食品科学与工程专业毕业论文年产3000吨花生乳饮料工厂设计.docx

食品科学与工程专业毕业论文年产3000吨花生乳饮料工厂设计.docx

《食品科学与工程专业毕业论文年产3000吨花生乳饮料工厂设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《食品科学与工程专业毕业论文年产3000吨花生乳饮料工厂设计.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

食品科学与工程专业毕业论文年产3000吨花生乳饮料工厂设计

韶关学院

毕业设计

题目：

年产3000吨花生乳饮料工厂设计

学生姓名：

刘婉莹

学号：

10102062029

系（院）：

英东食品科学与工程学院

专业：

食品科学与工程

班级：

10食品2班

指导教师姓名及职称：

张俊艳讲师

起止时间：

2013年4月——2014年4月

教务处制表

年产3000吨花生乳饮料工厂设计

摘　要：

本论文主要是对年产量3000吨的花生乳饮料工厂进行设计。

确定厂址之前，必须对工厂所建城市的市场经济、工厂周边的地理环境和当地的经济政策等各项指标进行考察。

再者，为了使本设计合理化和确定工艺流程图、生产车间平面图以及全厂总平面图，有必要对产品方案、工艺论证、设备选型、物料衡算进行分析。

同时为了确定工厂的经济效益和社会效益，需要进行经济衡算。

结果表明，年产3000吨花生乳饮料项目资金总投入为2500.08万元，年利润达到1491.49万元，投资回收期约为2年。

关键词：

花生乳饮料；工厂设计；物料衡算；经济效益分析

DesignofaPlantwithanAnnualOutputof3000TonsofPeanutMilkBeverageProducts

Abstract:

Todesignaplantwithanannualoutputof3000tonsofpeanutmilkbeverageproductsisthepurposeofthisproject.Beforeconfirmingthelocationofthefactory,themarketeconomyofthefactoryofthiscity,thegeographicalenvironmentnearthefactoryandthelocaleconomicpolicyandotherconditionsmustbeobservedandstudied.Then,inordertomakethisdesignreasonableandconfirmtheprocessflowdiagram,productionworkshopflatplanandtotalflatplanoftheplant,it’snecessarytoanalyzetheproductprogram,technologicaldemonstration,equipmentselectionandmaterialbalance.Atthesametime,forthesakeofdeterminingtheeconomicbenefitsandsocialbenefitsofthefactory,economicbalanceisneeded.Theresultsshowthat,theprojectofanannualoutputof3000tonsofpeanutmilkbeverageproductsassetsofinvestment25.0008millionyuantotallyandtheprofitcanreach14.9149millionyuanoftheyear.Itsrecoveredperiodwouldbe2years.

Keywords:

Peanutmilkbeverageproducts;Plantdesign;Materialbalance;Benefitanalysis

年产3000吨花生乳饮料工厂设计

专业班级：

10食品2班学生姓名：

刘婉莹

指导老师：

张俊艳讲师

1前言

1.1功能性乳制品的发展新趋势

　　功能性乳制品，是指除具有一般乳制品固有的化学成分和营养作用[1]，除此以外，特殊营养物质和功能性成分也含有在内，同时乳制品也具有保健功能。

功能性乳制品不但可以提高人体免疫力、促进人体胃肠道健康和心血管健康，还具有降低血脂、改善睡眠质量、抗便秘、抗老年痴呆症等作用。

随着我国社会经济和市场经济的迅猛发展，老百姓的生活水平正在逐步得到改善，正视营养保健的观念愈来愈深入人心，因此，功能性乳制品必定会成为中国的发展重心和经济的增长点，为国民带来可观而且巨大的社会效益和经济效益。

1.2花生乳的发展前景

　　近些年来，随着人们对营养价值认识的深化理解和消费观念的改变转移，广大的消费者对食品的营养价值越来越重视。

我国是一个资源丰富的国家，盛产花生，而且花生里含有丰富的蛋白质和脂肪，广泛应用于各类食品加工当中[2]，因此其相应的花生制品也有很多，例如花生糖、花生酱、花生粉、花生乳、花生油等。

