食品工厂规划设计.docx

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食品工厂规划设计

食品工程课程设计

课程名称食品工程课程设计

设计题目年产10万吨牛肉干工厂设计

专业班级14级食品科学和工程

学生姓名潘昌学号140151

指导老师张火云

起止日期第1周至第18周

年产10万吨牛肉干工厂设计

1可行性研究汇报

1.1设计背景

中国肉类食品工业是新中国成立以后发展起来新兴产业，在国际民生中占相关键地位，对促进畜禽生产发展农村经济繁荣城镇市场，满足人民生活需要,确保经济建设和改革顺利进行发挥着关键作用。

改革开放以来，中国肉类生产在政府大力支持下，取得了举世瞩目标成就。

肉类总产量已连续七年雄踞世界首位，1996年产肉量超出5400万t，占全球肉类总产量1/4，其中以牛肉生产发展最为快速。

伴随中国发展节粮型畜牧业和秸秆过腹还田，实现良性循环，发展连续农业战略实施，牛年出栏率和牛肉产量均以20%以上惊人速度递增。

伴随经济发展，社会生活水平不停提升，中国牛肉生产行业也在不停发展壮大。

牛肉成为中国人第二大肉类食品，仅次于猪肉，牛肉蛋白质含量高，而脂肪含量低，所以味道鲜美，受人喜爱，享受“肉中骄子”美称，所以大家对牛肉需求量也大大增加了。

为了愈加好地满足市场需求，必需最大程度地增加牛肉工厂产能，然而伴伴随企业发展，要求建设新牛肉工厂。

1.2设计意义

牛肉工厂设计必需符合国民经济发展需要，必需符合企业成长需要，符合科学技术发展新方向，为广大消费者提供更多、愈加好、更优质、更安全、更健康肉类食品。

一个优异牛肉工厂设计应该是：

经济上合理，技术上优异，经过施工投产后，在产品产量和质量上均达成要求标准，各项经济指标应达成中国同类工厂优异水平或国际优异水平，同时环境保护方面必需符合国家相关规范。

所以，牛肉工厂设计是牛肉企业发展过程中一个关键步骤，尤其在目前肉类制品工业高速发展，产品质量不停提升、技术装备快速更新形势下，牛肉工厂工艺方面设计更含有尤其关键意义。

牛肉工厂工艺设计是以生产牛肉产品生产车间为主，而其它车间和辅助部门等均围绕生产车间进行设计，也能够讲是为生产车间服务。

工艺设计好坏直接影响到全厂生产和技术合理性，而且对建厂费用和生产后产品质量、生产成本、劳动强度等全部有亲密关系，同时工艺设计又是其它非工艺设计所需基础资料依据。

所以工艺设计在整个牛肉工厂设计中占相关键地位。

2产品方案、工艺步骤

2.1产品方案确实定

产品方案就是牛肉工厂准备整年生产熟制牛肉和西式灌肠数量、生产班次等计划安排。

但因市场需求在不停地改变，就会造成生产产品品种改变，这么就更需要有一个产品方案。

本设计产品方案能够做到满足关键产品产量要求；满足原料综合利用要求；满足淡旺季平衡生产要求；满足经济效益要求。

而且能够确保产品产量和原料供给量平衡；生产季节性和劳动力平衡；生产班次平衡；设备生产能力平衡；水、电、汽、冷平衡。

生产品种：

熟制牛肉、西式灌肠

产品数量：

熟制牛肉100000t/年；西式灌肠9000t/年

生产方案：

360天/年3班/天，8小时/班计

2.2产品班产量确实定

在编制产品方案时还必需确定关键产品品种和产品班产量，班产量是工艺设计中最关键计算基准。

班产量大小直接影响到设备配套、车间部署和面积、公用设施和辅助设施大小和劳动力定员等。

而决定班产量原因关键有：

原料供给量多少、配套设备生产能力和冷库容量等。

在本设计中，用相同原料来生产这两种规格产品，努力争取精简，以利于实现机械化。

本设计中熟制牛肉班产量=100000t/年÷360生产d/年÷3班/日=93t/班，西式灌肠班产量=9000t/年÷300生产d/年÷3班/日=10t/班。

2.3确定生产工艺步骤

材料

主料：

鲜牛肉

辅料：

食盐、白砂糖、味精、酱油、牛肉膏、牛肉香精、花雕油、五香粉、八角、肉桂、辣椒粉、花椒、大料、肉豆蔻、黄酒、生姜、品质改良剂

牛肉干：

鲜牛后腿肉休整→分切呈块→盐水注射→初煮→冷却、切块→复煮→初步脱水→烘烤→微波干燥→滚揉→静腌→穿杆烘烤→蒸制→复烘烤→冷却→切条→烘干→二次调味→真空包装销售或散销

