乳品工厂设计

食品科学与工程专业食品工厂设计课程设计说明书题目：日处理95t鲜奶的脱脂奶粉生产车间设计姓 名 学 号 专 业 食品科学与工程 班 级 指导教师 学 部 食品与环境工程 黑龙江东方学院食品与环境工程学部目录第1章i产品方案及班产量的确定i第2章 工艺流程的确定及要点说明02.1 工艺流程02.2 操作要点02.2.1原料乳的验收02.2.2 乳的过滤02.4.3 牛乳的预热与分离02.4.4 巴氏杀菌12.4.5 真空浓缩12.4.6 喷雾干燥12.4.7 出粉与冷却22.4.8 筛粉与晾粉22.4.9 包装2第3章 物料恒算33.1 原料乳成分及产品成分33.1.1 原料乳成分33.1.1产品成分33.2 标准化计算33.2.1乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）33.3 一吨原料乳的物料衡算4第4章 生产车间设备选型54.1 生产设备54.2 生产设备一览表54.3 化验室设备6第5章 热量衡算85.1 各效蒸发水量85.2浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算85.3各效消耗蒸汽量8黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）第1章 产品方案及班产量的确定 本项目拟设计日处理95t鲜奶的脱脂奶粉生产工厂，通过AutoCAD根据食品工厂设计的要求设计日处理能力95t的鲜奶，验收后通过过滤，然后加温到3538即可进行分离。采用牛乳分离机经过离心分离操作，可同时获得稀奶油和脱脂乳。脱脂奶粉是以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾干燥而制成的乳粉，控制脱脂乳的含脂率不超过0.1%。本文是根据食品工厂设计的要求，利用AutoCAD绘制乳粉厂主车间工艺流程图和车间平面布置图。对于奶粉生产工厂，一般采用3班工作制，每天工作时间24h，每班工作12小时，除去清洗时间2h，实际每班有效工作时间工作时间为10h计，本设计描述了一个日处理奶量95t乳品厂主车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、耗水耗汽、清洗等等。关键词:脱脂乳粉；生产；车间；设计；8黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）第2章 工艺流程的确定及要点说明2.1 工艺流程原料乳验收过滤冷却贮存（4左右）预热牛乳分离(50)巴氏杀菌(80 15s) 贮存浓缩喷雾干燥乳粉冷却 （不超过30）筛粉与晾粉包装入库2.2 操作要点2.2.1原料乳的验收原料乳的质量情况直接影响各种产品的加工、产品质量及成本等问题，故原料乳的验收是极为重要的。对于原料乳的验收必须按照我国规定的生鲜牛乳收购的质量标准。验收的内容包括感官检验，酒精试验，乳温的测定，比重的测定，以及干物质、脂肪、酸度、微生物等项目的检验。收奶时间为5h（分上下午两次），则收奶能力为3005 =60 T/h，设计考虑在收奶间内设置两条连续收奶线（采用进口E+H流量计），每条能力为30 T/h。为更便于准确计量收奶量，另在室外配置一台20T电子地称用于鲜奶及其它材料的计量。考虑公休日（一天）鲜奶贮存及生产调配，贮奶设备选择3台100T室外贮奶仓。2.2.2 乳的过滤所谓乳的过滤就是将液体微粒的混合物，通过多孔质的材料（过滤材料）将其分开的操作。在牛乳方面用于除去鲜乳的杂质和液体乳制品生产过程中的凝固物。本工厂采用管式过滤器，目数在80目左右。2.4.3 牛乳的预热与分离牛乳预热温度达到50上下既可分离，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。牛乳的离心分离是藉牛乳分离机分离钵的高速旋转所产生的离心力,将比重不同的脱脂乳和稀奶油分开，分出的稀奶油储存在储罐中。配置6台3T/h牛奶分离机组成预处理生产线。2.4.4 巴氏杀菌脱脂乳中所含乳清蛋白（白蛋白和球蛋白）热稳定性差，在杀菌和浓缩时易引起热变性，使乳粉制品溶解度降低。乳清蛋白中含有巯基，热处理时易使制品产生蒸煮味。为使乳清蛋白质变性程度不超过5%，并且减弱或避免蒸煮味，又能达到杀菌抑酶目的，根据研究确定，脱脂乳的预热杀菌温度以80，保温15s为最佳条件。设计上选择1套能力为10t/h连续板式杀菌机组。