年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计 - 图文

广西科技大学

毕业设计说明书

课题名称 年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

英文名称 A beverage factory design with annual capacity of 50000 tons pear juice

院 别 生物与化学工程学院 专 业 食品科学与工程 班 级 食品101班 学 号 201000602029 姓 名 覃正清 指导教师 何 仁

二〇一四年五月十五日

广西科技大学毕业设计

摘要

本文主要介绍年产5万吨雪梨汁饮料工厂的初步设计，基于果汁饮料成熟的生产工艺和雪梨含丰富的糖分、水分以及苹果酸、柠檬酸、胡萝卜素、钙、磷、铁等营养物质，结合现代消费者健康、营养、多元化的饮食需求，设计一个能以最低成本安全生产出健康营养的高质量食品饮料的工厂。主要设计内容包括制定产品方案，工艺设计及工艺技术论证，进行车间平面设计，对雪梨汁饮料加工过程中物料平衡进行计算，设备选型，水电汽平衡,劳动力及企业管理组织人员的设定，环境保护规划并进行污水处理，对生产成本、利润、盈亏平衡点等进行估算，以及工艺流程图、车间平面布置图、车间立剖图、管路透视图等相关CAD图纸绘制。

关键词：雪梨汁 饮料 工艺设计 物料衡算

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

Abstract

This paper mainly presents the beverage factory preliminary design of which annual output of 50000 tons pear juice. This design based on the mature production technology and the pear is rich in sugar, water and malic acid ,citric acid ,carotene ,calcium ,phosphorus ,iron and other nutrients, combined with modern dietary practices of health, nutrition, diet diversification, to design a security and healthy beverage factory that products health, nutrition，high quality fruit juice beverage at the lowest cost. The main design elements include the development of product solutions, process design and technology demonstration, the shop-floor diagram design, material and calories balance in the process of pear juice beverage, equipment selection, water-electricity-steam balance, labor balance, organizational control chart, the implementation of environmental protection planning and sewage treatment, investment cost, profits, wax and wane balance point evaluation, draw CAD drawings of process chart, workshop layout diagram, workshop vertical section and perspective view of the pipeline.

Keywords：Pear juice Beverage Design process Material Balance Calculation

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目 录

摘要 ................................................................................................................................................................. 1 Abstract ........................................................................................................................................................... 2 1 绪论 ........................................................................................................................................................... 6

1.1 梨汁饮料概况 .................................................................................................................................. 6 1.2 设计概论 .......................................................................................................................................... 7

1.2.1设计目的 ................................................................................................................................ 7 1.2.2设计指导思想 ........................................................................................................................ 7 1.2.3设计内容 ................................................................................................................................ 7

2 工艺设计及工艺技术论证 ....................................................................................................................... 8

2.1 工艺设计 .......................................................................................................................................... 8

2.1.1产品方案 ................................................................................................................................ 8 2.1.2产品采用的质量标准 ............................................................................................................ 8 2.1.3采用的技术标准 .................................................................................................................... 9 2.1.4生产技术方案 ........................................................................................................................ 9 2.2 工艺技术论证 ................................................................................................................................ 10

2.2.1梨汁 ...................................................................................................................................... 10 2.2.2溶糖溶酸 .............................................................................................................................. 10 2.2.3部分辅料溶解 ...................................................................................................................... 10 2.2.4调配 ...................................................................................................................................... 11 2.2.5脱气 ...................................................................................................................................... 11 2.2.6均质工艺 .............................................................................................................................. 11 2.2.7杀菌工艺 .............................................................................................................................. 11 2.2.8灌装工艺 .............................................................................................................................. 11 2.2.9包装工艺 .............................................................................................................................. 12 2.3 原材料选择与要求 ........................................................................................................................ 12

2.3.1工艺用水 .............................................................................................................................. 12 2.3.2浓缩雪梨汁 .......................................................................................................................... 14 2.3.3白砂糖 .................................................................................................................................. 14 2.3.4柠檬酸 .................................................................................................................................. 15 2.3.5梨香精 .................................................................................................................................. 15

3 全厂物料衡算 ......................................................................................................................................... 16

3.1 物料衡算 ........................................................................................................................................ 16

3.1.1雪梨汁饮料配方 .................................................................................................................. 16 3.1.2班产量的确定 ...................................................................................................................... 16 3.1.3实际班生产物料需求量 ...................................................................................................... 17 3.2 包装材料衡算 ................................................................................................................................ 18

3.2.1 PET瓶和瓶盖 ...................................................................................................................... 18 3.2.2纸箱 ...................................................................................................................................... 19

4 设备选型 ................................................................................................................................................. 19

4.1 原则和要求 .................................................................................................................................... 19

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

4.2 主要设备选型 ................................................................................................................................ 19

4.2.1溶糖系统 .............................................................................................................................. 20 4.2.2果汁贮罐 .............................................................................................................................. 20 4.2.3调配罐 .................................................................................................................................. 21 4.2.4双联过滤器 .......................................................................................................................... 21 4.2.5真空脱气机 .......................................................................................................................... 21 4.2.6均质机 .................................................................................................................................. 22 4.2.7超高温瞬时杀菌机 .............................................................................................................. 22 4.2.8 PET瓶热灌装生产线 .......................................................................................................... 22 4.2.9喷码机 .................................................................................................................................. 22 4.2.10倒瓶机 ................................................................................................................................ 23 4.2.11喷淋冷却机 ........................................................................................................................ 23 4.2.12套标收缩机 ........................................................................................................................ 23 4.2.13自动包装机 ........................................................................................................................ 24 4.2.14缓冲罐 ................................................................................................................................ 24 4.3 辅助设备 ........................................................................................................................................ 24

4.3.1水处理设备 .......................................................................................................................... 24 4.3.2 CIP清洗设备 ....................................................................................................................... 25 4.4 主要设备选择及配置一览表 ........................................................................................................ 25 5 工厂总体设计 ......................................................................................................................................... 27

5.1 厂区规划 ........................................................................................................................................ 27 5.2 总平面设计 .................................................................................................................................... 27

5.2.1工厂总平面布局设计原则 .................................................................................................. 27 5.2.2总平面设计的内容 .............................................................................................................. 27 5.3生产主车间设计 ............................................................................................................................. 28

5.3.1生产车间建筑 ...................................................................................................................... 28

6 水、汽、电用量的计算 ......................................................................................................................... 30

6.1 用水量的计算 ................................................................................................................................ 30

6.1.1生产车间用水 ...................................................................................................................... 30 6.1.2生活用水 .............................................................................................................................. 30 6.1.3锅炉用水 .............................................................................................................................. 31 6.1.4消防用水 .............................................................................................................................. 31 6.1.5总用水量 .............................................................................................................................. 31 6.2 用汽量计算 .................................................................................................................................... 31 6.3 用电量计算 .................................................................................................................................... 32 7 组织管理、劳动定员与人员培训 ......................................................................................................... 32

7.1 基本原则 ........................................................................................................................................ 32

7.1.1劳动力组织原则 .................................................................................................................. 32 7.1.2企业组织原则 ...................................................................................................................... 33 7.2 人员编制 ........................................................................................................................................ 33 7.3 人员素质要求 ................................................................................................................................ 34 8 厂区卫生安全及环境保护 ..................................................................................................................... 34

8.1 厂区卫生安全 ................................................................................................................................ 34

8.1.1厂区卫生 .............................................................................................................................. 34

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8.1.2生产车间设备、环境卫生 .................................................................................................. 35 8.1.3防鼠、防蝇虫措施 .............................................................................................................. 35 8.1.4消防设施 .............................................................................................................................. 35 8.2 环境保护 ........................................................................................................................................ 36

8.2.1废水处理 .............................................................................................................................. 36 8.2.2废气处理 .............................................................................................................................. 37 8.2.3废渣处理 .............................................................................................................................. 37

