完整版年产9000t冰淇淋厂设计本科生毕业设计40设计41.docx
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完整版年产9000t冰淇淋厂设计本科生毕业设计40设计41
本科生毕业论文（设计）
年产9000t冰淇淋厂设计
姓名
学号
专业食品科学与工程
班级
指导教师
学部食品科学与环境工程学部
答辩日期
年产9000t冰淇淋厂设计
摘要
冰淇淋是一种深受人们喜爱的冷冻食品。
属于固体冷饮食品类。
多年以来，它以其轻滑而细腻的组织、紧密而柔软的形状、醇厚而持久的风味，以及营养丰富、冷凉甜美的特点，深受广大消费者的欢迎。
随着经济的发展，越来越多的人们对于它的要求也相应的提高。
本设计从工艺流程、产品方案、工艺平面图、设备选型、投资估算等方面做了简单的阐述，初步对冰淇淋生产厂的设计做出了说明。
首先针对冰淇淋，从生产工艺、厂址选择、车间布置、卫生指标、设备选型等方面做了简单分析；其次考虑工厂对环境的影响；最后对市场进行了分析与预测，通过对经济效益的分析，确定了工厂设计的意义。
本设计可以作为冷饮企业建立新厂提供参考。
关键词：
冰淇淋；营养价值；厂址的选择；生产设备；工艺流程等。
DesignedAnnualProductionCapacityof9000tIceCreamFactory
Abstract
Icecreamisaverypopularfrozenfood.Solidfoodiscold.Overtheyears,itisitslightanddelicateorganizationofWaterloo,closeandsoftshape,full-bodiedandlong-lastingflavor,andnutrient-rich,cold,sweetfeatures,bythebroadmassesofconsumers.Witheconomicdevelopment,moreandmorepeopleaskedforitacorrespondingimprovement.
Fromthedesignprocess,product,processlayout,equipmentselection,investmentestimateshavedoneasimpleexplanationfortheicecreamproductionplantpreliminarydesignandmakeanote.
Firstofall,foricecream,fromtheproductionprocess,siteselection,plantlayout,healthindicators,suchasequipmentselectionhasdoneasimpleanalysis;Second,considertheenvironmentalimpactofthefactory;theendofthemarketanalysisandforecasting,throughcost-effectivenessanalysistodeterminethesignificanceoftheplantdesign.
Thedesigncanbeusedascolddrinkbusinesstocreateanewreferenceworks.
Keywords：
Ice-cream;Nourishmentvalue;Thechoiceoffactorysite;Produceanequipments;Craftprocess
目 录
摘要i
Abstractii
第1章绪论1
1.1冰淇淋的概述1
1.1.1冰淇淋的成分及其营养价值1
1.1.2冰淇淋的分类1
1.1.3冰淇淋的发展史2
