工厂设计肉用复合磷酸盐设计说明书.docx

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工厂设计肉用复合磷酸盐设计说明书

题目：

肉用复合磷酸盐加工厂的设计

学院轻工与食品学院

专业食品科学与工程

学生姓名吴琦楠

学生学号201230411233

指导教师徐荣雄

提交日期2016年月日

华南理工大学

毕业设计（论文）任务书

兹发给食品科学与工程一班学生吴琦楠毕业设计（论文）任务书，内容如下：

1.毕业设计（论文）题目：

肉用品质改良剂加工厂的设计

2.应完成的项目：

设计范围：

（1）全厂初步设计

（2）重点车间设计

（3）产品工艺流程设计

（4）物料衡算

（5）生产设备选型及计算

（6）水电汽等经济指标估算

绘图内容：

（1）生产工艺流程图

（2）车间平面布置图

3.参考资料以及说明：

（1）张国农，于秋生.食品工厂设计与环境保护[M].北京：

中国轻工业出版社，2014

（2）许学勤，王海鸥.食品工厂机械与设备[M].北京：

中国轻工业出版社，2015

（3）孔保华，肉制品深加工技术[M].北京：

科学出版社，2014

（4）黄德智，张向生.新编肉制品生产工艺与配方[M].北京：

中国轻工业出版社，1998

（5）孔保华，韩建春.肉品科学与技术[M].北京：

中国轻工业出版社，2011

（6）郭文奇.食品添加剂生产监管工作指南[M].北京：

中国质检出版社，2012

（7）刘颖等.复合磷酸盐对鲜切猪里脊肉肌球蛋白凝胶保水性的影响研究[J].现代食品科技,2008（04）

（8）李宝升等,复合磷酸盐对鲜切牛肉肌球蛋白凝胶保水性的影响[J].农产品加工，2009（03）

（9）李苗云等.复合磷酸盐对肉制品加工中的保水性优化研究[J].食品科学，2009（8）

（10）汪学荣，周维禄.复合磷酸盐对鱼糜制品的保水效果研究[J].食品科技,2002（9）

（11）李志成，刘超，吴俊发.肉制品添加剂——混合磷酸盐的研制[J].肉类研究，1998（02）

4.本毕业设计（论文）任务书于2016年1月9日发出，应于2016年1月26日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。

