本节介绍的冷藏冷冻蛋糕工厂主要是指专业生产瑞士卷、泡芙、慕斯蛋糕和裱花蛋糕四大类甜品的工厂。

假设我们要建设一个冷藏冷冻蛋糕工厂，年产值6.3亿元人民币，其中，瑞士卷年产值1亿，日产2.7万盒；泡芙年产值0.8亿，日产3万袋；慕斯蛋糕年产值3亿，日产1万个；裱花蛋糕生产值1.5亿，日产5000个。生产线的规划设计与设备选型如下所述。

瑞士卷的生产工艺流程为：配料—搅拌—面糊涂布（成型）—烘烤—冷却—奶油挤注—卷起—切割—包装共9道工序。

生产线配置原则：瑞士卷，最经典的口味是原味，即由鸡蛋、牛奶、乳酪、面粉等为主要原料制作的蛋糕方板，卷入奶油而成。也可以在蛋糕方板里加入可可粉或抹茶粉，或在卷入奶油里加可可粉抹茶粉，或在卷入奶油里加时令水果如草莓、黄桃等，从而得到丰富口味的瑞士卷。这里，因为不同的口味生产工艺一样，我们以原味瑞士卷为代表来配置生产线。

与前面蛋糕类生产线的规划一样，我们可以从搅拌工序开始配置。瑞士卷为戚风分蛋式法，即蛋清打发成蛋白霜，蛋黄面糊搅拌好后与蛋白霜混匀，产量较小的半自动化生产线配置里可以是充填机成型至烤盘里，然后自动进炉或人工进炉烘烤。但产量大的自动化生产线里一般将面糊通过涂布机涂布在铺有烤盘纸的输送带上，然后直接进入钢带炉里烘烤，这里，我们配置连续性的自动化生产线。

下面，我们从生产工艺的各道工序逐一进行产能衡算。

1.搅拌

瑞士卷为戚风类打发，可以配置戚风生产线1套。日产量为2.7万盒，假设每盒所需方板面糊质量为360g，则每日需面糊2.7×10000×360/1000=9720（kg），每天生产20h，则每小时需搅拌面糊9720/20=486（kg）≈500（kg）

从以上分析，配置500kg/h戚风生产线1套即可。搅拌段产能衡算过程如表5-25所示。

表5-25 搅拌产能衡算过程表

2.涂布与烘烤

搅拌好的面糊直接通过管道输送至涂布机的料斗内，涂布机、铺纸装置、烤炉三者联动，面糊涂布在焙烤用纸上，跟随焙烤用纸进入钢带炉烘烤。

若涂布宽度为840mm，在要求的方板厚度下每涂布长400mm，面糊质量2.7kg，则每1h涂布长度为500/2.7×400/1000=74（m）。

若烘烤时间为35min，则有效烘烤长度为74/60×35=43（m）。距离钢带炉口2m配置涂布机1台，则总长为43+2=45（m），烘烤宽度为涂布宽度+横向两边间隙=940（mm）（设定两边间隙各为50mm）。

3.冷却

出炉后通过冷却输送带，若在20℃温度下，冷却时长为20min，则冷却输送带为74/60×20=25（m）。因为产品呈现连续“面带”，冷却段输送带速度应保持与前端一致。

冷却之后，蛋糕方板通过输送带进入低温甜点加工间。进入低温甜点加工间后，通过横向滚轮切刀将面带的840mm宽分成三等份，两边去边15mm，形成三条边缘整齐的面带，接下来再通过纵向切刀将连续的蛋糕方板每隔320mm自动剪切，形成长×宽为320mm×270mm的小面块，每个小面块可装2盒，最后在每个小面块上通过挤注式充填机挤奶油（位移模式）。

4.奶油搅拌

为减少人工转运，一般在挤注式充填机旁会配置搅拌机，用于打发奶油。若每盒需奶油125g，则每小时需奶油质量1388×125/1000=173.5（kg），若每缸奶油搅拌时长10min（含加料、卸料），每小时搅拌6缸，则每次搅拌质量173.5/6=28.9（kg）。

按照综合工厂西点类产品搅拌缸的配置，20L搅拌缸一般可搅奶油质量为4.56kg（200家店A₇），则按照同等奶油比重下，同比例计算，此处配置120L搅拌机1台即可。

