可口革囊星蟲速食土筍蛋花湯

摘要 速食土筍蛋花湯是以可口革囊星蟲為原材料，通過真空冷凍干燥技術制得的方便食品。本設計依據速食土筍蛋花湯的生產流程對年產5.1噸速食土筍蛋花湯的工廠進行設計。

設計內容主要包括工藝設計和非工藝設計兩大部分。工藝設計部分包括：產品方案的確定;工藝流程的確定；
物料衡算；
生產設備選型；
車間以及全廠水、電平衡計算；
主要生產車間平面布置。同時，進行包括速凍間和暫存間熱負荷計算、制冷設備選型等內容的制冷設計。非工藝設計主要包括：廠址的選擇以及全廠平面布置等。

關鍵詞：可口革囊星蟲；
速食土筍蛋花湯；
工廠設計 Abstract Fast-food ground shoot egg soup is a delicious leather cystworm as raw material, through vacuum freeze-drying technology made of convenient food. This design is based on the production process of quick-food ground shoot egg soup for the factory with an annual output of 5.1 tons of instant-eating ground shoots egg soup. The design content mainly includes the process design and non-process design. The process design part includes: the determination of product plan, the determination of the process, the calculation of materials, the selection of production equipment, the calculation of water and electricity balance in the workshop and the whole plant, and the layout of the main production workshop. At the same time, the refrigeration design includes the calculation of thermal load between quick freeze and staging room, and the selection of refrigeration equipment. Non-process design mainly includes: the choice of plant site and the layout of the whole plant. Keywords: delicious leather cysts; instant-food ground shoots egg soup; factory 目 錄 1　引言 １ 1.1可口革囊星蟲的簡介 １ 1.2真空冷凍干燥技術 １ 1.3凍干產品的現狀與發展趨勢 １ 1.4研究意義 ２ 1.4設計內容 ２ 2　廠址的選擇及總平面的設計 ２ 2.1廠址選擇 ２ 2.2總平面設計 ３ 2.2.1總平面設計基本原則 ３ 2.2.2廠區布置 ３ 3　生產加工車間設計 ４ 3.1生產工藝研究與設計 ４ 3.1.1生產方案 ４ 3.1.2加工工藝 ４ 3.2產品質量控制 ５ 3.2.1加工工藝流程中的關鍵控制 ５ 3.2.2理化指標 ６ 3.2.3微生物指標 ７ 3.2.4營養組成 ７ 3.2.5感官指標 ６ 3.3物料衡算 ８ 3.4生產設備方案 ９ 3.4.1設備選型依據 １０ 3.4.2關鍵生產設備選型 １０ 3.4.3主要設備明細 １２ 3.5生產加工車間工藝設計 １４ 3.5.1生產加工車間工藝設計基本原則 １４ 3.5.2生產加工車間平面布置 １４ 4　制冷設計 １５ 4.1設計概述 １５ 4.2容量及面積 １５ 4.2.1暫存間 １５ 4.2.1速凍間 １６ 4.2建筑設計 １７ 4.3熱負荷計算 １８ 4.3.1暫存間 １８ 4.3.2速凍間 ２２ 4.4制冷設備選型 ２５ 4.4.1概述 ２５ 4.4.2主要制冷設備選型 ２５ 4.4.3冷室制冷設備詳情 ２６ 5　水、電、勞動力衡算 ２７ 5.1勞動力衡算 ２７ 5.2用水量衡算 ２８ 5.3用電量衡算 ２８ 6　財務效益分析 ２９ 6.1銷售收入 ２９ 6.2成本估算 ２９ 6.2.1生產加工成本 ２９ 6.2.2設備費用 ３０ 6.2.3人工管理費用 ３０ 6.2.4水電費用 ３１ 6.2.4其他費用 ３１ 6.2.5利潤分析 ３１ 6.2.6方案綜合分析 ３１ 7　總結 ３１ 致謝 ３３ 參考文獻 ３４ 速食土筍蛋花湯的加工工廠設計 1　引言 1.1可口革囊星蟲的簡介 可口革囊星蟲(Phascolosomaesculenta)，俗稱海丁、海蚯蚓、沙蟲、土筍等，屬于星蟲動物門(Sipuncula)，革囊星蟲綱(Phascolosomatidea)，革囊星蟲目(Phascolosomaliformes)，革囊星蟲科(Phascolosomatidae)，是棲息于淺海沙、泥沙底質等環境中的一種海洋環節動物[1]，為我國特有。在我國東南沿海均有分布，主要分布在浙江、福建等地的沿海灘涂[2]。在我國本草中記載著星蟲具有廣泛的藥用價值[3]?，F代醫學研究表明，可口革囊星蟲體內富含蛋白質，人體所需的多種氨基酸、微量元素、多糖等各種營養物質，能夠調節人體的各種功能，具有顯著的延緩衰老、抗疲勞、抗氧化等功效，為典型高蛋白低脂肪海產品[4]，被譽為“海中的冬蟲夏草”。

1.2真空冷凍干燥技術 真空冷凍干燥技術是將含水物料冷凍成固體，在低溫低壓條件下利用水的升華性能，使物料低溫脫水而達到干燥目的新型干燥手段[5]。由于真空冷凍干燥技術在低溫、低氧環境下進行，大多數生物反應停滯，且處理過程無液態水存在，水分以固體態直接升華，使物料原有結構和形狀得到最大程度保護，最終可獲得外觀和內在品質兼備的優質干燥制品[6]。

1.3凍干產品的現狀與發展趨勢 凍干技術在國外食品工業中凍干食品已非常普遍并具有相當大的規模，而我國凍干食品剛剛起步，但該項技術已經引起了我國科研部門的重視，逐步應用于各個食品行業，占有一定的市場地位[7]。

