日产100吨果肉型酸乳工厂毕业设计.doc

日产日产 100 吨果肉型酸乳工厂毕业设计吨果肉型酸乳工厂毕业设计 目 录 摘摘 要要 I Abstract II 第第 1 章章 绪绪 论论 1 1 1 酸乳工业概貌 1 1 2 设计依据和意义 1 1 2 1 设计依据 1 1 2 2 设计意义 2 1 3 设计指导思想及特点 2 1 3 1 设计指导思想 2 1 3 2 设计特点 3 1 4 设计内容 3 第第 2 章章 工艺流程确定及论证工艺流程确定及论证 4 2 1 产品及产量的确定 4 2 2 工艺流程确定 4 2 3 工艺论证 5 2 3 1 工作发酵剂的制备 5 2 3 1 1 技术要求 5 2 3 1 2 制备方法 5 2 3 2 果肉型酸奶的制备 5 2 3 2 1 收奶 5 2 3 2 2 原料乳的净化 6 2 3 2 3 原料乳的标准化 7 2 3 2 4 配料 7 2 3 2 5 过滤 7 2 3 2 6 预热 7 2 3 2 7 均质 7 2 3 2 8 杀菌 7 2 3 2 9 冷却 8 2 3 2 10 接种发酵 8 2 3 2 11 添加果肉 8 2 3 2 12 灌装 8 2 3 2 13 后熟 8 2 3 2 14 包装 8 2 3 2 15 保温实验及检验出厂 9 2 3 2 16 成品 9 第第 3 章章 厂区平面设计厂区平面设计 10 3 1 厂址的选择 10 3 1 1 自然条件资料 10 3 1 2 水源 能源 10 3 1 3 政治经济与交通 10 3 2 总平面设计方案 11 3 3 车间布置的基本原则 12 第第 4 章章 物料衡算物料衡算 14 4 1 原料乳及产品成分的要求 14 4 1 1 原料乳成分 14 4 1 2 成品乳的成分 14 4 2 标准化计算 14 4 2 1 从原料乳中直接标准化 在线标准化 配成标准化乳 14 4 2 2 在原料乳中添加乳脂肪配成标准化乳 15 4 3 车间物料平衡计算 16 第第 5 章章 热量衡算热量衡算 18 5 1 原料乳冷却阶段热量计算 18 5 2 预热 均质 超高温灭菌阶段热量计算 18 第第 6 章章 主要设备选型主要设备选型 20 6 1 生产设备流程简介 见附图 1 20 6 2 设备选型说明 20 6 2 1 设备选择原则 20 6 2 2 生产设备的选型 20 6 2 3 工厂设备安装与调试 22 第第 7 章章 公共系统与辅助部门公共系统与辅助部门 23 7 1 生产及辅助车间设施生产及辅助车间设施 23 7 1 1 化验室设施 23 7 1 2 研发室设施 24 7 1 3 乳品工厂仓库的设计 24 7 1 3 1 原料仓库的设计原料仓库的设计 25 7 1 3 2 包装材料库的设计包装材料库的设计 25 7 1 3 3 成品库的设计 25 7 1 4 乳品工厂机修车间的设计 26 7 2 给排水系统 26 7 3 给汽系统 26 7 4 供电系统 27 7 4 1 供电要求及相应措施 27 7 4 2 电负荷计算 27 7 4 3 供电系统 28 第第 8 章章 劳动组织劳动组织 29 8 1 生产车间人员配置 29 8 2 辅助生产及管理人员配置 29 第第 9 章章 环境影响分析及废水处理环境影响分析及废水处理 30 9 1 环境影响分析 30 9 2 废水处理 30 第第 10 章章 经济技术分析经济技术分析 32 10 1 项目投资指标 32 10 2 年生产总成本指标 32 10 3 全厂总投资 33 10 4 年产品收入估算 33 10 5 利润及利润率 33 10 5 1 利润 33 10 5 2 利润率 34 10 6 投资回收期 34 结结 论论 35 参考文献参考文献 36 附附 录录 37 致致 谢谢 38 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 0 第 1 章 绪 论 1 1 酸乳工业概貌 牛奶是天然营养食品 含有人体需要的几乎所有营养物质 奶业的发展关系到改 善人民食物结构 提高生活质量 增强身体素质 因此 世界各国 特别是发达国家 都非常重视奶业的发展 随着社会的发展和消费水平的提高 消费者在 健康 概念的 引领下对食品营养的认知更全 营养价值要求更高 由于益生菌产品是以活菌形式提 供饮用 它能在肠部起到调节和维持肠道菌群的平衡 抑制有害菌群的作用 所以酸 乳成了消费者的新宠 据英国某调研公司调查发现 欧共体国家对益生菌产品的消费 每年都有 17 左 右的增长 在日本 欧洲 活性乳酸菌类饮料在乳制品中的比例高达 80 在北美也 有 30 而根据国内某家权威公司最新统计 目前国内乳品市场主要以纯奶和奶粉为 主 酸奶仅占整个乳品市场份额的 15 左右 其中乳酸菌奶饮品 包括乳酸菌的老大 哥太子奶在内 还不到 5 但是发展速度非常快 在国外成熟的乳品市场 酸奶的 比例一般会达到 40 左右 抛开其他因素不考虑 从数据比较来看 国内酸奶市场潜 力巨大 着眼于未来乳品市场必将是价格 质量等多元化竞争 本设计即是对中小型 酸乳生产企业的规划设计进行探讨 在近两年 全球酸奶的增长率为 23 左右 而白奶的增长还不到 10 在中国更 加明显 经过几年的飞速发展 在近两年的增长有了明显的下滑 由以前的 30 以上 下滑到 26 左右 但是酸奶每年还在以 30 以上的增长在高速发展 部分品项的酸奶 达到 40 以上 其中 果肉型酸乳的销量更是以惊人的速度在上涨 2 1 2 设计依据和意义 1 2 1 设计依据 