年产万吨碳酸饮料工厂设计毕业设计

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1、 年产万吨碳酸饮料工厂设计 姓名：邵 云 逸 班级：食安0923 学号：A10090320 摘 要本设计介绍了碳酸饮料的市场情况，未来市场走向。进行了工厂选址、产品方案设计、生产工艺及论证，并以可乐型碳酸饮料为例进行了物料衡算、水电用量的估算、设备选型、劳动力估算、辅助部门设计。其中以生产工艺论证和车间布置为重点，对车间门、采光、楼盖、地坪、内墙面、柱子进行了设计。并据此绘出了工艺流程图、生产车间平面布置图、全厂布局图共 3 张。生产工艺采用先进技术和设备，使生产效率得到了提高，同时减少了劳动力。车间和全厂的布局都符合 GMP 卫生管理体系和HACCP 质量管理体系。关键词：碳酸饮料；工艺论证

2、；车间设计目 录摘 要ABSTRACT第 1 章 绪 论11.1 碳酸饮料的现状11.2 碳酸饮料的定义和分类21.3 碳酸饮料的负面影响21.4 设计目的31.5 设计依据31.5.1 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计31.5.2 主要设备的能力应与工厂规模相适应31.5.3 合理的选择工艺流程和设备及设计指标31.5.4 全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备的关系41.5.5 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地41.5.6 合理考虑机械化、自动化装备水平41.5.7 注意环境保护、减少污染51.5.8 方便施工、安装、方便生产、维修5第 2 章 厂址选择

3、和总平面设计62.1 厂址选择62.1.1 厂址选择应从以下几方面考虑62.1.2 厂址选择报告的内容72.1.3 结合而论，厂址选择的原则可归纳为如下几项72.2 厂址选择说明82.3 总平面设计82.3.1 总平面设计的基本原则82.4 总平面设计说明10第 3 章 碳酸饮料工厂工艺设计123.1 产品方案的要求123.2 班产量的确定123.3 碳酸饮料生产工艺流程133.3.1 工艺流程说明143.3.2 碳酸饮料的质量指标213.4 生产物料衡算223.5 设备选型233.5.1 水处理设备233.5.2 暂存罐243.5.3 不锈钢饮料泵253.5.4 化糖罐253.5.5 硅藻土

4、过滤器263.5.6 糖浆调配罐263.5.7 真空脱气罐263.5.8 紫外线杀菌机263.5.9 二氧化碳净化器273.5.10 冷却-混合-碳酸化联合机273.5.11 全自动冲瓶灌装旋盖机283.5.12 全自动瓶盖印码机283.5.13 单侧面加圆瓶贴标机283.5.14 CIP 清洗系统283.6 水电用量的计算293.6.1 用水量计算293.6.2 用电量计算303.7 车间工艺布置303.7.1 生产车间工艺布置的原则如下：303.7.2 生产车间布置说明303.7.3 劳动力计算32第 4 章 辅助部门设计334.1 仓库334.1.1 原料仓库334.1.1 包装材料仓库

5、344.1.3 成品仓库344.2 研发中心344.2.1 研发中心的任务344.2.2 研发中心的装备344.3 品控中心354.3.1 品控中心的任务354.3.2 品控中心的组成354.3.3 品控中心的装备354.3.4 品控中心对建筑的要求364.4 机修室364.5 全厂生活设施364.5.1 办公楼364.5.2 食堂374.5.3 更衣室384.5.4 浴室394.5.5 厕所394.5.6 员工宿舍394.5.7 配电房394.5.8 污水处理站40第 5 章 食品工厂卫生415.1 厂、库环境卫生415.2 厂、库设施卫生415.3 加工卫生425.4 厂区公共卫生425.

6、5 车间卫生425.6 常见的消毒方法435.6.1 漂白粉溶液435.6.2 氢氧化钠溶液435.6.3 过氧乙酸435.6.4 蒸汽和热水消毒445.6.5 紫外线消毒44第 6 章 全厂总平面布置456.1 厂区面积确定456.2 厂区道路45第 7 章 公共系统设计477.1 给排水系统设计内容及所需的基础资料477.1.1 设计所需基础资料477.1.2 设计注意事项487.2 排水系统487.2.1 排水系统的组成487.2.2 有关排水设计要点487.3 消防系统497.4 供电系统497.4.1 设计所需基础资料507.4.2 食品厂对供电的要求及措施507.4.3 车间配电5

7、07.4.4 供电系统说明517.5 供汽系统517.5.1 锅炉房在厂区的位置517.5.1 锅炉房的布置51第8章 废水处理538.1 碳酸饮料废水的主要来源538.2 碳酸饮料废水的常用处理工艺及设施53第 9 章 结论549.1 本设计的技术先进性与经济合理性569.2 本设计存在的问题56参考文献57第 1 章 绪 论1.1 碳酸饮料的现状2009年受益于国家扩大内需政策的影响，我国软饮料行业保持了较高的发展速度，前11个月，各类软饮料生产7453万吨，预计全年产量能达到8100万吨，实现25%以上的增长，然而，随着居民消费结构的变化，市场对各种饮料的需求也发生着结构性改变，其中，作

8、为软饮料中的份额“老大”，碳酸饮料生产上也出现了改变，虽然表面上碳酸饮料的市场容量比较平稳，但是占整个饮料大市场的百分比是逐年下滑的。今年前11个月，碳酸饮料累计生产1154.5万吨，同比增长11.3%，比软饮料总体平均增长率低了近14个百分点。碳酸饮料在整个饮料生产中的占比也由5年前的23%下降到今年的15%，份额下降了近10个百分点，各类新型饮料品种大行其道，特别是新型果汁饮料、茶饮料对碳酸饮料的传统市场冲击较大。 碳酸饮料未来5年在中国市场的衰退已经无可挽回了，各类生产企业为了适应市场变化，在经营上也出现了一系列调整，可口可乐大力推出了自己的新型果汁饮料；百事可乐又裁员又换标，目的当然很

