年产吨玉米乳饮料生产车间的设计毕业设计论文文档格式.docx
《年产吨玉米乳饮料生产车间的设计毕业设计论文文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《年产吨玉米乳饮料生产车间的设计毕业设计论文文档格式.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
欧美等许多国家已颁布法令取缔塑料包装,一些国家更明令要求食品包装应采用全纸包装,据悉,我国也在制定有关政府法令。
可以适应国际国内这种潮流和趋势,有利于产品进入市场。
第二章工艺论证与设计
2.1生产工艺及论证
2.1.1工艺流程图
玉米乳饮料生产工艺流程[6~8]
2.1.2工艺论证和说明
(1)冷冻玉米粒解冻
在进行玉米粒的加工前,首先进行冷冻鲜玉米粒的解冻。
解冻后暂存于不锈钢容器中。
(2)预煮
预煮就是在夹层锅中加入玉米粒及适量的水进行漂烫,以保证玉米的风味。
一般温度为95-100℃,时间为10-15分钟左右。
(3)打浆
将预煮好的玉米粒加入打浆机进行打浆,得到玉米浆。
(4)过滤
通过离心过滤机对玉米浆进行过滤处理,以去除玉米浆中的部分沉淀物质和漂浮物。
(5)水处理
饮料用水水质是保证果汁口感、风味、稳定性及保质期的重要条件。
根据国标GB5749-85确保饮料用水水质要求,见表2-1
表2-1水质要求标准[8]
指标
要求
水污染指数(SDI)
≤4
饮料用水电导率
≤20µ
s
铁
≤0.05ppm
锰
≤0.02ppm
总硬度
≤20DH
暂时硬度
≤3DH
细菌总数
≤1000个/ml
致病菌
不得检出
(6)溶糖溶酸
采用热溶法,溶解速度快,还可杀死糖浆中的微生物。
溶解温度60℃-70℃,糖度控在40-50°
BX。
溶糖结束后再加入定量水对柠檬酸进行溶解,溶解完后用泵泵入调配缸。
(7)调配
将所需玉米汁泵入调配罐,将全脂奶粉、稳定剂、乳化剂及溶糖溶酸罐中的原料按比例加到调配罐中,最后加入适量的水,以玉米乳浓度达到要求为准进行定容。
(9)均质
均质是保证果汁稳定性和口感的关键工艺,压力和温度是均质工艺的重要参数,本设计采用二次均质:
一次均质压力为16Mpa、温度为75℃;
二次均质压力为33Mpa、温度为75℃。
(10)脱气
脱气是为了去除料液中的空气(氧气),抑制褐变、色素、维生素和其他物质的氧化,防止品质降低;
去除附着于料液中悬散微粒气体,抑制微粒上浮,保持良好外观;
防止罐装和高温杀菌时起泡影响杀菌;
减少对容器内壁的腐蚀
本设计采用真空脱气,脱气时玉米浆温度控制在40-60℃,罐内的真空度为0.07-0.09兆帕。
(11)杀菌、冷却
将经过脱气的玉米乳进行板式超高温瞬时杀菌,杀菌温度为125℃-137℃,时间为2-3S,冷却水为1~4℃,防止过度杀菌导致玉米乳的粘度产生变化。
(12)无菌灌装
本设计包装为屋顶包,该包装有利于防止光和氧对玉米乳营养成分的破坏,最大限度的保证玉米乳的品质。
(13)贴标
要求生产日期和批次号定位准确,字体清晰。
(14)检验装箱
发现封口异常、不严渗漏,生产日期、字体不清,等不合格品及时挑出,合格品装箱,要求封箱胶带料粘贴整齐、牢固,装箱数量准确无误。
(15)成品贮藏
将装箱的玉米乳饮料运输到成品库贮藏等待发货。
2.2玉米乳饮料成品质量标准
根据相关国家标准和产品的具体要求[9~10],成品质量标准见表2-2、表2-3、表2-4
表2-2感官要求
项目
感官特性
色泽
呈乳黄色
滋味和气味
具有玉米特有的气味及滋味,无异味;
组织状态
产品呈均匀混浊态,久置
后允许少量分离沉淀,但摇动后呈均匀状态
杂质
无肉眼可见外来杂质
表2-3理化指标
要求
可溶性固形物(20℃折光计)%≥
5.0
蛋白质g/100ml≥
0.5
重金属含量
符合国家规定的有关标准
表2-4微生物指标
≤100个/mL
大肠杆菌
≤3个/100mL
霉菌、酵母
≤20个/mL
2.3玉米乳饮料质量的关键点控制
(1)原辅料验收:
依据原辅料验收标准,每批进厂验收。
验收完的玉米粒放入冷库进行冷藏。
(2)水质:
根据水质要求,每周检验1次。
(3)辅料溶解:
