【年产1万吨橙汁饮料工厂设计8400字（论文）】

年产1万吨橙汁饮料工厂设计目录TOC\o"1-2"\h\u325191设计背景 255611.1橙子简介 2231411.2橙汁加工现状 2185681.3橙汁饮料发展趋势 316251.4本设计的目的和意义 3159132厂址的选择和总平面设计 3258892.1厂址选择 3241782.2总平面设计 423427总平面设计主要围绕如下原则展开： 4200183工艺设计 424773.1产品方案 5269003.2工艺流程 5286833.2.1产品配方 570583.2.2工艺流程图 520193.2.3操作要点 596503.3物料衡算 6219383.4设备计算与选型 8215913.5水、电计算 10275593.6车间工艺布置 11282693.7车间劳动定员 12175754辅助部门 12154284.1原料接收 12257914.2实验室与化验室 127104.3仓库 13209864.4机修车间 13229024.5公用工程 13207105环境保护 13146865.1废水的处理 14272195.2废气的处理 14215765.3废渣的处理 14112916技术经济分析 14325116.1主要厂房投资估算 14258286.2主要机械设备投资估算 1436996.3主要原辅料投资估算 14233596.4包装材料投资预算 15181446.5水电费投资估算 15170526.6工人工资预算 15136906.7固定资产总投资及折旧和维修预算 1612476.8产品年销售额及相关费用 16205176.9经营安全率（η）分析 16280626.10投资回收期计算 16215737结论 1627727【参考文献】 171设计背景1.1橙子简介橙子即橙树的果实，后者为芸香科柑橘属植物。橙子也有黄果、柑子、金环之称，剥皮后可直接食用其果肉，可将用于加工品的制造中，或作调料之用[1]。柑橘类水果所含的营养物质可以保护我们免受包括癌症和心脏病在内的慢性疾病的侵袭。并有助于促进大脑健康,降低患肾结石的风险[2]。柑橘类果实富含大量糖分、有机酸、维生素、矿质元素等37种人体必需的元素[3]。橙子糖分较多，有一定量的柠檬酸，口感以酸、甜为主，因富含维C，所以具有较高的食用价值，据相关数据显示，保持每天喝三杯橙汁的习惯，对于体内胆固醇含量的降低具有显著的积极作用[4]。柑橘广泛分布在全球各地，也是我国南方种植较为普遍的果树之一，近年来，其栽培面积呈不断扩大趋势。上个世纪中期后，我国柑橘产业得以快速发展，栽培面积已由1978年的17.8万hm2增长至2017年的268.88万hm2，涨幅可见一斑，总产量更是从最初的38.3万t增长至3853.32万t，实现了近乎百倍的增长。《中国农业统计资料》中的相关数据显示，2007年，我国柑橘面积以及产量已超过巴西，随后的十几年间一直排在全球首位[5]。1.2橙汁加工现状水果因水分含量较多，具有易腐特性，难以长时间储藏，季节性特征明显。1869，美国推出了瓶装葡萄汁，经过对新鲜果汁的加工可大大延长保存期，为水果贮藏提供了新的方向。随即，果汁饮料开始以商品的形式生产，1920年，实现了工业化生产[6]。随国民经济水平的不断提升，人们不再满足于吃饱穿暖，对生活质量提出了更高的要求，给予了饮料品质更多的关注，这也体现在基于果汁饮料的口味需求上。自上个世纪90年代前，果汁饮料的需求量便呈显著增长趋势。世界各大市场9类饮料产品的市场分析报告指出：果汁饮料的增长速度迅猛，以北美、欧洲为首的西方国家成为了果汁饮料主要的消费市场[7]，占据了世界消费总量的6成以上[8]。