第三章--食品工廠工藝設(shè)計(jì)

1、第三章 食品工廠工藝設(shè)計(jì),本章要點(diǎn)及要求： l 能制定產(chǎn)品方案，確定班產(chǎn)量，確定工藝流程。 l 會(huì)物料衡算、設(shè)備選型、車(chē)間勞動(dòng)力估算。 l 能進(jìn)行生產(chǎn)車(chē)間平面布置，繪制工藝流程圖及車(chē)間平面圖。 l 掌握生產(chǎn)車(chē)間水、電、汽、冷用量的估算知識(shí)。 l了解管道設(shè)計(jì)、計(jì)算及設(shè)備安裝常識(shí)。,食品工廠工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：,1、產(chǎn)品方案、產(chǎn)品規(guī)格及班產(chǎn)量確定； 2、產(chǎn)品的工藝流程確定及操作說(shuō)明； 3、物料衡算； 4、生產(chǎn)車(chē)間設(shè)備生產(chǎn)能力的計(jì)算、選型及配置； 5、勞動(dòng)力計(jì)算； 6、生產(chǎn)車(chē)間平面布置； 7、生產(chǎn)車(chē)間水、電、汽、冷用量的估算； 8、管道設(shè)計(jì)、計(jì)算及設(shè)備安裝。 此外，對(duì)非工藝設(shè)計(jì)從工藝角度提出要求。,

2、第一節(jié) 產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確定,一、概念 產(chǎn)品方案：又稱生產(chǎn)綱領(lǐng)，是食品工廠全年生產(chǎn)品種、數(shù)量、生產(chǎn) 周期、生產(chǎn)班次等的計(jì)劃安排。,二、產(chǎn)品方案的制定 1、進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查研究。 2、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和調(diào)查研究的資料來(lái)確定主要產(chǎn)品的品種、規(guī)格、產(chǎn)量、生產(chǎn)季節(jié)和生產(chǎn)班次，優(yōu)先安排受生產(chǎn)季節(jié)性影響的產(chǎn)品。 3、調(diào)節(jié)產(chǎn)品以調(diào)節(jié)生產(chǎn)忙閑不均現(xiàn)象。 4、盡可能綜合利用原材料及加工半成品貯存，待到淡季加工時(shí)加工，以延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。,三、制定產(chǎn)品方案的要求,在安排產(chǎn)品方案時(shí)應(yīng)盡量做到“四個(gè)滿足”、“五個(gè)平衡”。 四個(gè)滿足： 滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求； 滿足原料綜合利用的要求； 滿足淡旺季平衡生產(chǎn)的要求； 滿足經(jīng)濟(jì)效

3、益的要求。,五個(gè)平衡： 產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)要平衡； 生產(chǎn)季節(jié)性與勞動(dòng)力應(yīng)平衡； 生產(chǎn)班次要平衡； 設(shè)備生產(chǎn)能力要平衡； 水、電、汽負(fù)荷要平衡。,四、班產(chǎn)量的確定,1、年產(chǎn)量 依據(jù)：設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)給定的新建食品廠的生產(chǎn)能力。 年產(chǎn)量按下式估算： Q = Q1 + Q2 - Q3 - Q4 式中 Q新建食品廠某類(lèi)食品年產(chǎn)量，t； Q1本地區(qū)該類(lèi)食品消費(fèi)量，t； Q2本地區(qū)該類(lèi)食品年調(diào)出量，t； Q3本地區(qū)該類(lèi)食品年調(diào)入量，t； Q4本地區(qū)該類(lèi)食品原有廠家的年產(chǎn)量，t。,對(duì)于淡、旺季明顯的產(chǎn)品，如：飲料、月餅和巧克力等按下式估算： Q = Q旺 + Q淡 Q中 式中 Q新建食品廠某類(lèi)食品年產(chǎn)量，t； Q

