1 项目论证

1.1 产品特征

黄桃的营养十分丰富，含有大量的维生素C和人体所需要的纤维素、胡萝卜素、番茄黄素、红素及多种微量元素，如硒、锌等含量均明显高于其它普通桃子，还含有苹果酸、柠檬酸等成分。每天吃两颗可以起到通便、降血糖、血脂，抗自由基，祛除黑斑、延缓衰老、提高免疫功能等作用，也能促进食欲，堪称保健水果、养生之桃。水果罐头不仅果肉好吃，水果的本色本味完全融入到糖水中，罐头水的风味甚至比果汁还要浓郁。

   黄桃在三四千年前，在中国大地上已受到重视并已人工栽培，到秦汉时代，桃已培育出各种重要品种，用柿子嫁接出的金桃，延续繁衍成今天的黄肉桃种群。黄桃在中国西北、西南一带栽培较多，随着罐藏加工事业的发展，现华中、华北东北等地栽培面积也日益扩大。

1.2  我国罐头产业的生产现状

（1） 区域化格局日益明显，优势产业带已初步形成

我国水果种植业形成优势产业带：苹果、柑橘、梨、桃、杏、樱桃主要集中在山东、陕西、辽宁、河北、浙江、湖南、四川、重庆等省市；亚热带水果如菠萝、荔枝、龙眼主要分布两广、福建、海南等省。

（2） 国际市场逐步扩大，比较优势日益明显

我国的果蔬罐头产品已在国际市场上占据绝对优势和市场份额。目前, 全国罐头生产企业( 车间)共有2 000多家, 技术人员约1. 2 万人, 年生产能力约350 万t。通过近40多年的努力, 已经建立了良好的基础, 至今已出口到世界120 多个国家和地区。出口罐头品种近400 种，其中水果罐头年产量可达130多万t，有近60万t用于出口，出口量约占全球市场的六分之一，出口额达4亿多美元，是世界上水果罐头出口的主要国家之一。

（3）罐头加工技术成熟，带动相关配套产业发展

    我国主要罐头企业的工艺、设备不断改进，管理在逐步加强。普遍推行GMP、HACCP和ISO9000等质量控制体系，马口铁、空罐、密封胶、涂料、玻璃瓶和易拉罐等技术先进的专业性生产企业可以充分满足罐头发展的需要。

（4）罐藏技术安全可靠

    虽然现代保藏技术蓬勃发展，但罐藏技术仍占重要地位。其保藏原理是依靠密菌达到商业无菌的要求，具有安全卫生、食用方便、在常温下储存时间长等优点。由于采用纯物理的加工方法，可以较好保存天然食品的色、香、味及营养。随着人们生活水平的提高，出行和旅游不断增加，饮食营养知识的普及和食品消费观念的改变，对以罐头为代表的方便食品需求呈快速增长的势头，以适应人们的日常需要，逐步会得到消费者的了解和喜爱。

1.3厂址选择及优势

1、原料选择。水果罐头厂选址的最重要的考虑因数就是原料，水果易变质，如果长时间的保藏会使投入增加，而且产品的风味也会大打折扣。所以厂址临近原料产地就显得尤为重要。青岛市地处山东半岛的咽喉部位，濒临黄海，环绕胶州湾，山海形胜，腹地广阔,属于北温带季风区域，具有海洋性气候特征——空气湿润，温度适中，四季分明，日温差小，气温升降平缓，且有优质的水果生产基地，将厂建在青岛可降低原料运输费用，减少原料在运输过程中受损，以提高原料利用率。

2、市场定位与产品需求。黄桃罐头口感好，营养丰富，是一种较健康的绿色食品，广受消费者喜爱。青岛市铁路、公路交错，交通便利。另外，青岛市不但临海有港口，而且河流交错，海岸线长，水路运输便利，便于出口产品。且青岛市所在的山东省紧邻江苏、河北、北京、天津等地，市场广阔。

