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年产 10 十万 液态奶 生产 设计

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黑龙江东方学院毕 业 论 文 （设 计）题目：年产十万吨液态奶生产厂的设计学生姓名李绍航学 号10202115专 业食品科学与工程（乳品工程）班 级2010级（1）班指导教师张俊山学 部食品与环境工程答辩日期2014年5月17日黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书姓名李绍航学号10202115专业班级乳品工程2010级（1）班毕业论文（设计）题目：年产10万吨液态奶生产车间设计毕业论文（设计）的立题依据 该产品适应市场对高档乳制品的需求，有着广阔的市场前景，投放市场后深受消费着欢迎，已取得良好的经济效应和社会效益。该产品上市，不仅能巩固我公司的市场地位，也可以为本企业树立良好的市场形象。 主要内容及要求：本文内容主要包括：产品设计方案，工厂仓库计算，工艺方案详述，设备介绍，主车间平面设计说明。论文的要求有：（1）对项目规模和建设内容作总体规划，并对产品加工生产的工艺方法、产品结构、产量和设备进行设计；（2）对工厂公用系统及辅助设施进行设计以及设备选型、技术经济分析等；进度安排2014年2月24日选题2014年2月24日2014年5月17日接受指导老师的指导2014年2月24日3月3日拟定论文大纲3月4日3月12日搜集、查阅、整理相关资料3月13日2013年4月18日初稿形成4月19日4月21日初稿审定4 月22日4月25日第一次修改4月26日4月28日第一次审定4月29日5 月5日第二次修改5 月6日5月8日定稿5月9日5 月16日论文评阅小组评审论文（设计）5月17日毕业论文（设计）答辩学生签字：指导教师签字：年 月 日黑龙江东方学院本科毕业论文（设计）年产10万吨液态奶生产厂的设计 摘要本设计是年产10万吨液态奶的生产厂的设计。首先，根据国内外市场资源和动态，结合产品自身特点，提出建厂设计说明书；其次，确定产品方案并进行物料恒算，同时进行工艺设计，根据工艺要求和计算结果进行设备选型，选型要符合设备选型原则；再次，对厂区平面布置进行设计，对各生产工序进行劳动力计算，进行劳动定员；另外，对生产车间进行水、电、汽的估算。最后，本设计还做了必要的技术经济分析，通过AutoCAD表现食品工厂设计布局，绘制生产车间平面图、工艺流程图。关键词：鲜奶；杀菌方式；工厂设计 Annual production capacity of 100,000 tons of liquid milk production plants are designedAbstractThe design for a dairy plant with processing 100,000 tons liquid milk per year. First of all, in accordance with domestic and international market resources and dynamics, combined with the characteristics of products, the plant design specification; Secondly, the identification of products and materials program Constant operator, process design at the same time, according to process requirements and the calculation results of equipment selection, selection of equipment to comply with the principle of selection; Third, on the factory layout design, production processes of the labor, the labor quota; In addition, workshops on the production of water, electricity and gas estimates. Finally, the design also do the necessary technical and economic analysis, the performance of food through the AutoCAD layout of plant design, drawing production plans, process flow diagram.Keywords: Fresh milk; sterilization methods; plant design-I-黑龙江东方学院本科毕业论文（设计）目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 乳品工艺概貌11.2 设计依据21.3 设计意义21.4 设计内容2第2章 工艺流程确定及论证32.1 产品和产量的确定32.2 液态奶的工艺流程设计及要点说明42.2.1 巴氏杀菌乳生产工艺流程42.2.2 超高温灭菌乳生产工艺流程52.2.3 超巴氏灭菌乳生产工艺流程52.3 主要工艺说明62.3.1 原料乳的验收62.3.2 脱气62.3.3 净乳62.3.4 冷却72.3.5 暂存72.3.6 预杀菌72.3.7 标准化72.3.8 