食品工厂设计 课件 第一章 食品工厂设计的准备工作

食品工厂设计的准备工作第一章CONTENTS目录0201食品及原料的初步研究03食品加工技术综述鱼糜工厂的准备工作分析食品及原料的初步研究第一节1.食品及原料的初步研究食品定义为各种供人食用或者饮用的成品和原料，以及既是食品又是药品的物品，但是不包括以治疗为目的的物品。供人食用或饮用的成品食品原料食药两用物品乳品薯片面包饼干....猪肉蔬菜鸡鸭鱼....党参黄芪丁香....1.1食品及原料的分类食品及原料的分类根据食品加工与否原料食品加工食品植物性食品动物性食品植物的种子、果实

或组织部分来源动物来源原料经过加工后所得到的各种加工层次的产品1.1食品及原料的分类植物性食品

除了能提供人体所需的蛋白质、碳水化合物、脂类三大营养素外，大多数维生素、矿物质和膳食纤维也靠植物性食品提供。动物性食品

主要为人体提供蛋白质、脂肪、矿物质、维生素A和B族维生素。植物性食品：谷物、薯类、豆类及其制品、

水果蔬菜制品、茶叶等。特点：仍是活体，还要进行各种生理活动，必然引起其质量、形态、口感以及营养成分的变化和损失动物性食品：畜禽肉、蛋类、水产品、

奶及其制品等。特点：蛋白质量好、脂类物质含量较高、碳水化合物含量低、无机盐含量比较齐全、维生素含量丰富1.1食品及原料的分类加工食品是原料食品经过加工后所得到的各种加工层次的产品，种类繁多加工食品加工技术和方法的不同加工食品原料的不同加工食品形态的不同加工程度的不同冷冻食品、干燥食品、发酵食品、膨化食品、腌制食品、熏制食品等粮食制品、淀粉制品、蔬菜制品、水果制品、肉制品、禽制品、蛋制品等固态食品、液态食品、凝胶食品、流体食品等成品和半成品1.2在食品加工领域的应用淀粉类食品1.具有良好流变特性的典型凝胶系统，可作为热挤压3D打印材料

例如小麦、豌豆、大米、燕麦、玉米等淀粉类材料2.脂肪替代品，是目前非常活跃的研究领域以淀粉为原料生产的低DE值（葡萄糖当量值）的麦芽糊精

3.食用碳水化合物的主要组分，通过新型淀粉加工工艺，能够提高其抗消化特性，降低热量以抗性淀粉为例，具有许多优良的溶胀性、成胶性好、增黏性等1.2在食品加工领域的应用多糖和蛋白类物质淀粉、纤维素、藻酸盐、果胶、乳清蛋白等，用于食品中作为胶凝剂、载体基质、乳化剂、增稠剂等生物气凝胶：通过用气体代替凝胶结构中存在的液体，从水凝胶中提取的合成多孔轻质材料纤维素制备气凝胶能够表现出良好的组织结构，具有较小的孔隙果胶用于生产生物气凝胶的食品原料，能够表现出致密而均匀的结构1.2在食品加工领域的应用动物源性食品高度生物可利用的蛋白质来源：肉、海鲜、鱼类蛋白、牛奶蛋白以及鸡蛋蛋白等利用超声波处理能够改善动物蛋白食品的功能、感官及营养特性，主要可通过改变其结构从而影响乳制品、蛋类以及肉制品的质地及其他质量属性胶原蛋白食品具有独特的保水性，可以改善食品的口感、延长保质期等，主要应用于肉制品和乳制品中1.3食品及原料的研究基础食品的物理性质

“那些能够通过物理而非化学手段进行描述和量化的性质”

对于食品加工的合理设计和操作以及预测食品对加工、分配和储存条件反应至关重要1.流变性能：是指物质在外力作用下的变形与流动的性质包括许多重要的单元操作，如过滤、压榨和混合，本质上是流体流动的特殊应用。2.机械性能：是指那些决定食品材料在外力作用下行为的性能在食品工业中，原材料和中间产品必须经常进行切割、切碎、研磨等尺寸缩减操作。1.3食品及原料的研究基础3.热性能：食品工业中几乎每个过程都涉及热效应，如加热、冷却或相变烹饪、巴氏杀菌、杀菌、干燥、蒸发、蒸馏、冷冻、冷冻等，都涉及某种传热膜分离、干燥、盐析、烛光、加湿、吸附、萃取等，涉及系统不同部分（相）之间的材料交换

