奶茶粉工艺物料制作毕业论文.doc

内蒙古工业大学本科毕业设计说明书学校代码： 10128学 号： 200720516030 本科毕业设计说明书（题 目：15kt/a奶茶粉生产车间工艺设计学生姓名：亢慧清学 院：化工学院学院系 别：食品与生物工程系专 业：食品科学与工程班 级：食品07-2指导教师：倪慧娟 二 一一 年 六 月奶茶粉工艺物料制作毕业论文摘 要奶茶是由砖茶和牛奶共同熬制而成的一种特色饮品，茶饮料中较为独特的一种。它将牛乳与茶汁相结合，使它们在营养上互相弥补，口感更清香圆润，形成独特的风味。我国是一个多名民族的大家庭，各民族都有着不同的不同的饮食习惯，其中饮用奶茶是少数民族的一种良好习惯。奶茶是蒙古族的传统饮食，可以去油腻、助消化、利尿解毒、消除疲劳，其饮用具有悠久的历史。通过在对奶茶粉车间的工艺设计中，可以加强自己对所学知识综合利用能力的培养，提高查阅资料的能力。从首先确定奶茶的配方到和工艺过程流程，通过物料衡算计算出每个班次生产需要的原辅物料的用量和每个工艺过程流程的损失，再进行设备选型和热量计算，水汽用量计算，以及劳动定员，还有辅助设施的确定等一系列要求，最后绘制出车间平面布置图。根据物料衡算可以绘制出物料平衡图，根据工艺过程和设备绘制出带控制点的工艺流程图。通过本次设计我了解到茶和牛奶的营养价值，奶茶粉的营养价值，奶茶粉的工艺流程和工艺操作要点。关键词：茶；牛奶；奶茶粉；工艺AbstractMilk tea is a special drink, made of brick tea and milk which are complementaryn unique tea. It is combined with milk and tea, so they offset each other in nutrition, , and tasteing more mellowly fragrance, forming an unique flavor. China is a nation of big family with all of different nationalities and has different eating habits, including drinking tea which is a good habit of ethnic minorities. Milk teaTea is the traditional Mongolian diet, the function is greasy, digestive, diuretic and detoxifying, eliminating fatigue, and its consumption has a long history. The process designing of milk powder plant can enhance our knowledge of the utilization of abilities, the ability to improve access to information. From milk formula to the process, calculated by material balance calculations needed for each shift of production of raw materials usage and the loss of each process, then the selection of equipment and heat calculations, calculated the amount of water vapor, and the employment . There are a series of ancillary facilities to determine the requirements of the final workshop for drawing out the floor plan. According to material balance and the process and equipment I can draw out the material balance chart and map out the flow chart with a control point. I understand that the nutritional value of milk 、tea and milk powder, and also milk powder process and process operation points by this design. Keywords: tea; milk; milk powder; process奶茶是由砖茶和牛奶共同熬制而成的一种特色饮品，它们在营养上互相弥补，口感更清香圆润，形成独特的风味。