产年1万吨玉米汁工厂工艺设计-本科毕业设计

四川理工学院毕业设计年产100000吨玉米汁饮料工厂工艺设计四川理工学院生物工程学院四川理工学院学士学位设计摘要本设计以玉米汁饮料工厂工艺设计为重点，其中又以玉米清液生产车间工艺设计为主体，并对辅助部门提出各种要求作为非工艺设计的依据。主要从以下方面展开设计：（1）分析了玉米汁饮料的现状、存在问题及发展前景。（2）确定了玉米汁饮料的产品方案。（3）对玉米汁等生产工艺进行了论证和选择，完成了玉米汁的物料计算，装置等设备选型计算，对水、电、汽用量进行了估算。（4）对玉米汁饮料生产车间工艺布置进行了设计，对车间建筑、采光、通风、卫生设施提出了要求。（5）在饮料生产中引入了HACCP质量控制体系，对冻库、原料接收站、化验室等部门进行了初步设计。（6）利用计算机绘制了工厂相关设计图纸。关键词：玉米汁，工厂设计，工艺设计，车间设计四川理工学院学士学位设计TechnologicalDesignofaQuick-Frozen-FoodPlantwithanAnnualCapacityof100000TonsABSTRACTThegraduationdesignlaystheemphasisontechnologicaldesignofSoftdrinks,thedesignofworkshopsisitsmaincontents,thedesignrequirementsanddataaboutotherauxiliarydepartmentareputforwardasthenon-technological-designfoundation.Themaindesignaspectsfromthefollowing:（1）ThestatusofCornjuice,problemsanddevelopmentprospectsareanalyzed.（2）ProductschemesofCornjuicearedemonstrated.（3）TheproductionprocessofCornjuicedumplingisselectedanddemonstrated.Thematerialbalancingofquick-frozendumpling,selectionandcalculationofequipmenttypesarecompleted.Water,electricityandsteaminworkshopsareapproximatelycalculated.（4）ThetechnologicallayoutofCornjuice,workshopbuildings,lightingandventilation,hygienicfacilitiesareinitiallydesigned,andtherequirementsareproposed.（5）HACCPisappliedtoproductionofsoftdrinksdumpling.Thecoldstorage,receivingstationofrawmaterials,laboratoryareinitiallydesigned.（6）Thegenerallayoutgraph,planelayoutgraph,processdiagramaredrawnusingacomputer.KEYWORDS：Cornjuice ，plantdesign ，technologicaldesign ，workshopdesignII四川理工学院学士学位设计目录第1章绪论 11.1概述 11.2食品工厂设计的意义 21.3食品工厂设计的要求 51.4食品工厂设计的原则 51.5食品工厂设计的范围和内容 6第2章厂址选择与总平面设计 82.1厂址选择的原则 82.2总平面设计 12第3章乳品工厂工艺设计 153.1产品方案及班产量 153.2产品生产工艺流程与论证 173.3生产物料衡算 193.4热量衡算过程的说明 223.5设备选型 253.6企业人员编制 283.7生产车间工艺布置 30第4章食品质量与安全 354.1食品工厂卫生规范 354.2食品的HACCP管理 364.3食品卫生对工厂设计的要求 39第5章辅助部门设计 425.1原料验收 425.2实验室设计 425.3仓库及物流设计 435.4全厂土建面积 435.5机修车间 465.6生活设施的设计 46第6章公共系统设计 50第7章 全厂土建部分 511四川理工学院学士学位设计7.1厂区建筑面积的确定 517.2厂区道路 527.3总平面布置几个技术指标 52第8章 公共系统设计 54参考文献 55致谢 562四川理工学院学士学位设计第一章绪论1.1概述玉米汁饮料是国内首创的新产品，是以玉米为原料，利用生物工程技术加工而成的一种新型天然饮品，这种饮料，外观澄清亮如啤酒，带有一股谷物的清香。玉米中富含维生素E、卵磷脂、谷氨酸，对人体有健脑、抗衰老的良好作用，多吃玉米制品，有明显强身效果。特别是酒醉后，喝甜玉米汁会比喝果汁饮料感觉更舒适。玉米，亦称“玉蜀黍”、“包谷”、“包芦”、“珍珠米”等。据考证，玉米原产于南美洲。7000年前美洲的印第安人就已经开始种植玉米。由于玉米适合旱地种植，因此西欧殖民者侵入美洲后将玉米种子带回欧洲，之后在亚洲和欧洲被广泛种植。大约在十六世纪中期，中国开始引进玉米，十八世纪又传到印度。到目前为止，世界各大洲均有玉米种植，其中北美洲和中美洲的玉米种植面积最大。玉米是世界上4种粮食作物之一。也是人类最主要的粮食之一，千万年来伴随人类的进化与发展，发挥着重要的作用。但是近几十年来，被视为粗粮的玉米逐渐退出人类的餐桌，饲料成了玉米的主要用途。但玉米是高产作物，饲料行业，玉米淀粉行业，玉米制糖行业等加在一起也无法根本消耗每年大量收获的玉米。我国入世后国外的玉米大量涌入国内，进一步冲击着玉米市场。多年来，玉米深加工一直是我国各地玉米产区迫切需要解决的问题。食品和饮料行业，被认为是解决玉米深加工问题的重要出路之一。1.1.1玉米利用概述就玉米利用而言，大体经历了作为人类口粮、牲畜饲料和工业生产原料的三个阶段。（1）人类口粮人类口粮粮消费占玉米总消费的比重大约在5%左右，但是随着时代的发展，这个比例有逐步降低的趋势。玉米是三大粮食品种之一，为解决人类的温饱问题起到很大作用。时至今日，玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品：在“玉米的故乡”墨西哥，“国菜”玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多，人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用；在发达国家和地区，玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用；在某些贫困国家和地区，玉米依然是人1四川理工学院学士学位设计们廉价的裹腹之物。（2）饲料消费饲料消费是玉米最重要的消费渠道，约占消费总量的 70%左右。该项消费可以看作是生活水平和人口数量随时间变化的一个函数： 在人们生活水平提高初期，恩格尔系数较高，人们对肉、蛋、禽、奶的强劲需求拉动了畜牧业和饲料业的大发展，导致饲用玉米需求大幅度增加，成为玉米增产的主要动力；在生活达到一定水平后，恩格尔系数下降，对肉、蛋、禽、奶等的需求将保持平稳，此时饲用玉米消费将仅与人口数量成正比。（3）工业原料作为工业原料使用也是玉米消费的主要渠道。玉米不仅是 “饲料之王”，而且还是粮食作物中用途最广，可开发产品最多， 用量最大的工业原料。