年产9000t冰淇淋厂设计本科生毕业论文(设计)

本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 年产9000t冰淇淋厂设计姓 名 学 号 专 业 食品科学与工程 班 级 指导教师 学 部 食品科学与环境工程学部答辩日期 年产9000t冰淇淋厂设计摘 要冰淇淋是一种深受人们喜爱的冷冻食品。属于固体冷饮食品类。多年以来，它以其轻滑而细腻的组织、紧密而柔软的形状、醇厚而持久的风味，以及营养丰富、冷凉甜美的特点，深受广大消费者的欢迎。随着经济的发展，越来越多的人们对于它的要求也相应的提高。 本设计从工艺流程、产品方案、工艺平面图、设备选型、投资估算等方面做了简单的阐述，初步对冰淇淋生产厂的设计做出了说明。 首先针对冰淇淋，从生产工艺、厂址选择、车间布置、卫生指标、设备选型等方面做了简单分析；其次考虑工厂对环境的影响；最后对市场进行了分析与预测，通过对经济效益的分析，确定了工厂设计的意义。本设计可以作为冷饮企业建立新厂提供参考。黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）关键词：冰淇淋；营养价值；厂址的选择；生产设备；工艺流程等。Designed Annual Production Capacity of 9000t Ice Cream FactoryAbstract Ice cream is a very popular frozen food. Solid food is cold. Over the years, it is its light and delicate organization of Waterloo, close and soft shape, full-bodied and long-lasting flavor, and nutrient-rich, cold, sweet features, by the broad masses of consumers. With economic development, more and more people asked for it a corresponding improvement.From the design process, product, process layout, equipment selection, investment estimates have done a simple explanation for the ice cream production plant preliminary design and make a note.First of all, for ice cream, from the production process, site selection, plant layout, health indicators, such as equipment selection has done a simple analysis; Second, consider the environmental impact of the factory; the end of the market analysis and forecasting, through cost-effectiveness analysis to determine the significance of the plant design.The design can be used as cold drink business to create a new reference works.Keywords：Ice-cream;Nourishment value;The choice of factory site;Produce an equipments;Craft process ii黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）目录摘 要iAbstractii第1章 绪 论11.1 冰淇淋的概述11.1.1 冰淇淋的成分及其营养价值11.1.2 冰淇淋的分类11.1.3冰淇淋的发展史21.2 冰淇淋工业介绍31.2.1冰淇淋工业在国外的发展31.2.2 冰淇淋工业在我国的发展41.2.3 我国冰淇淋工业发展存在的问题51.2.4 冰淇淋工业发展的展望51.3 设计依据和意义51.3.1 设计依据51.3.2 设计意义61.4 设计内容6第2章 产品及工艺流程确定72.1 产品及产量的确定72.2 工艺流程的确定(见附录图)72.2.1 原料混合72.2.2 均质72.2.3 杀菌72.2.4 冷却82.2.5 老化82.2.6 凝冻82.2.7 灌装82.2.8 硬化82.2.9 贮藏82.3 冰淇淋技术要求指标82.3.1 感官要求82.3.2 理化要求9第3章 厂区的平面设计103.1 