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3000吨每年花生蛋白饮料工艺设计

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食品工厂设计与环境保护大作业

3000吨/年花生蛋白饮料工艺设计

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目录

一．工艺流程图 3
二．概述 4
2.1市场背景 4
2.2生产规模 4
2.3产品方案 4
2.4 规格及班产量 6
三． 生产工艺流程简述 5
3.1加工工艺流程 5
3.2主要操作技术条件和关键工艺参数 5
3.3产品配料工艺及检测方法 6
3.4质量控制指标 9
四. 原料、辅料、包材、水、电、汽的消耗指标 9
4.1原辅料的计算（年消耗量） 9
4.2包材 10
4.3水、电、气消耗指标 10
4.4非工业、普通工业电价 10
4.5天然气销售价格表单位：元/立方米 11
五. 车间定员 11
六. 主要设备选型依据及计算，提供选型一览表 11
七. 成本估算 12
八. 技术、经济评价 14
8.1技术评价 14
8.2经济评价 14

一． 工艺流程图

花生蛋白饮料生产工艺流程
配料
↓
花生→筛选→烘烤→脱皮→浸泡→磨浆→过滤→煮浆→均质→灌装→
封口→杀菌→包装→检验→成品

花生蛋白饮料生产工艺流程图

二． 概述

2.1市场背景
我国饮料市场近年来迅猛发展，饮料总产量不断增加，其中包装饮用水仍然占有最大比重，茶饮料、蛋白饮料的发展势头迅猛，比重将有所提高。以椰子、大豆、花生、杏仁、花生等植物果仁、果肉为原料的植物蛋白饮料或将迎来高速发展期。植物蛋白饮料天生具备的“天然、绿色、营养、健康”的品类特征，符合饮料市场发展潮流和趋势，越来越受消费者喜爱，消费人群正在快速增长。不少企业看好植物蛋白饮料的市场纷纷进入该领域并取得不小的佳绩。厦门银鹭花生牛奶销售额突破30亿；进入饮料行业的新军河北养元六个花生销售额一举突破了10亿大关，成为饮料行业的一匹黑马。这再一次证明植物蛋白饮料具有巨大发展潜力，这领域也将成为饮料行业重点发展的细分市场及行业发展的新增长点。
花生不仅味美，而且营养价值很高。其中含有蛋白质、脂肪、糖类、维生素A、维生素B6、维生素E、维生素K，以及矿物质钙、磷、铁等营养成分，含有8种人体所需的氨基酸及不饱和脂肪酸，含卵磷脂、胆碱、胡萝卜素、粗纤维等物质。脂肪含量为44%-45%，蛋白质含量为24-36%，含糖量为20%左右。含有丰富的维生素B2、PP、A、D、E，钙和铁等。并含有硫胺素、核黄素、尼克酸等多种维生素。有促进人的脑细胞发育，增强记忆的作用。
我国花生栽种面积广，总产量较高，随着我国经济的迅速发展，综合国力的增强和人民生活水平的提高。花生的消费量会因为人们保健意识的增强而逐年上升。同时花生加工产业的不断进步，多元化的花生产品的开发生产必定会促进花生消费的上升。所以，花生蛋白饮料的市场潜力巨大。

2.2生产规模
年产量3000吨。按生产时间250~300天/年计，取300天，每天两班，由此可算出的平均每天的产量为：
3000∕300=10（吨∕天）

2.3产品方案
产品名称
规格
生产班次
年产量
每天产量
花生蛋白饮料
250ml/盒
每天两班
3000吨
10吨

2.4 规格及班产量
按每天两班，则班产量为：
10/2=5吨/班
每天工作8小时，则每班每小时产量为：
5000/8=625kg∕（班/小时）
一盒花生蛋白饮料按250g计，则每天每班生产盒数：
5000000/250=20000盒/天
每件24盒，则每天每班生产件数：
20000/24=833件/天