以玉米为原料生产淀粉，可得到化学成份最佳， 成本最低的产品，附加值超过玉米原值几十倍，广泛用于造纸、食品、纺织、医药等行业。以玉米淀粉为原料生产的酒精是一种清洁的“绿色”燃料，有可能在21世纪取代传统燃料而被广泛使用。库存亦是玉米需求的一种形式。处于粮食安全的考虑，各国总要储备一些粮食。世界玉米库存量一般占消费量比重的20%左右。近年来我国玉米库存约600～700万吨。1.1.2世界玉米利用现状玉米利用总的情况是在工业发达国家用作饲料的比例大，而在发展中国家用作口粮的比例大。随着全世界畜牧业的大发展，饲料工业得以迅速发展，全世界饲料用玉米需求呈现增长趋势。在发展中国家表现为工业饲料消耗玉米增加，同时采用传统方式喂饲畜禽的饲料玉米消耗亦在增加。在发达国家和地区表现为大量的玉米原粮被加工为工业饲料。从全世界耗用玉米趋势看，近15年来，无论是发展中国家还是发达国家其用作饲料的玉米都逐年增加，用作口粮的数量在减少，用作工业原料和食品加工的玉米在增加。以我国为例：90年代前期，饲料工业和畜牧业迅速发展，1993年，饲用玉米消费量达到6200万吨，占玉米总消费量的67%，1995年该项指标迅速达到77%，玉米总消费增量几乎全部由饲用玉米消费增量体现。80年代全世界用作工业饲料的玉米2.64亿吨，用作口粮的玉米0.66亿吨，用作工业原料的玉米0.44亿吨。进入90年代，上述三个指标分别为3.52亿吨、0.59亿吨、0.56亿吨。2四川理工学院学士学位设计1996年美国生产工业饲料耗用玉米 12700万吨，占玉米总产量的53%。欧洲地区消费饲料玉米6600万吨，中国生产工业饲料耗用玉米3498万吨，日本消费玉米1662万吨，巴西生产饲料耗用玉米1520万吨，法国饲料用玉米1326万吨，韩国饲料用玉米 852万吨。美国的玉米产量占全世界总产量的 40%。纵观几十年来美国的玉米市场消费趋势可见，50年代美国的玉米产品用作饲料的占 85.7%，工业原料、食品占8.08%，出口占5.17%；60年代饲料用玉米占81.76%，工业原料、食品占8.23%，出口占12.38%；70年代饲料占66.02%，工业原料、食品占8.77%，出口占25.21%；80年代至90年代初，用作饲料的玉米占59.36%（12237万吨），用作工业原料、食品占11.65%（2401万吨），出口占28.63%（5902万吨）。由此可见，在美国虽然用作饲料的玉米比例在下降， 但饲料仍是消耗玉米最多的产业， 出口量增加迅速，用作工业原料和食品加工的玉米消费量较为稳定。我国改革开放以来随着畜牧业的大发展， 人民生活水平的提高，玉米工业的发展，玉米已成为粮食、饲料、工业原料和出口商品的多用途作物。我国的玉米消费是80年代口粮比例占38%，消费玉米2588万吨，饲料用玉米占48%（工业饲料和传统饲料），消耗玉米3269万吨，出口占11%，出口玉米749万吨，工业原料和食品加工占3%，耗用玉米205万吨左右。进入90年代，人们直接消费的玉米比重在下降。全国口粮消费玉米大约占玉米总产量的 19%，消费玉米量约为 1870万吨；玉米作为饲料消费在我国有两种情况。一是加工生产成配合饲料。我国近年配合饲料产量约4800万吨，按60%比率折算，年消耗玉米2880万吨。二是传统的把玉米直接用于饲料的消费。在农村中，主要是把玉米直接作饲料喂饲大牲畜、猪和家禽。据专家估计，这种传统的饲喂方式每年估计消耗玉米3500万吨左右，这两项每年消费玉米约6380万吨，占玉米总产量的68%。玉米是重要的工业原料，也可加工成精制的玉米食品。 我国目前用于工业原料和食品工业的玉米大约占玉米总产量的 5%左右，年消耗玉米 250万吨左右。我国1990～1994年平均出口玉米 820万吨，占玉米总产量的 8%左右。1995年之后又转向大量进口玉米。近10年来，我国玉米消费趋势是用于生产配合饲料的玉米数量猛增，用于口粮的玉米逐年减少，用作工业原料和食品加工的玉米增长缓慢，从玉米出口国变为玉米进口国家。1.1.3我国玉米利用新趋势3四川理工学院学士学位设计年代以来，我国开始重视并发展玉米深加工工业，先后引进技术和设备，兴建了一批生产规模在10万吨以上的玉米深加工企业。吉林省实施了“百万吨玉米深加工工程”，把玉米深加工工业作为支柱产业。吉发集团与港商合资建立的一个公司年加工玉米能力已达到40万吨，成为亚洲最大的玉米加工企业。尽管我国玉米深加工工业已取得初步进展，但比照世界先进国家，仍有很大差距。以吉林省为例：1979年到1998年，吉林省粮食加工转化量由159万吨增长到600万吨（包括禽畜过腹和饲料加工用粮440万吨），年均增长23万吨，同期，吉林省玉米主产量却由903万吨增长到2506万吨，年均增长84万吨。二者比较，前者只是后者的28%，产量远大于耗量。与美国等国的玉米深加工产品已达4000多种，产值上千亿美元相比，差距明显。而我国玉米饮料、变性淀粉、果葡糖浆等生产刚刚起步，酒精产量也不高，玉米深加工前景十分广阔。西方国家曾经走过一段过度追求食品精制的道路，结果导致了糖尿病，心脏病，心脑血管疾病，结肠癌等多种富贵病患者的数量以惊人的速率增长。人们认识到，长期食用细粮会给人体健康带来许多不利影响。目前世界各国由重新重视玉米食品对增强人体健康的功效，并重新流行食用玉米。但由于玉米口感比较粗糙，减弱了相当一部分人群对它的兴趣。世界各地都在考虑如何把粗糙的玉米加工成口感比较好的食品或饮料，以增强它对市场和消费者的吸引力。玉米中富含维生素E、卵磷脂、谷氨酸，对人体健脑，抗衰老有良好作用此设计就是源于玉米强大的保健功能和目前国内乃至世界市场玉米深加工产品玉米汁饮料强大的消费市场设计的。1.2 食品工厂设计的意义食品工厂设计是综合性、实践性很强的毕业环节题目。工厂设计是政治、经济、技术紧密结合的，综合性很强的一门科学技术，除了要求我们具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、步骤、内容、设计的规范标准、设计的经济等内容的要求能熟练掌握和运用，只有这样才能完成有关的设计任务。毕业设计的任务是：①了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌握基本建设的工作程序、内容、设计范围分工。②了解和熟悉工厂设计的有关规范标准以及技术经济和概算等内容和要求。 ③熟悉工厂设计的主要成果——设计说明书和图纸的有关内容、特点、表示方法、规范和标准等知识。④了解工艺设计在总体设计中的地位和作用， 及其与公用工程设计的关4四川理工学院学士学位设计系。⑤理论与实践相结合，既巩固和扩大理论知识，又锻炼实践应用，提高解决实际问题的创新能力。总的说来一句话：是食品生产的基本条件，是食品卫生、安全、质量的物质保证。不管是新建、改建、扩建一个厂，还是进行新工艺，新技术和新设备的研究，都需要进行设计，而且是第一步所必需做的，所以是生产的基本条件，而且设计先不先进，合不合理，还是食品卫生安全和质量的保证， 与以后工厂的效益和兴旺密切相关。1.3 食品工厂设计的要求（1）经济上合理，技术上先进。投产后，产品在质量和数量上均能达到设计所规定的标准。食品工厂建设的先进性反应着一个国家的经济和科学技术发展的水平，也反应着人民生活水平的高低，而食品工厂的先进性则首先决定于工厂设计的合理性，在日常生活中，我们经常会发现，许多刚刚建成的食品工厂，由于在设计上存在严重缺陷，致使无法正常生产，尚未投产就不得不进行返工或改造，还有一些食品工厂，由于在设计上缺乏前瞻性，投产一两年就不得不进行大范围的改造，使大量的人力和物力浪费，还延误了宝贵的生产时间，造成了经济上的巨大损失，由此可以看出，食品工厂设计在食品工业发展过程中有着及其重要的地位和作用。（2）在三废治理和环境保护方面必须符合国家的有关规定。