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1、年产1200吨酸奶冰淇淋工厂设计论文 定稿 食 品 工 艺 课 程 设 计年产1200吨酸奶冰淇淋工厂设计说明书 指导老师: 班级: 学生姓名: 日期: 目录1. 绪论61.1 酸奶冰淇淋的概述61.1.1 起源61.1.2 食用价值61.1.3 国内外市场71.2 设计依据和意义81.2.1 设计依据81.2.2 设计意义81.3 设计内容82. 工厂总平面布置82.1 厂址的选择182.1.1 厂址选择的原则92.1.2 自然条件及能源92.1.3 政治经济和交通92.2 总平面设计92.2.1 总平面设计原则292.2.2 总平面设计112.3 车间布置112.3.1 车间布置原则311
2、2.3.2 车间布置20123. 生产工艺的研究与设计123.1 产品及产量的确定123.2 材料123.3 工艺流程的确定见附录图123.3.1 酸奶制备要点133.3.2 原辅料混合133.3.3 杀菌133.3.4 均质133.3.5 冷却143.3.6 老化143.3.7 凝冻143.3.8 灌装143.3.9 硬化143.3.10 冷藏143.4 配方设计153.4.1 酸奶冰激凌配方设计153.4.2 稳定剂的选择153.4.3 酸奶加入量的选择153.4.4 酸奶添加的时机153.4.5 冰淇淋均质温度的选择153.5原料及产品的质量标准163.5.1 理化指标163.5.2 感
3、官指标164. 物料衡算164.1 配方成分表4164.2 原料成分表164.3 配料数量表175. 能量衡算175.1 热量衡算185.1.1 配料阶段185.1.2 杀菌阶段185.1.3 总热量衡算185.2 冷量衡算185.2.1 冷却阶段185.2.2 凝冻阶段185.2.3 硬化阶段195.2.4 总冷量衡算196. 主要设备选型196.1 生产设备流程简介196.2 设备选型原则196.3 设备选型说明206.3.1 配料设备206.3.2 杀菌设备206.3.3 均质设备206.3.4 老化设备206.3.5 凝冻设备216.3.6 硬化设备216.4 设备选型表217. 公共
4、系统及辅助部门227.1 公共系统227.1.1 锅炉房227.1.2 配电室227.2 辅助部门237.2.1 原料库237.2.2 检验中心237.2.3 冷库237.2.4 给排水系统237.2.5 消防用水系统247.3 供电系统248. 人员配置258.1 生产车间人员配置258.2 辅助生产及管理人员配置259. 环境影响259.1 噪声控制259.1.1 工业企业环境噪声标准及规定259.1.2 噪声的控制269.1.3 生产人员防护269.2 大气质量控制269.2.1 大气质量标准及有关规定269.2.2 大气污染的控制279.3 污水控制289.3.1 污水综合排放标准及有
5、关规定289.3.2 污水的控制289.4 本厂环境保护措施2810. 结论29参考文献291. 绪论1.1 酸奶冰淇淋的概述 冰淇淋(ice cream),又称雪糕,冰激凌,奶糕,豆糕和炒冰块等等,种类繁多,花样百出,是以饮用水、牛奶、奶粉、奶油(或植物油脂)、食糖等为主要原料,加入适量食品添加剂,经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺而制成的体积膨胀的冷冻食品,口感细腻、柔滑、清凉,是夏天冷饮品的重要组成部分,对人体有一定的保健作用,是夏天清凉去暑的好食品。 酸奶冰淇淋,是Frozen Yogurt 的中文叫法,又叫优格冰淇淋。富含有活性菌类,低脂、低糖或无脂无糖,有美容减肥改善消化功
6、能、提高免疫力的作用。适合于各个年龄阶层的消费人群。很多国家的年轻人把优格冰淇淋代替正餐。在美国、韩国和加拿大更是特别的流行。1.1.1 起源 酸奶冰淇淋(Frozen yogurt)早在上世纪70年代由/.d引进新英格兰,名为”Frogurt“。1978年,总部位于波士顿的冰淇淋,糖果和三明治连锁店Brighams研发制作了第一个酸奶冰淇淋成品,并为其命”Humphreez Yogurt“。大约同一时间达能也推出首款酸奶冰淇淋成品,名为Danny。酸奶冰淇淋作为相对一般冰淇淋更健康的替代品,一开始并未受到顾客们的青睐。于是制造商开始调整配方,产品味道更加甜美。1.1.2 食用价值 酸奶冰淇淋
