年产9000万吨新型凉茶的车间设计.docx
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年产9000万吨新型凉茶的车间设计
食品工艺课程设计
《年产9000万吨新型凉茶的车间设计》
说明书
指导老师：
***
班级：
*****
学生姓名：
****
日期：
2010.06.1
设计任务书
年产9000吨新型凉茶的车间设计
1.设计条件：
1操作方式：
连续生产。
2生产能力为9000吨/年。
3包装形式：
瓶装
2.设计计算项目
1物料衡算：
列出衡算表并画出物料平衡图；
2能量衡算：
包括水、电、汽、风、冷的衡算；
3.设计成果
（1）设计说明书一份（含相关产品的调查报告）
（2）设计图纸两张——工厂平面布置图
工艺流程
（绘图用三号图纸，用AutoCAD绘图软件）
摘要
本设计主要是进行年产9000t新型凉茶的工厂设计。
由于目前凉茶主要在广东、广西盛行，发展前景受到限制。
若想打开广大的北方市场必须改变现在凉茶的口味，开发新的产品才能改变现在的凉茶销售市场分布。
本设计年产9000t新型凉茶的生产主要是为了解决凉茶苦味问题，开阔凉茶市场使其面向广大的北方市场，使凉茶行业在全国范围内得到快速的发展，进而为打入世界市场奠定基础。
针对9000t新型凉茶项目的需要，进行了市场调查、生产工艺设计、设备选型、物料衡算、全厂生产安全、环境分析等内容的研究与设计。
最终使设计的新型凉茶在市场上受到欢迎，得到发展。
关键词:
工厂设计、凉茶、生产工艺
Abstract
Thisdesignismainlycarriedoutanannualoutputof9000tofnewherbalteaplantdesign.
Asthecurrentherbaltea,mainlyinGuangdong,Guangxi,theprevalenceoflimiteddevelopmentprospects.ToopenthevastmarketsoftheNorthmustchangethetasteofherbalteanow,thedevelopmentofnewproductstochangethecurrentdistributionofherbalteasalesmarket.Thedesignedannualcapacityof9000tofnewherbalteaproductionmainlytosolvetheproblembitterherbaltea,herbalteamarketopentothenorthforthemajorityofthemarket,makingherbalteaindustryinthedevelopmentofrapidlyacrossthecountry,thuslaythefoundationfortheworldmarket.Herbalteafor9000tnewprojectneeds,conductedmarketresearch,productionprocessdesign,equipmentselection,materialbalance,thewholeplantsafety,environmentalanalysis,researchanddesigncontent.Ultimatelythedesignofanewherbalteainthemarketarewelcometodevelop.
Keywords:
plantdesign,herbaltea,productionproject
第一章绪论…………………………………………………………1
1.1项目背景………………………………………………………………1
1.2厂址选择…………………………………………………………….2
1.3市场预测……………………………………………………………..2
1.4项目实施的意义…………………………………………………….3
第二章车间平面设计………………………………………………3
2.1生产车间…………………………………………………………….3
2.2总平面布置的原则………………………………………………….4
第三章工艺流程设计…………………………………………….5
3.1主要工艺参数………………………………………………………5
