尹樂(lè)斌，李樂(lè)樂(lè)，金小柯，何平，劉椏麗

(1.邵陽(yáng)學(xué)院 食品與化學(xué)工程學(xué)院，湖南 邵陽(yáng) 422000;2.豆制品加工與安全控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 邵陽(yáng) 422000)

1 速溶復(fù)合百合粉

此項(xiàng)目為年產(chǎn)3000噸速溶復(fù)合百合粉的中小規(guī)模工廠生產(chǎn)線，選用干制百合鱗莖為原料，以干紅棗片、干山藥片、薏苡仁和蓮子為輔料，原輔材料的單品均需經(jīng)CFJ-400錘片式粗碎機(jī)組進(jìn)行粗磨加工，初步粉碎后的產(chǎn)品顆粒粒度一般控制在50目左右。粗磨后的原輔材料單品儲(chǔ)存在儲(chǔ)料倉(cāng)中，再分別由自動(dòng)上料機(jī)輸送到氣流超微粉碎設(shè)備中，利用超微粉碎技術(shù)進(jìn)行二次粉碎，氣流超微粉碎后的原輔材料粉體按配方比經(jīng)過(guò)DSH-0.5雙螺旋錐形混合機(jī)充分混合均勻后，再投入到ZFL-150全自動(dòng)沸騰制粒干燥機(jī)中進(jìn)行造粒，造粒后的顆粒粒度在80目以上。配備自動(dòng)進(jìn)料/出料裝置的生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，能一體同步實(shí)現(xiàn)“混合”、“干燥”、“制?！薄ⅰ叭芤喊隆?、“粉末敷層”、“自動(dòng)進(jìn)/出料”等一體化生產(chǎn)工藝目標(biāo)，在降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省勞動(dòng)力的同時(shí)，又降低了因生產(chǎn)操作造成的二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，滿(mǎn)足了清潔、綠色、高效的生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)需求。

2 產(chǎn)品方案

產(chǎn)品方案即是年產(chǎn)3000噸速溶復(fù)合百合粉的中小規(guī)模工廠生產(chǎn)線的可行性縮影[5]，年產(chǎn)3000噸速溶復(fù)合百合粉工廠設(shè)計(jì)根據(jù)原材料和運(yùn)輸?shù)雀鞣N環(huán)境和經(jīng)濟(jì)因素合理安排生產(chǎn)日程，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格和產(chǎn)能充足情況下，調(diào)節(jié)人員配置和原料采購(gòu)，根據(jù)市場(chǎng)需求和原料的季節(jié)性影響來(lái)平衡勞動(dòng)力和生產(chǎn)能力兩者[6]，使公司獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，除此之外，工廠的節(jié)能環(huán)保、“三廢”排放問(wèn)題也必須關(guān)注。

2.1 建設(shè)規(guī)模

擬建設(shè)年產(chǎn)3000噸速溶復(fù)合百合粉工廠1個(gè)。

2.2 產(chǎn)品方案

年產(chǎn)量：3000噸；生產(chǎn)能力：設(shè)計(jì)工廠班制為兩班倒，每天有效工作時(shí)間為8 h，年工作日約為260 d，設(shè)計(jì)的班產(chǎn)量：3000 t/年÷260 d/年÷2班/日=5.77 t/班。

3 廠址選擇

工廠布局需要綜合考慮該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、氣候、交通、水電等條件。因此，速溶復(fù)合百合粉工廠建設(shè)與當(dāng)?shù)氐闹T多條件都有密不可分的關(guān)系。速溶復(fù)合百合粉加工工廠項(xiàng)目的廠址選擇在湖南省隆回縣北山鎮(zhèn)，此地靠近省道S317，交通便利，物流運(yùn)輸方便，附近有2個(gè)有機(jī)龍牙百合種植基地，故原材料采購(gòu)相對(duì)很方便，同時(shí)此處地勢(shì)十分平坦，靠近隆回縣東南工業(yè)區(qū)，工程基礎(chǔ)好，供電穩(wěn)定，水源充足且水質(zhì)符合GB 5749-2006，隆回地區(qū)氣候溫暖濕潤(rùn)，環(huán)境質(zhì)量?jī)?yōu)異，此處的污水處理排放也較為方便。速溶復(fù)合百合粉廠址與百合種植基地之間交通方便，隆回縣境內(nèi)百合種植基地多達(dá)6個(gè)，而北山鎮(zhèn)就擁有2個(gè)百合種植基地，良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)可大大降低采購(gòu)原料的運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間，避免了長(zhǎng)距離運(yùn)輸出現(xiàn)的原料營(yíng)養(yǎng)成分損失和腐敗等情況。廠址距離滬昆高速和國(guó)道320很近，方便產(chǎn)品外銷(xiāo)。