7、,所采用的制作原料是具有多种保健功能的五谷食品以及新鲜时令果蔬和纯正酸奶加特制冰淇淋底粉,既能保持冰淇淋的有效营养和保健成分不流失,同时又能保持酸奶芬芳和清新、自然的味觉享受,使做出的冰淇淋口味更纯正,口感更醇厚。 众所周知,酸奶性平,味酸甘;具有生津止渴,补虚开胃,润肠通便,降血脂,抗癌的作用。适宜身体虚弱、气血不足、营养不良、肠燥便秘之人食用;适宜高胆固醇血症,动脉硬化,冠心病,脂肪肝患者食用;适宜癌症患者,尤其是消化道癌症病人食用;适宜皮肤干燥之人食用,也可作为美容食品食用;妇女长期适量饮用酸牛奶,可使皮肤滋润、细腻、有光泽。因此,酸奶在国外被誉为长寿食品。 酸奶冰淇淋制作过程中,采用通
8、过美国FDA认证的专用冰淇淋粉。可根据消费者口味和需要的不同,选择加入纯奶油或健康植物油。酸奶冰淇淋口感纯正、细腻爽滑;加入植物油制作而成的冰淇淋天然健康、低脂低糖,不会增加高热量摄入,广受酷炫时尚、个性飞扬的爱美人士所青睐。1.1.3 国内外市场 酸奶冰淇淋的国外市场很大,很多年轻人直接把它当做正餐,在韩国,美国特别流行。 在美国,酸奶冰淇淋的产量已占据整个冷饮市场的25%。 显而易见,现代人对于冰淇淋的喜爱不是一点点,而是近乎疯狂迷恋。作为广受消费者喜爱的冰淇淋产品中的新宠,酸奶冰淇淋以其甜美爽滑的口感、绚彩华丽的外观、低糖低脂的口味、随心所欲的品种、个性时尚的品味、营养健康的理念,彻底打
9、动每一位顾客,不仅带给人们唇齿之间最美妙的味觉享受,还能给都市白领、时尚青年带来时尚的冰酷体验,也能给情侣带来童话般的爱情浪漫,更能给追求个性的人带来全新的心情感受。 在中国,香港比较流行吃酸奶冰淇淋,而且已经逐渐成为一种潮流。而我国市场还比较少,有巨大的发展潜力和空间。1.2 设计依据和意义1.2.1 设计依据酸奶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
10、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酸奶冰淇淋。1.2.2 设计意义随着酸奶冰淇淋市场的发展和品种的增加,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,对酸奶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。1.3 设计内容 对年产1200吨酸奶冰淇淋工厂的设计。包括:酸奶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。2. 工厂总平面布置2.1 厂址的选择1 根据我国的具体
11、情况,食品工厂一般建于距原产地附近大中城市的郊区。由于酸奶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。2.1.1 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。2.1.2 自然条件及能源 根据食品工厂厂址选择的要
12、求,将冰淇淋厂建于茂名市郊区内。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。2.1.3 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,使原料入厂和酸奶冰淇淋出厂顺利进行。2.2 总平面设计2.2.1 总平面设计原则2(1)满足生产要求,工艺流程合理。 工厂总体布局应满足生产要求,符
13、合工艺过程,减少物流量,同时重视各部门之间的-关系密切程度。具体布置模式有两种:按功能划分厂区,即将工厂的各部门按生产性质、卫生,防火与运输要求的相似性,将工厂划分为若干功能区段。如中、大型机械工厂的厂区,可划分为加工装配区,备料(热加工)区,动力区、仓库设施区及厂前区等。这种布置模式的优点是各区域功能明确,相互干扰少,环境条件好,但是,这种布置模式难以完全满足工艺流程和物流合理化的要求。采用系统布置设计模式,即按各部门之间物流与非物流相互关系的密切程度进行系统布置,因此可以避免物料搬运的往返交叉,节省搬运时间与费用。(2)适应工厂内外运输要求,线路短捷顺直。工厂总平面布置要与工厂内部运输方式
