生物工程工廠(車間)設(shè)計方案陳飛逸

1、生物工程工廠（車間）設(shè)計方案1萬噸乳制品工廠的設(shè)計方案學(xué)生姓名：學(xué)號： 9專業(yè)/班級：生物工程121班浙江樹人大學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院2014年11月乳制品工廠設(shè)計摘要 民以食為天，食以乳為先。乳中各種營養(yǎng)素齊全且配合合理，并含多種生物活性物質(zhì)，是人體成長不可缺的高營養(yǎng)食物。目前隨著人民生活水平的提高，隨著大眾對營養(yǎng)食品需求日益增長，市場競爭也日趨激烈。尤其是隨著新技術(shù)的應(yīng)用，成功地解決了乳制品的營養(yǎng)和保鮮問題，加之新包裝材料及技術(shù)的應(yīng)用和靈活多樣的促銷方式，使消費者愿意接受具有豐富營養(yǎng)，口感良好并且價格合理的乳制品品牌。乳制品市場的競爭也開始日趨激烈。關(guān)鍵詞 食品 乳制品 工廠設(shè)計 1 概述1

2、.1 產(chǎn)品品種 UHT滅菌乳1.2 生產(chǎn)規(guī)模 預(yù)計年產(chǎn)10000噸1.3 設(shè)計內(nèi)容制定產(chǎn)品方案，廠址選擇方案，設(shè)計工藝，物料衡算，設(shè)備選型，技術(shù)經(jīng)濟分析。1.4 項目建設(shè)背景本工廠擬建在新建石河子經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，該區(qū)交通順暢，通訊設(shè)施完備，周圍無污染企業(yè)，原料供應(yīng)充足，水、電供應(yīng)穩(wěn)定。1.5 市場需求預(yù)測本工廠產(chǎn)品主要面向國內(nèi)北方地區(qū)市場并爭取打入國際市場。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計顯示：2006年1-12月全國累計乳制品產(chǎn)量為.53噸，比上年同期增長27.97；2006年1-12月全國累計液體乳產(chǎn)量為.69噸，比上年同期增長29.37。另據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2006年，我國乳品進出口全面增長，出口在貿(mào)易的

3、比重逐步增加。全年乳制品進出口總額同比增長了20.7%，其中進口金額占進出口總金額的85.6%；乳品進出口總量比上年同期增長8.4%，其中進口量占進出口總量的82.3%。無論是金額還是數(shù)量，進口占貿(mào)易總量的比重都在逐步降低，出口比重在逐步上升。因此從數(shù)據(jù)上可以看出本工廠產(chǎn)品需求量在不斷增長，市場前景廣闊。2 廠址的選擇及規(guī)劃2.1 廠址選擇原則 符合國家的方針政策。符合當(dāng)?shù)卣?guī)劃，節(jié)約用地。 生產(chǎn)條件方面標(biāo)準(zhǔn)。廠區(qū)的標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)貧v史最高水位，自然排水坡度最好在0.0040.008之間；所選廠址要有可靠的地質(zhì)條件；廠區(qū)附近應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境避免各種污染源；廠址面積要滿足生產(chǎn)的要求，并有發(fā)展余

4、地和留有適當(dāng)空余場地。 投資和經(jīng)濟效果方面，要做到方便運輸，保證供水供電等。2.2 廠址選擇報告 計的UHT滅菌乳加工廠坐落于石河子沽經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，開發(fā)區(qū)距市中心3公里，東西寬15公里，南北長20公里。屬于暖溫帶季風(fēng)型大陸氣候，四季變化明顯，年平均氣溫12C，無霜期234天，年平均降水量254.5毫米。工廠總占地面積為3000平方米。 周圍有良好的自然環(huán)境和地質(zhì)條件，無有害氣體，有害水體等危及食品安全的不良因素。 濟發(fā)展?fàn)顩r良好，離市區(qū)較近，避免長途運輸。 所征地塊費用合理，由于國家政策傾斜，使得生產(chǎn)的經(jīng)濟成本較為理想。2.3 廠區(qū)規(guī)劃2.3.1工廠車間平面設(shè)計的原則及說明方便生產(chǎn)，符合生產(chǎn)車間

5、程序，避免原料，半成品及成品的交叉污染。1) 符合工廠設(shè)計對風(fēng)向和光照要求。2) 利用現(xiàn)有的條件，合理配電，配水，減少能源損耗，降低成本。3) 充分考慮全廠二期工程及消防便道。4) 廠房按生產(chǎn)工藝流程及所要求的潔凈級別進行合理布局，并考慮廠房與鄰近廠房進行的各項生產(chǎn)操作不相互防礙。5) 按生產(chǎn)工藝和衛(wèi)生，質(zhì)量要求。劃分潔凈級別，分為原料輔料區(qū)，生活區(qū)，生產(chǎn)區(qū)，盡量縮短距離，避免物料的往返運輸。6) 潔凈廠房的設(shè)計和安排符合GBJ73的要求。7) 廠房滿足生產(chǎn)加工保健食品對空氣凈化的需要。采用10萬級潔凈廠房，安裝具有過濾裝置的響應(yīng)的凈化空調(diào)裝置。8) 廠房，設(shè)備布局與工藝流程三者銜接合理，建筑