奶茶是蒙古族的传统饮食，可以去油腻、助消化、利尿解毒、消除疲劳，其饮用具有悠久的历史。在对奶茶粉车间的工艺设计中，首先确定奶茶的配方和工艺流程，通过物料衡算计算出每个班次生产需要的原辅物料的用量和每个工艺流程的损失，再进行设备选型和热量计算，水汽用量计算，以及劳动定员，还有辅助设施的确定等一系列要求，最后绘制出车间平面布置图。根据物料衡算可以绘制出物料平衡图，根据工艺过程和设备绘制出带控制点的工艺流程图。关键词：茶；牛奶；奶茶粉；工艺目 录第一章 绪论1第二章 设计总论32.1设计任务32.2设计目的32.3设计依据32.4产品方案32.5产品配方32.6原料的性质3第三章 奶茶粉工艺流程63.1生产工艺流程确定原则63.2生产工艺63.3操作要点6第四章 物料衡算84.1工作日和班产量确定84.2物料衡算84.3物料平衡图9第五章设备选型及热量衡算125.1浓缩设备选型及热量衡算125.2喷雾干燥设备选型热量衡算155.3流化床设备选型热量衡算175.4其它设备选型195.4.1茶叶粉碎机195.4.2双联过滤器205.4.3冷热缸205.4.4热水储罐215.4.5茶汁储罐215.4.6调配罐215.4.7三用离心分离机225.4.8双联过滤器225.4.9缓冲罐225.4.10高压均质机235.4.11暂存罐235.4.12 保温罐235.4.13振动筛粉机245.4.14奶茶粉包装机245.4.15卫生离心泵255.4.16板式换热器265.4.17贮奶罐275.4.18 CIP清洗设备28第六章水汽用量计算296.1蒸汽用量计算296.2水用量计算29第七章管径计算307.1物料管径的估算307.2水管管径计算32第八章劳动定员和生产车间平面布置348.1劳动定员348.2生产车间平面布置原则348.3生产车间工艺布置对非工艺设计的要求35第九章 结论38参考文献39谢辞40第一章 绪论1.1奶茶粉简介茶是世界上最普遍的一种饮料，被列为世界上三大无酒精饮料之一。茶叶1中含有多酚类、咖啡碱、蛋白质、氨基酸、芳香族化合物、维生素等多种有机化合物和十几种无机矿物质营养元素1。现代科学分析证明，茶叶中的多酚类具有抗氧化、抗衰老、抗辐射及增强机体免疫力等生理作用。随着人们消费意识的转变和保健意识的增强，越来越多的消费者对茶叶的保健功效给予了认可。牛奶1的营养成份很高，牛奶中的矿物质种类也非常丰富，除了我们所熟知的钙以外，磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多1。最难得的是，牛奶是人体钙的最佳来源，而且钙磷比例非常适当，利于钙的吸收。种类复杂，至少有100多种，主要成份由水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等组成?。奶茶是茶饮料中较为独特的一种。它将牛乳与茶汁相结合，使它们在营养上互相弥补，口感更清香圆润，形成独特的风味。我国是一个多名民族的大家庭，各民族都有着不同的不同的饮食习惯，其中饮用奶茶是少数民族的一种良好习惯。1.2奶茶的营养价值奶茶不但具有浓郁清香的滋气味，去腻清口，而且还具有牛乳和茶叶共同的营养价值2：(1)含有蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质、维生素等直接为人体提供营养素；(2)含有咖啡碱、可可碱、茶碱等生物碱，能兴奋中枢神经系统，促进新陈代谢，增强肌肉、心脏和肾脏功能的作用，解除疲劳，提神效应；(3)含有多种有机酸，尤其单宁质能与吗啡、尼古丁等有害物质起中和反应生成易溶于水的盐类，使毒物通过尿排出体外，达到利尿醒酒健心的功能。鞣酸能使细菌的蛋白质变性失去活力，因此，奶茶对大肠杆菌、链球菌、肺炎球菌等都有明显抑制作用；(4)含有醇类、醛类、酯类、赋予奶茶的清香，所含有的叶绿素能消毒抑菌，对解除原子辐射伤害有一定效果；(5)含有茶多酚类物质，能与维生素C同时存在，在温度较高的热处理中很难被分解、破坏，而且易被人体吸收贮存。正因为如此，奶茶深受蒙古族人民的喜欢。1.3市场需求饮用奶茶是少数民族的一种生活习惯，但是随着现代工艺的改进，将茶叶与牛奶搭配，开发既有营养又具有保健功能3的奶茶制品，具有广阔的市场空间。