熟制牛肉：

原料预处理→盐水注射及嫩化→滚揉→蒸煮→冷却→真空包装→高温杀菌→成品包装、检验

西式灌肠：

原料→绞制→滚揉→灌装→熏蒸→冷却→真空包装→成品

图1设备工艺步骤图

3生产车间工艺部署

3.1生产车间设计规模

设计规模：

生产车间建筑为二层，建筑总面积为3.6万㎡，其中熟制牛肉车间占地总面积约为3.26万m2，西式灌肠车间占地面积约为3400㎡，工程总投资2140.83万元，设备总投资381.4万元，配套生活设施建筑面积4000m2，投资94.52万元。

3.2车间工艺部署标准

在进行车间工艺部署时，应依据以下标准进行：

①要满足总体设计要求，要有全局观；②设备部署要尽可能按工艺流水线安排；③部署生产车间设备时要考虑到以后生产多个产品可能，方便灵活调动设备，并留有合适余地，能够确保设备维修和清洗空间；④生产主车间和其它辅助车间各工序要相互配合，确保多种物料运输通畅，避免反复往返；⑤必需考虑生产卫生和劳动保护；⑥同时应注意到车间采光、通风、采暖、降温等设施。

3.3加工车间平面部署

依据工艺步骤需要，我们必需将工艺布局设计得合理、通畅。

结合建筑、结构设计，我们在牛肉加工车间设计中，设置了二层车间，具体安排如表1。

表1加工车间关键工程面积参数

车间各区设计名称

占地面积（㎡）

备注

冷库

原料贮存区

6000

一层

绞制区

1400

滚揉区

2200

解冻间

1500

操作台及运输设备

3500

注射嫩化区

200

灌装区

1600

化验室

800

水泵房

400

缓冲区

更衣室（男女百分比7:

3）

350+150

二层

卫生间

200

洗手消毒间

250

风淋室

50

蒸煮区

2800

机电车间

600

熏蒸区

400

半成品冷却区

3000

小车消毒间、小车存放间

600

包装材料间

400

真空包装区

1400

高温杀菌区

2200

成品包装、检斤、贴标区

2100

产品仓库、集中发货区

4000

这些生产间部署满足了生产工艺和卫生要求，使原料、半成品从非清洁区流向清洁区，避免了产品迂回运输。

为了预防产品交叉污染，本设计中设置了原料、半成品、小车消毒间、存放间和成品小车消毒间，存放间。

在本设计中，按卫生要求在生产车间设置了进口缓冲区，更衣间，卫生间，洗手消毒间，风淋室，确保成品卫生要求。

两条生产线中有些设备能够共用，这么既能够降低空间，又能够降低成本投入。

图2加工车间平面部署图

4设备选型

4.1设备选择依据

各个操作间有对应温度要求，设备选择既要考虑到适用性，优异性，又要考虑到经济性。

配置设备标准是既能满足生产工艺要求，确保产品质量，又能提升生产效率，减轻劳动强度；尽可能多选择中国设备，既能够降低项目投入又能够拉动中国食品机械工业发展；合适选择国外关键设备，其选型及价格要充足考虑，努力争取用优惠价格购置最优异设备。

表2设备选型一览表

设备名称

设备型号

数量（台）

设备单价（元）

氨制冷压缩机

6AW-100

2

149000

盐水注射机

GSI420

1

185800

真空滚揉机

1400L

8

137800

绞肉机

JR-130D

4

76000

可倾式带搅拌夹层锅

G600

10

12500

灌装机

TYYG-S100

4

4

熏蒸炉

Xz500

2

169000

双室真空包装机

ZQ400-2SD

6

18000

高温高压灭菌机

LG-900

4

116000

打包机

2

2

封口机

DZ-400/2S　

6

16800

4.2设备车间设计

4.2.1原料贮存及选料区

本设计中要求生产量大，且牛肉贮存条件为温度-23～-18℃，相对湿度90%～95%，所以，在原料贮存中需要大型速冻冷库，而冷库冷却系统选择关键是冷库压缩机和蒸发器选择。

在选择时，应考虑选择大连冰山6AW-100氨制冷压缩机，因为氨制冷压缩机功率大，并可一机多用。

在蒸发器选择时，应考虑选择无缝钢管制作蒸发排管为主，其特点是恒温效果好，并能适时蓄冷。

在冷库外有一个解冻间，将合格牛肉在这里进行解冻，肉装入解冻间后温度先控制在0℃，以保持肉解冻一致性，装满后再升温到15～20℃，相对湿度为70%～80%，经20～30h即解冻。