其中，花生乳饮料因为同时具有营养和保健功能而受到广大消费者的关注和青睐，所以花生乳的发展前景和市场前景极其乐观。

花生乳饮料不但具有多种生理保健功能，而且营养丰富，制成罐装饮料饮用方便，风味良好，口味佳，适宜各个年龄段的消费者。

2工厂选址分析和确定

2.1工厂选址的原则

（1）政策与方针

选址应在当地经济开发区内[3]。

规划用地时要适应当地的发展规划，尽可能少占用耕地和节约用地，要根据基建要求分批分期征用建设厂区所需的土地。

（2）生产条件

①原料：

靠近原料供应地不但可以减少运输费用，还可以有效防止原料因在运输过程

腐败变质和其他物理性损坏。

②地理位置：

要比河流水位高。

厂内地面需有一定坡度,且坡度大于0.004，最大不能超过0.008。

③地质：

稳定，不要在流沙、淤泥和滑坡裂缝层上。

④周围环境：

卫生条件必须良好，气体必须无害，放射性源、粉尘及其他扩散性污染一概不能有。

选在不受污染河道的中上游。

避开停机坪、风景区等人口密集或机器密集区域。

⑤面积大小：

应在满足生产要求的基础上，留有适当的空余场地供以后发展用地。

⑥由于某些食品工业具有易腐易变质的特性，为了加快运输，工厂需建在靠近消费市场的地方。

（3）投资条件

①水源：

水质符合生产要求，供应充足。

②动力：

保证供电，保障生产所需，最好建在电网设备不远地方。

③劳动力：

尽可能在城区镇乡附近，吸纳大量劳动力，减少投资成本。

④交通运输：

方便运输原料和成品等。

⑤生活便利性：

生活区与厂区应留有一定的距离，不能太近也不能太远。

2.2厂址的确定

　　工厂拟定建在广东省韶关市。

韶关位于广东全省的最北部，介于东经112°50′-114°45′、北纬23°5′-25°31′之间，东南面连接河源市，南面与广州市和惠州市相邻，东北面连接江西省赣州市，，西南面连接清远市，西北面连接湖南省郴州市，是粤北地区的政治、经济、交通和文化中心，是广东的北大门[4]。

　　区位优越独特，交通方便发达。

韶关是广东、湖南和江西交界地区的商品集散中心，是最重要的陆路和海口，素有广东、香港和澳门辐射内陆要地的“黄金通道”之称。

韶关建有京广铁路、京港澳高速公路、武广客运专线、韶关港等，在此建立工厂，产品可以用各种运输方式往全国各地实行多方向销售，优势十分明显。

　　纵贯韶关市内的河道主要是属于珠江水系的北江流域，河流流水量十分大。

整个韶关市有62条河流的集雨面积达到100平方公里以上，面积高达1000平方公

里以上的河流就有8条那么多。

韶关市不仅河流流水量大，降雨量也非常大，平均年径流深大约为945毫米。

因为雨量充足，且具有很多大小不一的河流，形成较大的落差，在水量和水力方面的资源非常丰富。

根据近几年的资料显示，韶关市内可以开发的电力设备十分充足，能够为工厂提供饱和的电力。

　　花生喜高温干燥，不耐霜冻，适于砂质土壤种植[5]，而且肥力较高、通透性好、松紧适宜的土壤，这样种植出来的花生果壳光亮洁白，体型大，品质好，商品价值十分高。

由于并未经大量开发，韶关目前还拥有大量植被和独特的生态生物链，适宜大量种植花生。

韶关市位于广东北部，因此在此投资所用的综合成本是比较低的，韶关的水、电、土地和劳动力都低于其他沿海城市。

根据上述资料分析，无论是地理位置、水电设备、气候、劳动力和投资条件等，韶关市的翁源官渡经济开发区十分符合工厂的选定区，最终确定在此建立工厂。

2.3建设规模

　　本设计是研究年产量为3000吨花生乳饮料，为了满足生产所需，构建长为173m，宽为150m，占地总面积为25950m2的厂房，包括一个人流出入口、一个物流出入口、相关的生产车间和其他辅助设施等。

