20T班凝固性酸奶车间工艺设计

1、 武汉工业学院?食品工艺学?课程设计设计题目： 20T/班凝固性酸奶车间工艺流程课程设计姓 名 ： 陈 东 锋 学 号 ： 090107714 院 系 ： 食品科学与工程 专 业 ： 食品科学与工程 指导老师 ： 胡 秋 林 2021年6月22日 目 录摘要 - 1 1前言 - 22工艺流程设计- 42.1 生产工艺流程图- 41.2 生产工艺简介- 53 工厂总平面图设计 - 94物料平衡计算- 95 设备的选型与设计 - 11 5.19 主要设备一览表 - 166劳动与安排- 177设计总结-178参考文献 - 18附图 20T/班凝固性酸奶车间工艺流程课程设计 班级：食工094 班 姓名

2、：陈东锋摘要：随着人民生活水平的提高，功能性奶制品的需求量逐渐增加。西方国家对功能性奶制品早已开发并有迅猛开展，而我国正处于开发研究阶段。结合韩国功能性奶制品的开发应用现状以及功能奶制品的作用，对功能性奶制品的开展提出了几点思考。本次设计按班产20吨鲜奶的要求，通过论证确定恰当的生产工艺流程。根据配料工艺计算，而选择适当的工艺设备，合理地布置鲜奶生产车间工艺设备。在非工艺设计中，力求经济实用，突出对卫生的要求，使该车间能到达国内先进水平。并用Auto CAD绘制了生产工艺流程图、车间平面布置图及车间剖视图，编制了较为完整的设计说明书，为我国乳制品的加工工业的开展做出奉献。设计采用超高温消毒鲜奶

3、加工工艺及无菌包装是目前国际先进的鲜奶加工技术，其可以保持鲜奶的原色、原味及营养成份，保存期可在六个月以上。关键词：酸奶 工艺布置 设备选择 设计 一 前言1.1 本次设计的目的与意义。1.1.1熟悉和稳固所学的食品工艺的相关知识。1.1.3熟练掌握食品加工的主要工艺和工艺参数。1.1.4 掌握根本的车间设计的方法和绘图技巧。1.1.5能够针对设计要求给出一套完整的设计方案。1.2 凝固性酸奶的行业开展状况传统的凝固型酸牛乳是以新鲜乳牛乳为原料,添加适量砂糖,经巴氏杀菌和冷却后加人纯乳酸菌发酵剂,经保温发酵而制成的产品川。近年来,研究人员在酸牛乳传统生产方法的根底上,研制出了许多具有独特风味和

4、特殊营养保健作用的凝固型酸牛乳新品种。研制开发具有特殊风味和营养保健作用的混合原料凝固型酸牛乳新品种是我国酸牛乳研究的重点之一,高品质、营养保健、食用方便是凝固型酸奶的开展趋势,选育具有优良性状,制作温和可口、有益健康的酸奶益生菌是酸奶发酵剂的开展方向。酸奶对高血压、动脉硬化、老年骨质疏松、肿瘤病患者都有较好的防治作用，且对年老体弱者也非常有益，口感老少皆宜，故已为广阔百姓所接受。实际上，随着人民的生活水平不断提高，全国的酸奶市场也在迅速扩大。以前酸奶消费多在大中城市，而现在，许多中小城市，乃至乡镇都出现了“酸奶热，消费量呈逐年递增之势。 伴随国家“十二五规划和产业结构的调整，凝固性酸奶面临巨

5、大的投资机遇，尤其是新型的针对不同人群而生产的凝固性酸奶有望进一下挖掘市场，拓宽市场领域，扩大消费者的人群范围，推动我国的食品行业的整体开展；同时有利于我国的食品加工技术的进一步提高。凝固性以它特有的风味，将会受到越来越多人的喜爱。1.3 设计方案的概述本次设计基于对当前市场的充分调查和理性的分析，结合当前人们对于酸奶的最新的消费观念，制定出有别于传统的凝固性酸奶的加工工艺方案。设计的主要内容包括一下四个方面：（1） 工艺流程的设计：介绍了凝固性酸奶的主要的加工工艺，从原料的选取直到成品。（2） 物料的平衡运算：对于给定的产量标准，按照其加工的流程步骤，运用反推的方法计算出所需所有原料的质量。