厂址的选择103.1.1 厂址选择的原则103.1.2 自然条件及能源103.1.3 政治经济和交通103.2 总平面设计113.2.1 总平面设计原则113.2.2 总平面设计113.3 车间布置113.3.1 车间布置原则113.3.2 车间布置12第4章 物料衡算134.1 配方成分表134.2原料成分表134.3配料数量表13第5章 能量衡算155.1 热量衡算155.1.1 配料阶段155.1.2 杀菌阶段155.1.3 总热量衡算155.2 冷量衡算155.2.1 冷却阶段155.2.2 凝冻阶段155.2.3 硬化阶段165.2.4总冷量衡算16第6章 主要设备选型176.1 生产设备流程简介176.2 设备选型原则176.3 设备选型说明176.3.1 配料设备176.3.2 杀菌设备176.3.3 均质设备176.3.4 老化设备186.3.5 凝冻设备186.3.6 硬化设备186.4设备选型表19第7章 公共系统及辅助部门207.1 公共系统207.1.1 锅炉房207.1.2 配电室207.2 辅助部门207.2.1 原料库207.2.2 检验中心207.2.3 冷库217.2.4 给排水系统217.2.5 消防用水系统227.3 供电系统22第8章 人员配置238.1 生产车间人员配置238.2辅助生产及管理人员配置23第9章 环境影响分析249.1 噪声控制249.1.1 工业企业环境噪声标准及规定249.1.2 噪声的控制249.1.3 生产人员防护259.2大气质量控制259.2.1大气质量标准及有关规定269.2.2 大气污染的控制279.3 污水控制279.3.1 污水综合排放标准及有关规定279.3.2 污水的控制279.4 本厂环境保护措施27第10章 经济技术分析2810.1 产品成本核算2810.1.1 原辅料、燃料及动力成本2810.1.2工资及福利2810.1.3 基建概算2910.2 产品收入核算3010.2.1 产品销售价格3010.2.2 产品名称及生产规模3010.3 项目投资经济评价30结 论30参考文献33致 谢35第1章 绪 论1.1 冰淇淋的概述冰淇淋是一种冷冻食品。英语ice cream，译成中文是冰奶油，但习惯都译作冰淇淋，这名称很妙，既有音译近似，又属形义优雅适当，故而至今沿用不衰。因为冰淇淋是摩登食品，一般人开始时不大问津。他们宁可喝酸梅汤，也不吃冰淇淋。两三角钱一杯冰淇淋，那时被一般人看作消夏的奢侈食品了。如今随着城乡居民生活水平的不断提高，我国人民的饮食结构发生了很大的变化，冰淇淋等冷饮已不再是大众难以接受的奢侈品，它作为现代生活的象征之一,走进了我们的日常生活。冰淇淋之所以受到大家的喜爱，与其美味可口、消暑止渴、老少皆宜的特点有着密切的关系。1.1.1 冰淇淋的成分及其营养价值冰淇淋是一种冷冻乳制品，属于固体冷饮食品类。多年以来，它以其轻滑而细腻的组织、紧密而柔软的形状、醇厚而持久的风味，以及营养丰富、冷凉甜美的特点，深受广大消费者的欢迎。 冰淇淋的组成成分有很多，并且有合理的配方搭配。在刚问世时，主要的成分是：稀奶油、鲜乳、糖类、稳定剂等。后来随着社会的进步，工业的发展，一批物美价廉的原料成分加入到冰淇淋生产中。脱脂乳、炼乳变成冰淇淋的常用成分。我国行业标准(SB/T1006-92)中对冰淇淋作了如下定义：冰淇淋是以饮用水、乳品（乳蛋白含量为原料的2%以上）、蛋品、甜味料、香味料、食用油脂等为主要原料，加入适量的香料、稳定剂、着色剂、乳化剂等食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻等工艺，或再经成形、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品冰淇淋是一种含有优质蛋白质及高糖高脂的食品，另外还含有氨基酸及钙、磷、钾、钠、氯、硫、铁等，具有调节生理机能、保持渗透压和酸碱度的功能。资料显示，按照国际和国家产品标准，一般奶油冰淇淋，其营养成分为牛奶的2.8-3倍，在人体内的消化率可达95%以上，高于肉类、脂肪类的消化率。1.1.2 冰淇淋的分类冰淇淋的种类很多，分类方法各异，现将常用分类介绍如下5：按其含脂率的高低分类：（1） 全乳脂冰淇淋 是以饮用水、牛乳、食糖等 为主要原料，乳脂含量为8%以上（不含非乳脂肪）的制品。（2） 半乳脂冰淇淋 是以饮用水、乳粉、奶油、人造奶油和食糖等为主要原料，乳脂含量为2.2%以上的乳制品。（3） 植脂冰淇淋 是以饮用水、食糖、乳（植物乳活动物乳）、植物油脂或人造奶油为主要原料的乳制品。按冰淇淋的组织结构分类:（1） 清型冰淇淋 为单一风味的冰淇淋，不含颗粒或块状辅料，如香草冰淇淋、奶油冰淇淋等。（2） 混合型冰淇淋 在冰淇淋中加如果料如草莓、葡萄干等加工制成的产品，如草莓冰淇淋、葡萄干冰淇淋等。（3） 脆皮型冰淇淋 和其它种类冷饮品或巧克力、饼胚等组合而成的制品，如脆皮冰淇淋、蛋卷冰淇淋和三命治冰淇淋等。