9 技术经济分析 ......................................................................................................................................... 37

9.1 投资指标 ........................................................................................................................................ 37

9.1.1建筑工程造价估算 .............................................................................................................. 37 9.1.2设备及工器具购置费 .......................................................................................................... 38 9.1.3其他费用 .............................................................................................................................. 38 9.1.4固定资产总投资 .................................................................................................................. 38 9.1.5流动资产总投资 .................................................................................................................. 38 9.2 年生产总费用的计算 .................................................................................................................... 39

9.2.1折旧费和大修费 .................................................................................................................. 39 9.2.2原料及能源消耗费用 .......................................................................................................... 39 9.2.3职工工资 .............................................................................................................................. 40 9.2.4管理及其他费用 .................................................................................................................. 40 9.2.5年生产总费用 ...................................................................................................................... 40 9.3 利润、利润率、投资回收期计算 ................................................................................................ 40

9.3.1利润 ...................................................................................................................................... 40 9.3.2利润率 .................................................................................................................................. 40 9.3.3投资回收期 .......................................................................................................................... 41 9.3.4经营情况估算表 .................................................................................................................. 41

结束语 ........................................................................................................................................................... 41 致谢 ............................................................................................................................................................... 42

参考文献 ............................................................................................................................................... 43

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

1 绪论

1.1 梨汁饮料概况

梨汁饮料是软饮料中果汁饮料的一种，它问世至今已经有15个年头，山东天府集团1998年在饮料行业最先推出梨汁产品莱阳梨一支笔。一支笔不仅是梨汁饮料的开创者，而且一炮成名，连续八年冠名全国糖酒会，并一举成为全国饮料行业前十名的黑马品牌。 但好景不长，从2006年起，一支笔一直走衰，销售额急转下滑，不仅逐步退出糖酒会冠名，而且在商业超市中也很少见其踪迹[１]。

最近几年，中国饮料行业产值增长速度均超过GDP 的增长速度，良好的发展前景，加上整个行业市场化程度较高，吸引了国际饮料大品牌纷纷加入，饮料巨头品牌的出场，无论康师傅，还是统一、娃哈哈谁挑梨汁饮料的大梁，都将带动梨汁饮料市场的整体氛围。一支笔、华一也隐约嗅到了春天的气息。从2013年3月起，一支笔改变了其多年沉寂的低调，开始在《中国经济导报》、《中国日报》乃至全国网络媒体上亮相打造其梨汁保健品身份；合德堂、奥比都斯、与众冰糖雪梨、广贝冰糖雪梨等一些二三线局部品牌也陆续加入梨汁市场力求分一杯羹[１]。恰巧是这些饮料品牌不约而同的潜意识性的集体共识，预示着市场有可能掀起一个新的饮料消费新浪潮，我们看好这个梨汁风潮，也希望掀开一个梨汁行业的鼎盛时代。

同时，近几年来，我国软饮料年产量以超出20%的年均增长率与日俱增，达到1300 多万吨[３]。2013 年，随着城镇居民生活水平的不断提高，人们对饮料的消费提出了新的要求。目前，饮料新品层出不穷，在饮料品种设计上应用“混搭五互补，功能四明晰”理念（“五互补”即成分互补、口味互补、颜色互补、概念互补和成本互补；“四明晰”即“补水解渴、营养补餐、健康诉求和功能诉求”）成为新产品的开发方向[３]。随着饮料行业的发展，消费需求向科学、营养、多元化方向转变，饮料的品种结构日趋多样化，2013 年饮料多元化将呈现快速发展趋势。

而在2013 年饮料市场依然面临着政策机遇。中央经济工作会议将推动居民收入和消费作为2013 工作重点，拉动内需正在成为新的经济增长点，城镇和农村人均收入增长也将加快消费结构升级，国内消费基本面持续向好，将长期利好饮料行业增长。

雪梨汁饮料含丰富的糖分、水分以及苹果酸、柠檬酸、胡萝卜素、钙、磷、铁等营养物质，其味道清凉甘甜，甘润滋养，入肺有生津、润燥、清热、化痰作用，不仅可为体弱者和老人补充营养和水分，而且对肝炎病人有保肝、助消化、促食欲的作用[４]。这正符合了当代大部分消费者对饮料的迫切要求，所以在这蒸蒸日上的饮料市场上，雪梨汁饮料必将占据市场的一席之地。

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1.2 设计概论

1.2.1设计目的

毕业设计是大学教学过程的最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节。它的目的是通过毕业设计培养学生辩证唯物主义的思想、方法，解决科学技术上的问题。

1、通过毕业设计结合生产实际，使学生融会贯通和扩大本课程学习中所得的理论知识加以巩固深化和使之系统化。

2、学习设计方法，进一步锻炼学生的计算和查阅文献资料的技能、技巧。 3、检查教学，为进一步提高教学质量提供依据，检验学生独立工作能力的水平。

1.2.2设计指导思想

本设计必须符合教学目的，并尽可能接近当前的生产实际。在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，做到技术先进，生产过程最大限度机械化、自动化。同时，合理降低能耗，保护环境，生产出满足消费市场需求的雪梨汁饮料，最大化企业效益。

1.2.3设计内容

本设计为年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计。设计内容包括： ①工厂总体设计；

②雪梨汁饮料生产工艺流程，工艺参数的选择及论证； ③全厂物料衡算； ④车间重点设备的选型； ⑤水电气用量的计算；

⑥投资估算、资金筹措及效益分析； ⑦工艺流程图； ⑧车间平面图； ⑨车间立剖图； ⑩车间管路设计图。

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2 工艺设计及工艺技术论证

2.1 工艺设计

2.1.1产品方案

（1）本设计主要生产雪梨汁饮料，具体排班如下：

下面是雪梨汁饮料生产车间的排班计划，产品为雪梨汁饮料，共一条生产线。该生产车间旺季每天工作三班，中季每天工作两班，淡季每天工作一班，每班为8个小时，每个星期工作为六天，元旦放假3天，五一国际劳动节、十一国庆节放假5天，春节放假10天，年生产天数为305天。 产年

班产1月2月3月4月

品产

量 25202727

名量

/t 天 天 天 天

称 /t

雪

梨

汁5万

69.35 饮料

10

5月6月7月8月9月

月

2327272727

23

天 天 天 天 天

天

11月27天

12月27天

注： 表示本月为一班生产 表示本月为二班生产

表示本月为三班生产

（2）产品规格 序号 产品名称 1

雪梨汁饮料

年产量 （吨） 50000

包装形式及规格 包装形式 规 格 PET瓶 450ml

备注

2.1.2产品采用的质量标准

项目产品采用GB19297-2003、绿色食品果汁饮料标准。 PET瓶雪梨汁饮料产品质量指标： ①感观指标:（1）颜色：清亮的淡黄褐色。

（2）气味及滋味：酸甜比合适，具有雪梨的清香，无其他异味。 （3）组织状态：汁液均匀，透明度高，在储存过程中有少量的沉淀，

无肉眼可见杂质

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②理化指标：?铅（以Pb计，mg/L）≤ 0.05 ?砷（以As计，mg/L）≤ 0.2 ?铜（以Cu计，mg/L）≤ 5.0 ?食品添加剂按GB2760规定执行 ③卫生指标：?菌落总数(efu/ml) ≤ 500 ?大肠菌群(MPN/100ml) ≤ 3+ ?霉菌(efu/ml) ≤ 20 ?酵母菌(efu/ml) ≤ 20 ?致病菌:不得检出.