三． 生产工艺流程简述
3.1加工工艺流程
配料
↓
花生→筛选→烘烤→脱皮→浸泡→磨浆→过滤→煮浆→均质→灌装→
封口→杀菌→包装→检验→成品
3.2主要操作技术条件和关键工艺参数
选料：选择颗粒饱满、无损伤、无霉变的花生原料，并除去杂质。
烘烤：在130℃高温下烘烤10分钟，以钝化花生仁中的脂肪氧化酶，防止出现豆腥味，同时高温烘烤花生，有利于脱皮，还可赋于花生特殊的香味。
去红衣:人工脱去花生衣，使仁含衣率在2% 以下，以防止花生皮上的色素和单宁等在浸泡过程中附于花生仁上，使饮料色泽加深、口感发涩。
浸泡:用pH为7.5到8.0的温水并加入0.5%的碳酸氢钠浸泡24小时，使花生仁充分吸水膨胀，提高出浆率，同时可浸出一部分低聚糖、防止胀腹。
磨浆:将浸泡后的花生仁用清水冲洗3～4遍、沥干，再按照花生仁与水的比例1：8进行磨浆。
过滤:磨浆后的花生用120目的滤布过滤。
加热:将滤后的花生乳加热煮沸，当温度达80℃以后，液面起泡、假沸，产生不少汽泡沫，此时可撇去部分泡沫，以保证质量。当温度达94℃～96℃时，液面翻液，维持1～2分钟，即可达到杀菌目的。注意不要过久加热，以免蛋白质变性，产生分层、沉淀现象。
配料:花生10%～12%,蔗糖5%～7%,乳糖适量，冲稠剂0.03%,乳化剂0.4%～0.5%,软化过滤杀菌后的饮料水。
均质:把配好的料液在GYB5000-6S高压均质机经20～25MPa高压下进行均质处理以达均匀, 细腻, 提高分散性和乳化稳定性之目即可灌装，均质时料液温度为70℃～90℃。
杀菌、冷却:成品灌装封口后，在85℃的温度下保持15分钟进行杀菌，然后分段冷却。

注意事项:
用磨浆机将花生进行磨浆时，注意调节好磨的间隙，以0.05毫米为最适，使之产生像天然乳那样均匀的悬浮粒度。如间隙过大，花生浆颗粒过粗、影响其纤维组织彻底破碎，包在花生仁里的蛋白质不能充分地提出，从而使花生原浆浓度低，影响其质量，降低营养价值。如果间隙小，颗粒细，在浆渣分离时部分花生渣混入乳中，其颗粒因重力作用，连同凝固蛋白质沉人底部，产生沉淀、分层现象，影响质量。

3.3产品配料工艺及检测方法
以单因素试验选择原辅料的品种并确定水平取值，对产品口感和风味采用感官综合评价方法评价。产品口感和风味综合评价标准见表1。
(1)感官评分标准见下表：

稳定剂复合实验
选择黄原胶、卡拉胶、蔗糖脂肪酸酯、分子蒸馏单甘酯作为稳定剂，总量控制在0．3%以内，对多组合复合稳定剂分别进行实验，从而确定稳定剂的最佳配比方案。
结果与分析
主要原辅料配比对产品口感和风味影响十分显著，选取花生浆、蔗糖为主要原辅料，进行实验。实验结果下表。从下表的实验结果可知：最优组合是A2B2，即最佳配比为：花生浆用量12％，蔗糖含量6％。实验表明上述配比所得的花生蛋白饮料的色泽、香味、滋味均较好，总评分为95分。
原辅料配比的确定
序号
A（花生浆℅）
B（蔗糖℅）
感官评分
1
10
4
87
2
10
6
72
3
10
8
90
4
12
4
80
5
12
6
95
6
12
8
78
7
14
4
86
8
14
6
75
9
14
8
83
研究花生蛋白饮料的生产工艺，结果表明原辅料配比为12％花生浆(由花生仁和水按l：10的质量比研磨成，具体见工艺)和6％蔗糖．采用0．03％黄原胶、O．05％卡拉胶、0．10％蔗糖脂肪酸酯和0．10％分子蒸馏单甘酯组成的复合稳定剂可获得理想的稳定效果。