3按冰淇淋的形态分类:（1） 砖状冰淇淋 形如砖头，为六面体，系将冰淇淋分装在不同大小的纸盒中硬化而成。（2） 杯状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的杯中硬化而成。锥状冰淇淋 将冰淇淋分装在不同容量的锥形容器中硬化而成。 1.1.3 冰淇淋的发展史冰淇淋的来历可谓源远流长，而且有了很多种说法。就西方来说，传说公元前4世纪左右，亚历山大大帝远征埃及时，将阿尔卑斯山的冬雪保存下来，将水果或果汁用其冷冻后食用，从而增强了士兵的士气。还有记载显示，巴勒斯坦人利用洞穴或峡谷中的冰雪驱除炎热。在各种说法中，最具说服力的还是始于中国。早在3000多年前，聪明的中国人就已经利用天然冰在夏天消暑。周朝的时候，政府里有专门负责取冰、用冰的官员“凌人”。唐朝时，京城长安出现了专门卖冰发财的商人。一本叫杜阳杂俎的书里，详细记载了当时制造冷饮的方法。到了宋朝，冷饮的品种很多，比如“雪泡豆儿水”、“雪泡梅花酒”等等。这时还出现了果汁掺奶汁，再放上冰块制成的冷饮佳品。元世祖忽必烈时，政府开始了冰激凌的生产。为了保守制作工艺的秘密，王室以外的人禁止制造冰激凌。1292年，在马可波罗游历中国后写的东方见闻录中，记载他千方百计得到了制造冰激凌等冷饮的工艺方法，将配方带回威尼斯，并在意大利北部流传开来，随后传到英法等国。14世纪初期，欧洲出现了雪糕等冷饮。但真正用奶油制作冰淇淋的历史则始于15世纪,距今才600多年冰淇淋在意大利(Italy)被称为“牛奶花”,在英国(Britain)被称为“冻奶油”1851年，在美国马里兰州的巴尔的摩，牛奶商人JACOB FUSSEL实现了冰淇淋的工业化。他在美国巴尔的摩建立工厂，最早开始大量生产冰淇淋。借助于1899年的等质机、1902年的循环式冷藏机、1913年的连续式冷藏机等的发明，冰淇淋的工业化在全世界得到迅速发展。另一方面，蛋卷冰淇淋在1904年圣路易万物博览会上首次亮相。随着技术不断进步和发展，冰淇淋的种类越来越多，成为大家所喜欢的一种食品。在炎炎夏日中铺天盖地的冰凉广告中，总有一款让你心动的冰淇淋，它就在那里，永远充满诱惑，永远不可替代。1.2 冰淇淋工业介绍1.2.1 冰淇淋工业在国外的发展3冷饮的发展必须从制冷技术的发展谈起,最早发明制冷技术的是英国人费尔肯,十九世纪初他制造了世界上第一台以乙醚为制冷剂的压缩机随着早期英国殖民者进入美国,也把冰淇淋生产技术带入,1851年美国始建冰淇淋厂;1860-1872年间,法国人卡菜、美国人波菜和德国人林德相继发明了以氨为制冷剂的压缩机,从此冷冻储藏与冷冻饮品的生产技术发生了根本变毫不久瑞典人拉伐发明稀奶油分离机,这对生产高脂冰淇淋起了决定性作用1890年美国人巴布考克发明巴氏脂肪瓶,对检测牛乳、稀奶油及冰淇淋中的含脂量起到了推动作用,1909-1912年,法国人戈林制造出第一台高压均质泵,对改善冰淇淋的组织状态与膨胀率起了关键作用;1917年英国琼尼尔兄弟公司发明测定冰淇淋膨胀率的技术,对膨胀率的提高起了指导作用到1920年冰淇淋的口感和营养价值已被普遍公认,从那时起冰淇淋已经开始非常受大众欢迎;1921年日本开始生产美国式冰淇淋;1926年美国食品研究所对混和料的杀菌方法作了进一步的研究,又由于冷藏的改进、运输的发达、家用冰箱的推广、包装的改良、连销销售网的建立以及冰淇淋配料标准的改进,已使消费者随处可买冰淇淋,冷饮在世界各地到处开花。 目前生产手段已经完成由电脑控制,实现了自动化。世界上专业生产冷饮设备的著名厂家有美国APV公司成员GLACER公司和CREPAC0公司,瑞典ALFA-LAVAL集团的HOYER公司,意大利的MAKE公司等。目前世界最大的冰淇淋生产国是美国,年产量达800多万t,人均40多kg。我国近二年来冷饮产量在120万t上下徘徊,人均0.9kg左右,离发达国家相距甚远,有发展前景1。1.2.2 冰淇淋工业在我国的发展6我国冷饮工业的发展大致可分为四个阶段第一阶段(1927-1950年) 1927年美商海宁生在上海开设海宁洋行,并用机械方法生产棒冰,这是我国最旱的冷饮厂家。当时产品为圆柱形,日产量只有2000-3000根。1932年该厂把棒冰模具改为扁长形,棒冰品种除果味外，还生产赤豆、绿豆棒冰、2000g马口铁听装冰淇淋、320g三色和香草大冰砖及双色纸杯、紫雪糕等。 1948年,该厂转售给伪后勤部(即现益民食品一厂),后又与英商怡和蛋厂合资开设海和有限公司,继续生产以上产品,注册商标为美女牌。班产棒冰和雪糕12t,冰淇淋2t以上。这是解放前我国最大的冷饮厂,产量占全国的70%以上。 第二阶段(1951-1980年) 全国各地相继扩大冷饮食品工业,在全国开展技术交流,冷饮年产量达到8万t左右,可称为生产发展,技术交流阶段 第三阶段(1981-1990年) 许多厂家引进国外先进设备,增加花色品种,年产量达到54.4万t,此阶段技术引进和技术咨询相当活跃,可称为广泛交流,推陈出新阶段。第四阶段(1991-现在) 外商纷纷来华投资、合资,联营企业纷纷成立,私营企业涉足,年产量达到120万t,品种三千多种,此阶段可称为飞速发展阶段。 