2.1.3采用的技术标准

GB19297-2003 果蔬汁饮料卫生标准 GB2760 食品添加剂使用卫生标准

GB/T4789.21 食品卫生微生物学检验；冷冻品、饮料检验 GB12695 饮料企业良好生产规范

2.1.4生产技术方案

（1）工艺流程

浓缩雪梨汁→稀释→成分调整→过滤→脱气→均质→超高温瞬时杀菌→ 热灌装→旋盖→喷码→倒瓶→喷淋冷却→套标→热收缩→成品

（2）工艺操作要点[２]：

a.稀释： 将一定量的浓缩果汁用蒸馏水稀释至需要倍数。

b.成分调整： 果汁成分调整主要是糖和酸的调整，砂糖和稳定剂混匀后，加入 75℃左右的热水溶解并加热搅拌至呈透明状无颗粒液状体系。

c.杀菌：在 135—137℃条件下维持 5s-10s。

d.灌装封口： 当杀菌后的产品温度降到80℃-85℃时，在无菌条件下装入干净并消毒的瓶罐中封盖。

e.倒瓶二次杀菌：将饮料瓶倒置保持 5min。

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2.2 工艺技术论证

2.2.1梨汁

本设计采用的是浓缩雪梨汁还原调配生产雪梨汁饮料，与鲜果榨汁生产相比两者都各有优缺点，具体如下表： 项目 浓缩汁还原生产

工艺流程简单，易于控制

优点 设备成本少，总投资成本低

生产原料不受季节影响 产品营养受损大，风味不理想

缺点

原料来源少，价格高

鲜果榨汁生产

产品营养价值高，风味较佳 原料来源广、价格低廉 工艺流程复杂，较难控制 设备成本高，总投资成本高 生产原料具有季节性

根据本设计的总投资资金，和市场需求需连续生产，本设计选择浓缩汁还原生产更为适合。

2.2.2溶糖溶酸

溶解糖的方法有冷溶法和热溶法，本设计采用热溶法，热溶法的优点有：（1）能杀灭附于糖内的细菌；（2）可分离出凝固糖中的杂质；（3）溶解速度快。在较短时间内可生产大量糖液，满足生产需要。热溶法溶糖温度控制在60-70℃，糖度控制在 40-50°BX，待充分溶解后经双联过滤器过滤，再有离心泵输送到调配罐。

柠檬酸在常温下溶解度较低，为使得柠檬酸溶解充分，本设计把柠檬酸与白砂糖按配方比例拌匀后，采用热溶法一起进行溶解，待充分溶解后经双联过滤器过滤，再有离心泵输送到调配罐。

2.2.3部分辅料溶解

本设计采用冷溶法，一般提前4小时溶解辅料，雪梨汁饮料所需要的辅料有CMCC-Na、果胶，按照产品方案配方计算好所需各辅料的量加入搅拌中的水进行充分溶解，然后通过离心泵输送到调配罐中。若采用热溶法，不仅辅料溶解不完全，而且果胶稳定性受到破坏。

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2.2.4调配

本设计依据雪梨汁饮料的具体工艺要求，按产品所需的果汁、糖液、酸液、水、添加剂的配比送入调配罐，用搅拌器混合均匀，并立刻分析检验混合料是否符合标准。如不符合，需及时调整。

2.2.5脱气

本设计采用真空脱气罐进行脱气。经细化处理后的混合料液，在果汁和其他材料里的以及调配过程中均会有空气混入果汁饮料中，如不进行脱气处理，将引起饮料果汁氧化变质。脱气目的：①防止维生素C被氧化而损失；②防止香味和色泽发生变化；③防止好气性细菌的繁殖；④防止果肉浆和其他悬浮物悬浮在果汁上部；⑤防止杀菌或灌装时产生气泡。

脱气的缺点是将会损失掉一部分芳香成分，影响产品的风味口感。

2.2.6均质工艺

本设计采用高压均质机进行均质，经调配罐进行对雪梨汁饮料调配时，加入的CMCC-Na、果胶等辅料与稀释后的浓缩雪梨汁进行混合形成的液体悬浊液，其分散体系中的分散物颗粒度较大、尺寸不均一、分布不均匀、稳定性较差，这不仅影响果汁饮料的口感品质、外观美感，还影响产品的质量及保质期。为了降低雪梨汁饮料分散体系中分散物的颗粒度大小，提高分散物分布的均匀性，从而改善产品的口感和品质，并大大提高产品的稳定性，本设计采用高压均质机对调配后混合液体系进行均质。

2.2.7杀菌工艺

本设计采用的是超高温瞬时杀菌，杀菌温度为135—137℃，杀菌时间为5—10s。巴氏杀菌法虽然杀菌温度低能够有效的保护产品中的营养物质，但是其杀菌时间过长，不能满足生产的要求；而超过瞬时杀菌杀菌温度、杀菌时间既能大大降低产品营养价值的损耗、不影响产品的口感，又能缩短杀菌时间满足生产工艺的要求。

2.2.8灌装工艺

饮料的灌装工艺有:热灌装工艺、冷灌装工艺(巴式杀菌)、无菌灌装工艺等。饮料的PET瓶灌装工艺采用最先进的无菌灌装工艺，无疑是理想的选择。但是,无菌灌装工艺对所有原辅材料的消毒杀菌以及整个生产环境的卫生要求较高,设备投资大。根据本

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

设计的投资资本及各方面的基本情况，本设计采用成熟的PET瓶热灌装工艺, 热灌装工艺就能有效的杀灭或去除细菌(包括相关的细菌芽孢),且工艺简单,质量易于控制。

热灌装最大的特点是[7]:（1)物料在87—95℃的温度下灌装；（2)要求配置恒温自控循环系统；（3)灌装要求满容量；（4)要有自动回流系统；（5)在尽可能短的时间内封口；（6)热灌装封口后的瓶内不允许留有空气。

2.2.9包装工艺

饮料的包装形式一般采用玻璃瓶、马口铁易拉罐、铝质易拉罐、无菌铝纸复合包、塑料(PET和BOPP)瓶装等。塑料瓶(包括PET、BOPP)和纸盒包装便携即饮、材料价格低廉、有利于成品保持良好风味、绿色环保、安全卫生，而纸盒包装不适用于热灌装，所以本设计采用PET瓶的包装形式。

热灌装(87—95℃)工艺对塑料(PET、BOPP)瓶子的基本工艺要求[7]: 1)瓶子在封盖后的30s内，内压会增加； 2)PET和BOPP瓶在高温下会收缩；

3)当产品温度降回室温时，液体的体积会减少2%-3.15%，温度的下降同时增加空气的溶解性，使蒸汽发生冷凝，瓶内的气压就会轻微下降(20—30Pa)。

所以，热灌装塑料瓶应具有如下的生产特性:

1)瓶子必须耐热，在高温灌装下瓶子体积的减少必须低于3%； 2)瓶子的耐热性能良好，吸水性低，避免影响瓶子的机械强度； 3)瓶壁厚度分布要适当，避免灌装后发生非线性的收缩；

4)瓶身和瓶底采用特殊设计(加强筋)，以缓解在冷却时液体体积下降所产生的减压现象。

2.3 原材料选择与要求

本设计所生产的雪梨汁饮料所用到的原料主要有水、浓缩雪梨汁、白砂糖、柠檬酸、梨香精、CMCC-Na、果胶。其中水、浓缩雪梨汁、白砂糖的质量对生产的产品质量起到关键性作用。

2.3.1工艺用水

雪梨汁饮料生产用水包括工艺用水（直接进入产品中的水如糖化用水、洗糟用水、调配稀释用水）和洗涤、冷却用水及锅炉用水。成品雪梨汁饮料中水的含量最大，水质的好坏将直接影响产品的质量，因此生产雪梨汁饮料必须严格控制水的质量。工艺用水的水质好坏主要取决于水中溶解盐的种类与含量、水的生物学纯净度及气味，这些因素

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将对雪梨汁饮料的生产、风味及其稳定性产生很大影响，因此必须重视产品用水的质量。生产雪梨汁饮料产品用水质量要求见表2-1。