14、相适应。根据生产产品产量特点,可以采用铁路运输、道路运输、带式运输或管道运输等。根据选定的运输方式,运输设备及技术要求等,合理地确定运输线路及与之有关的部门的位置。厂内道路承担着物料运输,人流输送,消防通行的任务,还具有划分厂区的功能;道路系统的布局对厂区绿化、美化,排水设施布置,工程管线铺设,也有重大影响。工厂内部运输方式,道路布局等应与厂外运输方式相适应,这也是工厂总平面布置应给予重视的问题。(3)合理用地。节约用地是我国的一项基本国策。工业企业建设中,在确保生产和安全的前提下,应尽量合理地节约建设用地。在工厂总平面布置时可以采取如下措施:根据运输、防火、安全,卫生、绿化等要求,台理确定通
15、道宽度以及各部门建筑物之间的距离,力求总体布局紧凑合理。在满足生产工艺要求的前提下,将联系密切的生产厂房进行合并,建成联合厂房。此外,可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。适当预留发展用地。(4)充分注意防火、防爆、防震与防噪声。安全生产是工厂布局首先要考虑的问题,在某些危险部门之间应留出适当的防火、防爆间距。振动会影响精密作业车间的生产,因此精密车间必须远离振源或采用必要的隔振措施。如机械厂的精加工车间及计量部门应远离锻造车间或冲压车间。噪声不仅影响工作,而且还会摧残人的身体健康。因此,在工厂总平面布置时要考虑防噪声问题,一是可以采取隔音措施,降低噪声源发出的噪声级;二是可以采取使人员多的部门
16、远离噪声源的方法。(5)利用风象、朝向的自然条件,减小环境污染。生产中产生的有害烟雾和粉尘会严重影响工作人员的身体健康,并会造成环境污染。进行工厂总平面布置前,必须了解当地.全年各季节风向的分布和变化转换规律,绘制成风象图,拽出全年占优势的盛行风向及最小风频风向。如我国北方大部分地区春,夏季盛行东南风,秋,冬季盛行西北风。散发有害烟雾或粉尘的车间,应分布在两盛行风向间的最小频风向的上风侧。另外,建筑物的朝向也是工厂总平面布置时应注意的问题,特别是对日照、采光和自然通风要求较高的建筑物,更应注意这个问题。(6)充分利用地形、地貌、地质条件。(7)考虑建筑群体的空间组织和造型,注意美学效果。(8)
17、考虑建筑施工的便利条件。2.2.2 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30000m22.3 车间布置2.3.1 车间布置原则3 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
18、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。2.3.2 车间布置4(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。3. 生产工艺的研究与设计3.1 产品及产量的确定 本设计确定: 生产酸奶冰淇淋,一天工作8小时一班生产,每班生产2t,每天2班生产,日产量4t,月产量120t,年产量1200t,全年10个月计算。3.2 材料 稀奶油,脱脂乳粉,蔗糖,稳定乳化
19、剂等。3.3 工艺流程的确定见附录图3.3.1 酸奶制备要点 按照搅拌型酸奶的生产工艺,杀菌条件100摄氏度。冷却到40?50摄氏度,接入菌种,发酵到PH3.5?4.0时,停止发酵,此时溶液的酸度一般酸奶的酸度大,可用来增加冰淇淋的风味。3.3.2 原辅料混合 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%。3.3.3 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
20、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8083保持30秒。超高温杀菌温度为100130保持23s。3.3.4 均质 均质的目的在于将混合料中的脂肪球微细化至1m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1317MPa,第二段为34MPa,这样可使混合料保持较好的热稳定性。3.3.5 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
