碳酸饮料工厂设计吴

江西科技师范大学食品科学与工程专业食品工厂课程设计设计书题目名称年产量 20000 吨碳酸饮料设计专业班级12 食品科学与工程学 号 20111909 20121896 学生姓名 吴孟娟 卓雅婷 指导教师 常军 博士20 15 年 6 月 15 日目录1.设计背景 1.1设计依据 1.2设计条件 2.厂址选择 2.1交通状况 2.2自然气候 2.3原料供应 2.4 当地的经济政策.错. 误！ .错. 误！ .错. 误！ .错. 误！ .错. 误！ .错. 误！ .错. 误！未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。1.3. 厂区设计 2.3.1 厂内绿化与美化设计 2.3.2 各建筑物面积 2.3.2.1工厂劳动力 2.3.2.2办公楼 2.3.2.3保卫科 2.3.2.4停车场 2.3.2.5原料仓库 2.3.2.6 包装材料仓库 3.3.2.7成品仓库 3.3.2.8食堂3.3.2.9宿舍3.3.2.10医务室4.3.2.11机修间与配电房 4.3.2.12 污水处理站 4.3.2.13供水站4.4. 生产工艺设计 4.4.1工艺流程 5.4.2班产量的确定 5.4.3物料衡算 5.4.4包装材料 6.5. 生产车间功能设计 6.7.7.6. 总结7. 参考文献年产 20000 吨碳酸饮料工厂设计1. 设计背景1.1 设计依据我国碳酸饮料工业起步较晚，而碳酸饮料类产品是指一定条件下充入CO2 气体的饮料，包括碳酸饮料、充气运动饮料等具体品种，不包括由发酵法自身产生CO2 气的饮料，成品中二氧化碳的含量不低于（ 20时的体积倍数）不低于 2.0 倍。碳酸饮料的 主要成分为糖、色素、甜味剂、酸味剂、香料及碳酸水等一般不含维生素，也不含矿物 质，碳酸饮料可分为果汁型、果味型、可乐型等，本设计主要生产雪碧型碳酸饮料。1.2 设计条件产量： 20000吨每年工作时间： 252 天原料：白砂糖、甜蜜素、蛋白糖（ 50 倍）、柠檬酸、柠檬酸钠、苯甲酸钠等2. 厂址选择厂址条件选择是工厂建设条件分析的核心内容。 工厂的厂址选择不仅关系到工业布 局的落实、投资的地区分配、经济结构、生态平衡等具有全局性、长远性的重要问题， 还直接或间接地决定着工厂投产以后的生产经营， 所以厂址的选择至关重要， 本设计从 交通状况、自然气候、原料供应、当地的经济政策等方面考虑，决定将厂址选在江西省 丰城市工业园。2.1 交通状况 丰城水运、陆运、铁运、空运便捷，沪昆高速直达省城南昌，丰城市工业园距离高 速路口只有 20 分钟路程，剑邑大桥、赣江公路大桥离园区较近，且过剑邑大桥可直达 105国道，陆运便利。赣江倚城东流，水运便捷，工业园距离机场 70 公里，空运方便， 且有京浙赣铁路、京九铁路穿境而过，专线铁路直达园区，新梅一级公路穿园而过，区 位优越。2.2 自然气候 丰城市气候温和，四季分明，丰城人民注重传统，逢年过节必然宴客，因此碳酸饮 料便成为会客必不可少的饮品。近年来，丰城市人口呈现正增长，未来市场可观。丰城 市地理位置较好，全年无自然灾害，不会有非抗力因素影响生产。2.3 原料供应 工业园区位于赣江之滨、紧邻丰城电厂，有丰富的水、电和蒸汽资源。丰城小港盛 产甘蔗，原料供应方便，可减少物流费用，且工业园内有生产 PET 聚酯瓶和包装纸箱 的工厂，采购包装材料极为便利。而丰城市拥有 130 万人口，劳动力丰富，丰城拥有江 南最大的煤矿和发电厂，能源供应丰富。2.4 当地的经济政策丰城市首先在土地租赁方面给出优惠， 最高不超过每年每平方米 1 元，水电价格也 给予优惠，为了引进投资，丰城市优化其投资环境，推行诚信服务，禁止任何人、任何 单位、任何部门向工厂收取任何的非法费用，对外来客商及其投资企业进行重点保护， 并且可保证外来客商妻子及其子女落户。