专业教研组（系）、研究所负责人审核年月日

指导教师签发年月日

毕业设计（论文）评语：

毕业设计（论文）总评成绩：

毕业设计（论文）答辩负责人签字：

年月日

摘要

本设计为年产5000吨的肉用复合磷酸盐加工厂的设计。

设计中对肉用复合磷酸盐的市场前景进行可行性分析。

对加工厂的厂址的选择和工厂的总平面设计、车间布局、产品方案、工艺流程、物料衡算、设备选型和卫生规范等进行了相应的研究与设计。

首先，对厂址的选择和工厂的总平面设计做了基本介绍。

其次，根据产量确定产品方案，进而选择生产工艺，并且对每个流程都进行了说明和分析。

在此基础上进行物料衡算，确定了原料的用量，对主要设备进行选型，进而估算出水电汽的用量。

依据工艺选择和计算的结果，结合实际生产经验选择符合生产规模和工艺要求的设备；将所选设备根据生产流程进行合理的排列布置，完成工艺设备流程图。

为了保证产品质量同时提高市场竞争力，本设计对肉用复合磷酸盐的HACCP管理也进行了相对详细的分析与计划。

此外本设计也进行了相应的技术经济分析。

本设计考虑全面，确保能建设一个工艺合理、技术先进、质量可靠、经济效益高的肉用复合磷酸盐加工厂。

关键词：

肉品加工；复合磷酸盐；食品添加剂；工厂设计

第一章绪论

1.1肉用复合磷酸盐的概述

在肉制品加工中，为了改善肉的保水性能，常添加磷酸盐作为改良剂。

从实际应用看，磷酸盐在肉类加工中影响肉的持水性，并且能够改善肉品质量，抗氧化并延长货架期，对脂肪还有很强的乳化性。

持水性直接意味着出品率、肉的嫩度和利润等；而肉品质量直接影响肉制品的风味和消费者对产品品质的感觉和接受度[1]。

肉制品中加入磷酸盐后，可以提高制品的保水性及成品率。

由于不同的磷酸盐影响肉品质量的作用机理有所不同，其保水能力也不同。

一般情况下，不同磷酸盐混合使用比单独使用的效果要好，在改善肉质上有更显著的作用，而且可以减少添加剂的用量，更符合高效、少量、安全的食品添加剂要求。

而不同的复合磷酸盐配比，在保水性、成品率、感官评定效果等方面都会有不同的效果[2]。

在肉品加工中，根据不同的加工肉品种类、加工方式或加工目的，对产品的保水性能要求也会有所不同，此时就需要使用不同复配比例磷酸盐的改良剂，甚至需要在复合磷酸盐的基础上再添加抗坏血酸、谷氨酸钠以及食用香精等成分的多效的综合性改良剂，以满足日趋多样化的肉品加工的需求。

1.2项目可行性分析

1.2.1肉用复合磷酸盐发展概况

复合磷酸盐及以其为基础开发的改良剂，属于复配型食品添加剂中的一种，但对于国内目前来说，普遍存在技术含量低、缺乏科学严密性等问题，依附于磷化工产业，属于磷酸盐生产企业的附属产品，主要分布在云南、贵州、湖北等地区，接近磷矿开采地。

目前国内磷化工大部分以黄磷、三聚磷酸钠、磷酸为主，普通产品多，精细确化工产品少；低档次产品多，高档次产品少，初级产品多，深加工产品少；基础产品多，高新产品少，满足市场需求的产品少。

我国磷化工产品不但品种、规格不多，甚至精细磷化工产品还需从国外进口，许多国内各行业需要的高质量磷化工产品必须依靠进口。

我国磷化工行业产品结构不够合理，低附加值的无机磷化工产品比例过大，高附加值的有机磷产品比例较小，很多企业的产品还停留在几种大宗传统产品上。

行业目前面临的突出问题是有机磷产品需求增长较快，每年需进口；另一方面现有磷化工企业的生产技术和原料路线较落后，有机磷产品装置规模小，产品品种单一，缺乏竞争力。

而国外产品品种多，例如黄磷，美国除了工业品黄磷外，还有低砷黄磷、半导体用的超纯黄磷；磷酸除了工业品外，还有食品级、试剂级以及高纯磷酸等。

1.2.2肉用复合磷酸盐发展前景

食品级磷酸盐在功能上主要作为营养强化剂与品质改良剂，食用磷酸盐的种类一般包括磷酸钠、磷酸钾及磷酸钙，广泛应用于乳品加工、食品保鲜、酿造发酵等食品工业与饮料行业。

磷酸钠的最大市场是肉类、禽类和海产品，以三聚磷酸钠为主要产品。

第二大市场是焙烤食品，其中磷酸钠在冷冻和冷藏面团、冷冻预焙烤糕点、预混合料和酵母产品中作为膨松剂。

酸式焦磷酸钠和磷酸钠铝是该市场中两种主要的磷酸钠产品。

磷酸钠也用于乳品和相关产品中。

全球食用磷酸盐市场需求量约5亿美元左右，并以年2％的速度递增；近几年来，我国磷酸盐食品添加剂的研究和开发比较活跃，2002年，全国生产食品磷酸盐生产能力达5万吨/年，实际年产量约为3万吨/年，使用的食品磷酸盐有11个品种，与发达国家相比有较大差距。

可见，国内发展食品级磷酸盐具有广阔的市场潜力。

广东处于沿海地区，又是我国经济最为发达的地区之一，分布着许多肉品加工基地的同时，也拥有深加工肉品的广阔的消费市场。

打破传统的复合磷酸盐依赖产地生产的模式，改为靠近消费市场，站在市场发展前沿，以高新生产技术和配方为生产根本，以贴合市场发展动态，从满足市场需求转型为创造市场需求，是肉用符合磷酸盐发展的一种创新模式。