1.2冰淇淋工业介绍3
1.2.1冰淇淋工业在国外的发展3
1.2.2冰淇淋工业在我国的发展4
1.2.3我国冰淇淋工业发展存在的问题5
1.2.4冰淇淋工业发展的展望5
1.3设计依据和意义5
1.3.1设计依据5
1.3.2设计意义6
1.4设计内容6
第2章产品及工艺流程确定7
2.1产品及产量的确定7
2.2工艺流程的确定（见附录图）7
2.2.1原料混合7
2.2.2均质7
2.2.3杀菌7
2.2.4冷却8
2.2.5老化8
2.2.6凝冻8
2.2.7灌装8
2.2.8硬化8
2.2.9贮藏8
2.3冰淇淋技术要求指标8
2.3.1感官要求8
2.3.2理化要求9
第3章厂区的平面设计10
3.1厂址的选择10
3.1.1厂址选择的原则10
3.1.2自然条件及能源10
3.1.3政治经济和交通10
3.2总平面设计11
3.2.1总平面设计原则11
3.2.2总平面设计11
3.3车间布置11
3.3.1车间布置原则11
3.3.2车间布置12
第4章物料衡算13
4.1配方成分表13
4.2原料成分表13
4.3配料数量表13
第5章能量衡算15
5.1热量衡算15
5.1.1配料阶段15
5.1.2杀菌阶段15
5.1.3总热量衡算15
5.2冷量衡算15
5.2.1冷却阶段15
5.2.2凝冻阶段15
5.2.3硬化阶段16
5.2.4总冷量衡算16
第6章主要设备选型17
6.1生产设备流程简介17
6.2设备选型原则17
6.3设备选型说明17
6.3.1配料设备17
6.3.2杀菌设备17
6.3.3均质设备17
6.3.4老化设备18
6.3.5凝冻设备18
6.3.6硬化设备18
6.4设备选型表19
第7章公共系统及辅助部门20
7.1公共系统20
7.1.1锅炉房20
7.1.2配电室20
7.2辅助部门20
7.2.1原料库20
7.2.2检验中心20
7.2.3冷库21
7.2.4给排水系统21
7.2.5消防用水系统22
7.3供电系统22
第8章人员配置23
8.1生产车间人员配置23
8.2辅助生产及管理人员配置23
第9章环境影响分析24
9.1噪声控制24
9.1.1工业企业环境噪声标准及规定24
9.1.2噪声的控制24
9.1.3生产人员防护25
9.2大气质量控制25
9.2.1大气质量标准及有关规定26
9.2.2大气污染的控制27
9.3污水控制27
9.3.1污水综合排放标准及有关规定27
9.3.2污水的控制27
9.4本厂环境保护措施27
第10章经济技术分析28
10.1产品成本核算28
10.1.1原辅料、燃料及动力成本28
10.1.2工资及福利28
10.1.3基建概算29
10.2产品收入核算30
10.2.1产品销售价格30
10.2.2产品名称及生产规模30
10.3项目投资经济评价30
结论30
参考文献33
致谢35
第1章绪论
1.1冰淇淋的概述
冰淇淋是一种冷冻食品。
英语icecream，译成中文是冰奶油，但习惯都译作冰淇淋，这名称很妙，既有音译近似，又属形义优雅适当，故而至今沿用不衰。
因为冰淇淋是摩登食品，一般人开始时不大问津。
他们宁可喝酸梅汤，也不吃冰淇淋。
两三角钱一杯冰淇淋，那时被一般人看作消夏的奢侈食品了。
如今随着城乡居民生活水平的不断提高，我国人民的饮食结构发生了很大的变化，冰淇淋等冷饮已不再是大众难以接受的奢侈品，它作为现代生活的象征之一,走进了我们的日常生活。
冰淇淋之所以受到大家的喜爱，与其美味可口、消暑止渴、老少皆宜的特点有着密切的关系。
1.1.1冰淇淋的成分及其营养价值
冰淇淋是一种冷冻乳制品，属于固体冷饮食品类。
多年以来，它以其轻滑而细腻的组织、紧密而柔软的形状、醇厚而持久的风味，以及营养丰富、冷凉甜美的特点，深受广大消费者的欢迎。