近几年茶饮料正处在迅速发展阶段，它的发展高居饮料行业之首。奶茶虽然不及瓶装茶饮料的市场占有率，但是其市场前景也非常好。目前，市场上主要以立顿、雀巢产品为主，是固体饮料的重要部分。奶茶兼具茶的功能和奶的营养，而且又冲饮方便、营养卫生，可与咖啡相媲美。由于奶茶具有茶和牛乳的共同营养价值，近几年奶茶粉的市场需求量也逐步增加，在内蒙古尤以伊利和蒙牛奶茶粉为主。1991年、1992年奶粉市场疲软，伊利人从蒙古族素有爱吃炒米、喝奶茶粉的饮食中受到启发，率先开发出独具特色的伊利牌奶茶粉，产品投放市场后成了紧俏商品。牢固占领了内蒙古、西北、东北及南方部分省市的市场。1.4先进工艺 以前大多数的奶粉厂干燥均采用喷雾干燥塔一段干燥，一段干燥出粉水分必需一次性达到3%左右，这样才能达到成品的要求。一段干燥只有通过提高塔内温度来实现，对于热敏性的牛奶来说，营养素损失较大。本设计对此进行了优化，采用二段干燥法，即在喷雾干燥使奶粉水分首先达到7-8%，然后采用流化床进行二次干燥，使成品水分达到3%左右。二段干燥比一段干燥有很大的优点：首先使得奶粉可在较低的温度下干燥，减少营养素的损失；其次，二段干燥可以降低能源消耗，蒸发1kg水分，采用二段干燥只需4000kJ的热量；再次，二段干燥可以通过喷涂卵磷脂或通过二次附聚，改善奶粉的颗粒状况，从而改善奶粉的速溶性；另外，二段干燥可以达到奶茶粉的快速冷却及减少奶粉的空隙度，从而保证奶粉良好的品质。第二章设计总论2.1设计任务15kt/a奶茶粉生产车间工艺设计2.2设计的目的通过对奶茶粉车间的工艺设计，可以加强自己对所学知识进行综合利用能力的培养，同时提高自己理论联系实际的能力。2.3设计依据乳制品企业良好生产规范GB12693-2003全脂乳粉GB5410-1999牛乳检测方法GB2.4产品方案2.4.1班次和班产量生产班次是三班，每班8小时，班产量是22.32t。2.4.2产品规格每袋180g。2.5产品配方表2-1 班产量为22.32t的奶茶粉的配方原料质量备注鲜牛乳全脂乳粉青砖茶精盐水62.87t13.75t880.6kg869kg35.11t青砖茶用水浸泡煮沸提汁用于青砖茶浸泡2.6原料的性质2.6.1牛奶牛奶的营养成份很高，牛奶中的矿物质种类也非常丰富，除了我们所熟知的钙以外，磷、铁、锌、铜、锰、钼的含量都很多。最难得的是，牛奶是人体钙的最佳来源，而且钙磷比例非常适当，利于钙的吸收。种类复杂，至少有100多种，主要成份由水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等组成。一般牛奶的主要化学成分含量：水份占87.5%，脂肪占3.5% 蛋白质占3.4%， 乳糖占4.6% ，无机盐占0.7% 。组成人体蛋白质的氨基酸有20种，其中有8种是人体本身不能合成的，这些氨基酸称为必需氨基酸。我们进食的蛋白质中如果包含了所有的必需氨基酸，这种蛋白质便叫作全蛋白。牛奶中的蛋白质便是全蛋白。牛奶中的无机盐也称矿物质。牛奶中含有Ca2+、Mg2+、K+、Fe3+等阳离子和PO43-、SO42-、Cl-等阴离子；此外还有微量元素I、Cu、Zn、Mn等。这些元素绝大部分都对人体发育生长和代谢调节起着重要作用。钙是人体中含量最高的无机盐，是构成骨骼和牙齿的主要成分。人体中90%的钙集中在牙齿和骨骼上。儿童、青少年生长发育需要充足的钙，同样孕妇及成人、中老年人，也需要补充钙质，缺乏钙会影响牙齿和骨骼的正常发育，导致佝偻病。大自然中的钙是以化合态存在的，只有被动、植物吸收后形成具有生物活性的钙，才能更好地被人体所吸收利用。牛奶中含有丰富的活性钙，是人类最好的钙源之一，1升新鲜牛奶所含活性钙约1250毫克，居众多食物之首，约是大米的101倍、瘦牛肉的75倍、瘦猪肉的110倍，它不但含量高，而且牛奶中的乳糖能促进人体肠壁对钙的吸收，吸收率高达98%，从而调节体内钙的代谢，维持血清钙浓度，增进骨骼的钙化。2.6.2青砖茶青砖茶属黑茶种类，以老青茶作原料，经压制而成青压青茶，青砖茶外形长为长方砖形，色泽青褐，香气纯正，滋味尚浓无青气，水色红黄尚明，叶底暗黑粗老。青砖茶主要产于湖北的咸宁地区。已有一百多年的生产历史。它以老青茶为原料，经压制而成。青砖茶的压制分三四面、二面和里茶三个部分。其中三四面，即面层部分质量最好。色泽为棕色，茶汁味浓可口，香气独特，回甘隽永。最外一层称洒面，原料的质量最好，最里面的一层称二面，质量稍差，这两层之间的一层称里茶，质量较差。青砖的外形为长方形，色泽青褐，香气纯正，汤色红黄，滋味香浓。