碳酸飲料工廠設計要點

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1、 窗體底端 摘要 本設計介紹了碳酸飲料的市場情況，未來市場走向。進行了工廠選址、產品方案設 計、生產工藝及論證，并以可樂型碳酸飲料為例進行了物料衡算、水電用量的估算、設 備選型、勞動力估算、輔助部門設計。其中以生產工藝論證和車間布置為重點，對車間 門、采光、樓蓋、地坪、內墻面、柱子進行了設計。并據此繪出了工藝流程圖、生產車 間平面布置圖、全廠布局圖共 3 張。生產工藝采用先進技術和設備，使生產效率得到 了提高，同時減少了勞動力。車間和全廠的布局都符合 GMP 衛(wèi)生管理體系和HACCP 質量管理體系。 關鍵詞：碳酸飲料；工藝論證；車間設計 ABSTRACT This

2、 design contains the market conditions of carbonated drinks and the tone of the market in the future. Site selection of factory, the design of produce scheme, production technique and argumentation are all analyzed in this paper, furthermore, based on the example of carbonated drinks of cola type th

3、is paper elaborates the calculation of materials, the estimation of water and electricity consumption, the type selection of equipment, the estimation of labor force and the design of auxiliary department, with emphasis on production technique and plant arrangement. In this paper four design diagram

4、s including process flow diagram, the floor plan of workshop, the sectional drawing of workshop and the layout diagram of the plant are plotted on the basis of the design of the door ofworkshop, delighting, floor system, ground, inside metope and pillar. With the advanced technique and equipment, th

5、e production efficiency is improved and the labor force is reduced. The layout of workshop and plant correspond with GMP management system. health care management system and HACCP quality， Ⅰ 四川理工學院學士學位設計 KEYWORDS: carbonated drinks； technology demonstration； the design of workshop Ⅱ 目錄 目 錄摘要 ·····

6、···························· Ⅰ ABSTRACT ································ Ⅱ 第 1 章 緒 論 ······························ 6 1.1 碳酸飲料的現狀 ·························· 6 1.2 碳酸飲料的定義和類 ······················· 2 1.3 碳酸飲料的負面影響 ························ 2 1.4 設計目的 ····························· 8 1.5 設計依據 ··········

7、··················· 3 1.5.1 根據計劃任務書規(guī)定的產品品種、質量、規(guī)模進行設計 ······ 3 1.5.2 主要設備的能力應與工廠規(guī)模相適應 ·············· 3 1.5.3 合理的選擇工藝流程和設備及設計指標 ············· 3 1.5.4 全面解決工廠生產、場外運輸和各處物料儲備的關系 ······· 9 1.5.5 注意考慮工廠建成后生產挖潛的可能和留有工廠發(fā)展余地 ····· 4 1.5.6 合理考慮機械化、自動化裝備水平 ··············· 4 1.5.7 注意環(huán)境保護、減少污染 ·················· 1

8、0 1.5.8 方便施工、安裝、方便生產、維修 ·············· 10 第 2 章 廠址選擇和總平面設計 ······················ 11 2.1 廠址選擇 ···························· 11 2.1.1 廠址選擇應從以下幾方面考慮 ················· 6 2.1.2 廠址選擇報告的內容 ····················· 7 2.1.3 結合而論，廠址選擇的原則可歸納為如下幾項 ·········· 7 2.2 廠址選擇說明 ························ 13 2.3 總平面設計 ·····

9、····················· 8 2.3.1 總平面設計的基本原則 ···················· 8 2.4 總平面設計說明 ························· 10 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 ······················ 17 3.1 產品方案的要求 ························· 17 3.2 班產量的確定 ·························· 17 3.3 碳酸飲料生產工藝流程 ······················ 18 3.3.1 工藝流程說明 ················

10、······· 19 3.3.2 碳酸飲料的質量指標 ···················· 219 3.4 生產物料衡算 ·························· 27 3.5 設備選型 ···························· 28 3.5.1 水處理設備 ························ 28 3.5.2 暫存罐 ·························· 29 3.5.3 不銹鋼飲料泵 ······················· 30 3.5.4 化糖罐 ·························· 30 3.5.5

11、硅藻土過濾器 ······················· 31 Ⅲ 四川理工學院學士學位設計 3.5.6 糖漿調配罐 ························ 3.5.7 真空脫氣罐 ························ 3.5.8 紫外線殺菌機 ······················· 3.5.9 二氧化碳凈化器 ······················ 3.5.10 冷卻-混合-碳酸化聯合機 ·················· 3.5.11 全自動沖瓶灌裝旋蓋機 ··················· 3.5.12 全自動瓶蓋印碼機 ··········

12、··········· 3.5.13 單側面加圓瓶貼標機 ···················· 3.5.14 CIP 清洗系統(tǒng) ······················· 3.6 水電用量的計算 ························· 3.6.1 用水量計算 ························ 3.6.2 用電量計算 ························ 3.7 車間工藝布置 ·························· 3.7.1 生產車間工藝布置的原則如下： ··············· 3.7.2 生產車間布置說明 ········

13、············· 3.7.3 勞動力計算 ························ 第 4 章 輔助部門設計 ························· 4.1 倉庫 ······························ 4.1.1 原料倉庫 ························· 4.1.1 包裝材料倉庫 ······················· 4.1.3 成品倉庫 ························· 4.2 研發(fā)中心 ···························· 4.2.1 研發(fā)中心的任務 ·········

14、············· 4.2.2 研發(fā)中心的裝備 ······················ 4.3 品控中心 ···························· 4.3.1 品控中心的任務 ······················ 4.3.2 品控中心的組成 ······················ 4.3.3 品控中心的裝備 ······················ 4.3.4 品控中心對建筑的要求 ··················· 4.4 機修室 ····························· 4.5 全廠生活設施 ··············

15、············ 4.5.1 辦公樓 ·························· 4.5.2 食堂 ··························· 4.5.3 更衣室 ·························· 4.5.4 浴室 ··························· 4.5.5 廁所 ··························· 4.5.6 員工宿舍 ························· 4.5.7 配電房 ·························· 4.5.8 污水處理站 ················

