碳酸飲料工廠設(shè)計(jì)吳

1、江西科技師范大學(xué)食品科學(xué)與工程專業(yè)食品工廠課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)書 題目名稱 年產(chǎn)量20000噸碳酸飲料設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 12食品科學(xué)與工程 學(xué) 號(hào) 20111909 20121896 學(xué)生姓名 吳孟娟 卓雅婷 指導(dǎo)教師 常軍 博士 20 15 年 6 月 15日目錄1.設(shè)計(jì)背景11.1設(shè)計(jì)依據(jù)11.2設(shè)計(jì)條件12.廠址選擇12.1交通狀況12.2自然氣候12.3原料供應(yīng)12.4當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)政策13.廠區(qū)設(shè)計(jì)23.1廠內(nèi)綠化與美化設(shè)計(jì)23.2各建筑物面積23.2.1工廠勞動(dòng)力23.2.2辦公樓23.2.3保衛(wèi)科23.2.4停車場(chǎng)23.2.5原料倉(cāng)庫(kù)23.2.6包裝材料倉(cāng)庫(kù)33.2.7成品倉(cāng)庫(kù)33.2.8食堂

2、33.2.9宿舍33.2.10醫(yī)務(wù)室43.2.11機(jī)修間與配電房43.2.12污水處理站43.2.13供水站44.生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)44.1工藝流程54.2班產(chǎn)量的確定54.3物料衡算54.4包裝材料65.生產(chǎn)車間功能設(shè)計(jì)66.總結(jié)77.參考文獻(xiàn)7I年產(chǎn)20000噸碳酸飲料工廠設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)背景1.1設(shè)計(jì)依據(jù)我國(guó)碳酸飲料工業(yè)起步較晚，而碳酸飲料類產(chǎn)品是指一定條件下充入CO2氣體的飲料，包括碳酸飲料、充氣運(yùn)動(dòng)飲料等具體品種，不包括由發(fā)酵法自身產(chǎn)生CO2氣的飲料，成品中二氧化碳的含量不低于（20時(shí)的體積倍數(shù)）不低于2.0倍。碳酸飲料的主要成分為糖、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

3、礦物質(zhì)，碳酸飲料可分為果汁型、果味型、可樂(lè)型等，本設(shè)計(jì)主要生產(chǎn)雪碧型碳酸飲料。1.2設(shè)計(jì)條件產(chǎn)量：20000噸每年工作時(shí)間：252天原料：白砂糖、甜蜜素、蛋白糖（50倍）、檸檬酸、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉等2.廠址選擇廠址條件選擇是工廠建設(shè)條件分析的核心內(nèi)容。工廠的廠址選擇不僅關(guān)系到工業(yè)布局的落實(shí)、投資的地區(qū)分配、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、生態(tài)平衡等具有全局性、長(zhǎng)遠(yuǎn)性的重要問(wèn)題，還直接或間接地決定著工廠投產(chǎn)以后的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，所以廠址的選擇至關(guān)重要，本設(shè)計(jì)從交通狀況、自然氣候、原料供應(yīng)、當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)政策等方面考慮，決定將廠址選在江西省豐城市工業(yè)園。2.1交通狀況豐城水運(yùn)、陸運(yùn)、鐵運(yùn)、空運(yùn)便捷，滬昆高速直達(dá)省城南昌，豐城市