预热72.3.9 均质82.3.10 巴氏杀菌82.3.11 超高温灭菌82.3.12 超巴氏灭菌92.3.13 无菌灌装92.3.14 CIP清洗9-2.3.15 包装102.3.16 装箱入库102.3.17 检验合格出厂10第3章 厂区平面设计113.1 厂址的选择113.1.1 自然条件资源113.1.2 水源、能源113.1.3 自然资源情况113.1.4 劳动力与动力123.1.5 小结123.2 总平面设计基本要点123.3 总平面设计方案123.4 车间平面布置图13第4章 物料衡算144.1 工艺设备配置方案144.1.1 设备配置衡算144.2 标准化计算144.2.1 原料乳成分144.2.2 产品成分144.2.3 在原料乳中添加乳脂肪配成标准乳154.2.4 稀奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算154.2.5 每吨原料乳应添加的脱脂乳154.2.6 标准乳成分154.2.7 制脱脂乳需要分离原料乳154.2.8 十吨原料乳值得标准乳去除的稀奶油154.2.9 十吨原料乳的物料衡算154.2.10 原料乳经预处理-冷却-贮存（损失率按0.5%计算）164.2.11 标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按2%计算）16第5章 热量不衡算及主要设备选型及原则175.1 原料乳冷却阶段、预热、均质、超高温灭菌175.2 热交换设备传热过程175.3 原料乳冷却阶段热量衡算175.4 预热、均质、超高温灭菌阶段热量计算175.5 设备选型原则185.6 设备选型18第6章 公共系统与辅助部门206.1 生产辅助车间设施206.1.1 收奶、化验、仓库等生产性辅助设施206.1.2 供水系统206.1.3 排水系统206.2 供气系统216.3 供电系统216.3.1 供电要求和相应措施216.3.2 车间配电原则226.3.3 车间配电设计226.4 生产及辅助车间设施226.4.1 原辅材料库226.4.2 水处理间226.4.3 主生产车间226.4.4 成品库房226.4.5 化验室226.4.6 机修车间236.4.7 仓库236.4.8 车间生活设施23第7章 劳动组织247.1 生产车间人员配置247.2 辅助生产及管理人员配置24第8章 环境影响分析及污水处理268.1 环境影响分析及治理措施268.1.1 环境影响分析268.1.2 治理措施268.2 污水处理26第9章 投资估算与财务分析279.1 建筑成本核算279.1.1 设备工具及购置费279.1.2 其它费用（土地费、人员培训费、勘察设计费）279.2 产品成本估算289.3 非固定成本289.4 生产总成本299.5 利润、利润率、投资回收期计算及风险分析299.5.1 利润299.5.2 利润率299.5.3 投资回收期299.5.4 不确定分析29结论30参考文献31附录32致谢33年产十万吨液态奶生产厂的设计第1章 绪论1.1 乳品工艺概貌目前液态奶的消费主要集中在大城市和发达地区，在受到居民收入水平和奶源紧缺限制的前提下，逐步向城镇发展，呈现一种梯度发展的趋势。由此看出我国奶业发展还有很大的消费潜力和相当大的发展空间。从中国液态奶的现状来分析，液态奶在迅速发展的奶业中起了先导作用。长期以来，液态奶的发展速度缓慢，但近几年随着消费者的保健意识不断加强，对乳品的需求量逐年递增，而消费者的首选就是液态奶。从中国液态奶的现状来分析，液态奶在迅速发展的奶业中起了先导作用。长期以来，液态奶的发展速度缓慢，但近几年随着消费者的保健意识不断加强，对乳品的需求量逐年递增，而消费者的首选就是液态奶。随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，老百姓对乳制品的需求必将不断增长。国家要在奶牛的育种、繁育、饲养、加工等科技进行更多的投入。从中国液态奶的现状来分析，液态奶在迅速发展的奶业中起了先导作用。长期以来，液态奶的发展速度缓慢，但近几年随着消费者的保健意识不断加强，对乳品的需求量逐年递增，而消费者的首选就是液态奶。实现饮奶快乐。近年来国务院把奶业作为重点产业加以发展，并在优势产业地区做出了部署。我们要抓住有利时机，站在奶业发展大局上，加强协调配置，充分整合相关资源，正确引导消费，规范市场管理，普及科学饮奶知识，阻止和克服不健康、不科学的误导与歪曲，把奶业引向产、加、销一体化的持续发展。瞬间超高温灭菌技术(UHT)，不会受到牛奶保鲜期短的限制，拥有优质奶源的地区可以将牛奶运往南方牛奶消费大的市场。主要是由于超高温灭菌奶货架期长，包装多样化，保存和携带方便。近年来，中国奶业迅猛发展，在质量不断优化的基础上更加安全便利。乳品行业中液态奶的发展特别引人注目，并已成为市场较大和增长较快的品种。从我国奶源的区域分布上看，主要集中在东北、华北、西北；南方和沿海经济发达地区奶源很少。国际上看牛奶的引用已非常普及，不仅出现在早餐桌上，而求是很多休闲场合中的健康饮品，相信随着牛奶包装技术和质量的不断提高，液态奶的市场会更加完善，再加上便于携带和引用方便，可以让更多消费者能够“取之即得，得之即饮”。1.2 设计依据本设计是根据黑龙江东方学院食品与环境工程系教研室下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题年产10万吨液态奶生产厂设计。项目建成后，准备跟农场长期合作，使其为我厂提供鲜奶，作为我厂稳定的奶源。1.3 设计意义东北是我国重要的老工业基地，随着中国经济的进一步发展，人们生活水平的不断提高，提升乳品加工业水平，生产丰富、优质安全的乳制品对于振兴东北工业，具有极其重要的意义。