解冻结束后，牛肉内部温度要控制在0～4摄氏度为好，这么解冻后肉汁和营养成份损失比较小。

然后，将解冻牛肉拿出来放在操作台上进行原料肉预整理，整理时，剔去肉中筋膜，小碎骨或软骨，和淋巴和淤血等污物。

最终将解冻好牛肉切割成块状，方便盐水注射和滚揉。

在冷库中，滚揉和绞制全部需要在0～4℃中进行，绞制时选择了4台诸城市瑞宝食品机械生产JR-130D型绞肉机（详见表3），它可将块状肉（冻肉）及食品绞至6～16mm颗粒，易清洗，该绞肉机螺杆，网眼及刀片含有独特结构，使得加工肉粒温升低，颗粒清楚等特点。

表3JR-130D型绞肉机技术参数

型号

JR-130D

外形尺寸

1315×700×1100mm

电机功率

11KW

额定电压

380V

生产能力

～3000kg/h

整机重量

700kg

4.2.2注射嫩化区

在注射嫩化区，安放了1台盐水注射机。

熟制牛肉风味形成，一个关键原因是采取当地传统加工工艺，在加工过程中，不加任何辅料，采取当地盐和水发生复杂生化反应展现出独特风味。

为了提升牛肉风味，产品色泽，改变原来作坊加工工艺为机械化加工工艺和卫生操作，在这里选择了瑞典GAROS企业制造GSl420-进口盐水注射机（详见表4），内设有盐水过滤系统，用于过滤注射盐水中可能有颗粒杂质，以确保注射均匀，这么盐水能均匀注射到牛肉中，使产品含有细嫩感觉；其中每个针头全部有单独阀来进行控制，单次注射率为0%到70%，可实现无级调整；GSl420-进口盐水注射机设有大型观察窗，使得操作工人能够在生产中清楚观察产品生产情况；操控屏可左右移动，方便操作工人工作。

盐水系统设计时，充足考虑到了现实生产中卫生和技术要求，采取是强防酸不锈钢离心泵，这种设计使高注射率变成现实；同时也真正实现了生产中对卫生高要求且便于清洗；同时在盐水注射时能充足切断肌肉纤维，达成嫩化肌肉目标。

表4盐水注射机GSI420技术指标

型号/参数

GSI420（双）

产能

7吨/小时

单次进料速度

30或60mm

嫩化刀数

432

最大进料注射高度

210mm

最大进料嫩化高度

150mm

机器高度

2240/2240mm

机器宽度

1050/1050mm

机器长度

2490/3100mm

4.2.3滚揉区

滚揉区温度设置为0～4℃，选择了诸城市春秋食品机械生产8台1400L型真空滚揉机（详见表5）,经过滚揉可使肉块肌肉组织膨松软化,使肌肉中可溶性蛋白质尽可能提出。

在大块肌肉表面形成一层乳化膜，盐水在牛肉中也会分布得愈加均匀，增强了产品持水力，提升产品嫩度和弹力，并取得较高出品率。

表51400L型真空滚揉机参数

滚筒容积

装料量

真空度

滚筒转速

总功率

外形尺寸

总重量

1400L

1050

0.04～0.08

4

5.1

2400*1440*2100

980

4.2.4蒸煮区

蒸煮区选择了10台郑州玉祥机械设备生产G600型可倾式带搅拌夹层锅（详见表6），将经过滚揉牛肉块放入夹层锅进行蒸煮。

因为采取滚揉工艺，使肌肉组织松弛，调整了可溶性蛋白质析出，稳定了牛肉红色素等，同时，大幅度提升了产品持水力,使得产品嫩化,煮烧时便于盐味渗透和扩散,提升了口味和降低煮烧时间,色泽也会愈加红润和一致。

完成了这道工序，只生产出牛肉半成品。

表6G600型夹层锅技术参数

型号

受热面积

（M2）

液料及加入量

（Kg）

蒸气压力

（MPa）

沸腾时间

（min）

公称容量（L）

直径×深（cm）

G600

2.30

自来水200

0.3

15～20

600/120×80

4.2.5灌装区

灌装区选择了4台郑州天亿包装设备生产TYYG-S100型灌装机（详见表7），设计合理，机型小巧，操作方便，气动部分均采取德国FESTO、日本SMC和台湾AirTac气动元件。

