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

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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.11.1 概述.11.2 设计范围.21.3 市场分析.31.3.1 原料市场分析.31.3.2 产品市场分析.32 平面布置与设计.42.1 厂址选择.42.2 总平面布置设计.52.2.1 工厂总平面布置设计原则.52.2.2 总平面设计的内容.62.3 车间平面布置

2、设计.62.3.1 车间设计.62.3.2 车间平面布置原则.73 工艺论证与设计.83.1 原料相关收购指标.83.2 产品方案与产量确定.83.2.1 产品方案.83.2.2 产量确定.93.3 生产工艺流程及论证.93.3.1 工艺流程图.93.3.2 工艺论证和说明.113.4 产品原辅材料消耗物料衡算.133.5 设备选型.143.5.1 设备选型的依据.143.5.2 设备选型及清单.153.6 车间劳动力计算.16目录II4 公用系统和辅助部门设计.174.1 公用系统设计.174.1.1 管路设计.174.1.2 管路安装.184.1.3 供电系统.184.2 辅助部门设计.1

3、94.2.1 库房设计.194.2.2 检验室设计.195 卫生、环境保护及综合利用.195.1 工厂环境卫生.205.2 车间设备、环境卫生.205.3 个人卫生.205.4 废渣、废水处理及综合利用.215.4.1 废渣的处理及综合利用.215.4.2 废水的处理及综合利用.216 综合技术经济分析.226.1 投资指标.226.2 年经营费用(生产成本)指标.236.3 利润、利润率、投资回收期计算.236.4 盈亏平衡点分析.256.5 经营安全率()分析.266.6 综合评价.267 结论.27 1甘肃省马铃薯精淀粉加工工厂设计甘肃省马铃薯精淀粉加工工厂设计1 1 总论总论1.1 概

4、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约占世界的 25%，年产量6479 万 t，约占世界的 19%，面积和产

5、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

6、、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

7、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；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

8、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

9、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，31.3 市场分析1.3.1 原料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

10、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，

11、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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、、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，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

17、，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。 (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%1002250014007400土地利用系数（建筑物占地面积+露天堆场面积

18、+辅助工程面积）/全厂总面积100%。45%10022500140014007400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 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

19、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

20、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。

21、 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 16；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

22、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 3-1 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

23、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 4000 1000 40著渣饲料 4000 1000 40说明：按生产季节 9 月到次年的 1 月计算，生产日每月按 25 天计，其余时间供设备及厂房维护，全年按 100 天计。每天 3 班生产，每天有效生产时间为24 小时，每小时设计生产淀粉能力为 8.33 吨。班产量的确定：全年马铃薯生产天数为：100生产季节按每个工作日生产班数：3设备不均衡系数取k0.75所以班产量计算如下：Q班）（年100knQ=88.9t）（100375. 0200003.3 生产工艺流程及论证3.3.1 工艺流程图1

24、0马铃薯 污泥 废水 粗渣去锉磨机 薯渣汁水混合物去饲料生产车间 溢流进入分离旋流站 滤出水进入分离旋流站 细沙 溢流进入浓缩旋流站 净化干燥空气 去除尘 成品 图图 3-13-1 马铃薯淀粉生产工艺流程马铃薯淀粉生产工艺流程滚筒清洗机 缓冲池 水力输送槽 锉磨机自清过滤器分离旋流站浓缩旋流站 除沙 精制旋流器 脱水 干燥 筛分 包装 沉淀池软水 高位水池引风机 换热器 蒸汽 113.3.2 工艺论证和说明(l)、原料选择和处理 本工艺一般加工挑选后的马铃薯，表面光洁不粘泥土，杂物小于 5，机械及病虫损伤小于 3。原料符合相关质量标准。(2)、清洗输送与清洗收获的马铃薯存放在原料池中，高压水枪

25、将原料从原料池，缓速冲送到车间内的流送槽中，马铃薯经流送槽水力输送，输送到贮存进料斗中浸泡。在此过程中原料经过冲送水的冲刷和洗涤，大部分附着的泥土和田间带来的杂质已经和原料分离。通过一组土豆泵将原料无损伤的泵送到下一级工段，经特殊设计的无损伤土豆清洗输送泵即将原料输送到去石机同时又在此对原料进行了洗涤。原料在土豆泵的泵送压力输送下经流送槽平缓输送至比重式去石机，在此石头和其它重物被分离并排出。物料经过去石机后流送到脱水格栅，在此处混有大量杂质和污物的冲送水和原料被分离，冲送水经排水沟排至水处理池，原料继续通过输送至 1 级清洗机。原料在 1 级滚筒式清洗机中，该滚筒清洗机在低液位下工作，对马铃