5.卷起

前端一分为三形成三条面带，每条面带后配置一台瑞士卷成型机。已知前端每小时涂布方板面带长度74m，方板冷却进入甜点加工间后切割成的小面块长度320mm，则每条面带每小时可产生面块74/0.32=231（块），因此，每台成型机速率为231块/h，共3台。

6.切割

每台成型机后配置1台切割机，切割机速率与瑞士卷成型一致，231次/h，共3台。

7.包装

瑞士卷产品为装盒产品，在切割机切割完成后需要人工放托、装盒、装框。

泡芙生产工艺流程为：配料—搅拌—成型—烘烤—冷却—奶油注馅—（涂巧克力、冷却）—包装。

生产线配置原则：泡芙的品种也是非常丰富的，可以从外形上分圆泡芙和长条泡芙；可以从表面是否涂抹巧克力分原味泡芙和巧克力泡芙；可以从大小上分大泡芙和小泡芙；还可以从馅料不同口味分奶油泡芙、抹茶泡芙等。这里，与瑞士卷类似，产品形式千差外别，但制作工艺大相径庭，我们以原味泡芙（综合工厂里饼干类产品C₂）为代表来配置生产线。巧味泡芙（表面抹巧克力）只需要在原味泡芙产线基础上增加巧克力涂布机和冷却通道，这里不作详细介绍。

与前面饼干类生产线的规划一样，我们可以从成型-烘烤工序开始配置。产能较小的生产线配置里可以是充填机成型至烤盘里，然后自动进炉或人工进炉烘烤。但产能大的自动化生产线里一般将面糊直接充填在钢带炉钢板上，进炉烘烤，这里，我们配置连续性的自动化生产线。

生产工艺的各道工序产能衡算方法如下。

1.成型

在综合工厂的饼干类里介绍，C₂产品工艺参数基本信息如表5-26所示。

表5-26 泡芙工艺参数汇总表

若每天生产20h，面糊处理能力为30000×108/1000/20=162（kg/h）。

日产3万袋，每盒8个，则日产30000×8=240000（个），则每小时需生产240000/20=12000（个/h）。

在200家店规模的综合型工厂的半自动化生产线里，400mm宽充填机速率为0.5盘/min，每盘充填8次，则估算充填机每充填一次用时15s，因为有人工放烤盘等不确定因素的影响，人为降低充填机的速率。这里，自动化产线上，每5s充填一次，每小时充填机可充填3600/5=720（次），那么充填机的挤花嘴个数为12000/720=16.67≈17，即充填机配置1台即可，含挤花嘴17个。

2.烘烤

搅拌好的面糊直接充填挤注在钢带炉上，产品长宽尺寸为30mm×30mm，横向间隙设定为30mm，纵向间隙设定为100mm，计算出17列产品宽度为30×17+16×30=990mm，可以设定钢带炉有效烘烤宽度为1000mm。则每平方米（记为单位面积）的排布形式为17×7个，每个单元可摆放119个。

已知每个单元可摆放119个，则每小时成型单元数12000/119=100个。

（1）钢带炉满炉单元数 成型单元数/60×烘烤时间=100/60×18=30个；

（2）钢带炉有效烘烤长度单元数×单元长度=30×1000/1000=30（m）。

关于前端的充填设备，配置挤注式充填机1台，花嘴个数17个，洒水机1台。若距离钢带炉口2m放置充填，共2×2=4（m）。

综上分析，建议钢带炉总长为30+4=34（m），有效烘烤30m长，1m宽。

3.搅拌

搅拌机一般配置在充填机旁，每小时需面糊162kg。根据40L搅拌缸里满缸面糊质量18kg，每缸搅拌时长30min，每小时可完成两缸。若配置200L搅拌机，满缸面糊质量约90kg，则90×2=180（kg）＞162kg，即配置200L搅拌机1台。

