年产15万梨罐头生产项目食品工厂课程设计.docx
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年产15万梨罐头生产项目食品工厂课程设计
《食品工厂课程设计》
项目名称：
年产15万梨罐头生产项目
设计人：
学号：
学院：
专业：
组别及小组成员：
时间：
成绩：
教师批语：
说明书目录
1.总论
1.1设计依据和范围
1.2设计原则
1.3建设规模和产品方案
1.4项目进度建议
1.5主要原辅料供应情况
1.6厂址概述
1.7公用工程和辅助工程
2.总平面布置及运输
2.1总平面布置
2.2工厂运输
3.劳动定员
4.车间工艺
4.1工艺流程及相关工艺参数
4.2物料衡算
4.3车间设备选型配套明细表
5.管道设计
5.1管道计算与选用
5.2管道附件与选用
5.3管路布置
6.项目经济分析
6.1产品成本与售价
6.2经济效益
6.3投资回收期
1.总论
1.1设计的依据和范围
本设计的工艺流程及主要设备选型，参考《食品工厂设计与环境保护》、聊城大学图书馆有关书籍以及相关资料，在食品学院各位老师的指导下，进行了一些工艺改进。
本设计主要包括物料衡算，设备衡算及选型，生产工艺流程图，车间平面布置图等。
1.2设计原则
①符合经济建设的总原则：
做精心设计、投资省、技术新、质量好、收效快、回收期短。
②设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。
③积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。
④必须结合实际。
因地制宜，体现设计的通用性和独特性相符合的原则，并留有适当的发展余地。
⑤应贯彻国家食品卫生有关规定充分体现卫生、优美、流畅并能让参观者放心的原则。
⑥设计工作必须加强计划性、各阶段工作要有明确进度。
1.3建设规模和产品方案
1.3.1建设规模
本项目建成后，年产15万吨梨罐头的生产规模。
1.3.2产品方案
梨罐头：
150000吨/年
1.4.项目进度建议
根据项目进展情况，预计2014年9月开工建设，项目建设期为12个月，预计2015年1月可进入投产期。
1.5主要原辅料供应情况
1.5.1原材料
本项目生产所需原料主要是新鲜的梨，周围地区梨的种植面积较大，可集中收购，能保证远郊的供应。
包装材料为玻璃瓶，该种包装材料国内市场供应有保障。
1.5.2供水
该厂区在地下水资源十分丰富的地带，故采用自建深井，（地下水）作为水源。
其水质、水压、水量均能满足全厂生产、生活、消防要求。
1.5.3供电
本项目在负荷中心处新建一座变电所，用于提供本次项目供电需求。
1.5.4供热
本次项目新建厂区锅炉房，锅炉房产生的蒸汽通过分配后再分别送至各个车间，用以满足工艺生产的需求。
1.6厂址概述
厂址位于聊城开发区，该区交通便利，地理位置优越，基础设施配套齐备。
本次项目厂区内地势平坦、规整，有利于整体布局和发展规划的统一考虑，是理想的建设场地。
1.7公用工程和辅助工程
公用系统，是指与全厂各部门、车间、工段有密切关系的，为这些部门所共有的一类动力辅助设施的总称。
这类设施一般包括：
给排水、供电及仪表、供汽、制冷、暖风等5项工程。
对公共系统的要求包括：
满足生产需要、符合卫生要求、运行可靠、费用经济。
1.7.1给排水
给排水设计包括：
取水及净化工程、厂区及生活区的给排水管网、车间内外给排水管网，室内卫生工程，冷却循环水系统、消防系统等。
工厂水的的用途分为：
一般生产用水、特殊生产用水、冷却用水、生活用水和消防用水等。
冷却水循环系统：
