摘要及关键词

摘要：本工艺设计说明书是根据设计任务书的内容，经过广泛收集资料整理后，根据目前我国果汁的发展与需求生产新型的果汁饮料为消费者提供更多绿色而且健康的选择。本设计以经济效益和优先采用先进设备为原则，选取产品的工艺流程和设备，说明书中阐述了百香果汁的加工，对产品方案进行了比较择优选型，对原辅材料进行了介绍，对果汁的工艺流程、物料衡算、工艺操作和各个工序、设备选型作了详细的论述，并利用工艺流程图和物料处理作了直观的说明。

关键词：百香果；工艺；配方；工厂设计；经济预算

前言

作为农业大国，我国水果资源一直丰富，但果汁饮料行业在20世纪80年代才开始起步，起点相对较低，直到年中国饮料工业协会加入国际果汁生产商联合会后，果汁饮料才开始迅速发展并走向成熟。随着近几年我国消费者健康、营养意识的增强和消费水平的提高，对饮料的需求趋于营养化、疗效化、组合化、清淡化和环保化，果汁饮料也因此越来越受市场欢迎。

我国果汁市场现状目前我国果汁市场面临一下问题：果汁表现欠佳，被其他饮品抢占份额，碳酸饮料、奶茶等品类保持两年超过市场平均水平的增幅，碳酸饮料甚至通过主要厂商的创新、渠道的渗透，维持5%以上增长。虽然果汁年增幅有一定的反弹，但还是低于市场平均增速水平；功能性日益被注重，功能饮料加速布局，果汁是有功能但是在功能性突出上，并没有推广到消费者；甜味果蔬汁错失饮料“抗糖”热潮，消费者需求提升后，对甜味的需求更多是低糖和无糖产品，虽然果蔬汁没有额外添加糖，但是由于水果本身口感，消费者可能觉得甜味太高，不利于减肥和体重控制。对果蔬汁来说，一方面可以通过标示无添加糖，也可以把果汁的糖含量降低，使其口感上没有那么甜，这可能会需要酸性果汁的发展；果汁新品缺乏突破性创新，无法满足可持续性增长，产品创新对于饮料行业来说，是非常重要的纬度；其他“果汁”饮品加入战局，其他饮料品类比如说即饮茶品类，果汁型碳酸饮料、果味水都可以把果汁品类融入进去，这些品类都利用果汁主打市场，其他行业可以借鉴果汁的概念，果汁行业也需要做更多概念跨界；现在鲜榨饮品多元发展，也加入果汁行业竞争，鲜榨果汁会更方便地满足消费者场景性需求。因此，果汁行业应把握市场趋势，在逆境中寻找机会。在浓度、口味、包装方面做出创新，从而获得新发展。

百香果概况百香果，别名西番莲、鸡蛋果、巴西果，系西番莲科(Passifloraaceae)西番莲属（PassifloraL）藤本多年生植物果实，呈类圆形或椭圆形，按形态及品质分为紫色百香果(P.edulisSims)、黄色百香果(P.edulisvar.flovioarpaDegener)等品种。由于其含有多种香味物质，可散发柠檬、石榴、草莓、菠萝、芒果等水果的浓郁香味，因此得名百香果。西班牙研究人员于年在秘鲁发现并开发该植物，现主产于澳大利亚、巴西及肯尼亚等热带地区，年我国首次从菲律宾引进百香果在台湾种植，年从印度尼西亚引进百香果在厦门等地种植，目前主要栽培于广东、云南、福建、广西和台湾地区。百香果可直接生食，其果瓤汁液多可制成香甜可口果汁，种子可榨油供食用或制成皂和油漆，花端庄优雅可作为观赏植物，在欧美国家还被作为药物使用，对于痤疮、炎症、高血压、神经不安、间歇性哮喘、心律异常及缓解疼痛等症状具有较好疗效。

百香果适应性较强，种植生长的适宜温度为20~30℃，不耐低温，气温在0℃以下生长受到抑制，到-2℃时则受害严重甚至会死亡。百香果不耐干旱，但对降雨的需求也不高，在分布均匀年降雨量~mm的地区相对生长较好。百香果喜性阳光，长期日照有助于百香果开花，并能促进其枝蔓生长和营养积累。百香果对土壤要求不严格，土壤最适宜pH为5.5~6.5，要大量种植生产百香果的地区则土壤的土层至少有0.5m厚。因此，选择年平均气温在18℃以上、降雨量在mm以上、年日照数~h、土壤疏松肥沃且排水良好的地区最为适宜种植，种植的百香果生长速度快、营养成分足、果实产量多。百香果的育苗栽植方式分为种子播种繁殖和扦插繁殖2种，3、4月份是其育苗繁殖的最佳时间，到9月中旬开始收取果实，收果时间能持续到来年3月份，整个收果期时间较长。

百香果采摘于高温季节，如不妥善保存，则果皮容易失去光泽并皱缩，果实易受病菌侵染导致腐烂，保鲜贮藏方式包括低温贮藏、保鲜剂处理、热处理结合CaCl2处理、涂膜保鲜和气调保鲜等。徐雪莹对PO膜包装的百香果8℃和25℃下贮藏研究对比发现，低温贮藏能有效抑制百香果呼吸速率和pH的上升，降低果皮皱缩的程度，保持好果实营养品质，延缓成熟和衰老过程，并且未出现冷害反应，目前市场主要采用的也是低温贮藏方式。

设计任务及技术要求设计任务食品工厂设计包括工厂总平面布局、生产车间、运输通道、环境保护及经济概算等工程设计。年产吨百香果果汁饮料的工厂，主要的工程设计有厂址选择与总平面设计、产品生产工艺过程及物料衡算、生产加工设备选型、水电汽能耗估算、卫生及环保处理、经济核算及预测分析。在保证生产加工能顺利进行的前提下，合理运用各方面的资源，并依照食品工厂相关标准进行设计。

