年产5000吨鲜切菠萝片生产车间工艺设计和HACCP管理体系的建立本科生毕业设计.docx
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年产5000吨鲜切菠萝片生产车间工艺设计和HACCP管理体系的建立本科生毕业设计
本科生毕业设计
年产5000吨鲜切菠萝片生产车间工艺设计和HACCP管理体系的建立
WorkshopProcessDesignof5000t/yearFresh-cutPineappleandtheEstablishmentofHACCPManagementSystem
学生姓名
所在专业
食品科学与工程
所在班级
申请学位
学士学位
指导教师
职称
答辩时间
2010年6月12日
设计总说明
鲜切果蔬具有自然、新鲜、卫生、方便，尤其是安全和环保等特点，加之现代生活节奏和休闲消费的快速发展，具有即食和即用方便特性的鲜切果蔬正日益收到消费者的广泛关注。
本设计主要是进行年产5000t鲜切菠萝片生产车间工艺设计和HACCP管理体系的建立，包括一份设计说明书和两张图纸，分别为设备工艺流程图、车间平面布置图。
本设计着重研究了以下几个方面：
本设计的特色在于采用现在比较先进的技术和设备,生产自动化,连续化程度高，产品生产过程严格要求卫生。
总之，本次设计过程中，查阅、吸收了大量最新的研究成果的新技术，总结专业所学及实习的经验，努力做到理论与实践的统一。
经设计计算，本设计在经济核算上合理，项目固定资产投资1592.3万元，年利润达到507.8万元，经营安全率达到46.5％，投资回收期为3.14年，应用于实际生产中具有一定可行性。
关键词：
鲜切菠萝片；车间工艺设计；效益分析；HACCP管理
introduction
Fresh-cutfruitsandvegetableshavethecharacteristicsofnature、freshness、health、convenience,especiallysafetyandenvironmentalprotection.Withthefastdevelopmentofmodernlifepaceandleisureconsumption，theinstantandconvenientfresh-cutfruitsandvegetablesarebeingincreasinglydrawnpeoples’wideattention.Thisdesignismainlytocarryoutanworkshopprocessdesignof5000t/yearfresh-cutpineapplesandestablishHACCPmanagementsystem.includingadesignspecificationandtwodrawing,respectivelyforequipmentprocessflowdiagramandworkshoplayout.
Thisdesignfocusesonthefollowingaspects:
1productsolutionsandprocesses
2calculationofmaterialbalance
3selectionofequipment
4productionworkshoplayoutdesign
5protectionofenvironment
6analysisoftechnicaleconomy
7establishmentofHACCPmanagementsystem
Thisdesigncharacteristicliesinusingthepresentforerunner’stechniquesandequipments,highdegreeofautomationandcontinuous,strictlyrequestofthehygiene.Duringtheprocessdesign,Isearchandabsorbalotofresearchachievementandnewtechnology，combiningwithmyprofessionalknowledgeandpracticeexperiencetoachievetheintegrationoftheoryandpractice.Itshowedthatthisdesignisreasonableineconomyaccounting，thefixedassetswas1592.3millionRMB,theannualprofitwas507.8millionRMB,therateofsafemanagementwas46.5%,andthereturntimeofinvestmentwas3.14years,havingcertainfeasibilityinactualproduction
