核桃蛋白饮料工艺设计说明书

食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计

食品工厂设计与环境保护

1000吨/年核桃蛋白饮料工艺设计说明书

题目：年产1000t核桃蛋白饮料车间工艺设计 学院： XXX 专业： XXX 姓名： XXX 学号： XXX 年级： 2010

二Ο一三 年 七 月 七 日

食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计

目 录

一、 市场背景 .....................................................................................................................................................3

1.1核桃产品生产价值 .................................................................................................................................3 1.2核桃的种植、生产消费和加工状况 ....................................................................................................3 1.3本设计拟定的主要内容 ........................................................................................................................5 二、 生产工艺设计 .............................................................................................................................................5

2.1产品方案及班产量确定 ........................................................................................................................5 2.2工艺流程的确定 .....................................................................................................................................6 2.3工艺生产要点 ........................................................................................................................................6 2.4质量控制 ................................................................................................................................................8 三、 物料衡算 .....................................................................................................................................................9

3.1年产1000t核桃奶班产量确定 ............................................................................................................9 四、 设备选型 .................................................................................................................................................. 11

4.1设备选型原则 ..................................................................................................................................... 11 4.2各工段设备选型 ................................................................................................................................. 11 五、 热量衡算 .................................................................................................................................................. 14

5.1蒸汽耗量 ............................................................................................................................................. 14 5.2冷却水耗量计算 .................................................................................................................................. 15 六、 管径设计与计算 ...................................................................................................................................... 16

6.1生产用水管路的设计与计算 ............................................................................................................. 16 6.2物料输送管路的设计与计算 ..............................................................................................................17 6.3蒸汽管路的设计与计算 ......................................................................................................................17 七、 耗水供汽量计算 ...................................................................................................................................... 18

7.1耗水量计算 ......................................................................................................................................... 18 7.2锅炉供汽量估算 .................................................................................................................................. 19 八、工厂定员编制 ............................................................................................................................................ 19

8.1定员计算方法 ...................................................................................................................................... 19 8.2全厂人员编制 ..................................................................................................................................... 19 九、生产成本计算和经济评价 ........................................................................................................................ 21

9.1水电气包材成本计算 .......................................................................................................................... 21 9.2设备选型与成本计算 .......................................................................................................................... 22 9.3总成本估算 .......................................................................................................................................... 23 9.4技术经济评价 .......................................................................................................................................25 十、生产车间、厂房、厂区布置 .....................................................................................................................25

10.1布置原则 .............................................................................................................................................25 10.2核桃奶车间平面工艺 ........................................................................................................................26 10.3全厂辅助部门 .................................................................................................................................... 27 10.4全厂性部门 ....................................................................................................................................... 28 10.5工厂设置 ........................................................................................................................................... 29 参考文献 ............................................................................................................................................................ 30

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一、市场背景

1.1核桃产品生产价值

1.1.1核桃的营养价值

核桃又称胡桃，属于胡桃科落叶桥木，核桃同榛子、腰果、扁桃的干果一起被誉为世界四大干果，且核桃位列四大干果之首。在国外，核桃被称为“益智果”，在国核桃内享有“长寿果”之美名，其中最长为人们所提到的当属其健脑功能。核桃仁含有十分丰富的营养素，每100克核桃仁中各种营养素含量大致为：蛋白质15～18克，脂肪60～73克，碳水化合物8～10克。其中含量丰富的主要氨基酸有（以100g计）：谷氨酸3600mg、亮氨酸1260mg、天冬氨酸1656mg、精氨酸2621mg。核桃中含有的矿物质除钙、磷、铁外还有镁、钾、硒等，同时核桃中也含有维生素E、维生素P、咖啡酸和肌醇。核桃中所涵有的脂肪酸主要是花生酸、油酸和亚油酸。 1.1.2核桃的药用价值

核桃具有极高的药用价值。现代医学研究认为，核桃中所含有的磷脂，对人的脑神经有很好的保健养护作用。核桃中的核桃油中含有不饱和脂肪酸，可以防止人体动脉粥硬化。核桃中含有人体不可或缺的锌、锰、铬等微量元素。核桃仁的镇咳平喘作用十分明显，冬季，对慢性气管炎和哮喘病患者疗效极佳。经常食用核桃，既能健身体，又能抗衰老。有些人往往吃补药，其实每天早晚各吃几枚核桃，实在大有裨益，往往比吃补药还好。核桃是食疗上品。中医对核桃是这样描述的:核桃性温、味甘，具有补血、健胃等作用。无论是配药，还是生吃、烧菜或者作糖蘸，都有润燥通便、止咳平喘等功效。核桃的食用方有法很多，将核桃加适量盐进行水煮，喝水吃渣可以治疗肾虚遗精、健忘、健忘、腰痛等症。核桃与芝麻、莲子一起做糖蘸，食用后不仅能补心健脑还能治盗汗。 1.1.3核桃的经济价值

核桃在我国分布广泛，进过我国人民多年精心栽培，培育了许多优质的核桃新品种例如阳平核桃、陈仓核桃、麻核桃、薄核桃、厚壳核桃等。且有些优质核桃的出油率已达到了75%，通常核桃出仁率在50%左右。核桃丰富的营养价值和已被大众所广泛接受的保健益脑作用，已经被越来越多的不同国家和地区的人所推崇和接受。现在核桃的加工产品主要有核桃油、核桃乳饮料（核桃露、核桃奶）、核桃营养粉（营养分系列）、核桃休闲小食品（核桃片）等。

1.2核桃的种植、生产消费和加工状况

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1.2.1核桃种植状况

联合国粮油组织给出的数据统计显示，全球核桃种植面积在170万平方米以上，可以年产核桃150万吨，栽培面积较大的几个国家分别是美国、土耳其和中国三国年产量分别为20万吨、17万吨和18万吨。其他国家如德国、匈牙利、印度、法国、意大利等产量在2-4万吨之间。数据显示我国的栽培面积最大约为70万平米以上，结果树达一亿两千万棵。种植区域主要分布在安徽、浙江、湖南、湖北、广西、云南和贵州等省份。 1.2.2核桃生产消费状况

我国虽然年产核桃18万吨以上，同其他自然产物一样人均占有率较低只有0.16kg/年。按照中产量市场销售50%的计算结果为人均消费量只有80g/年。发达国家的人均消费量为美国1500g/年，法国1200g/年，德国1100g/年，英国700g/年，日本100g/年。从以上数据可以看出我国的核桃消费水平和发达国家相比还有很大差距。随着我国经济的迅速发展，综合国力的增强和人民生活水平的提高。核桃的消费量会因为人们保健意识的增强而逐年上升。同时核桃加工产业的不断进步，多元化的核桃产品的开发生产必定会促进核桃消费的上升。

1.2.3核桃产品加工状况

目前我国的核桃加工大部分属于初级加工或者直接生吃，总的来说核桃加工水品有待进一步发展。核桃加工的方向大致是这样的：由于核桃中提取的核桃油中的不饱和脂肪酸含有量极高大概有90%，所以常将核桃用于核桃油的提取，通常通过压榨和浸出法进行提取；生产核桃乳，由于核桃乳产品的稳定性控制力较差，蛋白质的溶解性和乳化性随着温度和PH变化较大且不易控制，这成为了加工过程的瓶颈。即便如此核桃奶产品由于其丰富的营养性仍然受到了市场的青睐。其次国内核桃奶加工设备落后，加工工艺的机械化程度不高导致产品质量控制出现问题常见的有分层和胀袋，并且生产成本较高；核桃粉生产，以核桃仁混合玉米、大豆等辅助物料加工而成的核桃粉不但营养丰富，食用方便而且口味独特所以特别适于中老年人和儿童食用。常见问题是生产科技含量低，设备工艺落后，并且产品市场没有形成一定规模；除此以为核桃还可用于烹饪和制作糕点，例如核桃片、风味核桃仁和糖裹核桃仁等，制作简单，味道独特深受广大消费者喜爱。 1.3.2核桃产品开发展望