9、明显，想借此抢占可口可乐的市场分额。未来几年的可乐大战，必定是精彩非凡，可惜国产品牌娃哈哈的非常可乐近几年悄无声息，新品咖啡可乐也没有抢到多少份额。从品牌格局上看，可乐市场三足鼎立的局面目前不会改变，而且各自市场份额在未来5年也不会发生大的变化，基本都同质化了，对手的招数也都互相比较了解了。总体是：可口可乐和百事可乐下不了乡，非常可乐进不了城。像崂山可乐等地方品牌短时间难成大气候。天府可乐如果能够顺利收回品牌所有权，由中粮之类的超大型国企来运营，有点希望成为地方强势品牌。雪碧比拼七喜，芬达对阵美年达，未来5年也都是维持目前的品牌格局。1.2 碳酸饮料的定义和分类碳酸饮料是在一定条件下充入二氧化

10、碳气的制品，是软饮料（非酒精饮料）的一种。它的主要成分为糖、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。按照我国软饮料的分类标准，碳酸饮料（汽水）分为：果汁型碳酸饮料、果味型碳酸饮料、可乐型碳酸饮料和其他型碳酸饮料。1、果汁型：原果汁含量不低于 2.5%的碳酸饮料，它除了具有相应水果所特有的色、香、味之外，还含有一定的营养，有利于身体健康。如橘汁汽水、柠檬汽水等。2、果味型：以食用香精为主要赋予香剂，以食用着色剂着色，原果汁含量低于 2.5%的碳酸饮料，赋予一定的水果香型和色泽。如橘子汽水、菠萝汽水等。3、可乐型：特指含有焦糖色、可乐香精或类似可乐果和水果香型的辛香、果

11、香混合剂的碳酸饮料。香气协调柔和，味感纯正、爽口，有清凉、刹口感，由于味道独特，含有咖啡因的产品同时具有提神作用，人们对这类产品往往有自己的偏爱，尤其可口可乐、百事可乐、非常可乐等知名品牌产品引导了消费方向。4、其他型：除上述三种类型以外的碳酸饮料，如苏打水、盐汽水以及含有非果实的植物提取或非果实的食用香精的碳酸饮料。如茶汁汽水等。1.3 碳酸饮料的负面影响过量地喝碳酸饮料，其中的高磷可能会改变人体的钙、磷比例。研究人员还发现，与不过量饮用碳酸饮料的人相比，过量饮用碳酸饮料的人骨折危险会增加大约 3 倍；而在体力活动剧烈的同时，再过量地饮用碳酸饮料，其骨折的危险也可能增加 5 倍。专家提醒，儿

12、童期、青春期是骨骼发育的重要时期。在这个时期，孩子们活动量大。如果食物中高磷低钙的摄入量不均衡，再加上喝过多的碳酸饮料，则要引起足够的重视。因为它不仅对骨峰量可能产生负面影响，还可能会给将来发生骨质疏松症埋下伏笔。因此，万事都得要有个“度”。一旦超过了这个“度”，再有丰富营养的食物也可能变成有害物或多余物，对人体不利；其次，适时补充一定数量的钙，还可减轻体内钙磷比例的失调。21.4 设计目的毕业设计是经过大学四年学习，并且掌握一定理论知识以后进行的一次综合性的练习。毕业设计是把理论和实践相结合，并在实践中加以应用，对食品工厂的设计有了一定时间经验，同时毕业设计能够锻炼我们独立工作的能力，掌握查

13、阅相关资料的一些方法。1.5 设计依据本设计是根据四川理工学院生物工程学院食品科学与工程教研室下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题年产6000吨碳酸饮料车间工艺设计。1.5.1 根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计计划任务书规定产品的规模往往有一定的范围，设计规模在该范围之内或略超出该范围，都认为是合适的；但如果限于设备选型，设计达到的规模略低于该范围，则应说明原因，取得上级同意后，才能继续设计。1.5.2 主要设备的能力应与工厂规模相适应大型工厂应配备与之相适应的大型设备，否则将造成工艺线过多的现象。1.5.3 合理的选择工艺流程和设备及设计指标工艺流程和主要的设备的确定至关

14、重要。工厂建成后，要想改变工艺流程和主要设备十分困难。因此工艺流程的确定和主体设备的选择应慎重从事，须通过方案对比后确定，并应尽可能考虑节省能源，采用安全可靠、技术先进成熟、经济合理的工艺流程和设备。工艺设计的各项指标，如原料损失率、产品合格率等的选取，应切合实际。指标定得太高，投产后达不到设计要求。指标过于保守，造成人力、物力的浪费，经济上不合理。因此，设计指标和工艺参数的选取也应力求先进、合理。1.5.4 全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备的关系由于工厂生产要求长期连续运转，而高混机、回转窑、熔炉和磨机等设备则需要一定的时间进行计划检修；同时受各处复杂条件如场外运输等因素的制约，所以

