食品工厂设计论文

《食品工厂设计》结课论文年产10000t核桃奶生产车间工艺设计

学生姓名刘思鸣

学号70622080 006

所属学院生命科学学院

专业食品营养与检测

班级11

指导教师朱丽霞

日期2010年11月29日

年产10000t核桃奶生产车间工艺设计

刘思鸣

（塔里木大学生命科学学院，新疆，阿拉尔，843300）

摘要：食品生产车间设计作为食品工厂设计的主体内容，具有非常重要的地位。新产品、新工艺、新技术、新设备的使用和开发都离不开食品车间的设计工作。同时整个设计工作必须符合国家标准的相关规定，方能在确保产品安全的基础上生产出色、香、味俱全的优质食品。核桃乳作为一种常见的植物蛋白饮料，具有营养丰富、绿色健康等特点。核桃乳的生产工艺与豆乳类饮料工艺具有异曲同工之处，本设计主要是在参考豆乳类饮料生产设计工艺的基础上，对核桃乳生产车间布置工艺和车间生产流程进行设计说明，同时对辅助车间和部分厂区设施进行了简要介绍。工艺流程设计主要包括原料配方的确定，生产工艺的选择；在生产工艺的基础上进行物料和热量计算；依据工艺选择和计算的结果，结合实际生产经验选择符合生产规模和工艺要求的设备；将所选设备根据生产流程进行合理的排列布置，完成设备工艺流程图。车间布置设计主要内容包括：根据工艺设计内容确定车间整体构型、车间面积；选定车间土建参数，参考土建和车间构型进行设备布置等。

关键字：核桃奶乳饮料工艺设计车间布置

Abstract：As the main content of t designing a food Stuffs factory , the food production workshop has a very important role. The use and development of new products, new techniques, new technologies and new equipment ,are inseparable from the work of designing a food workshop . At the same time the entire work must conform with the standards that drew up by the state,so that we can produce food with high quality, on the bacis of ensureing the safety of the product. Walnut milk is a common vegetable protein beverage ,walnut milk is nutritional,healthy and natural.The technique between walnut milk and other peanut milk is almost the same . The manufavturing technique of producing walnut milk ,is based on technique of producing peanut milk,also giving a brief introduction to the auxiliary shop and part of the facility in the factory.The step of designing the process flow inclincluding: chosing the manufavturin technique, to determining the application amount of the materials and the heat, according to the manufavturing technique;Select equipments

according to the conclusion of the computation that we did before , We also need to considering the production scale or the experience in production.To organize the equipments according to the production process ,fishing the process flow diagram .The step of plant arrangement including: fixing the contour of the department,the area;and choosing the parameters of the architecture,determining the position of the equipments according to the parameters of the architecture and the structure of the workshop.

Keyword：plant arrangement；technical process

本设计的开发思路是通过核桃仁生产核桃乳，根据核桃仁中特有的天然营养成分，本着以开发天然植物蛋白饮料为宗旨，核桃乳生产过程中不添加任何色素、香精和防腐剂，产品保持了核桃所含的营养成分保留了其独特功能特性以此设计配方、生产工艺。不仅如此还可在此套工艺设计和设备的基础上，进一步开发出其他以核桃为原料的饮料如核桃露、果汁核桃乳、乳酸菌发酵核桃乳。

1. 我核桃加工产品状况、产品开发展望及开发思路

1.1 核桃产品加工状况

目前我国的核桃加工大部分属于初级加工或者直接生吃，总的来说核桃加工水品有待进一步发展。核桃加工的方向大致是这样的。由于核桃中提取的核桃油中的不饱和脂肪酸含有量极高大概有90%，所以常将核桃用于核桃油的提取，通常通过压榨和浸出法进行提取；生产核桃乳，由于核桃乳产品的稳定性控制力较差，蛋白质的溶解性和乳化性随着温度和PH 变化较大且不易控制，这成为了加工过程的瓶颈。即便如此核桃奶产品由于其丰富的营养性仍然受到了市场的青睐。其次国内核桃奶加工设备落后，加工工艺的机械化程度不高导致产品质量控制出现问题常见的有分层和胀袋，并且生产成本较高；核桃粉生产，以核桃仁混合玉米、大豆等辅助物料加工而成的核桃粉不但营养丰富，食用方便而且口味独特所以特别适于中老年人和儿童食用。常见问题是生产科技含量低，设备工艺落后，并且产品市场没有形成一定规模；除此以为核桃还可用于烹饪和制作糕点，例如核桃片、风味核桃仁和糖裹核桃仁等，制作简单，味道独特深受广大消费者喜爱。

