食品工厂课程设计年产2万吨茶饮

电子科技大学毕业设计（论文）年产2万吨茶饮料工厂设计学院名称学院名称专业名称专业名称学生学号学生学号学生姓名学生姓名指导教师教授姓名助理指导老师老师姓名202X年X月目录第一章总论第一节设计依据和范围第二节设计原则第三节建筑规模和产品方案第四节项目进度建议第五节主要原辅料供应情况第六节厂址概述第七节公用工程和辅助工程第二章总平面布置及运输第一节总平面布置第二节工厂运输第三章劳动定员第四章车间工艺第一节工艺流程及相关工艺参数第二节物料衡算第三节车间设备选型配套明细表第五章管道设计第一节管道计算与选用第二节管道附件与选用第三节管路布置第六章项目经济分析第一节产品成本与售价第二节经济效益第三节投资回收期第一章总论一、设计依据和范围设计依据1.1.1茶饮料的功效世界卫生组织调查了许多国家的饮料优劣情况，最终认为：茶为中老年的最佳饮料。经科学测定，茶叶含有蛋白质、脂肪、10多种维生素，还有茶多酚、咖啡碱、和脂多糖等近300种成分，具有调节生理功能，发挥多方面的保健和药理作用。由于茶具有防止人体内固醇升高，有防治心肌梗塞的作用，茶多酚还能清除机体内过量的自由基，抑制和杀死病原菌。此外，一般茶还有提神、消除疲劳、抗菌等作用。茶饮料还可以净化水质，减少放射性物质对人体的伤害。因此，在当前自然环境污染严重的情况下，特别是在城市居住的人们，更应该喝茶。1.1.2茶饮料行业的现状根据AC尼尔森的一项调查，发现最近几年，中国茶饮料发展速度超过300%，是所以饮料类别中增长最快的。2002年，茶饮料全国市场渗透率达32.6%，仅次于碳酸饮料和包装水饮料。从人均消费量来看，2000年中国人均茶饮料仅0.3公斤，如果与日本人均年饮用量的20到30公斤计算，我国茶饮料还有50倍以上的成长空间，即使从我国目前人均10公斤的饮用消费量来看，我国茶饮料的市场容量至少为1300万吨，而目前我国实际产量还远远低于这个数字，而且目前的销售还仅仅集中在重点城市，因此，在未来至少三年内仍处于成长的快车道，而要达到其成熟期可能还需要五年以上。此外，当前我国着重调整饮料产品结构，降低碳酸饮料的比例，重点发展果蔬汁饮料、植物蛋白饮料和茶饮料等产品，未来茶饮料、果汁等健康饮料将是中国饮料市场发展的必然方向。故本次设计投产建立年产2万吨茶饮料加工厂，设计主要以国内饮料生产技术为基础，结合国内外先进生产工艺设备，参考有关文献资料，应用CAD技术，严格按照国家行业标准、GMP、HACCP、QS等要求来完成初步工艺设计以及全厂设计。1.2设计范围项目设计范围包括：配电室，食堂，职工宿舍，原料库，成品库，生产车间，检修间，办公楼，锅炉房，门卫室，活动中心，停车场等，在总平面布置图上可以全面反映。二、设计原则2.1总平面设计原则1、食品工厂总平面设计，布置务必紧凑合理，节约用地。2、应符合工厂生产工艺的要求。3、绿化布置和环保设计绿化布置。4、主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离。5、避免物料往返运输。6、必须满足食品工厂卫生要求和食品安全要求。7、厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度。8、厂区建筑物间距应按有关规范设计。9、厂区各建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地址、地形、和水文等自然条件。10、相互间有影响的车间，尽量不要放在同一建筑物里，但相似车间应尽量放在一起，提高场地利用率。2.2厂址设计原则1、符合国家方针政策，行业布局，地方规划等。符合社会主义市场经济发展的长远规划，充分利用西部大开发的政策优势。2、具有充足可靠的水源，年降水量为1000mm，地下水质符合国家“生活饮用水卫生标准”。3、具有良好的卫生环境，厂区周围没有有害气体，粉尘和其他扩散性污染源，不受其他烟尘及污染源影响（包括传染病污染源，污染严重的河流下游）。4、具有方便的交通运输条件。西临陇海铁路，便于产品的运输。2.3车间设备配置原则1、要有总体设计的全局观点，在满足车间特殊要求的同时还必须从车间在总平面图上的位置满足整体设计要求。2、必须满足工艺上各方面的要求，保证工艺流程通畅，加工运输方便，生产周期短。3、必须考虑生产及劳动保护。4、车间设备的布置应根据工艺流程的先后顺序最好采用一定形式的线式流水线布置方式。5、各设备要与生产能力相匹配，利于加工设备在生产线上相匹配，注意设备的先进性、经济性，工作可靠性，同时利于产品改型及扩大生产规模.6、各生产环节的机械与设备应做到上下左右相互呼应，尽量保证工艺流程在水平方向和垂直方向的连续性。7、物料的输送应尽量减少其提升次数。8、车间中吞吐原料和成品的设备，要配置在车间内的通道或靠近车间大门的附近。9、相同或同类型设备应尽可能集中排列，以便于集中管理。10、应尽量留有设备更新，升级的余地。2.4重点环节设计原则2.4.1生产用水工厂的生产用水，水压和水温均应满足生产需要;水质应符合GB5749的规定。