饮用青砖茶，除生津解渴外，还具有清新提神，帮助消化，杀菌止泻等功效。以老青茶作原料，经压制而成青压青茶，其产地主要在湖北省咸宁地区的赤壁，咸宁、通山、崇阳、通场面等县，已有100多年的历史。湖北省赵李桥茶厂有限责任公司作为目前最大的青砖茶生产销售企业，其“川”牌青砖茶成为国定商务部首批认定的“中华老字号”之一，也是中国驰名商标。2.6.3食盐NaCl，食盐的主要成分，离子型化合物。纯净的氯化钠晶体是无色透明的立方晶体，由于杂质的存在使一般情况下的氯化钠为白色立方晶体或细小的晶体粉末，比重为2.165（25/4），熔点801 ，沸点1442，相对密度为2.165克/立方厘米，味咸，含杂质时易潮解；溶于水或甘油，难溶于乙醇，不溶于盐酸，水溶液中性。在水中的溶解度随着温度的升高略有增大。当温度低于0.15 时可获得二水合物NaCl2H2O。氯化钠大量存在于海水和天然盐湖中，可用来制取氯气、氢气、盐酸、氢氧化钠、氯酸盐、次氯酸盐、漂白粉及金属钠等，是重要的化工原料；可用于食品调味和腌鱼肉蔬菜，以及供盐析肥皂和鞣制皮革等；经高度精制的氯化钠可用来制生理食盐水，用于临床治疗和生理实验，如失钠、失水、失血等情况。可通过浓缩结晶海水或天然的盐湖或盐井水来制取氯化钠。食盐是人们生活中所不可缺少的。成人体内所含钠离子的总量约为60 g，其中 80%存在于细胞外液，即在血浆和细胞间液中。2.6.4全脂奶粉全脂奶粉用纯乳生产的，基本保持了乳中的原有营养成分，蛋白质不低于24%，脂肪不低于26%，乳糖不低于37%。生产1 千克全脂奶粉约需89千克牛奶，食用时每份奶粉需8倍的温开水冲调。全脂的脂肪比低脂和脱脂高。全脂奶粉3的营养成分含量为蛋白质25.5，脂肪26.5，碳水化合物37.3，每百克含钙979毫克，磷685毫克，铁1.9毫克，核黄素0.8毫克，尼克酸0.6毫克。脱脂奶粉的营养成分含量为蛋白质36，脂肪1，碳水化合物52，每百克含钙1300毫克，磷1030毫克，铁0.6毫克，维生素A(国际单位)40，硫胺素0.35毫克，核黄素1.96毫克，尼克酸1.1毫克，抗坏血酸微量。第三章奶茶粉工艺流程3.1生产工艺流程确定原则确定生产工艺流程时必须遵循以下原则4：(1) 保证产品符合国家食品安全标准，出口产品还须满足销售地产品质量要求，并保证符合食品GMP的卫生要求。(2) 应优先选择先进、科学的工艺流程，以确保生产符合时代要求的、优质适销的产品。(3) 要选择有利于原料综合利用和对产品经行多层次深加工的流程。(4) 选择的流程要能缩短生产周期，减少生产工序和环节，优先采用机械化、连续化作业线。(5) 选择的流程要尽量节省厂房和生产设备，特别是要尽量减少特殊的厂房和设备。(6) 应结合建厂条件和生产规模选择与生产规模相适应的流程。(7) 选择的流程要考虑到安全操作和劳动保护问题，尽量采用封闭式操作，生产过程没有或很少有毒、有害物质与作用的流程。3.2生产工艺：精盐 茶汁 过滤 茶汁浸煮原料乳预处理 调配 均质 杀菌 浓缩 喷雾干燥 包装 检验 出粉冷却3.3操作要点：1.青砖茶粉碎：青砖茶存放在干燥通风仓库，粉碎前可适当烘干，有利于破碎。2.破茶浸煮：以50水浸泡20min，然后加热煮沸30min浸汁。3.茶叶过滤：以除去茶汁中的茶叶，茶根，常用双联过滤器。4.原料乳预处理，将原料乳通过三用离心分离机处理，除去一些杂质，已达到生产用乳的要求。5.调配：以鲜牛乳为主要原料，添加按计算比的青砖茶汁，精盐，调配温度39。6.均质：使茶汁与牛乳充分混合，提高分散性。采用60摄氏度，120-150kg/cm3的均质条件。7.杀菌：采用高温短时杀菌,85,30s。8.浓缩：浓缩采用三效降膜蒸发器，为了改变奶茶粉的速溶性、分散性、下沉性，所以将杀菌的混合料进行真空浓缩至干物质含量为48%的浓料。9.喷雾干燥：将浓缩物料在进风温度150摄氏度，排风温度为80摄氏度的喷雾干燥塔进行喷雾干燥，控制奶茶粉含水量在8%以下,进料温度45，出粉70。10.出粉冷却：出粉后采用流化床进行进一步干燥并迅速冷却，同时控制含水量在3%，以减少奶茶芳香物质的挥发，提高其速溶性，进料温度70，出粉温度30。11.包装:采用铝箔袋包装，提高奶茶的保质期。第四章物料衡算4.1工作日和班产量确定：4.1.1工作日确定参考食品工厂设计基础，由于节假日和设备检修，因此工作日定位280天。4.1.2班产量确定平均日产量： （4-1）式中 Q年产量,t;T工作日,d; -平均日产量,t/d;生产班次定位3班，每班工作8小时。产品规格：每袋装180g,则：每班生产成品袋数：反推班产量为：124000180=22.32t4.2物料衡算1.