀粉的密度较大，作为浓相从分离机的底流输出，再

45、输送到发酵车间；而面筋的密度较小，则作为轻相从分离机的溢流输出。3.2.4.8 面筋脱水面筋分离出来后进入螺旋搅干机，脱水过程中，再用水洗两到三次，将游离的淀粉和纤维洗掉。待绞干后将绞干后的谷脘粉用输送机送到干燥设备。3.2.4.9 谷脘粉干燥湿面筋经脱水机脱水后，由干燥设备内的造粒机将湿面筋制成短圆柱状的颗粒，借助压缩空气将其喷射到干燥管道内。当短圆柱颗粒进入干燥管道内便立即被干燥管道中的干谷脘粉所包裹，从而避免了颗粒间的互相粘连。而后以大约70m/ s的速度在干燥管道内运行，颗粒间互相碰撞并被粉碎。当物料运行到惯性分离器(俗称蜗壳)时，物料被分离成两大部分，一部分是较粗较湿的物料比重较大，

46、经大蜗壳进入环形干燥管道，再进行干燥和粉碎;另一部分是较细较干的物料则通过小蜗壳进入脉冲布袋除尘器，经过布袋过滤后，物料被收集起来送进成品筛，谷脘粉由圆筛筛出成品，干燥好的谷脘粉被输送到成品谷脘粉暂储罐；筛上物则被送入环形干燥管道内，以保证干燥管道内有足够的干粉，而过滤后的净化空气则通过高压风机排向大气。干燥示意图见图4-3。图4-33.2.4.10 包装当暂储罐内有一定量的谷脘粉后，进行包装。包装材料为编织袋，规格为25Kg每袋。3.3 生产物料衡算物料衡算包括该产品的原辅材料、产品和包装材料等进行计算，一般均按生产品种、规格、包装形式及班产量进行计算。计算物料时主要根据物质平衡的原理，即原

47、辅料的质量与经过加工处理后所得成品和损耗量相平衡。加工过程中投入的原辅料按正值计算，物料损失以负值计入。谷脘粉的质量标准见表3-3.表3-3 谷脘粉质量指标GB/T 21924-2008项目指标外观淡黄色粉末气味口味正常，有谷物醇香味水分8.0%灰分1.0%（干基）蛋白质75%（干基）吸水率75%（干基）粗细度99%（200微米筛绢通过率）脂肪1.80%（干基）3.3.1 面粉需要量计算采用三相卧螺工艺生产谷脘粉得率为11%。班产6吨谷脘粉每班需要小麦面粉吨数：6÷0.11=54.6吨每日需要小麦面粉吨数：54.63=163.8（吨）一年生产5000吨谷脘粉需要小麦面粉吨数：5000

48、÷0.11=45455（吨）3.3.2 谷脘粉包装装袋量计算每袋装谷脘粉25Kg。每班生产谷脘粉袋数：6000÷25=240（袋）每天生产谷脘粉袋数：240×3=720（袋）全年生产谷脘粉袋数：5,000×1,000÷25=200,000（袋）包装袋消耗量：按1%的损耗率计算每班需要包装袋：240×（1+1%）=242（个）每天需要包装袋：720×（1+1%）=727（个）每班需要包装袋：200,000×（1+1%）=202，000（个）3.4 设备选型物料计算是设备选型的根据，而设备选型则要符合工艺的要求。设备选

49、型是保证产品质量的关键和体现生产水平的标准，又是工艺布置的基础，并且为动力配电、水、汽用量计算提供依据。设备选型应根据每一个品种单位时间（小时或分）产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数。若有几种产品都需要共同的设备，在不同时间使用时，应按处理量最大的品种所需的台数来确定。对生产中的关键设备，除按实际生产能力所需的台数配备外，还应考虑有备用设备。一般后道工序设备的生产能力要略大于前道，以防物料积压。3.4.1 设备选型原则食品工厂所用设备分为专业设备、通用设备和非专业设备三种。专业设备系指原料分级机、果蔬去皮机、饼干成型机等专门为某些食品生产而配置的专业性较强的设备。通用设备系指

50、泵、风机、电动机等通用机电产品。非标准设备是指操作台面、贮存池、槽等既不属于专业设备，也不属于通用机电产品的某些特殊设施。所以，设备选型时必须遵循以下原则：（1）必须满足生产工艺要求。所选用的设备，其生产能力（容量）、技术参数、台数等都要满足生产要求并要有一定的富裕量。（2）保证工艺生产过程的正常和安全运行。（3）技术先进，经济合理，操作方便，尽量减少噪声，符合环保要求。（4）选用的设备应尽量考虑选用配套的、连续式、自动化程度高的设备。（5）应尽量选用通用设备、标准定型设备以及实践证明有效的品牌设备。（6）考虑生产波动和设备平衡要留有一定的余量和设备备用。（7）选用的设备要生产效率高，能耗少，