消费者对乳制品的需求也日益增加，并呈现出高品位、质量的要求，这对企业提出了更高的要求。另外根据实际消费市场进行的全面调研、分析，总结市场的需求信息，针对普通消费者，也会有更营养，简便，经济的乳制品新品。同时，增加就业机会，并带动相关产业的发展。本项目建成后，将运用先进的管理手段，严格的卫生与质量控制标准，为人民生活提供优质安全的乳制品类产品，满足人民生活的需要。1.4 设计内容（1）液态奶厂的工艺流程及论证：巴氏杀菌奶和超高温灭菌奶两个品种的生产。（2）物料衡算：以原料乳以及成品作为物料衡算的依据，衡算的数据作为设备选型及能源配备的依据。（3）主要设备热量衡算及设计：系统的设备选型及热量衡算。（4）主要设备选型：奶仓、奶泵、巴氏杀菌机组、超高温机组、包装机等。（5）劳动组织设计。（6）辅助部门设计。（7）公用系统设计。第2章 工艺流程确定及论证2.1 产品和产量的确定本液态奶生产车间设计规模为年产10万吨液态奶，计划生产两种产品巴氏杀菌奶和超高温灭菌奶，根据目前市场液态奶发展现状、市场需求等因素进行可行性研究，做这三个种产品，虽然产品单一，但产量很大，生产速度快，投资成本低。想要有可喜的效益回收，最重要的就是必须要同时满足不同的地区，不同的人群，达到销售面广，运输范围大，市场广等优点。食品厂全年的设计生产按336天计算，每月按28天计算，每天的生产班次为3班计，年产量10万吨，日产量334吨，月产量8350吨。每天三班生产，有效生产时间20小时，平均每小时生产16.7吨。生产规模、产品设计情况见表2-1表2-1产品设计情况名称年产量(吨)月产量（吨）日产量（吨）巴氏杀菌乳无菌乳超巴氏杀菌乳4万吨 3万吨 3万吨334025052505133.6100.2100.22.2 液态奶的工艺流程设计及要点说明2.2.1 巴氏杀菌乳生产工艺流程图2-1 巴氏杀菌乳生产工艺流程图2.2.2 超高温灭菌乳生产工艺流程图2-2超高温灭菌乳生产工艺流程2.2.3 超巴氏灭菌乳生产工艺流程图2-3超巴氏灭菌乳生产工艺流程2.3 主要工艺说明2.3.1 原料乳的验收选择合适的供应商，确定原料来源，分别按照原材料的检验标准进行检验，检验合格后方可使用。工厂化验员严格按照要求亲自从奶车上采样，准确进行检测。感官检测要求不得有肉眼可见杂质，原料奶进厂温度不得高于4，滴定酸度1418T，5(体积分数)酒精试验阴性，滋气味正常，细菌指标合格（菌落总数2.0106cfumL），亚硝酸盐、铵盐、尿素、盐、碱、糖、淀粉、双氧水、抗生素等有害物质不得检出。项目指标检测方法相对密度（20/4） 1.027按GB/T5413.33检验脂肪3.1按GB/T5413.3检验蛋白质2.8按GB/T5009.5检验非脂乳固体8.1按GB/T5413.39检验酸度 12-18按GB/T5413.34检验杂质度 4.0按GB/T5413.30检验表2-1 原料乳主要的理化指标和检测方法表2-2 原料乳主要的微生物要求及检测方法项目指标检测方法菌落总数2000000按GB4789.2检验2.3.2 脱气牛乳刚刚被挤出后含5.57的气体，经过贮存、运输和收购后，一般其气体含在10以上，而且绝大多数为非结合的分散气体。这些气体对乳品加工的影响很大，所以脱气是很有必要的，去除原料乳中所带有的异味，使原料奶有良好的品质。2.3.3 净乳原料乳验收后必须净化。其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量，可以采用过滤净化或离心净化等。简单的粗滤是在受乳槽上装有过滤筛网并铺上多层纱布进行。进一步过滤则采用双联过滤器，滤布应经常清洗灭菌。脱除乳中毛、泥土等机械杂质及其表面微生物，脱出一部分体细胞及气体。本方案采用的是离心净乳机净化。离心净乳是利用乳在分离钵强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。使用离心净乳机可以显著提高净化效果，有利于提高制品质量。离心净乳机还能将乳中的乳腺体细胞和某些微生物除去，净乳机放在粗滤之后，冷却之前。本设计中牛乳先经过双联过滤器，然后再经过净乳机，从而实现原料乳的净化。2.3.4 冷却经过净化的原料乳立即冷却到4左右，以抑制细菌的繁殖。乳中的微生物的数量随着贮存时间的长短和温度高低而变化。牛乳挤出后微生物变化可以分为四个阶段，即抗菌期、混合微生物期、乳酸菌繁殖期、酵母和霉菌发育期。在抗菌期内，乳中含有抑制微生物繁殖的抗菌物质，使细菌的繁殖受到抑制。在本项目中，冷却使用板式热交换器，将原料乳迅速冷却到4以下泵入贮乳罐中储存。2.3.5 暂存为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳的贮存量，在该项目中，为保证连续生产以及储料的需要，贮奶设备选择6个60吨的奶仓。室外奶仓配有适当的搅拌机构，定时搅动液体，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均匀。2.3.6 预杀菌预杀菌的重要作用是防止脂肪和蛋白质被嗜冷菌产生的耐热性酶所降解。但一般巴氏杀菌乳保存的时间很短，不会发生明显的由这些酶造成的降解，除非原料乳中的嗜冷菌数量非常高。此外，在一个相当高的温度下进行预杀菌，使得相当一部分乳脂酶被灭活，从而使均质化的牛乳在加工中可以采用略低的巴氏杀菌温度。2.3.7 标准化标准化的目的是保证产品中含有规定的脂肪含量，但每个国家间标准变化很大。通常低脂乳含脂率为1.5，常规乳为3，但也有含脂率低到0.1或0.5的3。2.3.8 预热原料乳在均质之前进行预热的目的有：(1)初步杀死大部分的细菌和致病菌，使杀菌更彻底，以保证食品的安全性，提高成品的贮藏性。