省食品工业协会与省经贸委联合组织专家对我公司研发的搅拌型果肉酸奶进行了 新产品鉴定 审阅了鉴定资料 听取了研发工作者技术总结报告 实地考察了生产现 场 品评了样品 经充公讨论 形成了如下意见 一 提交鉴定的文件 资料齐全 数据可信 操作规程及质量保证体系完善 可 以 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 1 指导生产 二 该产品经省乳制品质量监督检验站检测 各项指标均符合 GB2746 1999 酸 牛奶 国家标准 三 该产品选用无抗鲜奶 果肉块 接种发酵 添加果肉块灌装而成 产品色泽 均匀 粘稠适中 口感细腻滑润 风味饱满 稳定性好 是一种信用安全 营养丰富 的高档乳制品 该产品达到了国内同类产品先进水平 四 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 受消费者欢迎 已取得良好的经济效益和社会效益 1 2 2 设计意义 近年来 随着人们物质生活水平的提高 饮食结构也在悄悄地发生变化 乳品从 过去的昂贵的营养品逐渐变成当今老百姓饭桌上的日常消费品 而其中的酸奶 更是 以惊人的速度在增长 面对如此好的乳业发展形式和日益激烈的竞争趋势 我公司要 想在市场上保持龙头位置 有效抵御外来品牌的入侵 就必须不断的细分市场 不断 的开发中高档乳品新品 为此 经过严密的市场调查 2010 年 公司将开发系列搅拌 型酸奶 该产品定位于中高档产品 目标消费人群为白领阶层 尤其是白领丽人 和 少年儿童 该产品工艺特殊 再加上不同口味的果肉搅入 故其集良好的口感和健康 营养于一体 更配上时尚方便灵巧的包装 完全满足白领一族和少年儿童对美味和美 感的追求 市场前景非常乐观 其成本控制在 1 5 元 杯 250 克 市场售价为 3 5 元 杯 以每天最低 消费量 100 吨计算 其利润为 4173 826 万元 年 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 1 3 设计指导思想及特点 1 3 1 设计指导思想 本文只研究了系统的项目规划中的前三个阶段 即 概念阶段 研究阶段 设计 阶段 而第四个阶段即实施阶段没有探讨 其中涉及到的主要内容有发展研究 总体 规划 方案设计 设施布置等 本文对项目规模和建设内容作了总体规划 并对果肉型酸乳加工生产的工艺方法 产品结构 产量和设备进行了设计 从而为厂区布置时确定面积 设施布置提供依据 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 2 陈述了项目平面布置设计的方法 并进行了优化布置 同时对工厂公用系统及辅助设 施进行了设计以及设备选型 经济技术分析等 1 3 2 设计特点 本工厂选址于安达市东部 环境优美 交通便捷 厂区总体设计合理 尤其在车 间设计中 将主生产车间置于厂房中部 各辅助设施分布于主车间四周 使整厂设计 紧凑 同时最大限度降低管道 物料输送距离 节约能源 综合考虑了生产工艺和经济技术等因素 对不同工段的生产设备进行选型 设计 冷库 原辅材料库 化验室和研发室等辅助设施 对果肉型酸乳制品生产进行全程监 控 确保该产品的安全性和质量稳定性 采用 公司 基地 农户 的经营管理模式对工厂生产进行组织和管理 合理劳动定 员 实行两班制生产 从企业可持续发展战略出发 注重保护环境 采用特殊法进行 污水处理 1 4 设计内容 1 果肉型酸奶厂的工艺流程及论证 2 物料衡算 3 主要设备热量衡算及设计 4 主要设备选型 5 劳动组织设计 6 辅助部门设计 7 公用系统设计 8 土建 防火 卫生设计 9 经济技术分析 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 3 第第 2 章章 工艺流程确定及论证工艺流程确定及论证 2 1 产品及产量的确定 根据目前市场的需求情况和对近期市场的预测 产品主要为菠萝果肉酸奶 黄桃 果肉酸奶 草莓果肉酸奶三种口味 其日产量分别为 菠萝果肉酸奶 30 吨 黄桃果肉酸奶 40 吨 草莓果肉酸奶 30 吨 对于乳品生产工厂 一般采用 2 班工作制 每天工作时间 16 小时 除去清洗时间 1 5 小时 实际工作时间按 14 5 小时计 各产品产量为菠萝果肉型酸奶 6 67 吨 小时 黄桃果肉型酸奶 7 28 吨 小时 草莓果肉型酸奶 6 67 吨 小时 2 2 工艺流程确定 图 2 1 工艺简要流程图 3 牛乳验收原料乳标准化 冷却 菌种 香精 过滤 200 目 均质灭菌 果 肉 牛乳预处理 白糖 稳定 剂 配 料 搅 拌冷 却 暂 存 保温实验 出 厂 无菌罐罐装包装入库UHT 进料UHT 杀菌 后发酵发 酵 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 4 2 3 工艺论证 2 3 1 工作发酵剂的制备工作发酵剂的制备 2 3 1 1 技术要求技术要求 1 菌种缸清洁 无垢 2 接种时对存放中间发酵剂的容器表面进行消毒 3 在生产过程中若遇到异味等质量问题时 禁止投入使用 4 若通过发酵缸进行全脂无抗奶杀菌 杀菌温度 90 95 保温 30 分钟 5 发酵温度 40 42 发酵时间 4 5 小时 6 发酵终点为滴定酸度在 80 90 T 凝结 允许有少量乳清析出 7 取样时对取样工具进行消毒 8 冷却温度 1 8 2 3 1 2 制备方法制备方法 1 称取 341 44 净化水 加热至 40 50 2 称取 46 56 的无抗全脂粉 搅拌溶解为 