【年产10000吨发酵乳制品工厂设计8300字（论文）】

V年产10000吨发酵乳制品工厂设计摘要：本论文主要进行了年产10000吨的发酵乳制品的工厂设计，结合国内外发酵乳制品的发展现状，对发酵乳制品的生产进行了一定的综合评估与分析。最终将工厂厂址选定在青岛即墨区。该工厂的设计主要内容包括：立项依据、国内外发酵乳制品的市场经济分析、生产工艺流程及操作要点、厂区选址、工厂车间的平面设计、设备选型等。根据工厂设定的产量进行物料衡算，包括水、电、汽的需求量，劳动力的估算等。同时，要加强厂区辅助设施及生活设施的建设，加强厂区的卫生管理，包括科研中心、仓库、公共设施中心、办公场所、餐厅及宿舍等。在建厂前应对工厂运营成本及营收利润有基本的了解，便于作出合理的规划。关键词：发酵乳制品；生产工艺；工厂设计；物料衡算；经济效益目录1绪论 1.1发酵乳制品简介 1.2发酵乳制品加工业发展状况 1.3产品市场分析 2设计总论 2.1设计依据，原则和范围 3厂区平面设计 3.1厂址选择 4原辅料选择及产品的标准 4.1原辅料的特性及标准 5搅拌型发酵乳制品加工工艺的确定 5.1工艺流程 5.2操作要点 6产品方案 7物料衡算 7.1八连杯酸奶（原味） 7.2果味酸奶 7.3果料酸奶 8设备选型 8.1设备选型原则 9生产车间水、电、汽估算 9.1水估算 9.2电估算 10辅助部门及生活设施 10.1生产性辅助设施 10.2生活性辅助设施 11劳动定员及人员管理培训 11.1劳动定员 11.2人员培训 12废水废渣处理及综合利用 12.1废水处理 12.2废汽、废渣及污泥处理 13经济核算 13.1年经营费用 13.2项目总投资 13.3利润率、投资回收期计算 结论 参考文献 1绪论1.1发酵乳制品简介1.1.1发酵乳制品的概况发酵乳制品是以牛乳、羊乳或其乳粉为原料，杀菌后，接种嗜热链球菌或者保加利亚乳杆菌发酵后得到的乳制品[1]。根据发酵乳制品的物理状态及发酵工艺流程不同，可将发酵乳制品分为搅拌型和凝固性两种；根据发酵乳制品的风味及物料不同，可将其分为原味酸奶、果味酸奶和果料酸奶。发酵乳的消费增长迅速，2016年已经超过1000亿元，同比增长22％，在液态乳制品消费中占比达36％，并逐年快速提高[2]。1.1.2项目投资必要性和经济意义对于发酵乳制品工厂项目的投资选择，有很大的发展前景。发酵乳制品具有营养丰富、色泽诱人、促进消化、适口性好和保质期长等优点，受众面广泛。在乳制品品种方面，低脂[4]，添加果粒[5]，天然色素着色[6]等众多特色乳制品也随之不断推陈出新，满足了各种不同需求的消费者。一些发酵乳制品中需要菌类物质的参与，如酵母和霉菌。微生物的加入不仅可以改善发酵乳制品的外观和风味，并且能够改善其理化性质。1.2发酵乳制品加工业发展状况近几年来，发酵乳制品的开发与利用一直位于我国乳制品行业的前列。年平均增长率接近20%，2018年我国乳制品市场发酵乳销售额首次超过牛乳，消费规模占国内发酵乳制品整体市场的78.4%，也是国内乳制品产业的重要增长动力之一[3]，功能性发酵乳制品和乳酸菌饮料等新型乳制品已经开拓出千亿元的庞大市场，深受广大消费者的喜爱。1.3产品市场分析1.3.1国外发酵乳制品市场现状国外发酵乳制品空前发达，日本和欧洲的发酵乳制品在乳制品中比重约为80%。在欧洲和其他发达国家，乳制品是人类食用动物蛋白质最重要的产品之一。1.3.2我国发酵乳制品市场现状随着社会的进步和居民生活水平大幅度的提高，消费者对身体健康更加关注，营养保健意识也随之增强。发酵乳制品是一种特殊的功能食品，能够增加人体内氨水的含量，调节机体;预防疾病和促进健康，逐步成为当今和未来食品研究及食品生产行业关注的热点。2017年我国人均乳制品消费量以鲜牛奶计为34．9kg[8]，只有世界平均水平的1／3，更是发达国家1／10的水平[9]，因此我国的发酵乳制品行业存在着巨大的潜力，有待我们进一步进行开发并加以拓展。

