年产6000 吨速冻蔬菜工厂设计.docx
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年产6000吨速冻蔬菜工厂设计
年产6000吨速冻蔬菜工厂设计（2
2007-08-2522:
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第三章产品方案、工艺流程及论证
3.1产品与产量的确定
3.1.1产品方案
根据充分的市场调研,结合当地蔬菜种植情况,一期工程主要以青刀豆、马蹄片、马蹄碎片、青刀豆（段、法国青刀豆、法国青刀豆（段、荷兰豆、甜豌豆、毛豆荚、蚕豆、莲藕片、莲藕段、油菜花、南瓜等共14种江苏中东部产量比较大,价格便宜的蔬菜为加工对象,同时根据原料季节供应情况和生产能力以及市场需求,生产少量其它部分蔬菜。
如表3-1所示。
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注:
其它品种为绿芦笋、白芦笋、小葱、银杏、蒜苗、蒜米、小青豆、青花菜、白花菜等等。
TCL,为国际标准冷藏集装箱。
（1马蹄:
流化床生产能力2t/h。
单班生产,班生产量:
10t,计划生产40天。
则:
20t×40=800t,其中720t为马蹄片,80t为马蹄碎片。
马蹄片,出口美国,40尺货柜装18t/柜。
马蹄碎片出口台湾,40尺货柜装20t/柜。
（2青刀豆、法国青刀豆:
流化床生产能力2t/h。
2班生产20h,每班生产一个品种,两班生产16t,春秋两季,计划生产45天。
则:
32t×45=1440t,其中720t青刀豆,青刀豆（段160t,法国青刀豆720t,法国青刀豆（段160t。
青刀豆出口日本,40尺货柜装19.5t/柜,法国青刀豆出口法国及欧洲国家,40尺货柜装18t/柜。
（3荷兰豆:
流化床生产能力1.4t/h。
单班生产10h,（另一班生产甜豌豆,班生产量14t计划生产20天。
则:
14t×20=280t。
（4甜豌豆:
同荷兰豆。
荷兰豆出口日本和美国,甜豌豆出口美国。
（5毛豆荚:
流化床生产能力1.6t/h。
单班生产10h,班生产量14t。
两班生产12天,产量为28t。
则:
（14×10+（28×12=476t。
本产品出口日本,40尺货柜装20t/柜。
（6蚕豆:
流化床生产能力1.6t/h。
两班生产10h,产量32t,计划生产5天。
则:
32t×5=160t。
本产品出口日本,40尺货柜装20t/柜。
（7莲藕块、莲藕片:
流化床生产能力2t/h。
单班生产,班生产量16t,以3月、9月为主,计划生产50天。
则:
16t×50=800t。
本产品出口日本,40尺货柜装20t/柜。
（8油菜花:
流化床生产能力1.4t/h。
单班生产量12t,计划生产20d,则:
（12t×10+（24t×10=360t。
本产品出口日本市场,40尺货柜装18t/h。
（9南瓜:
流化床生产能力1.65t/h。
两班生产10h,产量16.5t,计划生产36天。
则:
16.5t×36=580t。
本产品出口日本,40尺货柜装20t/柜。
3.1.2方案论证
为平衡每月生产的产量,避免出现部分月停产,部分月加工任务过于繁重,结合主要加工蔬菜的品种成熟时间情况,初步安排产品季节平衡方案见表3-2。
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根据表3-2,考虑实际生产能力,每月的生产情况如下表3-3
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从表3-3可以看出,产量最大的月份为十月,月产量800t,最少的月份为2月,月产量250t,其余各月产量起伏不大,一条生产线可以满足需要。
3.2工艺流程及论证