26、薯进行彻底清洗。经转鼓的旋转马铃薯块茎相互之间摩擦和碰撞达到洗涤作用，同时从清洗机出口处喂入干净的清洗水水流逆向洗涤原料并从原料为入口处的排水/排渣口排出，清洗机的洗涤工艺为逆流式清洗。原料经过一级清洗后输送至二级清洗机，此段为滚筒式清洗机，在此对原料二次清洗，同时还可达到提升输送到下一工段的目的，二级清洗水经循环水泵循环使用作为一级清洗机的洗涤水。清洗工段的清洗水排放至水处理池经过沉降分离去处杂质循环使用作为水力输送工段的输送水。(3)、原料粉碎粉碎的目的就是破坏物料的组织结构，使微小的淀粉颗粒能够顺利地从块根中解体分离出来。粉碎的要求在于： 尽可能的使物料的细胞破裂，释放出更多的游离淀粉颗

27、粒；12 易于分离，并不希望皮渣过细，皮渣过细不利于淀粉与其他成份分离，又增加了分离细渣的难度。粉碎采用锉磨机粉碎，本工艺采用一台预碎机和一台粉碎机串联联接的两级破碎，能使淀粉充分游离出来，便于粉渣分离。经细破碎的马铃薯糊浆送入自清过滤器 ，大于筛网孔径的颗粒从滤芯内排出，返回锉磨机继续破碎，小于筛网孔径的糊浆透过筛网排出。该工序配置自清筛滤器的目的是防止较大颗粒堵塞下道工序的旋流管或影响旋流器的分离效果。粉碎马铃薯细胞中所含的氢氰酸被释放出来，与空气中的氧起作用，使淀粉色泽发暗，因及时向粉碎的浆料中加入亚硫酸以抑制氧化酶的作用。(4)、全旋流分离锉磨后的马铃薯浆液在进入提取单元之前先被活塞泵

28、泵入到除砂单元去除砂粒。除砂后的马铃薯浆液进入全旋流分离提取单元。该工序是将过滤后的马铃薯糊浆进行渣浆分离、蛋白分离和淀粉洗涤。该工序由 1 5 级旋流器联接而成，马铃薯糊浆从进入第一级旋流器到全部分离完毕只需 2min，在这样短的时间内全部完成封闭分离作业，根本没有空气与物料接触的机会，这不仅没有泡沫生成，而且还有利于提高淀粉的白度。(5)、精制该工序由除砂器和曲筛组成，对全旋流装置分离后的淀粉乳进一步精材处理。其中除砂器主要是清除淀粉乳中的细砂和其它相类似的杂质。经除砂后的淀粉乳泵入曲筛弧面的编织冈筛面上，该筛面拆卸复活且造价很低。曲筛筛面除起到过筛作用外，同时还起到检验全旋流装置工作质量

29、的作用，如果在筛面上有大量泡沫出现，就说明给全旋流装置的供水不足，因而没有把蛋白质分离干净应在全旋流装置的进水处加大供水量，如果在曲筛筛面上出现大量暮渣堆积，就说明全旋流装置中马铃暮期浆的供给量不足或者供料压力不足 ，应及时调节这两个因素，直至调整到理想状态为止。(6)、淀粉乳的脱水与干燥经过精制的淀粉乳水分含量为 50%60%，不能直接进行干燥，应先经脱水13处理，脱下的水返回淀粉精制工序。脱水后湿淀粉含水 40左右，可进行干燥处理。干燥主要是为了便于贮存和运输，经过干燥后的淀粉，水分含量达到标准，即可包装成成品。(7)、淀粉冷却与过筛包装淀粉经干燥后，温度较高，为保证淀粉的粘度，需要在干燥

