《食品工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)20T班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設(shè)計(jì)

1、武漢輕工大學(xué)食品工藝學(xué)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：20t/班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設(shè)計(jì)姓 名 ： xxxx 學(xué) 號(hào) ： * 院 系 ： 食品科學(xué)與工程 專 業(yè) ： 食品質(zhì)量與安全 指導(dǎo)老師 ： xxxxx 2014 年 6 月 22 日目 錄摘要30 前言41 班 產(chǎn) 量 的 確 定51 . 1班 產(chǎn) 量的 確 定52 生產(chǎn)工藝流程的論證52 . 1設(shè)計(jì)的主要思想52 . 2純牛奶生 產(chǎn)工 藝流 程 的確 定63 設(shè) 備 計(jì) 算 與 選 型103.1工藝設(shè)備配置方案93.2設(shè)備配置衡算93.2設(shè)備計(jì)算選型123.2主要設(shè)備一覽表164 水、電、 汽計(jì)算174.1給水量的估算174.2供電的計(jì)算184.3

2、供汽的估算18結(jié)論21謝辭22參考文獻(xiàn)23摘要：本設(shè)計(jì)是班產(chǎn)2萬(wàn)噸液態(tài)純牛奶的生產(chǎn)廠的設(shè)計(jì)。首先，根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)資源和動(dòng)態(tài)，結(jié)合產(chǎn)品自身特點(diǎn)，提出建廠設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；其次，確定產(chǎn)品方案并進(jìn)行物料恒算，同時(shí)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，根據(jù)工藝要求和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行設(shè)備選型，選型要符合設(shè)備選型原則；再次，對(duì)廠區(qū)平面布置進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)各生產(chǎn)工序進(jìn)行勞動(dòng)力計(jì)算，進(jìn)行勞動(dòng)定員；另外，對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行水、電、汽的估算。最后，本設(shè)計(jì)還做了必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，通過(guò)autocad表現(xiàn)食品工廠設(shè)計(jì)布局，繪制生產(chǎn)車間平面圖、工藝流程圖，編制較為完整的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，為我國(guó)乳制品的加工工業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)采用超高溫消毒牛奶加工工藝及無(wú)菌包裝是

3、目前國(guó)際先進(jìn)的牛奶加工技術(shù)，其可以保持牛奶的原色、原味及營(yíng)養(yǎng)成份，保存期可在六個(gè)月以上。關(guān)鍵詞：純牛奶；殺菌方式；工廠設(shè)計(jì)20t/班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設(shè)計(jì)0 前言牛奶是天然營(yíng)養(yǎng)食品，含有人體需要的幾乎所有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。奶業(yè)的發(fā)展關(guān)系到改善人民食物結(jié)構(gòu)、提高生活質(zhì)量、增強(qiáng)身體素質(zhì)，因此，世界各國(guó)，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家都非常重視奶業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)政府也己充分認(rèn)識(shí)到奶業(yè)發(fā)展的重要性，并將其列入農(nóng)業(yè)類重點(diǎn)鼓勵(lì)和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。1998年2月，國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)實(shí)施由農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國(guó)家計(jì)委、國(guó)家科委等11個(gè)部門(mén)共同制定的中國(guó)營(yíng)養(yǎng)改善行動(dòng)計(jì)劃，該計(jì)劃將發(fā)展奶業(yè)作為一項(xiàng)重要內(nèi)容；2000年初國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)公布的當(dāng)前國(guó)

4、家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品的技術(shù)目錄中，同樣把奶業(yè)列為農(nóng)業(yè)類重點(diǎn)鼓勵(lì)和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；2000年底國(guó)家發(fā)布了“學(xué)生飲用奶計(jì)劃”；農(nóng)業(yè)部結(jié)合“十五”計(jì)劃和“20012010年我國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)發(fā)展綱要”，研究制定和實(shí)施奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃，各地方都根據(jù)自己的實(shí)際情況，制定奶業(yè)發(fā)展計(jì)劃，實(shí)行科技興牧，保證乳品的生產(chǎn)和奶源供應(yīng)。牛乳被稱為人類的“液體面包”和“白色血液”，營(yíng)養(yǎng)豐富，鈣磷比例恰當(dāng)，對(duì)預(yù)防兒童和老人缺鈣癥極為重要。牛乳同時(shí)也是維生素的重要來(lái)源，對(duì)促進(jìn)兒童的身體和智力發(fā)育有著良好作用。多年來(lái)，許多國(guó)家積極擴(kuò)大本國(guó)的乳產(chǎn)品生產(chǎn)和消費(fèi)。日本戰(zhàn)后通過(guò)實(shí)施“一杯牛乳強(qiáng)壯一個(gè)民族”行動(dòng)，極大地改善了國(guó)民的身體素

5、質(zhì)，兒童平均身高已超過(guò)我國(guó)?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，乳業(yè)的發(fā)展是關(guān)系著提高全民健康水平和提高中華民族身體素質(zhì)的大事。人民的營(yíng)養(yǎng)狀況也是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志。正因?yàn)槿樵谌祟愡M(jìn)步與社會(huì)發(fā)展中的重要地位，世界衛(wèi)生組織早已將人均乳產(chǎn)品消費(fèi)量作為衡量一個(gè)國(guó)家人民生活水平的主要指標(biāo)。目前，我國(guó)乳產(chǎn)品的年人均占有量?jī)H約lokg，大大低于100kg的世界平均水平，與發(fā)展中國(guó)家的近50kg也相差5倍多。乳產(chǎn)品已成為我國(guó)人均占有量大大低于世界平均水平最為突出的大宗農(nóng)產(chǎn)品;因此，大力宣傳科學(xué)的營(yíng)養(yǎng)觀，提高人民的乳產(chǎn)品消費(fèi)水平，已成為全社會(huì)健康持續(xù)發(fā)展為戰(zhàn)略需要。在乳品市場(chǎng)飛速增長(zhǎng)的過(guò)程中，