保证辅料用量和完全溶解。
(4)调配:
按标准要求进行理化指标检测和定容。
(5)脱气、均质、杀菌:
保证工艺参数稳定。
(6)CIP:
每天对设备和管路进行标准CIP一次,对清洗不到的设备部件及表面也要及时采取其他方法清洗消毒,保证设备及管路的卫生。
(7)检测:
对每批产品要进行灌装量、理化指标、感官和卫生指标检测。
2.4 产品原辅材料消耗—物料衡算
根据工厂规模、产品方案,通过物料平衡计算,可确定单位时间内生产过程中主要原辅材料的需要量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量,据此即可计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓储容量。
物料衡算的另一目的是依据计算数值,经济合理地选择生产设备,并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排等。
2.5产品与产量确定
2.5.1产品方案
根据充分的市场调研,全年产品方案和规划见表2-1。
表2-1玉米乳饮料项目产品方案
规格
包装方式
玉米乳
250ml/包、24包/箱
纸盒屋顶包装
2.5.2产量确定
根据年产2000吨生产规模,玉米乳饮料产量设计情况见表2-2[11]
表2-2玉米乳饮料产量设计
年产量
月产量
日产量
2000吨
166.7吨
6.67吨
注:
全年生产,每年生产300天,每天一班7小时.
2.5.3.产品配方:
表2-11每吨玉米乳饮料中原材料及辅料所占的比例(%)
原料
含量(%)
玉米(净含量)
10
全脂奶粉
0.5
白砂糖
5
复合稳定剂
0.25
柠檬酸
乳化剂
0.15
水
84.85
实际生产中考虑到玉米汁过滤时的损耗为10%,则实际玉米消耗量所占比例为11%
2.5.4、原辅材料消耗量及用量
(1)原辅料需求:
按食品行业中的饮料厂,其成品率为97%,因此每天实际投料总量为:
6.67/97%=6.88吨。
为保证成品量,实际生产以每天7吨为准,则每小时生产量为1吨。
表2-12每小时、每班实际原辅料使用量
原辅料
每小时的用量
每班的用量
玉米粒
0.11吨
0.77吨
0.05吨
0.035吨
0.025吨
0.0175吨
0.015吨
0.0105吨
0.8485吨
5.9395吨
0.5吨
0.35吨
屋顶包
4000个
28000个
纸箱
167个
1167个
2.6设备选型
2.6.1设备选型原则
设备选型是保证产品质量的关键和体现生产水平的标准,也是工艺布置的基础,并且是动力配电、水、汽用量计算提供依据。
在选择设备时,要按照下列原则进行。
(1)选设备必须满足工艺要求,保证产品质量与产量。
(2)设备的先进性与机械化程度就根据生产规模大小加以决定。
(3)所选设备应能充分利用原料,耗能少,效率高,体积小,操作方便,劳动强度低,且应考虑一机多用。
(4)符合产品卫生要求,易清洗拆装,与食品接触的材料要耐腐蚀。
设备结构合理,材料性能适应性强。
2.6.2设备选型
由每小时原辅料消耗计算得出预处理时夹层锅与打浆机、过滤机的处理量为大于0.11吨/小时,调配阶段后的工艺处理量为1吨/小时,分别对生产所需设备进行选型[12~13]
设备一览表
序号
设备名称
型号
规格效能
尺寸大小
功率(kW)
数量
单价(万元)
1
多介质过滤器
DJG
1T/h
Φ1000×
495
1.2
2.2
2
活性炭过滤器
XD
Φ400x1800
1.5
2.5
3
全自动软水器
RY-R-T-1
3T/h
420×
340×
870
4
软水储存罐
RZ-WG01
2.4T
φ1400×
2100
3.0
微波解冻设备
WSM2D-N
500-700kg/h
3600×
1500×
1500
20
6.5
6
夹层锅
ZG-1
300L
1000×
24
5.5
7
打浆机
DJ-1
0.15T/h
830×
948
2.8
8
离心过滤机
SG800
限量200kg
2500×
1900×
2335
7.5
9
物料泵
FEP30
400L/h
2.0
调配罐
XDTP-1
1500L
Φ3000×
