年产1500吨无糖糖果车间设计.docx
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年产1500吨无糖糖果车间设计
食品工艺课程设计
《年产1500吨无糖糖果车间设计》
说明书
目录
摘要………………………………………………………………………4
Abstract…………………………………………………………………4
第一章概述………………………………………………………………5
1.1无糖糖果的概念及其功能特性…………………………………………5
1.2国外无糖糖果的现状……………………………………………………6
1.3我国的无糖糖果现状及开发前景………………………………………6
1.4无糖糖果原料的生产情况………………………………………………6
第二章工艺流程设计……………………………………………………7
2.1硬糖的生产工艺………………………………………………………7
2.2软糖的生产工艺……………………………………………………10
第三章主要设备选型…………………………………………………11
第四章物料和能量衡算………………………………………………13
4.1无糖糖果物料衡算……………………………………………………13
4.2每t产品所需主要原料的计算…………………………………………13
4.3车间用水量估算……………………………………………………13
4.4用汽量估算…………………………………………………………14
4.5熬糖时蒸汽用量………………………………………………………14
4.6计算误差及热量损失…………………………………………………15
4.7用水管路的设计与计算………………………………………………15
4.8蒸汽管路的设计与计算………………………………………………16
4.9物料输送管路的设计与计算…………………………………………16
第五章厂址选择与厂房设计…………………………………………16
5.1厂址选择……………………………………………………………16
5.2车间工艺布置与结构…………………………………………………16
第六章环境影响分析及“三废”处理………………………………17
6.1绿化方案……………………………………………………………17
6.2主要污染源及其治理…………………………………………………18
6.3环境监测及管理机构…………………………………………………18
第七章劳动安全与工业卫生…………………………………………18
7.1劳动安全和职业卫生评价……………………………………………18
7.2装置劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施…………………………19
7.3消防…………………………………………………………………19
第八章劳动组织………………………………………………………20
第九章技术经济分析…………………………………………………20
9.1项目投资……………………………………………………………20
9.2生产总成本及利润测算………………………………………………21
9.3财务效益静态分析……………………………………………………22
9.4敏感性分析及经营安全率分析…………………………………………23
参考文献………………………………………………………………25
摘要
糖醇热量低，具有某些生理活性，如减少龋齿，促进钙吸收和双歧杆菌增殖等，被称为功能性甜味剂。
用糖醇代替食糖制成的无糖糖果具有的抗龋齿性和低热量等的健康食品特征。
无糖糖果在发达国家已相当普及，而在国内虽然刚刚起步，上规模的无糖糖果生产厂家也很少，但发展势头相当迅猛。
国外的无糖糖果价格相当高，而国内的无糖糖果可以低价赢得市场，有着广阔的市场前景。
本设计主要是进行年产1500吨无糖糖果的车间设计。
在开展可行性研究的基础上，查阅了大量的资料，进行了详细的工艺论证;在此基础上进行了物料衡算、热量衡算，对主要设备进行选型，最后进行了经济技术分析。
关键词:
无糖糖果，车间设计，工艺流程
Abstract
Glycitolsisonetypeoffunctionalitysweetener,thequantityofheatislow,andhassomephysiologicalactivitycandecreasedecayedtooth,andhavesorbefacientofcalcium,proliferationofbeneficialbacillusfunctionandsoon.Sugarisreplacedbyglycitolsasamaterialofsugarlesscomfectionery,theconfectioneryhavecharactersofhealthinessfoodstuffjustasanti-decayedtoothandlowquantityofheat.Sugarlessconfectioneryisverypopularinmanufacturers,buttheindustryjuststarted,andtherearefewlarge-scalemanufacturers,butthetendencyofdevelopmentisveryfast.Thepriceofsugarlessconfectyonerymadeinabroadisveryhigh,thehomemadesugarlessconfectioneryislow,sothdirmarketwillbeverygood.Theproductlinedesignismainlyaboutyearlyone-thousand-five-hundred-tonoutputossugarlessconfectionery.Onthebasisoflotsofrelatedreferences,thefeasibilitystudyhasbeenputupandtheflowcharthasbeenvalidated.Meanwhile,themassandenergycalcucationhavebeenworkedout,whichhavedeterminedthemainequipments.