388 的全脂粉 可生产 15T 的酸 奶 3 将全脂粉在 90 95 的温度下 杀菌 30 分钟 冷却至 40 42 4 将 12 中间发酵剂倒入杀菌后的全脂奶中 搅拌 1 分钟均匀后停止搅拌 在 40 42 的温度下发酵 发酵时间 4 5 小时 5 发酵终点为滴定酸度在 80 90 T 凝结 允许有少许乳清析出 6 将至发酵终点的工作发酵剂迅速搅拌冷却到 1 8 保存使用 温度达到 8 以下后 停止搅拌 工作发酵剂保存时间不得超过 3 天 2 3 2 果肉型酸奶的制备果肉型酸奶的制备 2 3 2 1 收奶收奶 乳产品的质量决定于原料乳 对原料乳的收购必须遵循我国生鲜牛乳的质量标准 并且奶槽车及其输奶软管应消毒清洗 收奶时乳的温度保持在 5 摄氏度以下 从奶挤 出后到加工前所经历的时间不能超过 24 小时 验收原料乳时 必须对原料乳进行嗅觉 味觉 外观 尘挨 温度 相对密度 脂肪率和细菌数等严格检验后进行分级质量优 良的原料乳应具有新鲜牛乳的风味和特有的香气 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 5 一 原料乳理化指标检测 制造优良品质的乳制品 必须选用质量优良的原料 乳 原料乳送到加工厂时 必须进行逐车或逐批验收 验收时对原料乳进行嗅觉 味 觉 外观 尘挨 温度 相对密度 蛋白质 脂肪率和细菌数等严格检验 必须符合 下列要求 1 采用健康母牛挤出的新鲜天然乳汁 2 不得使用产前 15 日内的胎乳和产后 7 日内的初乳 3 不得含有肉眼可见的机械杂质 4 具有新鲜牛乳的滋味和气味 不得有外来异味 如饲料味 苦味 臭味 霉 味和涩味等 5 为均匀无沉淀的流体 呈浓厚粘性者不得使用 6 色泽为白色或稍带黄色 不得有红色 绿色或显著黄色 7 酸度不超过 20 T 8 要求乳脂肪 3 1 蛋白质 2 95 非脂乳固体 8 1 9 不得使用任何化学物质和防腐剂 10 汞和有机氯的残留量应符合以下标准 汞 0 01ppm 六六六 0 02ppm DDT 0 02ppm 二 原料乳的抗菌素检测 由于乳腺炎乳中白血球含量的增加 因此对乳酸菌有不同噬菌作用 尤其是在治 疗乳腺炎时使用的抗菌素在乳中有一定的残留量 实验证明在乳中含有较低浓度的抗 菌素时 对发酵也会有较大的影响 同时 饮用含抗生素的牛乳及乳制品对人的健康 产生危害 因此建立快速安全高效的抗生素检测成为必要 为准确检测抗生素的含量 为果肉型酸乳的生产提供合格原料 引进了美国生产的 SNAP 抗菌素检测仪 在 10min 内可以检测原料乳中的抗菌素含量 为生产优质的产品打下良好的基础 2 3 2 2 原料乳的净化原料乳的净化 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 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 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 6 然后再经过净乳机 从而实现原料乳的净化 2 3 2 3 原料乳的标准化原料乳的标准化 标准化的目的是保证牛奶中含有规定的最底限度的脂肪 当原料乳中含脂率高时 可调整净乳机 或分离机分离出一部分稀乳油 如果原料乳中含脂率低 则要加入稀奶 油 工厂将脂肪控制在 3 1 左右 2 3 2 4 配料配料 在化糖锅内加入一定量检验合格的鲜奶 开启搅拌 加热为 30 左右 缓慢加入预先 调制的稳定剂 然后加入砂糖 升温至 70 维持 5min 稳定剂完全溶解后打入配料缸 与原料奶混合 再加入脱脂奶粉 搅拌均匀 2 3 2 5 过滤过滤 采用双联过滤器 200 目筛网过滤 2 3 2 6 预热预热 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 2 7 均质均质 均质是指对脂肪球进行机械处理 使脂肪球呈均匀一致分散在乳中 经均质后乳 有以下优点 1 风味良好 口感佳 2 使产品不产生脂肪上浮现象 3 有利于人体对脂肪的消化吸收 均质采用二级均质 即物料连续通过两个均 质头 将粘在一起的小脂肪球打开 较高的温度均质效果较好 但温度过高会引起乳 脂肪 乳蛋白的变性 通过大量的试验表明 均质温度采取 55 80 均质压力 18 25MPa 效果最好 若温度降低后再均质 不仅降低了均质效果 而且有时会使脂肪球 形成乳油粒 本设计中均质采用 60 一级均质压力 20MPa 二级均质压力 7 MPa 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 7 2 3 2 8 杀菌杀菌 乳中的细菌是引起乳败坏的主要原因 也是影响酸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 对于生产酸乳的加工厂 为了便于加入 经均质后的原料乳用板式热交换器进行杀菌 温度控制在 95 杀菌 300S 4 2 3 2 9 冷却冷却 用冰水冷却至 43 接菌温度 2 3 2 10 接种发酵接种发酵 用定量泵将工作发酵剂打入经杀菌并冷至 43 的乳液中 在发酵罐中恒温发酵至 需要的酸度 PH3 8 4 2 2 3 2 11 添加果肉添加果肉 加入果粒 该产品中所用的果肉均取自于高档罐头 果粒的平均粒径为 12 立方毫 米 搅拌 5min 2 3 2 12 灌装灌装 一 流程如下 送纸 贴内封条 双氧水浸泡杀菌 吹干 无菌状态下灌装 横封 折角 成型 生产日期喷码 