4、工業(yè)園距離高速路口只有20分鐘路程，劍邑大橋、贛江公路大橋離園區(qū)較近，且過(guò)劍邑大橋可直達(dá)105國(guó)道，陸運(yùn)便利。贛江倚城東流，水運(yùn)便捷，工業(yè)園距離機(jī)場(chǎng)70公里，空運(yùn)方便，且有京浙贛鐵路、京九鐵路穿境而過(guò)，專線鐵路直達(dá)園區(qū)，新梅一級(jí)公路穿園而過(guò)，區(qū)位優(yōu)越。2.2自然氣候豐城市氣候溫和，四季分明，豐城人民注重傳統(tǒng)，逢年過(guò)節(jié)必然宴客，因此碳酸飲料便成為會(huì)客必不可少的飲品。近年來(lái)，豐城市人口呈現(xiàn)正增長(zhǎng)，未來(lái)市場(chǎng)可觀。豐城市地理位置較好，全年無(wú)自然災(zāi)害，不會(huì)有非抗力因素影響生產(chǎn)。2.3原料供應(yīng)工業(yè)園區(qū)位于贛江之濱、緊鄰豐城電廠，有豐富的水、電和蒸汽資源。豐城小港盛產(chǎn)甘蔗，原料供應(yīng)方便，可減少物流費(fèi)用，且工

5、業(yè)園內(nèi)有生產(chǎn)PET聚酯瓶和包裝紙箱的工廠，采購(gòu)包裝材料極為便利。而豐城市擁有130萬(wàn)人口，勞動(dòng)力豐富，豐城擁有江南最大的煤礦和發(fā)電廠，能源供應(yīng)豐富。2.4當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)政策豐城市首先在土地租賃方面給出優(yōu)惠，最高不超過(guò)每年每平方米1元，水電價(jià)格也給予優(yōu)惠，為了引進(jìn)投資，豐城市優(yōu)化其投資環(huán)境，推行誠(chéng)信服務(wù)，禁止任何人、任何單位、任何部門向工廠收取任何的非法費(fèi)用，對(duì)外來(lái)客商及其投資企業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)，并且可保證外來(lái)客商妻子及其子女落戶。3.廠內(nèi)設(shè)計(jì)3.1廠內(nèi)綠化與美化設(shè)計(jì)本廠在污水處理站的周圍設(shè)置綠化帶，目的是凈化空氣以及隔離生活區(qū)，園區(qū)進(jìn)口左側(cè)設(shè)置綠化帶，給人以舒適感，打造花園式工廠，在綠化帶中設(shè)大型蓄

6、水池，充分利用自然資源，在休閑廣場(chǎng)可設(shè)置一標(biāo)志性建筑，再圈一小池，配以金魚，頗有花園式工廠的特色和美感。3.2各建筑設(shè)施面積3.2.1工廠勞動(dòng)力由于碳酸飲料的生產(chǎn)流水線為全自動(dòng)化生產(chǎn)，所需的人數(shù)并不多，以旺季計(jì)算，旺季為3班，每班為16人，因工人會(huì)有請(qǐng)假等特殊情況，因此可增加4人，總?cè)藬?shù)為52人，行政人員10人，研發(fā)品控人員5人，保衛(wèi)處3人，共有兩個(gè)保衛(wèi)處，共6人，技術(shù)工人2人，總?cè)藬?shù)75人。3.2.2辦公樓辦公樓主要供行政人員使用，可設(shè)計(jì)為三層，一樓為辦公人員使用，二樓為會(huì)議室和來(lái)賓休息室，三樓為董事長(zhǎng)和副董事長(zhǎng)等高級(jí)主管的辦公室。每人使用面積約為6，總共為60 m2，而辦公樓還需設(shè)計(jì)前臺(tái)等

7、，可將辦公樓擴(kuò)大至200。3.2.3保衛(wèi)科保衛(wèi)科也采取3班制，每班兩人，設(shè)置在大門的進(jìn)出口處，工廠設(shè)計(jì)為兩大門，一小門，只需在兩大門處設(shè)置保衛(wèi)科，而每人使用面積為5，總共為20。3.2.4停車場(chǎng)本設(shè)計(jì)設(shè)置三個(gè)停車場(chǎng)，一個(gè)放置在原料倉(cāng)庫(kù)及成品倉(cāng)庫(kù)附近，主要用于停放大型貨車以及工廠車輛的停放，貨車的尺寸一般為，而貨車也需回轉(zhuǎn)掉頭的空間，因此可設(shè)計(jì)為300。第二個(gè)設(shè)置在廠右側(cè)區(qū)域，主要用于放置工廠員工電動(dòng)車，電動(dòng)車尺寸為，工廠員工人數(shù)較多，可設(shè)置停放55輛電動(dòng)車，面積為110。第三個(gè)停車場(chǎng)可設(shè)計(jì)在辦公樓前面，用于停放私家車，一個(gè)停車位的占地面積約為15，設(shè)為10個(gè)，面積為150。因此總面積為560。