4、旺旺季產(chǎn)量，t； Q淡淡季產(chǎn)量，t； Q中中季產(chǎn)量，t.,2、生產(chǎn)班制 一般食品廠每天生產(chǎn)班次12班，淡季一班，中季兩班，旺季三班制。 3、工作日及日產(chǎn)量 （1）工作日 tt旺+t中+t淡 式中 t全年工作日 t旺 旺季工作日 t中中季工作日 t淡淡季工作日,（ 2）日產(chǎn)量 qq班nk 式中 q平均日產(chǎn)量（t/d） q班班產(chǎn)量（t/d） n生產(chǎn)班次，旺季n=3,中季n=2，淡季n=1 k設(shè)備不均勻系數(shù),k0.7-0.8,4、班產(chǎn)量 q班=Q/k(3t旺2t中+t淡) 若只有旺季、淡季，則計(jì)算公式為： q班=Q/k(3t旺t淡) 式中 Q食品廠某類(lèi)食品年產(chǎn)量，t；,五、產(chǎn)品方案的表示方法,食品工

5、廠的產(chǎn)品方案是用表格的形式表現(xiàn)的，其內(nèi)容包括產(chǎn)品名稱、年產(chǎn)量、班產(chǎn)量、112月的生產(chǎn)安排，用線條或數(shù)字兩種形式表示。,例：日處理50噸鮮奶的乳品廠各種產(chǎn)品的分配,第二節(jié) 工藝流程設(shè)計(jì),工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和程序 生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的設(shè)計(jì)原則 工藝流程設(shè)計(jì)的步驟 工藝流程設(shè)計(jì)和車(chē)間布置設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要內(nèi)容，是決定工廠的工藝計(jì)算、車(chē)間組成、生產(chǎn)設(shè)備及其布置的關(guān)鍵步驟。 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)在整個(gè)工藝設(shè)計(jì)中最先開(kāi)始，但隨著工藝及其它專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)的展開(kāi)，通常需要對(duì)初步的工藝流程設(shè)計(jì)進(jìn)行局部修改，所以幾乎是最后才完成。,一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和程序,生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)： 包括兩個(gè)方面： 其一是確

6、定由原料到成品的各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程及順序，即說(shuō)明生產(chǎn)過(guò)程中物料和能量發(fā)生的變化及流向，應(yīng)用了哪些生物反應(yīng)或化工過(guò)程及設(shè)備。 其二是繪制工藝流程圖。,生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)程序： 分為三個(gè)階段，即： 生產(chǎn)工藝流程示意圖生產(chǎn)工藝流程草圖生產(chǎn)工藝流程圖。,二、生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的設(shè)計(jì)原則,（一）生產(chǎn)方法的選擇 生產(chǎn)方法即工藝路線的選擇，是食品工廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。一般要對(duì)可選擇的各種生產(chǎn)方法進(jìn)行全面的比較分析，從中選出技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的工藝路線，以保證項(xiàng)目投產(chǎn)后能達(dá)到高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。,選擇生產(chǎn)方法的主要依據(jù)： 1、原料來(lái)源、種類(lèi)和性質(zhì)：原料來(lái)源不同，采用的生產(chǎn)方法也有所不同，如啤酒生產(chǎn)中選用

7、進(jìn)口麥芽，就必須采用先進(jìn)的生產(chǎn)方法和技術(shù)，以保證生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，供出口或內(nèi)銷(xiāo)；原料的種類(lèi)和性質(zhì)不同，生產(chǎn)方法也要相應(yīng)改變，如生產(chǎn)酒精的原料采用糖蜜和采用淀粉，工藝路線就大不相同。 2、產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)格：對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)格要求不同，生產(chǎn)方法也會(huì)不同，要求高的應(yīng)盡可能采用先進(jìn)的生產(chǎn)方法。,3、生產(chǎn)規(guī)模：工廠的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力對(duì)工藝流程的選擇也有影響。對(duì)于大型企業(yè)，應(yīng)選用有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程機(jī)械化、自動(dòng)化和穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的生產(chǎn)工藝。 4、技術(shù)水平：如技術(shù)水平高，則盡可能采用操作技術(shù)要求高的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，相反則應(yīng)選用較易掌握的生產(chǎn)工藝。 5、經(jīng)濟(jì)合理性：對(duì)選用的生產(chǎn)方法應(yīng)切實(shí)做好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的比較，盡量選用投

