依据当地的经济发展状况、环境状况以及生产情况,设计出合理的生产工艺,投资建设日产120吨的速冻食品工厂。根据生产需要,依次进行了工厂总布局设计、车间设计、工艺论证、设备选型、物料衡算、建筑概算等研究设计。 According to local economic development status, environmental situation, and production condition, an appropriate production process is designed for the investment in the construction of a frozen food factory which can produce 120 tons of food per day. On the basis of production needs, research has been conducted to design the factory’s general layout and workshops, to demonstrate the process, to select the equipment, and to calculate the material balance and the construction budget.
李志鹏,钟春娇,周佩雯,黄远莹,刘富来*
佛山科学技术学院,食品系,广东 佛山
收稿日期:2019年12月19日;录用日期:2020年1月1日;发布日期:2020年1月8日
依据当地的经济发展状况、环境状况以及生产情况,设计出合理的生产工艺,投资建设日产120吨的速冻食品工厂。根据生产需要,依次进行了工厂总布局设计、车间设计、工艺论证、设备选型、物料衡算、建筑概算等研究设计。
关键词 :速冻食品,工厂,设计
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速冻食品拥有着便利、健康、卫生、营养、实惠的优点,利用低温来保存食品并延长食品的保存时间,不需要在食品中加入其它成分,同时使食品中的营养最大限度的保存下来。速冻食品厂的建造不仅可以增加就业岗位、推动当地经济发展,同时也可以带来较大的社会效益。
随着时代的发展,现有的传统食品已经不能满足人民的要求,需要多种多样的食品。而速冻食品由于能够把食物原有的风味、色泽等保存下来,保存时间长、食用方便,所以速冻食品能更好地满足当前人们的需求。速冻食品是将被需速冻的食品,在适当的加工之后,迅速冷冻食物,并于−18℃以下的低温条件下贮藏运输的冷冻产品 [
本厂厂址选择在河南省周口市经济技术开发区。周口市开发区内交通便利,火车站、客运站、周口港均在辖区;地势平坦、开阔,人口密度低;当地人员众多,劳动力充足;也是国家重要的大型商品粮、优质棉、黄牛、槐山羊、生猪生产及肉类加工出口基地 [
办公楼、原料库、生产车间、冷库、车棚、餐厅、停车场、宿舍。根据实际需要,将办公楼修建为四层,办公室、会议室、医务室和中心实验室都在其中 [
厂区总面积:25376 m2,建筑物占地面积:9670 m2。
建筑系数 [依据工厂建筑的经验数据得知:建筑系数为25%~40%。因此,本设计基本符合食品工厂的设计要求,并且还留有一定发展空间。厂区各主要及辅助部门布置见表1。
名称 | 面积(m2) | 名称 | 面积(m2) |
---|---|---|---|
汤圆生产车间 | 78 × 39 = 3042 | 粽子生产车间 | 78 × 21 = 1638 |
宿舍 | 29 × 20 = 580 | 货车停放区 | 40 × 20 = 800 |
办公楼 | 40 × 15 = 600 | 中心实验室 | 20 × 10 = 200 |
绿化面积 | 6720 | 机修室 | 10 × 8 = 80 |
自行车库 | 11 × 4 = 44 | 餐厅 | 10 × 17 = 170 |
锅炉房 + 浴室 | 20 × 17 = 340 | 医务室 | 10 × 4 = 40 |
预留地 | 79 × 16 = 1264 | 配电室 | 9 × 6 = 54 |
门卫 | 5 × 3 × 6 = 90 | 冷库 | 62 × 36 = 2232 |
表1. 厂区各主要及辅助部门布置
总平面设计图见图1。
图1. 总平面设计图
土 地 利 用 系 数 ( % ) = 建 筑 物 面 积 + 构 筑 物 面 积 + 辅 助 工 程 面 积 工 厂 总 面 积 = 6 5 . 9 %
绿化率(%) = 6720/25620 = 26.22%
① 馅料处理 芯料要先自然解冻12 h,然后用铁钩勾起内膜袋,防止破碎的袋子进入芯料当中,若进去,则需将芯料完全解冻后,取出破损塑料袋后使用;放入搅拌机中搅拌均匀 [
② 和面 一定量的糯米粉加入到和面机中,加入等比例的水,搅拌均匀,加入添加剂,在用搅拌机搅拌至均匀不粘手即可。控制面温在15~20℃。
③ 成型 通过汤圆机成型,通过传送带进入速冻机中。要求制作好的汤圆要圆滑光洁,无鸡爪纹等外观问题。
④ 速冻 成型后的汤圆快速进入温度在−30℃以下的速冻机中,冷冻约30分钟,测定汤圆中心温度在−18℃以下。
⑤ 包装 包装区主要使用立式包装机,通过金检机后装箱,码垛完成后,送入冷库。包装好的产品在外存放时间不可超过20 min。
主要产品工艺流程图见图2。
汤圆车间日产量为100 t,车间内设计6条生产线。其中三条生产线生产芝麻汤圆,日产量为50 t;两条生产线生产花生汤圆,日产量为40 t;另一条生产线生产迷你汤圆,日产量为20 t。不同汤圆品种的原辅料配比如表2。