1、根据个人所定的产品结构和生产规模，确定建筑物的位置、面积、建筑形式及土地面积，区域、绘制扩建后的全厂总平面布置图。

2、完成厂址选择和产品方案的制定。

3、完成车间工艺设计。包括：制定主产品的配方和加工工艺流程，进行物料衡算以确定主要原辅材料耗量，设备的计算与选型，车间水、电、汽量的估算，劳动定员等，最后绘出车间厂房布置图和工艺设备布置图。

4、分析食品工厂相关设计对环境保护的影响，进行环境保护措施制定、产品成本估算和技术经济评价。

技术要求果汁生产中酶的应用；果汁饮料的澄清工艺；果汁饮料的稳定性提高；果汁饮料的杀菌技术。

二、厂址选择

2.1厂址选择的原则

2.1.1符合规划

(1)土地规划。食品工厂的选址要符合当地土地利用总体规划，严格服从地方政府对土地利用、开发、整治、保护等方面做的统筹安排。

(2)产业规划。食品工厂要与当地产业发展及项目布局规划相匹配。

2.1.2区位优势

(1)产地靠近。成熟百香果保存的时间一般为一个星期左右，因而厂址的选择应该靠近百香果的产地为佳。

(2)交通便利。对于食品工厂来说，交通因素是决定因素之一，不管是原辅材料的运入，还是成品的输出，都得依靠强大的运输能力才能实现。

(3)人口密集。一是劳动人口，因为工厂现阶段依然需要大量的工人才能得以运转，需要一定人口基数做支撑；二是消费人口，食品工厂生产的产品只有销售出去，才能维持企业的运转，因此庞大的消费人口也是重要考量因素。

(4)环境优越。一是指自然环境，工厂长期运转，自然环境因素是留住工人以保持企业活力的重要因素；二是居住环境，不管是对工人也好，企业也罢，没有便利的居住生活环境无法久存；三是产业环境，食品工厂不是单独存在的个体，而是产业链中的一环，要生存必然无法离开整个产业链，所以在选址的时候，产业配套也是一个重要的考虑因素。

2.1.3自然条件

(1)水源。饮料制品工厂无论是生产饮料还是原浆，都离不开水这个先决条件，干净充足的水源(水质一定要符合国家卫生部最新颁发的饮用水标准)是每个食品工厂必备的。食品企业生产过程中产生的废水、废渣，必须进行特定处理，达到国家排放标准后才能排放。

(2)地貌。首先食品工厂拟选厂址要考虑地质条件，地块必须满足建厂要求，淤泥、流沙、土崩断裂层上以及矿藏地表处不得兴建厂房，并且要具有一定的地耐力；其次厂区的标高最好高于当地的历史最高的洪水位，尤其是主厂房以及产品或原料的储存仓库，再次斜坡度(4~8)/是工厂自然排水坡度的最好区间。

2.2厂址建设地址

根据建设食品工厂遵守原则及生产条件的综合考虑，该食品厂最终选址在广西省北流市鑫山工业区，鑫山工业区位于北流市城区北面西垠镇、民乐镇和北流镇交界处，东邻洛湛铁路北流站，北靠南广(南宁--广州)高速公路北流出口，高速公路出口连接市区的60米工业大道，交通区位优势十分明显，是未来北流市重要的对外窗口。园区位于北流市城区西北面，距城区5公里，北靠南广高速公路、南依洛湛铁路，高速公路至城区出口和洛湛铁路北流客、货运站分布在园区周边，地理位置独特，人力资源丰富，交通区位优势明显，，规划占地面积12平方公里。到年底，园区落户企业达15家，当年完成投资5亿元，实现工业总产值8亿元，完成税收多万元。初步形成了以电子、食品、印刷包装、针织制衣等东部转移产业为主的轻工业产业集群。

20世纪80年代末，百香果由中国热带作物研究所试验引种后，首先在广西北流市种植推广，作为深加工用果引进，并取得了很好的经济效益。北流市百香果产业的种植面积、电商规模均处于全国领先状态。特别是近年来，北流市百香果产业借力电商得到迅猛发展，同时百香果产业的发展也带动了北流市电商业的快速发展，北流市因此被称为“中国百香果之乡”。因而将厂址选在北流市鑫山工业区也靠近百香果原料产地，能更易获得高品质百香果原料。

2.3厂址比较

依据选择厂址的自然、技术经济条件，分析不同方案，尤其对厂区一次性投资估算及生产中经济成本等综合分析，通过选择比较，确认本设计中所选的厂址是符合条件的。

2.4厂区总平面设计

2.4.1总平面设计的基本原则

（1）总平面布局在合理前提下尽量紧凑设计，充分考虑当地地形地貌，节约用地

面积，做到充分利用每块土地。

（2）主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离，避免物料往输。

（3）全厂的货流、人流、原料、管道等的运输应有各自路线，力求避免交叉，合理加以组织安排。

（4）动力设施应接近负荷中心。如变电所应靠近高压线网输入本厂的一边，同时，变电所又应靠近耗电量大的车间，又如冷机房应接近变电所，并紧靠冷库。

（5）食品工厂总平面设计必须满足食品工厂卫生要求。

①生产区（各种车间和仓库等）和生活区（宿舍、食堂、浴室、商店和学校等）、厂前区（传达室、医务室、化验室、办公室、俱乐部、汽车房等）、和生产区分开。

②生产车间应注意朝向，保证阳光充足，通风良好。

③生产车间与城市公路有一定的防护区，一般为30～50m，中间最好有绿化地带阻挡尘埃污染食品。

④根据生产性质不同，动力供应、货运周转和卫生防火等应分区布置。同时，主车间应与食品卫生有影响的综合车间、废品仓库、煤堆及有大量烟尘或有害气体排除的车间间隔一定距离。主车间应设在锅炉房的上风向。