30、后将淀粉迅速降温。冷却后的淀粉进入成品筛，在保证产品细度、产量的前提下进入最后一道包装工序。(8)、亚硫酸氢钠制备单元 亚硫酸氢钠以 38%的浓度添加进工艺过程。这对保持微生物的稳定和减少氧化的影响（淀粉的脱色）是必要的。在混合罐中，亚硫酸氢钠粉与一定比例的水混合。制备好的亚硫酸氢钠溶液用离心泵输送到储罐内，在搅拌器作用下保持溶解状态。一台带有不同喂料头的特殊计量泵把溶液添加到湿加工段的各个添加点。3.4 产品原辅材料消耗物料衡算根据工厂设计规模、产品方案，通过物料平衡计算，可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量，据此就可以计算出全年主要物料、 包装材料的采购

31、运输和仓储容量。同时通过物料衡算，还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排，也是进行经济分析不可缺少的根据。(1)、原辅料用量及生产成本 根据马铃薯中淀粉含量为 17%-18%，淀粉在干物质中含量为 83.47%。本工艺淀粉提取率为 95%，由此可计算出生产 1 吨淀粉所需原辅料。根据用去的原料和所得的成品，即可算出原料消耗定额：（t 原料/t 成品）6%95%5 .171114表 3-3 马铃薯淀粉生产成本估算 （1 吨）名称 单价 用量 金额(元) 备注 马铃薯原料（吨） 600 元/吨 6 吨 3600 元 淀粉用牛皮纸袋（只） 2.5 元/只

32、40 只 100 元饲料用编织袋（只） 1 元/只 4 只 4 元 (2)、按工厂设计日产 200 吨淀粉进行每日物料衡算。 表 3-4 日产 200 吨马铃薯淀粉物料计算项目指标每日产（耗）量成品25kg 装优级品 80%25kg 装一级品 20% 200 吨 160 吨 40 吨马铃薯消耗量25kg 装优级品 80%25kg 装一级品 20% 4.8t/t 成品 1.6t/t 成品 1200 吨 960 吨 240 吨包装袋耗用量淀粉用牛皮纸袋（只）饲料用编织袋（只） 25kg/袋50kg/袋 8000 只 800 只3.5 设备选型3.5.1 设备选型的依据 物料计算是设备选型的依据，选

33、择设备时要注意四点： (1)、根据每一品种单位时间(h 或 min)产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数。 (2)、几个生产中的关键设备，除按实际生产能力所需台数的设备外，还应考虑备用设备。 (3)、以便后道工序的生产能力要略大于前道，不至于生产能力不够，导致物料积压。 (4)、选择设备应考虑下列原则15a、满足工艺要求，保证产品的质量和产量。 b、应选用较先进，机械化程度较高的设备。 c、充分利用原料，能耗少，效率高，体积小，能一机多用。 d、应符合卫生要求，故而多应用不锈钢材料。e、有合理的自动控制系统,控制温度、压力和真空度，时间、速度、流量等工艺参数。3.5.2 设备选

34、型及清单表 3-5 马铃薯淀粉生产主要设备清单设备名称型号规格数量金额（元/台）生产厂家备注流送槽RXC-301000015002000（mm）2台4200宁波瑞翔机械设备有限公司功率：12 Kw马铃薯水泵YT-TD-200 /300 流量:30m3/h扬程:30 m3台2300淄博博山亚王水泵厂 功率：11 Kw去石机YT-CSJ- 4/1200200014001700（mm）3台26520天长市亚天机械有限公司 功率：12 Kw滚笼清洗机YT-XSJ-30350015002000（mm）2台32500海阳市田丰机械制造有限公司 功率：18.5Kw螺旋输送清洗机LS4004000500800

35、（mm）2台3000新乡市永清筛分机械有限公司 功率：7.5 Kw锉磨机cm840-30217013981190（mm）5台50000郑州精华实业有限公司功率：30 Kw螺杆渣浆泵ZJB-30流量:30m3/h扬程:30 m5台3200天长市天福机械配套厂功率：11 Kw，除砂器YT-CSQ-80144011202020（mm）3台3000天长市亚天机械有限公司功率：2.2 Kw16自清过滤器YT-GLQ-10010008701440（mm）2台9800吉林市松花湖实业有限公司 功率：2.2 Kw淀粉液储罐JL502050（mm）4200（mm）4台6800北京静鑫通茂机械设备有限公司 功率：

