食品工厂课程设计论文-甘肃省马铃薯精淀粉加工工厂设计.doc
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1、食品工厂课程设计食品工厂课程设计 设计题目:设计题目:甘肃省马铃薯精淀粉加工工厂设计 班班 级:级:食品科学与工程专业食品科学与工程专业 2009 级本科班级本科班 学学 生:生: 指导教师:指导教师: 甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃农业大学食品科学与工程学院 二二 O 一一年十二月一一年十二月 目录 I 目目 录录 1 1 总总论论1 1.1 概述.1 1.2 设计范围2 1.3 市场分析.3 1.3.1 原料市场分析3 1.3.2 产品市场分析3 2 平面布置与设计4 2.1 厂址选择4 2.2 总平面布置设计5 2.2.1 工厂总平面布置设计原则5 2.2.2 总平面设计的内容.6
2、2.3 车间平面布置设计6 2.3.1 车间设计6 2.3.2 车间平面布置原则.7 3 工艺论证与设计8 3.1 原料相关收购指标8 3.2 产品方案与产量确定.8 3.2.1 产品方案8 3.2.2 产量确定9 3.3 生产工艺流程及论证.9 3.3.1 工艺流程图.9 3.3.2 工艺论证和说明11 3.4 产品原辅材料消耗物料衡算.13 3.5 设备选型14 3.5.1 设备选型的依据14 3.5.2 设备选型及清单15 3.6 车间劳动力计算16 目录 II 4 公用系统和辅助部门设计17 4.1 公用系统设计.17 4.1.1 管路设计17 4.1.2 管路安装18 4.1.3 供
3、电系统18 4.2 辅助部门设计.19 4.2.1 库房设计19 4.2.2 检验室设计.19 5 卫生、环境保护及综合利用.19 5.1 工厂环境卫生.20 5.2 车间设备、环境卫生.20 5.3 个人卫生20 5.4 废渣、废水处理及综合利用21 5.4.1 废渣的处理及综合利用21 5.4.2 废水的处理及综合利用21 6 综合技术经济分析22 6.1 投资指标22 6.2 年经营费用(生产成本)指标23 6.3 利润、利润率、投资回收期计算23 6.4 盈亏平衡点分析25 6.5 经营安全率()分析.26 6.6 综合评价26 7 结论.27 1 甘肃省马铃薯精淀粉加工工厂设计甘肃省
4、马铃薯精淀粉加工工厂设计 1 1 总论总论 1.1 概述 马铃薯源于南美安第斯山区高海拔地区,500 年前引入欧洲,400 年前由欧 洲引入中国。马铃薯是世界上四大栽培作物之一,目前国际上种植马铃薯的国 家达 148 个,种植面积约 2000 万 hm2,仅次于小麦、水稻、玉米,居第 4 位, 总产量在 3 亿 t 以上。马铃薯栽培面积欧洲最大,世界上 1O 个马铃薯主产国有 8 个在欧洲,其次是亚洲。近 3O 年来,马铃薯产量增长 114%,禾谷类增长 70%,马铃薯的产量增长速度高于其它作物。我国是世界最大的马铃薯生产国, 据 2007 年农业经济统计,全国种植面积 443 万 hm2约占
5、世界的 25%,年产量 6479 万 t,约占世界的 19%,面积和产量均居世界首位。我国马铃薯产区主要 分 布在东北、西北地区及西南部 分山区。主要种植省区有黑龙江、吉林、内 蒙古、甘肃、宁夏、青海及云、贵、川等地。近年年来,甘肃省马铃薯生产有 长足的进步。1994 年,全省马铃薯产量约 70 万吨,而到了 1999 年,仅定西地 区马铃薯产量就达到 300 万吨,增长十分迅速。尽管如此,如果仅从产量看, 甘肃省虽然属于国内主要马铃薯产区,但总产量优势并不突出。然而考虑发展 马铃薯深加工产业的要求,从马铃薯原料品质角度分析,甘肃省则具有明显的 优势,这一点主要得益于甘肃省特定的自然条件。 马
