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1、江西科技師范大學 食品科學與工程專業(yè)《食品工廠課程設計》設計書 題目名稱 年產量 20000 噸碳酸飲料設計 專業(yè)班級 12 食品科學與工程 學 號 20111909 20121896 學生姓名 吳孟娟 卓雅婷 指導教師 常軍 博士 20 15 年 6 月 15 日 目錄 1.設計背景 1.1設計依據(jù) 1.2設計條件 2.廠址選擇 2.1交通狀況 2.2自然氣候 2.3原料供應 2.4 當?shù)氐慕?jīng)濟政策 .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ .錯.. 誤！ 未定義書簽。 未定義書

2、簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 未定義書簽。 1.. 3. 廠區(qū)設計 2... 3.1 廠內綠化與美化設計 2.. 3.2 各建筑物面積 2... 3.2.1工廠勞動力 2.. 3.2.2辦公樓 2... 3.2.3保衛(wèi)科 2... 3.2.4停車場 2... 3.2.5原料倉庫 2... 3.2.6 包裝材料倉庫 3.. 3.2.7成品倉庫 3... 3.2.8食堂 3... 3.2.9宿舍 3... 3.2.10醫(yī)務室 4... 3.2.11機修間與配電房 4.. 3.2.12 污水處理站 4

3、.. 3.2.13供水站 4... 4. 生產工藝設計 4... 4.1工藝流程 5... 4.2班產量的確定 5... 4.3物料衡算 5... 4.4包裝材料 6... 5. 生產車間功能設計 6... 7.. .7. 6. 總結 7. 參考文獻 年產 20000 噸碳酸飲料工廠設計 1. 設計背景 1.1 設計依據(jù) 我國碳酸飲料工業(yè)起步較晚，而碳酸飲料類產品是指一定條件下充入 CO2 氣體的 飲料，包括碳酸飲料、充氣運動飲料等具體品種，不包括由發(fā)酵法自身產生 CO2 氣的 飲料，成品中二氧化碳的含量不低于（ 20℃時的體積倍數(shù)）不低于 2.0

4、 倍。碳酸飲料的 主要成分為糖、色素、甜味劑、酸味劑、香料及碳酸水等一般不含維生素，也不含礦物 質，碳酸飲料可分為果汁型、果味型、可樂型等，本設計主要生產雪碧型碳酸飲料。 1.2 設計條件 產量： 20000噸每年 工作時間： 252 天 原料：白砂糖、甜蜜素、蛋白糖（ 50 倍）、檸檬酸、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉等 2. 廠址選擇 廠址條件選擇是工廠建設條件分析的核心內容。 工廠的廠址選擇不僅關系到工業(yè)布 局的落實、投資的地區(qū)分配、經(jīng)濟結構、生態(tài)平衡等具有全局性、長遠性的重要問題， 還直接或間接地決定著工廠投產以后的生產經(jīng)營， 所以廠址的選擇至關重要， 本設計從 交通狀況、自然氣候、原

5、料供應、當?shù)氐慕?jīng)濟政策等方面考慮，決定將廠址選在江西省 豐城市工業(yè)園。 2.1 交通狀況 豐城水運、陸運、鐵運、空運便捷，滬昆高速直達省城南昌，豐城市工業(yè)園距離高 速路口只有 20 分鐘路程，劍邑大橋、贛江公路大橋離園區(qū)較近，且過劍邑大橋可直達 105國道，陸運便利。贛江倚城東流，水運便捷，工業(yè)園距離機場 70 公里，空運方便， 且有京浙贛鐵路、京九鐵路穿境而過，專線鐵路直達園區(qū)，新梅一級公路穿園而過，區(qū) 位優(yōu)越。 2.2 自然氣候 豐城市氣候溫和，四季分明，豐城人民注重傳統(tǒng)，逢年過節(jié)必然宴客，因此碳酸飲 料便成為會客必不可少的飲品。近年來，豐城市人口呈現(xiàn)正增長，未來市場可觀。豐城 市地理

6、位置較好，全年無自然災害，不會有非抗力因素影響生產。 2.3 原料供應 工業(yè)園區(qū)位于贛江之濱、緊鄰豐城電廠，有豐富的水、電和蒸汽資源。豐城小港盛 產甘蔗，原料供應方便，可減少物流費用，且工業(yè)園內有生產 PET 聚酯瓶和包裝紙箱 的工廠，采購包裝材料極為便利。而豐城市擁有 130 萬人口，勞動力豐富，豐城擁有江 南最大的煤礦和發(fā)電廠，能源供應豐富。 2.4 當?shù)氐慕?jīng)濟政策 豐城市首先在土地租賃方面給出優(yōu)惠， 最高不超過每年每平方米 1 元，水電價格也 給予優(yōu)惠，為了引進投資，豐城市優(yōu)化其投資環(huán)境，推行誠信服務，禁止任何人、任何 單位、任何部門向工廠收取任何的非法費用，對外來客商及其投資企業(yè)