36、2.2 Kw淀粉泵乳泵MXL80-40流量:50m3/h扬程:40m4台2540天长市亚天机械有限公司功率：11 Kw全旋流单元YT-XL200/500 淀粉旋流器100005001200（mm）2套180000天长市亚天机械有限公司总功率：1511 Kw脱水单元YT-ZKT-25，真空泵 SK-25477523122213（mm）2套50000天长市亚天机械有限公司总功率:45 Kw干燥单元DG-10 型淀粉气流干燥器高度：18m；占地面积：200m21套300000无锡市能达干燥设备有限公司 总功率 223.5 Kw。燃煤蒸汽锅炉DZL20-1.6-A1072255088556（mm）1台

37、150000菏泽锅炉厂有限公司 额定蒸发量:20t/h;耗煤量:2.8t/hGDS 高效冷却淀粉筛GDS41083231022002400（mm）1台15000郑州精华实业有限公司功率：2.2 Kw自动称重包装机LCS-DF150015002150（mm）2台75000无锡市瑞利技术开发有限公司 功率：6 KwCIP 清洗系统QX-1000360015001800（mm）1台28000廊坊市顶天轻工机械有限公司 功率：2.2Kw3.6 车间劳动力计算(1)、车间直接生产人员本设计工厂为机械化程度较高的工厂，车间直接生产人员定员的计算按各设备、各工段需要的生产人员配备来计算，根据每台设备需要的操

38、作工人人数，运输及辅助工人数来确定各工段的定员人数，总计各工段的人数，即为车间生产工人人数，17(2)、其他由上所计算的生产人员定员是直接生产人员人数。此外要加上车间的行政管理人员，包括车间生产管理、质检、供销等人员。食品工厂的主要生产车间直接设有机电维修小组，其成员应计算在车间定员之内。为使质量和生产从组织上得到保证，根据马铃薯淀粉工厂设计情况，按一日计算车间人员定员，建立马铃薯淀粉生产销售等整体的组织结构见表 3-9。表 3-6 人员分配表岗位 人数岗位 人数冲送工段 12清洗工段 18锉磨工段 9旋流工段 9脱水工段 6干燥工段 6筛分工段 6包装工段 12薯渣处理工段 15进库 12更

39、衣室 3销售 10金属检测 3锅炉 9电工机修 9生产管理 5其他 6合计 150生产人员按一日三班计算，则每班所需人员定员为： 50 人。4 4 公用系统和辅助部门设计公用系统和辅助部门设计4.1 公用系统设计4.1.1 管路设计 (1)、自来水水管设计 总入水管每小时流水量至少 134t，从经济和实用上考虑，选用不锈钢管。 自来水流速取 2m/s,密度取 1g/cm3 。 总自来水管内径 , 查表选用153.88mm8 .188 .1821341VQDDN200 的不锈钢管。18 清洗段设备入水管 1h 最大 37.5t 流量，其他各个设备入水管 1h 最大12.5t 流量，选用不锈钢管。

40、 清洗段设备入水管内径 ，查81.41mm8 .188 .1825 .372VQD表选用 DN100 的不锈钢管。 各分设备入水管内径 ，查表选mm748 .188 .1825 .123VQD用 DN50 的不锈钢管。(2)、蒸汽管道蒸汽管道选用无缝钢管，由物料衡算结果可知，蒸汽的流量为 20t/h，压力为 1.2Mpa，查表流速取 28m/s，其流量为 22t/h，由表可选用 DN2196 的无缝钢管。(3)、物料管道 根据物料衡算，得出从淀粉乳储灌泵出的淀粉乳的流量为 18.86t/h，选用不锈钢管。 查表可得淀粉乳的流速取 0.8 m/s,密度取 1.16 g/cm3 物料输送管道内径，

41、查表选mm75.848 .188 .188 . 016. 186.18VQD用 DN100 的不锈钢管。4.1.2 管路安装布置原则：满足生产需要，易于操作安装，尽量缩短管线，尽量集中布置，并沿墙壁柱子边等，架空铺设的管道应不影响车辆和行人通过。具体设计是公用管路自来水、蒸汽、高度为 4000mm，纯水、清洗管路设计高度为 3800mm，各设备分支管路设计标高为 3600mm。管路支吊架设计两种。 （1）沿墙壁的公用管道采用三角槽钢支撑架支撑，并固定。 （2）物料管路和分支架空铺设的管路采用 DN50mm 不锈钢龙门架做支路，龙门架与附近设备、设施固定，管道依托固定。车间管路平面布置图见附图