6、結(jié)構(gòu)完善，滿足生產(chǎn)工藝和質(zhì)量，衛(wèi)生的要求。中間產(chǎn)品，待包裝品的貯存間與生產(chǎn)要求相適應(yīng)。9) 廠房溫度及相對濕度與生產(chǎn)工藝要求相適應(yīng)。10) 廠房之間，廠房與通道之間有緩沖設(shè)施，設(shè)置與潔凈級別相應(yīng)的人流和物流通道。11) 廠房安裝的下水道，洗手及其它衛(wèi)生清潔設(shè)施不對產(chǎn)品的生產(chǎn)帶來污染。12) 備料室與生產(chǎn)工藝要求的潔凈級別一致。13) 廠房的空氣凈化設(shè)施，設(shè)備定期維修，檢修過程采用適應(yīng)措施。不對產(chǎn)品的生產(chǎn)造成污染。14) 具有與噴霧相應(yīng)的專用設(shè)備。15) 與原料，中間產(chǎn)品直接接觸的生產(chǎn)用工具，設(shè)備符合產(chǎn)品質(zhì)量和衛(wèi)生要求的材質(zhì)。16) 辦公樓緊靠車間，方便管理。17) 廠區(qū)道路寬敞，兩旁種有樹和草

7、坪。18) 充分考慮消防要求，各主要建筑物和易燃物附近設(shè)有消防設(shè)施。19) 設(shè)計排水溝位于經(jīng)常排污，排水設(shè)備的下面，保證車間排水排污要求。20) 設(shè)備與設(shè)備，設(shè)備與墻之間留出適當(dāng)空隙，保證操作方便，維修與清洗方便。21) 車間入口處設(shè)有更衣室，消毒間，緩沖間等，工人須更衣消毒后進入車間，保證車間衛(wèi)生，且工人須穿特定工作服，鞋等。12.3.2 廠區(qū)總體布局生產(chǎn)車間：位于全廠中心地帶。輔助車間；（包括原料庫，成品庫，機修車間）：分布于生產(chǎn)車間周圍。動力設(shè)施：（鍋爐房，變電室等）：接近負荷中心，鍋爐房設(shè)在遠離生產(chǎn)車間的方向。生活輔助設(shè)施；（辦公樓，食堂等）：位于生產(chǎn)車間與動力設(shè)施之間，辦公樓與生產(chǎn)車

8、間連通。廠區(qū)交通綠化：道路寬敞，可將人流物流充分分隔，避免交叉污染；廠區(qū)周圍有綠化帶，防風(fēng)阻沙，美化廠區(qū)。2.4 加工工藝流程原料乳驗收和預(yù)處理脫氣冷卻儲奶加熱凈化分離（脫脂乳、稀奶油）平衡槽均質(zhì)UHT滅菌無菌灌裝冷藏3 物料計算（以班產(chǎn)量為基準(zhǔn)）表1 產(chǎn)品生產(chǎn)方案產(chǎn)品方案班產(chǎn)量（T）年產(chǎn)量（T）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月工作日/月班次/年UHT滅菌乳21051000025475每班耗用原料量（kg/班）=單位產(chǎn)品耗用原料量（kg/t）班產(chǎn)量（t/班）UHT滅菌牛乳每班耗用原料量（kg/班）=1000/0.955（21.05）=22041（kg/班）按每袋0.25k

9、g計，每千克產(chǎn)品耗用包裝袋=1/0.25=4（袋/kg）每班耗用包裝材料量（袋/班）=單位產(chǎn)品耗用包裝容器量（袋/t）班產(chǎn)量（t/班）（1+0.1%損耗）=400021.051.1=92620（袋/班）表2 原料需求產(chǎn)品名稱原乳量（kg）提取稀奶油量40%（kg）標(biāo)準(zhǔn)乳量（kg）成品（kg）UHT滅菌牛乳100025.2974.8955根據(jù)設(shè)計的班產(chǎn)量21.05t，物料流量=21.05/8=2.631（t/h）確定管徑D，根據(jù)公式Q=/4D2式中 D管道設(shè)計斷面處的計算內(nèi)徑，mQ通過管道設(shè)計斷面的水流量，m3/s管道設(shè)計斷面處的奶流平均速度，1m/s圓周率，3.14奶的密度，1.032kg/L

