年產(chǎn)1000噸速凍什錦米飯工廠設(shè)計(jì)

姜 璐，邵 丹，李婷婷，楊飛宇，高亞軍

（揚(yáng)州大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州225009）

0 引言

隨著城市化以及當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)水平的飛速發(fā)展，人們對(duì)方便快捷、準(zhǔn)備時(shí)間較短的方便食品或是速凍食品的需求日益增加。對(duì)于大多數(shù)中國人來說，米飯是每日不可或缺的主食之一，而速凍什錦米飯因?yàn)槠浞奖憧旖荨⒅恍枰獢?shù)分鐘的加熱即可食用的特點(diǎn)成為了速凍食品中一個(gè)逐漸壯大的門類[1]。

1 速凍什錦米飯加工工藝流程

速凍什錦米飯的加工主要有大米的預(yù)處理、煮制與包裝、冷藏三大部分構(gòu)成，其詳細(xì)步驟如下：原料驗(yàn)收—分選—清洗—米飯蒸制—配菜處理—炒制—預(yù)冷—分裝—速凍—金屬檢測—裝箱—入庫—出廠檢測—發(fā)貨[2]。

2 車間平面布局設(shè)計(jì)和總平面布局設(shè)計(jì)

2.1 車間平面設(shè)計(jì)說明

2.1.1 低溫庫

生產(chǎn)所需的雞蛋、牛肉、蝦仁、香腸和雞肉是主要需要低溫保存的物料，共計(jì)164.7 t，則低溫庫的容量16.47 t，根據(jù)肉類堆放的體積定額0.375 t/m3，堆高為3 m，則單位面積內(nèi)可堆放1.125 t肉類原料，面積系數(shù)取0.65，則所需的堆放面積為22.5 m2，取25 m2。

2.1.2 高溫庫

每年要消耗大米589 t，高溫庫的容量為29.45 t。假設(shè)堆高為3 m，大米堆放所需的空間為0.2 t/m3，則單位面積內(nèi)可堆放原料大米0.6 t，面積的利用率取0.65，則堆放面積需要75.5 m2，香料及其他調(diào)味料需求數(shù)量較少，所需放置空間定為1.5 m2。高溫庫面積取80 m2。

2.1.3 原料大米預(yù)處理間

清洗大米使用鼓泡式清洗機(jī)，清洗機(jī)占地約6 m2，考慮到人員行走和物流所需的面積，設(shè)原料大米預(yù)處理間面積為15 m2。

2.1.4 肉制品預(yù)處理間

每班次生產(chǎn)需要消耗總計(jì)0.16 t雞肉、牛肉、香腸和蝦仁，考慮到不同的肉類需要分開解凍，故解凍區(qū)域的面積取4 m2。小型切丁機(jī)大約占地2 m2，考慮到行走和物流所需要的則取肉品預(yù)處理間大小為15 m2。

2.1.5 蔬菜和蛋類預(yù)處理間

每個(gè)班次的生產(chǎn)需要各類蔬菜（胡蘿卜、青豆、玉米、黃瓜、蔥）共計(jì)0.54 t，所需雞蛋約0.39 t。小型切丁機(jī)占地約2 m2，立式攪拌機(jī)所需空間約1 m2，考慮到人員行走和物流所需面積，取蔬菜和蛋類預(yù)處理間面積為15 m2。

2.1.6 米飯蒸煮車間

設(shè)3臺(tái)多層式的電蒸箱，每臺(tái)電蒸箱占地面積約為3 m2，考慮人員行走及物料流通所需面積以及米飯攪動(dòng)冷卻所需面積，預(yù)蒸車間約需要30 m2。

2.1.7 什錦米飯炒制車間

放置三臺(tái)夾層鍋，每臺(tái)占地約2 m2，考慮到物料流通、人員走動(dòng)所需空間，米飯炒制車間面積約為35 m2。

2.1.8 預(yù)冷車間為步入式冷藏間，溫度4℃，考慮到冷卻所需時(shí)間，預(yù)冷車間面積取45 m2。

2.1.9 包裝車間

成品包裝操作所在的地方，考慮到人員走動(dòng)、成品暫存的空間，取面積為50 m2。

2.1.10 速凍庫

包裝好的速凍什錦米飯，需要送入該區(qū)域進(jìn)行速凍[3]。速凍庫長度為7 780 mm，速凍庫寬度為6 380 mm。速凍庫的面積為49.63 m2，故取50 m2。