鉴于各种蔬菜的性质和加工工艺各不相同,在本工艺论证中,以青刀豆的加工工艺为例进行论证。
3.2.1工艺流程图
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3.2.3工艺论证与说明
（1原料验收:
采购的蔬菜必须满足品质优良、成熟适宜、鲜嫩、规格整齐、无病虫害、无农药和微生物污染。
可以通过引导农民选择、培育适应速冻加工的蔬菜品种,确保速冻蔬菜质量。
部分蔬菜的原料质量标准和采摘要求如下:
①莲藕:
当终止叶出现,叶背微红时即可采收。
藕体完整,尽量带点泥土,色正,无锈斑;多汁、味甜、清香。
②蚕豆:
选用大荚品种为原料。
在植株中下部的豆荚表面出现光泽、种子长足未硬化前采收,分3~4次采收。
豆荚色泽正常、大而饱满,豆粒长度在2.2cm以上,形态完好;不发黑、不腐烂、不着水、无病虫害。
③豌豆:
出口豌豆主要食用嫩粒,粒籽要充分膨大、饱满一般在开花15~18天采摘。
豆粒色泽鲜绿、籽粒饱满,大小均匀,无机械损伤及病虫害。
④荷兰豆:
（鲜豆荚在花开后14~18天及时采摘,色泽良好、脆嫩无筋、豆荚整齐完好,长度在4cm~8cm;无腐烂、异萎杂质;无风斑、病虫害、机械伤。
⑤豇豆:
开花后11~13天采收,鲜绿色,色泽一致,籽粒无明显膨大,豆荚不卷曲;无锈斑、病斑和腐烂;豆条形圆直,粗细均匀,段长一致,无破裂条、擦伤、断条。
⑥青刀豆:
选用春季生产的白花品种为原料。
开花后20天左右,豆荚圆直,充分长大,长度在7cm~12cm,径宽0.7cm~0.9cm。
豆粒未膨大,色泽正常,有光泽,鲜嫩饱满,豆粒无明显膨大;不老化,无腐烂、无风斑、无病斑、无虫蛀和机械伤。
⑦菠菜:
采前一周停止灌水,色正、叶片光滑鲜嫩、干爽,植株完整;无枯黄叶,无花斑,无泥土[5]。
（2预冷:
新鲜蔬菜采收以后,仍然是有生命的有机体,仍进行着旺盛的呼吸作用和蒸发作用。
分解和消耗自身的营养成分,并放出呼吸热。
此外新鲜蔬菜从田间采收后随着自身温度的下降外,还要释放大量的田间热。
在不做特殊处理的情况下,由于释放呼吸热和田间热,蔬菜温度迅速升高,蔬菜加速成熟衰老,自身鲜度和品质明显下降。
为了最大限度地保持蔬菜原料的新鲜程度和原有品质,就必需在蔬菜采收以后的最短时间内,用人工方法将其冷却到规定的温度,使蔬菜在维持其正常的生命活动,保证抗病能力的前提下,把呼吸作用和蒸发作用降低到仍能维持正常新陈代谢的最低水平,这个方法就叫预冷,本工厂主要通过将加工前的蔬菜放置在恒温的高温库中,保持蔬菜的本身温度稳定,来达到预冷的目的。
目前在经济发达国家,为了加工高质量的速冻蔬菜产品,已把预冷作为蔬菜采收后加工的第一道工序。
在国内,以前由于设备条件和生产成本等问题的限制,极少采用预冷这一步骤,近年为达到国际质量要求,预冷逐渐开始采用。
蔬菜的预冷方法,一般有真空预冷、空气预冷和水预冷三种;本工厂采用常见的氟利昂制冷机组,使库温维持在0℃~10℃,达到预冷的目的。
（3人工整理
原料经过水平皮带输送机送到加工车间,工人在加工平台上根据蔬菜品种的不同加工需要,用工具进行处理。
根据国际市场销售习惯或客户要求,青刀豆分级通常按豆荚横径大小分两个级别:
中号豆（M级径宽0.8cm~0.9cm,小号豆（S级径宽0.7cm~0.8cm。
蚕豆按照颗粒长度大小分两个级别,大号豆长度在2.2cm以上,小号豆长度在1.5cm~2.0cm。
毛豆和荷兰豆通常不分级。
采用滚筒式分选机,将速冻以前的蔬菜进行分级。
按各品种要求,逐个挑选和分级。
原料分级,包括原料大小、重量和品质的分级。
原料大小分级的目的是便于随后的工艺处理。
能够达到均匀一致的速冻蔬菜,提高其价值。
（4浸泡:
作为第一道清洗工序,采用专用的流送槽,使蔬菜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,又可以使蔬菜向前输送,直接进入下一道工序。