魏芳等[9]实验探究的基础上认为橙汁加工的最佳工序及相关工艺条件如下：①挑选适量的新鲜橙子；②全部削皮暴露（时间需控制在30min以内）；③依次进行清洗、消毒等步序，在进行消毒时需要持续40~60s；④压榨打浆：添加一定量的0.03%植酸，采取研磨方式；⑤自然澄清；⑥上清液装袋，后密封；⑦在灭菌的基础上进行冷藏保存。在完成上述步骤后，可得到成品。曹秋旭[10]对两种杀菌方式处理后橙汁理化性质的比较及贮藏特性进行了研究。蔡德萍[11]对不同脱气温度下溶解氧含量对非浓缩还原橙汁品质的影响做了研究。1.3橙汁饮料发展趋势中国橙汁饮料市场仍将长期依赖进口，国内橙汁发展仍有较大的空间[12]。近年来，我国柑橘生产规模呈不断扩宽的趋势，柑橘产业发展不仅需接受国际挑战，也需面临国内市场带来的制约性因素[13]。橙汁[14]。目前世界浓缩橙汁年产量250万t左右[15](折合原汁1370万t多)，约占橙汁产量的86%。在国内市场不断发展的背景下，消费者食品安全意识、健康意识得以显著提升，消费者消费结构的改变影响着果汁产业的发展。1.4本设计的目的和意义本设计将对果香浓郁的浓缩橙汁进行适当调配，制的口味丰富、营养全面、风味独特的橙汁饮料，满足大众的需求。本研究选用先进设备，在兼顾经济效益的同时力求为消费者提供更高品质的浓缩橙汁；论述了设备的选型、最优工艺流程等问题，基于多种方案进行了比对分析，简要概述了原辅材料。以橙汁饮料作为研究对象，针对其工艺流程、工艺操作、物料衡算等进行分别论述，并以工艺流程图等相对直观的形式加以说明。该设计为橙汁的工业化生产、企业的投资经营提供理论指导，对提升橙子利用率，创设经济效益具有一定的现实意义。2厂址的选择和总平面设计2.1厂址选择本工厂的厂址选择位于江西省赣州市信丰县。（1）政策条件遵守国家的相关政策，严格服从国家经济发展规划的有关规定。近些年以来,江西省赣州市信丰县紧抓快速发展主题,扎实建立工业立县理念，充分发挥区位和资源两大优势。为了努力成为“全省工业强县”，加快推进新型工业化进程，主动承接沿海发达地区的产业转移。（2）自然条件赣州被农业部归为脐橙生产的优势区域，区域内流行亚热带温润气候。气候以温暖为主，降水量充足，四季分明，为脐橙的生长发育，创造了良好的自然条件[16]。交通系统赣州市信丰县位于中国华东江西省南部，地处赣江的上游地带，是闽东南三角区、珠江三角洲的腹地，是连接长江经济区与华南经济区的纽带，也是内地通向东南沿海区域的重要通道。供电系统电力充沛，能够保障整个厂区的生产及生活用电。劳动力情况周边乡村城镇密集，有充足的劳动力。2.2总平面设计总平面设计主要围绕如下原则展开：（1）为了避免食品被污染，要合理的安排人流和物流。总平面设计要符合生产加工的要求。（2）提高用地面积，工厂布局紧凑合理。（3）道路的宽度依据运输车大小确定。工厂的道路采用沥青路面。（4）为了满足通风、生产、噪声等要求各建筑物之间的距离。要达到建筑物间的距离宽度最小以节省土地面积。（5）尽可能将生活区和生产加工区分开。为了应符合食品卫生要求，生产车间需通风良好。2.2.2总平面的设计说明（1）以橙汁生产车间为主要建筑。原料仓、包装材料等仓库及生产加工车间、成品仓库等为一体。可以使物料运输方便快捷、省时省力、路线更短，达到便于连续机械化生产，又节约用地。（2）总平面的设计包括生产加工区、成品区、办公区、员工宿舍等多个功能区的划分。（3）办公楼：主要设置了办公室、财务室等功能室。（4）多数情况下，厂区运输道路以混凝土路面为主，整个区域宜采用环形道路。在日常工作中需要注重厂区环境的绿化工作。（5）厂区总面积：8400m2。几大功能区的占地面积分别为：①车间：3625m2；①办公生活：2500m2；③其他面积：2275m2。3工艺设计3.1产品方案本研究设定生产日为300天/年：全年生产天数共计包括300天，平均每个月有25属于生产工作日，每天分为2班生产，16小时。日生产量可达到33.6吨，每班为16.8吨。