灌装量和灌装速度均可任意调整，灌装精度高。

表7TYYG-S100型灌装机技术参数

型号

TYYG-S100

气压

0.4～0.6MPa

灌装速度

20～80瓶/分

灌装精度

≤±1﹪

尺寸

1250×350×750mm

温度

90℃以下

4.2.6熏蒸区

熏蒸区选择了2台诸城市美邦机械xz500型熏蒸炉（详见表8），其独特风循环系统有效确保产品在烘烤、蒸煮、干燥、烟熏等过程中温度、湿度一致性，从而确保了产品着色均匀，色泽美观。

配置高效在线清洗系统，设计独特，密封严密，操作方便。

生熟区区域隔离，符合HACCP要求。

表8xz500型熏蒸炉技术参数

生产能力（kg）

500

高压蒸汽压（mpa）

0.3～0.6

炉内温度（℃）

110

发烟点火时（min）

≤15

标准料车（mm）

1000×960×1860

外形尺寸（mm）

2270×1510×3600

4.2.7半成品冷却区

半成品冷却区温度设置为0～4℃，煮制过半成品出锅以后，将其放在搁架上，在这里进行冷却，使肉温冷却到30℃左右，然后送到真空包装区进行铝箔包装。

4.2.8真空包装区

真空包装区温度设置为15℃，选择6台郑州玉祥机械设备生产ZQ400-2SD型双室真空包装机（详见表9），对半成品牛肉进行切割，称重，抽真空，铝箔包装，然后送到高温杀菌间。