21、器,冷却速度快,生产能力高,冷却效果好。3.3.6 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。3.3.7 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。3.3.8 灌装 根据品种的需要,加入软质冰淇淋进行灌装。3.3.9 硬化 采用速冻隧道等硬化设备对灌装好的酸奶冰淇淋进行硬化处理,目的是保持预定
22、的形态,提高产品质量,并且便于运输和销售。3.3.10 冷藏 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,并可减少酸奶冰淇淋温度的变化,保持产品质量。3.4 配方设计3.4.1 酸奶冰激凌配方设计 在大量的实验的基础上,从冰淇淋的风味就、以及组织状态考虑,进行相关实验得到,酸奶冰淇淋最佳配方为:奶粉2%,奶油2%,蔗糖8%,糊精6%,蛋白粉2%,酸奶20%,水59.4%,复合稳定剂0.6%。3.4.2 稳定剂的选择 由实验得出酸奶冰淇淋复合稳定剂配方为:黄原胶0.025%,刺玫瑰豆胶0.025%,耐酸CMC0.035%,瓜尔豆胶0.12%,蔗
23、糖脂0.1%,单甘脂0.15%。3.4.3 酸奶加入量的选择 酸奶加量一般为:10% 20% 30% 要考虑其老化后的菌数,膨胀率等。3.4.4 酸奶添加的时机 一般选择在均质前加入。3.4.5 冰淇淋均质温度的选择 冰淇淋的均质温度为65?70,而乳酸菌的生长温度为40左右,温度过高会破坏它的活性,所以一般均质温度对冰激凌不适合,但是均质温度越低,乳酸菌的活性越强,但是冰激凌组织粗糙;均质温度升高组织越细腻,乳酸菌数减少,风味就变差,所以从综合考虑,一般选择65?70。3.5原料及产品的质量标准3.5.1 理化指标 高脂型:脂肪10% 总固形物35% 总糖15% 膨胀率95%3.5.2 感官
24、指标 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。4. 物料衡算4.1 配方成分表4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可知酸奶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,虽然其含量较少,但是他们是制作酸奶冰淇淋不可缺少的成分。4.2 原料成分表原料成份表4-2原料名称成分成分含量/%稀奶油脂肪40脱脂乳粉非脂乳固体98蔗糖糖类100稳定乳化剂稳定
25、乳化剂100按照上述说明为了配比出酸奶冰淇淋我们又可对冰淇淋的原料进行计算,计算出其中的成分含量,由表4-2可以看出。4.3 配料数量表 日生产2000kg(2t)酸奶冰淇淋所需原料如下:(不计加工中损失)日配料数量表4-3原料名称配料数量/kg成分含量/%脂肪非脂乳固体糖类总固体稀奶油50020-20脱脂乳粉204-20-20蔗糖300-3030稳定乳化剂8-0.8水988-合计200020203070.85. 能量衡算 以生产2000kg(2t)冰淇淋为衡算标准,进行能量衡算(不计加工损失):5.1 热量衡算5.1.1 配料阶段 原料混合时,为保证混合均匀,要将其加热至45,则这一阶段需要
26、加入的热量为: 2000CP(45-20)202500kJ5.1.2 杀菌阶段 原料经混合后,要加热到70进行巴氏杀菌,则这一阶段需要加入的热量为: 2000CP(70-45)202500kJ5.1.3 总热量衡算 在整个生产过程中,加入的总热量为: Q202500+202500405000kJ 根据经验,在过程中热量损失为15%,故总热量为:Q405000(1+15%)465750kJ5.2 冷量衡算5.2.1 冷却阶段 均质后的混合料,要迅速冷却至4以下,以适应老化的需要。这一过程所用的冷量为: 2000CP(70-4)534600kJ5.2.2 凝冻阶段 混合料在冷却老化后,置于凝冻机内
27、,使温度降至-5,得到冰淇淋的雏形。这一过程需加入的冷量为: 2000CP4-(-5)72900kJ5.2.3 硬化阶段 经凝冻后,冰淇淋处于半流体状,须经凝冻(-25)处理,便于运输和储藏。这一阶段所需的冷量为: 2000CP-5-(-25)162000kJ5.2.4 总冷量衡算 在整个过程中,加入的总冷量为: Q534600+72900+162000769500kJ 根据经验,能量损失为15%,则实际冷量为: Q769500(1+15%)884925kJ6. 主要设备选型6.1 生产设备流程简介原料配料罐巴氏杀菌器(板式换热器)过滤机高压均质机板式换热器老化缸连续式凝冻机灌装机速冻隧道冷库