原料乳预处理，物料损失按0.5%计，则：t青砖茶粉碎，物料损失按0.3%计，则：浸煮，并且除去部分茶渣，物料损失按10%计，则有：过滤物料损失按2%计则有：物料经茶汁储罐，损失按0.25%计，则有：2.调配损失按0.25%计，则：3.过滤，物料损失按1%计，则：4.暂存罐，物料损失按0.2%近，则有：5.均质，物料损失按0.2%计，则有：6.暂存杀菌，物料损失按0.3%计，则7.浓缩前干物质量为20%,经浓缩干物质质量为48%，物料损失按0.4%计，则：8.浓缩后物料经保温罐，损失按0.2%计，则有：9.喷雾干燥至干物质含量为92%，物料损失按0.6%计，则：10.物料经流化床干燥出粉冷却至干物质含量为97%，物料损失按0.5%计，则：11.筛粉，物料损耗按0.3%计则：12.包装，损失按0.3%计，则：13.检验，损失按0.2%计则有：4.3物料平衡图班产量为22.32t奶茶粉物料平衡图详细见图4-1。精盐869kg原料乳预处理62.87t茶汁储罐32.609t全脂乳粉13.75t调配过滤32.39t过滤108.16t水35.11t暂存罐107.08t浸煮35.988t青砖茶粉碎880.6kg均质106.87t暂存106.66t浓缩106.34t保温罐44.13t喷雾干燥44.04t 流化床23.84t 筛粉22.50t包装22.43t检验22.36t 成品22.32t图4-1 班产量为22.32t奶茶粉物料平衡图第五章设备选型及热量衡算5.1浓缩设备选型及热量衡算5.1.1设计条件设计每日工作为三班制，浓缩工段每班实际工作时间为5.5h，物料在浓缩前的料液量为106.34t，物料中固形物含量为20%，浓缩至干物质含量为48%，则：料液处理量：M=106.34/5.5=19334.5kg/h水分总蒸发量为： （5-1）式中 V水分蒸发量，kg/h; M料液处理量，kg/h; 原料液的浓度； 完成液的浓度；采用多效蒸发5，提高生蒸汽的利用率，消耗同样数量的生蒸汽，可以蒸发比单效蒸发器多得多的水，如果略去热损失，温度差损失和不同压强下蒸发潜热的差别，理论上，单效蒸发器中，1kg生蒸汽可以汽化1kg的水，双效蒸发器中，1kg蒸汽可以汽化2kg的水，三效蒸发器中，1kg蒸汽可以汽化3kg的水，但在实际上，由于热损失和温度差损失的原因，达不到理论的数值。 由于本设计中物料处理量相对较大，而且三效比双效节能，所以选用两台三效降膜蒸发器，牛奶属于热敏性料液，因此采用顺流法操作。每台设备处理物料量为：5.1.2各效蒸发量的确定对于三效顺流蒸发，各效水分蒸发量可按一定比例计算：5.1.3各效出料浓度 （5-2）式中 M料液处理量，kg/h; 原料液的浓度； 一效的出料浓度； 二效的出料浓度； 一效二次蒸汽流量，kg/h; 二效二次蒸汽流量，kg/h;5.1.4三效降膜蒸发器参数三效降膜蒸发器的参数见表5-1。三效降膜蒸发器的各效参数见表5-2。.表5-1 三效降膜蒸发器的参数型号AJZ-8.0水分蒸发量kg/h生蒸汽消耗量kg/h物料处理量kg/h杀菌温度800025001400085，30s表5-2 三效降膜蒸发器的各效参数效效效蒸发温度加热温度真空度KPa出料浓度70806924%57708332%45579048%5.1.5蒸汽用量和水量计算每班生蒸汽量计算：当三效浓缩蒸发器排出的二次蒸汽进入冷凝器后变成液态水，然后和系统消耗的冷凝水一起排出，所以冷却水排出的量等于三效产生的二次蒸发量和冷凝水的量之和：三效产生的二次蒸汽量：=冷凝水消耗量计算：三效排出的二次蒸汽温度为45，对应的热焓为冷凝水吸收热量：2040 查表.， (5-3)式中 水的比热容，kJ/kg; m冷凝水的质量流量，kg/h; 二次蒸汽量，kg/h;冷却水出口温度，；冷却水进口温度，；二次蒸汽热焓，kJ/kg;二次蒸汽冷凝液热焓，kJ/kg;冷凝水耗量：冷却水排出量：5.2喷雾干燥设备选型及热量衡算本设计选用的是离心式喷雾干燥塔与流化床结合使用的干燥设备6，压力式雾化器适用于一般黏度的料液，缺点是喷嘴易堵塞及磨损，离心式雾化器对物料性质适用性较强，可用于高黏度物料的喷雾，操作压力低。喷雾干燥工作原理是空气通过过滤器和加热器，进入干燥塔顶部的空气分配器，然后呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥塔顶的雾化器，使料液喷成极小的雾状液滴，料液与热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短的时间内干燥为成品。