3原材料、辅料及花生乳产品的质量标准

3.1原材料、辅料的质量标准

3.1.1原材料的质量标准

　　原料必须是从健康植物采摘下来后经过卫生检查合格的花生仁。

本工艺所采用的原材料花生仁，采购源应是大型并且符合卫生标准的企业。

　　原材料花生仁是影响花生乳口感和质量的重要元素之一，因此它的质量应该与GB/T1532的相关规定相符合。

具体如表1、表2所示：

表1原料花生仁感官要求

项目

指标

色泽

呈土黄色或白色，色泽分布均匀一致

组织状态

颗粒饱满，形态完整，大小均匀，无杂质

气味

花生仁特有的浓郁香气和滋味，没有异味

表2原料花生仁理化指标

项目

指标

纯质率/%

≥96.0

杂质/%

≤1.0

水分/%

≤9.0

整半粒限度/%

≤10.0

3.1.2加工用水特性及标准

乳制品的口感和质量与水质的好坏有直接关系。

为了使花生乳的各项检验指标合格，生产过程中所使用的加工用水必须符合国家的相关规定，不能使用受污染水源的水。

3.1.3辅料特性及标准

（1）白砂糖：

本花生乳生产应选用白沙糖质量应与GB317-2006的有关规定符合。

（2）脱脂乳粉：

均匀的乳黄色，乳香味纯正，粉末干燥均匀。

脱脂乳粉应符合GB19644-2010的有关规定。

（3）其他食品添加剂应与GB2760-2011的有关规定相符合，添加情况视实际情况而定。

3.2花生乳产品的质量标准

3.2.1感官指标

　　应符合表3的有关规定。

表3花生乳感官指标

项目

指标

色泽

具有与花生仁相符的色泽，呈乳白色或微灰白色，且均匀一致

气味和滋味

具有花生仁应有的滋味和香味，有乳香味，香味协调，没有异味

外观

呈均匀的乳浊液状，久置后有少量沉淀，但经摇匀后仍呈均匀的乳浊液状

杂质

没有肉眼可见的外来杂质

3.2.2理化指标

　　应符合表4的有关规定。

表4花生乳理化指标

项目

指标

可溶性固形物（20℃，按折光计）/%

清淡型：

≥4.0；浓甜型：

≥8.0

蛋白质/%

≥1.0

脂肪/%

≥1.0

PH（20℃）

6.0~8.0

黄曲霉毒素B1/μg/L

≤5.0

砷（以As计）/mg/L

≤3.0

铅（以Pb计）/mg/L

≤1.0

铜（以Cu计）/mg/L

≤10.0

3.2.3微生物指标

　　应符合表5的有关规定。

表5花生乳微生物指标

项目

指标

霉菌、酵母（cfu/ml）

≤20

菌落总数（cfu/ml）

≤100

大肠菌群（mpn/100ml）

≤3

致病菌

不得检出

4产品方案和工艺设计

4.1产品方案分析和产量的确定

4.1.1产品方案分析

本花生乳工厂建成后，由于紧邻珠三角黄金地段，所以珠三角的超市商场及餐厅饭堂为主要的销往地，同时因为本花生乳工厂建在韶关市，也可以往粤北地区供销，供销过程并且需要创建及签订供销合同，使生产、供应、销售更加一体化