8、3.2.5原料倉(cāng)庫(kù)因所需原料不多，而白砂糖的囤放是最多的，因此可依據(jù)白砂糖的尺寸計(jì)算，一袋白砂糖的尺寸約為，重量約為。白砂糖可堆放，堆放高度約為2，囤放周期為5天。以旺季為準(zhǔn)，每天需白砂糖，5天即用白砂糖，一堆白砂糖可堆放10袋，約為，總共有堆。1袋白砂糖的占地面積為0.32，73堆需。倉(cāng)庫(kù)的利用面積系數(shù)K=0.65。因此面積為36。而原料倉(cāng)庫(kù)還需設(shè)計(jì)原料接收部門等，因此需。3.2.6包裝材料倉(cāng)庫(kù)囤放周期為5天。雪碧飲料采用瓶子裝罐，每瓶500，約為，每班生產(chǎn)60000瓶。每箱放置24瓶，每班可生產(chǎn)2500箱。箱子的尺寸為，堆放高度為2，可將瓶子放置在箱子內(nèi)存放，因此只需考慮箱子面積，一堆可放

9、10箱。一箱的占地面積為，總共有750堆，因此箱子的占地面積為，包裝材料的利用系數(shù)K=0.65。則實(shí)際面積為138.5。而倉(cāng)庫(kù)需留有工人行走及運(yùn)輸工具的進(jìn)出，因此可擴(kuò)增為。3.2.7成品倉(cāng)庫(kù)碳酸飲料的成品存放時(shí)間一般為710d，本設(shè)計(jì)的貯藏期為7天計(jì)算，旺季每天生產(chǎn)飲料90，成品倉(cāng)庫(kù)的面積可依據(jù)包裝材料倉(cāng)庫(kù)的面積來(lái)確定，包裝材料的倉(cāng)庫(kù)囤放周期為5天，而成品倉(cāng)庫(kù)的囤放周期為7天，因此成品倉(cāng)庫(kù)的面積要大?？蓪⑵涿娣e確定為400。3.2.8食堂首先確定食堂的座位數(shù)。其中：N座位數(shù)M全廠最大班人數(shù)C進(jìn)餐批次K作為輪換系數(shù)全廠最大班人數(shù)為48人，進(jìn)餐批次為1批，座位輪換系數(shù)為1.2。即食堂建筑面積的確定

10、。式中F食堂面積 每座餐位使用面積0.851.0 K 建筑系數(shù)82%89% 每座廚房及其他面積0.550.7即。3.2.9宿舍宿舍可設(shè)在靠近食堂的位置，方便員工生活。男女工的比例為3:7，因此男工18人，女工47人，宿舍可設(shè)計(jì)為沒(méi)4人一間，即男宿舍5間，女宿舍12間。一間宿舍包括廁所、浴室、洗漱間在內(nèi)，可設(shè)計(jì)一間為30。宿舍可設(shè)計(jì)為三層，一樓為男宿舍，二三樓為女宿舍，一層5間。因此，宿舍樓的占地面積為150。3.2.10醫(yī)務(wù)室醫(yī)務(wù)室安排在宿舍樓附近。設(shè)計(jì)為兩層，一樓為醫(yī)務(wù)室，二樓為工廠活動(dòng)中心，用于員工休閑活動(dòng)，可設(shè)計(jì)為40。3.2.11機(jī)修間與配電房機(jī)修間與配電房設(shè)計(jì)在廠后區(qū)，機(jī)修間用于防止