28、6.2 设备选型原则(1)满足工艺要求,保证产品的质量和产量。(2)应选用较先进,机械化程度高的设备。(3)充分利用原料,能耗少,效率高,体积小,能一机多用。(4)应符合卫生要求,多选用不锈钢材料的设备。(5)根据每单位时间产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备。6.3 设备选型说明6.3.1 配料设备 冰淇淋的配料混合设备一般采用带机械搅拌器的单层立式不锈钢桶,俗称配料罐。配料罐主要由桶身、搅拌装置、加热装置及排料旋塞等组成。桶体由2?3mm不锈钢板卷焊制成,内外表面抛光,桶底与水平成倾斜角度,便于洗涤和排放物料。为便于操作,桶口高度一般离地面不超过1.2m。6.3.2 杀菌设备 目
29、前使用较普遍的连续式杀菌器是由若干片板式换热片叠合而成的板式换热器。它是一种新型、高效、节能的热交换器。它的主体部分是由许多具有花纹的热交换片依次重叠在框架上压紧而成。主要工作部件有板式换热器、温度调节系统、温度保持系统等。6.3.3 均质设备 高压均质机是冰淇淋生产中使用最普遍的一类均质机。它是使料液在高压作用下,通过非常狭窄的间隙(一般不超过0.1mm)。因流速高达150?200m/s,液流将受三种作用:一是缝隙处的强大剪切作用;二是料液会和机体发生高速撞击,受到巨大的撞击作用;三是高速料液在通过缝隙时产生的空穴作用。在这三种力的共同作用下,大直径粒子迅速碎裂为1m左右的微粒,从而使料液均
30、质化。高压均质机的均质效果好,其均质压力可以很方便的随料液参数的变化进行调节,适用范围广。6.3.4 老化设备 经过杀菌、均质的混合料,必须迅速冷却到老化温度(2-4),并储存一段时间,以便脂肪凝结物、蛋白质和稳定剂发生水和作用,提高混合料的黏度和凝冻时的膨胀率。这个过程俗称老化或成熟,即物理上的成熟阶段。老化设备目前都采用有载冷剂冷却、带搅拌器的间歇式老化缸,以适应冰淇淋生产物料数量多、老化时间长的特点。6.3.5 凝冻设备 在冰淇淋生产中,凝冻是很重要的工序之一,它是将经配料、杀菌、均质、老化后的混合料在冷冻的同时,均匀地混入空气使物料体积逐渐膨胀,逐步凝冻成半固体状。凝冻机是冰淇淋整个工
31、艺装备中最复杂,也是最关键的设备。应选择连续式凝冻机,由于它的生产是连续进行的,在进料和出料时无需停机,因此生产能力较大,产品质量较好。6.3.6 硬化设备 冰淇淋等冷饮食品一般要经过硬化才能投放市场,而硬化设备的优劣,对产品的最后品质有着至关重要的影响。速冻隧道是一种新型、快速的硬化设备,它可以在很短的时间内(0.5-1h)完成硬化过程,是一种高效的硬化设备。其利用环形传送带,将冰淇淋等冷饮制品置于该传送系统的载物托盘上,随托盘而向前传送,在传送中受冷风降温而硬化。它主要包括:绝热隧道、传送系统、托盘冷风系统等。6.4 设备选型表设备选型表 6-1设备名称型号规格台数参考价格配料罐JM转速1
32、440 r/min68,600元/台巴氏杀菌器 3t/h3150,000元/台过滤机46,000元/台板式换热器390,000元/台高压均质机HFIM-254m3/h,25MPa56,000元/台连续式凝冻机YT500L/h29,800元/台老化缸JLG-3003000L2153,000元/台灌装机 1.5t/h4102,000元/台速冻隧道230,000元/台其他辅助设备及管道 100,000元总计: 237.52万元7. 公共系统及辅助部门7.1 公共系统7.1.1 锅炉房 锅炉排出的气体中,含有大量的灰尘和煤屑,这些煤屑排入大气后,由于速度减慢而散落下来,造成环境污染。所以从工厂卫生的角
33、度来看,锅炉房应建在对生产车间影响最小的位置,满足以下要求5:(1)在该地区全年主导风向的下风向;(2)靠近用气负荷中心;(3)有足够的煤和灰渣堆场。 锅炉房的具体建设方面,采取钢筋混凝土结构,门向外开;与相邻建筑物的间距应符合防火和卫生标准;必须在通风、采光、防潮等方面也要满足要求。7.1.2 配电室 食品工厂对电的要求较高,所以必须有独立的供电系统。所以在工厂设计时必须建设配电室。土建部分的设计应为企业的生产发展留有适当的空间,并且要求设备和管线进出方便,符合防火安全要求,保证阴凉通风。一般食品工厂的车间水气较大、湿度高,应对供电管线采取必要的防潮设施,防止发生事故。7.2 辅助部门7.2