2设计总论2.1设计依据，原则和范围2.1.1设计依据本年产10000吨发酵乳制品工厂设计依据青岛农业大学食品科学与工程学院韩荣伟教授下达的《设计任务书》并在其指导与帮助下进行设计。2.1.2设计原则本项目立足于我国乳制品发酵产业的发展现状，生产正向机械化、自动化方向发展，符合国家食品行业的要求。尽量做到因地制宜，在地理位置的选择、原材料的获取以及成本计算上做到最优化。为引进优秀的年轻人才，在辅助设施、生活公共设施以及宿舍食堂等的建筑上做到更加的现代化与人性化。在符合发酵乳工厂的设备布局要求的前提下，力求做到布局紧凑，物流与人流组织合理，产品损失小，节约能耗，并且便于管理[10]。2.1.3设计范围这个项目是年产10000吨发酵乳制品的工厂设计。这是一个相当大的发展。设计范围包括选址、发酵乳制品混合加工工艺的确定、物料衡算、设备选型、生产车间水、电、汽估算和辅助部门及生活部门的优化等。此外，包含厂区平面图、车间布置图、工艺流程图各一张。3厂区平面设计3.1厂址选择工厂建造地址选择山东省青岛市即墨区。从地理位置上来说，即墨区距离青岛城阳区、李沧区、市南区等城市密集的地方很近，同时即墨区紧邻烟台、威海、潍坊、日照等城市。消费群众广，运输路径短，交通便利，海陆空运输便利，不仅节约成本并且在运输过程中能够很大程度的减低运输风险。从原材料获取上来说，即墨区远离重工业区，空气质量和水质均较好。根据市场调研得知，青岛市奶源多且质量较好，各大乳企业如蒙牛、伊利都到青岛抢购奶源。新鲜的原材料获取方便。根据国家卫生标准的规定，青岛即墨区的地下水水质符合卫生标准，水资源相对较为丰富。从土地成本来说，青岛市即墨区属于城乡结合部，相比于青岛其余地理位置而言，地势平坦土地开阔且土地利用成本大大降低，有利于进行成规模建厂、利于排水，发展空间较多。从劳动力来说，即墨区周边交通较为便利，周围居民较多，年轻劳动力较为丰富，经过一定的专业培训即可上岗工作。经过多方面综合考虑，决定选择在此建厂。

4原辅料选择及产品的标准4.1原辅料的特性及标准风味发酵乳是以80％以上生牛(羊)乳或者乳粉为原料，添加其他辅料，经杀菌、发酵后pH值降低，发酵后添加果粒、谷物等制成的乳制品科，它可以使用国家许可的各种益生菌作为发酵剂[7]。4.1.1原料乳的性质及标准原料乳的选择在整个生产加工过程中极其重要，它直接影响发酵乳制品的颜色及风味。生产酸奶所用的牛乳颜色一般选用乳白色，部分存在微黄的现象。牛乳中含有丰富的碳水化合物、蛋白质及一些微量元素，牛乳吸收率极高，也是人体中钙的良好来源。所用原料乳应该符合国家标准GB/T6914-2008中的规定。如表所示。项目指标脂肪，%≧3.10蛋白质，%≧2.95密度，（20℃/4℃）≧1.028酸度（以乳酸表示），%≦0.162杂质度，ppm≦4汞，ppm≦0.01三聚氰胺，（mg/kg）≦2.5表4.1原料乳国家标准4.1.2辅料的特性辅料主要是甜味剂和稳定剂。最常用的甜味剂是白砂糖，我国酸奶生产所用的白砂糖应符合GB317-84标准，如表所示。项目名称规定（二级）还原糖分，%≦0.17蔗糖分，%≧99.45干燥失重，%≦0.12电导灰分，%≦0.15混浊度，度≦11色值，IU≦300不溶于水杂质，mg/kg≦904.1.3发酵剂特性发酵剂对发酵乳制品起到至关重要的作用，发酵剂的选用必须符合《食品安全法》等相应的法律法规。发酵剂分为天然型发酵剂、继代式发酵剂和直投式发酵剂。它们都是优良的发酵剂，都具备良好的发酵性能，包括产酸、产香、产粘、后酸化等特性。