如需配备贮水设施，应有防污染措施，并定期清洗、消毒。不与产品接触的冷却用水、制冷用水、消防用水、蒸汽用水等非饮用水必须用单独管道输送，不得与生产(饮用)用水系统交叉连接，或倒吸入生产用水系统中。这些管道应有明显的颜色区别。蒸汽用水直接或间接用于加工产品的蒸汽用水，不得含有影响人体健康或污染产品的物质。2.4.2厂区道路厂区路面应坚硬(如混凝土或沥青路面)无积水。停车场及其他场地的地面为混凝土。其他地带应绿化，应有良好的排水系统。2.4.3通风照明生产车间应安装通风设施，及时排出潮湿和污浊的空气。排气时应使车间内的空气流向合理，不得使污浊空气流向清洁区。通风口应装有易清洗、耐腐蚀的网罩。工厂应有充足的自然照明或人工照明。厂房内照明灯具的光泽应尽量不改变被加工物的本色;亮度应能满足工作场所和操作人员的门常工作需要。吊挂在乳品上方的灯具，必须装有安全防护罩。2.4.4废水、废气处理工厂必须设有废水、废气处理设施。排放的废水和废气必须符合国家环境保护的规定。排水系统应能承受最大的排水负荷不得污染供水系统。2.4.5车间设备生产车间内接触产品的设备、工器具和容器，必须采用无毒、无异味、抗腐蚀、易消洗、易消毒的材料制作;表面应光滑，无凹坑、裂缝，不得使用竹木工器具和容器。所有生产车间的设备、工器具的结构、固定设备的安装位置都应便于彻底清洗消毒。CIP系统应先用清水冲洗(水温一般小超过45℃)，然后使用洗剂或消毒剂。同时应经常检查冲洗器的喷嘴，以保证洗涤剂或消毒剂均匀喷洒。2.4.6更衣室、厕所等设施饮料加工车间必须设有更衣室、厕所、淋浴室、休息室。这些场所应灯光明亮、通风良好、洁净，门窗不得直接开向车间。饮料加工车间的洗手设施。在苹果酱加工车间的适当位置，应设有非手动的冷、热水洗手设施以及用于干手的热风吹干器或一次性纸巾。使用一次性纸巾应配有废纸贮存箱。关键工序应有消毒剂。洗手设施的下水管应经水封通入排水管，以防废水外溢。2.4.7包装、贮藏及运输包装材料必须符合《中华人民共和国食品卫生法(试行)》第四章的规定;使用前须经严格检验。贮存包装材料的仓库必须清洁，井有防尘、防污染措施。包装操作必须在无污染的条件下进行。包装时应防止产品外溢或飞扬。包装容器的表面必须保持清洁。所有包装容器上必须压印或贴符合GB7718规定的标签。成品的贮藏和运输条件应符合GB5410中4.14.4的规定。贮藏期间应定期检验产品的卫生指标，保证安全卫生。三、建筑规模和产品方案3.1设计规模建设年产成品茶饮料20000吨的生产线一条，每年可加工生产出红茶10000吨，绿茶10000吨。日产量约为68t/d,每年生产时间为300天（除去各种假期），旺季一天两班，淡季一天一班，每班八小时制。3.2产品方案3.2.1此项目产品产量年产20000t成品茶饮料，具体各产品产量如下表一：产品方案的确定产品 月份产品123456789101112红茶√√√√√√√√绿茶√√√注:打√的为旺季,每天两班,其余为每天一班3.2.2产品执行标准食品企业卫生审查标准标准规定了饮料厂生产设计与设施、原料、生产过程、品质管理、生产人员、成品贮存与运输等方面的卫生要求。

本标准适用于以水、水果、蔬菜包括可食的根、茎、花、叶、果实，食用菌，食用藻类及蕨类、果肉、糖类、香精香料、液体二氧化碳以及其他食品添加剂为原料，生产碳酸饮料、果汁及果汁饮料、蔬菜汁及蔬菜汁饮料、含乳饮料、乳酸菌饮料、植物蛋白饮料、茶饮料、固体饮料、特殊用途饮料和其他饮料的工厂。茶叶应符合GB9679、GB/T13738.2.GB/T13738.4或GB/T14456的规定其他原辅料应符合GB/T10791 《中华人民共和国食品卫生法》，《工业企业设计标准》（TJ36—79），食品质量安全保证体系：HACCP体系。四、项目进度建议项目的进度大体建议为：2015年8月成立招商项目筹备组2015年10月完成项目可行性研究2015年11月完成为项目实施作准备的道路2015年12月招商逐步实施，一步步解决生产线的瓶颈工程2015年12月底完成招商实施2016年下半年起实现设计能力达产目标，年产量20000t具体项目设计实施进度如表所示：项目进度建议表时间设计单位筹建单位施工单位2015-11-30设计修改施工图纸征地、设备材料购置，签定施工合同施工安装预算，施工组织2015-12-20预算，并分批交付资金施工安装准备设计开工准备2016-3-20选派工地代表配合施工配合施工开工建设2016-12-20试车考核，竣工验收生产准备工作人员培训单项工程验收，调试，生产主管部门验收，移交生产五、主要原辅料供应情况5.1原料的供应陕西陕南地区有着丰富的茶资源，因此在原料选择方面，我们可直接选用陕西当地茶叶，产品主要原料为红茶和绿茶，加工红茶时，原料以夏茶为佳，春秋茶为次，绿茶要选择四月茶叶最佳。作为企业的主要的加工原材料，茶叶的供应来源采用“企业+农户”的供销模式，以企业为龙头，与农户在平等、自愿、互利的基础上签订经济合同，明确各自的权利和义务及违约责任，通过契约机制结成利益共同体，企业向农户提供产前、产中和产后服务，按合同规定收购农户生产的产品，建立稳定供销关系的合作模式。