2 产品确定

2.1  生产计划

该厂生产各类水果罐头，原料选用新鲜水果，生产时间受到，必须根据水果成熟期安排生产计划表，黄桃的成熟期在主要在6、7月，其他时间会根据各种水果不同的成熟期安排生产计划。详见表1。

2.2班产量方案

该水果罐头工厂全年总工作日约为250日，其中4、5月为设备维护时期。黄桃成熟期集中在6、7月，因此，确定黄桃罐头生产60天，分为3班制，每班工作8小时。其余200个工作日根据不同水果的成熟季安排水果罐头的生产。

黄桃罐头年产量Q=1800t

每个工作日实际产量受各种因素影响不完全相同，平均日产量等于班产量与生产班次及设备平均系数的乘积，即：q班=Q/k*n*T

式中： Q   ----  年产量，t

    q班  -----  班产量，t/d

    n   -----  生产班次，n=3

    k  -----  设备不均匀系数，k=0.7～0.8

    T   ----- 生产天数

算得：班产量q班 =1800/60/3/0.75=13.33t/班 

表1  年产1800吨黄桃罐头工厂产品方案

3.1 工艺流程

原料选择、分级 → 清洗→ 切半、去核 → 去皮、预煮 → 修整、分选 →

装罐、灌糖液 → 排气、密封 → 杀菌、冷却 → 成品

3.2 操作要点

3.2.1 原料选择

黄桃要求为黄色至青黄色，果皮、果尖、核窝及合缝处允许稍有微红色；肉质要求不溶质，肉质紧密耐煮制，粗纤维少，树胶质少，果肉厚，果形圆整而大，左右对称不偏肉，接近成熟，香气浓郁，糖分含量高，风味好，无色味或异味，种核应粘核，无畸形，霉烂病虫害和机械伤，果实横径在55mm以上。

3.2.2 清洗

用流动的清水冲洗桃果，也可在洗涤池中加入适量的明矾，帮助脱毛。

3.2.3 切半去核

    沿桃的缝合线将桃对切为二，防止切偏造成大小片，并忌重刀剁碎果片，切后应立即浸入1%食盐水溶液中护色。

将切半黄桃片用挖核器挖去桃核，果核槽要挖得光滑而呈椭圆形，但果实不能挖得太多或挖碎，可稍留红色果肉，挖核后应及时浸碱，或浸于2%食盐水中护色。【8】

3.2.4 去皮

    采用碱液去皮法，因为其能达到快速去皮，同时若桃子在碱液中停留时间过久会强化花青素及单宁的氧化变色。淋碱法是将桃片核窝向下均匀地单层平铺于烫碱机钢丝网上，使果皮充分受到碱液冲淋。碱液浓度为6％～12％，温度为85～90℃。处理时间为30—70s，然后用清水漂洗搓擦去皮，再将桃块倒入0.3%的盐酸溶液中，中和2～3分钟，再用1%的食盐水浸泡护色10分钟。随后用清水冲净碱液。

3.2.5 预煮

将洗净碱液之桃块放入含0.1％柠檬酸热溶液中，在90～100℃下热烫2～5min，至桃块呈半透明状为度，以柔而不烂为标准，热烫后立即用冷水冷却。原料在加工过程中受热，这时温度的提高和时期的延长会加深桃中所含几种成分的变色成度。因而控制加热温度和时间十分重要。

3.2.6 修整分选

对准备装罐的原料，要逐片检查，看其块形是否规整，大小是否合乎要求，桃片上有无未去净的桃皮存在，有否伤疤、黑点以及虫眼等缺陷存在，若有则用锋利小刀割去桃块表面斑点及残留桃皮，使切口无毛边，桃块光滑，果块按质量修成果块呈半园形或修成4、6、8开等。【8】

3.2.7 装罐、加糖液

修整好的桃块按不同色泽、大小分开装罐，注意排放整齐，装罐量不低于净重的55％。装罐后立即注入80℃以上热糖水，糖液浓度为25％～30％，并加入0.1％的柠檬酸，0.03％的异Vc，以抑制桃块氧化变色。加罐液量至罐型内容物总重量的±1－2％，装罐后上面留约0.5cm的顶隙。

