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1前言1.1设计的背景我国肉类食品工业是新中国成立之后发展起来的新兴产业，在国际民生中占有重要的地位，对促进畜禽生产发展农村经济繁荣城乡市场，满足人民生活需要,保证经济建设与改革顺利进行发挥着重要的作用。改革开放以来，中国的肉类生产在政府的大力支持下，取得了举世瞩目的成就。肉类总产量已连续七年雄踞世界首位，1996年产肉量超过5400万t，占全球肉类总产量的1/4，其中以牛肉生产的发展最为迅速。随着我国发展节粮型畜牧业和秸秆过腹还田，实现良性循环，发展持续农业战略的实施，牛的年出栏率和牛肉产量均以20%以上的惊人速度递增。随着经济的发展，社会生活水平的不断提高，我国牛肉生产行业也在不断的发展壮大。牛肉成为中国人的第二大肉类食品，仅次于猪肉，牛肉蛋白质含量高，而脂肪含量低，所以味道鲜美，受人喜爱，享有“肉中骄子”的美称，因此人们对牛肉的需求量也大大增加了。为了更好地满足市场需求，必须最大限度地增加牛肉工厂的产能，然而伴随着企业的发展，要求建设新的牛肉工厂。1.2设计的意义牛肉工厂的设计必须符合国民经济发展的需要，必须符合企业成长的需要，符合科学技术发展的新方向，为广大消费者提供更多、更好、更优质、更安全、更健康的肉类食品。一个优秀的牛肉工厂设计应该是：经济上合理，技术上先进，通过施工投产后，在产品的产量和质量上均达到规定标准，各项经济指标应达到国内同类工厂的先进水平或国际先进水平，同时环境保护方面必须符合国家有关规范。因此，牛肉工厂的设计是牛肉企业发展过程中的一个重要环节，尤其在当前肉类制品工业高速发展，产品质量不断提高、技术装备迅速更新的形势下，牛肉工厂的工艺方面的设计更具有特别重要的意义。牛肉工厂工艺设计是以生产牛肉产品的生产车间为主，而其他车间和辅助部门等均围绕生产车间进行设计，也可以讲是为生产车间服务。工艺设计的好坏直接影响到全厂生产和技术的合理性，并且对建厂的费用和生产后产品的质量、生产成本、劳动强度等都有密切关系，同时工艺设计又是其他非工艺设计所需基础资料的依据。所以工艺设计在整个牛肉工厂的设计中占有重要的地位。2产品方案、工艺流程2.1产品方案的确定产品方案就是牛肉工厂准备全年生产熟制牛肉和西式灌肠的数量、生产班次等的计划安排。但因市场需求在不断地变化，就会导致生产产品的品种的变化，这样就更需要有一个产品方案。本设计的产品方案能够做到满足主要产品产量的要求；满足原料综合利用的要求；满足淡旺季平衡生产的要求；满足经济效益的要求。并且能够保证产品产量和原料供应量的平衡；生产季节性与劳动力的平衡；生产班次的平衡；设备生产能力的平衡；水、电、汽、冷的平衡。生产品种：熟制牛肉、西式灌肠产品数量：熟制牛肉36000t/年；西式灌肠9000t/年生产方案：300生产d/年，按3班/日，8小时/班计2.2产品班产量的确定在编制产品方案时还必须确定主要产品的品种和产品的班产量，班产量是工艺设计中最主要的计算基准。班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和面积、公用设施和辅助设施的大小以及劳动力的定员等。而决定班产量的因素主要有：原料供应量的多少、配套设备的生产能力以及冷库的容量等。在本设计中，用相同的原料来生产这两种规格的产品，力求精简，以利于实现机械化。本设计中熟制牛肉班产量=36000t/年÷300生产d/年÷3班/日=40t/班，西式灌肠班产量=9000t/年÷300生产d/年÷3班/日=10t/班。2.3确定生产工艺流程熟制牛肉：原料预处理→盐水注射及嫩化→滚揉→蒸煮→冷却→真空包装→高温杀菌→成品包装、检查西式灌肠：原料→绞制→滚揉→灌装→熏蒸→冷却→真空包装→成品图1设备工艺流程图3生产车间工艺布置3.1生产车间设计规模设计规模：生产车间的建筑为二层，建筑总面积为3.6万㎡，其中熟制牛肉车间占地总面积约为3.26万m2，西式灌肠车间占地面积约为3400㎡，工程总投资2140.83万元，设备总投资381.4万元，配套生活设施建筑面积4000m2，投资94.52万元。