，形成产业链，这对当地乳产业的发展及社会经济都有提高推动作用，甚至带旺当地其他行业。

年产3000吨花生乳饮料的工厂属于小型食品厂，每年实际生产按照250天计算，每天以2班制计（每八小时为一班）。

4.1.2班产量确定

由此可得，平均每小时产量为6÷8=0.750吨/h。

表6产量计算

项目

全年产量/吨

每班产量/吨

每小时产量/吨

每班员工/人

花生乳

3000

6.0

0.750

55

4.2花生乳饮料产品配方

　　以生产100kg花生乳为标准：

花生仁5.5kg，水80kg，脱脂乳粉0.5kg，白糖8kg。

生产中可以根据此比例投放原辅料。

4.3生产工艺流程及操作要点

4.3.1花生乳工艺流程

花生仁→挑选→烘炒→脱皮→洗浸→磨浆→分离→配料→煮浆→均质→灌装→杀菌→冷却→成品[6]

4.3.2花生乳生产操作要点

（1）挑选：

花生乳的原料必须选用品种优良，颗粒饱满，形态完整，大小均匀且具有芳醇香气和味道的花生仁，去除杂质和发霉腐烂变质的颗粒。

（2）烘炒：

把原料放进五桶花生烘炒机里，在约100℃烘炒15min~20min，由于滚筒内的导流片不断促使花生仁翻滚，形成滚动不间断，这样花生仁的受热会更加均匀。

由于滚筒内的温度高，花生仁所含的羰基化合物和氨基酸化合物发生美拉德反应，不但可以增添香味，还有助于脱去花生仁表面的红衣。

（3）脱皮：

用干法脱皮机脱去花生衣，以免影响花生乳的色泽[7]，同时还可以除去花生仁皮上的色素和单宁的涩味，令花生乳色白，具有香浓的味道和细腻的口感。

（4）洗浸：

去皮后，用流动水冲洗花生仁，然后把花生仁根据比例（1kg：

2L）浸泡在30℃的饱和食盐溶液中1min，再根据比例（1kg：

15L）将其放进0.5%碳酸氢钠水溶液（

100℃）中进行热处理，20min之后取出并沥干，最后用流动水冲掉附着在表面的碱液。

（5）磨浆：

用磨浆机将花生进行粉碎磨浆，间隙不能太大或太小，以0.05mm间隙为佳[8]，否则花生浆糊的颗粒过粗或过细，影响质量和口感。

（6）分离：

将料液通过400层板框过滤器过滤去渣。

提高花生乳液的质量和利用率的方法是再将浆渣置于80℃的水中经搅拌充分分散，然后进行2次~3次的研磨、去渣和分离，尽可能提取渣中残余的水溶性蛋白质。

（7）配料：

将原料和辅料按比例加入配料罐，边加边搅拌，尽量均匀。

（8）煮浆：

将已配料的花生乳倒入封闭式煮浆桶。

当温度达到80℃以后，浆液表面会出现大量的泡沫和发生假沸，这时要除去一些泡沫，保障产品质量。

当温度高达94℃~96℃时，浆液表面会出现翻腾状态，保持这种状态1min~2min后关闭。

煮浆时间不能太长或太短，否则蛋白质会发生变性而产生沉淀分层。

（9）均质：

将浆料流入均质机中进行两次均质，第一次均质压力45MPa，第二次均质压力25MPa[6]，两次均质温度控制在75℃以上。

经过均质的料液中所含的蛋白质和脂肪微粒会细化到1μm~2μm，与其他配料充分融合，使花生乳品稳定。

（10）灌装：

开启输送泵之后，将均质后的料液（温度＞80℃时）进行快速、准确、持续灌装并最后封瓶。

灌装后的产品置于阴凉干燥的地方，尽可能不要被阳光直射。

（11）杀菌：

把经密封的乳瓶送入锅。

采取高压杀菌（杀菌温度140℃，杀菌压力0.4MPa[9]，杀菌时间10min），杀菌完毕后将产品冷却至50℃以下，通过检验合格后贴标签得出最终成品。

4.4物料衡算的原理

现实生产过程当中所需的设备、劳动力和包装材料等的数量是需要对物料进行计算后，根据实际情况来确定的，同时还需要确定各类主要物料的釆购运输量和仓库贮存量。

物料计算式是根据“技术经济定额指标”来进行的，而各工厂的生产实践经验则是技术经济定额指标的累积。

