食品工厂设计冰淇淋.doct

青岛农业大学
学生实习报告
实习名称：食品工厂设计
设计题目：年产量5000t冰淇淋工厂设计
实习时间： 2018 -- 2019学年第二学期
专业班级：食品科学与工程1604 姓名（学号）：
年月日
目录
一、背景 (3)
二、厂址选择 (3)
三、厂区总平面设计 (4)
四、生产工艺设计 (6)
五、物料衡算 (8)
六、设备选型 (9)
七、生产车间平面布置 (10)
八、环境保护 (11)
九、技术经济分析 (12)
总结 (13)
参考文献 (14)
一、背景
在近800年以前，冰淇淋源于中国。

冰淇淋是一种极具诱惑力的美味冷冻奶制品。

1900年，由于电力和制冷学的广泛应用，冰淇淋的制作过程加快，降低了成本，从而使价格大大下降。

由于冰箱和冰柜在中国的日益普及，每逢炎热的夏季来临，无论城市还是乡村的大小商店，都有冰淇淋出售；许多家庭还习惯自制适合自己口味的冰淇淋；即使在寒冷的冬天，也有不少人喜欢吃冰淇淋。

工业制成的冰激凌一般是将混合好的冰激凌液体注入置于冰盐混合物的模具中，冰盐混合物在融化的过程中，将吸收大量的热，可以很方便地将已经制好的液体冷冻成冰激凌。

专家介绍，2017年冰淇淋市场有三个重要变化，使得相当一部分冰淇淋中小企业面临生存危机:一是传统经销渠道无限度追求低价和促销，使许多产品品质及利润呈现下降趋势。

一些生产企业受成本高售价低影响，亮点产品少，一箱工业冰淇淋利润不如一份商业冰淇淋。

二是环保压力，环保检查使得不少上下游企业关停，造成冰淇淋产业供应链断节或原辅料大幅涨价，如包装箱涨价，制造成本大幅上升，利润缩减。

三是市场需求高品质的冰淇淋产品，导致制造商原辅料成本上升。

国家推进消费转型升级，促使行业的集中度越来越高，这对产品从配料、品质、工艺到包装等上下游的产业链转型升级将起到推动作用。

一些冰淇淋品牌企业力求突破传统销售渠道的束缚，自建渠道上专卖店，让好产品有好利润。

二、厂址选择
生产高质量的冰淇淋产品，必须有好的生产条件。

好的生产条件与厂址的选择是密不可分的。

厂址的选择是一项综合性的工作，在选择厂址时，主要遵循以下几个原则: 1．符合国家的方针政策
冰淇淋厂厂址的选择首先要符合国家的方针政策，遵守国家的法律法规。

比如，在政府的规划区内选址，以适应政府的统一规划布局;不占用公共设施用地，尽量不占用农田，做到节约用地。

2．所选厂址应有良好的地质条件。

厂址所在地应有良好的地耐力，避免在有淤泥、流沙、断裂层的地方选址，避免在特殊地质情况处选址，如湿陷性黄土、矿区空洞等，在山坡上选址应避免塌方、滑坡。

3．水源充足、水质良好。

冰淇淋工厂的用水量是很大的，必须充分保证用水量。

自来水是第一-选择，
也可以开凿深井取地下水，若要使用江、河、湖水，必须在使用前加以处理。

水质是好
产品的基本保证，无论什么水源，必须达到饮用水的标准。

4．厂址周围应有较好的卫生条件。

所选厂址附近及周围不应有有害气体、粉尘等污染厂区空气，不应有污水流经
工厂附近。

5．交通运输方便。

工厂应有方便的运输条件，使原料进厂、产品出厂顺利进行,保证工厂的运营
畅通。

6. 靠近居民区。

冰淇淋的消费群体是大众居民，为了节省运输费用，方便销售,厂址要选在靠
近居民区，这样也可以方便员工上下班。

7．供电充足和方便。

电是生产必须的，工厂必须保证供电充足，供电距离越短越好。

8．厂址不应选在受污染的河流下游。

避免在化工厂、医院、垃圾场、坟场等附近选址，避免高压线、高压电缆穿过
厂区。

根据这些选址原则，我们把工厂设于河北秦皇岛北部，离内蒙古较近靠近牛奶原料
产地，靠近海边，有四通发达的交通运输网络，临近有很多城市，为商品的输出提供便
利和保障，附近各大国道和高速路在此交汇。