2.4.5 真空浓缩乳粉生产常采用真空（减压）浓缩，浓缩的程度直接影响乳粉的质量，特别是溶解度。一般浓缩至脱脂乳的1/4左右，浓缩后入固形物含量在40%左右。本车间设计为三效降膜式蒸发器，蒸发温度为：一效蒸发温度 6872二效蒸发温度 5762三效蒸发温度 4652根据计算结果，采用一套蒸发能力为10t/h的三效降膜蒸发器，2.4.6 喷雾干燥干燥的目的是为了除去液态乳中的水分，使产品以固态存在。乳粉中的水分含量在2 %3.0%，在这样低的水含量下没有细菌能够繁殖，因此干燥延长了乳的货架期。大大降低了质量和体积，减少了产品的储存和运输费用。选用2200kg/h的喷雾干燥塔。喷雾压力：高压泵表压在16.024.0MPa。物料温度：6872.喷嘴孔径：直径在1.02.0mm，或更大。进风温度: 控制在160-180范围。干燥室温度：控制在70-90范围。排风温度：控制在75-85范围。乳粉水分：不超过3.0%.采用立式顺流压力喷雾,两级捕粉(旋风加布袋)形式,更利于脱脂奶粉的细粉回收。（回收率可达到99）2.4.7 出粉与冷却 喷雾干燥结束后，应立即将乳粉送至干燥室外并及时冷却，避免乳粉受热时间过长。受热时间过长会引起乳粉中游离脂肪的增加，严重影响乳粉的质量，使之在保存中容易引起脂肪氧化变质。乳粉的色泽，滋气味，溶解度同样会受影响。所以，在喷雾干燥以后，出粉和冷却也是一重要的环节。2.4.8 筛粉与晾粉一般采用机械振动筛，网眼40-60目，目的为了使乳粉均匀，松散，便于冷却。晾粉过程中，不但使乳粉的温度降低，同时乳粉表观密度可提高5%，有利于包装。 2.4.9 包装包装车间无污染，包装材料要适用于食品，应坚固、卫生、符合环保要求，不产生有毒有害的物质和气体，包装材料仓库应保持清洁，防尘，防污染。包装容器使用前应消毒，内外表面保持清洁。包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。因脱脂粉一般作为原料，所以包装一般采用塑料包装8。第3章 物料恒算3.1 原料乳成分及产品成分3.1.1 原料乳成分表3-1乳脂肪蛋白质乳糖灰分水分非脂乳固体3.6%3.2%4.7%0.7%87.8%8.6%注：非脂乳固体(%)=蛋白质(%)+乳糖(%)+灰分(%)。3.1.2产品成分表3-2乳脂肪水分非脂乳固体0.1%3%96.9%3.2 标准化计算3.2.1乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R） 乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R） 原料乳：R0=F0/S0=3.6%/8.6%=0.4186成品： R=F/S=0.1%/96.9%=0.001标准化的方法：由于R0R，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。3.2.2 稀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F1=0.1%；稀奶油含脂肪F2=40%脱脂乳中非脂乳固体：S1=(100-F1)/(100-F0)*S0=(100-0.01)/（100-3.6）8.6%=8.92%稀奶油中非脂乳固体：S2=(100-F2)/(100-F1)*S0=(100-40)/(100-0.01)8.6%=5.16%每吨原料乳应添加的脱脂乳：M1=(F0-R*S0)/(R*S1-F1)=44.37 Kg3.2.3 制脱脂乳M1需要分离原料乳G设：分离（G）原料乳可得到（M1）脱脂乳和（M2）稀奶油，根据脂肪含量守衡可知：G*F0=F1*M1+F2*M2，且G=M1+M2所以：M2=M1*(F0-F1)/(F2-F0)=44.37*（3.6-0.01）/（40-3.6）=4.38Kg则需要分离原料乳：G= M1+M2=44.37+4.38=48.75 Kg3.2.4 一吨原料乳可制得标准乳（G1）去除的稀奶油（G2）一吨原料乳可制得标准乳：1048.75/1044.37=1000/G；所以G=995.82 Kg去除的稀奶油：G2=1000-G1=4.18 Kg3.3 一吨原料乳的物料衡算已知：M0=1000kg。