表2-1.饮料工艺用水质量要求

(注：根据 GB-5749-1985《生活饮用水卫生标准》与GB-10791-1989《软饮料用原辅料的要求》整理) 项 目 单位 色度 浑浊度 臭和味 肉眼可见物 pH 总硬度（以CaCO3计） mg/L 总碱度（以CaCO3计） mg/L 溶解性总固体 mg/L 感官性状和一般化学铁(Fe计) mg/L 指标 锰(Mn计) mg/L 铜 mg/L 锌 mg/L 挥发酚类（以苯酚计） mg/L 阴离子合成洗涤剂 mg/L 硫酸盐 mg/L 氯化物 mg/L 高锰酸钾消耗量 mg/L 游离余氯 mg/L 氟化物 mg/L 氰化物 mg/L 砷 mg/L 硒 mg/L 汞 mg/L 镉 mg/L 铬（六价） mg/L 毒理学指标 铅 mg/L 银 mg/L 硝酸盐（以氮计） mg/L 氯仿 μg/L 四氯化氮 μg/L 苯并（a）芘 μg/L 滴滴涕 μg/L 六六六 μg/L 细菌总数 个/ml 细菌学指标 总大肠菌群 个/L 致病菌 放射形指标 总α放射形 Bq/L

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指 标 ＜5o ＜2o 无臭，无味 不得含有 6.5-8.5 ＜100 ＜50 ＜500 ＜0.1 ＜0.1 ＜1.0 ＜1.0 ＜0.002 ＜0.3 ＜250 ＜250 ＜10 ＜0.1 ＜1.0 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.01 ＜0.001 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜20 ＜60 ＜3 ＜0.01 ＜1 ＜5 ＜100 ＜3 不得检出 ＜0.1

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总β放射形 Bq/L ＜1 2.3.2浓缩雪梨汁

浓缩雪梨汁是本设计生产雪梨汁饮料产品的核心原料，它的质量直接影响雪梨汁饮料的口味、营养价值和性状。浓缩雪梨汁是指以适当成熟的雪梨鲜果为原料,经过清洗、喷淋、破碎、压榨、酶解澄清、过滤、杀菌和浓缩而成的纯天然产品，它保持有原水果果肉的色泽、风味及可溶性固形物,因含有糖、有机酸、氨基酸、多酚、维生素、无机离子、膳食纤维等多种营养物质[6]。本设计所采用的浓缩雪梨汁将从山东绿维果蔬汁有限公司购买，其生产过程符合HACCP管理体系要求，产品符合中国进出口检验检疫标准HACCP ISO9001 FDA KOSHER。为了保证生产雪梨汁饮料的产品质量，浓缩雪梨汁质量要求见表2-2。

表2-2. 浓缩雪梨汁质量要求 指标名称 指标

气味：清香怡人；色泽：亮绿色；形态：澄清汁；口味：酸甜适口，

感官指标

有雪梨独特风味。 可溶性固形物含量 42±1°BX 含糖量 14％～16％

理化指标 可滴定总酸量 1.5％±0.2％

酸度 0.9％～1.0％ PH ≤4.0 细菌总数 ≤100个/ml

微生物指标 大肠杆菌总数 ≤3个/100ml

致病菌 不得检出

2.3.3白砂糖

（1）感官要求

糖的晶粒均匀，晶粒或其水溶液味甜，无异味，干燥松散，洁白，有光泽，无明显黑点。

（2）白砂糖主要技术指标GB317-2006及卫生指标GB13104-2005 表2-3 白砂糖主要技术指标及卫生指标

指标 蔗糖分% ≥ 还原塘分% ≤ 理化指标 电导灰分% ≤ 干燥失重% ≤ 色值（IU） ≤ 混浊度（MAU） ≤

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精制 99.8 0.03 0.02 0.05 25 30 优级 99.7 0.04 0.04 0.06 60 80 一级 99.6 0.10 0.10 0.07 150 160 二级 99.5 0.15 0.15 0.10 240 220 广西科技大学毕业设计

不溶于水杂质mg/kg ≤ 砷（以As为计）mg/kg ≤ 铅（以Pb为计）mg/kg ≤ 铜（以Cu为计mg/kg） ≤ 二氧化硫（以SO2计）mg/kg 细菌总数 个/g ≤ 卫生指标 霉菌(cuf/g) ≤ 酵母菌(cuf/g) ≤ 致病菌 10 0.5 0.5 2.0 6 100 25 10 不得检出 20 40 60 15 30 30 大肠杆菌（MPN/100g） ≤ 30 2.3.4柠檬酸

所用柠檬酸质量应符合GB1978—2007 食品添加剂 柠檬酸 （1）感官要求

柠檬酸为无色或白色结晶颗粒或粉末（二级略显灰黄色），无臭、味极酸；易溶于水，溶于乙醇，微溶于乙醚；水溶液显酸性反应，一水柠檬酸在干燥空气中略有风化。

（2）理化指标

表2-4 柠檬酸理化指标要求

项目 无水柠檬酸 柠檬酸% 99.5—100.5 透光率% ≥ 96.0 水分% ≤0.5 易炭化物 ≤ 1.0 硫酸灰分% ≤ 0.05 氯化物% ≤ 0.005 硫酸盐% ≤ 0.01 草酸盐% ≤ 0.01 钙盐% ≤ 0.02 铁（mg/ kg） ≤ 5 砷盐（mg/ kg） ≤ 1 铅（mg/ kg） ≤ 0.5 过滤时间不超过1min，滤水不溶物 膜基本不变色，目视可见杂色颗粒不超过3个 一水柠檬酸 99.5—100.5 95 7.5—9.0 1.0 0.05 0.005 0.015 0.01 0.02 5 1 0.5 过滤时间不超过1min，滤膜基本不变色，目视可见杂色颗粒不超过3个 2.3.5梨香精

所用梨香精应符合GB/T1505-2007食用香精 表2-5梨香精品质要求

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

项目 指标参数 色状、香味、香气 符合同一型号的标准样品 水分% ≤ 15.0 重金属含量（以Pb计） mg/kg ≤ 10 砷含量（mg/ kg） ≤ 3 菌落总数（个/ g或个/ml） ≤ 10000 大肠杆菌（MPN/100g） ≤ 30 3 全厂物料衡算

3.1 物料衡算

物料衡算是工艺计算最基本也是最重要的内容之一，它包括该产品的原辅料和包装材料的计算。物料衡算的依据是质量守恒定律，即进入某一生产设备的全部物料量必定等于生产后所得产品量加上生产过程中物料损失量。通过物料衡算，能确定各种原辅料的采购量和仓库储存量，根据计算出原料和辅料的消耗定额，绘制出雪梨汁饮料物料平衡图，能为下一步设备选型、能源计算、劳动定员、生产班次、成本核算等提供依据和条件。

3.1.1雪梨汁饮料配方

生产雪梨汁饮料所用到的原料主要有水、浓缩雪梨汁、白砂糖、柠檬酸、梨香精、CMCC-Na、果胶。主要配方如下表：

表3-1.雪梨汁饮料配方[2] 原料 浓缩雪梨汁 白砂糖 柠檬酸 梨香精 含量（%） 5 6 0.18 0.06

CMCC-Na 果胶 水

0.08 0.038 88.642

3.1.2班产量的确定

根据产品方案排班计划，一年共723班次，每班工作8小时。考虑实际工作中8小时并非全部用于生产，其中生产前后都要进行设备的清洗，所以每班生产时间按7小时计算。

理论设计班产量=50000÷723=69.16吨 理论平均每小时产量=69.16÷7=9.88吨

每小时生产的有效瓶数=9.8831000÷0.45=21955瓶/h

在实际生产过程中涉及物料的进出、过滤、杀菌、灌装不可避免的会造成物料的损

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广西科技大学毕业设计

耗，将生产工艺划分成几个工序来对物料损耗进行估算。物料进出双联过滤器过滤，按照经验值0.5%计算物料的损耗，调配和高温瞬时杀菌基本是在封闭、全自动的环境进行，损耗较少，按经验值0.2%计算物料的损耗，PET瓶热灌装机自动化程度高且精度高，损耗取0.1%计算，最后检验产品的合格，不合格原料损耗取0.2%计算[8]。