目前国内冷饮市场三分天下:三资企业占据大部分高档市场,固有企业居中档,大部分乡镇企业、私营企业占领低档市场。广东、北京、上海是目前产销量最集中的三大地区,占全国销量的25%。1.2.3 我国冰淇淋工业发展存在的问题尽管冰淇淋行业有如此大的发展，但还是存在一定的问题：第一 我国地域广阔，工业发展很不平衡，生活水平差异很大，因此导致了冰淇淋工业的不平衡发展。高档冰淇淋分布在城市，农村多是中低档产品。第二 冰淇淋产品的质量不稳定，产品合格率较低。冰淇淋属于直接入口的食品，其卫生质量将直接影响人体健康。生产设备较陈旧，难以与现代技术相比较，抑制了冰淇淋工业的发展。 1.2.4 冰淇淋工业发展的展望根据调查分析，冰淇淋有广泛的市场和开发的前景，我们要抓住时机，加强宏观调控，将冰淇淋工业带上一个新起点。我们应当做到：合理布局，尽量使城乡协调发展；采用推广新技术，提高从业人员水平；健全销售网点，疏通销售渠道；开发新、奇、特的产品，满足消费者的需要4。1.3 设计依据和意义1.3.1 设计依据冰淇淋工厂设计是一项较为复杂的工作，涉及到政治、经济、工程和技术等诸多学科的方方面面。在进行冰淇淋工厂设计时，除了在确定工艺流程、设备选型、车间布置和管线安排时必须遵循有关法令和规范外，还要保障员工有良好的工作条件，保护环境和减轻劳动强度。要重视经济效果，努力做到技术上先进、经济上合理、使用上可靠。要结合国情和本地情况，立足现在，着眼长远，尽量采用国内外先进的科学成就，提高技术水平，以能生产出高质量的冰淇淋。1.3.2 设计意义随着冰淇淋市场的发展和冰淇淋品种的增加，消费群体随之扩大，这就需要建设一批具有新技术、新工艺、新设备的冰淇淋工厂。本文通过利用计算机制图、统计等技术手段，对冰淇淋工厂进行设计，可为厂家进行原工厂扩大生产和新工厂建设提供依据。1.4 设计内容对年产9000t冰淇淋工厂的设计。包括：冰淇淋生产工艺流程的设计；厂址选择；物料衡算；主要设备选择；车间设计；辅助部门设计及经济效益分析。第2章 产品及工艺流程确定2.1 产品及产量的确定 本设计确定： 生产普通冰淇淋 每小时生产1500kg，每天3班生产，有效生产时间20h，日产量30000kg，月产量900000kg，年产量9000t，全年10个月计算2.2 工艺流程的确定(见附录图)冰淇淋的生产：原料混合均质杀菌冷却老化凝冻灌装硬化包装贮藏2.2.1 原料混合 根据配方选择原辅料，使其在配料罐混合，这是冰淇淋生产中关键的环节。 配方成分：脂肪 10% 非脂乳固体 10% 糖类 15% 稳定乳化剂 0.4%2.2.2 均质均质的目的在于将混合料中的脂肪球微细化至1m左右，以防乳脂层德行成，使各成分完全混合，改善冰淇淋组织，缩短成熟时间，节省乳化剂和曾稠剂，有效的预防在凝冻过程中形成奶油颗粒等。均质压力随混合料的成分、温度、均质机的种类等而不同，一般第一段为1317MPa，第二段为34MPa,这样可使混合料保持较好的热稳定性。2.2.3 杀菌混合料的杀菌可采用不同的方法，如低温间歇杀菌、高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌三种方法。低温间歇杀菌法，通常的杀菌方法为68保持30分钟或75保持15min。如果混合料中使用增稠剂海藻酸钠时，以70加热20min以上为好；如果使用淀粉，杀菌温度必须提高或延长保温时间。高温短式杀菌法采用8083保持30秒。超高温杀菌温度为100130保持23s。2.2.4 冷却 混合料经均质处理后，温度在60以上，应将其迅速冷却，以适应老化的需要。利用板式换热器，冷却速度快，生产能力高，冷却效果好。2.2.5 老化将混合料在24的低温下冷藏一定时间，使其在物理上成熟的过程。目的是提高膨胀率；促使脂肪进一步被乳化，改善冰淇淋组织结构。2.2.6 凝冻将流体状的混合料在强制的搅刮下进行冰冻，使空气以极小的气泡状态均匀分布于全部混合料中，在体积逐渐膨胀的同时，由于冷冻而成为半固体状的过程。是冰淇淋生产中最重要的工序之一，是冰淇淋的重量、可口性、产量的决定因素。凝冻凝固温度要控制在-6以上，防止堵塞凝冻机。2.2.7 灌装根据不同品种的需要，对冰淇淋进行灌装。2.2.8 硬化采用速冻隧道等硬化设备对灌装好的冰淇淋进行硬化处理，目的是保持预定的形态，提高产品质量，并且便于运输和销售。2.2.9 贮藏冷藏库的温度要求保持1520，贮藏时间不要超过10d。贮藏时,堆放紧密,以充分利用冷库空间，并可减少冰淇淋温度的变化，保持产品质量。2.3 冰淇淋技术要求指标2.3.1 感官要求 色泽均匀，符合该品种应有的色泽；形态完整，大小一致，无变形，无软塌，无收缩，涂层无破损；细腻滑润，无凝粒及明显粗糙的冰晶，无空洞；滋味和顺，香气纯正，符合该品种应有的滋味气味，无异味；无肉眼可见的杂质。2.3.2 理化要求高脂型 脂肪10% 总固形物35% 总糖15% 膨胀率95%第3章 厂区的平面设计3.1 厂址的选择17 根据我国的具体情况，食品工厂一般建于距原产地附近大中城市的郊区。