为减少全厂总用水量，常设置冷却水循环系统和可降低水温的装置，如冷却池、喷水池、自然通风冷却塔和机械通风冷却等为提高效率和节省用地，广泛采用机械通风冷却塔，这种冷却塔对水费较高且电费不变的地区，特别适宜。
（1）用水分类
1）产品用水：
用于糖水的调配。
水质必须满足生活饮用水的卫生标准（GB5749-1985。
2）生产用水：
用于原料的清洗、加工，产品的杀菌、冷却，工具的清洗等。
水质必须满足生活饮用水卫生标准（GB5749-1985）。
3）生活用水：
用于食品厂的管理人员、车间工人的日常生活用水。
水质必须满足生活饮用水卫生标准（GB5749-1985）。
4）锅炉用水：
水质标准（GB1576-1996）。
5）冷却循环补充水：
水质标准（GB5978-1985）。
6）绿化、道路的浇洒水及汽车冲洗用水：
这部分用水可用厂区生产、生活污水经处理后达标的出水（再生水或称为中水）来代替，实现再生水回用是缓冲水资源紧缺，保护生态环境、污水资源化的一条有效途径。
（2）用水处理方式
清洗用水采用自来水。
贮水设施有防污染措施，贮水设备定期清洗、消毒。
生产用水为经活性炭过滤器处理的自来水。
锅炉用水为经钠离子交换器处理的自来水。
1.7.2供汽系统
食品工厂使用蒸汽的部门主要有生产车间（包括原料处理、配料、加工、杀菌等）和辅助生产车间（如综合利用、罐头保温库、实验室、洗衣房、浴室、澡堂等）锅炉烟囱的口径和高度首先应满足锅炉的通风。
烟囱的高度要满足大气环境保护和卫生的要求。
1.7.3通风
车间内的通风采用强制通风与自然通风相结合，及时换气和排除水蒸气。
2.总平面布置及运输
2.1总平面布置
2.1.1总平面设计概念
总平面设计是根据工厂的建设条件、自然条件和环境条件合理布置工厂的各个场地以及场地内各个设施的空间位置。
这是一项综合性的技术工作，涉及面较广，考虑的因素较多，要从工程的经济性、技术的先进性及发展的合理性进行全面的考虑，同时对工程占地面积的大小、系统管线的长短、能耗的高低、投资的多少、环境保护及绿化等都要统筹考虑，通过全面综合的技术经济对比来确定一个最佳的总平面设计。
2.1.2影响企业总平面布置的因素有：
一、方针政策1.节约用地2.环境保护3.降低能耗4.综合利用。
二、企业生产及使用功能
1.生产工艺流程和使用功能要求
2.企业预留发展和扩建要求
3.生产管理和生活方便要求
4.安全、卫生要求
5.建筑艺术要求
6.环境质量要求。
三、建设场地条件
1.地形、地质、水文、气象等自然条件
2.交通运输条件3.动力供应和给排水条件
4.施工建设条件5.厂际协作条件
6.城镇或工业区、居住区规划条件。
2.1.3根据这些因素即可确定总平面设计的基本原则
（1）要了解厂址所在地区的总体规划。
总平面设计应按可行性研究报告要求进行，分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还必须为远期发展留有余地。
（2）总平面设计必须符合工厂生产工艺的要求。
①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；
②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；
③动力设施应接近负荷中心。
（3）食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求。
①应分区布置：
生产区和生活区、厂前区和生产区分开。
厂区尽量不搞屠宰；②生产车间应注意朝向；③生产车间与城市公路有一定的防护区；④总平面中要有一定的绿化面积：
10%~15%；⑤公用厕所要与主车间、食品原料仓库或堆场及成品库保持一定距离，并采用水冲式厕所；⑥对卫生有不良影响的车间应远离其它车间。