通常与加热或冷却相结合4.结构特性：食品的结构、微观结构和最近的纳米结构是非常活跃的研究领域细胞结构纤维结构凝胶泡沫粉末纳米结构....1.4食品及原料的生产与控制危害因素及来源1.生物因素：病原菌、传染病细菌、病毒及某些生物原料的自身病毒等2.食品生产因素：农药、食品添加剂、包装材料、饲料添加剂等3.环境污染因素：饲养场没有无害化处理设施，排放的废弃物处理不当造成污染生产过程中的安全控制HACCP体系

是生产安全食品的一种控制手段；对原料、关键生产工序及影响产品安全的因素进行分析，确定加工过程中的关键环节，建立、完善监控程序和标准1.5新食品原料开发新食品原料

在我国无传统食用习惯的以下物品：动物、植物和微生物；从动物、植物和微生物中分离的成分；原有结构发生改变的食品成分；其他新研制的食品原料特点：应具有安全性，不应包含有可能损害或威胁人体健康的有毒、有害物质或不安全因素，不可导致消费者急性、慢性中毒或感染疾病，不能产生危及消费者及其后代健康的隐患

1.植物性资源：富含蛋白质、糖类、维生素、矿物质和生理活性物质。植物源生物活性肽（大豆肽、玉米肽、大米肽等）、碳水化合物类（低聚糖、多糖）等1.5新食品原料开发2.动物性资源：富含蛋白质，但目前利用的动物性食品仅占自然界中的极小部分血红素、营养补充剂、超氧化品歧化酶、肉品发色剂等；骨活性肽干粉、钙片以及多种氨基酸等3.微生物资源：细菌、酵母之类的微生物通过培养可制成含蛋白质高达70%以上的单细胞蛋白（SCP）。SCP氨基酸种类齐全、生物效价高、含有丰富的维生素，而微藻作为单细胞蛋白的重要来源之一，其所含的核黄素、叶酸、烟酸和多种维生素等增加了其营养价值。1.5新食品原料开发4.海洋生物资源：海藻类植物具有丰富的营养，含有大量的蛋白质、无机盐类和多糖类物质，是膳食纤维的丰富资源；具有增强免疫力、改善血脂和血糖代谢功能及抗氧化等藻类新食品原料有藻盐及其提取物、DHA等食品加工技术综述第二节1.食品加工技术发展现状及趋势a)缩短加工时间b)加速传热和传质的过程c)抑制美拉德反应d)提高产品质量食品加工技术

综合运用物理、化学、生物学、微生物学及食品工程原理等学科的基础知识，研究食品在资源利用、原辅料选择、加工储藏及以上因素对食品质量、营养性、安全性和货架期的影响和相关食品加工技术的应用e)保留或增加生物活性功能f)保护食品原料免受环境影响g)延长货架期h)致酶失活。2.1食品加工技术的研究内容连续、清洁、标准化工业生产技术是未来食品加工技术的发展趋势之一自动化、智能化绿色的生物方法取代化学加工方法清洁化生产连续标准化生产2.1食品加工技术的研究内容功能成分的提取和制备废弃物、焚烧（肥料）、饲料生物质发酵转化直接利用玉米皮乙醇、柠檬酸、微生物发酵基质白酒副产物综合利用2.1食品加工技术的研究内容食品保鲜技术

研究食品变质腐败的原因及其控制方法，解释各种食品腐败变质现象的机理并提出合理的、科学的防止措施，阐明食品保藏的基本原理和基本技术预制菜、冻干食品、净菜加工和天然植物萃取2.2食品加工技术方法杀菌技术

可以抑制微生物生长或杀灭微生物，从而达到改善食品品质、延长食品贮藏期、保证食品安全的目的热杀菌技术：巴氏杀菌超高温杀菌微波杀菌非热杀菌技术：高密度二氧化碳杀菌脉冲电场杀菌超声波杀菌高静压杀菌2.2.1红外加热技术红外线是一种波长在0.75~1000μm范围内的非可见光，可分为近红外线（1~3μm）、中红外线（3~40μm）、远红外线（40~1000μm）a）较强的穿透力，物料内外同时加热b）不需传热介质，热效率高c）可以局部加热，节省能源d）温度易控制且升温迅速e）无污染、安全性高2.2.2巴氏杀菌巴氏杀菌

处理温度为68~70℃，经处理后可以破坏所有病原微生物以及大多数非病原微生物的营养细胞主要用于乳品杀菌领域，是国际公认可以极大限度保护牛奶中活性物质的杀菌手段巴氏杀菌通常会与酸度、低水分活度和低温储存等条件相结合，有效延长食品保质期2.3非热杀菌技术食品非热杀菌技术

在无需加热或低温条件下，借助外部因素作用于食品，通过物理或化学反应使生物分子细胞壁、细胞膜及细胞相关生化功能发生改变，起到杀菌、钝化酶及改变食品结构和功能特性的作用

