年产50000吨水饺生产车间的设计毕业论文.docx

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年产50000吨水饺生产车间的设计毕业论文.docx

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年产50000吨水饺生产车间的设计毕业论文

1前言

1.1速冻水饺的简介

饺子是中国汉族人民喜爱的传统特色食品，在中国许多省市也有冬至吃饺子的习惯。

速冻水饺是在-30℃以下、在15~30min之内快速冻结并在-18℃的条件下贮藏和流通的一类水饺。

由于饺子在-25~-30℃低温下快速冻结,水饺所含的大部分水分随着热量的散失而形成微小冰晶体,减少了生命活动和生化反应所需的液态水分,抑制了微生物的活动,延缓了食品的品质变化,最大限度地保持了水饺原有的营养和风味,并可长期保鲜。

因此,速冻水饺的发展对推动我国速冻食品工业的发展有着非常重要而广泛的意义。

1.2速冻水饺的市场现状和发展趋势

1.2.1国内外速冻食品现状

随着人们生活节奏的加快,速冻食品的发展也越来越快。

目前,世界上速冻食品的总产量己超过6000万t,品种达到4500种左右。

发达国家的年人均消费量超10kg,速冻食品工业已形成规模化生产。

全球速冻食品平均年增长速度为15%-20%。

目前,速冻食品己成为发达国家人民的生活必需品。

在食物构成中所占比例越来越大,占全部食品的60%。

如英国家庭消费的速冻食品已占到食品消费总量的70%以上,日本约占25.8%,速冻食品在发展中国家也有巨大的市场潜力,它己逐步取代罐头食品的首要地位,而跃居加工食品的榜首[1]。

我国速冻食品年产量1500万t左右,并以每年15%的速度递增。

2000年我国的出口量已超过意大利,跃居全球第一位。

其中最受欢迎的种类分别是:

饺子、汤圆、包子、馄饨、馒头、花卷、烧卖和粽子。

据有关专家预测,不久的将来，速冻食品将成为我国食品行业一个新的经济增长点。

从20世纪90年代以来,因超市发展的需要,速冻食品迅速发展,生产企业数量和生产规模都成倍增加。

1.2.2我国速冻水饺的现状及发展趋势

随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高,商场冷冻链日趋普及完善,速冻食品的销售量大增。

速冻饺子作为速冻食品的一个重要部分,约占速冻食品的30%,是速冻食品中产量最大的一类。

速冻食品作为一个日常消费品，在国内还有很大的发展空间。

资料显示，2000年，美国人均速冻食品消费量为70kg，欧洲为近40kg；2001年日本在这方面的数字是20kg，比国内人均7kg来说高很多[2]。

在我国，速冻水饺作为速冻食品中最大的一个品种，也有很大的发展空间。

现在的水饺作为食品的一部分已走进了千家万户，但整体水平和中国的现状一样，处于发展阶段，还不成熟。

水饺仅仅为了解决消费者的温饱或满足口味，它还很好地均衡安全、卫生、营养等元素。

从食品营养的角度来看，水饺作为中国的传统食品，如果和现代食品营养学结合起来，在提高维生素和微量元素含量、减少脂肪含量、改善蛋白质结构等方面进行探讨、完善，并且提供更多的花色品种，将会发展得更快、更健康。