5.2辅料的质量要求其他生产所用原辅料，应当按照国家标准，从相关的化工试剂公司或生物能源公司购买。具体质量要求如下：白砂糖：应符合GB317.1中优级品或一级品和GB13104的规定。水：应符合GB/T10791中4.1条的规定。山梨酸：应符合GB1905－1980的规定。柠檬酸：应符合GB1987-86的规定。柠檬酸钠：应符合GB6782-86的规定。山梨酸钾：应符合GB13736－1992的规定。维生素C(抗坏血酸)：应符合GB14754－1993的规定。食用色素、增稠剂、香精等其他辅料：应符合GB/T10791的规定。六、厂址概述项目厂址选择在杨凌国家农业高新技术产业示范区，陇海铁路、西宝高速公路、西宝中线二级公路三条大动脉贯穿全区，交通极为便利。此外示范区地势平坦，工程基础条件良好，周围没有污染源等不利于建厂的环境因素。同时杨凌地区正处于建设阶段，具有较好的发展前景及社会经济效益，在相关政策上能够争取得到支持。七、公用工程和辅助工程7.1公用工程7.1.1给水排水(1)厂区给水压力一般采用0.25-0.3MPa;对要求有更高给水压的生产和消防用水，采用局部增压措施;(2)厂去给水系统宜设置水塔，蓄水池等，宜调节水量;(3)生产用水尽量循环使用。循环水的给水泵宜采用自灌式吸水。循环水必须有水质稳定和灭菌除藻措施;(4)消防用水应满足厂区火灾延续时间内消防用水量的要求;(5)厂区排水应采用污水，雨水分流制系统;(6)各种生产设备的排空管不应与污水管直接连接，应留初步小于150mm的隔断空隙;(7)生产车间室内地面排水宜采用地漏，也可用明沟;(8)设置水封井可隔断污浊气体，还可防止嶂螂，鼠类等进入车间。7.1.2电力(1)为维持正常生产，采用高压双电源供电;(2)通常备用电源与电网不并列运行，在变压器高压侧与低压侧装设隔离开关，必要的电气连锁和机械连锁，并进行严格的操作规程来保证运行安全;(3)每个车间或部门分别安装电度表;(4)厂区线路宜采用架空线路和埋地电缆相结合的敷设方式，以实用为主，适当兼顾美观;(5)远方控制的电机，应在现场被控设备旁装设紧急停车开关，并能解除远方控制。7.1.3仪表及自动控制(1)仪表及自动控制系统的设计，应满足生产要求，提高产品质量和经济效益，并确保运行安全可靠;(2)仪表及自动控制系统的自动化程度英语工艺流程及设备的要求相适应;(3)仪表控制装置的集中，必须与生产设备的操作要求相适应，还要考虑当控制系统发生故障时能够进行操作;(4)就地清洗装置的自动控制系统应采用带阀位反馈信号触头的自控阀门，并连接安全连锁电路，防止误操作而发生事故;(5)气动阀选用气开式或气关式，应根据控制系统发生事故时，生产装置处于安全状态。7.1.4动力(1)自建锅炉房设计，应以煤为原料，安供需可能，选用就近煤种煤质;(2)锅炉供热参数的选择应能满足生产用热和合理用热的要求;(3)锅炉的台数设一台;(4)气动设备用气，应为经气液分离的净化压缩空气;自控仪表用气，应是无油，干燥，洁净的压缩空气。空气压缩机宜设两台，其中一台备用;(5)靠近热电供应地点，所需电力、蒸汽等应有可靠来源。7.1.5采暖通风(1)采暖通风设计主要是生产车间，辅助车间以及与生产有关的生活福利设施的采暖，通风和空气调节;(2)采暖通风设计除满足生产要求外，还应考虑节约能源，改善劳动条件及环境保护;(3)采暖热媒应采用热水;(4)进排风的气流组织，应尽量避免将含有大量蒸汽的空气流入作业地带。7.1.6节能(1)必须采用合理用能的先进工艺，选择性能较好，效率高，能耗低的机电设备;(2)应以部门，车间为单元，有条件的宜以工段为单元装设能耗计量仪表;(3)用热应优先考虑采用区域集中供热或地区热电站供热;(4)建筑设计应妥善确定各建筑物体形，朝向和围护结构，充分采用自然光源和自然通风，减少人工照明，采暖通风和制冷的能耗;(5)选用板式或套管式热交换器，以选用双效或多效浓缩装置等低能耗生产设备;(6)生产用水应尽量重复使用;(7)变电所和配电间位置应接近用电负荷中心。宜选用低损耗变电器等节能型电气设备。配电系统应装设补偿电容器，提高工效因数，降低无功损耗;(8)优先选用节能型光源和高效率灯具，降低照明电耗;(9)优先选用可节约生产能耗的自控仪表。7.2辅助工程7.2.1中心实验室中心实验室的主要责任为根据市场调研结果，开发出市场需要的产品，同时密切注意正在生产的产品的质量变化，改进工艺，保证产品质量，使企业保持良好的市场竞争力。7．2.2品控中心品控中心又称为检验部门。它的职能是对产品和有关原料进行卫生监督和质量检查，确保这些原材料和最终产品符合国家食品卫生法律、法规和有关部门颁发的质量标准或质量要求。品控中心的组成一般是按检验项目来划分的，它分为感官检验室、物理检验室、化学检验室、空罐检验室、精密仪器室、细菌检验室（包括预备室、即消毒清洗间、无菌室、细菌培养室、镜检室等）及储藏室等。品控中心的任务可按检验对象和项目来划分。