隨著我國果蔬業、水產業等產業的快速發展以及人民生活水平的進一步提高，使得對食品的要求也越來越高，因而凍干食品成了食品加工業發展的另一趨勢[8]。另外，我國屬農業大國，在原料供應方面有著極大的優勢，且該技術在我國屬新技術，發展潛力較大，能拓寬國內食品市場，那么我國在國際市場占有一席之位指日可待。故凍干技術在我國食品工業中有著無限的發展前景。

1.4研究意義 真空冷凍干燥技術現在廣泛的應用在食品行業，因為可以在最大程度上保持食品原有的香氣色澤、營養和味道，且能很好的保持原來的形狀，復水性良好、運輸方便、保存期長，具有食用方便、營養美味、攜帶便利等特點。速食土筍蛋花湯就是利用這些特點，解決目前市場上產品存儲難、運輸難、入口難的弊端。通過本產品的推廣，打造土筍品牌，發揚地方特色文化，帶動沿海群眾脫貧致富。

1.4設計內容 設計內容主要包括工廠選址、全廠總平面的設計、生產加工車間的設計，產品加工工藝流程的確定，對產品生產方案的制定；
進行生產設備選型等。同時，包括速凍間和暫存間熱負荷計算、制冷設備選型等內容的制冷設計。

2　廠址的選擇及總平面的設計 2.1廠址選擇 1. 從建廠場地的實際情況出發，最好選擇土筍產地附近的城市郊區。以便獲取足夠的優質原料，同時利于交通運輸，降低運輸成本；

2. 所選廠所在地地勢平坦，且水利電力部門符合國家標準；

3. 所建工廠周邊無化工污染企業，水質良好，所選廠的廠址最好能在滿足現行生產要求的基礎上留下適當的空地，便于工程擴建。

2.2總平面設計 2.2.1 總平面設計基本原則 1. 工廠工藝的嚴格要求對總平面的設計有著決定性作用，廠內各車間的布置需緊湊且符合實際。食品廠區應嚴格按照設計計劃任務書的具體要求建設，規劃與布置應盡量利用現有資源，以節約成本；

2. 總平面設計的具體情況要按照生產加工工藝設計。盡量縮小工藝之間的輸送距離，盡可能徑直、短捷；

3. 廠區的人流通道、物流通道、原材料通道以及各種管道應各自分開，避免交叉污染；

4. 廠區要滿足食品工廠的衛生要求，生產加工車間應與人員的生活、活動區域必須分隔開。

5. 所選廠區需設計綠化，且結合實際保證適當的綠化面積。

6. 廠區的道路應該全部采用水泥、瀝青鋪制的硬質路面，讓路面清潔、平坦的要求得到保證。

7. 廠區建筑物間距應按有關規范設計。

8在同一建筑物里，盡量將相似車間放在一起。

9.廠區內的建筑物設計在合理的利用周邊自然條件的同時符合規劃要求。

2.2.2廠區布置 總平面設計的內容具體包含：生產加工車間、冷藏間、暫存間、以及輔助生產區，輔助生產區主要設有公用工程樓、消防及廢水處理系統等公用工程設施。其中生產加工車間、暫存間、速凍間為重點設計內容。廠區計劃建設建筑物如表2-1。

表2-1主要建筑物一覽表 序號 工程名稱 層數 數量 建筑物占地面積（m2） 1 2 3 4 5 6 7 8 加工車間 暫存間 速凍間 辦公室 食堂 更衣室 浴室 廁所 1 1 1 2 1 2 2 2 1 1 1 1 1 2 2 2 189 15 15 9.8 41.6 24 18 6 3　生產加工車間設計 3.1生產工藝研究與設計 3.1.1生產方案 鑒于制作速食土筍蛋花湯的原料充足，因此本工廠的生產線每年生產時間為12個月，每月22個工作日，各工藝裝備的年操作時間均按每年264d計，生產班制設定為1班，每班工作時間為10小時。詳細的生產實施方案如下表3-1所示。

表3-1全年速食土筍蛋花湯產品生產方案 產品名稱 全年計劃產量（t） 全年計劃產量（份） 每日計劃產量（份） 每班計劃產量（份） 速食土筍蛋花湯 5.1t 60萬 3031 3031 3.1.2加工工藝 1.工藝流程 原料→預處理→煮制→裝?！鷥龈伞b→檢測→成品 2.工藝操作要點：
（1）預處理：生姜、蔥葉，星蟲洗凈并瀝干水分，星蟲對切，將蔥葉切段，生姜切丁。雞蛋打為均勻的糊狀。

（2）煮制：倒入油，將油燒熱，放入蔥白末、姜末，炸香；
放入土筍，加入水，煮沸，保持微沸2～3min，攪拌均勻；
加入蛋液、鹽、味精，攪拌均勻；
水沸后起鍋。

（3）裝料：首先冷卻產品，再將物料與湯的比例按為3：5倒入料盤中，并攪拌均勻。（注在倒入料盤前先濾出原料）。

（4）真空冷凍干燥 冷凍干燥過程中，將冷卻后的產品送入速凍間預凍，速凍間溫度控制在-30℃，維持時間3h,后送入預凍的產品正式進行凍干，凍干時間在24h左右，真空度10Pa。

（5）包裝 產品采用鍍鋁復合薄膜獨立包裝，包裝時加入除氧劑、干燥劑，進行封口，之后用食用級一次性紙杯進行作為產品的外包裝，最后留樣送檢。

3.2產品質量控制 3.2.1加工工藝流程中的關鍵控制 加工工藝流程在生產效率、成本、產品品質等方面起極大的作用。故生產過程中員工須堅守自己的崗位，保證廠內設備、器械整潔干凈，不可交混使用；
生產加工車間對成品區、原料區、中間產品區劃分各自衛生區域；
人流與物流不能交叉，按照合理規范路線通道通行，從而避免污染產品，員工在進入加工車間前要進行更衣、嚴格執行消毒步驟[9]。故產品質量控制可依據以上關鍵控制，同時綜合理化、微生物、感官及營養組成四個方面的運用來判定。感官要求、理化指標、微生物指標標準參照T/LYCY 004-2019《團體標準 凍干湯料塊》的規定[10]。