这些数据总是因为具体条件而有所不同，可能会受到气候、原料品种等外在因素的影响，选用时做到因地制宜，因材制宜[10]。

4.4.1原辅材料的用量估算

（1）原材料的用量估算

通过参考大量相关文献，假设花生乳的成品率大约为百分之八十，每班生产6吨花生乳，则需要的原料花生仁为6÷80%=7.5吨。

（2）辅材料的用量估算

　　由上述资料可知，花生乳的制作是需要按一定比例添加辅料，辅料添加的用量估算如表7所示：

表7辅料添加的用量估算

项目（100kg）

水（%）

脱脂乳粉（%）

白砂糖（%）

花生乳

80

0.5

8

根据表7的数据显示，可计算得每班辅料的用量估算如表8所示：

表8每班辅料的用量估算

项目（100kg/班）

水（kg/班）

脱脂乳粉（kg/班）

白砂糖（kg/班）

花生乳

6000

37.5

600

表9原辅材料的用量估算

原辅材料

每班消耗量

每年消耗量/（吨）

单价/（元/吨）

合计/（万元）

花生仁

7.5吨

3750

1000

375

水

6000kg

3000

2.5

0.75

脱脂乳粉

37.5kg

18.75

50000

93.75

白砂糖

600kg

300

2300

69

共计

/

/

/

538.5

4.4.2包装材料的用量估算

通过对市场的考察和调查，总结各种包装材料的优劣势，同时以符合花生乳的市场需求和增加消费者的购买欲望为目的，本产品最终决定均采用塑料瓶包装。

乳制品采用塑料瓶包装的优点有：

1、防止潮湿。

塑料瓶包装表面潮湿也不会对内容物造成影响，质量更有保障。

2、饮用方便。

瓶盖可以反复开合，倒出方便。

包装规格：

每瓶装250ml，也可以根据客户要求增减每瓶重量。

装箱24瓶/箱，即一箱共6000ml，则

每班所需塑料瓶大约为750×1000÷250=3000个/班；

每班所需纸箱大约为3000÷24=125个/班。

根据上述数据，可以确定包装材料的用量估算如表10所示：

表10包装材料的用量估算

项目

每班用量/（个）

每年用量/（万个）

单价/（元/个）

共计/（万元）

塑料瓶

3000

150

0.3

45

纸箱

125

6.25

0.5

3.125

合计

/

/

/

48.125

4.5设备选型

4.5.1设备选型的依据

在设备选型之前，必须对物料衡算的结果进行分析，以下是设备选型的几个注意事项[3]：

（1）生产中所需的设备数量是按照在单位时间（h或min）内产量的物质平衡和设备的实际生产能力而定的。

（2）除了要配置备用设备，生产所需的重要设备是以实际生产能力为依据，确定所需台数。

（3）第一道工序和第二道工序的能力需有差异，保证第二道工序大于第一道工序，以防因产力不足而积压物料。

（4）选择设备应考虑下列原则

①满足工艺要求，保质保量。

②应该使用较先进的设备，提高机械化程度。

③充分利用原辅材料，力求低能耗，高效率，小体积，一机多用。

④应与卫生要求相符合，多使用不锈钢材料。

⑤自动控制系统合理化。

4.5.2主要设备的技术参数

通过对产品方案和设计规模进行分析，每小时花生乳750kg，按设备选型的依据分别对花生乳饮料的生产工艺所需设备进行选型。

对于本花生乳生产工艺来说，主要设备有烘烤机、脱皮机、磨浆机、板框过滤器和煮浆机等，主要技术参数

如下表11所示。

表11车间生产主要设备技术参数

序号

设备

名称

型号

外形尺寸（mm）

数量（台）

电压（V）

功率（kw）

价格（万元/台）

生产厂家

1

烘烤机

HD

4700×2900×1550

1

380

5.5

6.3

安丘市宏大花生机械厂

2

脱皮机

ZH-2

1100×650×1100

3

220

