年产八千吨巧克力工厂设计

年产八千吨巧克力工厂设

计

Prepared on 24 November 2020

摘要

本文是年产8000吨巧克力厂的设计。通过查阅相关资料，分析了全球和我国巧克力生产和销售的现状，对巧克力的营养状况和未来发展趋势进行研究，拟定了年产8000吨巧克力厂的设计。首先从厂区选址、产品方案及工艺流程进行分析，其中工艺流程部分包括工艺流程中重要操作要点的说明和主要工艺论证；其次依据拟定的产量对生产过程进行物料衡算，进而根据工厂生产要求进行了主要的设备选型；再次，根据拟定的产量、所选设备类型及数量，进行水电估算、管路计算，而后进行三废处理、经济效应的论述；最后对整个厂区建筑设计进行分析确定，绘制了工厂平面图、工艺流程图、车间平面图共三张图。通过设计，对方便面生产工艺有了全面的了解，熟练掌握了CAD制图方法。

关键词:巧克力、工艺论证、物料衡算、设备选型、工厂设计

ABSTRAC

This paper is the design of an annual output of 8000 tons of chocolate factory .By searching relevant information, analyzed The status of the global and China's chocolate production and sales, Studied the nutritional status and future trends of chocolate, prepared an annual output of 8000 tons of chocolate plant design. First, analyzed the plant location, product solutions and process , Which process section includes a description of the operating points in the process and technology demonstration; Secondly, the material balance in accordance with the proposed output of the production process, and then According to the factory production requirements finished the major equipment selection; Again, finish the hydropower estimates and pipeline calculation according to the proposed production, finished the selected device type and quantity, Then analyzed the waste treatment and economic effect; The final architectural design of the entire plant were analyzed, draw three in

figure Including factory floor plan, process flow diagrams, workshop floor plan. Through the design, we had a overall understanding to the production process of the instant noodles, and mastered the method of CAD drawings.

Keywords：chocolate; technology demonstration; material balance;

equipment selection; plant design

目录

1前言

基本介绍

巧克力是我国家喻户晓的一种休闲食品，巧克力的原料是可可。它4000年前产于南美洲亚马逊河流域。1300多年前，约克坦玛雅印第安人用焙炒过的可可豆做了一种饮料叫chocolate。看到可可的第一个欧洲人是哥伦布，但没引起他的注意。1522年，西班牙探险家赫纳恩.科斯特从那里带回可可种子，并试种成功。后来，西班牙人在可可里加进水和糖，熬成一种又香又甜的液体，这是最初的巧克力，并成为西班牙达官贵人最喜爱的饮料。可可的名声也逐渐传遍欧洲。起初巧克力的价格昂贵，改用机械制作后巧克力的价格才降到普通老百姓可以购买的程度。1765年，美国建起世界上第一家巧克力工厂。1828年，荷兰一个化学家制成可可粉，“嚼食巧克力”便应运而生。20年后，瑞士人制成固体牛奶巧克力，成为现代巧克力的雏形。现在巧克力风行全球，成为具有十亿美元的大产业。

巧克力自问世以来，一直是世界上最上乘的甜点，在欧美尤其受欢迎。无论男女老少，喜食者不知其数。是什么原因让众多食客趋之若鹜呢首先是巧克力固有的独特风味。经过发酵、干燥和焙炒之后的可可豆，加工成可可液块、可可脂和可可粉后会产生浓郁而独特的香味，这种天然香气正是构成巧克力的主题。巧克力由多种原料混合而成，但其风味主要取决于可可自身带来的滋味。可可中含有可可碱和咖啡碱，含带来令人愉快的苦味，可可中的单宁质有淡淡的涩味，可可中还带有少量的有机酸；可可脂能产生肥腴滑爽的味感。可可的苦、涩、酸，可可脂的滑，配以砂糖或乳粉、乳脂、麦芽、卵磷脂、香兰素等