工厂周围环境良好，电力，燃料和生产用
水量充足。

厂区附近PM2.5没有超标也没有其它污染源。

厂区附近有许多乡镇，有政府
的大力支持，可以提供大量人力资源和物力资源。

三、厂区总平面设计
1.厂区总平面设计原则
（1）必须明确厂区地址的总体规划，综合设计总体布局、方位、道路、造林、环境保护等措施，以保证合理的土地利用和土地利用状况。

（2）工厂卫生条件设计满足工厂卫生条件要求，注意车间朝向，保证通风良好，
对卫生有影响的车间要远离其它车间，生产区和生活区尽量分开。

（3）在促进生产的前提下，符合车间生产，避免出现交叉污染。

节约土地为原则，在满足要求下紧凑合理，充分利用厂区边角建造合理绿化。

（4）认真考虑全厂布置，追求合理、经济、有效率的建设，减少能源消耗，实现动力设施的充分利用。

（5）生产区建筑物的布局符合规划要求，厂区内的道路应按交通量及运输工具的状况决定。

（6）厂区设计必须符合国家相关规定。

认真考虑防火、卫生、防震、防尘、噪音、日照、通风问题，在符合有关规定下进行。

2.厂区总平面设计汇总
因此根据这些设计原则，此设计以节约用地为主，在满足工艺条件的前提下，确定工厂占地面积为12500m2，长125m，宽100m。

（1）从厂区的西北角开始，按照牛奶贮存的有关规定，依次建原料仓库、生产车间及成品仓库，原料库要求为（0-10℃），冷库建在原料库西边，方便运输，并达到食品卫生要求。

生产车间主要包括生产间、成品临时仓库、包装材料临时仓库区、更衣室、消毒室、配电室、车间办公室等。

冰淇淋的生产工艺可以集中在一个车间内，可降低管道建设成本，减少生产过程中物料消耗和污染。

在符合各种要求的情况下，占地面积为3600m3。

（2）分为清洁区和非清洁区，属于非清洁区的锅炉房建于厂区的西南角，占地面积为240m3。

（3）仓库包括了原料仓库，辅料仓库，成品仓库，包装材料仓库等。

原料库旁设配电间和制冷间等生产设施，能够实现有效率的能源利用，占地460m3；成品库占地面积800m3；
（4）东侧建设员工宿舍和员工食堂及澡堂，形成专门的生活区和生产区分开。

占地面积460m3。

（5）办公区建在东面，三层楼，每一层分工明确，长40米，宽20米，占地面积800m3。

办公区旁建设中心实验室，主要为了工厂更新产品，改进生产技术和加工工艺，加强技术能力，获得经济效益，占地面积800m3。

（6）加工产生的主要污染物为污水，设计240m3的污水处理站，设在厂区东南侧。

（7）厂区东南侧设垃圾出口并且留一定的空地作为垃圾中转站，北侧设成品出口，南侧设人员出口及原料出口。

（8）绿化厂区道路和建筑物，利用剩余的闲置土地进行绿化，形成绿化带，既为员工提供休闲环境，也增强厂区的生态环境。

R=%100⨯+H B
C
通过公式中的建筑物占地面积和露天堆场占地面积与厂区占地面积就可以计算出
建筑系数为34.24%，
式中，R —建筑系数，C —建筑物占地面积，B —露天堆场占地面积，H —厂区占地
面积。

A=
E
F
D C ++%100⨯
通过公式中的建筑物占地面积和露天堆场占地面积及辅助工程面积与厂区占地面
积就可以计算出土地建筑系数为63%。

式中，A —土地建筑系数，C —建筑物占地面积，D —堆场作业场地面积，F —辅助
工程面积，E —厂区面积。

总平面设计图见附图1。

厂区总平面设计布局详情见下表1
表1 厂区内各建筑物面积
四、生产工艺设计
生产流程
原料罐配料罐板式换热器高压均质机板式换热器
老化缸凝冻机灌装机速冻隧道冷库
1．原料混合、磨浆
按基本工艺配方依次加入并混合均匀，然后再加入适量的水，边加入边搅拌防止产生结块。