因为中国对铝箔真空保鲜包装研制成功，从根本上处理了原散装牛肉不能长久保留问题。

表9ZQ400-2SD型双室真空包装机技术参数

型号

ZQ400-2SD

供给电源

110V,220V/380V50～60Hz

耗电功率

0.75KW

真空室尺寸

500×450×150mm

热封条尺寸

410×12mm

排气量

20m3/h

真空气压

1.0Kpa

机器尺寸

990×695×920mm

机器重量

154Kg

包装能力

0～25s/次

4.2.9高温杀菌区

高温杀菌区选择了诸城市良工机械生产4台LG-900电汽两用式高温高压灭菌机（详见表10）对牛肉进行高温高压杀菌处理，最终完成了熟制牛肉产品。

杀菌温度通常要达成120℃以上，时间要看品种具体要求。

成品通往成品包装区，设计了一个皮带传送带，既能减轻运输劳动强度，又使通常人员不能进入高温杀菌区，确保产品卫生。

表10LG-900电汽两用式高温高压灭菌机技术参数

项目/型号

LG-900

直筒长度

1500

有效容积

1.3

产量

300～350

功率

39

外形尺寸

2500×1300×1500

材质

SUS304/Q235B

设计温度

145℃

设计压力

0.35Mpa

试验压力

0.44Mpa

4.2.10包装、检斤、贴标区

成品包装间设置温度为15℃，选择苏州望亭苏美特包装机械厂生产2台打包机及6台DZ-400/2S型封口机（详见表11）对产品进行装袋、封口、打包入库。

表11DZ-400/2S型封口机技术参数

型号　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　DZ-400/2S　

真空室极限真空度　　　

　≤1Kpa（千帕）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

真空室体积

450×500×60

热封条长度\宽度

400×12

热封条数

4

真空泵排气量

20M3/h

电源

380V50HZ～60HZ

功率

1.5W

外形尺寸

1100×650×1030

重量

180Kg

包装能力

≥0～25s/time

4.2.11产品仓库、集中发货区

牛肉成品仓库面积大，里边有很多搁架。

因为成品独特风味要求，成品必需在常温下放置7d以后,看产品外包装,若无鼓起变质现象才能出厂。

熟制牛肉在常温下能够存放六个月。

5辅助车间设计

5.1生产车间进口缓冲区

5.1.1更衣室

为适应卫生要求，更衣室宜分散，附设在各生产车间或部门内靠近人员进出入口处。

更衣室应设个人使用三层衣柜，衣柜尺寸500×400×1800㎜，以存放衣物、鞋帽等。

5.1.2卫生间

卫生间设置在距生产车间50m，其出入口不能正对着生产车间门，应避开通道，其排污管道和生产车间排水管道分设。

该卫生间应便于清扫、保洁，还应设置防蚊防蝇设施。

5.1.3洗手消毒间

洗手设施应设置在车间进口处，设有足够数量洗手、清洁消毒、烘干手设备，且洗手水龙头为非手动开关。

5.1.4风淋室

生产车间入口处必需设置风淋室，只有经过风淋室才能够进入生产车间。

5.2车间运输

依据本设计中物料特征，车间内物料大部分呈水平流动，其运输方法可选择水平运输，用是带式输送机，确保输送距离，且避免物料平面交叉。

生产车间中关键区域还设有小车消毒间和小车存放间用于少许产品运输。

因为生产车间采取二层楼房形式，就必需要有物料垂直运输，除了要有不足强电梯外，还需要用斗式提升机。

只有输送设备选择适当，才能有利于生产过程愈加完美。

电梯设置为两个，加上楼梯间总面积约为300m2，

5.3包装材料库

包装材料需要单独设置房间，可预防包装材料和其它产品混合，且要和真空包装室相连，呈直线部署，这么既能够使运输线路部署合理，又能够方便包装材料得到立即使用。

5.4化验室

化验室应有足够空间，以安置试验台、仪器设备等，化验室大小应依据生产品种、规模等设置，但必需有下列功效区域:

微生物检验室（检验菌落总数、大肠菌群、霉菌）、理化检验室（水分、蛋白质、淀粉、酸价、过氧化值、重金属及水质等理化检验）。

5.5机电车间

机修车间是关键生产辅助车间，它担负着全厂设备维修、保养，相关模具制造，部分设备零件加工制造及简单非标准设备制造、通用设备易损件加工任务等。

机修车间通常由钳工、机工、锻工、板焊、热处理、管工、木工等工段或工组组成。

机修车间在厂区位置应和生产车间保持合适距离，使它们既不相互影响而又相互联络方便。

电维修担负着全厂生产和生活用电设备和电路维护、检修、保养等工作，应设在用电设备较集中生产区内，方便对电路设备和电路立即维修。

车间配电室要靠近负荷中心。

6建筑设计

生产厂房长200m，宽90m。

原料从厂房右边进，成品从左边出，中间设人流入口，确保车间人流和物流顺畅，不交叉，满足生产和管理要求。

为控制食品内包装初始菌，应将各车间隔断，并采取不一样通风方案。

车间为轻钢结构，墙体及天花板贴光洁、耐腐蚀、耐温、防水、防霉板。

顶板要有合适坡度，以降低凝水滴落。

各车间内地面做成5%坡度以利排水，车间内四面设有排水沟，排水沟用不锈钢制成半圆形，并成坡度排到车间外，在车间出口处要装地漏筛网以防鼠、虫、蚊等进入。

门窗、天窗要严密不变形，防护门位置合适，并便于卫生清理。

窗台要设于地面1m以上，内侧要下斜45º。

生产车间、仓库应有良好通风，通风管道风口要距地面2m以上，远离污染源，开口处应设防护罩。

7生活设施设计

7.1门卫室

监督登记人员及车辆。

本设计有两个门卫室，其中一个占地面积为70m2，正门面积20m2，另一个占地面积为40m2，偏门10m2。

7.2办公楼

办公楼应分布在靠近人流出入口处，其面积和管理人员数及机构设置情况相关，行政及技术管理机构可按厂规模,依据需要设置.

F=GK1A/K2+B

式中F-----办公楼建筑面积,m²；

G-----全厂职员总人数,人；

K1-----全厂办公人数比,通常取为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,依据需要决定

所以，G=200，K1取10%，A取6m²/人，K2取65%。

　故F′＝200×12%×7/65%=258㎡

考虑到办公楼楼梯、厕所、楼道、设置会议室等设施及以后扩展，B可取500㎡，所以F＝758㎡，设计办公楼为2层，面积为800㎡。

7.3食堂

食堂在厂区位置，应该靠近工人出口处或人流集中处。

它服务距离不超出600m为宜。

本设计食堂面积为500㎡

7.4职员宿舍

本设计职员宿舍为2层楼房，占地㎡。

7.5浴室

本设计浴室面积为260㎡。

7.6锅炉房

从工厂卫生角度考虑，锅炉房应建在对生产车间影响最小位置，即厂区西北角，其满足以下要求：

在长春地域整年主导风向下风向。

靠近用汽负荷中心。

有足够煤和灰渣堆场。

本设计锅炉房面积为300㎡

7.7绿化带

为了有效地调整空气，降低粉尘和噪声，改善生产和生活环境，依据生产车间和生活设施布局，有计划地安排绿化带种植花草。

8设计总结

伴随大家生活水平逐年提升，对肉制品消费水平也大大提升，尤其是对健康相关键作用牛肉更成为消费主流。

本设计结合中国生产实际，本着适应市场需求和消费者要求制订合理可行生产工艺步骤，综合考虑经济成本和优异技术、设备性价比，努力争取使设计既能节省成本又能采取优异技术。

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