4 主要生產(chǎn)設(shè)備的選擇

4.1 設(shè)備選型的要求

設(shè)備選型應(yīng)當(dāng)遵循適用性、先進(jìn)性和合理性的原則。首先要求生產(chǎn)設(shè)備適用，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，符合產(chǎn)量需求，滿(mǎn)足生產(chǎn)規(guī)模的需求；其次在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也要提升工藝效率，從而實(shí)現(xiàn)更高指標(biāo)的追求。在設(shè)備選型上，主要選用自動(dòng)化程度高，盡可能以機(jī)械代替人工，能夠連續(xù)作業(yè)，可以充分利用生產(chǎn)資料的設(shè)備，最好是能進(jìn)行自動(dòng)控制的系統(tǒng)，特別是對(duì)一些關(guān)鍵性的指標(biāo)，如時(shí)間、溫度、流速、壓力、蠕動(dòng)泵泵速和風(fēng)機(jī)頻率等能進(jìn)行智能控制。最后要考慮設(shè)備的經(jīng)濟(jì)適用，不僅要考慮前期購(gòu)置設(shè)備的性?xún)r(jià)比，還要兼顧工作時(shí)能耗以及設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)等費(fèi)用，盡可能選擇效率高、能耗低、性能穩(wěn)定、大小適宜、拆卸方便、易于清洗和維修、使用年限長(zhǎng)的型號(hào)。

4.2 主要設(shè)備的選擇

4.2.1 (錘片式)粗碎機(jī)組(型號(hào)：CFJ-400)

將物料從喂料斗送進(jìn)粉碎室后，物料受到錘片打擊而粉碎，粉碎后的物料被風(fēng)機(jī)吸出，通過(guò)篩孔送入到旋風(fēng)分離器中。較粗的物料將再由錘片反復(fù)打擊直到粉碎后通過(guò)篩網(wǎng)濾出為止，確保物料被徹底粉碎，進(jìn)入下一道工序。該機(jī)組具有效率高、能耗低、噪音小、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等行業(yè)的物料粉碎。

4.2.2 儲(chǔ)料倉(cāng)

儲(chǔ)料倉(cāng)采用304不銹鋼材質(zhì)，均為下錐體圓柱，容積分別為30 m3的 1個(gè)，20 m3的1個(gè)，15 m3的1個(gè)，8 m3的4個(gè)，主要是收集粉碎之后的原輔料樣品。

4.2.3 自動(dòng)上料機(jī)

真空粉末吸料機(jī)由自動(dòng)化控制系統(tǒng)控制，由真空泵、真空料斗等部件構(gòu)成。真空粉末吸料機(jī)廣泛應(yīng)用在包裝機(jī)、粉碎機(jī)、儲(chǔ)料倉(cāng)等設(shè)備的物料輸送，自動(dòng)化程度高，可有效解放勞動(dòng)力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也能解決粉塵污染環(huán)境的問(wèn)題。

4.2.4 雙螺旋錐形混合機(jī)(型號(hào)：DSH-0.5)

通過(guò)螺旋公轉(zhuǎn)時(shí)同步進(jìn)行自轉(zhuǎn)，促使物料在混合機(jī)的錐體內(nèi)發(fā)生復(fù)合遷移運(yùn)動(dòng)，物料通過(guò)運(yùn)動(dòng)在混合機(jī)內(nèi)產(chǎn)生對(duì)流、剪切、擴(kuò)散，從而達(dá)到快速、均勻混合的目的，可提高造粒原輔料產(chǎn)品均勻混合效果。

4.2.5 全自動(dòng)沸騰制粒干燥機(jī)(型號(hào)：ZFL-150)

配備自動(dòng)進(jìn)料/出料裝置，可實(shí)現(xiàn)“混合”、“干燥”、“制?！?、“溶液包衣”、“粉末敷層”、“自動(dòng)進(jìn)/出料”等一體化生產(chǎn)工藝目標(biāo)，物料在熱氣流的作用下懸浮，形成“沸騰”狀態(tài)，在此狀態(tài)下物料表面充分與熱空氣發(fā)生接觸并均勻受熱，從而達(dá)到最佳的熱交換狀態(tài)，進(jìn)而提升制粒效果。通過(guò)搭配調(diào)試適宜的噴霧系統(tǒng)，并根據(jù)工藝需求對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步改造優(yōu)化后，能有效助力食品加工廠實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