7、進行重點保護， 并且可保證外來客商妻子及其子女落戶。 3. 廠內設計 3.1 廠內綠化與美化設計 本廠在污水處理站的周圍設置綠化帶， 目的是凈化空氣以及隔離生活區(qū)， 園區(qū)進口 左側設置綠化帶，給人以舒適感，打造花園式工廠，在綠化帶中設大型蓄水池，充分利 用自然資源，在休閑廣場可設置一標志性建筑，再圈一小池，配以金魚，頗有花園式工 廠的特色和美感。 3.2 各建筑設施面積 3.2.1工廠勞動力 由于碳酸飲料的生產流水線為全自動化生產， 所需的人數(shù)并不多， 以旺季計算， 旺 季為 3 班，每班為 16 人，因工人會有請假等特殊情況，因此可增加 4 人，總人數(shù)為 52 人，行政人員 10

8、人，研發(fā)品控人員 5人，保衛(wèi)處 3 人，共有兩個保衛(wèi)處，共 6 人，技 術工人 2 人，總人數(shù) 75 人。 3.2.2辦公樓 辦公樓主要供行政人員使用， 可設計為三層， 一樓為辦公人員使用， 二樓為會議室 和來賓休息室，三樓為董事長和副董事長等高級主管的辦公室。 每人使用面積約為 6m2 ， 總共為 60 m2，而辦公樓還需設計前臺等，可將辦公樓擴大至 200m2 。 3.2.3保衛(wèi)科 保衛(wèi)科也采取 3 班制，每班兩人，設置在大門的進出口處，工廠設計為兩大門，一 小門，只需在兩大門處設置保衛(wèi)科，而每人使用面積為 5 m2 ，總共為 20m2。 3.2.4停車場 本設計設置三個停車場，

9、 一個放置在原料倉庫及成品倉庫附近， 主要用于停放大型 貨車以及工廠車輛的停放， 貨車的尺寸一般為 12 2.5 3m ，而貨車也需回轉掉頭的空間， 因此可設計為 300m2 。第二個設置在廠右側區(qū)域， 主要用于放置工廠員工電動車， 電動 車尺寸為1.8 0.85m ，工廠員工人數(shù)較多，可設置停放 55輛電動車，面積為 110m2 。第 三個停車場可設計在辦公樓前面， 用于停放私家車， 一個停車位的占地面積約為 15m2 ， 設為 10 個，面積為 150m2 。因此總面積為 560m2 。 3.2.5原料倉庫 因所需原料不多， 而白砂糖的囤放是最多的， 因此可依據(jù)白砂糖的尺寸計算， 一袋

10、 白砂糖的尺寸約為 800 400 200mm ，重量約為 25kg 。白砂糖可堆放，堆放高度約為 2 m ，囤放周期為 5 天。以旺季為準，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，約為 250kg ，總共有18090 250 72.36 73堆。1 袋白砂糖 的占地面積為 0.32m2 ，73堆需 73 0.32 23.36m2 。倉庫的利用面積系數(shù) K=0.65。因此 面積為 36m2 。而原料倉庫還需設計原料接收部門等，因此需 240m2 。 3.2.6包裝材料倉庫 囤放周期為 5 天。雪碧飲料采用瓶子裝罐，每瓶 500mL ，約

11、為 0.5kg ，每班生產 60000瓶。每箱放置 24 瓶，每班可生產 2500箱。箱子的尺寸為 400 300 200m ，堆放 高度為 2 m ，可將瓶子放置在箱子內存放，因此只需考慮箱子面積，一堆可放 10 箱。 一箱的占地面積為 0.4 0.3 0.12m2 ，總共有 750堆，因此箱子的占地面積為 90m2 ，包 裝材料的利用系數(shù) K=0.65。則實際面積為 138.5m2 。而倉庫需留有工人行走及運輸工 具的進出，因此可擴增為 20 10 200m2 。 3.2.7成品倉庫 碳酸飲料的成品存放時間一般為 7~10d，本設計的貯藏期為 7 天計算，旺季每天生 產飲料 90t

12、，成品倉庫的面積可依據(jù)包裝材料倉庫的面積來確定，包裝材料的倉庫囤放 周期為 5 天，而成品倉庫的囤放周期為 7天，因此成品倉庫的面積要大。 可將其面積確 定為 400m2 。 3.2.8食堂 首先確定食堂的座位數(shù)。 N M 0.85/ CK 其中： N——座位數(shù) M ——全廠最大班人數(shù) C——進餐批次 K——作為輪換系數(shù) 全廠最大班人數(shù)為 48 人，進餐批次為 1 批，座位輪換系數(shù)為 1.2。 即 N 48 0.85 /1 1.2 34 食堂建筑面積的確定。 F N(D1 D2)/K 式中 F——食堂面積 D1 ——每座餐位使用面積 0.85~1.0m2 K—— 建筑系

