【《某蛋白酸奶年产1000吨工厂设计案例》7100字（论文）】

某蛋白酸奶年产1000吨工厂设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u27473某蛋白酸奶年产1000吨工厂设计案例 126271.1.总论 2241691.1.1.设计依据 2281501.1.2.设计范围 2323861.1.3.厂址选择 296541.1.4.工厂总平面设计 387701.2.产品方案设计 482101.2.1.产品方案 4118991.2.2.产品配方 413201.2.3.生产工艺流程 5284361.2.4.生产方案 5195561.2.5.产品及原辅料的质量要求 5298051.3.物料衡算 6186471.3.1.原辅料衡算 61811.3.2.包装材料衡算 7106811.4.能量估算（按班计算） 7115221.4.1.耗水量估算[38] 760391.4.2.耗电估算 7277021.4.3.耗气量估算 872161.4.4.能量衡算统计 84951.5.车间劳动力计算与工作制度 8128261.5.1.车间劳动力计算 8302291.5.2.工作制度 96691.6.辅助部门设计 945531.7.公共工程 9193101.8.卫生环境保护[41] 1063241.8.1.工厂环境设计 10294841.8.2.车间环境设计 11189691.9.综合技术经济分析[42] 11191431.9.1.工程投资 11202341.9.2.生产成本 11110791.9.3.固定投资折旧分析 11101621.9.4.投资利润率、投资回收期、净现值、内部收益率计算 12231671.10.结论 12总论设计依据本次工厂设计主要参考了以下文件：GB14881-2013《食品安全国家标准食品生产通用标准》、GB50998-2014《乳制品厂设计规范》、《食品工厂设计与环境保护》、《食品工艺学》、《食品包装学》等。本设计围绕着现代化建设这个中心进行设计工作，做到合理设计，使投资少、回收期短，运用高新技术，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。设计范围本设计的范围涉及到建筑、经济、机械、环保、地理、气象、市场营销等学科领域。本设计由两大组成部分。一是工艺设计，内容大致包括:工厂总体布局；产品方案及班产量的确定；选型及设备清单；车间平面布置；劳动力计算及平衡；水、电等的估算；管道布置、安装及材料清单等。另一个是非工艺设计，大致包括:总平面、土建、通风、给排水、供电及自控、环保等的设计[37]。厂址选择根据食品工厂厂址选择的原则本设计的厂址选择主要考察的因素包括：国家方针政策、生产条件以及经济效果等。本设计工厂选址，应适应城市规划适应城市规划,尽量不占或少占田地,做到节约用地；厂区的标高应高于历史最高洪水位，厂区的自然排水坡度最好为0.008；厂区附近有良好的卫生环境，没有有害气体、放射性源、粉尘、和其他扩散性污染源；厂区附近有充分的水资源与优良的水质；厂区的气候条件良好，气温、湿度、日照时间、风向和降水量等方面适合；厂区的面积满足生产要求，还留有适当的预留发展场地；所选厂址有较方便的运输条件；有一定的供电条件，以满足生产需要；所选厂址离市场距离短，可以就在市场地。经过相关分析后，本项目的工厂厂址选定于安徽省滁州市经济开发区。优惠的经济政策，优越的气候条件以及丰富的资源，滁州经济开发区位于滁州经济最活跃的地区。并且滁州属于南京都市圈核心城市、长三角城市群成员城市、合肥经济圈重要成员城市、江淮地区重要枢纽城市。滁州水陆空交通十分便利、商贸物流顺畅、投资政策最优、人力资源丰富、能源供应充足、人居环境优越、市场空间广阔，辐射能力巨大。