3.2.2感官指標 感官要求應符合表3-2的規定。

表3-2速食土筍蛋花湯感觀指標評價結果 項目 干制品 復水制品 表面色澤 淡黃色 色澤鮮亮 組織形態 形狀規整、外觀呈方塊形、內部呈海綿狀、疏松多孔、表面空隙不明顯、底部無凹陷 蛋花與蔥葉懸浮于湯料表面 氣味 無腥味帶鮮味 濃郁的蛋香味和鮮味 滋味與口感 —— 湯汁口感醇厚、咸淡適中、肉質香嫩清脆、食用后滿口清香 圖3-1速食土筍蛋花湯干制品圖 3-2速食土筍蛋花湯復水制品 3.2.3理化指標 理化要求應符合表3-3的規定。

表3-3速食土筍蛋花湯理化指標 項目 標準指標 樣品值 水分含量（%） ≤9.00 3.49±0.3 復水時間（min） —— 2 復水率（%） —— 94.3±0.5 厚度（cm） —— 2.8±0.2 重量（g） —— 8.5±0.3 3.2.4微生物指標 微生物要求應符合表3-4的規定。

表3-4速食土筍蛋花湯微生物指標 項目 標準指標 樣品值 菌落總數（CFU/mL） ≤10000 200 大腸菌群（CFU/mL） ≤10 未檢出 霉菌總數（CFU/mL） ≤50 未檢出 3.2.5營養組成 營養組成要求應符合表3-5的規定。

表3-5速食土筍蛋花湯營養成分表 項目 每份8.5克（g） NRV% 能量 蛋白質 脂肪 碳水化合物 鈉 134千焦（kJ）. 4.1克（g） 1.2克（g） 1.2克（g） 615毫克（mg） 2% 7% 2% 2% 31% 每批產品出廠前，產品檢驗間都應對產品的內外包裝、標簽、感官、理化、微生物、營養成分進行檢驗。注產品外包裝上需有產品名稱、生產單位、數量、出廠日期和標準號。

3.3物料衡算 根據年產量5.1噸速食土筍蛋花湯產品的生產要求來預估單位時間內所需要生產的原料總量、輔料總量、產品包裝材料等的購買量，并根據這些基礎數據推算出全年需要購買原輔料的總量、包裝材料的總量等，另外根據以上數據可以合理的選擇加工設備型號，使速食土筍蛋花湯產品的加工產量和生產利潤最大化。

1.工作日與班次數 設定全年12個月，每月22個工作日，則每年即按264d計，班制設定為1班/d， 10小時/班。

則班次數=264*1=264（班） 2. 年產量與班產量 Q班=Q年/（t* k） （公式3.1） 式中：Q班-班產量（t/班）；

Q年-年產量（t/班）；

K-設備不均勻系數，取0.75；

t-生產天數。

設定年產量目標為5.1t,因產品8.5g/份,即60萬份。班產量由公式3.1計算得：
班產量=5.1*1000/（264*0.75）≈25.76（kg/班） =25.76*1000/8.5≈3031（份/班） 3.物料衡算 （1）土筍原料：
土筍可加工量按土筍原料量1/3計算，每份產品所需配料按表3-6計算。

表3-6速食土筍蛋花湯產品配料表 項目 每份配料量（g） 項目 每份配料量（g） 可口革囊星蟲 22 食用油 0.55 水 60 食用鹽 1.65 蛋液 11 味精 0.33 蔥 1.1 姜 1.1 土筍原料處理量=22/1/3*3031/1000≈200.05（kg/班）；

（2） 處理水：
清洗用水=200.05（kg/班）（清洗土筍原料需水量與土筍原料處理量比按1:1計算） 蒸煮用水=60*3031/1000=181.86（kg/班）；

總用水量=200.05+181.86=381.91（kg/班） （3） 包裝材料：
包裝材料損按耗率按2%計算。

每份產品需1個包裝袋，包裝袋所需量=3031/（1-2%）=3093（個）；

每份產品需1個食用級紙杯，紙杯所需量=3031/（1-2%）=3093（個） （蛋液用量=11*3031/1000≈33.34（kg/班）；

食用鹽用量=1.65*3031/1000≈5（kg/班）；

油用量=0.55*3031/1000≈1.67（kg/班）；

味精用量=0.33*3031/1000≈1（kg/班）；

姜用量=1.1*3031/1000≈3.33（kg/班）；

蔥用量=1.1*3031/1000≈3.33（kg/班）；

4） 輔料用量：
表3-7速食土筍蛋花湯產品物料衡算一覽表 序號 名稱 數量/班 單位 1 土筍原料 200.05 kg 2 水 381.91 kg 3 雞蛋 33.34 kg 4 5 6 7 8 9 10 食用油 味精 蔥 姜 除氧劑 包裝袋 食用級紙杯 1.67 1 3.33 3.33 3093 3093 3093 Kg Kg Kg Kg 個 個 個 3.4生產設備方案 3.4.1設備選型 生產車間的設備選型依據物料衡算的結果，綜合物料衡算的結果和設備的生產效率及能力選擇合適的機器型號[10]。

3.4.2關鍵生產設備選型 1.可傾式攪拌夾層鍋 主要用于產品的蒸煮，每臺夾層鍋的生產能力為200kg/次，根據產品處理量最大要求為242.48kg/班，故車間設置1臺可傾式夾層鍋即可。