1.3课题的目的和意义

随着经济水平的快速发展，人们的生活节奏越来越快。

在未来5~10年内，速冻食品行业将进入一个高速发展期，我国的速冻食品行业必将进入一个新的黄金时代。

从1995年起，我国速冻食品的年产量每年以20%以上的幅度递增，成为90年代发展最快的食品加工业，这标志着速冻食品在中国进入迅速发展的新阶段[2]。

因此，对水饺的研究及工厂车间的设计，具有现实意义。

本次的水饺生产车间的设计是一个理论与实践相结合的设计，是通过多次验证和对比总结出的一个合理的、能够达到行业标准的、满足消费者需求的、满足企业发展要求的设计。

它不仅能给企业带来经济效益，还能促进食品行业的发展。

1.4设计的原则和依据

速冻食品要求其从原料到产品，要最大程度的保持原料中的营养程度，因此在水饺生产加工过程中要保持其特定的工作环境，在选择工艺时也要尽可能结合原料本身的特性。

而作为食品生产，在车间的安排与布局上，要充分考虑到食品的安全与卫生[3]。

总结如下：

（1）以《毕业生论文设计任务书》为依据；

（2）技术先进，经济合理，满足企业发展需求；

（3）产品质量符合GMP要求；

（4）项目设计必须符合HACCP要求。

1.5设计范围

此设计是根据设计任务书规定的生产规模（年产50000吨），对速冻水饺的生产进行设计的。

我们将以经济、环保和机械自动化为目标，对速冻水饺的生产工艺及车间布置做出合理的安排。

生产车间设计的范围主要有：

（1）产品方案的制定；

（2）产品的工艺流程确定及工艺要点和要求；

（3）物料衡算；

（4）设备选型；

（5）劳动力计算，生产车间水、电、气用量的估算；

（6）生产车间平面布置；

（7）综合经济效益分析。

2产品的工艺设计

2.1产品方案制定

2.1.1产品方案制定的原则

在安排产品方案时应尽量做到“四个满足”和“五个平衡”。

即满足主要产品产量，原料综合利用，淡旺季节平衡生产，及市场和提高经济效益的要求。

产品产量与原料供应，生产季节与劳动力，生产班次，生产能力及水、电、气负荷的平衡[3]。

2.1.2产品生产方案及班产量的确定

由于人们逐渐追求生活的快捷化，方便化，所以速冻产品包括速冻水饺的销售市场常年火爆。

但是由于夏季天气炎热，快速速冻需要的耗能量比较高，所以一般在冬季温度比较低时加大生产力度，多补充库存。

故每年的生产期定于每年的9月份至次年的6月份，7月、8月两个月进行设备的维护和检修。

每个月的有效工作日按25天计算，每年有效工作日为250天，每天班次为2班，每班工作时间为10个小时。

设备不均匀系数

为0.8[4]。

故日产量为：

50000t/250=200（t/d）

班产量：

班产量q班＝

＝200/（2×0.8）

＝125（t/班）

本车间每班设有5条生产线，故每条线每日每班产量为：

125/5=25t。

具体生产方案见表1：

表1年产50000t灌汤水饺生产方案

产品名称包装材料包装规格班产量（t）

塑料袋500g/袋75

灌汤水饺

塑料袋1000g/袋50

总计125

2.2工艺流程的设计及确定

2.2.1工艺流程设计的原则

（1）根据产品规格和部颁标准、行业标准或客户的特殊规格标准拟定；

（2）根据原料的的加工特性及生产需要；

（3）优先采用机械化，连续化作业的生产线；对尚未实现机械化、连续化的品种，其工艺流程应尽可能按流水线排布，使成品或半成品在生产过程中停留的时间最短，以避免半成品的变色、变味、变质；冷冻时采取超低温速冻工艺[5]。