11、機(jī)器零部件，靠近生產(chǎn)車間，可設(shè)計(jì)為30。配電房用于控制全廠電力，可設(shè)計(jì)為30。3.2.12污水處理站用于全廠的污水處理等，需設(shè)計(jì)大型過(guò)濾池，因此可設(shè)計(jì)為100。3.2.13供水站用于全廠的水供應(yīng)，可設(shè)計(jì)為40。全廠的建筑占地面積如下表所示表1全廠建筑面積尺寸（單位：m）面積（）生產(chǎn)車間45241080辦公樓1020200保衛(wèi)科3515車庫(kù)625150停車場(chǎng)3010300電動(dòng)車車庫(kù)1110110原料倉(cāng)庫(kù)2410240包裝材料庫(kù)2010200成品倉(cāng)庫(kù)2020400食堂10660宿舍1510150醫(yī)務(wù)室41040機(jī)修間31030配電房污水處理站310101030100供水站41040全廠建筑面積31

12、45一般工廠的建筑系數(shù)為35%50%之間，因此可設(shè)計(jì)廠區(qū)面積為9000。尺寸為，建筑系數(shù)為35%，在一般工廠的建筑系數(shù)之間，設(shè)計(jì)合理。4. 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)4.1工藝流程2 飲用水 脫氣CO2氣 水處理飲用水 冷卻混合 糖漿調(diào)和 過(guò)濾 砂糖 溶解 空瓶檢查 洗凈包裝瓶裝瓶旋蓋機(jī) 貼標(biāo)機(jī) 成品4.2班產(chǎn)量的確定碳酸飲料的銷量分為淡季和旺季，本設(shè)計(jì)的每月工作日期據(jù)2015年份計(jì)算，每月以四周為一個(gè)周期，每周休息2天，每月休息8天，每月基本工作日為22天，由于每月的日期不一樣且有國(guó)家休假日。因此每月的生產(chǎn)期也不同。夏季為碳酸飲料銷量的旺季，而2月份正逢春節(jié)，雖天氣較寒冷，但也是旺季。1、3、4、11、1

13、2月份為淡季。旺季生產(chǎn)3班，淡季生產(chǎn)2班。淡季總共有111天，旺季有141天，年產(chǎn)為20000噸。因此班產(chǎn)量=20000（1112+1413）=31噸。為方便計(jì)算，可將班產(chǎn)量設(shè)計(jì)為30噸。實(shí)際年產(chǎn)量為19350噸。月份天數(shù)（天/月）班產(chǎn)量（班/噸）班次日產(chǎn)量（噸）月產(chǎn)量（噸）1213026012602133039011703233026013804223026013205620223030339090180019807233039020708233039020709223039019801018303901620112230260132012233026013804.3物料衡算雪碧配方3如下表

14、。表2雪碧配方原料白砂糖甜蜜素蛋白糖檸檬酸檸檬酸鈉苯甲酸鈉白檸檬香精比例4%0.06%0.08%0.17%0.03%0.02%0.1%而原料在生產(chǎn)過(guò)程中存在損耗設(shè)為0.5%。則實(shí)際班產(chǎn)量為30150kg。班產(chǎn)量30噸的成品需原料如下：白砂糖=301504%=1206kg； 甜蜜素=301500.06%=18.09kg；蛋白糖=301500.08%=24.12kg； 檸檬酸=301500.17%=51.25kg；檸檬酸鈉=301500.03%=9kg； 苯甲酸鈉=301500.02%=6kg；白檸檬香精=301500.1%=30kg。4.4包裝材料本設(shè)計(jì)采用PET聚酯瓶。每瓶500mL，約0.5

