年产6000吨茶饮料食品工厂工艺毕业设计Word格式.docx
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2
进行文献查阅和实践材料收集，完成开题报告、任务书
2011.4.12-4.16
3
到一茶饮料工厂实地考察
2011.4.16-5.1
4
撰写设计书，绘出相关CAD图四张
2011.5.1-6.5.
5
指导老师审阅
2011.6.5-6.10
6
完成答辩准备及答辩
2011.6.10-6.15
注：
本表在学生接受任务时下达
摘要
本设计年产6000吨茶饮料工厂设计，根据产品、产量和工艺的要求，通过查阅大量的相关资料和工厂的考察实习，逐步完成本设计工作。
主要包括以下方面：
阐明茶饮料独特的加工工艺并论证，制定出产品方案，选用国内最先进的生产设备，打造技术一流的生产线。
对生产车间及辅助部门进行布置，并确定厂址选择和全厂布局。
编制企业组织结构，规范茶饮料工厂卫生，同时引入HACCP质量控制体系，做出危害分析并确定6个关键控制点。
进行物料衡算及水、电、汽估算。
利用AutoCAD软件绘制四张茶饮料工厂相关图纸。
关键词：
茶饮料，工厂设计，加工工艺，车间布置，关键控制点
ABSTRACT
ThisTeaDrinksFactorywith6,000tonsoutputismadethroughmassiverelateddocumentsandfactoryinternshipandinspectionthisundertherequirementsofproducts,output,andprocess,contributingtothecompletionofthisdesign.Thedesigncanbedevidedintotheseparts:
Thespecificprocessisillustratedanddemonstrated,setforteadrinksmanufacture.Productsschemesareworkedout.Advancedmanufacturingequipmentarechosen,topmanufacturingprocessarecreated.Workshopsandsubsidiariesaredistributed,factorysiteandfactorydistributionareassured.Corporationstructureismade,factorysanitationisstandardized,HACCPqualitysystemisrecommended,HazardAnalysisismadeand6keycontrollingpointsaremade.Materialscalculationismade,includingwater,electricity,andgas.4relatedteadrinksblueprintsaremade,usingAutoCADsoftware.
KeyWords:
Teadrinks;
factorydesign;
manufactureprocess;
workshopdistribution;
keycontrollingpoints
第一章绪论
1.1概述
1.1.1茶饮料的定义
茶饮料是指用水浸泡茶叶，经抽提、过滤、澄清等工艺制成的茶汤或在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精、果汁或植（谷）物抽提液等调制加工而成的制品。
茶饮料是指以茶叶的萃取液、茶粉、浓缩液为主要原料加工而成的饮料，具有茶叶的独特风味，含有天然茶多酚、咖啡碱等茶叶有效成分，兼有营养、保健功效，是清凉解渴的多功能饮料。
1.1.2茶饮料的功效
世界卫生组织调查了许多国家的饮料优劣情况，最终认为：
茶为中老年人的最佳饮料。
据科学测定，茶叶含有蛋白质、脂肪、10多种维生素，还有茶多酚、咖啡碱、和脂多糖等近300种成分，具有调节生理功能，发挥多方面的保健和药理作用。
由于茶具有防止人体内固醇升高，有防治心肌梗塞的作用，茶多酚还能清除机体过量的自由基，抑制和杀死病原菌。
此外，一般茶还有提神、消除疲劳、抗菌等作用。
敦煌罗布麻茶有安神、提高免疫，活化血液，延年益寿的功效，这对健康人体来说是需要的。
茶饮料还可以净化水质，减少放射性物质对人体的伤害。
因此，在当前自然环境污染严重的情况下，特别是在城市居住的人们，更应经常喝点茶。