投资优势突出：交通区位优势：滁州的交通四通八达，各路铁路和高速铁路贯穿境内，宁洛高速公路、沪陕高速公路、马滁扬高速公路等连接其中，滁州内所有县市区均可在半小时内驶上高速。其次，滁宁快速通道、南京长江隧道、104国道三条快速道路不仅实现了滁州与南京的无缝对接，也加速了滁州全面融入长三角地区的步伐。另外，水运依托滁州港，清流河、滁河航道直入长江。还有，滁州附近有南京禄口国际机场和南京马鞍国际机场，方便货物运往世界各地。人力资源优势：滁州经济技术开发区建立有丰富的人才资源储备，可以满足不同企业的人才需求，依托滁州的5所高等院校以及10所职业技术学校，每年将近有10万名高素质人才可供入区企业选择使用。能源供应优势：安徽省是国家重要的能源基地，煤炭储量丰富、电力供应充足，截至2018年底全省发电装机总容量达到6879万千瓦。滁州全市电力供应充足，西气东输和南水北调工程从滁州通过，在此投资，可以获得充足的能源、水资源等的供应。投资政策优势：滁州经济技术开发区的政策优势明显，滁州市有高新技术创业中心、安徽省公共保税中心等国家级政策平台，可以享受列免税、减税、保税、补贴、奖励等政策优惠。此外，滁州经济技术开发区在安徽省率先实行行政事业性零收费制度。工厂总平面设计本次是为年产1000吨的米糠蛋白酸奶设计生产工厂和车间，关于工厂设计要符合乳制品生产的相关要求。1.食品工厂总平面设计应按任务书要求进行，做到节约用地。应一次布置，分期建设，并为远期发展留有余地。2.总平面设计必须符合乳制品工厂生产工艺的要求（1）主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离，避免物料往返运输；（2）全厂的货流、人流、原料、管道等的输送应有各自线路，力求避免交叉，合理加以组织安排；（3）动力设施应接近负荷中心。3.工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求（1）生产区（各种车间和仓库等）和生活区（宿舍、食堂和商店等）、厂前区（医务室、化验室、办公室、休闲区等）要分开，为了使食品工厂的主车间有较好的卫生条件[37]。（2）生产车间应注意朝向，在华东地区一般采用南北向，保证阳光充足，通风良好。（3）生产车间与城市公路有一定的防护区，中间有绿化地带，以阻挡尘埃，降低噪音等，从而保持厂区环境卫生，降低食品造受到污染的程度。（4）根据生产性质不同，动力供应、货运场所周围和卫生防火等应分区布置。同时，主车间应与对食品卫生有影响的有大量烟尘的车间相隔一定距离。主车间应设在锅炉房的上风向。（5）总平面中要有一定的绿化面积，但又不宜过大。（6）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。4.厂区道路宽度根据运输条件和运输方式确定。厂区道路一般采用水泥或沥青材料代替柏油铺设，时刻保持道路清洁。运输货物的道路应与车间分开，特别是在运输煤炭和煤渣时，容易造成污染。一般工厂的道路设置成环形，以保证消防通道畅通，避免倒车时堵塞或发生事故。5.厂区建筑物间距（指两幢建筑物外墙面相距的距离）应从防震、防火、防尘、日照、通风等方面来考虑，在符合相关规范的前提下，使建筑物之间的距离最小。产品方案设计产品方案品种如上文所述，拟投的产品是包装为瓶装米糠蛋白酸奶。拟定规格根据市场调查情况，本产品拟定规格为200g/瓶，每24瓶为一箱。原辅材料产品生产的原辅料如表所示。表3-1产品生产的原辅料表物料名称班理论用量/kg年理论用量/t生牛乳17001001.3米糠蛋白10.26.0078白砂糖214.2126.1638发酵剂5.13.0039淀粉酶（2000U/g）0.79690.4694纤维素酶（10000U/g）0.79690.4694植酸酶（5000U/g）2.39071.4081米糠79.687546.9360产品配方生牛乳100ml；米糠蛋白添加量0.6%；白砂糖添加量11.6%；发酵剂添加量0.3%。