1.2 核桃产品开发展望

我国核桃栽种面积广，总产量较高，日常的食用方法并不能使核桃的营养价值得到充分利用，这就为我国核桃深加工带来了机遇，经过深度加工的核桃仁附加值高，经济效益好。

但是首先要解决的问题就是怎样在传统的加工工艺上进一步完善加工方式，开发新产品实现规模化生产，同时打造品牌。市场经济飞速发展的今天好的产品和好的品牌才是生存和发展的王道。同时我们也不能忽略核桃类休闲小食品的开发，这类产品投资少，但售价低且风味独特，老少皆宜，市场潜力巨大。总之核桃开发的原则是综合利用、促成产业化同时打造品牌，将我国巨大的核桃原料优势转化为经济优势。 1.3 核桃乳产品开发思路

本设计的开发思路是通过核桃仁生产核桃乳，根据核桃仁中特有的天然营养成分，本着以开发天然植物蛋白饮料为宗旨，核桃乳生产过程中不添加任何色素、香精和防腐剂，产品保持了核桃所含的营养成分保留了其独特功能特性以此设计配方、生产工艺。不仅如此还可在此套工艺设计和设备的基础上，进一步开发出其他以核桃为原料的饮料如核桃露、果汁核桃乳、乳酸菌发酵核桃乳。

2. 产品方案及班产量确定

依据：核桃奶年产量10000t ，全年的生产时间。 2．1 产品方案要求

⑴ 产品方案必须满足产品在产量、经济效益、淡季和旺季的平衡以及原料在综合利用方面的要求。

⑵ 产品方案满足产品在产量、原料供应、生产班次、和设备生产能力以及耗水、耗电、用汽负荷等方面的平衡。 2．1 班产量的确定

影响班产量的主要因素，如核桃的生长季节，生产设备的生产能力大小，设备运行是否正常，生产工艺是否合理等，班产量可以使用下面的公式进行计算：

()

淡中旺班t t 2t 3M

++=

k M

上式中k 代表设备不均衡系数，其中

淡中旺，，t t t 分别代表生产旺季，中间季节，淡季

的生产天数。结合实际生产经验，确定生产天数为250天，每天生产2班，通常设备运行稳定故可令k=1,由此可得班产量为20t/班。

3． 生产方法的选择和工艺流程的确定

3．1 生产方法

核桃奶是以核桃仁为原料，根据核桃中特有的营养成分及其功能特性，以开发天然植物

蛋白饮料为宗旨，生产过程中绝不添加任何香精，色素，防腐剂以此保持核桃营养成分。将核桃原料通过破壳、脱皮、磨浆、分离、调配、均质、脱气、灭菌、灌装、二次杀菌、保温冷却、检验、包装等过程进行加工生产。

3．2 工艺选择

⑴脱仁衣方法

核桃脱仁衣常采用水浸法和干燥去皮法。干燥法是将核桃仁置于热风干燥箱中高温烘烤（110～120℃），约3小时，最后采用机械脱皮。此种方法相比于水浸法，不足之处在于过高的温度处理核桃仁会影响其中的蛋白质性质，使接下来磨浆过程蛋白质溶出率降低，并且不能很好的处理核桃皮所具有的涩味。使用水浸法脱仁衣，脱皮温度较干燥法低，蛋白质溶出率相对较高，并且水浸法可以起到预煮作用，能很好的去除核桃仁涩味。

⑵均质脱气顺序

生产中物料脱气可放置与均质前和均质后，本设计将脱气过程放在在均质过程之后是考虑到如果先脱气再进行均质那么有可能在均质的剪切、撞击过程中会有气体产生消减了脱气效果，并可能在灌装过程中仍有泡沫产生。

⑶杀菌工艺

本设计采用先巴氏杀菌后使用杀菌锅杀菌的生产工艺。虽然饮料生产中经常使用超高温瞬时灭菌法杀菌，且效果更好，物料营养损失更少，产品保质期更长。但是UHT灭菌通常使用无菌灌装，而且根据设计依据，生产包装只能采用玻璃瓶进行灌装，所以查阅相关生产资料并结合生产要求决定先采用巴氏杀菌法消灭致病菌，再使用10min-20min-15min/121℃杀菌公式进行杀菌。