二 工艺参数 1 物料进料温度 25 2 双氧水浓度 30 50 每 2 个小时检测一次 最长运行 120 小时更换一次 浸泡下填料管的双氧水浓度 30 50 每班检测一次 每七天彻底更换一次 3 双氧水温度 TBA22 型 78 严格执行生产日期 批号 保质期等标识的打印要求 灌装机升温后 超过 45 分钟不能开机灌装 必须重新升温 灌装用的塑料杯提前进行灭菌 灌装必须计量准 确 封口可靠 成形完好 打码清晰 灌装的同时要随时观察酸奶的组织状态和控制 酸度 成品进入 1 6 冷库贮存 2 3 2 13 后熟后熟 灌装结束后 放入 1 6 冷库后熟 24h 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 8 2 3 2 14 包装包装 一 贴管 热熔胶操作温度 150 180 二 装箱 1 装箱规格 3 8 2 装箱形式 手工装箱 成箱 不允许有二次封箱痕迹 2 3 2 15 保温实验及检验出厂保温实验及检验出厂 根据企业内控规则执行 37 保温 7 天 保温实验检测合格后 产品方可出厂 2 3 2 16 成品成品 检验合格后即为成品 可出厂销售 5 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 9 第第 3 章章 厂区平面设计厂区平面设计 3 1 厂址的选择 3 1 1 自然条件资料 安达市位于黑龙江省西南部 松嫩平原腹地 地处全省经济发展最活跃的哈大齐 经济带的中心 市距省城 120 公里 北距齐齐哈尔市 160 公里 毗邻油城大庆 滨洲 铁路 哈大高速公路穿越市区 明沈 哈满 安绥等 10 余条国家和省级公路网集城 乡 交通便利 安达市地处东经 124 度 53 分至 125 度 55 分 北纬 46 度 01 分至 47 度 01 分之间 属于北温带大陆性半干旱季风气候 安达草原属世界三大优质草原之一 年产优质牧草 4 亿斤 植被构成以驰名中外的羊草为主 是亚洲东部特有的建群植物 种 素有 世界明珠 之称 其粗蛋白含量比国内 国外同类型牧草高出 2 和 3 个百 分点 用该草饲喂的奶牛生长快 产奶量高 乳脂率高 大量出口日本 南韩等国 全市野生芦苇面积 16 5 万亩 年产芦苇 2800 万斤 境内石油 天然气 地热资源比 较丰富 石油储量 5000 多万吨 天然气储量 262 亿立方米 升平镇内有地热资源 地 下水温度 90 3 1 2 水源 能源 安达市是全国著名的奶牛之乡和肉牛基地 国家级无公害农产品和东北地区蔬菜 生产基地 安达市幅员面积 3586 平方公里 其中耕地面积 157 万亩 占 29 1 林地 44 7 万亩 占 8 3 水面 38 万亩 占 7 1 草原面积 272 万亩 占 50 6 境 内石油 天然气 地热资源丰富 安达属于世界著名的玉米带 奶牛带 安达草原属 世界三大优质草原之一 年产优质牧草 4 亿斤 植被构成以驰名中外的羊草为主 是 亚洲东部特有的建群植物种 素有 世界明珠 之称 其粗蛋白含量比国内 国外同 类型牧草高出 2 和 3 个百分点 用该草饲喂的奶牛生长快 产奶量高 乳脂率高 大 量出口日本 南韩等国 3 1 3 政治经济与交通 经过全市上下的多年努力 安达市政治经济建设全面推进 综合实力增长较快 农业和农村经济稳步发展 安达市是全国著名的 奶牛之乡 和 肉牛基地 全国 500 个商品粮大县 市 之一和东北地区蔬菜生产基地 农村经济以种植业和养殖业 为主 主要种植玉米 小麦 大豆 谷子和薯类 蔬菜等作物 其中蔬菜已注册了太 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 10 平乳勤 安鑫等品牌 粮食作物 98 万亩 经济作物 44 万亩 其中蔬菜面积 28 万亩 饲料作物 30 万亩 粮 经 饲比例已调整到 4 4 2 2002 年农业总产值实现 17 亿 元 同比增长 10 6 农民人均纯收入 2592 元 安达养殖业以奶牛和肉牛为主 全市 奶牛存栏 8 9 万头 2002 年畜牧业总产值实现 7 5 亿元 占农业总产值的 44 1 畜 牧己成为农村经济的 半壁江山 工业经济发展较快 全市的工业基础比较雄厚 食 品 医药 化工 机械等行业蓬勃发展 成为市域经济主导产业 2002 年 全市新口 径工业总产值达到 9 3 亿元 同比增长 9 5 新口径工业指标综合排名位居绥化前列 安达在地理上毗邻油城大庆 历史上两市渊源深厚 安达与大庆同属哈大齐工业走廊 目前安达正在加快融入大庆经济区 实现一体化 以便打破行政分割 以大庆为依托 加快经济社会发展 2008 年全市 GDP 实现 121 7 亿元 增长 23 1 社会固定资产投 资完成 38 亿 增长 50 位列绥化市实绩突出市 县 区 第 2 位 再度跻身全省 十强县 连续三年被评为全国最具投资潜力中小城市白强 连续两年被评为全国中 小城市综合实力白强 并进入全国最具区域带动力中小城市白强行列 是全国 15 个扶 持中小企业创新发展成绩显著的地方政府之一 滨洲铁路 哈大高速公路穿越安达市区 明沈 哈满 安绥等 10 余条国家 和省级公路网集城乡 交通便利 2003 年以来 安达市以优化交通道路为重点 大 力推进公路重点项目建设 全面加快交通道路建设 带动各项事业全面进步 有力地 促进了全市经济社会的又好又快发展 2006 年 2007 年安达市连续两年被省政府评为 全省农村公路建设先进市 截止 2008 年末 全市修建通村道路 58 条 321 公里 硬化 