1.3设计任务

本设计是将大学期间所学的专业知识于基础知识相结合，进行一次全面的、系统的训练，从而培养理论联系实际的独立工作能力和锻炼独立工作的方法。

根据学院下达的设计任务书的要求，考虑到我国现有的经济技术条件，在设计中尽可能做到使生产方法与工艺设备流程具有先进性与科学性。

注意学习和应用国内外的先进成熟的技术成果，但同时也从经济上的合理性进行了考虑。

本设计力求做到投资少、技术新、质量好、收效快、自动化程度高、回收期短。

本设计设计范围主要包括：

1．全厂初步设计

2．重点车间设计

3．产品工艺流程设计

4．物料衡算

5．生产设备选型及平衡计算

6．水电汽等技术经济指标估算

绘图内容：

1．车间平面布置图

2．工艺设备流程图

3．重点设备装配图

重点车间：

生产车间

重点设备：

混合机

1.4设计原始资料

产品：

鲜肉素（1号复合磷酸盐，用于鲜肉的品质改良或冷藏肉的保存）

肉弹素（2号复合磷酸盐，用于肉丸，西式火腿，灌肠，鱼糜等的加工）

美味素（基于复合磷酸盐的综合性混合粉，用于肉品的深加工）

工厂厂址：

广东省惠州市

生产原料：

单一食品添加剂

包装形式：

25kg敞口袋

1kg复合薄膜袋

气候条件：

最高温：

39.1℃最低温：

-0.7℃平均温度：

21.9℃

最高湿度：

95％平均湿度：

85％

主导风向：

冬：

西北夏：

东南

产量：

5000吨

水温：

自来水最高32℃，最低10℃；

1.5设计原则

1.5.1设计基本原则

本设计尽量做到贯彻多快好省的方针，结合实际。

充分考虑产品方案的可行性与合理性，使设计符合当前社会主义现代化建设的需要，所用的数据和计算方法以及设备选型尽量采用先进的、成熟的技术，使之具有现实性和先进性，同时有考虑到经济上的合理性，有利于满足人民日益增长的物质生活水平需要。

1.5.2生产机械化程度

本设计的复配型食品添加剂采用机械化生产。

其加工机械有效而稳定的长期工作，可以优化生产工作环境，降低产品的成本，降低工人的劳动强度，简化复杂的工艺流程，提高生产效率，提高产品的质量。

1.5.3生产规模和原料综合利用

本设计的生产的产品是：

鲜肉素（1号复合磷酸盐，用于鲜肉的品质改良或冷藏肉的保存），肉弹素（2号复合磷酸盐，用于肉丸，西式火腿，灌肠，鱼糜等的加工），美味素（基于复合磷酸盐的综合性混合粉，用于肉品的深加工），产品多样化，年产量5000吨。

原料综合利用方面，本厂原料利用较为完全。

1.5.4产品销售对象

本设计中不同规格的产品是针对不同的销售对象，1kg规格的产品主要销往家庭式作坊或食品添加剂店铺，25kg规格的产品主要销往肉品加工工厂或超市生鲜部门。

1.5.5原料来源

原料向符合行业生产标准的正规企业采购，要求产品标识与产品质量相符。

1.5.6水电汽供应办法

供水：

自来水供水；

供电：

电力网系统中，由供电部门统一供电，在工厂内设计配变电室；

供热：

本设计无需供热。

第二章厂址选择

食品工厂的建设与工厂所在地的资源、交通运输、三农发展都有密切的关系，因此厂址选择是否合理将直接影响到工厂的基建、投资费用和经济效果。

同时也与产品质量、员工劳动环境有密切的联系

2.1厂址选择原则

拟建工厂的厂址选择，是根据国民经济建设计划、技术经济政策，并结合资源情况和工业布局的要求，关于其具体的合理的位置选择，一经确定就不能移动，是落实工业生产力分布、实现建厂计划的重要环节。

厂址选择涉及方方面面，其选择是否得当，对工业在各个地区的合理分布，城市和工业区的建设，自然资源的开发利用和环境保护，都具有深远的影响；同时，工厂所在的位置也将直接关系到拟建企业在建设投资、建设工期和投产后的经济效益。