3. 厂内设计3.1 厂内绿化与美化设计本厂在污水处理站的周围设置绿化带， 目的是净化空气以及隔离生活区， 园区进口 左侧设置绿化带，给人以舒适感，打造花园式工厂，在绿化带中设大型蓄水池，充分利 用自然资源，在休闲广场可设置一标志性建筑，再圈一小池，配以金鱼，颇有花园式工 厂的特色和美感。3.2 各建筑设施面积3.2.1工厂劳动力由于碳酸饮料的生产流水线为全自动化生产， 所需的人数并不多， 以旺季计算， 旺 季为 3 班，每班为 16 人，因工人会有请假等特殊情况，因此可增加 4 人，总人数为 52 人，行政人员 10人，研发品控人员 5人，保卫处 3 人，共有两个保卫处，共 6 人，技 术工人 2 人，总人数 75 人。3.2.2办公楼办公楼主要供行政人员使用， 可设计为三层， 一楼为办公人员使用， 二楼为会议室 和来宾休息室，三楼为董事长和副董事长等高级主管的办公室。 每人使用面积约为 6m2 ， 总共为 60 m2，而办公楼还需设计前台等，可将办公楼扩大至 200m2 。3.2.3保卫科保卫科也采取 3 班制，每班两人，设置在大门的进出口处，工厂设计为两大门，一 小门，只需在两大门处设置保卫科，而每人使用面积为 5 m2 ，总共为 20m2。 3.2.4停车场本设计设置三个停车场， 一个放置在原料仓库及成品仓库附近， 主要用于停放大型 货车以及工厂车辆的停放， 货车的尺寸一般为 12 2.5 3m ，而货车也需回转掉头的空间， 因此可设计为 300m2 。第二个设置在厂右侧区域， 主要用于放置工厂员工电动车， 电动 车尺寸为1.8 0.85m ，工厂员工人数较多，可设置停放 55辆电动车，面积为 110m2 。第 三个停车场可设计在办公楼前面， 用于停放私家车， 一个停车位的占地面积约为 15m2 ， 设为 10 个，面积为 150m2 。因此总面积为 560m2 。3.2.5原料仓库因所需原料不多， 而白砂糖的囤放是最多的， 因此可依据白砂糖的尺寸计算， 一袋 白砂糖的尺寸约为 800 400 200mm ，重量约为 25kg 。白砂糖可堆放，堆放高度约为 2 m ，囤放周期为 5 天。以旺季为准，每天需白砂糖 3618kg ，5天即用白砂糖 18090kg ， 一堆白砂糖可堆放 10 袋，约为 250kg ，总共有18090 250 72.36 73堆。1 袋白砂糖 的占地面积为 0.32m2 ，73堆需 73 0.32 23.36m2 。仓库的利用面积系数 K=0.65。因此 面积为 36m2 。而原料仓库还需设计原料接收部门等，因此需 240m2 。3.2.6包装材料仓库囤放周期为 5 天。雪碧饮料采用瓶子装罐，每瓶 500mL ，约为 0.5kg ，每班生产 60000瓶。每箱放置 24 瓶，每班可生产 2500箱。箱子的尺寸为 400 300 200m ，堆放 高度为 2 m ，可将瓶子放置在箱子内存放，因此只需考虑箱子面积，一堆可放10 箱。一箱的占地面积为 0.4 0.3 0.12m2 ，总共有 750堆，因此箱子的占地面积为 90m2 ，包 装材料的利用系数 K=0.65。则实际面积为 138.5m2 。而仓库需留有工人行走及运输工 具的进出，因此可扩增为 20 10 200m2 。3.2.7成品仓库碳酸饮料的成品存放时间一般为 710d，本设计的贮藏期为 7 天计算，旺季每天生 产饮料 90t ，成品仓库的面积可依据包装材料仓库的面积来确定，包装材料的仓库囤放 周期为 5 天，而成品仓库的囤放周期为 7天，因此成品仓库的面积要大。 可将其面积确 定为 400m2 。3.2.8食堂首先确定食堂的座位数。