3．3 工艺流程

原料预处理→脱仁衣→浸泡→磨浆→浆渣分离→调配→均质→脱气→巴式杀菌→灌装→密封→二次杀菌→冷却→检验包装→成品

4．工艺衡算

4．1 物料衡算

物料衡算是车间设计工作从定性转到定的量的开始。通过物料衡算确定出原料和辅料的用量，接下来的设备选型以及能量衡算需要以此作为选型和进一步计算的依据，并估算劳动人员编制、仓库的面积、物流采购的能力等。物料衡算依据的质量守恒原理，跟据原辅料使用量等于生产过程损耗与出口物料量的总和，以此平衡关系进行计算。

依据年产10000t核桃奶生产计划，考虑到核桃生长季节对生产加工的影响，确定每年生产250天，每天按两班制进行生产，每班生产12h。

表4.1.1 核桃奶主要工艺技术经济指标

核桃奶日产量：10000÷250=40t

核桃奶班产量：40÷2=20t

按1t原料生产进行物料恒算：

⑴ 1t核桃拣选后所得量=1×（1-1%）=0.99t

⑵ 1t核桃所得核仁量=0.99×（1-42%）=0.574t（出任率为42%）

⑶脱去种皮得核仁量=0.574×（1-8%）=0.528t(脱皮损耗8%)

⑷清洗过后得核仁量=0.528×（1-0.5%）=0.525t

⑸浸泡后的核仁量计算，将已去皮的核桃仁置于3倍于其重量的20℃水中浸泡8小时，时期从分吸水，去吸水系数为1:1.5计算。浸泡后核桃仁的量=0.525×（1＋1.5）=1.313t

⑹磨浆时以1:4的比例加水，并加入1%的亚硫酸钠进行粗磨和胶体磨后得到浆液量=

1.313×（1＋1%＋400%－2%）=6.553t

⑺过滤后所得浆液量=6.553×（1-1.5%）=6.455t

⑻调配计算：

①加入砂糖的量=6.455×7%=0.452t

②加入单硬脂酸的量=6.455×0.01%=0.0006t

③加入蔗糖脂肪酸脂的量=6.455×0.4%=0.026t

④加入果胶的量=6.455×0.17%=0.011t

⑤加入卡拉胶的量=6.455×0.01%=0.0006t

调配后所得液体总量=6.455t+0.452t+0.0006t+0.026t+0.011t+0.0006t=6.952t

⑼均质后得液量=6.952×（1-0.3%）=6.93t

⑽脱气后得液量=6.93×(1-0.3%)=6.91t

⑾巴式杀菌后的液量=6.91×（1-0.3%）=6.86t

⑿灌装后的液量=6.86×（1-0.6%）=6.84t

⒀ 二次杀菌后得液量=6.84×（1-0.3%）=6.82t ⒁ 检验后得液量=6.82×（1-0.3%）=6.80t

表4.1.2 物料平衡表(以1t 核桃原料计)

由

827.61

20

每班消耗核桃量 得，每班消耗核桃量=2.93t 4．2 热量衡算

核桃碱液去皮过程中，通过不锈钢夹层锅将核桃原料放入由20℃加热到80℃热水中进行浸泡半小时，相当于将核桃仁由20℃升温至80℃，消耗的热量由核桃和水升温吸热构成。⑴ 核桃升温耗热量计算（以每班耗量计算）：

Q1=WC(2T -1

T )=1

×1000×2.009×（80-20）=185631.6(kJ)

式中Q1—物料升温所需热量，kJ ；

W —物料量，kg ；

C —物料比热容（查表，kJ/kg.K ）；

2T —物料终温，1T —物料初温

⑵ 水升温耗热计算

按1:3加水浸泡，水升温耗热量Q2=1.54×1000×3×4.187×(80-20)=1160636.4(kJ) （水的比热容= 4.187kJ/kg.K ）； ⑶ 配料系统

物料由20℃加热到50℃进行配料搅拌，由物料恒算知道每班有18.9浆液进行调配，调配温度设为50℃，所需热量Q3=（18.9-1.324）×1000×3.767×(50-20)=1986263.8(kJ)。 ⑷ 化糖系统耗热