13、數(shù) 82%~89% D2 ——每座廚房及其他面積 0.55~0.7m2 即 F 34(0.9 0.6) / 85% 60m2 。 3.2.9宿舍 宿舍可設在靠近食堂的位置，方便員工生活。男女工的比例為 3:7，因此男工 18 人，女工 47人，宿舍可設計為沒 4 人一間，即男宿舍 5間，女宿舍 12 間。一間宿舍包 括廁所、浴室、洗漱間在內，可設計一間為 30m2 。宿舍可設計為三層，一樓為男宿舍， 二三樓為女宿舍，一層 5 間。因此，宿舍樓的占地面積為 150m2 。 3.2.10醫(yī)務室 醫(yī)務室安排在宿舍樓附近。設計為兩層，一樓為醫(yī)務室，二樓為工廠活動中心，用 于員工休閑活動，可設

14、計為 40m2 。 3.2.11機修間與配電房 機修間與配電房設計在廠后區(qū)， 機修間用于防止機器零部件， 靠近生產車間， 可設 計為 30 m2 。配電房用于控制全廠電力，可設計為 30m2 。 3.2.12污水處理站 用于全廠的污水處理等，需設計大型過濾池，因此可設計為 100m2 。 3.2.13供水站 用于全廠的水供應，可設計為 40m2 。 全廠的建筑占地面積如下表所示 表 1 全廠建筑面積 尺寸（單位： m） 面積（ m2 ） 生產車間 45×24 1080 辦公樓 10×20 200 保衛(wèi)科 3×5 15 車庫 6×25 150 停車場

15、30×10 300 電動車車庫 11×10 110 原料倉庫 24×10 240 包裝材料庫 20×10 200 成品倉庫 20×20 400 食堂 10×6 60 宿舍 15×10 150 醫(yī)務室 4×10 40 機修間 3×10 30 配電房 3×10 30 污水處理站 10×10 100 供水站 4×10 40 全廠建筑面積 3145m2 一般工廠的建筑系數(shù)為 35%~50%之間，因此可設計廠區(qū)面積為 9000m2 。尺寸為 120 75m ，建筑系數(shù)為 35%，在一般工廠的建筑系數(shù)之間，設計合理。

16、 4. 生產工藝設計 4.1工藝流程 [2] 飲飲用用水水 水處理 脫氣 CO2氣 冷卻混合 砂糖 溶解 過濾 糖漿調和 包裝瓶 洗凈 空瓶檢查 裝瓶旋蓋機 成品 貼標機 4.2 班產量的確定 碳酸飲料的銷量分為淡季和旺季，本設計的每月工作日期據(jù) 2015 年份計算，每月 以四周為一個周期，每周休息 2天，每月休息 8 天，每月基本工作日為 22 天，由于每 月的日期不一樣且有國家休假日。 因此每月的生產期也不同。 夏季為碳酸飲料銷量的旺 季，而 2 月份正逢

17、春節(jié)，雖天氣較寒冷，但也是旺季。 1、3、4、11、12 月份為淡季。 旺季生產 3班，淡季生產 2 班。淡季總共有 111天，旺季有 141天，年產為 20000噸。 因此班產量 =20000÷（111×2+141×3）=31 噸。為方便計算，可將班產量設計為 30噸。 實際年產量為 19350 噸。 月份 天數(shù) （天/月） 班產量 （班/噸） 班次 日產量（噸） 月產量（噸） 1 21 30 2 60 1260 2 13 30 3 90 1170 3 23 30 2 60 1380 4 22 30 2 60 1320 5

18、20 30 3 90 1800 6 22 30 3 90 1980 7 23 30 3 90 2070 8 23 30 3 90 2070 9 22 30 3 90 1980 10 18 30 3 90 1620 11 22 30 2 60 1320 12 23 30 2 60 1380 4.3 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 檸檬酸 檸檬酸鈉 苯甲酸鈉 白檸檬香精 比例 4% 0.06% 0.08% 0.17%

19、0.03% 0.02% 0.1% 而原料在生產過程中存在損耗設為 0.5%。則實際班產量為 30150kg。 班產量 30 噸的成品需原料如下： 白砂糖=30150×4%=1206kg； 甜蜜素 =30150×0.06%=18.09kg； 蛋白糖=30150×0.08%=24.12kg； 檸檬酸 =30150×0.17%=51.25kg； 檸檬酸鈉 =30150×0.03%=9kg； 苯甲酸鈉 =30150×0.02%=6kg； 白檸檬香精 =30150×0.1%=30kg。 4.4 包裝材料 本設計采用 PET 聚酯瓶。每瓶 500mL，約 0.5kg。因此每班可生產 60000