3.2车间工艺布置的原则在进行车间工艺布置时，应依照以下原则进行：①要满足总体设计的要求，要有全局观；②设备布置要尽量按工艺流水线安排；③布置生产车间的设备时要考虑到今后生产多种产品的可能，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，可以保证设备维修和清洗空间；④生产主车间与其他辅助车间的各工序要相互配合，保证各种物料运输通畅，避免重复往返；⑤必须考虑生产卫生和劳动保护；⑥同时应注意到车间的采光、通风、采暖、降温等设施。3.3加工车间的平面布置根据工艺流程的需要，我们必须将工艺布局设计得合理、畅通。结合建筑、结构的设计，我们在牛肉加工车间的设计中，设置了二层车间，具体安排如表1。表1加工车间主要工程面积参数车间各区设计名称占地面积（㎡）备注冷库原料贮存区6000一层绞制区1400滚揉区2200解冻间1500操作台及运输设备3500注射嫩化区200灌装区1600化验室800水泵房400缓冲区更衣室（男女比例7:3）350+150二层卫生间200洗手消毒间250风淋室50蒸煮区2800机电车间600熏蒸区400半成品冷却区3000小车消毒间、小车存放间600包装材料间400真空包装区1400高温杀菌区2200成品包装、检斤、贴标区2100产品仓库、集中发货区4000这些生产间的布置满足了生产工艺和卫生要求，使原料、半成品从非清洁区流向清洁区，避免了产品迂回运输。为了防止产品交叉污染，本设计中设置了原料、半成品、小车消毒间、存放间和成品小车消毒间，存放间。在本设计中，按卫生要求在生产车间设置了进口缓冲区，更衣间，卫生间，洗手消毒间，风淋室，保证成品卫生要求。两条生产线中有些设备可以共用，这样既可以减少空间，又可以减少成本投入。图2加工车间平面布置图4设备选型4.1设备选择的依据各个操作间有相应的温度要求，设备的选用既要考虑到适用性，先进性，又要考虑到经济性。配置设备的原则是既能满足生产工艺要求，确保产品质量，又能提高生产效率，减轻劳动强度；尽可能多选用国内设备，既可以降低项目投入又可以拉动国内食品机械工业的发展；适当选用国外关键设备，其选型及价格要充分考虑，力争用优惠价格购买最先进设备。表2设备选型一览表设备名称设备型号数量（台）设备单价（元）氨制冷压缩机6AW-1002149000盐水注射机GSI4201185800真空滚揉机1400L8137800绞肉机JR-130D476000可倾式带搅拌夹层锅G6001012500灌装机TYYG-S100442000熏蒸炉Xz5002169000双室真空包装机ZQ400-2SD618000高温高压灭菌机LG-9004116000打包机222000封口机DZ-400/2S6168004.2设备车间的设计4.2.1原料贮存及选料区本设计中要求生产量大，且牛肉的贮存条件为温度-23～-18℃，相对湿度90%～95%，因此，在原料贮存中需要大型的速冻冷库，而冷库冷却系统的选择主要是冷库压缩机与蒸发器的选用。在选用时，应考虑选用大连冰山6AW-100氨制冷压缩机，因为氨制冷压缩机功率大，并可一机多用。在蒸发器的选用时，应考虑选用无缝钢管制作的蒸发排管为主，其特点是恒温效果好，并能适时蓄冷。在冷库外有一个解冻间，将合格的牛肉在这里进行解冻，肉装入解冻间后温度先控制在0℃，以保持肉解冻的一致性，装满后再升温到15～20℃，相对湿度为70%～80%，经20～30h即解冻。解冻结束后，牛肉内部温度要控制在0～4摄氏度为好，这样解冻后的肉汁和营养成分损失比较小。然后，将解冻的牛肉拿出来放在操作台上进行原料肉的预整理，整理时，剔去肉中的筋膜，小碎骨或软骨，以及淋巴和淤血等污物。最后将解冻好的牛肉切割成块状，以便盐水注射和滚揉。在冷库中，滚揉和绞制都需要在0～4℃中进行，绞制时选用了4台诸城市瑞宝食品机械有限公司生产的JR-130D型绞肉机（详见表3），它可将块状肉（冻肉）及食品绞至6～16mm的颗粒，易清洗，该绞肉机的螺杆，网眼及刀片具有独特的结构，使得加工的肉粒温升低，颗粒清晰等特点。