年产6000吨全脂乳粉工厂设计可行性研究报告

1 食 品 工 厂 课 程 设 计 年产 6000 吨全脂乳粉工厂设计 学 院 ： 海洋学院 专业班级 ： 食品科学与工程 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 陈忆凤 2010 年 12 月 2 目 录 1 项目论证 . 4 . 4 内乳粉行业生产现状 . 4 . 3 2 工艺流程 . 4 备流程图见附图一） . 4 . 4 3 物料衡算 . 5 . 5 . 7 . 7 4 设备选型 . 10 . 10 . 9 . 11 . 11 . 10 . 10 . 12 . 11 . 13 . 12 . 14 5 总平面及车间布置 . 13 间布置图见附图二） . 13 . 15 平面布置图见附图三） . 16 . 13 3 总 结 . 16 参考文献 : . 15 4 1 项目论证 品介绍 乳粉，就是以新鲜牛乳为原料，或者 以新鲜牛乳为主要原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，经杀菌、浓缩、干燥等加工工艺除去大部分水分而制成的粉末状产品。 内乳粉行业生产现状 目前，国内已有大小乳粉生产厂 500多家 。 乳粉的种类很多，根据乳粉原料和加工方法的不同，可以将乳粉分为以全脂乳粉、全脂甜乳粉、脱脂乳粉、婴儿配方乳粉、中小学生乳粉、中老年乳 粉、孕妇乳粉、免疫乳粉、降糖乳粉和营养强化乳粉等等，几乎涵盖了所有年龄段和人群。其中全脂甜乳粉占总量的一半左右，全脂乳粉和脱脂乳粉的生产量也较大，而其他配方乳粉的生产量则较小。 目建议书 址选择 及资源优势 乳粉厂选址于江苏省 镇江市新 区。 镇江新区位于长江下游南岸，镇江市的东郊。地理位置东经 11945 ，北纬 3211 。总面积为 方公里。镇江新区的行政管理机构是镇江新区管理委员会，代表镇江市政府对新区的工作实施统一领导和管理。新区下辖丁岗、大路、姚桥三个镇和大港、丁卯两个街道， 总面积 方公里。 苏南地区地处长江三角洲，长江三角洲是拉动中国经济发展的三驾马车之一，也是中国区域经济实力最强的地区之一；该地区以占全国 陆地面积， 人口，创造了全国 国内生产总值； 财政收入； 进出口总额。目前，长江三角洲已进入工业化中期阶段，资金、科技、人才积聚已达到快速发展水平。 镇江市属北亚热带季风气候的温暖亚带，四季分明，温暖湿润，热量丰富，雨量充沛，宜于多种作物的生长繁育，镇江市盛行为东北到东偏南向风，其平均风速偏大，常年平均 速米 ?秒，上半年风速比下半年大，冬末春初（ 2 4月）为全年最大。 镇江新区地处中国沿海沿江 “T” 型产业布局的结合点，位于万里长江与京杭大运河十字黄金水道的交汇处，正处在华东地区的中心区域。作为苏南地区唯一临江的省辖市开发区，镇江新区位于中国历史文化名城、古城镇江的东郊，东临上海、西接南京、北与扬州隔长江相望，处于上海经 5 济圈和南京都市圈的交叉辐射范围内。具有依托城市和港口的双重优势，区位交通优势十分独特。未来 5，随着镇江港口的扩建和多条国家级交通主动脉的陆续建成，镇江新区将坐拥长江中下游的亿吨大港，成为华东 地区的陆路联运中心和具有战略地位的交通枢纽。 品销路 目前，镇江的乳粉市场主要为外来进口，本土区域自产自销的乳粉产品 比较少，所以本产品销路即为 镇江市现辖京口、润州、丹徒三区 以及 代管 的 句容、丹阳、扬中三市。 定 产品方案 乳品厂原料为牛奶，在制定方案时必须综合考虑人们的生活、消费习惯，季节，奶源，销售等具体因素。乳粉是一个淡旺季销售不太明显的产品，但仍然会随着消费者的需求及天气变化等产生一定的淡旺季销售差距。 