6、（3） 主要设备的选型：根据上述设计的加工步骤和物料运算时对每个步骤的要求，选择适宜的加工设备，给出主要的参数。（4） 劳动与安排：根据每班的产量及各个加工阶段的加工产量，结合劳动的本钱和企业的综合利益，对每个加工阶段安排适宜的加工人数。（5） 设计总结：最设计过程中遇到的问题和收获进行一下综述。 二 工艺流程设计2.1 生产工艺流程：脱脂奶粉蔗糖配料脂肪含量标准化净化原料鲜奶 冷却发酵分装接种冷却杀菌均质预热过滤成品冷藏后熟2.2 生产工艺简介1固形物含量：鲜奶总干物质含量不得低于11.5%，其中非脂干物质不得少于8.5%，否那么会影响蛋白质的凝乳作用。2鲜奶中残留抗生素的检测：抗生素污染会

7、使乳酸菌生长受到限制，因此决不能使用抗生素污染的鲜奶为原料。3白细胞检测：白细胞含量常常会影响鲜奶的质量。4杂菌检测：霉菌、酵母菌、芽孢杆菌、大肠杆菌等等杂菌会影响鲜奶原料的质量。1牛乳的净化：利用的别设计的离心机出去牛乳中的白细胞和其他肉眼可见的异物。2脂肪含量标准化：用别离机对牛乳进行脱脂，在参加少量稀奶油，是调制如脂肪含量标准化。2.2.3配料：1奶粉的添加：参加1%3%的奶粉调节非脂干物质。2蔗糖的添加：参加4%8%的蔗糖调节酸奶的口感。2.2.4 过滤与预热 1对混合配制所得的料液要进行过滤，出去大的颗粒，以便所得的料液颗粒更加的均匀。 2对混合的料液进行预热使物料更好的混溶在一起，

8、以便下一步更好的均质。2.2.5 均质：将调制奶加热到60 °，与均质机中，810Mpa压力下均质。 1物料的料液在挤压，强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合 2均质使牛奶中的脂肪破碎的更加细小，从而使整个产品体系更加稳定。：采用高温巴氏杀菌法，9095保持5min杀菌，主要是杀死致病菌、中毒菌，腐败菌以到达商业无菌。 杀菌目的是杀死原料乳中绝大局部杂菌及所有致病菌，确保乳酸菌的正常生长和繁殖；钝化原料乳中对发酵菌有抑制作用的天然抑制物；使牛乳中的乳清蛋白变性，以到达改善组织状态，提高黏稠度和防止成品乳清析出。2.2.7 冷却：高温杀菌后必须将料液冷却

9、到室温，以免影响后面的接种，温度过高可能会使接种的发酵菌失活致死。：杀菌后的乳应马上降温到45左右，以便接种发酵剂。接种量根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比而定。生产发酵剂为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，比例为1：1或2：1，一般接种量为2.5%5%(在无菌室操作)。参加的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块，以免影响成品质量。：由于酸奶发酵后不能受到机械振动，因此，必须先分装再发酵，使酸奶充分发酵。：灌装封盖后迅速送入发酵室，4143温度下发酵2.5 h4 h，到达凝固状态可终止发酵，即酸度到达65°T70°T停止加热、pH值低于