生产工艺流程操作要点如下：米糠脱脂：食用米糠先进行脱脂，烘干之后，在进行米糠蛋白的提取。米糠蛋白的提取：依据刘颖的非蛋白酶提取米糠蛋白的方法，先用淀粉酶酶解之后，再用纤维素酶和植酸酶复合酶解，最终后得到米糠蛋白。预热：将生牛乳先进行预热，可以使白砂糖、米糠蛋白迅速地溶解到牛乳中，并且防止牛乳中的蛋白质、脂肪等化学物质在杀菌时因温度骤升而变质。高温杀菌：采用95℃，杀菌5min的高温杀菌。加入发酵剂：在加入发酵剂之前一定要冷却，防止温度过高使乳酸菌失活。装罐喷码：在包装瓶内进行乳酸发酵，再合适的位置喷码和字体。质检：随机抽取样品进行质量检测。生产方案生产方案如下表所示。表3-2年产1000吨生产方案产品名称年产量（t）月产量（t）日产量（t）班产量（t）米糠蛋白酸奶1000843.51.7产品及原辅料的质量要求产品的质量要求（1）感官指标表3-3产品酸奶的感官指标项目要求色泽色泽均匀一致，呈微黄色滋味与气味自然发酵的清香味和纯正的奶香味、酸甜适中组织状态表面光滑平整，有明显的切口、无乳清析出，口感细腻，黏稠度高（2）理化指标表3-4产品酸奶的理化指标项目检测方法国家标准蛋白质（g/100g）GB5009.5-2016≥2.3脂肪（g/100g）GB5009.6-2016≥2.5酸度（°T）GB5009.239-2016≥70.0（3）微生物指标表3-5产品酸奶的微生物指标项目检测方法国家标准大肠菌群（CFU/ml）GB4789.3-2016≤3霉菌（CFU/ml）GB4789.15-2016≤30酵母菌（CFU/ml）GB4789.15-2016≤100乳酸菌（CFU/ml）GB4789.35-2016≥1×106原辅料的质量要求产品原料牛奶符合GB19301-2010《食品安全国家标准生乳》的要求，白砂糖、米糠蛋白、发酵剂均符合国家标准。物料衡算原辅料衡算按每天2个班次、班产量1.7t、每瓶200ml计算，则每天需要产酸奶17000瓶。根据配方，生牛乳的添加量为100%、米糠蛋白的添加量为0.6%、白砂糖的添加量为12.6%、发酵剂的添加量为0.3%，米糠中蛋白质含量在12%-16%，提取率在60%-80%，淀粉酶的添加量为1%、植酸酶的添加量在3%、纤维素酶的添加量在1%，那么，按照蛋白质含量为16%、提取率在80%，则每100g米糠能产生12.8g蛋白质。则：班理论用生牛乳量M1：M1=生产瓶数×每瓶体积×每瓶添加量=8500×200×1=1700kg班理论用米糠蛋白量M2：M2=生产瓶数×每瓶体积×每瓶添加量=8500×200×0.6%=10.2kg班理论用白沙糖量M3：M3=生产瓶数×每瓶体积×每瓶添加量=8500×200×12.6%=214.2kg班理论用发酵剂量M4：M4=生产瓶数×每瓶体积×每瓶添加量=8500×200×0.3%=5.1kg包装材料衡算班产量为1.7t，采用200ml玻璃瓶包装，需要8500个玻璃瓶，标签纸8500张，24瓶装箱，需要外包装箱355个。能量估算（按班计算）耗水量估算[38]米糠蛋白预处理用水W1：W1=料液比×物料量=8×79.6875kg=637.5kg=0.6375t产品杀菌、冷却用水：W2=5t设备、空罐清洗用水：W3=10t清洁生产车间用水：W4=2.5t生活及其它用水：W5=10t班用水总量=W1+W2+W3+W4+W5=0.6375+5+10+2.5+10=28.1375t耗电估算根据工厂实际生产，耗电量主要来自各个设备用电以及厂区照明用电，主要包括以下：传送带：Q1=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间2h）=2×0.75×8=12kw·h自动质检机：Q2=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间4h）=4×4×4=