(2)抑制酶的活性，以免成品产生脂肪水解，酶促褐变等不良现象。(3)控制乳的温度在55-65，使均质效果更好。根据以上几点，确定牛乳的预热温度为60。2.3.9 均质所谓均质，就是借助均质机的剪切力和压力作用使牛乳高速通过狭缝，在湍流与气穴的联合作用下打碎乳中的脂肪球，是脂肪球的平均直径变小，数目变多，表面积增加，从而增大脂肪球的相对密度，以减缓脂肪球的上浮趋势。均质处理不仅增加了牛乳的稳定性，还使牛乳更易消化吸收，提高了乳的营养价值，并改善了口感。在生产中均质是将乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。目的是为了防止脂肪的上浮分离；提高微粒聚集物的稳定性；并改善牛乳的消化、吸收程度。均质可以是全部的也可以是部分的。牛奶全部均质后，通常不发生脂肪球絮凝现象，脂肪球相互之间完全分离。总之，均质处理改变了牛乳的化学和物理结构，其主要影响是：使脂肪分布均匀，不形成乳脂层；改善牛乳色泽和风味，提高产品感官价值；在酶凝固干酪生产中，加快凝固过程；降低乳脂肪的氧化敏感性；使牛乳易受光线的影响，产生一种“日照味”；降低了蛋白质的热稳定性。因此在灭菌乳生产过程中，均质必须在最后阶段进行，否则高温灭菌时蛋白质有可能凝聚，从而导致牛乳包装过程中的蛋白质沉淀3。2.3.10 巴氏杀菌乳中的细菌是引起乳败坏的主要原因，也是影响乳质量与保质的重要因素。通过杀菌可消除或抑制细菌的繁殖及解脂酶和过氧化酶的活性。巴氏杀菌是为了使乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结核菌都被杀死。本设计中巴氏杀菌乳杀菌采用85，15s。由于受热时间短热变性现象很少，风味有浓厚感，无蒸煮味，营养价值无变化。处理能力为133.6吨天。2.3.11 超高温灭菌超高温瞬时灭菌是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135137，在这一温度下保持一定的时间可以达到商业无菌的水平。超高温瞬时灭菌方式的出现，大大改善的灭菌乳的特性，不仅使产品从颜色的味道上得到了改善，而且提高了产品的营养价值。因此，本设计中UHT乳的采取的灭菌条件为137， 5s。原奶或调配好的原料由暂存缸蹦入UHT灭菌机进行灭菌,灭菌工序包括原料乳的预热,均质,UHT保温灭菌,并根据杀菌机的结垢情况进行中间清洗或最终清洗。以上操作均在一个板式式换热器和均质机组成的密闭系统中,按设备预先设定好的程序连续进行。经超高温灭菌后的物料被直接送给无菌灌装机进行灌装。处理能力为100吨天3。2.3.12 超巴氏灭菌ESL乳并不是一个新产品，实质上是延长了货架期的巴氏杀菌乳。但ESL乳消毒方式并没有特殊的规则，也可以是特殊的超巴氏消毒（138保持2s）。这点虽然和UHT乳的消毒方式相似，但ESL乳不要求在无菌环境下包装，所以产品并不处于完全无菌状态。因此ESL乳产品在贮存、运输和销售整个过程中需要一个低温环境。处理能力为100吨天。2.3.13 无菌灌装无菌灌装设备包括灌装机灭菌、包材灭菌、无菌输送、无菌灌装、封合成型、打印生产日期等。灌装机灭菌、包材灭菌、灌装、封合成型、打印生产日期均由自动灌装机在机器内自动完成。包材通过特定温度、一定浓度双氧水达到灭菌效果。灌装机灭菌按设定程序进行，以达到灭菌效果。灌装必须确保在无菌条件下进行，计量准确，封口可靠，成形完好，喷码清晰。灌装温度控制在20以下，正常灌装时按千分之一比例随机抽样置于37条件下做保温实验。成品进入26冷库贮存3。2.3.14 CIP清洗UHT灭菌乳生产所用设备自原料乳收购工序起，至无菌灌装封合工序止，均采用CIP清洗方式进行清洗消毒，清洗程序由中央控制室控制。包括水洗、碱洗、酸洗、水洗、杀菌器清洗。CIP清洗装置作为不分解生产设备，又可用简单操作方法安全自动清洗系统，几乎被引进到所有的食品饮料及制药等工厂使用。CIP清洗装置不仅能清洗机器，而且是还能控制微生物繁殖的清洗方法。CIP清洗装置有以下优点：(1)能使生产计划合理化及提高生产能力。(2)与手洗相比较，不但没有因作业者之差异而影响清洗效果，还能提高其产品质量。(3)能防止清作业中的危险，节省劳动力。(4)可节省清洗剂、蒸汽、水及生产成本。(5)能增加机器部件的使用年限。2.3.15 包装包装的目的在于防止污染和氧化，使成品能保持较久，便于运输与携带。采用500g塑料袋简易包装要比瓶装成本低，劳动强度轻。巴氏杀菌奶用200ml玻璃瓶装，超高温奶用纸盒包。2.3.16 装箱入库装箱入库工序包括产品装入外箱(特别是巴氏奶要低温保存）、装上运输车送至仓库等。箱体平整、美观，打包带对称均匀。2.3.17 检验合格出厂成品由检验员根据产品标准要求，对产品进行有关感官、理化、冲调性、复原乳酸度和微生物指标进行检测。检验合格后方可出厂。第3章 厂区平面设计3.1 厂址的选择3.1.1 自然条件资源本厂规模较大，必须选在交通便利，奶源丰富的地方，并且很好的经济枢纽带，所以我选择设在双城开发区，交通便利，奶源稳定安全，市奶牛存栏达到12万头。双城，交通发达，京哈、拉滨两条铁路和同三、京哈、哈吉、哈大四条公路穿境而过，距哈尔滨国际机场仅30公里，松花江主航道通过永胜、临江两个乡，并且在临江乡的三家村设有船站，水、陆、空交通便捷，区位优越。3.1.2 水源、能源水源与排水：必须有充足的水源，且保证水质符合饮用水的标准。地势地形应使排水通畅，确保厂区的卫生条件，工厂排水符合环保法，不得危害周围环境。乳品厂生产时，需要大量的水，因而最好要在靠近有水源的地方。或在有供应自来水的地方。乳品生产时又有大量废水及少量的废渣，废液需向外排放，因而要在排污公共设备附近，以免污染周围环境。能源：要考虑原料供应的来源，时期及数量，质量等方面问题。