所以,实际生产班产量=69.16÷（1－0.5%－0.2%－0.1%－0.2%）=69.86吨 实际平均每小时产量=69.86÷7=9.98吨

3.1.3实际班生产物料需求量

根据雪梨汁饮料生产配方求各原辅料班生产用量， 雪梨浓缩汁用量=69.863100035%=3493㎏ 白砂糖用量=69.863100036%=4191.6㎏ 柠檬酸用量=69.863100030.18%=125.75㎏ 梨香精用量=69.863100030.06%=41.92㎏ CMCC-Na用量=69.863100030.08%=55.89㎏ 果胶用量=69.863100030.038%=26.55㎏ 产品用水量=69.8631000388.642%=61925.3㎏

图4.1 班产69.16吨雪梨汁饮料物料平衡图

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

产品用水 61925.3㎏ 白砂糖 4191.6㎏ 雪梨浓缩汁 3493㎏ 柠檬酸 125.75㎏ 果胶、CMCC-Na 26.55㎏＋55.89㎏ 调配69860.01㎏ 梨香精 41.92㎏ 过滤杀菌69790.19㎏ 损失0.1% 损失0.6% 灌装69371.45㎏ 损失0.1% 检验69302.0869302.50㎏ 损失0.2% 成品69163.4769163.89㎏

3.2 包装材料衡算

3.2.1 PET瓶和瓶盖

本设计作为成品出售的雪梨汁饮料采用450mlPET瓶，根据班产量计算其所用PET瓶数和玻璃瓶数（因产品的成分水约占90%，所以产品的密度按水计即ρ=1000kg/m3）

69.16?1000?1000雪梨汁饮料PET瓶和瓶盖数量的估算：=153688只

1000?0.45假设每班生产的损耗率为0.1%，则需1536883（1+0.1%）=153842只

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

设备名称 规格型号 套标收缩

KPL-1450

机

公司名称

台数 外形尺寸/mm 备注

生产能力4000瓶/min

张家港市金

150038603电功率4.5KW

隆海机械设1

2000 收缩为蒸汽收缩

备有限公司

蒸汽耗量15 kg/h

4.2.13自动包装机

全自动装箱机能自动将包装物整形排列,装入打幵的纸箱中,并完成不干胶封口等动作的装箱设备,所有动作都是全自动完成的。大大方便操作和管理,减少生产人员和劳动强度,是自动化规模生产必不可少的设备。生产中需要1台包装能力在每小时1500箱以上的设备。

根据工艺具体选型参数如下：

设备名称 规格型号 公司名称 台数 外形尺寸/mm 备注

生产能力30箱/min

上海紫尤包电功率1.5KW

全自动包4000316003

ZY-SAP30 装设备有限1 纸箱尺寸L：60-300 mm

装机 1500

公司 W：20-150 mm

H：10-120 mm

4.2.14缓冲罐

在生产雪梨汁饮料的过程中，为保证脱气工艺和高温瞬时的安全稳定性，本设计将在进行脱气工艺和高温瞬时杀菌前各安一个缓冲罐，防止紧急故障时出现液料供应不足而导致真空脱气机压强突然变大和液料局部温度过高，造成设备和产品的严重受损。 根据工艺要求选型参数如下：

设备名称 规格型号 公司名称 台数 外形尺寸/mm 备注

温州富瑞康公称容积3000L

缓冲罐 CYG-3000 机械科技有2 Φ160031500 工作压力<0.09MPa

限公司 工作温度<100℃

4.3 辅助设备

4.3.1水处理设备

1、工艺用水量估算[10]

本设计工艺用水从饮料生产工艺用水角度考虑，工艺用水采用反渗透膜处理水，工艺用水量的估算从生产线工艺和灌装工艺两方面进行考虑。以每小时的用水进行估算。

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（1）生产线工艺用水

理论用水量=产品用水量=61.93÷7=8.85吨/h 工艺增加水用量按30%进行预估，所以， 理论值保险估量值=8.85＋8.85330%=11.51吨/h （2）灌装工艺用水

灌装所选的三合一热灌装机的具体参数，洗瓶用水为3吨/h，灌装工艺用水主要就是洗瓶工艺耗水，则灌装工艺用水量约为3.5吨/h。

所以，工艺用水约消耗15吨/h的RO水。 2、设备选型

随着科学技术的发展，软饮料加工工艺越来越精细，对饮料用水提出了更高的要求，软饮料比我国生活饮用水标准更高，雪梨汁用水必须符合国家的软饮料用水标准，而普通生活饮用水不能满足饮料加工的需求，所以本设计将采用反渗透处理水设备进行对原水的处理，根据工艺要求产水量需≥15吨/h，具体选型如下： 设备名称 规格型号 公司名称 台数 外形尺寸/mm 备注

江门蓬江区主机：600039253产水量15吨/h

RO水处理JMY3

海光饮水设1 1700预处理：4100工作压力0.3（psi）

设备 RO-15000L

备有限公司 3187033000 进口口径：500mm

4.3.2 CIP清洗设备

CIP系统通常由清洗液储罐、管路、进程泵和回流泵，以及酸碱添加装置、加热器、蒸汽阀组等组成。CIP系统的功能是对所有产品接触的表面进行自动清洗，清洗对象包括管道内壁、罐体内壁、液缸内壁及其它液体通道。

CIP系统的关键工艺参数为清洗液的种类、浓度、流速和温度。碱液通常用NaOH，酸液常用硝酸或磷酸，浓度1-3%，适当加热，清洗流速在1.5-3m/s之间。 清洗液储罐通常有三个：热水罐、酸液罐、碱液罐。根据清洗对象的不同，则又可分为单回路、双回路、多回路等。

根据生产工艺要求，设备选型如下：

设备名称 规格型号 CIP清洗

CIP1000

系统

公司名称 台数 外形尺寸/mm 备注 张家港东夷

2700318003电功率8 KW

机械有限公1

1200 清洗流速1.5-3m/s

司

4.4 主要设备选择及配置一览表

表5-1 PET瓶雪梨汁汁饮料生产车间设备

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

序设备名称 号 1 贮水罐 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 外形尺寸 mm 10000L Φ200033000 主机600039253RO水处理JMY31700 设备 RO-15000L 预处理41003187033000 溶糖罐 YXP-G3000 Φ180033600 果汁贮罐 ADKA-1014 Φ200033600 双联过滤GLQ 2000330031500 器 规格型号 缓冲罐 调配罐 真空脱气机 高压均质机 超高温瞬时杀菌机 CIP系统 三合一热灌装机 喷码机 CYG-3000 DJTPG ZT-10000 GBJ10-60 BS-BS-10 CIP1000 Φ160031500 Φ206032440 总高：4000 16003150033300 25503215032000 25003220032500 27003180031200 台万元 数 2 1.85 1 24.00 1 3.20 1 2.50 2 0.30 2 0.58 2 4.00 1 10.20 1 18.8 1 16.00 1 12.00 1 32.00 1 2.30 2 0.30 1 0.80 1 6.80 1 8.8 2 8.40 1 18.60 25 公司名称 杭州日康净化设备有限公司 江门市蓬江区海光饮水设备有限公司 杭州亿安机械设备有限公司 艾得客实业(上海)有限公司 连云港永上制药设备有限公司 温州富瑞康机械科技有限公司 天津大甲科技有限公司 武汉昊特流体设备有限公司 张家港市家州机械有限公司 上海集美食品机械有限公司 张家港东夷有限公司 张家港市南承机械有限公司 广西康迪电子设备有限公司 耐特斯传输设备（上海）有限公司 张家港市南承机械有限公司 张家港市金隆海机械设备有限公司 上海紫尤包装设备有限公司 燃料耗量：230 kg/h 结构形式：卧式 NC-40-40-10 44203325532700 K58 NTS-14 37033703520 4350373131120 40003306031800 1500386032000 40003160031500 14 倒瓶机 15 喷淋冷却YPWP28/80 机 自动套标16 KPL-1450 收缩机 全自动包17 ZY-SAP30 装机 DZL2-1.25-A18 锅炉 II 19 配电工程 10 KV 20 其它 总价 合计 210.01 26