5搅拌型发酵乳制品加工工艺的确定5.1工艺流程5.2操作要点①原料乳原料牛奶必须按照规定检验合格后进行验收使用。发酵乳制品所使用的原料牛奶的品质比其他乳制品都高。感官、酸度、脂肪、蛋白质、全乳固体、掺假、抗生素等几个标准是原奶检验中的重点检查项目。在原料乳检验中，通常新鲜的原料奶应该呈现乳白色或微黄色。酸性腐败等气味、沉淀物、凝块、肉眼可见的固体物等均不可出现在新鲜原料乳检验过程中。②收奶奶仓库、收奶线要清洗干净，无残留清洗剂、抗生素及其他杂质的污染。检查管路、阀门的连接准确无误，及时检查阀门的开度，确保开关状态的正确性。储存时间应在12小时内，每2小时检测其酸度。确保奶样温度在2-5℃③收奶-浓缩过程过滤：过滤除去不溶性杂质，过滤前要确保过滤网干净未受到污染。冷却：新鲜牛乳的温度应在2-5℃贮存：贮存过程中，奶温应控制在2-5℃，且贮存的奶样必须在12小时内用于生产。预热：温度应保持在50-60℃净乳：用离心机去除杂质，根据需要进行标准化。浓缩：根据实际情况进行适当的浓缩。④杀菌-配料前杀菌：杀菌目的是为了完全消除病原菌。此外，还可以破坏影响产品保存期和味道的其他成分，例如酵素物质，确保产品的品质。杀菌温度一般为95℃，时间约为8min。⑤配料在配料过程中，要注意配料灌的清洁度，要确保配料灌在清洁后6小时内使用，配料后循环加热，使配料灌内温度最终达到60℃。称量要严谨，在温度达到45℃时加入白糖混合料，达到最终温度后，循环25min。⑥配料后-发酵前均质：牛奶中含有脂肪球，经过一段时间后易脂肪上浮和凝块，均质可以使原料更充分的混匀，使乳脂均匀分布，为了使乳品口感更加，品质更优,应使奶温控制在55℃左右，均质压力为15.OMPa-20.0MPa。接种：在接种过程，添加菌种的数量要严格遵循规定的标准。接种前，保证加入菌种过程中的每一个环节清洁无污染，防止菌种被污染。同时确保添加菌种人员的卫生安全。⑦发酵发酵温度控制在45℃左右，发酵时间约2.5h，其目的是确保微生物最大程度进行新陈代谢。当发酵乳品表面均匀的凝固，并有乳清少量析出，初步表明发酵接近尾声，再测定pH，当pH达到4.6时可以停止发酵。达到发酵终点后，应尽快将基料冷却至15℃左右[12]，以抑制酸度继续快速降低。冷却过程应采用较小温差和较慢流速，避免高剪切力[13]，保护酪蛋白凝胶，保证其组织状态良好。⑧发酵后期破碎凝乳：为使凝胶颗粒直径达到0.01-0.4ram，要破碎凝胶体，同时改变了酸奶的黏度和组织状态。混合的速度和时间都应根据具体情况而定，不宜过快。灌装：采用无菌灌装机，确保在灌装过程中不受到外界的污染。后熟：将成品置4℃温度下冷藏l2-24h，进行后熟。6产品方案本设计根据产品的年产量、种类及包装材料的选定，符合生产朝着自动化、机械化、便捷化、节省能源的方向发展的要求，确定出年产10000吨搅拌型发酵乳制品工厂的产品方案。产品方案表如下：表6.1年产10000吨搅拌型发酵乳制品工厂产品方案产品名称年产量/t班产/t八连杯酸奶（100g）400015.3果味酸奶（250g）300011.5果料酸奶（260g）300011.5注：一个月按照22天来计算，全年工作261天。

物料衡算7.1八连杯酸奶（原味）以班产15.3t为计算单位：设灌装过程工艺损失为1%，在接种、发酵、冷却等过程中的损失为1%，杀菌、均质、预热过程的损失分别为0.1%，则损失前的物料量为13.801t。则班产15.3t八连杯酸奶中物料量如下表所示：表7.1班产15.3t八连杯酸奶中物料量损失前物料量白砂糖蔗糖酯瓜儿豆胶水牛乳占比——6%0.35%0.4%3.25%88%总计/t13.8010.9200.05370.06130.49813.8017.2果味酸奶全脂鲜乳84％，白砂糖5％，果浆6％，香精0．05％，蔗糖酯O.35％，瓜尔豆胶0．