与其它类型工厂的基本建设一样，三废处理的措施恰当与否，关系到产品质量和环境保护的问题，必须予以十分重视。这也是现代食品企业的最基本要求。（3）尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。同时考虑到食品生产的季节差异性。1.4 食品工厂设计的原则（1）符合经济建设的总原则：精心设计、投资省、技术新、质量好、收效快。（2）设计技术经济指标达到或超过国内同类工厂平均先进水平为宜。（3）积极采用新技术，力求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。5四川理工学院学士学位设计（5）食品类工厂还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。1.5 食品工厂设计的范围和内容其范围涉及到建筑、经济、机械、环保、地理、气象、市场营销等学科领域，所有一切都以食品为基础，食品技术人员是总设计师，向其它专业技术人员提出要求，其它专业技术人员按食品工艺要求来分别进行设计，各专业人员应相互配合，密切协作，共同完成食品厂的设计任务，要求设计者随时掌握各相关学科的动态及本学科的新知识、新技术，将国内外新的科学成果在设计工作中得到体现。工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分。所谓工艺设计，就是按工艺要求进行工厂设计，其中又以车间工艺设计为主，并对其他设计部门提出各种数据和要求，作为非工艺设计的设计依据。1.5.1 工艺设计食品工厂工艺设计的内容大致包括：全厂总体工艺布局；产品方案及班产量的确定；主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；物料计算；设备生产能力的计算、选型及设备清单；车间平面布置；劳动力计算及平衡；水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算；管道布置、安装及材料清单；施工说明等等。食品工厂工艺设计除了上述内容外，还必须提出工艺对总平面布置中相对位置的要求；对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求；对生产车间的水、电、汽、冷、能耗量的要求；对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要求等。1.5.2 非工艺设计食品工厂非工艺设计包括：总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计，有时还包括设备的设计。非工艺设计都是根据工艺设计的要求和所提出的数据进行设计。 食品工厂工艺设计与非工艺设计之间的相互关系体现为工艺向土建提出工艺要求，而土建给工艺提供符合工艺要求的建筑；工艺向给排水、电、汽、冷、暖、风等提出工艺要求和有关数据，而水、电、汽等又反过来为工艺提供有关车间安装图；土建对给排水、电、汽、冷、暖、风等提供有关建筑，而给排水、电、汽等又给建筑提供有关涉及建筑布置的资料，6四川理工学院学士学位设计用电各工程工种如工艺、冷、风、汽、暖等向供电提供出用电资料，用水各工程工种如工艺、冷、风、汽、消防等给排水提出用水资料。因为整个设计涉及工种多，而且纵横交叉，所以，各工种间的相配合是搞好工厂设计的关键。7四川理工学院学士学位设计第2章 厂址选择与总平面设计正确选择厂址是保障企业生产安全的重要前提。 在进行区域规划、选择厂址时，经常涉及的内容有工程地质条件的优劣， 厂区范围能否适应和满足总平面和安全距离的要求、自然灾害的威胁程度与抵御能力，可能出现的次生灾害， “三废”的处理，与外部的联系及协作等。为此，在选择工厂厂址时，必须统筹兼顾，正确处理局部与整体、生产与安全、重点与一般、近期与远期、原则性与灵活性的关系，尽量满足下列条件。2.1 厂址选择2.1.1 厂址选择的原则 自然条件1．良好的地质条件厂址应选在没有滑坡、断层、泥石流、严重流砂、淤泥、溶洞的区域。另外，对地震多发区、台风袭击区等也应作特别考虑。2．适宜的气象条件气象质料是工厂总平面布置的重要依据之一，也是厂房设计和排水系统设计的主要依据。我国规定每隔10—15年举行气象记录普查。其主要原因包括以下各项：1）温湿度全年平均气温、平均湿度、最热月及最冷月的平均气温、湿度，最高气温与湿度和最低气温与湿度。2）降雨量全年平均降雨量及一次最大降雨量和持续时间。3）冬季积雪情况。4）冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度。5）风玫瑰图及风级表等。6）最高最低气压及全年平均气压等。7）全年日照数、各月日照分布情况等。3．充裕的水源条件工厂的生产区宜布置在江河、湖泊、海岸附近。并应使其位于邻近江河水域的城镇、重要桥梁、大型锚地、船厂等重要建（构）筑物的下游，以避免排放的有害物质对这些设施的污染和损害。8四川理工学院学士学位设计企业的液化烃或可燃液体的罐区邻近江河、 海岸布置时，应采取防止泄漏流入水域的措施。4．防火措施为了防止火势蔓延和爆炸波扩散的危害，石油化工企业与相邻的居住区、工厂或设施，应保持不小于表2-1所规定的防火间距。表2-1企业与相邻工厂或设施的防火间距企业生产区防火间距/m工艺装置或设施相邻工厂或设施居住区、公共福利设施、村庄100相邻工厂（围墙）50国家铁路线（中心线）45厂外企业铁路线（中心线）35国家或工业区铁路编组站45（铁路中心线或建筑物）厂外公路（路边）20变配电站（围墙）50架空电力线路（中心线）1.5倍塔杆高度Ⅰ、Ⅱ级国家架空通信线路（中心线）40通航江河岸边20注：①括号内指防火间距起止点。②当相邻设施为港区陆域、重要物品仓库和堆场、军事设施、机场等，对企业的安全距离有特殊要求时，应按有关规定执行。 技术经济条件（1）原料供应与产品销售选择厂址时应对原料的产地、供应、运输、贮藏（有些品种需要保鲜）及其规格、质量、化学成分等技术经济性状进行调查分析。所选的厂址应尽量接近原料产地，异地原料应保证供应方便，减少运输损失。进厂后需有相应的贮备工艺（贮备量、贮仓面积、贮藏管理等），以保证正常生产，降低原料成本。选择厂址时，一定要以产品品种数量同市场预测紧密联系起来为原则。满9四川理工学院学士学位设计足消费对象区域性的风俗习惯与广泛性的新要求。 把握国内外产品在厂址地区内的销售数量和品种比例等销售动态。 以厂址选择求市场活跃，提高本厂产品声誉与销售利润。2）能源供应电热及燃料供应方便是选择厂址的重要原则之一。首先要对厂址与高压电网的距离、电源设备和电压等情况详细了解， 以便确定输电方式，和厂内变压配电所的位置。3）所选厂址应有足够的场地面积场地面积以利于全厂总平面图的合理布置，符合工厂规模的需要，提高全厂性的技术经济指标，并有一定的扩建余地为原则。对地势凹凸不平，坡度较大的场地,可采用阶梯式面积划片,以便集中布置,提高场地利用系数.根据我国13个新建厂家统计,平均场地利用系数约在66%以上,还有30%以上利用系数,表示其扩增余地.（4）节约用地我国是一个山地多，平原少，人口多的国家，人均可耕地面积大大低于世界平均水平。所以厂址选择必须遵循节约用地的基本建设方针。即尽量选用荒地、劣地、坡地，少占或不占良田。5）交通运输现代化的工厂，以其产品商业化、社会化为特征，没有发达的交通和方便的运输，是很难取得高效益的。方便面厂的运输量很大，所以交通运输要求方便。（6）企业协作与城市规划工业发达的水平标志之一是工业成体系、企业配成套。在确定厂址时，必须有城建规划部门的意见。选择厂址时，还须熟悉附近企业的特点、近期协作的愿望与条件、发展的远景对本厂的影响等，以便相互协作、共同发展。