表3JR-130D型绞肉机的技术参数型号JR-130D外形尺寸1315×700×1100mm电机功率11KW额定电压380V生产能力2000～3000kg/h整机重量700kg4.2.2注射嫩化区在注射嫩化区，安放了1台盐水注射机。熟制牛肉风味的形成，一个重要的原因是采用当地的传统加工工艺，在加工过程中，不加任何辅料，采用当地的盐和水发生复杂生化反应呈现出独特风味。为了提高牛肉的风味，产品的色泽，改变原来的作坊加工工艺为机械化加工工艺和卫生操作，在这里选用了瑞典GAROS公司制造的GSl420-进口盐水注射机（详见表4），内设有盐水过滤系统，用于过滤注射盐水中可能有颗粒杂质，以保证注射均匀，这样盐水能均匀注射到牛肉中，使产品具有细嫩的感觉；其中每个针头都有单独阀来进行控制，单次注射率为0%到70%，可实现无级调整；GSl420-进口盐水注射机设有大型观察窗，使得操作工人可以在生产中清晰的观察产品生产的情况；操控屏可左右移动，方便操作工人工作。盐水系统设计时，充分考虑到了现实生产中的卫生和技术的要求，采用的是强防酸不锈钢离心泵，这种设计使的高注射率变成现实；同时也真正的实现了生产中对卫生的高要求且便于清洗；同时在盐水注射时能充分切断肌肉纤维，达到嫩化肌肉的目的。表4盐水注射机GSI420的技术指标型号/参数GSI420(双)产能7吨/小时单次进料速度30或者60mm嫩化刀数432最大进料注射高度210mm最大进料嫩化高度150mm机器高度2240/2240mm机器宽度1050/1050mm机器长度2490/3100mm4.2.3滚揉区滚揉区的温度设置为0～4℃，选用了诸城市春秋食品机械有限公司生产的8台1400L型真空滚揉机（详见表5）,通过滚揉可使肉块的肌肉组织膨松软化,使肌肉中的可溶性蛋白质尽量提出。在大块肌肉表面形成一层乳化膜，盐水在牛肉中也会分布得更加均匀，增强了产品的持水力，提高产品的嫩度和弹力，并获得较高的出品率。表51400L型真空滚揉机参数滚筒容积装料量真空度滚筒转速总功率外形尺寸总重量1400L10500.04～0.0845.12400*1440*21009804.2.4蒸煮区蒸煮区选用了10台郑州玉祥机械设备有限公司生产的G600型可倾式带搅拌夹层锅（详见表6），将通过滚揉的牛肉块放入夹层锅进行蒸煮。由于采用滚揉工艺，使肌肉组织松弛，调整了可溶性蛋白质析出，稳定了牛肉的红色素等，同时，大幅度提高了产品的持水力,使得产品嫩化,煮烧时便于盐味渗透和扩散,提高了口味和减少煮烧时间,色泽也会更加红润和一致。完成了这道工序，只生产出牛肉的半成品。表6G600型夹层锅技术参数型号受热面积（M2）液料及加入量(Kg)蒸气压力(MPa)沸腾时间（min)公称容量(L)直径×深(cm)G6002.30自来水2000.315～20600/120×804.2.5灌装区灌装区选用了4台郑州天亿包装设备有限公司生产的TYYG-S100型灌装机（详见表7），设计合理，机型小巧，操作方便，气动部分均采用德国FESTO、日本SMC和台湾AirTac的气动元件。灌装量和灌装速度均可任意调节，灌装精度高。表7TYYG-S100型灌装机技术参数型号TYYG-S100气压0.4～0.6MPa灌装速度20～80瓶/分灌装精度≤±1﹪尺寸1250×350×750mm温度90℃以下4.2.6熏蒸区熏蒸区选用了2台诸城市美邦机械有限公司xz500型熏蒸炉（详见表8），其独特的风循环系统有效保证产品在烘烤、蒸煮、干燥、烟熏等过程中的温度、湿度的一致性，从而保证了产品的着色均匀，色泽美观。配备高效的在线清洗系统，设计独特，密封严密，操作方便。生熟区区域隔离，符合HACCP要求。表8xz500型熏蒸炉的技术参数生产能力(kg)500高压蒸汽压(mpa)0.3～0.6炉内温度(℃)110发烟点火时(min)≤15标准料车(mm）1000×960×1860外形尺寸(mm)2270×1510×