毕设论文产年1万吨玉米汁工厂工艺设计.docx

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毕设论文产年1万吨玉米汁工厂工艺设计

四川理工学院毕业设计

年产100000吨玉米汁饮料工厂工艺设计

四川理工学院生物工程学院

摘要

本设计以玉米汁饮料工厂工艺设计为重点，其中又以玉米清液生产车间工艺设计为主体，并对辅助部门提出各种要求作为非工艺设计的依据。

主要从以下方面展开设计：

（1）分析了玉米汁饮料的现状、存在问题及发展前景。

（2）确定了玉米汁饮料的产品方案。

（3）对玉米汁等生产工艺进行了论证和选择，完成了玉米汁的物料计算，装置等设备选型计算，对水、电、汽用量进行了估算。

（4）对玉米汁饮料生产车间工艺布置进行了设计，对车间建筑、采光、通风、卫生设施提出了要求。

（5）在饮料生产中引入了HACCP质量控制体系，对冻库、原料接收站、化验室等部门进行了初步设计。

（6）利用计算机绘制了工厂相关设计图纸。

关键词：

玉米汁，工厂设计，工艺设计，车间设计

TechnologicalDesignofaQuick-Frozen-FoodPlant

withanAnnualCapacityof100000Tons

ABSTRACT

ThegraduationdesignlaystheemphasisontechnologicaldesignofSoftdrinks,thedesignofworkshopsisitsmaincontents,thedesignrequirementsanddataaboutotherauxiliarydepartmentareputforwardasthenon-technological-designfoundation.Themaindesignaspectsfromthefollowing:

（1）ThestatusofCornjuice,problemsanddevelopmentprospectsareanalyzed.

（2）ProductschemesofCornjuicearedemonstrated.（3）TheproductionprocessofCornjuicedumplingisselectedanddemonstrated.Thematerialbalancingofquick-frozendumpling,selectionandcalculationofequipmenttypesarecompleted.Water,electricityandsteaminworkshopsareapproximatelycalculated.（4）ThetechnologicallayoutofCornjuice,workshopbuildings,lightingandventilation,hygienicfacilitiesareinitiallydesigned,andtherequirementsareproposed.（5）HACCPisappliedtoproductionofsoftdrinksdumpling.Thecoldstorage,receivingstationofrawmaterials,laboratoryareinitiallydesigned.（6）Thegenerallayoutgraph,planelayoutgraph,processdiagramaredrawnusingacomputer.