我国核桃栽种面积广，总产量较高，日常的食用方法并不能使核桃的营养价值得到充分利用，这就为我国核桃深加工带来了机遇，经过深度加工的核桃仁附加值高，经济效益好。但是首先要解决的问题就是怎样在传统的加工工艺上进一步完善加工方式，开发新产品实现规模化生产，同时打造品牌。市场经济飞速发展的今天好的产品和好的品牌才是生存和发展的王道。同时我们也不能忽略核桃类休闲小食品的开发，这类产品投资少，但售价低且风味独特，老少皆宜，市场潜力巨大。总之核桃开发的原则是综合利用、促成产业化同时打造品牌，将我国巨大的核桃原料优势转化为经济优势。

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1.3本设计拟定的主要内容

本设计主要进行车间工艺布置说明，是以生产车间为主进行的设计，生产工艺流程设计和车间布置是生产工艺设计的主要内容，其中包括工艺计算、车间组成、生产设备及设备布置，主要工作内容如下： ⑴产品方案及生产规模的确定 ⑵工艺流程的比较、选择及确定 ⑶物料衡算 ⑷设备选型及说明

⑸热量衡算，包括蒸汽耗量、冷却水耗量估算 ⑹管径设计及计算 ⑺水电汽耗量估算

⑻劳动定员，车间布置与说明 ⑼辅助部门设计及说明

⑽设计内容小结及附录（包括设备一览表、车间布置图、设备流程图等）

二、生产工艺设计

2.1产品方案及班产量确定

依据：核桃奶年产量1000t，全年的生产时间以250天计。 2.1.1产品方案要求

⑴产品方案必须满足产品在产量、经济效益、淡季和旺季的平衡以及原料在综合利用方面的要求。

⑵产品方案满足产品在产量、原料供应、生产班次、和设备生产能力以及耗水、耗电、用汽负荷等方面的平衡。 2.1.2班产量的确定

年产量：1000吨/年，以250天/年生产计算 日产量：4吨/天

每日班数：2班 8小时/班 班产量为: 2吨/班

表2-1年产1000t核桃奶生产方案

年产量（吨） 1000 班产量123456789101112（吨） 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 月 2 5

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2.2工艺流程的确定

2.2.1生产方法

核桃奶是以核桃仁为原料，根据核桃中特有的营养成分及其功能特性，以开发天然植物蛋白饮料为宗旨，生产过程中绝不添加任何香精，色素，防腐剂以此保持核桃营养成分。将核桃原料通过破壳、脱皮、磨浆、分离、调配、均质、脱气、灭菌、灌装、二次杀菌、保温冷却、检验、包装等过程进行加工生产。 2.2.2工艺选择 ⑴脱仁衣方法

核桃脱仁衣常采用水浸法和干燥去皮法。干燥法是将核桃仁置于热风干燥箱中高温烘烤（110～120℃），约3小时，最后采用机械脱皮。此种方法相比于水浸法，不足之处在于过高的温度处理核桃仁会影响其中的蛋白质性质，使接下来磨浆过程蛋白质溶出率降低，并且不能很好的处理核桃皮所具有的涩味。使用水浸法脱仁衣，脱皮温度较干燥法低，蛋白质溶出率相对较高，并且水浸法可以起到预煮作用，能很好的去除核桃仁涩味。 ⑵均质脱气顺序

生产中物料脱气可放置与均质前和均质后，本设计将脱气过程放在在均质过程之后是考虑到如果先脱气再进行均质那么有可能在均质的剪切、撞击过程中会有气体产生消减了脱气效果，并可能在灌装过程中仍有泡沫产生。 ⑶杀菌工艺

本设计采用先巴氏杀菌后使用杀菌锅杀菌的生产工艺。虽然饮料生产中经常使用超高温瞬时灭菌法杀菌，且效果更好，物料营养损失更少，产品保质期更长。但是UHT灭菌通常使用无菌灌装，而且根据设计依据，生产包装只能采用玻璃瓶进行灌装，所以查阅相关生产资料并结合生产要求决定先采用巴氏杀菌法消灭致病菌，再使用10min-20min-15min/121℃杀菌公式进行杀菌。 2.2.3.工艺流程

原料预处理→脱仁衣→浸泡→磨浆→浆渣分离→调配→均质→脱气→巴式杀菌 →灌装→密封→二次杀菌→冷却→检验包装→成品

2.3工艺生产要点

2.3.1原料预处理

核桃仁外共有三层保护性外皮，分别是种皮、内果皮和青皮。它们分别由内到外保护着最里层的核桃仁，成熟以后的核桃通过轻轻敲打就能使青皮脱落。首先我们要通过砸仁法取出核桃仁，通常核桃的出任率大约为32%～50%。符合要求的核桃仁质的饱满，色泽呈虎皮色或者是黄白色，半形比较肥大、完整，皮内肉呈白色，我怪味或者虫蛀现象，以此作为指标进行挑选。接下来通过挑选剔除遭受虫蛀的、干瘪的、霉烂的或者黑色变坏的核仁，

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用清水冲洗核桃仁除掉其表面的泥沙、浮皮及其他杂质异物。 2.3.2脱皮

核桃仁经过机器脱破壳脱去青皮后，多呈现为凹凸的不规则块状，通常完整的核仁呈球形，有四半种仁合并而成，褶皱不平，凹凸多沟，外表种皮呈棕褐色。但核桃仁脱去种皮后里面是乳白色的子叶。核桃仁质地较脆，味道比较淡，细嚼会有清香味，但因为其中涩味较重，且富含大量油质，核桃仁的种皮通常会被脱去。通过实验发现种皮中涩味物质的来源主要是单宁一类的物质，单宁是多酚类物质中一种高度聚合的化合物，很容易被氧化，通常情况下可以同金属离子发生反应生成黑色物质。生产过程中为了保持产品色、香、味等独特风味及产品性质的稳定性，生产过程中常采用水浸法或干燥法脱除核桃的仁衣。水浸法是指在80℃～90℃下，把核桃仁装在竹篓中置于3～8%的碱溶液中浸泡大约15～30min（浓度不能过大否则若清洗不干净会影响调配物料的等电点），然后用清水冲洗，摇动竹篓即可去除外皮。通过这种处理后的核桃仁质地较好，且生产稳定性高并可以达到烫漂的目地，并且不会影响核桃具的独特香味，所以本设计决定采用此种方法。 2.3.3浸泡

将核桃仁按1:2～1:3的比例加清水进行浸泡，是核桃仁吸水膨胀以便于后续进行磨浆工序。浸泡时间通常取8～12h,浸泡期间每隔3～4h小时换水一次，并在在换水时及时清除其中的杂质和异物。 2.3.4磨浆

浸泡后将核桃仁用磨浆机先进行初步磨浆。磨浆过程中物料的加入比例取为1:3～1:5，初磨后的浆液再通过胶体磨进行二次细磨，可重复精磨直到浆液颗粒细度达到生产要求，胶体磨得过程中添加1%的亚硫酸钠溶液护色，防止溶液褐变，待磨成均匀的乳状液时过滤，进行浆渣分离，磨出的浆液细度大约在80～100目间。 2.3.5过滤

过滤可以采用160～200目的筛网进行过滤，使用离心机过滤。主要是为了除去核桃浆液中的粗纤维和浆渣，便于后面加工过程的质量，保证产品品质。 2.3.6调配

按事先计算好的比例加入所需添加剂和各种乳化剂稳定剂等，砂糖在加入时应该先放入化糖锅中加入软水配成70%浓度的糖水，加热升温至95℃搅拌融化然后用单面绒布热过滤备用，并且将混合中的料液的PH调到7.0～9.0，通过搅拌混合均匀,核桃乳原料配方如下:

