年产1 200 t燕麦饼干工厂设计

马先红，费哲奇，常露元，连丽丽

吉林化工学院（吉林 132022）

饼干是一种常见的点心，食用方便又便于携带，已经成为人们日常生活中不可或缺的一种食品。在目前的市场上，按照饼干的加工工艺来分类，饼干主要有韧性饼干、薄脆饼干、蛋圆饼干、蛋卷、黏花饼干、水泡饼干、苏打饼干、消化饼干、夹心饼干和曲奇饼干。按照原料分类，杂粮饼干品种也很多，主要有燕麦饼干、荞麦饼干、玉米饼干和高粱饼干[1]。燕麦营养丰富，对人体健康具大益处，它具有丰富的膳食纤维，可以增强饱腹感，还有利于提高新陈代谢，具有促进肠胃消化的功效。同时燕麦饼干具有独特的风味，品尝起来味道鲜香[2-4]，消费者众多。

1 生产工艺流程设计

1.1 生产方案设计

厂址选择在我国内蒙古自治区包头市固阳县，因为固阳县燕麦产量高，可以储存大量的原材料供使用。根据产量等实际情况进行分析，一天进行2班生产，一年240个工作日，剩下125 d用来制作其他品质饼干以及作为节假日和设备检修日。

1.2 产品质量要求

质量标准主要参考GB 7100—2015《饼干卫生标准》[5]和GB/T 20980—2007《饼干》[6]，燕麦饼干的感官要求见表1，燕麦饼干的理化指标要求见表2。

表1 燕麦饼干的感官要求

表2 燕麦饼干的理化指标

1.3 生产工艺流程

燕麦→筛选→清洗→干燥→粉碎→过筛→暂存→辅料混合→调制面团→静置→压片→成型→电加热烤炉烘烤→冷却→检验→包装→入库

1.4 生产工艺流程说明

原料预处理：将选好的燕麦进行预处理，对燕麦进行简单初步的检测，选择质量良好的燕麦，形状要规则，去除残次颗粒以及杂质，将燕麦进行清洗，然后用干燥机进行烘干，制得燕麦粉[7]。

辅料混合：燕麦粉、白砂糖粉、低筋面粉、黄油、苏打粉、鸡蛋等按一定比例进行调配。

调制面团：制作酥脆面团方法与常规方法有些不同，对面团的粘结力要求也非常严格。只有当面团具有较高的黏性时，该工艺制作的饼干才会有酥脆的特性。因为面团含有燕麦粉的成分多，所以面筋蛋白整体的浓度较低，而且水分含量也随着减少，比普通酥性面团调粉时间略长，可以促进面筋更好形成。加工温度要控制在21～25 ℃之间[8]。

静置：将面团放置10～20 min，面团经过不断拉伸会产生一定的张力，但是分布又不太均匀，经过长时间的静置可以有效地减少张力，使面团恢复松软状态，同时也降低了黏度。

压片成型：选用辊轧机将面团切割为面皮。在面团被切成面片时需要不断地在滚筒前撒一些面粉以此来防止滚筒和帆布粘连在一起。经过压片、冲印成型、拣分三个工序，然后采用人工方式将剩余的用料使用特殊的装置回收起来，再送到前端辊轧机内重新进行辊压，一直重复到此工序结束。

烘烤：将饼干坯装入烤盘，控制入炉端温度140℃左右，然后出炉端温度控制在220～240 ℃，烘烤时间设置为5～8 min。

冷却：饼干出炉后需要进行冷却，将饼干的温度冷却到低于室温。因为燕麦饼干产品的特性，不宜采用强制通风冷却方法，为了防止产品断破碎。

包装：将饼干冷却至所需温度，水分含量达标后应即刻包装。采用的包装是目前最流行的可二次利用的卫生包装[9]。这样不仅能美化产品外观，吸引大量消费者，还能提升产品外观档次，而且能保证饼干卫生要求，防止饼干因香味而招引来苍蝇和蚊虫的污染，或者是因为环境不够干净而造成污染；能够有效降低储存和运输过程的破损；能够有效阻止空气中水分、氧分接触，减小饼干中营养物质氧化变质的概率等[10]。

2 工艺计算

2.1 基础数据

生产规模：年产1 200 t燕麦饼干。

生产天数：240 d。

每班产量：燕麦饼干2.5 t/班。

每日班数：2班。

制作中各工序原辅料的损失率见表3，燕麦饼干原、辅料配比见表4。

表3 制作中各工序原辅料的损失率 单位：%

表4 燕麦饼干原、辅料配比 单位：%

2.2 物料衡算

燕麦粉：每1 kg燕麦饼干中所用燕麦粉占总原辅料中的20%，因此每班生产2.5 t燕麦饼干要用燕麦粉500 kg。制作饼干过程中，按各工序损失率可计算出每班所需燕麦粉的用量X：X×(1-2%)×(1-0.6%)×(1-0.5%)×(1-1%)=500 kg，得到所需燕麦粉原料X为521.07 kg。

低筋面粉：2 500×30%÷(1-2%)÷(1-0.6%)÷(1-0.5%)÷(1-1%)=78 161 kg。

苏打粉：2 500×5%÷(1-2%)÷(1-0.6%)÷(1-0.5%)÷(1-1%)=130.27 kg。

白砂糖粉：2 500×20%÷(1-2%)÷(1-0.6%)÷(1-0.5%)÷(1-1%)=521.07 kg。

黄油：2 500×20%÷(1-2%)÷(1-0.6%)÷(1-0.5%)÷(1-1%)=521.07 kg。

鸡蛋：2 500×5%÷(1-15%)÷(1-2%)÷(1-0.6%)÷(1-0.5%)÷(1-1%)=153.26 kg。

2.3 用水量衡算

1) 燕麦清洗用水W1：按照燕麦颗粒-水质量比1∶3计算，所用水的量为516.38 kg×3=1 549.14 kg，年耗水量为W1=1 549.14×240=371 193.6 kg/年。