饮茶的好处很多，概括起来有14条：
（1）一般茶能使人精神振奋，增强思维和记忆能力。
罗布麻茶则可以安神，松弛神经和提高免疫。
（2）茶能消除疲劳，促进新陈代谢，并有维持心脏、血管、胃肠等正常机能的作用；
罗布麻茶可以强心抗郁、通便利尿。
（3）饮茶对预防龋齿有很大好处。
据英国的一次调查表明，儿童经常饮茶龋齿可减少60%。
（4）茶叶含有不少对人体有益的微量元素，罗布麻茶的微量元素补充正好就是预防人体缺钙和缺素症。
（5）茶叶有抑制恶性肿瘤的作用，饮茶能明显地抑制癌细胞的生长。
（6）饮茶能抑制细胞衰老，使人延年益寿。
茶叶的抗老化作用是维生素E的18倍以上。
（7）饮茶有延缓和防止血管内膜脂质斑块形成，防止动脉硬化、高血压和脑血栓。
（8）饮茶能兴奋中枢神经，增强运动能力，罗布麻茶可以安神助眠。
（9）饮茶有良好的减肥和美容效果，特别是乌龙茶对此效果尤为明显。
（10）饮茶可以预防老年性白内障。
（11）茶叶所含鞣酸能杀灭多种细菌，故能防治口腔炎、咽喉炎，以及夏季易发生的肠炎、痢疾等。
（12）饮茶能保护人的造血机能。
茶叶中含有防辐射物质，边看电视边喝茶，能减少电视辐射的危害，并能保护视力。
（13）饮茶能维持血液的正常酸碱平衡。
茶叶含咖啡碱、茶碱、可可碱、黄嘌呤等生物碱物质，是一种优良的碱性饮料。
茶水能在提内迅速被吸收和氧化，产生浓度较高的碱性代谢产物，从而能及时中和血液中的酸性代谢产物。
（14）防暑降温。
饮热茶9分钟后，皮肤温度下降1-2摄氏度，使人感到凉爽和干燥，而饮冷饮后皮肤温度下降不明显，尤其罗布麻茶可以清凉泻火，固气润肺。
（15）解酒护肝。
罗布麻茶的功效尤其明显。
1.1.3茶饮料中的主要成分
1.1.3.1茶多酚
茶多酚又名单宁、茶鞣质，是茶叶中多酚类物质及其衍生物的总称，其含量占茶汤中可溶性固形物总量的60%左右。
茶叶中茶多酚主要包括儿茶素、黄酮醇、花色素、酚酸类等物质，其中儿茶素的含量最高，占茶多酚总量的70%左右。
现已鉴定出十几种儿茶素，其中含量较高的为表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）这四种物质。
茶多酚含有较多的酚羟基，自身易于被氧化。
如儿茶素本身是一种无色物质，但在pH<
4或pH>
8时极易氧化变红和变褐。
茶多酚具有收敛作用和涩味，使茶产生涩味和苦味，它易溶于热水，能使蛋白质、生物碱沉淀形成不溶性物质。
另外，茶多酚还有很强的还原性，在空气中易被氧化，氧化缩合的产物为无味的红色或棕色物质。
同时，茶多酚还具有止渴、解毒、杀菌的作用，能增强人体微血管壁的抵抗能力，增强抗坏血酸的累积和同化，即具有与维生素P相同的重要生理功能。
1.1.3.2碳水化合物
茶叶中碳水化合物的含量为20%～30%，包括茶多糖（约含1%，在热水中溶解性大，易分解）、小分子的糖类（赋予茶汤甜味）、淀粉（对茶汤的品质没有贡献，但会引起茶汤的浑浊）、果胶（可溶性果胶物质约占2%，可引起茶汤沉淀）等。
由于被热水浸提出来的碳水化合物的量不到5%，因此茶饮料也被视为低能量的饮品。
1.1.3.3生物碱
茶叶中的生物碱主要是咖啡碱、可可碱、茶叶碱。
其中咖啡碱的含量最高，占茶叶干重的2%～5%，在热浸提起过程中约有80%溶出。
咖啡碱占茶汤中可溶性固形物总量的1%左右，其味微苦，无色、无臭也不香，除了构成茶叶爽快的苦味外，其含量对茶叶的色泽、香气没有直接影响。
但是咖啡碱能刺激大脑中枢神经，使之产生兴奋消倦的作用。
1.1.3.4蛋白质和氨基酸
蛋白质和氨基酸都是茶叶中的含氮物质。
茶叶中蛋白质的含量一般在20%以上，其中溶于水的蛋白质仅有3%～5%。
由于蛋白质很少溶于茶汤内，与茶的营养价值关系不大，但茶叶中的蛋白质与红茶发酵的关系密切，蛋白质可以降低茶的苦涩味。
茶叶中氨基酸多达28种，含有人体必需的各种氨基酸。
在各种氨基酸中茶氨酸含量最高，约占氨基酸总量的38%～60%，其次是精氨酸，天门冬氨酸和谷氨酸。
茶的鲜爽甘甜来自氨基酸，茶叶中的氨基酸含量为1%～5%，占茶汤中可溶性固形物总量的10%左右，绿茶中的含量明显高于红茶，嫩梢中的氨基酸含量最高，一次茶（春茶）中的氨基酸比二、三次茶高，老叶中的氨基酸低于嫩梢的。
总之，等级高的茶叶氨基酸含量也高。
当绿茶中茶多酚和氨基酸含量都高，且茶多酚/氨基酸比值较小时，绿茶茶汤滋味鲜爽、回味甘甜。
另外，绿茶中的氨基酸对茶汤的浊度没有显著的影响，仅有4.59%的氨基酸参与形成沉淀，因此，可以通过添加外源氨基酸来改善绿茶饮料的品质。