10、管徑D=（4Q/）=(42.631/1.032/3600/1/3.14)=0.03m30mm根據(jù)設(shè)計流量，選用管徑為30mm的物料管4 主要設(shè)備選型與能量估算4.1設(shè)備選型原則1) 滿足工藝要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量2) 一般大型食品工廠應(yīng)選用較先進的、機械化程度高的大型設(shè)備，中型廠則看具體條件，一些主要產(chǎn)品選用機械化、連續(xù)化程度高的設(shè)備，小型廠則選用較簡單的設(shè)備3) 所選設(shè)備能充分利用原料、能耗少、功率高、體積小、維修方便、勞動強度低，并能一機多用4) 所選設(shè)備應(yīng)符合食品衛(wèi)生要求，易清洗裝拆，與食品接觸的材料要不易腐蝕，不致對食品造成污染5) 設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，材料性能可適應(yīng)各種工作條件（如溫度

11、、濕度、壓力、酸堿度等）6) 在溫度、壓力、真空、濃度、時間、速度、流量、液位、計數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，并盡量采用自動控制方式4.2設(shè)備選型表3 設(shè)備選型方案設(shè)備型號規(guī)格效能（臺數(shù)）價格(萬元) 離心式奶泵BAW150(N302)5000kg/h（2臺）1*2高壓泵3WR1.5平方米/小時（2臺）2*2真空脫氣罐JBX-G-33000L/h（4臺）3*4冷熱缸AB-6600L（8臺）1*8立式儲奶罐LCH-8080T10*1普通均質(zhì)機SDK-6500L（2臺）10*2板式冷卻器BP2-J-3-6(SY- P-5)3T/h（6臺）10*6凈乳機及脫脂分離機凈乳能力0.2ppm脫脂效率0

12、.03%（2臺）10*2超高溫板式滅菌器無菌均質(zhì)機BR-UHT-30BLB-JL-NC-303T/h（2臺）1T/h（2臺）15*220*2包裝機BLB-JL-30500Ml （1臺）504.3 能量估算 表4 UHT滅菌乳平均每噸成品耗水、耗汽量表產(chǎn)品名稱耗水量（T/T產(chǎn)品）耗電量（度/T）耗汽量（T/T產(chǎn)品）UHT滅菌乳8-1060-650.280.44.3.1設(shè)備用水量估算主要用水部分：殺菌后產(chǎn)品的冷卻、包裝容器的洗滌消毒、車間的清潔衛(wèi)生和產(chǎn)品再生產(chǎn)過程中本身所需之水等。根據(jù)設(shè)計的班產(chǎn)量21.05噸，估計生產(chǎn)（冷卻、預(yù)熱、殺菌、清洗等）總用水量約為：1021.05=210.5噸/班。4.

13、3.2設(shè)備用電量估算6521.05=1368.25度/班4.3.3 設(shè)備用汽量估算估算耗汽量為0.421.05=8.42T/班。5生產(chǎn)車間工藝布置5.1生產(chǎn)車間布置車間布置是工藝設(shè)計的重要部分，本設(shè)計本著既要考慮寬件工序安排，也要考慮配套工作安排，既要滿足工藝要求，考慮工藝設(shè)計的問題，也涉及非工藝設(shè)計的可操作性、合理性和先進性，并要考慮到車間的通風(fēng)、采光等問題，對車間進行合理布局。6 經(jīng)濟效益分析總投資=設(shè)備投資+土地投資+流動資金主生產(chǎn)車間設(shè)備資金預(yù)計人民幣256萬元，車間、廠房、辦公樓、公共系統(tǒng)等先期投資預(yù)計人民幣3600萬元，流動資金預(yù)計人民幣1200萬元。 總計5056萬元人民幣。生產(chǎn)

14、成本計算： 表5 產(chǎn)品銷售額產(chǎn)品年產(chǎn)量（T）產(chǎn)品單價（元/kg）銷售額（萬元）UHT滅菌乳1000044000表6 原料成本主要原料用量（T/年）單價（元/T）成本總計（萬元）原料乳104711600167536產(chǎn)品成本核算：生產(chǎn)總成本=原料費+包裝材料費+煤、水、電費+管理費原料費預(yù)計人民幣167536萬元，包裝材料費預(yù)計人民幣200萬元，煤、水、電費預(yù)計人民幣80萬元，管理費預(yù)計人民幣100萬元。總計2057.36萬元。工資核算：總工資=基本工資+獎金、津貼工廠全年工資總和為59.44萬元，津貼、獎金總和預(yù)計為人民幣27萬元?？傆?6.44萬元人民幣。土地使用：土地使用年限為50年，設(shè)備使用年限為10年土地及設(shè)備等年折舊費用=土地投資/土地使用年限+設(shè)備投資/設(shè)備使用年限 =2700/50+1000/10=154萬元利潤估算1) 凈利潤=毛利潤-稅金=4000-2057.36-400017%=1262.642) 利潤率=凈利潤/年投資總額=1262.64/(2057.36154)=57.10%3) 回收期=項目總投資/年利潤額=5056/1262.64=4即4年可以收回成本?！緟?考 文