畢業(yè)設計--年產500噸果蔬脆片工廠設計

1、<p>　　年產500噸果蔬脆片工廠設計</p><p>　　摘要：本設計主要是對一個食品工廠進行相關技術方面的綜合設計。設計的主要內容包括廠址的選擇，總平面規(guī)劃，生產工藝設計和生產車間設計。按照工廠設計的基本要求，結合實際生產條件，綜合分析，選定設計方案。工廠充分利用果蔬原料的優(yōu)勢，采用真空冷凍干燥技術生產果蔬脆片，發(fā)展果蔬脆片產業(yè)。這不僅充分利用了國內的果蔬資源，獲得經濟效益，而且?guī)恿宿r村經濟的發(fā)

2、展，為社會提供了大量的就業(yè)崗位。</p><p>　　關鍵詞： 工廠設計 真空冷凍干燥 果蔬脆片</p><p>　　The plant design of an annual output of 500 tons of fruit and vegetable chips</p><p>　　Abstract：The main design is a food

3、plant for the technical aspects of the comprehensive design. The main contents of design including site selection,general layout,Production process design and production workshop design. According to the basic requiremen

4、ts of design,combined with the actual production conditions,comprehensive analysis,selecte the design. The factory makes full use of the advantages of raw fruits and vegetables, the vacuum freeze drying technique in the

5、production of fruit and v</p><p>　　Key words: Plant design Vacuum freeze drying Fruit and vegetable chips</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　果蔬脆片是一種高品質脫水食品，也是近年來盛行的一種果蔬風味食品

6、，其原料來源廣泛，如蘋果、梨、馬鈴薯、胡蘿卜、香蕉、菠蘿、獼猴桃、哈密瓜、桃、枸杞、香蔥、大蒜、蘑菇等，大多數果蔬脆片保持了果蔬原料的色、香、味，并有松脆的口感，富含維生素和多種礦物質，人工合成添加劑含量極低，并且攜帶方便，能夠長期保存。果蔬脆片特別適合糖尿病，心臟病等患者食用，同時也是偏食兒童和減肥人群的最佳零食。</p><p>　　果蔬脆片生產技術于20世紀80年代初期起源于臺灣，其母體技術是真空干燥技術。

7、產品在歐美等發(fā)達國家非常暢銷，主要用于西餐的配餐食品、休閑食品、制作國珍果粉及速溶飲品等，被食品界譽為21世紀的天然食品。果蔬脆片生產技術很多，真空冷凍干燥技術被認為是國內外生產高品質脫水果蔬食品最好的加工方法。真空冷凍干燥技術在食品的加工生產過程中，實現真空和低溫條件下操作，微生物的生長和酶的作用受抑制，可以最大限度地保留食品的色香味。如蔬菜的天然色素保持不變，各種芳香物質的損失可減少到最低限度，可以使熱敏性的物料干燥后保持熱敏成分，

8、能保存食品中的各級營養(yǎng)成分，尤其對維生素C能保存90％以上，非常符合現代人養(yǎng)生保健的健康理念[1]。</p><p>　　真空冷凍干燥食品的主要特點：復水快，食用方便品，重量輕體積小，貯藏時占地面積小，運輸方便。各種冷凍干燥的蔬菜經壓塊，重量減輕十幾倍，體積縮小幾十倍。由于體積減少，包裝費用也少得多，真空下操作，一些易氧化的物質得到保護，能排除95％以上的水分，產品能夠長期保存而不變質[2]。</p>

9、<p><b>　　1 概 述</b></p><p>　　本設計是運用大學四年所學的基礎知識以及相關專業(yè)知識，按照青島農業(yè)大學有關畢業(yè)設計的任務和要求，本著“經濟上合理，技術上先進，工藝上成熟，生產上可行，設計上規(guī)范”的原則，展開工廠設計。本設計工廠充分利用果蔬原料的優(yōu)勢，采用國際上先進的真空冷凍干燥技術生產果蔬脆片，發(fā)展果蔬脆片產業(yè)。這不僅充分利用了國內的果蔬資源，獲得經濟

10、效益，而且?guī)恿宿r村經濟的發(fā)展，為社會提供大量的就業(yè)崗位。</p><p>　　1.1 設計依據和范圍</p><p>　　1.1.1 設計依據</p><p>　　《食品衛(wèi)生通則》 《污水綜合排放標準》 《環(huán)境空氣質量標準》 《工程制圖》 《中華人民共和國食品衛(wèi)生法》 《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》 《食品質量安全HACCP體系 》 《中華人民共和國產品質量法》

11、 《生活飲用水標準》</p><p>　　1.2.1 設計范圍</p><p>　　項目設計范圍主要包括：原料倉庫，包裝材料庫，成品倉庫，化驗室，冷藏庫，機修車間，動力設施，鍋爐房，供水系統(tǒng)，中心試驗室，停車場，生產車間，辦公樓，食堂，醫(yī)務室，綠化帶，配電房等。</p><p>　　工藝設計主要包括：全廠總體工藝布局，生產工藝設計，產品方案及班產量的確定，物料衡算，

12、生產車間設計，設備選型及清單，車間平面布置，勞動力計算，管路設計布置，管路安裝等。</p><p>　　非工藝設計主要包括：土建工程，采暖通風，廢物的處理，技術經濟分析，以及供水、供電、供汽、制冷、綠化工程等設計。</p><p><b>　　1.2 市場分析</b></p><p>　　中國是一個農業(yè)大國，很多農產品的產量在世界上均名列前茅，

13、農業(yè)在國民經濟中的地位非常重要。然而落后的加工技術限制了中國農產品的產業(yè)加工，阻礙了農產品的商品化的進程，嚴重影響了中國農業(yè)的效益。隨著我國經濟的發(fā)展與國際市場的逐漸接軌，人們的生活節(jié)奏的加快，生活水平的提高，生活觀念和消費觀念的變化，人們對果蔬的需求逐步由數量和價格便宜，改變?yōu)樽非蟾哔|量，安全衛(wèi)生，營養(yǎng)方便的果蔬產品。這就為農產品的深加工提供了廣闊的市場，為提高農產品的效益創(chuàng)造了很好的環(huán)境條件。</p><p>