化糖罐中砂糖加水配成70%糖溶液，溶液由20℃被加热到95℃,比热容仍然以糖计，耗

热

3Q =1.324÷70%×4.173×1000×（95-20）=782484(kJ)

⑸ 巴式杀菌耗热计算

巴式杀菌前，将均质后的物料加热到90℃，进行15-30S 杀菌操作，设温度损耗5℃,消

耗热量Q6=20.25×1000×3.767×（90-45）=3432678.8(kJ) ⑹ 第二次杀菌耗热计算

灌装时经过第一次超高温短时杀菌的物料已被冷却到60℃，所以第二次使用杀菌釜进行二次杀菌时，需要从60℃开始升温至121℃，第二次杀菌耗热

Q7=20.13×1000×3.767×（121-60）=4625612.3(kJ)

根据生产经验，取各蒸汽损耗过程损耗系数均为K,令K=1.2，即设备热损耗同辐射介质散热总量为物料吸热的20%，则总好热设为：

总Q =（Q1+Q2+Q3…+Q7）*K

=(185631.6+1160636.4+1986263.8+782484+3432678.8+4625612.3)*1.2=14553315(kJ) 生产用蒸汽最大消耗总量

G i i Q ?-=)21（总

2

1i i Q

G -=

（kg ）式中G —蒸汽耗量，kg ； 式中G —蒸汽耗量，kg ；

Q 加热过程中的热量总耗，KJ ；

1i —蒸汽热焓，2723.83J/kg ；2i —冷凝液热焓，558.41KJ/kg

解得1i -2i =2165.42 kJ/kg,代入得G=6916.5kg/班

表4.2.1各工序蒸汽耗量

4．3 供水衡算

以每班用水量计算为例： ⑴ 物料调配、浸泡用水量计算

每班出核桃仁约1.68t ，夹层锅预煮浸泡按1：2加水耗水量=1.68×2=3.36t ；磨浆前的

常温浸泡8小时，加水比例为1:3,且每4小时换一次水，耗水量=1.54×3×2=9.24t；磨浆加水比例1:4,浸泡后核桃仁吸水后重量约为3.85t,磨浆耗水量=3.85×4=15.4t；调配、浸泡共加水约合28t。

⑵物料清洗用水计算

①核桃破壳和破壳以后的核桃仁清洗

清洗三次，每次清洗按1:3比例加水清洗，耗水量=2.93×3×3=26.37t

②脱皮后的核桃仁清洗

因为核桃仁脱皮时加入了碱液，所以要进行彻底清洗，设将所有夹层锅满水进行清洗，清洗4次，耗水量=12×5×500×4=120t

⑶设备清洗用水

车间浸泡罐、高位储罐罐和夹层锅的清洗用水量可按各自的总容积的5%计算，均质机、脱气机、巴式杀菌机、杀菌釜、胶体磨、灌装机等的清洗用水量可以按照各自处理量的10%（每昼夜）计算。各种罐体总容积V=500×12＋2000×6＋3000×8＋6000＋12000=60000L，每天清洗两次，清洗耗水=60000×5%×2=6t；各设备每昼夜清洗用水=（800+700+500+6000+5000+4000+2500+2700+2700+3000）×10%×8=22.23t

⑷其他清洗（冲洗地坪M）用水

实际测定，1t水大约可以冲洗地坪40平方米，生产车间每班冲洗至少两次则

M=S/40*2,

m

式中S为生产车间地坪面积，2

m计，进行估算得M=70t

生产车间以14002

⑸生活用水量

每班人数为112人，依照经验数据，每人平均生活用水70kg/h,

生活最大用水量=112×70=7840kg/h,每班8小时计算每班生活用水为61.6t

⑹消防用水量

因为消防用水的不确定性且通常用水较少，所以可忽略不计，一旦发生火警时，也可将生产用水或生活用水与之调节使用。

⑺冷却用水

冷却水总耗量为185.8t。

由以上计算得每班总用水量约为648t，每小时耗水81t,则生产1t核桃奶需耗水32.4。

表4.3.1耗水量计算表

5．设备选型

5. 1 预处理系统

⑴核桃破壳机

核桃破壳机选用原则首先满足生产能力要求，以每日处理总核桃量为下限，适当提高处理能力，要求破壳机破壳率达到99%以上，且安全、方便、可靠、能耗少、价格合理。核桃处理量=2.93×2=5.68t,平均每小时处理量=5.86÷18=370kg/h。据此选择购买两台由北京意美德通科技发展有限公司生产的核桃破壳机，两台机器同时运转16小时，最多可以生产核桃10t可以满足两天生产要求且该机还具有自动清洗功能。