⑤总平面中要有一定的绿化面积，但不宜过大。

⑥公用厕所要与主车间、食品原料仓库或堆场及成品库保持一定距离，并采用水冲式厕所，以保持厕所的清洁卫生。

（6）厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，一般厂区道路应采用水泥或沥青路面，以保持清洁。运输货物道路应与车间间隔，特别是运煤和煤渣，容易产生污染。一般道路应为环形道路，以免在倒车时造成堵塞现象。

（7）厂区建筑物间距（指两幢建筑物外墙相距的距离）应按有关规范设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规定的前提下，使建筑物间的距离最小。

（8）建筑间距与通风关系：当风向正对建筑物时（即入射角为0°时），希望前面的建筑不遮挡后面建筑的自然通风，那就要求建筑间距D在4～5H以上。当风向的入射角为30°时，间距可采用1.3H。当入射角为60°时，间距D采用1.0H。一般建筑选用较大风向入射角时，用1.3H或1.5H就可达到通风要求，在地震区D采用1.6～2.0H。

2.4.2建筑物组成及总平面布置

全厂为长米，宽70米的长方形形状，总占地面积平方米。厂区大门设置在东南方，并分设左侧门；道路纵横交错，主干道短直且与各大门通联，道路两旁绿化充足；因为建厂地区为北流市，全年刮东北风、东南风较多，因此设置污水和废物处理间在西南方。厂区主要建筑物包括：生产车间、办公楼、宿舍楼、食堂、超市、配电间、机修间、污水处理间、废物清洁间、仓库、停车场、运动场。

表2.1主要建（构）筑物一览表

2.4.3百香果果汁饮料工厂总平面设计图

总平面设计图见附件。

三、产品方案及班产量确定

3.1产品方案设计的依据

产品方案又称生产纲领，它实际上是食品工厂准备全年生产哪些品种和各品种的数量、产期、生产班次等的计划安排。

在编排生产方案时，应根据设计计划任务书的要求及原料供应的可能，考虑本设计需要几个车间才能满足要求，各车间的利用率又如何，另外，在编排产品方案时，每月一般按25d计，全年的生产日为d，如果考虑原料等其他原因，全年的实际生产日数也不宜少于d，每天的生产班次一般为1-2班，季节性产品高峰期则按3班考虑。

3.2产品方案设计的要求

在安排产品方案时，尽量做到“四满足”“五平衡”。

在编制产品方案时，还必须满足确定主要产品的产品规格和班产量，班产量是工艺设计中最主要的计算基础。班产量的大小直接到设备的配套、车间的布置和面积、公用设施和辅助设施的大小，以及劳动力的定员等。决定班产量的因素有：原料供应量的多少，配套设备的生产能力、延长生产期的条件，每天生产班次及产品品种的搭配。

3.3班产量计算

根据百香果果汁饮料的原料供应情况、市场需求状况及配套设备生产能力，确定百香果果汁饮料年产量吨。由于百香果适用于冷藏条件，所以可全年均衡进行生产，除去休息日和节假日，每月平均生产25天，全年生产天数天，每天生产2班，每班工作8小时，预计每班产量8.5吨即日产17吨百香果饮料产品。

3.4年产吨百香果果汁饮料工厂的生产方案

表3.1年产吨百香果果汁饮料工厂的生产方案

四、主要产品生产工艺流程的确定

4.1生产工艺流程

图4.1百香果果汁饮料工艺流程图

4.2生产工艺操作要点

(1)原料挑选

剔除出果皮损伤和腐烂的百香果，选择合适大小的果型（横径约60mm，纵径约80mm），防止腐烂的百香果原汁造成不良影响，保证产品质量符合标准。

(2)清洗、切半取肉

将百香果果皮的泥土颗粒等杂质冲洗干净，用切半式榨汁机切开果盖，取出其果肉。

(3)酶解

加入0.15%的果胶酶及0.10%的纤维素酶对百香果肉进行酶解，在50℃下充分酶解3小时，分解果肉中的果胶、纤维素等多糖类物质，利于取汁和维持饮料的稳定性。

(4)过滤

将酶解完成的百香果果肉进行过滤，过滤中注意不要将果籽破碎，防止果籽中油脂渗透到果汁中，避免饮料带有苦涩味，从而得到百香果原汁。

(5)调配

以百香果原汁15%、蔗糖6%、果葡糖浆4%、CMC-Na0.20%、低酯果胶0.15%、山梨酸钾0.20%、D-异抗坏血酸钠0.10%、水74.35%的比例在调配罐中进行调配，要将CMC-Na、低酯果胶与蔗糖干混后加入到百香果原汁中，防止发生结块。

(6)胶体磨、均质

先用胶体磨破碎饮料中的较大颗粒，再利用均质机，在40Mpa压力下，进一步将果汁饮料体系中的较大颗粒分散成较小颗粒，提高体系的稳定性和均一性。

(7)脱气

将饮料进行脱气，去除百香果果汁饮料中的氧气，防止饮料中的色素、维生素C等物质的氧化，致使饮料颜色改变和营养品质降低。

(8)灌装

将脱气后的饮料及时进行灌装，防止气体再次进入，保持其品质。

(9)巴氏灭菌

将灌装好的的饮料进行灭菌，百香果果汁饮料为酸性，应在85℃下进行巴氏灭菌。

(10)冷却

采用流水将饮料进行冷却，防止百香果果汁饮料长时间处于高温状态，品质降低。

(11)贴标打码

通过全自动贴标机和打码机完成饮料包装的贴标和打码。

(12)检测

对包装好的百香果果汁饮料取样检测，对照指标确定成品是否合格，合格便可集装打包成品储运销售。

五、产品配方及物料计算

5.1产品配方

比例为：百香果原汁15%、蔗糖6%、果葡糖浆4%、CMC-Na0.20%、低酯果胶0.15%、山梨酸钾0.20%、D-异抗坏血酸钠0.10%、水74.35%。注意要将CMC-Na、低酯果胶与蔗糖干混后加入到百香果原汁中。

5.2物料计算

5.2.1原辅料物料衡算

表5.1百香果果汁饮料工艺技术指标及基础数据

表5.2配料配方

5.2.1.1以每班所需6吨百香果（原料量）为计算基准进行计算

原料百香果(kg)