N M 0.85/ CK其中： N座位数M 全厂最大班人数C进餐批次 K作为轮换系数全厂最大班人数为 48 人，进餐批次为 1 批，座位轮换系数为 1.2。即 N 48 0.85 /1 1.2 34食堂建筑面积的确定。F N(D1 D2)/K式中 F食堂面积D1 每座餐位使用面积 0.851.0m2K 建筑系数 82%89%D2 每座厨房及其他面积 0.550.7m2即 F 34(0.9 0.6) / 85% 60m2 。3.2.9宿舍宿舍可设在靠近食堂的位置，方便员工生活。男女工的比例为3:7，因此男工 18人，女工 47人，宿舍可设计为没 4 人一间，即男宿舍 5间，女宿舍 12 间。一间宿舍包 括厕所、浴室、洗漱间在内，可设计一间为 30m2 。宿舍可设计为三层，一楼为男宿舍， 二三楼为女宿舍，一层 5 间。因此，宿舍楼的占地面积为 150m2 。3.2.10医务室 医务室安排在宿舍楼附近。设计为两层，一楼为医务室，二楼为工厂活动中心，用 于员工休闲活动，可设计为 40m2 。3.2.11机修间与配电房 机修间与配电房设计在厂后区， 机修间用于防止机器零部件， 靠近生产车间， 可设 计为 30 m2 。配电房用于控制全厂电力，可设计为 30m2 。3.2.12污水处理站 用于全厂的污水处理等，需设计大型过滤池，因此可设计为 100m2 。3.2.13供水站 用于全厂的水供应，可设计为 40m2 。 全厂的建筑占地面积如下表所示表 1 全厂建筑面积尺寸（单位： m）面积（ m2 ）生产车间45241080办公楼1020200保卫科3515车库625150停车场3010300电动车车库1110110原料仓库2410240包装材料库2010200成品仓库2020400食堂10660宿舍1510150医务室41040机修间31030配电房31030污水处理站1010100供水站41040全厂建筑面积3145m2一般工厂的建筑系数为35%50%之间，因此可设计厂区面积为9000m2 。尺寸为120 75m ，建筑系数为 35%，在一般工厂的建筑系数之间，设计合理。4. 生产工艺设计4.1工艺流程 2饮饮用用水水水处理脱气CO2气冷却混合砂糖溶解过滤糖浆调和包装瓶洗净空瓶检查装瓶旋盖机成品 贴标机4.2 班产量的确定碳酸饮料的销量分为淡季和旺季，本设计的每月工作日期据 2015 年份计算，每月 以四周为一个周期，每周休息 2天，每月休息 8 天，每月基本工作日为 22 天，由于每 月的日期不一样且有国家休假日。 因此每月的生产期也不同。 夏季为碳酸饮料销量的旺 季，而 2 月份正逢春节，虽天气较寒冷，但也是旺季。 1、3、4、11、12 月份为淡季。 旺季生产 3班，淡季生产 2 班。淡季总共有 111天，旺季有 141天，年产为 20000吨。 因此班产量 =20000（1112+1413）=31 吨。为方便计算，可将班产量设计为 30吨。 实际年产量为 19350 吨。月份天数（天/月）班产量（班/吨）班次日产量（吨）月产量（吨）1213026012602133039011703233026013804223026013205203039018006223039019807233039020708233039020709223039019801018303901620112230260132012233026013804.3 物料衡算雪碧配方 3如下表。表 2 雪碧配方原料白砂糖甜蜜素蛋白糖柠檬酸柠檬酸钠苯甲酸钠白柠檬香精比例4%0.06%0.08%0.17%0.03%0.02%0.1%而原料在生产过程中存在损耗设为 0.5%。则实际班产量为 30150kg。 