8、資省、生產(chǎn)效率高、能耗低的生產(chǎn)方法，以獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。,例：乳品廠的原料要求,一、原料乳的要求： 1、輕工業(yè)部頒發(fā)用于加工全脂乳品的原料乳要求： （1）由健康牛擠出的新鮮牛乳 （2）產(chǎn)犢后7日內(nèi)的初乳不得使用 （3）不得含有肉眼可看見(jiàn)的機(jī)械雜質(zhì) （4）具有純凈的新鮮牛乳的滋味和氣味 （5）色澤為白色、乳黃色，不得呈紅色、綠色或顯著的黃色 （6）應(yīng)呈均勻，無(wú)沉淀的流體，呈濃厚的粘性者不得使用 （7）酸度不超過(guò)20T （8）成分,二、新鮮牛奶國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)： 理化指標(biāo)： 比重：1.0281.032 脂肪不得低于3.0% 酸度：消毒奶、煉奶用應(yīng)不高于18T 其他乳制品不超過(guò)20T Hg（ppm）：

9、不大于0.0 六六六（ppm）：不大于0.1 DDT（ppm）：不大于0.1,細(xì)菌指標(biāo)： 細(xì)菌總數(shù) 特級(jí)：不超過(guò)50萬(wàn)個(gè)/ml 一級(jí)：不超過(guò)100萬(wàn)個(gè)/ml 不得檢出病原菌 （注：消毒奶、煉奶用特級(jí)，其他乳制品用一級(jí)奶）,三、白砂糖：色澤潔白的甘蔗糖，松散干燥，不得含有任何異味。蔗糖含量不得低于99.65%，水分不高于0.07%，應(yīng)符合國(guó)際（QB）317-64一級(jí)品以上的要求。 四、奶油：奶油質(zhì)量指標(biāo)參照部頒標(biāo)準(zhǔn)，輕標(biāo)（QB）38-81第2頁(yè)二級(jí)品以上的規(guī)定。 五、全蛋粉：噴霧干燥淡黃色粉，品質(zhì)新鮮純正，無(wú)受凍，結(jié)塊，霉變等不正常氣味，含脂肪不低于42%，游離脂肪酸（以油酸計(jì)）不超過(guò)5.6%，

10、溶解度良好，水分不高于5%，雜菌數(shù)每克內(nèi)不大于50萬(wàn)個(gè)，大腸菌群（近似數(shù)/100g）不大于250，不允許有病原菌。,六、可可粉：可可豆焙炒，冷卻，粉碎，殼肉分離，前期堿處理，磨漿，榨油，餅粉碎，篩選制成紅棕色，具有巧克力香味，無(wú)不正常氣味及結(jié)塊，霉變現(xiàn)象，細(xì)度為160目/時(shí)（相當(dāng)于88U以上）含脂量2040%，水分不高于3%的粉末，雜菌數(shù)每克不大于3萬(wàn)個(gè)，大腸菌群（近似數(shù)/100g）不大于90，不允許有病菌。 七、檸檬酸: 白色結(jié)晶性粉末，用作抗氧增效劑，純度不少于99.0%，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品增加劑的要求。 八、香味劑: 它是冰淇淋制品中主要的調(diào)味成分，適量的香味劑能使成品帶有醇厚的香味和該

11、品種應(yīng)具有的天然風(fēng)味，香味劑有天然的、合成的兩大類(lèi)，但均應(yīng)符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。 九、食用色素: 有天然、合成的色素，但應(yīng)符合國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 十、穩(wěn)定劑:（明膠）應(yīng)具有較強(qiáng)的吸水性，符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 十一、食鹽: NaCl不少于99.2%，既符合部頒標(biāo)準(zhǔn)食鹽一級(jí)品以上的要求,（二）工藝流程的設(shè)計(jì)原則,保證產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，外銷(xiāo)產(chǎn)品必須滿足國(guó)際認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)或合同中提出的質(zhì)量要求。 盡量采用成熟的，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。這樣可以提高原料利用率，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低水、電、汽及其它能耗，降低生產(chǎn)成本，使工廠建成后，能迅速投產(chǎn)，在短期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量要求。并做到生產(chǎn)的穩(wěn)定、安全、可靠。例如啤酒廠糖化車(chē)間工藝