⑵不锈钢夹层锅，浸泡罐

作为核桃仁脱皮处理的预处理设备，首先考虑处理量，日处理量计算可知满足每天近六吨的核桃浸泡加热处理，每班生产用核桃仁为1.68t,设加水比例为1：2则选用500夹层锅12个可以满足要求。同时考虑设备材料、质量、价格、构造。由于核桃仁是非流动性原料，所以选用可倾式保温夹层锅。浸泡罐浸泡能力满足每班正常生产的量，且要求夹层锅和浸泡罐材料具有不易腐蚀、耐酸碱，耐高温、卫生、易清洗等特点。选用温州市长宏轻工机械有限公司生产的产品即可满足设计要求。

5. 2 磨浆系统

⑴粗磨、胶体磨

作为专业性较强的设备，核桃奶生产中考虑浆液中微粒细度要求能通过160-200目网筛，结合物料平衡中的计算结果和胶体磨生产能力,每班处理3.85t经过浸泡的核桃仁，在机器连续生产的情况下需要达到的处理能力为481.25kg/h,选择一台处理能力达标的机器生产。从乳化细度、经济性考虑，选用沈阳香洋机械厂制造的分立式胶体磨。粗磨选用两台哈尔滨

泛亚食品机械有限公司生产的磨浆机同时进行粗磨浆。

⑵离心过滤机

经过胶体磨精磨后的料液颗粒细度为80～100目，考虑核桃奶粘度，分离机的使用主要为了分离核桃奶中的粗纤维成分，生产处理量需满足481.25kg/h。结合工业生产清洗的方便性，考虑选用过滤离心机，而三足式离心机可以分离亲水性较强、粘度较大、中等细度的纤维状悬浮液体，结合生产经验，决定选用张家港市远洋机械厂生产的三足式离心机。

5. 3 配料系统

⑴配料罐、化糖锅、高位储罐

原则是尽量选择大容量罐体，大容量罐体生产投资节省但同时要考虑车间尺寸。每班调配的核桃奶为20.37吨，容积约为20370L，配料罐尺寸不能超过生产车间设计高度，其次考虑罐体结构、无卫生死角、清洗方便程度、价格等因素决定选用3000L配料罐，要完成20370L配料需要8只配料罐；化糖锅根据工艺选用蒸汽加热的化糖锅，它具有溶糖迅速和可杀菌的特点，根据容量估算选用2000L化糖罐一只；高位罐为灌装之前的缓冲罐，连接巴式杀菌的装置选择2000L的；浸泡罐选择，按浸泡加水比例1:3计算最少需要12000L容量的容器才能完成任务。最后决定购买温州利宏轻工机械有限公司生产的罐体群

⑵均质机

因为是在灭菌之前进行均质，属于上游均质，所以选用一般均质机即可。选型考虑均质效果，每小时均质能力。通常均质压力越大均质效果越好，乳液混合效果越佳，物料被粉碎的粒度越小，根据实际生产数据，选择均质压力30～45Mpa。核桃奶生产连续性差，每班应均质的核桃奶总量为20.3吨，均质机连续生产则每小时均质机生产能力至少为2.54t/h,所以可以选用3t/h的高压均质机两台，考虑到要进行两次均质，可以将两台均质机串联连接起来进行连续均质。均质效果关系到核桃奶产品质量所以均质质量是决定性因素，其次结合均质机结构、经济性决定选用专业高压均质机，由此选择上海东华高压均质机厂生产的高压均质机。

⑶真空脱气系统

脱气能力满足生产要求，脱气机脱气效果受核桃奶温度、脱气真空度影响较大，所以要求脱气机脱气真空度达到90.7-93.3kpa,且保持稳定，料液温度45-75℃.按照后道工序处理能力不能小于前道工序的原则，且经计算脱气机处理能力应该大于2.5t/h，由此可以选用一台4t/h的脱气机进行脱气处理，生产厂家：温州利宏轻工机械有限公司。