由于冰淇淋属于消费性强的休闲食品，为了有利于销售，所以选择建于市区比较合适。这样不但可以获得足够的原料，而且利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。3.1.1 厂址选择的原则（1）厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输等）和工厂对环境的要求。（2）厂址地区要接近原料基地和产品销售市场，还要接近水源和能源。（3）具有良好的交通运输条件。（4）场地有效利用系数高，并有远景规划的最终总体布局.（5）有一定的施工条件和投产后的协作条件。（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。3.1.2 自然条件及能源 根据食品工厂厂址选择的要求，将冰淇淋厂建于哈尔滨市郊区内。厂址地势平坦，周围无污染源，符合标准。场地面积有利于合理布置，符合工厂发展需要，并有一定扩建余地。该地自来水使用方便，且水质良好，可不用地下水，减少处理费用。接近排水系统，有利废水排放。供电系统也配备良好，可以满足生产需要。附近有居民区和学校，方便销售。3.1.3 政治经济和交通该地区在城市规划区内，经规划部门批准，符合规划布局。并且接近销售渠道，有良好的经济开发前景。附近有发达的交通运输条件，接近高速公路与铁路，使原料入厂和冰淇淋出厂顺利进行。3.2 总平面设计3.2.1 总平面设计原则18（1）符合生产工艺要求。（2）布置紧凑合理，节约用地，同时为长期发展留有余地。（3）必须满足食品工厂卫生要求和食品卫生要求。（4）优化建筑物间距，按有关规划进行设计。（5）适应运输要求。3.2.2 总平面设计（1）厂区主要建筑物：办公楼、原料库、生产车间、冷库、配电室、锅炉房等。（2）全建筑物朝向有利于通风采光。（3）配电室靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房位于下风向。（4）在厂房四周种植草坪，保证绿化。（5）通盘考虑全厂布置，力求经济合理，充分考虑扩大生产。（6）方便生产，符合生产程序。（7）征用土地30000m23.3 车间布置3.3.1 车间布置原则19 生产车间工艺布置很重要，不仅对生产产品有很大关系，而且影响到工厂整体。在进行车间布置时，应遵循以下原则： (1) 生产车间是工厂的中心，其他部门均围绕其展开，它们应是一个协调统一的整体。因此，必须考虑与其他部门的相互关系，以及工厂的发展前景，满足总体设计要求。 (2) 在工艺流程确定后，其设备的布置要尽量按工艺流水线安排，使占地面积最少，操作最方便。 (3) 保证车间卫生，同时注意车间的采光、通风、降温等设施。3.3.2 车间布置20 (1) 生产工序的安排要做到冷、热分开，生、熟分开，干、湿分开，成品、半成品分开。 (2) 按生产流水线安排设备，防止交叉，浪费资源。第4章 物料衡算4.1 配方成分表2配方成份表4-1成分含量/%脂肪10非脂乳固体10糖类15稳定剂及乳化剂0.4由表4-1可知冰淇淋中的成分主要是由脂肪、非脂乳固体、糖类组成的。其中还包括一些稳定集合乳化剂，虽然其含量较少，但是他们是制作冰淇淋不可缺少的成分。4.2 原料成分表原料成份表4-2原料名称成分成分含量/%稀奶油脂肪40脱脂乳粉非脂乳固体98蔗糖糖类100稳定乳化剂稳定乳化剂100 按照上述说明为了配比出冰淇淋我们又可对冰淇淋的原料进行计算，计算出其中的成分含量，由表4-2可以看出。4.3 配料数量表 日生产1500kg冰淇淋所需原料如下：（不计加工中损失）日配料数量表4-3原料名称配料数量/kg成分含量/%脂肪非脂乳固体糖类总固体稀奶油37515-15脱脂乳粉153-15-15蔗糖225-22.522.5稳定乳化剂6-0.6水741-合计1500151522.553.1第5章 能量衡算 以生产1500kg冰淇淋为衡算标准，进行能量衡算（不计加工损失）：5.1 热量衡算5.1.1 配料阶段 原料混合时，为保证混合均匀，要将其加热至45，则这一阶段需要加入的热量为：1500CP（45-20）=151875kJ5.1.2 杀菌阶段 原料经混合后，要加热到70进行巴氏杀菌，则这一阶段需要加入的热量为： 1500CP（70-45）=151875kJ5.1.3 总热量衡算 在整个生产过程中，加入的总热量为：Q=151875+151875=303750kJ 根据经验，在过程中热量损失为15%，故总热量为： Q=303750（1+15%）=349312.5kJ5.2 冷量衡算5.2.1 冷却阶段 均质后的混合料，要迅速冷却至4以下，以适应老化的需要。这一过程所用的冷量为： 1500CP（70-4）=400950kJ5.2.2 凝冻阶段混合料在冷却老化后，置于凝冻机内，使温度降至-5，得到冰淇淋的雏形。这一过程需加入的冷量为： 1500CP4-（-5）=54675kJ5.2.3 硬化阶段经凝冻后，冰淇淋处于半流体状，须经凝冻（-25）处理，便于运输和储藏。