原辅料与包装材料的用量(每班11小时的用量):60吨/班,按每箱20袋,每袋500 g计。经物料衡算,每班生产汤圆所需原辅材料量见表3。
经计算选择的主要设备 [
图2. 产品工艺流程图
品种原辅料 | 芝麻汤圆 | 花生汤圆 | 迷你汤圆 |
---|---|---|---|
糯米粉 | 100 | 100 | 100 |
水 | 80 | 80 | 80 |
速冻油 | 5 | 5 | 5 |
速冻芝麻料 | 57.5 | —— | —— |
速冻花生料 | —— | 57.5 | —— |
添加剂 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
包装袋(卷) | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
包装箱(个) | 25 | 25 | 20 |
表2. 不同汤圆品种原辅料配比
品种 | 芝麻汤圆 | 花生汤圆 | 迷你汤圆 | 总用量 |
---|---|---|---|---|
糯米粉 | 24010 | 12010 | 4000 | 40020 |
水 | 20408.16 | 10208 | 3350 | 33966.16 |
速冻油 | 960.06 | 580.02 | 193.5 | 1733.58 |
速冻芝麻料 | 13986.24 | —— | —— | 13986.24 |
速冻花生料 | —— | 6998.56 | —— | 6998.56 |
添加剂 | 622.62 | 312.12 | 104.04 | 1038.78 |
包装袋(卷) | 20 | 10 | 4 | 34 |
包装箱(个) | 5000 | 4000 | 1000 | 10000 |
表3. 每班生产汤圆所需原辅料(kg)
序号 | 设备名称 | 生产能力 | 型号 | 外形尺寸(mm) (长 × 宽 × 高) | 台数 | 生产厂家 | 单价 (万元) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 和面机 | 400 kg/h | HWT50II | 1040 × 675 × 960 | 4 | 威利朗机械制造有限公司 | 2.5 |
2 | 绞肉机 | 1200 kg/h | —— | 900 × 700 × 1000 | 2 | 汇康机械有限公司 | 4.2 |
3 | 送料车 | 180 L | —— | 630 × 640 × 710 | 6 | 得利斯有限公司 | 0.38 |
4 | 汤圆机 | 4800~15000 只/小时 | XZ4T—1502 | 2600 × 1200 × 1400 | 12 | 旭众食品器械有限公司 | 12.8 |
5 | 输送带 | —— | FB-15000 | (15000) × 850 × (750~850) | 4 | 盛海不锈钢设备有限公司 | 0.6 |
6 | 双螺旋速冻机 | 6000 kg/h | SD | 14400 × 7000 × 4800 | 4 | 云新机械设备有限公司 | 50 |
7 | 斗式供料机 | 18 m3/h (可调) | ZB-C | 2100 × 730 × 2350 | 6 | 众信包装设备有限公司 | 2.2 |
8 | 自动称量 包装机 | 200~3000 g | 标准10斗 组合秤 | —— | 6 | 海创机器有限公司 | 12.8 |
9 | 金属探测机 | —— | DLM-509Y | —— | 6 | 连新金属检测设备有限公司 | 3.26 |
10 | 全自动封箱机 | 30箱/分 | —— | 1020 × 850 × 1450 | 14 | 高真机械有限公司 | 0.7 |
11 | 平面台 | —— | —— | 1700 × 750 × 800 | 40 | 刚德不锈钢设备有限公司 | 0.075 |
表4. 设备选型一览
汤圆车间定员情况见表5。
根据实际生产情况,两个车间共需工人226人;办公人员和后勤人员一般为工人总数的10%~15%,约23人;中心实验室的人员约4人,化验室的人员约4人;因此,本厂总人数约257人。
① 根据生产所用设备的大小以及人员的多少,暂定一层车间。车间层高设定为6 m。
② 消毒室设置在男女更衣室外,员工进入车间必须在更衣室内换上生产专用衣服,通过风淋室进入生产区域。其中男更衣室面积为39 m2,女更衣室面积为69 m2。
序 号 | 岗位 | 每班定员 | 两班定员 | 备 注 |
---|---|---|---|---|
1 | 车间主任 | 1 | 2 | —— |
2 | 班长 | 3 | 6 | —— |
3 | 面料制作工 | 5 | 10 | 男工 |
4 | 芯料制作工 | 4 | 8 | 男工 |
5 | 汤圆机操作工 | 12 | 24 | 以女工为主 |
6 | 包装工 | 35 | 70 | —— |
7 | 装库人员 | 5 | 10 | 6条线共用 |
8 | 品控 | 2 | 4 | —— |
9 | 维修人员 | 4 | 8 | —— |
10 | 清洁人员 | 2 | 4 | —— |
合 计 | 73 | 146 | —— |
表5. 汤圆车间定员
③ 芯房面房临近成型区,芯房面房各自设计一个小型仓库,暂时存放原物料。芯房面积为108 m2,面房面积为108 m2。