34、.1 原料库 原料库是食品工厂生产的第一个环节,这一环节的生产质量如何,将直接影响后面的生产工序。原料库需要有一个适宜的卸货、验收、计量和堆放场地,并配有相应的计量装置、容器等配套设施。7.2.2 检验中心 检验中心的职能是对产品和有关原材料进行卫生监督和质量检查,确保其符合国家食品卫生法律、法规和有关部门颁发的质量标准和质量要求。 检验中心一般设有:感官检验室、理化检验室、精密仪器室、微生物检验室等。检查的项目根据需要而定。7.2.3 冷库 冷库是担负厂内所有成品储藏任务的重要部门,使商品流通的重要环节。冰淇淋生产后,要进行低温储藏,所以冷库的建设必不可少。冷库要求结构坚固,并且有较大承载力
35、,设置合理的保温隔热层和隔汽防潮层。,所用建筑材料和构件有足够的强度和抗冻能力。储藏条件要保证食品的卫生,防蝇、防鼠、防尘,而且还要保证低温(-18以下)。7.2.4 给排水系统 给排水设计一般包括:取水及净化工程、厂区及生活区的给排水管网、冷却用水系统、消防系统等。设计原则6:所在地有自来水供应的,应优先考虑采用自来水。消防、生产、生活给水网应尽可能使用统一管路系统。生活、生产废水应达到国家标准后排放。设计给排水管网时,应满足生产工艺和生活安排的需要。给水系统: 本厂位于市区内,有足够的自来水供应,故使用自来水给水系统。通常自来水符合生产与生活需要,只需进行一般处理即可。但锅炉用水必须进行软
36、化处理,且一般用离子交换法进行软化。排水系统: 食品工厂的排水量较大,主要为生产废水、生活污水和雨水。良好的排水设施和排水效果是食品工厂卫生面貌、产品安全的有力保障,直接影响到企业的社会效益和经济效益。生产车间应设有明沟,将污水排到室外,室外排水管必须采用埋地暗管。由于冰淇淋工厂的废水基本符合环境保护要求,所以排水管网汇集了排出的生产废水、生活污水和雨水后,可借助重力作用通过排水管直接排入厂外公共下水道。7.2.5 消防用水系统 食品工厂的生产性质决定其发生火灾的危险性较低,建筑物的防火系数较高,但防患于未然,必须考虑消防用水系统。食品厂的消防给水一般与生产生活给水管合并,发生火警时可调用生产
37、、生活用水加以解决。7.3 供电系统 食品工厂的供电系统一般包括:全厂的变配电工程,厂区的供电工程,使内外的照明工程。供电电压一般低压采用380/220V三相四线制,高压采用10KV。符合国家有关规定,安全可靠,运行方便,经济节约。本厂生产冷冻类食品,由于停电可导致产品变质,所以对供电要求较高,生产车间环境湿度大,所以电器设备和器材应按湿热带的条件选择,要能防水汽,防腐蚀,尽可能集中放置。厂区外线一般采用低压架空线,或者是低压电缆,保证供电安全。车间及其它建筑的照明电源要求与动力线分开,一般采用日光灯照明,车间及原料库还应设置防虫灯。 8. 人员配置8.1 生产车间人员配置 由于本厂实行机械化
38、生产,所以根据国家有关法律法规,保证工厂正常生产,且工人劳动正常,确定人员配置如下: 根据工厂生产的需要,确定需要生产车间配置39人,分3班,每班13人,每班工作8小时。实行岗位制,保证正常生产。8.2 辅助生产及管理人员配置辅助生产及管理人员应实行责任制,各司其职,各尽其用。根据本厂的规模及生产情况,合理配置人员。辅助生产及管理人员包括:管理人员4人、化验人员8人、维修人员4人、运输人员4人、警卫及清杂工6人。9. 环境影响 为了贯彻可持续发展战略,进一步完善环境管理体系,基本改变环境污染和生态恶化的状况,改善环境质量,应建设一批经济快速发展,环境清洁优美、生态良性循环的城市和地区的要求,我
39、厂分别在噪声控制、大气污染控制、废水控制方面做了相应预测和规划措施。9.1 噪声控制9.1.1 工业企业环境噪声标准及规定 在酸奶冰淇淋工厂生产的过程中,机械设备如均质机、过滤机等运转时,各部件之间的相互撞击、摩擦会产生机械噪声。在城市范围内向周围生活环境排放工业噪声的,应当符合国家规定的工业企业厂界环境噪声排放标准。 各类厂界噪声标准表 9-1(等效声级Leq)单位:dB(A)类别昼间夜间15545260503655547055 注:1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域; 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区; 3 类标准适用于工业区; 4 类标准适用于交通干线道路两侧区