乳品厂以鲜奶为主要原料，因而选择厂址的时候要做奶源调查，尽量使乳品厂靠近奶源，减少运输设备。3.1.3 自然资源情况双城市属黑龙江省第一积温带。双城市的粮食综合生产能力已稳定在30亿斤左右，粮豆薯总产连续多年居全省之首，2005年，全市粮食产量达到35.2亿斤，总产、单产均创历史新高。畜产品总量达73万吨，其中鲜奶产量60万吨，成为全国鲜奶产量第一大县。农业产业化经营取得重要进展。2005年底，全市奶牛存栏达到22万头，家禽饲养量1800万只，肉牛饲养量40万头，生猪饲养量100万头，全市已建成畜牧业专业村61个，建设牧业小区33个，畜牧业规模经营比重达到30%。双城市三面靠水，松花江位于北部，流经四个乡镇，流程全长 65公里，拉林河围绕南、西边境，流经七个乡镇，沿我市流程全长135公里。双城市水资源由两部分组成，地表水和地下水。地表水资源一部分为境内地面径流量，另一部分为过境的江河水。地下水资源比较丰富，全市可开采的地下水资源总量为1.83亿立方米，年开采量为0.3亿立方米，占可开采量的16.4。3.1.4 劳动力与动力劳动力：乳品厂应靠近劳动力源。而且要考虑劳动力的闲忙季。动力：厂址应有靠近高压电源。乳品厂一般要求连续生产，不能停电，这样需要有二路高压电源，同时也要考虑燃料供应方便些。3.1.5 小结综合上述要求，该乳品厂初步拟定设计在双城市，因为这里近几年经济发展迅速，生活水平也提高。而且交通运输很方便。3.2 总平面设计基本要点在进行车间工艺布置时，应根据以下原则进行：（1）要有总体设计的全局观点。（2）设备布置要尽量按工艺工艺流程的顺序来做安排，但有些特殊设备可按相同类型设备作适当集中，务必使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。（3）在进行生产车间设备布置时，应考虑到进行多品种生产的可能，以便灵活调动设备，并留有相当的余地，以便更换设备。（4）生产车间与其他车间的各工序要相互配合，保证物料运输通畅，避免重复往返。（5）必须考虑生产卫生和劳动保护。（6）应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。（7）可以设在室外的设备，尽可能设在室外，上面可加盖简易棚。（8）根据生产工艺对品质控制的要求，对生产车间或流水线的卫生控制等级要进行明确的区域划分和区间隔离。（9）严格执行 HACCP、ISO14000、GMP的规范性。（10） 要对生产辅助用房或空间留有充分的面积。3.3 总平面设计方案厂区占地面积、根据风向和地势等布置各部门位置、绿地、建筑物、道路，厂区占地面积60000规则长方形，东西向约200m，南北向约300m，场地设计标高42-45m，全年主导风向为南风，因此将公用设施锅炉房等布置在厂区北面。厂区设两个出口，南端为主出入口，为成品及煤炭、煤渣、原料及辅助材料出入口。北端为辅助出入口,为人流出入口。本厂利用一些不规则地形和沿厂区道路种植适合本地生长的常绿乔木，栽种草皮，既清新空气又美化环境。厂区主要建筑的占地面积见表3-1。表3-1 主要建筑工程一览表序 号工程名称面 积 ()1生产车间160002动力中心24003水处理车间16004仓储物流中心80005车库30006办公楼40007后勤服务中心70008绿色场地（绿色天然草坪）180003.4 车间平面布置图车间平面布置图见图1-1。第4章 物料衡算4.1 工艺设备配置方案通过物料平衡计算，可确定单位时间内生产过程主要原辅材料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量。物料衡算的另一目的是依据计算数值，经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺布置和工序劳动力的安排等。4.1.1 设备配置衡算a.日生产能力 334吨/天（一年按300天记）b.年生产能力 100000吨/年 c.日收鲜奶 1.01340吨/天=343.4（平均每吨产品耗奶1.01吨）4.2 标准化计算选用质量优良的原料乳必须进行逐车逐批验收，验收时对原料乳进行嗅觉、味觉、外观、尘埃、温度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白质、全乳固体、细菌数等进行严格检验，必须符合下列要求：(1)采用健康母牛挤出的新鲜自然乳汁。(2)不得使用产前十五日内胎乳和产后七天内的初乳。(3)具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味。(4)酸度不超过18T。(5)要求乳脂肪3.1,蛋白质2.8,非脂乳固体8.1。4.2.1 原料乳成分表4-1原料乳成分乳脂肪蛋白质乳糖灰分水分非脂乳固体3.63.24.70.787.88.6注:非脂乳固体(%) = 蛋白质(%)+ 乳糖(%)+灰分(%)。4.2.2 产品成分表4-2 标准乳的成分脂肪非脂乳固体水分3.38.688.14.2.3 在原料乳中添加乳脂肪配成标准乳乳脂肪（F）与非脂乳固化（S）之比（R）原料乳乳脂肪与非脂乳固体之比R=F/S=3.5%/8.1%=0.432成品乳乳脂肪与非脂乳固体之比R=F/S=3.1%/8.1%=0.383RR，可见原乳中脂肪含量偏高，必须自原乳中提取稀乳油或向原乳中添加脱脂乳才能达到标准的成分。本设计在原料乳中添加脱脂乳。