检验方法
① 蛋白质检验采用凯氏定氮法。
样品与硫酸和催化剂一同加热消化，使其内蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵，然后间化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收以后再用盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数，即为样品中蛋白质的大概含量。
② 脂肪检验采用皂化法。
脂肪在KOH乙醇溶液中被皂化为钾肥皂，钾肥皂被盐酸酸化水解为脂肪酸，过剩的KOH被中和。游离的脂肪酸用石油醚醚萃取。吸取一定量的萃取液蒸去石油醚后以中性乙醇溶解脂肪酸后，用KOH标准溶液滴定。更具KOH的消耗量，加入石油醚萃取后，根据溶解于酒精层未被萃取出的残留脂肪酸的高尔风系数，即可算出脂肪酸含量。
③ 糖的检测采用菲林试剂法。
样品中的糖类水解成葡萄糖，用菲林试剂测定生成的单糖量，进而算出糖的总量。
④ 产品中添加剂山梨酸钾采用氧化比色法测定。
自样品中提取出山梨酸钾，与硫酸和重铬酸钾氧化作用下产生丙二醛。丙二醛和硫代巴比妥酸作用产生红色化合物，其红色的深浅与丙二醛的浓度成正比，符合比尔定律，故可用分光光度计比色测定。
⑤ 重金属检测。
1) 铅采用双硫腙法测定：双硫腙与铅在PH约为9是形成络合物。该络合物溶于氯仿和四氯化碳等有机溶剂中，呈红色。其深浅与铅离子浓度成正比，可用比色法测定。
2) 铜采用二乙硫代氨甲酸钠比色法测定：在氨碱性溶液中（PH约9.0～9.2），铜离子与二乙硫代氨甲酸钠作用，生成黄色到棕黄色络合物，溶于四氯化碳中可于440nm波长处作比色测定。
3) 砷采用古蔡氏法测定：样品中的砷被氢还原成砷化氢，通过醋酸铅棉花除去硫化氢后，遇溴化汞滤纸产生黄到黑色的斑点，色斑的深度和砷的浓度成正比。
⑥ 产品微生物的检测。
细菌总数的检测：将样品稀释至尽量低的浓度，采用平板涂布法将样品涂在培养基上，在一定条件下，一般为37℃左右24到48小时培养，后测定的菌落数即细菌总数。
致病菌检测：进行增菌培养—分离培养—生化反应—血清鉴定。

3.4质量控制指标
（1）感官指标
色泽：乳白色，均匀一致
组织状态：均匀，不分层、略有沉淀现象。
滋味：口感细腻，有特有的花生香气。
（2）理化指标
A.总糖5%～7%;蛋白质3.5%～4.3%;脂肪2.6%～3.3%.
B.卫生指标 :
细菌总数（个/ mL）≤100;大肠菌群（个/mL）≤6;铅≤1mg/kg;砷≤0.5mg/kg;铜≤ 5mg/kg;致病菌不得检出。食品添加剂的使用要符合GB2760-2011规定。

四. 原料、辅料、包材、水、电、汽的消耗指标
4.1原辅料的计算（年消耗量）
花生浆（花生： 3000吨×12%×1/11=32.73吨；
水： 3000吨×12%×10/11=327.27吨）
白砂糖 3000吨×6%=180吨；
复合稳定剂（0．03％黄原胶、O．05％卡拉胶、0．10％蔗糖脂肪酸酯和0．10％分子蒸馏单甘酯 ） 3000吨×0.28%=8.4吨

4.2包材
纸箱=件数=833*2*300=500000个
为了销售的方便和大众的认可度的问题，本生产线采用利乐包装。
利乐包成本为0.3元每盒。
包装后移至5℃以下的冷库保藏。

4.3水、电、气消耗指标
类型
自来水价格
污水处理费
（元/㎥）
终端价格
（元/㎥）
含娱乐业；健身房、休闲会所、美容美发、茶楼、酿酒、饮料业、饮用水制造（含纯净水）、烟草加工等。
5.60
1.80
7.40

4.4非工业、普通工业电价

4.5天然气销售价格表单位：元/立方米

五. 车间定员

由年产量：3000吨/年，以300天/年生产计算
日产量： 10吨/天 每日班数：2班 8小时/班
计算得：班产量为5吨/班, 2500盒/（班/小时）

六．主要设备选型依据及计算，提供选型一览表
班产量为5吨/班，每班每小时产量为3000000∕（300*8）/2=625kg∕h，每班每小时灌装的盒数为625000/250=2500盒/（班/小时），日产量为：2500×2×8=40000盒/天。若每件24盒，则日产量为：40000/24，即约1666（件/天）。班产量为（833件/天）。

名称
型号
技术参数
功率Kw
（台/套数)
价格（万元/台）
浸泡罐
RP2J2-500L
500L
0
3
0.1
脱皮机
DIF
150kg/h
3
1
0.69
磨浆机
FDM—Z125III—60
0.15T/h
1
3
0.1
过滤器
RFGL03—300
300L/h

3
0.35
配料机
L-BP
800L
0.9
2
0.51
脱气机
LTQ400
800立方米/h
2.05
1
6
板式换热机
BP2—D—6
2000L/h
2.26
1
2.7
锅炉
FB—L
115kg/h
75
2
4.9385
离心式奶泵
N304
3T/h
0.55
1
0.15
均质机
SLS500-70
250L/h
5.5
1
3.5
蒸汽夹层锅
LH7G152
400L/h

2
1.18
卧室灭菌锅
GT7C3W12
2000瓶/次
1
2
2.8
定量灌装机
GP-6
550-4000瓶/h
1.5
1
4.5
封口机
DXR3000
3000瓶/h
5
1
4.24
喷码机
HN-3000
3000瓶/h
0.1
1
5.8
水处理设备
1054
0.25T/h
10
1
7
双联过滤器
RFGL03-300