42、4。4.1.3 供电系统19根据供电系统设计的相关要求，对于本工厂主要考虑以下几个方面来进行设计。(1)、根据厂址所在地区的供电性情况和条件，采用两个电源供电，以避免停电造成重大的经济损失。(2)、由于本设计工厂生产季节性强，负荷变化大，所以采用两台变压器供电，以保证生产顺利进行。(3)、另外，本设计工厂主生产车间的用电负荷达全厂的 1/3，所以设计变电、配电设施应尽量靠近主生产车间。(4)、做好建筑防雷和电器安全措施。防雷包括变电中心、建筑、厂区架空线路。电器设备应做好保护接地。4.2 辅助部门设计4.2.1 库房设计马铃薯淀粉工厂主要有的仓库为原料仓库，成品仓库，副产品仓库，包装材料仓库。

43、库内应通风良好、干燥、清洁,并具有防蝇、 防鼠设施。地面用水泥铺砌，库内经常清扫、消毒。堆放原材料不得过于密集，必须离地面、墙壁20 cm 以上。各种原材料应分类贮存，定期测定水分、温度。严禁将原材料与非食品原料同库存放。各种原料标明入库日期、先进先用。4.2.2 检验室设计 ( (1)、检验室的任务 本设计工厂检验室的任务按检验对象而言，可分为：对原料的检验；成品、半成品的检验；包装材料的检验；水质的检验；环境的监测等。就检验的项目可分为:感官检验、物理检验、化学检验、微生物检验。(2)、检验室的设计检验室的组成按检验项目来划分：感官检验室、物理检验室、化学检验室、细菌检验室、附设精密仪器室

44、、准备间和无菌室等。5 5 卫生、环境保护及综合利用卫生、环境保护及综合利用205.1 工厂环境卫生(1)、工厂厂区环境卫生要求 厂区周围不得有能污染食品的不良环境。 工厂生产区和生活区要分开。生产区建筑布局要合理。 厂区要有合理的绿化面积，道路要平坦、无积水，主要通道应用水泥、沥青或石块铺砌，防止尘土飞扬。 工厂污水应处理后才能排放，排放水质应符合国家环保要求。 厂区厕所应有冲水、洗手设备和防蝇、防虫设施。其墙裙应砌白色瓷砖、地面要易于清洗消毒，并保持清洁。5.2 车间设备、环境卫生（1）车间光线充足，通风良好，地面平整、清洁、无积水、无污垢，墙面、门窗应经常清洗； （2）车间入口处设有感应

45、式吸收清洗设备及消毒措施； （3）车间设有防蚊蝇、防虫和防鼠设施，车间门窗严禁随便乱开，以防鼠、蚊蝇、飞鸟及昆虫等侵入； （4）车间生产废弃物每班必须定时清除，并清洗干净； （5）更衣室、厕所、车间参观走廊等公共场所必须经常清扫、清洗、定期消毒； （6）操作人员在生产前和生产后应立即对所使用的设备和物料管道进行清洗，对于清洗不到的设备、部件及设备外部也要及时清洗、消毒，保证设备及工艺管道的卫生。5.3 个人卫生（1）车间生产人员每年至少进行一次健康体检，新进厂地人员必须进行健康检查，取得健康证后方可参加工作； （2）生产人员必须经过车间入口处地消毒池，经洗手消毒以后方可进入车间，上岗以前必须穿

46、戴整洁、统一的工作服、帽，工作服应盖住外衣，头发不得露出帽子外； （3）生产人员应保持良好地卫生习惯，21做到“四勤” ，即:勤洗澡、勤洗工作服、勤剪指甲、勤理发； （4）进入车间生产人员不准戴耳环、戒指、手镯、项链，不准浓艳化妆、涂染指甲、喷洒香水、不准吃零食、吸烟、随地吐痰或其它有碍食品卫生地活动； （5）生产人员不准穿工作服、工作帽和工作鞋,进厕所或离开生产加工车间； （6）生产人员遇到下列情况必须洗手：开始工作前、上厕所后、处理被污染地原料以后、从事与生产活动无关的其它活动以后，操作期间也应该常洗手。5.4 废渣、废水处理及综合利用本设计马铃薯淀粉的生产过程中，除了制得成品淀粉外，还生