其一，从物质方面来说，厂址选择决定着企业生产过程的结构状况，从而影响到工厂的建设速度和投资规模。

建厂地区的公共设施和生产协作条件不仅决定着工厂是否需要自备动力、热力等各种辅助生产设施，是否拥有可靠又便利的供应来源，而且决定着工厂仓库面积的大小以及运输工具的类型和规模。

其二，从投资成本和运行成本来说，能否靠近客户和原材料产地，劳动力资源是否丰富，地价高低，以及生产协作条件等，均直接影响新厂的投资效益和运营效益。

其三，从行为角度方面来说，本设计工厂位于哪个区域，就必须依据该地区的文化风俗，采取相应的管理方式，以调动员工的积极性，从而提高企业的生产经营效果。

厂址选择原则涉及如下三个方面：

第一，应符合国家的方针政策。

拟建工厂必须适合全国和地区工业布局以及产品供需安排的要求；必须符合城市规划或工业区域规划；必须尽可能节约占地面积，少占或不占良田、耕地。

第二，应从生产条件方面考虑。

拟建工厂生产所需的资源能够落实，原料、燃料及辅助材料的供应经济合理；地质条件较好，适于建厂，土壤结构能承受工厂的全部负荷，施工难度小，建设投资省；气候条件能满足生产技术要求；有利于三废（废水、废渣、废气）处理；对拟建项目留有适当发展余地；不污染环境，不破坏文物古迹，不妨碍文化、旅游及其他精神文明建设；项目建成投产后，经济效益良好。

第三，从投资和经济效益考虑。

拟建工厂必须有充足可靠的水源和电源；应有比较方便、经济的交通运输条件，靠近水陆交通要道；职工生活条件良好。

综合以上三个方面，必须从总体经济效益上考虑，并进行大量的可行性研究，综合考虑各种因素的影响作用，权衡利弊之后，选取最佳方案。

2.2厂址选择依据

在以上原则上，选择食品厂厂址一般考虑以下几个方面：

1．原料供应：

必须有充裕的原料。

厂址应靠近原料收购地，宜控制在汽车运输2~3h路程以内，以保证原料供应，减少损耗；

2．水源与排水：

有充足水源，厂址应同时应有较好的水质，符合国家生活饮用水的标准；

3．占地与面积：

节约用地，少占良田，但应有一定余地，以便以后发展之需；

4．地势和地质：

地势平坦，平整，以减少新建厂的基点费用，同时厂址应高出供水线，不受洪水威胁，地质较好，排水方便；

5．靠近劳动力源；

6．动力：

靠近高压电源；

7．交通运输：

工厂运输量大，厂址应有便利的交通运输条件；

8．周围环境：

厂区周围应有良好的卫生环境，空气清洁；

9．位置：

城市的郊县

2.3厂址选择结果

综合以各种因素，工厂选址定于广东省惠州市。

厂址符合国家方针政策，同时减少建厂投资，降低成本。

以生产条件考虑，工厂选址地理位置优越，交通运输便利，保证原料供应与产品运输，周围环境卫生，有良好的生产条件。

从投资和经济效益考虑，交通便利，供电充足，水源丰富，水质良好，保证产品质量，大大提升了经济效果。

从销售市场考虑，厂址以星状辐射广东省境内各大主要肉品生产加工基地（茂名、中山、清远、东莞、潮汕地区等地），且惠州市本地也是重要的海产品加工基地，有利于联动各销售市场。

厂址评述：

建设场地地理位置良好，交通便利，相应的配套设施齐全。

电力供应：

附近有变电站。

给水：

水源可依靠自来水公司能满足厂区用水量。

排水：

厂区附近有排水管线。

综上所述，该场地非常适宜建设该项目。

第三章全厂总平面设计

3.1总平面设计基本原则：

1．总平面设计应按批准的设计计划任务书和城市规划要求，对建筑布局、方位、道路、绿化、环保等进行综合设计，布置必须紧凑合理，做到节约用地，分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还应考虑工厂扩建的可能，合理预留发展空地；