（4）厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度,厂区道路之外，应从实际出发。
（5）厂区建筑物间距应按有关规范设计。
从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小我们在设计工厂总平面的时候，应该在布置时，应留出足够的防火间距，对防止火灾的发生、蔓延及减少火灾损失具有重要意义。
建筑物的方位布置是否得当，直接影响室内的采光和通风。
最适宜的朝向方位应根据所在地区的纬度确定，为了保证正常的采光，各建筑物之间的距离通常不小于相对两座建筑物中较高一座的檐高。
（6）厂区各建筑物布置符合规划要求，合理利用自然条件。
①．合理确定建筑物、道路的标高，既保证不受洪水的影响，使排水畅通，同时又节约土方工程；②在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，即进行合理的竖向布置。
但必须注意设置护坡及防洪渠，以防山洪影响。
（7）相互间有影响的车间，尽量不要放在同一建筑物里,相似车间应尽量放在一起。
（8）总平面设计必须符合国家有关规范和规定。
《工业企业总平面设计规范》、《工业企业设计卫生标准》、《建筑设计防火规范》、《厂矿道路设计规范》、《工业企业采暖通风和空气调节设计规范》、《工业锅炉房设计规范》、《工业三废排放试行标准规定》、《工业与民用通用设备电力装备设计规范》、《中国出口食品厂、库卫生要求》、《中国保健食品良好生产规范》GB17405-1998、《洁净厂房设计规范》
（GB50073-2001）、食品GMP规范等，以及厂址所在地区的发展规划，保证工业企业协作条件。
本食品工厂采用区带式和分离式，分生产区和生活区。
主要厂区放在中心地带，常用，井然有序，防火安全，通风采光条件好。
但占地多，管线长，联系不方便。
厂区四周种植常绿树种，如香樟，棕榈等造型较好的树种。
用来美化厂区，净化空气，调节气温，阻挡风沙，降低噪音，保护环境。
2.2工厂运输
食品工厂的运输方式暗运输的区间来分，可分几类：
1厂外运输食品厂的货物运输，主要通过水路和公路。
水路运输运载能力大，成本低，能耗少，投资省，所以主要运输大宗货物。
公路运输在时间方面的机动性也比较大，车辆可随时调度，装运，各环节之间衔接时间较短且对货运量的多少具有很强的适应性。
2厂内运输场内道路弯道多，窄小，有时又要进出车间，因此要求运输设备轻巧，灵活，装卸方便。
当然随着大型现代化工场的崛起，机械化程度高的运输也越来越多的穿梭于厂内。
3车间运输主要有垂直运输，水平运输，起重运输方式。
4仓库内运输。
本食品工厂的道路布置形式为混合式，方便灵活，车道宽度足够宽。
3.劳动定员
本设计的劳动力计算按照车间工序需要劳力计算，具体人员分配见表1：
表1劳动力人员分配
工序名称
所需人员数（人）
备注
清洗
30
包括中间的搬运过程
挑选、分级
20
去皮、切块
50
装罐
40
以每罐净重567g计，净重允许误差为±3%
加汤汁
15
封罐
30
杀菌
12
保温检验
20
包括理化指标检验员、微生物检验员、感官检验员等
其余人员
120
包括销售人员、警卫、采购员及领导等
总计
337
4.车间工艺
4.1梨罐头工艺流程草图
工艺说明：
1、原料验收:
选择八成熟，肉厚心小,肉质细嫩，石细胞小，果型整齐，风味好的梨为原料。
如长巴梨、巴梨、鸭梨、莱阳梨、雪花梨、丰水梨等。
2、清洗用清水将果面的泥沙和杂物冲洗干净。
3、分选：
按照梨的大小分为不同的等级，摘去果柄，剔除腐烂变质、机械损伤、淡红色、过小果和夹杂物，并摘去用于保鲜的树叶和蒂柄。
。
4、摘把去皮：
机械去皮，切半，挖去果核和蒂把，放入1%-2%的盐水中护色。