2) 冲洗车间用水：据经验，每50 m2用地需用水1 000 kg。(3 000÷50)×1 000=60 000 kg/天，则年耗水量为W2=60 000×240=14 400 000 kg/年。

3) 清洗设备用水：4 000 kg/天，每年需要W3=4 000×240=960 000 kg/年。

4) 生活用水W4：按照人均用水100 kg/（人·d），年耗水量W4=100×100×240=2 400 000 kg/年。

全厂年耗水量为：W1+W2+W3+W4=18 131 193.6 kg/年。按照商业用水4.1元/t计算，全厂用水约74 337.89元。

2.4 电量衡算

车间各设备功率统见表5。按照商业用电价格标准1.2～1.4元/（kW·h），按照1.3元/（kW·h）计算，则该厂年耗电为339 408×1.3=441 230.4元。

表5 车间各设备功率统计表

3 设备选型

在进行生产设备设计与选型时，要保证生产过程中安全运行，尽量减少操作、耗气、耗电、耗水等费用，选择清洗方便，维护成本低且耐用的设备，尽量减少噪音，符合环保要求[11]。设备选型如表6所示。

表6 生产设备一览表

4 三废处理

4.1 废水处理

废水如果不排放就会造成水藻富养，水生植物也会越来越少，还会导致水体发臭，鱼虾死亡，河流或湖泊污染。处理方法有物理处理法、化学处理法、生物化学处理法[12]。

4.2 废气处理

采用符合国家规定的水吸收处理法，可以利用废气中某些物质易溶于水的特点，使废气直接与水接触，从而达到处理目的。

4.3 废物处理

固体废物处理工程是环境工程最主要的部分，食品工厂一般处理方法有填埋、焚化、堆存、固化以及回收。

5 劳动组织

5.1 员工分布岗位

关于生产车间的员工安排，遵循人性化、合理化。生产车间岗位分为清洗岗位、烘干岗位、粉碎岗位、称量岗位、和面岗位、成型岗位、烘焙岗位、冷却岗位、包装岗位等，具体分布见表7和表8。

表7 生产车间人工分布

表8 辅助岗位人员分布

5.2 员工招聘要求

厂内员工需要具备优秀的沟通合作能力，阳光朝气，吃苦耐劳，学习能力强，诚信，踏实，努力，还应该具备一定的安全意识。

5.3 员工培训计划

1) 学习饼干制作工艺流程，了解部门职责、岗位职责。

2) 学习企业文化，认同企业价值观。

3) 学习设备操作，确保学会才能上岗，避免失误操作而带来不必要的损失。

4) 生产岗位员工进入车间前要进行手消毒，再更换工作服，养成卫生习惯与卫生意识。

5) 车间内不能随便依靠墙壁，坐在洁净区地板上，随便摘下洁净手套等违反规定操作。

6) 要求生产人员不可以化妆，穿戴好经过紫外线杀菌的洁净服和洁净帽方可进入生产区。

7) 工厂所有员工都应学习安全规范，做好防火、防电、防雷等应急措施。

6 总体资金估算

6.1 投资估算

1) 生产成本约为852万元。

2) 设备投资约为270万元。

3) 购买地皮约320万元。

4) 厂房建设以及装修约花费100万元。

5) 其他费用约20万元。

生产成本估算见表9，设备投资估算见表10。

表9 生产成本估算

表10 设备投资估算

6.2 工厂年销售额估算

此项目工程正式投入生产后，每天生产燕麦饼干2班，每班燕麦饼干产量为2.5 t，每年的工作日按240 d计算，那么，每年可生产的燕麦饼干实际总量为1 200 t。将1 t燕麦饼干售价定为2.4万元，那么年销售额为2.4×1 200=2 880万元。

通过计算，该厂燕麦班产量为2.5 t，每天2班，每班8 h工作时间。年产1 200 t燕麦饼干，需要燕麦粉250 113.6 t，低筋面粉375 172.8 t，苏打粉61 963.2 t，白糖250 113.6 t，黄油250 113.6 t，鸡蛋73 564.8 t，全年用水、电分别为18 131 193.6 t和339 408 kW·h。共雇佣工人62人，日人均工资为200元。全年生产成本为852.649万元（不包含用水、用电、人工成本），全年净利润约为2 027.351万元（未扣除用水、用电、人工成本），前期投资共710.4万元。

7 结论

经过调查，在综合了燕麦的种植区域、产地标准以及燕麦的国内外发展和良好的地理位置后选择在我国内蒙古包头市固阳县落址建厂，其工艺是将燕麦进行筛选、清洗后干燥、粉碎后过筛并暂存起来，与辅料混合、调制面团、静置后压片、成型，用电加热烤炉烘烤，冷却后检验并包装，入库后制成成品。通过计算，该厂燕麦班产量为2.5 t，每天2班，每班8 h工作时间。年产1 200 t燕麦饼干，需要燕麦粉250 113.6 t，低筋面粉375 172.8 t，苏打粉61 963.2 t，白糖250 113.6 t，黄油250 113.6 t，鸡蛋73 564.8 t，全年用水、电分别为18 131 193.6 t和339 408 kW·h。共雇佣工人62人，日人均工资为200元。全年生产成本为852.649万元（不包含用水、用电、人工成本），全年净利润约为2 027.351万元（未扣除用水、用电、人工成本）。此燕麦饼干工厂设计具有合理性、规范性、科学性，能够为饼干工厂建设和杂粮饼干工厂建设提供一定的理论参考。