这一阶段所需的冷量为： 1500CP-5-（-25）=121500kJ5.2.4 总冷量衡算在整个过程中，加入的总冷量为：Q=400950+54675+121500=577125kJ根据经验，能量损失为15%,则实际冷量为：Q=577125（1+15%）=663693.8kJ第6章 主要设备选型6.1 生产设备流程简介原料配料罐巴氏杀菌器（板式换热器）过滤机高压均质机板式换热器老化缸连续式凝冻机灌装机速冻隧道冷库6.2 设备选型原则（1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量。（2）应选用较先进，机械化程度高的设备。（3）充分利用原料，能耗少，效率高，体积小，能一机多用。（4）应符合卫生要求，多选用不锈钢材料的设备。（5）根据每单位时间产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备。6.3 设备选型说明6.3.1 配料设备 冰淇淋的配料混合设备一般采用带机械搅拌器的单层立式不锈钢桶，俗称配料罐。配料罐主要由桶身、搅拌装置、加热装置及排料旋塞等组成。桶体由23mm不锈钢板卷焊制成，内外表面抛光，桶底与水平成倾斜角度，便于洗涤和排放物料。为便于操作，桶口高度一般离地面不超过1.2m。6.3.2 杀菌设备 目前使用较普遍的连续式杀菌器是由若干片板式换热片叠合而成的板式换热器。它是一种新型、高效、节能的热交换器。它的主体部分是由许多具有花纹的热交换片依次重叠在框架上压紧而成。主要工作部件有板式换热器、温度调节系统、温度保持系统等。6.3.3 均质设备 高压均质机是冰淇淋生产中使用最普遍的一类均质机。它是使料液在高压作用下，通过非常狭窄的间隙（一般不超过0.1mm）。因流速高达150200m/s，液流将受三种作用：一是缝隙处的强大剪切作用；二是料液会和机体发生高速撞击，受到巨大的撞击作用；三是高速料液在通过缝隙时产生的空穴作用。在这三种力的共同作用下，大直径粒子迅速碎裂为1m左右的微粒，从而使料液均质化。高压均质机的均质效果好，其均质压力可以很方便的随料液参数的变化进行调节，适用范围广。6.3.4 老化设备 经过杀菌、均质的混合料，必须迅速冷却到老化温度（2-4），并储存一段时间，以便脂肪凝结物、蛋白质和稳定剂发生水和作用，提高混合料的黏度和凝冻时的膨胀率。这个过程俗称老化或成熟，即物理上的成熟阶段。老化设备目前都采用有载冷剂冷却、带搅拌器的间歇式老化缸，以适应冰淇淋生产物料数量多、老化时间长的特点。6.3.5 凝冻设备在冰淇淋生产中，凝冻是很重要的工序之一，它是将经配料、杀菌、均质、老化后的混合料在冷冻的同时，均匀地混入空气使物料体积逐渐膨胀，逐步凝冻成半固体状。凝冻机是冰淇淋整个工艺装备中最复杂,也是最关键的设备。应选择连续式凝冻机，由于它的生产是连续进行的，在进料和出料时无需停机，因此生产能力较大，产品质量较好。6.3.6 硬化设备 冰淇淋等冷饮食品一般要经过硬化才能投放市场，而硬化设备的优劣，对产品的最后品质有着至关重要的影响。速冻隧道是一种新型、快速的硬化设备，它可以在很短的时间内（0.5-1h）完成硬化过程，是一种高效的硬化设备。其利用环形传送带，将冰淇淋等冷饮制品置于该传送系统的载物托盘上，随托盘而向前传送，在传送中受冷风降温而硬化。它主要包括：绝热隧道、传送系统、托盘冷风系统等。6.4 设备选型表设备选型表 6-1设备名称型号规格台数参考价格配料罐JM转速1440 r/min68,600元/台巴氏杀菌器3t/h3150,000元/台过滤机46,000元/台板式换热器390,000元/台高压均质机HFIM-254m3/h,25MPa56,000元/台连续式凝冻机YT500L/h29,800元/台老化缸JLG-3003000L2153,000元/台灌装机1.5t/h4102,000元/台速冻隧道230,000元/台其他辅助设备及管道100，000元总计： 237.52万元第7章 公共系统及辅助部门7.1 公共系统7.1.1 锅炉房 锅炉排出的气体中，含有大量的灰尘和煤屑，这些煤屑排入大气后，由于速度减慢而散落下来，造成环境污染。所以从工厂卫生的角度来看，锅炉房应建在对生产车间影响最小的位置，满足以下要求21： （1）在该地区全年主导风向的下风向； （2）靠近用气负荷中心； （3）有足够的煤和灰渣堆场。锅炉房的具体建设方面，采取钢筋混凝土结构，门向外开；与相邻建筑物的间距应符合防火和卫生标准；必须在通风、采光、防潮等方面也要满足要求。7.1.2 配电室 食品工厂对电的要求较高，所以必须有独立的供电系统。所以在工厂设计时必须建设配电室。土建部分的设计应为企业的生产发展留有适当的空间，并且要求设备和管线进出方便，符合防火安全要求，保证阴凉通风。一般食品工厂的车间水气较大、湿度高，应对供电管线采取必要的防潮设施，防止发生事故。7.2 辅助部门7.2.1 原料库原料库是食品工厂生产的第一个环节，这一环节的生产质量如何，将直接影响后面的生产工序。