1.1.3.5维生素
茶叶中特别是绿茶中富含各种维生素，这是饮茶养身的一个原因。
茶中主要有维生素A、B、C和P，其中VC含量较高，见表1-1。
在制茶过程中，VC损失较大，绿茶中的VC较稳定，在95℃，2h干热中，VC损失只有17%～24%。
茶叶中的VA是脂溶性的，在泡茶时进入茶汤的量不多，但可以随茶叶中的芳香油进入茶汤。
表1-1茶叶中维生素及其含量/mg·
（100g）-1
品种
维生素C
维生素
烟酸
叶酸
泛酸
生物素
肌醇
绿茶
100～500
0.134
1.050
6.2
0.043
0.93
0.05
红茶
18～40
0.135
1.266
7.5
0.076
1.26
0.083
1.0
1.1.3.6其它
茶叶中的矿物质多达27种，含量在200mg/100g以上的有磷、钾、硫；
含量在（50～200）mg/100g的有镁、锰、氟、铝、钙、钠；
含量在（0.5～50）mg/100g的有铁、砷、铜、镍、硅、锌、硼；
而硒等矿物质含量低于0.5mg/100g。
茶叶中的矿物质在泡茶过程中浸出率各不相同，钾等矿物质几乎全部溶出，铜、氟、锌、镁等大部分溶出，而硒、钙、磷、钠、铝、铁等仅有5%～30%可以溶出，为人类所利用。
1.1.4茶饮料的分类
茶饮料按其原辅料不同分为茶汤饮料和调味茶饮料，茶汤饮料又分为浓茶型和淡茶型，调味茶饮料还可分为果味茶饮料、果汁茶饮料、碳酸茶饮料、奶味茶饮料及其它茶饮料。
按我国软饮料的分类国家标准和有关规定，茶汤饮料是指以茶叶的水提取液或其浓缩液、速溶茶粉为原料，经加工制成的，保持原茶类应有风味的茶饮料；
果汁茶饮料是指在茶汤中加入水、原果汁（或浓缩果汁）、糖液、酸味剂等调制而成的制品，成品中原果汁含量不低于5.0%；
果味茶饮料是指在茶汤中加入水、食用香精、糖液、酸味剂等调制而成的制品；
碳酸茶饮料是指在茶汤中加入水、糖液等经调味后充入二氧化碳的制品；
奶味茶饮料是指在茶汤中水、鲜乳或乳制品、糖液等调制而成的茶饮料。
消费者在选购茶饮料时最好到正规渠道购买知名品牌的产品，选择有QS标志的产品。
注意产品的标签标识，茶饮料的标签应标明产品名称、产品类型、净含量、配料表、制造者（或经销者）的名称和地址、产品标准号、生产日期、保质期。
花茶应标明茶坯类型；
淡茶型应标明“淡茶型”；
果汁茶饮料应标明果汁含量；
奶味茶饮料应标明蛋白质含量。
1.1.5茶饮料行业的现状
近年来，我国软饮料市场结构发生了明显的变化，一向占据龙头地位的碳酸饮料，其市场份额继续锐减，而以茶饮料为代表的无糖饮品迅速崛起，成为新的饮料市场“新宠”。
在国外，茶饮料是20世纪90年代欧美国家发展最快的饮料。
在国际上被称为“新生代饮料”，被认为符合现代人崇尚天然、绿色的消费追求。
中国茶饮料市场自1993年起步，2001年开始进入快速发展期。
2007年中国茶饮料市场销量达998亿箱，其中绿茶饮料占据42%的市场；
红茶饮料的份额高达47%。
中国茶饮料消费市场几乎以每年30%的速度增长，占中国饮料消费市场份额的20%，超过了果汁饮料，大有赶超碳酸饮料之势。
目前国内茶饮料市场品牌集中化较为明显，茶饮料是典型的双寡头垄断。
康师傅一家的份额就已经接近50%，加上统一，两者合计占领份额在一、二线城市接近80%。
销售排名前十位的茶饮料品牌的市场份额超过96％。
其中，康师傅、统一、麒麟、王老吉、三得利等都是市场上比较强势的品牌。
正是看好茶饮料的未来发展前景，近年来很多国际知名的饮料跨国企业和大品牌大举进军我国茶饮料市场：
日本三大饮料巨头：
朝日、三得利、麒麟先后在中国建立合资企业，使茶饮料行业的竞争陡然加剧。
日资饮料企业由于有更先进的技术和经验，在茶饮料市场的争夺上很有优势。
以碳酸饮料为本的可口可乐，随着市场的需求变化也转身茶饮料市场，打出的原叶系列茶饮料，有着资金、渠道和传播上的巨大优势，2008年以成龙父子形象做广告的“原叶”系列，市场上几乎在很短时间里就提升了几倍销量，今夏原叶的新版广告继续大面积、高频率地覆盖，巩固了其销售地位。
本土的饮料巨头也没有忽略茶饮料市场，娃哈哈的龙井茶、达利的青梅绿茶、今麦郎的冰茶系列，都有一定的市场占有率，娃哈哈“啤儿茶爽”的广告引领了新一轮的销售热潮，很多消费者都学会了广告里那句话：
“不喝你out啦！
”目前的茶饮料市场，新品、名品层出不穷，令人目不暇接，“娃哈哈”龙井茶、冰红茶、啤儿茶爽，“康师傅”铁观音、乌龙茗茶等等。
从发展看，茶饮料市场格局未来是最不明朗的，但可以肯定，双寡头的品牌垄断格局必然会被打破，康师傅和统一的市场份额会逐步下降到一个比较合理的局面。