④ 根据生产需要把俩条生产线放在车间,两条传送带,机器合理放置。每日下班员工都要把机器清理干净。成型区面积864 m2。
⑤ 在成型区设计品尝室,方便检查人员现场监控产品质量。品尝室面积为54 m2。
⑥ 把两台双螺旋速冻隧道放在传送带后面。两台机器之间留有适当距离,方便维修工人对速冻隧道进行维护和修理。
⑦ 把产品包装区分为内包装和外包装两个区域。由于生产汤圆多是简装汤圆,因此使用立式包装机,外包装区域配置有金检机和自动封箱机,每袋产品必须通过金检机。包装区面积324 m2。
⑧ 把包装材料库放在包装区,方便员工拿到包装材料,利于生产。材料库面积162 m2。
⑨ 成品冷库设置在外包装区之后,产品过金检和称重,码垛后必须马上送进产品冷库。冷库面积为2232 m2。
汤圆车间平面布置图见图3。
建筑工程费用估算见表6。
汤圆车间的设备及工器具购置费用见表7。
图3. 汤圆车间平面布置图
序号 | 建(构)筑物名称 | 面积(m2) | 单价(万元) | 总价(万元) |
---|---|---|---|---|
1 | 冷库 | 3700 | 0.75 | 2775 |
2 | 道路、地坪 | 5708.5 | 0.035 | 200 |
3 | 大门 | 3 (个) | 8.5 | 25.5 |
4 | 围墙 | 550 | 0.04 | 22 |
5 | 厂区绿化 | 7165 | 0.01 | 71.65 |
合计 | 3094.15 |
表6. 建筑工程费用估算
序号 | 设备名称 | 型号 | 台数 | 单价(万元) | 总价(万元) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 和面机 | HWT50II | 12 | 2.5 | 30 |
2 | 绞肉机 | —— | 2 | 4.2 | 8.4 |
3 | 料车 | 200L | 20 | 0.38 | 7.6 |
4 | 汤圆机 | XZ4T—1502 | 14 | 12.8 | 179.2 |
5 | 输送带 | FB-15000 | 5 | 0.6 | 3 |
---|---|---|---|---|---|
6 | 双螺旋速冻机 | SD | 4 | 50 | 200 |
7 | Z型斗式供料机 | ZB-C | 2 | 2.2 | 4.4 |
8 | 自动称量包装机 | 标准10斗组合秤 | 8 | 12.8 | 102.4 |
9 | 枕式自动包装机 | TDB-450 | 8 | 2.89 | 23.12 |
10 | 金属探测机 | DLM-509Y | 12 | 3.26 | 39.12 |
11 | 喷码机 | SL-302 | 12 | 2.3 | 27.6 |
12 | 全自动封箱机 | —— | 12 | 0.7 | 8.4 |
13 | 工作台 | —— | 30 | 0.075 | 2.25 |
合计 | 635.49 |
表7. 设备及工器具购置
一般依照设备价格的比例进行计算,大部分设备的安装费用为设备价格的10%左右,所以安装费用初步的估算为64万元 [
工程项目的其他费用的估算见表8。
工程总投资估算见表9。
根据生产情况,500 g/袋芝麻、花生汤圆售价约为20元,迷你汤圆约为15元/袋,粽子售价为30元/袋。饺子售价为20元/袋。一天可售出芝麻、花生汤圆8000袋,迷你汤圆10000袋,粽子5000袋,饺子5000袋,一年销量约为6070万元,去除员工工资1058.4万元、原物料、水电及其他费用共计约2098.4万元,一年收入预计2913.2万元。预计3年内便可回本盈利。
序号 | 项目 | 标准 | 金额(万元) |
---|---|---|---|
1 | 建设单位管理费 | 1.5% | 46.43 |
2 | 工程监理费 | 1.2% | 37.14 |
3 | 勘察设计费 | 3% | 92.85 |
4 | 工程保险费 | 0.3% | 9.29 |
5 | 征地费 | 3万元/亩 | 118.92 |
6 | 员工培训费 | 300元/人 | 7.71 |
7 | 预备费用 | 247.6 | |
合计 | 559.94 |
表8. 其他费用估算
序号 | 项目名称 | 合计(万元) | 占投资(%) |
---|---|---|---|
1 | 建筑工程费用 | 3094.15 | 65.09% |
2 | 设备及工器具购置费 | 635.49 | 13.37% |
3 | 安装工程费用 | 64 | 1.34% |
4 | 其它费用 | 559.94 | 11.78% |
5 | 流动资金 | 400 | 8.41% |
6 | 建设总投资 | 4753.58 |
表9. 总投资估算
本文依据当地经济状况以及环境状况,设计出最佳的生产工艺,并依据工艺进行合理的工厂设计和车间布置,方便员工和车辆进出。该厂建设后,可以增加就业岗位,增加人民收入,带动当地经济发展,且当地人民对于速冻食品欢迎程度高,购买力较好;对于该厂产生的污水问题,会通过粪池预处理后,排入开发区污水管网中 [
李志鹏,钟春娇,周佩雯,黄远莹,刘富来. 日产120吨速冻食品的工厂设计Design of Quick-Frozen Food Factory with Daily Output of 120 Tons[J]. 食品与营养科学, 2020, 09(01): 28-37. https://doi.org/10.12677/HJFNS.2020.91004