KEYWORDS：

Cornjuice，plantdesign，technologicaldesign，workshopdesign

第1章绪论.......................................................1

1.1概述.......................................................1

1.2食品工厂设计的意义..........................................2

1.3食品工厂设计的要求..........................................5

1.4食品工厂设计的原则..........................................5

1.5食品工厂设计的范围和内容....................................6

第2章厂址选择与总平面设计.........................................8

2.1厂址选择的原则..............................................8

2.2总平面设计.................................................12

第3章乳品工厂工艺设计............................................15

3.1产品方案及班产量...........................................15

3.2产品生产工艺流程与论证.....................................17

3.3生产物料衡算...............................................19

3.4热量衡算过程的说明.........................................22

3.5设备选型...................................................25

3.6企业人员编制...............................................28

3.7生产车间工艺布置...........................................30

第4章食品质量与安全..............................................35

4.1食品工厂卫生规范...........................................35

4.2食品的HACCP管理...........................................36

4.3食品卫生对工厂设计的要求...................................39

第5章辅助部门设计................................................42

5.1原料验收...................................................42

5.2实验室设计.................................................42

5.3仓库及物流设计.............................................43

5.4全厂土建面积...............................................43

5.5机修车间...................................................46

5.6生活设施的设计............................................46

第6章公共系统设计................................................50

第7章全厂土建部分...............................................51

7.1厂区建筑面积的确定.........................................51

7.2厂区道路...................................................52

7.3总平面布置几个技术指标.....................................52

第8章公共系统设计...............................................54

参考文献...........................................................55

致谢...............................................................56

第一章绪论

1.1概述

玉米汁饮料是国内首创的新产品，是以玉米为原料，利用生物工程技术加工而成的一种新型天然饮品，这种饮料，外观澄清亮如啤酒，带有一股谷物的清香。

玉米中富含维生素E、卵磷脂、谷氨酸，对人体有健脑、抗衰老的良好作用，多吃玉米制品，有明显强身效果。

特别是酒醉后，喝甜玉米汁会比喝果汁饮料感觉更舒适。

玉米，亦称“玉蜀黍”、“包谷”、“包芦”、“珍珠米”等。

据考证，玉米原产于南美洲。

7000年前美洲的印第安人就已经开始种植玉米。

由于玉米适合旱地种植，因此西欧殖民者侵入美洲后将玉米种子带回欧洲，之后在亚洲和欧洲被广泛种植。

大约在十六世纪中期，中国开始引进玉米，十八世纪又传到印度。

到目前为止，世界各大洲均有玉米种植，其中北美洲和中美洲的玉米种植面积最大。

玉米是世界上4种粮食作物之一。

也是人类最主要的粮食之一，千万年来伴随人类的进化与发展，发挥着重要的作用。

但是近几十年来，被视为粗粮的玉米逐渐退出人类的餐桌，饲料成了玉米的主要用途。

但玉米是高产作物，饲料行业，玉米淀粉行业，玉米制糖行业等加在一起也无法根本消耗每年大量收获的玉米。

我国入世后国外的玉米大量涌入国内，进一步冲击着玉米市场。

多年来，玉米深加工一直是我国各地玉米产区迫切需要解决的问题。

食品和饮料行业，被认为是解决玉米深加工问题的重要出路之一。

1.1.1玉米利用概述

就玉米利用而言，大体经历了作为人类口粮、牲畜饲料和工业生产原料的三个阶段。

（1）人类口粮

人类口粮粮消费占玉米总消费的比重大约在5%左右，但是随着时代的发展，这个比例有逐步降低的趋势。

玉米是三大粮食品种之一，为解决人类的温饱问题起到很大作用。

时至今日，玉米仍然是全世界各国人民餐桌上不可或缺的食品：

在“玉米的故乡”墨西哥，“国菜”玉米饼的年消耗量达到1200万吨之多，人们无论贫富贵贱都非常喜欢食用；在发达国家和地区，玉米也被作为补充人体所必需的铁、镁等矿物质的来源为人们广泛食用；在某些贫困国家和地区，玉米依然是人们廉价的裹腹之物。

（2）饲料消费

饲料消费是玉米最重要的消费渠道，约占消费总量的70%左右。

该项消费可以看作是生活水平和人口数量随时间变化的一个函数：

在人们生活水平提高初期，恩格尔系数较高，人们对肉、蛋、禽、奶的强劲需求拉动了畜牧业和饲料业的大发展，导致饲用玉米需求大幅度增加，成为玉米增产的主要动力；在生活达到一定水平后，恩格尔系数下降，对肉、蛋、禽、奶等的需求将保持平稳，此时饲用玉米消费将仅与人口数量成正比。

（3）工业原料

作为工业原料使用也是玉米消费的主要渠道。

玉米不仅是“饲料之王”，而且还是粮食作物中用途最广，可开发产品最多，用量最大的工业原料。

以玉米为原料生产淀粉，可得到化学成份最佳，成本最低的产品，附加值超过玉米原值几十倍，广泛用于造纸、食品、纺织、医药等行业。

以玉米淀粉为原料生产的酒精是一种清洁的“绿色”燃料，有可能在21世纪取代传统燃料而被广泛使用。

库存亦是玉米需求的一种形式。

处于粮食安全的考虑，各国总要储备一些粮食。

世界玉米库存量一般占消费量比重的20%左右。

近年来我国玉米库存约600～700万吨。

1.1.2世界玉米利用现状

玉米利用总的情况是在工业发达国家用作饲料的比例大，而在发展中国家用作口粮的比例大。

随着全世界畜牧业的大发展，饲料工业得以迅速发展，全世界饲料用玉米需求呈现增长趋势。

在发展中国家表现为工业饲料消耗玉米增加，同时采用传统方式喂饲畜禽的饲料玉米消耗亦在增加。

在发达国家和地区表现为大量的玉米原粮被加工为工业饲料。

从全世界耗用玉米趋势看，近15年来，无论是发展中国家还是发达国家其用作饲料的玉米都逐年增加，用作口粮的数量在减少，用作工业原料和食品加工的玉米在增加。

以我国为例：

90年代前期，饲料工业和畜牧业迅速发展，1993年，饲用玉米消费量达到6200万吨，占玉米总消费量的67%，1995年该项指标迅速达到77%，玉米总消费增量几乎全部由饲用玉米消费增量体现。