辅料名称

核桃香精 白砂糖 稳定剂RB 甜赛糖TR50

表2-2 核桃乳辅料组成 用量(%) 辅料名称 0.05 乙基麦芽酚 4.00 氢氧化钠 0.30～0.35 柠檬酸 0.06 小苏打

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用量(%)

0.001 3.00 0.30 适量

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2.3.7均质

均质可以使核桃固形物微细化，改变其粒度分布。同时均质可以是不同大小的颗粒均质化使浆液乳化混合均匀分散且不易分层。这极大的改善了稳定性，而且进行过均质的核桃乳口更加感细腻，保存过程中不会有分层和沉淀想象发生。均值原理是液体在高压下由均质阀的狭缝喷出，在此过程中核桃乳中含有的蛋白质、脂肪等组分达到了细化效果，并且形成了均匀的分散液相。影响均质效果的三个因素：①均质压力通常采用30～60MPa②均质温度常取45～70℃、③均质次数采用两次均质。 2.3.8脱气

通过脱气可以脱除核桃中的腥味、臭味，并且可以有效的控制灌装过程中产生泡沫。脱去料液中气体的同时也起到了防制料液灌装之前被污染的作用，脱气真空度取70～80Kpa。 2.3.9杀菌与灌装

脱气后进行巴氏杀菌，巴氏杀菌可以保持核桃乳生物活性物质不被破坏，减少蛋白质、维生素的损失，此法所使用的温度较低，所以达不到消灭细菌的程度，但是它可以杀死结核杆菌、痢疾杆菌、布氏杆菌和伤寒杆菌等致病微生物，总体可以使细菌总数减少90％，巴式杀菌温度为85～90℃，杀菌时间15～30s,接着待核桃奶冷却到60～70℃时用250ml玻璃瓶做灌装容器进行热灌装。 2.3.10密封杀菌及检验

灌装密封后的核桃奶再进行二次杀菌，杀菌过程在杀菌釜中进行，杀菌公式为10min-20min-15min/121℃,二次杀菌温度较高可以杀灭致病菌达到延长保质期的目的，杀菌后将核桃乳冷却到37℃左右，保温检验然后包装成为成品。

2.4质量控制

2.4.1原料筛选和水质要求

①原料中发霉、萎焉和变质的坏果占有率≦2%。

②生产用水的水质要求，首先符合GB5749-1985《生活饮用水卫生标准》的规定，其次还应当符合表2-3中软饮料用水的规定。

表2-3 软饮料水质要求 名称 浊度/度 色度/度 味及臭气 总固形物/（mg/L） 参数 小于2 小于5 名称 参数 高锰酸钾消耗量/(mg/L) 小于10 总酸度（以碳酸钙计）/(mg/L) 小于50 小于0.1 小于100 小于3 无 无味、无臭 游离氯（mg/L） 小于500 小于100 小于0.1 8

细菌总数/(个/mL) 大肠菌群/(个/L) 致病菌 总硬度（以碳酸钙计）/（mg/L） 铁（以Fe计）/(mg/L)

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锰（以Mn计）/(mg/L) 小于0.1 2.4.2成品的质量指标 ⑴感官指标

乳白色均匀乳浊液，口感细腻，具有核桃乳特有的色、香、味，无杂质、霉变及凝结（肉眼观察）。 ⑵理化指标

总酸(以乳酸计)≤0.08%，总糖(以葡萄糖计)≥5%，蛋白质≥0.5%，脂肪≥1.1%，总固形物≥6.5%。 ⑶微生物指标

菌落总数≦100cfu/mL，大肠菌群≦3MPN/Ml。 ⑷重金属指标

砷（以As计）≦0.2mg/L，铅（以Pb计）≦0.3mg/L。

三、物料衡算

3.1年产1000t核桃奶班产量确定

表3-1 核桃奶主要工艺技术经济指标

核桃奶主要工艺技术经济指标及基础数据 指标名称 生产规模 生产天数 班产量 拣选损耗 清洗损耗 脱皮损耗 配料损耗 数据 1000t/年 250 2t 1% 0.5%-1% 8% 0.5% 指标名称 磨浆损耗 过滤损耗 均质损耗 罐装损耗 脱气损耗 离心损耗 检验损耗 数据 2% 1.5% 0.3% 0.6% 0.3% 1.5% 0.3% 核桃奶日产量：1000÷250=4t 核桃奶班产量：4÷2=2t 按1t原料生产进行物料恒算：

⑴1t核桃拣选后所得量=1×（1-1%）=0.99t

⑵1t核桃所得核仁量=0.99×（1-42%）=0.574t（出仁率为42%） ⑶脱去种皮得核仁量=0.574×（1-8%）=0.528t(脱皮损耗8%) ⑷清洗过后得核仁量=0.528×（1-0.5%）=0.525t

⑸浸泡后的核仁量计算，将已去皮的核桃仁置于3倍于其重量的20℃水中浸泡8小时，时期从分吸水，去吸水系数为1:1.5计算。浸泡后核桃仁的量=0.525×（1＋1.5）=1.313t

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⑹磨浆时以1:4的比例加水，并加入1%的亚硫酸钠进行粗磨和胶体磨后得到浆液量=1.313×（1＋1%＋400%－2%）=6.553t

⑺过滤后所得浆液量=6.553×（1-1.5%）=6.455t ⑻调配计算

①加入砂糖的量=6.455×7%=0.452t

②加入单硬脂酸的量=6.455×0.01%=0.0006t ③加入蔗糖脂肪酸脂的量=6.455×0.4%=0.026t ④加入果胶的量=6.455×0.17%=0.011t ⑤加入卡拉胶的量=6.455×0.01%=0.0006t 调配后所得液体总量

=6.455t+0.452t+0.0006t+0.026t+0.011t+0.0006t=6.952t ⑼均质后得液量=6.952×（1-0.3%）=6.93t ⑽脱气后得液量=6.93×(1-0.3%)=6.91t ⑾巴式杀菌后的液量=6.91×（1-0.3%）=6.86t ⑿灌装后的液量=6.86×（1-0.6%）=6.84t ⒀二次杀菌后得液量=6.84×（1-0.3%）=6.82t ⒁检验后得液量=6.82×（1-0.3%）=6.80t

表3-2 物料平衡表(以1t核桃原料计)

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 工艺过程 拣选后所得核桃量 脱壳得核仁 脱皮得核仁量 清洗过后得核仁量 浸泡后的核仁量 磨浆后的浆液量 过滤后所得浆液量 砂糖 单硬脂酸 处理量（t） 序号 0.99 0.574 0.528 0.525 1.313 6.553 6.455 0.452 0.0006 10 11 12 13 14 15 16 17 18 工艺过程 蔗糖脂肪酸脂 果胶 卡拉胶 均质 脱气后得液量 杀菌 灌装 二次杀菌 检测 处理量（t） 0.026 0.011 0.0006 6.93 6.91 6.86 6.84 6.82 6.80 由

每班消耗核桃量1?得，每班消耗核桃量=0.293t

20.68273.2辅助材料计算

每班采用8小时生产制，每天两班，每小时消耗核桃量=2.93÷8=0.37t

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每班生产8小时，可得每小时产量=2×1000÷8=250kg/h

由于产品中含水量极高，故可以将其密度近似看做1kg/L,所以每班每小时产量近似=250L/h.