4％，水4．2％，发酵剂0.5％。。以班产11.5t为计算单位：在接种、发酵、冷却等过程中的损失为0.8%，杀菌、均质、预热过程的损失分别为0.1%，则损失前的物料量为10.828t。则班产11.5t果味酸奶中物料量如下表所示：表7.2班产11.5t果味酸奶中物料量损失前物料量香精果浆白砂糖蔗糖酯瓜儿豆胶水牛乳占比——0.05%6%5%0.35%0.4%4.2%84%总计/t10.8280.005760.6910.54140.03790.04330.4559.75047.3果料酸奶全脂鲜乳78%，白砂糖6%，果料12%，蔗糖酯0.35%，瓜尔豆胶0.4%，水3.25%，发酵剂0.5%以班产11.5t为计算单位：设灌装过程工艺损失为1%,此前物料量为11.512t在接种、发酵、冷却等过程中的损失为0.1%，杀菌、均质、预热过程的损失分别为0.1%，则损失前的物料量为10.126t。则班产11.5t果料酸奶中物料量如下表所示：表7.3班产11.5t果料酸奶中物料量损失前物料量果料白砂糖蔗糖酯瓜儿豆胶水牛乳占比——12%6%0.35%0.4%3.25%78%总计/t10.1260.6910.6080.03540.04050.3299.113物料量汇总得：表7.4每班的物料统计全脂鲜乳/t白砂糖/t蔗糖酯/t瓜儿豆胶/t水/t香精/t果浆/t果料/t八连杯13.8010.9200.05370．06130.498——————果味酸奶9.7510.54140.03790.04330.4550.005760.691——果料酸奶9.1130.6080.03540.04050.329————1.3814总计32.6652.06940.1270.14511.1280.005760.6911.3814

8设备选型8.1设备选型原则设备选型是以物料衡算为依据，以产品生产工艺要求为准绳，能够保质保量的进行产品生产的同时，投资省、能耗少、维护费用低、易操作和维修，并且需留有一定生产能力余量，不应成为影响生产效率的瓶颈[11]。设备选型如下表：8.1设备选型表设备名称规格单价/万元台数/台磅奶槽1500L0.32受奶槽1500L0.32奶泵0.115双联过滤器5000L/H61净乳机5000L/H3.22板式冷却器15m22.22贮奶缸5000L52高压均质机5000L/H62巴氏杀菌机1.5t/H102预热罐5000L32调配罐5000L44种子罐100L35发酵罐1500L62缓冲罐5000L23化糖锅500L0.132溶胶罐1000L0.81CIP清洗设备RPTD2-1×1×0.852果料罐1000L0.62灌装机3000瓶/时15卫生泵20m3/时0.0815打码机0.055总计135.21万元

9生产车间水、电、汽的估算9.1水估算9.1.1原料用水估算根据原料和用水量比例1：2的原则，可以算出每班用水量，由于每班原料为32.665t，则用水量L1=32.665×2＝65.33t。9.1.2清洗设备用水量清洗设备用水量由公式L2＝Π/4×d2×v×t×p知，清洗设备用水大约为62t。9.1.3冲洗地面用水由数据及经验得，1t水约可冲洗地面42m2,由公式L3＝s/40×N知，L＝93.75t综上所述，每班耗水量约为L=L1+L2+L3=221.08t。9.2电估算设备耗电量根据各个设备耗电量及其他设备用电量计算估得，总耗电量约为689.4kw，工厂其他设施耗电量约为50kw。根据功率可计算出每班生产用电量为7394kwh,每天1班，全年261天，耗电量约为1930000kwh。