Keywords:
Fresh-cutpineapples；Workshopprocessdesign；Profitanalysis；HACCPmanagement
年产5000吨鲜切菠萝片生产车间工艺设计
及HACCP管理体系的建立
专业：
食品科学与工程学号：
200611211105姓名：
贾磊
指导教师：
夏杏洲
1可行性分析
1.1设计背景
1.1.1菠萝加工的现状和发展趋势分析
水果当中，菠萝加工产品是世界上销售量最大的水果加工品。
随着人们逐渐意识到菠萝对人体健康有很多好处，能促进人体消化，是每天不可缺少的食品，对菠萝产品需求量也在不断扩大，目前年消费量已近160万t多。
主要消费市场有美国、欧洲、中东和日本等国家和地区。
其中，美国年进口约30万t多，占世界菠萝及其加工产品进口总量的30%；德国年进口约15万t多，占30%；英国进口约6万t多；日本年进口约8万t多，占8%；中东地区年进口约5万t多，占5%，2002年，中国出口菠萝产品3万t左右，仅占世界菠萝加工产品贸易总量的4%左右。
2004年，仅广东省湛江市菠萝产品出口量就跃升至5023t。
近几年来，世界菠萝及其加工产品的国际贸易呈稳定增长趋势。
2003年全球菠萝鲜果、罐头、普通汁和浓缩汁出口贸易总量分别为155.01万吨、115.11万吨、25.58万吨和38.67万吨，约占世界菠萝总产量的41.45％（罐头和浓缩汁的耗果比分别按1.8倍和7倍计）。
全球菠萝出口总额由2000年的11.46亿美元猛增至2003的19.6亿美元，年均递增率达19.58％。
世界主要菠萝出口国有泰国、哥斯达黎加、菲律宾、比利时、印度尼西亚、法国、美国、中国、马来西亚和巴西等。
泰国是世界最大的菠萝出口国，2003年分别出口菠萝鲜果、罐头、普通汁和浓缩汁0.49万吨、47.5万吨、0.15万吨和13.22万吨，分别占世界出口量的0.31％、41.27％、0.6％和34.18％，出口总金额为4.15亿美元，占世界出口总额的21.17％。
入世以来，我国菠萝产业经过调整和提高，已进入稳定发展阶段，综合竞争力有了进一步的提高，出口贸易呈良好发展势头。
我国菠萝产业在经历了前五年的快速增长阶段后进入调整提高时期，种植总面积和总产量虽然均略有减少，分别由2000年的6.39万公顷和85.66万吨，减至2004年的5.19万公顷和80.61万吨，但菠萝单产水平却有不同程度的提高，分别由2000年的每公顷产果20.09吨，递增至2004年的每公顷产果23.3吨。
菠萝生产区域优势架构基本形成，作为我国菠萝生产最适宜区的雷州半岛和海南岛，其菠萝生产优势和特色日益明显，已发展成为我国最大的菠萝种植、加工和出口商品基地。
2003年，该区域菠萝种植总面积、总产量和总产值分别达到3.02万公顷、61.69万吨和6.27亿元，分别占全国菠萝种植总面积、总产量和总产值的57.44％、75.06％和75.36％。
近年来，菠萝的专业化种植、标准化生产、采后商品化处理、综合利用和市场营销等日益受到重视，菠萝产业开始走上了综合利用和产业化经营的道路，至2004年，全国菠萝加工企业有上百家，其中年加工罐头能力达万吨以上的约有10家，年加工千吨以上浓缩汁的有5家，2005年全国菠萝罐头出口总量可能已突破6万吨，浓缩汁生产总量接近1万吨；以菠萝为原料的综合开发新产品菠萝蛋白酶、菠萝纤维、菠萝凉果、菠萝饲料、菠萝酒和菠萝生物有机肥等也将逐渐形成规模生产，进入国内外市场；菠萝人工催花调节产期技术，无公害标准化生产技术，采后保鲜、包装、贮运、加工技术和机械化生产等将得到进一步的应用和推广。
1.1.2我国菠萝加工存在的主要问题
热带水果——菠萝以其浓郁诱人的香气，独特的风味倍受消费者的欢迎。
但由于菠萝生产季节性强，成熟、收获期较为集中，鲜果含水量高达80%以上，呼吸强度大，贮藏、运输中腐烂比例较高，加工周期短。
另一方面，我们的加工技术起步较晚，水平较低，不能及时加工成成品，在很大程度上制约了生产和消费。
因而积极研究果品采后加工增值技术，对于发展、生产、延长加工周期有着十分重要的现实意义。
近年来，中国菠萝面积快速扩增，据FAO统计2000年收获面积仅为5.3万公顷，2007年已达到6.7万公顷，增长26%，居亚洲第三，世界第六位。
中国菠萝产量逐年上升，2007年产量144万吨，居亚洲第三，世界第四，占世界菠萝产量的7.63%。