使用250mL玻璃瓶进行灌装，可知每小时可灌装量=250×1000÷250=1000瓶/小时=16.7瓶/分

则日产量=1000×8×2=16000瓶

玻璃瓶耗用数量=16000×（1＋0.1%）=16016（个）

按每箱装24瓶计算，则每天可生产箱数=16000÷24=666.67(约为666箱) 纸箱耗用个数=667×（1＋0.1%）=674（个）

四、设备选型

4.1设备选型原则

设备选型基本原则：首先选型应当依据《生产设备安全设计总则》GB5083-85的相关规定，其次所选设备应该满足生产工艺和生产规模的要求，产品质量达标，设备能满足产量要求；年产10000t的核桃奶工厂属于小型工厂，小型厂应尽量选择简单经济的设备，设备原料利用率高，设备能耗少，同时维修要方便；设备应当易、易拆且不易被生产介质腐蚀，设备材料不污染产品并且满足生产卫生的要求；系统控制方面尽量采用自动控制系统以减少人员成本，后续工序处理能力应该等于或大于前道工序的处理能力，所以当最后一道灌装设备处理能力满足生产需要时整个生产线即可足量生产，若要扩大生产规模，只需要简单增加设备数量即可。

4.2各工段设备选型

4.2.1预处理系统 ⑴核桃破壳机

核桃破壳机选用原则首先满足生产能力要求，以每日处理总核桃量为下限，适当提高处理能力，要求破壳机破壳率达到99%以上，且安全、方便、可靠、能耗少、价格合理。核桃处理量=0.293×2=0.568t,平均每小时处理量=0.586÷18=37kg/h。据此选择购买两台核桃破壳机。

⑵不锈钢夹层锅，浸泡罐

作为核桃仁脱皮处理的预处理设备，首先考虑处理量，日处理量计算可知满足每天667kg的核桃浸泡加热处理，每班生产用核桃仁为0.168t,设加水比例为1：2则选用500夹层锅2个可以满足要求。同时考虑设备材料、质量、价格、构造。由于核桃仁是非流动性原料，所以选用可倾式保温夹层锅。浸泡罐浸泡能力满足每班正常生产的量，且要求夹层锅和浸泡罐材料具有不易腐蚀、耐酸碱，耐高温、卫生、易清洗等特点。选用温州市长宏轻工机械有限公司生产的产品即可满足设计要求。

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4.2.2磨浆系统 ⑴粗磨、胶体磨

作为专业性较强的设备，核桃奶生产中考虑浆液中微粒细度要求能通过160-200目网筛，结合物料平衡中的计算结果和胶体磨生产能力,每班处理0.385t经过浸泡的核桃仁，在机器连续生产的情况下需要达到的处理能力为48.125kg/h,选择一台处理能力达标的机器生产。 ⑵离心过滤机

经过胶体磨精磨后的料液颗粒细度为80～100目，考虑核桃奶粘度，分离机的使用主要为了分离核桃奶中的粗纤维成分，生产处理量需满足48.125kg/h。结合工业生产清洗的方便性，考虑选用过滤离心机，而三足式离心机可以分离亲水性较强、粘度较大、中等细度的纤维状悬浮液体，结合生产经验，选用合适的离心机。 4.2.3配料系统

（1）配料罐、化糖锅、高位储罐

原则是尽量选择大容量罐体，大容量罐体生产投资节省但同时要考虑车间尺寸。每班调配的核桃奶为2.04吨，容积约为2037L，配料罐尺寸不能超过生产车间设计高度，其次考虑罐体结构、无卫生死角、清洗方便程度、价格等因素决定选用3000L配料罐，要完成2037L配料需要1只配料罐；化糖锅根据工艺选用蒸汽加热的化糖锅，它具有溶糖迅速和可杀菌的特点，根据容量估算选用200L化糖罐一只；高位罐为灌装之前的缓冲罐，连接巴式杀菌的装置选择200L的；浸泡罐选择，按浸泡加水比例1:3计算最少需要1200L容量的容器才能完成任务。 （2）均质机

因为是在灭菌之前进行均质，属于上游均质，所以选用一般均质机即可。选型考虑均质效果，每小时均质能力。通常均质压力越大均质效果越好，乳液混合效果越佳，物料被粉碎的粒度越小，根据实际生产数据，选择均质压力30～45Mpa。核桃奶生产连续性差，每班应均质的核桃奶总量为2.04吨，均质机连续生产则每小时均质机生产能力至少为0.254t/h,所以可以选用0.3t/h的高压均质机两台，考虑到要进行两次均质，可以将两台均质机串联连接起来进行连续均质。 （3）真空脱气系统

脱气能力满足生产要求，脱气机脱气效果受核桃奶温度、脱气真空度影响较大，所以要求脱气机脱气真空度达到90.7-93.3kpa,且保持稳定，料液温度45-75℃.按照后道工序处理能力不能小于前道工序的原则，且经计算脱气机处理能力应该大于0.25t/h，由此可以选用一台0.4t/h的脱气机进行脱气处理。 （4）巴式杀菌设备

此工艺要求核桃奶杀菌要在85～90℃保持15～30s，杀菌质量关系到产品口感和产品的保

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质，要求杀菌设备生产能力满足物料平衡要求，杀菌系统的生产能力不小于均质机生产能力，杀菌质量高，设备清洗方便。工艺要求杀菌机生产能力不小于0.25t/h,可以选用一套0.5t/h的板式换热器进行巴氏杀菌。 （5）高温反压杀菌锅 ①杀菌锅生产能力计算

A.杀菌锅操作周期所需时间T, T?t1?t2?t3?t4?t5

式中t1为装锅时间（通常取5min）,t2为升温时间min,t3为恒温时间min,t4为降温时间min,t5为出锅时间（通常取5min），故T=5+10+20+15+5=55min B.每台杀菌锅可装玻瓶数量n,n=Kazd1（瓶）

d2式中K为装载系数常见容器取K=0.55-0.60 C.杀菌篮高度与玻瓶高度比

z锅内杀菌篮数量，d1表示杀菌篮内径m，d2表示玻瓶外径m

0.9552n=0.6×0.9/0.132×4×()=62.5瓶

0.05D.每台杀菌过程生产能力G 60nG=(瓶/小时)=60×62.5÷55=68.18瓶/h

T一小时内杀菌X瓶需要N个杀菌锅,根据灌装要求计算得出杀菌过处理能力至少为1020瓶/h

N=X/G=1020÷68.18=14.96台，由此可知至少需要杀菌锅15台。 （6）空气压缩机

①杀菌锅内反压为P2 时所需的空气量V2=V1×P2/P1(m3),式中

V1表示杀菌锅的容积，m3 P1表示大气压力，KPa

P2表示反压冷却时的绝对压力，KPa 代入数据得V2=7.65×200÷101.3=15.1m3 ②每只杀菌锅再反压时所需储气筒容量设为Q, m3

Q=V2/V3,其中V2表式杀菌锅中当反压为P2时需要的空气量，m3

V3表示在储气筒压力下每立方米空气所提供的常压空气量，m3/m3

有设备参数知储气筒压力0.7MPa，查表得V3=5.1m3

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代入数据Q=15.1÷5.1=2.96m3

③空气压缩机每分钟的空气供应量V, m3/min V=(V2×n)/t,

其中V2同上，t表示冷却过程所需时间，min,n表示杀菌锅数目 代入数据得V=15.1×15÷15=15.1m3/min 4.2.4灌装系统

每班生产成品核桃奶2t,灌装机灌装能力至少为16.7瓶/分，灌装机、旋盖机、冲瓶机、喷码机，整套设备最好选用同一厂家生产，可以保质生产兼容稳定性及维修方便等优势，设备满足灌装能力，生产的玻璃品满足质量要求。 4.2.5清洗系统 水处理系统、CIP系统

要求设备满足日常生产用水，设备清洗能力要求。

五、热量衡算

5.1蒸汽耗量

核桃碱液去皮过程中，通过不锈钢夹层锅将核桃原料放入由20℃加热到80℃热水中进行浸泡半小时，相当于将核桃仁由20℃升温至80℃，消耗的热量由核桃和水升温吸热构成。 5.1.1核桃升温耗热量计算（以每班耗量计算）