10、4.6、外表出现少量水痕、奶变黏稠。发酵应注意防止震动，否那么会影响组织状态；发酵温度应恒定，防止忽高忽低；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。: 冷却能够迅速有效地抑制乳酸菌生长，降低酶活性，防止产酸过度，延长酸奶保存期限。冷却方法有二：直接冷却法。到发酵终点，立即将酸奶放入26冷库中(或立即切断电源)。预冷却法。到发酵终点，使温度分阶段慢慢下降，即42453538192010205，5是霉菌和酵母菌生长的下限温度。冷却过程中要轻拿轻放，防止震动。酸奶对机械震动十分敏感，组织状态一旦破坏，很难恢复。 酸奶须在26条件下存放12 h，这样可促进芳香物质产生，增加酸奶制品黏稠度。成品

11、出厂凝固型酸奶成品呈现出胶体状，白色不透明，组织光滑柔软，有独特的发酵乳香味，酸甜适度。2.3 生产要求和标准原料接收要求原料乳送到工厂后，必须根据指标规定，即时进行质量检验，按质论价分别处理。我国规定生鲜牛乳收购的质量标准GB691486包括感官指标、理化指标及微生物指标。 感官指标正常牛乳呈白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红色、绿色或其他异色。不能有苦味、咸味、涩味和饲料味、青贮味、霉味等异常味。 理化指标理化指标只有合格指标，不再分级。我国公布标准规定原料乳验收时的理化指标见表1. 细菌指标细菌指标有以下2种，均可采用。采用平皿培养法计算细菌总数，或采用美蓝复原退色法，按美

12、蓝退色时间分级指标进行评级，两者只允许用一个，不能重复。细菌指标分为4个级别，按表2中细菌总数分级指标进行评级。 表1 鲜奶理化指标工程指标工程指标相对密度20/4(1.028-1.032)杂质度/(mg/kg)4脂肪/%汞/(mg/kg)蛋白质/%六六六、滴滴涕/(mg/kg)酸度以乳酸表示/%抗生素/(IU/L)表2 原料乳的细菌指标分级平皿细菌总数分级指标法(104cfu/Ml)美蓝退色时间分级指标法504.0h10020040040min此外，许多乳品收购单位还规定有下述情况之一者不得收购：产犊前15 d内的末乳和产犊后7d内的初乳；牛乳颜色有变化呈红色、绿色或显著黄色者；牛乳中有肉眼

13、呵见杂质者；牛乳中有凝块或絮状沉淀者；牛乳中有畜舍味、片味、霉味、臭味、涩味、煮沸味及其他异味者；用抗牛素或其他对牛乳有影响的药物治疗期间，母牛所产的乳和停药后3 d内的乳；添加有防腐剂、抗生素和其他任何有碍食品卫生的乳；酸度超过20°T的乳。2.3.5 产品品种及规格主要品种：果料酸奶、原味酸奶、调味酸奶；全脂酸奶、脱脂酸奶、局部脱脂酸奶。规格：250、350、500、750、1000ml，屋顶盒装。感官特性应符合表3的规定。表3工程纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳色泽呈均匀一致的乳白色或微黄色呈均匀一致的乳白色，或调味乳、果料应有的色泽滋味和气味具有酸牛乳固有的滋味和气味具有调味酸

14、牛乳或果料酸牛乳应有的滋味和气味组织状态组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出果料酸牛乳有果块或果粒2.3.7 蛋白质、脂肪、非脂乳固体和酸度应符合表4的规定。表4工程纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳全脂局部脱脂脱脂全脂局部脱脂脱脂脂肪/%蛋白质/% 非脂乳固体/% 酸度/oT 2.3.8 卫生指标应符合表5的规定。表5工程纯酸牛乳调味酸牛乳果料酸牛乳苯甲酸，g/kg 山梨酸，g/kg不得检出硝酸盐(以NaNO3计)，mg/kg 亚硝酸盐(以NaNO2计) ，mg/kg 黄曲霉毒素M1，g/kg 大肠菌群，MPN/100mL 90致病菌(指肠道致病菌和致病性球菌)不得检出 乳酸菌数不得低于1xl06