Keywords:
SugarlessConfectionery,PlanDesign,FlowchartDemonstration
第一章概述
1.1无糖糖果的概念及其功能特性
随着生活水平的不断提高，对食品不仅要求美味，更要求健康，近年来“恐糖症”给食品行业造成的尴尬局面一直存在，有人喜欢吃糖但又怕发胖，现在少年儿童龋齿的发生率很高，也不能多吃糖，还有大量的不宜摄入食糖人群，如糖尿病人、高血脂病人、肥胖病人等。
食品中的甜味剂主要分为食糖类甜味剂、功能性甜味剂和高倍甜味剂等。
食糖类甜味剂主要有淀粉糖（葡萄糖、麦芽糖或果葡糖）和蔗糖（甘蔗糖或甜菜糖），食用后会提供给人体热量，但食用过多容易引起一些疾病，如龋齿、心血管病、糖尿病等;功能性甜味剂主要包括山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇、乳糖醇等糖醇类，这些糖醇具有一定甜度和较低热量，一般不会生龋齿，不升高血压;高倍甜味剂一般是非营养性的，多为化学合成的和天然提取物的，化学合成的如糖精、甜蜜素、阿斯巴甜等，天然提取物如甜菊糖等，其使用量多有一定的限制。
糖醇类甜味剂只是甜度稍低于食糖，基本上可以1:
1替代食糖，工艺上不做大的变动就能顺利地做出甜味食品。
无糖食品既符合低糖或无糖的健康要求，又能达到人们对风味需求，按照国际惯例，无糖食品指的是用山梨醇、麦芽糖醇、甘露醇、木糖醇等糖醇替代食糖制成的甜味食品。
无糖食品中脂肪和蛋白质等营养成分的含量与普通食品基本相同，除满足口感需要外，与普通食品一样提供人体所需的营养。
用糖精等高倍甜味剂代替食糖生产的甜食品不能称为无糖食品，因为高倍甜味剂的甜度是食糖的几十倍甚至几千倍，在食品中用量很少，例如糖精在食品中只允许加入0.159/kg，在食品中缺乏体积，因此只用糖精难做成食品。
糖果是以白砂糖、淀粉糖浆（或其他食糖）或允许使用的甜味剂为主要原料，按一定生产工艺要求加工制成的固态或半固态甜味食品。
糖果的品种有近千种，主要品种有硬质糖果、硬质夹心糖果、乳脂糖果、凝胶糖果、抛光糖果、胶基糖果、充气糖果和压片糖果等。
用糖醇替代食糖生产而成的糖果称为无糖糖果，较为传统的说法是:
“用不含构成龋齿的糖质制成的糖果，且比常规糖果减少1/3以上的热量的糖果，而其他营养元素相同。
”由其概念可看以出，食用无糖糖果不会造成龋齿，而且由于其热量低，可以避免摄入过多的糖转化为脂肪而导致的肥胖。
另外，无糖糖果主要采用甜味剂为糖醇类而非蔗糖，食用后对血糖无影响，故适宜于冠心病、糖尿病患者的消费。
由于无糖糖果所具备的特点，近40年来，无糖糖果在欧美和日本市场都取得很大的进展，花色品种达600余种，部分无糖糖果的感官品质已接近同类产品或另有特色。
无糖糖果在世界上已经有很好的发展，在许多国家硬糖、口香糖品种中无糖糖果比例已占到一半以上，而我国无糖糖果上规模的厂家却很少。
本设计的无糖糖果工业化项目有助于填补国内的市场，减少无糖糖果的进口。
1.2国外无糖糖果的现状
由于糖尿病患者和高血脂病人增加，以及防蛀牙的需要，国外早在上世纪前期就出现了无糖食品，在发达国家，目前无糖食品已相当普及，品种有上万种。
无糖食品这一世界发展潮流在20世纪中期波及糖果工业，由此产生无糖糖果，20世纪80年代后，这种取代传统甜味料组成的无糖糖果形成了新的发展潮流，在欧美国家方兴未艾，在中国无糖糖果的发展只是近10年的事。