3.2工艺流程设计………………………………………………………5
3.3管路安装……………………………………………………………7
3.4车间布置……………………………………………………………7
第四章物料衡算………………………………………………….8
第五章设备选型………………………………………………….9
5.1设备选型的依据…………………………………………………….9
5.2凉茶设备的设计及选型…………………………………………….9
第六章水、汽衡算………………………………………………..10
6.1用水量衡算…………………………………………………………10
6.2用汽量横算…………………………………………………………11
第七章职业安全卫生…………………………………………….11
7.1不安全因素………………………………………………………….11
7.2防火防爆…………………………………………………………….11
7.3电气安全……………………………………………………………12
第八章环境保护………………………………………………….12
8.1建设地点环境现状…………………………………………………….12
8.2主要污染源与污染物………………………………………………12
8.3综合利用与治理方案………………………………………………….12
8.4绿化……………………………………………………………………..13
8.5环境监测……………………………………………………………….13
第九章企业组织与劳动定员…………………………………….14
9.1企业组织及工作制度…………………………………………………14
9.2劳动定员……………………………………………………………….14
9.3人员培训……………………………………………………………….15
致谢…………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………16
第一章绪论
所谓凉茶，是指将药性寒凉和能消解人体内热的中草药煎水做饮料喝，以消除夏季人体内的暑气，或治疗冬日干燥引起的喉咙疼痛等疾患。
吃火锅、吃小龙虾、吃辣子鱼、吃烧烤，凡是遭遇可能让人内火上升的食物，很多人总会在同一时刻将目光投向凉茶。
凉茶总的作用是清热解毒、清肺润燥解暑，凉茶对于广东人，可以说是“生命源于水，健康源于凉茶”。
另外凉茶还有悠久的历史，凉茶的历史悠久。
1.1项目背景
通过网上查找资料发现，在中国的凉茶市场存在着另外九大品牌（黄振龙凉茶、邓老凉茶、和其正凉茶、徐其修凉茶、潘高寿凉茶、黄志强平安堂凉茶、白云山凉茶、清心堂凉茶、沙溪凉茶）他们在市场上也占有一定的销售份额，另外在广东，无论新旧城区，大街小巷都能看见卖凉茶的店子，蔚为一景。
广东的凉茶历史悠久，凉茶品种甚多，甚至连龟苓膏汤、生鱼葛菜汤、红萝卜竹蔗水等，也成为广东人喜爱的传统老牌凉茶。
广东特有的“凉茶”功能是清凉散热，解暑去湿，具有保健止渴的作用。
不论盛夏隆冬，四时可服，长期成为穗港各界人士喜爱的普遍饮料。
广东广西地区的人们比较热衷于凉茶，而在广大的中国其他地区则对凉茶了解甚少，根本很少饮用。
而且，内地的消费者“降火”的需求已经被填补，他们大多是通过服用牛黄解毒片之类的药物来解决。
往往在超市里销售的凉茶对于大多数人来说，价格都比较贵，很难长期饮用，他们往往会选择超市中出售的凉茶颗粒，自己进行冲制，方便简单又便宜，又或者在凉茶铺买上一杯，一解凉茶之瘾。
如果放眼整个饮料行业，以可口可乐、百事可乐为代表的碳酸饮料，以康师傅、统一为代表的茶饮料、果汁饮料更是处在难以撼动的市场领先地位。
而且，红罐王老吉以“金银花、甘草、菊花等”草本植物熬制，有淡淡的中药味，对口味至上的饮料而言，的确存在不小的障碍。
据调查，早在2007年，凉茶饮料销售量总计就突破了500万吨，取代可口可乐成为中国销量第一的软饮料。
2008年，凉茶继续保持高速增长，同比2007年上升48%，突破200亿元。
而世界饮品协会中国分会会长张大千说：
对整个凉茶市场来说，目前也仅仅是处于起步阶段。
凉茶市场的前景不可估量，200亿只是个开始。
行业协会预测，未来三年凉茶将保持近50%的增长，特别是包装凉茶，势头会更劲。
广东省食品行业协会会长张俊修介绍，放眼整个饮料市场，凉茶已成长为增长最快的第一大类，依此估算，2010年凉茶的年销量有望增至2500万吨，超过可口可乐的全球销量，成为全球第一大饮料类别。