47、产出一些可以利用的副产品，主要为提取淀粉后的马铃薯粉渣和细胞液。副产物的产品转化回收，对提高马铃薯淀粉生产的经济效益和保护环境都非常重要。5.4.1 废渣的处理及综合利用淀粉生产过程中产生的湿马铃薯渣，经过干燥后制成马铃薯干渣。马铃薯粉渣可以直接或经青贮用作饲料。用粉渣作饲料时工艺为：湿粉渣经离心复筛进行脱水处理，烘干将含水量降低到 7-15%，也可以用机械挤压将粉渣进行部分脱水后青贮，青贮后能增加粉渣饲料的营养。5.4.2 废水的处理及综合利用 本设计工艺中废水来于 3 个生产工段，形成了含 3 种不同污染物的废水个生产工段形成了含 3 种不同污染物的废水。即冲洗废水、蛋白液和淀粉提取废水。

48、 冲洗废水 第一工段产生的原料冲送、洗涤废水，在总排水量中占 6080左右，主要含有泥沙、腐烂马铃薯残渣、皮屑等 COD 浓度较低，废水经二级沉淀处理后COD 降低 7588，SS 降低 8095，上清液可循环使用，达到了节水减污的目的。 工艺废水 22第二工段产生的是工艺废水(薯渣汁水混合物)。在总排水量中仅占1020左右，从分离旋流器中直接排出，该废水中蛋白质浓度在 0.92.1左右，是整个废水的主要污染源其污染物主要是淀粉、纤维、蛋白质等有机物。设计采用酸化高温压滤法回收蛋白质，其工艺为：将马铃薯汁水酸化到 PH5.5或以下，然后在双层滚筒干燥机中干燥，可以定量地回收汁水中的蛋白质。浓缩

49、料可作为单胃动物的饲料或微生物的培养基。 淀粉提取废水 第三工段产生的是淀粉提取废水。从浓缩精制旋流器中直接排出。在总排水量中占 1020左右，该水中主要是淀粉比较清澈重复利用价值高。该水可用于上一工序挫磨淀粉乳的提取。(3). 废渣、废水处理及综合利用流程图冲送工艺用水马铃薯冲送洗涤挫磨淀粉乳提取淀粉乳净化淀粉提取上清液洗涤废废淀粉洗涤废水干燥废水水渣污泥上清液沉淀循环池废渣、蛋白提取饲料 成品淀粉6 6 综合技术经济分析综合技术经济分析6.1 投资指标(1)、用于建筑工程的各项费用(I1)计算工厂建筑的面积为办公大楼、仓库、生产车间、锅炉房、配电房、水泵房、生活区（饭堂、宿舍、休闲区等）

50、、水处理区、绿化区等。则总的面积为 22500 m2，设建筑的费用为每平方米为 400 元，则费用为：I1 22500400900（万元） 。(2)、用于购置各种设备、工具和器具的费用(I2) 总费用为：150（万元） ，见表 3-6 马铃薯淀粉生产主要设备清单。 (3)、用于安装工程的各项费用(I3) 23 安装工程费用约为设备投资的 2%，即：I31502%3（万元） 。(4)、用于其他建设费用(I4)，如土地征购费、人员培训费、勘察设计费等。 土地费为：600（万元） 。人员培训费、勘察设计费设为总投资的 3%，即为：50（万元） 。设运输及相邻部门投资：100 万元共计：750（万元）

51、 。(5)、综上所述，以 I 表示投资指标，则方案本身投资 IA为： IAI1+ I2+ I3+ I4 900+150+3+750 1803（万元）6.2 年经营费用(生产成本)指标1、折旧费的计算（A）设固定资产折旧后预计残值为原投资的 5%。设固定资产清理费为原投资的 1%。取设备使用年限为 15 年。年折旧费（固定资产预计残值预计清理费）预计使用年限 1803（10.050.01）15 115.392、固定资产的维修（T）维修费以折旧费的 15计算：TA15115.391517.31 万 （4）全年折旧费、维修费为（E）： E=A+T=115.39+17.31132.70 万6.3 利润