选择厂址既考虑自然条件的选择，又联系到技术经济条件的影响，确实是一项细致而复杂的工作。这两大方面的选择原则应当并重，然而非常理想完善的选择条件是没有的，在实际活动中则应着重于技术经济条件的分析研究，不能过分依耐于自然条件来选择厂址。结合而论，厂址选择的原则可归纳为如下几项：①厂址的位置要符合城市规划（供汽、供电、给排水、交通运输）等要求。②厂的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源。10四川理工学院学士学位设计③具有良好的交通运输条件。④场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。⑤有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。⑥厂址选择要利于三废处理。 厂址选择说明厂址在四川省三台工业经济开发区位于三台县城北侧， 是1993年12月经省政府正式批准为省级开发区，辖区总面积 10.71平方公里，建成主干道路 15条，共20余公里；水、电、气、通讯、有线电视、宽带网络等全面覆盖；学校、医院、酒店等服务设施齐备。区内以工业开发为主，配套发展商贸、房地产等第三产业。现已形成轻纺、丝绸、机械制造、电子产品、食品加工等为主的工业体系。（1）三台县气候宜人，其位于四川盆地中部偏北，海拔高度307－672米，三台县地处北亚热带，气候温和，四季分明，最高气温39.9℃，最低气温－15℃，年平均气温16.7℃，日照1376小时，无霜期283天，降水量882－1134毫米，空气相对湿度79％。（2）三台有丰富的农业资源，是全国的农业大县，耕地面积124.5万亩，林地119.68万亩，有大型水库1座，中型水库2座，小一、二型水库98座，宜于发展粮食和棉花、油料、桑、麻、糖料、水果、蔬菜、药材等经济作物，是全国商品粮基地县，农业总产值和主要农副产品产量列全省20强和全国100强，灌溉水、土壤符合DB51/3361－2003标准。年产小麦15.67万吨，大麦2万吨、花生和油菜籽9.47万吨、玉米20万吨、红薯11万吨、棉花1.26万吨、水果5.82万吨、水产品1.1万吨、麦冬6000吨、蚕茧420万公斤、原竹20万吨，年出栏生猪186弯头、家禽2180万只，胡萝卜、番茄、辣椒、大蒜、榨菜、土豆等蔬菜品种繁多，种植面积较大，并可根据需要调整种养结构，扩大种植面积和产量。（3）三台有着丰富的人力资源，是全国的人口大县，三台县幅员面积2661平方公里，丘陵面积占94.39％，总人口148万，其中农业人口123万，城区面积15平方公里，常住人口20万。4）三台交通便利，三台县位于四川盆地中部偏北，北邻绵阳，南连射洪，西靠中江，东接盐亭。省道绵（阳）渝（重庆）公路和成（都）南（充）公路横贯全境三台是川西北交通枢纽，构成了四通八达的立体交通网络。已通车的三（台）大（英）路、三（台）绵（阳）路、三（台）射（洪）11四川理工学院学士学位设计路、三(台）中（江）路、三（台）盐（亭）路均为一、二级公路，并与成（都）绵（阳）、绵（阳）广（元）高速公路相连，绵（阳）重（庆）高速公路将于近期开工建设，并从县城通过，镇乡公路四通八达。5）三台县有着便利的交通条件，更兼四川“天府之国”的人口大省和四川人生活和消费方式，提供给玉米饮料巨大的销售前景。2.2 总平面设计要求：总平面布置方案的比较及亮点说明。总平面设计是食品工厂设计的重要组成部分， 它是将全厂不同使用功能的建筑物，构筑物按整个生产工艺流程，结合用地形条件进行合理的布置， 使建筑群组成一个有机整体，这样既便于组织生产，又便于企业管理。 总平面设计就是一切从生产工艺出发，研究建筑物、构筑物、道路、堆场、各种管线和绿化等方面的相互关系，在一张或几张图纸上表示出来，这样的设计就叫工厂总平面设计。2.2.1 总平面设计的内容 平面布置1）运输设计：合理组织用地范围内的交通运输线路的布置，即人流货流分开，避免往返交差，布置合理。厂区道路一般采取水泥或者沥青路面，以保持清洁，厂区道路应按运输量及运输工具情况决定其宽度，运输货物道路应与车间间隔，特别是运煤和煤渣的车，一般道路应为环形道，道路两旁有绿化。2）管线设计：工程管网线的设计必须布置得整齐合理，尽量和人流，货流分开，特别是高压线，有些采用走地下通道。3）绿化设计及环保设计：绿地率一般在20%左右较好。4）建筑物的布置设计。 竖向布置竖向布置就是与平面设计相垂直方向的设计， 也就是厂区各部分地形标高的设计，其任务是把地形设计成一定形态，既要平坦又便于排水。2.2.2 总平面设计的基本原则按自然条件和生产功能确定的竖向布置和平面布置原则； 按符合生产、经济合理和安全防护的要求，确定的厂区界址走向、内部分区及各主要单项工程位置。12四川理工学院学士学位设计1）总平面设计应按批准的设计计划任务书和城市规划要求，对建筑布局、方位、道路、绿化、环保等进行综合设计，布置必须紧凑合理，做到节约用地，分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还应考虑工厂扩建的可能，合理预留发展空地。2）对建筑物、构筑物的布置必须符合生产工艺要求。保证生产过程的连续性，互相联系比较紧密的车间，仓库可进行合理组合，建成联合厂房，要求物流线路短捷，运输总量最少，尽量避免往返交叉，合理组织人流和货流，相互间影响的车间不要放在同一建筑物里。3）动力设施应接近负荷中心。4）厂区建筑物间距应按有关规划设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小。5）卫生方面的要求：①生产车间要注意朝向，保证通风良好。②生产厂房应与公路有一段距离，中间设置绿化地带，一般 30~50米。③厕所应与生产车间分开并有自动冲水设施，底楼厕所窗户高度要设计 1.6米以上。④对卫生有不良影响的车间应远离其它车间。⑤生产区和生活区尽量分开，厂区尽量不搞屠宰。2.2.3 工厂总平面布置（1）以生产车间为主体，组建大跨度联合厂房。集原料、包 装材料等仓库及生产加工间、成品库等为一体，既分又合，使物料运输线路最短、管道短捷，达到节约用地，又便于机械化、连续化生产。糖库、糖浆制备间和调配间可在同一平面上布置，也可分层布置并垂直输送至罐装间。2）生活室、办公楼、食堂可设置在主体厂房内、也可独立设置，但需连廊相连，既分开，又联系方便。尤其生活市(更衣、浴，厕)可借助夹层、走道(或参观走廊)使工人流向各工段，避免与物流交叉。3）注意卫生，可采取以下措施：建成全封闭车间；车间入口处设置消毒设施；对污水处理站及其他污染源进行有效隔离，避免污染整体环境。注意货物流量，应该有较宽的主干道和较大回车场地，并设置月台，以便集装箱车装卸物料与成品。月台有 3种形式：月台高出室外地坪 0.90~1.10m，室外地坪向月台倒坡0.90~1.10m，月台高出室外地坪为室内外高差 (一般为0.3m)设置变幅式登车桥。13四川理工学院学士学位设计4）厂区道路一般采用混凝土路面。厂区尽可能采用环行道，运煤出灰不穿越生产区。注意绿化、美化环境。（5）技术经济指标为新建饮料厂建筑系数 30%~40%，土地利用系数50%~70%，绿地率不低于25%。14四川理工学院学士学位设计第3章食品工厂工艺设计食品工厂工艺设计是整个设计的主体和中心，决定全厂生产和技术的合理性，并对建厂的费用和生产的产品质量、产品成本、劳动强度有着重要的影响，同时又是非工艺设计的依据。因此，食品工厂工艺设计具有重要的地位和作用。食品工厂工艺设计的步骤，工艺设计主要是在由原料到各个生产过程中，设计物质变化及流向，包括所需设备的运用。