主要技術參數如下：
生產能力為200kg/次，容量300L，外形尺寸：長1320mm、寬970mm,高960mm，重量139kg。

2.鼓風式清洗機 用于原料的清洗，因為設備中的氣泡發生裝置會使物料呈翻滾狀態從而達到清洗的目的。

根據產品處理量最大要求，車間設置1臺鼓風式清洗機即可。

主要技術參數如下：
外形尺寸：長2100mm、寬1000mm,高1200mm，重量600kg。

3.震動式瀝干機 用于原料的瀝干，因為設備中激振器產生振動會使物料在篩網上拋起，從而達到瀝干目的。

外形尺寸：長2100mm、寬1000mm,高1200mm，重量200kg。

根據產品處理量最大要求，車間設置1臺震動式瀝干機即可。

主要技術參數如下：
4.全自動打蛋機 可快速將雞蛋轉化為蛋液，該設備采用超厚304不銹鋼制造，產量大體積小，蛋液收集率高。

每臺打蛋機的產量為400-500kg/h,根據產品處理量最大要求為33.34kg/班，故車間設置1臺全自動打蛋機即可。

主要技術參數如下：
外形尺寸：長1030mm、寬710mm,高906mm。

5.多功能切菜機 用于將蔥白切段，切段切條(長短度可調)，操作簡單，清洗方便。

每臺多功能切菜機切根莖類的產量為300-1000kg/h,根據產品處理量最大要求為3.33kg/班，故車間設置1臺全多功能切菜機即可。

主要技術參數如下：
外形尺寸：長1300mm、寬580mm,高1280mm，重量180kg。

6.鮮姜打碎機 用于將生姜打成泥狀或細粒狀，碎粒的大小由刀片數量決定，操作簡單，清洗方便。

每臺鮮姜打碎機切根莖類的產量為600-800kg/h,根據產品處理量最大要求為3.33kg/班，故車間設置1臺鮮姜打碎機即可。

主要技術參數如下：
外形尺寸：長800mm、寬380mm,高1000mm，重量80kg。

7.真空冷凍干燥機 主要技術參數如下：
干燥面積5m2,料盤裝料量50kg,料盤數9個，極限真空<10Pa,外形尺寸：長3000mm、寬1500mm、高1800mm。

用于產品凍干，本設備低溫范圍為0∽50℃，干燥迅速，時間縮短約3∽10倍，能耗降低2∽3倍。

8.帶印字抽氣連續封口機 用于產品的包裝，且附有色帶打碼及良好的抽氣效果，效率高，適用于產品的批量包裝。

主要技術參數如下：
封口寬度：17mm,包裝能力0-16m/min,外形尺寸：長1260mm、寬630mm、高1150mm。

9.全自動封杯機 用于紙杯、盒、碗的封口，本設備為連續自動封杯式，是批量封杯的最佳封口設備。

主要技術參數如下：
封口速度3200盒/h,電源功率4.5kw,外形尺寸：長2800mm、寬1700mm、高850mm。

3.4.3主要設備明細 表3-8產品生產加工車間主要設備表 序號 設備名稱 型號 功率（kw） 數量 單價 （萬元） 合計 （萬元） 生產廠家 1 可傾式攪拌夾層鍋 JCG-A 1.1 1 0.6 0.6 中廚炊具機械有限公司 2 3 4 5 鼓風式清洗機 震動式瀝干機 全自動打蛋機 多功能切菜機 zx-600 lsh3 KRT-500 SX-80 4.5 1.5 3 3 1 1 1 1 1.5 1.3 0.5 0.75 1.5 1.3 0.5 0.75 諸城市震祥機械有限公司 山東盛通食品工業裝備有限公司 濰坊科瑞泰機械科技有限公司 任縣順翔機械廠 6 7 8 鮮姜打碎機 真空冷凍干燥機 帶印字抽氣連續封口機 ZX-813 FD-1m2 GC-17K 2.2 16 1.2 1 1 1 0.22 11.5 2.8 0.22 11.5 2.8 北京澤信偉業機械設備有限公司 常州市磐豐干燥設備有限公司 遼寧古川自動化設備有限公司 9 10 11 全自動封杯機 不銹鋼操作平臺 立式壓力蒸汽滅菌鍋 合計 SC-3200S LDZF-60KCS 4.5 3.5 1 2 1 2.8 0.085 1.78 2.8 0.17 1.78 23.92 大連世川機械有限公司 山東省博興縣家裕食品機械廠 上海向帆儀器有限公司 3.5生產加工車間工藝設計 3.5.1生產加工車間工藝設計基本原則 1.生產車間布局要遵照生產加工工藝流水線，保證各物料運輸通暢，從而保證產品能順利生產；