路面通村率达 94 通屯率达 72 3 2 总平面设计方案 乳品厂必须建在交通方便 水源充足 无有害气体 烟雾 灰尘和其他危及食品 卫生安全的地区 厂房要求宽敞明亮 留有合理的操作空间 内部设施一定要完善 设有生产过程的中间检测间 最终产品检测间 更衣间及外跨的参观走廊等 厂房的 高度主要由大罐高度和车间抽风机决定 考虑到工人的操作及排气要求 所以厂房的 适宜高度应在 4m 以上 乳品厂生产车间的布置是工艺设计中最重要的部分 不仅与 建成投产后的生产实践有很大的关系 而且影响到工厂整体 车间布置一经施工就不 易改变 所以在设计过程中必须全面考虑 而全厂的占地面积还要包括锅炉房 配电 间 原料房 成品房 办公区 生活区及绿化带等工艺设计必须与土建 给排水 供 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 11 电 供气 通风采暖 制冷以及安全卫生等方面取得统一和协调 整个建筑物长 96 0 米 宽 66 5 米 占地面积为 6384 平方米 实际建筑面积为 5714 平 方米 其中预处理间为 215 46 平方米 配料间为 672 75 平方米 灌装间为 231 18 平方米 包装间为 532 04 平方米 原材料库为 250 63 平方米 成品存储间为 718 53 平方米 包材库 228 15 平方米 该地区全年主导西北风 因此将公用设施锅炉房 变电所等布置在厂 区南面 厂区设西 北两个出口 北端出口为主出入口 为原料及辅助材料 成品及 人流出入口 西端出入口做为辅助出入口 为煤炭 煤渣等出入口 两个出入口通过 干道相连 同时又对内部交通运输不产生干扰 厂区道路布置成环路 主干道宽 8m 次干道宽 4m 转弯半径为 9m 满足消防要求 考虑到乳品加工厂的生产特点 拟将本 厂建成环境优美的花园式单位 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 布置两个大花园 与本期工程配套的办公及生活设施已由一 期工程考虑或另行征地解决 3 3 车间布置的基本原则 系统布置设计一个工业企业 要根据产品生产纲领 按照从原材料的接受 产品 的生产直至成品的发送的全过程 将人员 设备 物料所需要的时空作最适当的分配 和最有效的组合优化 以便获得最大的经济效益 在工厂设计中 工厂布置的好坏将 直接影响生产系统的物流 信息流 生产能力 生产效率 生产成本 生产环境和安 全 以及系统的柔硬适应性等 优良的平立面布置可以使物料搬运费用减少 10 30 工厂布置 在发达国家被认为是加速生产率提高的决定性因素之一 由于市场 需求迅速变化 产品加速换代 工艺设备加快更新 在美国每年约有 1 4 的企业要对 布置进行调整 从中取得效益 许多工程专家对优化布置设计作了很多研究 最初运 用 经验法则 采用绘图形 摆样片 堆砂盘 做模型等手工静态布置方法 进而运 用数学分析方法 图解方法 以至现代运用计算机辅助布置设计 优化布置设计有了长 足发展 优化布置设计的目标是要满足工艺过程的需要 最有效地利用时空 使物料 搬运费用最低 保持生产的预先柔性 并为员工提供方便 安全 舒适的作业环境 本项目中 只有主车间和灌装车间高度为 5 米 其余建筑高度均为 4 米 从车间 正门进入是正门大厅 紧接着进入走廊 走廊南部有机修间 备件库 化验室 保温 间 办公室和员工进入车间前的换衣 洗浴等生活设施 而紧靠走廊北部为生产车间 主体 包括主车间 灌装间 CIP 间等 收奶间 原辅料储存间等建在西北方向 而 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 12 三个成品库建在东北方向 与制冷间毗邻 便于制冷 配电间 水处理间安置在东侧 在本项目的平面布置中 力求使人流 物流分开 避免交叉 同时又是生产从原料到 成品的加工距离最短 以提高效率 从车间正门进去便是大厅 右边是通往车间的主道 厂区左边有另一通道进去主 要是化验室和办公区 穿过大厅是换鞋室 换鞋室前是走廊 走廊右边是更衣室 衣 物消毒间 沐浴间 洗手间这些都属于车间生活区 在收发室设有侧门 方便人员的 进出 挨着收发室是员工的临时用餐区 因为本厂规模不大不设食堂 再往前主要是 生活区与车间的一个缓冲间 主车间主要是预处理间 配料间和灌装间 都得到了合 理的布局 TBA 包装区的前面是灌装间 后面是冷库 仓库 垃圾房单独分离出来防 止交叉污染 配料间设有原材料的缓冲间和 CIP 室 厂区左边有另一通道进去主要是化验室和办公区 辅助设施有配电室 空压机房 水处理机 水箱间等设备间与生产车间有一隔离带 使它们既不相互影响又相互联系 方便 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 13 第第 4 章章 物料衡算物料衡算 4 1 原料乳及产品成分的要求 4 1 1 原料乳成分 脂肪 F0 4 0 蛋白质 P 2 95 乳糖 L 4 2 非脂干物质 S0 8 0 总干物质 Ts 11 6 脂肪与非脂干物质比 R 4 0 8 0 0 5 4 1 2 成品乳的成分 脂肪 F0 2 5 蛋白质 P0 2 3 非脂干物质 S0 8 1 总干物质 Ts 11 2 脂肪与非脂干物质比 R 3 1 8 1 0 38 4 2 标准化计算 4 2 1 从原料乳中直接标准化 在线标准化 配成标准化乳 1 原乳成分 牛乳的成分随着地区与季节等都有不同 现假定成分为 脂肪含量 4 非脂 0 F 乳固体 8 脂肪 非脂乳固体 