14、;　　據有關部門統(tǒng)計，目前美國每年消費凍干食品約600萬噸，日本約200萬噸，法國約100萬噸。日本每年需花1500億日元進口凍干食品，日本、歐美等地每年約需要凍干大蒜粉6000 噸，可見凍干食品的國際市場很大[3]。果蔬脆片作為一種高品質凍干食品既可作為休閑小食品，又可作為高寒地區(qū)、海島邊防官兵以及地質勘探、南極考察隊等特殊人群的水果蔬菜供應，具有持久的市場生命力。并且果蔬脆片具有很高的附加值，發(fā)達國家市場零售價為10～20美元／kg

15、，我國市場零售價為50～100元／kg，果蔬脆片的開發(fā)前景十分樂觀。</p><p>　　2 廠址選擇及總平面設計</p><p><b>　　2.1 廠址選擇</b></p><p>　　廠址選擇的基本原則：符合國家的方針政策和行業(yè)布局，符合社會主義市場經濟發(fā)展的長遠規(guī)劃，符合當地政府規(guī)劃和節(jié)約用地；廠區(qū)的標高應高于當地歷史最高水位，自然排

16、水坡度最好在0.005—0.008之間；所選廠址要有可靠的地質條件，避免將工廠設在流沙、淤泥、土崩斷裂層上；廠區(qū)附近應有良好的衛(wèi)生環(huán)境避免各種污染源；具有充足可靠優(yōu)質的水源和電源，具有良好的衛(wèi)生環(huán)境，具有可靠的原料來源；具有方便的交通運輸條件，離市區(qū)較近，避免長途運輸。</p><p>　　廠址選擇報告：根據設計的基本原則，結合實際生產條件，綜合考慮，本工廠設計的廠址選在山東省濰坊安丘市經濟開發(fā)區(qū)。安丘市經濟開發(fā)

17、區(qū)位于濰坊市中東部，地勢平坦，交通便利。當地人民大量種植水果和蔬菜，果蔬原料來源廣泛。隨著濰坊市經濟的發(fā)展，經濟開發(fā)區(qū)的生產資料勞、動力、資金等生產要素及商貿市場正逐步完善，教育、醫(yī)療、衛(wèi)生、金融、保險等社會化服務體系健全。經濟開發(fā)區(qū)靠近美麗的海濱城市青島，并享受內陸開放城市和國家級開發(fā)區(qū)各項優(yōu)惠政策，非常適合建立果蔬脆片工廠。</p><p>　　2.2 總平面設計</p><p>　

18、　總平面設計就是將全廠不同使用功能的建筑物，構筑物按整個生產工藝流程，結合地形條件進行合理的布置，使建筑群組成一個有機整體。這樣既便于組織生產，又便于企業(yè)管理。</p><p>　　2.2.1 總平面設計的原則</p><p>　　總平面設計的基本原則：食品工廠總平面設計應按任務書的要求進行，布置必須緊湊合理，做到節(jié)約用地；分期建設的工程，應一次布置，分期建設，還必須為遠期發(fā)展留有余地；

19、總平面設計必須符合工廠生產工藝的要求；食品工廠總平面設計必須滿足食品工廠衛(wèi)生要求；廠區(qū)道路應按運輸及運輸工具的情況決定其寬度，一般廠區(qū)道路應采用水泥或瀝青路面而不用柏油路面，以保持清潔；廠區(qū)道路之外，應從實際出發(fā)考慮是否使用專用運輸線或碼頭；廠區(qū)建筑物間距應按有關規(guī)范設計。從防火，衛(wèi)生，防震，防塵，噪聲，日照，通風等方面來考慮，在符合有關規(guī)范的前提下，使建筑物的間距最??；廠區(qū)各建筑物布置也應符合規(guī)劃要求，同時合理利用地質，地形和水文等地

20、理條件；互相影響的車間，盡量不要放在同一建筑物內，但相似車間應盡量放在一起，以提高場地利用率[5]。</p><p>　　2.2.2 總平面設計的內容</p><p>　　總平面設計主要包括：運輸設計，管線設計 ，綠化設計及環(huán)保設計，廠區(qū)各部分地形標高的設計，車間設計等?？偲矫嬖O計的主要建建物有：原料倉庫，包裝材料庫，成品倉庫，化驗室，冷藏庫，機修車間，動力設施，鍋爐房，供水系統(tǒng)，中心試

21、驗室，停車場，生產車間，辦公樓，食堂，醫(yī)務室，綠化帶等。</p><p><b>　　相關指標的計算</b></p><p>　　全廠總面積S＝10000 m2 ；建筑物總面積A＝3000 m2</p><p>　　露天堆場面積B＝800m2 ；輔助工程面積C＝1200m2</p><p>　　建筑系數X＝（A+B）/S

22、＝(3000+800)/10000＝38%</p><p>　　土地利用系數Y＝X+C/S＝38% + 1200/10000＝50%</p><p>　　建筑系數標準范圍是25%～40%；土地利用系數標準范圍是45%～65% </p><p>　　所以總的來說，此設計非常合理。</p><p>　　表2-1 主 要 建 筑 面 積 估 算&l

23、t;/p><p>　　Table 2-1 The main building area estimation</p><p>　　工廠總平面設計圖見附件 圖一</p><p><b>　　3 生產工藝設計</b></p><p>　　3.1 產品方案及班產量確定</p><p>　　3.1.1 產

24、品方案</p><p>　　安排產品方案的基本原則：滿足主要產品產量的要求，滿足原料綜合利用的要求，滿足淡旺季節(jié)平衡生產的要求，滿足市場供應的要求；做到產品產量與原料供應量平衡，生產季節(jié)與勞動力需求相平衡，生產班次平衡，設備生產能力平衡，水電汽負荷要平衡。</p><p>　　水果蔬菜季節(jié)性很強，應根據季節(jié)特點和市場需求生產不同品種的果蔬脆片產品。物料品種的選擇對產品的品質至關重要。一般來