2．对建筑物、构筑物的布置必须符合生产工艺要求，保证生产过程的连续性，互相联系比较紧密的车间，仓库可进行合理组合，建成联合厂房，要求物流线路短捷，运输总量最少，尽量避免往返交叉，合理组织人流和货流，相互间影响的车间不要放在同一建筑物里；

3．动力设施应接近负荷中心；

4．厂区建筑物间距应按有关规划设计，从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小；

5．卫生方面的要求

（1）生产车间要注意朝向，保证通风良好；

（2）根据生产性质不同，动力供应、货运场所周围和卫生防火等应分区布置。

同时主车间应与对食品卫生有影响的综合车间、废品仓库、煤堆及有大量烟尘或有害性气体排出的车间相隔一定距离。

主车间应设在锅炉房的上风向；

（3）生产厂房应与公路有一段距离，中间设置绿化地带，一般30～50米；

（4）厕所应与生产车间、食品原料仓库或堆厂及成品库保持一定距离，并采用水冲式厕所，以保持厕所的清洁卫生；

（5）对卫生有不良影响的车间应远离其它车间；

（6）生产区和生活区尽量分开，厂区尽量不搞屠宰；

6．厂区各建筑物、道路的标高，以既保证不受洪水的影响，使排水畅通，同时又节约土石方工程。

合理地确定建筑物、构筑物的标高，尽可能减少土石方工程量并应保证厂区场地排水畅通。

3.2食品工厂的组成：

食品工厂由生产车间、辅助车间、动力设施、给排水设施，全厂性设施等组成。

1．生产车间；

2．辅助车间机修车间、化验室；

3．仓库原料库、成品库、包装材料库、五金库、各种堆场等；

4．动力设施发电间、变电所、空压机房；

5．给排水设施水泵房、水处理设施、水池、废水处理设施等；

6．全厂性设施办公室、食堂、浴室、厕所、警卫室、汽车房、自行车棚、围墙、厂大门、员工宿舍等；

7．厂区绿化：

在厂房四周，各种建筑空地与预留地种植草坪。

考虑到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均设有消防水龙头和灭火器。

3.3占地面积估算：

预算该厂占地面积为40000m2

全厂长200m，宽150m

全厂面积30000m2

建筑物、构筑物占地面积6766m2

堆场、露天场地、作业场地占地面积2800m2

道路、绿化面积8000m2

地上、地下工程管线面积1000m2

表3-1建筑面积表

建筑物

面积/m2

建筑物

面积/m2

全厂

30000

机修车间

100

生产车间

1296

办公楼

200

原料仓库

1600

食堂

120

成品仓库

1600

员工宿舍

400

包装材料库

500

厂区浴室

变电站

100

建筑系数（%）=

（A＋B）/M×100%=（5966＋2800）/30000×100%=29.22%

土地利用系数（%）=

（A＋B＋C）/M×100%=（5966＋2800＋9000）/30000×100%=59.22%

式中：

A—建筑物、构筑物占地面积

B—堆场、露天场地、作业场地占地面积

C—辅助工程占地面积（道路、管线、绿化占地面积）

M—厂区占地面积

第四章工艺设计

4.1工艺设计依据

食品工厂工艺设计是以生产产品的生产车间的设计为主。

其余车间和辅助部门等均围绕生产主车间进行设计。

食品工厂的设计和总体设计都是由工艺设计和非工艺设计组成。

工艺设计的好坏直接影响到全厂生产和技术的合理性，并且对建厂的费用和生产产品的质量、成本、劳动强度等都有密切联系。

因此，工艺设计具有重要的作用。

进行生产工艺设计时，必须以项目建议书和可行性研究报告中规定的生产纲领为依据。

根据建厂规模、产品品种及质量要求，结合建厂地点的原料、动力供应、水源水质、环境卫生等具体情况，综合考虑国内设备制造供应条件和引进国外技术与装备的可能性，应尽量采用先进的工艺技术和设备，确定各类产品的工艺流程、设备选型和生产车间布置；工艺设计力求技术先进成熟可靠、经济合理。