具体步骤如下：1）根据前期可行性调查研究，确定产品方案及生产规模。2）根据当前的技术，经济水平选择生产方法。3）生产工艺流程设计。4）物料衡算。5）选择设备。6）能量衡算(包括热量、耗冷量、供电量、给水量计算)。7）车间工艺布置。8）管路设计。9）其它工艺设计。10）编制工艺流程图、管道设计图及说明书等。3.1 产品方案及班产量3.1.1 产品方案的确定表3.1全年生产安排表产年产班产123456789101112品量量月月月月月月月月月月月月名（t）（t）称甜20000200玉米汁15四川理工学院学士学位设计玉50000157米清液玉30000120米乳液从上表可以看出，每年实际工作日按 250天算，符合国家规定，每周休息一天，天气炎热时每周休息两天， 由于2月份有中国的传统节日春节， 也算是销售淡季可放假，由于该生产车间设备少、 且简单，可以利用工人休息的这一个月做检修，五月份放假 9天，实际工作日 22天，十月份也有法定假日所以工作日按实际21天计算，一月份元旦放假 1天，则为26天，另外清明节、端午节、中秋节均放假一天，因此四月的实际工作日为 25，六月的实际工作日为 21，七月为22天，八月为21天，九月的实际工作日为 21天。旺季6、7、8、9月每班生产477吨，旺季的前2个月和后一个月每班生产 434吨，其余生产月份每班生产 277吨，实际月产量按当月的工作天数乘以日产量，则年产量为100000吨。因为玉米是季节作物，故全年主打产品为干玉米为原料的产品，在玉米产季可以大量生产甜玉米和鲜玉米为原料的产品，也可以采用暂时冻藏鲜玉米。由于玉米汁饮料是功能性饮料，再者人们追求健康的理念日重，销售前景看好。从上表可以看出，此产品方案做到了“四个满足“和“五个平衡” ：“四个满足”是：1）满足主要产品产量的要求；2）满足原料综合利用的要求；3）满足淡旺季平衡生产的要求；4）满足经济效益的要求。“五个平衡”是：1）产品产量与原料供应量平衡；2）生产季节性与劳动力平衡；16四川理工学院学士学位设计3）生产班次要平衡；4）产品生产量与设备生产能力要平衡；5）水、电、气负荷要平衡。同时考虑了产品的市场销售、人们的生活习惯、地区的气候和不同季节的影响，也切合各生产厂的实际。3.2 产品生产工艺流程确定与论证3.2.1玉米汁清液饮料工艺（1）工艺流程选料→清洗→浸泡→打浆→糊化→液化→冷却→糖化→过滤→混合调配→均质→脱气→灌装→封罐→杀菌→冷却→成品（2）操作要点由于玉米在正常年景，东北地区玉米收获时水分在28%-30%，年景不好时最高达到35%-40%。内蒙玉米的水分稍低，一般在24%左右，有时会达到27%-28%。西部地区玉米水分在30%-35%左右。此厂采用多为四川玉米，故浸泡时每65Kg玉米加入35Kg水。1）原料选择：应选择鲜嫩饱满、呈金黄色、无病虫害、无腐烂的鲜玉米。2）清洗：加入适量的水清洗玉米3）浸泡：按65kg玉米/35kg水加入清水浸泡，使玉米吸水膨胀。（5）打浆过滤：将称好的玉米粒加入 8倍的水，用打浆机打浆，料液用离心机分离，去除残渣，然后用 80目纱布过滤，澄清的液汁注入罐中备用。（6）糊化：将打浆过滤后的汁液，加热煮沸 20min。（7）液化：在糊化的玉米浆中，加入 1%的α-淀粉酶，在 90℃-95℃下保存 20min。（8）糖化：冷却后， PH值为微酸性，按 0.1%的比列加入糖化酶，以55℃～60℃保温，使其充分糖化，直到没有碘反应为止。9）过滤：将糖化液趁热用硅藻土过滤机进行过滤，再用板框式过滤机进行精滤。17四川理工学院学士学位设计10）配料：配方为(％)：玉米汁80%，白砂糖10%，柠檬酸0．2%，蜂蜜1．2%，羧甲基纤维素0．01%，蔗糖酯0．09%，明胶0．08%，琼脂0．24%，水8．18%。先将砂糖、羧甲基纤维素、蔗糖酯、明胶、琼脂热溶过滤，冷却后，与其它配料一同加入配料罐，搅拌均匀。11）调配均质：将配制好、混匀的配料加入到高压均质机中均质，使其组织达到均一、细嫩，避免产生分层沉淀。12）装罐杀菌：将均质后的液汁装入洗净并消毒的玻璃瓶中并封盖。然后，采用高温瞬间杀 菌，杀菌温度为 121℃，时间 30s。13）冷却包装：将杀菌后的饮料分段冷却到40℃以下，在37℃保温库中存放一周后检验产品，然后包装出售。3.2.2 甜玉米汁饮料生产（1）工艺流程选料→去苞衣、去须→清洗→预煮→刮粒、取粒→打浆→过滤→玉米汁→混合调配→均质→过滤→灌装→封罐→杀菌→冷却→成品。（2）操作要点①原料选择：应选择乳熟期鲜嫩饱满、呈金黄色、无病虫害、无腐烂的鲜玉米，甜玉米从收采到加工时间较短，如果加工不及要及时存入冷库保鲜。②原料预处理：将玉米苞衣、须剥干净，挖去虫蛀粒和杂色粒，并用清水清洗。③预煮：将玉米棒放入沸水中煮制12min，破坏氧化酶，杀死部分微生物，有利稳定色泽、改善组织和风味。④刮粒取粒：用自动刮粒机进行刮粒。⑤打浆过滤：将称好的玉米粒加入适量的水，用打浆机打浆，料液用离心机分离，去除残渣，然后用120目纱布过滤，澄清的液汁注入罐中备用。⑥配料：配方为(%)：玉米汁 80%，白砂糖10%，柠檬酸0.2%，蜂蜜1.2%，羧甲基纤维素 0.01%，蔗糖酯 0.09%，明胶0.08%，琼脂 0.24%，水8.18%。先将砂糖、羧甲基纤维素、蔗糖酯、明胶、琼脂热溶过滤，冷却后，与其它配料一同加入配料罐，搅拌均匀。18四川理工学院学士学位设计⑦调配均质：将配制好、混匀的配料加入到高压均质机中均质，使其组织达到均一、细嫩，避免产生分层沉淀。⑧装罐杀菌：将均质后的液汁装入洗净并消毒的玻璃瓶中并封盖。然后，采用高温瞬间杀菌，杀菌温度为 121℃，时间 30s。⑨冷却包装：将杀菌后的饮料分段冷却到 40℃以下，在 37℃保温库中存放一周后检验产品，然后包装出售。3.3生产物料衡算3.3.1 原辅料用量计算由于玉米的含水率在正常年景，东北地区玉米收获时水分在28%-30%，内蒙玉米的水分稍低，一般在24%左右，有时会达到27%-28%。西部地区玉米水分在30%-35%左右。故65Kg玉米需要用35Kg的水浸泡。在整个生产工艺中以干玉米为基准，浸泡可能会损失0.2%，打浆过滤各损失0.05%，调配0.05%，均质0.05%，灌装和包装共 0.1%，故总共损失占 4.5%。每100kg浸泡后的玉米可以生产1000L饮料以旺季为计：每日所需玉米量G1=（每日饮料产量×65）=（1431×65）=93.015t每日损耗玉米量G2=G1×损耗率=93.015t×4.5%=4.185t每年仅4个月为旺季：旺季玉米需求量：G=（G1+G2）×工作日=（93.015+4.185）×100=9720t根据生产安排表即可算出其余生产季节的物料用量由配方可以知道调配料的用量，下表为旺季物料表表3.2本玉米饮料厂旺季每日物料表物料名称指标每日实际用量（t）玉米97.2白砂糖10%143蜂蜜0.2%2.8羟甲基纤维素0.01%0.14蔗糖酯0.09%1.28柠檬酸0.2%2.8琼脂0.04%0.5619四川理工学院学士学位设计3.3.2 水的用量按水的不同用途分项估算用水量。食品工厂生产车间的用水往往因为不同的用途而要求不同的水质。因此，当有不同水质的水源时，应分别进行估算；当只有一种水源时，就可以合并进行计算。1）产品工艺用水产品工艺用水是指直接加入到产品中的水，这些水的水质要求高，水质对产品质量有决定性的作用。因此产品的工艺用水量根据物料衡算中的加水量或配方中的加水量进行计算。