2.2.2工艺流程

本工艺分为六个工段：

预处理工段，菜处理工段，配料工段，面粉加工工段，包制工段，包装工段。

生产工艺流程见图1：

洗菜切菜脱水

刨肉绞肉解冻搅拌馅料

小料、调料的称量

面粉搅拌压延皮料成型

速冻

包装

入库

图1速冻灌汤水饺工艺流程图

2.2.3工艺论证与说明

（1）原料的选择

根据北方人口味的倾向性，主原料的稳定性以及配方的经济性，选择主原料为肉类和蔬菜类的灌汤水饺配方。

（2）原料的处理

菜类处理工序：

菜中经常会含有沙子、头发丝等异物杂物，因此洗菜最主要的是要用流水冲洗，至少复洗时要用流水，以便清洗干净。

切菜主要就是把颗粒大，个体长的蔬菜切成所需要的细碎状。

根据人们的口感和出馅口的大小将菜类切成3~5mm的大小。

脱水也是一些菜类不可缺少的工艺，脱水是否完成的一个简单的判断方法就是采用手挤压法，如果稍微有一些水液从手指缝中流出来，说明脱水率已经控制的很好。

肉类处理工序：

在水饺制作过程中，肉类的处理非常重要，归纳起来六个字：

硬刨，硬绞，解冻。

水饺生产过程中最怕出现肉筋，肉筋的出现会使水饺的一端或两端捏合不紧，甚至几个水饺连串，影响外观。

因此，要求在肉类处理是切断肉筋，对尚未解冻的肉类刨成6~8mm厚的薄片，在经过10mm的孔径的绞肉机绞成碎粒，这样处理的肉会基本上没有肉筋，但如果立刻做成肉馅会因为没有充分解冻而没有黏性，使馅料失味，因此在硬刨硬绞之后要进行充分解冻。

（3）配料

同样的一个配方，不同的投料顺序得到不同的效果各种原料可归纳为四部分：

肉类，粉类，油类，菜类。

投料时，肉类要和食盐、味精、白糖、胡椒粉、酱油、虾油以及各种香精香料等搅拌均匀，为了使各种味道充分的吸收到肉中，同时，肉类只有和食盐搅拌才能产生黏性，盐分能溶解肉类中的盐溶性蛋白产生黏性，这样馅料就会有连续性，但是也不能搅拌过久，否则口感会有很烂的感觉，食用效果不好[5]。

菜类需要和油类先拌合，这样油会充分的分布在菜的表面，把菜叶充分包起来，即油珠对菜中的水分有一定的保护作用。

当水煮水饺时。

油珠受热分散，失去了对菜中水分的保护左右，水分出来，这样煮出来的水饺才能多汤多汁，口感最佳。

混合肉、拉丝蛋白

干粉、姜、调味料等

慢速搅拌1.5min，快速搅拌1.5min

水分4次加入（首次加入40%的水，后3次均匀加入）

每次慢速搅拌1.5min，快速搅拌1.5min

菜类和油混匀

慢速搅拌4min

成馅

图2灌汤饺子馅配料工艺

（4）和面

用于生产水饺的面粉最主要的质量要求是湿面筋的含量，一般要求面粉湿面筋的含量是28%~30%，面筋是形成面皮筋度的最主要因素，否则制作的面皮在成型时水饺易破裂增加废品率，增大成本。

搅拌是制作面皮的最主要工序，它直接影响成型是否顺利，是否有Q性，是否耐煮，冷冻保藏期间是否会发裂。

为增加面粉的Q性，要充分利用面粉中的蛋白质。

为此，可以在面粉中加入2%[5]的食盐，当用手轻轻地上下和两边拉延，面团拉伸的很薄，透明，不会断裂，说明面团已经被搅拌的刚好。

当面团搅拌过度，面团会发热变软，面筋也会因面皮轻微发酵而降低筋度。

压延，目的是把皮料中的空气赶走，使皮料更加光滑美观，成型时更易于割皮。

面粉配比

表2灌汤水饺面粉配比

灌汤水饺

饺子专用小麦粉

饺子专用变性淀粉

专用小料

水（参考）

灌汤水饺和面配比

75kg

3.6kg

5.7kg

37kg

每次称量误差要求：

饺子专用变性淀粉和专用小料称量误差±5g。

和面工艺流程

图3和面工艺流程

和面工艺要点和要求

和面时，必须使用能够正常操作的和面机，即转速为80r/min，棒的数量为16根，棒粗细一致，长短一致。

不能使用缺棒、短棒、帮打折弯曲等一切不正常的和面机。

干搅后如有变性淀粉、面粉搅拌不匀的情况出现时，增加干搅时间。

第一锅和好的面团，添加到第二锅以后的和面锅中。

水温和面团温度要求：

（12月~次年2月份）水温在4℃~15℃，（3月~11月份）水温在0℃~10℃（加入和面机内的水不得含有冰块），和好的面团温度在26℃以下（以面团温度为准，由于天气原因，如面团温度不符合要求时要适当降低水温；如面团温度比较低，可适当放宽水温要求）。