6、液體乳加工企業(yè)數(shù)量也迅速發(fā)展，截止2004年底，全國(guó)共有乳品企業(yè)1500多家，其中90%以上都是中小企業(yè)。因?yàn)楫?dāng)初乳品生產(chǎn)進(jìn)入的門(mén)檻較低，所以，很多廠家是通過(guò)有限的資金和簡(jiǎn)單的設(shè)備投入建成的。建廠設(shè)計(jì)時(shí)大多是憑借一些經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的模仿，在工藝技術(shù)、設(shè)施布置、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面存在很多不合理的地方，生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品技術(shù)含量低、產(chǎn)品質(zhì)量差。國(guó)家質(zhì)檢總局也以法規(guī)的形式頒布，從2004年7月起乳品行業(yè)需實(shí)施qs(食品質(zhì)量安全市場(chǎng)準(zhǔn)入制度)，不符合要求的企業(yè)必須進(jìn)行技術(shù)改造。著眼于未來(lái)乳品市場(chǎng)必將是價(jià)格、質(zhì)量等多元化競(jìng)爭(zhēng)，本設(shè)計(jì)即是對(duì)中小液體乳生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。1. 班產(chǎn)量的確定1.1班

7、產(chǎn)量的確定班產(chǎn)量的確定是食品工廠設(shè)計(jì)中最主要的計(jì)算基準(zhǔn)，班產(chǎn)量的大小直接影響到設(shè)備的配套，車間的布局和占地面積，公用設(shè)施和輔助設(shè)施的規(guī)格，大小，及勞動(dòng)力的定員等。班產(chǎn)量的制定因素主要有原料的供應(yīng)情況和市場(chǎng)銷售情況，配套設(shè)施的生產(chǎn)能力及運(yùn)行情況，延長(zhǎng)生產(chǎn)期的條件，產(chǎn)品品種的搭配及工廠的自動(dòng)化程度。由于此生產(chǎn)車間建于武漢附近，根據(jù)市場(chǎng)，物價(jià)，以及多方面的考慮，決定將這個(gè)班產(chǎn)確定為20t。本設(shè)計(jì)報(bào)據(jù)市場(chǎng)情況具有靈活性大、投入少、風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn)，適合純牛奶市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)狀況。2.生產(chǎn)工藝流程的論證2.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想大力發(fā)展畜牧業(yè)，調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，突出發(fā)展奶類生產(chǎn)，積極推進(jìn)乳業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提高牛乳在國(guó)民膳食中

8、的比重，是我國(guó)十五期間農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體思路和指導(dǎo)方針。近年來(lái)我國(guó)乳制品的生產(chǎn)、加工和消費(fèi)得到了很快的發(fā)展，乳業(yè)的發(fā)展，尤其是乳產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展已成為國(guó)家重點(diǎn)扶持的產(chǎn)業(yè)。隨著近年來(lái)人們生活水平的不斷提高,健康生活、優(yōu)質(zhì)生活、享受生活的意識(shí)催動(dòng)下，國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)健康飲品、食品的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，消費(fèi)欲望不斷增長(zhǎng)的大背景下，乳制品的市場(chǎng)前景是十分樂(lè)觀的也是充滿了無(wú)限商機(jī)的。本次設(shè)計(jì)的主要目的是液態(tài)純牛奶生產(chǎn)車間工藝流程的設(shè)計(jì)、工藝設(shè)備的布置以及廠房的設(shè)計(jì)工藝流程的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)依據(jù)工藝的合理性：既要求所設(shè)計(jì)的工藝能夠正常的投入生產(chǎn)，生產(chǎn)后的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可靠；工藝的選擇性，經(jīng)濟(jì)性：工藝要由先進(jìn)的設(shè)備組成，以便

9、于操作管理，在符合工藝和生產(chǎn)能力的條件下，盡可能的降低成本；生產(chǎn)能力與規(guī)模：設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力20 噸/班。2.2純牛奶的工藝流程確定及論證根據(jù)以上的設(shè)計(jì)思想，純牛奶的生產(chǎn)工藝流程如下：原料乳 驗(yàn)收 脫氣 凈乳 冷卻 暫存 標(biāo)準(zhǔn)化 預(yù)熱 均質(zhì) uht滅菌 冷卻 貯存罐 無(wú)菌灌裝 冷藏2.2.1原料乳驗(yàn)收選擇合適的供應(yīng)商，確定原料來(lái)源，分別按照原材料的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后方可使用。工廠化驗(yàn)員嚴(yán)格按照要求親自從奶車上采樣，準(zhǔn)確進(jìn)行檢測(cè)。感官檢測(cè)要求不得有肉眼可見(jiàn)雜質(zhì)，原料奶進(jìn)廠溫度不得高于10，滴定酸度1418t.75(體積分?jǐn)?shù))酒精試驗(yàn)陰性，滋氣味正常，細(xì)菌指標(biāo)合格（菌落總數(shù)5.0105cf