3.3.1 原料乳经预处理冷却贮存（损失率按0.5%计算）M0经标准化995.82 kg；M1=995.82*(1-0.5%)=990.84 kg3.3.2 标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按0.2%计算）M2=M1*(1-0.2%)=990.84*(1-0.2%)=988.86 kg3.3.3 浓缩后料液浓度取48%（损耗按0.4%计算）M3=988.86* 11.9%*(1-0.4%)/48%=244.17 kg3.3.4 喷雾干燥后，可得97%的奶粉（损耗按0.5%计算）M4= 244.17*48%*(1-0.5%)/97%=120.22 kg3.3.5 出粉、冷却、包装（损失率按0.2%计算）M5=M4*(1-0.2%)*120.22=120.22*(1-0.2%)=119.98 kg3.3.6 理论出粉值1000*12.2%/97%=125.77 kg3.3.7 出粉率实际出粉值/理论出粉值=119.98/125.77=95.40%第4章 生产车间设备选型4.1 生产设备通常上、下午两次收奶，第一次连续工作三个半小时，占全天收奶量的60%，即收奶180t。第二次工作三个小时，占全天收奶量的40%，即收奶120t。所以收奶设备选型应以第一次为准：收奶设备需要的小时处理能力为：根据计算每天生产奶粉25t/d，每小时生产奶粉能力为。则每小时生产奶粉1130000g/h每袋500g每天生产袋49720袋，则包装机选择为每小时处理2t/h。4.2 生产设备一览表表4-1 日处理300吨鲜奶生产脱脂乳粉的生产工艺设备表：序号编号处理能力或型号设备名称数量单价功率kw1E10160T 奶车52E10230T/h,36m奶泵3500033E10330T/h 80目双联过滤器240004E10430T储奶罐2450005E10530T/h流量计235000.16E106 30M2板式换热器2300007E107100M3奶仓32000008E10820T/h奶泵2600039E20915T/h,85-15S巴氏杀菌机组11000001210E210 脱脂 3T/h分离机62000001911E212 4000L平衡缸2800012E20610T/20m奶泵16000313E301 10T/h三效降膜式蒸发器18000000401415E302E30310000L10T/20m浓奶缸奶泵11200006000316E304双联过滤器1400017E305SRH2000-25高压泵125000218E306 蒸发量1200kg/h 喷雾干燥系统1500000015序号编号处理能力或型号设备名称数量单价功率kw19E306-1空气过滤器4250020E306-24-72-No10C-1250进风机14500221E306-4塔体12000022E306-5旋风分离器11500001523E306-6袋滤器18001024E306-7G4-73No11D-1450排风机14500225E306-99-26No4.5A流化床风机1122627E306-10E306-129-19No4A空气换热器1流化床风机2215528E306-14振动流化床1529E306-15振动筛12500330E306-17罗茨风机1531E306-18星型出粉阀132E306-194-68No3.55A冷却风机1533E3111M3集水箱1150034E31220T/h,36M清洗回水泵265005.535E400全自动CIP系统11536E401500L,316L浓酸碱缸12000037E40255L/min浓酸（碱）泵15000338E4035000L酸罐12500039E4045000L碱罐12500040E4055000L热水罐12500041E4065000L清水罐12500042E40720T/h,36M清洗泵140000343E4082mm过滤器18004445E409E4108M220T/h,36M2T/h板式换热器清洗回泵131200040000346E510包装机196万元354.3 化验室设备表4-2化验设备明细表序 号型号或制造图号名 称规格及技术数据数 量单 价1FA2004精密天平FA2004260002台式天平215003SX-4-100马福炉SX-4-100130004四联电炉四联215005101-3-B烘箱101-3-B150006GZX-DH400-S培养箱GZX-DH400-S150007KDN-2C定氮仪160008毛氏离心机离心机毛氏离心机148009单列四孔水浴锅单列四孔1150010毛氏抽脂瓶1200011手提高压锅手提2180012测纸箱硬度计测纸箱1180013测薄膜测薄膜180014721分光光度计7211150015BR-1杂质度搅拌器BR-123500 第5章 热