4.冷却

出炉后通过输送带冷却，若在20℃温度下，冷却时长为30min。前端烘烤18min前进30m，那么冷却30min前进30/18×30=50（m）。这里冷却段运转速度与瑞士卷生产线不同，泡芙类产品是非连续性分布在输送带上，若冷却段输送带运转快于钢带炉，则每排产品间隙拉大，若冷却段输送带运转略慢于钢带炉，则每排产品间隙减小，但不能太慢，太慢容易堆积。此段输送带运输速度快慢决定了冷却输送带的长度，若场地面积大，可调快运转，从而拉开每排的间隙，为后段注馅留足充足的时间。

比如，若冷却段长度为30m，则每排间隙调整为30/50×100=60mm。那么后端需求注馅奶油频率为30×60/30×60/1000=3.6s，明显对注馅机注馅速率偏快，因而，我们这里选择与前端一致的运转速度。

冷却之后，泡芙皮通过输送带进入低温甜点加工间。

5.注馅

进入低温甜点加工间后，原味泡芙只需要注入奶油馅，为与前端产能匹配，挤馅速度也应设定5s/次，之后就进入包装。若表面涂抹巧克力，则在注入奶油馅后，接下来通过巧克力涂布机在每个表面涂抹巧克力，最后进入冷却通道让表面巧克力冷却凝固，之后进入包装，与原味泡芙一致。

6.奶油搅拌

已知每个注馅质量10g，则每小时需奶油面糊质量1530×8×10/1000=122.4（kg）。20L搅拌机，每缸馅料质量为11.6kg，每缸搅拌17min，每小时搅拌3次，若配置90L搅拌机，每缸馅料质量约50kg，则每小时可搅拌50×3=150（kg），即配置1台90L搅拌机可以。

7.包装

产品在注馅完成后，选用枕式包装机包装，成型速度为720×17/8=1530袋/h，则可配置包装机1台，速率为30袋/min，1800袋/h。

慕斯蛋糕主要由蛋糕方板和慕斯面糊组成，工艺流程为蛋糕方板制作、蛋糕方板切坯、慕斯面糊煮料、二次成型、速冻、装饰、包装。切坯一般过程为对方板修整平整，并用模具切割成所要成型慕斯蛋糕的形状。二次成型一般过程为慕斯面糊充填、放坯、慕斯面糊充填、水果或杂果夹心、放坯、慕斯面糊充填、装饰，不同产品成型工艺可能有差异，但基本是以上过程。

裱花蛋糕主要有蛋糕坯和奶油组成，工艺流程为蛋糕坯半成品、蛋糕坯切割、奶油打发、二次成型、裱花。二次成型过程一般为放坯、挤注奶油、放坯、挤注奶油、放坯、抹奶油及表面装饰。

生产线前段的慕斯蛋糕方板制作和蛋糕坯制作均为搅拌、成型、烘烤和冷却，属于蛋糕热加工车间，可以与瑞士卷蛋糕方板的制作以及泡芙皮的制作一起合并规划在常温蛋糕车间，而两者后段慕斯充填和奶油裱花均属于甜点低温加工间，可以与瑞士卷的抹馅卷起等成型工序以及泡芙的注馅一起合并规划在低温甜点车间。

慕斯蛋糕的形状各异，取决于充填模具，而且慕斯类产品很容易做长保质期产品，相对裱花蛋糕更易运输而销往各地，所以，这里，我们对慕斯蛋糕设计更大产能。不管是慕斯蛋糕还是裱花蛋糕，我们均以综合工厂西点类E₁产品（所用方板为B₁）和综合工厂蛋糕类产品A₂为例进行产线设计。一般情况下，蛋糕类产品8寸产量最大。

生产工艺的各道工序产能衡算如下所述。

1.搅拌

（1）慕斯蛋糕线 已知600mm×400mm蛋糕方板里，可以切割6块8寸坯体，每个慕斯蛋糕放3块，即1块方板可以用于生产2个慕斯蛋糕。

日产量10000个，则需蛋糕方板10000/2=5000（个）；

已知每块方板面糊质量1050g，则需面糊质量为5000×1050/1000=5250（kg）；

若每天生产20h，则每小时面糊质量为5250/20=262.5（kg/h）。

因此可配置300kg/h海绵打发系统1套。

（2）裱花蛋糕线 已知每个戚风蛋糕坯可用水平切割机切成三块，每个裱花蛋糕里放3块，即1个蛋糕坯可以生产1个裱花蛋糕。

日产量5000个，则需蛋糕坯半成品5000个；

已知每个蛋糕坯面糊质量为460g，则需面糊质量为5000×460/1000=2300（kg）；

若每天生产10h，则每小时面糊总质量为2300/10=230（kg/h）。

因此可配置250kg/h戚风打发系统1套。这里没有生产20h，主要是因为裱花蛋糕坯每日生产5000个，生产量不大，在自动化的专业工厂里，可不需满负荷生产，即选择一班次的最大化生产。