R 4 8 0 5 0 SNF 2 成品标准 原乳 R 0 5 计算数值 R 0 38 R R 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脂肪乳才能达到标准的成分 3 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 0 2 稀奶油含脂肪 40 1 F 2 F 假定原乳脱脂后 稀乳油及脱脂乳中之非脂乳固体与无脂乳之比不变 稀乳油中非脂乳固体 52 0100401008100100 1201 FFSNFSNF 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 14 脱脂乳中非脂乳固体 32 8 41002 01008100100 0102 FFSNFSNF 4 每吨原料乳应提取含脂肪 40 的稀奶油量 Qc kg RSNFFRSNFFQC 2 25 38 0 54038 0 841000 1000 1200 5 每吨原料乳中应进行脱脂的原乳量 M kgFFFFQM C 2642 042 040 2 25 1012 6 标准化乳的成分 脂肪含量 非脂乳固体 3 F 3 SNF 07 3 5838 0 4405484038 0 100210023 SNFSNFRFFSNFFSNFFRF 08 8 38 0 07 3 33 RFSNF 4 2 2 在原料乳中添加乳脂肪配成标准化乳 1 原乳成分 牛乳的成分随着地区与季节等都有不同 现假定成分为 脂肪含量 3 1 非 0 F 脂乳固体 8 7 脂肪 非脂乳固体 R 43 1 8 7 0 365 0 SNF 2 成品标准 原乳 R 0 365 计算数值 R 0 38 R R 可见原乳中脂肪含量 偏低 必须向原乳中添加脂肪乳才能达到标准的成分 3 稀奶油中的非脂干物质的计算 设定 当预热温度为 40 时 稀奶油含脂肪 40 则稀乳油中非脂乳固体 2 F 39 5 1 3100401007 8100100 0201 FFSNFSNF 4 每吨原料乳应添加含脂肪 40 的稀奶油量 Qc kgFRSNFRSNFFQC53 54038 0 39 538 0 7 81 310001000 2100 5 标准化乳的成分 脂肪含量 非脂乳固体 3 F 3 SNF 30 3 53 5 10004053 5 1 31000 10001000 203 CC QFQFF 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 15 68 8 53 5 100039 5 53 5 7 81000 10001000 103 CC QSNFQSNFSNF 4 3 车间物料平衡计算 以生产一吨果肉型酸乳成品为基准进行计算 1 1000kg果肉型酸乳成品灌装前的质量 检样 灌装 损失率按 0 8 计算 kgMM06 1008 8 011000 8 01 10 2 生产1008 06kg果肉型酸乳中需要标准化乳的量为 1008 06 80 806 45kg 3 生产1008 06kg果肉型酸乳中需要糖的量为 1008 06 8 80 65kg 4 生产1008 06kg果肉型酸乳中需要果肉的量为 1008 06 10 100 81kg 其中 菠萝和草莓的量各为100 81 3 10 30 243kg 黄桃的量为100 81 4 10 40 324kg 5 标准化乳经均质 杀菌 损耗按 0 4 计算 kgM69 809 4 0145 806 2 6 标准化乳经输送 冷却 贮存 损失率按 0 2 计算 kgMM31 811 2 0169 809 2 01 23 7 所需原料乳的量为 标准化损失率按0 75 计算 kgMM44 817 75 0 131 811 75 0 1 34 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 16 表 4 1 果肉型酸奶生产线所用原辅材料耗算 包材损耗率 2 名称规格单位单位产品的消 耗 日耗量实际日耗量 原料乳无抗鲜乳kg T80080 吨81 744 吨 白砂糖优级kg T808 吨8 065 吨 无抗全脂粉优级kg T 3 104310 4kg310 4kg 中间发酵剂 食用型kg T 0 880kg80kg 塑杯250g杯 T4000400000 杯408000 杯 吸管HXST 型直管支 杯1 支400000 支408000 支 纸盒8 杯盒 T500 盒50000 盒50050 盒 菠萝果肉 12 mm kg T 1003 吨3 024 吨 草莓果肉 12 mm kg T1003 吨3 024 吨 黄桃果肉 12 mm kg T 1004 吨4 032 吨 稳定剂 食用型kg T 0 1515kg15kg 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 17 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 18 第第 5 章章 热量衡算热量衡算 乳品工厂热交换设备主要用于原料乳的冷却 加热和杀菌等操作 在原料乳的加 工生产过程中 主要有以下四种杀菌形式 1 低温长时杀菌法 即63 30min 2 中温瞬时加热法 即72 75 保温15s 3 高温短时杀菌法 即 85 95 保温5 10min 4 超高温瞬时杀菌法 130 150 1 5s 目前 酸奶系 列产品生产上多采用高温短时杀菌法 