加水要求：

（加水量为75kg面粉加入水的重量，单位：

kg）

表3面团加水量要求

灌汤水饺系列

12月、1月加水量

11月、2月加水量

3月-10月加水量

备注

灌汤水饺

37.0kg

36.5kg

36kg

因面粉厂家不同，可调整1kg下限加水量，但需要由在线品控、生产、工艺共同验证不能再多加水为准

真空要求：

真空和面机应保证真空泵开启30s内，真空度达0.06Mpa，60s内真空度达到0.08Mpa，2.5min内真空度可以达到0.09Mpa或更低，且和面过程中真空泵启动次数不得超过两次。

为保证真空度符合要求应及时向水箱中加水，及时清理锅沿上的面块，保证锅盖密封良好。

和面过程中真空度不得低于0.075Mpa[6]。

醒面：

3月~10月份面团醒面时间为25min，11月~次年2月份面团醒面时间为30min，醒面过程中面车要放置整齐，且保证先醒先压先用。

最好醒面时用遮盖物遮盖，防止表面风干，且要有时间标示，醒好的面15min内卷成面卷使用。

压面卷面：

将醒好的面放入波浪辊连续压面卷面机，连续压面机第一道辊两层厚度分别为1.1~1.3cm，第二道辊厚度1.2~14cm，第三道辊厚度1.2~1.4cm，第四道辊厚度1.0~1.1cm，第五道辊厚度0.7~0.8cm，第六道辊厚度0.5~0.6cm。