3000
11.1
11
均质机
SHP2000-60
2T/h
1380×
1200×
1200
45
9.8
屋顶包灌装机
BW-2200
5000盒/h
3700×
1600×
2800
23
5.6
13
板式换热器
HT-UHT1-10T
2000×
6.0
3.5
14
NPY
0.75
15
CIP清洗系统
DBQXJ-2
3300×
1700
14.2
16
脱气罐
TQ-2
1035×
750×
2840
17
溶糖溶酸罐
DSR-10
2800×
1940
18
锅炉
ZQ-24-0.7-D
4650×
2100×
2650
24.3
19
贴标机
XWN-B2000
300件/min
1100×
1300
总计
190.80
80
2.7玉米乳饮料的水、电、汽衡算
根据玉米乳饮料生产的具体工艺和主要生产设备的需要,分别对水、电、汽进行衡算[10~13]。
2.7.1水衡算
(1)生产耗水:
每班生产用水量为5.9395吨。
(2)CIP清洗设备用水:
每天清洗设备1次,都是用CIP自动清洗(耗水量包含在其他用水中)。
(3)冷却隧道用水:
W5=2T/h
(4)冲洗地平用水:
(5)其他用水:
5T/h
玉米乳饮料车间每班用水的最大消耗
W=W1+W2+W3+W4+其他=13.9395T/h
则每班总耗水量为13.9395×
7=97.5765T
2.7.2电衡算
由设备一览表得各生产设备总功率为190.80kW/h
厂房照明耗电量约为15kW/h
则每班耗电量为(190.80+15)×
7=1440.6kW
2.7.3蒸汽衡算
(1)UHT杀菌耗汽量:
G1=10kg/h
(2)灌装机耗汽量:
G2=50kg/h
(3)冷却隧道耗汽量:
G3=100kg/h
(4)CIP耗汽量:
G4=100kg/h
(5)水处理耗汽量:
G5=50kg/h
设备总耗汽量:
G=G1+G2+G3~+G5=310kg/h
选1台1吨锅炉,完全可以满足饮料车间的用汽.
每班需要的蒸汽量为310×
7=2170kg
2.9车间劳动力计算
表2-14车间劳动力分布
岗位
人数
原料搬运
脱气
解冻
杀菌
预煮
灌装
打浆
贴标
过滤
包装
溶糖溶酸
运输入库
调配
水处理
均质
其他
员工人数计算:
20人
2.10车间布置与结构
2.10.1车间布置
(1)建筑物、构筑物的布置,必须符合生产工艺的要求,保证生产过程的连续性;
尽可能缩短运输路线;
避免往返运输;
合理组织人流货运,使其相互不干扰。
(2)根据生产性质、动力供应、卫生防火等方面的不同要求将建筑物或构筑物分区布置。
(3)有大量烟尘排出的车间应布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧,北方地区应布置在下季主导风向的下侧。
(4)动力供应设施应接近负荷中心,以缩短线路,减少损耗。
(5)给水设施宜相对集中,并接近水源;
管道的走向及厂区的排水,应结合厂区的地形坡向,有组织地排入城市下水系统或河流。
(6)建筑物、构筑物之间的距离,应根据生产、防火、卫生等方面的要求,结合地貌进行确定。
(7)合理确定建筑物、构筑物的标高,尽可能减少土石方工程量。
(8)成品库接近入口;
运煤出渣不宜穿越生产区,而另设出入口;
厂区要考虑绿化的布局。
(9)在符合工艺要求的前提下,宜将生产性质、防火卫生,运输条件等方面相类似的车间、仓库予以合并,集中布置,建筑物外形力求方正。
(10)在进行生产车间布置时,要考虑到进行多种生产的可能,以便灵活调动设备,并留有余地,以便更换设备。
同时,还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。
既要保证操作方便,又要保证维修装拆和清洁卫生的方便。
(11)必须考虑生产卫生和劳动保护。
如卫生消毒,防蝇防虫,车间排水,电器防潮及安全防火等措施。
(12)要注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。
对散发热量、气味及有腐蚀性的介质,要单独集中布置。
对于空机房、空调机房、真空泵房既要分离,又要尽可能地接近使用地点,以减少输送管道及管路损失[14]。