3.2.8 排气、密封

采用排气箱加热排气法排气，即将罐头送入排气箱后，在预定的排气温度下，经过一段时间的加热，使罐头中心温度达到85℃，排气10分钟，使食品内部的温度充分外逸。采用卷边密封法密封，即依靠玻璃罐封口机的滚轮的滚压作用，将马口铁盖的边缘卷压在罐颈凸缘下，以达密封目的。注意从排气箱中取出后要立即趁热密封。

    也可采用抽真空排气，真空度为0.03～0.04MPa。

3.2.9 杀菌、冷却

    密封后及时杀菌，杀菌方法为常压沸水杀菌，设备为常压连续杀菌，其时间不得超过30分钟。

   净重567克杀菌公式（排气）：3'─30' / 100℃ 冷却。.

                        （抽气）：5'─35' / 100℃ 冷却。

   净重425克杀菌公式（排气）：3'─25' / 100℃ 冷却。

                        （抽气）：5'─30' / 100℃ 冷却

3.2.10 保温 

将冷却后的罐头在保温仓库内（37±2℃）贮存7天左右。

3.2.11 检验 

检验是否有胀罐、平盖酸败、硫化黑变、霉变等罐藏质量问题。

3.2.12 擦罐、贴标签、装箱 

冷却后的罐头经擦干罐身保温后经敲检合格后贴上标签装箱。

3.2.12入库 

    罐头贮存温度10~15℃，避免仓库温度剧烈变化。库房宜干燥通风，有较低的湿度环境，保持相对湿度70~75%，不超过80%。罐瓶要码成通风垛；库内不要堆放具有酸性、碱性及宜腐蚀性的其他物品，不受强光暴晒。

3.3 产品质量标准

3.3.1 感官指标

①外观：容器密封良好，无泄漏，胖听现象存在。

②滋味及气味：具有桃子风味，无异味。

③组织形态：果块大小、色泽一致，糖水较透明，允许有少量果块碎屑

3.3.2 理化指标

    净含量由各个品种不同而定，同批产品所抽的样品平均净含量不低于标签标示的净含量：固形物重≥55%，开罐糖水浓度12~18%；锡（Sn）≤200mg/Kg;铜（Cu）≤1.0 mg/Kg；铅（Pb）≤1.0 mg/Kg;砷（As）≤0.5 mg/Kg。