52、、利润率、投资回收期计算1、利润计算 以下利润计算均以年为单位，各个品种的原料、销售情况见表 6-1 24表 6-1 各个品种原料、销售统计表品名 产品量 原料量 成本费用 销售价格 销售收入 粗利润（t） （t） （元/t 原料）（元/t 成品） （万元） （万元）优级淀粉 16000 96000 600 5600 8960 3200一级淀粉 4000 24000 600 5000 2000 560合计 20000 120000 10960 3760年产 2 万 t 马铃薯淀粉费用包括：以全年计算 (1) 原料： 销售收入粗利润=1096037607200 万元 (2) 包装等： 年产量每吨

53、产品包装袋用量（个/t 产品）包装袋单价=20000402.5=200 万元 (3) 用水： 年产量耗水量（t/t 产品）水费（元/t ）20000151.545 万元 (4) 用电： 年产量耗电量（度/t 产品）电费（元/t ）200002000.35140 万元 (5) 用汽： 年产量蒸汽耗量（t/t 产品）蒸汽费（元/t 蒸汽）20000287.5350 万元 (6) 工资： 管理人员数月均收入月数+工人数 日均工资天数 20250012+14540120130 万元 (7) 税收： 年销售额税率109608876.80 万元(8) 销售费： 25按销售额的 1.5计算 109601.5

54、164.40 万元 (9) 商检费： 按销售额的 0.5计算 109600.554.80 万元 (10)贷款利息： 年贷款利率1500 万元8120 万元(11)管理费、其他费用（维修费、损失费、车间经费）： 按耗用原辅料及水、电、汽费用的 3%计算。（720020045140350）3%238 万元(12)生产总费用： 720020045140350130876.80164.4054.801202389519 万元年利润为：年销售额生产总费用固定成本 = 109609519132.7 =1308.3 万元2、销售利润率 销售利润率=1308.310960100%=11.94%3、投资回收期

55、投资回收期固定资产总投资年纯利润 18031308.3 1.38 年6.4 盈亏平衡点分析盈亏平衡点计算公式如下：Q*=VfCPCQ*盈亏平衡点的产量P 单位产品价格（完税价格）26Cv单位产品变动成本Cf固定成本P10960（18%）/20000=0.5042 万元Cv9281/20000=0.4640 万元PCv0.50420.4640=0.0402Cf132.7238=370.7 万元Q*370.7/0.04029221 吨VfCPC盈亏平衡图020004000600080001000005000100001500020000年产量（t）万元图 1 盈亏平衡图从盈亏平衡点可以看出，该项目

56、产品投产后产量达到设计生产能力的46%（9221 吨）时就可以保证不亏损。6.5 经营安全率()分析年利润为 1308。3 万元，年固定费用为 370.7 万元经营安全率：1308.3/(1308.3+370.7)=78%年固定费用年利润年利润故该项目认为经营安全（30%就认为安全） 。6.6 综合评价盈利区亏损区税后销售收入产品总成本27 经过经济分析，认为该项目属于竞争性较强的项目，可以获得可观的经济效益。该建设项目位于中国西南地区，地理位置优越，交通便利，劳动力价格较全国各地都低，该项目的建成，加长了食品链、带动了农业产业化，起着农副产品深加工的龙头作用，可以增加当地的财政和税收收入，为

57、贵州返乡的农民工增加就业机会，并可以改善当地人民群众的生活水平。7 7 结论结论本论文通过对甘肃省年产 2 万吨马铃薯精制淀粉工厂的设计与工艺论证，确定了最经济、实用、合理的设计方案，本设计主要有以下特点：1、在生产工艺和设备的选型上符合食品卫生安全要求，工艺设计先进、布局合理、生产自动化程度高。2、考虑到节能环保和卫生的要求，针对具体的生产环节进行了仔细分析和设计，采用 CIP 系统有效保证了设备及管道的卫生。3、根据项目的经济分析及投资分析,本项目投资回报期为 1.38 年，投资回收期短，经济评价结果显示，该项目经济效益良好，每年可实现利润 1308.3 万元。4、本项目的经营安全率达 78%，具有较好的抗风险能力。 由此可以看出本设计经济上合理、技术上先进、工艺上成熟、生产上可行、设计上规范，具有较强的实际操作能力和代表性，能够对马铃薯淀粉新工厂的建设起到较好的指导作用。