2．車間的布置要充分考慮物料衡算的結果以及設備資料，從而進行合理布置；

3. 在布局設計過程中可適當預留一定空地，從而滿足之后設備維修、清洗、增添更換等的要求；

4．合理安排生產車間的三廢處理，人員進出要和物料進出分開，必須考慮生產衛生和勞動保護[12]。

3.5.2生產加工車間平面布置 1、原輔料預處理車間 預處理車間主要進行土筍、蔥姜的處理。依據基本原則計算車間占地面積為60m2。

2、 生產加工車間 生產加工車間主要進行蛋液、姜末等制備以及凍干操作，依據基本原則計算車間占地面積為105m2。

3、 包裝車間 包裝車間主要對凍干后的產品進行包裝等工藝。依據基本原則計算車間占地面積為24m2。

4、 產品檢驗車間 產品檢驗車間主要對原材料和產品進行質量檢測。依據基本原則計算車間占地面積為15m2。

5、更衣室 更衣室分為生區男更衣室、生區女更衣室,結合基本原則及《食品工廠設計》[13]中更衣室建筑面積的估算公式，得更衣室占地面積為15m2。

6、 辦工室 辦公室建在二樓內，結合基本原則及《食品工廠設計》中辦公室建筑面積的估算公式，得辦公室占地面積為9.8m2。

9、 廁所 廁所建在二樓內，結合基本原則及《食品工廠設計》中廁所面積的估算公式，得廁所占地面積為6m2。

10、食堂 食堂的面積結合基本原則及《食品工廠設計》中食堂面積的估算公式為41.6m2。

11、浴室 浴室分男浴室和女浴室，結合基本原則及《食品工廠設計》中浴室面積的估算公式得浴室的面積為18m2。

12、消防室和三費處理車間 消防室和三費處理車間的面積分別為15m2、24m2。

4　制冷設計 4.1設計概述 設計內容針對生產加工車間內的速凍間和暫存間。雞蛋、加工成品等存放于暫存間；
速凍間則用于產品的預凍過程。

4.2容量及面積 4.2.1暫存間 冷室的容量、存放物料的特性、冷室的堆放額度以及擬定的建筑形式可作為冷室面積確定的參考依據。

設定暫存間日入間量約為0.059t/d,由于入間量一般為間容的10%,因此設計的暫存間容量不小于0.59t。暫存間為矩形的平面形式，暫存間內堆貨高度作為暫存間高度參考依據。綜上所述，設計暫存間尺寸為5*3*4.5,單位m。

G=∑ν*ρ*η/1000 式中：G-冷庫計算噸位（t）；

ν-暫存間的公稱容積（m3）；

ρ-食品的計算密度（kg/m3）；

η-冷藏間或儲冰間的體積利用系數；

1000-噸換算成公斤的值（kg/t）。

暫存間容量的確定由冷庫設計規范[14]中按照公式4.1計算 暫存間的容積利用系數依冷庫設計規范定為0.40,同時食品的計算密度按照雞蛋類別設定，為260kg/m3。因此暫存間容量為：
G暫存=ν*ρ*η/1000=5*3*4.5*0.4*260/1000=7.02（t） 表4-1暫存間設計參數表 序號 項目名稱 設計參數 1 暫存間尺寸（長*寬*高，單位m） 5*3*4.5 2 內容積 67.5m3 3 容量 7.02 4 暫存間內溫度 0℃ 5 入暫存間溫度 25℃ 6 出暫存間溫度 0℃ 7 冷卻時間 24h 8 貨物類型 蛋、加工成品 9 入暫存間量 0.059t/d 4.2.2速凍間 在產品方案設計中，速凍間主要用于產品預凍過程，速凍間內日入間量約為0.25t/d,故同理設計的速凍間容量不小于2.5t，同時食品的計算密度按照凍肉類別設定，為400kg/m3。

G速凍=ν*ρ*η/1000=5*3*4.5*0.4*400/1000=10.8（t） 表4-2速凍間設計參數表 序號 項目名稱 設計參數 1 速凍間尺寸（長*寬*高，單位m） 5*3*4.5 2 內容積 67.5m3 3 容量 10.8 4 速凍間內溫度 -35℃ 5 入速凍間溫度 25℃ 6 出速凍間溫度 -18℃ 7 冷卻時間 4h 8 貨物類型 水產品 9 入速凍間量 0.25t/d 4.3建筑設計 表4-3冷室建筑設計表 建筑項目 項目內容 備注 外墻 保溫材料：聚氨酯庫板 保溫厚度：暫存間100mm 速凍間200mm 1.四周墻面及天花采用聚氨酯彩鋼板；

2.板與板之間采用插槽連接；

3.不同冷室有不同的設定溫度，故保溫板材厚度也需不同。

冷室 平移門：1000*2000 mm 1.入口設置電加熱和防凍裝置，防止人員滑倒 地坪 通風加熱管管間距：800-1000mm 保溫層：擠塑板 1.地坪鋪設的通風加熱設施，防止冷室因冷空氣下沉使地下土壤冰凍導致體積膨脹，出現鼓層；

2.定期進行通風加熱，防止通風道堵塞；

3.保溫層在冷庫土建專業配合下敷設。

4.4熱負荷計算 冷庫總耗冷量，即在單位時間內必須從房間取走的熱量，根據產生的熱源不同，冷庫總耗冷量計算主要為圍護結構熱負荷、貨物熱負荷、通風換氣熱負荷、操作熱負荷、電機熱負荷這五方面產生[15]。

4.4.1暫存間 圍護結構的熱負荷按照公式4.2計算：
Q=Kw*A*ΔT*α(公式4.2) 其中：Kw-圍護結構的傳熱系數 A-圍護結構的傳熱面積 ΔT-(圍護結構外側的計算溫度-圍護結構內側的計算溫度) α-圍護結構兩側溫差修正系數 1、圍護結構的熱負荷 (1) 導熱系數Kw 導熱系數由聚氨酯保溫材料決定，聚氨酯的熱傳導率為0.031,隔熱厚度為0.1， Kw=0.031/0.1=0.310 (2) 溫度差ΔT 夏季空調日平均溫度31.0℃,暫存間內溫度為0℃,因此相應溫度差為：
ΔTa=31.0-0=31.0(℃) ΔTb=31.0-0-10=21(℃) ΔTc=31.0-0+5=36(℃) (3) 外表面積A 冷藏間尺寸：5*3*4.5,單位m Aa=(長+寬)*高*2=(5+3)*4.5*2=72(m2) Ab=長*寬=5*3=15(m2)；

(4) 溫度修正系數α 根據相關規范規定，冷卻間αa=1.1 有通風設備的冷室αb=0.6 無通風閣樓的冷室αc=1.3 Ac=長*寬=5*3=15(m2) 表4-4圍護結構熱負荷表 圍護結構熱負荷W 侵入熱（側板） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTa 外表面積 Aa 溫度修正 系數g 0.1 0.310 31.0 72 1.1 公式 Qa=Kw*A*ΔT*α 761 侵入熱（底板） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTb 外表面積 Ab 溫度修正 系數g 0.1 0.310 21.0 15 0.6 公式 Qb=Kw*A*ΔT*α 59 侵入熱（天棚） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTc 外表面積 Ac 溫度修正 系數g 0.1 0.310 36.0 15 1.3 公式 Qc=Kw*A*ΔT*α 218 Q1計算 Q1=Qa+Qb+Qc 1038 暫存間圍護結構熱負荷Q1為1038W。