15、各种物料都应有适当的储备。各种堆场、储库的容量，应满足各处物料存期的要求。储存期的确定应使生产有一定的机动性，以利于工厂均衡连续地生产。但储存期也不要太长，以免增加基建工程量和费用及占用工厂的流动资金。1.5.5 注意考虑工厂建成后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地 工厂从设计到建成投产往往要好几年的时间，而生产技术却是向前发展的。因此设备能力应能切实满足生产要求并留有余地。此外，应结合设计时的国内外未来时期对设计产品需求情况的预测，以及当前国民经济发展的方针政策，考虑在设计中是否需要或应留有多大的扩建余地。考虑工厂扩建的原则是：既要便于今后的扩建，使工厂扩建时尽量不影响原有的生产，又要尽可能不

16、增加当前建厂的占地面积和投资。1.5.6 合理考虑机械化、自动化装备水平机械化水平应与工厂的规模和装备水平相适应，特别是连续生产过程中大宗物料的装、运、卸，必须实现机械化。重大设备的检修、起重以及需要减轻繁重体力劳动的场合，也应尽可能实现机械化。生产控制自动化，具有反应灵敏、控制及时、调整精确的特点，是保证现代化连续性大生产安全稳定进行必不可少的手段。我国工厂生产的自动化有自己的特点，目前不强调高度全盘自动化，而是注重讲求实效的局部自动化。如窑炉、熔炉和各种成型设备等大型设备连续生产自动化等。41.5.7 注意环境保护、减少污染设计应严格执行国家环境保护、工业卫生等方面的有关规定。对可能产生的

17、污染应采取相应的防治措施，确保工人在良好的环境下从事生产，保护广大职工的身体健康。1.5.8 方便施工、安装、方便生产、维修工艺布置应做到生产流程顺畅、紧凑、简捷。力求缩短物料的运输距离，并充分考虑设备安装、操作、检修和通行的方便，以及其他专业对工艺布置的要求。 第 2 章 厂址选择和总平面设计2.1 厂址选择 食品工业的布局，涉及一个地区的长远规划。一个食品工厂的建设，与当地资源、交通运输、农业发展都有密切关系。在进行区域规划、选择厂址时，经常涉及的内容有工程地质条件的优劣，厂区范围能否适应和满足总平面和安全距离的要求、自然灾害的威胁程度与抵御能力，可能出现的次生灾害，“三废”的处理，与外部

18、的联系及协作等。厂址选择工作应当在当地城建部门的统筹安排下，由筹建单位负责，会同主管部门、建筑部门、城市规划部门和区、乡（镇）等有关单位，经过充分讨论和比较，选择优点最多的地址为建厂的地址。在选择厂址时，设计单位亦应参加。2.1.1 厂址选择应从以下几方面考虑 1、食品工厂的厂址应设在当地的规划区内，以适应当地发展规划的统一布局，并尽量不占或少占良田，做到节约用地。所需土地可按基建要求分期分批征用。食品工厂应设在环境洁净，绿化条件好，水源清洁的区域。2、食品工厂一般建在原料产地附近的大中城市郊区，个别产品为有利于销售也可设在市区。这不仅可获得足够数量和质量新鲜的原料，也有利于加强食品企业对农村

19、原料基地生产的指导和联系，而且还便于辅助材料和包装材料的获得，利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。3、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。在矿藏地表处不应建厂。厂址应有一定的地耐力。建筑冷库的地方，地下水位不能过高。 4、厂区的标高应高于当地历史最高洪水位，特别是主厂房及仓库的标高更应高出当地历史最高洪水位。厂区自然排水坡度最好在（48）1000 之间。5、所选厂址面积的大小，应能尽量满足生产要求，并有发展余地和留有适应的空6余场地。 6、所选厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体、放射源、粉尘和其他扩散性的污染源（包括污水、传染病医院等），特别是在上风

20、向地区的工矿企业，更要注意它们对食品厂生产有无危害。厂址不应设在受污染河流的下游。还应尽量避免在古坟、文物、风景区和机场附近建厂，并避免高压线、国防专用线穿越厂区。7、所选厂址应有较方便的运输条件（高速公路、铁路及水路）。若需要新建公路或专用铁路时，应选最短距离为好，以减少投资。8、有一定的供电条件。在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。9、所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水质要好（水质必须符合卫生部所颁发的饮用水水质标准）。城市采用自来水，即符合饮用水标准。若采用江、河、湖水，则需加以处理。若要采用地下水，则需向当地了解，是否允许开凿深井。同时，还得注意其水质是否符合饮用水要求。水源水

21、质是食品工厂选择厂址的重要条件，特别是饮料厂和酿造厂，对实质要求更高。厂内排除废渣，应就近处理。废水经处理后排放。要尽可能对废渣、废水做综合利用。10、厂址最好选择在居民区附近，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。2.1.2 厂址选择报告的内容 1、厂址的坐落地点，四周环境情况。地质及有关自然条件资料。厂区范围、征地面积、发展计划、施工时有关的土方工程及拆迁民房情况，并绘制 11000 的地形图。2、原料供应情况；废水排放情况。3、水、电、燃料、交通运输及职工福利设施的供应和处理方式。4、经济分析。对厂区一次性投资估算及生产中经济成本等综合分析。5、选择意见。通过选择比较，经济分

22、析，确认哪一个厂址符合条件。2.1.3 结合而论，厂址选择的原则可归纳为如下几项1、厂址的位置要符合城市规划（供汽、供电、给排水、交通运输）等要求。2、厂的地区要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源。3、具有良好的交通运输条件。4、场地有效利用系数较高，并有远景规划的最终总体布局。5、有一定的基建施工条件和投产后的协作条件。6、厂址选择要利于三废处理。2.2 厂址选择说明 根据以上原则，本设计将厂址选择在南充市航空港工业集中区。 1、航空港工业集中区是省级经济开发区南充经济开发区的重要组成部分。初步形成了机械电子、家具建材、丝纺服装和食品医药四大产业。园区现占地5平方公里，远期