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5 工厂总体设计

5.1 厂区规划

全厂可分为：生产区、辅助生产区、办公生活区及绿化区等几部分。工厂总面积6000㎡，其中建筑总面积3600㎡，绿化面积2400㎡。

5.2 总平面设计

5.2.1工厂总平面布局设计原则

总平面设计作为食品工厂中重要的组成部分是一项综合性的技术工作，在安排工厂整体走向时，需要考虑风向，使得主要车间的主轴和主导风垂直，以便车间的通风，其次污染性较大建筑应置于下风处；在整体设计时，应注重节省土地，在节省用地的同时要能满足消防要求；在建筑物摆放是应注重节能及生产的连续性,供能建筑应靠近耗能较大的车间；在车间布置的时候，要注重工艺流程的连贯性，作业联系紧密的车间要尽量靠近，同时要避免人员和物料之间的交叉污染；最后，要综合考虑绿化和卫生条件。

5.2.2总平面设计的内容

1、生产车间

在选择生产车间位置时需要考虑很多的因素，且生产车间是原料消耗和产品生产的地方，是能耗最大的地方，是人流物流最集中的地方，它的合理布置也十分重要。雪梨汁茶饮料的生产车间包括水处理系统、溶糖系统、调配系统、灌装工序及包装工序，在建设时，需要靠近水源，仓库，动力系统，主干道等，这样能够简化管道及电缆的铺设，同时能够减少物料的往返运输，有效降低生产成本。

同时生产车间应该配备控制室、更衣室等；在生产车间的暂存仓库中需要配备值班室，负责对进出货物的统计；实验负责对从流水线上的产品进行随机检验；生产车间还需要设计可观看整个工艺流程的参观通道，参观通道必须有独立的进出口，不可形成交叉污染。

2、仓库

仓库根据生产的不同，可以分成不同的仓库，雪梨汁饮料生产时需要两种仓库，一种是原料仓库，另一种是成品仓库，原料仓库需要靠近加工车间，而成品仓库需要靠近包装车间。

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3、辅助车间

辅助车间包括的东西也很多，可以根据工艺需要自行增设一些特殊功能的车间，雪梨汁饮料辅助车间一般都主要包括以下几项:化验分析室，辅料贮藏室，消毒间，机修车间等。

4、供能车间

为了保证水电气的供应，雪梨汁饮料工厂分别设置了锅炉房、配电室等。 5、污水处理系统

雪梨汁饮料工厂必须设立一个污水处理系统，使得生产污水得到处理后排放。 6、办公大楼

雪梨汁饮料工厂建设的办公大楼,负责销售、后勤、财务、调度等行政工作。 7、员工生活区

员工生活区独立建设在厂区的上风口，设于宿舍、食堂、医务室、会议室、招待室等，员工宿舍的建设需要满足远离污染、消防安全等要求。

8、 绿化

雪梨汁饮料工程的绿化必须满足当地规定的绿化面积要求≧25%。

5.3生产主车间设计

5.3.1生产车间建筑

1、厂房外形

本设计雪梨汁饮料生产车间建筑采用钢筋混凝土结构，厂房外形为长方形，长为36米，宽为18米，高为6米。这种厂房外形既使工艺流程排布简单，生产工艺紧凑便捷，又能减少厂房建筑造价。高6米的厂房在这样的宽度，适当开窗口车间内采光通风都非常容易解决。

2、墙壁

本设计的外墙壁主要由水泥细沙、石灰浆砂进行粉刷，最后涂刷防腐防水涂料。内壁采用比较细腻的砂石、石灰膏进行粉刷，然后涂刷防霉防湿防腐涂料，并要设有1.5-2.0m的白瓷砖墙裙，这样便于清洗，减少污染，还可以防止老鼠、蚂蚁打洞，同时亦使墙壁更美观。

3、地面

本设计车间地面主要采用的是高标号混凝土地面，地面应设置有1.5%—2.0%的坡度，并设有地漏或明沟排水。在灌装车间中，由于其工艺卫生要求较高，地面可贴上瓷砖，这样便于清洗，有效保持车间内卫生的清洁。

4、门

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（1）生产车间大门

生产车间大门是设备、货流和人流进出的重要通道，为满足各种设备和货物的出入，所选用门的规格必须符合比设备高0.6—1m,比设备宽0.2—0.5m，并且比装货物后的车辆高出0.4m，宽出0.3m以上[12]。本设计生产车间大门为双扇内外开双层门，规格为M3：3000?3000（2个）。

（2）更衣室门

更衣室主要是为了防止进入生产车间的人员把病菌带入生产车间内，因此门的设计应尽量可能的小。本设计更衣室的门为木质单扇门，规格均为M1：1000?2100（4个）。

（3）控制室门

控制室要方便快捷地进出，且要保证室内与生产车间能有效隔离，以防止车间水汽、噪音进入控制室影响工作。本设计的控制室门为双扇门，规格为M2：2000?2100（2个）

（4）空洞门

车间内各通道人流或物流进出较为密集的设计为空洞门，这样更有利于人员或货物的通流。本设计设置的空洞门规格为M0：2000?2100（3个）

5、窗

本设计中侧窗为铝合窗，为了防尘，防虫，防蝇，要求在侧窗装纱窗，构成了双层内外开窗。窗台设于距离地面1.5m处。食品工厂生产车间采光系数要求在1/4—1/6之间[12]。根据本设计实际情况，开向室外的窗采用双层双扇窗，规格为C2：3000?3000（13个）；室内的窗主要采用单层双扇窗，规格为C3：3000?3000（6个），部分采用单层单扇窗，规格为C1：1500?3000（2个）。

根据侧窗计算车间采光系数，本车间设计的窗属于钢窗的玻璃，有效面积占窗洞的74%—79%，所以，

空洞面积?75003?3?19?0.75车间采光系数===0.198

18?36车间地坪面积由上式的计算结果可知，采光系数大于1/6，达到食品工厂生产车间的采光系数要求。

6、车间内部隔断

根据生产的要求及工艺的操作不同，生产车间布局有些地方需要隔断分为一个个的小区间，如更衣室、灌装间。本设计采用的是砖隔断，厚度为240mm。进行车间内部隔断后，使得整个车间整然有序。在某些工艺上得到了一个单独的房间，对管理、安全、卫生等方面都有一定的作用。

7、设备与墙间距离

雪梨汁饮料生产车间经常要进行卫生清洁，设备清洗及维修，为了满足清洁卫生、设备清洗和维修，人员通行的方便，设备与墙之间要有一定的距离。本设计中一般设备与墙的距离都在1.2m以上，同种设备间的距离为0.5m以上，一般建筑物与墙的距离也

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年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