设计的主要依据如下：

1．项目建议书和可行性研究报告；

2．环境影响预评价报告；

3．厂址选择报告；

4．项目负责人下达的设计工作提纲和技术决定；

5．若采用新工艺、新技术和新设备，必须在技术上有切实把握并且依据正式的试验研究报告和技术鉴定书，经有关方面核准后方可作为设计依据。

4.2产品方案

4.2.1产品方案设计原则

产品方案也就是生产纲领，其内容实际上是食品工厂准备全年生产的品种和各种产品的产量、生产时间、生产班次等的计划安排。

生产方案的确定，要根据项目建议书的要求，充分考虑到食品加工原料生长的季节性和食品加工产品消费的季节性对生产所造成的影响。

在编制产品方案时，班产量是工艺设计中最主要的计算基础，班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和面积、公用设施和辅助设施的大小，以及劳动力的定员等。

产品方案设计原则如下：

1．符合计划任务书的规定，本厂主要生产各种肉用复合磷酸盐，原料供应不受季节影响，所以在制定产品方案时，主要根据不同类型产品的市场需求量，调节产品方案。

2．实际生产中，各种复合磷酸盐添加剂的生产具有其共性，同一套设备可用来生产多种配方的复配添加剂，以提高设备的利用率，降低成本。

4.2.2生产时间安排

以鲜肉素和肉弹素为代表的基础类型复合磷酸盐市场需求大，产品成本低和利润空间大，占用生产方案的大部分，有利于收到较好经济效益。

因此将鲜肉素和肉弹素的生产安排5、6、7、8、9、10、11、12月份，每天两班，一班生产鲜肉素，一班生产肉弹素。

以美味素为代表的综合性混合粉有开拓市场空间的潜力，能丰富产品多样性，但需求较小，占用生产方案的小部分，有利于提高工厂的可持续发展性和创新竞争力。

因此将其生产安排在1、2、3、4月份，每天一班生产。

生产时间按照每月22d计，全年生产日为264d，每天的生产班次为1或2班。

全年实际生产班数=2*22*8+1*22*4=440

如表4-1

表4-1年产5000t肉用复合磷酸盐的工厂产品方案

产品名称

年产量/t

班产量/t

1月

2月

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月

11月

12月

鲜肉素

2000

11.36

肉弹素

2000

11.36

美味素

1000

11.36

4.2.3生产产量安排

鲜肉素和肉弹素

每班产量：

2000÷176=11.36（吨/班）

每班生产工作时间：

8小时

每批生产次时间：

1小时

每班生产批次：

8批次

平均每批次产量：

11.36÷8=1.42（吨/批次）

美味素

每班产量：

1000÷88=11.36（吨/班）

每班生产工作时间：

8小时

每批生产次时间：

1小时

每班生产批次：

8批次

平均每批次产量：

11.36÷8=1.42（吨/批次）

三种产品生产产量如表4-2

表4-2生产产量安排表

月份

鲜肉素（吨）

肉弹素（吨）

美味素（吨）

总产量（吨）

250

500

250

500

250

500

250

500

250

500

250

500

250

500

250

500

合计

2000

1000

5000

4.2.4产品规格包装

表4-3产品包装

产品

规格

产量（吨）

包装方式

鲜肉素

1kg/袋

25kg/袋

1000

复合薄膜袋

敞口袋

肉弹素

1kg/袋

25kg/袋

1000

复合薄膜袋

敞口袋

美味素

1kg/袋

1000

复合薄膜袋

4.3产品配方

4.3.1肉用复合磷酸盐

1号复合磷酸盐配方

表4-41号复合磷酸盐配方

原料

用量（质量分数）/100%

焦磷酸钠

三聚磷酸钠

六偏磷酸钠

2号复合磷酸盐配方

表4-52号复合磷酸盐配方

原料

用量（质量分数）/100%

焦磷酸钠

三聚磷酸钠

六偏磷酸钠

焦磷酸钠为无色或白色结晶，溶于水，水中溶解度为11%，因水温升高而增加溶解度。

能与金属离子络合，使肌肉蛋白质的网状结构被破坏，包含在结构中可与水结合的极性基因被释放出来，因而持水性提高。

同时焦磷酸盐与三聚磷酸盐有接力肌动

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