0.75

1.0

正昊花生机械有限公司

3

磨浆机

JMS-180

981×476×1124

1

380

18.5

1.2

廊坊市利杰食品机械有限公司

4

板框过滤器

TYY-400

1200×600×1000

1

220

2.20

1.5

海宁市正方过滤设备器材厂

5

煮浆机

φ1000×1850

1

380

0.75

1.0

上海田岗机械制造有限公司

6

均质机

SHP4000-250

1700×1100×1200

1

380

30

8.2

上海科司大均质机电设备有限公司

7

洗瓶机

QSP-3000

3200×700×1150

1

220

1.3

1.2

青华市九华包装机械有限公司

序号

设备

名称

型号

外形尺寸（mm）

数量（台）

电压（V）

功率（kw）

金额（万元/台）

生产厂家

8

灌装机

GCP-12

1100×1060×2150

1

220

0.75

3.8

青华市九华包装机械有限公司

9

封罐机

DY-4B32

2400×3200×1500

1

220/380

1.5

5.0

上海多源机械设备有限公司

10

杀菌锅

1540×1210×1900

1

380

6.5

3.4

山东鼎盛食品工业装备有限公司

续表11

4.6水、电、汽的用量估算

4.6.1用水量的估算

（1）生产用水

生产用水主要用于清洗原料、调配和清洗设备等，具体用量估算如表12所示：

表12生产用水日用量估算

用途

用量（吨）

清洗原料用水

10

调配用水

23

清洗设备用水

65

总计

98

（2）清洁用水

　　清洗内外墙壁和冲洗地面所用的水统称为清洁用水。

井水或干净的江河水可以用于卫生洗涤用水，用量估算为12吨/日。

（3）生活用水

　　生活用水是指工厂各部门（包括办公室、生产车间、宿舍和食堂等）的用水，具体用量估算如表13所示：

表13全厂生活用水日用量估算

部门

用水量（L/人）

办公室

12

生产车间

23

宿舍（包括浴室）

20

食堂

45

其他

10

总计

110

全厂大约有100名左右职工，故总共需要生活用水量大约为11吨。

综上所述，全厂全年总用水量为：

总用水量=（生产用水+清洁用水+生活用水）×250=30250吨

4.6.2用电量的估算

（1）生产设备用电量的估算

　　具体用量估算如表14所示：

表14设备用量估算表

设备

数量

每台功率（kw）

总功率（kw）

烘炒机

1

5.5

5.5

脱皮机

3

0.75

2.25

磨浆机

1

18.5

18.5

板框过滤器

1

2.2

2.2

煮浆机

1

0.75

0.75

均质机

1

5.5

5.5

洗瓶机

1

1.3

1.3

灌装机

1

0.75

0.75

杀菌锅

1

6.5

6.5

总计

—

—

43.25

即每班用电量为：

43.25×8=346kw.h

　　　每年用电量为：

346×2×240=166080kw.h

（2）其他用电量的估算（包括照明、制冷、通风等）

　　照明、制冷和通风等其他设备的功率约为40kw，即：

每班用电量为：

40×8=320kw.h

　　　　每年用电量为：

320×2×240=153600kw.h

综上所述，设备用电量为166080kw.h，其他用电量为153600kw.h，全厂全年总用电量共为319680kw.h。

4.6.3用汽量的估算

　　对于本花生乳生产厂区来说，蒸汽的主要用途是：

加热水，清洗和浸泡原料花生仁，清洗设备、加工工具和内外墙壁以及冲洗地面等。

设耗气量约为400kg/h