【文章內(nèi)容簡介】 。 設(shè)計(jì)意義隨著冰淇淋市場的發(fā)展和冰淇淋品種的增加，消費(fèi)群體隨之?dāng)U大，這就需要建設(shè)一批具有新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的冰淇淋工廠。本文通過利用計(jì)算機(jī)制圖、統(tǒng)計(jì)等技術(shù)手段，對冰淇淋工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)，可為廠家進(jìn)行原工廠擴(kuò)大生產(chǎn)和新工廠建設(shè)提供依據(jù)。 設(shè)計(jì)內(nèi)容對年產(chǎn)9000t冰淇淋工廠的設(shè)計(jì)。包括：冰淇淋生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)；廠址選擇；物料衡算；主要設(shè)備選擇；車間設(shè)計(jì)；輔助部門設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)效益分析。第2章 產(chǎn)品及工藝流程確定 產(chǎn)品及產(chǎn)量的確定 本設(shè)計(jì)確定： 生產(chǎn)普通冰淇淋 每小時生產(chǎn)1500kg，每天3班生產(chǎn)，有效生產(chǎn)時間20h，日產(chǎn)量30000kg，月產(chǎn)量900000kg，年產(chǎn)量9000t，全年10個月計(jì)算 工藝流程的確定(見附錄圖)冰淇淋的生產(chǎn)：原料混合→均質(zhì)→殺菌→冷卻→老化→凝凍→灌裝→硬化→包裝→貯藏 原料混合 根據(jù)配方選擇原輔料，使其在配料罐混合，這是冰淇淋生產(chǎn)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。 配方成分：脂肪 10% 非脂乳固體 10% 糖類 15% 穩(wěn)定乳化劑 % 均質(zhì)均質(zhì)的目的在于將混合料中的脂肪球微細(xì)化至1μm左右，以防乳脂層德行成，使各成分完全混合，改善冰淇淋組織，縮短成熟時間，節(jié)省乳化劑和曾稠劑，有效的預(yù)防在凝凍過程中形成奶油顆粒等。均質(zhì)壓力隨混合料的成分、溫度、均質(zhì)機(jī)的種類等而不同，一般第一段為13～17MPa，第二段為3～4MPa,這樣可使混合料保持較好的熱穩(wěn)定性。 殺菌混合料的殺菌可采用不同的方法，如低溫間歇?dú)⒕⒏邷囟虝r殺菌和超高溫瞬時殺菌三種方法。低溫間歇?dú)⒕?，通常的殺菌方法?8℃保持30分鐘或75℃保持15min。如果混合料中使用增稠劑海藻酸鈉時，以70℃加熱20min以上為好；如果使用淀粉，殺菌溫度必須提高或延長保溫時間。高溫短式殺菌法采用80～83℃保持30秒。超高溫殺菌溫度為100～130℃保持2～3s。 冷卻 混合料經(jīng)均質(zhì)處理后，溫度在60℃以上，應(yīng)將其迅速冷卻，以適應(yīng)老化的需要。利用板式換熱器，冷卻速度快，生產(chǎn)能力高，冷卻效果好。 老化將混合料在2—4℃的低溫下冷藏一定時間，使其在物理上成熟的過程。目的是提高膨脹率；促使脂肪進(jìn)一步被乳化，改善冰淇淋組織結(jié)構(gòu)。 凝凍將流體狀的混合料在強(qiáng)制的攪刮下進(jìn)行冰凍，使空氣以極小的氣泡狀態(tài)均勻分布于全部混合料中，在體積逐漸膨脹的同時，由于冷凍而成為半固體狀的過程。是冰淇淋生產(chǎn)中最重要的工序之一，是冰淇淋的重量、可口性、產(chǎn)量的決定因素。凝凍凝固溫度要控制在6℃以上，防止堵塞凝凍機(jī)。 灌裝根據(jù)不同品種的需要，對冰淇淋進(jìn)行灌裝。 硬化采用速凍隧道等硬化設(shè)備對灌裝好的冰淇淋進(jìn)行硬化處理，目的是保持預(yù)定的形態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且便于運(yùn)輸和銷售。 貯藏冷藏庫的溫度要求保持－15℃～－20℃，貯藏時間不要超過10d。貯藏時,堆放緊密,以充分利用冷庫空間，并可減少冰淇淋溫度的變化，保持產(chǎn)品質(zhì)量。 冰淇淋技術(shù)要求指標(biāo) 感官要求 色澤均勻，符合該品種應(yīng)有的色澤；形態(tài)完整，大小一致，無變形，無軟塌，無收縮，涂層無破損；細(xì)膩滑潤，無凝粒及明顯粗糙的冰晶，無空洞；滋味和順，香氣純正，符合該品種應(yīng)有的滋味氣味，無異味；無肉眼可見的雜質(zhì)。 理化要求高脂型 脂肪≥10% 總固形物≥35% 總糖≥15% 膨脹率≥95%第3章 廠區(qū)的平面設(shè)計(jì) 廠址的選擇[17] 根據(jù)我國的具體情況，食品工廠一般建于距原產(chǎn)地附近大中城市的郊區(qū)。由于冰淇淋屬于消費(fèi)性強(qiáng)的休閑食品，為了有利于銷售，所以選擇建于市區(qū)比較合適。這樣不但可以獲得足夠的原料，而且利于產(chǎn)品的銷售，同時還可以減少運(yùn)輸費(fèi)用。 廠址選擇的原則（1）廠址的位置要符合城市規(guī)劃（供氣、供電、給排水、交通運(yùn)輸?shù)龋┖凸S對環(huán)境的要求。（2）廠址地區(qū)要接近原料基地和產(chǎn)品銷售市場，還要接近水源和能源。