Q1=WC(T2-T1)=0.154×1000×2.009×（80-20）=18563.16(kJ) (1) 式中Q1—物料升温所需热量，kJ； W—物料量，kg；

C—物料比热容（查表，kJ/kg.K）；

T2—物料终温，T1—物料初温 5.1.2水升温耗热计算

按1:3加水浸泡，水升温耗热量Q2=0.154×1000×3×4.187×(80-20)=116063.64(kJ) （水的比热容=4.187kJ/kg.K）； 5.1.3配料系统耗热计算

物料由20℃加热到50℃进行配料搅拌，由物料恒算知道每班有1.89浆液进行调配，调配温度设为50℃，所需热量Q3=（1.89-1.324）×1000×3.767×(50-20)=198626.38(kJ)。 5.1.4化糖系统耗热计算

化糖罐中砂糖加水配成70%糖溶液，溶液由20℃被加热到95℃,比热容仍然以糖计，耗热

Q3=0.1324÷70%×4.173×1000×（95-20）=78248.4(kJ)

5.1.5巴式杀菌耗热计算

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巴式杀菌前，将均质后的物料加热到90℃，进行15-30s杀菌操作，设温度损耗5℃,消耗热量Q6=2.025×1000×3.767×（90-45）=343267.88(kJ) 5.1.6第二次杀菌耗热计算

灌装时经过第一次超高温短时杀菌的物料已被冷却到60℃，所以第二次使用杀菌釜进行二次杀菌时，需要从60℃开始升温至121℃，第二次杀菌耗热Q7=2.013×1000×3.767×（121-60）=462561.23(kJ)

根据生产经验，取各蒸汽损耗过程损耗系数均为K,令K=1.2，即设备热损耗同辐射介质散热总量为物料吸热的20%，则总好热设为：

Q总=（Q1+Q2+Q3?+Q7）*K

=(18563.16+116063.64+198626.38+78248.4+343267.88+462561.23)*1.2=1455331.5(kJ) 生产用蒸汽最大消耗总量Q总?（i1?i2)?G

G?Q（kg）式中G—蒸汽耗量，kg； i1?i2Q加热过程中的热量总耗，KJ；

i1—蒸汽热焓，2723.83J/kg；i2—冷凝液热焓，558.41KJ/kg 解得i1-i2=2165.42 kJ/kg,代入得 G=691.65kg/班

序号 1 2 3 4 5 6 表5-1各工序蒸汽耗量 工艺过程 耗热量（KJ） 脱皮预煮 134626.80 配料换热 198626.38 化糖耗热 78248.40 巴氏杀菌耗热 343267.88 二次杀菌耗热 462561.23 转换为蒸汽 691.65kg/班 5.2冷却水耗量计算

5.2.1化糖系统冷却用水

设定冷却水进口温度为20℃，出口温度为25℃。

将化糖锅中的糖溶液由95℃冷却到50℃，糖溶液中糖含量为70%，糖的比热取3.1kJ/kg.℃需要消耗冷却水计算如下：

有公式Q?MC(T终?T始)，Q奶=Q冷却水代入数据得

64.57×3.1×(95-50)= M水1×4.187×(25-20)M水1=430.27kg 5.2.2灌装冷却用水

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设定常温20℃为进水温度，出口温度为25℃。

巴氏杀菌核桃奶温度由90℃杀菌温度冷却到60℃灌装温度消耗冷却水计算如下：

Q?MC(T终?T始)，Q奶=Q冷却水

即2.03×1000×3.767×（90-60）=M水2×4.187×(25-20), M水2 =10958.22kg 5.2.3杀菌锅冷却用水

二次杀菌冷却所需用水量根据生产经验及杀菌锅型号和处理能力，取用水量为18t/h,设杀菌锅冷却时间为4h,杀菌锅每班需冷却水量设为M水3,那么M水3=72t。（按进水温度20℃出水温度30℃计）

冷却水总用量：每班冷水耗用总量设为M那么M=M水1＋M水2＋M水3=4.3+109.5+72=185.8t

六、管径设计与计算

6.1生产用水管路的设计与计算

6.1.1夹层锅用水管径

已知夹层锅用水量为3.36t每班，设定输水时间为10min，水的流量为0.336t/min,

?依据工业供水速度取为3m/s,因为Q=Fv=D2?

4故D?式中

D—管道断面处的计算内径,m，Q—设计断面的水流量,m/s，F—管道断面的面积,m2，?3QQ≈1.128(m)=0.0490m

?(?/4)?—断面处水的平均流速，m/s，采用不锈钢管尺寸?57×3.5（mm），（以下计算公式中各字母表示含义同上） 6.1.2浸泡用水管径

已知每班浸泡用水量为0.924t,设定输水时间10min,水流量为0.0924t/min, 供水速度选为2m/s, D?QQ≈1.128=0.0313m

?(?/4)?选用不锈钢管,尺寸?40×3.5（mm）

6.1.3磨浆用水管径

磨浆过程每班耗水量为1.54t,设定磨浆输水时间为1小时，水流量为1.54t/h,供水速度取0.2m/s, D?Q=0.0523m

(?/4)?选用不锈钢管,尺寸为?60×3.5（mm）

6.1.4清洗用水管径

采用CIP设备进行清洗的设备总耗水量为2.8t,各段清洗时间总和为1.25h,水流量为

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2.24t/h，设定水流速为1m/s,则D?Q=0.088

(?/4)?因为清洗过程要使用酸碱介质，所以采用不锈钢管尺寸为?60×3.5(mm)

6.2物料输送管路的设计与计算

取物料输送速度为1.5m/s，核桃奶密度取水的密度1000kg/m3,物料量为2t每班，确定输送时间为1h，

则物料流量为2000kg/h，由Q?(?/4)?D2?V??得D=0.0217m 式中

Q—物料量，kg/s，V—物料输送平均流速，取1.5m/s，D—管道断面内径，?—物料密度，取1000kg/m3

由于物料卫生较高所以使用不锈钢管尺寸为?27×3.5（mm） 6.3蒸汽管路的设计与计算

6.2.1配料系统蒸汽管径

配料罐加热使用的蒸汽流量为11.465kg/h，使用的蒸汽压力为0.3MPa，查得蒸汽密度为1.62kg/m3，管径为45mm，选用无缝钢管，尺寸为57×3.5（mm）。 6.2.2化糖锅蒸汽管径

化糖锅加热使用的蒸汽流量为4.516kg/h，使用的蒸汽压力为0.3MPa，查得蒸汽密度为1.62kg/m3，管径为30mm，选用无缝钢管，尺寸为38×3.5（mm）。 6.2.3巴氏杀菌蒸汽管径

使用的蒸汽流量为19.815kg/h，使用的蒸汽压力为0.3MPa，查得蒸汽密度为1.62kg/m3，管径为45mm，选用的无缝钢管尺寸为57×3.5（mm） 6.2.4杀菌锅蒸汽管径

使用的蒸汽流量为26.70kg/h，使用的蒸汽压力为0.3MPa,

查得蒸汽密度为1.62kg/m3，管径为50mm，选用的无缝钢管尺寸为57×3.5mm。

表6-1 管径计算表 序号 1 2 3 4 9 名称 夹层锅用水管径 浸泡用水管径 磨浆用水管径 清洗用水管径 杀菌锅蒸汽管径 型号（mm） 不锈钢管?57×3.5 不锈钢管?40×3.5 不锈钢管?60×3.5 不锈钢管?60×3.5 无缝钢管?57×3.5 序号 5 6 7 8 名称 物料输送管径 配料系统蒸汽管径 化糖锅蒸汽管径 巴氏杀菌蒸汽管径 型号（mm） 不锈钢管?27×3.5 无缝钢管?57×3.5 无缝钢管?38×3.5 无缝钢管?57×3.5 17