辅料，再经过精湛的加工工艺，使巧克力不仅保持了可可特有的滋味而且令它更加谐调、愉悦和可口。

当今社会，巧克力是爱人之间相互表达情意的凭证；是节日馈赠亲朋好友的精美礼品；是人们放松心情，补充能量的营养休闲食品；是安神补脑，抗抑郁，防止心脏病发生的天然卫士。巧克力作为一种特殊的营养食品，它特有的食品属性以及特定的文化内涵，收到越来越多的消费者所青睐，其品质和口感是市场主导。随着近两年消费者对食品的“营养、安全、卫生”的呼声越来越高,巧克力行业的竞争已由过去单纯的价格竞争转向品质竞争, 巧克力的开发必然朝着更加营养健康、更加安全卫生、更加风味独特、产品多样化的方向发展。巧克力是一个从传统食品原料经过简单机械加工，逐步发展起来的现代食品，因其具有食用方便、特殊的营养价值等特点，经过二百四十多年的发展，已成为最畅销的休闲食品。

目前生产状况

拥有14亿人口的中国，巧克力正以10%～15%的年增长率迅猛发展，市场消费潜力高达200亿元。中国人均年消费巧克力只要达到1千克，那就是全球最大的巧克力市场。

中国巧克力市场将迅速发展，这对国内巧克力厂商来说是极好的契机。但面对洋品牌已经占优的局面，国内巧克力厂商只有不断增高产品的品质，进行原料精选和设备升级，在技术上与国际接轨，并留意市场创新，广建营销网络，加强品牌经营，才干够与国际巧克力企业在一个平台上进行竞争和交融，突破巧克力行业的寡头垄断状况。

中国市场的首要性那就，这是一个潜力巨大而未开发的巧克力市场，在未来几十年里将会有令人兴奋的成长机会。我国目前巧克力的年消费量在30亿元左右，人均巧克力消费估计为每年四十克至七十克，约三点五亿美元的市场价值看似巨大，实际上仅占国际市场的百分之零点五。欧洲年人均消费巧克力7公斤以上，亚洲的韩国、日本平均2公斤，业内人士普遍认为：中国巧克力市场将有每年百分之十至十五的增长率。

FMCG（快速消费品）研究中心对上海甜食市场2005年的统计显示，巧克力是甜食市场的大头，占到了整个甜食市场41%的份额，其次分别是糖果：30%，胶母糖：20%，功能糖果：9%。

巧克力食品行业对相关行业的依赖性较大，如食品机械、基础原料、食品添加剂、包装机械、包装材料等。没有先进的机械设备，就无法提高产量，无法保证质量；没有专用可可粉、糖粉、乳品，巧克力的质量就没有最基本的保证；没有食品添加剂，就没有现代食品；没有先进的包装机械和包装材料，巧克力就无法提高档次。因此我国在巧克力方面的研究领域还急待拓宽，研究程度还有待加深。只有实现基础原辅材料、食品添加剂、加工设备、包装材料、包装机械高度规格化、系列化、专业化、专用化；检测手段先进，质量监控体系健全，认真贯彻ISO9000质量认证体系，提高员工的文化素质,重视培养、储备和吸引高科技人才，高度重视技术创新和新产品开发，积极采用各种高新技术成果，才能使巧克力行业的产品质量有最可靠的保证，巧克力行业才会有质的飞跃。

营养状况

巧克力含有超过300种已知的化学物质。科学家们上百年来对这些物质进行逐一分析与实验，并不断在此过程中发现和证明了巧克力其各种成分对人体惟妙惟肖的药理作用。

巧克力是防止心脏病的天然卫士，巧克力含有丰富的多源苯酚复合物，这种复合物对脂肪性物质在人体动脉中氧化或积聚起相当大的阻止作用。心脏病的主要病症冠心病通常是由于脂肪类物质LDL（低浓度脂蛋白）在人体血脉中氧化并形成障碍物而引起心血管阻塞。吃巧克力有利于控制胆固醇的含量，保持毛细血管的弹性，具有防治心血管循环疾病的作用；巧克力对于集中注意力、加强记忆力和提高智力都有作用。

巧克力中含有的儿茶酸与茶中的含量一样多，儿茶酸能增强免疫力，预防癌症，干扰肿瘤的供血。巧克力的苯酚复合物不单能防止巧克力本身脂肪腐化变酸，更能在被食入人体后，迅速给血管吸收，在血液中抗氧化物成分明显增加，并很快积极作用为一种强有力的阻止LDL氧化及抑制血小板在血管中活动的抗氧化剂。这些本分物质对人体血管保持血液畅通起着重要作用。

营养学家已证明在水果，蔬菜，红酒及茶叶等植物性食品中均含有此类天然的抗氧化苯酚复合物。草莓堪称水果之中含抗氧化物之最，然而，巧克力的抗氧化物含量比草莓还高出八倍。 50克巧克力与150克上等红酒所含抗氧化物基本一致。