25、說，該項目可以加工任何含水量在85％以下的根莖類蔬菜和水果，但要生產出高品質的果蔬脆片，就要嚴格選擇品種。例如，高糖蘋果生產不出高品質的蘋果片，而高酸度蘋果很容易就能生產出色香味俱佳的蘋果果蔬脆片。生產果蔬脆片常用的果蔬原料有：蘋果、梨、柿、香蕉、菠蘿、菠蘿蜜、桃、山楂、芒果、哈密瓜、胡蘿卜、馬鈴薯、蘆筍、辣椒、黃瓜、香蔥、大蒜、蘑菇、芋頭、蓮藕等[7]。</p><p>　　表3-1 產 品 方 案 </

26、p><p>　　Table 3-1 The product proposal</p><p>　　備注：每年工作日按250天計算，每個班8個小時。按照國家規(guī)定節(jié)假日放假，每周工作6天，休息1天。</p><p>　　3.1.2 班產量確定</p><p>　　班產量是食品工廠工藝設計中最主要的計算基準，班產量的大小直接影響到設備的配套，車間的布

27、置，公用設施和輔助設施的規(guī)格及勞動力的定員等。本設計綜合了對原料供應市場，產品需求市場和生產可行性研究的分析，擬建年總產量500T的生產線共2條。</p><p>　　全年生產天數X=250； 每天平均生產班數P=2.5</p><p>　　設備不均衡系數K＝0.8；全年生產量Q年=500T</p><p>　　班產量計算：Q班＝Q年/（X·P

28、3;K）＝500/500.0＝1.0T</p><p>　　3.2 生產工藝流程</p><p>　　果蔬脆片主要有兩大生產工藝，即真空油炸工藝和非油炸工藝。國內果蔬脆片生產普遍采用油炸工藝，其基本原理是使加工系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)下，以食用油作為傳熱媒介，讓食品內部的水分急劇蒸發(fā)，使果肉組織形成疏松多孔的結構。非油炸工藝主要包括真空冷凍干燥，微波真空干燥和壓差氣流膨化。</p>

29、<p>　　真空冷凍干燥：真空冷凍果蔬是將新鮮果蔬原料經預處理快速冷凍后，送入真空容器中脫水而成，在真空條件下，水分由固態(tài)冰升華成氣，從而使物料脫水干燥。用凍干工藝制成的脫水果蔬產品，不僅色香味形俱全，而且最大程度保存了果蔬中的維生素、蛋白質等營養(yǎng)物質。</p><p>　　微波真空干燥：果蔬脆片微波膨化的原理是利用微波設備發(fā)射的高頻電磁波，能深入物料內部，使物料內外同時升溫形成整體加熱，使含水物料在瞬

30、間激化升溫，水分瞬時汽化，實現脫水。由于高頻電磁波穿透力強，含水物料內部水分首先汽化，發(fā)生瞬間閃蒸產生壓力，內壓大于外壓使物料迅速膨化，完全脫水干燥后，組織內部形成海綿狀結構。</p><p>　　壓差氣流膨化：壓差氣流膨化，該裝置主要由壓力罐和體積比壓力罐大5→10倍的真空罐組成，預處理的果蔬原料進入壓力罐，通過加熱使果蔬內部水分不斷蒸發(fā)，罐內壓力不斷上升，隨后突然減壓，使物料內部水分突然汽化、閃蒸，產生強大的

31、蒸汽壓差，從而使果蔬細胞、組織膨化達到膨化的目的。</p><p>　　果蔬脆片生產面臨的主要問題：真空油炸設備投資低，但是其產品存在潛在食品安全隱患，將會面臨市場的制約。真空油炸工藝生產的膨化果蔬脆片，果肉海綿狀結構中充滿油脂雖然經過脫油工藝，產品中含油率仍達到10％至20％，影響了產品的貯存和銷售。微波對果蔬原料有一定的穿透深度，但物料較厚時會導致物料膨化不均勻。氣流壓差膨化生產果蔬脆片，膨化罐操作溫度過低則

32、產品膨化度低，產品外觀和酥脆度差，操作溫度過高時，產品易發(fā)生焦化。單獨使用微波技術或氣流壓差技術生產果蔬脆片會出現產品優(yōu)質率低，次品多的難題[8]。</p><p>　　綜合分析，真空冷凍干燥技術生產脫水果蔬無疑是當前最為先進的脫水干燥技術，能夠最大程度地保全產品的營養(yǎng)成分，符合現代人的健康標準。真空冷凍干燥設備投資巨大，但是真空冷凍干燥果蔬產品出口卻在逐年上升，發(fā)展前景廣闊，必將取代其他生產工藝，確立霸主的地位

33、。所以工廠花巨資，選用真空冷凍干燥技術生產果蔬脆片[9]。</p><p>　　3.2.1 工藝流程圖</p><p>　　圖3-1 工 藝 流 程</p><p>　　Fig 3-1 The process flow diagram</p><p>　　3.2.2 工藝說明</p><p>　　預處理：預處理包括原料

34、的選擇，清洗，切片，漂燙，殺菌，輔料，添加劑等。目的是清除雜物，使原料易升華干燥；清除醇素引起的變質；防止脂肪氧化和酵母引起的化學變質。切分尺寸及切口方位影響凍干速率。如在物料的切制成片時，應垂直于食品的纖維方向切斷，這有利于干燥時產生的水蒸氣逸出和提高部分傳熱系數，可減少能耗。物料厚度越小，消耗的能量也隨著降低。在下階段凍結過程中，食品的初始溫度直接影響到凍結結束時平均溫度，因此在預處理時應對食品進行預冷處理。方法是將物料浸入溫度為5

35、℃一10℃的水中快速冷卻。不同的食品原料有不同的預處理工藝。預處理對凍干制品質量影響很大，需嚴格按工藝要求操作。</p><p>　　預凍：預凍是將溶液中的自由水固化，使干燥后產品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽真空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質移動等不可逆變化產生，減少因溫度下降引起的物質可溶性降低和生命特性的變化。一般來說預凍之前應確定三個數據。一是預凍速率，產品不同其最優(yōu)冷凍速率也不同，應根據試驗來確定。二是預凍

36、的最低溫度，應根據該產品的共熔點來決定，預凍的最低溫度應低于共熔點溫度。三是預凍時間，根據機器的情況來決定，保證抽真空之前所有產品均已凍實。一般產品的溫度達到預凍最低溫度后l至2小時即可開始抽真空升華。</p><p>　　真空冷凍：真空冷凍干燥是工藝要求最復雜的工序，要嚴格按一定的工藝要求(凍干曲線)進行。凍干曲線是指凍干物料溫度和凍干箱內壓力隨時間變化的曲線。不同的物料，不同的品種，不同的凍干設備，都有不同的