15、cfu/mL 食品添加剂和食品营养强化剂的添加量应符合GB2760和GB14880的规定。 三 工厂总平面图设计 四 物料平衡计算4.1 原料奶的标准化阶段脂肪含量标准化以1000kg原料鲜奶为衡算对象：原料鲜奶中，脂肪含量为3.0%，而在酸奶成品中的一般含量为2.6%。在生产过程中，需要参加脱脂牛奶。全脂奶和脱脂奶的需要量可以用交叉法计算得。A D C B E 如图，A,B,C,D,E分别代表全脂奶中脂肪含量，脱脂奶中脂肪含量，酸奶中脂肪含量，脱脂奶的用量，全脂奶的用量。代入计算，得 0.1 那么全脂奶的用量为： 脱脂奶的用量为：非脂乳固体标准化原料鲜奶的非脂乳固体含量为8.5%,而酸奶成品

16、中含量约为1112%，须参加脱脂奶粉。脱脂奶粉的参加量为： 1000×2.5%=25蔗糖的参加 1000×5%=50 实际用物料总量为1075。总脂肪含量实际为 1000×2.6%25×1%÷1075=2.45%实际的非脂乳固体含量为 1000×8.5%25×99%÷1075=10.42%4.2 均质、热处理阶段（） 均质经过均质，损失量为，那么 1075×99%=1064（） 热处理经过热处理，原料的损失量为2%，那么 1064×98%=1043 4.3 发酵剂的参加阶段参加的发酵剂的量为原料

17、的3%左右为宜。 那么：1043×3%=31.3这时，总的物料质量变为 104331.3=1074.34.4 包装阶段损失×98%=1052.84.5 储藏、运输阶段损失按1%计算，那么 10528×99%=1042.34.6 班产量20t酸奶产品需要的原料总量计算 1原料鲜奶用量：20×1000÷÷99%÷98%÷103%÷98%÷99%÷t2发酵剂的用量： 20×1000÷÷99%÷98%÷103%×3蔗糖的用量：20&#

18、215;1000÷÷99%÷98%÷103%÷98%÷99%÷107.5%×t 4脱脂奶粉的用量：20×1000÷÷99%÷98%÷103%÷98%÷99%÷107.5%×t 五 设备选型与设计5.1 均质机的选择 工作量确实定本厂设计为班产20t酸奶产品，按照每班生产8小时计算，那么生产所需的规模为： 20÷h型号截至温度最大输出流量t/h最高工作压力MPa电机功率次/min进料口径mm出料口径mm外形尺寸mm整机

19、质量kgGJY4-258542529032321345*1150*13251500所以，需要的均质机的型号为：GJY4-25。其主要性能指标为：流量：4t/h；最大压力/额定压力：25 MPa；尺寸：1345*1150*1325。5.2 贮奶罐的选择原料鲜奶在加工前，一般要放置几小时，使牛奶能够自然脱气。收购的原料鲜奶要进行低温保存4。收购原料牛奶以每天一次计算： 一天有两班，20T/班，那么每天的出产量为：40T 40×1000/1=40000L/d即贮藏罐的容积相当于一天的处理量。关于贮存罐的个数，我们决定用10个，比拟方便检修，又不至于太贵，操作也不麻烦。罐的装满系数为80%，

20、高径比为：6:4，经过比计算，我们决定选用D=1620mm,h=2430mm的尺寸的贮藏罐。型号为：ZHNG-80型，体积8000L，外形尺寸/mm：2392×2167。5.3 板式换热器选用常用的板式热交换器两台。换热器分三个热交换局部，分别为预热、冷水降温、冰水降温。整个管路中物料流量为2000L/h。 Q=GCPT2-T1 ：式中G2000L/h T260 T15注：乳的比热随其浓度组成而变，其浓度越高固形物含量越高时，其比热越小，其范围为3.343.97。为了计算的方便取 CP=3.87 kJ/kg·，得Q2000×××105 kJ/h