23、规划面积40平方公里，又属高新技术开发区，符合国家发展的方针政策。2、南充市航空港工业集中区位于南充市高坪区，环境良好，属嘉陵江中游，污染较少。3、南充市航空港工业集中区靠近高坪机场，有多条公交线路直达市区。南充市有直达成都、重庆等周边大城市的高速公路和铁路，交通便利，地势平坦，位置优越。4、南充夏天较炎热，碳酸饮料中的二氧化碳能带走体内的热量，给人清爽感，因此会有良好的市场。5、在南充快速发展的的今天，经济也突飞猛进的增长，人民生活水平提高了，因此会有一定的消费群体。 2.3 总平面设计食品工厂的总平面设计，无论原料种类、产品性质、规模大小以及建设条件如何不同，都是按照设计的基本原则结合具体

24、情况进行的。2.3.1 总平面设计的基本原则8食品工厂总平面设计，布置务必紧凑合理，节约用地。分期建设的工程，可一次设计，分期建设，为长期发展留有余地。2.3.1.1 总平面设计应符合工厂生产工艺的要求1、主车间、仓库等应按生产流程布置，并尽量缩短距离。2、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。3、避免无聊往返运输，动力设施应靠近负荷中心，如变电站应靠近高压线网输入本厂的一边，同时，变电站又应靠近工厂负荷中心。制冷机房应接近变电站，紧靠冷库。罐头食品工厂肉类车间的解冻间应接近冷库，而杀菌等用蒸汽量大的工段应靠近锅炉房。2.3.1.2 食品工厂总平面设计必须满足食品工厂

25、卫生要求和食品安全要求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，一边采用南北向，保证阳光充足，通风良好。3、生产车间与城市公路须有一定的隔离区，一般宽为 3050m，中间最好有绿化地带阻拦尘埃。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出的车间间隔一定距离。主车间应设在锅炉房的上风向。5、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的距离，并采用水冲式厕所

26、，以保持厕所的清洁卫生。6、总平面中要有一定的绿化面积，但不宜过大。2.3.1.3 食品厂厂区道路和厂区建筑物布置的要求1、厂区道路应按运输量及运输工具的情况决定其宽度，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保持一定的距离，特别是运煤和煤渣容易产生污染。一般道路应设计成环形，以免造成堵塞。2、厂区道路还应从实际出发考虑是否需要有铁路专用线和码头等设施。3、厂区建筑物间距（指两栋建筑物外墙面相距的距离）应按有关规范设计。从防火、卫生、防震、防尘、噪声、日照、通风等方面来考虑，在符合有关规范的前提下，使建筑物间的距离最小。例如，建筑间距与日照关系，冬季需要日照的地区，可根据

27、冬至日太阳方位角和建筑物高度求得前栋建筑的投影长度，作为建筑日照间距的依据。不同朝向的日照间距 D 约为 1.11.5H（D 为两建筑物外墙面的距离，H 为布置在前面的建筑遮挡阳光的高度）。4、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 45H 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；在地震区采用 1.6H 或 2.0H。5、厂区各建筑物布置也应符合规划要求，同时合理利用地质、地形

28、和水文等的自然条件。合理确定建筑物、道路的标高，保证不受洪水的影响，使排水畅通。6、在坡地、山地建设工厂，可采用不同标高安排道路及建筑物，进行合理的竖向布置。但必须注意设置护坡及防洪渠道，以防山洪灾害。7、相互间有影响的车间，尽量不要放在同一建筑物里，但相似车间应尽量放在一起，提高场地利用率。2.4 总平面设计说明总平面设计的依据是设计任务书、厂址选择报告及生产工艺流程简图。结合厂址的自然条件因地制宜，注意了经济技术性，节约用地，节省投资和留有发展余地。由风玫瑰图看得，全年的主风向为静风少有北风，主要生产车间布置在全厂东西纵向上的中心地带，形成生产区。生活区设在主风向的下风向，以免污染生产区的

29、卫生，锅炉房设在西南方向，既不会污染加工车间又不至于使能源输送距离加大，污水处理站10设在厂后区，对生产区的环境卫生没有影响。这个总平面设计符合生产流程的要求。原料、半成品、成品的生产作业线顺直、短捷，设有交叉和返回。建、构筑物的厂房布置分区划片，分为厂前区、能源区、生产区。体现出各区功能分明、运输联系方便、建筑井然有序。厂前区的建筑基本上属于行政管理及后勤职能部门等有关设施（食堂、车库、门卫等）。生产区包括主要车间厂房及其原料、成品库。能源区包括动力车间厂房（水泵房、水塔、锅炉房等），生产区处在厂址场地的中部，也是地形地质较好的地带。全厂运输道路设置在各区片之间，主干道与大门通连。厂前区，主

30、干道两侧设置绿化设施，美化环境，动力车间靠近其服务的部门生产区。这样，最大限度的减少管路管线的铺设、输送汽、冷、气、电的常年能量损失。且动力车间布置在厂区的下风向，以免烟尘污染厂区和容易引起火灾。辅助车间靠近为其服务的主车间厂房，分布在厂区的右侧。水塔分布在右侧靠中，以便为生产提供大量用水。包装材料库设置在主车间一楼和二楼，接近包装车间。原料库布置在主车间左侧，为生产时运输节省成本。厂前门右侧设置一个汽车库和自行车棚，主要为车间工人停车用地，厂后区设计一个小车库，主要为成品运输车辆停车用。锅炉房处在厂区右侧下方。主要为了靠近主车间的蒸煮间，可减少供汽的热量与压力损失。有利于凝结水的回收及环境卫