10、uml），亞硝酸鹽、銨鹽、尿素、鹽、堿、糖、淀粉、雙氧水、抗生素等有害物質(zhì)不得檢出。原料乳成分要求，主要理化指標(biāo)，微生物要求及檢測(cè)。原料乳成分的要求見(jiàn)表2-1表2-1原料乳成分的要求名 稱指 標(biāo)蛋白質(zhì)3.0%脂肪3.2%干物質(zhì)11%原料乳主要的理化指標(biāo)和檢測(cè)方法見(jiàn)表2-2表2-2原料乳主要的理化指標(biāo)和檢測(cè)方法項(xiàng)目指標(biāo)檢測(cè)方法相對(duì)密度（20/4）1.0281.032按gb/t5409檢驗(yàn)脂肪3.2按gb/t5409檢驗(yàn)蛋白質(zhì)3.0按gb/t5413.1檢驗(yàn)非脂乳固體8.3按gb/t5409檢驗(yàn)酸度20按gb/t5409檢驗(yàn)雜質(zhì)度4按gb/t5413.30檢驗(yàn)原料乳主要的微生物要求及檢測(cè)方法見(jiàn)表2

11、-3。表2-3 原料乳主要的微生物要求及檢測(cè)方法項(xiàng)目指標(biāo)檢測(cè)方法菌落總數(shù)500000平皿細(xì)菌總數(shù)計(jì)算法美蘭還原褪色法2.2.2脫氣牛乳剛剛被擠出后含5.57的氣體，經(jīng)過(guò)貯存、運(yùn)輸和收購(gòu)后，一般其氣體含在10以上，而且絕大多數(shù)為非結(jié)合的分散氣體。這些氣體對(duì)乳品加工的影響很大，所以脫氣是很有必要的，去除原料乳中所帶有的異味，使原料奶有良好的品質(zhì)。2.2.3凈乳原料乳驗(yàn)收后必須凈化。其目的是去除乳中的機(jī)械雜質(zhì)并減少微生物的數(shù)量，可以采用過(guò)濾凈化或離心凈化等。簡(jiǎn)單的粗濾是在受乳槽上裝有過(guò)濾篩網(wǎng)并鋪上多層紗布進(jìn)行。進(jìn)一步過(guò)濾則采用雙聯(lián)過(guò)濾器，濾布應(yīng)經(jīng)常清洗滅菌。脫除乳中毛、泥土等機(jī)械雜質(zhì)及其表面微生物，

12、脫出一部分體細(xì)胞及氣體。本方案采用的是離心凈乳機(jī)凈化。離心凈乳是利用乳在分離缽強(qiáng)大離心力的作用，將大量的機(jī)械雜質(zhì)留在分離缽內(nèi)壁上，而乳被凈化。使用離心凈乳機(jī)可以顯著提高凈化效果，有利于提高制品質(zhì)量。離心凈乳機(jī)還能將乳中的乳腺體細(xì)胞和某些微生物除去，凈乳機(jī)放在粗濾之后，冷卻之前。本設(shè)計(jì)中牛乳先經(jīng)過(guò)雙聯(lián)過(guò)濾器，然后再經(jīng)過(guò)凈乳機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)原料乳的凈化。2.2.4冷卻經(jīng)過(guò)凈化的原料乳立即冷卻到4左右，以抑制細(xì)菌的繁殖。乳中的微生物的數(shù)量隨著貯存時(shí)間的長(zhǎng)短和溫度高低而變化。牛乳擠出后微生物變化可以分為四個(gè)階段，即抗菌期、混合微生物期、乳酸菌繁殖期、酵母和霉菌發(fā)育期。在抗菌期內(nèi)，乳中含有抑制微生物繁殖的抗

13、菌物質(zhì)，使細(xì)菌的繁殖受到抑制。在本項(xiàng)目中，冷卻使用板式熱交換器，將原料乳迅速冷卻到4以下泵入貯乳罐中儲(chǔ)存。2.2.5暫存為了保證工廠連續(xù)生產(chǎn)的需要，必須有一定的原料乳的貯存量，在該項(xiàng)目中，為保證連續(xù)生產(chǎn)以及儲(chǔ)料的需要，貯奶設(shè)備選擇6個(gè)60噸的奶倉(cāng)。室外奶倉(cāng)配有適當(dāng)?shù)臄嚢铏C(jī)構(gòu)，定時(shí)攪動(dòng)液體，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均勻。2.2.6標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化的目的是保證產(chǎn)品中含有規(guī)定的脂肪含量，但每個(gè)國(guó)家間標(biāo)準(zhǔn)變化很大。通常低脂乳含脂率為1.5，常規(guī)乳為3，但也有含脂率低到0.1或0.5的9。2.2.7預(yù)熱原料乳在均質(zhì)之前進(jìn)行預(yù)熱的目的有：(1)初步殺死大部分的細(xì)菌和致病菌，使殺菌更徹底，以保證食品