成品由干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机排出。5.2.1喷雾干燥塔处理能力已知物料在进入喷雾干燥塔前得质量为44.04t，则干燥设备的处理量为：理论水分蒸发量：含水量由降至理论干燥产品量：为保证生产顺利进行，因此在选择喷雾干燥塔时，选择的设备生产能力要比理论计算值大，利用率为0.6，则选择设备水分蒸发量为：所以所选设备水分蒸发量为6500kg/h。5.2.2塔径和塔高的确定塔径的确定与物料汽化水量及雾化器形式等有关，应使雾滴干燥完成之前不致碰上塔壁。当用一个喷雾器时，可用下面的方法确定干燥塔直径。 （5-4）式中 热空气入塔温度，； 干燥强度，；塔径 ：干燥塔圆柱部分的高度 : （5-5）椎体部分高度计算：锥度选择60，出料口径取d=0.8m,则椎体高度：喷雾干燥塔总高度为： 圆整17m5.2.4喷雾干燥塔参数喷雾干燥塔详细参数见表5-3。喷雾干燥空气详细参数见表5-4。表5-3 喷雾干燥塔详细参数型号LPG-6500塔体高度17m热空气入口温度废气出口温度15080塔内直径水分蒸发量10.9m6500kg/h表5-4 喷雾干燥空气详细参数参数新鲜空气热空气废气温度（）相对湿度（%）湿度（）H焓(kJ/kg)h 20650.011481500.01113680120.0351735.2.5空气用量计算干空气用量：湿空气用量：实际上湿空气的用量比理论值大10%-20%，假设所选比例为15%，则湿空气用量为：5.2.6干燥过程热量计算空气加热器加入的热量： (5-6)式中 空气加热器加入热量，kJ/h; L干空气用量，kg/h; 新鲜空气的湿度，； 新鲜空气的温度，； 热空气的温度，；实际生产中，所选用的空气加热器加热能力要比通过蒸发量计算得到的热风消耗量大10%-20%,假定比例为15%，则实际需供热量为：加热器中蒸汽用量7:饱和水蒸汽绝对压力为700Kpa，温度是164.7，查表对应汽化热，则加热器加热生蒸汽用量：5.3流化床设备选型及热量衡算5.3.1处理能力经喷雾干燥后的奶茶粉（含水量8%）的质量水分蒸发量：干燥成品量：5.3.2流化床参数根据水分蒸发量可选流化床具体参数见表5-5。表5-5 流化床具体参数机型ZLG7.51.2蒸发水分能力320kg/h流化床面积进风温度出风温度910580振动电机型号振动电机功率ZDS51-63.02kw5.3.3空气用量计算流化床干燥段空气详细参数见表5-6。表5-6 流化床干燥段空气参数参数新鲜空气热空气废气温度t()相对湿度(%)湿度H()焓h()20650.0114810530.01113680140.042192理论干空气用量：湿空气用量： 5.3.4干燥段热量计算空气加热器蒸汽消耗量：把20冷空气加热到105，需要提供热量：在实际生产中，所选用的空气加热器加热能力要比通过蒸发量计算得到的热风消耗量大10%-20%,假定比例为15%，则实际需供热量为：使用的加热蒸汽饱和水蒸汽绝对压力为700Kpa，温度为164.7，由此查得冷凝潜热。加热器消耗蒸汽量：5.3.5流化床冷却段空气用量计算流化床冷却段空气具体参数见表5-7。表5-7 流化床冷却段空气参数进口温度出口温度冷空气奶茶粉20（）7030（）30干燥奶茶粉的量：奶茶粉干物料比热：kJ/(kg. )空气的比热： kJ/(kg. )奶茶粉放出的热量：干空气用量：5.4其它设备选型5.4.1茶叶粉碎机本机利用活动刀片之间的剪切而获得粉碎，物料从网孔中排出，所需颗粒大小通过更换筛网而获得，本机特点是细粉少。每个班次生产用的茶叶可在3小时内粉碎完成放着备用，总共每班需要粉碎茶叶880.6kg，所以每小时处理量：设备利用率为0.75，所以所选设备每小时处理量为391.3kg/h。茶叶粉碎机的详细参数见表5-8。表5-8 茶叶粉碎机的参数机型50E外形尺寸16008002000生产能力可调转速成品粒度400kg/h600-1200r/min10-60重量电机功率800kg11kw5.4.2双联过滤器本设备全部采用不锈钢制造，是二个柱体组成，系单层不锈钢焊接结构，内外表面抛光，顶部装有放气阀，以便工作时放气之用。管道接头采用胀合连接, 三通外螺纹旋塞启闭灵活。采用两个三通球阀，将两个单筒过滤器组装在一个机座上，清洗过滤器时不必停车，保证其连续工作，是不停车生产线过滤装置首选。双联过滤器内外表面抛光处理，滤筒内装有不锈钢滤网和滤网支撑篮；顶部装有放气阀，供过滤时排放滤器内空气作用。上盖与滤筒连接采用快开式结构，更方便清洗(更换)滤网，三只可调节式支脚可使滤器平稳放置在地面上。