64kw·h配料罐：Q3=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间2h）=2×0.75×4=6kw·h发酵箱：Q4=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间17h）=17×6.5×8=884kw·h装箱机：Q5=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间4h）=4×1.5×8=48kw·h均质机：Q6=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间2h）=2×6.5×4=52kw·h封装机：Q7=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间4h）=4×6.8×4=108.8kw·h其他用电Q8（包括照明、空调等）=100kw·h生活用电Q9=50kw·h每班用电量Q总=Q1+Q2+……+Q8+Q9=12+64+……+100+50=1324.8kw·h耗气量估算CIP清洗系统：G1=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间1h）=1h×100kg/h×2=200kg洗瓶机：G2=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间1h）=1h×180kg/h×4=720kg巴氏灭菌机：G3=有效工作时间×功率×设备数量（有效工作时间1h）=1h×2600kg/h×4=1040kg设备总耗气量G总=G1+G2+G3=200+720+1040=1960kg由于蒸汽在运输过程中会消耗，所以蒸汽损耗占总耗气量的1%，所以每班蒸汽用量为2156kg。能量衡算统计表3-6能量衡算统计表能量项目日用量年用量水56.275t16882.5t电2649.6kw·h794880kw·h气4312kg1293600kg车间劳动力计算与工作制度车间劳动力计算为了保证企业能够正常高效的运营，本设计根据现代食品企业管理制度分配人员[39]。主要包括：董事办公室、总经理办公室、采购科、财务科、销售科、技术科、质检科、生产科、勤务部、研发室。表3-7人员分配表部门人数平均年薪/万元总计/万元董事办公室33090总经理办公室51050采购科5420财务科4520销售科10440技术科3515研发室6636质检科6424生产科1004400勤务部20480工作制度按照国家劳动法规定，工作时间为300天/年，每天生产2班，工作时间不超过8h。并且，为了提高企业生产效率，本公司定期培养员工职业技能，提高职业素养；同时，教授工艺技术理论和安全生产等知识，每周进行一次安全知识讲座，以保证生产过程中人员的安全和工作能够有效的运行。辅助部门设计原辅料仓库本设计中所用到的原料为生牛乳，需要进行保鲜等措施，需要具备一定低温环境可存放3天的生产用量。原料贮存库与厂房的侧门接近，方便运输、卸货、计量、验收，并且原料库门前有地磅，方便原料重量的验收[40]。中间产物、成品贮存库与包装材料仓库成品库位于生产车间外部，紧邻包装车间，依附着侧门方便成品运输，同时避免了人流与物流的交叉污染，又和原料的采购运输相分开，保证了成品的安全性。研发室研发室位于生产车间内部，可以很方便地进行新产品研发，技术的改进等。可以根据产品的性质，有感官化验室、化学检验、物理检验、细菌检验，应用于原材料、中间产品、成品的检验等。感官室也在生产车间内部，方便进行产品品鉴及风味改进。厂内外运输厂区内建筑简单，交通道路宽敞，设置了三个大门，方便物料运输和人员流动。并且没有复杂的垂直运输，各部门地理位置设置合理。厂内运输用具主要为板车、叉车等，而场外运输则为载重汽车。