将果汁、稀奶油、水牛乳和砂糖等标准化后用胶体磨回流2-3次,以便物料更加均匀混合。

2．预热、均质
对混合物料标准化后，以60-63℃进行预热，采用两段均质(第一段均质14-18MPa 和第二段均质3-4MPa)处理，一方面使脂肪球破裂微细化至1μm,增加混合料液的黏稠度,防止乳脂肪层的形成;另一方面使稳定剂、乳化剂等混合均匀，改善物料的结构和:组织状态，从而使产品的组织结构更加细腻、润滑,提高产品的膨胀率和出品率。

3．杀菌和冷却
采用60℃进行预热均质后，然后以132℃超高温瞬时杀菌4s,以保证原料中的细菌总数控制在卫生指标范围
4．老化成熟
经过杀菌后的物料迅速冷却至0~4℃进行老化成熟处理，以提高产品的膨胀率，改善产品的质量。

老化成熟的时间为12h以上,保证充分的成熟。

5．调和
向老化罐中加入食用香精、食用色素进行调香、调色。

转速: 30 r/min。

6．凝冻
凝冻段是影响冰淇淋质量优劣的重要工序。

将老化好的浆料泵入凝冻机进行搅刮，同时加入清净空气使急速冻结，由液体转变成微冰晶化的半固态，即凝冻状态。

凝冻温度为-3~-10℃,凝冻机出料温度约为-2.4℃。

7．灌装
采用ZDG-4B灌装机，外观和规格可以根据自己的需要而设计，出料温度-4.2~-6.6℃。

8．硬化
被凝冻过的冰淇淋料被送入-40℃的速冻隧道以保证快速冷冻。

9．装箱
人工装箱与封箱。

10．贮存
贮存温度控制在-180℃以下，避免挤压变形，坚持先进先出原则
五、物料衡算
物料衡算在工艺设计中是一项既细致又重要的工作。

物料衡算包括该产品原料和包装材料的计算。

通过物料衡算,可以确定各种主要物料的采购量,并对生产过程中所需的设备和劳动力定员的需要量提供计算依据。

表 2工作日及其生产班次
班产量5000÷300÷2=8.33t。

损失率按2%计，产品合格率按95%计，实际班产量
9t。

生产前后需清洗设备，每次按1.5h计算，则有效生产时间为9h/班，产量为1t/h。

表3冰淇淋配方
表4原料物料衡算
六、设备选型
1.设备选型原则
(1) 满足工艺要求，保证产品的质量和产量;
(2)选用先进、机械化程度高的设备;
(3)充分利用原料，能耗少，效率高，体积小;
(4)应符合卫生要求，选用不锈钢材料的设备;
(5)根据单位时间产量和设备生产能力确定所需设备;
(6) 经济上合理。

2.设备选型汇总
表5设备选型
七、生产车间平面布置
食品工厂生产车间布置是工艺设计的重要组成部分,不仅对建成投产后的生产实践有很大关系,而且影响到工厂的整体布局。