连接管路采用活接或卡箍连接方式，进出料阀门采用三通球阀启闭，耐压耐温，操作灵活方便，无料液泄漏更卫生。由于冷热缸有筛网，可以对茶汤进行粗滤，所以采用双联过滤器进行再一次过滤，以除去微小杂质。过滤时间为每班4h,则每小时处理量为32.39/4=8.1t/h设备利用系数取0.75，则8.1/0.75=10.8t/h双联过滤器9的具体参数见表5-9。表5-9 双联过滤器的参数型号LTGSL过滤面积0.40过滤能力滤网外径滤器材质外形尺寸11T/h600-400目（供选）304/316m适用温度工作压力进出口管径1200.2Mpa40mm5.4.3冷热缸冷热缸10作为加热、冷却、保温、杀菌处理或贮藏浆液的必须不锈钢罐。冷热缸主要由锅体、搅拌器、加热或冷却夹套组成。冷热缸一般为夹套结构，夹套内层为不锈钢板焊接而成，外层焊接一个碳钢板的夹层，外面再加上保温套，最后用经滚花加工的薄不锈钢板包装而成。在夹套中间有两个互不相同的螺旋通道组成，一个通道通冷盐水，另一个通道通蒸汽，为避免物料沉淀，在锅内装有搅拌装置。搅拌装置由锅体上方的电机和减速器带动旋转，进料口位于锅盖上，出料口位于锅体底部中央。茶汁浸煮分六批完成，因此每批需处理量约为6t，冷热缸有搅拌装置，所以设备利用系数取0.6。冷热缸的详细参数见表5-10。表5-10 冷热缸的参数公称容积5000L加热面积12工作压力电机功率0.09Mpa2.2kw搅拌转速物料进口（DN）36r/min40mm5.4.4热水储罐茶汁浸煮是先用50的热水浸泡20min，再煮沸30min,由于茶汁浸煮分六批，所以热水的储备也分六批，每批热水用量35.116=5.85，设备的利用系数取0.7，则所选设备的容量为5.850.7=8.3t。储罐的详细参数见表5-11。表5-11 储罐的参数型号ZG8.0容积8直径1800外形尺寸mm180039405.4.5茶汁储罐设备利用系数取0.7表5-12 茶汁储罐参数型号ZG4.0设备容积5 直径数量16002外形尺寸160034105.4.6调配罐调配分六批进行，每批处理量为18.07t，为了使用方便选取5个6t的调配罐，在实际中可以根据需要使用，设备利用系数取0.6.调配罐的详细参数见表5-13。表5-13 .调配罐的技术参数型号SCG-6外径1800mm公称容积进出口径6000L51mm总高数量3300mm55.4.7三用离心分离机原料乳每班预处理时间为6小时，则分离设备处理量为:由于处理量比较大，所以选择两台离心分离机，设备利用率为0.75，则：三用离心分离机的具体参数见表5-14。表5-14 三用离心机的参数型号N107转速6000r/min生产能力数量7000L/h2外形尺寸100080014505.4.8双联过滤器此双联过滤器是调配后对物料进行再次过滤，每班需要 处理物料量为108.16t,工作时间为5.5h，所以每小时处理量为19.67t/h，设备利用系数取0.8，则所选设备的处理量为19.67/0.8=24.6t/h,双联过滤器的详细参数见表5-15。表5-15 双联过滤器的参数过滤面积0.250.35流量外形尺寸（mm）数量5t/h13005001100110t/h1520550120025.4.9缓冲罐此缓冲罐是对物料进行缓存，当高压均质机不能处理完时，可将物料部分存在缓冲罐，必要时进行冷却，因此这个罐可以选得小些。具体参数见表5-16。表5-16 缓冲罐参数型号ZG6.0ZG8.0直径外形1600160039101800180039405.4.10高压均质机均质11的目的使乳中的脂肪球细微化，减缓脂肪球上浮，改善产品的粘度，达到更好的稳定性。该设备工作时是通过三柱塞往复泵将被加工物料以高压形式送至均质阀，使物料流经阀盘与阀座微小间隙的瞬间受到湍流、空穴、剪切等复合力的作用，达到均质、乳化的目的。可以用于温度低于80物料的均质乳化。每班高压均质机需要处理的物料量为106.87t，则每小时需要处理物料量是：所以选择高压均质机数量为两台。具体参数见表5-17。表5-17 高压均值机参数型号GJJ-12/25最大压力25Mpa流量电机功率12000L/h90kw额定压力外形尺寸20Mpa282515001320(mm)5.4.11暂存罐此罐是保温罐，均质后的物料温度是60，在这个罐可以对物料进行短时的巴氏杀菌，具体参数见表5-18。表5-18 暂存罐参数 型号WG2.0设备容积2 直径1200mm外形尺寸12002340mm5.4.12保温罐浓缩后的物料经保温罐后进行喷雾干燥，对物料进行保温和缓存。具体参数见表5-19。