80年代全世界用作工业饲料的玉米2.64亿吨，用作口粮的玉米0.66亿吨，用作工业原料的玉米0.44亿吨。

进入90年代，上述三个指标分别为3.52亿吨、0.59亿吨、0.56亿吨。

1996年美国生产工业饲料耗用玉米12700万吨，占玉米总产量的53%。

欧洲地区消费饲料玉米6600万吨，中国生产工业饲料耗用玉米3498万吨，日本消费玉米1662万吨，巴西生产饲料耗用玉米1520万吨，法国饲料用玉米1326万吨，韩国饲料用玉米852万吨。

美国的玉米产量占全世界总产量的40%。

纵观几十年来美国的玉米市场消费趋势可见，50年代美国的玉米产品用作饲料的占85.7%，工业原料、食品占8.08%，出口占5.17%；60年代饲料用玉米占81.76%，工业原料、食品占8.23%，出口占12.38%；70年代饲料占66.02%，工业原料、食品占8.77%，出口占25.21%；80年代至90年代初，用作饲料的玉米占59.36%（12237万吨），用作工业原料、食品占11.65%（2401万吨），出口占28.63%（5902万吨）。

由此可见，在美国虽然用作饲料的玉米比例在下降，但饲料仍是消耗玉米最多的产业，出口量增加迅速，用作工业原料和食品加工的玉米消费量较为稳定。

我国改革开放以来随着畜牧业的大发展，人民生活水平的提高，玉米工业的发展，玉米已成为粮食、饲料、工业原料和出口商品的多用途作物。

我国的玉米消费是80年代口粮比例占38%，消费玉米2588万吨，饲料用玉米占48%（工业饲料和传统饲料），消耗玉米3269万吨，出口占11%，出口玉米749万吨，工业原料和食品加工占3%，耗用玉米205万吨左右。

进入90年代，人们直接消费的玉米比重在下降。

全国口粮消费玉米大约占玉米总产量的19%，消费玉米量约为1870万吨；玉米作为饲料消费在我国有两种情况。

一是加工生产成配合饲料。

我国近年配合饲料产量约4800万吨，按60%比率折算，年消耗玉米2880万吨。

二是传统的把玉米直接用于饲料的消费。

在农村中，主要是把玉米直接作饲料喂饲大牲畜、猪和家禽。

据专家估计，这种传统的饲喂方式每年估计消耗玉米3500万吨左右，这两项每年消费玉米约6380万吨，占玉米总产量的68%。

玉米是重要的工业原料，也可加工成精制的玉米食品。

我国目前用于工业原料和食品工业的玉米大约占玉米总产量的5%左右，年消耗玉米250万吨左右。

我国1990～1994年平均出口玉米820万吨，占玉米总产量的8%左右。

1995年之后又转向大量进口玉米。

近10年来，我国玉米消费趋势是用于生产配合饲料的玉米数量猛增，用于口粮的玉米逐年减少，用作工业原料和食品加工的玉米增长缓慢，从玉米出口国变为玉米进口国家。

1.1.3我国玉米利用新趋势

80年代以来，我国开始重视并发展玉米深加工工业，先后引进技术和设备，兴建了一批生产规模在10万吨以上的玉米深加工企业。

吉林省实施了“百万吨玉米深加工工程”，把玉米深加工工业作为支柱产业。

吉发集团与港商合资建立的一个公司年加工玉米能力已达到40万吨，成为亚洲最大的玉米加工企业。

尽管我国玉米深加工工业已取得初步进展，但比照世界先进国家，仍有很大差距。

以吉林省为例：

1979年到1998年，吉林省粮食加工转化量由159万吨增长到600万吨（包括禽畜过腹和饲料加工用粮440万吨），年均增长23万吨，同期，吉林省玉米主产量却由903万吨增长到2506万吨，年均增长84万吨。