综合考虑并且 根据销售市场需求，定年产量为 6000吨。 2 工艺流程 粉 生产工艺流程 （设备流程图见附图一） 原料乳验收 预处理 预热、均质、杀菌 真空浓缩 喷雾干燥 出粉冷却 过筛 包装 检验 成品 作要点 料乳验收和预处理 原料乳的质量将直接影响成品质量的好坏，故必须严格控制其质量。 原料乳应符合无公害生鲜牛乳的生产技术规范（ 同时各项指标 （感官指标、理化指标和微生物指标） 要结合中国规定生鲜牛乳验收的条件。 原料乳必须新鲜，不能混有异常乳，比重应为 0 )，酸度不超过 20 T，含脂率不低于 乳固体不低于 杂菌数不超过 20万个 /毫升。合格牛奶要进行过滤和净化等处理。 原料乳的净化：原料乳经过净乳机净化后可除去大量的乳泥、脱落的乳房上皮组织等物，达到高度纯净的目的。 原料乳的标准化：标准化后的原料乳脂及与非脂乳固体之比应等于成品中脂肪与非脂乳固体之比。 原料乳的均质：均质时一般压力控制在 14 21度控制在 60为宜。二级均质时，第一级压力为 14 21二级均质压力为 350右。均质后脂肪球变小，从而可以有效地防止脂肪的上浮，并易于消化吸收。 6 热杀 菌 目的是杀死乳中微生物和破坏酶的活性 ，同时可提高牛乳的热稳定性和乳粉的香味 。 牛乳常见的杀菌方法有很多，具体应用时可根据产品本身特性选择不同的方法。 一般采用高温短时间杀菌法，或超高温瞬时间杀菌法。若使用片式或管式杀菌器，通常采用的杀菌条件为 80 85、保持 30 秒钟，或 95，保持 24秒钟。若用超高温瞬时杀菌装置，则为 120 150，保持 1 2秒钟。 空浓缩 原料乳经杀菌后，应立即进行真空浓缩。一般浓缩至原料乳体积的 1/4 左右 ，即乳固体含量 45%左右 。 浓缩的方法有：自然蒸发和沸腾蒸发，分为常压 蒸发和减压蒸发。由于牛乳属于热敏性物料，浓缩宜采用减压法。 浓缩设备，一般小型乳品厂多用单效真空浓缩锅，较大型的乳品厂则都用双效或三效真空蒸发器，也有采用片式真空蒸发器的。浓缩结束，浓缩乳应进行过滤，一般采用双联过滤器。 雾干燥 干燥是乳粉生产中很关键的一道工序，将直接影响最终产品的质量好坏。 喷雾干燥的方法有很多，应根据需要具体选择。 先将过滤的空气由鼓风机吸进，通过空气加热器加热至 130 160后，送入喷雾干燥室。同时将过滤的浓缩乳由高压泵送至喷雾器或由奶泵送至离心喷雾转盘，喷成 10 20 微米的 乳滴与热空气充分地接触，进行强烈的热交换和质交换，迅速地排除水分，在瞬间完成蒸发，干燥。随之沉降于干燥室底部，通过出粉机构不断地卸出，及时冷却。最后进行筛粉和包装。 粉、冷却 喷雾干燥室内的乳粉要求迅速连续地卸出及时冷却，以免受热过久，降低制品质量。乳品工业常用的出粉机械有螺旋输送器、鼓型阀、涡旋气封阀和电磁振荡出粉装置等。先进的生产工艺，是将出粉、冷却、筛粉、输粉、贮粉和称量包装等工序联接成连续化的生产线。出粉后应立即筛粉和晾粉。使制品及时冷却。喷雾干燥乳粉要求及时冷却至 30以下。目前一般采 用流化床出粉冷却装置。 量与包装 乳粉冷却后应立即用马口铁罐、玻璃罐或塑料袋进行包装。根据保存期和用途的不同要求，可分为小罐密封包装、塑料袋包装和大包装。需要长期保存的乳粉，最好采用 500 克马口铁罐抽真空充氮密封包装，保藏期可达 3 5 年。如果短期内销售，则多采用聚乙烯塑料袋包装，每袋 500克或 250克，用高频电热器焊接封口。小包装称量要求精确、迅速，一般采用容量式或重量式自动称量装罐机。大包装的乳粉一般供应特别需要者，也分为罐装和袋装。每罐重 克；每袋重 5千克。 7 3 物料 衡算 小时产量 计算 年产量为 6000吨 ,全年按 250天计算，每天 2班。 