有效提高食品质量，避免热效应对食品中生物活性化合物的不利影响，更好地保持食品感官品质和营养成分。超声波处理

超高压处理辐照处理

低温等离子体脉冲电场2.3.1超高（静）压杀菌技术超高压杀菌技术（Ultra-highPressure）或高静压技术（HighHydrostaticPressure）

将100~1000MPa的静态液体压力施加于食品物料上并保持一定的时间，起到杀菌、破坏酶及改善物料结构和特性的作用2.3.1超高（静）压杀菌技术超高压杀菌技术是以最小程度对食物进行巴氏杀菌，同时保留它们的大部分感官特征和营养质量，以延长食品贮存期2.3.1超高（静）压杀菌技术应用

非浓缩还原果汁冷冻草莓增加干酪产量2.3.2辐照杀菌食品辐照（也称为电离能）

指食品暴露于各种频率的辐射以提高安全性的过程辐射剂量

50-10kGy杀菌效果受辐照量、微生物种类及状态、菌株数量、环境等因素的影响经电离辐射处理的食品标签上，必须在紧靠食品名称处用文字指明该食品经辐照处理，配料中有辐照食品成分的也必须在配料表中指明2.3.4高压二氧化碳高压二氧化碳（又称高密度二氧化碳）是一种利用高于或接近临界温度（31.1℃）和临界压力（7.13MPa）的CO2对食品进行杀菌处理的新型非热杀菌技术有效灭活食品中常见的微生物，无污染且安全性高，较好地保持食品固有的

营养价值2.3.5超声波技术超声波杀菌技术

频率大于20kHz的声波在媒介中传播的一种机械振动用于乳化、清洁和萃取、干燥改进和饮料消泡空化效应能使细胞病毒失活，延长保质期

超声波处理可明显降低牛乳中的大肠杆菌、沙门氏菌、枯草芽孢杆菌及菌落总数，延长牛乳的保质期。2.3.6脉冲电场脉冲电场（pulsedelectricfield，PEF）是一种新型的非热食品加工技术，能够灭活不同食品中不良微生物和酶，同时保持营养和感官特性，多应用于处理液态、半液态食品（果汁、牛奶、酸奶、汤、熟肉、液体鸡蛋），在食品工业中具有良好的应用前景

2.3.7冷等离子体冷等离子体冷大气等离子体（冷等离子体）

利用食品周围介质产生光电子、离子和自由基等活性物质抑制食品中的微生物的抑制和降解化学农药

主要用于食品杀菌、内源酶失活、食品组分改性、有毒化学物质降解、食品包装等2.3.7低温等离子体研究应用低温等离子活性水杀菌菌数减少，食品营养品质及感官特性良好O2/N2/CO2混合气体包装低温等离子体诱导杀菌消毒，失重率、Vc损失率降低2.3.8发酵保藏技术发酵保藏技术：发酵保藏食品利用能够产酸和酒精的微生物的生长来抑制其它微生物的生长利用发酵过程中释放的各种有益微生物的天然成分和代谢物对食品进行生物保鲜是一种具有防腐作用并提供成分模型以确保食品功能的方法2.3.9酶改性技术酶改性技术

致敏蛋白被蛋白酶水解成多肽或氨基酸等小分子物质，或蛋白质在酶的作用下发生分子反应从而促使蛋白的交联聚合，致敏蛋白的空间结构遭到破坏，致敏性随之发生改变，从而提高食品的安全性。优势：提高产品质量和保存产品，降低对加工原料的依赖，可以作为化学食品添加剂的替代品，并防止潜在危险副产品的产生。淀粉修饰酶的食品应用2.3.10基因改良技术基因改良技术

新型生物技术，从生物遗传学的角度出发，聚焦于引发过敏反应的源头物质，通过改良或消除关键抗原表位的编码基因影响了抗原表位的表达过程，改变其致敏性

营养元素更高产量更高2.3.11超临界流体超临界流体技术

当某种物质超出其本身的临界温度和临界压力时，气液两相混合成均一的流体状态，且同时具有气体的高渗透性和液体的高溶解性

根据流体密度、温度和压力值变化的特性，使超临界流体与要分离的物质接触建立流动相后，通过改变压力和温度溶解其中的某些成分，再按溶解能力、沸点、分子量的大小依次将萃取物提取出来，从而达到萃取有效成分或清除有害成分的目的

2.3.12膜分离技术膜分离技术

利用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力对液液、气气、液固、气固等体系中的不同组分进行分离、纯化、富集的一项新技术。在工业上膜分离技术一般可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透。膜分离技术多用于有效成分的净化提取，其工艺条件绿色、效率高，对于活性成分处理的应用具有重要意义。2.3.13挤压膨化技术挤压膨化技术