15、kg。因此每班可生產(chǎn)60000瓶。用箱子包裝，每箱可放置24瓶，每班需紙箱2500個(gè)。5.生產(chǎn)車間功能設(shè)計(jì)食品工廠生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的重要部分，不僅對(duì)建成投產(chǎn)后的生產(chǎn)實(shí)踐有很大的關(guān)系，而且影響到工廠整體。車間布置一經(jīng)施工就不易改變，所以，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須全面考慮。工藝設(shè)計(jì)必須與土建、給排水、供電、供汽、通風(fēng)采暖、制冷、安全衛(wèi)生等方面取得統(tǒng)一和協(xié)調(diào)。車間工藝設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)密切相關(guān)，在工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)、外形、長(zhǎng)度、寬度及有關(guān)問(wèn)題提出要求。1) 對(duì)建筑外形的要求。本車間設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形，單層廠房，高6m，長(zhǎng)45m，寬24m。2) 門窗。車間必須有兩道以上的門作為人流、貨流和設(shè)備的出入口，

16、為滿足貨物或交通工具的運(yùn)輸，門的規(guī)格應(yīng)為40003000mm。為方面各工段間的往來(lái)運(yùn)輸及人員流動(dòng)，其他門均采用11002200mm的雙層門。3) 采光。目前我國(guó)各食品工廠均采用自然采光，車間的采光系數(shù)一般為25%40%之間，采光系數(shù)是指采光面積和房間地坪面積的比值，窗戶是車間主要透光的部分，本車間均采用側(cè)窗，窗臺(tái)高度為1.2m，采用雙層內(nèi)外開窗，在車間內(nèi)還需增設(shè)日光燈照明，日光燈離地2.8m，每隔2m安一組，4) 地坪。食品工廠的生產(chǎn)車間經(jīng)常受水、酸等腐蝕性介質(zhì)侵蝕及運(yùn)輸車輪沖擊，故地坪須用標(biāo)號(hào)較高的水泥鋪蓋。 本車間設(shè)計(jì)為紅磚地面。地坪應(yīng)有1.5%的坡度，并設(shè)有地漏排水。5) 內(nèi)墻面。食品工

17、廠對(duì)車間內(nèi)墻面要求很高，要防霉、防濕、防腐、有利于衛(wèi)生，有1.8m的護(hù)墻，可用白瓷磚。護(hù)墻可保證墻面少受污染，并易于洗凈。內(nèi)墻粉刷用白水泥砂漿粉刷，還要涂上耐化學(xué)腐蝕的過(guò)氯乙烯油漆或六偏水性內(nèi)墻防霉涂料。也可用仿瓷涂料代替瓷磚，可防水、防霉，這種涂料對(duì)食品工廠車間內(nèi)墻面很適宜。6) 溫控。車間內(nèi)要有空調(diào)裝置。車間內(nèi)應(yīng)用機(jī)械通風(fēng)，用過(guò)濾的空氣送入生產(chǎn)車間，使車間呈正壓系統(tǒng)（即室內(nèi)的壓力高于室外），不讓空氣進(jìn)入該室。7) 建筑結(jié)構(gòu)。食品工廠生產(chǎn)車間的建筑結(jié)構(gòu)大體上可分磚木結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)、鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)采用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)為食品工廠生產(chǎn)車間和倉(cāng)庫(kù)最常用的結(jié)構(gòu)，在建筑的跨度、高度上可按生產(chǎn)要求放大，而不受材料的影響。6.總結(jié)本設(shè)計(jì)為碳酸飲料工廠設(shè)計(jì)，采用了較為先進(jìn)的配方，對(duì)于廠區(qū)的分布和面積的確定也比較合理，綠化較多，實(shí)現(xiàn)了公園式的工廠，但是在輔助部門設(shè)計(jì)上不夠詳細(xì)，也沒(méi)有設(shè)置全廠員工住宿的大型宿舍樓，食堂的員工也沒(méi)有計(jì)算在總的勞動(dòng)力內(nèi)，本設(shè)計(jì)也沒(méi)有計(jì)算投資以及利潤(rùn)回收的計(jì)算，有一些設(shè)備選型也沒(méi)有選擇完全，但是總體上來(lái)說(shuō)，本設(shè)計(jì)還是較為合理的，符合一般的工廠設(shè)計(jì)，對(duì)于實(shí)際建廠有一定性的作用。7.