检验对象一般有：原料检验、半成品检验、成品检验、镀锡薄板及涂料的检验、其他包装材料检验、各种添加剂检验、水质的检验及环境监测等。检验项目一般有：感官检验、物理检验、化学检验及微生物检验等。7.2.3机修车间食品工厂的设备有，定型专业设备、非标准专、比设备和通用设备。机修车间的任务是制造非标准专业设备和维修保养所有设备。维修工作量最大的是专业设备和非标准设备的制造与维修保养。由于非标准设备制造比较粗糙，工作环境潮湿，腐蚀性大，故每年都需要彻底维修。7.2.4仓库(1)原料仓库茶饮料的生产所用的原辅料不多，从生产周期的角度考虑，只要有5天的储备量即可。原辅料中茶叶占面积最多，就旺季考虑每天用。物料一般堆放2.5m。因此，所有原辅料占地面积大概为300m²。(2)包装材料仓库包装材料的存放期可为一周，根据每天的产量，每天需用0.5L的塑料瓶约140万个，纸箱约6000个。堆放高度为2.5m。塑料瓶可放在纸箱里一起存放，尺寸约为400×300×200（mm）。因此，此仓库的面积大概为75m²。(3)成品仓库饮料成品库的存放时间一般为7～10天，本厂规定为7天。一箱成品的规格约为400×300×200（mm）。堆放高度为2.5m。因此，仓库的面积大概为125m²。7.2.4全厂生活设施此处所指的全厂性生活设施包括办公室、更衣室、食堂、浴室、厕所等。7.2.5办公楼办公楼应布置在靠近人流出入口处，其面积与管理人员数及机构的设置情况有关。车间办公室应设在车间内，且满足采光、通风、隔声等要求。第二章总平面布置及运输2.1总平面布置原则平面布置形式：采用区带式布置形式；竖向布置形式：建厂处地势平稳采用平坡式布置形式；总厂区面积是10545平方米，产区占4768平方米。2.1.1基本要求(1)总平面布置宜根据生产、防火、卫生、安全、施工等要求，结合地形、地势、气象等自然条件，全面地、因地制宜地布置厂区建筑物、构筑物、露天堆场、运输路线、管线、绿化及美化设施，为生产和职工生活创造良好条件；(2)应按任务书要求，结合周围环境，力求布置紧凑合理，做到节约用地。并根据生产特点和产品发展需要，正确处理近期和远期工程关系，使近期建筑物、构筑物布置适当集中，并考虑扩建的可能性；(3)生产车间(即主车间)应在工厂的中心，其他车间、部门及公共设施均需围绕主车间进行排布；(4)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。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；(5)动力设施应接近负荷中心；(6)生产区(各种车间和仓库)和厂前区(传达室、化验室、办公室等)分开；(7)生产车间应注意朝向，保证阳光充足，通风良好；(8)合理确定建筑物、构筑物的室内地坪标高，室内外高差应不小于0.15米；(9)生产车间与城市公路之间有一定的防护区，一般为3050米，中间最好有绿化地带阻挡尘埃污染；(10)根据生产性质不同，动力供应、货运周转和卫生防火等应分区布置。(11)总平面中要有一定的绿化面积，但又不宜过大；(l}厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，一般厂区道路应采用水泥或沥青路面，以保持清洁。(13)厂区各建筑物布置也应合理利用地质、地形和水文等自然条件；(14)成品间应接近入口，运煤出渣不宜穿越生产区，而应另设出口。2.1.2总体要求突出主题，服务工艺。合理利用地势，教室土方工程量。力求布置紧凑，整齐美观。组织好物流、人流路线。立足本期工程，兼顾未来发展。管线的布置应该满足卫生、安全和走向规范的要求。2.1.3主要建筑物和构筑物2.1.3.1建筑结构规定(1)应根据当地施工条件和材料供应情况，采用技术先进，经济合理，安全可靠，施工方便的结构形式，设计中必须注意节约用料；(2)生产方便清洗，地面宜设计排水坡度位1%-1.2%；(3)在结构设计中，为方便车间清洁卫生工作及车间防霉，应避免在车间内出现过多的阴角及凹凸不平处。2.1.3.2主要建筑物和构筑物布置要点主车间、原料库、成品库布置形式：采用集群型组织布置布置特点：1.原料成品的输送线路较短。 2.采光、通风、防火性能差。2.1.4辅助建筑(1)变电房1.不宜远离主车间。2.应便于高压线引入，应避开尘源、热源(2)机修间应设在主车间附近，主要负责处理生产过程中的设备故障及维护，随时注意设备运行情况，保证设备正常运行，并定期进行大修；(3)办公楼 1.应在厂前区2.应在生产区上风方向。3.应避开噪音干扰。4.应有绿化和其他的公用措施（如客户接待处，各部门的办公室等）。(4)化验室1.可在行政楼内也可独立在楼外。2.应避开灰尘的污染和振动的干扰。3.应该有比较合理的位置堆放仪器。（5）食堂1.应避开污染源。2.应便于职工用食，满足全员的就餐位置3.便于下水排放。2.2工厂运输(1)厂外运输本厂的厂外运输有:原料运送至生产车间；用车将成品运送至各销售网点或港口；用卡车将煤运送至锅厂内运输。本厂的厂内运输炉房，并运走煤渣；用卡车将包装材料运至各包装材料库。