6、铃薯是一种一年生茄科植物,适宜在高寒地区生长。从纬度、海拔、土 壤等地理因素看,甘肃省中、西部大部分地区均适合马铃薯种植。同时,甘肃 中西部广大地区高寒、长日照、少雨的气候特征,特别有利于马铃薯淀粉及干 物质的积累。而干物质含量高低直接影响着马铃薯深加工行业的效益。据专家 分析,我国马铃薯淀粉及干物质含量平均水平为 13、19,而德国、美国这 一指标分别为 1718和 2223。有关资料显示,我国东北、内蒙 主要产区马铃薯淀粉及干物质含量大体在国内平均水平或偏低,西部产区在平 均线以下,而我省中西部马铃薯淀粉及干物质含量则接近德国、美国水平,部 分地区甚至见到淀粉含量 2226的报道。从加工淀
7、粉、全粉的角度看, 2 干物质含量提高 1 个百分点,原料消耗即可下降 67,其效益优势不言 而喻。宁夏、青海马铃薯产区条件与甘肃大致相同,但种植面积则无法与甘肃 省相匹敌。考虑到我国甜菜制糖行业的战略调整,今后河西地区还将有一大批 耕地退出甜菜种植。马铃薯种植面积有望进一步扩大。近年来,宁夏马铃薯淀 粉生产发展迅速,总体规模已远高于我省,但在原料供应方面出现实际困难因 而把注意力集中到我省中部静宁;庄浪等地马铃薯产区,这也从一个侧面反映 了甘肃省的马铃薯资源优势。 长期以来,甘肃省马铃薯主要用鲜食,除作为产区农民口粮外,大部分作 为蔬菜出售。近年来出现的一些个体贩运大户,主要也是直接贩运鲜薯
8、;实际 上仍停留在直接出售初级原料的水平,马铃薯资源优势并未充分体现。有关专 家认为,制约我国马铃薯单产提高的主要原因是国内传统马铃薯品种问题。随 着马铃薯优良品种的引进和培育、推广,我国马铃薯单产水平将迅速提高。因 此,我省马铃薯生产还有相当大的潜力。即使在农业种植结构调整、耕地面积 因退耕还林而减少的情况下,马铃薯产量仍可保持较高的水平。此外,我省马 铃薯原料收购价格仅相当于欧洲市场的 l3 左右,深加工生产成本较低,从而 可赋予深加工产品较强的国际市场竞争能力。因此,我省马铃薯产业的发展空 间十分广阔。这一新支柱产业的形成,可为我省中西部农民开辟一条新的致富 门路。这对改善我省贫困地区经
9、济落后状况、加快脱贫致富的步伐具有十分重 要的意义。 1.2 设计范围 1.2.1、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。 1.2.2、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,重点设备设计、论证和计算。 1.2.3、经济效益分析。 1.2.4、综合利用,三废治理和全厂质量管理, 3 1.3 市场分析 1.3.1 原料
10、市场分析 改革开放以来,甘肃马铃薯发展主要分为两个阶段:第一阶段19781987年。 因解决温饱和调整食物结构需求,马铃薯播种面积由1978年的419万亩减少到 1987年的407万亩,下降2.87%,总产量由235万吨减少到205万吨,下降12.7%。 第二阶段1988年至今。受经济效益和种植业结构调整影响,进入快速发展时期, 播种面积由1988年的435万亩提高到2007年的987万亩,增长1倍多,总产量由 285万吨提高到1000多万吨,增长近3.5倍。 1.3.2 产品市场分析 (1)、国际市场分析 目前,国际马铃薯淀粉年产量约 600 多万吨,欧共体国家的量占 85%,其 中,荷兰阿
11、韦贝公司年产马铃薯淀粉 80 多万吨,行销全世界,年收入达 8 亿美 元。随着现代科技的发展,马铃薯淀粉的生产和应用在不断增加,如德国 1982-1983 年马铃薯淀粉产量为 15 万吨,1993-1994 年达 50 万吨,增加了 2.3 倍,年平均递增 11.6%。亚洲是马铃薯淀粉国际市场的重要销售地区,据有关 方面分析,中国目前进口马铃薯淀粉 20 多万吨,日本需要进口 1520 万吨, 韩国 1216 万吨,台湾地区 810 万吨,东盟国家 2030 万吨,合计 70100 万吨。1996 年以前,欧共体国家每出口 1 吨马铃薯淀粉,补贴 50 美元; 从 1998 年起,欧共体国家随