产品方案可参见表1：表SEQ表格\*ARABIC1产品名称包装规格包装材料产量（吨）橙汁饮料350mL∗24瓶530∗190∗230mm内包装：玻璃瓶包装外包装：瓦楞纸箱包装100003.2工艺流程3.2.1产品配方产品配方见下表2所示：表2产品配方原辅料百分比%白砂糖5.5果葡糖浆8浓缩橙汁（）9阿斯巴甜0.03维生素C0.02柠檬酸钠0.03柠檬酸0.15香精0.055苯甲酸钠0.01水77.2053.2.2工艺流程图杀菌浓缩橙汁→调和→均质→脱气→瞬间杀菌→热灌装→密封→液位检查→冷却→真空度检查→包装→成品3.2.3操作要点（1）热糖：借助标准计量箱称取一定量的白砂糖、处理水，置于高温环境下使之升温至100℃，拌合使之熔化，待浓度达到50%时，添加适量的果葡萄浆，随即转至冷却缸中进行冷却，直至30℃以下。（2）调和：严格按照橙汁饮料的配方、工艺要求称取相对应的原材料及辅料，分别置于调配罐中，然后再使用搅拌器使其均匀混合。（3）均质：把橙汁中的较大的颗粒经过高压破碎成细小微粒的过程称为均质。它是浑浊果汁制造中所特有的工序。瓶装浑浊汁如果未经均质，在存放静置时，橙汁中悬浮的大颗粒会渐渐沉降，悬浮状态被破坏。想要使橙汁保持均匀浑浊外观就要进行高压均质。（4）脱气：脱气的主要目的在于：①降低因色泽或气味变化对成品品质带来的影响；②降低维生素C的损耗；③防止细菌滋生；避免好气性细菌的滋生；④防止在装填、杀菌过程中产生气泡；⑤防止果肉或其他悬浮物悬浮在果汁上部，而影响到果汁的品质。当然，脱气也存在一定的弊端，即可导致部分芳香成分的流失。因此，在完成细化处理后的混合料液，均需首先实施脱气处理，确保橙汁的品质。就大多数情况而言，脱气多采用真空脱气罐的方式。（5）杀菌冷却：在完成上述步序的基础上，即可进行杀菌冷却处理。本试验在综合考虑试验条件的基础上，选用超高温杀菌机作为辅助仪器，使果汁迅速升温至100℃左右，保温30s后立即灌装。（6）灌装封口：针对产品采用灌装封口的方式，该步序应趁果汁温度尚未充分冷却时进行，密封罐相应的中心温度需确保不低于70℃。保持温度2min，然后再使密封罐的中心温度冷却到38℃左右。（7）包装入库3.3物料衡算3.3.1原辅料计算橙汁饮料生产过程中的各项损失如表3：表3橙汁饮料生产过程中各项损失生产过程损失脱气-0.3%均质-0.3%计算每班所需辅料用量如下：（1）16.8吨橙汁饮料在脱气之前的量：16800/（1-0.3%）=16850.55kg（2）均质之前的量：16850.55/（1-0.3%）=16901.26kg（3）白砂糖的量：16901.26×5.5%=929.56kg（4）葡萄糖浆的量：16901.26×8%=1352.10kg（5）阿斯巴甜的量：16901.26×0.03%=5.08kg（6）维生素C的量：16901.26×0.02%=3.38kg（7）柠檬酸钠的量16901.26×0.03%=5.08kg（8）柠檬酸的量：16901.26×0.15%=25.36kg（9）香精的量：16901.26×0.055%=9.30kg（10）苯甲酸钠的量：16901.26×0.01%=1.70kg（11）浓缩橙汁（65Brix）的量：16901.26×9%=1521.11kg（12）水的量：16901.26×77.205%=13048.62kg每班橙汁饮料生产过程中所需各辅料的量见表4表4每班辅料的用量辅料班耗量/kg白砂糖929.56果葡糖浆1352.10阿斯巴甜5.08维生素C3.38柠檬酸钠5.08柠檬酸25.36香精9.30苯甲酸钠1.70浓缩橙汁（65Brix）1521.11水13048.623.3.2包材计算上文中已提到，本设计满足日产33.6吨成品的需要，选用350mL玻璃瓶包装的方式，总计需准备9.6万个玻璃瓶。需瓦楞纸箱96000÷24＝4000个。