3
0.78

七. 成本估算
原辅料成本（计算按照有6%损耗的总用量）
查资料有：花生仁为13元每千克，复合稳定剂约34元每千克，白砂糖约7.3元每千克。
每年用量用年原料成本计算：
花生仁 32.73×13×1000×1.06=45.1（万元/年）
白砂糖 180×7.3×1000×1.06=139.29（万元/年）
复合稳定剂 8.4×34×1000×1.06=30.27（万元/年）
包装成本：
利乐盒的成本：0.3×20000×300×2×1.06=381.6（万元/年）
纸箱的成本：1×500000×1.06≈53（万元/年）
总包装年成本为 381.6+53=434.6(万元/年)
设备总价值：
3×0.1+1×0.69+3×0.1+3×0.35+2×0.51+1×6+1×2.7+2×4.9385+1×0.15+1×3.5+2×1.18+2×2.8+1×4.5+1×4.24+1×5.8+1×7+3×0.78=57.427(万元)
加工成本计算：
（1）、工资支出
按平均工资计算，工资加社保人均为20000元/年。公司员工42人，年工资总支出为20000×42=84（万元）
（2）、水电气用量
根据工厂生产经验，每生产一吨花生蛋白饮料，所消耗的水为8～15吨，本设计以10吨计，消耗电为107.86kw/h,消耗汽为0.24～0.4吨，取中间值，本设计以0.32吨计。
水费：7.4×10×3000=22.2（万元/年）（水按照一立方米为一吨计）
电费：107.86kw/h×8×280×0.6928≈16.73（万元/年）
汽费：2.2÷0.7174×1000×0.32×3000≈294.39（万元/年）
（3）、固定资产折旧费
目前固定资产折旧率多采用本行业一般平均折旧率12.5%,折旧期8年。估算设备成本在57万元，年折旧费为7.125万元。
待估算资金
由于价格较大变动及其他不可预知因素，预计待估算资金25万元左右。
总成本及总产值
总成本=原料成本+包装成本+人员工资+耗能+设备折旧=45.1+139.29+30.27+434.6+84+22.2+16.73+294.39+7.125=1073.705万元。
则每瓶成本=总成本/产量=10737050/12000000≈0.9（元/盒）
每箱成本为0.9×24=21.6（元/箱）
假设零售价为2.5元，则每箱零售价格为60元
出厂价格=售价/1.15，故每箱出厂价为60/1.15≈52.2元
每盒出厂价为2.5/1.15≈2.2元
又由于供价等于（0.7～0.8）×出厂价，式中系数取0.8售价较合理。
供价=0.8×60=48元/件，2.2×0.8=1.76（元/盒），大于成本，且售价定为2.5元较为合理。
由此有 总供价=1.76×12000000=2112（万元/年）
总产值=2.2×12000000=2640（万元/年）
运费
运费=（0.015～0.03）×总产值=0.015×2640=39.6（万元/年）
管理费 一般管理费占总产值1%～3%，取2%，约为52.8万元。
项目总投资
总投资=原料、包装成本+设备费用+包材费用+待估算资金+加工成本+其他费用
=45.1+139.29+30.27+434.6+57+25+84+22.2+16.73+294.39+7.125+39.6+52.8
=1248.105（万元）

八. 技术、经济评价
8.1技术评价
（1） 经一定工艺处理，均质，可使饮料均匀一致而不分层，口感细腻、光滑
（2） 脱去花生衣，可以防止花生皮上的色素和单宁等在浸泡过程中附于花生仁上，使饮料色泽加深、口感发涩
（3） 在130℃高温下烘烤10分钟，可赋于花生乳特殊的香味

8.2经济评价
（1）税金：
产品增值税={出厂价-直接成本价(原辅料和包装)}×17%
=（2112-1073.705）×17%
=176.51（万元/年）（17%为基本税率）
企业所得税=（毛利润-增值税）×33%
=（2640-1248.105-176.51）×33%=401万元/年）
（2）纯利润：
纯利润=毛利润-增值税-企业所得税=2640-1248.105-176.51-401=779.385（万元/年）
（3）销售利润率：
销售利润率=纯利润÷销售收入
=779.385/2640≈29.52%
总投资回收期=项目总投资/（销售收入-产品成本）
=1248.105/（2640-1073.705）
=0.8年，即约一年不到即可回收投资开始盈利。
根据以上经济分析结果可知，本方案销售利润率较可观，能较快的收回成本，并且盈利，从而此方案可行性较高。

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