原料库需要有一个适宜的卸货、验收、计量和堆放场地，并配有相应的计量装置、容器等配套设施。 7.2.2 检验中心 检验中心的职能是对产品和有关原材料进行卫生监督和质量检查，确保其符合国家食品卫生法律、法规和有关部门颁发的质量标准和质量要求。检验中心一般设有：感官检验室、理化检验室、精密仪器室、微生物检验室等。检查的项目根据需要而定。7.2.3 冷库 冷库是担负厂内所有成品储藏任务的重要部门，使商品流通的重要环节。冰淇淋生产后，要进行低温储藏，所以冷库的建设必不可少。冷库要求结构坚固，并且有较大承载力，设置合理的保温隔热层和隔汽防潮层。，所用建筑材料和构件有足够的强度和抗冻能力。储藏条件要保证食品的卫生，防蝇、防鼠、防尘，而且还要保证低温（-18以下）。7.2.4 给排水系统 给排水设计一般包括：取水及净化工程、厂区及生活区的给排水管网、冷却用水系统、消防系统等。设计原则22（1） 所在地有自来水供应的，应优先考虑采用自来水。（2） 消防、生产、生活给水网应尽可能使用统一管路系统。（3） 生活、生产废水应达到国家标准后排放。（4） 设计给排水管网时，应满足生产工艺和生活安排的需要。给水系统 本厂位于市区内，有足够的自来水供应，故使用自来水给水系统。通常自来水符合生产与生活需要，只需进行一般处理即可。但锅炉用水必须进行软化处理，且一般用离子交换法进行软化。 排水系统食品工厂的排水量较大，主要为生产废水、生活污水和雨水。良好的排水设施和排水效果是食品工厂卫生面貌、产品安全的有力保障，直接影响到企业的社会效益和经济效益。生产车间应设有明沟，将污水排到室外，室外排水管必须采用埋地暗管。由于冰淇淋工厂的废水基本符合环境保护要求，所以排水管网汇集了排出的生产废水、生活污水和雨水后，可借助重力作用通过排水管直接排入厂外公共下水道。7.2.5 消防用水系统食品工厂的生产性质决定其发生火灾的危险性较低，建筑物的防火系数较高，但防患于未然，必须考虑消防用水系统。食品厂的消防给水一般与生产生活给水管合并，发生火警时可调用生产、生活用水加以解决。7.3 供电系统食品工厂的供电系统一般包括：全厂的变配电工程，厂区的供电工程，使内外的照明工程。供电电压一般低压采用380/220V三相四线制，高压采用10KV。符合国家有关规定，安全可靠，运行方便，经济节约。本厂生产冷冻类食品，由于停电可导致产品变质，所以对供电要求较高，生产车间环境湿度大，所以电器设备和器材应按湿热带的条件选择，要能防水汽，防腐蚀，尽可能集中放置。厂区外线一般采用低压架空线，或者是低压电缆，保证供电安全。车间及其它建筑的照明电源要求与动力线分开，一般采用日光灯照明，车间及原料库还应设置防虫灯。第8章 人员配置8.1 生产车间人员配置 由于本厂实行机械化生产，所以根据国家有关法律法规，保证工厂正常生产，且工人劳动正常，确定人员配置如下：根据工厂生产的需要，确定需要生产车间配置39人，分3班，每班13人，每班工作8小时。实行岗位制，保证正常生产。8.2 辅助生产及管理人员配置辅助生产及管理人员应实行责任制，各司其职，各尽其用。根据本厂的规模及生产情况，合理配置人员。辅助生产及管理人员包括：管理人员4人、化验人员8人、维修人员4人、运输人员4人、警卫及清杂工6人。第9章 环境影响分析为了贯彻可持续发展战略，进一步完善环境管理体系，基本改变环境污染和生态恶化的状况，改善环境质量，应建设一批经济快速发展，环境清洁优美、生态良性循环的城市和地区的要求，我厂分别在噪声控制、大气污染控制、废水控制方面做了相应预测和规划措施。9.1 噪声控制9.1.1 工业企业环境噪声标准及规定在冰淇淋工厂生产的过程中，机械设备如均质机、过滤机等运转时，各部件之间的相互撞击、摩擦会产生机械噪声。在城市范围内向周围生活环境排放工业噪声的，应当符合国家规定的工业企业厂界环境噪声排放标准。 各类厂界噪声标准表 9-1（等效声级Leq）单位：dB（A）类别昼间夜间15545260503655547055注：1 类标准适用于以居住、文教机关为主的区域； 2 类标准适用于居住、商业、工业混杂区及商业中心区； 3 类标准适用于工业区； 4 类标准适用于交通干线道路两侧区域。本厂建于市区内，适用2类标准。9.1.2 噪声的控制就目前的科学技术水平和经济条件而言，还不可能完全控制噪声污染，为此加强对噪声的管理就显得格外重要。首先，划分功能区域。即将相同或相近功能的建筑集中在一起，本厂由于建筑面积有限，所以将所有生产工艺集中到一起，建设生产车间。第二，合理利用土地。第三，合理建筑布局。要考虑采取环境噪声影响的建筑布局，不但考虑声源的布局，还要充分利用地形及已有建筑物，使噪声得以降低。第四，城市绿化。利用树木的散射、吸声作用及地面吸声，可以降低噪声污染。9.1.3 生产人员防护 长时间处于噪声污染的环境，影响生产工人的身体健康，严重会导致耳鸣、耳聋等职业病。本厂为工人配备护耳器，可使耳内噪声降低1040dB。