效果较好 且应用十分广泛 因此本设计也采 用高温短时杀菌法 95 300S 5 1 原料乳冷却阶段热量计算 将乳冷却是获得优质原料乳的必要前提 刚挤下来的乳 温度约36 一般要冷 却到4 左右 现将原料乳冷却阶段的热量变化计算如下 Q V C t 5000 1020 3 95 32 1000 644640kJ h 式中 V 板式换热器每小时处理乳的量 L h 牛乳密度 kg 2 m C 比热容 KJ kg t 温度差 5 2 预热 均质 超高温灭菌阶段热量计算 相同处理能力的板式换热器 5000L h 用于乳的热处理 但是设备装有单效蒸发 器 可将乳浓缩到所需要的固体含量 其温度变化如下 1 通过热交换使进入的冷乳从5 预热到70 即利用蒸发器冷凝水的能量 2 接着用热水将70 的乳继续加热到90 进入蒸发器 为了得到所需要的乳 固体含量 使乳在蒸发器内部循环 乳在换热器的加热段流速为19000L h 3 浓缩乳于75 离开蒸发器 进入均质机 然后通过热交换使其加热到121 即利用加热过的乳的能量 4 用热水将121 的浓缩乳加热到135 5 通过热交换器使加热过的乳从135 冷却到90 即将能量传到75 的浓缩 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 19 乳中 6 然后用冷水使乳从90 冷却到20 30 灌装 工艺流程图 6 该方式热回收百分率的计算复杂 最简单的方法是用热交换所得到的热量除以总 的热负荷 再乘以100 即得热回收百分率 计算如下 1 5 70 热交换 得到的热量为65 5000 3 95 1 02 1309425 kJ h 2 70 90 热水 热负荷为20 5000 3 95 1 02 402900 kJ h 3 75 121 热交换 得到的热量为46 5000 3 95 1 02 926670 kJ h 4 121 135 热水 热负荷为14 5000 3 95 1 02 282030 kJ h 因此总的热负荷为 1309425 402900 926670 282030 2921025 kJ h 通过热交换得到的热量为 1309425 926670 2236095 kJ h 热回收百分率为 2236095 2921025 76 55 7 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 20 第第 6 章章 主要设备选型主要设备选型 6 1 生产设备流程简介 见附图 1 6 2 设备选型说明 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 6 2 1 设备选择原则 生产设备选择的一般原则有 1 选择设备要满足生产工艺技术及工艺流程要求 2 选择设备要符合 GMP 规范的有关条例要求 3 选择在行业中处于国内领先水平的设备 4 动力设备考虑到节能 低耗 无污染 食品卫生通则 CAC RCPI 一 1989 以及 食品企通用卫生规范 GB14881 一 1994 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 8 6 2 2 生产设备的选型 根据设备选择的原则 工艺计算中的要求 选择设备 具体设备一览表见表 6 2 表 6 1 生产设备一览表 不同工段 设备名称 型号 规格 数量 产地 收 乳泵 BAN150 20T h 5 台 国产 乳 板式换热器 20T h 4 台 国产 系 脱气罐 15T h 1 台 国产 统 流量计 PROMAG33D DN50 2 个 进口 奶仓 RZWGO1 10B 5000L 3 个 国产 配 乳泵 BAN150 10 h 4 台 国产 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 21 料 板式换热器 BRO 25 0 5 16 NS 11B3 16 4 套 国产 系 均质机 HONG Q5000 P25 5000L h 2 台 进口 国产 统 水合罐 RHLRO1 20 20L h 5 个 国产 配料罐 RHLRO1 25 25T h 4 个 国产 均 均质机 HOMQ5000 P25 5000L h 2 台 进口 国产 质 UHT 设备 5000L h 1 套 进口 杀 乳平衡罐 5000L h 4 个 国产 菌 板式换热器 BRO 25 0 5 16 NS 11B3 16 4 套 国产 阶 热水泵 BAW150 10 h 3 台 国产 段 暂存罐 40T 3 台 国产 酸 菌种罐 RZGZO3 300 2000L 4 套 国产 乳 冷水罐 RZGZO1 2B 2000L 1 个 国产 工 发酵罐 RZGZO1 2B 20T 6 个 国产 段 CIP 回程泵 ZXB 20T h 1 台 进 口 包 UHT 杀菌器 5000L h 1 套 国产 装 CIP 工艺罐 4000L 6 个 国 产 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 22 工 UHT 杀菌器 5000 h 1 套 进口 段 灌装机 TBA22 8000 杯 h 4 台 进 口 6 2 3 工厂设备安装与调试工厂设备安装与调试 根据设备流程图和车间平面布局图 完成设备定位 牛乳加工和成品加工设备 的连接 主要是物料管道的合理走向 及必要的蒸汽管道和 CIP 管线的配备 在罐 与罐之间及罐与能源供给管道的连接相当复杂 有蒸汽管道的进出 冷却水管道的 