冰淇淋的组成成分有很多，并且有合理的配方搭配。
在刚问世时，主要的成分是：
稀奶油、鲜乳、糖类、稳定剂等。
后来随着社会的进步，工业的发展，一批物美价廉的原料成分加入到冰淇淋生产中。
脱脂乳、炼乳变成冰淇淋的常用成分。
我国行业标准料的2%以上）、蛋品、甜味料、香味料、食用油脂等为主要原料，加入适量的香料、稳定剂、着色剂、乳化剂等食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻等工艺，或再经成形、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品
冰淇淋是一种含有优质蛋白质及高糖高脂的食品，另外还含有氨基酸及钙、磷、钾、钠、氯、硫、铁等，具有调节生理机能、保持渗透压和酸碱度的功能。
资料显示，按照国际和国家产品标准，一般奶油冰淇淋，其营养成分为牛奶的2.8-3倍，在人体内的消化率可达95%以上，高于肉类、脂肪类的消化率。
1.1.2冰淇淋的分类
冰淇淋的种类很多，分类方法各异，现将常用分类介绍如下[5]：
按其含脂率的高低分类：
（1）全乳脂冰淇淋是以饮用水、牛乳、食糖等为主要原料，乳脂含量为8%以上（不含非乳脂肪）的制品。
（2）半乳脂冰淇淋是以饮用水、乳粉、奶油、人造奶油和食糖等为主要原料，乳脂含量为2.2%以上的乳制品。
（3）植脂冰淇淋是以饮用水、食糖、乳（植物乳活动物乳）、植物油脂或人造奶油为主要原料的乳制品。
按冰淇淋的组织结构分类:
（1）清型冰淇淋为单一风味的冰淇淋，不含颗粒或块状辅料，如香草冰淇淋、奶油冰淇淋等。
（2）混合型冰淇淋在冰淇淋中加如果料如草莓、葡萄干等加工制成的产品，如草莓冰淇淋、葡萄干冰淇淋等。
（3）脆皮型冰淇淋和其它种类冷饮品或巧克力、饼胚等组合而成的制品，如脆皮冰淇淋、蛋卷冰淇淋和三命治冰淇淋等。
3按冰淇淋的形态分类:
（1）砖状冰淇淋形如砖头，为六面体，系将冰淇淋分装在不同大小的纸盒中硬化而成。
（2）杯状冰淇淋将冰淇淋分装在不同容量的杯中硬化而成。
锥状冰淇淋将冰淇淋分装在不同容量的锥形容器中硬化而成。
1.1.3冰淇淋的发展史
冰淇淋的来历可谓源远流长，而且有了很多种说法。
就西方来说，传说公元前4世纪左右，亚历山大大帝远征埃及时，将阿尔卑斯山的冬雪保存下来，将水果或果汁用其冷冻后食用，从而增强了士兵的士气。
还有记载显示，巴勒斯坦人利用洞穴或峡谷中的冰雪驱除炎热。
在各种说法中，最具说服力的还是始于中国。
早在3000多年前，聪明的中国人就已经利用天然冰在夏天消暑。
周朝的时候，政府里有专门负责取冰、用冰的官员——“凌人”。
唐朝时，京城长安出现了专门卖冰发财的商人。
一本叫《杜阳杂俎》的书里，详细记载了当时制造冷饮的方法。
到了宋朝，冷饮的品种很多，比如“雪泡豆儿水”、“雪泡梅花酒”等等。
这时还出现了果汁掺奶汁，再放上冰块制成的冷饮佳品。
元世祖忽必烈时，政府开始了冰激凌的生产。
为了保守制作工艺的秘密，王室以外的人禁止制造冰激凌。
1292年，在马可波罗游历中国后写的《东方见闻录》中，记载他千方百计得到了制造冰激凌等冷饮的工艺方法，将配方带回威尼斯，并在意大利北部流传开来，随后传到英法等国。
14世纪初期，欧洲出现了雪糕等冷饮。
但真正用奶油制作冰淇淋的历史则始于15世纪,距今才600多年｡冰淇淋在意大利（Italy）被称为“牛奶花”,在英国（Britain）被称为“冻奶油”｡
1851年，在美国马里兰州的巴尔的摩，牛奶商人JACOBFUSSEL实现了冰淇淋的工业化。
他在美国巴尔的摩建立工厂，最早开始大量生产冰淇淋。
借助于1899年的等质机、1902年的循环式冷藏机、1913年的连续式冷藏机等的发明，冰淇淋的工业化在全世界得到迅速发展。
另一方面，蛋卷冰淇淋在1904年圣路易万物博览会上首次亮相。