16、········ 第 5 章 食品工廠衛(wèi)生 ·························· 5.1 廠、庫環(huán)境衛(wèi)生 ························· 5.2 廠、庫設施衛(wèi)生 ························· 5.3 加工衛(wèi)生 ···························· 5.4 廠區(qū)公共衛(wèi)生 ·························· Ⅳ 31 31 31 32 32 33 33 33 33 29 29 35 35 35 35 37 38 38 38 38 39 39 39 39 40 40 40 40 41 41 41 41 4

17、2 43 44 39 39 39 45 46 46 46 47 47 目錄 5.5 車間衛(wèi)生 ···························· 5.6 常見的消毒方法 ························· 5.6.1 漂白粉溶液 ························ 5.6.2 氫氧化鈉溶液 ······················· 5.6.3 過氧乙酸 ························· 5.6.4 蒸汽和熱水消毒 ······················ 5.6.5 紫外線消毒 ························ 第

18、 6 章 全廠總平面布置 ························· 6.1 廠區(qū)面積確定 ·························· 6.2 廠區(qū)道路 ···························· 第 7 章 公共系統(tǒng)設計 ·························· 7.1 給排水系統(tǒng)設計內容及所需的基礎資料 ··············· 7.1.1 設計所需基礎資料 ····················· 7.1.2 設計注意事項 ······················· 7.2 排水系統(tǒng) ························

19、···· 7.2.1 排水系統(tǒng)的組成 ······················ 7.2.2 有關排水設計要點 ····················· 7.3 消防系統(tǒng) ···························· 7.4 供電系統(tǒng) ···························· 7.4.1 設計所需基礎資料 ····················· 7.4.2 食品廠對供電的要求及措施 ················· 7.4.3 車間配電 ························· 7.4.4 供電系統(tǒng)說明 ·····················

20、·· 7.5 供汽系統(tǒng) ···························· 7.5.1 鍋爐房在廠區(qū)的位置 ···················· 7.5.1 鍋爐房的布置 ······················· 第 8 章 廢水處理 ···························· 8.1 碳酸飲料廢水的主要來源 ····················· 8.2 碳酸飲料廢水的常用處理工藝及設施 ················ 第 9 章 結論 ······························ 9.1 本設計的技術先進性與經濟合理性 ·········

21、········ 9.2 本設計存在的問題 ························ 參考文獻 ································ 致 謝 ································· 47 48 48 48 48 49 49 50 47 47 52 52 52 53 53 53 53 49 49 55 50 55 56 51 56 56 58 53 53 61 56 56 62 63 Ⅴ 第 1 章 緒論 第 1 章 緒 論 1.1 碳酸飲料的現狀 2009 年受益于國家擴大內需政策的影響， 我國軟飲料行業(yè)保持了較高的發(fā)展速度，

22、 前 11 個月，各類軟飲料生產 7453 萬噸，預計全年產量能達到 8100 萬噸，實現 25%以 上的增長，然而，隨著居民消費結構的變化，市場對各種飲料的需求也發(fā)生著結構性改 變，其中，作為軟飲料中的份額“老大”，碳酸飲料生產上也出現了改變，雖然表面上碳 酸飲料的市場容量比較平穩(wěn)，但是占整個飲料大市場的百分比是逐年下滑的。 今年前 11 個月，碳酸飲料累計生產 1154.5 萬噸，同比增長 11.3%，比軟飲料總體 平均增長率低了近 14 個百分點。碳酸飲料在整個飲料生產中的占比也由 5 年前的 23% 下降到今年的 15%，份額下降了近 10 個百分點，各類新型飲料品種大行其道，特別是

23、新型果汁飲料、茶飲料對碳酸飲料的傳統(tǒng)市場沖擊較大。 碳酸飲料未來 5 年在中國市場的衰退已經無可挽回了， 各類生產企業(yè)為了適應市場 變化，在經營上也出現了一系列調整，可口可樂大力推出了自己的新型果汁飲料；百事 可樂又裁員又換標，目的當然很明顯，想借此搶占可口可樂的市場分額。未來幾年的可 樂大戰(zhàn)，必定是精彩非凡，可惜國產品牌娃哈哈的非?？蓸方鼛啄昵臒o聲息，新品咖啡 可樂也沒有搶到多少份額。 從品牌格局上看，可樂市場三足鼎立的局面目前不會改變，而且各自市場份額在未 來 5 年也不會發(fā)生大的變化，基本都同質化了，對手的招數也都互相比較了解了?？傮w 是：可口可樂和百事可樂下不了鄉(xiāng)，非?？蓸愤M不了城。像

24、嶗山可樂等地方品牌短時間 難成大氣候。 天府可樂如果能夠順利收回品牌所有權， 由中糧之類的超大型國企來運營， 有點希望成為地方強勢品牌。雪碧比拼七喜，芬達對陣美年達，未來 5 年也都是維持目 前的品牌格局。 1 四川理工學院學士學位設計 1.2 碳酸飲料的定義和分類 碳酸飲料是在一定條件下充入二氧化碳氣的制品， 是軟飲料 （非酒精飲料） 的一種。 它的主要成分為糖、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。按照我國軟飲料的分類標準，碳酸飲料（汽水）分為：果汁型碳酸飲料、果 味型碳酸飲料、可樂型碳酸飲料和其他型碳酸飲料。 1、 果汁型： 原果汁含量不低于 2.5%的碳

25、酸飲料， 它除了具有相應水果所特有的色、 香、味之外，還含有一定的營養(yǎng)，有利于身體健康。如橘汁汽水、檸檬汽水等。 2、 果味型： 以食用香精為主要賦予香劑， 以食用著色劑著色， 原果汁含量低于 2.5% 的碳酸飲料，賦予一定的水果香型和色澤。如橘子汽水、菠蘿汽水等。 3、可樂型：特指含有焦糖色、可樂香精或類似可樂果和水果香型的辛香、果香混 合劑的碳酸飲料。香氣協(xié)調柔和，味感純正、爽口，有清涼、剎口感，由于味道獨特， 含有咖啡因的產品同時具有提神作用，人們對這類產品往往有自己的偏愛，尤其可口可 樂、百事可樂、非?？蓸返戎放飘a品引導了消費方向。 4、其他型：除上述三種類型以外的碳酸飲料，如蘇打