发展情况及趋势

随着加工技术的提高和市场需求的变化，目前，中国巧克力市场行业竞争程度较低、竞争产品较少、发展潜力巨大。世界排名前二十位的重量级巧克力企业已经全部进入中国，超市中可见的进口或合资巧克力品牌已多达70多个，进口巧克力品牌的不断加入加速了中国巧克力市场向国际化竞争演变的进程。2006-2007年中国巧克力食品进口量呈上涨趋势，2006年中国进口巧克力，2007年上升到，同比增长%。出口量也在逐年增长，2006年出口巧克力，2007

年出口巧克力，比2006年增长%。从统计的数字中可以看出，中国巧克力市场发展潜力巨大。

中国巧克力竞争企业分化成三大阵营：第一阵营是以德芙、吉百利、好时、费列罗等为代表的外资品牌，占领了高档巧克力市场绝大部分份额；第二阵营是以金帝、恺撤威登为代表的合资品牌，主导中档巧克力市场；第三阵营是以申丰、金丝猴等为代表的本土品牌，占据了低档巧克力市场的主要份额。进口、合资品牌销售势头强劲、国产品牌表现不佳：无论从高空的品牌传播、广告投放还是低端的产品铺市、市场生动化和销售促进，无论是市场占有份额还是产品知名度，进口、合资品牌都占据显着位置，本土品牌除金帝巧克力挤进行业三强，申丰、恺撒威登崭露头角外，其他品牌均表现不佳。中国目前巧克力的年消费量在30亿元左右，人均巧克力消费大约为每年40-70克，预计未来中国巧克力市场将有每年10%～15%的增长率。中国巧克力市场具有巨大的发展潜力。

中国生产的巧克力仍然存在很多问题：品牌少、口味单一；巧克力加工设备选型不当、配套设施不全；产品开发力量薄弱、产品更新换代慢等问题，在整体印象上始终无法摆脱品质口感不尽如人意、只能在低端市场徘徊的尴尬处境。

目前，新疆巧克力生产厂家一共有10家，乌鲁木齐占有4家，吐鲁番5家，昌吉有1家。相比之下，乌鲁木齐本土企业的主要优势就是了解外部环境、中国市场和消费心理。作为土生土长的本土企业，对国内经济、文化、技术、自然等外部环境更加熟悉，同时，对于中国的市场结构、市场流通体系、消费者的购买行为和心理都有一个准确的把握。

当然，劣势也是明显的。（1）技术与产品。我国巧克力生产历史不足半个世纪，在口味、包装等工艺上与国外知名品牌还存在相当大的差距。（2）消费者心理。在中国消费者潜意识深处，只有欧美的巧克力才是真正正宗的巧克力。（3）营销资源。本土企业由于没有足够的资金实力作支撑，可供企业支配的产品研发、技术创新、人力资源、广告投放、营销推广等营销资源普遍短缺。

2 厂址的选择

巧克力因其具有食用方便、价格合理、老少皆宜等特点，经过二百四十多年的发展，已成为世界上最畅销的休闲食品，随着加工技术的提高和市场需求的变化，我国必将成为世界上最大的巧克力生产国和消费国。本设计工厂建在乌鲁木齐市经济开发区，厂区条件：

（1）乌鲁木齐是全疆政治、经济、文化、科技的中心，乌鲁木齐经济开发区是市政府重点建设的经济开发区，因此有优厚的政策支持，适应本地区远近期规划的统一布局。

（2）以乌鲁木齐市为龙头的天山北坡经济带汇聚了新疆工业发展的资源、资本、技术、信息、人才等生产要素。

（3）经济开发区地势南高北低，地形平坦，南端海拔高度751米，北段海拔高度697米，南北坡度17%，东西坡度3%，自然排水坡度在要求范围之内。地质条件可靠，无淤泥、土崩断裂层湿陷性黄土、孔性土等不良地质因素，厂址有一定的地耐力。

（4）开发区距乌鲁木齐国际机场1.5公里，距火车北站仅2公里，距市中心10公里，乌昌高速公路及312国道穿越开发区，交通十分便捷，不但给通畅及时的运送原料、包装材料、成品等提供了良好的条件，而且节约资金投入。