第六道辊需均匀撒面扑（用玉米淀粉），以免卷好的面粘连在一起。

但面扑不易过大，否则饺子成型时会分层。

卷好的面辊单卷层数为8~12层，面辊放入特制的工具中，摆放整齐，不挤压，面约筐的底部有一定的空隙，以防挤压粘连，建议10min以内使用完。

（5）成型

成型时要调节好皮速，皮速快了会使水饺出现痕纹，皮很厚，皮速慢了水饺成型时后角易断裂。

要调节好机头的撒粉量，目的就是缓和面皮的黏性。

成型机器：

全自动饺子机。

面皮及饺子单重要求（必须用0.5g以下分度的电子称称量或0.1g分度的电子称称量单个面皮重量）：

在每次开机或调制压面轮时必须先称量饺子皮重，再称量饺子重量，以保证饺子和面皮的单重和馅含量。

水饺外形标准：

饺子整体均匀完整，呈扇形，有三道印，边缘对齐，左右对称，包制严密，两底角稍向前翘，饺肚饱满，无变形，无开边，无露馅，表面整洁，无异物。

饺子成型后（未冻结）皮厚度标准为1.6~1.7mm，测量中可为1.7±0.1mm。

喷水：

在饺子入速冻隧道前要经过均匀喷水，以水均匀、完全喷到每个饺子表面且饺子底部无冰层为准，否则要及时调整喷嘴和水的流量。

（6）包装

包装要求：

符合《JS-1905-2008包装产品装箱工序特别规定》的要求。

包装重量范围：

1×500g×20袋灌汤水饺重量范围：

（495~512）g/袋（净重，不含包装袋重量）；

1×1000g×10袋灌汤水饺重量范围：

（997~1015）g/袋（净重，不含包装袋重量）。

包装袋重量确定建议方法：

生产前必须由生产人员拿出饺子袋子称量，以100个为一个单元，计算出平均值，称量范围确定为：

每个袋子的平均重量加上净含量即可，装箱时袋子要求平铺放齐。

包装程序：

操作人员要求：

了解不同规格产品的装箱数量，外观要求，重量标准及封口质量标准。

质量控制点：

封口质量，日期打印及装箱数量。

挑拣次品饺子：

由专职人员负责挑出不合格品方可装袋，所用包装袋与包装产品相符。

称重：

采用电子称称量（称量前要校称），每袋必须过称，质量符合要求；封口时应将袋内气体排出，要严密平整。

装袋时间＜5min，环境温度＜18℃（特殊情况引起的装袋时间较长需要存放到-20℃的隧道内）。

日期打印：

包装袋上日期要清晰，年月日准确无误。

生产日期、车间代码和生产批次的打印应符合技术中心“GYF200905成品生产日期打印操作管理办法”文件要求。

封口严密，封口长度10mm以上。

边封：

包装袋需要封口的那端透明位置，即封口露白处。

日期封口及打印要求：

封口时日期字统一打印到包装袋边封处，且打印在袋子的左半部分，日期字也可以打印到彩印上面，日期自的上边缘距彩印边缘距离＜3mm；日期字在日期轮上要排放整齐，包证打印在包装袋上的字体在同一直线上，并且日期字的上边或下边缘要与彩印的边缘基本平行；打印日期用的磨轮为进口磨轮，且打印在包装袋上的日期字体清晰，年月日准确无误，不易擦掉；不能出现斜封、封皱、打印日期字的上边缘距离彩印的上边缘太远（＞3mm）等一切影响袋子美观的现象。

金属检测：

金属探测器开机或更换规格时必须用试片连续检测三次，生产过程中每隔30~60min必须用试片连续检测三次以上，合格后方可过产品。

没带产品必须过金属探测仪，有金属测出是采取临时处理并分析来源并及时反馈相关工序加强控制。

若试片未检测出，应立即停机调整，同时隔离自上次检测正常的产品进行重新检测。

装箱：

包装箱上规格、品名、日期清晰无误。

装箱时，不合格产品挑出，装箱袋数准确，内外包装规格、品名相符，袋子的正反要与箱体的正反一致，采用带“检验合格”字样的胶带封箱。

要求封箱平整，两摇盖对齐，无缝隙，箱体两边胶带均为＜5cm。

且符合《JS-1905-2008包装产品装箱工序特别规定》的要求。

入库时间和库温要求：

要求合格的产品方能入库，从垫板放入第一件饺子算起，在20min内入库一次，层高控制在7层以下（含7层），存放于-22℃以下的低温储存库中，产品出库中心温度为-18℃以下。

3物料衡算

根据车间设计规模、产品方案，通过物料平衡计算，可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量，据此就可以计算出全年主要物料、包装材料的需要量。

同时通过物料衡算，还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺、平面设计和各工序劳动力的安排，另外物料衡算也是进行综合经济效益分析不可缺少的根据[1]。