无糖糖果的种类主要有无糖口香糖、无糖硬糖和无糖巧克力三类，它们都呈现惊人的发展态势。
美国的无糖口香糖已经占整个口香糖市场的一半，是与减肥有关的食品中销售第二大产品;在日本，无糖市场也十分活跃，无糖口香糖的开发始于1993年，到2000年增至40%;在德国，无糖口香糖占口香糖总量的71%，无糖硬糖占总量的50%，而且有许多无糖糖果的专卖店，在欧、美、日等国的超市均能比较容易地买到你所需要的无糖糖果。
国外市场常见的无糖糖果品种很多，如芬兰HellaS公司生产的Hedelma牌木糖醇软糖，每盒209，其中木糖醇占犯%，山梨醇占19%;德国Migros公司生产的Furti牌果味无糖糖果，糖醇用的是麦芽糖醇和异麦芽酮糖醇，每1009中糖醇占829，脂肪占gs，蛋白质占3.59;雀巢公司生产的Znoes牌无糖薄荷透明软糖，每粒1.39，其97%是异麦芽酮糖醇。
标签说明该糖果在室温下能长期保存，是口腔的清新剂;日本Knaor株式会社生产的秒字牌清凉型果粒，每盒共129，其中11.79是麦芽糖醇和异麦芽酮糖醇。
1.3我国的无糖糖果现状及开发前景
尽管糖果的行业产值并不是特别巨大，在食品工业中产值和销售收入所占比例也不是很高，但它是一种全民接受的休闲食品，特别是在中国人的节日和喜庆消费中是必不可少，其生产和销售与广大消费者日常生活密切相关，在广大的国民消费中居重要的地位。
作为中国传统的两大支柱零食产业之一，随着我国城乡居民收入水平的逐步提高、生活质量的不断提升以及企业积极地开拓市场，同时随着外资企业在糖果产业上的逐步深入和内资企业的崛起，中国的糖果产业技术水平逐渐与国际市场接轨，整个行业近年来取得快速发展，正从传统产业逐步向现代生产工程、功能性食品、营养食品等现代领域的拓宽，其战略地位越来越重要，已成为我国食品工业中快速发展的行业。
1.4无糖糖果原料的生产情况
无糖糖果通常是以功能性甜味剂来替代蔗糖、高麦芽糖浆、葡萄糖等，功能性甜味剂是指具有特殊生理功能或特殊用途的食品甜味剂，其的特点是有糖的味感，却低于普通糖类的热量，不会使人发胖，不引起血糖上升，且在口腔中不被龋齿的链球菌利用，可减少龋齿，同时促进钙的吸收和双歧菌的增殖，有助于身体健康。
功能性甜味剂一般具有以下功能:
1、不参与机体代谢，进入体内后将原原本本地排出体外，能量很低或为零;
2、不被机体消化吸收，代谢方式类似膳食纤维;
3、虽可完全被机体消化，但因适度较大或很大，在正常摄入范围内所提供的能量值较低或很低;
4、在机体中的代谢途径与胰岛素无关，进入体内后不会引起血糖波动，可供糖尿病人食用;
5、不是口腔微生物的适宜作用底物，不会引起牙齿龋变，甚至具有抗龋齿活性;
6、具有某些特殊的生理功能，如促进机体肠道中双歧杆菌的生长繁殖。
按照甜味剂的生产方法，可分为天然提取和人工合成，其中人工合成的主要有低聚糖类和糖醇类。
糖醇具有一定的勃度、吸湿性和耐热性，并具有某些生理活性，其热量一般在2一3kcal/g之间。
2000年6月，国际粮农和卫生组织食品法典委员会重新确认山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇和甘露醇是在食品中可以按正常生产需要使用的食品添加剂。
木糖醇的防龋齿功能已经被欧洲六个防龋齿组织确认。
目前，我国已经批准使用的食糖替代品有异麦芽酮糖、麦芽糖醇、山梨醇、木糖醇、乳糖醇等。