碱法去皮时，碱液浓度、温度和处理时间随梨种类、品种及成熟度不同而不同，若处理不足，果皮不易冲洗脱落。
去皮时碱液浓度为13%-16%，温度>90℃，时间约60-120s。
用碱液处理的果品，必须立即投入冷水中浸洗以除去果皮和残余的碱液，若碱液浓度不变可连续使用若浓度降低需加碱进行调整。
4、洗涤。
5、修整：
人工去除梨上残留的皮屑、坏损处。
。
6、抽空处理：
巴梨空气量5—7%，雪花梨空气含量3-5%不需要抽空处理。
本厂采用湿抽法，其中药液：
原料=1:
1.2，抽空温度≤55℃，一般为20-30℃。
为防止果肉变色要加入护色剂进行护色，一般不易变色梨用2%食盐水，易变色梨用2%食盐水+0.2%柠檬酸+0.02%-0.06%亚硫酸氢钠。
7.预煮：
将切开的梨块投入沸水中热烫5-10min，以熟而不烂为度，为更好地抑制酶活性防止变色，预煮水中加入0.1%的柠檬酸，预煮后立即捞出进行装罐。
8、调酸，配糖液：
糖水梨罐头的酸度一般要求在0.1％以上，本工艺要求开罐糖液浓度16%。
9、装罐与注液：
选用容量规格为260g，390g,550g的玻璃罐，装罐时要注意光滑面向外凹面向里，装量占净重的55%，注入32%的糖水，留顶隙6mm。
10、排气与密封：
加热排气，排气温度95℃以上，罐中心温度75~80℃，维持8-12min,趁热立即密封。
11、杀菌和冷却：
微波杀菌，温度75~80℃，时间90~180秒。
杀菌完毕立即冷却至38~40℃。
12、检验。
13、贴标，装箱，喷码，入库。
4.2质量指标
1.感官指标：
果肉呈白色或黄白色，色泽一致，糖水透明，允许含有不引起混浊的少量果肉碎屑；具有本品种糖水罐头应有的风味，甜酸适口，无异味；梨块组织软硬适度。
巴梨等品种组织柔软，允许有毛边，食之无石细胞感觉。
块形完整，大小一致，不带机械伤和虫害斑点。
2.理化指标：
固形物为14%～18%（开罐时按折光度计），果肉含量≥55%。
4.3班产量的确定
梨在9-11月成熟，所以生产方案如下：
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
淡季
旺季
生产时间
休息
大约工作200天，每天一班，每班8h
大约工作100天，每天两班，每班8h
班产量的确定：
每个工作日实际产量受各种因素影响不完全相同。
平均日产量等于班产量与生产班次及设备平均系数的乘积。
即q=q班×n×k
式中q——平均日产量，t/d；q班——班产量，t/d；
k——设备不均匀系数，k=0.7～0.8;n——生产班次,n=2
此处进行汇总得每小时产量
Q=
K=0.75是设备不均匀系数
4.4物料衡算及设备选型
4.4.1物料衡算
（1）原料梨原料梨（50.048t/h）
↓霉烂果、病虫果、机械损伤等损失-6.6%
待分级梨原料（46.9450t/h）
↓去核、把-14%
待去皮梨块（41.184t/h）
↓去皮-17%
合格菠萝块（35.2t/h）
↓装罐及其他损失-2.4%
装罐（34.375t/h）
↓梨肉几乎无损失
工艺结束
（2）糖液配制
①糖水的配制主要是蔗糖，通常称为砂糖。
要求糖水清晰透明、无沉淀、
无浑浊，糖的甜度纯，无异味。
②配制方法本次生产常用直接配制法
③装罐时所需糖液浓度的计算
一般根据水果种类、品种和产品等级而定，并可结合装罐前水果本身可溶
性固形物含量，每罐装入果肉量及每罐实际注入的糖水液量，按下式进行计算:
Y=（W3Z-W1X）/W2
W1－每罐装入果肉量（g）；W2－每罐装入糖液量（g）；W3－每罐净重（g）；
Z－要求开罐时糖液浓度（％）；X－装罐前果肉的糖含量（％）；Y－注入罐的糖液浓度（％）
经查阅资料得梨含糖量<12%,因本实验选用八成熟原料，取X为10%，成品开罐时糖液浓度16%，罐头果肉含量55%.