↓←损失率0.7%

清洗

↓

切半取肉

↓←榨汁率24.12%

酶解

↓

过滤

↓←损失率4%

调配

↓

胶体磨

↓

均质

↓

脱气

↓

罐装

↓←损失率0.5%

巴氏灭菌

↓

冷却

↓

贴标打码

↓

成品

（1）6吨百香果挑选和清洗后剩余量：

×（1-0.7%）=.kg

（2）百香果榨汁后汁液量：

×24.12%=.kg

（3）酶解时添加纤维素酶量：

.×0.1%=1.kg

（4）酶解时添加果胶酶量：

.×0.15%=2.kg

（5）过滤后剩余量：

（.+1.+2.）×（1-4%）=.kg（过滤后百香果原汁占百香果饮料的15%）

（6）调配时添加果葡糖浆量：

（./15%）×4%=.kg

（7）调配时添加蔗糖量：

（./15%）×6%=.kg

（8）调配时添加CMC-Na量：

（./15%）×0.2%=19.kg

（9）调配时添加低脂果胶量：

（./15%）×0.15%=14.kg

（10）调配时添加山梨酸钾量：

（./15%）×0.2%=19.kg

11）调配时添加D-异抗坏血酸钠量：

（./15%）×0.1%=9.kg

（12）调配时加水量：

（./15%）×74.35%=.kg

（13）调配后浆液重：

.+.+.+19.+14.+19.+9.+.

=.kg

（14）考虑灌装损失、杀菌损失以及检样损失，6吨百香果（原料）可生产饮料：.×（1-0.5%-0.6%）=.kg

根据用去的原料和所得的成品，即可算出原料的消耗定额：

/.≈0.（kg原料/kg成品）

5.2.2总物料计算结果

表5.3物料计算结果汇总表

5.2.3包装用量衡算

日产百香果果汁饮料17吨，采用mLPET塑料瓶包装，需个塑料瓶，外贴标签张，每箱24瓶，共需瓦楞纸箱只。

六、设备生产能力的计算及选型

6.1设备选型的原则

（1）实用性。选则加工设备的基本依据是生产规模，设备规格、操作条件和生产能力必须与产品产量相匹配，考虑到设备维修、保养等因素，还应具有一定储备系数。

（2）可靠性。生产过程中设备若出现故障将影响企业生产秩序和产品品质，应选择系列化、标准化成熟的设备，充分考虑设备准确性、稳定性、故障率和维修简便性。

（3）先进性。重视先进科技技术和功能，充分考虑前瞻性，引进国内外精度高、性能优的现代化技术设备。

（4）安全性。要求设备事故隐患率较低，避免工人高危作业，符合食品卫生要求，与原料接触材料不易腐蚀，对食品和环境无污染。

（5）扩展性。尽量选择通用性好、一机多用和易于配套生产线设备，便于在产品具有一定市场且经济效益较好时，保证后续产品改型、生产研发或升级等新业务支持。

6.2原料处理设备

表6.1原料处理设备

百香果原料的预处理阶段包括百香果提升挑选、清洗除杂和去皮去籽榨汁这三道

工序。

（1）刮板式输送提升机

将百香果原料通过刮板式输送提升机提升到滚杠选果机，节省搬送原料的时间、人力和物力。该设备由上海果丰机械设备有限公司生产，生产能力达20t/h，传动功率为2.2kw，外形尺寸是×0×mm。

（2）滚杠选果机

提升后的百香果进入滚杠选果机，由人工挑出腐烂或外形太小的百香果，选果机将挑选后的百香果传送至气泡清洗机。该设备由上海承欢轻工机械有限公司生产，其生产能力达20t/h，总功率为2.2kw，外形尺寸是××mm。

（3）气泡清洗机

经挑选的百香果通过气泡清洗机清洗，气泡清洗机能使物料翻滚，快速去除泥沙灰尘及表面农残，防止后续阶段有杂物掉入果汁中。该设备由诸城市同泰食品机械厂生产，清洗能力是2t/h，功率为3.37kw，外形尺寸是××mm。

（4）榨汁机

经清洗后的百香果通过20T型榨汁机榨汁，能将百香果的果皮和籽分离出来，针对果肉进行榨汁。该设备由诸城市泰昌机械有限公司生产，榨汁能力为1t/h，功率为3kw，外形尺寸是××1mm。

6.3百香果果汁饮料制备阶段设备选型

表6.2百香果果汁饮料制备阶段设备

百香果饮料的制备阶段包括原汁酶解、过滤、调配和均质四道工序。

（5）酶解罐

将榨的百香果原汁置于酶解罐中，加入纤维素酶和果胶酶，温度控制在50℃，操作并完成酶解阶段。该设备由温州工大轻工机械有限公司生产，其公称容积是L，筒体直径为mm，筒体高度为mm，电机功率是0.75kw，搅拌转速为36r/min。

（6）双联过滤器

经酶解后的百香果酶解液通过双联过滤器去除杂质，得到粗制的百香果原汁。该设备由温州来福机械制造有限公司生产，其生产能力为5t/h，进出口直径为32mm，过滤面积为0.15m2，扬程为20m，功率为0.75kw，设备重量kg，外形尺寸是××mm。

（7）水处理设备

饮料调配及其他处理过程需使用经水处理设备处理过的纯水。该设备由广州凯源水处理设备有限公司生产，其产水量是2t/h，功率是3.5kw，电导率小于等于2.0μs/cm，脱盐率在97%以上，反渗透水利用率75~80%，工作压力为30~Psi，水温为15℃~35℃，净重是kg，外形尺寸为××mm。

（8）调配罐

通过管道运输百香果原汁和水到调配罐中，同时加入果葡糖浆、蔗糖、CMC-Na等辅料，在调配罐中充分混匀原料。该设备由温州鹿富机械科技有限公司生产，其公称容积为0L，筒体直径是0mm，夹套尺寸是mm，筒体高度是mm，电机功率为7.5kw，搅拌转速为80r/min，工作压力0.2~0.4Mpa。