依据损耗0.1%的标准针对玻璃瓶的所需个数进行计算。96000×（1+0.1%）＝96096需纸箱4000×（1+0.1%）＝4004个。表5橙汁包装材料日需要量名称用量（个）玻璃瓶瓦楞纸箱9609640043.4设备计算与选型设备选型遵从如下标准：（1）立足于具体的工业流程以及要求，选定与之相匹配的设备类型。（2）在综合分析设备的适用范围、使用特点和性能的基础上，确定设备的基本结构形式。（3）设备选型需满足与生产能力相适应的原则。（4）要根据给供电、通风、制冷、排水等公用设施的要求来选择设备。（5）要根据车间尺寸和结构选择设备的规格。（6）设备需满足现行的安全卫生要求。3.4.1主要设备的选型橙汁饮料工业生产应用到的设备仪器包括：①调配罐；②高压均质机；③真空脱气机；④灌装机；⑤巴氏喷淋灭菌等。（1）调配罐用于浓缩橙汁和辅料的融合调配。该设备是由江苏秉正玖机械设备有限公司自主研发并推出的。表6所示的是该设备的主要参数：表6调配罐主要参数项目参数型号生产能力功率数量规格总价（万元）RS−20191t/h20kW4台900∗1000∗160010（2）均质机均质机是指将橙汁原辅料在失压膨胀，挤压，强冲击的共同作用下，使颗粒充分细化，从而使物料相互混合的更均匀。该设备是由莱州市顺辉化工机械有限公司自主研发并推出的，表7所示的是该仪器的主要参数：表7均质机主要参数项目参数型号生产能力功率数量规格/mm总价（万元）COMB−1000L1000L/h15kW4台1100∗676∗97536（3）真空脱气机真空脱气机是使用真空抽吸作用排除物料料液中所含的各种气体的设备。该设备是由欧力德食品机械有限公司自主研发并推出的，表8所示的是该仪器的主要参数：表8项目参数型号生产能力功率数量规格/mm总价（万元）COMB−1000L1000L/h15kW4台1100∗676∗97536表9设备主要参数设备名称型号数量功率厂家处理能力价格灌装机HLS-6-50028kW佛山市宏乐包装机械设备公司5000瓶/h20灭菌机DT-UHT220kW浙江东铁机械设备有限公司1t/h19贴标机KYD-BY13022kW科已达智能科技有限公司4000瓶/h12喷码机RS-5000KT20.5kW济南菲浦机械设备有限公司3800瓶/h3.5装箱机SsmartZ04-ZQ114kW上海跋涉智能设备有限公司600箱/h25过滤器HL0121.2kW创升机械设备有限公司8t/h4水处理器SYS80B1.OJZ/D24.5kW常州溢水环境工程有限公司3t/h53.5水、电计算3.5.1水的计算工厂用水主要包括如下几种形式：（1）产品用水：按照物料衡算的基本理论，每班生产橙汁饮料所需要用约13.1吨水。每年生产橙汁饮料需要用水约7860吨。（2）清洗车间、设备用水：清洗车间地坪用水根据实际情况，1t水约可冲洗地坪40m2，每班至少冲洗车间一次，常洗车间面积为1260m2用水约为1260/40=31.5吨冲洗一次。冲洗车间全年用水约为18900吨。每天设备清洗大约需要15吨水，全年共需4500吨水。总共用水23400吨。（3）生活用水：一天一位住宿员工用水为80L，一天一位非住宿人员用水为40L。住宿员工总共有56人，每天需80×56=4480L水；非住宿人员48人，需要40×48=1920L；全年共用水为（4480+1920）×300=1920000L等于1920吨水。全厂全年总用水量为33180吨。3.5.2电的计算主要设备用电：表10用电设备台数功率（总功率（调配罐42080均质机41560真空脱气机11010灭菌机22040灌装机2816喷码机20.51贴标机224装箱机11428过滤器21.22.4水处理器24.59合计.2其他用电这里主要指的是一系列供电器工作的电力消耗，日平均用电量约为160kW。