31、生。行政管理和后勤部门的总体布置位集中在厂前区。因为其职能性质规定，对厂内方便于全厂性的行政业务和生产技术管理，以及后勤服务，对外在建筑上适应城市规划、市容整齐的要求。故设在工厂的大门处，临近两侧。首先，办公大楼正对着大门，并且附以大型花池绿化及旁侧美化，体现了工厂的方位朝向。并且通风采光充足，其他福利设施布置在厂前区左侧，如食堂、活动室、及运动场地等，作为生活区的一部分，方便工人的生活。全厂总平面布置采用区带式布置形式。在厂区划分的前提下，保证区域功能分明的特点，以主要生产车间的定位布置，带起辅助车间和动力车间的逐一布置。这种布置形式的特点是突出了主要生产车间的中心地带位置。全厂各区布置得比

32、较协调合理。道路网布置井然有序，绿化区面积得以保证。第 3 章 碳酸饮料工厂工艺设计3.1 产品方案的要求在安排产品方案时，应尽可能做到满足主要产品产量的要求，满足原料综合利用的要求，满足淡旺季节平衡生产的要求，满足市场供应以及提高经济效益的要求。努力做到产品产量与原料供应量平衡，生产季节与劳动力需求相平衡，生产班次平衡，设备生产能力平衡，水、电、汽负荷要平衡。在编排产品方案时，应根据计划任务书的要求及原料供应情况，并结合各生产车间的实际利用率，计划好安排多少车间生产才能保证方案的顺利实施。3.2 班产量的确定班产量是食品工厂工艺设计中最主要的计算基准，班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的

33、布置和占地面积、公用设施和辅助设施的规格、大小及劳动力的定员等。班产量的制约因素主要有原料的供应情况和市场销售情况、配套设备的生产能力及运行情况、延长生产期的条件（冷库及半成品加工措施）、产品品种的搭配以及工厂的自动化程度。表3-1产品方案月份天数（天/月）班产量（班/吨）班次日产量（吨）月产量（吨）果味型（吨）果汁型（吨）可乐型（吨）1月21152306301501803002月151511522560601053月2215115330601201504月22152306601502103005月19152305701501802406月22152306601502103007月221523

34、06601502103008月22152306601502103009月221523066015021030010月19151152856010512011月22151153306012015012月221511533060120150由上表可知，每年实际工作日按250天计算，符合国家规定。每月按4周计算，除去周末 8 天，实际工作日为 22 天，由于 2 月份有春节，则生产 15 天，1 月放元旦一天，则生产 21 天，5 月和 10 月因也有法定节假日故生产 19 天。碳酸饮料在夏季和春节期间销量较好，故每天生产 2 班。其余几个月为淡季，每天生产 1 班。3.3 碳酸饮料生产工艺流程碳酸

35、饮料的生产工艺流程有两种，一种是配好调味糖浆后，将其灌入包装容器，再灌装碳酸水（即冲入二氧化碳的水），称现调试；另一种是将调味糖浆和碳酸水定量混合后，再灌入包装容器中，称预调式。本设计根据一次灌装工艺流程进行设计。预调式工艺流程（一次灌装）见图 3-1。饮用水 水处理 脱气 暂存 CO2气 调味剂、香精等 砂糖 溶解 暂存 过滤 糖浆调和 定量调和机 带冷却的混合机 瓶 洗净 空瓶检查 装瓶机 轧盖机 制品检查 成品12图 3-1 预调式工艺流程现调试工艺流程（二次灌装）见图 3-2。 CO2气饮用水 水处理 冷却 混合机 调和剂、香精等 砂糖溶解 过滤 糖浆调和 冷却 灌浆机 装瓶机 轧盖机

36、 瓶 洗净 空瓶检查 混匀机 成品 制品检查图 3-2 现调试工艺流程3.3.1 工艺流程说明3.3.1.1 饮料用水的水质要求和处理水是饮料生产中的重要原料之一，水质的好坏，直接影响成品的质量。因此，饮用水的处理非常重要。（1）天然水源中的杂质，按其微粒分散的程度，大致可分为三类：悬浮物、胶体、溶解物质，见表 3-2。表 3-2 天然水源中杂质的分类和处理方法杂质微粒/mm10 10 10 10 10 10 10 1 10分类真溶液胶体悬浮物特征透明光照下浑浊浑浊肉眼可见识别电子显微镜超显微镜普通显微镜常用处理方法离子交换自然沉降、过滤混凝、澄清、过滤（2）饮用水的水质要求饮料用水首先必须符

37、合我国生活饮用水卫生标准（GB 5749）,见表 3-3。3.3.1.2 原糖浆的制备（1）糖的溶解把糖溶解于水中，一般称为原糖浆或单糖浆。必须采用优质砂糖，溶解于一定量的水中，制成预计浓度的糖液，再经过滤、澄清后供用。其所用水亦必须用纯良的水，其水质可与装瓶用水相同。溶解方法有冷溶法与热溶法。配制短期内饮用的饮料的糖浆可采用冷溶法；零散饮料，纯度要求较高，或要求延长贮藏期的饮料，最好采用热溶法。热溶法的优点是：1、能杀灭附于糖内的细菌；2、可分离出凝固糖中的杂物；3、溶解迅速，在较短时间内可生产大量糖浆。冷溶法的优点是节约燃料。14表 3-3 生活用水卫生标准项目标准感官性状和一般化学指标色