12、着一体化进程的深入,逐步取消了补贴政策,导致 马铃薯种植面积的减少,国际市场上的供应将趋紧。 (2)、国内市场分析 据有关资料,目前国内马铃薯淀粉年需求量为 70 多万吨,我国现有淀粉生 产 5000 吨以上规模的厂家只有 10 家,达到一极品的产量仅 5 万多吨,约占国 内需求总量的 7%。通过各种渠道进口 20 多万吨,国内市场尚缺口 40 多万吨。 目前,缺口部分主要由低挡产品或其它产品替代。 (3)、发展趋势分析 4 从人均消费淀粉量上看,目前我国只有 2.5 千克,而欧洲、日本为 10 千克 以上,我国人均水平还比较低,增长潜力较大。需求总量将进一步增加。从国 产马铃薯淀粉的市场竞争
13、力分析。我国加入世贸组织后,马铃薯淀粉的进口税 率降低到 17%,目前马铃薯淀粉的到岸价为 500 美元,而国产的价格仅 40004500 元/吨。因此,国产马铃薯淀粉产品,只要保证质量,适销对路, 在国内不仅有市场,也是具有竞争力的。 从国际市场上看,我国与日、韩及东南亚国家相邻,具有地缘优势,只要 产品质量稳定可靠,打入这些国家的市场是有可能的。目前,马铃薯种植面积 的减少,国际市场的供应趋紧,是我国马铃薯淀粉行业开拓国际市场的较好的 时机。 从行业利用上看,发达国家 80%的马铃薯淀粉用于医药、纺织、造纸及石 油工业等领域,而我国目前 90%的马铃薯淀粉是用于食品工业,随着市场经济 的发
14、展和国际化的推进,食品工业以外的行业对马铃薯淀粉的使用将不断增加。 我国未来马铃薯淀粉市场将会有较大的发展空间。 2 2 平面布置与设计平面布置与设计 2.1 厂址选择 按照薯类淀粉厂厂址选择的要求,本设计厂的厂址选择考虑以下几个方面: (1)、首先厂址应设在规划区或者开发区内,以适应当地远近期规划的统一 布局,尽量不占用或少占良田,做到节约用地。 (2)、必须考虑厂址的地理位置、原料和水的来源等条件。宜设在原料产地 附近的大中城市的郊区,可便于原料、成品、辅料和包装材料的运输。 (3)、厂区的标高应高于当地历史最高洪水位,特别是主车间及仓库的标高 更应高于当地历史最高洪水位,厂区自然排水坡度
15、最好在 0.0040.008 之间。 (4)、所选厂址,要有可靠的地质条件,应避免将工厂设在流沙、淤泥、土 崩断裂层上。 (5)、所选厂址附近应有良好的卫生环境,没有有害气体,放射性源,粉尘 和其他扩散性的污染源。厂址不应选在受污染河流的下游。 5 (6)、所选厂址面积的大小,应在满足生产要求的基础上,留有适当的空余 场地,以考虑工厂进一步发展之用。 (7)、所选厂址应有可满足生产需求的供电条件,附近有充足的水源,而且 水质应较好。 (8)、厂址最好选择在居民区附近,这样不仅有充足的劳动力来源,还可以 减少职工生活福利设施建设。 2.2 总平面布置设计 2.2.1 工厂总平面布置设计原则 总平
16、面设计是马铃薯淀粉工厂设计的重要组成部分,它是将全厂不同使用功 能的建筑物,构筑物按整个生产工艺流程,结合用地形条件进行合理的布置,使建 筑群组成一个有机整体,这样既便于组织生产,又便于企业管理,本工厂平面布 置设计原则有: (1)、总平面设计应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,
17、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 、生产车间要注意朝向,保证通风良好。 、生产车间与城市公路有一定的防护区,一般 3050 米。 、厕所应与主车间、仓库保持一定的距离,并采用水冲式厕所,以保持 6 厕所的清洁卫生。 、对卫生有不良影响的车间应远离其它车间。 、生产区和生活区尽量分开。 2.2.2 总平面设计的内容 (1)、运输设计。
18、(2)、管线设计。 (3)、绿化设计及环保设计。 (4)、厂区各部分地形标高的设计。 全厂面积:22500 m2。 建筑物面积 7400m2。 露天堆场面积:1400m2 。 其他建筑面积:1400m2。 建筑系数(建筑物占地面积+露天堆场面积)/全厂总面积100%。 39%100 22500 14007400 土地利用系数(建筑物占地面积+露天堆场面积+辅助工程面积)/全厂总 面积100%。 45%100 22500 140014007400 根据食品工厂经验数据。 建筑系数为: 25%40%。 土地利用系数为:45%65%。 因此本设计基本符合食品工厂设计要求。 2.3 车间平面布置设计