表5-19 保温罐参数型号BVN-2设备容积2 直径支座1440mm700mm外形尺寸进出口径14402760mm51mm5.4.13振动筛粉机振动流化床干燥机12是由振动电机产生激振力使机器振动，物料在这给定方向的激振力和作用下跳跃前进，同时床底输入的热风使物料处于流化状态，物料颗料与热风充分接触，从而达到理想的干燥效果。振动筛分机工作时，两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力，迫使筛体带动筛网做纵向运动，使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，从而完成物料筛分作业。经流化床干燥后的干粉量为22.50t，振动筛分机实际工作时间为5.5h,故每小时处理量为：，设备利用率为0.75，则4.10.75=5.47t/h,设备详细参数见表5-20。表5-20 振动筛参数型号ZSF320处理量5.5t/h筛面尺寸mm筛面层数50020001电机功率外形尺寸0.8kw20758069905.4.14奶茶粉包装机经筛粉后需要包装的奶茶粉质量为22.43t，每袋为180g,则每分钟需要包装袋数：设备利用率为0.8，则3780.8=473袋。具体参数见表5-21。表5-21 奶茶粉包装机参数型号XH-2包装速度60袋/min制袋方式制袋长度外形尺寸三边封80-300mm6007001700功率制袋宽度台数1.2kw/AC380V/220V/50HZ80-200mm85.4.15卫生离心泵卫生泵属于流量泵14，依靠高速旋转叶轮对被泵送料液的动力作用，把能量连续传递给料液而完成输送。在保温罐到干燥塔过程中需要泵将料液打到塔中。5.5h需要处理44.04t的物料，质量流量为44.045.5=8.0t/h,泵的安全系数取1.05，则有8.01.05=8.4t/h,故所选泵的详细参数见表5-22。表5-22 卫生离心泵参数型号BAW-10-24扬程24m流量进出口径10t/h51/38mm电机功率外形尺寸mm2.2kw515275380同理可以通过计算选出其它泵的型号和流量，与浓缩和均质前暂存罐相连的泵详细参数见表 5-23，与茶汁储罐相连的泵详细参数见表5-24，与热水储罐相连的泵的具体参数见表5-25。表5-23卫生离心泵参数泵型号SP20-25转速2920r/min流量扬程外形尺寸20/h20m500280350mm轴功率电机功率1.77kw2.2kw表5-24卫生离心泵参数型号SP6-25转速2920r/min流量扬程外形尺寸6/h25m轴功率电机功率1.14kw1.5kw表5-25卫生离心泵参数型号ZSG50-100扬程12.5m流量功率12.5/h1.1kw转速外形尺寸2900r/min5.4.16板式换热器均质的条件是60，所以在均质机前需要设置板式加热器。调配后物料的温度是 39。 98 65 60 39 38 26 =(38-26)/ (38/26)=31.6每班预热时间为5.5h,每小时处理量为：M=106.875.5=19.43t/h （5-7）式中 A换热面积，； K传热系数，W/；K=2000-6000W/,取K=4000 W/. Q热量，kJ/h;换热平均温差，；所以所选板式换热器详细参数见表5-26。表5-26 板式换热器参数名称板式换热器最大允许使用压力0.4-2Mpa型号换热面积接管直径BR0.21346mm最高允许使用温度传热系数120-1604000W/.热水耗用量计算： （5-8）式中 热水的质量流量，kg/h;物料的质量流量，kg/h; 热水的比热容，; 物料的比热容，;热水的温度差，；物料的温度差，；5.4.17贮奶罐大型贮乳罐15通常为立式，容量一般为25-150t,一般称为乳仓，安装于室外。罐的内壁用不锈钢制成，表面抛光，而外壁有碳钢板或不锈钢板两种结构，与室内型相比，室外型贮乳罐的配置更为完善，罐上附设控制盘，置于室内的中心控制台。仓体侧面设有爬梯，顶部有不锈钢护栏、呼吸阀、旋转喷头。仓体下部设有车间内工作小室，内设椭圆形人孔、高速推进式搅进出料口、温度计、压力变送器、取样阀、CIP清洗器。原料奶贮奶罐，一般选日处理量得50%-100%，本次设计选用的罐的总容量为日处理量得50%，即94.305t,由于设备有搅拌器所以设备利用率为0.6,则所选设备容量为94.305/0.6=157t ,故选择四个40t的立式贮奶罐。详细参数见表5-27。表5-27 立式贮乳罐参数型号BPC-40容量40t外径总高3000mm9000mm进出口径电机功率51mm3kW5.4.18 CIP清洗设备CIP清洗系统能保证一定