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七、耗水供汽量计算

7.1耗水量计算

以每班用水量计算为例

7.1.1物料调配、浸泡用水量计算

每班出核桃仁约0.168t，夹层锅预煮浸泡按1：2加水耗水量=0.168×2=0.336t；磨浆前的常温浸泡8小时，加水比例为1:3,且每4小时换一次水，耗水量=0.154×3×2=0.924t；磨浆加水比例1:4,浸泡后核桃仁吸水后重量约为0.385t,磨浆耗水量=0.385×4=1.54t；调配、浸泡共加水约合2.8t。 7.1.2物料清洗用水计算

⑴核桃破壳和破壳以后的核桃仁清洗

清洗三次，每次清洗按1:3比例加水清洗，耗水量=0.293×3×3=2.64t ⑵脱皮后的核桃仁清洗

因为核桃仁脱皮时加入了碱液，所以要进行彻底清洗，设将所有夹层锅满水进行清洗，清洗4次，耗水量=1.2×5×500×4=12t 7.1.3设备清洗用水

车间浸泡罐、高位储罐罐和夹层锅的清洗用水量可按各自的总容积的5%计算，均质机、脱气机、巴式杀菌机、杀菌釜、胶体磨、灌装机等的清洗用水量可以按照各自处理量的10%（每昼夜）计算。各种罐体总容积V=50×12＋200×6＋300×8＋600＋1200=6000L，每天清洗两次，清洗耗水=6000×5%×2=0.6t；各设备每昼夜清洗用水=（80+700+500+600+500+4000+2500+2700+2700+300）×10%×8=2.22t 7.1.4其他清洗（冲洗地坪M）用水

实际测定，1t水大约可以冲洗地坪40平方米，生产车间每班冲洗至少两次 则M=S/40*2,

式中S为生产车间地坪面积，m2 生产车间以140m2计，进行估算得M=7t 7.1.5生活用水量

每班人数为12人，依照经验数据，每人平均生活用水70kg/h,

生活最大用水量=12×70=840kg/h,每班8小时计算每班生活用水为6.72t 7.1.6消防用水量

因为消防用水的不确定性且通常用水较少，所以可忽略不计，一旦发生火警时，也可将生产用水或生活用水与之调节使用。 7.1.7冷却用水

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冷却水总耗量为18.58t。

由以上计算得每班总用水量约为64.8t，每小时耗水8.1t,则生产1t核桃奶需耗水32.4t。

表7-1 耗水量计算表 序号 1 2 3 4 5 6 工艺过程 物料调配 物料清洗 冲洗地坪 生活用水 冷却 合计 耗水量（t） 2.8 14.82 70 6.72 18.58 8.1t/h 7.2锅炉供汽量估算

锅炉额定容量设为Q,按下式计算确定：

Q=1.15(0.8QC?QS?QZ?QG)(t/h)=1.15（0.8×0.9+Q×5%+Q×8%+Q×10%）

解得Q=1.2t/h 式中

Q—锅炉额定容量，(t/h)，QC—全厂生产用最大耗汽量，(t/h)，QS—全厂生活用最大

耗汽量，按总用汽的20%计(t/h)，QZ—锅炉房自用汽量，(t/h)（一般取5%～8%），QG—管网热损失，(t/h)（一般取5%～10%）

八、工厂定员编制

8.1定员计算方法

8.1.1按定额计算

对于使用手工操作较多的工序，可根据单位产量物料消耗工仁人数确定生产人数，如果由于设备的机械化、自动化差异要选用直接按定额进行劳动定员，应当结合工厂生产的实际经验和实践数据。

8.1.2按设备和各工段需要人数来确定

机械化程度比较高的车间当按每台设备需要的操作人数结合辅助人数确定。生产人员的确定通常按照生产同类型产品的工厂实际雇佣的人数，再结合设计工厂的实际情况考虑。 除上述生产人员外应加入工厂的行政人员，其中包括如车间主任（正副）、财会人员、质检源、销售人员、党部书记、辅助车间操作和管理人员等。 8.2全厂人员编制

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表8-1 生产车间定员表

工序 原料预处理 浸泡 磨浆 化糖 调配 脱气 均质 巴式杀菌 灌装 二次杀菌 封口 检验 包装 入库 总计 人数（每班，共两班） 人数合计 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 28

表8-2 行政人员定员表 职务 厂长 副厂长 车间主任 技术经理 技术专员 会计 行政人员 采购员 销售经理 销售人员 人数 1 2 1 1 2 2 2 2 1 5 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 总计

19 表8-3 辅助车间定员表 岗位

人数（每班、共两班） 20

人数合计

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原料库 辅料材料库 成品库 配电室 机修间 锅炉房 空压机房 污水处理站 合计 1 1 1 1 1 1 1 1 16 2 2 2 2 2 2 2 2

人员编制：按每日两班制进行生产，全厂定员63人，其中生产人员28人，行政及技术人员19人，其他辅助人员16人

人员要求：核桃奶生产各工序对工艺技术、设备操作具有较高要求。一般生产人员应当具有高中或中等专业技术文化水平，关键岗位要求操作人员应当具备大专或大专以上文化水平,专业技术岗位应该聘请相关专业人员担任。

九、生产成本计算和经济评价

9.1水电气包材成本计算

9.1.1水汽费

四川水费2.20元/立方，根据工厂生产经验，每生产一吨核桃蛋白饮料，所消耗的水为34.8吨，4.8吨汽，本设计以35吨水，5吨汽计。则水费1000×40×2.2=88000元/年=8.8万元/年。

9.1.2电费

0.607元/度，电消耗来源于设备，所有设备用电量总计50kw，取需要系数k=0.7，则总用电负荷为35kw，计算得0.607x50x1000=21245元/年=2.13万元/年。

表9-1车间耗电分布表

原料处理及磨浆 配料车间 灌装车间 杀菌间 辅助车间 生产及厂区照明 办公照明 其他未可预设备 总用电部门 见用电 计 21

食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计 设备用量 (kW) 2 18 6 2 6 5 2 7 2 50 9.1.3包材消耗指标

250ml玻璃瓶0.1元一个，每年花费共16016×250x0.1=40.04万元；纸箱价格按1元一个计算，每年花费674×250x1=16.85万元。两者共花费56.89万元/年。

9.2设备选型与成本计算

设备总价值：

3x0.1+1x0.69+3x0.1+3x0.35+2x0.51+1x6+1x2.7+2x4.9385+1x0.15+1x3.5+2x1.18+2x2.8+1x4.5+1x4.24+1x5.8+1x7+3x0.78=57.427(万元)

表9-2设备一览表

名称 浸泡罐 脱皮机 磨浆机 过滤器 配料机 脱气机 板式换热机 锅炉 离心式奶泵 均质机 蒸汽夹层锅 卧室灭菌锅 定量灌装机 封口机 喷码机 水处理设备 双联过滤器 型号 RP2J2-500L DIF FDM—Z125III—60 RFGL03—300 L-BP LTQ400 BP2—D—6 FB—L N304 SLS500-70 LH7G152 GT7C3W12 GP-6 DXR3000 HN-3000 1054 RFGL03-300 技术参数 500L 150kg/h 0.15T/h 300L/h 800L 800立方米/h 2000L/h 115kg/h 3T/h 250L/h 400L/h 2000瓶/次 550-4000瓶/h 3000瓶/h 3000瓶/h 0.25T/h 功率Kw 0 3 1 0.9 2.05 2.26 75 0.55 5.5 1 1.5 5 0.1 10 （台/套数) 3 1 3 3 2 1 1 2 1 1 2 2 1 1 1 1 3 价格（万元/台） 0.1 0.69 0.1 0.35 0.51 6 2.7 4.9385 0.15 3.5 1.18 2.8 4.5 4.24 5.8 7 0.78 22