表1 生產(chǎn)線設(shè)備配置價(jià)格Table 1 The production line equipment configuration price

5 工藝流程

生產(chǎn)工藝流程圖見(jiàn)圖1。

圖1 生產(chǎn)線工藝流程圖Fig.1 The process flow diagram of production line

原料、輔材采購(gòu)：應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，首選符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，其他也可以選擇符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)或其他相關(guān)規(guī)定的。對(duì)于實(shí)施生產(chǎn)許可證管理的產(chǎn)品，應(yīng)采購(gòu)獲證企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，并要求供貨方提供相關(guān)的生產(chǎn)資質(zhì)及檢驗(yàn)結(jié)論為合格的出廠檢驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)建立采購(gòu)臺(tái)賬，及時(shí)做好采購(gòu)記錄。

驗(yàn)收：原輔材料入庫(kù)前，應(yīng)安排專(zhuān)人驗(yàn)收，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)須遵循各產(chǎn)品品類(lèi)相應(yīng)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)或工藝規(guī)程，如干百合片采用地方標(biāo)準(zhǔn)DB62/T 411-2007《百合干》，干紅棗采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5835-2009《干制紅棗》，干山藥片優(yōu)先采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20351-2006《地理標(biāo)志產(chǎn)品 懷山藥》，參考地方標(biāo)準(zhǔn)DBS41 009-2016《食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 山藥片(粉)》和農(nóng)業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1065-2006《山藥等級(jí)規(guī)格》，蓮子和薏苡仁分別采用農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1504-2007《蓮子》、NY/T 2977-2016《綠色食品 薏仁及薏仁粉》等，經(jīng)驗(yàn)收合格入庫(kù)的原輔材料應(yīng)當(dāng)如實(shí)登記，做好相應(yīng)的臺(tái)賬記錄。

清洗：采用符合國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的水源對(duì)原輔材料分別進(jìn)行清洗并晾干待用。

烘干：分別將清洗并晾干的龍牙百合干片、薏苡仁、磨皮蓮子、山藥干片等原輔材料在70 ℃左右進(jìn)行烘干，使其含水率在7%～8%左右，將清洗并晾干的紅棗干片在60 ℃左右進(jìn)行烘干，使其含水率在7%～8%左右。

粗粉碎和超微粉碎：將含水率在7%～8%左右的百合干片投入粗粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，將顆粒粒度控制在50目左右，然后把粗粉碎后的物料倒入超微粉碎機(jī)中，利用氣流進(jìn)行超微粉碎，再將精細(xì)粉末輸入百合原粉貯罐中儲(chǔ)存待用。采用同樣工藝將磨皮蓮子、山藥干片、薏苡仁、紅棗進(jìn)行粉碎，分別存放至蓮子原粉貯罐、山藥干原粉貯罐、薏苡仁原粉貯罐和紅棗原粉貯罐中儲(chǔ)存待用。

粉末混合：按照原、輔材料比例為6∶1，輔料之間比例為1∶1∶1∶1分別從原輔料貯罐中準(zhǔn)確稱(chēng)取龍牙百合干原粉、紅棗干原粉、蓮子原粉、薏苡仁原粉、山藥干原粉，輸入粉末混合機(jī)中攪拌均勻。

沸騰造粒：將混合均勻的龍牙百合干原粉、紅棗干原粉、蓮子原粉、薏苡仁原粉、山藥干原粉等原輔料輸入沸騰制粒機(jī)中，控制進(jìn)風(fēng)溫度為70 ℃左右，蠕動(dòng)泵泵速為5 r/min，風(fēng)機(jī)頻率為25 Hz[7]，造粒后的顆粒粒度控制在80目以上。

包裝：選用無(wú)毒無(wú)害、性能穩(wěn)定的食品包裝材料，能保證產(chǎn)品不會(huì)與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生造成人體健康威脅的物質(zhì)，如屬?lài)?guó)家實(shí)施生產(chǎn)許可管理的產(chǎn)品，還必須采用獲證企業(yè)生產(chǎn)的食品包裝材料。在采用自動(dòng)包裝線進(jìn)行產(chǎn)品包裝前，應(yīng)當(dāng)檢查空袋能否密封，封口是否平整，有無(wú)不規(guī)則的褶皺，裁切口是否整齊，剪切長(zhǎng)度能否滿(mǎn)足所需包裝產(chǎn)品的需求等，包裝后的成品要滿(mǎn)足密封牢固、封口平整、強(qiáng)度適中、不易破損等要求。