以260g罐头为例，
其中W1=143g，W2=117g，Z=16%,W3=260g，X=10%
Y=
糖液总量：
（总过程糖液约损失3%）
62.5t*45%*（1+3%）=28.96875t/h
糖量28.96875t*23.3%=6.7497t/h
水28.96875t*76.7%=22.219t/h
（3）辅料
①食盐护色加入食盐1%-2%，本工艺取1.5%
35.2t*1.5%=528kg/h
抽空加入食盐2%,抽空时料液比1.2:
1
35.2t*2%/1.2=587kg/h
②柠檬酸预煮加入0.1%柠檬酸
35.2t*0.1%=35.2kg/h
抽空料液比1.2:
1，加入0.2%柠檬酸35.2*0.2%/1.2=58.6kg/h
③氢氧化钠淋碱浓度13%-16%，本工艺取15%
41.186t*15%=6.1776t/h
④硫酸氢钠抽空时料液比1.2:
1，加入0.04%硫酸氢钠
32.5t*0.04%/1.2=11.7kg/h
因辅料可以重复使用，考虑到生产过程中的损失与仪器清洗，对辅料用量进行估算，具体结果如下：
氢氧化钠6.2t/天
辅料用水100t/天
不易变色原料：
食盐1200kg/天，柠檬酸40kg/天
易变色原料：
食盐1200kg/天,柠檬酸100kg/天,硫酸氢钠12kg/天
（4）玻璃瓶与纸箱
①成品分别用260g，390g，550g玻璃瓶盛装，用瓶比例
260:
390:
550=2:
5:
3
260g规格（果肉143g）：
34.375t*0.2/143=48077瓶
390g规格（果肉214.5g）：
34.375t*0.5/214.5=80128瓶
550g规格（果肉302.5g）：
34.375t*0.3/302.5=34040瓶
②纸箱
260g*12瓶：
4006箱
390g*6瓶：
13355箱
550g*6瓶：
5682箱
（2）主要设备选型
根据工艺流程和物料衡算选择以下设备
1.分选机械
品牌
富士
种类
选果机
功率
1.1（kw）
型号
FGX-L
外形尺寸
6600*1500*1200（mm）
电压
220/380（V）
净重
2000（kg）
产品用途
果品大小分级
适用范围
果蔬加工厂设备
选果速度
12800个/小时
1000kg的梨，一台设备，处理一小时，完成。
2.挖核机械
品牌
XINYUN
种类
挖核机
功率
2kw
型号
D707
外形尺寸
5060*1500*1880mm（参考）（mm）
电压
380（V）
适用范围
果蔬加工厂设备、冷冻食品厂设备、休闲食品厂设备、其他
产品用途
去皮、切片、冲芯、开瓣
厂家
大连渴望食品有限公司
生产能力
2-3t/h
选直径为55-85cm的梨进行加工，一次可处理3个，最大产量600个/h.去核直径20mm或23mm，产品得率63-75%或40%-72%.