3.3.3 微生物指标

  符合罐头商业无菌的要求。

3.3.4 保质期

  由各具体品种而定，一般常温保质1年。

4.物料衡算

4.1原料衡算

已知黄桃罐头年产1800吨。全年生产黄桃罐头工作日为60天，每班生产13.33t,每天为三班制，每班工作时间为8小时。

 则每小时生产量= q班/h = 13.33/8 = 1.67 t/h

表2    糖水黄桃罐头选罐及装罐量（g）列表

  每小时生产罐数  1.67 t/h÷567g＝2938（罐/h）

4.2 糖酸量

4.2.1糖液量    

    w2 =（m3w3 - m1w1）/ m2

  m1-----每罐装入果肉量（g），m1=367g

 m2-----每罐装入糖液量（g）, m2=200g

 m3-----每罐净重（g）, m3=567g

 w1----装罐前果肉可溶性固形物含量（％），w1为14%

 w2-----糖液浓度（％）

 w3------要求开罐时糖液浓度（％），w3为18%

 糖液浓度 w2 = （567×18%－367×14%）/ 200 = 25.34%

   查资料得：装罐后糖液浓度在25%~30%。符合要求

   每罐需糖量＝200g/罐×25.34% = 50.68 （g/罐）

4.2.2柠檬酸

糖酸比 = 18% / 0.3% = 60 : 1，所以装罐后酸浓度 = 25.34% / 60＝0.42%

每罐加入柠檬酸量=567×0.42%－367×0.5%＝0.55 （g/罐）

4.2.3水

    每罐加入水的量＝200g/罐－50.68 g/罐 －0.55g/罐＝148.77  （g/罐）    

               表3   黄桃罐头糖酸要求对照表

每小时实际需糖量5.37 *（50.68/200）=147.34kg

每小时实际需柠檬酸量5.37 *（0.55/200）=1.62kg

每小时实际需水量5.37 *（218.632/277）=465.18kg

4.3 物料衡算流程

原料选择、分级损失9%;切块、挖核损失12%;去皮、漂洗损失7% ;预煮损失0.5%;筛选不合格料6%;脱水损失4%;装罐损失0.5%;每罐装黄桃 367g;注入糖液损失0.3% ;封口失误0.5%;杀菌冷却损失0.2%。                   

                         原料选择、分级   ---------- 1650kg/h

                                ↓-12%

                             切半、去核  -------------- 1452kg/h

                          ↓-9%

                       去皮、漂洗 --------------- 1321kg/h

                  ↓-7%

                 预煮   ------------------ 1229kg/h

                          ↓-0.5%

               筛选不合格料  ------------- 1223kg/h

                  ↓-6%

                          脱水   ------------------ 1149kg/h

                                ↓-4%

                  修整、装罐 ------------ 1103kg/h,3005罐/h

                                ↓-0.5%

           糖液5.37kg/h  → 灌糖液   --------- 1687kg/h,2975罐/h  

                          ↓-0.3%

                        排气封罐   --------1682kg/h,2966罐/h

                          ↓-0.5%

                              杀菌冷却   ---------1673kg/h,2950罐/h    

                          ↓-0.2%

                          成品   ------------1670kg/h,2945罐/h

5.设备选型

5.1 检果机

    设计挖核产量为1650kg/h，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为1650 /0.8=2062.5kg/h。

5.2   洗果机

5.3 挖核机

    设计挖核产量为1452kg/h，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为1452 /0.8=1815kg/h。

5.4 去皮机

设计挖核产量为1321kg/h，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为1321 /0.8=1651kg/h

5.5 预煮锅

    设计挖核产量为1229kg/h，选择的机械产能至少比产量大出20%，所以设备产能至少为1229 /0.8=1536kg/h。

5.6 装罐机的选择

   每小时生产1103kg,则每小时生产3005罐,1945/60=50罐/分

5.7  溶糖设备

生产中每小时需要糖液量为5.37kg,即可计算出每班的需要糖液量为5.37*8=4714.96kg。糖液密度约2.5g/ml,即得每班应配置糖液的体积为4714.96/2.5=1885.98L。

5.8 糖液灌装机

 黄桃罐头生产中要求灌装2975罐/h，即要求加汁机达50罐/分。   

5.9 排气设备   

5.10 封罐设备

   生产中要求封罐2966罐/h，即要求封罐机达50罐/分。

5.11 杀菌设备

取链带速度为0.8m/min,8113#杀菌公式为5 —（20—25）／100℃,升温加恒温时间t=5+20=25min,则0.8*25=20m,罐子直径为84mm,则每分钟可杀菌20000/84=238罐，故选择1台。

6.1 人员安排

本厂人员共150人，其中办公楼办公人员包括董事长、总经理、质量检测员等共50人，车间工人为60人，维修工人8人，清洁人员12人，三个门卫总共6人，保安人员8人，采购人员6人。