⑷巴式杀菌设备

此工艺要求核桃奶杀菌要在85～90℃保持15～30s，杀菌质量关系到产品口感和产品的

保质，要求杀菌设备生产能力满足物料平衡要求，杀菌系统的生产能力不小于均质机生产能力，杀菌质量高，设备清洗方便。工艺要求杀菌机生产能力不小于2.5t/h,可以选用一套5t/h 的板式换热器进行巴氏杀菌。可选用温州利宏轻工机械有限公司生产的巴式杀菌成套设备，其中主件包括：传热版、平衡桶、热水系统（包括热水器和热水泵）、离心泵、仪表控制箱（包括温度控制、记录仪、电气系统）等。 ⑸ 高温反压杀菌锅

① 杀菌锅生产能力计算

A 杀菌锅操作周期所需时间T ,

54321t t t t t T ++++=

式中1t 为装锅时间（通常取5min ）,2t 为升温时间min,3t 为恒温时间min,4t 为降温

时间min,5t 为出锅时间（通常取5min ），

故T =5+10+20+15+5=55min B 每台杀菌锅可装玻瓶数量n,

n=

21

d d Kaz

（瓶）

式中K 为装载系数常见容器取K=0.55-0.60 C 杀菌篮高度与玻瓶高度比 z 锅内杀菌篮数量，

1d 表示杀菌篮内径m ， 2d 表示玻瓶外径m

n=0.6×0.9/0.132×4×2

)05.0955.0(

=5969.6瓶

D 每台杀菌过程生产能力G

G=T n

60(瓶/小时)=60×5969.6÷55=6512.3瓶/h

一小时内杀菌X 瓶需要N 个杀菌锅,根据灌装要求计算得出杀菌过处理能力至少为10020瓶/h

N=X/G=10020÷6512.3=1.54台，由此可知至少需要杀菌锅2台。 ⑹ 空气压缩机

① 杀菌锅内反压为2P 时所需的空气量

2V =1V ×2P /1P (3m ),

式中1V 表示杀菌锅的容积，3

m

1P 表示大气压力，KPa

2P 表示反压冷却时的绝对压力，KPa

代入数据得2V =7.65×200÷101.3=15.13

m

② 每只杀菌锅再反压时所需储气筒容量设为Q, 3

m

Q=2V /

3V ,、

其中2V 表式杀菌锅中当反压为2P 时需要的空气量，3

m

3V 表示在储气筒压力下每立方米空气所提供的常压空气量，3m /3m

有设备参数知储气筒压力0.7MPa ，查表得3V =5.13m

代入数据Q=15.1÷5.1=2.963

m

③ 空气压缩机每分钟的空气供应量V, 3

m /min

V=(2V ×n)/t

其中2V 同上，

t 表示冷却过程所需时间，min, n 表示杀菌锅数目

代入数据得V=15.1×2÷15=2.023

m /min 5. 4 灌装系统

每班生产成品核桃奶20t,灌装机灌装能力至少为167瓶/分，灌装机、旋盖机、冲瓶机、喷码机，整套设备最好选用同一厂家生产，可以保质生产兼容稳定性及维修方便等优势，设备满足灌装能力，生产的玻璃品满足质量要求，选用青州鲁汇包装设备公司生产的灌装设备。 5. 5 清洗系统

水处理系统、CIP 系统

要求设备满足日常生产用水，设备清洗能力要求，选用温州市长宏轻工机械有限公司生产的容量规格为1500×2+2000L 的CIP 设备系统。

6． 生产车间工艺设计

6．1 设计原则

⑴ 满足生产、卫生要求，同时考虑各个车间的相互联系，在总体上进行布局。

⑵设备应最大限度按照生产流程线进行布置，务必做到生产操作方便、生产周期短，且生产占地最少，重型设备最好安装在底层同时考虑设备安装、维护的方便性。

⑶设备间的距离应该便于设备更换和调整，同时操作台、设备、建筑物之间留有适当的安全距离，以便于操作、清洁和维修装卸。

⑷不同车间各工序满足物流运送顺畅，运输距离最短的要求，多利用空间进行运输，以节约能源和土地。

⑸从生产卫生条件和作业人员的安全考虑，其中包括与食品表面接触的卫生、清洁，预防交叉污染；注意个人卫生及卫生设施布置，防止污染发生；虫害控制，有毒化学药品的使用与生产人员的健康保护；车间内部三防，防水、电器防潮、防火。