车间布置一经施工就不易更改,所以,在设计过程中必须全面考虑。

车间布置设计以工艺设计为主导,必须与土建,给排水,供电、供汽、通风采暖、制冷以及设备、安装、宝全、卫生等方面取得统一和协调。

1.生产车间平面布置设计原则：
（1）尽可能实现所需的工艺生产，包括设备维护和设备维护要求。

（2）尽可能利用车间的占地面积和土地来杜绝浪费的资源。

（3）需要了解车间的技术经济指标合理和节能的程度。

（4）考虑其他专业对本车间布置的要求。

（5）应考虑车间的未来发展和厂区的扩大。

（6）车间中是否有劳动保护、防腐、防火、防毒、防爆及安全健康等举措。

（7）总体规划车间，车间的布置是否合理，力求达到最快，最方便的交通。

（8）考虑建设地区的地质条件、土壤、水文条件等情况。

（9）人流物流不能交错。

2.生产车间设计
根据生产车间布置原则及车间生产工艺流程可确定车间的位置及面积，车间的外形为长方形，长70米，宽42米，建筑用钢筋混凝土结构。

车间内部布置力求生产流程合理，充分利用空间，并且将其中清理阶段的工艺与其他的分隔开，保障卫生质量。

由于车间各个工序相互影响，对设备进行布置的时候需要在设备与设备之间、设备与墙壁之间留出适当的空隙，不仅有利操作方便，而且方便维修和清理。

排水沟设在需要排污、排水设备的下面，将废水和腐蚀性介质排除，排污口安装防鼠网。

车间设有多个门，保证人员流动畅通和货物运输方便。

车间出入口处设防虫、防蝇栓，同时备有洗手消毒装置，车间内部设多个排气扇，保证空气畅通。

八、环境保护
1.厂区环境卫生
（1）工厂内建设绿化带和树木及花草，保证厂区的空气新鲜，环境卫生。

（2）厂区每天规定时间打扫卫生，每周进行一次大清洁，保证厂区的生态环境优良。

（3）厂区四面通风，保证空气的流动性，提高空气质量指数。

2.车间卫生
（1）车间排水系统畅通无阻，车间保持清洁，车间出口处及车间排水口及通风口均设有灭鼠、防虫灭虫设施，定期进行杀菌消毒。

（2）工厂装配清洁设备和消毒设备。

定期清理窗户与玻璃，车间内要规定时间进行换气扇换气，保持空气流通性，地面要经常进行清洗消毒，并保持清洁。

（3）车间设备和车间工具定时清洗、消毒[18]，以及定期检查和维护。

3.个人卫生
（1）在规定时间，生产车间的工作人员，穿戴白色实验服和鞋帽及头帽，操作前要进消毒室进行消毒，再进去工作区。

( 2 )严禁在车间内抽烟，在成品制造前严禁吃零食，吐痰，乱抛垃圾，咳嗽或打喷嚏。

4.污水、废弃物处理
（1）采用先进的物理化学生物三种方法结合，对车间排放的污水进行处理，以保证达到最大的水体净化。

（2）要节约合理用水，避免浪费。

及时清理垃圾，确保车间无废水。

（3）全厂的废弃物要进行分类堆积，定期处理[19]，以保证厂区不会出现废弃物污染，保护厂区的生产环境得以保障，建设优良的生产空间。

九、技术经济分析
1.固定资产投资估算
（1）建筑工程费用：厂房总建设投资600万元，建设成本200万元，总投资800万元。

（2）设备、工具购置费用：600万元。

（3）其他费用：1000万。

包括①土地费：800万元②人员培训费、勘察设计费为200万元。

综上，固定资产投资总额为2400万元。

2.生产成本及年利润
（1）产品的生产成本包括原辅料费用，水、电、汽消耗费用，包装费用等，产品年生产成本详情见表。

表6生产成本
故冰淇淋的年生产成本1775.25万元。

（2）年利润
冰淇淋的出厂定价为每盒5元，故产品销售收入= 20000000×5= 1亿元
销售费用为销售收入的30%，银行贷款月利率为5‰，流动资金占固定资产的15%。

年利润[20]=销售收入总额-生产总成本-财务费用-销售费用
=10000-(1775.25+2400)-（2400× (l+15%) ×5‰×12）-（10000×30%）
=1168.75万元
3.资产利润率、销售利润率、投资回收期
资产利润率=1168.75/2400=48.70%
销售利润率=1168.75/10000=11.68%
投资收获期=固定资产投资总额∕年利润=2400/1168.75=2.05年
可见，资产利润率为48.70%，销售利润率为11.68%，回收期为2.05年，在短时间内可以获得较好的经济效益，值得投资。

总结
本设计所进行的冰淇淋工厂设计方案，具有以下特点：
(1) 靠近原产地，奶源新鲜安全充足。

（2）选址地处中原地区，交通便利，地理位置优越，有国家政策扶持。

（3）靠近海边便于运输，海运发达利于销售。

（4）工厂的建设能够拉动当地劳动力的发展，提高当地的经济效益。

（5）对此项设计进行预估，可以获得可观的经济利润。

本工厂设计有良好的生产实践意义，为建冰淇淋生产工厂设计提供可靠的建议和指导。

参考文献
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出版社，2013，4.
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