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乳制品 工厂 设计方案

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年产10000吨乳制品工厂设计 <食品科学系06级） 1 前言 民以食为天，食以乳为先。乳中各种营养素齐全且配合合理，并含多种生物活性物质，是人体成长不可缺的高营养食物。发展乳品事业，是关乎国计民生的大事，但是与世界先进国家比较，我国奶类产量仅为美国的11%、法国的28.5%，我国人均占有奶类产品7.2公斤，人均占有量仅为世界平均水平的1/10，发达国家的1/37，世界液态乳的人均消费量为105公斤/年，中国液态乳人均消费量仅为7公斤/ 年，仅为亚洲年人均乳品占有率的1/6，不及世界人均乳品占有率的1/16。从此可以看出中国乳品存在巨大的增长空间。 目前随着人民生活水平的提高，随着大众对营养食品需求日益增长，市场竞争也日趋激烈。尤其是随着新技术的应用，成功地解决了乳制品的营养和保鲜问题，加之新包装材料及技术的应用和灵活多样的促销方式，使消费者愿意接受具有丰富营养，口感良好并且价格合理的乳制品品牌。乳制品市场的竞争也开始日趋激烈。 为了在未来的乳品市场中取得一席之地，我们从灭菌乳、搅拌型酸乳、乳酸菌饮料、乳粉等众多乳制品中最终选取UHT灭菌乳为主要产品因其具有工艺成熟、易于贮藏运输、营养损失少等优势。 工艺方面采用超高温瞬间灭菌技术(UHT>解决了液态奶运输、储存、保鲜难的问题，目前发达国家已普遍采用这一技术进行鲜奶加工：将牛奶加热至超过135C，仅保持几秒便迅速降至常温，然后在无菌条件下密封，采用六层纸铝塑复合材料进行无菌灌装。 在营养方面，牛奶中的微生物在瞬间高温下全部被杀死的同时，而大多数营养物质在短暂的高温下损失甚微，最大限度地保持了牛奶的营养成分。 在运输销售方面，经过UHT灭菌处理，并采用无菌包装的鲜奶进行无菌灌装，使其在储存及运输中均不需要冷藏。 　　同时，一个不需冷藏的产品给生产商、零售商和消费者带来了许多便利。比如对生产商而言，由于不再需要冷藏，库存安排可以简化；运输分送用车的数量、成本就可相应降低；同时，由于长期维持其保鲜功能，减少了对零售未售出产品的回收；最重要的是，这种产品可以从地域上极大地扩大市场。 综上所述，设计一个UHT灭菌乳厂具有很强的实际意义。 2概述 2.1产品品种UHT灭菌乳 2.2生产规模预计年产10000吨 2.3 设计内容 制定产品方案，厂址选择方案，设计工艺，物料衡算，设备选型，水电汽平衡，人员配置，设定企业管理组织架构，技术经济分析，绘制全厂总平面布置图、工艺流程图、车间设备及管路布置图。 2.4工程建设背景 本工厂拟建在市郊塘沽经济技术开发区，该区交通顺畅，通讯设施完备，周围无污染企业，原料供应充足，水、电供应稳定。 2.5市场需求预测 本工厂产品主要面向国内北方地区市场并争取打入国际市场，主要目标为日本，韩国等地。根据国家统计局的统计显示：2006年1-12月全国累计乳制品产量为.53吨，比上年同期增长27.97％；2006年1-12月全国累计液体乳产量为.69吨，比上年同期增长29.37％。另据海关统计，2006年，我国乳品进出口全面增长，出口在贸易的比重逐步增加。全年乳制品进出口总额同比增长了20.7%，其中进口金额占进出口总金额的85.6%；乳品进出口总量比上年同期增长8.4%，其中进口量占进出口总量的82.3%。无论是金额还是数量，进口占贸易总量的比重都在逐步降低，出口比重在逐步上升。因此从数据上可以看出本工厂产品需求量在不断增长，市场前景广阔。 3厂址的选择及规划 3.1厂址选择原则 ⑴符合国家的方针政策。符合当地政府规划，节约用地。 ⑵生产条件方面标准。厂区的标高应高于当地历史最高水位，自然排水坡度最好在0.004—0.008之间；所选厂址要有可靠的地质条件；厂区附近应有良好的卫生环境避免各种污染源；厂址面积要满足生产的要求，并有发展余地和留有适当空余场地。 ⑶投资和经济效果方面，要做到方便运输，保证供水供电等。 