如今消费者的健康意识转变很快，相应的，饮料健康化的趋势愈发明显。
随着凉茶市场的井喷式增长，在国内巨大的内需支撑下，凉茶市场的规模将进一步扩大化，凉茶完全有可能守护500亿元的大市场。
凉茶凸出的功效性使其与其它饮料品类形成了差异化的诉求区隔，但随着凉茶市场的新品日益增多，凉茶的工业化生产使得产品背景不再局限于岭南及两广地区，饮料化趋势明显调查问卷数据表明，在“您购买凉茶时哪些指标最重要”一项中，调查者对于口感的选择比例竟占到了57%之多，甚至高过对于品牌度的选择。
这就充分说明，当前市场消费凉茶的主流选择因素是口感为先，同时有消费者认为目前市面上的凉茶产品味道太甜或者太苦，对低糖、无糖型、无苦味有特殊口味的的产品需求也越来越强烈。
因此，产品口感应成为凉茶企业推广新品的首要考虑问题。
饮料作为快消品，检验成败的标准还需看市场反应。
当前市场上的凉茶产品不胜枚举，但一直以来，凉茶“似药非茶”的区域特色存在，使其在工业化生产的进程中不可避免地出现了产品形象与诉求概念模糊的局面，直接影响到企业对于产品策略打造的精确性和有效性。
而后来者若想在市场上占有一席之地，必须牢牢把握凉茶市场的现状，根据自身特点寻求创新[5]。
1.2厂址选择
厂址选择应遵循的基本原则
1、厂址位置必须符合国家工业布局，城市或地区的规划要求，尽可能靠近城市或城镇原由企业，以便于生产上的协作，生活上的方便。
2、厂址应靠近主要原材料供应地区，厂址应具备良好的水、陆交通运输条件。
3、厂址应具备充足的水源供应，若有低温的地层水源更为理想，因可节约部分制冷量；厂址应有足够的蒸汽和电力，尽可能靠近热电站。
4、厂址应布置在居民区下风向和江河的下游，当全年主导风向不明显时，应以夏季风向为主来考虑。
5、厂址应考虑废水的排放和稀释问题，即排放废水经过处理达到排放标准后，排入江河的流量、组分、方位、及其遇江河枯水期最小流量时的稀释情况。
6、厂址应具备完整的地质和水文气象资料，以作为化工设计计算的依据；厂址建筑物是否需要抗震设防，应根据厂址地震资料参照TJ11-78工业与民用建筑抗震设计规范进行设计。
根据以上设计原则，可以将工厂建立在广东省鹤山市药材基地附近，因为鹤山市气候属南亚热带季风区，气候温和，境内多海拔150m以下的低矮面包山，水土资源丰富。
境内的茶用药材种植基地种植各种药材，目前我国大约有20多家品牌凉茶生产企业，所需中药材品种大约有150多个，其中20多个品种可以在鹤山市种植生产。
原料取用非常方便。
1.3市场预测
市场是时刻都在变化的，我们只有时刻把握市场变化趋势，及时调整公司发展战略、抓住时机、果断变革、始终领先，及时反应顾客的要求，视顾客为上帝，我们才能制作出顾客满意的产品，得到顾客的信任，那公司才能发展的更好、更快，永远立于不败之地[5]。
1.4项目实施的意义
凉茶的历史悠久，公元306年，东晋道学医药家葛洪南来岭南，由于当时瘴疠流行，他得以悉心研究岭南各种温病医药。
葛洪所遗下的医学专著以及后世岭南温派医家总结劳动人民长期防治疾病过程中的丰富经验，形成了岭南文化底蕴深厚的凉茶，其配方、术语世代相传。
关于凉茶的历史典故、民间传说在岭南和海外广为流传，经久不衰。
数百年来，林立于广东、香港、澳门的凉茶铺，形成了一条岭南文化的独特风景线。
凉茶独特深厚的文化内涵使其具有持久的扩张力，这是目前世界上任何饮料都无法比拟的优势。
当然这一优势正在被更多的商业投资者们看中，他们的投资最终导致了凉茶行业的崛起，使一向在药店、凉茶小铺出现的凉茶走向工业化生产的道路。
更加使越来越多的人了解凉茶文化，进而在岭南地区掀起了一股凉茶热，加大凉茶行业的发展有助于宣传岭南文化。
第二章车间平面设计
2.1生产车间
根据凉茶生产工艺的要求，结合实际生产情况，需要以下建筑物和构建物。
（1）原料仓库
该仓库属于常温库，仓库设有防鼠装置，整个仓库始终保持干净，面积暂设为200m2
（2）清洗车间
清洗车间设有浸泡池，清洗机。
原料进入清洗车间先进行浸泡，在进行清洗。
面积暂设为100m2
（3）生产车间
该设计的设备全部设在同一层，设备进行合理安置，整个车间保持干净卫生，暂设面积为1500m2
（4）化验室
用于对抽查产品进行感官检测、理化检测、微生物检验，是保证产品质量必不可少的过程。
可以将其建在成品仓库旁，也可以建在办公楼上，对产品质量从原料到成品入库进行全过程检测、控制需要面积60m2.