菠萝的专业化种植、标准化生产、采后商品化处理、综合利用和市场营销等日益受到重视，菠萝产业开始走上了综合利用和产业化经营的道路。
至2004年，全国菠萝加工企业有上百家，其中加工菠萝罐头能力达万吨以上的约有10家，年加工千吨以上菠萝汁的有5家，2005年全国菠萝罐头出口总量突破6万吨。
但我国菠萝加工仅占鲜果总量30%左右，且加工主要以菠萝罐头为主。
尽管国际市场对菠萝罐头和浓缩汁需求量大，但我国菠萝多数厂家生产的罐头在质量上缺乏竞争力，常靠低价位竞争，出口产品也多为中、低端产品。
我国菠萝加工业落后主要表现在：
①机械化水平低；②综合利用低，加工产品较单一，未能将菠萝各个部分有效加以利用；③没有理想的加工原料，种植的品种大多数不太符合加工要求。
④随着现代生活节奏的加快和生活水平的提高,以及对自身健康的关注,人们的消费模式正在发生改变,传统的果蔬加工食品如罐头因缺乏果蔬加工前原有的新鲜感,开始被消费者冷落，而新鲜、营养、方便和无公害的鲜切果蔬日益受到欧美、日本等发达国家消费者的青睐。
1.1.3发展鲜切菠萝片的意义
鲜切果蔬是指新鲜水果、蔬菜原料经清洗、修整、切分等工序,最后用塑料薄膜袋或以塑料托盘装外覆塑料膜包装,供消费者立即食用或餐饮业使用的一种新型果蔬加工产品,也可称之为半处理果蔬、轻度加工果蔬、最少加工处理果蔬，起源于美国，当时（二十世纪50至60年代）主要供应餐饮业，如宾馆、快餐店,后来又进入零售业。
随着现代生活节奏的加快和生活水平的提高，以及对自身健康的关注，人们的消费模式正在发生改变，传统的果蔬加工食品如罐头因缺乏果蔬加工前原有的新鲜感,开始被消费者冷落而新鲜、营养、方便和无公害的鲜切果蔬日益受到欧美、日本等发达国家消费者的青睐。
在最近的10年里鲜切果蔬在美国、欧洲、日本等国得到了较快的发展，生产和消费增加非常快。
在我国鲜切果蔬作为一种新兴食品工业产品正在国内兴起，处于起步阶段，由于鲜切果蔬具有自然、新鲜、卫生、方便，尤其是安全和环保等特点，加之现代生活节奏和休闲消费的快速发展，具有即食和即用方便特性的鲜切果蔬正日益收到消费者的广泛关注。
菠萝是我国南方的四大名果之一。
菠萝果肉黄或浅黄，肉质细嫩，水分含量高，口感极佳。
各种营养丰富，它既是盛夏消暑、解渴的珍品，也是良好的减肥、健康水果。
果实含有菠萝酶，有帮助消化蛋白质、治支气管炎、利尿等功效，并对预防血管硬化及冠状动脉性心脏病有一定的作用[2]。
随着人们逐渐意识到菠萝对人体健康有很多好处，能促进人体消化，是每天不可缺少的食品，对菠萝产品需求量也在不断扩大。
由此看来，鲜切菠萝片的生产具有广阔的发展前景。
1.2设计的原则和思路
1.2.1设计任务要求
本设计的任务要求：
（1）毕业设计任务书：
年产5000吨鲜切菠萝片;
（2）建设一个国内先进的鲜切菠萝片生产工厂。
1.2.2鲜切菠萝片生产车间的特征
菠萝属于热带水果，鲜果含水量高达80%以上，呼吸强度大，易腐败变质，加工周期短。
因此其生产车间的主要特点是：
低温、干净、各工序连接紧凑、加工周期短。
1.2.3设计原则
本设计的基本原则[3]：
（1）经济上合理，技术上先进。
（2）通过施工投产后，在产品的质量和产量上达到规定的标准，各项经济指标达到国内同类工厂的先进水平甚至国际先进水平。
（3）在“三废”治理和环境保护方面符合国家有关规范。
1.2.4设计思路
本设计的总思路是根据《GMP和现代食品工厂设计》和国家关于建筑、消防、环保、能源等方面的规范。
GMP要求车间的平面布局遵循以下特点：
平面布局合理、严格划分区域、防止交叉污染、方便操作生产。
1.3设计内容
本设计的主要内容有以下几点:
（1）确定合适的鲜切菠萝片的生产工艺；
（2）确定年产量为5000t/年，在此基础上对生产工艺流程进行物料恒算；
（3）根据上述的计算结果，进行设备工艺计算及设计选型，得出设备主要设计参数汇总表；
（4）生产设备布置：
根据设备尺寸、生产工艺流程等对车间设备进行布局，绘制设备工艺流程图；
（5）生产车间布置：
根据生产车间布置的一般原则和要求，进行生产车间布置，作出生产车间布置图（CAD作图）；
（6）根据要求进行环境保护说明；
（7）估算建筑面积及造价，进行人员配制，查找设备大概价格，进行技术经济分析。
2总平面设计
2.1厂址选择的要求及选址
2.1.1厂址选择的原则
（1）厂址选择首先应符合国家的方针政策，设在当地的规划区内，以适应当地远期规划的统一布局，宜利用荒地，并尽量不占或少占良田，做到节约用地。
（2）厂区用地、生活区用地、污水排放场地等同时考虑，统一规划，相互协调，做到远近合理规划。
（3）食品工厂一般倾向于设在原料产地附近的大中城市的郊区，个别产品为有利于销售也可设在市区。