21、Q1=KA1tm1 K=13320 tm1=(T2-t1)(T1-t2)/ln(T2-t1)/(T1-t2)得A14.6 所以选择BP2-d-5型。BP2-d-5型板式热交换器主要技术参数为：生产能力/L·h-1: 2000换热总面积/： 5牛乳进口温度/： 5热水进口温度/： 90消毒乳出口温度/：60蒸汽消耗量/·h-1: 220外形尺寸/： 1409×753×1404  调配系统    高速搅拌配料罐，采用优质不锈钢制造，360 °清洗头，聚胺脂发泡工艺  保温，有开启式和封闭式等多种结构

22、。采用国外技术生产的高剪切搅拌头，工作时高速剪切物料，同时产生极强的湍流，能将稳定剂如CMC、明胶、卡拉胶等冷水25 ° C化成均匀的胶体。    在生产超高温灭菌奶、凝固型搅拌型酸奶、调配型酸奶时，是溶解稳定剂、白糖以及标准化所需的奶油的强有力的工具。可实现冷配料，显著的提高生产效率、降低能耗。特别是生产调配型酸奶溶稳定剂和加酸酸化时，使用本设备的高剪切和强烈搅拌，可冷配料、快速加酸酸化，节约能源、防止酪蛋白沉淀。5.5 物料缸5.5.1 用于原物料的暂存，收购的鲜奶经过物料缸再流向磅秤进行称重，因为用于物料暂存，所以选择公称体积是1000L的物料缸。

23、RP9G6型物料缸为开启式圆柱形夹层容器，配有锚式搅拌器。其主要技术参数：公称体积/L： 1000工作压力/kPa： 150搅拌器转速/r·min-1搅拌器电机型号： A1-7134T2,550W外形尺寸(长×宽×高)/： 1900×1280×2100设备净重/： 980 ZHNG型立式贮奶缸班生产量为20t，为了保持生产的连续性，三台供生产，另一台备用，且节约占地面积。所以a)选用四台ZHNG-80型贮奶缸作为原料缸，其主要技术参数：体积/L： 8000缸体内筒直径/： 2300搅拌桨转速/r·min-1： 112外形尺寸： 239

24、2×2167电动机型号： JO3-802电动机转速/r·min-1： 1500b)选用两台ZHNG-40型贮奶缸作为配料缸，其主要技术参数：体积/L： 4000缸体内筒直径/： 1720搅拌桨转速/r·min-1： 61外形尺寸： 1890×2193电动机型号： JO3-802电动机转速/r·min-1： 1500c)选用一台ZHNG-55型贮奶缸作为缓冲缸，其主要技术参数：体积/L： 5500缸体内筒直径/： 1910搅拌桨转速/r·min-1： 112外形尺寸： 2021×2650电动机型号： JO3-802电动机转速/

25、r·min-1： 15005.6 发酵罐和接种罐 简单介绍：发酵罐-广泛应用于乳品、食品饮料、制药、化工等行业的发酵,容量1000L-500KL 型号：T-15 主要参数：体积8000L,尺寸大小：1800*3800。详细说明：发酵罐-广泛应用于乳品、食品饮料、制药、化工等行业的发酵和接种。          5.7 酸奶自动填充包装机1 塑杯全自动灌装封口机    本机适用于各种规格塑杯的全自动充填封口的专用设备。自动落杯、定量灌装、机械手吸盖

26、、二次封口、提杯、推杯、输送等一系列工序自动完成。适用于酸奶、牛奶、色拉果汁饮料和其它制品。本机电器及气动元件采用德国、日本等国际知名产品。本机结构为进口不锈钢，符合食品级卫生标准。2屋顶型纸盒灌装机    本机采用先进的机，光，电，气一体化的自动控制系统，操作简单，方便，机器运行平安可靠、稳定性好、生产效率高、节省人力、降低本钱。具有可靠的卫生平安措施，封底、灌装、封口都在无菌的状态下进行，并可随时进行灭菌处理，确保了产品卫生平安到达国际卫生标准。密封状态下柱塞式定量灌装，灌满率确保100%，并有效防止了灌装过程中的二次污染。先进的自动化生产日期打印系统，可随机