总共：250.4＋160=410.4kW。全年用电为410.4×300=123120kW。3.6车间工艺布置3.6.1车间工艺布置说明生产车间需以简洁、宽敞明亮为主，设备布置应做到合理连贯，最好可将各部门进行有机结合，便于部门之间的联系及沟通，最大限度的提升生产效率。3.6.2车间布置原则[17]（1）车间布局不仅需要考虑到基本的生产需要，也需兼顾整体设计要求。（2）针对生产车间的卫生作出相应的划分。（3）所涉及的生产设备选择线性流水的布置方式。（4）为使整个生产流程更加顺畅，设备应依据工艺流程步序进行相对应的设置，方便加工及运输。（5）将车间排水、采光、通风等问题纳入重点考虑范畴，需装设相应的防虫装置。（6）设备装设应本着方便的原则，不仅需要保证操作人员的安全，同时需留有充分的操作空间，加装相应的安全措施。（7）在实际的生产过程中，各相关部门应基于生产环节进行动态化管控。3.6.3车间布置表11车间部分面积项目面积（m2）辅料间140.8会议室140.8饮料制备车间1260男更衣室92女更衣室92原料仓库120配料间39水处理间126.7外包材库93.5配电室23内包材库61.2灌装间153.36包装间234.3暂存间582设备维修间211.2车间总面积3625.23.7车间劳动定员结合橙汁饮料生产人员分配如下：岗位人员（人）总经理1副总经理1会计4人事经理1生产部经理2财务经理1原辅料采购5销售人员15生产车间主管1生产人员35仓库管理3设备维修10质检部5后勤部10运输部10合计1044辅助部门4.1原料接收橙汁饮料工厂中原料接收站是一切环节的开始，也是源头，必须要得到食品工厂设计人员的重视，设计人员需遵守食品工厂设计原料接收原则来验收原料。浓缩橙汁的质量好坏直接决定着橙汁饮料的最终产品质量。4.2实验室与化验室实验室处于研发中心内部，涉及样品室、理化检验室、微生物室等几大功能室。4.3仓库仓库，以储放产品原材料、包装材料、一系列辅料等为主要功能。该区域被划分为原料库、辅料包材仓库、成品库等。4.3.1原料仓库顾名思义，主要作存放浓缩橙汁之用，针对该仓库进行建设时，应满足冬暖夏凉的基本要求。4.3.2辅料包材仓库主要作存放产品辅料、产品包装材料之用，基于该功能室的环境具有一定的要求，即低温、干燥、通风以及干净，湿度不超过15%。避免辅料和包装材料被阳光直接照射。为了防止鼠类和虫害，仓库的门和窗户尽可能保持封闭的状态。表面看上去非常相似的辅料，要在仓库中分区域摆放。以避免交叉混淆。4.3.3成品库主要作存放产品成品之用，在就该功能室进行建设时，应尽可能建设在距离包装车间较近的区域，产品按日期要上架存放，成品库的温度要控制在10-21℃。产品成品的存放离地至少要有15cm的距离，离墙至少要有45cm的距离。4.4机修车间机修车间是负责对工厂中的机器进行维修和保养的场所。这样才可以确保车间的正常作业。确保每一班生产量，以保证全年生产的顺利进行。4.5公用工程4.5.1办公楼即综合大楼，包括总经理办公室、行政人事部、技术管理部、财务部、采购部、安全管理部、质量管理部、销售部等。一般而言，办公楼多建设在车间附近，方便生产指导。4.5.2宿舍、食堂以满足员工吃饭、住宿休息等需求为主要目的，食堂多被建设在一楼。5环境保护保护环境是保护人类赖以生存的和从事生产的自然环境。工厂的环境保护是工厂生产的有机组成部分，工厂环保和防止污染工作是工厂经营管理工作的一个重要组成部分。在橙汁饮料的加工生产过程中会产生废水、废渣、废气“三废”，会影响工厂周边的环境和周围居民带来不便。所以“三废”要尽最大力量进行处理。5.1废水的处理废水多源于设备、地面的清洗用水、生活废水等，需在长期的适当位置设置污水处理池，基于废水进行集中处理，待达到排放标准后即可排放。5.2废气的处理废气多指的是的生产造成的有毒有害气体排放，可借助气体净化器进行处理，待满足一定的标准要求后进行排放。