本工序（包括以后工序用水主要用来清洗,少部分用来冷却,因此对最终的产品质量影响不大,采用自来水厂提供的合格水,用臭氧消毒。
一些蔬菜,如豌豆、毛豆、菜豆、青刀豆、花菜等在洗涤后,在2%（w/w左右精盐水中浸泡约10min,达到驱虫的目的。
不应用粗盐,因粗盐会使组织变得粗糙而且不符合食用要求。
而一些蔬菜品种,如黄瓜、青椒等品种冷冻后烹调,质地疲软,失去脆性。
为了避免产生这一现象,可将洗净的蔬菜浸入0.5%~1%（w/w的碳酸钙（或氯化钙、硫酸钙溶液约10min。
蔬菜浸泡在钙盐溶液中,菜体内的果胶酸与钙盐作用,生成果胶酸钙。
果胶酸钙有较强的凝胶能力,可以促进细胞组织互相粘结,起保护作用。
（5过毛发:
出口产品对毛发之类的东西出现在食品中十分注意,漂烫以前先用过毛发机去除毛发。
（6清洗:
比较各种加工清洗方法,选择采用鼓风清洗的方法。
用鼓风机把空气通到洗槽中,使清洗原料的水产生剧烈的翻动,物料在空气对水的搅拌下进行清洗。
采用此方法既可以加速污物从原料上除去,又能使原料在剧烈翻滚下保持完整,是最适合蔬菜加工的清洗方法。
蔬菜通过洗槽以后,沿倾斜传送带向前时,
皮带上方的喷头喷水,可以起到喷淋清洗的效果。
清洗过后的水,过滤泥沙后用水泵循环到浸泡清洗池中再加以利用。
（7漂烫:
速冻蔬菜加工中有些蔬菜经常发生褐变,其褐变依其反应机理的不同分为:
酶促褐变和非酶促褐变两种。
非酶促褐变是指与酶无关的褐变,包括羰氨反应褐变,焦糖化褐变和抗坏血酸氧化褐变,在碱性条件下较容易发生,因此在漂烫蒸汽中加入0.1%（w/w柠檬酸,可以控制非酶促褐变。
酶促褐变的原因是蔬菜成份中的单宁、酪氨酸、绿原酸等多酚类化合物长时间与空气接触,在蔬菜中的氧化酶和过氧化物酶等催化作用下氧化聚合成黑色素或类黑精等褐色色素。
酶促褐变是蔬菜加工中主要的褐变方式,因此对其控制也成为速冻蔬菜生产的关键步骤。
漂烫是控制速冻蔬菜酶促褐变,保证质量的常用方法。
漂烫主要是破坏蔬菜中的活性酶,漂烫不仅能够消除全部或大部分酶的活性,而且可以排除蔬菜组织内的气体和部分水分,消灭蔬菜表面的虫卵和微生物。
漂烫的方法有热水漂烫法,蒸汽漂烫法,微烫漂烫法和红外漂烫法等,其中热水漂烫法最为常用,但是热水漂烫相比蒸汽漂烫,固形物含量和水溶性维生素等营养物质损失较大,目前国际先进生产工艺一般采用蒸汽漂烫。
蒸汽漂烫的温度和时间必须根据实际情况严格控制,漂烫时间不足时,酶仍有活性,成品容易发黄、干枯、变质;漂烫时间过长时,颜色发深,变次,色泽深浅不一,这些都是严重的质量问题。
所以,在漂烫过程中一定要掌握好温度和时间,根据不同的菜类,制定不同的漂烫时间和温度。
视原料的品种、成熟度、规格大小、投料量等确定。
在实际生产中,可以根据检测过氧化物酶的残留活性测定来指导漂烫时间、温度。
另外还要根据产品的具体品种,特别是颜色、质构和外观做相应的调整。
经过对几种速冻蔬菜漂烫温度和时间对速冻蔬菜品质的影响,得出部分蔬菜的漂烫最佳温度和时间,参考值详见表3-4。
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（8冷却
漂烫之后的蔬菜分三段冷却。
第一段采取自来水冷却,冷却槽长5000mm,冷却到60℃;第二段亦采取自来水冷却,冷却槽长6000mm,冷却到30℃;第三段采用冰水冷却,冷却到2℃~10℃,冷却槽长9000mm。
冷却过程在三段流送槽中进行,使原料在水流向前运送中达到冷却效果。
（9沥干
将青刀豆表面的水分沥掉,以保证流态化单体快速冻结,避免残留水分带进流化床影响外观质量和冻结速度。
（10过毛发
冷冻以前为避免毛发冻结到产品上,先用过毛发机去除毛发。
（11冷冻
冻结过程分为快速冷却、表面冻结、深部冻结三个阶段。
物料通过每一个区域,必须保证相应的冻结温度、风速,以确保一定的冻结时间和冻品质量。