37、凍干曲線，一般都通過試驗來確定，再用來指導凍干生產。凍干一般分為升華干燥和解吸干燥。升華干燥也稱為第一階段干燥，將凍結后的產品置于密閉的真空容器中加熱，當全部冰晶除去時，第一階段干燥就完成了，此時約除去全部水分的90％。解吸干燥也稱為第二階段干燥。一旦產品內的冰升華完畢，產品的干燥就進入了第二階段。在第一階段干燥后，在干燥物質的毛細管壁和極性基團上還吸附有一部分水分，這些水分是未被凍結的。當它們達到一定含量時，就為微生物的生長繁殖和某些

38、反應提供了條件。為了使產品達到合格的殘余水份含量，改善產品的儲存穩(wěn)定性，延長保存期，必須對產品進一步干燥。在解吸干燥階段，可以使產品的溫度迅速地上升到該產品的最高允許溫度，并在該溫度下一直維持到凍干結束為止。同時，為了使解析出來的水蒸氣有足夠的推動力逸出產品，必須使產品內外形成較大的蒸汽壓差，因此在此階段中箱內必須高真空。第二階段干燥后，產品內殘余水分的含量視產品種</p><p>　　包裝：真空冷凍產品含水量低

39、，大多呈多孔狀，組織表面比原來擴大100至150倍，因而吸濕性強，易受氧化影響。為了便于保存，必須對產品進行包裝。包裝材料一般選用不透水、隔氧、遮光的鋁箔或PP復合材料。包裝形式采用真空包裝或真空充氣包裝。食品中的微生物會導致包裝后食品的變質和敗壞，必須采取各種有效的滅菌和消毒方法，對包裝材料和食品殺菌。對于真空冷凍干燥食品，常用的殺菌方法有紫外線殺菌和輻射殺菌[10]。</p><p><b>　　3

40、.3 物料衡算</b></p><p>　　包裝材料的估算：包裝材料可以保全食品質量，提高商品價值。鑒于果蔬脆片的特殊性，本產品包裝材料選用鋁箔或PP復合材料。包裝材料的優(yōu)點有：具有高阻氣性和阻光性，優(yōu)良的防潮保香性，能長期保存食品；具有良好的機械強度和加工適應性，環(huán)境適應性好，廢物處理容易；表面裝飾性好，通過包裝設計提供理想的外觀，促進銷售。包裝形式采用真空包裝或真空充氣包裝。</p>

41、<p>　　果蔬脆片年產量500噸，平均每個包裝袋約0.25Kg。包裝袋統(tǒng)一采用鋁箔或PP復合材料，包裝箱統(tǒng)一采用瓦楞紙，每箱25袋進行封裝。通過計算需要包裝箱總計8萬個，每個約2.0元；需要包裝袋總計200萬個，每個約1.0元。</p><p>　　總費用S=200萬×1.0 + 8萬×2.0=216萬，所以包裝總費用約為216萬元。</p><p>　

42、　表3-2 原 料 用 量 估 算</p><p>　　Table 3-2 The raw material consumption estimate</p><p><b>　　3.4 設備選型</b></p><p>　　3.4.1 設備選型的依據</p><p>　　設備選型必須根據生產規(guī)模，班產量，生產工藝流程

43、的特點和工廠環(huán)境條件綜合考慮，它是保證產品質量和體現生產水平的關鍵，它既是工藝布置的基礎，也是水電汽等能耗計算的依據。設備選型一般根據每一品種單位時間產量的物料平衡情況和設備生產能力來確定。</p><p>　　設備選型一般原則：滿足工藝要求，保證產品的質量和產量；關鍵設備的質量性能，使用壽命，自動化水平應盡可能接近國際先進水平；選用的設備應與建設規(guī)模和產品方案，與工廠的管理水平相適應，與環(huán)境保護要求相適應；具有

44、可靠性，經濟合理性；選用的設備在正常使用中確保能夠安全運行，不會對操作人員造成人身傷害；所選設備符合食品衛(wèi)生要求，拆裝清洗方便[5]。</p><p>　　3.4.2 設備選型及清單</p><p>　　食品原料在其生長，成熟，運輸及貯藏過程中，會受到塵埃，沙土，微生物及其他污染物的污染。因此，加工之前必須進行清洗等預處理操作，保證產品的質量安全。預處理過程中的基本設備：清洗設備，篩選設備

45、，浸泡罐，儲料罐，調配罐，流送槽，切片機，殺菌設備，CIP清洗系統(tǒng)等；預冷過程中的基本設備有：殺菌設備，冷凍設備，輸送設備等；真空冷凍干燥過程中的主要設備有：真空冷凍干燥設備，殺菌設備等。</p><p>　　真空冷凍干燥系統(tǒng)主要由真空冷凍干燥箱，真空系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)等幾部分組成。真空冷凍干燥設備的工作原理：先將濕物料凍結到共晶點溫度以下，使水分變成固態(tài)的冰，然后將經過前處理的預凍食品裝入干

46、燥倉內，在低溫真空狀態(tài)下，由加熱板導熱或輻射方式供給食品熱能，使食品中的水分直接由冰升華成水蒸氣。不斷升華出的水蒸氣，由真空泵組抽至捕水倉內，在－40℃至－45℃的排管外壁上凝結被捕捉,直至按凍干曲線達到規(guī)定的要求而停止供熱和抽真空，完成食品凍干全過程[9]。</p><p>　　真空冷凍干燥設備可以分為間歇式和連續(xù)式兩種。間歇式冷凍干燥設備具有適合許多食品生產的特點，絕大多數的食品冷凍干燥設備均采用這種形式。其

47、優(yōu)點在于適應多品種，小產量的生產，單機操作，如果一臺設備發(fā)生故障，不會影響其他設備的正常運行，同時便于維修保養(yǎng)，便于控制物料干燥在不同階段的加熱溫度和真空度的要求。缺點在于操作所占時間較多，設備利用率較低；連續(xù)式冷凍干燥設備，設備處理能力大，適合于單品種生產，設備利用率低高，便于實現自動化。缺點在于，雖然可以控制不同階段的干燥，但真空度無法調控，設備龐大復雜，制造精度要求高，且投資費用巨大?？紤]到生產運用，工廠選用間歇式和連續(xù)式兩種真空