这些替代品都具有相对甜度略低，热量较低的特点，除山梨醇的用量限制在59/kg以外，其他几种产品都可按生产要求不做限制。
世界上消费最多的糖醇是山梨醇，仅日本年用于食品的山梨醇就达7飞万t。
木糖醇世界年消费量约8万t。
我国目前常采用的糖醇类甜味剂木糖醇、山梨醇、麦芽糖醇等，在国内均有大量生产。
总之，消费者对健康要求的提高，增加了无糖糖果的市场需求，并促使糖果制造商不断开发包括无糖糖果的新产品。
糖果制造商希望这些无糖、防a齿的产品，其口感和高品质仍保持不变，与传统的以蔗糖为原料的糖果相同，同时需要能够在现有的生产设备线上加工。
本项目在设计时力求从工艺、设备等方面与国际水平靠拢，满足GMP体系认证和食品安全方面的HACCP体系认证的要求，从而进一步保障公司的国际化生产管理水平。
第二章工艺流程设计
2.1硬糖的生产工艺
真空连续浇注成型工艺流程图
2.1.1溶糖与混合
硬糖物料的溶化主要指原料糖的溶化，其工艺目的是将结晶状的异麦芽酮糖醇与水均匀混合后，再与液状的麦芽糖醇混合，经过进一步的加工制作，使原料成为结晶态硬糖。
在加工过程中要确定合理的加水量，因为如果加水量小，则不能保证原料糖的完全溶化;如果加水量过大，能耗过大，不利成本降低，也使糖液溶化过程延长，对产品的最终品质带来不利。
除了按规定加入合适的水量外，还要注意以下几点:
①当糖液加热到115一120℃，浓度为75%一80%，糖液沸腾后要静止片刻，使原料充分溶解;
②溶糖要配合熬煮进行，溶化后的糖液不能放在加热锅内太久，以防转化增加，产生不利成分;
③糖液加热要不断搅拌，以助溶化和防止糖浆结焦或溶糖不彻底，溶化后的糖液立即过滤并转到暂存缸备用，过滤网筛为80一100目。
2.1.2连续真空薄膜熬糖
溶化后的糖液含水量在20%以上，要使糖液达到硬糖规定的浓度变成糖膏，就必须使糖液中残留的大部分水分，通过不断加热，蒸发水分直至最后将糖液浓缩至规定的浓度。
这一过程在糖果制造中称为熬糖。
这一过程的实现不仅与物料温度的提高有关，而且与物料表面的压强有关。
糖液通过不断加热，吸收热量，自身温度得以不断提高，当升到一定温度时，此时糖液的内在蒸汽压大于或等于糖液表面所受的压力时，糖液即开始沸腾，糖液内大量的水分以水蒸汽的状态脱离糖液，糖液的浓度得以提高。
真空熬糖也称减压熬糖。
在一个密闭的熬糖锅内糖液表面的空气大部分被抽除，糖液受到的表面空气压力极小，使得糖液在升温过程中，只要达到较小的蒸汽压，糖液即处于沸腾状态，与常压熬糖相比，使得糖液达到规定浓度，脱除糖液内大部分水分的过程在一个较低的温度条件下得以完成，避免了在高温、长时间条件下熬糖所带来的不利糖液品质的化学变化。
连续真空薄膜熬糖设备一般可分为两部分，即预热和薄膜真空蒸发。
将暂存锅内的糖浆由泵连续不断地打入预热锅，通过锅内的蒸汽盘管将糖浆加热到约130~140℃，然后再连续不断地被真空抽到刮板式薄膜真空蒸发器中，形成薄膜，多余的水分即被迅速蒸发排出，糖浆在达到所需浓度后，迅速排出进入下一级混合器。
由于该设备采用的是连续真空熬糖，糖浆在设备内高温下停留的时间很短，且在真空状态下浓缩，糖浆温度相对于常压熬糖时达到同样浓度要低得多。
因此，这对糖浆内某些在高温下易损失的成分其损失量就少得多，质量稳定、可靠。
本设计的设备所需的蒸汽压力为0.8MPa，蒸汽用量约600kgh/，真空度为0.05Mpa，产品的熬糖温度应达到160一165℃。