26、水、鹽汽水以及含有非果實 的植物提取或非果實的食用香精的碳酸飲料。如茶汁汽水等。 1.3 碳酸飲料的負面影響過量地喝碳酸飲料，其中的高磷可能會改變人體的鈣、磷比例。研究人員還發(fā)現， 與不過量飲用碳酸飲料的人相比，過量飲用碳酸飲料的人骨折危險會增加大約 3 倍； 而在體力活動劇烈的同時，再過量地飲用碳酸飲料，其骨折的危險也可能增加 5 倍。 專家提醒，兒童期、青春期是骨骼發(fā)育的重要時期。在這個時期，孩子們活動量大。如 果食物中高磷低鈣的攝入量不均衡，再加上喝過多的碳酸飲料，則要引起足夠的重視。 因為它不僅對骨峰量可能產生負面影響，還可能會給將來發(fā)生骨質疏松癥埋下伏筆。因 此，萬事都得要有個“度”

27、。一旦超過了這個“度”，再有豐富營養(yǎng)的食物也可能變成有害 物或多余物，對人體不利；其次，適時補充一定數量的鈣，還可減輕體內鈣——磷比例 的失調。 2 第 1 章 緒論 1.4 設計目的畢業(yè)設計是經過大學四年學習， 并且掌握一定理論知識以后進行的一次綜合性的練 習。 畢業(yè)設計是把理論和實踐相結合，并在實踐中加以應用，對食品工廠的設計有了一 定時間經驗，同時畢業(yè)設計能夠鍛煉我們獨立工作的能力，掌握查閱相關資料的一些方 法。 1.5 設計依據本設計是根據四川理工學院生物工程學院食品科學與工程教研室下達的畢業(yè)設計 任務書進行設計的，設計課題《年產6000噸碳酸飲料車間工藝設計》。 1.5.1 根據計劃

28、任務書規(guī)定的產品品種、質量、規(guī)模進行設計 計劃任務書規(guī)定產品的規(guī)模往往有一定的范圍， 設計規(guī)模在該范圍之內或略超出該 范圍，都認為是合適的；但如果限于設備選型，設計達到的規(guī)模略低于該范圍，則應說 明原因，取得上級同意后，才能繼續(xù)設計。 1.5.2 主要設備的能力應與工廠規(guī)模相適應 大型工廠應配備與之相適應的大型設備，否則將造成工藝線過多的現象。 1.5.3 合理的選擇工藝流程和設備及設計指標 工藝流程和主要的設備的確定至關重要。工廠建成后，要想改變工藝流程和主要設 備十分困難。因此工藝流程的確定和主體設備的選擇應慎重從事，須通過方案對比后確 定，并應盡可能考慮節(jié)省能源，采用安全可靠、技術先進成

29、熟、經濟合理的工藝流程和 設備。工藝設計的各項指標，如原料損失率、產品合格率等的選取，應切合實際。指標 3 四川理工學院學士學位設計 定得太高，投產后達不到設計要求。指標過于保守，造成人力、物力的浪費，經濟上不 合理。因此，設計指標和工藝參數的選取也應力求先進、合理。 1.5.4 全面解決工廠生產、場外運輸和各處物料儲備的關系 由于工廠生產要求長期連續(xù)運轉，而高混機、回轉窯、熔爐和磨機等設備則需要一 定的時間進行計劃檢修；同時受各處復雜條件如場外運輸等因素的制約，所以各種物料 都應有適當的儲備。各種堆場、儲庫的容量，應滿足各處物料存期的要求。儲存期的確 定應使生產有一定的機動性，以利于工廠均衡

30、連續(xù)地生產。但儲存期也不要太長，以免 增加基建工程量和費用及占用工廠的流動資金。 1.5.5 注意考慮工廠建成后生產挖潛的可能和留有工廠發(fā)展余地 工廠從設計到建成投產往往要好幾年的時間，而生產技術卻是向前發(fā)展的。因此設 備能力應能切實滿足生產要求并留有余地。此外，應結合設計時的國內外未來時期對設 計產品需求情況的預測，以及當前國民經濟發(fā)展的方針政策，考慮在設計中是否需要或 應留有多大的擴建余地?？紤]工廠擴建的原則是：既要便于今后的擴建，使工廠擴建時 盡量不影響原有的生產，又要盡可能不增加當前建廠的占地面積和投資。 1.5.6 合理考慮機械化、自動化裝備水平 機械化水平應與工廠的規(guī)模和裝備水平相

31、適應， 特別是連續(xù)生產過程中大宗物料的 裝、運、卸，必須實現機械化。重大設備的檢修、起重以及需要減輕繁重體力勞動的場 合，也應盡可能實現機械化。生產控制自動化，具有反應靈敏、控制及時、調整精確的 特點，是保證現代化連續(xù)性大生產安全穩(wěn)定進行必不可少的手段。我國工廠生產的自動 化有自己的特點，目前不強調高度全盤自動化，而是注重講求實效的局部自動化。如窯 爐、熔爐和各種成型設備等大型設備連續(xù)生產自動化等。 4 第 1 章 緒論 1.5.7 注意環(huán)境保護、減少污染設計應嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護、工業(yè)衛(wèi)生等方面的有關規(guī)定。對可能產生的污染應 采取相應的防治措施，確保工人在良好的環(huán)境下從事生產，保護廣大職工的

32、身體健康。 1.5.8 方便施工、安裝、方便生產、維修 工藝布置應做到生產流程順暢、緊湊、簡捷。力求縮短物料的運輸距離，并充分考 慮設備安裝、操作、檢修和通行的方便，以及其他專業(yè)對工藝布置的要求。 5 四川理工學院學士學位設計 第 2 章 廠址選擇和總平面設計 2.1 廠址選擇食品工業(yè)的布局，涉及一個地區(qū)的長遠規(guī)劃。一個食品工廠的建設，與當地資源、 交通運輸、農業(yè)發(fā)展都有密切關系。在進行區(qū)域規(guī)劃、選擇廠址時，經常涉及的內容有 工程地質條件的優(yōu)劣，廠區(qū)范圍能否適應和滿足總平面和安全距離的要求、自然災害的 威脅程度與抵御能力，可能出現的次生災害，“三廢”的處理，與外部的聯系及協(xié)作等。 廠址選擇工作