4.2.4 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，脱脂乳含脂肪汽 F1= 0.01%；稀奶油含脂肪 F2=40%脱脂乳中非脂乳固体：S1100-F1/100-F0S0100-0.01/100-3.68.6%8.92% 稀奶油中非脂乳固体：S2100-F2/100-F1S0100-40/100-0.018.6%5.16%4.2.5 每吨原料乳应添加的脱脂乳M1F0-RS0 /RS1- F1100082.50kg4.2.6 标准乳成分脂肪含量：F标10003.6 %M10.01%/1000M13.3%非脂乳固体：S标F标/R8.6 %表4-3 标准乳成分乳脂肪非脂乳固体水分3.3%8.6 %88.1 %4.2.7 制脱脂乳需要分离原料乳设：分离（Gkg）原料乳可得到(M1kg)脱脂乳和(M2kg)稀奶油根据脂肪含量守衡可知。GF0M1F1M2F2 且 GM1M2 可知：M28.14kg G90.64kg4.2.8 八吨原料乳值得标准乳去除的稀奶油标准乳：1090.64 /1082.50800/ G1 G19925.4kg去除稀奶油：G2800- G174.6kg4.2.9 十吨原料乳的物料衡算已知：Mo=10000kg4.2.10 原料乳经预处理-冷却-贮存（损失率按0.5%计算） M0 -经标准化9225.4kg； M1=9925.4(1一0.5 %)=9875.8kg4.2.11 标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按2%计算）M2 = M1(1一0.2%)=9875.8(1一0.2%)=9856.0kg第5章 热量不衡算及主要设备选型及原则5.1 原料乳冷却阶段、预热、均质、超高温灭菌乳的加工过程中对乳及乳制品进行冷却、预热、杀菌、蒸发、结晶和干燥等均须通过热交换设备来完成。在原料乳的加工过程中，主要有以下四种杀菌形式：（1）低温长时杀菌法，即63，保温30min；（2）中温瞬时杀菌法，即7275，保温15s；（3）高温短时杀菌法，即8595，保温5 10min；（4）超高温瞬时杀菌法，130150， 15s。目前，牛奶生产上多采用中温瞬时杀菌法，经长期实践证明，效果良好；超高温瞬时杀菌不但使牛乳杀菌后处于无菌状态，而且还能保持牛乳原有的营养成分。本厂采用处理能力为25000L/h的板式热交换器，牛乳密度为1020 kg/m，比热容3. 95kJ/(kg)，局部总传热系数K值取5000W/（)。5.2 热交换设备传热过程乳品加工中的预热、杀菌、冷却等操作，其目的各不相同，而其实质都是较热的物体将热量传递给较冷的物体，这种过程称为热交换过程或传热过程。传热设备称为热交换器或换热器，用于杀菌时称为杀菌器。参与传热过程的两种流体称为载热体(或介质)，热量的热流体称为热载体(或加热介质)，而温度较低、接受热量的冷流体称冷载体(或冷介质)。牛乳的杀菌设备中，蒸汽或热水是热载体，牛乳是冷载体4。我们现在使用的热交换设备属于间接热传递方式，即热载体通过传热壁将热量传递冷裁体而实现的。5.3 原料乳冷却阶段热量衡算Q=V c t =25000 1020 3.95 32/1000 =3223200KJ/h5.4 预热、均质、超高温灭菌阶段热量计算相同处理能力板式热交换器(25000L/h)用于乳的热处理，管式热交换器也是由不锈钢制成的4。其温度变化如下：(1) 通过热交换使进入的冷乳从4预热到75，可利用部分冷凝水的能量；(2) 巴杀后的乳于75离开热交换器，进行均质，然后通过热交换使其加热到135；(3) 通过热交换器使加热过的乳从135冷却到90，即将能量传到冷却乳中；(4) 然后用冷水使乳从90冷却到2030，灌装。计算如下：(1) 475(热交换)得到的热量为：71 25000 3.95 1.02=7151475KJ/h(2) 75-135(热交换)得到的热量为：60 25000 3.95 1.02=6043500 KJ/h因此总的热负荷为：7151475 + 6043500 = 13194975 KJ/h 5.5 设备选型原则从设备的设计选型上，可以反映出设计工厂的先进性和生产的可靠性。因此在设备的工艺设计和选型使应考虑如下原则：1. 必须满足生产工艺要求，保证产品产量和质量。2. 选用的设备要生产效率高，耗能低，且结构紧凑，占有空间及地面小，操作劳动强度低，清洗维修方便，安全可靠。3. 所选用的设备应满足食品生产卫生要求，易清洗拆装，不对食品造成污染。4. 能充分利用原料，耗能低，效率高。5. 应尽量选用通用设备，标准定型设备以及实践证明有效的品牌设备。6. 设备的结构应合理，所选用的材料能适应各种工作条件（温度，压力，湿度，酸碱度等），在真空，压力，浓度，时间，速度，流量，液位，计数和程序等参数的监控方面应有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式4。5.6 设备选型合理的选择生产设备可以充分发挥设备的生产效率，节省投资，提高产品质量，生产设备选择不当可能既浪费投资，又达不到预期的产品质量;设备的选择还会影响基建的投入和设施的布置。食品卫生通则(CAC/RCPI-2003)以及食品企业通用卫生规范(GB14881-2013)中还对食品企业的设备选择有专门的规定，是设备选择必须遵循的行业性法规。它主要对设备的卫生方面有特别的要求，选择设备时必须严格遵守4。