为1.2m以上[12]。

6 水、汽、电用量的计算

6.1 用水量的计算

6.1.1生产车间用水

生产车间用水包括工艺用水（直接进入产品中的水如溶糖用水、调配稀释用水、洗糟用水和灌装洗瓶用水）和清洗设备用水、冷却用水。

1、工艺用水

根据前一章辅助设备选型工艺水估算，生产车间约耗RO水15吨/h，而RO水处理设备产水率一般≧80%，所以，

原水用量=15÷80%=18.75吨/h

按全天三班制计算，日原水用量w1=18.75324=450吨/天 2、清洗设备用水

根据所选CIP清洗设备泵流量10 m3/h，一班次前后清洗各30分钟，按全天三班制计算，所以

日用水量w2=1033=30吨/天 3、冷却用水

根据所选喷淋冷却设备参数，用水量为0.3吨/h，所以， 日用水量w3=0.3324=7.2吨/天 4、生产车间总用水

生产车间总用水Ｗ1= w1 + w２+ w３=450+30+7.2=487.2吨/天

6.1.2生活用水

厂总人数按300个计算，

KNQq＝

1000t式中q——最大小时生活用水量，t/h K——小时变化系数 Q——用水量指数 N——使用人数，人 t——使用时间，h

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2?300?100?24=60吨/天

1000?242?300?15?4＝9吨/天 食堂用水w５＝

1000?4所以生活用水W２= w４ + w５ =60+9=69吨/天

宿舍用水w４＝

6.1.3锅炉用水

锅炉房用水和冷冻机房用水都是可以循环利用的,其损失忽略不计。

6.1.4消防用水

食品厂的室内消防用水量以232.5L/s，室外消防用水量为10375L/s计。食品厂的生产用水量较大，在计算全厂总用水量时，可不计消防用水量；在发生火警时，可调整生产和生活用水量加以解决[12]。

6.1.5总用水量

总用水量W=W1 + W２=487.2+69=556.2吨/天

6.2 用汽量计算

生产雪梨汁饮料主要耗汽的工艺有杀菌工艺、灌装工艺、喷淋工艺、套标收缩工艺。 用汽量计算能够了解生产过程蒸汽消耗量，为研究生产过程，过程设计和操作提供最佳的依据，以便对工艺技术和操作进行优化改进，以及生产成本的核算和管理。结合本设计雪梨汁生产工艺实际情况，各工序用汽量按满足每小时生产10吨雪梨汁饮料所选设备的耗汽量计算，具体方法和步骤如下:

(1)溶糖、稳定剂耗汽量:G1一6Okg/h (2)脱气、杀菌总耗汽量: G2一1000kg/h (3) CIP耗汽量: G3—67kg/h (4)灌装机耗汽量: G4一800kg/h (5)套标收缩耗汽量：G5一400kg/h 设备总耗汽量:G一2327kg/h

本设计购入2台2吨锅炉完全可满足车间的用汽。

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6.3 用电量计算

为了合理设计选择变配电设备及供电系统中各组成元件,需要根据用电设备的容量对有关的电力负荷进行统计计算。工厂用电除了生产车间设备用电，还有生活用电、照明用电、其他用电等。

（1）主要设备用电量如下表： 序号 设备名称 台数 功率KW 1 RO水处理设备 1 9 2 溶糖罐 1 2.2 3 果汁贮罐 1 2.0 4 调配罐 2 4.5 5 真空脱气机 1 8 6 高温瞬时杀菌机 1 8 设备日总耗电量 1876.8 KW2h （2）生活用电

按总厂人数300人，每人每天用电量约为2.5 KW2h，则总厂生活日用电约为： W=2.53300=750 KW2h。 （3）照明用电

照明用电以8W/㎡计，每天用电照明时间约为12小时，则照明日用电量为： W=833000312＝288 KW2h （4）其他用电

其他日用电量估算为100 KW2h 。

所以，总厂日用电量估算为W总=1876.8＋750＋288＋100=3014.8 KW2h

序号 7 8 9 10 11 12 设备名称 CIP系统 三合一热灌装机 倒瓶机 喷淋冷却机 自动套标收缩机 全自动包装机 台数 1 1 2 1 1 1 功率KW 8 7.5 3 15.5 4.5 1.5 7 组织管理、劳动定员与人员培训

7.1 基本原则

7.1.1劳动力组织原则

食品工厂人员编制是否合理不仅直接关系到工厂的经济效益,还影响工厂一些辅助设施的个数和大小,所以在进行人员编制和辅助设施的设计时可参考生产条件相仿的老厂,在编排产品方案时要使每班工人数基本一致，使用班产量来调动劳动力,到产品旺季时，生产用工紧张时可请用临时工。

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7.1.2企业组织原则

企业实行厂长负责制,各部门负责人直接受厂长负责,并实行三级管理,厂、部、车间及人员编制以组织好生产为原则。

7.2 人员编制

全场的员工分为管理人员、生产车间工组人员、辅助部门工作人员。具体的各部门人员数如表7-1,7-2, 7-3所示。 表7-1 管理人员 部门 职务 人数 班次

厂长 1 1

厂长办公

副厂长 2 1

室

厂长助理 1 1 主管 1 1

供销部 营销经理 1 1

统计员 2 1 经理 1 1

财务部 会计 2 1

统计 1 1 主任 1 3

保卫部

保安 5 3 车间主任 1 1 技术工程师 2 3

生产部

化验主任 1 1 班长 3 3 经理 1 1

人事部

行政人员 2 1 工程师 1 1

研发部

技术员 3 1

表7-2 生产车间工组人员 车间工段 人数 班次 原料库 3 3 RO水处理工序 2 3 辅料处理工序 2 3 溶糖工序 1 3 调配工序 2 3 真空脱气机工序 1 3 杀菌工序 2 3 过滤工序 1 3 总计生产车间工组人员：105人

人数小计 4

合计人数

4

4 18

54

17

3 4

车间工段 灌装工序 喷淋冷却工序 CIP系统 包装机 包装材料库 成品库 运输 化验员 人数 3 1 2 2 2 3 5 3 班次 3 3 3 3 3 3 3 3 33

年产5万吨雪梨汁饮料工厂设计

表7-3 辅助部门工作人员 工种 班数 医务室 1 食堂 1 配电室 1 锅炉房 1 机修室 3 清洁工 1

人数

3 4 1 2 2 4

合计

20人

7.3 人员素质要求

员工身体健康，无传染疾病，遵纪守法，并具有良好的思想道德品质，是从事食品生产行业的基本素质要求。当然，一个食品公司包含有各种岗位，不同的岗位对人员的素质要求也是不同的，例如生产车间技术人员及质检人员要求具有与食品专业相关的专业知识，其学历要求大专及其以上相关专业学历，研发部人员要求更高，不仅要求其熟练的食品专业技能，还要求其具有相关食品研究工作经验，学历要求本科及其以上相关学历等。全厂的生产人员在上岗之前必须进行安全知识及技术技能的培训，并熟悉生产车间各设备的操作规程，便于在进入生产车间后尽快投入工作，避免生产安全事故的产生。