则 q 班 =6000/（ 2 250） =16 吨 /班 每班工作 4小时，则每小时产量为 2吨 /时 准化计算 准化定义及方法 我国标准要求牛乳中的脂肪含量不应低于 3 2，但由于奶牛的品种、泌乳期、季节、饲料以及喂养条件的不同，使原乳中的脂肪含量可能不符合国家标准，所以需要在加工前将它标准化。 标准化的具体计算方法： （ 1） 检测原料乳中的各项指标 (特别是原料乳的脂肪含量和水分含量 )。 （ 2） 根据我国全脂 乳粉质量标准规定，确定所要生产乳粉的各项指标的具体数值。 （ 3） 根据标准化原则，判断是提出还是加入稀奶油才能满足要求。 脂肪含量过高：将原料乳离心分离取出一定的脂肪，再将脱脂乳剩下的原料乳中。脂肪含量过低：将原料乳中加入一定量的稀奶油，使它达到标准化要求。 （ 4） 根据温度等条件确定脱脂乳与稀奶油的脂肪含量以及非脂干物质含量。 注：一般要求在分离时把稀奶油含脂率控制在 40左右，这样有利于各种乳制品的标准化工作，此外如果稀奶油浓度过高也会影响到乳的分离效果以及机器的寿命，因此以 40含脂率为宜。 （ 5） 最后根 据公式即可求得原料乳所需要提出或是加入稀奶油的质量。 分表 原料乳成分表 乳脂肪 蛋白质 乳糖 水分 灰分 非乳脂固体 注：非乳脂固体（ %） =蛋白质（ %） +乳糖（ %） +灰分（ %） 产品成分表 乳脂肪 水分 非乳脂固体 27% 3% 70% 标准乳成分 乳脂肪 水分 非乳脂固体 8 脂肪 (F)与非脂乳固体 (S)之比 (R) 原料乳 0 = 品 R =F/S =27%/70% =准化的方法：由于 R。 _R，说明原料乳中的脂肪含量偏高，需要标准化使之平衡。原料乳中的脂肪含量过高，所以要把部分原料乳进行分离，分离出的脱脂乳要加入原料乳中使它达到标准乳要求，而分离的稀奶油则另用容器贮存。 奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算 设定：当预热温度为 40时 脱脂乳含脂肪 E= 稀奶油含脂肪 0 脱脂乳中非脂乳固体： (100（ 100 ( 稀奶油中非脂乳固体： (100（ 100 (100( 吨原料乳应添加的脱脂乳 ( (R 1000=( 1000= 标准乳成分 脂肪含量： (1000 (1000+ =（ 1000 (1000+非脂乳固体： R= (脂乳需要分离原料乳 (G) 设：分离 (G 料乳可得到 (脂乳和 (奶油根据脂肪含量守衡可知： G 1 2 且 G=2 则 1 (=(=需要分离原料乳： G=2=0 64 吨原料乳可制得标准乳 (除的稀奶油 (一吨原料乳可制得标准乳： 000/ 除的稀奶油： 000一 00054=7 46 验 一吨原料乳中含脂肪量： 0 000 3 6 =36吨原料乳分离后得到标准乳中的脂肪含量： 1 992 54x 3 3=32 75 一吨原料乳脱去稀奶油中的脂肪含量： 2 46x 40 =2 98 结论： m1+算正确 9 艺工程物料计算 查阅资料得 各流程的损失率为：过 滤 净乳 杀菌 均质 过筛 水分蒸发率为：浓缩 48% 喷雾干燥 75% 设原料量为 时 ，则 W（ （ （ （ （ 1（ 1（ = 2 解得 W= 时 (1) 原料乳的质量为 （ 2） 取过滤的损失率 为 则经过滤后的质量为 （ = （ 3）取净乳的损失率为 则经净乳后的质量为 =（ 4）取均质的损失率为 则经均质后的质量为 = （ 5）取杀菌的损失率为 则经杀菌后的质量为 （ =（ 6）取浓缩的 水分蒸 发 率为 48%，则经浓缩后的质量为 （ 1 = （ 7）取喷雾干燥的 水分蒸发率 