3.2厂址选择报告 ⑴计的UHT灭菌乳加工厂坐落于天津市塘沽经济开发区，开发区距市中心45公里，距北京160公里，距天津国际机场30公里。东西宽25公里，南北长50公里。塘沽地势低洼平坦，海拔高度1.3—3.8M。属于暖温带季风型大陆气候，四季变化明显，年平均气温12C，无霜期234天，年平均降水量674.5毫M。工厂总占地面积为9000平方M。 ⑵周围有良好的自然环境和地质条件，无有害气体，有害水体等危及食品安全的不良因素。 ⑶济发展状况良好，离市区较近，避免长途运输。 ⑷所征地块费用合理，由于国家政策倾斜，使得生产的经济成本较为理想。 3.3厂区规划 3.3.1工厂车间平面设计的原则及说明 方便生产，符合生产车间程序，避免原料，半成品及成品的交叉污染。 1) 符合工厂设计对风向和光照要求。 2) 利用现有的条件，合理配电，配水，减少能源损耗，降低成本。 3) 充分考虑全厂二期工程及消防便道。 4) 厂房按生产工艺流程及所要求的洁净级别进行合理布局，并考虑厂房与邻近厂房进行的各项生产操作不相互防碍。 5) 按生产工艺和卫生，质量要求。划分洁净级别，分为原料辅料区，生活区，生产区，尽量缩短距离，避免物料的往返运输。 6) 洁净厂房的设计和安排符合GBJ73的要求。 7) 厂房满足生产加工保健食品对空气净化的需要。采用10万级洁净厂房，安装具有过滤装置的响应的净化空调装置。 8) 厂房，设备布局与工艺流程三者衔接合理，建筑结构完善，满足生产工艺和质量，卫生的要求。中间产品，待包装品的贮存间与生产要求相适应。 9) 厂房温度及相对湿度与生产工艺要求相适应。 10) 厂房之间，厂房与通道之间有缓冲设施，设置与洁净级别相应的人流和物流通道。 11) 厂房安装的下水道，洗手及其它卫生清洁设施不对产品的生产带来污染。 12) 备料室与生产工艺要求的洁净级别一致。 13) 厂房的空气净化设施，设备定期维修，检修过程采用适应措施。不对产品的生产造成污染。 14) 具有与喷雾相应的专用设备。 15) 与原料，中间产品直接接触的生产用工具，设备符合产品质量和卫生要求的材质。 16) 办公楼紧靠车间，方便管理。 17) 厂区道路宽敞，两旁种有树和草坪。 18) 充分考虑消防要求，各主要建筑物和易燃物附近设有消防设施。 19) 设计排水沟位于经常排污，排水设备的下面，保证车间排水排污要求。 20) 设备与设备，设备与墙之间留出适当空隙，保证操作方便，维修与清洗方便。 21) 车间入口处设有更衣室，消毒间，缓冲间等，工人须更衣消毒后进入车间，保证车间卫生，且工人须穿特定工作服，鞋等。[1] 3.3.2厂区总体布局 生产车间：位于全厂中心地带。 辅助车间；<包括原料库，成品库，机修车间）：分布于生产车间周围。 动力设施：<锅炉房，变电室等）：接近负荷中心，锅炉房设在远离生产车间的方向。 生活辅助设施；<办公楼，食堂等）：位于生产车间与动力设施之间，办公楼与生产车间连通。 厂区交通绿化：道路宽敞，可将人流物流充分分隔，避免交叉污染；厂区周围有绿化带，防风阻沙，美化厂区。 3.4总平面设计图<附图1） 4主要工艺设计及论证 4.1牛乳中的化学成分性质分析 牛乳 水分 脂肪 磷脂质：卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂 脂溶性维生素：维生素A、维生素D、维生素E、 维生素K、胡萝卜素 胆固醇 蛋白质：乳蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳球蛋白、非蛋白态氮化物 糖类：乳糖、葡萄糖 矿物质：主要含钙、磷、钾、氯； 少量含钠、镁、硫、铁； 微量含锌、铝、铜、硅、碘； 痕量含锰、钼、锂、锶、硼、氟 色素：胡萝卜素、叶黄素 水溶性维生素：维生素B1、维生素B2、维生素C、泛酸 C 维生素B6、维生素B12、 维生素C、烟酸、泛酸 生物素、叶酸 酶：解脂酶、磷酸酶、过氧化氢酶、 过氧化物酶、还原酶、蛋白酶等 气体：二氧化碳、氢 细胞：乳房内部表皮细胞、白血球等[6] 脂质 非脂乳固体 总乳固体 4.2牛乳的物理性质 牛乳的物理性质是鉴定牛乳品质的重要指标，也是合理安排乳制品加工工艺流程的重要依据。 