33、應當在當地城建部門的統(tǒng)籌安排下， 由籌建單位負責， 會同主管部門、 建筑部門、城市規(guī)劃部門和區(qū)、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）等有關單位，經過充分討論和比較，選擇優(yōu)點 最多的地址為建廠的地址。在選擇廠址時，設計單位亦應參加。 2.1.1 廠址選擇應從以下幾方面考慮 1、食品工廠的廠址應設在當地的規(guī)劃區(qū)內，以適應當地發(fā)展規(guī)劃的統(tǒng)一布局，并 盡量不占或少占良田，做到節(jié)約用地。所需土地可按基建要求分期分批征用。食品工廠 應設在環(huán)境潔凈，綠化條件好，水源清潔的區(qū)域。 2、食品工廠一般建在原料產地附近的大中城市郊區(qū)，個別產品為有利于銷售也可 設在市區(qū)。這不僅可獲得足夠數量和質量新鮮的原料，也有利于加強食品企業(yè)對農村原 料基地

34、生產的指導和聯系，而且還便于輔助材料和包裝材料的獲得，利于產品的銷售， 同時還可以減少運輸費用。 3、所選廠址要有可靠的地質條件，應避免將工廠設在流沙、淤泥、土崩斷裂層上。 在礦藏地表處不應建廠。 廠址應有一定的地耐力。 建筑冷庫的地方， 地下水位不能過高。 4、廠區(qū)的標高應高于當地歷史最高洪水位，特別是主廠房及倉庫的標高更應高出 當地歷史最高洪水位。廠區(qū)自然排水坡度最好在（4～8）?1000 之間。 5、所選廠址面積的大小，應能盡量滿足生產要求，并有發(fā)展余地和留有適應的空 6 第 2 章 廠址選擇和總平面設計 余場地。 6、所選廠址附近應有良好的衛(wèi)生環(huán)境，沒有有害氣體、放射源、粉塵和其他擴散

35、 性的污染源（包括污水、傳染病醫(yī)院等），特別是在上風向地區(qū)的工礦企業(yè)，更要注意 它們對食品廠生產有無危害。廠址不應設在受污染河流的下游。還應盡量避免在古墳、 文物、風景區(qū)和機場附近建廠，并避免高壓線、國防專用線穿越廠區(qū)。 7、所選廠址應有較方便的運輸條件（高速公路、鐵路及水路）。若需要新建公路 或專用鐵路時，應選最短距離為好，以減少投資。 8、有一定的供電條件。在供電距離和容量上應得到供電部門的保證。 9、所選廠址附近不僅要有充足的水源，而且水質要好（水質必須符合衛(wèi)生部所頒 發(fā)的飲用水水質標準）。城市采用自來水，即符合飲用水標準。若采用江、河、湖水， 則需加以處理。若要采用地下水，則需向當地了

36、解，是否允許開鑿深井。同時，還得注 意其水質是否符合飲用水要求。水源水質是食品工廠選擇廠址的重要條件，特別是飲料 廠和釀造廠，對實質要求更高。廠內排除廢渣，應就近處理。廢水經處理后排放。要盡 可能對廢渣、廢水做綜合利用。 10、廠址最好選擇在居民區(qū)附近，這樣可以減少宿舍、商店、學校等職工的生活福 利設施。 2.1.2 廠址選擇報告的內容 1、廠址的坐落地點，四周環(huán)境情況。地質及有關自然條件資料。廠區(qū)范圍、征地 面積、發(fā)展計劃、施工時有關的土方工程及拆遷民房情況，并繪制 1?1000 的地形圖。 2、原料供應情況；廢水排放情況。 3、水、電、燃料、交通運輸及職工福利設施的供應和處理方式。 4、經

37、濟分析。對廠區(qū)一次性投資估算及生產中經濟成本等綜合分析。 5、選擇意見。通過選擇比較，經濟分析，確認哪一個廠址符合條件。 2.1.3 結合而論，廠址選擇的原則可歸納為如下幾項 7 四川理工學院學士學位設計 1、廠址的位置要符合城市規(guī)劃（供汽、供電、給排水、交通運輸）等要求。 2、廠的地區(qū)要接近原料、燃料基地和產品銷售市場，還要接近水源和電源。 3、具有良好的交通運輸條件。 4、場地有效利用系數較高，并有遠景規(guī)劃的最終總體布局。 5、有一定的基建施工條件和投產后的協(xié)作條件。 6、廠址選擇要利于三廢處理。 2.2 廠址選擇說明根據以上原則，本設計將廠址選擇在南充市航空港工業(yè)集中區(qū)。 1、航空港工業(yè)

38、集中區(qū)是省級經濟開發(fā)區(qū)——南充經濟開發(fā)區(qū)的重要組成部分。初 步形成了機械電子、家具建材、絲紡服裝和食品醫(yī)藥四大產業(yè)。園區(qū)現占地5平方公里， 遠期規(guī)劃面積40平方公里，又屬高新技術開發(fā)區(qū)，符合國家發(fā)展的方針政策。 2、南充市航空港工業(yè)集中區(qū)位于南充市高坪區(qū)，環(huán)境良好，屬嘉陵江中游，污染 較少。 3、南充市航空港工業(yè)集中區(qū)靠近高坪機場，有多條公交線路直達市區(qū)。南充市有 直達成都、重慶等周邊大城市的高速公路和鐵路，交通便利，地勢平坦，位置優(yōu)越。 4、南充夏天較炎熱，碳酸飲料中的二氧化碳能帶走體內的熱量，給人清爽感，因 此會有良好的市場。 5、在南充快速發(fā)展的的今天，經濟也突飛猛進的增長，人民生活水平

39、提高了，因此會 有一定的消費群體。 2.3 總平面設計食品工廠的總平面設計，無論原料種類、產品性質、規(guī)模大小以及建設條件如何不 同，都是按照設計的基本原則結合具體情況進行的。 2.3.1 總平面設計的基本原則 8 第 2 章 廠址選擇和總平面設計 食品工廠總平面設計，布置務必緊湊合理，節(jié)約用地。分期建設的工程，可一次設 計，分期建設，為長期發(fā)展留有余地。 2.3.1.1 總平面設計應符合工廠生產工藝的要求 1、主車間、倉庫等應按生產流程布置，并盡量縮短距離。 2、全廠的貨流、人流、原料、管道等的運輸應有各自路線，力求避免交叉。 3、避免無聊往返運輸，動力設施應靠近負荷中心，如變電站應靠近高壓線