出廠檢驗(yàn)及留樣保存：對(duì)每批次產(chǎn)品按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行隨機(jī)抽取樣品并開(kāi)展出廠檢驗(yàn)，對(duì)抽取的樣品按批次保存?zhèn)溆昧魳?，?zhǔn)確編寫(xiě)檢驗(yàn)原始記錄，同時(shí)出具對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)報(bào)告，產(chǎn)品經(jīng)出廠檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入成品庫(kù)。

入庫(kù)保存：成品倉(cāng)庫(kù)需保持相對(duì)封閉，設(shè)置紗窗、風(fēng)幕、防鼠擋板等防塵、防蟲(chóng)設(shè)施，確保有效防蠅、防鼠、防塵，倉(cāng)庫(kù)應(yīng)保持整潔，不得堆放其他無(wú)關(guān)雜物，產(chǎn)品離地離墻堆放，防止受潮變質(zhì)，按照先進(jìn)先出的原則整齊堆放，最大限度提高商品貨架期。

6 水、電量衡算

6.1 用水量衡算表[8]

按照用水量衡算估算，正常生產(chǎn)時(shí)，每班次用水量為5005.66 kg，每日用水量為10011.32 kg，每月用水量為250283 kg，每年用水量2502830 kg，見(jiàn)表2。

表2 用水量衡算表Table 2 The water consumption balance table kg

6.2 用電量衡算表

根據(jù)用電量估算，本生產(chǎn)線班產(chǎn)耗電量1013.6 kW·h，年耗電量506800 kW·h，見(jiàn)表3。

表3 用電量衡算表Table 3 The power consumption balance table kW·h

7 勞動(dòng)力配置

速溶復(fù)合百合粉生產(chǎn)線定員人數(shù)對(duì)全廠的盈利情況有很大影響[9]，勞動(dòng)力是生產(chǎn)加工中的重要組成部分，生產(chǎn)過(guò)程中合理分配勞動(dòng)力，可有效提高工作效益，優(yōu)化資源配置，提高產(chǎn)能同時(shí)節(jié)約成本。由于龍牙百合是季節(jié)性作物，成熟期在每年的7-9月份，因此在此階段對(duì)于原料的采購(gòu)和前期處理需要大量勞動(dòng)力，故可安排臨時(shí)工加班。

表4 工段和部門(mén)人員Table 4 The section and department personnel

8 產(chǎn)品質(zhì)量控制

速溶復(fù)合百合粉生產(chǎn)加工嚴(yán)格把控產(chǎn)品質(zhì)量安全，在原料采購(gòu)時(shí)，從源頭上檢測(cè)百合重金屬含量是否符合GB 31604.9-2016，車(chē)間生產(chǎn)中有效實(shí)施HACCP質(zhì)量管理[10]，從原料到生產(chǎn)再至成品整個(gè)流程中監(jiān)管質(zhì)量，車(chē)間布局配套必要潔凈區(qū)，避免交叉污染，成品在出廠時(shí)再次檢驗(yàn)是否達(dá)標(biāo)。

9 生態(tài)環(huán)保

生態(tài)環(huán)保是現(xiàn)在每個(gè)工廠企業(yè)必須重視的事情，在響應(yīng)總書(shū)記提出的“綠水青山就是金山銀山”生態(tài)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針下，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)不僅能帶動(dòng)農(nóng)民增收，也大大降低了環(huán)境污染，促進(jìn)資源的合理開(kāi)發(fā)利用。速溶復(fù)合百合粉工廠建設(shè)秉承“綠色健康”的發(fā)展理念，不僅要保證生產(chǎn)工藝方面節(jié)能環(huán)保，同時(shí)確保產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠。為了做好生態(tài)環(huán)保，企業(yè)需要對(duì)生產(chǎn)人員進(jìn)行教育，對(duì)生產(chǎn)廢棄物嚴(yán)格回收再排放，修建必要的污水處理站等。

10 總結(jié)

設(shè)計(jì)年產(chǎn)量3000噸的速溶復(fù)合百合粉生產(chǎn)線，在一定程度上豐富了百合加工新技術(shù)，工藝技術(shù)更加科學(xué)合理，產(chǎn)品質(zhì)量愈發(fā)健康營(yíng)養(yǎng)，車(chē)間生產(chǎn)倡導(dǎo)安全環(huán)保，生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定高效，勞動(dòng)力安排和車(chē)間布局更加人性化，總體上在提高公司效益的同時(shí)，帶動(dòng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民增收，推銷(xiāo)產(chǎn)品走出國(guó)門(mén)，吸引更多市場(chǎng)和投資。