48、冷凍干燥設備[11]。</p><p>　　設備生產能力選型的計算：班產量為1.0T，每個班有效時間約為6小時，那么產品輸出流量約為0.2T/H；每噸產品約需要果蔬原料5噸，這就要求原料輸送流量為1.0T/H。</p><p>　　表3-3主 要 設 備 清 單</p><p>　　Table 3-3 The main equipment list</p>

49、;<p><b>　　4 生產車間設計</b></p><p>　　4.1 車間工藝布置的依據</p><p>　　車間工藝布置的依據主要包括生產工藝圖，物料衡算數據及物料性質，設備的資料，公用系統(tǒng)耗用量，土建資料和勞動安全，防火、防水、防爆資料，車間組織及定員資料，廠區(qū)總平面布置，國家行業(yè)有關方面的規(guī)范資料等。 </p><

50、;p>　　4.2 車間工藝布置的原則</p><p>　　車間工藝布置的基本原則：生產設備要按工藝流程的順序配置，在保證生產要求、安全及環(huán)境衛(wèi)生的前提下，盡量節(jié)省廠房面積與空間；全建筑物采取南北朝向，利于通風，采光；全局考慮全廠布置，填平補齊，力求經濟合理；配電房，鍋爐靠近生產車間，減少能耗，鍋爐房處于生產車間上風向位置；廠房的空氣凈化設施，設備定期維修，檢修過程采用適應措施；設備與設備，設備與墻之間留出

51、適當空隙，保證操作方便，維修與清洗方便；車間入口設有更衣室，消毒間等，工人須更衣消毒后進入車間，保證車間生產衛(wèi)生[12]。</p><p>　　生產車間設計報告：工廠車間廠房采用輕鋼結構，輕鋼建筑材料重量輕、建設周期短，相對建筑成本比較低。同時輕鋼結構廠房相對跨度大，對設備在廠房中的布置影響小，車間內部分區(qū)根據要求，采用輕質防水或防火材料?？蚣芙Y構對于不同功能的分隔和變更都非常方便。根據濰坊安丘市的季風向玫瑰圖，

52、查閱相關資料，可知濰坊安丘市夏季多為東南風，冬季多為西北風。本設計將動力系統(tǒng)和鍋爐房放置在整個廠區(qū)的西側，靠近主生產車間的位置，避免因為風向問題而影響產品質量，同時減少能耗。車間的人流方向為南北走向，物流方向為東西走向，人流與物流安排比較合理。</p><p>　　生產車間平面布置圖見附件 圖二</p><p>　　4.3 車間水電橫算</p><p>　　4.3

53、.1 水衡算</p><p>　　原料預處理用水：果蔬原料處理用水為自來水，其中果蔬原料輸送段耗水流量M1為10噸/t，清洗段耗水流量M2為30噸/t</p><p>　　清潔用水：清潔用水包括清洗設備，干墻壁，沖洗地坪等用水，清洗與食品接觸面的設備用水應按飲用水標準進行，清潔用水流量M3一般定為10m3/h</p><p>　　生活用水：按習慣用水量計算，一般車

54、間用水流量20L/(班·人)，生產人員共計75人，通過計算可得到：M4=20×75=1500L=1.5m3/h</p><p>　　車間總用水量M的計算公式：M = ( M1 + M2 )× 2 +( M3 + M4) ×0.8</p><p>　　M =（10+30）× 2 +( 10 + 1.5 ) ×0.8 </p&g

55、t;<p>　　= 89.2 t/h</p><p>　　全廠每天用水流量定為100t/h，每天用水量約2000噸，全年按250天計算，所以年用水總量約50萬噸。</p><p><b>　　4.3.2 電衡算</b></p><p>　　電橫算主要包括生活用電和生產用電。根據表5-1，可以估算每天生產用電量約為1800度，生活

56、用電定量為每天200度，每天用電量總計2000度。全年按250天計算，所以年用電總量約50萬度。</p><p>　　表5-1 生 產 設 備 用 電</p><p>　　Table 5-1 The production equipment using electricity</p><p>　　4.4 管路設計布置</p><p>　　4

57、.4.1 管路設計</p><p>　　自來水管設計：總自來水管每小時流水量至少90t，自來水流速取3m/s，密度取1g/cm3 ，查表可以選用DN100的不銹鋼管；清洗段設備入水管每小時流水量至少30t，自來水流速取3m/s，密度取1g/cm3 ，查表可以選用DN80的不銹鋼管；其他管路支流每小時流水量至少10t，可以選用DN50的不銹鋼管。</p><p>　　蒸汽管道設計：蒸汽管道選

58、用無縫鋼管，由物料衡算結果可知，蒸汽的流量16t/h，壓力為1.0Mpa，查表可以選用DN200×6的無縫鋼管。</p><p>　　表4-1 主 要 管 路 選 型</p><p>　　Table 4-1 The main pipe type selection</p><p>　　4.4.2 管路安裝</p><p>　　管路布

59、置的基本原則：滿足生產需要，易于操作安裝，盡量縮短管線，盡量集中布置，靠近墻壁柱子邊，架空鋪設的管道應不影響車流和人流。具體設計是公用管路自來水，蒸汽、高度為3000mm，純水、清洗管路設計高度為2500mm，其他分支管路設計標高為2000mm。管路支吊架設計兩種。第一種是沿墻壁的公用管道采用三角槽鋼支撐架支撐，并固定；第二種是物料管路和分支架空鋪設的管路采用DN50不銹鋼龍門架做支路，并與附近設備設施固定，管道依托固定。另外蒸汽管道外

60、部應涂保溫層，最外面最好用防水玻璃紙包裹。</p><p>　　生產車間管路布置圖見附件 圖三</p><p>　　4.5 勞動力計算</p><p>　　本設計工廠的機械化程度較高，車間生產人員定員的計算按各設備，各工段的需要來計算，根據每臺設備需要的操作工人數，運輸來確定各工段的定員人數。輔助人員主要包括車間的行政管理人員，機電維修小組成員以及車間生產管理、質