19、2.3.1 车间设计 根据马铃薯淀粉生产的工艺要求,结合实际生产情况,需要以下建筑或构 建物。 (1)、原料仓库 7 原料用于收购的马铃薯原料存放,根据北方马铃薯保存的要求,采用堆藏, 并注意库内通风。 (2)、预处理车间 紧邻原料仓库,在更衣室旁,在本车间内时行马铃薯的选料、分级、浸泡、 清洗等。 (3)、生产车间 马铃薯淀粉的主加工生产车间。 (4)、成品仓库 根据马铃薯淀粉保存的要求,一般库内温度应保持在 15以下,相对湿度 不超过 70%为宜,并注意通风。 (5)、包装车间 宜接近包装材料库和成品仓库,便于包装完毕后直接入库。 (6)、化验室 在办公大楼一侧,用于进行产品的原料和产品的
20、质量检验。 (7)、更衣室、卫生间 位于进入各个车间的必经之地,分左右男女更衣室,人流和物流分别从不 同的通道进入各车间,避免交叉污染。 (8)、配电室、机修车间 (9)、废水处理区 2.3.2 车间平面布置原则 (1)、生产设备要按工艺流程的顺序配置,在保证生产要求、安全及环境卫 生的前提下,尽量节省厂房面积与空间。 (2)、全建筑物采取南北朝向,利于通风、采光。 (3)、配电房、锅炉靠近生产车间,减少能源消耗,锅炉房处于生产车间上 风向位置。 (4)、全局考虑全厂布置,填平补齐,力求合理、经济。 根据以上原则,对马铃薯淀粉工厂车间进行如下设计。 食品工厂车间厂房采用轻钢结构,轻钢建筑材料重
21、量轻、建设周期短,相 8 对建筑成本比较低,同时,轻钢结构厂房相对跨度大,对设备在厂房中的布置 影响小,框架结构对于不同功能分隔和以后的变更都非常的方便。 主车间物流为南北走向, 人流为东西走向, 因此, 在主厂房北侧设置原辅 料仓库, 对原、辅料进行储存。主厂房人流方向为东西走向, 人流经过主厂房 一次换鞋、更衣、二次换鞋、消毒池以及风淋间后通过人流通道进入各个生产 岗位进行生产。设计中人流路线与物流路线没有交叉,因此能够避免事故和操 作失误。 3 3 工艺论证与设计工艺论证与设计 3.1、马铃薯原料相关收够指标: 干物质占总重量的比例最小应为 22.5;淀粉含量占总重量的比例最小应 为 1
22、6;蛋白含量占总重量的比例最大应为 2.7;粗纤维占总重量的比例最 大应为 1.9;灰分占总重量的比例最大应为 1.2。 马铃薯收够加工还需符合以下条件: 马铃薯应在收获后一个月内加工; 马铃薯不可受冻; 马铃薯无发芽; lkg 马铃薯的个数最多 15 个; 1kg 马铃薯的坏损量不超过 4; 进入工厂的未净化的马铃薯不能含有超过 5泥沙和其它杂质。 3.2 产品方案与产量确定 3.2.1 产品方案 由于马铃薯属于季节性农产品,所以马铃薯淀粉是季节性生产,生产期为 每年的 9 月到次年的 1 月,按照年生产 100 日计算。结合本工厂设计的产量为 依据,具体的产品方案见表 3-1。 9 表 3
23、-1 马铃薯淀粉产品方案设计 名称 规格 产量(吨) 包装方式 备注 优级淀粉 25kg/袋 16000 25kg 牛皮纸袋 一级淀粉 25kg/袋 4000 25kg 牛皮纸袋 著渣饲料 50kg/袋 4000 50kg 饲料用编织袋 3.2.2 产量确定 本设计综合了对原料供应市场、产品需求市场及生产先进性的分析,拟建 产量为各 1 万吨/年的生产线两条。每年总产量为 2 万吨。 根据设计年产 2 万吨的生产规模,马铃薯淀粉产量设计情况见表 3-2 表 3-2 马铃薯淀粉产量设计 名称 年产量(吨) 月产量(吨) 日产量(吨) 备注 优级淀粉 16000 4000 160 一级淀粉 400
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