3.清洗机械78000
品牌
中国环速
种类
洗果机
功率
0.75（kw）
型号
MSJ-2
外形尺寸
2500×710×1000（mm）
电压
380（V）
净重
260（kg）
产品用途
用于果蔬，肉类，水产等食品行业
处理能力
2t/h
包装
覆膜木箱
4.高速溶糖罐
调酸：
糖水梨罐头的酸度一般要求在0.1％以上,调好后充分搅拌。
型号：
JP12
设计温度：
≤100℃
容积：
2000L
外形尺寸：
3000×1800×3150mm
设备重量：
780Kg
电机功率：
5.5KW
搅拌转速：
24r/min
所需数量：
4台
5.空罐清洗机
该设备供空罐清洗消毒用，温度自控，操作简单方便。
生产能力80~120罐每分钟，一小时6000个罐，根据物料衡算要求2台。
型号：
XGJ
适用罐径：
50-150mm
适用罐高：
60-180mm
热水温度：
65-95℃
冷水温度：
20-40℃
水泵功率：
0.75KW
电机功率：
1.5KW
外形尺寸：
3600×1000×1600mm
生产能力：
80-120罐/分
所需数量：
3台
6.灌装
型号
KGJ-18
功率
1.5（kw）
外形尺寸
1900*1100*1800MM
生产能力
50-400（罐/分钟）
灌装量
100-1000（ml）
包装类型
瓶
灌装精度
0.5（%）
适用对象
果汁饮料、碳酸饮料、纯净水、油类、其他
工作原理
常压
物料类型
液体
7.JSR-160水浸式连续杀菌机
该设备主要用于水果类和一些蔬菜类圆形罐头的连续杀菌。
该机是水浸式双槽杀菌机，整机凡和实罐接触部分全部采用不锈钢制作，大链板，链轮也采用同种材料，具有抗酸碱，耐腐蚀的作用，水箱由蒸汽加热，加气量由蒸汽电磁阀自动控制，热水可充分利用，整机美观大方，设计合理
。
杀菌温度：
95℃
杀菌时间：
10－35分钟
冷却温度：
20℃
冷却时间：
10－25分钟
蒸汽压力：
0.4Mpa
链带速度：
0.17－0.8M/min
整机功率：
1.5Kw
整机重量：
6000Kg
外型尺寸：
16000×2300×1500mm
所需数量：
10台
8.螺旋预煮机
品牌
瑞帆
外形尺寸
6500×1250×2000mm
型号
XLJ-2A
功率
2.2kw
加热温度
90-98
生产能力
2-5t/h
9.去皮机械
名称
水果去皮机
规格
2500*900*1600mm
功率
5kw
生产能力
3-5t/h
厂家
山东瑞帆食品机械公司
10.淋碱机械4800
品牌
烟台凯晨SZQ淋碱机械
功率
4.5kw
规格
8500*1270*1480mm
产量
1t/h
11.贴标机
型号
TNZ
贴标能力
40-60罐/min
贴标方式
直线粘贴
主电动机
1.2kw
外形尺寸
2600*700*1200mm
瓶子规格
直径50-100mm
12.封箱机
型号
ZFX-50自动封箱机
封箱能力
20箱/min
使用胶带
PVC胶带
功率
1.2kw
封箱尺寸
180*150*100至500*600*长度不限
外形尺寸
1500*740*1425mm
13.喷码机
A-100型多米诺喷码机，多大两行的打印，可配置软件。
重量：
33kg，速率：
110-38.4k波特
表2设备汇总表
仪器名称
台数
仪器名称
台数
FXG-L选果机
8
D707挖核机
19
HSJ-2洗果机
25
JP12高速溶糖锅
5
水果去皮机
10
SZQ淋碱机
42
XLJ-2A螺旋预煮机
10
KGJ-18灌装机
9
XGJ空罐清洗机
3
JSR-160水浸式连续杀菌机
10
贴标机TNZ
61
ZFX-50封箱机
20
A-100型多米诺喷码机
20
5.管道设计
5.1管道计算与选用
5.1.1.管道：
由管道组件、支架、附属设施组成，用以输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或制止流体流动的管子、管件、法兰、螺栓连接、垫片、阀门和其它组成件或受压部件的装配总成。
管道组成件：
用于连接或装配管道的元件。
它包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、挠性接头、耐压软管、疏水器、过滤器和分离器等。
附属设施：
检查井
管道支承件：
管道安装件、附着件。
输送的介质有：
气体、液体、颗粒
5.2.2.管路的选材
（1）水管：
采用铸铁管
（2）蒸汽管：
采用无缝钢管
（3）糖液管：
采用不锈钢管
5.2管道附件与选用
5.2.1.管道附件分类：
1）计量件：
水表及其附
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