班产量 30 吨的成品需原料如下：白砂糖=301504%=1206kg； 甜蜜素 =301500.06%=18.09kg； 蛋白糖=301500.08%=24.12kg； 柠檬酸 =301500.17%=51.25kg； 柠檬酸钠 =301500.03%=9kg； 苯甲酸钠 =301500.02%=6kg； 白柠檬香精 =301500.1%=30kg。4.4 包装材料本设计采用 PET 聚酯瓶。每瓶 500mL，约 0.5kg。因此每班可生产 60000 瓶。用箱 子包装，每箱可放置 24 瓶，每班需纸箱 2500个。5. 生产车间功能设计 食品工厂生产车间设计是工艺设计的重要部分， 不仅对建成投产后的生产实践有很 大的关系，而且影响到工厂整体。车间布置一经施工就不易改变，所以，在设计过程中 必须全面考虑。工艺设计必须与土建、给排水、供电、供汽、通风采暖、制冷、安全卫 生等方面取得统一和协调。车间工艺设计与建筑设计密切相关， 在工艺设计的过程中应对建筑结构、 外形、长 度、宽度及有关问题提出要求。1) 对建筑外形的要求。 本车间设计为长方形， 单层厂房，高6m，长 45m，宽 24m。2) 门窗。车间必须有两道以上的门作为人流、货流和设备的出入口，为满足货物 或交通工具的运输，门的规格应为 40003000mm。为方面各工段间的往来运输及人员 流动，其他门均采用 11002200mm 的双层门。3) 采光。目前我国各食品工厂均采用自然采光， 车间的采光系数一般为 25%40% 之间，采光系数是指采光面积和房间地坪面积的比值， 窗户是车间主要透光的部分， 本 车间均采用侧窗，窗台高度为 1.2m，采用双层内外开窗，在车间内还需增设日光灯照 明，日光灯离地 2.8m，每隔 2m 安一组，4) 地坪。食品工厂的生产车间经常受水、酸等腐蚀性介质侵蚀及运输车轮冲击， 故地坪须用标号较高的水泥铺盖。 本车间设计为红砖地面。地坪应有 1.5%的坡度，并 设有地漏排水。5) 内墙面。食品工厂对车间内墙面要求很高，要防霉、防湿、防腐、有利于卫生， 有 1.8m 的护墙，可用白瓷砖。护墙可保证墙面少受污染，并易于洗净。内墙粉刷用白 水泥砂浆粉刷， 还要涂上耐化学腐蚀的过氯乙烯油漆或六偏水性内墙防霉涂料。 也可用 仿瓷涂料代替瓷砖，可防水、防霉，这种涂料对食品工厂车间内墙面很适宜。6) 温控。车间内要有空调装置。车间内应用机械通风，用过滤的空气送入生产车 间，使车间呈正压系统(即室内的压力高于室外) ，不让空气进入该室。7) 建筑结构。食品工厂生产车间的建筑结构大体上可分砖木结构、混合结构、钢 筋混泥土结构。 本设计采用钢筋混泥土结构。 这种结构为食品工厂生产车间和仓库最常 用的结构，在建筑的跨度、高度上可按生产要求放大，而不受材料的影响。6. 总结本设计为碳酸饮料工厂设计， 采用了较为先进的配方， 对于厂区的分布和面积的确 定也比较合理，绿化较多，实现了公园式的工厂，但是在辅助部门设计上不够详细，也 没有设置全厂员工住宿的大型宿舍楼， 食堂的员工也没有计算在总的劳动力内， 本设计 也没有计算投资以及利润回收的计算， 有一些设备选型也没有选择完全， 但是总体上来 说，本设计还是较为合理的，符合一般的工厂设计，对于实际建厂有一定性的作用。7. 参考文献1 李洪军. 食品工厂设计 M. 北京：中国农业出版社， 2008.2 夏文水. 食品工艺学 M. 北京：中国轻工业出版社， 2013.3 李基洪. 软饮料生产工艺与配方 3000例上册M. 广东：广东科技出版社， 2004.4 陈斌. 食品加工机械与设备 M. 机械工业出版社， 2008附录本厂所在位置全年风频为东北风向， 而夏季风为东北风， 冬季风为东稍微偏北， 因 此设计时， 将污水处理站放在最北角， 避免污水处理站的异味影响全场， 而将食堂和宿 舍放在一起，方便员工生活，生产车间放置在中间，而原料仓库、包装材料仓库以及成 品仓库放置在四周，方便运输。因此本厂厂区分布设置较为合理。