随着技术不断进步和发展，冰淇淋的种类越来越多，成为大家所喜欢的一种食品。
在炎炎夏日中铺天盖地的冰凉广告中，总有一款让你心动的冰淇淋，它就在那里，永远充满诱惑，永远不可替代。
1.2冰淇淋工业介绍
1.2.1冰淇淋工业在国外的发展[3]
冷饮的发展必须从制冷技术的发展谈起,最早发明制冷技术的是英国人费尔肯,十九世纪初他制造了世界上第一台以乙醚为制冷剂的压缩机随着早期英国殖间,法国人卡菜、美国人波菜和德国人林德相继发明了以氨为制冷剂的压缩机,从此冷冻储藏与冷冻饮品的生产技术发生了根本变毫不久瑞典人拉伐发明稀奶油分离机,这对生产高脂冰淇淋起了决定性作用1890年美国人巴布考克发明巴氏脂肪瓶,林制造出第一台高压均质泵,对改善冰淇淋的组织状态与膨胀率起了关键作用;1917年英国琼尼尔兄弟公司发明测定冰淇淋膨胀率的技术,对膨胀率的提高起了指导作用到1920年冰淇淋的口感和营养价值已被普遍公认,从那时起冰淇淋已经开始非常受大众欢迎;1921年日本开始生产美国式冰淇淋;1926年美国食品研究所对混和料的杀菌方法作了进一步的研究,又由于冷藏的改进、运输的发达、家用冰箱的推广、包装的改良、连销销售网的建立以及冰淇淋配料标准的改进,已使消费者随处可买冰淇淋,冷饮在世界各地到处开花。
目前生产手段已经完成由电脑控制,实现了自动化。
世界上专业生产冷饮设备的著名厂家有美国APV公司成员GLACER公司和CREPAC0公司,瑞典ALFA-LAVAL集团的HOYER公司,意大利的MAKE公司等。
目前世界最大的冰淇淋生产国是美国,年产量达800多万t,人均40多kg。
我国近二年来冷饮产量在120万t上下徘徊,人均0.9kg左右,离发达国家相距甚远,有发展前景[1]。
1.2.2冰淇淋工业在我国的发展[6]
我国冷饮工业的发展大致可分为四个阶段
1927年美商海宁生在上海开设海宁洋行,并用机械方法生产棒冰,这是我国最模具改为扁长形,棒冰品种除果味外，还生产赤豆、绿豆棒冰、2000g马口铁听装冰淇淋、320g三色和香草大冰砖及双色纸杯、紫雪糕等。
1948年,该厂转售给伪后勤部（即现益民食品一厂）,后又与英商怡和蛋厂合资开设海和有限公司,继续生产以上产品,注册商标为"美女牌"。
班产棒冰和雪糕12t,冰淇淋2t以上。
这是解放前我国最大的冷饮厂,产量占全国的70%以上。
全国各地相继扩大冷饮食品工业,在全国开展技术交流,冷饮年产量达到8万t左右,可称为生产发展,技术交流阶段
许多厂家引进国外先进设备,增加花色品种,年产量达到54.4万t,此阶段技术引进和技术咨询相当活跃,可称为广泛交流,推陈出新阶段。
第四阶段（1991-现在）
外商纷纷来华投资、合资,联营企业纷纷成立,私营企业涉足,年产量达到120万t,品种三千多种,此阶段可称为飞速发展阶段。
目前国内冷饮市场三分天下:
三资企业占据大部分高档市场,固有企业居中档,大部分乡镇企业、私营企业占领低档市场。
广东、北京、上海是目前产销量最集中的三大地区,占全国销量的25%。
1.2.3我国冰淇淋工业发展存在的问题
尽管冰淇淋行业有如此大的发展，但还是存在一定的问题：
第一我国地域广阔，工业发展很不平衡，生活水平差异很大，因此导致了冰淇淋工业的不平衡发展。
高档冰淇淋分布在城市，农村多是中低档产品。
第二冰淇淋产品的质量不稳定，产品合格率较低。
冰淇淋属于直接入口的食品，其卫生质量将直接影响人体健康。
生产设备较陈旧，难以与现代技术相比较，抑制了冰淇淋工业的发展。
1.2.4冰淇淋工业发展的展望
根据调查分析，冰淇淋有广泛的市场和开发的前景，我们要抓住时机，加强宏观调控，将冰淇淋工业带上一个新起点。
我们应当做到：
合理布局，尽量使城乡协调发展；采用推广新技术，提高从业人员水平；健全销售网点，疏通销售渠道；开发新、奇、特的产品，满足消费者的需要[4]。