(2)主要为用电瓶叉车堆码运送成品。(3)厂内道路厂区路面采用混凝土地面，以城市型道路标准施工。停车场在大门口附近，方便进出。主干道宽6m,其他支干道为5宽，道路交叉口处设计成圆角布置，最小曲率半径：双车道7米，单车道9米。2．3厂区绿化绿化具有美化厂区、净化空气、调节气温、阻挡风沙、降低噪音、保护环境、改善工人劳动条件的功用。食品厂绿地率一般要求在20-35%之间，绿化植物不产生花絮、散发种子和特殊气味，以防污染食品。第三章劳动定员3.1生产人员定员表职位技术人员管理人员合计原料采购314原料处理车间314生产车间15318标准化车间516成品包装426成品入库314合计339423.2辅助人员定员表职位每班定员轮休合计门卫112成品库325质检员213车间品控224机修工325锅炉工112司机325园丁112炊事员314食堂819浴室112合计2815433.3厂办人员定员表序号职位定员合计1厂长112副厂长223办公室444销售10105生产管理336物质供应447人事228实验室229公关3310研发处3311质检处3312财务处2213后勤部44总计41第四章车间工艺一、工艺流程及相关工艺参数1.1茶饮料生产工艺流程如图所示：茶叶处理水→加热→浸提→过滤→离心分离→调配→过滤→冷却→过滤→超高温杀菌→灌装封盖→PET→吹瓶成型→PET瓶→冲瓶倒置保温→冷却→贴标→喷码→装箱→封箱→编码→成品仓库贮存1.2工艺流程及操作要点：1.2.1原辅料的质量要求（1）茶叶的质量要求茶叶是茶饮料生产中最为重要的原料之一，其品质对茶饮料品质有着至关重要的影响。应选择香气纯正浓郁，外观色泽良好的当年茶叶或新茶，且蛋白质、淀粉、果胶等大分子物质的含量较低的茶叶为宜。（2）生产用水质量要求严格控制生产用水水质，茶饮料、浓缩茶汁或茶粉的用水，都需使用RO水，一般电导率≤10μS/cm，添加少量抗淀粉剂络合部分金属离子。（3）茶饮料用糖的质量要求一般要求选用炭化糖作为茶饮料用糖，应符合GB317-2006《白砂糖》之规定。茶饮料中的糖浆要求经过硅藻土过滤，对质量较差的糖，最好采用活性碳进行脱色处理。（4）食品添加剂及原料要求食品添加剂应符合GB2760-2007《食品添加剂使用卫生标准》之规定。所有原料必须是经相关部门人员检验合格后方可使用。1.2.2.原料处理（1）原料茶为了提高浸提效率，浸提前应将茶叶切细，一般将茶叶的粒径控制在40-60目即可。若茶叶的粒径过大，则茶叶中的活性成分不易溶出；若粒径过小，则给后续的过滤工艺增加难度。（2）水处理使用自来水进行浸提不仅会影响茶汤的色泽、滋味，还会使茶饮料中产生茶乳，因而最好使用去离子水进行茶饮料的加工。1.2.3.浸提浸提是将热水加入茶叶中，使茶叶中的各种可溶性成分溶出，使茶叶中可溶物与不可溶物的分离过程，也称之为茶汁萃取。经浸提后含有各种茶叶可溶性化学成分的溶液，称之为浸出液。浸提温度一般为80～95℃，时间不超过20min。1.2.4.过滤浸提完毕后需要出去茶水中的一些茶渣等，在此处本厂选用的是震动筛网过滤器。1.2.5.冷却，离心过滤茶水浸提完毕需要冷却，这样茶水中的茶乳酪会沉淀析出，再经离心过滤将其去除，以保证茶水色泽清亮。1.2.6.溶糖和调配调配主要是将精滤后的茶汁调至适当的浓度、PH值，并按照品质类型的要求加入糖、香精等必要的香味品质改良剂。在茶饮料中，咖啡碱和可溶性固形物含量相对较小，因而通常以茶多酚含量作为主要指标。根据茶汁中茶多酚的量来计算需加水的量，配置成小样，在测定PH值和可溶性固形物含量，评价其感官品质，而后可按小样的配比进行具体操作。最后根据茶汁稀释的总体积，加入抗坏血酸0.03%～007%，在用碳酸氢钠调整PH值至6～6.5左右。加入的抗坏血酸可防止杀菌破坏茶饮料的香味。溶糖采用的是热溶糖，溶糖温度是80℃，采用自动溶糖设备。同时，在调配时应注意各辅料添加顺序，一般柠檬酸是最后加入，防止因形成不溶性酸沉淀物而导致最终产品中产生絮凝物。1.2.7.精密过滤在调配完毕后需要经过精密过滤，以去除茶饮料中的杂质，使饮料色泽清亮透明，达到良好的感官要求。本厂选择中空纤维过滤器，过滤精度可达2～10μm。1.2.8．UHT杀菌UHT杀菌流程：供料→缓冲→预热→杀菌→保持→冷却本工序采用的设备:UHT列管式杀菌机，工艺参数是129℃，6s。杀菌注意事项：杀菌参数设置，包括杀菌温度，充填温度，杀菌流量，杀菌时间等，严格按照红茶、绿茶饮料的研发标准执行。UHT杀菌机的检查，主要是管道的连接方式，管道有无渗透等，确保杀菌效果。1.2.9.倒瓶杀菌在灌装完毕后，还要对产品进行倒瓶杀菌，以杀灭瓶盖以及瓶口内部的细菌。在杀菌完毕后，茶水的温度高达90℃以上，如此高的温度足以杀灭一些常见的细菌，因此倒瓶杀菌不需要格外加热，只需要利用茶水本身的温度即可。1.2.10.喷淋冷却倒瓶杀菌完毕的产品需要进行喷淋冷却，使其温度达到40℃左右，否则温度太高不利于包装以及运输。