表1化验室常用检测仪器
序号
设备名称
型号
数量（台）
1
超净工作台
1
2
pH计
0.01精度
2
3
恒温水浴锅
2
4
烘箱
2
5
电子天平
1/10000
2
6
生化培养箱
1
7
冰箱
1
8
微波炉
850w
1
9
杀菌锅
1
10
调温电炉
2
11
浊度计
1
（5）包装车间
在生产重要保持包装车间的干净卫生，防止交叉污染，面积暂设为200m2
（6）更衣室、卫生间
位于进入车间的必经之路，分左右男女更衣室，工人在进入车间之前必须先进行更衣，方可进入。
总面积300m2
（7）配电室、维修间
主要用于整个生产过程的供电及对车间内的零件进行维修。
设计面积为160m2
（8）废水处理池
主要用于处理生产车间耗用的废水，面积为400m2
表2车间面积一览表
名称
原料仓库
清洗车间
生产车间
化验室
包装车间
更衣室、卫生间
配电室、维修间
废水处理池
面积（m2）
200
100
1500
60
200
300
160
400
2.2总平面布置的原则
总平面设计必须符合国家有关规范和规定
（1）总平面设计必须符合生产流程的需要，原料、半成品、成品的生产作业线应顺直短捷，避免作业线交叉和返回。
（2）总平面设计应当将占地面积较大的生产厂房布置在厂区的中心地带，以便其他部门为其配合服务。
（3）总平面设计应充分考虑地区主风向的影响，以次合理布置各建、构建厂房及厂区位置。
（4）总平面设计应尽人流、或物流通道分开,避免交叉[1]。
第三章工艺流程设计
3.1主要工艺参数
工艺技术指标及基础数据：
生产规模9000t年新型凉茶,每天2班
生产方法：
连续浸提生产（2次浸提）。
生产天数：
每年300天，日产量30t，每班15t
浸提温度：
85-100℃，20min
杀菌温度：
UHT杀菌，温度137℃，30S
冷却温度：
40℃
水的初温：
20℃
3.2工艺流程设计
工艺流程方框图
生产工艺流程图
按每班量计算
原料验收
原料分开清洗（原料共3t，用水6t）
药材浸提（20℃水12t被加热至85℃）
药材过滤（用水10t）
标准罐配料（柠檬酸400㎏，水2t，糖浆400㎏，香料200㎏）
混合
杀菌（UHT杀菌，温度137℃，30S）
成品（冷却至40℃）
分工段工艺流程详细叙述
1、原料验收：
选取干燥的，没有表面腐烂的，无污染的没有虫蛀、霉烂的中药材仙草、蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草。
2、药材预处理：
将各中药材原料中的杂质（小石子、草、泥块等）其中是大块的需切成小段，必要时进行粉碎处理备用。
仙草、蛋花、布渣叶、菊花、金银花、夏枯草、甘草等按1：
1:
1:
3:
2:
1:
3 的比例称取。
仙草250㎏,蛋花250㎏,布渣叶250㎏，菊花750㎏，金银花500㎏，夏枯草250㎏，甘草750㎏.
3、原料清洗：
将每一种药材分别置于相应的漂洗容品中单独用配料水清洗，反复漂洗至清洗水基本变清为止。
每批药材从清洗完成到投料的存放时间不得超过2h。
4、原料浸提：
加入已漂洗好的所有中药材，往提取罐中加入6t85℃左右的热水，迅速升温至100℃，维持沸腾状态20min，然后迅速抽出药液经板式冷却至标准罐。
在第一次出料完成后，进行第二次煎煮，再加入6L85℃左右的热水，迅速升温至100℃，维持沸腾状态10min,然后迅速抽出药液经板式冷却至标准罐。
5、出渣：
提取罐在出料完成后，将药渣排空，用过滤水将提取罐中药材隔板、罐壁及底盖筛网（应重点清洗，否则影响下批料液的出料速度）等部位残余药渣冲洗干净后，方可再投料。
6、离心和过滤。
将提取罐中的料液用板框过滤机 进行过滤，废渣经压滤后与料液一起进行过滤。
7、配料：
有糖浆400㎏，柠檬酸400㎏，香料200㎏，氯化钠5㎏，水2t配成稳定的溶液。
8、混合：
将经过过滤的滤液与配料进行混合，在搅拌罐中边加热边搅拌混合，混合后进行杀菌。
9、UHT杀菌：
料液经UHT杀菌，温度137℃，30S。
10、成品：
将经过杀菌的料液进行罐装[2,3,4]。
3.3管路安装
布置原则：
满足生产要求，易于操作安装，尽量缩短管线，尽量集中布置，沿墙壁柱边，架空铺设的管道应不影响车辆和行人通过。
具体设计是公用自来水管道3m蒸汽管道4m，清洗管路设计高度3.5m[6]
3.4车间布置
1、厂房布置应该满足生产工艺的要求：
依照工艺流程的物料顺序，使物料流向在水平方向和垂直方向保持连续性，尽量避免同一物料迂回反复，使原料到成品的路线最短，节省管道，减少投资，经济效果好。
2、设计排水沟应尽量位于经常排污、排水设备的下面，保证车间排水通畅、工人操作安全，每个排水口需装防鼠网。