二者比较，前者只是后者的28%，产量远大于耗量。

与美国等国的玉米深加工产品已达4000多种，产值上千亿美元相比，差距明显。

而我国玉米饮料、变性淀粉、果葡糖浆等生产刚刚起步，酒精产量也不高，玉米深加工前景十分广阔。

西方国家曾经走过一段过度追求食品精制的道路，结果导致了糖尿病，心脏病，心脑血管疾病，结肠癌等多种富贵病患者的数量以惊人的速率增长。

人们认识到，长期食用细粮会给人体健康带来许多不利影响。

目前世界各国由重新重视玉米食品对增强人体健康的功效，并重新流行食用玉米。

但由于玉米口感比较粗糙，减弱了相当一部分人群对它的兴趣。

世界各地都在考虑如何把粗糙的玉米加工成口感比较好的食品或饮料，以增强它对市场和消费者的吸引力。

玉米中富含维生素E、卵磷脂、谷氨酸，对人体健脑，抗衰老有良好作用此设计就是源于玉米强大的保健功能和目前国内乃至世界市场玉米深加工产品玉米汁饮料强大的消费市场设计的。

1.2食品工厂设计的意义

食品工厂设计是综合性、实践性很强的毕业环节题目。

工厂设计是政治、经济、技术紧密结合的，综合性很强的一门科学技术，除了要求我们具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、步骤、内容、设计的规范标准、设计的经济等内容的要求能熟练掌握和运用，只有这样才能完成有关的设计任务。

毕业设计的任务是：

①了解我国基本建设的有关方针政策和规定，掌握基本建设的工作程序、内容、设计范围分工。

②了解和熟悉工厂设计的有关规范标准以及技术经济和概算等内容和要求。

③熟悉工厂设计的主要成果——设计说明书和图纸的有关内容、特点、表示方法、规范和标准等知识。

④了解工艺设计在总体设计中的地位和作用，及其与公用工程设计的关系。

⑤理论与实践相结合，既巩固和扩大理论知识，又锻炼实践应用，提高解决实际问题的创新能力。

总的说来一句话：

是食品生产的基本条件，是食品卫生、安全、质量的物质保证。

不管是新建、改建、扩建一个厂，还是进行新工艺，新技术和新设备的研究，都需要进行设计，而且是第一步所必需做的，所以是生产的基本条件，而且设计先不先进，合不合理，还是食品卫生安全和质量的保证，与以后工厂的效益和兴旺密切相关。

1.3食品工厂设计的要求

（1）经济上合理，技术上先进。

投产后，产品在质量和数量上均能达到设计所规定的标准。

食品工厂建设的先进性反应着一个国家的经济和科学技术发展的水平，也反应着人民生活水平的高低，而食品工厂的先进性则首先决定于工厂设计的合理性，在日常生活中，我们经常会发现，许多刚刚建成的食品工厂，由于在设计上存在严重缺陷，致使无法正常生产，尚未投产就不得不进行返工或改造，还有一些食品工厂，由于在设计上缺乏前瞻性，投产一两年就不得不进行大范围的改造，使大量的人力和物力浪费，还延误了宝贵的生产时间，造成了经济上的巨大损失，由此可以看出，食品工厂设计在食品工业发展过程中有着及其重要的地位和作用。

（2）在三废治理和环境保护方面必须符合国家的有关规定。

与其它类型工厂的基本建设一样，三废处理的措施恰当与否，关系到产品质量和环境保护的问题，必须予以十分重视。

这也是现代食品企业的最基本要求。

（3）尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。

同时考虑到食品生产的季节差异性。

1.4食品工厂设计的原则

（1）符合经济建设的总原则：

精心设计、投资省、技术新、质量好、收效快。

（2）设计技术经济指标达到或超过国内同类工厂平均先进水平为宜。

（3）积极采用新技术，力求在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。

（4）必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相符合的原则，并留有适当的发展余地。

（5）食品类工厂还应贯彻国家食品卫生有关规定充分体现卫生、优美、流畅并能让参观者放心的原则。

（6）设计工作必须加强计划性、各阶段工作要有明确进度。

1.5食品工厂设计的范围和内容

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。

工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分。

所谓工艺设计，就是按工艺要求进行工厂设计，其中又以车间工艺设计为主，并对其他设计部门提出各种数据和要求，作为非工艺设计的设计依据。

1.5.1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。

1.5.2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。

第2章厂址选择与总平面设计

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。

2.1厂址选择

2.1.1厂址选择的原则

2.1.1.1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．适宜的气象条件

气象质料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