（4）厂区的标高应高于当地的历史最高水位，特别是主厂房及仓库的标高更应高出当地的历史最高水位。
厂区自然排水坡度最好在0.004——0.008之间。
（5）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。
（6）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、粉尘和其他扩散型污染源（包括污水、传染性医院等）。
特别在上风向地区的工矿企业，要注意它们对食品工厂生产有无危害。
厂址不应选在受污染河流的下游。
（7）所选厂址应有较方便的运输条件（公路、铁路或水路）。
（8）有一定的供电条件，以满足以上生产需要，最好采用两线路供电。
在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。
（9）所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水质也应较好（水质起码应符合卫生部所颁发的应用水质标准）。
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，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，必须注意水质，是否符合饮用水要求。
厂内排除废渣，应就近处理；废水应经处理后，在一定的排放口排放。
若能利用废渣、废水作饲料或肥料就更好。
2.1.2厂址选择
广东省湛江市徐闻县曲界镇，距徐闻县城约28公里，是广东省中心镇之一，总人口4.2万人，面积160万平方公里，该镇地势偏高，属丘陵缓坡台地地貌，属红壤土，土质肥沃，雨量充沛，光照充足，具有菠萝生长的良好条件。
徐闻县被授予“中国菠萝产业龙头县”，面积、产量居全国之冠。
菠萝种植面积25万亩，年产量达40多万吨。
曲界镇菠萝种植面积6.5万亩，是该县菠萝第一镇，号称“菠萝的海”。
厂址的具体位置可根据以上原则予以决定。
2.2总平面设计的基本原则[4]
（1）总平面布置宜根据生产、防火、卫生、安全、施工等要求，结合地形、地势、气象等自然条件，全面地、因地制宜地布置厂区建筑物、构筑物、露天堆场、运输路线、管线、绿化及美化设施，为生产和职工生活创造良好条件；
（2）应按任务书要求，结合周围环境，力求布置紧凑合理，做到节约用地。
并根据生产特点和产品发展需要，正确处理近期和远期工程关系，使近期建筑物、构筑物布置适当集中，并考虑扩建的可能性；
（3）生产车间应在工厂的中心，其他车间、部门及公共设施均需围绕主车间进行排布；
（4）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。
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，合理加以组织安排；
（5）动力设施应接近负荷中心；
（6）生产区（各种车间和仓库）和场前期（传达室、化验室、办公室等）分开；
（7）生产车间应注意朝向，保证阳光充足，通风良好；
（8）合理确定建筑物、构筑物的室内地坪标高，室内外高度差不应小于0.15m；
（9）生产车间与城市公路之间有一定的防护区，一般为30—60m，中间最好有绿化带阻挡尘埃污染；
（10）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；
（11）总平面中要有一定的绿化面积，但又不宜太大；
（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。
（13）厂区各建筑物布置也应合理利用地质、地形和水文等自然条件；
（14）成品间应接近入口，运煤出渣不宜穿越生产区，而应另设出口。
2.3主要建筑物和构筑物
2.3.1建筑结构规定
（1）应根据当地施工条件和材料供应情况，采用技术先进，经济合理，安全可靠，施工方便的结构形式，设计中必须注意节约用料；
（2）生产方便清洗，地面宜设计排水坡度为1%～1.2%；
（3）在结构设计中，为方便车间清洁卫生工作及车间防霉，应避免在车间内出现过多的阴角及凹凸不平处。
2.3.2生产车间布置
根据鲜切菠萝片的工艺要求，结合实际情况，需要以下建筑或构筑物。
（1）原料堆放场
由于曲界靠近原料主产区，因此实际原料库面积与日处理量相当即可。
计算占地面积时，需进行逐项考虑，按照单位面积存放，根据经验，可设原料堆放场面积为216m2。
（2）成品库
成品库占地面积估算：
成品库大小根据车间生产规模、成品储存时间与成品单位面积存放量等因素来决定，其占地面积计算方法如下：