27、实现生产日期打印，准确而快捷。5.8 冷库制冷机型号：6FS生产厂家：岳阳制冷设备总厂5.9 CIP型分体式就地清洗机产品产地： 江苏参考价格：                   用设备。 5.10 离心乳泵卫生泵    设备介绍    博奥机械应用现代新技术和新概念不断革新离心泵的生产工艺。新一代卫生级BOSP型系列的离心泵是博奥机械

28、的骄傲。因为它除了符合要求，传统的质量外。为用户提供的泵性能更好，效率更高，使用寿命更长，用户受益更大。应用：乳品：乳清、奶油、牛奶、糖液其他：糖果业、焙烤业、化工领域等。5.11 过滤器    产品产地： 浙江温州  型号：JD745X     简单介绍：微孔膜筒式过滤器-其特点是体积小、重量轻、使用方便、过滤面积大、堵塞率低、过滤速度快、无污染、热稳定性及化学稳定性好    微孔膜筒式过滤器    此产品借鉴国外先进技术，按FDA和GMP标准制造，过滤器材质为优

29、质进口不锈钢304、316L。其特点是体积小、重量轻、使用方便、过滤面积大、堵塞率低、过滤速度快、无污染、热稳定性及化学稳定性好。此过滤器能除绝大局部微粒，所以广泛应用于精滤和除菌工艺。 滤筒有1芯、2芯、5芯、11芯、13芯、15芯 折叠式滤芯长度有10"、20"、30"、40" 滤芯材质有聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯、醋酸纤维 过滤孔有0.1um、0.22um、0.45um、1um、3um、 5um、10um、30um、60um，分疏水性适用于气体和亲水性适用于液体滤芯5.12 入磅奶槽 型号：DJ-25，容量650L ，尺寸大小：1200*100

30、0*7505.13 糖液及果料等混合罐 型号：ARO-33 尺寸大小：5000L.5.14 混合器用于搅拌型酸奶生产中果料/香料与 发酵好的酸奶的混合。型号：EBJ-51，出料容量500L,进料容量：700L。5.15 灌装机  型号LYZS-B，灌装容量可调，生产能力：1500-2500瓶/小时。5.16 UHT    RP6L型套管式超高温瞬时杀菌机是宁波食品设备制造开发研制生产的，该设备具有同类国际领先水平。它是采用间壁热交换加热牛乳以到达杀菌效果的装置。热交换的过程是在同心套管中进行，套管盘成螺旋状。该设备结构紧凑，占地面积小，生产能力大，传热效

31、率高，杀菌效果好。选用RP6L-20型国产套管式超高温瞬时杀菌机的主要技术参数：处理能力/L·h-1: 2000(双泵)蒸汽压力/kPa： <800高温保持时间/s: 13s物料温度/： 进416，出6065灭菌温度/： 115135电动机： Y90·台-1外型尺寸/： 1314×924×1650设备重量/： 3955.17 CIP清洗 CIP是Cleaning In Place(就地清洗)的简称。其定义为：不用拆开，即可用高温、高浓度的清洗液，对装置加以强力的作用，把食品的接触面洗净的方法。CIP装置要求管道具有对产品有平安性、容易检查、螺纹牙不

32、露于产品上、接触产品的内外表研磨得完全光滑，特别是接缝没有龟裂及凹陷、对接缝加大也不漏液和少用密封垫板等特点。CIP设备不仅无需拆卸，效率高，而且平安可靠，有效的减少了人为的失误，同时降低了清洗本钱。5.18 锅炉5.19 主要设备一览表 表6 设备一览表编号设备名称及型号外形尺寸/mm数量价格/万元备注1ZHNG-80型储奶罐 1620× 2430118定购2T-15 型发酵缸1800× 380027定购3RP9G6型物料缸2392× 2167412定购4CIP3240× 1740× 195033定购5T-15型接种缸21800× 38001定购6BOSP型离心如泵6定购7GJY4-25型均质机1300× 1060× 135014定购8RP6L-