40、網輸入 本廠的一邊，同時，變電站又應靠近工廠負荷中心。制冷機房應接近變電站，緊靠冷庫。 罐頭食品工廠肉類車間的解凍間應接近冷庫，而殺菌等用蒸汽量大的工段應靠近鍋爐 房。 2.3.1.2 食品工廠總平面設計必須滿足食品工廠衛(wèi)生要求和食品安全要求 1、生產區(qū)（各種車間和倉庫等）和生活區(qū)（宿舍、食堂、浴室、商店和學校等）、 廠前區(qū)（傳達室、醫(yī)務室、化驗室、辦公室、俱樂部、汽車房等）、和生產區(qū)分開。 2、生產車間應注意朝向，一邊采用南北向，保證陽光充足，通風良好。 3、生產車間與城市公路須有一定的隔離區(qū)，一般寬為 30～50m，中間最好有綠化 地帶阻攔塵埃。 4、根據生產性質不同，動力供應貨運周轉和衛(wèi)

41、生防火等應分區(qū)布置。同時，主車 間應與食品衛(wèi)生有影響的綜合車間、廢品倉庫、煤堆及有大量煙塵或有害氣體排出的車 間間隔一定距離。主車間應設在鍋爐房的上風向。 5、公用廁所要與主車間、食品原料倉庫或堆場及成品庫保持一定的距離，并采用 水沖式廁所，以保持廁所的清潔衛(wèi)生。 6、總平面中要有一定的綠化面積，但不宜過大。 2.3.1.3 食品廠廠區(qū)道路和廠區(qū)建筑物布置的要求 9 四川理工學院學士學位設計 1、廠區(qū)道路應按運輸量及運輸工具的情況決定其寬度，廠區(qū)道路應采用水泥或瀝 青路面，以保持清潔。運輸貨物道路應與車間保持一定的距離，特別是運煤和煤渣容易 產生污染。一般道路應設計成環(huán)形，以免造成堵塞。 2、

42、廠區(qū)道路還應從實際出發(fā)考慮是否需要有鐵路專用線和碼頭等設施。 3、廠區(qū)建筑物間距（指兩棟建筑物外墻面相距的距離）應按有關規(guī)范設計。從防 火、衛(wèi)生、防震、防塵、噪聲、日照、通風等方面來考慮，在符合有關規(guī)范的前提下， 使建筑物間的距離最小。例如，建筑間距與日照關系，冬季需要日照的地區(qū)，可根據冬 至日太陽方位角和建筑物高度求得前棟建筑的投影長度，作為建筑日照間距的依據。不 同朝向的日照間距 D 約為 1.1～1.5H（D 為兩建筑物外墻面的距離，H 為布置在前面 的建筑遮擋陽光的高度）。 4、建筑間距與通風關系：當風向正對建筑物時(即入射角為 0°時)，希望前面的建 筑不遮擋后面建筑的自然通風，那就

43、要求建筑間距 D 在 4～5H 以上。當風向的入射 角為30°時，間距可采用 1.3H。當入射角為 60°時，間距 D 采用 1.0H。一般建筑選用 較大風向入射角時，用 1.3H 或 1.5H 就可達到通風要求；在地震區(qū)采用 1.6H 或 2.0H。 5、廠區(qū)各建筑物布置也應符合規(guī)劃要求，同時合理利用地質、地形和水文等的自 然條件。合理確定建筑物、道路的標高，保證不受洪水的影響，使排水暢通。 6、在坡地、山地建設工廠，可采用不同標高安排道路及建筑物，進行合理的豎向 布置。但必須注意設置護坡及防洪渠道，以防山洪災害。 7、相互間有影響的車間，盡量不要放在同一建筑物里，但相似車間應盡量放在一 起

44、，提高場地利用率。 2.4 總平面設計說明總平面設計的依據是設計任務書、廠址選擇報告及生產工藝流程簡圖。結合廠址的 自然條件因地制宜，注意了經濟技術性，節(jié)約用地，節(jié)省投資和留有發(fā)展余地。 由風玫瑰圖看得，全年的主風向為靜風少有北風，主要生產車間布置在全廠東西縱 向上的中心地帶，形成生產區(qū)。生活區(qū)設在主風向的下風向，以免污染生產區(qū)的衛(wèi)生， 鍋爐房設在西南方向，既不會污染加工車間又不至于使能源輸送距離加大，污水處理站 10 第 2 章 廠址選擇和總平面設計 設在廠后區(qū)，對生產區(qū)的環(huán)境衛(wèi)生沒有影響。 這個總平面設計符合生產流程的要求。原料、半成品、成品的生產作業(yè)線順直、短 捷，設有交叉和返回。建、構

45、筑物的廠房布置分區(qū)劃片，分為廠前區(qū)、能源區(qū)、生產區(qū)。 體現出各區(qū)功能分明、運輸聯系方便、建筑井然有序。廠前區(qū)的建筑基本上屬于行政管 理及后勤職能部門等有關設施（食堂、車庫、門衛(wèi)等）。生產區(qū)包括主要車間廠房及其 原料、成品庫。能源區(qū)包括動力車間廠房（水泵房、水塔、鍋爐房等），生產區(qū)處在廠 址場地的中部，也是地形地質較好的地帶。 全廠運輸道路設置在各區(qū)片之間，主干道與大門通連。廠前區(qū)，主干道兩側設置綠 化設施，美化環(huán)境，動力車間靠近其服務的部門生產區(qū)。這樣，最大限度的減少管路管 線的鋪設、輸送汽、冷、氣、電的常年能量損失。且動力車間布置在廠區(qū)的下風向，以 免煙塵污染廠區(qū)和容易引起火災。 輔助車間靠