3.1物料衡算依据

一般根据产品生产方案，产品配方标准以及各阶段物料损耗比例来进行基础的物料衡算。

3.2皮料和馅料衡算

日班产量为：

125t

表4灌汤水饺馅料配比

物料名

比重（%）

瘦肉

肥膘

蔬菜类

味精

白糖

酱油

1.5

大豆油

花生油

芝麻油

小料

4.5

表5灌汤水饺面皮配比

物料名

比重（%）

水饺专用小麦粉

水饺专用变性淀粉

特制小料

水

灌汤水饺单重为19.5g，皮重7.5g，馅重12g，故皮馅比为：

8，故日产量：

面皮重：

125×（5/13）=48.1t；

馅重量：

125×（8/13）=76.9t。

表6各陷料重量

物料名

重量（t）

瘦肉

9.23

肥膘

21.53

蔬菜类

30.76

味精

3.85

白糖

2.3

酱油

1.15

大豆油

1.54

花生油

1.54

芝麻油

1.54

小料

3.46

表7各皮料重量

物料名

重量（t）

水饺专用小麦粉

29.82

水饺专用变性淀粉

1.44

特制小料

2.41

水

14.43

表8各工段原料损耗率

工艺阶段

损耗率（%）

四季菜

肉类

调料小料类

面粉类

预处理

菜处理

解冻

绞肉

刨肉

拌馅

和面

压面

包制

包装

故：

包装时蔬菜类投入量=30.76×（1+0.03）=31.68t；

包制时蔬菜类投入量=31.68×（1+0.02）=32.32t；

拌馅时蔬菜类投入量=32.32×（1+0.01）=32.64t；

菜处理时蔬菜类投入量=32.64×（1+0.03）=33.62t；

预处理时蔬菜类的投入量=33.62×（1+0.1）=36.98t。

同理，其他各原辅料在各工艺阶段初始时投入量入下：

表9各原辅料在各工艺阶段初始时投入量

原料名

包装

包制

压面

和面

拌馅

刨肉

绞肉

解冻

菜处理

预处理

瘦肉

9.51

9.7

9.79

9.89

9.99

10.09

肥膘

22.18

22.62

22.85

23.07

23.3

23.54

蔬菜类

31.68

32.32

32.64

33.62

36.98

味精

3.97

4.04

4.09

白糖

2.37

2.42

2.44

酱油

1.18

1.21

1.22

大豆油

1.59

1.62

1.63

花生油

1.59

1.62

1.63

芝麻油

1.59

1.62

1.63

小料

3.56

3.64

3.67

水饺专用

小麦粉

30.71

31.64

31.95

32.27

水饺专用

变性淀粉

1.48

1.53

1.54

1.56

皮料特制

小料

2.48

2.56

2.58

2.61

表10每班原辅料用量表

物料名

用量（t）

瘦肉

10.09

肥膘

23.54

蔬菜类

36.98

味精

4.09

白糖

2.44

酱油

1.22

大豆油

1.63

花生油

1.63

芝麻油

1.63

小料

3.67

水饺专用小麦粉

32.27

水饺专用变性淀粉

1.56

皮料特制小料

2.61

3.3包装材料计算

由于每班日产量：

500g/袋（20袋/箱）：

75t

1000g/袋（10袋/箱）：

50t

故每日每班：

500g包装袋需：

75×1000/0.5=150000个

500g饺箱需要：

75×1000/（0.5×20）=7500个

1000g包装袋需：

50×1000/1=50000个

1000g饺箱需要：

50×1000/（1×10）=5000个

由于自动封口机封口，500g包装袋允许机器损耗率为1%，故需要：

150000×（1+0.01）=151500个。

1000g包装袋允许机器损耗率为0.5%，故需要：

50000×（1+0.005）=50250个。

4设备选型

4.1选型原则和依据

选择设备要根据生产规模、班产量大小和工艺流程特点及工厂条件综合考虑，一般按如下原则和要求进行选择：

（1）根据每一品种单位时间（h或min）产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数。

（2）几个生产中的关键设备，除按实际生产能力所需台数的设备外，还应考虑备用设备。

（3）以便后道工序的生产能力要略大于前道，不至于生产能力不够，导致物料积压。

（4）满足工艺要求，保证产品的质量和产量；

（5）选择技术先进、造型美观、机械化、连续化、自动化程度高的设备，注意设备利用率和成本核算。

中小食品厂应选简单设备[7]。

（6）设备结构合理，适应各种条件（温度、压力、温度、酸碱度）。

在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、记数和程序等方面有合理控制系统，并尽量采用自动控制方式[8]。

（7）选用能充分利用原料、能耗少、效率高、体积小、维修方便，劳动强度小，并能一机多用的设备。

（8）所选设备应符合食品卫生要求，拆装清洗方便，与食品接触部分用不锈钢或对食品无污染的材料。

4.2设备选型的计算

（1）冷鲜库

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