进出 物料管道的进出 CIP 管道的进出 应即考虑到操作的安全 流向顺畅 又 要错落有序 整齐美观 设备调试 首先对单机进行调试 校对每台泵的正反转 对各个罐设备进行打 压测试 运转测试 通气量测试 罐装线定量测试等 然后 对各类管道进行测漏 及畅通检测 管线材料的选择如下表 表表 6 2 管线材料管线材料 9 介质名称介质参数适用管材备注 蒸汽P 784 8 kPa 焊接钢管 蒸汽P 883 1275 3 kPa 无缝钢管 热水 凝结 水 P 784 8 kPa 焊接钢管 给水 煤气镀锌焊接钢管 Dg150 用铸铁 管 给水 煤气埋地铸铁管 排水铸铁管 石棉水泥管 排水埋地铸铁管 钢筋混凝土 陶瓷 馆 真空焊接钢管 牛奶不锈钢管 酸 碱液P 588 6 kPa 333K陶瓷管 聚乙烯管 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 23 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 24 第 7 章 公共系统与辅助部门 7 1 生产及辅助车间设施 7 1 1 化验室设施 用于新产品的感官评定 理化检测 微生物检测 此化验室设计于车间入口处 方便生产过程的理化指标控制 感官评定以及微生物的检测 对产品质量从车间成品 入库进行全程检测 控制 表 7 1 化验设备表 序 号 名称型号规格精度等级数量 1电子分析天平FA20040 1mg1 2电热鼓风干燥箱101A 3 S 1 1 3乳脂肪离心机RF GZ 5301 4阿贝折射仪ZWT T1 5定氮仪消化炉KDN 2C1 6恒温培养箱HH B11 600 1 1 7水浴锅DZKW 6 0 5 1 8杂质度过滤机1 9杀菌釜RZZ 106 031 10显微镜XSP ZC16 100 倍1 11生化培养箱PYX 190S A 0 5 12隔水培养箱 恒温 GKSP 01B 1 1 13数显电热恒温培养箱JC303 1 1 14超净工作台 通风柜100 级3 15数显酸度计PHS 3C0 022 16抗生素检测仪98 09336001 17天平JJ0 01 g 500g 18流体注射仪FLAstar 50001 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 25 19乳品分析仪FT 1202 20电子称YP30000 1 g 3000g1 21致病菌检测仪VIDAS1 22细菌快速检测仪1 7 1 2 研发室设施 用于牛乳新产品的研究与开发 以及实验室产品的评定 表 7 2 研发设备表 编号设备名称型号数量产地 1台式低速离心机80 21 台进口 2玻璃仪器气流烘干器2 台国产 3循环水式真空泵 SHB 1 台国产 4分光光度计7231 台国产 5槽型混合机CH101 台国产 说明 化验室与研发室有些仪器可以共用 7 1 3 乳品工厂仓库的设计 食品工厂仓库主要有 原料仓库 存放糖及其他材料 成品库 存放成品 包装 材料库 存放纸箱 纸板 塑料袋 商标纸等 对某一仓库的容量 可按下式确定 V WT 式中 V 仓库应该容纳的物料量 t W 单位时间 日或月 的物料量 T 存放时间 日或月 这里 单位时间的物料量应包括同一时期内 存放于同一库内的各种物料的总量 仓库容量确定以后 仓库的建筑面积可按下式确定 221 F Kd V FFF 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 26 式中 F 仓库的建筑面积 m2 F1 仓库库房的建筑面积 m2 F2 仓库的辅助用房建筑面积 如楼梯间 电梯间 生活间等 m2 V 库存量 kg d 单位库房面积可堆放的物料净重 kg m2 K 库房面积利用系数 一般取 0 6 0 65 10 7 1 3 1 原料仓库的设计原料仓库的设计 原料仓库的容量 单从生产周期的角度考虑 只要有一个月的贮备量即可 蔗糖一天的消耗 8 吨 果肉一天的消耗 10 吨 稳定剂一天的消耗 15 千克 全脂乳粉一天的消耗 310 4 千克 中间发酵剂一天的消耗 80 08 千克 按一个月的储备量计算 共需要 8 10 0 3104 0 08008 0 015 30 552 16 吨 辅助面积按 50 平方米计算 仓库利用系数取 0 6 D 取 0 5T 每平方米 F 552 16 0 6 0 5 50 1890 53 平方米 7 1 3 2 包装材料库的设计包装材料库的设计 包装材料的存放时间一般可按 10 天的需要考虑 1 铝箔一天的消耗 80 千克 2 塑周转箱一天的消耗 3040 0 5 千克 1 520 吨 4 纸盒一天的消耗 50050 0 003 千克 0 150 吨 5 吸管一天的消耗 400400 0 0015 千克 0 601 吨 7 塑杯一天的消耗 400400 0 0025 千克 1 001 吨 包装材料总计 3 352 吨 按 10 天的储备量计算 共需要 33 52 吨 辅助面积按 50 平方米计算 仓库利用系数取 0 6 D 取 1 5T 每平方米 F 33 52 0 6 1 5 50 87 25 平方米 7 1 3 3 成品库的设计 成品库的存放时间与成品本身是否适宜久藏及销售半径长短有关 酸奶在成品库 宜按2个月的量考率 所以设成品库面积为2400 采用钢混结构 存储量为6000吨 黑龙江东方学院本科生毕业论文 设计 27 7 1 4 乳品工厂机修车间的设计 在乳品厂机修车间的任务是维修保养所有设备 本厂只设厂