工艺参数汇总表溶糖80℃浸提茶水比1:60，80℃，15min粗滤80℃冷却冷却到40℃调配40℃，PH值6.0～6.5UHT杀菌先预热到90℃，然后加热到129℃，保持6s灌装97℃倒瓶杀菌95℃冷却40℃二、物料衡算产品 月份产品123456789101112红茶√√√√√√√√绿茶√√√注:打√的为旺季,每天两班,其余为每天一班2.1班产量的确定2.1.1本设计为年产量20000t2.1.2本设计实际生产天数25×12=3002.1.3产品合格率按98.5%，则实际年产量为：20304.6t20000÷98.5％＝20304.6(t／年)2.1.4平均日产量：67.68t/d20304.6÷300=67.68t/d2.2红茶饮料物料衡算2.2.1班产量计算由公式q=，已知总物料量为10000t，旺季班次为2，时间为（25×9）天，淡季班次为1，时间为（25×3）天，K为损耗率，约为94.5%，代入公式可算得：q=10000/(25×9×2+25×3×1)/0.945≈20.2[t／(班·日)]2.2.2班产20.2吨的红茶饮料物料衡算红茶饮料配料表（按1t来算）红茶茶叶蔗糖蛋白糖抗坏血酸钠红茶香精NaHCO3调配用水NaCl18.5kg210kg0.07kg0.25kg0.04kg0.25kg695kg0.05kg班产20.2吨的红茶饮料物料衡算373.7kg4242kg1.42kg5.05kg0.81kg5.05kg14039kg1.01kg2.3绿茶饮料物料衡算2.3.1班产量计算由公式q=，已知总物料量为8000t，旺季班次为2，时间为（25×3）天，淡季班次为1，时间为（25×9）天，K为损耗率，约为94.5%，代入公式可算得：q=10000/(25×3×2+25×9×1)/0.945≈28.2[t／(班·日)]2.3.2班产28.2吨的绿茶饮料物料衡算绿茶饮料配料表（按1t来算）绿茶茶叶蔗糖蛋白糖抗坏血酸钠绿茶香精NaHCO3调配用水NaCl18.5kg210kg0.07kg0.25kg0.04kg0.25kg695kg0.05kg班产28.2吨的绿茶饮料物料衡算521.7kg5922kg1.98kg7.05kg1.13kg7.05kg19599kg1.41kg2.4水衡算2.4.1生产用水（1）萃取用水W1(萃取时茶叶：水=1:60)平均日产量：67.68t/dW1=67.68×18.5×60=75124.8kg(2)调配用水W2=67.68×695=47037.6kg(3)UHT杀菌机用水W3(UHT杀菌机用水25t/h,冷却水40t/h)W3=（40+25）×8=520t(4)清洗地面用水W4根据实际测定，1t水约克冲地面40m2,茶饮料厂每班冲洗一次。整个车间面积约为500m2,W4=500÷40=12.5t（5）锅炉用水W5锅炉生产能力为5t/h,主要用来提供蒸汽，所以用水量W5=5*8=40t2.4.2消防用水W6消防用水一般为15L/s，当发生火灾时，储备的消防用水应该满足1小时的用水量，即15×3600×1=54000L=54t2.4.3生活用水根据实际估算，一天生活用水约为W7=5t故每天全厂总用水量W=W1+W2+W3+W4+W5+W6=75.12+47.03+520+12.5+40+54+5=753.65t2.5电衡算：2.5.1生产用电：本次设计的工厂里大部分机械都是用电的，只有少部分是用蒸汽。其中用电的设备主要包括：设备名称数量单台功率KW总功率KW砂棒过滤器10.550.55离子交换器13.53.5紫外线灭菌器14040双联过滤器14.24.2溶糖系统155调配罐22.24.4UHT瞬时杀菌机13030CIP清洗系统14.54.5管式分离机236洗灌封三合一机14.54.5瓶口翻转杀菌机12.552.55喷淋冷却机122.522.5套标机133缩标机133饮料泵80.372.96清水泵70.251.75总计138.41主要设备的总功率约为138.41KW，按照每天2班来计算，每班8h，则设备的总功率为2214.56KW。2.5.2照明用电在照明方面，全厂的道路每隔10m单向设置一盏路灯，总共设置的路灯数为63盏，因为考虑到实际安装时的需要，将路灯数调整为70盏。路灯选用功率为每盏50W，路灯照明时间为6.5h，则路灯的总功率为22.75KW生产车间照明使用碘钨灯。碘钨灯的光效高、亮度大、结构紧凑，使用寿命较长。大面积车间的照明灯具的开关宜分批集中控制。由于车间内使用蒸汽较多，因此应考虑潮湿措施，且灯具应配备防爆装置。车间内照明时间以一班6h计，二班10h计，三班18h计，进行电衡算时以三班工作时间计。其他对光线要求不严格或不需光线太强的工段照明时间以每天8h计。生活辅助间如食堂、机修室照明时间以每天6h计。