一种高温短时间或热机械过程，将传热、传质、压力变化和剪切相结合，产生诸如原辅料的蒸煮、熔化、纹理化、输送、膨化、混合、捏合、形成、减少微生物污染并对酶进行灭活

主要用于改变食品、食品副产品和废弃物的特性，生产具有特殊性质的产品

2.3.14干燥技术食品干燥

在自然条件或人工控制条件下使食品中水分蒸发的过程。干燥包括自然干燥（如晒干、风干等）和人工干燥（如热空气干燥、真空干燥、冷冻干燥等）

空气对流干燥

热风干燥或热空气干燥在常压下进行，有间歇式（分批）和连续式

喷雾干燥

采用雾化器将料液分散为雾滴，并用热空气干燥雾滴完成脱水干燥过程可以封装基于植物的生物活性化合物，常用于各种乳粉、大豆蛋白粉、蛋粉等粉体食品的生产，是粉体食品生产最重要的方法

2.3.14干燥技术真空干燥技术

利用原料中水分升华原理，将含水物料冻结到共晶点温度以下，并在真空条件下升温，以达到水分直接升华形成蒸汽并从物料中排出的效果。保留了原料中的生物活性成分和热敏性成分，确保产品的色泽、风味和外观形状基本不变。同时，可以去除物料中90%~95%的水分，实现常温下的产品长期保存与便捷运输。2.3.153D打印技术3D打印技术

通过计算机辅助软件设计（CAD）并配合数字化加工设备，生产出具有三维结构的产品

在食品原料打印特性的基础上，开发3D打印细胞培养肉、3D打印辅助新技术和3D打印特殊类食品鱼糜工厂的准备工作分析第三节鱼糜工厂的准备工作分析工厂设计

是一项技术与经济相结合的综合性设计工作。需具有独立的行政组织机构并实行独立的经济核算，具有设计任务书，并按一个总体设计组织施工的一个或几个单项工程所组成的建设工程，建成后具有完整的系统，可以独立的形成生产能力或使用价值的建设工程。以鱼糜食品工厂设计为例

既要包括食品工厂内应该配置的一切单项工程的完整设计又要兼顾鱼糜生产的注意事项，一般包括总平面布置、冻库、鱼糜生产车间、动力车间、厂内外运输、自控仪表、采暖通风、环境保护工程、福利设施、办公楼和技术经济概算等工程设计。3.1工厂设计基本建设的程序在项目建设程序中，项目建议书、可行性研究、编制设计计划任务书的项目建设准备阶段统称为建设前期

勘察、设计、施工、安装、试产、验收阶段统称为建设时期

交付生产后生产经营阶段称为生产期

46设计单位:施工图设计修改初步设计修正概算施工图预算分批交付施工图选派工地代表筹建单位:征用工地设备材料订货签订施工合同施工安装准备生产准备工作人员培训施工单位:施工安装预算施工组织设计开工准备工作项目建议书制定前期工作计划初步设计审批初步设计任务书审批设计任务书项目评估可行性研究施工安装总进度开工报告开工建设竣工验收丶调试丶试生产主管部门验收移交生产3.1工厂设计基本建设的程序47前期准备阶段项目实施阶段竣工验收阶段。括提出项目建议书；进行项目可行性研究；进行项目评估；正式立项、签订投资（或贷款）协议书；进行项目扩初设计等工作本阶段严格按项目评估报告及扩初设计的要求实施项目(设计与建设)本阶段检查验收项目完成的内容、数量、质量及效果；评价评估报告的质量，总结项目实施过程的经验教训,并颁发项目竣工验收证书

3.2项目建议书项目建议书是对新的建设项目的初步设想，同时也是开展项目准备工作和开展可行性研究工作的正式依据

项目名称与内容主办单位建设必要性与依据市场前景产品品种生产规模投资分析资源情况3.3可行性研究概念：在项目建议书被批准后，对拟建项目在社会、经济、技术等方面进行的更为细致和深入的调查研究，其包括生产资料的需求和供给情况、厂址的优劣评估、生产工艺技术的先进适用与否以及项目的投资回报等，可为项目投资提供可靠的科学依据

主要内容：在项目勘察、试验、调查研究及详细技术经济论证的基础上，编制出可行性研究报告

35124明确研究范围，制定研究计划，进行人员分工分专题进行调查研究对最佳方案进一步作更完整，更深入的研究综合不同方案，分析，对比，选出最佳编写可行性研究报告3.3可行性研究主要依据批准后的项目建议书资源报告和有关各种规划自然、地理、气象、地质、经济、社会资源等基础资料国家以及行业的安全制约规范项目评价的有关参数和指标符合国家