61、檢、供銷人員。管理人員很重要，應根據各部門的合理需要選用高素質的管理人才，實施科學合理的工作管理，保證工廠的經濟效益和未來的發(fā)展。</p><p>　　生產車間共計80人，按旺季每天3個班次計算，每班定員為25人。</p><p>　　表4-2 全 廠 人 員 定 員</p><p>　　Table 4-2 The whole factory staff set m

62、ember</p><p><b>　　5 公用系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　5.1 供水系統(tǒng)</b></p><p>　　設計內容包括取水及凈化工程，廠區(qū)及生活區(qū)的給排水管網，車間內外給排水管網，室內衛(wèi)生工程，冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，消防系統(tǒng)。 食品廠對水質的要求一般生產用水，特殊生產用水，冷卻用水，生活用水和消

63、防用水。一般生產用水水質要求符合生活飲用水標準。特殊生產用水是指直接構成某些產品組分的用水和鍋爐用水。這些用水應符合《生活飲用水標準》基礎上進一步處理。理論上，一般優(yōu)先考慮自來水。根據工廠的一些生產要求，還需部分采用地下水，保證水質的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　5.2 供電系統(tǒng)</b></p><p>　　供電設計的基本原則：本設計工廠生產季節(jié)性強，負荷變化

64、大，所以采用兩臺變壓器供電，以保證生產順利進行；本設計工廠主生產車間的用電負荷較大，所以變電設施和配電設施應盡量靠近主生產車間；做好建筑防雷和電器安全措施，電器設備應做好保護接地；變配電設備的容量和面積要留有一定發(fā)展余地，以適應食品廠機械化水平的不斷提高；生產車間水汽大、濕度高，應對供電管線及電器采用必要防潮措施，防止發(fā)生事故。因為生產過程中耗電巨大，電衡算基本上只考慮生產設備用電，其他生活基本用電之作粗略估算。</p>

65、<p>　　車間配電的基本要求：車間總配電裝置應該設在一單獨小間內，分配電裝置和啟動控制設備要能防水汽，防腐蝕，并應盡可能集中于車間的某一場所。對于原料和產品經常變化的車間，還應多留供電點，以便于設備的調換或移動，機械化生產線則設專用的自動控制箱，為全廠提供穩(wěn)定的電流，并且統(tǒng)計各工段的用電情況。另外供電系統(tǒng)要和當地供電部門一起商議確定，并符合國家有關規(guī)程，確保安全可靠，運行方便，經濟節(jié)約。</p><p&g

66、t;<b>　　5.3 供汽系統(tǒng)</b></p><p>　　鍋爐房的位置要求：應設在生產車間污染系數最小的上側或全年主導風向的下風；盡可能靠近用汽負荷中心；有足夠的煤和灰渣堆場；與相鄰建筑物的間距應符合；防火規(guī)程安全和衛(wèi)生標準；鍋爐房的朝向應考慮通風采光防曬等方面的要求[4]。 </p><p>　　食品工廠使用蒸汽主要集中在生產車間，根據相關要求，使用時

67、需要適當減壓，以確保用汽安全。生產車間用汽主要是利用水蒸氣作為熱源，用于加熱氣流干燥所用空氣。用汽量按單位產品耗汽量定額來估算，每噸果蔬脆片成品工藝用汽耗量為16噸，果蔬脆片原料利用率約A=0.75t/h，果蔬脆片生產車間蒸汽消耗量16A＝12t/h。</p><p><b>　　鍋爐的額定容量計算</b></p><p>　　全廠生產最大蒸汽耗用量Q1=12t/h；

68、全廠生活最大蒸汽耗用量Q2=5t/h</p><p>　　鍋爐房自用蒸汽量Q3 =2t/h； 網管最大蒸汽熱損失Q4=3t/h</p><p>　　鍋爐的額定容量Q＝1.2（Q1＋Q2＋Q3＋Q4）=26.4t/h </p><p>　　由于食品工廠生產季節(jié)性較強，用汽負荷較大，為了適應這種情況，工廠選定額定容量為15 t/h 的鍋爐2臺，以滿足生產需求。

69、全廠每天用汽量約為300噸，全年按250天計算，全年耗氣量總計約7.5萬噸。</p><p><b>　　5.4 制冷系統(tǒng)</b></p><p>　　食品工廠制冷系統(tǒng)的設置主要是對原輔料及產品起貯藏保鮮作用。人工制冷采用氨壓縮制冷，因為氨具有良好的熱力性質，且易容易爆有毒，要特別注意系統(tǒng)的密封性，防止其對食品污染造成安全事故。食品工廠的各類冷庫的性質均屬于生產性冷庫

70、，不同商業(yè)配送型冷庫，其容量要圍繞生產的需求要求來確定。 </p><p>　　表5-2 冷 庫 容 量 要 求</p><p>　　Table 5-2 The cold storage capacity requirement</p><p><b>　　5.5 采暖通風</b></p><p>　　采暖與

71、通風設備的設計內容包括:車間或生活室的冬季采暖，車間的夏季空調或降溫，設備或工段的排氣和通風以及某些物料的風力輸送。這樣可以改善工人的勞動條件和工作環(huán)境。關于采暖方面的要求：按國家規(guī)定，凡每年日平均溫度≤5℃的天數為90天以上的地區(qū)應集中采暖。按照《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》的規(guī)定進行。采暖方式：食品工廠的采暖方式有熱風采暖和散熱采暖等幾種，一般按車間單元體積大小來定。小單元體積的地方，采用散熱器采暖方式。大單元體積的地方，采暖用的熱媒一般

72、為蒸汽或熱水，蒸汽的工作壓要求在200kPa左右。通風與空調的基本要求：首先要優(yōu)先考慮自然通風，其次使用人工通風，最后空調車間的溫度濕度要求按照相關標準進行。</p><p><b>　　6 輔助部門設計</b></p><p><b>　　6.1 中心試驗室</b></p><p>　　中心試驗室的職能是對產品和有關原