1) 乳的色泽 正常的新鲜牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色。乳的白色是由于乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒及脂肪球等微粒对光的不规则反射所产生。牛乳中得脂溶性胡萝卜素和叶黄素使乳略带淡黄色，而水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色。 2) 滋味与气味 乳中含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质，这些物质是牛乳气味的主要构成成分。这种香味随温度的升高而加强，乳经加热后香味强烈，冷却后减弱。牛乳除固有的香味以外，还很容易吸收外界的各种气味，所以每一个处理过程都必须保持周围环境清洁，以避免个因素的影响。 3) 酸度 新鲜乳的酸度为0.15%--0.18% <16-18T） 4) 比重和密度 乳的比重指在15摄氏度时的质量与同温度下同体积水的质量之比，正常牛乳比重为1.030—1.032；乳的密度是指乳在20摄氏度时的质量与同体积4摄氏度的水的质量之比，正常牛乳的密度为1.028—1.030。乳的比重和密度可反映出脂肪含量，无脂干物质含量，乳挤出的时间及是否掺假。 5) 热学性质 在乳中掺水可使乳的冰点升高，可根据冰点测定结果推算掺水量X=(T-T1>/T*100%。 式中X为掺水量，T为正常乳冰点，T1为4—3.98k被检乳冰点；乳和乳品的比热，在乳品生产过程中常用于加热量和制冷量计算，牛乳为3.94—3.98kJ/(kg*K>。 6) 黏度与表面张力 牛乳的黏度随温度升高而降低。在乳的成分中，脂肪及蛋白质对黏度的影响最显著，随着含脂率和乳固体的含量增高，黏度也增高。在加工中，黏度受脱脂，杀菌，均质等操作的影响。[2] 4.3UHT灭菌乳的加工工艺介绍 UHT超高温灭菌乳是在本世纪60年代出现的一种产品，首先是由英国的巴顿等研究者提出。其原理是根据牛奶在加热中细菌的灭菌效果=0.03m≈30mm 根据设计流量，选用管径为30mm的物料管 6 主要设备选型与能量估算 6.1设备选型原则 1) 满足工艺要求，保证产品的质量和产量 2) 一般大型食品工厂应选用较先进的、机械化程度高的大型设备，中型厂则看具体条件，一些主要产品选用机械化、连续化程度高的设备，小型厂则选用较简单的设备 3) 所选设备能充分利用原料、能耗少、功率高、体积小、维修方便、劳动强度低，并能一机多用 4) 所选设备应符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染 5) 设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件<如温度、湿度、压力、酸碱度等） 6) 在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式 6.2设备选型 表5设备选型方案 设备 型号 规格效能<台数） 价格(万元> 离心式奶泵 BAW150(N302> 5000kg/h<2台） 1*2 高压泵 3WR 1.5平方M/小时<2台） 2*2 真空脱气罐 JBX-G-3 3000L/h<4台） 3*4 冷热缸 AB-6 600L<8台） 1*8 立式储奶罐 LCH-80 80T 10*1 普通均质机 SDK-6 500L<2台） 10*2 板式冷却器 BP2-J-3-6(SY-P-5> 3T/h<6台） 10*6 净乳机及脱脂分离机 净乳能力0.2ppm脱脂效率0.03%<2台） 10*2 超高温板式灭菌器 无菌均质机 BR-UHT-30 BLB-JL-NC-30 3T/h<2台） 1T/h<2台） 15*2 20*2 利乐包包装机 BLB-JL-30 500Ml<1台） 50 6.3 能量估算 表6UHT灭菌乳平均每吨成品耗水、耗汽量表 产品名称 耗水量=57.10% 3) 回收期=工程总投资/年利润额=5056/1262.64=4 即4年可以收回成本。 【参 考 文 献】 [1] 驼承痒. 