14、的安全性，提高成品的貯藏性。(2)抑制酶的活性，以免成品產(chǎn)生脂肪水解，酶促褐變等不良現(xiàn)象。(3)控制乳的溫度在55-65，使均質(zhì)效果更好。根據(jù)以上幾點(diǎn)，確定牛乳的預(yù)熱溫度為60。2.2.8均質(zhì)所謂均質(zhì)，就是借助均質(zhì)機(jī)的剪切力和壓力作用使牛乳高速通過(guò)狹縫，在湍流與氣穴的聯(lián)合作用下打碎乳中的脂肪球，是脂肪球的平均直徑變小，數(shù)目變多，表面積增加，從而增大脂肪球的相對(duì)密度，以減緩脂肪球的上浮趨勢(shì)。均質(zhì)處理不僅增加了牛乳的穩(wěn)定性，還使牛乳更易消化吸收，提高了乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并改善了口感。在生產(chǎn)中均質(zhì)是將乳中脂肪球在強(qiáng)力的機(jī)械作用下破碎成小的脂肪球。目的是為了防止脂肪的上浮分離；提高微粒聚集物的穩(wěn)定性；并改

15、善牛乳的消化、吸收程度。均質(zhì)可以是全部的也可以是部分的。牛奶全部均質(zhì)后，通常不發(fā)生脂肪球絮凝現(xiàn)象，脂肪球相互之間完全分離。相反的，將稀奶油部分均質(zhì)時(shí)，就有可能發(fā)生脂肪球絮凝現(xiàn)象。因此，在部分均質(zhì)時(shí)稀奶油的含脂率不應(yīng)超過(guò)12%。通常在巴氏殺菌前進(jìn)行，以使二次污染的程度降至最低。因?yàn)槿橹溉匀淮嬖?，均質(zhì)后乳應(yīng)立即進(jìn)行巴氏殺菌處理。均質(zhì)溫度為6065，均質(zhì)壓力為1522兆帕。經(jīng)均質(zhì)的原料乳制成的乳粉，沖調(diào)后復(fù)原性更好?？傊|(zhì)處理改變了牛乳的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)，其主要影響是：使脂肪分布均勻，不形成乳脂層；改善牛乳色澤和風(fēng)味，提高產(chǎn)品感官價(jià)值；在酶凝固干酪生產(chǎn)中，加快凝固過(guò)程；降低乳脂肪的氧化敏感性；使

16、牛乳易受光線的影響，產(chǎn)生一種“日照味”；降低了蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。因此在滅菌乳生產(chǎn)過(guò)程中，均質(zhì)必須在最后階段進(jìn)行，否則高溫滅菌時(shí)蛋白質(zhì)有可能凝聚，從而導(dǎo)致牛乳包裝過(guò)程中的蛋白質(zhì)沉淀9。2.2.9 uht滅菌超高溫瞬時(shí)滅菌是指物料在連續(xù)流動(dòng)的狀態(tài)下通過(guò)熱交換器加熱至135137，在這一溫度下保持一定的時(shí)間可以達(dá)到商業(yè)無(wú)菌的水平。超高溫瞬時(shí)滅菌方式的出現(xiàn)，大大改善的滅菌乳的特性，不僅使產(chǎn)品從顏色的味道上得到了改善，而且提高了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。因此，本設(shè)計(jì)中uht乳的采取的滅菌條件為137，4s。原奶或調(diào)配好的原料由暫存缸進(jìn)入uht滅菌機(jī)進(jìn)行滅菌,滅菌工序包括原料乳的預(yù)熱,均質(zhì),uht保溫滅菌,并根據(jù)殺

17、菌機(jī)的結(jié)垢情況進(jìn)行中間清洗或最終清洗。以上操作均在一個(gè)板式式換熱器和均質(zhì)機(jī)組成的密閉系統(tǒng)中,按設(shè)備預(yù)先設(shè)定好的程序連續(xù)進(jìn)行。經(jīng)超高溫滅菌后的物料被直接送給無(wú)菌灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝。2.2.10無(wú)菌灌裝無(wú)菌灌裝設(shè)備包括灌裝機(jī)滅菌、包材滅菌、無(wú)菌輸送、無(wú)菌灌裝、封合成型、打印生產(chǎn)日期等。灌裝機(jī)滅菌、包材滅菌、灌裝、封合成型、打印生產(chǎn)日期均由自動(dòng)灌裝機(jī)在機(jī)器內(nèi)自動(dòng)完成。包材通過(guò)特定溫度、一定濃度雙氧水達(dá)到滅菌效果。灌裝機(jī)滅菌按設(shè)定程序進(jìn)行，以達(dá)到滅菌效果。灌裝必須確保在無(wú)菌條件下進(jìn)行，計(jì)量準(zhǔn)確，封口可靠，成形完好，噴碼清晰。灌裝溫度控制在20以下，正常灌裝時(shí)按千分之一比例隨機(jī)抽樣置于37條件下做保溫實(shí)驗(yàn)。

18、成品進(jìn)入26冷庫(kù)貯存。采用利樂(lè)無(wú)菌包裝和瓶裝灌裝設(shè)備。利樂(lè)無(wú)菌包裝的產(chǎn)品的保存期可在六個(gè)月以上，既能保持原有的豐富營(yíng)養(yǎng)成分，又可以避免變質(zhì)，方便食用。2.2.11 cip清洗uht滅菌乳生產(chǎn)所用設(shè)備自原料乳收購(gòu)工序起，至無(wú)菌灌裝封合工序止，均采用cip清洗方式進(jìn)行清洗消毒，清洗程序由中央控制室控制。包括水洗、堿洗、酸洗、水洗。cip清洗裝置作為不分解生產(chǎn)設(shè)備，又可用簡(jiǎn)單操作方法安全自動(dòng)清洗系統(tǒng)，幾乎被引進(jìn)到所有的食品飲料及制藥等工廠使用。cip清洗裝置不僅能清洗機(jī)器，而且是還能控制微生物繁殖的清洗方法。cip清洗裝置有以下優(yōu)點(diǎn)：能使生產(chǎn)計(jì)劃合理化及提高生產(chǎn)能力；與手洗相比較，不但沒(méi)有因作業(yè)者之