（5）所选厂址在轻工业区，具有良好的卫生环境，无有害气体、放射性源、粉尘和其他扩散性的污染源（入污水、传染病医院等），周边都是轻工类工厂，无工矿企业，周边无古墓、文物、风景区等，无高压线、国防专用线穿越厂区。

（6）有一定的供电条件，供电距离和容量可以得到供电部门的保证，能满足生产需要。

（7）厂区附近有充足的水源，而且水质也比较好，符合卫生部所颁布的饮用水质要求，也符合方便生产用水要求。

（8）厂区通风、采光良好、空气清新。

综上所述，在乌鲁木齐市经济技术开发区建立巧克力工厂是很好的选择。工业区与市区交通便利，水源充足，方便原辅料与成品的运输。

3 产品方案

依据

生产规模：年产量8000吨巧克力的生产设计

产品方案

如图所示，本设计以生产黑巧克力、牛奶巧克力、白巧克力为主，以生产实心巧克力为辅。黑巧克力则是喜欢品尝原味人的最爱，因为牛奶成分少，通常糖类也较低，可可的香味没有被其他味道所掩盖，在口中融化之后，可可的芳香会在齿间四溢许久,设计生产每块重量小包装45g，大包装每块100g；白巧克力至少含10％的可可浆及至少12％的乳质，白巧克力一般呈奶黄色；牛奶巧克力牛奶及可可的味道并重颜色浅些，应该是金褐色。实心巧克力，不混有果仁、饼干等成分，以片状及块状居多；混有细碎的果仁、软胶糖、饼干等成分，此类巧克力讲究的是在细滑的巧克力外，还有另一种咀嚼的快感，同时因内容物的关系，果仁的味道会中和掉巧克力的甜腻。另外还有包有饼干类内容物的巧克力。另外还有一些节日促销包装分为：碗装230g，袋装100g，铁盒装装415g。

全年产品总体方案

由于巧克力生产不受季节影响，无淡旺季，且市场需求量大，所以本厂将全年进行生产，每月按25天计，全年的生产日为300天。

工作制度：每个工作日四班三倒制,每班工作八小时。

产品方案安排依据：①由于巧克力生产不受季节影响，无淡旺季，且市场需求量较大，所以本厂将全年进行生产，每月按25天计，全年的生产日为300天。如图：以牛奶巧克力为例，年产量为6400t，计划一年有九个月生产，即225天，每天生产量=6400/225=，每日三班倒，因此班产量为，以此类推进行计算。

②由于巧克力的市场需求量较大，且其种类多、保质期一般为12个月，当今人们又较为注重食品品质和安全，在购买过程中会严格主义生产日期、保质期等信息（如看到的商品接近过期日期时，就会从内心排斥，出现勉强购买或不购买等情况），在生产过程中，如果将一种产品集中在某几个月全部生产完，就不能保证进入市场的产品的新鲜度，甚至会影响产品的销售，因此对于一种产品的生产，计划隔月生产，既能保证生产产品的多样性，又能保证其新鲜度，进而促进销售。因为只设定了一条生产线，所以在产品方案中，每月不同产品的生产任务以月生产计划为准。

③同种口味的塑料袋装和碗装的巧克力，由于其前期生产工艺相同，且二者工艺参数一致，两者只有只有巧克力的大小和包装上有差异，因此在安排时将同种口味的塑料袋装和碗装的巧克力尽可能的安排在同一时间段生产，有利于连续化操作。

④本设计为年产八千吨巧克力工厂，全年以300天计算，每月25天，则平均每月产量为,每天生产量为，如图：以月的产品生产方案为例，有四种产品的班产量为，两种产品的班产量为，每天三班倒，计算如下：

三月每天生产量 = 班×3班×4+班×3班×2 = 100t，三月生产量 =三月每天生产量×25=2500t，由此看出所计算出的数据与前面相符。以此类推，完成产品方案安排。

表1 年产8000吨巧克力工厂产品方案

4 主要产品工艺流程

巧克力生产工艺

．1巧克力和可可制品生产工艺流程图

4.1.2 操作要点及工艺论证

4.1.2.1 可可豆的预处理

要点：①发酵和干燥品质优良的可可豆在收货后需经过发酵和干燥，未经发酵的豆肉呈蓝灰色且风味较差，发酵结果赋予可可豆浓郁而芳香前体，并使组织结构趋于成熟。发酵后的可可豆经干燥、分级和清理后，进行焙炒处理。