2.1.11 清洗消毒間

根據(jù)本設(shè)計(jì)的工廠生產(chǎn)規(guī)模，清洗消毒間面積設(shè)定為20 m2。

2.1.12 包材庫

根據(jù)本設(shè)計(jì)的工廠生產(chǎn)規(guī)模，包材庫面積定為50 m2。

2.1.13 成品庫

設(shè)成品庫能容放30班次所生產(chǎn)的速凍米飯。班產(chǎn)量為3.3 t速凍米飯，則成品庫所需的存放量為99 t。設(shè)產(chǎn)品堆放所需要的空間定額為0.3 t/m3，堆高3 m，則單位面積內(nèi)可以堆放0.9 t成品速凍米飯。設(shè)面積利用率為0.65，則成品庫面積為169.2 m2，為便于規(guī)劃取200 m2。

2.1.14 更衣室

在本設(shè)計(jì)中根據(jù)產(chǎn)品的原料處理區(qū)（生區(qū)）和半成品及成品區(qū)（熟區(qū)）設(shè)置更衣室4間?？紤]到人員行走，每間更衣室設(shè)定為10 m2，更衣室總面積為40 m2。

2.1.15 消毒間

原料處理區(qū)（生區(qū)）和半成品及成品區(qū)（熟區(qū)）的更衣室各配套一個(gè)消毒間，避免交叉污染。每個(gè)消毒間10 m2，共計(jì)20 m2。

2.2 廠區(qū)平面設(shè)計(jì)說明

2.2.1 車間

車間及庫房的總面積為690 m2，考慮到實(shí)際使用時(shí)面積的有效利用率以及過道所占用的面積，車間及庫房的總面積定為750 m2。

2.2.2 辦公樓

依據(jù)已有的工廠設(shè)計(jì)，結(jié)合本設(shè)計(jì)中的工廠生產(chǎn)規(guī)模，辦公樓面積定為200 m2。

2.2.3 配電房

配電房的面積要與車間面積相配套。參考已有設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合本設(shè)計(jì)車間規(guī)模及主要設(shè)備的能耗，配電房面積定為20 m2。

2.2.4 機(jī)修間

機(jī)修間負(fù)責(zé)廠內(nèi)硬件設(shè)施以及生產(chǎn)流水線設(shè)備的維護(hù)與維修，負(fù)責(zé)供電、供水及供氣設(shè)施的維護(hù)。機(jī)修間的面積要與車間的面積相配套，根據(jù)本廠生產(chǎn)規(guī)模與設(shè)備數(shù)量，機(jī)修間面積定為30 m2。

2.2.5 綠化情況

在廠房四周設(shè)置花壇，發(fā)展預(yù)留的地塊種植草坪及樹木。道路兩側(cè)種植香樟或矮灌木。

2.2.6 廠區(qū)道路

廠區(qū)主干道寬度為8 m，其余道路寬度為6 m，路面材料為瀝青碎石。

2.2.7 建筑系數(shù)與土地利用系數(shù)

全廠面積2 800 m2，建筑物占地面積1 000 m2，露天堆場面積100 m2，其它建筑面積400 m2，得出建筑系數(shù)=（Sj+Sd）/S×100%=（1 000+100）/2 800×100%=39.3%，土地利用系數(shù)=（Sj+Sd+Sk）/S×100%=（1 000+100+400）/2 800×100%=53.6%。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，食品工廠的建筑系數(shù)為25%～40%，土地利用系數(shù)為45%～65%。依據(jù)上述核算，本設(shè)計(jì)的各重要指標(biāo)基本符合食品工廠設(shè)計(jì)的要求[4]。

3 物料衡算

3.1 原料成本

根據(jù)什錦米飯所用主料和輔料的市場平均采購價(jià)格[5]，每份速凍什錦米飯的生產(chǎn)規(guī)格以及每份所需原料數(shù)，匯總計(jì)算得到各種原料成本（見表1和表2所示）。

表1 原料成本總計(jì)

表2 實(shí)際生產(chǎn)速凍什錦米飯的成本總計(jì)

3.2 速凍什錦米飯包裝成本的計(jì)算

每份米飯的包裝成本為0.51元，一個(gè)班次生產(chǎn)米飯總份數(shù)為7 884份?？紤]到0.5%的次品率，總的米飯包裝費(fèi)用為3 990元。

4 水、電、汽用量的估算

4.1 用水量的估算

全廠總用水量包括生產(chǎn)工藝用水、工人生活用水以及冷藏庫、倉庫中制冷設(shè)備的用水，設(shè)計(jì)用水量的估算即從這3個(gè)方面展開衡算，約為10 520 t。工業(yè)用水水費(fèi)為8.15元/t，則年用水量的總費(fèi)用為8.57萬元[6]。