19、差異而影響清洗效果，還能提高其產(chǎn)品質(zhì)量；能防止清作業(yè)中的危險(xiǎn)，節(jié)省勞動(dòng)力；可節(jié)省清洗劑、蒸汽、水及生產(chǎn)成本；能增加機(jī)器部件的使用年限。3 設(shè)備計(jì)算與選型3.1工藝設(shè)備配置方案通過(guò)物料平衡計(jì)算，可確定單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程主要原輔材料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量與耗量。物料衡算的另一目的是依據(jù)計(jì)算數(shù)值，經(jīng)濟(jì)合理地選擇生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行車間的工藝布置和工序勞動(dòng)力的安排等。3.2設(shè)備配置衡算3.2.1計(jì)算a.日生產(chǎn)能力 40噸/天（一年按300天記）b.年生產(chǎn)能力 12000噸/年c.日收鮮奶 1.0140噸/天=40.4噸（平均每噸產(chǎn)品耗奶1.01噸）3.2.2標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原料乳必須進(jìn)行

20、逐車逐批驗(yàn)收，驗(yàn)收時(shí)對(duì)原料乳進(jìn)行嗅覺(jué)、味覺(jué)、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全乳固體、細(xì)菌數(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，必須符合下列要求：(1)采用健康母牛擠出的新鮮自然乳汁。(2)不得使用產(chǎn)前十五日內(nèi)胎乳和產(chǎn)后七天內(nèi)的初乳。(3)具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來(lái)異味。(4)酸度不超過(guò)200t。(5)要求乳脂肪3.1,蛋白質(zhì)2.9,非脂乳固體8。(6)不得使用任何化學(xué)物質(zhì)和防腐劑。3.2.3原料乳成分表3-1原料乳成分乳脂肪蛋白質(zhì)乳糖灰分水分非脂乳固體3.63.24.70.787.88.6注:非脂乳固體(%) = 蛋白質(zhì)(%)+ 乳糖(%)+灰分(%)。3.2.4產(chǎn)品成分表3-2 產(chǎn)

21、品成分乳脂肪水分非乳脂固體27370乳脂肪(f)與非脂乳固體(s)之比(r)原料乳：r0f0 /s03.6%/8.6%0.4186 成品：rf/s27%/30%0.3857標(biāo)準(zhǔn)化的方法：由于r0r，說(shuō)明原料乳中的脂肪含量偏高，需要標(biāo)準(zhǔn)化使之平衡。原料乳中的脂肪含量過(guò)高，所以要把部分原料乳進(jìn)行分離，分離出的脫脂乳要加入原料乳中使它達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)乳要求，而分離的稀奶油則另用容器貯存。稀奶油及脫脂乳中的非脂干物質(zhì)的計(jì)算設(shè)定：當(dāng)預(yù)熱溫度為40時(shí)，脫脂乳含脂肪汽 f1= 0.01%；稀奶油含脂肪 f2=40%a.脫脂乳中非脂乳固體：s1100-f1/100-f0s0100-0.01/100-3.68.6%8.

22、92%b.稀奶油中非脂乳固體：s2100-f2/100-f1s0100-40/100-0.018.6%5.16%c.每噸原料乳應(yīng)添加的脫脂乳（m1）:m1f0-rs0 /rs1- f1100082.50kgd.標(biāo)準(zhǔn)乳成分脂肪含量：f標(biāo)10003.6 %m10.01%/1000m13.3%非脂乳固體：s標(biāo)f標(biāo)/r8.6 %表-3.3 標(biāo)準(zhǔn)乳成分乳脂肪非脂乳固體水分3.3 %8.6 %88.1 %制（m1）脫脂乳需要分離原料乳（g）設(shè)：分離（gkg）原料乳可得到(m1kg)脫脂乳和(m2kg)稀奶油根據(jù)脂肪含量守衡可知。gf0m1f1m2f2 且 gm1m2 可知：m28.14kg g90.64k

23、g十噸原料乳值得標(biāo)準(zhǔn)乳（g1）去除的稀奶油（g2）標(biāo)準(zhǔn)乳：1090.64 /1082.501000 / g1 g19925.4kg去除稀奶油：g210000- g174.6kg3.2.5 十噸原料乳的物料衡算已知：mo=10000kg原料乳經(jīng)預(yù)處理-冷卻-貯存(損失率按0.5%計(jì)算)m0 -經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化9225.4kg；m1=9925.4(1一0.5 %)=9875.8kg標(biāo)準(zhǔn)化乳經(jīng)輸送、冷卻、貯存(損失率按住2%計(jì)算)m2 = m1(1一0.2%)=9875.8(1一0.2%)=9856.0kg3.3設(shè)備計(jì)算與選擇3.3.1設(shè)備選擇的總體原則設(shè)備選型應(yīng)符合工藝要求，它的依據(jù)是物料衡算。設(shè)備選型的