2.10.2车间建筑特点
(1)车间面积[15]
见表2-15。
表2-15车间各部分面积分配表(单位:
M2)
化验室
主生产间
灌装间
原辅料库
办公室
卫生间、更衣间
成品库
面积
54
360
100
115
50
270
356
(2)建筑结构
1)门:
车间采用双扇折叠钢门,尺寸3×
2.4m
2)窗:
铝合金推拉窗户,窗下缘离地平1m,窗户尺寸1×
2.4m;
3)屋面:
屋面为轻钢屋架结构,主体为砖混结构二四墙,办公楼为框架结构,墙为二四墙,车间内墙白瓷砖贴满,墙外白瓷砖贴满,防雨水渗入。
4)地板车间地板采用水磨石地板,可耐腐蚀,不起灰,耐热防滑,地面设有1.5~2.0%的坡度,并有明沟或地漏排水,将生产车间的废水和腐蚀性介质集中并及时排出,做到局部设防,以缩小腐蚀范围,达到保护地面的目的[16]。
5)天花板
天花板一般起隔音、隔热和美观作用。
车间内的天花板必须平衡、防尘;
采用单跨结构,卫生条件好。
第三章生产车间的布置
3.1生产过程设计
根据玉米乳生产的工艺要求,结合实际情况,需要以下建筑物或构筑物[17~19]。
(1)辅料、材料仓库:
存放玉米乳生产所用辅料及包装材料。
(2)冷库:
存放生产所需主原料冷冻玉米粒。
(3)主生产车间:
调配、脱气、均质、杀菌等。
(4)灌装间:
玉米乳的灌装、冷却等。
(5)水处理间:
为玉米乳饮料生产提供符合要求的软水。
(6)成品仓库:
存放玉米乳饮料成品。
(7)空压机房:
提供某些设备自动化控制所需的压缩空气及生产过程中的需求。
(8)化验室:
原辅料的检验以及成品饮料理化指标和微生物指标的检测。
(9)更衣室、卫生间:
供车间及灌装间生产的工作人员使用。
(10)锅炉房:
为生产车间提供蒸汽。
(11)配电室:
为生产提供合适的电压。
(12)机修车间:
制造非标准专业设备和维修保养工厂生产和辅助设备。
依据以上建筑物功能的区分和工艺要求,生产过程如图3-1
图3-1生产过程示意图
3.2车间平面布置基本原则
(1)以方便生产为前提,符合车间生产程序,避免原料、半成品及成品的交叉运输、污染。
(2)全建筑物采取南北朝向,利于采光和通风。
(3)利用原厂条件,配电、锅炉靠近生产车间,减少能源损耗,降低建筑成本。
(4)通盘考虑全厂布置,填平补齐,力求合理、经济,并充分考虑了全厂二期工程和消防通道。
3.3车间平面设计说明(包括辅助部门)
(1)厂区主要建筑物:
办公楼、辅料库、材料库、冷库、饮料车间,按照生产流程布置,并尽量缩短距离,避免物料的往返运输。
(2)所设计低温库是为冷冻玉米粒储藏而用,以确保原料品质不受任何影响。
(3)办公楼(办公楼、实验室、化验室、会议室、职工俱乐部等)紧靠车间,方便管理。
第四章辅助部门设计
4.1原、辅材料库
4.1.1原料库(冷库)
贮藏冷冻鲜玉米粒。
4.1.2辅材料库和成品库
贮藏纸箱、纸盒和白糖、柠檬酸、全脂奶粉及成品而用,考虑方便生产、厂区美观、整齐以及厂区整体布局要求,该库紧邻车间而建,同时考虑到交叉污染,该库一分为三,把包装材料、辅料和成品分开。
4.2化验室
化验室的任务是进行原料检验、成品检验、包装材料检验、水质检验和环境监测,监测项目有感官评定、理化检测、微生物检测等。
化验室应配备化验台、药品厨,以及各种玻璃仪器。
4.3机修车间
由机械加工、冷作及磨具锻打三部分组成,附属有木工间和五金仓库[13]。
4.4配电室
应包括配电变压器、高压开关柜、低压配电屏、静电电容柜等[13]。
第五章卫生、安全及全厂生活设施
5.1废水、废渣处理
(1)废水:
由于玉米乳饮料工厂属非化工类工厂,污水大部分来源于车间地坪冲洗及工艺设备清洗,未含有毒物质,含有少量的酸碱,故可以由车间明沟直接排出,经厌氧-好氧处理系统稍作处理即可。
(2)废渣:
玉米乳饮料所用原料为玉米,废渣一般为玉米皮,可作为家禽的饲料。
5.2个人卫生
(1)车间生产人员每年至少进行1次健康检查,新进厂的人员必须进行健康检查,取得健康证后方可参加工作。
(2)生产人员必须经过车间入口处的消毒池,经洗手、消毒后方可进入车间,上岗前必须穿戴整洁、统一的工作服、帽,工作服