2.1.3混合
混合是把经熬煮后糖液放出熬糖锅后，糖体还未失去流动性时，将所有的着色剂、香料、酸及其他添加物料及时添加进糖体，并使其分散均匀的过程。
各种香料及酸等分别置于一容器中，用定量泵与糖浆同时打入混合器中，充分混合后排入浇注机。
各定量泵的流量是根据测试糖浆的流量后按各自的配比进行计算后确定。
2.1.4浇注成型与冷却
硬糖的成型由于品种特性的不同，成型方式也不同。
大部分硬糖是浇注成型与冲压成型，但也有滚压成型、剪切成型及塑性成型。
本设计采用浇注成型。
浇注成型是将混合的糖浆通过浇注头连续不断地定量注入到糖果产品所需形状的模具中，被注入糖浆的模具又通过链式连续送入一长长的冷却箱，冷却箱所处的环境要求温度≤20℃，湿度≤40%。
糖浆在此环境下被逐渐冷却、固化成玻璃质无定形固态，即硬糖。
冷却后的糖体由脱膜器被脱离模具，落入一输送带，被送出输送箱，模具则返回到浇注机。
模具内壁须经不粘处理，以使冷却后的糖体很易被脱离模具。
2.1.5拣选
从冷却箱输出的糖体，要经过筛选、金检、目检等几道工序后才能进入包装，以保证产品的最终质量。
筛选是将糖体在筛网上过筛，将不符合质量要求的小颗粒糖体筛去，其筛孔大小是根据产品粒径大小而定，一般比正常糖粒尺寸小2~3mm。
金检是将所有糖粒经过一金属检验器，一旦糖体内含有金属体时能被顺利剔出。
目检是用人工在输送带上进行挑捡，将形状不规则的或混有污物的等挑选出来。
拣选室的环境要求，温度≤20℃，湿度≤40%。
2.1.6包装
硬糖的包装分内包装与外包装，内包装纸糖果行业一般称其为商标纸，其包装形式有扭结包装、枕式包装、克头包装（折叠式包装）。
扭结包装是国内最老的包装形式，现在一般采用枕式包装。
在欧美，枕式包装流行于20世纪60一70年代，国内从20世纪80年代逐步风行至今。
克头包装由于适宜于卷包条包，符合糖果消费量小、休闲方便的特点，近几年在国内城市糖果消费有逐步流行的可能;在英国，条包形式的糖果占其糖果总量的40%。
糖果外包装形式有袋装、条装（卷装）、听装、盒装。
超市的出现给前三种包装形式的发展带来了便利，而盒装更适宜于自选的商业和不发达的城镇、农村，因而占据了国内糖果外包装形式的主导地位。
内外包装无论哪一形式，材料的选择都必须符合食品卫生法规的要求，在此基础上追求对糖果保质期的有利及产品的商业性，尤其是进入市场经济以后，竞争的加剧，使得糖果制造厂家在产品的外观设计造型上更趋于观赏性、艺术性，以提高产品的商品性，因而
外包装在上述三种形式的基础上，繁衍变化无穷，极大地丰富了市场，满足了人们日益增长的消费需求。
2.2软糖的生产工艺
软糖生产工艺流程图
凝胶糖果的类型和等级很多，其质构特性决定于所选用的凝胶剂的类型和等级，如淀粉型凝胶糖果具有紧密与粘糯的质感，明胶型凝胶糖果具有稠韧与弹性的质感;果胶和琼脂型凝胶糖果具有光滑与柔嫩的质感;树胶型凝胶糖果具有稠密与脆性的质感;如果同时选用不同的凝胶质制成的凝胶糖果，则其质感又将出现一定的差异。
但一般来说，相同的凝胶质所吸附和固体的水分越多，其质构特性越倾向于柔软、脆嫩和润滑;反之，其质构特性则越倾向于坚实、紧密与粘稠。
本设计的软糖产品是琼脂软糖，琼脂软糖是一种透明柔软带糯性的软糖，也叫水晶软糖、雪花软糖，俗称为洋菜软糖。
琼脂又名洋菜，也称陈粉，是一种碳水化合物。