24、好壞是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標(biāo)準(zhǔn)，它為動(dòng)力配電、水、汽用量計(jì)算提供依據(jù)。對(duì)于生產(chǎn)中關(guān)鍵設(shè)備除按實(shí)際生產(chǎn)能力所需的臺(tái)數(shù)配備外，還應(yīng)考慮備用設(shè)備。若幾種產(chǎn)品都需要的共同設(shè)備，應(yīng)按處理量最大的品種所需的臺(tái)數(shù)確定。一般后道工序設(shè)備的生產(chǎn)能力要略大于前道，以防物料積壓。3.3.2選擇設(shè)備的原則從設(shè)備的設(shè)計(jì)選型上，可以反映出所設(shè)計(jì)工廠的先進(jìn)性和生產(chǎn)的可靠性。因此在設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型時(shí)應(yīng)考慮如下原則:(1)保證工藝過(guò)程實(shí)施的安全可靠。(2)經(jīng)濟(jì)上合理，技術(shù)上先進(jìn)。(3)投資省，耗材料少。(4)運(yùn)行費(fèi)用低，水電汽消耗少。(5)操作清洗方便，耐用易維修，備品配件供應(yīng)可靠，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)施機(jī)械

25、化和自動(dòng)化方便。(6)結(jié)構(gòu)緊湊，盡量采用經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)證明確實(shí)性能優(yōu)良的設(shè)備。(7)考慮生產(chǎn)波動(dòng)與設(shè)備平衡，留有一定余量。(8)考慮設(shè)備故障及檢修的備用。3.3.3設(shè)備選型3.3.3.1物料缸用于原物料的暫存，收購(gòu)的鮮奶經(jīng)過(guò)物料缸再流向磅秤進(jìn)行稱重，因?yàn)橛糜谖锪?暫存，所以選擇公稱體積是 1000l 的物料缸。rp9g6 型物料缸為開(kāi)啟式圓柱形夾層容器，配有錨式攪拌器。其主要技術(shù)參數(shù)：公稱體積/l： 1000加熱面積/： 4.0工作壓力/kpa： 150攪拌器轉(zhuǎn)速/rmin-1： 32.5 攪拌器電機(jī)型號(hào)： a1-7134t2,550w外形尺寸(長(zhǎng)寬高)/： 190012802100設(shè)備凈重/：

26、 9803.3.3.2 zhng 型立式貯奶缸班生產(chǎn)量為20t，為了保持生產(chǎn)的連續(xù)性，三臺(tái)供生產(chǎn)，另一臺(tái)備用，且節(jié)約占地面積。所以a) 選用四臺(tái) zhng-80 型貯奶缸作為原料缸，其主要技術(shù)參數(shù)： 體積/l： 8000缸體內(nèi)筒直徑/： 2300攪拌槳轉(zhuǎn)速/rmin-1： 112外形尺寸： 23922167 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： jo3-802 電動(dòng)機(jī)功率/kw： 1.1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/rmin-1： 1500b) 選用兩臺(tái) zhng-40 型貯奶缸作為配料缸，其主要技術(shù)參數(shù)：體積/l： 4000缸體內(nèi)筒直徑/： 1720攪拌槳轉(zhuǎn)速/rmin-1： 61 外形尺寸： 18902193 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： jo3

27、-802 電動(dòng)機(jī)功率/kw： 1.1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/rmin-1： 1500c) 選用一臺(tái) zhng-55 型貯奶缸作為緩沖缸，其主要技術(shù)參數(shù)： 體積/l： 5500缸體內(nèi)筒直徑/： 1910攪拌槳轉(zhuǎn)速/rmin-1： 112 外形尺寸： 20102650 電動(dòng)機(jī)型號(hào)： jo3-802電動(dòng)機(jī)功率/kw： 1.1電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速/rmin-1： 15003.3.3.3 板式熱交換器選用常用的板式熱交換器兩臺(tái)。換熱器分三個(gè)熱交換部分，分別為預(yù)熱、冷水降 溫、冰水降溫。整個(gè)管路中物料流量為2000l/h。q=gcp（t2-t1）式中 g2000l/ht260t15 注：乳的比熱隨其濃度組成而變，其濃度越高固形

28、物含量越高時(shí)，其比熱越小，其范圍為 3.343.97。為了計(jì)算的方便取 cp=3.87 kj/kg， 得 q20003.87（605）4.257105 kj/hq1=ka1tm1k=13320tm1=(t2-t1)(t1-t2)/ln(t2-t1)/(t1-t2)得 a14.6 所以選擇 bp2-d-5 型。bp2-d-5 型板式熱交換器主要技術(shù)參數(shù)為：生產(chǎn)能力/lh-1:2000換熱總面積/：5牛乳進(jìn)口溫度/： 5熱水進(jìn)口溫度/： 90 消毒乳出口溫度/：60 蒸汽消耗量/h-1: 220外形尺寸/： 140975314043.3.3.4 均質(zhì)機(jī)高壓均質(zhì)機(jī)是一種超細(xì)粉碎乳化勻漿設(shè)備，它利用高