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9.3总成本估算

9.3.1原辅料成本

表9-3原辅料成本计算

原辅料名称 年消耗量/t 单价元/t 合计/万元

核桃 1000 6000

白砂糖 40 4300

核桃香精 乙基麦芽酚 氢氧化钠

5 0.1 30 2300 1000 800

621.66

甜赛糖 0.6 1500

柠檬酸 3 1200

稳定剂 3 1500

9.3.2加工成本计算 (1)工资支出

工人28人，按照平均工资2000元/月计算，工作时间12个月 总计2000×28×12=67.20（万元/年） (2)水电气用量

水费：8.80（万元/年）（水按照一立方米一吨计） 电费：2.13（万元/年）

总共：8.8+2.13=10.93（万元/年） (3)固定资产折旧费

①经过设备总价值计算可得，固定资产原值为57.43万元

②按以下公式初略估算（其中预计残值和预计清理费看作相互抵消）

年折旧费=（固定资产原值-预计残值+预计清理费）÷预计使用年限≈固定资产原值÷预计使用年限 （注：其中固定资产不包括厂房及地面）

折旧费计算固定资产原值为57.43万元，固定资产余值按照原值4%计约为2.297万元，与服务期末收回，折旧按八年算，采用年综合折旧率为12.5%，折旧基金提为7.178万元.因此，年总折旧费用为7.18万元。 9.3.3待估算资金

由于价格较大变动及其他不可预知因素，预计带估算资金30万元。

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9.3.4营销费用计算

总成本=原料成本+包材成本+人员工资+耗能+设备折旧

=621.66+56.89+67.20+10.93+7.18=763.86（万元） 每瓶成本=总成本/产量=7638600/40000000≈1.91（元/瓶） 每件成本=1.91x24=45.84（元/件）

假设零售价为4元，则每箱零售价格为96元 出厂价格=售价/1.15=3.48瓶/元=83.48元/件

又由于供价=（0.7～0.8）×出厂价，式中系数取0.8售价较合理 供价=0.8×83.48=66.78（元/件）=2.78（元/瓶）大于成本合理 总供价=66.78x166666.67=1113（万元/年） 总产值=83.48x166666.67=1391.33（万元/年）

又由于运费=（0.015～0.03）×总产值，式中系数取0.015较合理 运费=0.015×1391.33=20.87（万元/年）

9.3.5管理费计算

一般管理费占总产值1%～3%，取2%，约为27.83万元

9.3.6成本核算

总成本=原计算总成本+管理费用+运费=763.86+27.83+20.87=812.56（万元/年） 每瓶产品成本=8125600÷40000000=2.03（元/瓶）

而总供价为2.78元/瓶，大于成本价2.03元/瓶。因此售价定为4元较为合理。

9.3.7税收的计算

产品增值税={出厂价-直接成本价(原辅料和包装)}×17%=（1391.33-812.56）×17%=98.39（万元/年）（17%为基本税率）

9.3.8项目总投资

总投资=原料成本+设备费用+包材费用+待估算资金

=812.56+40.57+56.89+30=940.02（万元）（未计算厂房等费用）

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食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计 估计总投资共940万元

9.4技术经济评价

9.4.1技术评价

⑴将脱皮后的核桃仁做成蛋白饮料，这样可获得核桃蛋白饮料,从而可以解决用核桃深加工的问题。 ⑵经一定工艺处理，均质，可使饮料均匀一致不分层，口感细腻、光滑 ⑶采用二次杀菌，比一次杀菌效果好

9.4.2经济评价

投资利润率=（产品销售额-产品成本-税金）/项目总投资=(1311.33-812.56-98.39)/940≈0.541 故而成本估计过低

总投资回收期=项目总投资/（销售收入-产品成本）=740÷（11311.33-812.56）=2.32年， 即约两年半可收回投资

十、生产车间、厂房、厂区布置

10.1布置原则

⑴满足生产、卫生要求，同时考虑各个车间的相互联系，在总体上进行布局。

⑵设备应最大限度按照生产流程线进行布置，务必做到生产操作方便、生产周期短，且生产占地最少，重型设备最好安装在底层同时考虑设备安装、维护的方便性。

⑶设备间的距离应该便于设备更换和调整，同时操作台、设备、建筑物之间留有适当的安全距离，以便于操作、清洁和维修装卸。

⑷不同车间各工序满足物流运送顺畅，运输距离最短的要求，多利用空间进行运输，以节约能源和土地。

⑸从生产卫生条件和作业人员的安全考虑，其中包括与食品表面接触的卫生、清洁，预防交叉污染；注意个人卫生及卫生设施布置，防止污染发生；虫害控制，有毒化学药品的使用与生产人员的健康保护；车间内部三防，防水、电器防潮、防火。

⑹车间采光、采暖、通风、降温设施，散热、有气味、易腐蚀的物质集中堆放，对空调、空压、真空泵间集中布置分隔安置以减少管路损失。

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食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计

⑺可以放在室外的设备尽量安装在车间外同时安好防雨、防晒顶棚。 10.2核桃奶车间平面工艺 10.2.1车间内总体结构

整理设备清单并作出生产车间和生活间各部分面积要求以后，本车间建筑外形决定采用最常见的长方形。根据生产工艺流程顺序，为了缩短原料和产品运输距离，车间内各生产工艺隔间从最初的原料预处理车间到待检库存间采用U形结构进行布置，因为核桃奶生产车间湿度大且有使用酸碱等腐蚀性液体，如果采用钢筋混凝土结构长期使用外露的钢结构会遭到锈蚀，同样选用砖木结构厂房其中的木质结构会因为长期湿度高而腐烂。所以厂房选择砖石混凝土结构。 10.2.2车间建筑结构 ⑴层数

核桃奶生产连续性较强，考虑工序连续性和物料运输的方便性及设备布置决定厂房层数采用单层。 ⑵厂房跨度

厂房跨度取10～15m，由于跨度小于18米，所以建筑模数取3m，实际跨度根据车间宽度选取。 ⑶柱距

柱距采用常用的6m柱距，柱网布置的扩大模数为300mm，以此根据车间长度选择。 ⑷车间高度及车间开间

车间内最大设备高度为4m。因为车间设计中都采用统一模数，单层车间层高采用200mm作为扩大模数，所以考虑到人工操作确定车间高度为5m，并由4.5m处吊顶。此车间平面开间采用300mm作为扩大模数进位，具体开间根据设备布置情况确定。 10.2.3车间隔间布置

主车间内按照工艺处理方式不同进行分隔，辅助生产设备与加工设备，杀菌与包装等过程皆分隔开。分为原料预处理间、脱仁衣车间、浸泡和磨浆间、调配车间、杀菌车间、灌装间、二次杀菌间、化验室、产品待检库等。辅助设施如空压机房、机修间，配电室、男女更衣室等设在主车间外围端。考虑到人流通道与物流通道需要分开，特别在主车间外围设一宽2m的人流通道。 10.2.4车间土建要求 (1)门

门的尺寸、材料、数量首先考虑到能方便运输及生产设备尺寸。核桃奶生产车间供人流出入或小型设备运送的单扇门尺寸为1.0×2.2m或1.0×2.7m。双扇门规格常取1.5×2.2(2.7)m或2.2×2.7m，原料预处理车间门应装上防虫幕帘，供大型设备运输使用的车间大门，门的高度根据运输车满载货物时的宽的尺寸扩大0.6～1.0m，高度扩大0.4～0.5m。

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门的型式依照方便性、能防虫、不易腐蚀等原则选择设计。核桃奶生产的密闭性考虑车间可采用空洞门，顺风方向开启，走廊门向内开。对耗用大量蒸汽配料间、杀菌间应该在屋顶开空通风、安装流风机。 (2)窗