前道处理完毕的蔬菜应尽快送入冻结室冻结,拖延的时间越长,其新鲜度下降越快,冻结质量下降。
冻结时间与物料的初始温度、冻结温度以及物料的大小等因素相关。
青刀豆在温度为-35℃左右的流化床内,快速冻结10min,可以达到要求。
速冻后的青刀豆体积膨胀,其膨胀率约为5~8%。
（12小包装
包装车间必须保持0℃~10℃环境,包装工人、用具、制服等要保持清洁卫生,定期消毒,非工作人员不得随意进入包装车间,谨防传带污染物。
内包装材料必须是无毒性、耐低温、透气性低、无异味的,一般选用0.06mm~0.08mm聚乙烯薄膜袋。
（13金属检测
将金属检测器安装在运送装袋之后的速冻蔬菜的传送带上,传送带采用可以用于食品加工的塑料材料。
在运行中适时检测,如报警,再次通过检测,再报警的产品就全部打开,找出金属异物,查找混入原因,清除隐患。
使用之前必须用Fe直径1.5mm、SuS直径2.0mm的标样测试敏感度,确认是否正常运转,是否有异常并记录存档。
（14装箱、封口
外包装用纸箱,表面涂防潮油层,保持防潮性能良好。
每箱净重10kg（20袋,每袋500g,上下两层排列整齐。
箱外用胶纸带封口,刷明标记,包括成品名称、生产厂家名称、厂址、生产日期、保质期、使用方法、成品标准编号等,如果出口商有特殊要求,按要求实施。
（15金属检测
装箱封口以后的产品,在进入冷库以前需要再次进行金属检测,纸箱从金属检测仪通过以后,翻转180度,再次通过另一金属监测仪,确保无任何金属物质存在最终的产品中。
（16冷库储藏
装箱、金属检测以后经过水平皮带输送机运到冷库中,再由叉车搬运到存放的位置,产品采用块堆积系统,便于能够最佳利用空间[6]。
3.3产品质量标准
3.3.1感官指标
（1无风斑、虫斑、虫眼。
（2无黄叶、枯叶、老叶、老根。
（3根茎类菜应无皮、无黑心、黄心。
（4无内、外杂质,内杂质为菜本身不符合标准的残留物,外杂质为纤维、杂草、塑料丝或片、铁丝、铁钉等恶性残留物。
（5碎条、断条等不良品率不超过合同规定。
（6具有本品种应有的滋味及气味,无异味。
3.3.2残留金属含量标准
砷（mg/kg,以砷计≦0.5
铅（mg/kg,以铅计≦1.0
汞（mg/kg,以汞计≦0.1
铜（mg/kg,以铜计≦10
锡（mg/kg,以锡计≦200
3.3.3微生物指标
细菌规格（冷冻状态:
一般细菌数1×104以下
大肠菌群个/100g
葡萄球菌阴性
沙门氏菌阴性
3.4管路设计
3.4.1自来水水管设计
（1总入水管每小时流水至少60t,从经济和实用上考虑,选用镀锌焊接钢管。
（2自来水流速取2m/s。
（3总自来水管内径通镀锌管D=18.8×（qv/v1/2=18.8×（60/21/2=100mm,选用DN125普通镀锌管
（4其它各个设备入水管1h最大7t流量,选用镀锌焊接钢管。
（5各分入水管内径D=18.8×（qv/v1/2=18.8×（7/21/2=35.2mm。
查表得,选用DN40的普通镀锌管。
3.4.2蒸汽管道
采用碳钢管,查表取流速25m/s
d=18.8×Q/V×0.5=18.8×（1000/25×0.5=118.9mm
选用总蒸汽管径为DN125
3.5管路安装
布置原则:
满足生产需要,易于操作安装,尽量缩短管线,尽量集中布置,并沿墙壁柱子边等,架空铺设的管道应不影响车辆和行人通过。
具体设计是公用管路自来水、蒸汽、冰水高度为4000mm,纯水、清洗管路设计高度为3800mm,各设备分支管路设计标高为3600mm。
管路支吊架设计两种。
（1沿墙壁的公用管道采用三角槽钢支撑架支撑,并固定。
（2物料管路和分支架空铺设的管路采用DN50mm不锈钢龙门佳做支路,龙门架与附近设备、设施固定,管道依托固定。
3.6车间布置与结构
3.6.1车间布置
（1由于车间要生产几种不同品种、不同规格的速冻蔬菜,对设备进行平面布置时,充分考虑专用设备和通用设备,使能共用的设备尽量共用,并根据需要适当添加设备。