46、近為其服務的主車間廠房，分布在廠區(qū)的右側。水塔分布在右側靠中， 以便為生產提供大量用水。包裝材料庫設置在主車間一樓和二樓，接近包裝車間。原料 庫布置在主車間左側， 為生產時運輸節(jié)省成本。 廠前門右側設置一個汽車庫和自行車棚， 主要為車間工人停車用地，廠后區(qū)設計一個小車庫，主要為成品運輸車輛停車用。鍋爐 房處在廠區(qū)右側下方。主要為了靠近主車間的蒸煮間，可減少供汽的熱量與壓力損失。 有利于凝結水的回收及環(huán)境衛(wèi)生。 行政管理和后勤部門的總體布置位集中在廠前區(qū)。因為其職能性質規(guī)定，對廠內方 便于全廠性的行政業(yè)務和生產技術管理，以及后勤服務，對外在建筑上適應城市規(guī)劃、 市容整齊的要求。故設在工廠的大門處

47、，臨近兩側。首先，辦公大樓正對著大門，并且 附以大型花池綠化及旁側美化，體現了工廠的方位朝向。并且通風采光充足，其他福利 設施布置在廠前區(qū)左側，如食堂、活動室、及運動場地等，作為生活區(qū)的一部分，方便 工人的生活。 全廠總平面布置采用區(qū)帶式布置形式。在廠區(qū)劃分的前提下，保證區(qū)域功能分明的 特點，以主要生產車間的定位布置，帶起輔助車間和動力車間的逐一布置。這種布置形 式的特點是突出了主要生產車間的中心地帶位置。全廠各區(qū)布置得比較協(xié)調合理。道路 網布置井然有序，綠化區(qū)面積得以保證。 11 四川理工學院學士學位設計 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 3.1 產品方案的要求在安排產品方案時，應盡可能做到

48、滿足主要產品產量的要求，滿足原料綜合利用的 要求，滿足淡旺季節(jié)平衡生產的要求，滿足市場供應以及提高經濟效益的要求。努力做 到產品產量與原料供應量平衡，生產季節(jié)與勞動力需求相平衡，生產班次平衡，設備生 產能力平衡，水、電、汽負荷要平衡。在編排產品方案時，應根據計劃任務書的要求及 原料供應情況，并結合各生產車間的實際利用率，計劃好安排多少車間生產才能保證方 案的順利實施。 3.2 班產量的確定班產量是食品工廠工藝設計中最主要的計算基準， 班產量的大小直接影響到設備的 配套、車間的布置和占地面積、公用設施和輔助設施的規(guī)格、大小及勞動力的定員等。 班產量的制約因素主要有原料的供應情況和市場銷售情況、

49、配套設備的生產能力及運行 情況、延長生產期的條件（冷庫及半成品加工措施）、產品品種的搭配以及工廠的自動 化程度。 表3-1產品方案 月份 天數 班產量 班次 日產量 月產量 果味型 果汁型 可樂型 （噸） （噸） （噸） （噸） （噸） 2 1 1 2 30 15 15 30 630 225 330 660 150 60 60 150 180 60 120 210 300 105 150 300 （天/月） （班/噸） 1月 2月 3月 4月 21 15 22 22 15 15 15 15 12 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 19 22

50、 22 22 22 19 22 22 15 15 15 15 15 15 15 15 2 2 2 2 2 1 1 1 30 30 30 30 30 15 15 15 570 660 660 660 660 285 330 330 150 150 150 150 150 60 60 60 180 210 210 210 210 105 120 120 240 300 300 300 300 120 150 150 由上表可知，每年實際工作日按250天計算，符合國家規(guī)定。每月按4周計算，除去 周末 8 天，實際工作日為 22 天，由于 2 月份有春節(jié)，則生產 15 天，1 月放元旦一 天，則生產

51、21 天，5 月和 10 月因也有法定節(jié)假日故生產 19 天。碳酸飲料在夏季和 春節(jié)期間銷量較好，故每天生產 2 班。其余幾個月為淡季，每天生產 1 班。 3.3 碳酸飲料生產工藝流程碳酸飲料的生產工藝流程有兩種，一種是配好調味糖漿后，將其灌入包裝容器，再 灌裝碳酸水（即沖入二氧化碳的水），稱現調試；另一種是將調味糖漿和碳酸水定量混 合后，再灌入包裝容器中，稱預調式。本設計根據一次灌裝工藝流程進行設計。 預調式工藝流程（一次灌裝）見圖 3-1。 飲用水 → 水處理 → 脫氣 → 暫存 → CO2氣 調味劑、香精等 ↓ 砂糖 → 溶解→ 暫存→ 過濾→ 糖漿調和→ 定量調和機 → 帶冷卻的混合機

52、 ↙ 瓶 →洗凈 →空瓶檢查 → 裝瓶機 → 軋蓋機 ↓ 制品檢查 ↓ 成品 13 四川理工學院學士學位設計 圖 3-1 預調式工藝流程 現調試工藝流程（二次灌裝）見圖 3-2。 CO2氣 ↓ 飲用水 → 水處理 → 冷卻 →混合機 ↘ 冷卻→ 灌漿機→ 裝瓶機→ 軋蓋機 ↓ 混勻機 成品 圖 3-2 現調試工藝流程 ↓ ← 制品檢查 調和劑、香精等 ↓ 砂糖→溶解→ 過濾→ 糖漿調和→ 瓶 → 洗凈 → ↑ 空瓶檢查 3.3.1 工藝流程說明 3.3.1.1 飲料用水的水質要求和處理 水是飲料生產中的重要原料之一，水質的好壞，直接影響成品的質量。因此，飲用 水的處理非常重要。 （1）天然水源

53、中的雜質，按其微粒分散的程度，大致可分為三類：懸浮物、膠體、 溶解物質，見表 3-2。表 3-2 天然水源中雜質的分類和處理方法 雜質微粒/mm 10 ?7 10 分類 特征 識別 常用處理 方法 真溶液 透明 電子顯微鏡 離子交換 混凝、澄清、過濾 膠體 光照下渾濁 超顯微鏡 懸浮物 渾濁 肉眼可見 普通顯微鏡 自然沉降、過濾 10 ?6 10 ?5 10 ?4 10 ?3 10 ?2 10 ?1 1 14 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 （2）飲用水的水質要求 飲料用水首先必須符合我國生活飲用水衛(wèi)生標準（GB 5749）,見表 3-3。 3.3.1.2 原糖漿的制備 （1）糖的溶解 把糖