②焙炒焙炒是为了除掉部分水分，使豆壳变脆干裂，便于除掉外壳；可使暗棕色的可可豆变为紫红色；使部分油脂从细胞中渗透出来，豆肉变得明亮；使可可豆的成分发生变化，淀粉糊化为可溶性微粒；使酸类、醇类和脂类等芳香物质增多；使物料具有可塑性，以增强和完善可可豆应具有的独特风味。并使豆壳变脆而裂开以利于借助机械力作用使豆皮与豆肉分离。经焙炒后的可可豆内部组织结构、物化性质会发生相应的变化，这些都有利于后续的加工处理。

工艺论证：焙炒可可豆的加工条件主要有三点，即温度、时间和焙炒方式。我们主要运用在热空气焙炒机上进行的焙炒方式，结果如下：

深色巧克力 85～110℃ 11～14min

牛奶巧克力 110～125℃ 15～20min

可可粉 125～130℃ 25～30min

4.1.2.2簸筛

要点：利用物质的相对密度的不同利用空气流在物体运动过程中将壳皮和豆肉分离。

4.1.2.3研磨

要点：可可豆肉是一种很难磨细的物质。豆肉大小不等，且豆肉所含相当数量的纤维素和夹带进去的少量壳皮使物料磨细变得很困难。因此，可可豆磨细一般分阶段进行。

初磨

将可可豆肉单独磨成初浆料，称为初粉碎。将可可片粒磨成酱体，得到由微粒构成的可可液块。初磨可缩短后一工序的时间，并可获得较好的效果。可可豆经过初磨后，所得浆料颗粒的粒度一般在50～120μm之间。这种可可浆料根据生产需要可以压榨提取出部分可可脂，也可以补充些可可脂以调整浆料组成百分比。

精磨（超微粉碎）

粉碎是用机械力的方法来克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。其中超微粉碎原料粒度在～5mm之间，成品粒度在10～25μm以下。

精磨是将初磨制成的可可液块，加一定量的可可脂、奶粉、调味料、表面活性剂和香料等，进一步磨细，再次研磨至巧克力所需要的精细程度。由于在巧克力细腻润滑的口感特性中最主要并起决定作用的因素是巧克力配料粒度，配料的平均粒度在25μm左右且其中大部分质粒的粒径在15～20μm之间，就会有很好的细腻润滑的口感特性，当平均粒度超过40μm时，就有明显的粗糙感，巧克力的品质就有明显下降。精磨可以使物料达到一定细度，可以使各种原料达到充分混合，构成高度均一的分散体系；精磨可以使香料混合均匀，使巧克力在香味上具有均匀与舒服的特点。

一般巧克力物料，在精磨前的细度范围约30～100μm，经巧克力精磨设备破碎、磨压、剪切等综合作用，最终将物料大部分质粒减小到15～30μm的细度。

①酱料的细度固体颗粒小于10μm的占10%～15%，20μm的占50%～60%，30μm的占20%～30%，大于30μm的占5%～10%。

②酱料的水分精磨后巧克力酱料的水分为%～%，水分含量过高会影响巧克力的保存。

③酱料温度精磨温度控制在40～42℃，不得超过50℃。巧克力酱料在精磨时由于摩擦作用温度会升高，过高的温度会影响巧克力香味品质，甚至造成油脂氧化、黏度升高，并使蛋白质与糖生成坚硬的块状焦化物。

④精磨时间三辊机和五辊机的精磨时间较短，精磨时间过长，会使产品中重金属含量增加。

⑤其他空气湿度应尽量低，巧克力酱料的粘度对精磨设备的精磨效率有一定影响，维持较小黏度有利于物料传送。

4.1.2.4可可液块的预处理

要点：可可液块、可可脂在常温下呈固态，所以精磨之前必须先熔化，熔化可在夹层锅、保温槽等加热融化设备中进行。融化后温度为60℃，为了加快原料融化速度。应先将大块分成小块，然后放在加热器中加热、熔化，熔化后保温时间不宜过长，应尽量缩短。保持可可液块的含水量在4%以下，含脂量在55%以上。

4.1.2.5 巧克力的精炼

要点：控制精炼过程的变化

①合理控制质粒的变化巧克力料的质粒经精磨后，大部分都可达到或接近细度标准要求，但有部分的质粒仍嫌粗糙，因而将影响最终产品的口感效果。经过统计和