12、流程設(shè)計(jì)，以前均采用麥汁二段冷卻，現(xiàn)在采用麥汁一段冷卻新技術(shù)，具有明顯的節(jié)能效果，比原二段冷卻節(jié)電40，節(jié)水27，降低煤耗5，同時(shí)降低制冷劑用量，這樣就降低了啤酒的生產(chǎn)成本。,盡量減少三廢排放量，有完善的三廢治理措施，以減少或消除對(duì)環(huán)境的污染，并做好三廢的回收和綜合利用。 確保安全生產(chǎn)，保證人身和設(shè)備安全。 盡量采用機(jī)械化和自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。,三、工藝流程設(shè)計(jì)的步驟,工藝流程設(shè)計(jì)步驟就是工藝流程的設(shè)計(jì)程序，分成三個(gè)階段：即生產(chǎn)工藝流程示意圖、生產(chǎn)工藝流程草圖和生產(chǎn)工藝流程圖。 （一）生產(chǎn)工藝流程示意圖 作用：定性的表明原料變成產(chǎn)品的路線和順序，以及應(yīng)用的過(guò)程和設(shè)備。在設(shè)計(jì)工藝流程示意圖時(shí)

13、，首先要弄清楚原料變成產(chǎn)品要經(jīng)過(guò)那些操作單元，其次要確定采用何種操作方式。,例1：奶粉生產(chǎn)工藝流程圖 原料乳的驗(yàn)收預(yù)處理殺菌濃縮噴霧干燥冷卻 包裝成品 例2、濃縮蘋(píng)果汁生產(chǎn)工藝流程圖： 蘋(píng)果 清洗 揀選破碎 酶解 榨汁過(guò)濾 超濾濃縮 混合殺菌灌裝成品,（二）工藝流程草圖的設(shè)計(jì) 完成工藝流程示意圖后，即開(kāi)展物料平衡計(jì)算。通過(guò)物料平衡計(jì)算，求出原料、半成品、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及與物料計(jì)算有關(guān)的廢水、廢料等的規(guī)格、重量和體積等，并據(jù)此開(kāi)始設(shè)備設(shè)計(jì)。 設(shè)備設(shè)計(jì)通常分兩階段進(jìn)行，第一階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容是：計(jì)算、確定計(jì)量和貯存設(shè)備的容積以及決定這些容積型設(shè)備的尺寸和臺(tái)數(shù)等。,第一階段設(shè)計(jì)完成以后，即開(kāi)展工藝流程草

14、圖的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行第二階段設(shè)備設(shè)計(jì)與水、電、汽等能量計(jì)算。第二階段的設(shè)備設(shè)計(jì)主要解決各操作單元的技術(shù)問(wèn)題，對(duì)專(zhuān)業(yè)設(shè)備和通用設(shè)備進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)和選型。至此，所有設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)、尺寸、臺(tái)數(shù)等均已求出。據(jù)此對(duì)工藝流程草圖進(jìn)行修改和充實(shí)，并進(jìn)行初步平面布置。,（三）工藝流程圖的設(shè)計(jì) 當(dāng)設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝流程草圖設(shè)計(jì)完成后，便開(kāi)始車(chē)間布置設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)工藝流程草圖設(shè)計(jì)中某些設(shè)備的空間位置不合適，或是個(gè)別設(shè)備的型式和主要尺寸選取不當(dāng)，因此需要修改和完善。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)逐項(xiàng)審查后，確認(rèn)設(shè)計(jì)合理無(wú)誤后才正式繪制生產(chǎn)工藝流程圖。,例：乳品廠各種產(chǎn)品工藝流程,一、乳粉工藝流程 全脂加糖奶粉生產(chǎn)工藝流程： 將