54、溶解于水中，一般稱為原糖漿或單糖漿。必須采用優(yōu)質砂糖，溶解于一定量的 水中，制成預計濃度的糖液，再經過濾、澄清后供用。其所用水亦必須用純良的水，其 水質可與裝瓶用水相同。 溶解方法有冷溶法與熱溶法。配制短期內飲用的飲料的糖漿可采用冷溶法；零散飲 料，純度要求較高，或要求延長貯藏期的飲料，最好采用熱溶法。 熱溶法的優(yōu)點是： 1、能殺滅附于糖內的細菌； 2、可分離出凝固糖中的雜物； 3、溶解迅速，在較短時間內可生產大量糖漿。 冷溶法的優(yōu)點是節(jié)約燃料。 15 四川理工學院學士學位設計 表 3-3 生活用水衛(wèi)生標準 項目 色 濁度 臭和味 肉眼可見物 PH 總硬度（以碳酸鈣計）mg/L 鐵/(mg/L

55、) 錳/(mg/L) 銅/(mg/L) 鋅/(mg/L) 揮發(fā)酚類（以苯酚計）mg/L 陰離子合成洗滌(mg/L) 硫酸鹽/(mg/L) 氯化物/(mg/L) 溶解性總固體/(mg/L) 標準 色度不超過 15 度，并不呈現其它異色 不超過 3 度，特殊情況不超過 5 度 不得有異臭、異味 不得含有 6.5～8.5 ＜450 ＜0.3 ＜0.1 ＜1.0 ＜1.0 ＜0.002 ＜0.3 ＜250 ＜250 ＜1000 感官性狀和 一般化學指 標 氟化物/(mg/L) 氰化物/(mg/L) 砷/(mg/L) 毒理學指標 硒/(mg/L) 汞/(mg/L) 鎘/(mg/L) 鉻(六價)/(mg/

56、L) 鉛/(mg/L) 銀/(mg/L) 硝酸鹽（以氮計）/(mg/L) 氯仿/(μg/L) 四氯化碳/(μg/L) 滴滴涕/(μg/l) 六六六/(μg/L) 細菌總數/(個/mL) 總大腸菌群/(個/L) ＜1.0 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.01 ＜0.001 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜20 ＜60 ＜3 ＜1 ＜5 ＜100 ＜3 在與水接觸 30min 反應不低于 0.3mg/L. 16 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 細菌學指標 游離余氯 集中 式給水除出廠水應符合上述要求外，管網 末梢 水不應低于 0.05mg/L 總α放射性/(Bq/L) 放射性指標

57、 總β放射性/(Bq/L) ＜0.1 ＜1 （2）糖漿過濾 砂糖加水溶解后，必須進行過濾，濾法有自然過濾和加壓過濾兩種。 自然過濾采用錘形厚絨布濾袋，內加紙漿濾層，操作極簡單。但濾速流量太慢，不 適用于一般工廠，大部分工廠采用加壓濾法。 加壓過濾采用不銹鋼板框壓縮設備，每塊濾板上配有細帆布，糖液經溶化后，加紙 漿為助濾劑，用泵加壓通過濾板，反復通過，先形成濾層，去除雜質得到澄清透明的糖 漿備用。助濾劑是用造紙原料經粉碎成漿狀，于糖溶化后加入，其加入量為每 1m 過濾 面積，約用 1Kg 紙漿原料。用離心泵加壓，其壓力不超過 117.6kPa(1.2kgf/cm )。 一般操作壓力在 58.8k

58、Pa(0.6kgf/cm )左右。如采用 2.5m 的過濾面積的過濾設備， 65°Bx 濃度的糖漿流量為 2.5t/h。如果壓力超過 117.6kPa 及流量降低時，應停止操作， 重新更換新的紙漿及濾布。 該操作必須在規(guī)定衛(wèi)生條件下進行。 更換下來的紙漿經清洗、 干燥后可重復使用。 如果生產中采用質量較差的砂糖，則會導致飲料產生絮凝物、沉淀物，以致產生異 味等，還會使裝瓶時出現大量泡沫，影響生產速度。因此較差的砂糖必須采用活性炭的 凈化處理。處理方法為：將糖用活性炭加入熱糖漿中，添加時用攪拌器不斷攪拌?；钚?炭用量須視糖及活性炭的質量而定，一般用量為糖的質量 0.5%～1%之間。活性炭與糖 溶

59、液接觸 15min，溫度保持在 80℃.為了避免活性炭堵塞過濾器面層，在通過過濾器前 加一些助濾劑（如硅藻土），用量為糖質量的 0.1%。過濾時活性炭和助濾劑吸附在過 濾面層，糖漿反復通過過濾器，達到過濾出來的糖液純凈透明為度。過濾設備也采用不 銹鋼板框壓濾器。 2 2 2 2 17 四川理工學院學士學位設計 3.3.1.3 糖漿的配合 原糖漿（加甜味劑）→加防腐劑→加酸味劑→果汁→香精→色素→水（碳酸水） （1） 防腐劑 防腐劑的作用，是防止食品生產中受到細菌的污染而造成腐壞，但要首先保證產品 生產過程的衛(wèi)生，才能期待防腐劑所產生的效果。 飲料中常用的防腐劑是苯甲酸鈉，配制濃度為 25%，即

60、一份苯甲酸鈉加三分溫水 溶解成溶液，經過濾，貯存于清潔容器中備用。在軟飲料中使用量低于 0.1%。 （2） 酸 酸被使用于飲料中，以產生酸味，調整糖的甜味，并突出或補充相關聯的香味。 1、檸檬酸 由于它是柑橘水果的一種天然組成部分，因此適用于橘子味碳酸飲料。工廠一般常 用 50%的檸檬酸溶液。 2、酒石酸 酒石酸是從葡萄酒生產的副產品中取得的，它比檸檬酸要酸一些，主要用來制備葡 萄香味飲料。和檸檬酸用法相同，也溶化成 50%的溶液。 3、磷酸 由于磷酸的濃度高， 價格便宜， 所以它是最經濟的酸化劑。 使用于碳酸飲料時， 25% 碳酸溶液差不多相等于 50%檸檬酸溶液。主要用于可樂型飲料中。 4