建筑物名称面积（m2）照明用电（W/m2）耗电量（kW）照明时间（h）耗电量（kW·h）前处理车间21681.7281831.104暂存间3660.216183.888包装车间308123.6961866.528理瓶车间7280.5761810.368水处理车间724.80.3456186.2208原辅料暂存库1442.00.28882.304白糖暂存库362.00.07280.576空瓶储存室1442.00.28882.304成品暂存室1322.00.26482.112走道1362.00.272184.896CIP362.00.07280.576配电室362.00.07280.576控制室3680.28882.304化验室36150.5484.32男女更衣室723.00.21681.728包材库10082.02.016816.128原材料库3002.00.86486.912辅料库1502.00.86486.912成品库2252.06.048848.384锅炉房482.00.43283.456办公室4008.02.304818.432食堂1508.00.57663.456浴室303.00.07280.576厕所183.00.054100.54机修间362.00.07260.432动力车间722.00.14460.864门卫183.00.054100.54总计282.7248则全厂每天的用电量为2214.56+22.75+282.7248=2520.0348KW约为2520KW2.6用汽量估算需要用蒸汽的主要设备是溶糖设备、热水制造系统和UHT瞬时杀菌机。根据物料衡算，在溶糖阶段，采用自动溶糖系统，依据最大班产量计算，每小时溶糖需要的蒸汽用量是20.93㎏。在浸提阶段，采用立式热虹吸式重沸器加热水，依据最大浸提班产量，所需要的蒸汽量是每小时502.3㎏。在UHT瞬时杀菌阶段，采用UHT瞬时杀菌机杀菌，依据最大班产量计算，需要的蒸汽量是每小时744.2㎏。则所选择的锅炉应该要满足每小时的最大班产量。20.93+502.3+744.2=1267.43㎏/小时三、车间设备选型3.1主要设备选型的总体原则设备实际与选型的任务是在生产工艺计算的基础上，确定车间内所有工艺生产设备的型号、台数和主要尺寸等。据此，开始进行生产车间布置设计，并为后期的非工艺等设计项目打好基础，同时也为设备的制作和采购提高材料。3.1.1工作可靠性原则生产过程中，任何一台设备的故障将或多或少的影响整个企业的生产，降低生产效率，影响生产秩序和产品质量，因此选择设备时因尽量选择系列化、标准化的成熟设备，并考虑到其性能的稳定性和维修的简便性。3.1.2与生产能力相匹配的原则产品产量是选的加工设备的基本依据；设备的加工能力、规格、型号和动力消耗必须与相应的产量相匹配，并且考虑到停电、机械保养、维修等因素，设备选型应具有一定的储备系数。3.1.3利于加工设备在生产线上相配套的原则要充分考虑到各工段、各流程的合理配套，保证各设备流量的相互平衡，即同一工艺流程中所选设备的加工能力基本一致，这样才能保证整个工艺流程中各个工序间生产环节间的合理衔接，保证生产的顺利进行。3.1.4利于产品改型及扩大生产规模的原则为了维护企业的可持续发展，生产厂家应根据生产的产品品种及生产规模来合理选择设备，注意选用通用性好、一机多用的设备，便于在人们消费、饮食发生变化时对产品进行改型；在产品具有一定消费市场、经济效益较好、流动资金充足时，为了便于扩大生产尽可能选用易于配套生产线的设备。3.1.5设备的先进性、经济性原则质量是企业的生命，设备是质量的保证。设备选型时，应综合考虑其性价比，才能获得较理想的设备。并且在符合投资条件的前提下，应重视科技进步与科技投入，不断引进和吸收国内外最新技术成果和设备，尽可能选择精度高、性能优良的现代化技术装备。3.2主要设备选型主要根据生产的工艺流程以及相关的物料衡算结果来计算设备的生产能力，并进行设备的选型。具体结果见下表：车间设备选型明细表名称型号技术规格数量/台单价/元砂棒过滤器GCQ-XL101型铝合金滤水器流量：1500l/h工作温度：常温大小：（高×内径×厚）:800×500×20mm15000紫外线杀菌器H-UV30流量：3.5t/h功率：40kw外形尺寸：920×63mm工作电压：220v进出口口径：DN25,1"接口方式：外牙l离子交换器X2133运行速度：30m/s树脂用量：85.0L脱盐率：90%大小：（直径×高）：305×2000功率：3.5kw11850管式分离机GFLB105-B生产能力：1300L/h电机功率：3kw外形尺寸：(长×宽×高)：11800×600×1558mm设备质量：500kg115000板框式过滤机GL30滤片：30流量：1.5~2t/h大小：(直径）150mm28000双联过滤器CW345最大工作压力：0.25MPa外形尺寸：(长×宽×高)：1030×350×1087mm设备质量：77kg功率：4.2kw14500CIP清洗系统CIP-3功率：4.5kw电压：380v外形尺寸：2800*1500*1800mm1150000溶糖锅RT--W167进气口直径：20mm公称容积：400L外形尺寸：(长×宽×高):1340×1220×140016000清水泵XDS-500-350-5501IA流量：Q60~7200m3杨程:8~59m功率：0.2571500饮料泵XD卧式多级泵功率：0.37kw流量：1.6m3/h81800