计算出三种产品的单位产量见表5-1表5-1产品单位产量名称日产量（T）单位产量（m3/h）单位产量(L/h)巴氏杀菌乳133.66.56485.4无菌乳100.24.94864.1超巴氏杀菌乳100.24.94864.1 根据生产能力选择匹配的设备,生产线主要设备的使用情况见表5-2表5-2生产线上主要设备编号设备型号规格数目E101奶 车20T5E102收奶泵20T/h2E103双联过滤器SUS30420T/h2E104板式换热器BR0720T/h2E105脱气罐WTTQ20T/h2E106奶仓40T5E107离心泵20T/h3E108流量计RXDC20T/h2E109离心分离机DHC/DRY-45020T/h2E201均质机GJB20T/h3E202巴氏杀菌机组BR16-PUT-13C20T/h2E203列管式超高温灭菌设备LH4A52E204全自动塑料袋灌装机BZD170-20010000袋/h2E205全自动枕式灌装机CFD-810000包/h2E206CIP工作站32M/h1第6章 公共系统与辅助部门6.1 生产辅助车间设施6.1.1 收奶、化验、仓库等生产性辅助设施(1)液态奶生产的第一个环节就是收奶。收奶间要有一个适宜的验收计量、及时处理、车辆回转和容器堆放的场地，要配备磅秤、容器和原料乳前处理系统。 (2)化验室是通过感官、物理、化学、微生物等检验原料奶的场所。化验室要配备双面、单面化验台；药品橱；支撑台；通风橱等设施。另外，化验室要求通风采光好、生活整洁、排气方便，化验室要置于下风口，精密仪器不宜受阳光直射。为防止高温季节工作室闷热，可安装空调。由于用电仪器较多，化验室要多设电源插座。感官评定理化检测微生物检测硝酸盐检测，在此化验室应设车间出口处，方便生产过程的理化检测，感官评定及微生物检测。对原料乳产品质量从车间到入库全程检测控制5。(3)乳品厂是物料流量较高的企业，所以车间的原料库、成品库等都占有很大的比例。起到很重要的作用。原料库多数系短期贮藏，用常温库；如果是较长时间贮藏要用冷风库，温度要视物料对象而定。成品库要考虑出货方便，可使用铲车、托盘。堆放是要注意附加荷载。车间内的冷库属于生产性冷库，它的容量要根据生产的需要来确定。另外产品的外包装也是非常重要的利用包装引起消费者注意，并注明重量、成分、用途及食用方法等5。(4)机修间承担液态奶厂机修任务可设厂部机修部门和车间机修部门。车间机修工负责车间的日常运营和维护，如：水电、车间设备的调试等5。6.1.2 供水系统供水系统一般分为消防供水系统、生活及一般性生产用水供水系统、工艺及特种水供水系统、锅炉供水系统及冷却循环水供水系统等。6.1.3 排水系统排水管道可分为以下几种。（1）生产污水管用于排放生产过程中被化学物质、机械杂质污染的水。（2）生产废水管用于排放生产过程中用过但未受污染或仅被轻微污染的水。（3）生活污水管用于排放卫生器具等排出的水。（4）生活废水管用于排生活废水。（5）雨水排放管用于建筑物屋面、道路、堆场、绿化等地的雨、雪降水的排放。6.2 供气系统全年用汽量主要包括生产车间的用气量、辅助部门用汽量及生活用汽量等6。生产设备蒸汽耗量：0.8MPa，4t/h，则每日用汽量4t/h20h=80t，由于用汽量不稳定，及考虑冬天取温用汽，实际选型时选2台6t烧煤锅炉，一用一备。（1）生产车间用汽量包括生产工艺用汽量，暖风、热工、给排水等特殊专业工种的用汽量，采暖和空调用汽、热水用汽以及其他干燥用汽。（2）辅助部门用汽量主要包括实验室、保温仓库的用汽量。（3）生活用汽主要包括浴室、洗衣房、食堂、办公室、宿舍等的用汽量。6.3 供电系统6.3.1 供电要求和相应措施 负荷随季节变化较大，大中型厂宜设两台变压器供电，以适应负荷的剧烈变化。 用电性质属类负荷，一般采用单电源供电，但乳品厂供电不及时将造成原料变质，可采用双电源供电。 某些车间内水、汽多，湿度高，所以供电线路及电器应考虑防潮。 为减少电能损耗和改善供电质量，厂内变电所要接近负荷高度集中的地方。 随着机械化水平不断提高，用电设备也会逐年增加，配电设施要有一定发展余地。6.3.2 车间配电原则 配电装置的防护性能要适应环境特征。 车间内部的动力和照明电源应分开。 配电装置应留有一定的备用容量、备用回路。 配电装置的保护应互相配合、以保证可靠性和选择性。 车间内的启动、控制设备按情况可集中控制或分散控制、当工艺设备许可时优先选择直接启动方式6。6.3.3 车间配电设计食品工厂的供电系统包括厂区的外线供电系统、全厂的变配电系统、车间内电器设备的配电系统、厂区及室内的照明系统，以及电器设备的防护修理等相关服务部门7。变电所供电能力：5300千伏安，变压器台数2两台变压器功率：800KVA+1250KVA生产生活用电已分开：生活用电基价0.92元/度，生产用电0.7元/度 生产生活用电分配为（生活:生产=1:8）平均用电基价0.7元/度生产生活功率消耗：最大为120000度/年。最小为80000度/年，平均为100000度/年6.4 生产及辅助车间设施6.4.1 原辅材料库存放生产用的辅料及包装材料。6.4.2 水处理间提供液态乳生产配料用的净化水。6.4.3 主生产车间前处理杀菌液态奶处理灌装包装6.4.4 成品库房存放生产成品。6.4.5 化验室原辅材料的检验及车间成品的理化指标和微生物的检测化验室一般包括化验操作间精密仪器间，细菌培养间，无菌室和贮藏间。一般品质监控室要包括从原材料开始的各项原料、中间产品、终产品的质量检测、产品的跟踪检测，以及随时随地对产品进行抽检的监控人员和设备，也包括化验室和研发中心。常见的质量检测有蛋白、脂肪、乳固体等用于牛奶的标准化、抗生素的检测、酸度及PH值的检测和流变学测定等。还应设立常规产品的研发，用于新产品的试制实验以及工厂出现问题时的研究探讨，需要配置小型的生产用加工设备8，如半凯式定氮仪，索氏脂肪抽提装置，分析天平，干燥箱，干热灭菌器，湿热灭菌器，符合检验标准的离心机，无菌操作室，微生物培养箱，蛋白质测定装置，杂质度过滤机，不溶度指数搅拌器，酸度计等。6.4.6 机修车间负责全厂的维修业务。设厂部机修部门和车间机修部门。车间机修工负责车间的日常运营和维护，如：水电、车间设备的调试等。6.4.7 仓库仓库在全厂建筑面积中占有较大的比重，包括：原材料仓库产品库扩包材库、设备库等。