2、貨物熱負荷 暫存間主要存蛋、加工成品等，產品貨物熱負荷主要為來自產品本身的熱流量。

表4-5貨物熱負荷表 貨物熱流量w （食品熱流量） 貨物進入冷室初始溫度焓值h1 貨物進入冷室終止溫度焓值h2 349 237 Q2計算 Q2=m*(h1-h2)/(3.6*t) 54 3.通風換氣熱負荷 由于設計的暫存間為室內封閉式，且儲存的物料并非為果蔬等產生呼吸作用的食品，故這部分熱負荷忽略不計，即通風換氣熱負荷Q3為0。

4.操作熱負荷 操作熱負荷主要包括三部分，即照明熱流量、每扇門開門熱流量，操作人員熱流量。

1室內外空氣焓值按規范査找得知，每日換氣次數設定為2次；

2.由于安裝有空氣幕，因此存在空氣幕效率修正系數M,M規定為0.5；

3.每個操作人員產生的熱量qr取決于冷室設計溫度，當設計溫度低于-5℃時，qr取395,相反情況則取279，故本設計暫存間qr為279。

4.暫存間非操作人員長時間停留的加工間，因此按照規定俗稱，每平方米地板照明熱量q=2.3w,地板面積A=長*寬=5*3=15(m2)。

綜上，操作熱負荷見表4-7 操作熱負荷情況具體見表4-6。

注：式中m-每日入室量（t）；
t-冷卻時間；
暫存間每日入室量為0.059t,冷卻時間為24h,查食品焓值表得貨物在相應溫度下焓值；

暫存間貨物熱負荷Q2為54w。

5.電動機運轉熱負荷 具體見表4-7。

表4-6操作熱負荷表 操作熱流量W 開門熱流量 室外空氣 焓值hw 室內空氣 焓值hn 冷室公稱 容積V 每日換氣 次數n 冷室空氣密度ρn 空氣幕效 率修正系 數M 78 7.8 67.5 2 1.293 0.5 Q4a V*n*ρn*M*(hw-hn)/3/24 84 操作人員熱 操作人員數nr 每個操作人員產生的熱量qr 操作時間 流量 2 279 3 Q4b Q4b=nr*qr*3/24 70 照明發熱量 每平方米地板照明熱量q 冷室地板面積A 2.3 15 Q4c Q4c=qXAX3/24 4 Q4計算 Q4=Q4a+Q4b+Q4c 156 暫存間操作熱負荷Q4為156W。

表4-7電動機運轉熱負荷表 電動機運轉熱流量w 電動機額定功率Pd(kW) 熱轉化系數ξ 運行時間b(h) 4.4 1 22 除霜熱流量w 除霜額定功率Pd(kW) 每天除霜時間b(h) 0.83 2 Q5計算 Q5=1000*[(∑Pd*ξ*b)/24] 4103 暫存間電動機運轉熱負荷Q5為4103W。

6.機械負荷與冷室負荷計算 結果見表4-8。2）冷室負荷按照公式4.4計算 Qq=Q=Q1+P*Q2+Q3+Q4+Q5 （公式4.4） 式中：P——冷卻間和凍結間的負荷系數取1.3 （1）機械負荷按照公式4.3計算 Qi=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)*R (公式4.3) 式中：n1——圍護結構傳熱量的季節修正系數，一般取1 n2——貨物熱量的機械負荷折減系數，冷加工間和其它冷室系數應取1 n3——同期換氣系數，一般取1 n4—冷室同期操作系數，冷室總數取1時系數為1 n5——冷室用的電動機同期運轉系數，冷室總數取1時系數為1R——安全率與運轉率的筆直，對于直接冷卻系統，安全率一般取1.07；
運轉率一般則取0.85 表4-8機械負荷與冷室負荷表 冷室負荷 W 負荷系數P 1.3 Qq=Ql+P*Q2+Q3+Q4+Q5 5367 機械負荷 W 季節修正n1 貨物熱量折減系數n2 換氣系數n3 運轉系數n4 操作系數n5 1 1 1 1 1 Qj=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)*1.07/0.85 6736 因此暫存間冷室負荷Qq為5367w,機械負荷Qj為6736W。速凍間的各項熱負荷均按照上述相同方法計算。

4.4.2速凍間 1.圍護結構熱負荷，見表4-9。

2.貨物熱負荷，見表4-10。

3.通風換氣熱負荷為0。

4.操作熱負荷，見表4-11。

5.電動機運轉熱負荷，見表4-12。

6.機械負荷與冷室負荷計算，見表4-13。

表4-9圍護結構熱負荷表 圍護結構熱負荷W 侵入熱（側板） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTa 外表面積 Aa 溫度修正 系數g 0.21 0.155 66.0 72 1.1 公式 Qa=Kw*A*ΔT*α 810 侵入熱（底板） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTb 外表面積 Ab 溫度修正 系數g 0.2 0.155 56.0 15 0.6 公式 Qb=Kw*A*ΔT*α 78 侵入熱（天棚） 隔熱材料厚度 導熱系數 Kw 溫度差 ΔTc 外表面積 Ac 溫度修正 系數g 0.2 0.155 71 15 1.3 公式 Qc=Kw*A*ΔT*α 215 Q1計算 Q1=Qa+Qb+Qc 1103 速凍間圍護結構熱負荷Q1為1103W。