卧式贮水罐N5-58外形尺寸：700×2060(mm)2100UHT杀菌机TH-180产能18m3/h功率：30kw蒸汽：3000kg/H水：25t/h380000RCGN系列热灌装冲灌拧一体机RCGN16-12-6生产能力：4000b/h冲瓶用水:800kg/h耗气量：0.1m3/L功率：4.5kw总重量：2500规格:2300×1500×2100mm1100000翻转式瓶口杀菌机YLSJ-B200生产能力:300-36000瓶/小时杀菌时间:根据产品要求而定链带速度:4.5-25m/min功率：2.55kw130000连续式喷淋冷却机MR1A150蒸汽压力：0.4MPa外形尺寸：(长×宽×高)：21000×2600×1985mm设备重量：4000kg功率：22.5kw155000冷却塔KYJL600加热面积：2,5㎡工作压力：150KPa公称容积：600L外形尺寸：(长×宽×高):1700×1500×130014700调配罐YD-TPG容积：300L罐体直径：600mm搅拌桨转速：36~72r/min功率：0.75~1.5Kw25000贮罐HQ-1250容积：1250L大小：直径：1100mm4800浸提罐港特利容积：1000L电压：380V该设备贮液溶器，由摆线针行星减速器、搅拌桨和物品蓝、温度计、压力表、安全阀等组成。22000全自动纸箱一片式裹包机XS101A生产能力:300-36000瓶/小时生产能力：500瓶/分钟；有效面积：（长×宽）1700×200mm外形尺寸：(长×宽×高)：18000×26001×1750mm功率：3.5kw120000第五章管路设计管路系统是食品工厂设计生产过程中必不可少的部分，蒸汽，水，压缩空气，真空，煤气以及流体物料等，都要用管路来输送。所以管道布置是否合理，不仅关系到建设指标是否先进合理，而且也关系到生产操作能否正常进行以及厂房各车间布置的整齐美观等问题。一、选择管道材料常见介质的适用管材介质名称介质参数适用管材备注压缩空气<1.0MPa无缝钢管DN65以下可用焊接钢管煤气<1.0MPa无缝钢管冷却水0.1~0.4MPa镀锌焊接钢管纯水不锈钢管也可用无毒塑料罐热水镀锌焊接钢管不锈钢管食品物料不锈钢管酸性物料用耐酸不锈钢管蒸汽冷凝水焊接钢管凝结水回收时应用镀锌焊接钢管下水硬聚氯乙烯管不锈钢管酸碱辅料不锈钢管酸类用耐酸不锈钢管CIP洗液不锈钢管接仪表用压缩空气钢管二、选择介质的流速和管径在设计时，当选用的流速过小时，则需要较大的管径，管材用量多，投资费用大，因此在确定管径时，应该选用适当的流速。根据工业长期实践的经验，找到了不同介质较为适合的常用流速。管道内介质输送常用流速介质名称管径流速/(m/s)自来水主管3×105Pa(表压)支管3×105Pa(表压)1.5~3.5冷冻水DN15~18DN50以上蛇盘管0.5~1.00.8~2.0<1.0压缩空气<DN5010~15离心泵吸入管（水类液体）排出管（水类液体）0.7~1.02.5~3.0饱和蒸汽DN15~20DN25~32DN40DN50~80DN100~15010~1515~2020~2520~3025~35注：1.自来水总管管径按照生产车间高峰时期的耗水量计算，每班耗水260t，则水耗为260/8=32.5t/h，按照10%--20%的误差计算的，得到Qmax=35t/h，故选用ø76×2.5的水管。2.蒸汽总管额定蒸汽温度193℃，额定蒸汽压力1.25Mpa，蒸汽流量2t/h，流速取25m/s，得管内径为50mm，外以矿质棉包裹隔热保温。三、确定管道连接方式管道与管道间，管道与设备间，管道与阀门间，设备与阀门间都存在一个连接的方式问题，有等径连接，也有不等径连接。要根据管材，管径，介质的压力，性质，用途，设备或管道的使用检修情况，进行管道强度的校核。管道的连接方式包括螺纹连接，法兰连接，焊接连接，承插连接，沟槽连接等。四、选择阀门和管件介质在管内输送过程中，有分，合，拐弯，变速等情况。为了保证工艺的要求与安全，还需要各种类型的管件和阀门。根据设备布置情况及工艺安全的要求，选择合适的弯头，三通，异径管，法兰等管件和各种阀门。五、绝热形式，绝热层厚度及保温材料的选择根据管道输送介质的特性及工艺要求，选定绝热的方式：保温，加热保护或保冷。然后根据介质温度及周围环境的温度，通过计算或查表确定厚壁温度，进而通过计算，查表或查图确定绝热层厚度。根据管道所在的环境，管道的使用寿命，取材的方便及成本等因素，选择合适的保温绝热材料。六、管道布置首先根据生产流程，介质的性质和流向，相关设备的位置，环境，操作，安装，检修等情况，确定管道的敷设方式……明装或暗设。其次在管道布置时，在垂直直面的排布，水平面的排布，管间距离，管与墙的距离，管道坡度，管道穿墙，穿楼板，管道与设备相连等各种情况，要符合各种规定。以下为管路计算结果：6.1总进水管采用镀锌管，查表取流速1.8m/S,d=1.128≈79mm总进水管径选为DN80。6.2蒸汽管道采用碳钢管，查表取流速25m/s,根据车间的最大耗汽量，选用总蒸汽管径为Dg50。6.