73、料進行衛(wèi)生監(jiān)督和質量檢查，確保這些原材料和最終產品符合國家食品衛(wèi)生法律、法規(guī)和有關部門頒發(fā)的質量標準或質量要求。檢驗對象一般有：原料檢驗、半成品檢驗、成品檢驗、鍍錫薄板及涂料的檢驗、其他包裝材料檢驗、各種添加劑檢驗、水質的檢驗及環(huán)境監(jiān)測等。</p><p>　　中心試驗室的組成一般是按檢驗項目來劃分的，它分為感官檢驗室、物理檢驗室、化學檢驗室、空罐檢驗室、精密儀器室、細菌檢驗室及儲藏室等。檢驗項目一般有：感官檢驗

74、、物理檢驗、化學檢驗及微生物檢驗。中心試驗室的大型用具主要有雙面化驗臺、單面化驗臺、支撐臺、通風櫥等。一般儀器有普通天平、分析天平、水分快速測定儀、干燥箱、恒溫箱、電爐、生物顯微鏡等。此外中心試驗室還設有研發(fā)部，設置研發(fā)部是為了保持工廠生產的創(chuàng)新能力，為本廠開拓新的市場作努力，從而獲得理想的經濟效益[5]。</p><p>　　6.2 工廠運輸設計</p><p>　　由于運輸設備的選型，

75、與全廠總平面布局、建筑物的結構形式、工藝布置及勞工生產率密切相關，因此本設計將工廠運輸列入設計范圍，并作為生產機械化和自動化的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　廠外運輸：通過公路或鐵路，原料采用大卡車或火車運送，并要采用冷卻措施。</p><p>　　廠內運輸：指車間外廠區(qū)的各種運輸。由于廠區(qū)內道路相對窄小、轉彎多，要求運輸設備輕巧、靈活、裝卸方便，使用各種平板車或手推車，升降式手推車等[1

76、2]。</p><p>　　車間運輸：車間運輸與生產流程往往融為一體，工藝性很強。車間內的物料流動大部分呈水平流動，根據要求，采用各種平板車或手推車，帶式輸送機等。</p><p>　　6.3 工廠倉庫設計</p><p>　　本廠主要倉庫有原料倉庫，成品倉庫和包裝材料倉庫。庫內應通風良好、干燥、清潔,并具有良好的防蠅防鼠設施。地面用水泥鋪砌，庫內經常清掃和消毒。堆

77、放原材料不得過于密集，必須離地面墻壁0.3米以上。各種原材料應分類貯存，定期測定水分、溫度。各種原料標明入庫日期，做到先進先用。本廠的物料流量較高，原材料，包裝材料和成品這三種物料，其總量就約等于成品凈重的6至9倍，這些物料在工廠的停留時間盡量不要超過7天。為了確保食品衛(wèi)生安全，還要求防塵、防潮，低溫的環(huán)境。</p><p>　　7 工廠衛(wèi)生環(huán)境工程</p><p>　　7.1 工廠環(huán)境

78、衛(wèi)生</p><p>　　廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生基本要求：廠區(qū)周圍不得有能污染食品的不良環(huán)境；工廠生產區(qū)和生活區(qū)要分開，生產區(qū)建筑布局要合理；廠區(qū)要有合理的綠化面積，道路平坦無積水，主要通道用水泥或石塊鋪砌，防止塵土飛揚；工廠污水應處理后才能排放，排放水質應符合國家環(huán)保要求；廠區(qū)廁所應有沖水、洗手設備和防蠅設施。地面要易于清洗消毒，并保持清潔。</p><p>　　車間設備環(huán)境衛(wèi)生基本要求：車間面

79、積須與生產能力相適應，便于加工生產順利進行；車間入口處設有感應式吸收清洗設備及消毒措施，車間的天墻壁、門窗應涂刷便于清洗、消毒并不易于脫落無毒淺色涂料；車間內光線充足，通風良好，地面平整整潔，有洗手消毒、防蠅防鼠的措施；必須設有與車間相連接的，與生產人數相適應的更衣室、廁所和休息室；車間生產廢棄物每班必須定時清除，并清洗干凈，更衣室、廁所、車間參觀走廊等公共場所必須經常清掃、清洗、定期消毒[5]。</p><p>

80、;<b>　　7.2 廢物的處理</b></p><p>　　廢物的處理主要包括廢水處理和廢渣處理，處理過程中主要考慮的是如何做到科學環(huán)保，實現廢物的循環(huán)再利用，具體的處理辦法見下表。</p><p>　　表7-1 廢 物 處 理</p><p>　　Table 7-1 The waste treatment method

81、</p><p><b>　　7.3 綠化工程 </b></p><p>　　綠化與環(huán)境保護有著十分密切的關系，植物能夠凈化空氣，使污染的空氣變得干凈和新鮮，有些植物具有能夠吸收一定量的有害氣體，吸滯灰塵，吸收空氣中的放射物質，減弱噪聲和凈化污水等功能。利用植物的凈化能力來減輕和防止污染可以節(jié)省治理污染的費用，同時還起到美化環(huán)境的作用，因此，搞好綠化工作對保護環(huán)境有著

82、十分重要的意義。對食品工廠來說，綠化可以起到美化廠區(qū)，凈化空氣，調節(jié)氣溫，阻擋風沙，降低噪聲，保護環(huán)境等作用，從而改善工人工作的勞動條件。食品廠的四周，特別是靠馬路的一側，應有一定距離的樹木組成防護林帶，起阻擋風沙，凈化空氣，降低噪聲的作用。種植的綠化樹木，花草，要經過嚴格選擇，食品廠內不栽種產生花絮，散發(fā)種子和特殊異味的樹木花草，以免影響產品質量。一般來說，選用優(yōu)先選用綠樹，其他的樹種可以酌情考慮。</p><p&

83、gt;　　綠化的基本注意要點：要充分發(fā)揮綠化的抗污染和美化環(huán)境的雙重作用；重視篩選樹種工作；綠化要有規(guī)劃；要年年擴展繁殖更新升級；專業(yè)隊伍管理和群眾動手結合[5]。</p><p><b>　　8 技術經濟分析</b></p><p>　　技術經濟分析，就是對不同技術方案的經濟效果進行計算、分析和評價，并在多種方案比較中選用最優(yōu)方案。本設計只對全年產品方案的各項基本指

84、標進行相關分析，并粗略的計算回收期。</p><p><b>　　8.1 消耗類指標</b></p><p>　　建筑工程各項費用A1總計：工廠總面積為10000 m2，單位建筑費用定為每平方米600元，則總費用為：A1＝10000×600＝600萬元</p><p>　　購置設備器具費用A2總計：總費用約500萬元，詳情見主要設備清