1.1.6茶饮料行业发展趋势
茶饮料市场集中度越来越高，在强强联手、垄断加速的趋势下，中小型饮料企业如果没有自己的品牌个性、稳定的根据地市场，今后的发展道路会更曲折。
而且相对垄断的形成是一种必然的趋势。
中国人口多、市场大、区域之间的差异明显，不少企业一旦出现由于错误的企业战略管理和市场运作，错失市场机会的情况，在强手如林，竞争态势升级的市场环境下就会被淘汰出局。
1.2设计依据
本设计是根据四川理工学院生物工程学院食品科学与工程教研室下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题为《年产6000吨茶饮料工厂设计》。
1.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计
计划任务书规定产品的规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；
但如果限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则应说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。
1.2.2合理地选择工艺流程和设备及设计指标
主要设备的确定至关重要，工厂建成后，要想改变工艺流程和主要设备十分困难。
因此工艺流程的确定和主体设备的选择应慎重从事，须通过方案对比后确定，并应尽可能考虑节省能源，采用安全可靠、技术先进、成熟、经济合理的工艺流程和设备。
工艺设计的各项指标，如原料损失率、产品合格率等的选取，应切合实际。
指标定得太高，投产后达不到设计要求。
指标过于保守，造成人力、物力的浪费，经济上不合理。
因此，设计指标和工艺参数的选取也应力求先进、合理。
1.2.3全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备
由于工厂生产要求长期连续运转，而有些设备则需要一定的时间进行计划检修；
同时受各处复杂条件如场外运输等因素的制约，所以各种物料都应有适当的储备。
各种堆场、储库的容量，应满足各处物料存期的要求。
储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。
但储存期也不要太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。
1.2.4注意考虑工厂建设后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地
工厂从设计到建成投产往往要好几年的时间，而生产技术却是向前发展的。
因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。
此外，应结合设计时的国内外未来时期对设计产品需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。
考虑工厂扩建的原则是：
既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不增加当前建厂的占地面积和投资。
1.2.5合理考虑机械化、自动化装备水平
机械化水平应与工厂的规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大型物料的装、运、卸，必须实现机械化。
重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。
生产控制自动化，具有反应灵敏、控制及时、调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行必不可少的手段。
我国工厂生产的自动化有自己的特点，目前不强调高度全盘自动化，而是注重讲求实效的局部自动化。
1.2.6注意环境保护、减少污染
设计应严格执行国家环境保护、工业卫生等方面的有关规定。
对可能产生的污染应采取相应的防治措施，确保工人在良好的环境下从事生产，保护广大职工的身体健康。
1.2.7方便施工、安装、方便生产、维修
工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。
力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其他专业对工艺布置的要求。