1.3设计依据和意义
1.3.1设计依据
冰淇淋工厂设计是一项较为复杂的工作，涉及到政治、经济、工程和技术等诸多学科的方方面面。
在进行冰淇淋工厂设计时，除了在确定工艺流程、设备选型、车间布置和管线安排时必须遵循有关法令和规范外，还要保障员工有良好的工作条件，保护环境和减轻劳动强度。
要重视经济效果，努力做到技术上先进、经济上合理、使用上可靠。
要结合国情和本地情况，立足现在，着眼长远，尽量采用国内外先进的科学成就，提高技术水平，以能生产出高质量的冰淇淋。
1.3.2设计意义
随着冰淇淋市场的发展和冰淇淋品种的增加，消费群体随之扩大，这就需要建设一批具有新技术、新工艺、新设备的冰淇淋工厂。
本文通过利用计算机制图、统计等技术手段，对冰淇淋工厂进行设计，可为厂家进行原工厂扩大生产和新工厂建设提供依据。
1.4设计内容
对年产9000t冰淇淋工厂的设计。
包括：
冰淇淋生产工艺流程的设计；厂址选择；物料衡算；主要设备选择；车间设计；辅助部门设计及经济效益分析。
第2章产品及工艺流程确定
2.1产品及产量的确定
本设计确定：
生产普通冰淇淋每小时生产1500kg，每天3班生产，有效生产时间20h，日产量30000kg，月产量900000kg，年产量9000t，全年10个月计算
2.2工艺流程的确定（见附录图）
冰淇淋的生产：
原料混合→均质→杀菌→冷却→老化→凝冻→灌装→硬化→包装→贮藏
2.2.1原料混合
根据配方选择原辅料，使其在配料罐混合，这是冰淇淋生产中关键的环节。
配方成分：
脂肪10%非脂乳固体10%糖类15%稳定乳化剂0.4%
2.2.2均质
均质的目的在于将混合料中的脂肪球微细化至1μm左右，以防乳脂层德行成，使各成分完全混合，改善冰淇淋组织，缩短成熟时间，节省乳化剂和曾稠剂，有效的预防在凝冻过程中形成奶油颗粒等。
均质压力随混合料的成分、温度、均质机的种类等而不同，一般第一段为13～17MPa，第二段为3～4MPa,这样可使混合料保持较好的热稳定性。
2.2.3杀菌
混合料的杀菌可采用不同的方法，如低温间歇杀菌、高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌三种方法。
低温间歇杀菌法，通常的杀菌方法为68℃保持30分钟或75℃保持15min。
如果混合料中使用增稠剂海藻酸钠时，以70℃加热20min以上为好；如果使用淀粉，杀菌温度必须提高或延长保温时间。
高温短式杀菌法采用80～83℃保持30秒。
超高温杀菌温度为100～130℃保持2～3s。
2.2.4冷却
混合料经均质处理后，温度在60℃以上，应将其迅速冷却，以适应老化的需要。
利用板式换热器，冷却速度快，生产能力高，冷却效果好。
2.2.5老化
将混合料在2—4℃的低温下冷藏一定时间，使其在物理上成熟的过程。
目的是提高膨胀率；促使脂肪进一步被乳化，改善冰淇淋组织结构。
2.2.6凝冻
将流体状的混合料在强制的搅刮下进行冰冻，使空气以极小的气泡状态均匀分布于全部混合料中，在体积逐渐膨胀的同时，由于冷冻而成为半固体状的过程。
是冰淇淋生产中最重要的工序之一，是冰淇淋的重量、可口性、产量的决定因素。
凝冻凝固温度要控制在-6℃以上，防止堵塞凝冻机。
2.2.7灌装
根据不同品种的需要，对冰淇淋进行灌装。
2.2.8硬化
采用速冻隧道等硬化设备对灌装好的冰淇淋进行硬化处理，目的是保持预定的形态，提高产品质量，并且便于运输和销售。
2.2.9贮藏
冷藏库的温度要求保持－15℃～－20℃，贮藏时间不要超过10d。
贮藏时,堆放紧密,以充分利用冷库空间，并可减少冰淇淋温度的变化，保持产品质量。
2.3冰淇淋技术要求指标
2.3.1感官要求