38、浊度臭和味肉眼可见物PH总硬度（以碳酸钙计）mg/L铁/(mg/L)锰/(mg/L)铜/(mg/L)锌/(mg/L)挥发酚类（以苯酚计）mg/L阴离子合成洗涤(mg/L)硫酸盐/(mg/L)氯化物/(mg/L)溶解性总固体/(mg/L)色度不超过 15 度，并不呈现其它异色不超过 3 度，特殊情况不超过 5 度不得有异臭、异味不得含有6.58.54500.30.11.01.0 0.0020.32502501000毒理学指标氟化物/(mg/L)氰化物/(mg/L)砷/(mg/L)硒/(mg/L)汞/(mg/L)镉/(mg/L)铬(六价)/(mg/L)铅/(mg/L)银/(mg/L)硝酸盐（以氮计

39、）/(mg/L)氯仿/(g/L)四氯化碳/(g/L)滴滴涕/(g/l)六六六/(g/L)1.00.050.050.01 0.0010.010.050.050.052060315细菌学指标细菌总数/(个/mL)总大肠菌群/(个/L)游离余氯1003在与水接触 30min 反应不低于 0.3mg/L.集中式给水除出厂水应符合上述要求外，管网末梢水不应低于 0.05mg/L放射性指标总放射性/(Bq/L)总放射性/(Bq/L)0.11（2）糖浆过滤砂糖加水溶解后，必须进行过滤，滤法有自然过滤和加压过滤两种。自然过滤采用锤形厚绒布滤袋，内加纸浆滤层，操作极简单。但滤速流量太慢，不适用于一般工厂，大部分

40、工厂采用加压滤法。加压过滤采用不锈钢板框压缩设备，每块滤板上配有细帆布，糖液经溶化后，加纸浆为助滤剂，用泵加压通过滤板，反复通过，先形成滤层，去除杂质得到澄清透明的糖浆备用。助滤剂是用造纸原料经粉碎成浆状，于糖溶化后加入，其加入量为每 1m2过滤面积，约用 1Kg 纸浆原料。用离心泵加压，其压力不超过 117.6kPa(1.2kgf/cm2)。一般操作压力在 58.8kPa(0.6kgf/cm2)左右。如采用 2.5m2的过滤面积的过滤设备，65Bx 浓度的糖浆流量为 2.5t/h。如果压力超过 117.6kPa 及流量降低时，应停止操作，重新更换新的纸浆及滤布。该操作必须在规定卫生条件下进行

41、。更换下来的纸浆经清洗、干燥后可重复使用。如果生产中采用质量较差的砂糖，则会导致饮料产生絮凝物、沉淀物，以致产生异味等，还会使装瓶时出现大量泡沫，影响生产速度。因此较差的砂糖必须采用活性炭的净化处理。处理方法为：将糖用活性炭加入热糖浆中，添加时用搅拌器不断搅拌。活性炭用量须视糖及活性炭的质量而定，一般用量为糖的质量 0.5%1%之间。活性炭与糖溶液接触 15min，温度保持在 80.为了避免活性炭堵塞过滤器面层，在通过过滤器前加一些助滤剂（如硅藻土），用量为糖质量的 0.1%。过滤时活性炭和助滤剂吸附在过滤面层，糖浆反复通过过滤器，达到过滤出来的糖液纯净透明为度。过滤设备也采用不锈钢板框压滤器

42、。163.3.1.3 糖浆的配合原糖浆（加甜味剂）加防腐剂加酸味剂果汁香精色素水（碳酸水）（1） 防腐剂防腐剂的作用，是防止食品生产中受到细菌的污染而造成腐坏，但要首先保证产品生产过程的卫生，才能期待防腐剂所产生的效果。饮料中常用的防腐剂是苯甲酸钠，配制浓度为 25%，即一份苯甲酸钠加三分温水溶解成溶液，经过滤，贮存于清洁容器中备用。在软饮料中使用量低于 0.1%。（2） 酸酸被使用于饮料中，以产生酸味，调整糖的甜味，并突出或补充相关联的香味。1、柠檬酸由于它是柑橘水果的一种天然组成部分，因此适用于橘子味碳酸饮料。工厂一般常用 50%的柠檬酸溶液。2、酒石酸酒石酸是从葡萄酒生产的副产品中取得的

43、，它比柠檬酸要酸一些，主要用来制备葡萄香味饮料。和柠檬酸用法相同，也溶化成 50%的溶液。3、磷酸由于磷酸的浓度高，价格便宜，所以它是最经济的酸化剂。使用于碳酸饮料时，25%碳酸溶液差不多相等于 50%柠檬酸溶液。主要用于可乐型饮料中。 4、乳酸乳酸由乳糖所制得，是无色浓稠溶液，味较温和。一般使用量与柠檬酸相同。（3） 甜味剂（糖精钠）糖精钠为无色呈结晶体，因系钠盐，故易容于水。它的甜度通常与其质量的 300500 倍蔗糖相等。我国规定最大的使用量为成品的 0.015%。（4） 果汁许多水果汁被广泛用于碳酸饮料中，使用最广的要属柑橘类的汁。果汁可分澄清和浑浊的。现柑橘类果汁都用浑浊状的，在加工

44、果汁时必须将榨出的果汁立即进行瞬时巴氏杀菌，以破坏其中果胶酶的活性。以免破坏浑浊度。为了节约一般采用浓缩汁，如真空离心浓缩。18（5） 色素由于消费者需要饮料外观应与原果或植物色调相似，因而需要使用各种着色剂，以吸引消费者。碳酸饮料中使用的着色剂可分为两类：天然色素和法定食用色素。天然色素有虫胶色素、红花黄、辣椒红、焦糖色、红曲米、胡萝卜素、叶绿素、姜黄、甜菜红等九种。人造色素有柠檬黄、日落黄、苋菜红、胭脂红、靛蓝等五种。（6） 香精香精在饮料中是不可缺少的原料，可分为水溶性香精和乳化香精。3.3.1.4 碳酸化碳酸饮料最为重要的性质是发泡性，发泡程度是由饮料中溶解的二氧化碳量决定的。水或调配