（9）胶体磨

经过胶体磨粉碎调配的百香果果汁饮料中较大颗粒，使饮料更细腻以进行下一步均质阶段。该设备由浙江百力仕龙野轻工设备有限公司生产，其生产能力为3t/h，转速r/min，加工细度为2-40um，电机功率为7kw，重量kg，尺寸为××mm。

（10）高压均质机

通过高压均质机将百香果果汁饮料进行均质，确保饮料的组织状态和稳定性。该设备由上海立先机械有限公司生产，其生产能力为1.5t/h，最大压力为40mpa，工作压力35Mpa，电机功率是10kw，外形尺寸是××mm。

6.4脱气灭菌冷却阶段设备选型

表6.3脱气灭菌冷却阶段设备

（11）脱气机

将百香果果汁饮料在真空状态下进行脱气，完成该阶段工序。该设备由盐城亿天机械设备有限公司生产，其处理能力为1.5t/h，系统最大容积为m3，工作时真空度为0.-0.Mpa，电机总功率为2.5kw，重量是kg，外形尺寸是××mm。

（12）灌装机

百香果果汁饮料完成脱气后立即用灌装机进行灌装，保证饮料品质防止气体进入，同时完成灌装工序。该设备由张家港鑫玛星机械有限公司生产，是冲洗热灌装旋盖三合一机，洗瓶头数18个，灌装头数18个，封盖头数6个，包装容量可设定为mL，包装速度瓶/h，装机功率4kw，外形尺寸是×1×mm。

（13）巴氏喷淋灭菌冷却机

将灌装密封好的百香果瓶装果汁饮料进行巴氏灭菌，完成饮料消毒灭菌工序，然后通过喷淋区域，使瓶温降到一定温度，防止高温状态持续太久影响饮料品质。该设备由张家港美伦达饮料机械制造有限公司生产，其处理能力为2t/h，灭菌温度设置为85℃，每公斤物料消耗0.kg蒸汽，加热蒸汽压力是0.4Mpa，电机功率为0.5kw，设备总重是kg，外形尺寸是××mm。

6.5外包装阶段设备选型

表6.4外包装阶段设备

（14）吹瓶机

通过全自动吹瓶机吹制包装百香果果汁饮料的PET塑料瓶，该设备由台州润润机械有限公司生产，其模架数量为6个，产量能力为只/h，功率为13kw，重量kg，外形尺寸是××mm。

（15）自动贴标机

将圆瓶百香果果汁饮料进行贴标，该设备由广州雪霸专用设备有限公司生产，其贴标能力为60-瓶/min，贴标精度为正负1.0mm，功率为0.6kw，标签尺寸长度范围20-mm，高度范围10-mm，重量kg，外形尺寸是××mm。

（16）自动喷码机

将贴标好的百香果果汁饮料进行喷印日期和批号等，该设备由济南俊码机械设备有限公司生产，其喷印速度可达m/min，喷印距离为2-20mm，喷印行数1-3行，功率是0.1kw，重量32kg，外形尺寸是××mm。

（17）喷码输送机

运输灌装百香果果汁饮料通过喷码机，该设备由广州溯码信息技术有限公司生产，传输速度0-28m/min，功率0.45kw，重量52kg，外形尺寸是××mm。

（18）自动装箱机

将喷码好的百香果果汁饮料通过全自动高速裹包式装箱机进行装箱，该设备由上海首翊自动化科技有限公司生产，其装箱速度为10箱/min，功率是5kw，重量kg，外形尺寸是0××mm。

6.6中心试验室设备选型

表6.5中心试验室设备

七、劳动力计算

7.1劳动力计算的目的

（1）计划产量与劳动定员数相比较所得的全员劳动生产率是技术经济的重要指标，是企业管理的需要；

（2）在手工操作为主的工段是确定生产车间面积的依据；

（3）是车间卫生间、浴室、更衣间、消洗间面积的依据；

（4）是确定全厂办公、生活福利设施面积的依据；

（5）是确定与生产、办公、生活福利有关的公用工程的依据。

7.2劳动定员的计算依据

（1）工厂和车间的生产计划（产品品种和产量）；

（2）劳动定额、设备维护定额及服务定额；

（3）工作制度（间歇或连续生产、每日班次）；

（4）有效工作日与有效工作时数。

7.3全厂劳动定员

全厂员工分为行政管理人员、生产车间人员和辅助人员3个部分，相应的各部分

人员安排如下表：

表7.1行政管理人员配置表

表7.2生产车间人员配置表

表7.3辅助部门人员配置表

八、生产车间工艺布置

8.1生产车间工艺布置的原则

（1）要有总体设计的全局观点；

设备布置尽量按工艺流水线安排；应考虑多品种生产的可能，设备间间距合理，便于维修和清洁；尽可能利用车间空间运输，人员、物料分开进出，保证物料运输通畅；考虑生产卫生与劳动保护；注意车间采光、通风、采暖、降温等设施；可设在室外的设备尽量设在室外，上面可加盖简易棚；对生产车间或流水线的卫生控制等级要进行明确区域划分和区间隔离；（9）严格执行HACCP、ISO、GMP的规范性；（10）对生产辅助用房或空间留有充分的面积。

8.2年产吨百香果果汁饮料生产车间布局图

见附图

九、生产车间用水、电、汽的用量估算

9.1水的用量估算

9.1.1生产车间用水

（1）产品本身用水：根据物料衡算，每日生产百香果饮料17吨，需用水约12.8吨。

（2）工艺过程用水：气泡清洗机配溢水装置和过滤箱，可循环使进行用，结合实际按水原料=13的比例估算，原料清洗需用水.7/3≈3.73吨。巴氏喷淋灭菌冷却每小时处理2t饮料，水可循环使用，水起动消耗5.07t，水运行消耗50kg/h，总耗水量5.07+0.05×8.5=5.吨