表9.1设备功率表序号设备名称数量/台耗电量/kw1奶泵1542双联过滤器1153净乳机22.24板式换热器2225高压均质机2456巴氏杀菌机2257预热罐2128调配罐469种子罐5610发酵罐21011缓冲罐3512CIP清洗设备2413灌装机52014卫生泵15615打码机51316其他设备功率约50kw总计689.4kw10辅助部门及生活设施10.1生产性辅助设施生产性辅助设施包括原料接收站、中心实验室、配电室、机修室仓库、冷却室等10.1.1原料接收站原料接收站设在奶源附近。新鲜牛乳应在12小时内运输至厂中。收奶站必须配备冷冻室和牛奶冷却器，以确保原料乳在较短时间内降温至4℃以下。原料接收站要有足够的场地及时卸货，同时配备相应的称量装置、制冷系统和杀菌消毒无污染的接受容器。10.1.2中心实验室中心实验室是工厂为了获得更佳的经济效果，对产品进行更新、对加工技术进行改进、对技术储备进行升级的场所。它能够将工厂与实际相结合，与时俱进，发挥厂区最大优势。中心实验室位置靠近生产车间。10.1.3化验室化验室是在牛乳发酵过程中对其进行卫生监督及质量检测，确保原料和最终产品符合国家安全卫生和质量要求。10.1.4仓库成品仓库容量根据产品年产量分析得，其用地面积约为500m2。10.1.5机修间及配电室面积约为468m210.2生活性辅助设施厂区的生活性辅助设施主要由办公楼、食堂、职工宿舍、超市、健身房及休息区等组成。10.2.1办公楼办公楼的位置选择建设在人流量大并靠近大门的位置，其面积根据整个厂区的人员数量及现实所需确定。考虑到办公楼的楼梯、卫生间、楼道、会议室、办公室数量、门卫设施等，设计办公楼为双层，占地面积约为340m2。10.2.2食堂食堂的位置应靠近工人出口处或人流集中处。根据人员数目及人员流动量确定,食堂建筑面积约为255m2。10.2.3职工宿舍职工宿舍占地面积约为600m210.2.3健身房及公共休息区为吸引年轻劳动力，促进员工更好的工作，在厂区应适当建造健身房及公共休息区。健身房应靠近员工宿舍，公共休息区内部有篮球场、乒乓球场和羽毛球场，占地面积600㎡，增加员工休息时间的娱乐设施，劳逸结合。10.2.4其他由停车场和车棚构成，紧贴围墙，占地面积750㎡。

11劳动定员及人员管理培训随着现代社会经济的发展，科学技术飞速发展，人们的生活质量显著提高，人们在注重养生的同时，对产品的生产过程越来越关注，这就对我们工作人员有了一定的要求，同时，设备更新换代速度加快，专业技术要求的变高，方方面面的因素都对工人的技能提出了新的要求，因此，我们开展一定的专业培训显得尤为重要。11.1劳动定员根据工厂的需求，表11.1人员安排岗位人数厂长1管理人员15生产技术部10供销部8广告部2质控部5办公室6财务部4工程部10生产车间140项目开发部10人力资源部8运输队18食堂8警卫室4合计249 注：人员不足时，部分采取临时招聘。11.2人员培训为了保证各岗位人员具备从事各项职务的能力，在上岗前应进行专门的人员培训。结合厂区的要求，研究各部门和各岗位人员的素质要求，确保发酵乳制品的质量安全，也确保整个厂区更加规范化，使整个体系有效运转，为全厂提供全方位多领域的保证。培训方式分为内部培训和外部培训。本着引进来和走出去并重的原则，对公司职工进行全方位的培训与引领。培训主要包含三方面:内部培训、外出培训、特殊工作岗位培训及HACCP体系培训。培训结束后进行职工考核与评定，不合格者继续进行深造或解聘。12废水废渣处理及综合利用12.1废水处理①如果乳品厂排出的废水中含有营养物质，可以按照《农业灌溉用地质量标准》的要求进行灌溉二级处理。②有条件的情况下，可对污水进行生化处理。③废水包括生产污水和生活污水，两者应混合后进行生物处理。为提高处理效率，选择好氧微生物较为有利。④要确保排水道内无任何杂质，保证污水排放通畅，要将清洁区和非清洁区的污水分别排放，确保进入公共污水处理网中并对环境无破坏。⑤废水质量可根据同类型乳品厂的废水质量数据确定。⑥局部清洗系统中的废酸碱应在集中排放前进行中和。⑦酸性废水排放物应从锅炉膜中中和后去除。12.2废汽，废渣及污泥处理①煤渣必须有固定的堆放场所，及时运出或进行综合处理。②污泥经生活处理后，应该妥善放置，目的是为了防止二次污染的发生。