为 75%，则经喷雾干燥后的质量为 （ 1 =（ 8） 取过筛的损失率为 则经过筛后的质量为 （ =2吨 具体物料衡算流程图如下： 原料 乳验收 时 过滤 时 净乳 时 冷却 时 10 贮乳 时 均质 时 标准化 时 预热杀菌 时 真空浓缩 时 喷雾 干燥 时 出粉冷却 时 过筛 时 包装 2吨 /时 成品 4 设备选型 奶罐 根据物料衡算得，若想生产 2t/ 则原料量为 h，则按一天 8小时工作计，则一天贮奶量为 124t/d，经计算需要 d( 选用 上海瑞派公司的 个 ，其主要参数为： 项目 技术指标 设备名称 列室外储罐 厂家介绍 上海瑞派 机械有限公司 设备型号 体 总 高 (7850 罐 体 外径 (2700 进出口径 (51 电机 功率 (称 容积 ( L) 30000 11 设备重量（ 3720 料罐 根据物料衡算得，若想生产 2t/ 则原料量为 h，即 14880L/h。选用 安达市天宏乳品机械制造有限公司 生产的 个，其具体参数如下： 项目 技术指标 设备名称 配液罐 设备型号 备容积 5000L 工作压力： 内胆 常压 工作压力： 夹套 机功率 备高度 4200 直径 1500 衡罐 根据物料衡算得，若想生产 2t/ 则原料量为 h，即 14880L/h。选用 江阴顶红机械设备有限公司 生产的 5000L 平衡罐 3个，其具体参数如下： 项目 技术指标 公称容积 (L) 5000 工作压力 验压力 拌器转速 36r/热面积（ 料进出口（ 40 滤器 根据物料衡算得，若需要生产 2t/h 的乳粉 , 则原料量为 h，可以选用郑州玉祥机械设备有限公司的双联过滤器，其主要参数如下： 项目 技术指标 过滤面积（） 滤温度（） 100 使用压力 口管径 出口管径 12 外形尺寸 宽高 ) 1300 500 1300 乳机 根据物料衡算得， 若想生产 2t/ 则原料量为 h，即 14880L/h。选用江苏巨能机械有限公司的 主要参数如下： 项目 技术指标 机型 理量（ L/h） 15000 进口压力（ 口压力（ 机功率（ 22 质量（ 2300 外型尺寸（ 宽高 1950 1500 1960 质机 根据物料衡算得，均质量为 h。 选用上海申鹿 具体参数如下： 项目 技术指标 规格型号 塞根 3 额定流量升 /小时 4000 最大工作压力 0 连续工作压力 4 电源（ 40 重量（ 1800 外形尺寸 L W H(m) 1 式换热杀菌器 根据物料衡算得，若想生产 2t/ 则原料量为 h，即 14880L/h。选用 上海宣辰机械设备有限公司 具体参数如下： 规格 片换热面积 片尺寸 500 168 板片厚度 孔直径 38 13 接管直径 28 波纹形状 人字形波纹 平均板间距 组合换热面积 5 最大允许使用压力 2 最高允许使用温度 一般 120 160 特殊可达 250 传热系数 W/ 2000 6000 效蒸发浓缩器 根据物料衡算得，真空浓缩量为 h，经计算浓缩蒸发量为 1000 48%=h,选用 江苏科威机械有限公司 生产的 三效外循环真空蒸发器，其具体参数如下： 项目 技术指标 型号名称 发量 h 8800 耗气量 Kg/h 2200 外形尺寸（ LWH ） m 9 35 循环耗水量 T/h 40 蒸发温度 一效 85 90 蒸发温度 二效 70 75 蒸发温度 三效 55 65 真空度一效 空度 二 效 空度 三 效 缩比重 汽压力 雾干燥 根据物料衡算得，喷雾干燥量为 h，则喷雾干燥每小时蒸发的水分为 75%=h，即蒸发水分量为 6030kg/h。