29、壓條件下的混懸液，通過(guò)一個(gè)可調(diào)節(jié)的限流縫隙過(guò)程中失壓、膨脹、爆炸、剪切和高速撞擊等綜合效應(yīng)將在液體中的顆粒和油滴粉碎成很小尺寸，直徑 0.10.2um，同時(shí)建立理想的乳化液或分散液。這個(gè)過(guò)程集超聲波粉碎機(jī)、膠體磨、球磨機(jī)、射流機(jī)等功能原理于一體。產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性、混合性、易吸收性、營(yíng)養(yǎng)值、保質(zhì)期、口味等都可在均質(zhì)中得以實(shí)現(xiàn)。上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠生產(chǎn)的3022 型均質(zhì)機(jī)有發(fā)熱少、效率高、占地面積小、 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。其主要技術(shù)參數(shù)為：生產(chǎn)能力/lh-1:2000最高壓力/mpa： 30 電動(dòng)機(jī)功率：22kw外形尺寸/： 1300106013503.3.3.5 uhtrp6l型套管式超高

30、溫瞬時(shí)殺菌機(jī)是寧波食品設(shè)備制造有限公司開(kāi)發(fā)研制生產(chǎn)的，該設(shè)備具有同類國(guó)際領(lǐng)先水平。它是采用間壁熱交換加熱牛乳以達(dá)到殺菌效果的裝置。熱交換的過(guò)程是在同心套管中進(jìn)行，套管盤(pán)成螺旋狀。該設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，生產(chǎn)能力大，傳熱效率高，殺菌效果好。選用 rp6l-20 型國(guó)產(chǎn)套管式超高溫瞬時(shí)殺菌機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)： 處理能力/lh-1:2000(雙泵)蒸汽壓力/kpa： 800 高溫保持時(shí)間/s: 13s物料溫度/： 進(jìn) 416，出 6065 滅菌溫度/： 115135-1電動(dòng)機(jī)： y90l-4 型功率 2.2/kw臺(tái) 外型尺寸/：備重量/： 3953.3.3.6包裝設(shè)備tb

31、a/3 型利樂(lè)無(wú)菌包裝機(jī),采用特別研制的包裝材料，能保證包裝的產(chǎn)品在常時(shí)間貯存六個(gè)月以上，既能保 持良好的品質(zhì)和原有的豐富營(yíng)養(yǎng)成分，又可以避免變質(zhì)，方便食用。所有的包裝材料是以紙卷形式。 主要技術(shù)參數(shù)：包裝容量/ml：250、500 生產(chǎn)能力： 3600 包/h功率/kw：13外形尺寸/： 4170375554203.3.3.7 cip 清洗cip 是 cleaning in place(就地清洗)的簡(jiǎn)稱。其定義為：不用拆開(kāi)，即可用高 溫、高濃度的清洗液，對(duì)裝置加以強(qiáng)力的作用，把食品的接觸面洗凈的方法。cip 裝置要求管道具有對(duì)產(chǎn)品有安全性、容易檢查、螺紋牙不露于產(chǎn)品上、接觸 產(chǎn)品的內(nèi)表面研磨

32、得完全光滑，特別是接縫沒(méi)有龜裂及凹陷、對(duì)接縫加大也不漏液和 少用密封墊板等特點(diǎn)。cip 設(shè)備不僅無(wú)需拆卸，效率高，而且安全可靠，有效的減少了人為的失誤，同 時(shí)降低了清洗成本。3.4 主要設(shè)備一覽表根據(jù)以上各個(gè)儀器的介紹，可以將主要的設(shè)備儀表的名稱與型號(hào)，外形尺寸等信息羅列于表 2-2 中，以方便查找運(yùn)用。表 2-2設(shè)備一覽表編號(hào)設(shè)備名稱及型號(hào)外形尺寸/mm數(shù)量?jī)r(jià)格/萬(wàn)元備注1-1rp9g5型冷熱缸1900 1280 178018定購(gòu)1-3zhng-40型配料缸1890 219327定購(gòu)1-4zhng-80型原料缸2392 2167412定購(gòu)1-6cip3240 1740 195033定購(gòu)1-7

33、zhng-55型緩存缸2010 2650110定購(gòu)3-1膠體磨500 110010.5定購(gòu)5-13022型均質(zhì)機(jī)1300 1060 135014定購(gòu)6-1rp6l-20 型 uht1314 924 1650118定購(gòu)4-1板式熱交換器1409 753 140432.4定購(gòu)tba/3型無(wú)菌包裝機(jī)4170 3755 5420140定購(gòu)奶泵50.2定購(gòu)鍋爐140定購(gòu)總計(jì)219.74 車間水、電、汽估算及管路選徑對(duì)于乳制品生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，水、電、汽和管路直徑的計(jì)算是十分重要的。并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計(jì)算以及設(shè)備的計(jì)算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等均有密切關(guān)系。4.1 水、電、汽估算4.1.1 水估算乳

34、制品生產(chǎn)中，水是必不可少的物料。根據(jù)乳制品生產(chǎn)工藝、設(shè)備或規(guī)模不同，生產(chǎn)過(guò)程用水量也隨之改變，即便是同一規(guī)模、工藝相同的情況下，單位成品耗水量往往也大不相同。所以在工藝流程設(shè)計(jì)時(shí)，必須妥善安排，合理用水，所以生產(chǎn)過(guò)程中水用量計(jì)算就顯的尤為重要。結(jié)合本廠實(shí)際，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程用水量采用計(jì)算的方法，保證用水量的準(zhǔn)確性。計(jì)算方法和步驟如下: (1)水處理系統(tǒng)水耗量:原水進(jìn)水運(yùn)行水量:w1=16t/h (2)cil系統(tǒng)水耗量:w2 = 0t/h(注:cip在未生產(chǎn)時(shí)，用水量歸屬其他用水) (3)uht系統(tǒng)水耗量:w3 =10t/h(注:設(shè)備運(yùn)作用水+自身清洗用水)(4)冷卻用水: w4=16t/h(5)灌裝