工艺耗水量的计算以旺季计根据物料衡算，每日用玉米 97.2t浸泡用水： 1t玉米用水 0.538t 水由于在旺季鲜玉米不用浸泡，又在旺季干玉米用量为每日 54.5t，故每日浸泡用水： 54.5×0.538=29.32t打浆用水：一般打浆时加入 6~8倍的水，此处用 7倍每日打浆用水：浸泡后玉米的重量×加水倍率 =（97.2+29.4）×7=886.2t则生产工艺用水总量： 29.4t+886.2t=915.6tV=质量/密度=915600/1000=915.6m3 ≈916m3工艺耗水量为： 916m3（2）原料洗涤，设备清洗、冷却用水原料的洗涤、设备内部的清洗和直接冷却用水的水质要求也比较高。 一般用自来水或其它符合饮用水标准的水。 玉米的洗涤，冷却设备用水量如表 3.3所示表3.3 洗涤、预煮及冷却设备用水设备名称生产能力/（t/h）用水目的3用水量/（m/h）玉米清洗机3洗涤25～30连续预煮机3～4预煮后冷却15～20玉米预煮机2～2.5预煮后冷却10～15在旺季每日玉米用量97.2t，则洗涤，设备清洗，冷却用水842.4m3；玉米预煮只有新鲜玉米才有的工序，故预煮用水（ 97.2-54.5）/2.5×13=222 m3。20四川理工学院学士学位设计（3）包装容器洗涤用水硬质包装容器包括玻璃瓶、塑料瓶、铝罐等包装容器的洗涤用水的水质要求比较高，应按饮用水的标准。下图为一些常用容器的洗涤经验用水量。表3.4 主要容器清洗设备的的用水量设备名称生产能力用水目的3用水量/（m/h）汽水瓶清洗机3000瓶/h清洗汽水瓶2.5洗瓶机6000瓶/h清洗塑料瓶5洗瓶机12000/h清洗易拉罐3.6玻璃罐洗罐机3000/h清洗玻璃罐2根据物料横算，以及每种包装的数量，以平均1L/瓶计，旺季每日生产约143万瓶大约用水=生产量/生产能力×每小时用水量3=143万/12000×3.6=429m（4）冷却、冷凝用水设备的冷却、冷凝的间接式用水可用地下水或未经污染的河水， 用水量大的设备，应尽量考虑使用循环用水并附加冷却塔冷却用水设备。 表3.4为一些设备的冷却、冷凝用水量3.5主要设备的冷却、冷凝用水量设备名称生产能力用水目的3用水量/（m/h）1000L冷热缸杀菌后冷却9板式换热器10m3/h杀菌后冷却12喷淋式杀菌机8000瓶/h冷却易拉罐63根据生产规模，每日约用水 =143万/8000×6=1072.5m（5）清洁用水清洁用水包括设备清洗、墙壁、冲洗地坪等用水。清洗与食品接触面的设备用水应按饮用水的标准要求。其他卫生洗涤用水可采用井水或干净的河水。3清洁用水量一般在 5～10m/h.（6）车间生活用水习惯用水量：一般车间 25L/（人·班），较热的车间35L/（人·班），较脏的车间40L/（人·班）。（7）车间消防用水一般按每2只消防龙头9m3/h计算。特殊情况下，则按 14.5m3/h（8）车间总用水量21四川理工学院学士学位设计车间总的用水量并不是上述各项用水量的总和，应考虑到分项的同时使用率。这里将各项用水量的总和乘以同时使用系数，作为车间的总用水量。 同时使用系数一般取0.6～0.8。3所以总的用水量为：各用水量的总和× 0.7=3481.9×0.7=2437.3m3.3.3 蒸汽消耗量车间生产用热主要是利用水蒸气作为热源，一般食品工厂使用低压饱和蒸汽，但有些工厂也使用压力稍高的饱和蒸汽或过热蒸汽， 本厂选用低压饱和蒸汽。用汽量的计算方法有按“单位产品耗汽量定额”估算和计算的方法。按“单位产品耗汽量定额”估算用汽量又包括按单位吨产品耗汽量估算，按主要设备的用汽量估算及按食品工厂生产规模大小来拟定供汽能力的方法。表3.6为常见饮料的耗汽量3.6一些饮料的耗气量产品耗汽量备注碳酸饮料0.35～0.75以1.25L瓶装，产量16t/h果蔬汁饮料0.4～0.7以250ml瓶装，产量2t/h果蔬原汁0.2～0.4以5～8t/h计浓缩果汁3.5～6.5以8～10t/h计茶饮料0.3～0.4以0.5L瓶装，产量6t/h番茄酱2.7～3.7以50t/h进口生产线番茄酱7.5以25t/h国产生产线注：表内仅包括车间耗汽量，不包括生产及冷库用量。本厂玉米汁饮料采用果蔬汁液饮料的耗汽量。根据生产旺季，日产量为1430t，则耗汽量为1430/2=715t/h。3.4热量衡算过程的说明本设计中，通过板式换热器进行热交换的两介质均采用逆流传热。3.4.1出平均温差的计算根据换热器两端（玉米汁入口-热/冷水出口，玉米汁出口-热/冷水入口）的温差按照：tmt2t1可以求出平均温差。t2lnt122四川理工学院学士学位设计3.4.2 换热面积的计算根据热量衡算式Q M C T K TM A，可求的换热面积 A即：MCTATmK己知:M---玉米汁流量kg/hC---玉米汁比热容kcal/kgkAT---玉米汁的入口、出口温差℃K---总传热系数kcal/m2hk3.4.3 型号选择根据换热而积A选择BR,-UHTX型换热器。X为换热面积数，要求 X A且与A最接近。在该换热器系列的不同流道一流程排布方式中，优先选用 1-1,2-2即玉米汁和水均为 1个或2个流道的换热器品种。3.4.4 玉米和水的热传递单元数计算假设玉米汁的单元数为： N玉水的单元数为：N水KAT玉N玉CTmMT水N水 N玉T玉取较大的NTU,再根据流道，查“温差修正系数”。得到温差修正系数，则换热面积相应修正A修AF修如果A修仍<X则说明所选的换热器合适，否则应重新选择。3.4.5 总换热量计算根据公式Q M C T可以求出式子中各个字母的意思：23四川理工学院学士学位设计M---每日需处理玉米汁，根据现有换热器的流量标准，以 6000kg/h计。在实际生产中，可以在管路上安装阀门，调节流量至计算值即可。C---玉米汁的比热容随温度变化不大，这里取为0.93kcal/kg·hK---板式换热器的总传热系数一般为1200-2000kcal/m2·k·h,这里取1500kcal/m2·k·h 玉米汁冷却阶段设定玉米汁1h内从95℃冷却至60℃，冷却介质用 20℃水，热交换后升温至35℃。tmt2t160400t26049.33CInIn40t1AMCT60000.96352.72m2KTm150049.332 6选用BR-UHT-4型换热器，总换热面积 4m2，选用 流道一流程模式（即2流道，6流程）温差修正:KA15002.720.73NC60000.93MrT水15T玉﹤135查“温差修F系数”得F修=0.96，所以A修A2.722.83m2F修0.96所以选用BR-UHT-12型换热器合适。因为：QMCT60000.9335195300kcal/h冷却水流量：mQ195300T113020kg/hC 灌装后杀菌冷却阶段设定灌装后玉米饮料从121℃降温至30℃，冷却水从20℃升温至35℃那么：24四川理工学院学士学位设计tmt2t18610350Clnt286t1ln10AMCT30000.93301.88m2KTm150029.72AMCT60000.96869.43m2KTm150035选用BR-UHT-12型换热器，总换热面积12m2，选用26流道一流程模式（即262流道，6流程）N水KA15009.430.25MC60000.96rT水81﹥1T玉15N玉rN水5查“温差修F系数”得F修=0.97，所以A修A9.439.72m2F修0.97所以选用BR-UHT-10型换热器合适。因为：Q M C T 6000 0.97 86 500520kcal/h冷却水流量：Q500520m333687CT1153.5 设备选型在设备选型时所选设备都根据班产量 /每班时间及是每小时处理量来选择。3.5.1 设备参数： 食品饮料纯净水设备型号：HY-3000型产量:5t/h25四川理工学院学士学位设计功率:7.5kw尺寸：2800×1000×1650根据本厂生产规模，又由于清洗和浸泡以及生活用水可以直接用自来水厂的水，故计算后采用8台。 