85、單</p><p>　　安裝工程費A3總計：總費用約為設備投資的2%，即：A3＝500×2%＝10萬元</p><p>　　其他建設費用A4總計：A4＝90萬元</p><p>　　那么，A＝A1+ A2+ A3+ A4＝1200萬元</p><p>　　綜上所述，若以A表示投資指標，則方案本身投資為1200萬元</p>

86、<p><b>　　8.2 效益類指標</b></p><p>　　年生產總費用的計算：</p><p>　　原料： 平均價格×總用量 = 0.24萬元/噸× 2500噸＝600萬元 </p><p>　　包裝： 包裝袋用量×單價=200萬個×1元/個 + 8萬個×2元/個=216

87、萬元 </p><p>　　用水： 耗水量×水費單價＝50萬噸×1. 0元/噸＝50萬元</p><p>　　用電： 耗電量×電費單價＝50萬度×0.6元/度＝30萬元 </p><p>　　用汽： 耗汽×蒸汽費單價＝7.5萬噸×20元/噸＝150萬元 </p><p>　　工資：

88、管理人員數×年薪 + 生產人員數×年薪+ 其他人員數×年薪</p><p>　?。?×10萬+ 14×5萬+ 60×4萬 + 40×2萬＝450萬元 </p><p>　　稅收： 年銷售額×稅率＝3200×20％＝640萬元</p><p>　　貸款利息：年貸款×利率

89、＝1000萬元×8％＝80萬元</p><p>　　其他費用：其他費用總計約84萬元 </p><p>　　綜上所述，年生產總費用總計約2300萬</p><p><b>　　綜合分析：</b></p><p>　　年純利潤= 年銷售額－生產總費用－固定成本 = 3200－2300－500 =400

90、萬元</p><p>　　銷售利潤率：銷售利潤率= 年純利潤÷年銷售額= 400÷3200×100%=12.5%</p><p>　　投資回收期：投資回收期＝固定資產總投資÷年純利潤</p><p><b>　?。?200÷400</b></p><p><b>

91、;　?。?年</b></p><p>　　8.3 盈虧平衡點分析</p><p>　　盈虧平衡點計算公式：</p><p><b>　　Q*=</b></p><p>　　Q*───盈虧平衡點的產量值</p><p>　　P ───單位產品價格（交稅后的價格）</p>

92、<p>　　Cv───單位產品變動成本值</p><p>　　Cf───固定成本值</p><p>　　P＝2560×（1－6%）/500=4.81萬元/噸</p><p>　　Cv＝1000/500=2.00萬元/噸</p><p>　　P－Cv＝4.71－2.00=2.81萬元/噸</p><p&g

93、t;<b>　　Cf＝500萬元</b></p><p>　　Q*＝＝500/2.81＝178噸</p><p>　　E＝Q*/Q年＝178/500＝35.6%</p><p>　　圖8-1 盈 虧 平 衡 圖</p><p>　　Fig 8-1 The balance of profit and loss r

94、equirement</p><p>　　備注：橫坐標表示年產量（噸），縱坐標表示金額（萬元）</p><p><b>　　綜合分析：</b></p><p>　　從盈虧平衡點可以看出，該項目產品投產后，產量達到設計生產能力的35.6%（178噸）時就可以保證不虧損。</p><p>　　經營安全率(η)分析：年利潤為4

95、00萬元，年固定費用為500萬元</p><p>　　經營安全率：η＝400/900=44.4%</p><p>　　所以可以認為該項目經營安全（只要η>30%就認為安全）。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 張德生，艾啟俊主編,蔬菜深加工新技術[M]，化學工業(yè)出版社

96、，2008：99-250</p><p>　　[2] 陳從貴，張國治主編食品機械與設備[M]，東南大學出版社，2009：304-308</p><p>　　[3] 孔凡主編，真食品真空冷凍干燥技術應用前景[J] ，制冷，2004</p><p>　　[4] 雷諾斯，趙瑋主編，果蔬脆片加工技術[J]，中國果蔬，2005</p><p>　　[5

97、] 張國農主編，食品工廠設計與環(huán)境保護[M]，中國輕工業(yè)出版社，2010</p><p>　　[6] 陳邵軍，林昇清主編，食品進出口貿易與質量控制[M]，科學出版社，2008：99-250</p><p>　　[7] 蔣愛民，趙麗芹主編，食品原料學[M]，東南大學出版社，2007：57-97</p><p>　　[8] 牛廣財，姜橋主編，果蔬加工學[M]，中國計量出

98、版社，2009：149-155</p><p>　　[9] 徐成海，真空冷凍干燥技術的國內外動態(tài)[J]，通用機械，2005</p><p>　　[10] 秦紅平主編，真空冷凍干燥技術的設備與工藝[D]，合肥工業(yè)大學，2006：99-250</p><p>　　[11] 高福成，鄭建仙主編，食品工程高新技術[M]，中國輕工業(yè)出版社，2009：99-117</p&

99、gt;<p>　　[12] 劉學文主編，食品科學與工程導論[M]，化學工業(yè)出版社，2007：79-92 </p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　大學四年，我學到了很多，也成熟了的很多。這份畢業(yè)設計就像達到頂峰的波浪，代表著后面的海洋。如果說我是這道波浪，那么我的良師益友就是大海，我對他們懷有深深的感激之情，沒有他們的支持，就

100、沒有今天的畢業(yè)設計。首先我要感謝我的指導老師王世清，多虧他的細心指導和幫助，我才能順利完成畢業(yè)設計，感謝王老師為我創(chuàng)造了選擇的空間，希望大學生活能在彼此的記憶中留下美好的回憶。其次我要感謝我的爸爸媽媽、兄弟姐妹和所有的老師們。你們給予我指導，激發(fā)了我尋找真理的熱情，鼓勵我把挑戰(zhàn)變成前進的墊腳石。在許多有遠見的朋友的幫助下，這份畢業(yè)設計才得以問世。我要感謝員楓多日來給予我的支持，他為設計的題目出謀劃策。感謝魔術師梁睿對這份設計堅定的支持和