3、设备与设备之间，设备与墙壁之间均要留出适当的空隙，不但可以保证操作的方便，而且便于维修和清洗。
4、选择厂房的形式时，要对厂房的进行口、通道、楼梯位置安排好。
厂房大门与生活行政等设施的门应该分开。
厂房大门宽度与高度要比最宽设备、最高设备宽出或高出0.2m以上。
当有运转设备进入厂房时，厂房大门宽度总得比运输设备宽0.4m或0.4m以上。
5、根据厂址主导风向，应将产生易燃易爆、有毒有害气体或粉尘的装置，布置在下风方向，而将行政管理部门、检修动火区等布置在上风方向。
6、变电所及配电间应布置在上风方向，并尽可能靠近用电量大的装置，以减少电压降和电能损耗。
7、总图应预留出个装置的发展和扩建余地。
同时应考虑设备检修吊装的通道和位置。
8.更衣室、洗手间位于车间入口处，工人先更衣洗手后方可进入车间，并在车间口处设置消毒池，方便工人进出消毒[1]。
第四章物料衡算
凉茶工艺的计算
表3每班的原料衡算表（27t）
原料名称
班消耗量（kg）
仙草
250
蛋花
250
布渣叶
250
菊花
750
金银花
500
夏枯草
250
甘草
750
水
12000
表4每班的配料衡算表（3t）
配料名称
班消耗量（kg）
糖浆
400
柠檬酸
400
香料
200
食盐
5
水
2000
用水量的分布：
生产用水，清洗用水，生活用水
能量衡算：
加热浸提水的耗热Q1:
冷却耗热量Q2：
使浸提罐升温Q3:
杀菌耗热量：
总耗能量：
第五章设备选型
5.1设备选型的依据
物料衡算是设备选型的依据，选择设备时要注意以下几点;
（1）根据每一品种单位时间（h/min）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。
（2）几个生产中的关键设备，除按实际生产能力所需设备的台数外还应考虑备用设备。
（3）考虑设备选用原则：
1、满足工艺要求，保证产品的质量和品质
2、选用较先进，机械化程度高的设备。
3、充分利用原料，耗能少，效率高，体积小，能一机多用
4、应符合卫生要求，故而多应用不锈钢材料。
5、有合理的自动控制系统，控制温度、压力和真空度，时间、速度、流量等工艺参数[6]。
5.2凉茶设备的设计及选型
由于厂房一般高度略高于三米，故取设备高为1.5m。
1、浸提罐：
h=1.5m，V=5t=5m3
d=2.06m
2、
d=3.27m
表5每班主要设备一览表
序号
设备名称
数量
1
清洗机
1
2
浸提罐（5t）
3
3
离心泵
5
4
旋流器
1
5
列管式换热器
1
6
贮罐（30t）
5
7
搅拌罐（15t）
1
8
板式换热器
1
9
配料罐
2
10
无菌灌装机
1
第六章水、汽衡算
6.1用水量衡算：
用水量的分布：
生产用水，清洗用水，生活用水
一、生产用水：
1、料液用水：
12000kg+2000kg=14t
2、冷却用水：
m1=Q2/（C△T）=216×103/[4.18×（40-20）]=3t
3、加热用水：
m2=Q3/（C△T）=540×103/[4.18×（100-85）]=9t
总生产用水：
26t
二、清洗用水：
根据实际测定，1t水大约可冲地坪200m2,食品厂生产车间每4小时冲洗一次，即每班至少冲洗两次，本工厂的生产面积为400m2，则：
S5=M/200×2
=400/200×2
=4t
式中,M为生产车间地坪面积,m2
原料清洗6t
机械清洗用水：
清洗物料或容器所需水量（S2）可按单位时间内水的流量及用水时间来计算，公式如下：
设水的流速为1.0m/s，清洗10min
S2=∏/4d2vtρ（kg）
=3.14/4×（0.015）2×1.0×10×60×1000
=106kg
d—清洗设备上进水管的内径，m
v—水在管道内的流速，m/s
t—清洗设备使用时间
ρ—水的密度，kg/m3
生活用水量：
生活最大小时用水量=最大班人数×70/1000（m3/h）=35×70/1000=2.45m3/h
每班为：
2.45×8=19.6t
总清洗用水：
4t+6t+106kg+19.6t=29.7t
每班总用水量：
55.7t
6.2用汽量衡算：
该生产工艺主要的用汽处是在加热浸提液和UHT杀菌。
加热浸提液：
m2=Q3/（C△T）=540×103/[4.18×（100-85）]=9t
杀菌用汽量：
总蒸汽用量为20t/班[1]
第七章职业安全卫生
安全生产是指在劳动生产过程中，要努力改善劳动条件，克服不安全因素，防止伤亡事故的发生。
安全与生产的关系可以用“生产必须安全，安全
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