（3）清洁车间用水：据生产经验每天清洗设备用水约需8吨水，清洗1m2地坪需用水15L，生产车间m2，地坪清洗共需15××1=0kg=15.00t。生产车间总用水量为：12.8+3.73+5.+8+15=45.吨。

9.1.2生活用水

（1）职工工作用水：在生产岗位或易污染身体岗位，人均用水27L，共有生产车间和人员54人，需水量27×54=L；从事行政管理岗位，人均用水24L，共有20人，需水量20×24=L

（2）职工宿舍用水：集体宿舍每日人均用水L，需水量×（20+25+29）=L

（3）食堂用水：以人均每餐使用10L水，三餐则使用30L水计算，需水量30×（20+25+29）=L

（4）路面浇洒用水量：以浇洒面积2L/（m2×d）计算，道路面积共m2，需水量2×=L

（5）绿化浇洒用水量：以浇洒面积1L/（m2×d）计算，绿化面积共1m2，需水量1×=1L。

（6）消防用水量：工厂设消防管网和水栓，室外消防用水量25L/s，室内车间设2股水柱，每股水量2.5L/s，仓库1股水柱水量5L/s。预算时先不计消防用水量，如遇火灾则调整生产生活用水来使用。

生活总用水量为：+++++1=L=17.56m3

需水17.56×=kg=17.56t

9.1.3总用水量

考虑到管网损失、用水峰值和未预见水需求，总用水量在预算基础上增加20%，每日用水量为：（45.+17.56）×（1+20%）=75.t，全年耗水量为31吨。

9.2电的用量估算

9.2.1设备工作时间计算

（1）刮板式输送提升机：处理能力为20t/h，每日需使用百香果.7kg，每班物料量约为5.6吨，处理时间为5.6/20=0.28h，考虑有其他损耗则每班工作时间约需0.3小时。