35、機(jī)用水:w5 =1.8t/h(6)沖洗地坪用水:w6=1.2t/h(7)其他用水: w7=4t/h車間每小時(shí)用水的最大消耗w: w=w1+wz+w3+w4+w5+w6+w7 = 49t/h4.1.2電估算為了合理設(shè)計(jì)選擇變配電設(shè)備及供電系統(tǒng)中各組成元件，需要根據(jù)用電設(shè)備的容量對(duì)有關(guān)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。每日的供電量由主要設(shè)備所利用，故我們將設(shè)備的電功率統(tǒng)計(jì)一下就可以估算 出每日所需求的供電量。主要設(shè)備的電功率現(xiàn)列于表 4-1 中。表 4-1主悹設(shè)備電功率列表設(shè)備名稱電功率/kw數(shù)量/個(gè) 離心式衛(wèi)生泵2.25膠體磨41rp9g6 型冷熱缸 0.55 1zhng 型立式貯奶缸 1.1 73022

36、 型均質(zhì)機(jī)221rp6l-20 型 uht（雙泵）4.41 利樂(lè)無(wú)菌包裝機(jī) 13 1照明通風(fēng)采暖及其它 5.65總計(jì) 52.9 4.1.3 用汽量估算 對(duì)于乳制品生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，水、電、汽和管路直徑的計(jì)算是十分重要的。并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計(jì)算以及設(shè)備的計(jì)算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)經(jīng)濟(jì)等均有密切關(guān)系。用汽量計(jì)算的目的在于定量研究生產(chǎn)過(guò)程，為過(guò)程設(shè)計(jì)和操作提供最佳化依據(jù)。通過(guò)用汽量計(jì)算，計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程能耗定額指標(biāo)。應(yīng)用蒸汽等熱量消耗指標(biāo).可對(duì)工藝設(shè)計(jì)的多種方案進(jìn)行比較，以選定先進(jìn)的生產(chǎn)工藝。用汽量計(jì)算也是組織和管理、生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)核算和最優(yōu)化的基礎(chǔ)。用汽量計(jì)算的結(jié)果有助于工藝流程和設(shè)備的改進(jìn)，達(dá)到節(jié)約

37、能源、降低生產(chǎn)成本的目的。結(jié)合本廠實(shí)際，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程用汽量采用計(jì)算的方法，保證用汽量的準(zhǔn)確性。計(jì)算方法和步驟如下: (1)溶糖、穩(wěn)定劑耗汽量:gl = 60kg/h (2)水處理耗汽量:g2=1200kg/h (3)脫氣、均質(zhì)、殺菌總耗汽量:g3=1000kg/h (4) cip耗汽量:g4 = 67kg/h (5)灌裝機(jī)耗汽量:g5 = 56kg/h 設(shè)備總耗汽量:g=2383kg/h 公司已建成3臺(tái)10噸鍋爐完全可滿足車間的用汽。4.2管路的選徑 根據(jù)流體在管內(nèi)的流量、流速與管徑之間的關(guān)系即可計(jì)算出管道的內(nèi)徑d一管道內(nèi)徑(mm)q一流體流量(m3/h)w流體的流速(m/s4.2.1自來(lái)水管直

38、徑的計(jì)算 采用炭鋼管，查表取流速2.5m/s, d=18.8+q/v-18.8+50/2.5 =84 故自來(lái)水總進(jìn)水管徑選為dn 1004.2.2冰水管直徑的計(jì)算 采用鍍鋅管，查表取流速3 m/s d=18.8+ q/v-18.8+ 50/3 =76 故選用冰水總管徑為dn764.2.3蒸汽管直徑的計(jì)算 采用鍍鋅管，查表取流速25m/s d=18.8+q/v-18.8+1100/25-124 根據(jù)車間的最大耗汽量，故選用總蒸汽管徑為dn1254.2.4清洗管路直徑的計(jì)算采用鍍鋅管，查表取流速3 m/s d=18.8+q/v-18.8+50/3 =76故選用清洗總管徑為dn804.2.5管路安裝布置原則:滿足生產(chǎn)需要，易于操作安裝，盡量縮短管線，盡量集中布置，并沿墻壁、柱子邊等，架空鋪設(shè)的管道應(yīng)不影響車輛和行人通過(guò)。具體設(shè)計(jì)是公用管路自來(lái)水、蒸汽、冰水、壓縮空氣高度為4000mm，物料管路、純水管路、清洗管路設(shè)計(jì)高度為3800mm,各設(shè)備分支管路設(shè)計(jì)標(biāo)高3600mm(電纜橋架設(shè)計(jì)標(biāo)高4200mm )。4.3 小結(jié)依據(jù)本廠的生產(chǎn)實(shí)際及周圍水、電等資源狀況，對(duì)水、電、汽的使用量進(jìn)行估算，確定它們最佳用量依次為49t/h, 400kw, 23