何子睿，马磊，李振兴

中国海洋大学食品科学与工程学院（青岛 266003）

胶原蛋白肽固体饮料以其营养、美味、便携的优势越来越受到市场的青睐[1]。产品选用鳕鱼胶原蛋白，增添了美容、降血脂[2]、抗氧化[3-5]等功能；滋味酸甜的蓝莓粉，富含花青素，增添了抗衰老、抗疲劳以及增强免疫力等[6]功能；使用低热量的糖醇代替蔗糖，轻盈、美味、无负担。同时采用喷雾干燥技术[7]，浓缩成独立小包装，打造一款满足现代人高品质购物需求的美容零食。从海洋废料鳕鱼皮到优质胶原蛋白肽产品，不仅实现了资源的高效利用，更创造了海洋绿色经济，具有良好的社会效益与环境效益。文章对年产600 t胶原蛋白肽固体饮料的工厂进行设计，可为该产品未来的生产提供借鉴。

1 厂址选择

根据地理位置及周边配套、自然环境、区域经济与政策、原料及市场、水能源及交通、环保工程及三废处理六大因素，结合设定的相关评价标准对3个预选址产业园进行横向对比并统计分数，评分结果见表1。得出结论“山东省威海市荣成食品工业园”评分最高，最符合建厂要求。

表1 厂址评分汇总表

2 总平面设计

根据工厂设计年产量需求，估算此次建厂占地面积大约为6 650 m2（10亩），厂区分为生产区、生活区、行管区，其占地面积比例初步定为5∶1∶1。结合当地风玫瑰图，将洁净程度高的区域尽可能布置在上风向。工厂总平面设计图见附图1。

图1 总平面布置图

3 工艺设计

参考GB/T 29602—2013《固体饮料》[8]和QB 2732—2005《水解胶原蛋白》[9]制定鱼胶原蛋白肽固体饮料的产品方案[10-11]。产品的主要原料是鳕鱼皮，从中提取胶原蛋白肽，辅料为蓝莓粉、木糖醇、柠檬酸及食用香精。工艺的关键控制点为胶原蛋白的提取及工艺优化。对比分析热水法、酸法、碱法、盐法以及酶法等提取方法的优缺点，最终选择酶法[12-14]提取鳕鱼皮胶原蛋白并采用活性炭进行脱色脱味。主要工艺流程包括鱼皮粗处理、酶解与灭酶、脱色脱腥、喷雾干燥、添加辅料、混合填充及包装。所制备的胶原蛋白肽干粉色泽洁白，质地均匀，松散无结块，流动性好。冲调后易溶解，溶液澄清透明，无杂质，溶液酸甜适中，无鱼腥味。

4 工艺计算

此次设计采用守恒定律进行物料衡算、热量衡算。欲达到年产600 t胶原蛋白肽固体饮料的生产目标，总生产量应在目标基础上提升20%，故预计生产720 t产品，盈余肽粉以袋装胶原蛋白肽粉的形式出售。

固体饮料配方：胶原蛋白肽粉添加量66.67%，蓝莓粉添加量10%，木糖醇添加量22%，柠檬酸添加量1%，食用香精0.33%。

4.1 物料衡算

依据生产基础数据（表2）计算出相应的日数量与年数量，得到总物料衡算表（表3）。

表2 生产基础数据表

表3 总物料衡算表

4.2 热量衡算

列出工艺流程中涉及热交换的各环节，逐一计算，可得总热量衡算表（表4）。

表4 总热量衡算表

4.3 设备选型

根据物料衡算与热量衡算的结果进行设备选型，结果见表5。结合工艺设计与设备选型，绘制工艺流程图（图2）。

图2 工艺流程图

表5 设备一览表

4.4 水电衡算

根据工艺设计及设备选型结果进行水电衡算，结果见表6和表7。

表6 用水量衡算

表7 耗电量衡算

5 生产车间设计

厂房主体采用钢架结构，参照结构设计规范《最新钢结构实用手册》和GB 50017—2003《钢结构设计规范》[15]，车间布局图见图3。

图3 车间布置图

6 人员定编

工厂分为行政部门、原料部、销售部、财务部、生产部和后勤部共6大部门。进行人员定编时应综合考虑生产班次及生产工艺，注意统筹安排，结果见表8。

表8 人员定编表

7 经济核算

7.1 固定投资估算

预计项目固定投资为755.2万元，其中370万元用于建筑施工，385.2万元用于购买并安装设备。

7.2 产品成本估算

综合原辅料、包装材料、劳动力、水电等一系列成本，产品年总成本见表9。

表9 产品年总成本

7.3 经济效益评价

工厂年产600 t胶原蛋白肽固体饮料，共8 000 000盒，定价为30元/盒（每盒3 g×30袋）。若单出售胶原蛋白肽固体饮料，按照所有产品都售出计算：

年销售总额=8 000 000×30=240 000 000元=24 000万元；

年毛利润=24 000-20 170.3=3 829.7万元；

折旧费=1 057万元；

维修费=4万元；

管理费=15万元；

销售费=120万元；

税收费=1 920万元；

年净利润=3 829.7-1 057-4-15-120-1 920=713.7万元；

投资回收期[16-17]=投资总额/年净利润+建设期=755.3/713.7+1=2年；

年投产率=BEP/年产量×100%=237.52/600×100%=39.6%。

当产量达237.52 t即年产量的39.6%时，可开始盈利。故年产600 t的生产目标可极大程度保证工厂的正常盈利。

7.4 投资安全评价

通过上述分析可以看出，该项目具有良好的发展前景，可取得较好的经济效益（年净利润713.7万元），投资回收较快（2年），故该项目投资是安全的。

8 研究结果和展望

目前，市场上虽然已有部分胶原蛋白[18]相关产品，但多为口服液形式的保健品，消费人群相对有限。胶原蛋白肽固体饮料，兼具休闲食品与保健食品的特色，有更大的消费群体。此次设计对年产600 t胶原蛋白肽固体饮料工厂进行规划，拟选厂址于山东省威海市荣成食品工业园，建厂规模按中小型食品工厂规模设计，严格按照固体饮料工厂生产要求保证产品的质量安全。产品有望填补市场空缺，发展前景广阔，工厂建设的整体可行性较强。