（3）具有良好的交通運(yùn)輸條件。（4）場地有效利用系數(shù)高，并有遠(yuǎn)景規(guī)劃的最終總體布局.（5）有一定的施工條件和投產(chǎn)后的協(xié)作條件。（6）廠址選擇要有利于三廢處理，保證環(huán)境衛(wèi)生。 自然條件及能源 根據(jù)食品工廠廠址選擇的要求，將冰淇淋廠建于哈爾濱市郊區(qū)內(nèi)。廠址地勢平坦，周圍無污染源，符合標(biāo)準(zhǔn)。場地面積有利于合理布置，符合工廠發(fā)展需要，并有一定擴(kuò)建余地。該地自來水使用方便，且水質(zhì)良好，可不用地下水，減少處理費(fèi)用。接近排水系統(tǒng)，有利廢水排放。供電系統(tǒng)也配備良好，可以滿足生產(chǎn)需要。附近有居民區(qū)和學(xué)校，方便銷售。 政治經(jīng)濟(jì)和交通該地區(qū)在城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)，經(jīng)規(guī)劃部門批準(zhǔn)，符合規(guī)劃布局。并且接近銷售渠道，有良好的經(jīng)濟(jì)開發(fā)前景。附近有發(fā)達(dá)的交通運(yùn)輸條件，接近高速公路與鐵路，使原料入廠和冰淇淋出廠順利進(jìn)行。 總平面設(shè)計(jì) 總平面設(shè)計(jì)原則[18]（1）符合生產(chǎn)工藝要求。（2）布置緊湊合理，節(jié)約用地，同時為長期發(fā)展留有余地。（3）必須滿足食品工廠衛(wèi)生要求和食品衛(wèi)生要求。（4）優(yōu)化建筑物間距，按有關(guān)規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。（5）適應(yīng)運(yùn)輸要求。 總平面設(shè)計(jì)（1）廠區(qū)主要建筑物：辦公樓、原料庫、生產(chǎn)車間、冷庫、配電室、鍋爐房等。（2）全建筑物朝向有利于通風(fēng)采光。（3）配電室靠近生產(chǎn)車間，減少能源消耗，鍋爐房位于下風(fēng)向。（4）在廠房四周種植草坪，保證綠化。（5）通盤考慮全廠布置，力求經(jīng)濟(jì)合理，充分考慮擴(kuò)大生產(chǎn)。（6）方便生產(chǎn)，符合生產(chǎn)程序。（7）征用土地30000m2 車間布置 車間布置原則[19] 生產(chǎn)車間工藝布置很重要，不僅對生產(chǎn)產(chǎn)品有很大關(guān)系，而且影響到工廠整體。在進(jìn)行車間布置時，應(yīng)遵循以下原則： (1) 生產(chǎn)車間是工廠的中心，其他部門均圍繞其展開，它們應(yīng)是一個協(xié)調(diào)統(tǒng)一的整體。因此，必須考慮與其他部門的相互關(guān)系，以及工廠的發(fā)展前景，滿足總體設(shè)計(jì)要求。 (2) 在工藝流程確定后，其設(shè)備的布置要盡量按工藝流水線安排，使占地面積最少，操作最方便。 (3) 保證車間衛(wèi)生，同時注意車間的采光、通風(fēng)、降溫等設(shè)施。 車間布置[20] (1) 生產(chǎn)工序的安排要做到冷、熱分開，生、熟分開，干、濕分開，成品、半成品分開。 (2) 按生產(chǎn)流水線安排設(shè)備，防止交叉，浪費(fèi)資源。第4章 物料衡算 配方成分表[2]配方成份表41成分含量/%脂肪10非脂乳固體10糖類15穩(wěn)定劑及乳化劑由表41可知冰淇淋中的成分主要是由脂肪、非脂乳固體、糖類組成的。其中還包括一些穩(wěn)定集合乳化劑，雖然其含量較少，但是他們是制作冰淇淋不可缺少的成分。 原料成分表原料成份表42原料名稱成分成分含量/%稀奶油脂肪40脫脂乳粉非脂乳固體98蔗糖糖類100穩(wěn)定乳化劑穩(wěn)定乳化劑100 按照上述說明為了配比出冰淇淋我們又可對冰淇淋的原料進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出其中的成分含量，由表42可以看出。 配料數(shù)量表 日生產(chǎn)1500kg冰淇淋所需原料如下：（不計(jì)加工中損失）日配料數(shù)量表43原料名稱配料數(shù)量/kg成分含量/%脂肪非脂乳固體糖類總固體稀奶油3751515脫脂乳粉1531515蔗糖225穩(wěn)定乳化劑6水741合計(jì)15001515第5章 能量衡算 以生產(chǎn)1500kg冰淇淋為衡算標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行能量衡算（不計(jì)加工損失）： 熱量衡算 配料階段 原料混合時，為保證混合均勻，要將其加熱至45℃，則這一階段需要加入的熱量為：1500CP（4520）=151875kJ 殺菌階段 原料經(jīng)混合后，要加熱到70℃進(jìn)行巴氏殺菌，則這一階段需要加入的熱量為： 1500CP（7045）=151875kJ 總熱量衡算 在整個生產(chǎn)過程中，加入的總熱量為：Q=151875+151875=303750kJ 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在過程中熱量損失為15%，故總熱量為： Q=303750（1+15%）= 冷量衡算 冷卻階段 均