车间厂房的窗分为天窗和侧窗，主要是为了采光和通风而设。侧窗的设置：在车间较低部位设置内外双层开的平开窗，包括一层纱窗和一层玻璃窗。车间外墙设悬窗，采光位置较好处设固定窗。侧窗洞口宽度常取0.9～6.0m,2.4m以下将0.3m作为级数进行扩大，2.4米以上以0.6m为级数进行扩大。侧窗洞口高0.9～4.8m。天窗设置：单纯采光设置平天窗，建厂的地区常有雨雪应当设置三角天窗，避免阳光直射或要求采光均匀即可设置锯齿天窗。

(2)消防梯、吊车和平台梯

由于车间采用单层设置所以消防梯设置在天窗端壁或者设在山墙处，原料车间采用竹篓脱皮时可以安装吊车卸料，吊车材料采用钢结构且注意刷漆和上油以免被锈蚀常用宽度为0.6～0.8m，倾斜度为40～60度。 (4)车间地坪

核桃奶生产过程设备需要CIP清洗，清洗液中的酸碱具有强腐蚀性，所以车间地坪采用1.5～2.0%地坡，对排除腐蚀性液体的设备尽量集中放置。核桃奶生产车间地面采用高标号混凝土和缸砖地面，混凝土地面要采用耐酸碱材料做面层骨料，缸砖地面选用合理材料进行勾缝处理。同时地面为了防滑地坪表面需要划线或者印上花格作防滑处理。库房可用一般混凝土地面，车间同时设地漏排水，地漏直径取0.2～0.3m，排水沟设计成圆底方便排水和做清洗。 (5)墙面

墙面下部做1.8～2.0m护墙，材料使用白瓷砖，这样可以在人的可操作高度内保持墙面清洁。其他墙面采用耐化学腐蚀的防毒材料涂面，墙面可用防化学腐蚀材料涂面。

10.3全厂辅助部门

10.3.1原料接收站

由于核桃容易发生霉变，所以核桃原料进厂后需要及时进行分选，尽量做到尽快输入生产车间，避免日晒雨淋。同时要将入库的原料进行挑选，并放入干燥的库房暂存。 10.3.2仓库 (1)仓库设计原则

对于季节性产品，仓库面积应该考虑到淡旺季的平衡，过大浪费占地，过小不能平衡淡旺季生产需求。储藏条件考虑防尘、防虫、防鼠、防潮、防水及温度要求。仓库面积要考虑

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库存，销售淡旺季，及突发状况等因素。核桃仓库当属长期储藏，仓库应保持干燥，可采用冷风库。仓门方便车辆进出，如果设立多层库房还得考虑楼板负荷，另外还应考虑到人流和物流交叉影响，进出嘈杂，运送距离等。 (2)库房容量确定 V=WT=4*7=28t

式中V—仓库应当容纳的物料量,W—单位时间物料量（取日产量40t计）,T—存放时间，饮料常取7～10天（核桃奶取7天) 仓库面积确定

VF?F1?F2??F2=28÷（2×0.65）=21.54m2

d*K式中

F—仓库建筑面积,F1—仓库库房建筑面积,F2—仓库辅助用房建筑面积,d—单位库房可堆放的物料净重，取2.0t/m2,K—库房面积利用系数，常取0.6～0.65（这里取0.65） (3)机修室

机修车间的主要任务是进行生产设备的维修和护理，包括非专业设备的制造和所有设备维护，由于本厂设计产量不高为小型工厂，所以通常情况只设立一级机修。机修间常由机械加工、模具制造和冷作业等组成。如果车间设备笨重并且数量较多，则应该配备运送车。机修间的位置通常和生产车间保持适当距离，做到方便性和互不影响的原则。

(3)化验室

化验室又称作检验室，主要职能是对原材料和成品及生产过程中的各项理化指标进行检查、检测和监督。以确保产品符合行业和国家质量标准，原材料满足生产要求。化验室要求采光良好，整洁卫生，布置方式以物理化学检验室为主体进行规划，清洗消毒剂细菌培养间应该保持良好通风，通常布置在下风向，同时对于不能接受阳光直射的设备仪器应该考虑到放置位置。无菌室应该设一条隔廊，并装上消毒灯。

10.4全厂性部门

10.4.1办公楼

办公楼通常不知在人流出口附近，面积估算如下：

F?G?K1?A?B=（63×12%×6）÷68%＋30=96.7m2 K2式中

F—办公楼建筑面积，m2,G—全厂职工总人数，112人,K1—全厂办公人数比，常取8～12%,K2—建筑系数，65～69%,A—每个办公人员使用面积5～7m2/人,B—辅助用房面积，30m2

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食品工厂设计与环境保护 年产1000t核桃蛋白饮料生产工艺设计 10.4.2更衣室

更衣室在符合卫生要求的原则下通常分散布置在各人流出入口，更衣室当设三层更衣柜（尺寸500*400*1800），方便存放衣物，面积计算常取每人0.5～0.6m2计，按生产车间人数30人计，更衣室面积=30×0.6=18m2。

10.4.3食堂

食堂座位数确定

N=M*0.85/(C*K)=63*0.85/(2*1.2)=22（个） 式中

N—座位数,M—全厂最大班人数,C—进餐批数,K—座位轮换系数,F=N*(D1+D2)/K=40*（0.9+0.6）/83%=72.3m2,式中F—食堂建筑面积m2,N—座位数,D1—每座餐厅使用面积0.85～1.0%m2,D2—每座厨房和其他面积0.55～0.7%m2,K—建筑系数82～89%

10.4.4浴室

食品生产对卫生要求较高，从事直接食品生产的工人在进入车间前都应该进行淋浴，浴室常设在车间内与更衣室和厕所形成一体，与车间人流出入口相接。淋浴器数量按最大班人数的6～9%算，建筑面积按每个淋浴器5～6m2估算，浴室建筑面积=30×9%×6=16.2m2。

10.4.5卫生间

生产车间附近应该设立厕所以便于车间工人的卫生清洁，厕所便池蹲位数量按最大班计，男人40人设一个，女人每30个设一个，厕所建筑面积按1m2/蹲估算，男女按相同比例

2计算，按同时入侧人数20%计算，厕所总建筑面积为16.2m

10.5工厂设置

10.5.1厂址选择

厂区周围卫生环境条件良好，周围不应有污染型企业，传染性疾病医院。附近不得有有害气体、放射源及其他扩散性的污染源，厂址不应设在受污染河流的下游，或者排放污染气体企业的下风向。 10.5.2厂区总平面布置

厂区平面布置要做到分工明确，生活生产区不要相互交叉，生活厂区中食堂，宿舍等要设围墙隔离开。

生产车间中的原料、加工、包装和成品车间的布置应该符合生产流程顺序，不应该交痤布置，以使生料和熟品分开。

废水处理站和生产及生活地区保持一定距离，设在下风向处。同样的还有锅炉房，本不应该设置在生产车间周围，至少保持50米距离，且在下风向设置。 人流通道和物流通道分开设置，废料、垃圾运输出口和成品出口分开设。 公共卫生

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厂区排水不能使用明沟，排水系统规模与生产规模相适应，且不能渗水，排水系统保持通畅，不能有污水存积。

厕所设在走廊隐蔽处，采用沟槽式设计以便于冲水且不易堵塞，厕所洗手和消毒龙头不能采用手触式，开门方向不能对着工作车间。 厂区应设污水处理站和废物发酵池。 10.5.3车间卫生

(1)生产过程中原料预处理，杀菌、灌装三个处理工序应该明确隔开，以便于物料灌装过程的卫生。

(2)生产设备凡是同物料有直接接触的，应一律采用不锈钢材料设备，并配备设备消毒装置。

(3)人流和物流进口处采用防虫措施，如设缓冲间、风幕灭虫灯等。

(4)车间大门应采用塑料门，罐群车间使用双层窗，一层为纱窗，一层为玻璃窗。 (5)天花板使用防潮涂料进行粉刷，楼面设坡度1.5～2%,并设排水沟，且保证楼盖不能漏水。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s75g.html