51、且结构紧凑，占有空间及地面小，操作劳动强度低，清洗、维修方便，并能一机多用。（8）所选设备符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染；（9）设备结构合理，所用材料能可适各种工作条件（如温度、湿度、压力、酸碱度等）。在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、数量、液位、计数和程序等参数的监控方面应有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式。3.4.2 选型计算每天设计三班制，每班实际生产时间为7小时，因此平均每小时生产谷脘粉6÷7=0.86(吨)每小时处理小麦面粉量：54.6÷7=7.8（吨）3.4.3 设备选型（1）自动连续和面机H3000和面量

52、3000千克/小时搅拌轴转速60-70转/分功率30kw外形尺寸长(mm）3888宽(mm)924高(mm)1278因为每小时小麦处理量为7.8吨，则应该选三台。（2）均质机GJJ-8/25处理量6000L/h额定压力20MPa功率45kw外形尺寸长(mm）1671宽(mm)1260高(mm)1420因为和水量为1:0.9，总体积超过10m3应选两台。（3）三相卧螺离心机LWS420处理量20 t/h转鼓直径420 mm功率63kw外形尺寸长(mm）4839宽(mm)1090高(mm)1570（4）揉合机RS05处理量5t/h功率12kw外形尺寸长(mm）1600宽(mm)824高(mm)12

53、00因为中相的总固相仅有27%，经过卧螺离心后的中相固相总重量为2.13吨，选一台即可满足生产。（5）熟化罐容积3 m3换热面积13m2搅拌电机功率2.5KW蒸汽用量0.6t/h外形尺寸直径(mm)1600高(mm)2000熟化罐为间歇生产设备，因此选两台比较合适，能满保证生产。（6）卧式螺旋卸料沉降离心机LW350A处理量2-10 m3/h转鼓直径×直径350mm×1550mm分离因数3136功率15KW外形尺寸长(mm）2680宽(mm)1200高(mm)755（7）螺旋挤干机YCT-200-4A处理量2 t/h功率15kw外形尺寸长(mm）3182宽(mm)700高(

54、mm)1090（8）气流干燥设备GD1200干燥时将含水量70%的谷脘粉干燥到含水量小于7%。则每小时蒸发水量1140Kg。产量1200Kg/h蒸汽用量1.8t/h功率50kw占地面积80平方米，高12米。（9）谷脘粉储罐容积30m3材料不锈钢外形尺寸直径(mm)4800高(mm)10900（10）编织袋全自动包装机 VFSW1000生产的谷脘粉暂存在谷脘粉储罐中，每天的产量为18吨，包装主要以25Kg/袋的编织袋包装。包装速度10-12袋/分钟包装规格5-25KG包装材料编织袋、塑料袋功率5KW根据全自动包装机参数，包装完18吨谷脘粉所需时间为18×1000÷25

55、7;10=72（分钟）。因此只白天进行包装，不进行倒班。且包装机自选一台就能满足，考虑到自动包装机价格并不昂贵，再买一台做备用，共选两台。（11）偏心螺杆泵型号流量（m3/h）扬程（m）电机功率(KW)台数G40-1106042G30-1560313.5 水电用量的计算3.5.1 用电量计算（1）生产用电每班生产用电，将个设备功率相加乘以生产时间即可（30×3+45×2+63+12+2.5×2+15+15+50+5+4×2+3）×7=2464KW·h。.（2）生活用电照明用电和生活用电采用估算的方式约为10 W/m2，工厂总面积为88

56、00m2。则每班生活用电为：8800×10×8=704KW·h。则每班总用电总量为：2464+704=3168KW·h。3.5.2 用水量计算（1）生产用水每吨面粉用水量为0.9吨，则每班用水量为54.6×0.9=49.11(m3)。（2）锅炉用水锅炉水为循环水冷凝水循环加热使用，每小时补水量为0.5吨。每班锅炉用水为：0.5×7=3.5(m3)。（3）生活用水生活用水按每人每天50升计算，50人每天用水量2.5吨。（4） 消防用水生产用水量很大，消防用水量可以忽略。每班总用水量为：49.11+3.5=52.61(m3)。3.5.3 蒸汽用量计算每班蒸汽用量为:（0.6 + 1.8）×7 = 16.8（吨）。3.6 车间布置3.6.1 谷脘粉车