13经济核算13.1年经营费用13.1.1折旧费折旧费按十年计算，则年折旧费为412.27万元。13.1.2原辅料包装等费用按年产10000吨计算，原辅料成本及包装费用如下表所示：表原辅料成本单价（万元/t）每年投入量（t）总价（万元）全脂鲜乳132.66532.665白砂糖0.522.06941.08蔗糖酯30.1270.381瓜儿豆胶30.14510.44香精3.90.005760.0225果浆3.80.6912.626果料51.38146.91总计44.1245万元表包装成本个数/万单价(元/个)合计/万元八连杯40000.0014果味酸奶盒12000.0112果料酸奶盒11500.0111.5纸箱1.50.10.15总计27.6513.1.3其他(1)燃料、动力费用600万元（2）水电费用：水费按照水费5元/吨，总计28.85万元；电费约0.6元/度，总计约772万元。（3）职工工资：每人平均月工资3500元，总计为1045.8万元（4）管理费用及研发费用1000万元（5）销售费用及广告费用为130万元则年生产总成本约为3031.8万元。13.2项目总投资13.2.1建筑总投资（1）建筑总投资如下表：表13.1建筑投资表占地面积(m2)单价(元/m2)合计（万元）原料库80040032生产车间37501000375成品仓库500100050冷藏库30080024包装车间60060036中心实验室800100080配电室、机修间4681105.148废水池32080025.6水塔45280036.16锅炉房3003009堆煤房600201.2车库7501007.5办公楼34040013.6食堂2552005.1职工宿舍60040024公共休息区36060021.6绿化1572003.14公共厕所502001不可预测费用（占合计费用的5%）总计约为787.49万元（2）土地费用：土地费用约为3200万元。（3）人员培训、勘测及购买车辆费用约为450万元。综上所述，本项目建设总投资为4437.49万元。13.3利润率、投资回收期计算13.3.1成品年收入表成品年收入产品名称单价年产量/万盒总价/万元八连杯22元/板400011000果味酸奶6元/瓶12007200果料酸奶12元/瓶115013800总计 32000万元13.3.2年利润年利润=（年销售总收入-年生产总成本-销售费用）×（1-税率）=（32000-3031.8-32000×20%）×（1-0.35）=14669.33万元13.3.3投资利润率资产利润率=资产利润率=（净利润/平均资产总额）*100%=（14669.33/4437.49）*100%=13.3.4销售利润率销售利润率=（利润总额/营业收入）*100%13.3.5投资回收期投资回收期=原始投资额/净现金流量结论本工厂设计内容为《年产10000吨搅拌型发酵乳制品工厂设计》，它以我国的发酵乳制品行业现有发展状况为基点，设备的选型更加机械化、自动化、便捷化并且节省能源。生产工艺以全自动运行模式为基础，部分以手工操作相结合，生产出风味更优质、更吸引消费者的高质量搅拌型发酵乳制品。本设计结合我国发酵乳制品行业的实际需求，在适应市场需求及消费者需求的前提下，制定出更合理的工艺流程。在追求产品质量的前提下，做到优惠便民，使效益更优化，使受众群也更多更广。

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