15、新鮮原料乳通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后，經(jīng)殺菌，添加蔗糖，濃縮，噴霧，干燥而制成的粉末產(chǎn)品，稱加糖全脂奶粉。 采用噴霧干燥法制造全脂加糖乳品，其工藝流程如下如圖所示：,原料乳驗(yàn)收,標(biāo)準(zhǔn)化,殺 菌,真空濃縮,噴霧干燥,出粉與過(guò)篩,包 裝,裝 箱,檢 驗(yàn),成 品,滅 菌,實(shí)罐制造,玻璃瓶,加 糖,塑料袋,封 罐,抽真空充氮,全脂加糖奶粉工藝流程示意圖,（一）原料乳的要求與標(biāo)準(zhǔn)：,1、原料乳的要求： 生產(chǎn)乳粉時(shí)，要選擇酸度不用高于20T，驗(yàn)收鮮乳時(shí)，應(yīng)逐桶檢查。首先做感官檢查，其次做理化檢驗(yàn)，如酒精實(shí)驗(yàn)，酸度，比重，脂肪，雜質(zhì)等對(duì)可凝鮮乳，還應(yīng)進(jìn)行細(xì)菌污染程度實(shí)驗(yàn)和熱穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。 2、鮮乳的驗(yàn)收方法： （1）采樣：

16、采樣前要用攪拌器攪拌，使樣品具有代表性，因在運(yùn)輸過(guò)程中，由于各種振動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間擱置有分層現(xiàn)象。如不對(duì)樣品進(jìn)行立即分析，則應(yīng)保藏起來(lái)。樣品保存12天，5。 （2）感官味指標(biāo)：從嗅覺(jué)、味覺(jué)，外觀，塵埃等方面對(duì)原料乳進(jìn)行檢驗(yàn)。 （3）理化指標(biāo)檢驗(yàn)：, 測(cè)定比重：正常牛乳在15，比重為1.028-1.032。使用儀器：牛乳比重計(jì)，溫度計(jì)，計(jì)200300ml量筒。用量筒量取樣品200ml，將乳稠計(jì)輕插入量筒內(nèi)牛乳中，靜置后，讀取牛乳液面刻度。同時(shí)，測(cè)出牛乳的溫度，若溫度非15，則需查表求得。 酸度測(cè)定：利用酒精測(cè)試。因奶粉生產(chǎn)要求原料乳酸度20T，所以用68%酒精做試劑。在試管內(nèi)分別加入等量的中性酒精和牛

17、乳，以大拇指按住管口，顛倒兩次，不出現(xiàn)沉淀凝結(jié)者，符合酸度要求，實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)確測(cè)定酸度，可用0.1N NaOH測(cè)定。 美藍(lán)還原試驗(yàn)（檢驗(yàn)細(xì)菌數(shù)）：根據(jù)藍(lán)色消失快慢來(lái)測(cè)細(xì)菌數(shù)多少，需一定時(shí)間，限于在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)。 碘液實(shí)驗(yàn)：由于目前許多牛奶專(zhuān)業(yè)戶有弄虛作假手段，在原乳中加淀粉液，此方法了檢驗(yàn)是否摻假。 脂肪含量檢驗(yàn)：脂肪含量的高低決定原料乳的質(zhì)量，還決定是否再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)對(duì)原料乳進(jìn)行按質(zhì)論價(jià)。過(guò)去檢測(cè)牛奶中脂肪含量用乳脂瓶法，消耗時(shí)間廠，且難以實(shí)行按質(zhì)論價(jià)的方法。故為了提高效率，方便、迅速，采用國(guó)內(nèi)已有的測(cè)80100乳樣/小時(shí)的QCR-1型脂肪測(cè)定儀。,3、鮮乳的預(yù)處理 原料乳收納后，應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾。