⑹车间采光、采暖、通风、降温设施，散热、有气味、易腐蚀的物质集中堆放，对空调、空压、真空泵间集中布置分隔安置以减少管路损失。

⑺可以放在室外的设备尽量安装在车间外同时安好防雨、防晒顶棚。

6. 2 车间内总体结构

整理设备清单并作出生产车间和生活间各部分面积要求以后，本车间建筑外形决定采用最常见的长方形。根据生产工艺流程顺序，为了缩短原料和产品运输距离，车间内各生产工艺隔间从最初的原料预处理车间到待检库存间采用U形结构进行布置，因为核桃奶生产车间湿度大且有使用酸碱等腐蚀性液体，如果采用钢筋混凝土结构长期使用外露的钢结构会遭到锈蚀，同样选用砖木结构厂房其中的木质结构会因为长期湿度高而腐烂。所以厂房选择砖石混凝土结构。

6．3 车间建筑结构

⑴层数

核桃奶生产连续性较强，考虑工序连续性和物料运输的方便性及设备布置决定厂房层数采用单层。

⑵厂房跨度

厂房跨度取10～15m，由于跨度小于18米，所以建筑模数取3m，实际跨度根据车间宽度选取。

⑶柱距

柱距采用常用的6m柱距，柱网布置的扩大模数为300mm，以此根据车间长度选择。

⑷车间高度及车间开间

车间内最大设备高度为4m。因为车间设计中都采用统一模数，单层车间层高采用200mm 作为扩大模数，所以考虑到人工操作确定车间高度为5m，并由4.5m处吊顶。此车间平面开

间采用300mm作为扩大模数进位，具体开间根据设备布置情况确定。

6．4 车间隔间布置

主车间内按照工艺处理方式不同进行分隔，辅助生产设备与加工设备，杀菌与包装等过程皆分隔开。分为原料预处理间、脱仁衣车间、浸泡和磨浆间、调配车间、杀菌车间、灌装间、二次杀菌间、化验室、产品待检库等。辅助设施如空压机房、机修间，配电室、男女更衣室等设在主车间外围端。考虑到人流通道与物流通道需要分开，特别在主车间外围设一宽2m的人流通道。

6．5 车间土建要求

⑴门

门的尺寸、材料、数量首先考虑到能方便运输及生产设备尺寸。核桃奶生产车间供人流出入或小型设备运送的单扇门尺寸为 1.0×2.2m或 1.0×2.7m。双扇门规格常取 1.5×2.2(2.7)m或2.2×2.7m，原料预处理车间门应装上防虫幕帘，供大型设备运输使用的车间大门，门的高度根据运输车满载货物时的宽的尺寸扩大0.6～1.0m，高度扩大0.4～0.5m。门的型式依照方便性、能防虫、不易腐蚀等原则选择设计。核桃奶生产的密闭性考虑车间可采用空洞门，顺风方向开启，走廊门向内开。对耗用大量蒸汽配料间、杀菌间应该在屋顶开空通风、安装流风机。

⑵窗

车间厂房的窗分为天窗和侧窗，主要是为了采光和通风而设。侧窗的设置：在车间较低部位设置内外双层开的平开窗，包括一层纱窗和一层玻璃窗。车间外墙设悬窗，采光位置较好处设固定窗。侧窗洞口宽度常取0.9～6.0m,2.4m以下将0.3m作为级数进行扩大，2.4米以上以0.6m为级数进行扩大。侧窗洞口高0.9～4.8m。天窗设置：单纯采光设置平天窗，建厂的地区常有雨雪应当设置三角天窗，避免阳光直射或要求采光均匀即可设置锯齿天窗。

⑶车间地坪

核桃奶生产过程设备需要CIP清洗，清洗液中的酸碱具有强腐蚀性，所以车间地坪采用1.5～2.0%地坡，对排除腐蚀性液体的设备尽量集中放置。核桃奶生产车间地面采用高标号混凝土和缸砖地面，混凝土地面要采用耐酸碱材料做面层骨料，缸砖地面选用合理材料进行勾缝处理。同时地面为了防滑地坪表面需要划线或者印上花格作防滑处理。库房可用一般混凝土地面，车间同时设地漏排水，地漏直径取0.2～0.3m，排水沟设计成圆底方便排水和做清洗。