（2设计排水沟尽量位于经常排污、排水设备的下面,保证车间排水通畅、每个排污口要安装防鼠网。
（3设备与设备、设备与墙壁之间均要留出适当的空隙,不但可以保证操作方便,而且便于维修和清洗。
（4由于速冻产品的温度比较低,为保证产品的质量,在速冻之后的包装车间温度控制在0~10℃,以0℃为好。
车间尽量密闭,内墙面设置隔热保温层,减少能耗。
（5为便于运输以及减少劳动量,将冷库和包装车间构建在一起,包装车间经过包装的产品通过传送带直接传送到冷库。
（6为节约场地,考虑到漂烫后的冷却装置窄而长,将三段冷却装置折成Z字型,减少了车间长度。
（7更衣室位于车间入口处,工人先更衣,经洗手、消毒后方能进入车间。
为保证产品质量和车间卫生,工人进入车间必须保证工作服、工作帽、口罩、手套、胶鞋等统一规范,开始工作前有专人检查并记录。
3.6.2车间建筑特点
（1车间面积
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（2建筑结构
门:
车间采用双扇折叠门,各个门尺寸根据需要而定。
窗:
铝合金推拉窗户,窗下离地1500mm,窗户尺寸3000mm×2000mm。
地坪:
采用水磨石地面。
排水:
墙壁靠墙两内侧开始300mm宽水沟,深300mm,地面为圆弧,便于清洗。
每隔20000mm设置一个穿墙的出水管道。
墙壁:
除特殊的隔热需要外,墙壁内墙铺设白磁砖至3m高。
通风:
排气扇通风,增加通风量。
采光:
Ⅰ、窗户采光;Ⅱ、屋面采光板。
照明:
满足车间照明,单位容量一般为6-8W/㎡。
第四章物料衡算
根据工厂设计规模、产品方案,通过物料平衡计算,可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量,据此就可以计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓储容量。
同时通过物料衡算,还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备,并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排,也是进行经济分析不可缺少的根据。
4.1十类主要产品生产成本
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4.2原辅料衡算
根据以上表格,计算得所需蔬菜原料如表4-11。
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所需塑料袋数量约:
2010×（880+280+480+160+800+360+580+480
+1010×880+280×102+800×45=9,033,560个所需纸箱数量约:
102×6000=612,000个
第五章设备选型
5.1设备选型的依据
物料计算是设备选型的依据,选择设备时要注意四点:
（1根据每一品种单位时间（h或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台数的设备外,还应考虑备用设备。
（3以便后道工序的生产能力要略大于前道,不至于生产能力不够,导致物料积压。
（4选择设备应考虑下列原则[13]a.满足工艺要求,保证产品的质量和产量。
b.应选用较先进,机械化程度较高的设备。
c.充分利用原料,能耗少,效率高,体积小,能一机多用。
d.应符合卫生要求,故而多应用不锈钢材料。
e.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。
5.2设备概况
（1流送槽:
定做,尺寸:
7000×1500×2000mm,倾斜度0.01m/m。