18、首先用離心機(jī)凈乳機(jī)進(jìn)行凈乳，以濾除原料乳中的機(jī)械雜質(zhì)和凝固蛋白。如限于設(shè)備條件可利用多層濾布過(guò)濾，必須用片式多層濾布中過(guò)濾，必須用片式冷卻器，表面冷卻器或蛇管冷卻器冷卻到46，再送入貯奶缸，牛乳在貯奶缸中需定量攪拌，防止脂肪上浮和檢查溫度及酸度。 抵廠的鮮乳應(yīng)迅速冷卻到10以下，在此溫度下大部分的微生物發(fā)育減弱，原料乳冷卻的溫度決定于貯存時(shí)間長(zhǎng)短列表如下：貯存時(shí)間越長(zhǎng)，需要的冷卻溫度越低。,4、原料乳的標(biāo)準(zhǔn)化 乳的標(biāo)準(zhǔn)化即調(diào)節(jié)乳中脂肪含量。在生產(chǎn)乳粉時(shí)，為了獲得一定化 學(xué)組成的產(chǎn)品，使脂肪與非干物質(zhì)之間有一定的比例。乳的成分，特別 是脂肪，不僅決定于品種和泌乳期，而且也決定于定蓄的飼養(yǎng)條件。所

19、 以當(dāng)牛奶中含脂過(guò)高或過(guò)低時(shí)，可以用人工方法加以改善。這不但可以 部分的增加工廠收益，更重要的是獲得與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致的產(chǎn)品，必須將 原料標(biāo)準(zhǔn)化。由于乳干燥時(shí)，僅僅除去水分，所以標(biāo)準(zhǔn)后原料乳中含有 的脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)的比例，也就是成品脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)的比例。 一般采用波爾遜方塊圖法較為方便，如下：,（二）蔗糖的標(biāo)準(zhǔn)化,乳粉加糖的方法，可分為下列三種： （1）預(yù)熱殺菌時(shí)加糖 2蔗糖粉碎后滅菌，將糖粉與噴霧干燥的乳粉混合均勻，然后裝罐，封罐 （3）預(yù)熱殺菌時(shí)加一部分糖，然后裝罐時(shí)再加一部分糖粉。 本設(shè)計(jì)生產(chǎn)含糖20%的加糖乳粉，可用（1）法。這種方法特點(diǎn)是成品的溶解度較好，但吸濕性較大，添加的蔗糖必須

20、采用精制結(jié)晶糖，質(zhì)量符合我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)級(jí)或一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。松散、干燥、潔白而有光澤，無(wú)任何異味，所含蔗糖分應(yīng)不少與99.35%，還原糖應(yīng)不多與0.1%，水分應(yīng)不多與0.07%，灰分不多于0.1%為宜。 具體操作：先將砂糖用85以上的熱水溶解，調(diào)成65%的糖漿，然后與標(biāo)準(zhǔn)化奶混合，再殺菌?？捎萌楣腆w計(jì)算或濃縮華計(jì)算加糖量。,（三）殺菌,殺菌目的： 1、將原料乳中的微生物及病毒和酶等破壞，以保證食品衛(wèi)生上的安全性，同時(shí)提高成品的保藏性。 2、防止牛乳在真空濃縮過(guò)程中焦化，而使蒸發(fā)加速。 3、能使部分蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生抗氧化的還原劑（屬硫氫基化合物）。它對(duì)乳脂肪表現(xiàn)出一定抗氧化特性，有利于乳粉的保藏。

21、,殺菌方法： 1、長(zhǎng)時(shí)間巴氏殺菌法：63保溫30分鐘。對(duì)于乳的成分影響很小，僅有少量蛋白質(zhì)變性析出，其他成分沒(méi)有顯著變化。但由于殺菌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，而且酶得不到很好的鈍化，故在乳粉中沒(méi)有被采用。 2、短時(shí)巴氏殺菌：7275保溫1520分鐘 3、瞬時(shí)巴氏殺菌：8590不保溫 4、瞬時(shí)超高溫殺菌：106140不保溫 這種方法不僅細(xì)菌及酶幾乎完全殺死，而且牛乳蛋白質(zhì)可以達(dá)到軟凝塊化，有助于嬰幼兒及病人消化吸收。同時(shí)乳粉的營(yíng)養(yǎng)成分破壞程度小，而且香味增加，所以近年來(lái)，為了提高殺菌溫度，延緩脂肪氧化，延長(zhǎng)保藏期，大多采用超高溫瞬時(shí)殺菌法。 本例采用雙效降膜濃縮設(shè)備附有殺菌器，殺菌的溫度為8095，為高溫短時(shí)殺