2.成型—烘烤

（1）慕斯蛋糕线 面糊搅拌完成后，通过举缸机提升至涂布机料斗内，与瑞士卷成型工艺相同，面糊直接涂布在焙烤纸上进入带式烤炉内烘烤。

若涂布宽度为600mm，在要求的方板厚度下每涂布400mm长，面糊质量1.05kg，则每1h涂布长度为300/1.05×400/1000=115（m）。

若烘烤时间为20min，则有效烘烤长度为115/60×20=38.33（m）≈39m。若在钢带炉前2m配置涂布机，则总长为39+2=41（m），烘烤宽度为涂布宽度+横向两边间隙=700（mm）（设定两边间隙各为50mm）。

（2）裱花蛋糕线(www.daowen.com)

①成型：面糊搅拌好后通过举缸机提升至充填机料斗内，充填完成后，通过输送带输送至自动进炉装置自动进炉，成型产能衡算过程具体如表5-27所示。

表5-27 成型产能衡算过程表

从表5-27可以看出，配置1台400mm宽充填机即可满足需求。

②烘烤：若为两盘横进隧道炉，有效烘烤宽度1300mm。已知每排可摆放5个。

满炉个数=生产产能/60×烘烤时间=543/60×45=408（个）；

满炉可摆排数，满炉个数/每排可摆个数=408/5=82（排）；

则烤炉长度=排数×（模具口径+间隙）=82×（203+20）=18286（mm）≈20m。

因此，有效烘烤长度为20m，烘烤宽度为1300mm（两盘横进）。

3.冷却

（1）慕斯蛋糕线 与瑞士卷方板冷却相同，方板出炉后通过冷却输送带，若在20℃温度下，冷却时长为20min，则冷却输送带为115/60×20=39（m）。

（2）裱花蛋糕线 蛋糕坯需要倒扣冷却，所以产品在出炉后，一般人工倒扣至网架上，已知每个600mm×400mm网架上可放5个，则每小时需网架543/5=109（个），冷却时间为100min，则冷却容量需求为109/60×100=182（盘）。

冷却塔技术参数配置计算如下所述。

①输送带宽：产品（带网架）以400mm方向进塔，横向两边各留30mm的余量，400+30×2=460（mm），设定输送带宽460mm。

②一层输送带长：

最小转弯半径为1.6×460=736（mm）（1.6为经验系数值）；

转笼直径：转弯半径的2倍，736×2=1472（mm）；

冷却塔直径：1472+460×2=2392（mm）；

一层输送带长为3.14×2392=7510.88（mm）。

③层数：可摆满网架排数：7510.88/（600+50）=11（排），50mm为每排之间的间隙设定，而满塔需摆放网架数182个，按照1×1的方式摆放，则满塔需摆放排数为182排。