给排水系统本工厂直接使用城市自来水作为水源，设有蓄水塔。将按照公司的实际情况设计给排水系统，并对各个用水管道进行管道编号，绘制相应的管路图，以便日后对生产用水的安全、卫生进行检测和监控。废水处理达标后才能排放。公共工程公用工程是工厂必须有的重要的环节，主要包括管路设计、管道安装、供电设计等。本厂生产用水量较多，只要符合生活用水质量就行。全厂用水量计算见水的衡算部分；工厂供电主要是全厂的变配电工程及生产车间设备的用电系统与生活用电，供电系统要符合国家规定。1、管路设计（1）纯水管道纯水管道主要是产品的用水，流量最大时大约为15m/h，水流速度为2.7m/s。那么纯水的总入水管径DN80，并选用不锈钢材料。（2）自来水管道自来水主要用于原料清洗、车间地坪清洗、设备清洗、卫生用水等。流量大约为50m/h，水流速度为1.5m/s。那么自来水的总入水管径DN100。车间管道的管径DN80、浴室管道的管径DN40、洗手盆和厕所用管道的管径DN40。（3）生产排水及车间污水排放管道生产排水及车间污水管道的管径DN200，材料选用PE材料。（4）料液管道料液流量为20m/h，料液管道的管径DN100；材料选用不锈钢。2、管道安装根据生产需求及管道输送介质的化学性质、流动状态、温度、压力等因素，选择合适的管道。管道安装充分考虑车间布置、工艺流程等，满足生产要求，做到经济合理，易于安装拆卸与清洁，便于车间生产，管道尽量不悬空，选择合适的管道连接方式、阀门、管件和热补偿器等。3、供电设计根据供电系统设计的相关要求，对于本工厂主要考虑以下几个方面来进行设计。(1)根据厂址所在地区的供电性情况和条件，采用两个电源供电，以避免停电造成重大的经济损失。(2)另外，本设计工厂主生产车间的用电负荷达全厂的1/3，所以设计变电、配电设施应尽量靠近主生产车间。(3)做好建筑防雷和电器安全措施。防雷包括变电中心、建筑、厂区架空线路。电器设备应做好保护接地。本工厂设计的供电系统包括配电房间。保证厂区内电力的合理分配，并保证在电力不足之时，能够进行发电使生产不受影响。卫生环境保护[41]工厂环境设计绿化工程绿化对厂区具有净化空气、减弱噪音、调节气温、阻挡风沙及美化厂区等作用，所以，绿化工程对食品工厂的作用尤为显著。本工厂设计从净化环境、改善厂区的生产和生活条件出发，在总图布置上充分考虑车间所在的位置、产生污染物的性质、污染源的位置、风向、地形等各种因素，同时和园艺美化结合。培植草地，不使土地暴露。并种植了一定数量的树木，充分发挥绿化对保护环境、消除污染的作用。绿化面积大小大约达到了1200㎡。绿化的具体分布情况见附图1“全厂总平面布置图”。卫生工程严格按照食品企业通用卫生规范，规划厂区中的个建筑物、卫生设施及建立规范卫生管理制度，防止废渣、废水及个人的不良卫生习惯等对食品造成污染。全厂的卫生工程做到了以下几点：(1)厂、库周围没有能污染食品的不良环境，并进行了一定的绿化，道路平坦、无积水、易于清洁并能防止尘土飞扬，主要通道用水泥铺砌；(2)工厂生产区和生活区间存在一定的间隔；(3)生产废水与生活污水经处理后，水质达到国家环保要求才进行排放；(4)垃圾和废弃物再远离生产车间、及原辅料仓库、成品仓库、包装材料；仓库的地方集中堆放，并及时清理，当日清理出厂；(5)厂区厕所设有冲水、洗手设备和防蝇、防鼠设施，地面及墙壁用材易于清洁消毒，并保持清洁。车间环境设计生产车间严格按照食品企业通用卫生规范进行建设，包括用材、结构、设置安装、给排水、各建筑物的施工等。生产车间卫生设施包括洗手及消毒设施、更衣室、淋浴室、厕所。为防止生产过程造成的食品污染，生产车间还实施了员工生产卫生规范的管理制度，确保生产过程中的安全卫生。综合技术经济分析[42]工程投资工程投资包括建筑工程费和设备购买费。工厂建筑的面积为办公大楼、仓库、生产车间、、配电房、研发室、宿舍、休闲区、水处理区、绿化区等。总费用I1＝588.3