8 厂区卫生安全及环境保护

8.1 厂区卫生安全

8.1.1厂区卫生

(1)厂里排水系统应与生产规模相适应，而且必须是不渗水的、完整的。排水系统不能采用开口明沟排水，在厂区地面上不能积存污水，排水系统必须时刻保持通畅。

(2)在更衣室里的更衣柜必须合乎卫生标准要求，一人一个，工作服与鞋帽需要分格存放。

(3) 厕所最好设于厂区的较为隐蔽的地方，在生产工作场所对面不得设置厕所，厕所内应设置有感应式的冲厕设备和感应式洗手消毒设备。

(4)厂内的粪便发酵池应该具有密闭性，并且污水应该进行无害处理。

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8.1.2生产车间设备、环境卫生

(1)机器、输送带、工作台面、工具器等与物料接触的设备，均应采用不绣钢材料制作，并且车间内应设有相应的可以进行消毒措施的设备。

(2)人员和物料进出口均应采取防虫、防姆措施，也可根据实际情况设置缓冲间。车间门窗严禁随便乱开，以防鼠、苍绳、蚊子、昆虫及飞鸟等侵入。

(3)生产车间楼(地)面应有排水坡度，坡度为1.5%—2.0%。

(4)车间应保持充足的光线，良好的通风状况，无积水、平整、无污坂、清洁的地面，应经常清洗门窗、墙面。

(5)车间入口处设有感应式洗手消毒系统及风淋去尘系统。 (6)车间生产废弃物每班必须定时清除，并清洗干净。

(7)车间参观走廊、厕所、更衣室等公共场所必须定时有专人清扫、清洗和定期消毒。

(8)操作工人在进行生产前和生产后应及时对所使用的设备和物料管道进行全面的清洗，对于清洗不到的部件和设备外部也要及时清洗、消毒，保证设备及物料管道的卫生。

(9)车间天花板及墙壁应采用防潮防腐涂料涂刷，防止其因为吸潮和发霉。

8.1.3防鼠、防蝇虫措施

(1)防鼠必须采用综合措施，车间及各仓库入口设置挡鼠板，厂区建筑尽量不留缝隙或者堵死鼠穴，废气物料及时处理，断绝鼠食来源。对老鼠进入建筑物的通道，如地板下的水道、风扇入口、通风孔都应设置防鼠夹。每天下班前在灭鼠点放置灭鼠夹，第二天上午在职工上班前将灭鼠夹收回，发现的死老鼠要及时处理。

(2)食品生产企业为防止苍蝇进入车间，应在车间设置纱门、纱窗和防蝇风帘。 (3) 为防止蟑螂自下水道侵入，在车间、食堂等场所的下水道中安置金属丝网。另外，必须严格执行物品清扫、洗刷制度,定时清理垃圾，保管好食品,不给蟑螂留有觅食场所和生活栖息。

8.1.4消防设施

食品工厂的生产性质决定其发生火灾的危险性较低，其建筑物耐火等级较高，但工厂的消防安全也不能放松警惕，坚持以“预防为主，防消结合”为方针的原则，防患于未然，各生产部门根据自身的实际情况制定具体措施，在生产和工作中都必须严格执行工厂消防条例。

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（1）食品工厂的消防给水宜与生产、生活给水管合并，室外消防给水管道沿规划道路边敷设，供水主干管和次干管之间形成环状管网，库区按规范设置室外消火栓，保证室外消火栓的间距不超过 120m，保护半径不超过 150 米，水量按15 L/s考虑，水压应保证当消防用水量达到最大且水枪布置在任何建筑物的最高处时，水枪充实水柱仍不小于10m；室内消防火栓的配置应保证两股水柱水量不小于2.5 L/s，且充实水柱长度不小于7m，保证同时达到室内的任何部分[15]。每一消火栓箱内设SN65室内消火栓必须配带口径为19mm水枪和25m长水龙带。

（2）建筑物室内外楼梯、走道宽度，门开启方向、宽、高度及防火等级均按防火规范设置，并设疏散标志，配备应急电源，保证发生事故时能安全疏散；符合GB50016-2006建筑设计防火规范。

（3）建筑灭火器配置

根据《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005，在各个仓库及生产车间内按要求设置一定数量的推车式或手提式CO2干粉灭火器，以便能有效地扑灭初期火灾，从而达到预防火灾的目的。

8.2 环境保护

本设计雪梨汁饮料生产工厂污染源主要是废水大量排放，其次就是锅炉房燃煤排放的废气，设计直接采用浓缩果汁进行还原生产，废渣排量较小，所以为了保证工厂能够安全生产出质量好品质高的产品并能够长期经营下去，必须对工厂产生的“废水、废气、废渣”三废进行严格处理后排放，维护好厂区及周边环境。

8.2.1废水处理

本厂产生主要的废水有设备清洗用水、洗瓶水、冷凝水和生活废水，对废水一般采用初级处理、二级处理、三级处理和污泥处理等逐步处理方法。通过处理后废水的化学需氧量COD浓度必须要低于100mg/L，生化需氧量BOD最高浓度不得超过600mg/L [12]，保证处理后的污水符合《工业废水排放标准》的规定后才能排放到环境中。

1、初级处理

初级处理欲除去废水中的胶体物质、上浮物和悬浮颗粒通常采用沉降或上浮的方法。通过先调整水的PH值，然后加入具有促进沉降作用的明矾使胶体等物质进行凝结或絮凝成大絮体后大量沉降，从而除去。

2、二级处理

二级处理主要针对水溶性有机物和胶体，一般通过生物氧化分解来除去。在我国，活性污泥法被广泛使用，经过初级处理的废水进入曝沼气池后最终生成微生物絮体—活性污泥，并在澄清槽中沉淀，然后加入混凝剂使污泥变成絮团，进一步改善沉淀澄清效

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果。

3、三级处理

三级处理主要针对非生物降解的金属离子、有机物、磷、氮等营养物质，然后进行脱色除臭等工序。最常用的方法是混凝沉降、过滤和活性炭吸附。

4、污泥处理

通过上述个处理方法最终得到污泥，含水量一般为90%-99%，还需要进一步脱水处理。污水脱水为了改善污水脱水的性能，一般采用添加有机高分子絮凝剂或无机电解质，进而通过真空脱水机、离心脱水机或加压脱水机等设备中进行脱水。

8.2.2废气处理

食品厂的废气，主要是锅炉房燃烧产生大量的烟尘、蒸气、SO2和CO会对大气造成污染。为了降低有害气体及粉尘浓度，通常采取的处理方法是釆用塔式吸收的方法,符合《工业废水排放标准》的规定后排放。

8.2.3废渣处理

食品厂原料用后产生的废渣本身毒性很低，通过一定的加工处理后可做肥料。

9 技术经济分析

技术经济分析是工程项目现代管理的重要手段之一，是对建设项目的技术规划、技术方案、技术措施的预期经济效果进行分析、计算、比较和评价，从而选出技术先进、经济上合理的最优方案。

9.1 投资指标

9.1.1建筑工程造价估算

（1）生产车间、实验室与各仓库建筑结构采用钢筋混凝土结构，其造价按1200元/㎡估算，所以，生产车间造价为

K1=（36318＋80＋10032）31200=111.36万元

（2）办公楼、宿舍建筑结构采用混合结构，其造价按800元/㎡估算，其中办公楼为3层，宿舍为5层，所以办公楼、宿舍建筑造价为

K２=（1831233＋1831235）3800=138.24万元

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（3）其余辅助车间建筑结构采用混合结构，其造价按800元/㎡估算，所以其余建筑造价为

K３=（3600-928-432）3800=179.2万元

所以，总建筑工程造价估算为Kａ=K1＋K２＋K３=111.36＋138.36＋179.2=428.92万元。

9.1.2设备及工器具购置费

（1）根据表5-1.PET瓶雪梨汁汁饮料生产车间设备购买设备及工器具的费用为 K４=210.01万元。

（2）安装设备所用费用按设备总价的5%计算，所以安装设备费用为 K５=210.0135%=10.5万元

所以设备及工器具购置费为Kｂ=K４＋K５=191.21＋9.56=220.51万元。

9.1.3其他费用

（1）本设计拟定厂址在乡镇地区，其土地每年产值较低，根据当地实际情况土地征购费估算每年50元/㎡，则土地征购费K６=6000350=30万元。

（2）人员培训费投资30万元

（3）勘察设计费通常占投资总额的3%左右。 （4）基本预备费投资20万元

所以其他费用为Kｃ=K６＋30＋20＋0.03K总=80＋0.03K总（万元）

9.1.4固定资产总投资

固定资产总投资K总=Kａ＋Kｂ＋Kｃ=428.92＋220.51＋80＋0.03K总 故固定资产总投资K总=751.99万元

9.1.5流动资产总投资

流动资金总投资估算为300万元。

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