层数：满塔排数/一层排数=182/11=16.5（层）≈16层，单塔8层。

④有效层距：根据产品高度，设定250mm。

⑤螺旋塔总高：基座高度+有效高度+顶层余量=800+8×（250+30）+500=3540（mm）。

⑥输送带长：一层长度×层数+前后水平输送带及张紧长度=7510.88×16+20000=140174（mm）≈141m。

综上分析可归纳出冷却塔技术参数如表5-28所示。

表5-28 冷却塔技术参数表

4.二次成型、（速冻）和煮馅（搅拌）

（1）慕斯蛋糕线

①成型：冷却之后，蛋糕方板通过输送带进入低温甜点加工间。

进入低温甜点加工间后，人工通过模具将方板切割成圆片，后端接慕斯成型线，产能衡算具体过程如表5-29所示。

表5-29 慕斯成型产能衡算过程表

即配置1条产能为570个/h的慕斯生产线。

②速冻：已知产品以2列进入，每个慕斯蛋糕直径203mm。

a.输送带宽：两边各留有30mm余量，所以输送带宽203×2+30×2=466（mm）。

b.一层输送带长：

转弯半径：2×466=932（mm）（2为经验系数值）。

转笼直径：932×2=1864（mm）；

速冻塔直径：1864+466×2=2796（mm）；

一层输送带长为3.14×2796=8779.44（mm）。

c.层数：

一层可摆满排数：8779.44/（203+30）=37（排），30mm为每排之间的间隙；

满塔需摆放排数：若速冻时长为2h，2列一排，则满塔需摆放排数为570/2×2=570（排）；

层数：满塔排数/一层排数=570/37=15.4（层）≈16层。

d.有效层距：根据产品高度，设定为250mm。

e.螺旋塔总高：

基座高度+有效高度+顶层余量=800+8×（250+30）+500=3540（mm）。

f.输送带长：

一层长度×层数+前后水平输送带及张紧长度=8779.44×16+20000=160471（mm）=161m。

综上分析：速冻塔技术参数如表5-30所示。

表5-30 速冻塔技术参数表

③表面装饰和包装：速冻完成后进行人工表面装饰和人工包装。

④在成型线旁配置煮馅机：已知每个慕斯蛋糕需慕斯面糊765g，则每小时需慕斯面糊570×765/1000=436（kg/h）。

若配置120L真空煮馅机，每10min可煮一次，每次可煮95kg，则每小时可煮面糊95×6=570（kg/h），即配置1台120L真空煮馅机即可。

（2）裱花蛋糕生产线 产品冷却后，由人工脱模，让模具回盘进入清洗间，蛋糕坯随输送带进入低温甜点加工中心。

①成型：进入低温甜点加工间后，通过水平切割机切割成3块，后端接抹坯裱花生产线，产能衡算具体过程如表5-31所示。

表5-31 裱花产能衡算过程表

从上表分析，需配置1条产能为543个/h的裱花生产线。

②包装：采用手工包装的方式。

③在成型线旁配置搅拌机：已知每个裱花蛋糕需奶油312.5g，则每小时需裱花奶油543×312.5/1000=170（kg/h）。

若配置90L搅拌机，每6min可搅拌一次，每次可搅22.5kg，则每小时可搅奶油22.5×10=225（kg/h），即配置1台90L搅拌机即可。

综上，拟建的冷藏冷冻蛋糕工厂的规划与设计以及设备配置、人员配置明细如表5-32、表5-33和表5-34所示。

表5-32 冷藏冷冻蛋糕工厂生产区域设备和人员配置明细表

续表

续表

表5-33 冷藏冷冻蛋糕工厂生产辅助区域设备和人员配置明细表

表5-34 冷藏冷冻蛋糕工厂生产辅助用房设备设施配置明细表

根据上表，可以预估新建工厂的总投资额约为：7600万元人民币，其中投资分配如下。

1.厂房土建工程（含水、电、消防三项的管网与线路及室内装修）

已知拟建工厂规划的各区域面积总和为10300m²，这是实际可使用面积，那么厂房基本可以按照12000m²来建设，如果每平方米的建造单价按2000元来计算，则厂房建设投资额约为：2400万元。

2.工厂主要生产设备

根据上表中各生产区域所列的生产设备明细以及每台设备的产能大小，综合考虑设备质量对产品质量影响程度（主要目的是为了决定选择进口还是国产）等各种因素，结合上述设备国产和进口的市场价格，可以预估生产设备投资金额约为4000万元。

3.工厂非生产功能的辅助设施

除了生产功能以外，一座工厂还需要配备有高低压电气、中央空调、净化系统、天然气、污水处理系统、监控系统、网络、通讯、门禁系统等九大辅助设施或系统，根据厂房总建筑面积及使用功能以及上述九大系统的市场价格，依经验可以预估所有辅助设施的总投资额约为1200万元。

冷藏冷冻蛋糕专业工厂平面图

最后，综合考虑产品制成工艺流程和人员动线，进行生产区域和生产辅助区域的合理布局，如图5-5所示。

图5-5 冷藏冷冻蛋糕专业工厂平面图