原材料库要在各种原料的日或周需要量和生产储备天数的基础上留有适当余地。成品库的大小取决于产品的产量和周转期。在建造仓库时，还要充分考虑到各种货物的性质，如是否需要冷冻、温度和湿度要求、包装规格、堆放方式等。要对各种情况有较确切的估计，满足生产要求8。6.4.8 车间生活设施为了卫生需要及方便，车间内的更衣室、卫生间应分散附设在各部门内靠近人员出入口。卫生间设施的卫生标准应符合国家规定。办公室应布置在靠近人流出入口处，其面积与管理人员数及机构的设置情况有关，办公室宜靠近厂房布置，应满足采光，通风，隔音等要求。更衣室与浴室为了适应卫生要求，食品工厂的更衣室宜分散，附设在各生产车间或部门内靠近人员进出口处，对乳粉厂应设除尘，消毒室。从事直接生产乳粉的工人应是上班前进行风淋消毒。卫生间，食品工厂内较大型的车间，特别是生产车间，应考虑在车间内附近设厕所，以利生产工人的卫生。卫生间设施的卫生标准应符合出口食品厂库最低卫生要求。应有排臭，防蝇措施，应有洗手池，洗手液，热风吹干8。第7章 劳动组织7.1 生产车间人员配置预处理每班30人:中控室3人，统计核算1人，混料机6人，投料6人，收奶6人生产现场11人：中控室3人，巡视3人包装36人：核算记录兼入库6人，接奶6人，取样6人，热封6人，封口6人，码拍6人。备注：三条生产线路，三班轮换制，每班工作8小时。生产车间人数共计216人。7.2 辅助生产及管理人员配置辅助生产人员见表7-1表7-1辅助生产工人数工种班制男工女工总人数最大班人数锅炉房2102126配电房24263机修间16288冷机房24263水泵房24263运输队28084原辅料库22242成品库22242总计40145431厂区管理人员配置表7-2表7-2管理人员数工种班制男工女工总人数最大班人数厂部13144技术部14266设备科12133财务科12244供销科11221616保卫科14044总务处12244质检科11233食堂264105总计36165247最大班人数指得是同一时间在厂的最大可能人数8计算公式 ；最大班人数=两班制的总人数/2+一班制的数全厂总人数=生产车间人数+辅助生产人数+管理人数 =216+54+52 =322第8章 环境影响分析及污水处理8.1 环境影响分析及治理措施8.1.1 环境影响分析本项目主要污染源及污染物为生产过程中冲刷管道、地面产生的废水和锅炉炉渣及设备运转产生的噪声。为确保生产场区内卫生和对周围环境不产生影响，必须对废水、废渣和噪声进行无公害处理。8.1.2 治理措施.废水治理管道冲刷废水和生产车间地面冲刷废水采用暗排方式，通过暗渠排入污水处理厂统一处理后排放。.废渣治理与本项目有关的只有在锅炉运转时产生一定量的锅炉炉渣，可及时外运，用作填路等。.噪声治理本项目噪声主要来源于设备运转等。各噪声源离厂界最近点50米左右，且都用隔房隔离，对厂界的影响可减少至54.5dBC(A)，符合城市区域环境噪声标准和工业企业厂界噪声标准中类区标准的要求9。8.2 污水处理采用组合处理法，单一一种方法处理污水都有一定的缺点，组合处理法对污水处理可以进一步提高工作效率、节能，可以适应污水性质和排放特点。污水用生物法处理前采用沉淀、过滤等方法可减少污水浓度，用化学法降低污水中的酸碱度、去除金属离子，在采用生物法使污水中呈溶解、胶体状态的有机物转变为稳定、无害的物质。废水排放系统要坚持“清污分流”。雨水经收集后，直接排放；生产、生活污水排入污水处理厂。在污水处理厂处理前增加调节池，并在二沉池后增加蓄水池，确保在非农灌季节废水不外排。要进一步拓展废水综合利用途径，确保全年废水均能全部综合利用，不得设置废水排放口10。第9章 投资估算与财务分析9.1 建筑成本核算表-建筑成本核算表项目内容占地面积（）单位造价（元/）投资额（万元）生产车间标准生产厂房1600015002400办公楼综合楼40001000400后勤服务中心员工生活区、食堂7000900 630动力中心配套设施、厂房24002000480水处理中心配套设施、厂房32002000640仓储物流中心原辅料仓库成品库房80001200960车库厂房300080024绿色场地场地平整、绿化道路等180005090总计 600005354 K1 = 5354万元9.1.1 设备工具及购置费国内根据设备制造厂提供的现行价格估算，非标设备按重量估算。用于购置各种设备、工具和器具的费用 K2 =30000万元11。9.1.2 其它费用（土地费、人员培训费、勘察设计费）按照轻工业工程固定资产投资估算编制办法进行估算。1. 土地费：200万元2. 人员培训费、勘察设计费为200万元，共计K3=400万元固定资产总投资为：K = K1+K2+K3=35954万元9.2 产品成本估算根据工艺专业提供的数据12，价格由建设单位提供和市场调查确定，产品成本见表9-2表9-2产品成本名称数量价格鲜奶110000吨4000元/吨水22080吨2.0元/吨汽247.5吨350元/吨电10000度0.82元/度包材3000000个0.12元/个主要原料消耗：鲜奶 K1=10.1万吨4000元/吨=40400万元 水 K2=2.21万吨2.0元/吨=4.42万元 汽 K3=247.5吨350元/吨=8.66万元 电 K4=10000度0.82元/度=8.2万元 包材 K5=3000000个0.12元/个=36万元总计 K1+K2+K3+ K4+K5=40457.28万元9.3 非固定成本根据规定：轻工业专用设备折旧年限为816年，取设备使用年限为15年14折旧费：全厂固定资产总投资为35954万元,设固定资产净残值率为原投资的5%，工资及福利费：本项目人均工资水平30000元/年，职工人数322人，职工福利费按工资总额的28%计提15，项目年工资及福利费1101.24万元。年折旧率 =