琼脂是从海产红藻类植物中提取的藻胶，如石花菜、江篱等，都是红藻类植物，所含的胶质能溶于热水中，冷却时凝结成透明的凝胶体，脱水干制就成为干琼胶，琼胶的凝胶力强，色泽洁白，一般用于制造清澈鲜明的软糖。
琼脂分链琼脂和胶琼脂两种，是由半乳糖组合起来的。
琼脂由半乳糖组成直链的，也叫链琼脂，它有很强的凝胶力，而胶琼脂没有凝胶性能。
琼脂可以和硫酸盐化合生成琼胶硫酸脂，在化学上叫做聚半乳糖硫酸脂。
这种硫酸根结合量的多少，直接反映琼脂的凝胶能力。
硫酸根含量在4%以上，没有凝胶性;链琼脂的硫酸根含量都在4%以下，所以它凝胶能力强;而胶琼脂的硫酸根含量都在6%以上，所以凝胶力差。
琼脂也和砂糖一样，极易受盐和酸的作用，在加热时分解成还原性糖，使琼脂的性质改变了，凝胶性能也就消失了。
用不同的酸和盐加进1%热琼脂溶液中，可以看到加至一定数量后，琼脂冷后就完全失去凝胶能力。
第三章主要设备选型
根据物料衡算的计算结果，选择符合工艺要求的设备。
设备选型是保证产品质量的关键，是生产水平高低的体现，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。
本设计设备选型遵循下列原则:
①满足工艺要求，保证产品质量和产量;
②主要生产设备选用机械化、连续化程度较高的设备;
③所选设备充分利用原料，能耗少、效率高、体积小、维修方便;
④尽量采用自动控制方式，劳动强度低;
⑤按处理量最大的品种所需要的台数配置，并考虑备用设备;
⑥后道工序设备生产能力要不小于前道工序的生产能力，防止物料积压;
⑦所选设备符合食品卫生要求，不会对食品造成污染;
⑧设备结构合理，材料性能可适用各种工作条件。
根据设备选型的原则，比较各种类型的生产线，采用先进的、连续性较高的糖果生产线，本设计推荐选用宁波东海（伊斯特赛）机械制造有限公司制造的生产线。
本设计包括以下设备:
1、化糖锅（用于异麦芽糖醇、木糖醇、葡聚糖等原料的溶解）
设备容量:
200L
工作压力:
0.3MPa
设备外形尺寸:
1400×1050×1120
设备重量:
300kg
设备数量:
物料量仁每次溶糖量）为:
1151.7kg/t×2t/班一（8h/班）=287.9kg/h
选取2台，每锅溶糖150kg。
2、暂存锅（用于存放糖浆）
设备容量:
200L
台数:
每次溶糖150kg，取2台，一台备用。
3、熬糖机、浇注成型机（用于真空熬糖、浇注）
设备型号:
ZBA-II型，LJC-11
生产能力:
360kg/h按每粒5克计算）
蒸汽压力:
0.7MPa
蒸汽用量:
450kg/h
用水量:
2000L/h
设备功率:
3OkW
设备外形尺寸:
13000×2000×27000
设备重量:
6000k}
设备台数:
一台。
4、包装机（用于糖果的包装）
设备型号:
DZ-600
生产能力:
<600粒/分
设备功率:
3.5kW
设备外形尺寸:
2425X1300X1580
设备重量:
1000kg
设备台数:
根据生产能力最大为600粒/分，所以每小时生产36000粒，即:
36000×S=1800009=180kg/h
选取2台包装机。
根据以上计算，本设计的主要设备如下表：
设备名称
型号
生产能力
电机功率
数量
报价
化糖锅
―
200L
30kW
2
55
暂存锅
―
200L
―
2
万元
连续真空薄膜熬糖机
ZBA－Ⅱ
LJC－Ⅱ
360kg/
升级会员 