20、 瓶。用箱 子包裝，每箱可放置 24 瓶，每班需紙箱 2500個。 5. 生產車間功能設計 食品工廠生產車間設計是工藝設計的重要部分， 不僅對建成投產后的生產實踐有很 大的關系，而且影響到工廠整體。車間布置一經(jīng)施工就不易改變，所以，在設計過程中 必須全面考慮。工藝設計必須與土建、給排水、供電、供汽、通風采暖、制冷、安全衛(wèi) 生等方面取得統(tǒng)一和協(xié)調。 車間工藝設計與建筑設計密切相關， 在工藝設計的過程中應對建筑結構、 外形、長 度、寬度及有關問題提出要求。 1) 對建筑外形的要求。 本車間設計為長方形， 單層廠房，高6m，長 45m，寬 24m。 2) 門窗。車間必須有兩道以上的門作為人流

21、、貨流和設備的出入口，為滿足貨物 或交通工具的運輸，門的規(guī)格應為 4000×3000mm。為方面各工段間的往來運輸及人員 流動，其他門均采用 1100×2200mm 的雙層門。 3) 采光。目前我國各食品工廠均采用自然采光， 車間的采光系數(shù)一般為 25%~40% 之間，采光系數(shù)是指采光面積和房間地坪面積的比值， 窗戶是車間主要透光的部分， 本 車間均采用側窗，窗臺高度為 1.2m，采用雙層內外開窗，在車間內還需增設日光燈照 明，日光燈離地 2.8m，每隔 2m 安一組， 4) 地坪。食品工廠的生產車間經(jīng)常受水、酸等腐蝕性介質侵蝕及運輸車輪沖擊， 故地坪須用標號較高的水泥鋪蓋。 本車間設計為

22、紅磚地面。地坪應有 1.5%的坡度，并 設有地漏排水。 5) 內墻面。食品工廠對車間內墻面要求很高，要防霉、防濕、防腐、有利于衛(wèi)生， 有 1.8m 的護墻，可用白瓷磚。護墻可保證墻面少受污染，并易于洗凈。內墻粉刷用白 水泥砂漿粉刷， 還要涂上耐化學腐蝕的過氯乙烯油漆或六偏水性內墻防霉涂料。 也可用 仿瓷涂料代替瓷磚，可防水、防霉，這種涂料對食品工廠車間內墻面很適宜。 6) 溫控。車間內要有空調裝置。車間內應用機械通風，用過濾的空氣送入生產車 間，使車間呈正壓系統(tǒng)(即室內的壓力高于室外) ，不讓空氣進入該室。 7) 建筑結構。食品工廠生產車間的建筑結構大體上可分磚木結構、混合結構、鋼 筋混

23、泥土結構。 本設計采用鋼筋混泥土結構。 這種結構為食品工廠生產車間和倉庫最常 用的結構，在建筑的跨度、高度上可按生產要求放大，而不受材料的影響。 6. 總結 本設計為碳酸飲料工廠設計， 采用了較為先進的配方， 對于廠區(qū)的分布和面積的確 定也比較合理，綠化較多，實現(xiàn)了公園式的工廠，但是在輔助部門設計上不夠詳細，也 沒有設置全廠員工住宿的大型宿舍樓， 食堂的員工也沒有計算在總的勞動力內， 本設計 也沒有計算投資以及利潤回收的計算， 有一些設備選型也沒有選擇完全， 但是總體上來 說，本設計還是較為合理的，符合一般的工廠設計，對于實際建廠有一定性的作用。 7. 參考文獻 [1] 李洪軍. 食品

24、工廠設計 [M]. 北京：中國農業(yè)出版社， 2008. [2] 夏文水. 食品工藝學 [M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社， 2013. [3] 李基洪. 軟飲料生產工藝與配方 3000例上冊[M]. 廣東：廣東科技出版社， 2004. [4] 陳斌. 食品加工機械與設備 [M]. 機械工業(yè)出版社， 2008 附錄 本廠所在位置全年風頻為東北風向， 而夏季風為東北風， 冬季風為東稍微偏北， 因 此設計時， 將污水處理站放在最北角， 避免污水處理站的異味影響全場， 而將食堂和宿 舍放在一起，方便員工生活，生產車間放置在中間，而原料倉庫、包裝材料倉庫以及成 品倉庫放置在四周，方便運輸。因此本廠廠區(qū)分布設置較為合理。