45、好的饮料吸收碳酸气，即二氧化碳和水混合的过程称为碳酸饱和作用或碳酸化作用。影响碳酸化作用的因素：（1）二氧化碳在碳酸饮料中的作用1、清凉作用：喝汽水实际上是喝一定浓度的碳酸，碳酸在腹中由于温度升高、压力降低，即进行分解。当二氧化碳从体内排出时，就把体内的热带出来，起到清凉作用。2、阻碍微生物的生长，延长汽水的货架寿命：二氧化碳能致死嗜氧微生物，并由于汽水中的压力能抑制微生物的生长。国际上认为 3.54 倍含气量是汽水的安全区。3、突出香味：二氧化碳在汽水中逸出时，能带出香味，增强风味。4、有舒服的刹口感：二氧化碳配合汽水中其他成分，产出一种特殊的风味，各个不同品种需要不同的刹口感，有的要强烈，

46、有的要柔和，所以各个品种的含气量不同。如：橙汁汽水，含气量（容积倍数）为 1.52.5；可乐汽水，含气量为 3.54；柠檬汽水，含气量为 3.54。（2）二氧化碳在水中的溶解度在一定压力和温度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫作溶解度。这时气体从液体中逸出的速度和气体进入液体的速度达到平衡，叫作饱和。未达到最大溶解量的溶液叫作不饱和溶液。二氧化碳在液体中的溶解量依下列因素而定：1、气液体系的绝对压力和液体的温度。2、二氧化碳气的纯度和液体中存在的溶质的性质。3、气体和液体的接触面积和接触时间。（3）饮料中空气的影响二氧化碳在液体中的溶解度与液体中存在的溶质的性质和二氧化碳的纯度有关。纯水较含糖或

47、含盐的水更容易溶解二氧化碳。二氧化碳气中的杂质则阻碍二氧化碳的溶解。最常见的影响碳酸化的因素是空气。空气不仅影响碳酸化的效果，而且对产品来说，能促进霉菌和腐败菌的生长，并能氧化香料使风味遭到破坏。空气的主要来源：（1）二氧化碳气不纯；（2）气路有漏隙；（3）水中溶解氧、气泡；（4）抽水管线有漏隙；（5）糖浆中的溶解氧、气泡；（6）糖浆管线以及配比器管线中空气的窝存；（7）混合机内及管线中的空气。水中的空气可以用脱气机处理。3.3.1.5 瓶的预处理（1）卸垛卸垛就是将空瓶或空罐从箱子或托盘移入链道中。玻璃瓶线的卸瓶机利用真空吸附装置，通过吸爪夹住瓶子，把瓶子从箱子中取出送至链道上。这一过程，需

48、要对玻璃瓶进行预检，以挑出碎瓶、不能清洗的脏瓶及杂瓶等。塑料瓶线、易拉罐线的卸瓶机主要针对托盘包装产品，利用升降装置，将载有空瓶的托盘升至与平台一致的水平位置，通过推动装置，将同一层内的空瓶移到链道，完成输送工作。（2）洗瓶玻璃瓶因属回收包装，故瓶内较脏，采用去污能力较强的火碱清洗，一般火碱浓度为 2%3.5%，碱液温度为 5560，接触时间为 1020min。若烧碱浓度在 4%以上或温度超过 77时，将对玻璃瓶有损害。玻璃瓶的清洗目前普遍采用的是混合洗液法，即在烧碱中加入烧碱（6/4），使之更易洗净，加入磷酸钠以改进硬水的结垢，避免硬水使洗出的瓶壁产生污垢；加入葡萄糖酸钠以利去瓶口铁锈等。P

49、ET 瓶及易拉罐由于20采用密封包装，污染很小，只需使用含氯量（310）106的软化水瞬间冲洗即可，冲洗压力保持在 0.20.4kPa。洗瓶的方法分为浸泡、喷射、刷洗三种。3.3.2 碳酸饮料的质量指标（1）感官指标1、色泽和透明度：无色、澄清、透明（加色素的汽水应符合该品种应有之色泽）；混汁型汽水应具有一定的浑浊感。2、外观：瓶内外清洁，瓶颈内壁无牢固的油圈，瓶盖牙口不外张，无锈斑，不漏水和气。3、香气和滋味：香气纯正，滋味和顺，酸甜适中，并符合该品种应有的风味。无异臭、无异味。4、杂质：无肉眼可见的外来杂质（果汁型汽水允许少量果肉）。5、均匀度：没有分层现象，液面距瓶盖6cm。6、泡沫：倒

50、入杯内，泡沫高 2cm 以上，持续时间 2min 以上。（2）理化指标表 3-4 理化指标 分类项目果汁型和果味型可乐型其他型高糖中糖低糖可溶性固形物（20折光计法）%106.54.07.0二氧化碳气容量（20容积倍数）2.53.02.5总酸（以 1 分子水柠檬酸计）（%）0.120.100.060.080.30甜味剂按 GB 2760 规定苯甲酸钠含量（克/千克）0.20着色剂按 GB 2760 规定乳化剂按 GB 2760 规定食用香料按 GB 2760 规定砷（以 As 计）（毫克/千克）0.5铅（以 Pb 计）（毫克/千克）1.0铜（以 Cu 计）（毫克/千克）10.0（3）微生物指标