40、域。 本厂建于市区内,适用2类标准。9.1.2 噪声的控制 就目前的科学技术水平和经济条件而言,还不可能完全控制噪声污染,为此加强对噪声的管理就显得格外重要。首先,划分功能区域。即将相同或相近功能的建筑集中在一起,本厂由于建筑面积有限,所以将所有生产工艺集中到一起,建设生产车间。第二,合理利用土地。第三,合理建筑布局。要考虑采取环境噪声影响的建筑布局,不但考虑声源的布局,还要充分利用地形及已有建筑物,使噪声得以降低。第四,城市绿化。利用树木的散射、吸声作用及地面吸声,可以降低噪声污染。9.1.3 生产人员防护 长时间处于噪声污染的环境,影响生产工人的身体健康,严重会导致耳鸣、耳聋等职业病。本厂
41、为工人配备护耳器,可使耳内噪声降低10?40dB。9.2 大气质量控制9.2.1 大气质量标准及有关规定 根据环境空气质量标准GB3095?1996,各项污染物排放限值如下:各污染物排放限制表 9-2污染物名称取值时间浓 度 限 值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化硫年平均0.020.060.10mg/m3标准状态日平均0.050.150.251h平均0.150.500.70总悬浮颗粒物年平均0.080.200.30日平均0.120.300.50可吸入颗粒物年平均0.040.100.15日平均0.050.150.25氮氧化物年平均0.050.050.10日平均0.100.100.151h平
42、均0.150.150.30二氧化氮年平均0.040.040.08日平均0.080.080.121h平均0.120.120.24一氧化氮日平均4.004.006.001h平均10.0010.0020.00臭氧1h平均0.120.160.20铅季平均1.50g/m3标准状态年平均1.00苯并芘日平均0.01氟化物日平均71h平均20 本厂为酸奶冰淇淋加工厂,所以主要的大气污染物为:(1)烟尘:在燃料的燃烧过程中形成的颗粒物,飘浮在大气中。(2)氟化物:冷库使用的氟利昂,扩散于大气中。9.2.2 大气污染的控制 本厂为保证大气质量,特作如下要求:(1)制定综合防治规划,实现“一空双达标”。(2)调节
43、工业结构,推行清洁生产。(3)完善工厂绿化系统。9.3 污水控制9.3.1 污水综合排放标准及有关规定 我国工业废水排放标准规定:(1)饮用水的水源和风景游览区的水质,严禁有任何污染;(2)渔业与农业用水,要保证植物的生长条件,保证动植物体内有害物质的残存毒性不得超过使用标准;(3)工业用水的水源,必须符合工业生产用水的要求。9.3.2 污水的控制 为了控制污水对环境的污染,要改革工艺及对废水进行综合利用,最大限度地减少废水量。本厂为冰淇淋工厂,污水基本符合环保要求,经过简单净化处理后,可直接排入城市下水道。9.4 本厂环境保护措施 厂房、车间的布局应符合生产工艺流程的要求,要有足够的空间和场
44、所,能整齐、合理地安置设备和堆放物料。主要生产车间要有防尘、防菌、防蚊蝇昆虫设施。三废处理、废渣与垃圾临时堆放场等有严重污染的区域应置于厂区的主导风向下侧,并与厂内其他厂房有合适的安全距离,并有绿色植物作为防护带。生产厂房内尽量将采用不易积存污物,易清洁的卫生器具、管材、管架及其附件。 10. 结论 本设计以奶粉及成品的指标为计算依据,设备的选型紧紧围绕生产的实际需要,以降能节耗、提高产品品质为原则,使得整套工艺及设备配置科学合理。 本设计除对生产工艺、设备进行了科学合理的布置外,还紧紧围绕工艺实际需要在劳动组织、辅助部门、公用系统、土建、卫生等方面进行了合理的设计,使得整厂各环节紧凑、合理,可以发挥最高的工作效率。 通过工艺及全厂各环节的优化,使得生产成本大大降低。本项目设计合理、可行。参考文献1 无锡轻工大学等.食品工厂设计基础.北京:中国轻工业出版社.1999.8(ISSN:7501907757)2 张国农.食品工厂设计与环境保护.北京:中国轻工业出版社.2006.7(ISBN:7-5019-4870-4/TS.2827)3 曾庆孝.GMP与现代食品工厂设计.北京:化学工业出版.2006.2(ISBN:7-5025-7959-1)4 范允实.冰淇淋的质构J.食品工业.2005.第一期5 杨芙莲.食品工厂设计基础、北京:机械工业出版社.200