表4-10貨物熱負荷表 貨物熱流量w （食品熱流量） 貨物進入冷室初始溫度焓值h1 貨物進入冷室終止溫度焓值h2 349 5 Q2計算 Q2=m*(h1-h2)/(3.6*t) 5972 速凍間貨物熱負荷Q2為5972W。

表4-11操作熱負荷表 操作熱流量W 開門熱流量 室外空氣 焓值hw 室內空氣 焓值hn 冷室公稱 容積V 每日換氣 次數n 冷室空氣密度ρn 空氣幕效 率修正系 數M 78 -35 67.5 2 1.293 0.5 Q4a V*n*ρn*M*(hw-hn)/3/24 131 操作人員熱 操作人員數nr 每個操作人員產生的熱量qr 操作時間 流量 2 395 3 Q4b Q4b=nr*qr*3/24 99 照明發熱量 每平方米地板照明熱量q 冷室地板面積A 2.3 15 Q4c Q4c=qXAX3/24 4 Q4計算 Q4=Q4a+Q4b+Q4c 234 速凍間操作熱負荷Q4為234W。

表4-12電動機運轉熱負荷表 電動機運轉熱流量w 電動機額定功率Pd(kW) 熱轉化系數ξ 運行時間b(h) 4.4 1 22 除霜熱流量w 除霜額定功率Pd(kW) 每天除霜時間b(h) 0.83 2 Q5計算 Q5=1000*[(∑Pd*ξ*b)/24] 4103 速凍間電動機運轉熱負荷Q5為4103W。

表4-13機械負荷與冷室負荷表 冷室負荷 W 負荷系數P 1.3 Qq=Ql+P*Q2+Q3+Q4+Q5 13204 機械負荷 W 季節修正n1 貨物熱量折減系數n2 換氣系數n3 運轉系數n4 操作系數n5 1 1 1 1 1 Qj=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)*1.07/0.85 14366 因此速凍間冷室負荷Qq為13204w,機械負荷Qj為14366W。

4.5制冷設備選型 4.5.1概述 冷庫的降溫是采用蒸汽壓縮方式進行人工制冷，由制冷壓縮機、冷凝器、節流閥（或膨脹閥）、蒸發器等制冷設備組成的一個封閉循環系統[16]?，F對這些設備進行選型。

4.5.2主要制冷設備選型 1.壓縮機 冷室的的機械負荷Qj可作為選擇制冷壓縮機組的參考，暫存間、速凍間的機械負荷分別為6736w、14366w,故選擇型號為MCF-200PJ的壓縮機組。壓縮機組的主要技術參數為：使用蒸發溫度范圍5C∽40℃,制冷劑R22,外型尺寸：長1561mm,寬622mm,高981mm。

速凍間與暫存間的冷凝器，均選擇型號為FNV-200的風冷式冷凝器，可滿足使用要求。冷凝器外型尺寸：長1900mm,寬1050mm,高1150mm。

2.冷凝器 暫存間、速凍間內均置2臺型號為DL-80冷風機，均勻布置在冷室長度方向的兩側，使冷室內氣流均勻。

3.蒸發器 4.5.3冷室制冷設備詳情 暫存間、速凍間制冷設備及配套設施參數等見表4-12。

表4-12冷室制冷設計主要設備表 序號 設備名稱 型號規格 單 位 數 量 單價 （元） 合計 （元） 備注 1 半封閉壓縮機組 MCF-200PJ 臺 2 76500.00 153000.00 大連三洋 2 風冷式冷凝器 FNV-200 臺 2 12,000.00 24,000.00 普迪 3 吊頂式冷風機 DL-80 臺 4 5,210.00 20840.00 普迪 4 干燥過濾器 DCL166S 套 2 260.00 520.00 Danfoss 5 電磁閥 EVR15 套 4 652.00 2608.00 Danfbss 6 膨脹閥 TEX5-7.5 套 4 858.00 3432.00 Danfoss 7 截止閥 DN4 套 4 120.00 480.00 Alco 8 截止閥 BVE012 套 4 350.00 1400.00 Alco 9 截止閥 BVE058 套 4 468.00 1872.00 Alco 10 壓力表 -0.l-2.4MPa 套 2 120.00 240.00 國標 11 安全閥 DN20 套 2 280.00 560.00 Alco 12 工藝過濾器 DN50 套 2 1,100.00 2200.00 AMG 13 無縫鋼管 紫銅管 套 1 2,200.00 2,200.00 輸送流體 14 防腐處理 套 1 1500.00 1500.00 防腐層采用兩遍酚醛調和漆和 15 紫銅管 套 1 3200.00 3200.00 兩遍醇酸防銹漆涂刷脫氧化磷 16 管路附件 套 1 1,200.00 1,200.00 支架彎頭、三通 17 管道保溫 套 1 1,500.00 1,500.00 B1橡塑 18 保溫附件 套 1 800.00 800.00 膠漆、外保護層 19 融霜排水管 鍍鋅鋼管 套 1 1,200.00 1,200.00 PPR管 20 電伴熱帶 30w/m 米 20 15.00 300.00 自限溫 21 制冷劑 R22 公 升 150 25.00 3,750.00 巨化 22 冷凍油 升 25 60.00 1,500.00 日本SUN 23 輔材 套 1 1,500.00 1,500.00 連接件、漆、膠 24 小計 228102.00 5　水、電、勞動力衡算 5.1勞動力衡算 食品工廠中勞動力主要包括生產車間管理人員及工作人員、行政管理人員、銷售人員和保衛人員等，因此我們根據產品生產的工藝流程及生產產量來確定勞動力人員的數量，勞動力人員分配表如表5-1。

表5-1勞動力分配表 崗位 人數/名 崗位 人數/名 預處理 5 廢物處理 1 蒸煮 1 保安 1 真空冷凍干燥 3 銷售 1 包裝 2 滅菌 2 合計：
16名 5.2用水量衡算 1.生產用水 由表3-7得產品加工所需處理水為0.38191t/班；