（2）滚杠选果机：处理能力为20t/h，每班使用百香果量5.6吨，处理时间为5.6/20=0.28h，考虑有其他损耗则每班工作时间约需0.3小时。

（3）气泡清洗机：清洗能力为2t/h，每班清洗百香果5.6吨，处理时间为5.6/2=2.8h，考虑有其他损耗则每班工作时间约需3小时。

（4）榨汁机：榨汁能力为1t/h，共两台榨汁机，总处理能力则为2t/h，处理时间为5.6/2=2.8h，考虑有其他损耗则每班工作时间约需3小时。

（5）酶解罐：设备公称容积为L，共有3个酶解罐，每班工作3小时。

（6）双联过滤器：过滤能力为5t/h，每班需过滤的汁液量约为1.34t，处理时间为1.34/5=0.h，考虑有其他损耗则每班工作时间约需0.3小时。

（7）调配罐：设备公称容积为0L，共有3个调配罐，每班工作0.5小时。

（8）胶体磨：处理能力为3t/h，每班需处理的饮料量约为8.6t，处理时间为8.6/3=2.87h。

（9）高压均质机：均质能力为1.5t/h，每班需处理的饮料量约为7.t，处理时间为8.6/1.5=5.74h。

（10）脱气机：脱气能力为1.5t/h，每班需处理的饮料量约为7.t，处理时间为8.6/1.5=5.74h。

（11）灌装机：包装容积为mL，设备包装速度为瓶/h，每班包装饮料0L，包装时间为0/(0.25×)=5.67h

（12）巴氏喷淋灭菌冷却机：处理能力为2t/h，每班需处理的饮料量为8.6t，处理时间为8.6/2=4.3h。

（13）吹瓶机：吹瓶能力为瓶/h，每班需使用包装PET瓶为个，处理时间为/=5.67h。

（14）自动贴标机：贴标能力为瓶/min，每班贴标时间为(0/0.25)/(×60)=2.83h。

（15）喷码机：喷印速度为m/min，喷码输送机速度为25m/min，每瓶间隔为10cm，每班喷码时间为（0/0.25×0.10）/（25×60）=2.27h。

（16）自动装箱机：装箱速度为10箱/min，每班需装箱，装箱时间为/(10×60)=2.27h

（17）水处理设备：产水量为2t/h，一天24h都需要工作。

表9.2.1设备用电参数

9.2.2用电量估算

（1）原料处理耗电量：

2.2×0.3+2.2×0.3+3.37×3+3×3=20.43

（2）百香果饮料制备耗电量：

0.75×3×3+0.75×0.3+7.5×0.5×3+7×2.87+10×5.74+2.5×5.74+4×5.67+0.5×4.3

=.kw

（3）饮料包装耗电量：

13×5.67+0.6×2.83+0.1×2.27+0.45×2.27+5×2.27=88.kw

（4）CIP清洗耗电量：2.2×2=4.4kw

（5）水处理设备耗电量：3.5×24=84kw

（6）其他用电量：照明、空调、通风等设备耗电量以生产耗电量的15%计算，

耗电量约为49.76kw。

每日耗电总量为：（20.43+.+88.+4.4+84+49.76）×2=.kw

全年耗电量为228kw

9.3汽的用量估算

（1）巴氏喷淋灭菌冷却机：灭菌冷却机蒸汽能耗为kg/t,设备每天处理17t饮料，耗蒸汽量为×17=kg。

（2）CIP清洗设备：设备蒸汽能耗为kg/h，需工作约2小时，耗蒸汽量为

×2=kg。

生产车间每日耗蒸汽量为：+=kg，全年耗蒸汽量为1kg。

十、管道的设计与布置

10.1管路设计及安装的基本原则

（1）管道应该尽量集中敷设、平行敷设，多走直线少拐弯交叉，便捷、整齐美观。

（2）并列管路上的管件阀件或错开或保持适当安装维修的距离。

（3）为便于安装和检修拆卸，在焊接及螺纹连接管路上适当配置法兰或活管接。

（4）管道尽量沿车间墙壁安装，避开电机与配电箱的上空，管与管及管与墙的距离便于检修。

（5）管道离地高度既不能妨碍交通输送，又须便于检修。

（6）管道穿过墙体或楼板时，应有预留孔加套管，内充满填料；套管长于楼板上下各50mm以上。

（7）管道的焊缝、管件、阀门不应在支架、楼板和墙体范围内一般净距mm以上。

（8）阀件及仪表安装高度尽可能考虑生产操作方便。

（9）管道坡度一般在3/～5/，黏度较大物料≥1%。

（10）一般的上、下水管及废水管宜埋地敷设；埋地管道的安装深度应该在冰冻线之下。

（11）地沟最低应高于历史最高洪水位mm；地沟底层坡度大于2/，特殊情况1/。

（12）真空系统就近布置，缩短真空管长。法兰连接保障密封性，阀门采用球阀较好。

（13）较长蒸汽管道注意一定距离安装疏水阀以便于排除冷凝。

（14）用陶瓷管作地下管线时，应埋于地下mm以下。

十一、辅助部门设计

11.1辅助部门的定义及分类

（1）定义：除车间以外其他部门或设施都统称辅助部门。

（2）分类：

11.2仓库

11.2.1原料仓库

（1）原料仓库位于车间的后方，离厂左侧门较近，便于原料的搬运和储存。采用封闭式设计，注意防霉、防潮。

（2）进入原料组存放的原料，需按品种、规格大小整齐规范的存入在指定位置，且离墙20cm，离地10cm。

11.2.2辅料仓库

（1）辅料仓库紧挨原料仓库，且离左侧门较近，便于材料的搬运和储存。采用四面砖墙，内部mm白瓷砖。周围墙壁开×cm窗户，增强采光效果，地面采取和加工车间一样的配置，增加防潮措施。

（2）辅料应该符合食品级的卫生要求，其不仅要符合国家相关国家法律法规和标准，而且公司供应部还应该会同技术部、品控部进行供应商的选定，必要时可以选择一至二家进行实地考察确认。其运输过程也应完整、干燥、不得与化学品同车运输。

11.2.3成品仓库

（1）库管要随时清理好成品数，做好进货出货记录。成品按产品类别分区域摆放，采用“”摆放的方法，尽量整齐。

应注意仓库内的防虫蝇、防尘、防潮、防霉、防鼠等管理，在所有与外界连通的入口安装防鼠器，库房大门安装不低于40公分的挡鼠板，窗户安装金属网，每天检查虫、蝇、鼠害情况，制定相应的灭杀时间,并且还应该注意仓库周围的环境卫生，必须注意仓库的通风与干燥、保持仓库的整洁、库房内要求无蛛丝网、无杂物。一定的周期对仓库统一消毒一次，清扫一次，并有一定的仓库卫生安排计划。11.3动力辅助设施

11.3.1机修间

（1）机修房的工作任务：

①负责全厂一般性设备维修，机器、设备、零件的加工和制造；

②负责全厂的通风，降温，管道及有关设备的装拆、检修和维护；

③负责全厂所有设备维护、安装、安全检查等。

（2）机修房常用设备：普通车床、摇臂钻床、牛头刨床、万能外圆磨床等。11.3.2配电间

配电室的任务在于满足全厂电力供应需求，以及电力设备的维护，为全厂提供稳定的电流。

11.4产品检验与研发设施

11.4.1品控中心

品控中心又称为检验部门。它的职能是对产品和有关原料进行卫生监督和质量检查，确保这些原材料和最终产品符合国家门颁发的质量标准或质量要求。其中化验室是品控中心极其重要的一个分支。

化验室的任务可按检验对象和项目来划分。

11.4.2研发中心

食品厂设置研发中心的目的，是为了长盛不衰地保持工厂生产的活力，从而获取较佳的经济效果。研发中心的任务有：（1）供加工用的原料品种的研究（2）制定符合本厂实际的生产工艺（3）开发新产品研发中心的装备：

研发中心一般由研究工作室、分析室、保温间、细菌检验室、样品间、资料室等组成。在设备方面，可配备一些小型设备，如小型夹层锅、小型压力杀菌锅以及电冰箱、空压机等。

11.5全厂性设施

11.5.1办公楼

办公楼布置自人流出入口处，面积与管理人员及机构的设置情况有关。本设计中的办公楼一共三层，占地面积m2。

11.5.2宿舍楼

本设计中宿舍楼位于工厂东北角，共5层，面积m2。

11.5.3食堂、超市

食堂在厂区的位置，应靠近工人出入口或人流集中处。它的服务距离不超过m为宜。不能与有害因素的工作场所相邻设置，不能受有害因素影响。食堂内应设置洗手、洗碗、热饭设备。厨房的布置应防止生熟食品的交叉污染。

本设计中，食堂与超市为一栋楼，共两层，一楼为食堂，二楼为超市，占地面积m2。

11.5.4运动场

考虑到员工的身体锻炼，本设计中还包括运动场，运动场位于工厂东北方向，占地m2。

11.5.5停车场

为方便原料和产品的运输，停车场的设计可适当放宽。停车场位于大门内右侧，占地m2。

表11.1全厂建筑一览表

十二、三废处理与环境保护

12.1执行的环境质量标准

废水排放执行《污水综合排放标准GB-》三级标准。

废气排放执行《大气污染物综合排放标准GB-》的二级标准。

12.2废水处理

厂区废水主要来源于生产废水，生活污水和制冷站直排水三大类。废水中有机物质和悬浮物含量高，产生的主要危害有使水体富营养化、有机物质分解产生臭气或导致水生动植物缺氧死亡等。

生产线设备清洗及管线用水，采用配套CIP清洗系统循环利用，减少废水的排放量。产生的废水先通过污水沉降和过滤除去颗粒物，在进行中和处理达标后再排放，废水先蓄积在污水处理池中，与园区其他工厂污水统一排放。