双电机卧式螺旋卸料沉降离心机型号：LW-500A转股转速r/min：30003混合液处理量：30m/h配机功率：60kw外型尺寸：3680*1650*960根据生产规模安排 2台就可以满足生产需要。 连续灭酶机生产能力：5t/h配用功率：5.5kw外形尺寸：3500×600×2000mm根据生产由于只有新鲜玉米需要，所以安排 2台。 高压均质泵工作压强P：25MP生产能力：10t/h配用功率：200KW故根据生产需要 7台此设备 脱气机产品型号：DAY-Z803生产能力：150m工作压力：0.6～0.8MP工作电耗：2.0kw外形尺寸：1460×460×550根据生产1台可以满足生产。26四川理工学院学士学位设计 马口铁易拉罐灌装封罐机全年用易拉罐包装的饮料为4万t，每罐345ML，由于饮料的90%以上都是水，故密度采用水的密度，由前面计算知，每日灌装约143万瓶，每小时约5.96万个。主要技术参数：封罐头数4灌装头数12生产能力200～250罐/分钟适用罐高39～160mm适用罐径Φ52.5～Φ105mm电机功率5kw重量3200kg外形尺寸 2700×1400×1900mm根据生产需要需要 4台 喷淋杀菌机产品型号：HK-12种类：灌装生产线电压：380V电机功率：9kw外形尺寸：12000×1700×1650mm3.5．1．8冷库产品型号：泰蓝大型冷库库容：2000t功率：245kw温度:-18℃占地面积：1500m2根据生产1个冷库能满足生产需要。3.5.2 用电量的计算每班生产用电：27四川理工学院学士学位设计将各设备功率相加得7.5×8+60×2+5.5×2+200×7+2.0+4×5+9+245=816.5≈1867kw照明用电和生活用电采用估算的方式约为10w/m2。（3780+6300）/1000×8+0.036×42×0.5=81.396kw。估计车间每班用电量为1867+81.396=1948.396kw。3.6企业人员编制3.6.1 企业组织原则全厂实行厂长负责制，党委对厂长的工作起监督作用并协调帮助厂长抓好职工的思想工作，认清目前社会形势。生产需要，将全厂的管理权下放到各科室，各生产车间和辅助车间。3.6.2车间劳动力计算公司职能部门分配如下：厂 长职能部门 职能部门 职能部门 职能部门车间主任 车间主任 车间主任职能组 职能组班组长 班组长 班组长图4.3食品工厂劳动生产率的高低，主要取决于原料新鲜度，成熟度及工人操作的熟练程度，以及设备的机械化程度等，由于玉米饮料生产除甜玉米产品外均不受原料新鲜度成熟度的影响，也不受季节的影响，没有生产高峰期的差别。只在原料搬运和成品搬运上下车以及旺季时可请临时工，这里算的主要是作为生产骨干的基本工，在平时正常生产时，基本工是平衡的。28四川理工学院学士学位设计车间生产采用连续化、半自动化，全厂人员以旺季为计，在车间其中清洗 6人，刮粒2人，打浆5人，糊化，糖化各2人，过滤8人，调配6人，脱气2人，均质4人，灌装2人，，杀菌4人，包装组10人，搬运入库4人，水处理2人，配电各1人，保卫6人，共65人。仓库管理及上货共 5人，司机6人，销售10人，其余行政人员包括厂长，技术工，机器维护，维修共 40人。以上为每班从事生产的人员，则总共每班生产基本工为 65人，旺季每天三班可以请临时工，则全厂平时维持平均每天 2班计，全厂生产基本工为 130人，为保证生产的正常进行，以及考虑某些工人有病假、事假等特殊情况时， 有人照顾生产，故可放宽定为 135人。表3.7 全厂劳动力定员表职务 行政人员 技术人员 生产工人 辅助工人 后勤人员 其他 销售 合计人数158130101510101983.6.3工作制度车间管理规章制度 ：1）车间办公室工作人员，应办事公道，作风正派，说话和气，待人礼貌。2）因事到小组办事，不得在生产区域闲逛，不得聊天，不给职工散布消极的东西。3）每周召开一次车间管理人员，班组长参加的车间生产会议：检查生产进度、质量情况，调度是否得当，有无窝工现象（工序衔接是否合理）。发现问题进行调查研究，提出解决措施。4）每月召开一次质量分析会，分析人员思想、设备、技术状况以及原辅材料等诸因素，找出影响质量的重要原因，及时提出办法和措施。5）坚持每月对原辅材料使用情况的检查，分析超定额造成浪费的原因，提出解决措施和办法，总结节约原辅材料的经验，表彰好人好事。6）坚持安全文明生产，做到每月定期检查两次，内容：①设备安全与卫生情况，②电器是否正常运转。③产品是否堆放整齐。④环境是否清洁卫生。7）搞好原始记录和日报工作，准确及时地综合反映车间每日完成任务的进度，按时报送职能科室。搞好原始记录的收集整理，并利用资料分析生产活动的各种情况、指导生产，为总结提高打下良好基础提供可靠资料。做好"五帐一卡"的完29四川理工学院学士学位设计善和归档工作（"五帐"：产量、质量、考勤、用料、安全生产帐； "一卡"工具管理卡）。支持班组统计员工作，不断提高他们的业务水平，协助他们妥善保管小组的各种原始记录，以备存查。3.7 生产车间工艺布置3.7.1车间布置设计的依据1）生产工艺图。2）物料衡算数据及物料性质包括原料、半成品、产品、副产品的数量及性质；三废的数量以及处理方法。3）设备资料，包括设备的外型尺寸、重量、支撑形式、保温情况及操作条件，设备一览表。4）公用系统耗用量供排水、供电、供热、供冷、压缩空气、外管资料等。5）土建资料和劳动安全、防火、防爆资料等。6）车间组织和定员资料。7）厂区总平面布置包括本车间与其他生产车间、辅助车间、生活设施的相互关系，厂区内人流、物流的情况和数量等。3.7.2生产车间工艺布置的原则1）车间的布置要符合生产工艺的要求，按工艺流程的顺序来做安排。2）车间布置要符合生产工艺的操作要求，设备要有一定的间距，以便于操作和人员通行。3）实现多台设备可同时使用（互换），符合生产工艺设备安装、检测的要求。4）车间布置要符合厂房建筑的要求，底层（振动设备）剧烈振动的设备需专门设计地基。5）车间布置要符合节约建筑投资的要求，厂房尽量采用低层建筑。6）车间布置要符合车间卫生、安全、防腐的要求。7）车间布置应符合多品种生产的要求。8）车间布置应对辅助设施提供足够空间。3.7.3生产车间工艺设计对建筑、采光、通风、防虫等非工艺设计要求生产车间是产品生产的主要场所。 由于是现代化的工厂，尽量将产品生产采30四川理工学院学士学位设计用流水线形式生产。车间外形为长方形厂房。为了利于流水作业的排布，车间长度在60m左右或更长一些。生产车间层高为4—6m为宜，车间跨度为10—15m。一般高度为7—8m（吊平顶4m）。不同性质的食品，最好不要在同一车间生产，性质相同的食品在同一车间生产时，也根据性质不同加以分离。车间办公室、车间化验室、工具间、保全间、空压机房、真空泵房、空调机房等，均需与生产工段加以分隔。在生产工段中，原料预处理工段、热加工工段、仪表控制室、油炸间、杀菌间、包装间等相互之间均应加以分隔。食品工厂卫生要求较高，而生产车间的卫生要求更高。在食品生产过程中，有很多生产工段散发出大量水蒸气和油蒸汽，从而使车间内温度、湿度、和油气较高。在原料处理和设备清洗时，排出的大量废水中含有稀酸、稀碱及油脂等介质。因此，在设计中应考虑防蝇、防虫、防尘、防雷、防滑、防鼠以及防水蒸气和油气等措施。鉴于上述原因，对土建提出以下要求：1）门每个车间至少必须有两道以上的门，作为人流、货流和机器设备的出入口。作为人流出入口，其尺寸在正常情况下应能满足生产要求，在火灾或某种紧急状态下应能满足迅速疏散的要求。故尺寸要求适中。作为运输工具及机器设备进出的门，一般要能让生产车间最大尺寸的机器设备通过。总的来说，生产车间门的数量，必须按生产工艺和车间的实际情况来进行设计。生产车间的门，应设置防蝇、防虫的装置，如风幕等。为保证生产车间有良好的卫生环境，起到防蝇、防虫等作用，并有利于人员进出车间或原辅料、设备进出车间的运输。