A1=QdT/Bη（2-1）
B=qnm/1000f（2-2）
式中：
A1——成品库的占地面积，m2
Qd——按日班产量计算的成品产量，t/d（班）；
T——成品库存放天数（可按5～10天计算）；
B——单位面积的存放量，t/m2；
q——单包成品的质量，kg（每包为400kg）；
n——包垛的层数（每包垛为3层）；
m——每层包垛的包数（每层包垛的包数为5包）；
f——包垛的占地面积，m2（包垛的占地面积为1.2×1.2m2）；
η——占地面积使用系数，取0.55～0.65
经计算可知成品库的面积应为86.5m2；
（3）生产车间
生产车间是鲜切菠萝片的主要加工车间。
原料经清洗、分级，然后切端、去皮、捅心、切片、浸泡、杀菌、包装等。
包括预处理车间、处理液浸泡车间、包装车间、辅料贮藏车间、更衣室、卫生间、洗衣房等。
根据现场情况进行工艺布置，计算出生产车间建筑面积为1683m2；
（4）配电房
根据设备清单，所需电力为282.4kW，需要配备240KVA变压器，配电房占地面积36m2；
（5）机修房
应设在主车间附近，主要负责处理生产过程中的设备故障及维护随时注意设备运行情况，保证设备正常运行，并定期进行大修，占地90m2；
（6）中心实验室
在办公大楼一侧，用于进行产品的原料和产品的质量检验，面积165m2左右；
（7）地泵房
位于称重车辆行驶道路两侧，多设在大门口；
（8）废水处理区
预留空地由环保部门设计废水处理池，面积400m2。
2.4总平面设计说明
（1）厂区主要建筑物：
办公楼、冷库、生产车间、员工宿舍等，按照生产流程布置，并尽量缩短距离，避免物料的往返运输。
（2）办公室（办公、化验、会议室）在人流出入口附近，距离车间较近，方便管理，又与物流避免交叉。
（3）绿化情况：
在厂房四周，各种建筑空地与预留地种植草坪。
（4）厂区道路：
厂区主干道5000mm宽，非主要道路为3000mm宽，交叉路口半径9000mm，两旁种植绿化带。
（5）厂区考虑到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均设有消防水龙头和灭火器。
（6）全厂面积：
18000m2，建筑物占地面积：
6000m2，露天堆场面积216m2，其他建筑面积：
800m2。
建筑系数=（建筑物占地面积+露天堆场面积）/全厂总面积×100%=34.4%
土地利用系数=（建筑物占地面积+露天堆场面积+辅助工程面积）/全厂总面积×100%=38.8%
根据食品工厂的经验数据：
建筑系数25%～40%
土地利用系数45%～65%
因此，本设计基本符合食品工厂设计要求，还留有一定发展空间。
表2-1全厂主要建筑物和构筑物占地
序号
名称
规格（m）
面积（m2）
1
主生产车间
1683
2
原料库
270
3
成品库
86.5
4
机修间
6×15
90
5
办公楼
6×18×6（层）
648
6
配电房
6×6
36
7
食堂
160
8
医务室
30
9
门卫
3×3
9
10
地泵房
6×6
36
11
地泵
19×3
57
3产品方案及工艺流程
3.1产品与产量的确定
3.1.1年产量的确定
本设计按毕业设计任务书要求，年产5000t鲜切菠萝片。
3.1.2产品方案的确定
产品方案设计情况见表3-1.其中一年按12个月计算，每月按25天计算，共300个生产日[5]。
日生产时间：
16小时，采用两班制，每班8小时，班产量：
8.4t。
表3-1产品方案设计表
名称
级别
产量（t/年）
包装方式
鲜切菠萝片
一级
1000
托盘式包装
48盒/箱
二级
1500
三级
1500
四级
1000
3.2生产工艺流程的确定
3.2.1生产工艺流程[6][7]
（1）鲜切菠萝片生产工艺流程：
原料验收→含氯水浸泡→清水冲洗→分级、切端、去皮、捅心→修整→切片→处理液浸泡→沥干→托盘包装→紫外灭菌→金属检测→纸箱包装→低温贮藏→发运
3.2.2操作要点
（1）原料验收：
选择品质优良，大小均匀，芽眼浅，七成熟、无腐烂的新鲜菠萝。
（2）浸泡：
采用浓度为100mg/L的含氯水浸泡1min，作为第一道清洗工序，采用专用的流送槽，使菠萝在流送槽中缓缓向前运送，既达到浸泡的效果，将难溶的泥沙等成分溶解，污水经过滤泥沙后导入水处理池，又可以使菠萝向前输送，直接进入下一道工序。
（3）清水冲洗：
洗果用的水，必须符合饮用水标准，在无自来水供应的地区，用水必须经过过滤或消毒处理。
采用具有格板条的斗式提升机将果实升起。
提升机的上下方设有高压喷水管，使菠萝在升运
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