6.2 生产车间平面布局

（1）生产车间长42米，宽24米，总面积1008m2 

（2）车间内设立柱，每个柱子的宽度为30cm，厂房的墙壁厚度为30cm，车间的开间为6米，共7个开间。跨度为三个，分别是7.5米、9米、7.5米。

（3）车间生产流程按照卫生合理的要求进行布局，由于原料库位于生产车间东面，故在车间最东面设计原料暂存库面积为45m2，且为了方便叉车进出设计门为3.3m。

生产时原料经管道进入原料处理间中进行捡果、洗果、切半、去核，由于原料预处理占地较大且可能污染别的车间，故将其设计为一个车间面积为135m2，处理好的原料由管道送入预煮车间预煮，由于预煮机工作时散热较大，故将其与其他车间隔开面积为90m2，预煮之后再由管道进入主车间进行装罐、灌装糖液、排气、封罐，主车间面积为108m2 ，由于装罐、灌装糖液分别涉及到空罐清洗及糖液的提供，故在主车间西面设计配糖间54m2 、主车间南面设计空罐暂存及清洗间90m2 ，方便主车间的生产。

封罐后的罐头由管道送入杀菌车间，为了达到杀菌环境要求将杀菌间与其他车间隔开，面积为216m2 ，经杀菌后的成品经管道送至成品包装间及冷却暂存间，由于成品库位于生产车间南面，故成品暂存间的门开在南面，方便送至成品库，且门设计为3.3m方便叉车进出。

（4）在车间设置窗户，窗户宽为2米，侧窗为单层固定窗，只作采光不作通风。车间的门有单扇门、双扇门、单扇推拉门和双扇推拉门。

（5）更衣室：位于进入车间的必经之地，分男女更衣室，更衣之后必须经过消毒间消毒后才能进入车间，保证生产的安全卫生。两个更衣室及消毒间面积一共为90m2

6.3 全厂总平面布局

6.3.1 全厂总平面布局说明

（1）全厂总长138米，宽78米，总面积107㎡。

（2）生产区：包括生产车间、原料库、成品库，设置时考虑到消防距离及车行距离，路宽为12m，同时避免物料的往返运输方便生产。

（3）辅助设施：机修中心、配电房、锅炉房、办公楼及研发中心、食堂、浴室、宿舍楼、停车场等。

（4）厂区的物流从南北门出入，这是由于成品库设计在厂区的南侧，原料库设计在厂区的北侧，以方便产品及原料的运输。而厂区的人流主要是从东门出入，这是由于厂区的生活区主要集中在东侧，如办公楼、宿舍等。