1.3设计的范围和内容
其范围涉及到建筑、经济、机械、环保、地理、气象、市场营销等学科领域，所有一切都以食品为基础，食品技术人员是总设计师，向其它专业技术人员提出要求，其它专业技术人员按食品工艺要求来分别进行设计，各专业人员应相互配合，密切协作，共同完成食品厂的设计任务，要求设计者随时掌握各相关学科的动态及本学科的新知识、新技术，将国内外新的科学成果在设计工作中得到体现。
1.3.1工艺设计
食品工厂工艺设计的内容大致包括：
全厂总体工艺布局；
产品方案及班产量的确定；
主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定；
物料计算；
设备生产能力的计算、选型及设备清单；
车间平面布置；
劳动力计算及平衡；
水、电、汽、冷、风、暖等用量的估算；
管道布置、安装及材料清单；
施工说明等等。
食品工厂工艺设计除了上述内容外，还必须提出工艺对总平面布置中相对位置的要求；
对车间建筑、采光、通风、卫生设施的要求；
对生产车间的水、电、汽、冷、能耗量的要求；
对各类仓库面积的计算及仓库温湿度的特殊要求等。
1.3.2非工艺设计
食品工厂非工艺设计包括：
总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计，有时还包括设备的设计。
非工艺设计都是根据工艺设计的要求和所提出的数据进行设计。
食品工厂工艺设计与非工艺设计之间的相互关系体现为工艺向土建提出工艺要求，而土建给工艺提供符合工艺要求的建筑；
工艺向给排水、电、汽、冷、暖、风等提出工艺要求和有关数据，而水、电、汽等又反过来为工艺提供有关车间安装图；
土建对给排水、电、汽、冷、暖、风等提供有关建筑，而给排水、电、汽等又给建筑提供有关涉及建筑布置的资料，用电各工程工种如工艺、冷、风、汽、暖等向供电提供出用电资料，用水各工程工种如工艺、冷、风、汽、消防等给排水提出用水资料。
因为整个设计涉及工种多，而且纵横交叉，所以，各工种间的相
配合是搞好工厂设计的关键。
1.4可行性分析及厂址选择
1.4.1厂址选择的原则
正确选择厂址是保障企业生产安全的重要前提。
在进行区域规划、选择厂址时，经常涉及的内容有工程地质条件的优劣，厂区范围能否适应和满足总平面和安全距离的要求、自然灾害的威胁程度与抵御能力，可能出现的次生灾害，“三废”的处理，与外部的联系及协作等。
为此，在选择工厂厂址时，必须统筹兼顾，正确处理局部与整体、生产与安全、重点与一般、近期与远期、原则性与灵活性的关系，尽量满足下列条件。
1.4.1.1自然条件
（1）良好的地质条件
厂址应选在没有滑坡、断层、泥石流、严重流砂、淤泥、溶洞的区域。
另外，对地震多发区、台风袭击区等也应作特别考虑。
（2）适宜的气候条件
气象是工厂总平面布置的重要依据之一，也是厂房设计和排水系统设计的主要依据。
我国规定每隔10～15年举行气象记录普查。
其主要原因包括以下各项：
①温湿度全年平均气温、平均湿度、最热月及最冷月的平均气温、湿度，最高气温与湿度和最低气温与湿度；
②降雨量全年平均降雨量及一次最大降雨量和持续时间；
③冬季积雪情况；
④冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度；
⑤风玫瑰图及风级表等；
⑥最高最低气压及全年平均气压等；
⑦全年日照数、各月日照分布情况等。
（3）充裕的水源条件
工厂的生产区宜布置在江河、湖泊、海岸附近。
并应使其位于邻近江河水域的城镇、重要桥梁、大型锚地、船厂等重要建（构）筑物的下游，以避免排放的有害物质对这些设施的污染和损害。
企业的液化烃或可燃液体的罐区邻近江河、海岸布置时，应采取防止泄漏流入水域的措施。
（4）防火措施
为了防止火势蔓延和爆炸波扩散的危害，石油化工企业与相邻的居住区、工厂或设施，应保持不小于表1-2所规定的防火间距。
表1-2企业与相邻工厂或设施的防火间距
相邻工厂或设施
企业生产区防火间距/m
居住区、公共福利设施、村庄
100
相邻工厂（围墙）
50
国家铁路线（中心线）
45
厂外企业铁路线（中心线）
35
国家或工业区铁路编组站
厂外公路（路边）
20
变配电站（围墙）
架空电力线路（中心线）
1.5倍塔杆高度
Ⅰ、Ⅱ级国家架空通信线路（中心线）
40
通航江河岸边
a.括号内指防火间距起止点；
b.当相邻设施为港区陆域、重要物品
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