选用 常州市至尊机械设备有限公司 生产的 其具体参数如下： 项目 技术指标 型号 口温度 140控 14 出口温度 80雾形式 高速离心雾化器（机械传动或无极变频调速可供选择 水分蒸发量 kg/h 6500 雾化器转速 1000化盘直 径 据工艺要求确定 电加热最大功率 据工艺流程、场地条件及用户要求确定 干粉回收率 % 同上 占地长度 、宽度 m 同上 喷头吊装高度 m 同上 塔体高度 m 同上 塔体直径 m 6 注：水份蒸发量与物料特性，含固量及热风进出口温度有关。用度可根据当地能源选定加热方式，根据物料特性选择收尘，除尘方式。 该喷雾干燥设备带有流化床装置。 粉机 根据物料衡算得，筛粉量为 h，选用 安达市天宏乳品机械制造有限公司 生产的 粉机 2台，其具体参数如下： 项目 技术指标 设 备 名称 吊悬式筛粉机 厂家介绍 安达市天宏乳品机械制造有限公司 生产能力 1000Kg/h（奶粉） 筛网规格 20 目 电机功率 50 设备特点 适用于乳粉及其它粉状物料的筛选 ,筛细不筛粗，块状及颗粒状的物料适合用振动筛进行分级 装机 根据物料衡算，包装量为 2t/h， 最终选用 25选用河南郑州长宏机械有限公司供应的 空包装机 4台 ， 其具体参数如下： 项目 技术指标 电源电压 220V 50率 900w 热封功率（ 5s) 空室最低绝对压强 1封条有效尺寸 500 1215 每室热封条数 2 真空泵排气量 20 m3/h 包装速度 1分 真空形式及材质 不锈钢真空室 真空室尺寸（ L W H） 520 520 975形尺寸 （ L W H） 750 600 530包装尺寸（ L W H） 750 670 660 总平面及车间布置 产车间（车间布置图见附图二） 根据全脂乳粉生产的工艺要求，结合实际生产情况，需要以下建筑或构建物。 料仓库（室外贮奶罐） 用于新鲜牛乳的贮存，共有三个罐，每个罐容积 30000L 。 产车间 （ 1）生产流程车间 根据具体的生产工艺流程可分为前期操作车间， 包括：收奶间、预处理间、混料间、 化油间等。主车间包括 主车间 1（进行均质、净乳、杀菌等工艺流程） ，主车间 2（进行浓缩、喷雾、筛粉工艺） ，包装间紧邻主车间 2，以便直接进行成品包装。 （ 2）辅助车间 包括：检验室、水处理间、 辅料库、 包材库、周转箱暂存间、洗箱间等。 （ 3） 常温库和冷 库 与主要生产车间比邻，是存放加工、包装后的乳产品的区 域 。应 按照冷库设计的要求使用材料和安排布局 。 （ 4）公共设施 包括：配电间、更衣室（位于进入各个车间的必经之地，分左右男女更衣室，不同工段的工人可以分别从不同更衣室进入不同的生产车间，避免交叉污染）、办公室、值班室等。 间布置与结构 （ 1）设计排水沟尽量位于经常排污、排水设备的下面，保证车间排水通畅、每个排污口要安装防鼠网。 （ 2）设备与设备、设备与墙壁之间均要留出适当的空隙，不但可以保证操作方便，而且便于维修和清洗。 16 （ 3）更衣室位于车间入口处，工人先更衣，经洗手、消毒后方能进入车间。为保证 产品质量和车间卫生，工人进入车间必须保证工作服、工作帽、口罩、手套、胶鞋等统一规范，开始工作前有专人检查并记录。 平面布置基本原则（总平面布置图见附图三） （ 1）以方便生产为前提，符合车间生产程序，避免原料、半成品、人流的交叉污染。 （ 2）全建筑物采取南北朝向，利于通风、采光。 （ 3）配电房、锅炉靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房处于厂西北角，使生产车间处在其上风位置。 （ 4）通盘考虑全厂布置，填平补齐，力求合理、经济，并充分考虑全厂扩大生产。 平面设计说明 （ 1）生产区：包括成品库、 生产