61、、乳酸 乳酸由乳糖所制得，是無色濃稠溶液，味較溫和。一般使用量與檸檬酸相同。 （3） 甜味劑（糖精鈉） 糖精鈉為無色呈結晶體，因系鈉鹽，故易容于水。它的甜度通常與其質量的 300～ 500 倍蔗糖相等。我國規(guī)定最大的使用量為成品的 0.015%。 （4） 果汁 許多水果汁被廣泛用于碳酸飲料中，使用最廣的要屬柑橘類的汁。果汁可分澄清和 渾濁的?，F柑橘類果汁都用渾濁狀的，在加工果汁時必須將榨出的果汁立即進行瞬時巴 氏殺菌，以破壞其中果膠酶的活性。以免破壞渾濁度。為了節(jié)約一般采用濃縮汁，如真 空離心濃縮。 18 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 （5） 色素 由于消費者需要飲料外觀應與原果或植物色調

62、相似，因而需要使用各種著色劑，以 吸引消費者。 碳酸飲料中使用的著色劑可分為兩類：天然色素和法定食用色素。 天然色素有蟲膠色素、紅花黃、辣椒紅、焦糖色、紅曲米、β－胡蘿卜素、葉綠素、 姜黃、甜菜紅等九種。 人造色素有檸檬黃、日落黃、莧菜紅、胭脂紅、靛藍等五種。 （6） 香精 香精在飲料中是不可缺少的原料，可分為水溶性香精和乳化香精。 3.3.1.4 碳酸化 碳酸飲料最為重要的性質是發(fā)泡性， 發(fā)泡程度是由飲料中溶解的二氧化碳量決 定的。水或調配好的飲料吸收碳酸氣，即二氧化碳和水混合的過程稱為碳酸飽和作 用或碳酸化作用。 影響碳酸化作用的因素： （1） 二氧化碳在碳酸飲料中的作用 1、清涼作用：喝

63、汽水實際上是喝一定濃度的碳酸，碳酸在腹中由于溫度升高、壓 力降低，即進行分解。當二氧化碳從體內排出時，就把體內的熱帶出來，起到清涼作用。 2、阻礙微生物的生長，延長汽水的貨架壽命：二氧化碳能致死嗜氧微生物，并由 于汽水中的壓力能抑制微生物的生長。國際上認為 3.5～4 倍含氣量是汽水的安全區(qū)。 3、突出香味：二氧化碳在汽水中逸出時，能帶出香味，增強風味。 4、有舒服的剎口感：二氧化碳配合汽水中其他成分，產出一種特殊的風味，各個 不同品種需要不同的剎口感，有的要強烈，有的要柔和，所以各個品種的含氣量不同。 如：橙汁汽水，含氣量（容積倍數）為 1.5～2.5；可樂汽水，含氣量為 3.5～4；檸檬汽

64、 水，含氣量為 3.5～4。 （2）二氧化碳在水中的溶解度 在一定壓力和溫度下，二氧化碳在水中的最大溶解量叫作溶解度。這時氣體從液體 中逸出的速度和氣體進入液體的速度達到平衡，叫作飽和。未達到最大溶解量的溶液叫 19 四川理工學院學士學位設計 作不飽和溶液。 二氧化碳在液體中的溶解量依下列因素而定： 1、氣液體系的絕對壓力和液體的溫度。 2、二氧化碳氣的純度和液體中存在的溶質的性質。 3、氣體和液體的接觸面積和接觸時間。 （3）飲料中空氣的影響 二氧化碳在液體中的溶解度與液體中存在的溶質的性質和二氧化碳的純度有關。 純 水較含糖或含鹽的水更容易溶解二氧化碳。二氧化碳氣中的雜質則阻礙二氧化碳的溶

65、 解。 最常見的影響碳酸化的因素是空氣。 空氣不僅影響碳酸化的效果， 而且對產品來說， 能促進霉菌和腐敗菌的生長，并能氧化香料使風味遭到破壞。 空氣的主要來源：（1）二氧化碳氣不純；（2）氣路有漏隙；（3）水中溶解氧、 氣泡；（4）抽水管線有漏隙；（5）糖漿中的溶解氧、氣泡；（6）糖漿管線以及配比 器管線中空氣的窩存；（7）混合機內及管線中的空氣。 水中的空氣可以用脫氣機處理。 3.3.1.5 瓶的預處理 （1）卸垛 卸垛就是將空瓶或空罐從箱子或托盤移入鏈道中。 玻璃瓶線的卸瓶機利用真空吸附 裝置，通過吸爪夾住瓶子，把瓶子從箱子中取出送至鏈道上。這一過程，需要對玻璃瓶 進行預檢，以挑出碎瓶、不

66、能清洗的臟瓶及雜瓶等。塑料瓶線、易拉罐線的卸瓶機主要 針對托盤包裝產品，利用升降裝置，將載有空瓶的托盤升至與平臺一致的水平位置，通 過推動裝置，將同一層內的空瓶移到鏈道，完成輸送工作。 （2）洗瓶 玻璃瓶因屬回收包裝，故瓶內較臟，采用去污能力較強的火堿清洗，一般火堿濃度 為 2%～3.5%，堿液溫度為 55～60℃，接觸時間為 10～20min。若燒堿濃度在 4%以 上或溫度超過 77℃時，將對玻璃瓶有損害。玻璃瓶的清洗目前普遍采用的是混合洗液 法，即在燒堿中加入燒堿（6/4），使之更易洗凈，加入磷酸鈉以改進硬水的結垢，避免 PET 瓶及易拉罐由于 硬水使洗出的瓶壁產生污垢； 加入葡萄糖酸鈉以利去瓶口鐵銹等。 20 第 3 章 碳酸飲料工廠工藝設計 采用密封包裝，污染很小，只需使用含氯量（3～10）×10? 的軟化水瞬間沖洗即可，沖 洗壓力保持在 0.2～0.4kPa。 洗瓶的方法分為浸泡、噴射、刷洗三種。 6 3.3.2 碳酸飲料的質量指標（1）感官指標 1、色澤和透明度：無色、澄清、透明（加色素的汽水應符合該品種應有之色澤）； 混汁型汽水應具有一定的渾濁感。 2、外觀：瓶內外清潔，