12.3废气处理

厂区的废气主要来源于生活或生产中的小部分有毒有害气体以及尘粒或粉尘。

安装一体化的湿式除尘器和气体净化器，使经设备处理后的废气达到标准后再排放。

12.4废渣处理

厂区废渣主要来源于加工中废渣、包装材料丢弃及生活垃圾等。废渣不及时处理在堆放过程中会产生大量氨化物和硫化物污染空气，物质腐败成为酸性或碱性污染物，甚至造成病原微生物的大量繁殖。

加工过程产生的百香果果籽和果皮等废弃物渣加工成饲料，包装材料废弃物通过收购站进行回收利用，生活及其他垃圾按环保部门的要求统一进行处理。

十三、技术经济分析

13.1技术经济分析的主要内容

（1）市场需求预测和拟建规模

（2）项目布局、厂址选择

（3）工艺流程的确定和设备的选择

（4）项目专业化协作的落实

（5）项目的经济效果评价和综合评价

13.2技术经济分析的步骤

13.3投资估算

13.3.1生产设备投资

表13.1生产设备价格一览表

由表1可知：年产吨百香果果汁饮料设备投资总额为万元。

13.3.2其他固定资产投资

表13.2固定资产投资

由表2可知，年产吨百香果果汁饮料的其他固定资产投资为万元。

综上可知，年产吨百香果果汁饮料的建设总投资为万元。

13.3.3流动资金估算

流动资金包括现金、银行存款、短期投资、应收及预付款项、待摊费用、存货等。流动资金额按分项详细估算法，以建设总投资50%计算，为

×50%=.5万元。

13.3.4原始投资总额

原始投资总额=建设投资+流动资金=+.5=.5万元。

13.4成本估算

13.4.1原辅料成本估算

表13.3原辅料成本估算

由表可知，年产吨百香果果汁饮料工厂每日原辅料成本为65.65元，年原辅料成本约为.17万元。

13.4.2包装成本估算

日生产百香果果汁饮料17t，采用mLPET塑料瓶，需塑料瓶个，瓶贴张，瓦楞纸箱个，每箱24瓶。mLPET塑料瓶0.30元/只，标签0.05元/张，纸箱1.00元/只，考虑包装材料损耗3%，每日包装材料费用

（×0.3+×0.05+×1）×（1+3%）=元，年消耗费用为×=.99万元。

13.4.3水、电、汽支出

（1）工厂每日用水约75.吨，全年耗水量31吨，当地水价2.84元/吨，每日用水费用约为.3元，全年水费为6.4万元。

（2）每日生产耗电.kw，全年耗电量228kw，当地电价0.55元/度，每日用电费用约为.64元，全年电费为12.59万元。

（3）每日蒸汽耗量kg，全年蒸汽量为1kg，当地蒸汽价格元/吨，每日用蒸汽费用为元，全年蒸汽费用为27.06万元。

综上，年消耗水、电、汽的总费用为46.05万元。

13.4.4工资支出

每月职工工资：管理人员数×月均收入+行政人数×月均收入+车间人数×月均收入+工人数×月均收入=6×0+14×0+25×4+29×0=35.15万元，每年工资为.8万元；伙食及福利费以工资25%计算，为.8×0.25=.45万元。

总额为.8+.45=.25万元

13.4.5固定资产折旧及维修估算

（1）设备折旧费以10年计，残值按5%计，则年设备折旧费为：（-×0.05）÷10=14.63万元。

（2）土建折旧费按20年计，残值按5%计，则年土建折旧费为：（-×0.05）

÷20=37.29万元。

（3）维修费按设备成本的5%计，维修费为×5%=7.7万元。

全年折旧费和维修费为59.62万元。

13.4.6其他费用

管理费按原辅料、包装成本和员工工资及福利费总额的3%计算，约99.76万元。销售费用以销售额的5%计算，约为万元。

13.4.7生产成本核算

生产成本：原辅料成本+包装成本+能耗成本+员工工资及福利+设备折旧及维修成本+其他费用=.84万元

13.5项目收益预测

13.5.1全年利润计算

1、百香果饮料出厂价定为3元/瓶，全年销售总额为6万元。利润总额=年销售额-生产成本=6-.84=.16万元。

2、所得税=利润总额×25%=.04万元。

3、净利润=利润总额-所得税=.16-.04=.12万元

13.6投资回收期计算

项目原始投资总额为.5万元，建设期为1年，第2年达到正常生产能力50%，

第3年开始正常生产。

表13.4净利润表

项目回收期=(累计净现金流量开始出现正值的年份数-1)+上一年累计净现金流量绝对值/出现正值年份净现金流量=(2-1)+

-.44

/1.68=1.52年

结束语

通过这次对年产t百香果果汁饮料工厂的设计，使我对工厂设计与环境保护这门课程有了更深的了解。食品工厂设计与环境保护这门课程主要讲解了一个工厂的建立所包含的内容，主要有基本建设程序，厂址选择与总平面设计，食品工厂工艺设计，辅助部门，工厂卫生安全及全厂性的生活设施，公用系统，“三废”处理，基本建设概算，技术经济分析等方面的内容。通过对以上内容的设计与计算，确定工厂条件与生产条件，然后分析建设工厂的可行性，最终确定一份可行的建设方案予以实施。

通过这次设计，我对饮料工厂的建设与饮料生产也有了一定的了解，并且掌握了相关的专业知识。其中包括配方的设计，工艺设计，生产设备设计及选型，热电衡算，人员定额，生产车间布置，厂区平面设计及经济成本计算等。

致谢

本设计从五月中旬到六月底，得到邢亚阁老师和刘晓翠老师的细心指导，邢老师多次询问设计进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。邢老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏实的精神，激励我顺利完成了年产t百香果果汁饮料厂的工厂设计。在设计过程中查询了大量的资料，丰富了自己的知识，提高了学习能力，也学到了不少思考问题的方法。感谢学校给了我这次机会。

本工艺设计为工厂以后的发展留下了足够的空间。虽然我在设计中尽了最大的努力，但限于本人水平设计中存在很多不足之处，恳请老师批评，指正。

参考文献

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