为了保证有良好的防虫效果，采用双道门，头道门是塑料幕帘，二道门上方装有风幕，风幕的风口宽度为100mm。食品工厂生产车间常用的门大致有：空洞门、单扇门和双扇门、单扇推拉门和双扇推拉门、单扇双面弹簧门和双扇双面弹簧门、单扇内外开双层门和双扇内外开双层门。普通门主要是考虑人的通行和小型工具的进出，单扇门采用1000*2700mm的规格。双扇门采用1500*2700mm的规格。车间大门主要满足机器设备、货物和大型交通工具的进出，对于电瓶车或手推车，门的规格采用3000*2400mm。一般来说，门的大小与交通工具大小的关系是：门的高度要比装满货物后的车高出400-500mm;门的两边都要宽出300-500mm。（2）排汽31四川理工学院学士学位设计一般对产生水蒸气或油气的设备需进行机械通风， 可在设备附近或设备上部的屋顶开孔，用轴流风机在屋顶上直接进行排汽。对于局部排出大量蒸汽的设备，在平面布置时，应尽量布置在当地夏季主导风向的下风向，同时， 将顶棚做成倾斜式，顶板可用铝合金板，这样，可使大量蒸汽排出室外。（3）采光为了更好的实行 GMP、HACCP、QS等认证要求。采用人工采光，一般可从采用双管日光灯照明，局部操作区要求采光强的，则可吊近操作面。灯高离地2.8m，每隔2m安装一根，为了防止灰尘及虫类跌下，在日光灯下300mm处吊宽1.3m的有机玻璃托板。（4）生产车间最好有空调装置在没有空调的情况下，门窗应设纱门纱窗。密闭车间应有机械送风，空气过滤后送入车间。屋顶部有通风器，风管一般可用铝板或塑料板。车间除一般送风外，另有吊顶式冷风机降温。该冷风机之风往车间顶部吹，以防止天花板上聚集凝结水。也可采用过滤的空气送入净化室，使房间呈正压系统，不让外界空气进入该室。（5）地坪食品工厂的生产车间，常有腐蚀性的介质或有手推车冲击地坪，使地坪受到破坏。因此，生产车间宜采用1.5%-2.0%的地面坡度，并设有明沟或地沟排水，将生产车间的废水和腐蚀性介质及时排出。生产车间的地坪有：石板地坪、高标号混凝土地面、缸砖地面、塑料地面、水磨石地面、无尘地面。其中无尘地面是在水泥地坪上涂层（环氧熟知+石英砂），根据地坪所需承载力的不同而采用不同的厚度，该类地坪有耐酸、耐碱、耐腐蚀、不起尘、防滑、无接缝的优点，是食品工厂的最佳选择。食品工厂生产车间的地坪排水，使用地漏。 地漏直径一般为200mm和300mm。排水沟筑成圆底，以利于水的流动和做清洁工作。（6）内墙面房屋内的墙面称为内墙面。食品工厂主厂房对内墙的要求很高，一般在内墙下部做1.8—2.0m高的墙裙。材料可用150*150mm、300*300mm或其他尺寸规格的白瓷砖或塑料面砖，为提高清洁效果，墙裙可从地面一直铺贴到天棚下。墙裙的作用是在人的动作高度内，保证强米昂少受污染，并易清洗。其余墙面和天棚可用耐化学腐蚀的、不吸水的、防霉的、可刷洗的涂料。尽量选用当时市场上供应的最高质量的涂料。32四川理工学院学士学位设计7）楼盖楼盖由承重结构、铺面、天花、填充物等构成。承重结构是承载楼面上一切重量的结构，如梁和楼板等。铺面是楼板表面的面层，材料有木板、水泥砂浆、水磨石等。铺面的作用是保护承重结构，并承受地面上的全部作用力。填充物是起着隔热的作用，故用多孔性松散材料。天花板一般起隔音、隔热、防止建筑材料灰尘飞落而污染食品以及美观的作用，食品工厂生产车间的顶棚必须平整，可防止积尘、不结露、便于清洁。为确保生产车间的食品卫生，车间结构中的柱子和架越少越好。也以青钢龙骨外加塑料扣板或铝合金扣板为主作为顶棚。楼盖因为生产用水量大和卫生工作需冲洗设备和地坪，因此楼盖不能渗水。因此最好选用现浇整体式楼盖，若用预制板现场装配，应在楼板与面层之间加防潮层，确保楼盖不渗水。8）建筑结构建筑结构大体分为砖木结构、混合结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。食品工厂生产车间采用单层建筑，选用钢筋混凝土结构。9）建筑模数任何房屋的尺寸都必须是基本尺寸的倍数。基本尺寸的单位称作模数Mo,基本的模数Mo=100mm在.平面方向和高度方向都使用一个扩大模数。在层高（楼层的高度方向）方向，单层为200mm的倍数，多层为600mm的倍数。在平面方向的扩大模数用300mm(3Mo),即柱网布置均采用300mm的倍数。在开间方向可用3.6m、3.9m、4.2m、4.5m、6.0m。其中以4.2m和6.0m在食品工厂生产车间用的较普遍；跨度小于或等于18m时，跨度的建筑模数是3m，其跨度大于18m时，跨度的建筑模数是6m。所以，食品工厂生产车间的跨度有6m、9m、12m、15m、18m、24m、30m等，至于生产车间的开间及深度应多少为好，必须由平面布置的情况来决定。（10）车间办公室、控制室、质量检查室以及福利设施的设计标准①车间办公室按车间值班的最大班的管理和技术人员以及 4m2/人的使用面积计算，建筑平面系数采用 65%。②车间控制室不宜与变压器室、动力机房、化学药品室相邻。当与办公室、操作工值班室、生活间、工具间相邻时，也应以墙隔开，中间不要开门，不能相互串通。控制室的布置应该有很好的视野， 应设置在各个角度都能看到装置的地方；仪表盘和控制盘通常都是成排布置， 盘后要有安装和维修通道，通道宽度不小于1m，操作台至墙至少应有 2-3m的间距，以工人员通行。33四川理工学院学士学位设计③会议室可以兼做休息室，供交接班、用餐时使用，面积按最大班人数以及使用面季节1.2m2/人计算，建筑平面系数65%。④质量检查室根据检测分析试验工作的需要，应安放检验仪器桌和分析桌、药品柜和上下水具以及检测人员制表、 统计用办公桌和资料柜，一般可根据实际布置决定用房面积，建筑平面系数 65%。⑤更衣室应设在靠近车间进口处为宜， 供上下班工人使用。可以设置二道更衣，工人进入车间要提供每人一格的密闭保管橱柜以放置私人物品， 在一道更衣间将自己的外衣、鞋脱下，更换上拖鞋进入二道更衣间换上进入车间的工作服、工作鞋，在进入洗手、消毒程序。一般可以按23m/人计算，建筑平面系数65%。⑥车间浴室按最大班人数每10人设一个沐浴器，每个沐浴器按使用面积25m计算，建筑平面系数为 65%。⑦车间卫生间的卫生标准应符合《出口食品工厂、库最低卫生要求》 ，厕所便池蹲位应按最大班人数计，男每40-50人设一个，女每30-35人设一个，厕所建筑面积按2.5-3.0m2/蹲位计算。34四川理工学院学士学位设计第4章 食品质量与安全4.1 食品工厂卫生规范4.1.1 食品厂、库卫生要求1）厂、库周围不得有能污染食品的不良环境。同一工厂不得兼营有碍食品卫生的其他产品。2）工厂生产区要与生活区分开。生产区建筑布局要合理。3）厂、库要绿化，道路要平坦、无积水，主要通道应用水泥、沥青或石块铺砌，防止尘土飞扬。4）工厂污水应经过处理后才能排放，排放水质应符合国家环保要求。5）厂区厕所应有冲水、洗手设备和防蝇、防虫设施。其墙裙应砌白色瓷砖，地面要易于清洗消毒，并保持清洁。6）垃圾和下脚肥料应远离食品加工车间的地方集中堆放，必须在当天清理出厂。4.1.2 厂、库设施卫生1）车间面积必须和生产能力相适应，便于生产顺利。2）车间的天花板、墙壁、门窗应涂刷易于清洗、消毒、并不易脱落的无毒浅色涂料。3）车间内光线充足，通风良好，地面平整、清洁，应有洗手、消毒、防蝇防虫设施和防鼠措施。4）必须设有与生产能力相适应的、易于清洗、消毒、耐腐蚀的工作台、工器具和小车。禁用木器具。5）必须设有与车间相接的、与生产人数相适应的更衣室、厕所和工间休息室。车间进出口处设有不用手开关的洗手及消毒设施。6）必须设有与生产能力相适应的辅助加工车间、冷库和各种仓库。7）车间的墙裙应砌2m以上白色瓷砖，顶角、墙角、地