（5）青岛的主导风向为西北和南风，因此将锅炉房设计在厂区的西南角，厂区西侧设置消防所、用品库、机修房、厕所、污水处理等不受污染影响的辅助设施。

（6）主干道路面宽为12米，次干道路宽9m，人行道为3m。

6.3.2 辅助设施计算

（1）原料仓库

原辅料仓库的大小，决定于各种原辅料的日需要量和生产贮备天数。

根据公式：V＝Wt

式中  V——仓库容量，t

      W——单位时间（天）的货物量，t

       t——存放时间，d

根据上述物料衡算得V＝40×4＝160t

仓库容量确定以后，仓库的建筑面积按下式计算：

          A＝V／d·K

式中  A——仓库面积，m2

      d——单位面积堆放量，t／m2 

      K——面积有效利用系数，一般取K＝0.65

      V——库容量，t

根据资料得A＝160／0.35＝457m2，设计的原料仓库为27×18＝486m2，为不时之需。

（2）  成品仓库

成品仓库的大小，决定于产品的日产量和周转期。

根据上述公式  V＝Wt

式中  V——仓库容量，t

      W——单位时间（天）的货物量，t

       t——存放时间，d

根据上述物料衡算得V＝40×30＝1200t

仓库容量确定以后，仓库的建筑面积按下式计算：

          A＝V／d·K

式中  A——仓库面积，m2

      d——单位面积堆放量，t／m2

      K——面积有效利用系数，一般取K＝0.65

      V——库容量，t

得：A＝1200／0.9＝1333 m2，本设计成品仓库为69×30＝1369 m2。

（3） 机修车间

食品工厂机修车间的主要任务是制造非标准专业设备和维修保养专业设备。本设计工厂为中小型食品厂，只设厂级保修，机修车间及配电房面积为100m2。

（4）  行政办公楼

办公楼应布置在靠近人流入口处，其面积与管理人员数及机构的设备情况有关。

根据公式：A＝GK1A1／K2＋B

式中  A——办公楼建筑面积

      G——全厂职工总人数

      K1——全厂办公人数比，一般取8% ~12%

A1——每个人员办公使用面积，一般取5 ~7m2

K2——建筑系数

B——辅助用房面积

得：A＝150×0.12×7／0.65＋180＝373m2，设计的办公楼面积为16.5×24＝396m2，辅助用房为今后发展建设所有。

（5） 食堂

食堂主要由餐厅和厨房两部分组成，其建筑总面积可由下式计算：

            A＝1.4NA1／K

式中  A——食堂建筑面积

      N——座位数

      A1——每座位使用面积

      K——建筑系数，82% ~%

得：A＝1.4×100×1／0.85＝165m2，设计面积为12×15＝180m2。

（6） 浴室

厂区浴室淋浴器的数量按各浴室使用每班最大人数的6% ~9%计算，浴室建筑面积按每个淋浴器5 ~6m2计。建筑面积A＝100×9%×6＝54 m2，本设计浴室面积为12×6＝72 m2。

（7） 厕所

厕所便池蹲位数量应为最大班人数计，男每40 ~50人设一个，女每30 ~40人设一个。厕所建筑面积按每个蹲位2.5 ~3m2计。建筑面积A＝10×3＝30 m2，设计面积为9×4.5＝40.5 m2。

                    表4      全厂总平面图布局汇总

绿化面积为5814.48平方米，绿地率为25.04%

7  设计体会

从这次工厂设计，从工厂设计题目的确定，到查阅文献，写任务说明书和画图纸，相对以前的课程设计都花了更多的功夫，因此也学到了更多的东西。

从一开始的产量选择就出现了很多问题，还好陈老师让我们做完一部分就和老师及时交流，才避免了之后的更多的麻烦。

在物料衡算的过程中，糖酸比对我来说是比较陌生的，找到了公式我还不能确定是否正确，特别是柠檬酸。在计算过程中，我还发现在配制糖液所需的蔗糖、柠檬酸以及水与理论上是不同的，以为在灌装过程中糖液会有损失。在设备选型时也有犹豫不决的时候。通过老师的讲解，我知道了为何要选容量较大的设备。

其次，三张图纸更是个精细的工作。绘制工艺流程图时，由于在资料上未找到相应的工艺流程图，因此，我只能根据设备实物图绘制，这样比别人多花了很多时间。绘制车间平面图和全厂平面图时，更是修修修改很多次，两张图既要吻合，又要布局合理，这对于我们这些初学者还是很困难的，只能不断请教老师，然后和同学研究，每下一笔都是斟酌再三，即使这样，第一次的全厂平面图还是全部重画了一次。

总结这次工厂设计的经验教训，我的专业基础知识不够扎实，不能将所学的知识融会贯通，形成一个体系。在设计一个课题时，缺乏整体构想，细节考虑不够周详。能现在认识到自己的不足是我的幸运，我将在剩余的大学生涯中弥补自己的不足，巩固自己的专业知识，完善自己。同时，交流沟通是门很重要的课，同学之间通过相互交流、相互帮助能学到很多。这次设计也告诉我，只要认真对待，没有克服不了的困难，只要全心全意去做，没有完成不了的事。

参考文献

【1】 罐头工业手册. 杨邦英主编  北京：中国轻工业出版社,2009.

【2】 张宝善.王军. 果品加工技术. 中国轻工业出版社. 2000.

【3】 水果深加工技术与工艺配方. 严奉伟 吴光旭编著 北京：科学技术文献出版社,2001.

【4】 食品工厂设计. 王如福主编. 北京：中国轻工业出版社,2011.

【5】 食品工程全书（第三卷食品工业全书）. 北京：中国轻工业出版社,2005.

【6】 牛广财.姜桥. 果蔬加工学. 北京: 中国计量出版社. 2010.

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