（2鼓风清洗机（2台:
张家港市饮料机械有限公司生产,型号CXJ-2,尺寸2353×910×1600mm,装机功率3.75kW。
（3喷淋清洗机（1台:
2000×500×2000,上虞设备制造厂,ZJP-2.0型,装机功率3.0kW。
（4不锈钢加工平台（16台:
定做,4000×500×800mm。
（5漂烫机（1台:
沈阳东北大学机械厂生产,尺寸5600×1900×2400mm,SNP-2000型。
耗蒸汽1.90t/h,装机容量3.0kW。
（6冷却槽:
定做,采用流送槽,尺寸1:
5000×1500×2000mm,倾斜度0.008m/m;尺寸2:
6000×1500×2000mm,倾斜度0.008m/m;尺寸3:
9000×1500×2000mm倾斜度0.008m/m;
（7震动式沥干机:
沈阳东北大学机械厂生产,尺寸2100×1000×1200mm,SN-2000型,装机功率0.4kW。
（8速冻机:
沈阳东北大学机械厂生产,型号AFS-2.0,尺寸7300×5200×3200mm,装机功率50kW[14]。
（9自动包装机:
合肥信远包装机械厂,3100×1000×2500mm,CJS-2000-S,装机功率4.0kW。
（10自动封箱机（带喷墨机合肥信远包装机械厂,2400×1350×2000mm,,HF-6050
型,装机功率3.75kW。
（11过毛发机（两台:
定做,2000×1000×1500mm,装机功率2.5kW;
（12金属探测仪（三台:
合肥信远食品包装科技有限公司,型号JS5000A,1500×800×1200mm,装机功率1.0kW。
合肥信远食品包装科技有限公司。
（13分选机:
浙江上虞机械厂,1800×500×1000mm,ZJS-2.0型,装机功率2.75kW。
（14传送带（含电机:
昆山威远10段,80000×500mm,总装机功率20kW。
（15锅炉:
太湖锅炉厂,DZLZ-1.0-AH。
（16电瓶叉车:
安徽叉车总厂,CPD05型。
（17提升机:
福建奥克维机械厂,FJ-3000,装机功率3.0kW。
（18制冷压缩机:
洛阳制冷机械厂,两台8ASJ-170、一台4AV-125、两台S8-125制冷压缩机[8]此主题相关图片如下:
第六章辅助部门设计
6.1冷库
本冷库设计为一高温库、低温库两个,高温库供没有来得及加工的蔬菜备用储藏,温度为0℃~10℃,低温库为储藏加工成品,库温为-18℃以下[9]。
低温冷库为主要冷库,设计容量为2500t,面积为1800m2,采用钢结构大棚,顶部为平顶,高6000mm,设计为一层,外包金属彩瓦,库温-18℃。
6.1.1设计依据
（1GBJ-S4《冷库设计规范》;
（2商业部设计院《冷库制冷设计手册》;
（3ZBJ73043-1990《组合冷库技术条件》;
（4ZBX99003-86《装配式冷藏库》;
（5现行国家有关标准、规范及规程。
6.1.2依据参数
（1境温度:
30℃;
（2制冷系统蒸发温度:
T0=-18℃（低温冷库T0=4℃（高温冷库;
（3制冷系统冷凝器:
Tk=40℃。
6.1.3库体说明
（1平顶、两层结构,采用金属大棚,屋顶采用软木或泡末材料;
（2库体采用=150mm聚氨酯保温板,其内、外表面采用上海宝山钢铁公司生产的0.5mm镀锌涂塑彩钢板,库板连接采用凹凸槽结构,内偏心锁连接,两面板链采用密封膏密封,密封性能好,库板连接锁具有分别在两块板上的钩盒和锁具组成,高强度塑料制作,在库板成型时,一并嵌入板内发泡,用随冷库一起提供的专用工具将其顺时针转动就可以将两快板紧紧连接在一起。
地坪绝缘——由于承受荷载,低温库采用软木,高温库采用炉渣;
冷库门绝缘——采用聚苯乙烯泡沫塑料。
（3在绝缘层的高温侧
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