2.清洗設備用水 在整個生產過程中打蛋機、切菜機等設備需要清洗，清洗頻率是1次/天，每日需要用水5t,即所需用水量5t/班[17]。

3.生活用水 由表5-1得整個生產銷售過程中共需要16人，生活用水量根據最高日生活用水量、淋浴最高日用水定額[18]進行估算，小時變化系數取2.5，則日最大用水量=16*50*2.5+16*60=2960L=2.9t/班。

4.清洗車間用水 清洗車間按每天10t水進行估算。

5.消防用水 因為食品廠總體生產用水量普遍比較大，在估算整個工廠總用水量時，一般不計算消防用水，在出現火警突發情況時，可使用生產和生活用水來加以調節[21]。

綜上所述,在整個產品生產過程中，全年需要總用水量為（0.38191+5+2.9+10）*264=4827t。

5.3用電量衡算 工程用電均為380/220伏交流用電負荷。

1. 冷室耗電量 暫存間、速凍間的壓縮機功率分別為：15kw、15kw,暫存間與速凍間冷卻時間分別為24h、4h,故冷室日耗電量=15*4+15*24=420(kwh),則全年總耗電量=420*264=110880(kwh) 2.加工車間照明 取標準為4.5w/m2,照明系數為0.8,則加工車間照明=4.5*0.8*372.4=1.34(kw)，則全年總耗電量=1.34*10*264=3537.6(kwh) 3.加工設備耗電量 由表3-8綜合各設備每天耗時量，可知加工車間設備日耗電量總計約為390.97kwh，則全年總耗電量=390.97*264=103216.8(kwh)。

綜上所述,在整個產品生產過程中，全年總耗電量=110880+3537.6+103216.8=217634.4(kwh)。

6　財務效益分析 6.1銷售收入 產品及收入估算見表6-1 表6-1產品收入估算表 產品名稱 產量/份 銷售單價 收入（萬元） 速食土筍蛋花湯 600000 10元/份 600 合計 600 6.2成本估算 6.2.1生產加工成本 生產加工成本估算見表6-2。

表6-2生產加工成本估算表 項目 年消耗量 單價（元） 總金額（萬元） 土筍原料 39.6t 70元/kg 277.2 雞蛋 8.8t 10元/kg 8.80 食用油 0.45t 10.36元/L 0.50 食用鹽 1.32t 3.75元/kg 0.50 味精 0.26t 18.8元/kg 0.22 蔥 0.88t 2.8元/kg 0.24 姜 0.88t 6元/kg 0.59 除氧劑 53件（15000包/件） 330元/件 1.75 包裝袋 65萬個 0.1 6.5 食用級紙杯 65萬個 0.1 6.5 總計 302.8 6.2.2設備費用 1.生產加工設備：由表3-8可知加工設備為23.92萬元；

2.制冷設備：由表4-12可知加工設備為46.73萬元，故總設備費用為70.65萬元。

3.設備折舊費：以設備使用期為十年，每年設備折舊費=（設備投資一設備投資*5%）/設備使用期=（70.65-70.65*5%）/10≈6.72（萬元） 人均工資：2000元/月 職工人數：16人 人工費用=人均工資*12個月*1.25（福利）*職工總人數=48（萬元/年） 6.2.3人工管理費用 6.2.4水電費用 1.水費：由水用量衡算可知全年用水量4827t,工廠用水的價格按6元/t估算，則全年的水費為4827*6=28962萬元 2. 電費：由電用量衡算可知全年用電量217634.4kwh,工廠用電的價格按1元/kwh估算，則全年的水費為217634.4*1=217634.4元 綜上所述，全年的水電費總額=28962+217634.4=246596.4≈24.66（萬元）。

6.2.5其他費用 其他費用包括餐飲、娛樂活動及其他費用，按銷售總額的1%估算，則其他 費用為600*1%=6.0（萬元）。

綜上所述，本廠全年生產的總成本為458.83萬元。

6.2.6利潤分析 按年銷售總金額600萬元/年，年總生產成本為458.83萬元/年，進行粗略估算利潤率為((600-458.83)/600)*100%≈23.53%。同時，每年的純利潤收入為141.17萬元。

6.2.7方案綜合分析 1.在產品經濟效益方面，速溶土筍蛋花湯的開發具有較大的產品利潤，利潤率粗略估計超過23%，每年的純利潤大約為141.17萬元，且本方案的總投資較為合理，能在較短的時間內收回投資成本。

2.本項目的生產需要大量的可口革囊星蟲，將工廠建在原料豐富的地區，例如福建省寧德市福安市，有利于帶動當地人們脫貧致富，為原料產地帶來大量的財政收入。

3.在技術方面，本產品應用了真空冷凍干燥技術，能最大程度地留存產品的營養成分及色、香、味，解決目前市場上產品存儲難、運輸難、入口難的弊端。

7　總結 本論文根據速溶土筍蛋花湯的加工工藝流程和工廠設計原理對年產5.1噸的產品進行工廠設計。溶土筍蛋花湯是以可口革囊星蟲為主要原材料，使用真空冷凍干燥技術生產出一種簡單易攜、營養豐富的產品，不僅迎合了消費者對食品安全、高營養的需求，同時也有助于發揚地方的特色文化，帶動原料產地的發展。在速溶土筍蛋花湯加工工廠設計過程中參考多方規范標準及資料，總結出對廠址選擇的要求，同時規劃出全廠總平面設計，依據產品工藝流程以及工廠設計原理規劃出主要生產車間平面設計，結合了項目技術成熟程度以及生產實際情況的分析確定了產品年產量60萬份的生產方案。針對產品加工工藝流程對生產加工車間以及兩個冷室做出主要設計。

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