乳与乳制品工艺学[M]. 中国农业出版社. 1999 [2]金世林. 乳品工业手册[M]. 中国轻工业出版社. 1987 [3]郭成宇. 现代乳品工程技术[M]. 化学工业出版社. 2004 [4] 赵晋府.食品工艺学[M]. 中国轻工业出版社.2001 [5] 李宇.乳品加工技术[M]. 中国轻工业出版社. 2004 [6] 张洪泉. 食品加工技术设备[M]．中国食品出版社. 1987 [7]天津海河乳业周报. 2005年7月，2-3 [8]陈学谦. 天津海河乳业生产工艺流程手册12-15 致谢 在我四年大学生活中很多的老师和同学给了我难忘的经历，我在此衷心的感谢在校期间给了我巨大支持的刘金福主任和班主任苗颖老师，感谢在学业上一直不断教诲我的甄老师，张老师，马老师等，尤其感谢王浩田老师在我写论文期间的无微不至的帮助和教导和在制图方面给我巨大帮助的梁鹏老师，还有感谢其他帮助过我的所有的同学们。大学生活是人生中最难以忘记的美好时光，正因为有了您们的支持我的大学生活才活如此多彩。 附录一 相关外文文献原文： 附录二 相关外文文献译文 乳制品补充 总结：研究背景：大体来说，骨骼的矿物密度 众所周知，骨骼在童年，少年和青年时期会增长一倍，每年增长7-8%，[31]，增长速度在女生11-14周岁期间达到最高点。[32]骨骼密度达到最高点的年龄一直备受争议，但是很多专家认为是23岁[33]，甚至是29岁[7]，此项研究认为骨骼密度在青少年17岁时达到最高点，最高点存在于股骨和转节中，在脊椎中，骨骼密度会一直增长至18岁。 和骨骼矿物浓度相比，骨骼矿物含量更能体现骨骼中矿物质的增加。在摄入乳制品两年后中，这组中的成员的转节的骨骼矿物含量仍呈明显增加，腰椎中的含量也有一定程度的增加，但增量并不明显。然而骨骼的长度和宽度并无明显变化，也显示出，在这一年龄阶段，钙含量并不能影响骨骼大小。 据研究，摄入钙较少的女性的股关节骨折率较高[1]。先前的研究运用钙含量来显示骨骼密度的增加。一项以9到13岁女生为对象的调查显示，在12个月之后，48个被调查者的脊椎和全身骨骼的密度增加；另一项针对82个11-12岁女生的调查显示，使用类似的牛奶摄入法，股关节和脊椎的密度同样显著增加。 在停止钙摄入一年之后进行的跟踪调查表明，当钙摄入不能一直维持一定的摄入量的时候，其对BMD的积极影响将会消失。[15 16] 这个为期三年的研究表明<包括两年乳制品摄入和一年的跟踪研究），年龄在15-18周岁的青春期少女，当她们通过摄入乳制品而使得平均摄入钙达到1160mg/d时，她们的转节，腰椎，腿骨的骨骼矿物密度将大幅增加。此外，转节上的骨骼矿物含量有着明显变化，腰椎上的骨骼矿物含量也有一定的变化，但比转节上的变化稍小一些。通过饮食摄取的钙不会对人的体重，体内脂肪，矿物含量，血液剖面图产生有害影响。在乳制品摄入停止12个月后，女孩的饮食又将恢复，由此可见，自觉维持高乳制品摄入的饮食是非常困难的。在补充研究阶段，补充组钙的吸收与监控组有很大区别<1155毫克/天 比 684毫克/天）。在补充研究结束后12个月该数值回到相似水平<695毫克/天 比 652毫克/天）。并且很明显的是，在补充组的女孩的饮食回到了她们当初的基本饮食；因此我们不可以对她们的奶制品射入做出绝对的影响。其它营养物质<蛋白质和磷）在补充实验期间也同样比往常大大高出。 在以往的研究中，奶制品做补充物质的时候，维生素D的增长与钙、磷、蛋白质及热量的增长水平相当；然而，新西兰的奶制品生产却并没有提高维生素D的含量，并且这种情况也并不会改变。尽管我们知道热量、钙、磷、蛋白质以及维生素D与骨骼健康有关，但却不能肯定在奶制品做补充物质时哪种营养物质或营养物质组合与BMD的改变有关。如果磷射入保持低水平，那么从尿样中钙排泄的增高这一现象可以看出，高蛋白质射入已导致钙平衡失调；但是如果磷的射入同蛋白质摄入量一同增加，那么高蛋白质射入量对钙的新陈代谢的影响就会被降到最低。 许多关于饮食与健康的研究是基于这样一种假设的，即饮食评估是可以取得长期并平均的饮食摄入的可靠数

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