⑷墙面

墙面下部做1.8～2.0m护墙，材料使用白瓷砖，这样可以在人的可操作高度内保持墙面

清洁。其他墙面采用耐化学腐蚀的防毒材料涂面，墙面可用防化学腐蚀材料涂面。 ⑸ 楼盖

楼盖包括了承重结构、天花和楼板表层铺面及填充物等。铺面可以保护楼盖并承受一切地面作用，填充物使用松散又多孔的材料进行填充，天花使用隔音效果好的材料。为保持车间卫生，架柱结构应该尽量减少，楼盖采用浇筑式，以防止渗。

7． 管路计算与设计

7.1 生产用水管路的设计与计算 ⑴ 夹层锅用水管径

已知夹层锅用水量为3.36t 每班，设定输水时间为10min ，水的流量为0.336t/min,依据工业供水速度取为3m/s,因为 Q=Fv=

νπ2

4

D 故υ

π)4/(Q

D =

≈υQ 128.1(m)=0.0490m

D —管道断面处的计算内径,m Q —设计断面的水流量,3

m /s F —管道断面的面积,2m

υ—断面处水的平均流速，m/s

采用不锈钢管尺寸φ57×3.5（mm ） （以下计算公式中各字母表示含义同上） ⑵ 浸泡用水管径

已知每班浸泡用水量为9.24t,设定输水时间10min,水流量为0.924t/min, 供水速度选为3m/s, υ

π)4/(Q

D =

≈υQ 128.1=0.0267m

选用不锈钢管,尺寸φ40×3.5（mm ） ⑶ 磨浆用水管径

磨浆过程每班耗水量为15.4t,设定磨浆输水时间为1小时，水流量为15.4t/h,供水速度取2m/s, υ

π)4/(Q D =

=0.0523m

选用不锈钢管,尺寸为φ60×3.5（mm ） ⑷ 清洗用水管径

采用CIP 设备进行清洗的设备总耗水量为28t,各段清洗时间总和为 1.25h,水流量为22.4t/h ，设定水流速为3m/s,则

υ

π)4/(Q D =

=0.0514 因为清洗过程要使用酸碱介质，所以采用不锈钢管尺寸为φ60×3.5(mm) 7.2 物料输送管路的设计与计算

取物料输送速度为1.5m/s ，核桃奶密度取水的密度1000kg/3

m ,物料量为20t 每班，确定输送时间为1h ， 则物料流量为20000kg/h ，由

ρπ???=V D Q 2)4/(

得D=0.0686m 得D=0.0686m 式中Q —物料量，kg/s

V —物料输送平均流速，取1.5m/s D —管道断面内径

ρ—物料密度，取1000kg/3m

由于物料卫生较高所以使用不锈钢管 尺寸为φ76×3.5（mm ） 7.3 蒸汽管路的设计与计算 ⑴ 配料系统蒸汽管径

配料罐加热使用的蒸汽流量为114.65kg/h ，使用的蒸汽压力为0.3MPa ，查得蒸汽密度为1.62kg/3

m ，管径为45mm ，选用无缝钢管，尺寸为57×3.5（mm ）。 ⑵ 化糖锅蒸汽管径

化糖锅加热使用的蒸汽流量为45.16kg/h ，使用的蒸汽压力为0.3MPa ，查得蒸汽密度为1.62kg/3

m ，管径为30mm ，选用无缝钢管，尺寸为38×3.5（mm ）。 ⑶ 巴氏杀菌蒸汽管径

使用的蒸汽流量为198.15kg/h ，使用的蒸汽压力为0.3MPa ，查得蒸汽密度为1.62kg/3m ，管径为45mm ，选用的无缝钢管尺寸为57×3.5（mm ）。 ⑷ 杀菌锅蒸汽管径

使用的蒸汽流量为267.01 kg/h ，使用的蒸汽压力为0.3MPa,

m，管径为50mm，选用的无缝钢管尺寸为57×3.5mm。

查得蒸汽密度为1.62kg/3

表7.3.1 管径计算表

8 总结

本设计主要进行食品工厂设计说明，是以生产车间为主进行的设计，生产工艺流程设计和车间布置是生产工艺设计的主要内容，其中包括工艺计算、车间组成、生产设备及设备布置，主要工作内容如下：

⑴我国核桃加工产品状况、产品开发展望及开发思路

⑵产品方案及班产量确定

⑶生产方法的选择和工艺流程的确定

⑷工艺衡算

⑸设备选型

⑹生产车间工艺设计

⑺管路计算与设计

⑻总结

参考文献

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