5.3废渣的处理废渣多源于包装材料或者生活垃圾，需严格依据现行的垃圾处理规范加以分类，再进行相应的处理，实现部分垃圾的二次利用，避免资源的浪费现象。6技术经济分析6.1主要厂房投资估算主要指的是土地、厂房车间、办公楼等建筑的投资，约为2000万。6.2主要机械设备投资估算表13主要设备投资表名称型号单价（万元）需要台数金额（万元）调配罐TP-212.5410均质机COMB-1000L12436脱气机QZ-10515灌装机HLS-6-50010220灭菌机DT-UHT9.5219贴标机KYD-BY1306212喷码机RS-5000KT1.7523.5装箱机SsmartZ04-ZQ25125过滤器HL01224水处理器SYS80B1.OJZ/D2.525合计139.56.3主要原辅料投资估算表14名称单价（元/kg）日用量（年用量（金额（元）浓缩橙汁（65Brix）14.53042.2291266613233657白砂糖6.41859.125577363569510果葡糖浆3.52704.28112602839410阿斯巴甜9010.163048274320维生素C286.76202856784柠檬酸钠610.16304818288柠檬酸5.550.721521683688香精5018.605580279000苯甲酸钠123.40102012240合计203668976.4包装材料投资预算表15名称单价（元/个）日用量（个）年用量（个）金额（元）玻璃瓶0.296096288288005765760瓦楞纸箱0.8400412012009609606.5水电费投资估算6.5.1水费投资估算依4元/吨进行计算，水费为33180×4=132720元。6.5.2电费投资估算元。6.6工人工资预算表16工人工资表职位人数月均工资（k）年工资（k）总经理19108人事经理1672副总经理1896财务经理1672会计44.5216销售人员155900生产部经理26144仓库管理33.5126原辅料采购54240生产人员353.21470质检部53.8228设备维修103.5420生产车间主管16.578后勤部103360运输部103360合计10448906.7固定资产总投资及折旧和维修预算包括建筑物、生产设备，总投资＋万。（1）设备折旧残值依5%进行计算，以10年为限，则折旧预算为：（139.5−139.5×0.05）÷10=13.25万元。（2）土地残值依5%进行计算，以20年为限，则年折旧预算为：（2000−2000×0.05）÷20=950000元。6.8产品年销售额及相关费用成品橙汁饮料以2元/瓶的价格进行销售，年销售可达到元。企业所得税按25%计算，企业所得税=利润总额×税率。总成本=原辅料投资＋包材投资＋水电费投资＋工人工资=32206214.6元。利润总额=销售收入－成本=25393785.4元。销售费按销售额15%计算=25393785.4×15%=3809067.81元。企业所得税=25393785.4×0.25=6348446.35元。年净利润=利润总额－企业所得税－销售费=15236271.24元。6.9经营安全率（η）分析年固定费用2139.5万，年利润1523.6万元。η=年利润/（年利润+年固定利润）=1523.6/（1523.6+2139.5）=41.6%。η>30%，证实项目经营可达到安全水平。6.10投资回收期计算由上面计算可知，投入生产用总金额为5360.2万元，净利润为1523.6万元。投资回收期=生产投入总金额/净利润=5360.2/1523.6=3.52年。7结论本文以年产1万吨橙汁饮料工厂设计作为主题进行研究，围绕工厂的布局、厂区选址以及总平面设计、工艺设计等几大方面展开分析。基于设备选型及其相关问题，本