4.2 用電量的估算

通過設(shè)備選型確定裝機(jī)總?cè)萘考s為129.50 kW·h。用電負(fù)荷計(jì)算[7]：總有功計(jì)算負(fù)荷Pj為77.70 kW·h，總無功計(jì)算負(fù)荷Qj為61.50 kW·h，總視在計(jì)算負(fù)荷Sj為99.10 kW·h?？紤]到系統(tǒng)傳輸損失以及留有一定安全余量，可選用150 kVA的變壓系統(tǒng)，并按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)敷設(shè)電纜及其他供電設(shè)施。揚(yáng)州市平均工業(yè)用電電費(fèi)為0.80元/kW·h，預(yù)估算用電成本27.90萬元。

4.3 用汽量的估算

全廠目前總蒸汽消耗量約為1 t/h。目前揚(yáng)州市工業(yè)連續(xù)性供應(yīng)蒸汽的價(jià)格大約為200元/t，一天中用汽時(shí)長不超過6 h，估算最大損耗量，則按照400 d一年計(jì)算，得出用汽的成本大約為48萬元。

5 人員定額

5.1 崗位需求

工廠主要人力需求為蒸煮和炒制環(huán)節(jié)的人員以及包裝、入庫環(huán)節(jié)運(yùn)送物料的人員，總體人員需求較少，主要?jiǎng)趧?dòng)內(nèi)容為各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間的物料運(yùn)輸與調(diào)配。

根據(jù)本設(shè)計(jì)工廠生產(chǎn)規(guī)模綜合考慮，本廠各個(gè)崗位的需求情況如表3所示。

5.2 工作制度及工資核算

表3 人員配置表

根據(jù)《中華人民共和國勞動(dòng)法》，結(jié)合揚(yáng)州市目前的工人工資水平，設(shè)定本廠職工工資，并為職工繳納法定的五險(xiǎn)一金。

全年生產(chǎn)天數(shù)為300 d，每天生產(chǎn)8 h，按國家勞動(dòng)法規(guī)定為職工購買各種養(yǎng)老保險(xiǎn)、醫(yī)療保險(xiǎn)、失業(yè)保險(xiǎn)等社會(huì)保險(xiǎn)，職工人均工資福利費(fèi)大約為3 000元/月[8]。計(jì)算五險(xiǎn)一金公司承擔(dān)部分之后，總的用人成本平均每人大約為3 800元/月。

6 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

由于4種什錦米飯所用原料成本不同，根據(jù)各自成本價(jià)合理制定售價(jià)，估算得出銷售收入為2 127.60萬元。生產(chǎn)各項(xiàng)費(fèi)用如下（估算最大損耗量，均按400 d一年計(jì)算）。

（1）原輔料：（28 579.80+3 990）×400=1 302.80萬元。

（2）水：8.57萬元。

（3）電：27.90萬元。

（4）汽：48萬元。

（5）工資：3 800×65×12=296.40萬元。

（6）機(jī)械設(shè)備折舊費(fèi)：30萬元。

（7）修理費(fèi)[9]：修理費(fèi)為機(jī)械設(shè)備折舊費(fèi)用的20%，6萬元。

（8）稅收[9]：稅收為銷售額的13%，276.60萬元。

（9）銷售費(fèi)和管理費(fèi)：約占銷售額的2.5%，53.19萬元。

生產(chǎn)費(fèi)用共計(jì)為：2 049.46萬元。

年利潤為：2 127.6-2 049.46=78.14萬元，

年利潤率為：78.14/2 127.60=3.67%

通過以上的數(shù)據(jù)計(jì)算與結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的分析，最終年利潤率為3.67%，屬于盈利情況，根據(jù)社會(huì)實(shí)際，該利潤率在正常的范圍值內(nèi)。

7 結(jié)語

本次年產(chǎn)1 000 t速凍什錦米飯工廠的設(shè)計(jì)按照根據(jù)設(shè)計(jì)書的要求，通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合相類似設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)方式，遵循車間和總平面設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則，合理地完成車間和全廠的平面布局設(shè)計(jì)，配以相應(yīng)的說明和計(jì)算。速凍食品是一個(gè)當(dāng)前正在快速增長的消費(fèi)品門類，未來的發(fā)展前景良好。因此，此次年產(chǎn)1 000 t速凍什錦米飯工廠設(shè)計(jì)，符合社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際要求，可以進(jìn)行建廠投資生產(chǎn)。