9.2 大气质量控制9.2.1 大气质量标准及有关规定 根据环境空气质量标准GB30951996，各项污染物排放限值如下：各污染物排放限制表 9-2污染物名称取值时间浓 度 限 值浓度单位一级标准二级标准三级标准二氧化硫年平均0.020.060.10mg/m3标准状态日平均0.050.150.251h平均0.150.500.70总悬浮颗粒物年平均0.080.200.30日平均0.120.300.50可吸入颗粒物年平均0.040.100.15日平均0.050.150.25氮氧化物年平均0.050.050.10日平均0.100.100.151h平均0.150.150.30二氧化氮年平均0.040.040.08日平均0.080.080.121h平均0.120.120.24一氧化氮日平均4.004.006.001h平均10.0010.0020.00臭氧1h平均0.120.160.20铅季平均1.50g/m3标准状态年平均1.00苯并芘日平均0.01氟化物日平均71h平均20 本厂为冰淇淋加工厂，所以主要的大气污染物为：1 烟尘：在燃料的燃烧过程中形成的颗粒物，飘浮在大气中。氟化物：冷库使用的氟利昂，扩散于大气中。9.2.2 大气污染的控制本厂为保证大气质量，特作如下要求：1 制定综合防治规划，实现“一空双达标”。2 调节工业结构，推行清洁生产。3 完善工厂绿化系统。9.3 污水控制9.3.1 污水综合排放标准及有关规定我国工业废水排放标准规定：（1） 饮用水的水源和风景游览区的水质，严禁有任何污染；（2） 渔业与农业用水，要保证植物的生长条件，保证动植物体内有害物质的残存毒性不得超过使用标准；（3） 工业用水的水源，必须符合工业生产用水的要求。9.3.2 污水的控制 为了控制污水对环境的污染，要改革工艺及对废水进行综合利用，最大限度地减少废水量。本厂为冰淇淋工厂，污水基本符合环保要求，经过简单净化处理后，可直接排入城市下水道。9.4 本厂环境保护措施 厂房、车间的布局应符合生产工艺流程的要求，要有足够的空间和场所，能整齐、合理地安置设备和堆放物料。主要生产车间要有防尘、防菌、防蚊蝇昆虫设施。三废处理、废渣与垃圾临时堆放场等有严重污染的区域应置于厂区的主导风向下侧，并与厂内其他厂房有合适的安全距离,并有绿色植物作为防护带。生产厂房内尽量将采用不易积存污物，易清洁的卫生器具、管材、管架及其附件。第10章 经济技术分析10.1 产品成本核算10.1.1 原辅料、燃料及动力成本原辅料消耗表 10-1原辅料年消耗量（t）单价（元/t）总价（万元）稀奶油2250120002700脱脂乳粉91810000918蔗糖13504000540稳定乳化剂36800028.8水40462.51.0115合计： 4187.8115万元 估算包装等成本费用约为600万元。年燃料及水电费约为150万元。 总计4937.8115万元。10.1.2 工资及福利本厂员工共66人，人均年工资1.4万元，总计92.4万元。福利费按工资总额的14%计算，全厂为12.936万元。总计：105.336万元。投资账目表 10-2项目名称概算值（万元）设备总值237.52设备运输费237.526%14.2512设备安装费237.523%7.1256管道安装费237.5232%76.0064征地费60元/m24000 m224土建费500元/m23000 m2150设计费（24+150）5%8.7建设单位管理费1743.5%6.09变电站50其他费用10不可预见费用50总投资633.693210.1.3 基建概算预计本厂建设期10个月，第二年投入100%生产。10.1.4 产品核算工厂成本核算表 10-3项目名称概算值（万元）原材料及辅助材料4937.8115人工费用105.336车间维修费633.69326%38.0216车间折旧费633.69324.629.1499车间管理费（4937.8115105.33638.021629.1499）2102.2064车间成本费4937.8115+105.336+28.1132+21.5535+102.2064=5212.5254企业管理费5212.52549469.1273工厂成本5212.5254469.12735681.652710.2 产品收入核算10.2.1 产品销售价格每包装冰淇淋150g 市场价：每包售价1元 相当于每吨6667元 10.2.2 产品名称及生产规模品名：原味冰淇淋产量：9000t/y年售：6000.3万元10.3 项目投资经济评价经济评价表 10-4名目指标年总产量9000ty单价6.667元kg年总产值6000.3万元总投资633.6932万元年总成本5681.6527万元年利润318.6473万元固定资产总额633.6932万元投资回收期633.6832/318.6473=1.99年 结论:通过计算可确定2年即可回收成结论 本设计以奶粉及成品的指标为计算依据，设备的选型紧紧围绕生产的实际需要，以降能节耗、提高产品品质为原则，使得整套工艺及设备配置科学合理。 本设计除对生产工艺、设备进行了科学合理的布置外，还紧