51、：细菌总数100 个/毫升，大肠杆菌群3 个/100 毫升，致病菌不得检出。（4）保质期：3 个月无沉淀变质。3.4 生产物料衡算原辅料用量计算：下面以可乐型碳酸饮料为例：可乐香精 0.1%，白砂糖 7%，柠檬酸 0.06%，甜蜜素 0.05%，磷酸（85%）0.06%，焦糖色 0.18%，苯甲酸钠 0.015%。设成品在生产过程中损失为 0.5%则： 损失量 150000.5%=75 千克需生产成品量为 15000+75=15075 千克本设计采用塑料瓶包装，其容量约为 500mL，约为 0.5 千克，则每班能生产可乐型碳酸饮料：N=15000/0.5=30000 瓶班产 15 吨成品需加入

52、白砂糖：150757%=1055.25 千克柠檬酸：150750.06%9.05 千克甜蜜素：150750.05%7.54 千克 焦糖色：150750.18%27.14 千克22可乐香精：150750.1%15.08 千克 苯甲酸钠：150750.015%2.26 千克磷酸（85%）：150750.06%9.045 千克15075千克成品需要的饮用水约为：15075-（1055+9+7.5+27+15+2+9）=13950.5 升每班耗用包转容器量（个/班）=(1000/0.5)15=30000 个通常 24 瓶为一箱，则每班耗用纸箱量（只/班）=30000/24=1250 个3.5 设备选型

53、设备选型必须根据生产规模、班产量、工艺流程特点和工厂条件综合考虑，一般按下列原则和要求进行。1、满足工艺要求，保证产品的质量和产量。大中型食品工厂应选择技术先进、机械化程度较高、可连续化、自动化操作的设备；小型厂则选用较简单的设备，注意设备利用率和成本核算。2、先进性。关键设备的质量性能、使用寿命、能量消耗、自动化水平应尽可能接近或达到国际先进水平或国内领先水平。3、适用性。选用的设备应与建设规模、产品方案，以及工厂的员工素质和管理水平相适应；与可能得到的原材料、辅材料和燃料相适应；与环境保护要求相适应。4、可靠性。选用的设备应经过生产、运行的检验，并有良好的可靠性记录。5、安全性。选用的设备

54、在正常使用中确保安全运行，考察所采用的设备是否会对操作人员造成人身伤害，有无保护措施，是否会破坏自然环境和生态平衡，能否预防等。6、经济合理性。分析采用的设备是否经济合理，是否有利于节约项目投资和降低生产成本。7、所选设备应符合食品卫生要求，拆装清洗方便，与食品接触部分用不易腐蚀的不锈钢或对食品无污染的材料制成。8、在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式。3.5.1 水处理设备3.5.1.1 水的净化处理设备本设计采用砂滤棒过滤器。此设备长时间过滤后，杂质吸附会使过滤速度下降，应进行冲洗、消毒。消毒通常用 10%的漂白粉溶液或

55、其他氯化物溶液浸泡 30min，也可用75%的酒精浸泡杀菌。由于本设计班产量需用水约为 12 吨。一个班工作 8h，每个小时的流量为 12/8=1.5t。因此选择砂滤棒过滤器的型号和参数如下：101 型铝合金滤水器 规格（高内径厚）/mm: 80050020 操作压强/MPa： 0.294 流量/th1：1.5 砂滤棒数/（根台1）：19（101 型）本设计需要 1 台。3.5.1.2 水的软化处理设备由于水的硬度较高，离子较多不能符合生产需 ，故采用全自动软化设备，利用离子交换器的原理，降低水的硬度。根据产量只需 1 台，其技术参数如下：工作压力 ： 0.2-0.6Mpa 工作温度 ： 4-

56、40 进水浊度 ： 5 度进水硬度 ： 6mmol/L 出水硬度 ： 0.03mmol/L 产水量 ： 2m3/h再生方式 ： 逆流再生 水耗 ： 产水量的20% 树脂量 L：75盐耗 ： 130克/克当量 盐桶容量：72L 再生盐耗：18kg电源 ： 220V/50HZ AC12V 3W 40W罐头尺寸 ： 3501625（ H mm）不可用加碘盐、加钙盐作再生剂，定期向盐桶内加盐，确保盐水处于饱和浓度。3.5.1.3 水的消毒在原水沉淀和过滤后加氯进行消毒，则加氯量较少，一般为 0.52.0mg/L。3.5.2 暂存罐24生产中不能在用水的时候才处理，调配糖浆时糖水也应有一定的储备量。则在

57、水处理和化糖后应有暂存罐储藏。储水罐材料： 不锈钢 容量：5000L 尺寸（H）：20002800mm储糖水罐材料：不锈钢 容量：3000L 尺寸（H）：16002300mm3.5.3 不锈钢饮料泵不锈钢饮料泵适用于输送牛奶和其它类似胶质的液体食品之用，吸取物料之最高温度为 70-80 ，此泵是单吸全封闭式离心泵。输送糖浆选择齿轮泵。流量：3T/H 扬程：18M 功率：0.75KW 转速：2850r/min叶轮直径：126mm 进口直径：40mm 出口直径：32mm外形尺寸（mm）：450240330 重量：31kg齿轮泵技术参数： 型号：NYP-7.0 粘度 cst：2000/6000 压力：0.8MPa口径：40mm 流量：1.74 m3/h 转速：960/500-640 功率：2.3/3KW3.5.4 化糖罐化糖罐主要用于化白砂糖，方法有冷溶法和热溶法。化糖罐分缸体、缸盖