色泽均匀，符合该品种应有的色泽；形态完整，大小一致，无变形，无软塌，无收缩，涂层无破损；细腻滑润，无凝粒及明显粗糙的冰晶，无空洞；滋味和顺，香气纯正，符合该品种应有的滋味气味，无异味；无肉眼可见的杂质。
2.3.2理化要求
高脂型脂肪≥10%总固形物≥35%总糖≥15%膨胀率≥95%
第3章厂区的平面设计
3.1厂址的选择[17]
根据我国的具体情况，食品工厂一般建于距原产地附近大中城市的郊区。
由于冰淇淋属于消费性强的休闲食品，为了有利于销售，所以选择建于市区比较合适。
这样不但可以获得足够的原料，而且利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。
3.1.1厂址选择的原则
（1）厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输等）和工厂对环境的要求。
（2）厂址地区要接近原料基地和产品销售市场，还要接近水源和能源。
（3）具有良好的交通运输条件。
（4）场地有效利用系数高，并有远景规划的最终总体布局.
（5）有一定的施工条件和投产后的协作条件。
（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。
3.1.2自然条件及能源
根据食品工厂厂址选择的要求，将冰淇淋厂建于哈尔滨市郊区内。
厂址地势平坦，周围无污染源，符合标准。
场地面积有利于合理布置，符合工厂发展需要，并有一定扩建余地。
该地自来水使用方便，且水质良好，可不用地下水，减少处理费用。
接近排水系统，有利废水排放。
供电系统也配备良好，可以满足生产需要。
附近有居民区和学校，方便销售。
3.1.3政治经济和交通
该地区在城市规划区内，经规划部门批准，符合规划布局。
并且接近销售渠道，有良好的经济开发前景。
附近有发达的交通运输条件，接近高速公路与铁路，使原料入厂和冰淇淋出厂顺利进行。
3.2总平面设计
3.2.1总平面设计原则[18]
（1）符合生产工艺要求。
（2）布置紧凑合理，节约用地，同时为长期发展留有余地。
（3）必须满足食品工厂卫生要求和食品卫生要求。
（4）优化建筑物间距，按有关规划进行设计。
（5）适应运输要求。
3.2.2总平面设计
（1）厂区主要建筑物：
办公楼、原料库、生产车间、冷库、配电室、锅炉房等。
（2）全建筑物朝向有利于通风采光。
（3）配电室靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房位于下风向。
（4）在厂房四周种植草坪，保证绿化。
（5）通盘考虑全厂布置，力求经济合理，充分考虑扩大生产。
（6）方便生产，符合生产程序。
（7）征用土地30000m2
3.3车间布置
3.3.1车间布置原则[19]
生产车间工艺布置很重要，不仅对生产产品有很大关系，而且影响到工厂整体。
在进行车间布置时，应遵循以下原则：
（1）生产车间是工厂的中心，其他部门均围绕其展开，它们应是一个协调统一的整体。
因此，必须考虑与其他部门的相互关系，以及工厂的发展前景，满足总体设计要求。
（2）在工艺流程确定后，其设备的布置要尽量按工艺流水线安排，使占地面积最少，操作最方便。
（3）保证车间卫生，同时注意车间的采光、通风、降温等设施。
3.3.2车间布置[20]
（1）生产工序的安排要做到冷、热分开，生、熟分开，干、湿分开，成品、半成品分开。
（2）按生产流水线安排设备，防止交叉，浪费资源。
第4章物料衡算
4.1配方成分表[2]
配方成份表4-1
成分
含量/%
脂肪
10
非脂乳固体
10
糖类
15
稳定剂及乳化剂
0.4
由表4-1可知冰淇淋中的成分主要是由脂肪、非脂乳固体、糖类组成的。
其中还包括一些稳定集合乳化剂，虽然
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