22、菌。,1、濃縮的作用 提高干燥效率。噴霧干燥效率高，因?yàn)闈饪s的牛乳在噴霧干燥時(shí)所需熱量小而時(shí)間短促，所以乳粉干燥極為迅速。 提高乳粉質(zhì)量。濃縮乳制成的乳粉比未經(jīng)濃縮制成的能保持乳粉質(zhì)量良好。因濃縮時(shí)除去了牛乳中的可揮發(fā)物及氧化物，減少了乳粉氧化的媒介，且低濃度牛乳較高濃度牛乳制成的乳粉含較多的氧和空氣，易使乳粉氧化。 提高產(chǎn)量。濃縮牛乳制成的乳粉粒子粗些，在噴霧時(shí)隨熱風(fēng)逃逸的數(shù)量較少。 降低乳粉吸水性。濃縮的牛乳制成乳粉粒子較為緊密而較大，表面積小，吸收水分較差，對(duì)包裝有利。,（四）濃縮,2、濃縮的方法 有常壓加熱濃縮、減壓加熱濃縮、冷凍濃縮、離心濃縮 和逆滲透濃縮等。 目前廣泛采用的是減壓加

23、熱濃縮即是普通的真空濃縮。 常壓加熱濃縮設(shè)備簡(jiǎn)單，但容易引起熱變性，不能制出 優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。其他方法除逆滲透濃縮有較小應(yīng)用外，大多尚未 在煉乳工業(yè)中實(shí)際使用。,真空濃縮法的優(yōu)點(diǎn) 節(jié)約能源。真空濃縮可利用低壓蒸汽，特別是使用多效蒸汽熱壓縮泵時(shí)，可大大節(jié)約能源。 蒸發(fā)效率高。例如在686mmHg的真空下的蒸發(fā)效率約為大氣壓的6倍。 防止熱敏性物質(zhì)變質(zhì)，有利于保持原有的風(fēng)味，色澤等。牛乳在真空濃縮過(guò)程牛乳以較低的溫度蒸發(fā)，一般為45-55，而且由于使用低壓蒸汽成二次蒸汽，可以防止加熱面的局部過(guò)熱，低溫濃縮不致使蛋白質(zhì)這樣的熱敏性物質(zhì)發(fā)生顯著變化。這對(duì)于防止煉乳變稠，褐變等缺陷，是極為重要的。 改善乳粉的

24、保藏性。由于真空濃縮排除可溶解在乳中的氧氣及空氣，減少了乳粉被氧化的媒介。 本例將原料濃縮至50%再進(jìn)行噴霧干燥。,（五）噴霧干燥,1、噴霧干燥的原理 濃縮乳從濃縮設(shè)備中卸出時(shí)，乳溫為45-55，可立即進(jìn)行噴霧干燥。噴霧干燥是乳粉制造工藝中的重要環(huán)節(jié)，它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。目前我國(guó)主要采用壓力噴霧干燥和離心噴霧干燥兩種。 噴霧干燥的原理是：采用機(jī)械力量，通過(guò)霧化器將濃縮乳在干燥室內(nèi)噴成極細(xì)的霧狀乳滴，以增大其表面積，加快水分蒸發(fā)速率。霧狀乳滴一經(jīng)與同時(shí)噴入的熱空氣接觸，水分便在瞬間蒸發(fā)除去，使細(xì)小的乳滴干燥成乳粉。,2、噴霧干燥特點(diǎn) 干燥速度快，物料受熱時(shí)間短。濃縮乳經(jīng)噴霧成10200微米

25、的乳滴，其單位重量的表面積很大，熱交換迅速，水分蒸發(fā)極快，受熱時(shí)間短，乳粉具有很高的溶解度。 干燥過(guò)程溫度低，乳粉品質(zhì)好。采用順流干燥流程，熱空氣溫度雖高，但物料水分蒸發(fā)溫度卻不超過(guò)該狀態(tài)下熱空氣的濕球溫度，對(duì)全脂乳粉的色香味，營(yíng)養(yǎng)成分及維生素等影響很小。 調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，可以控制成品的質(zhì)量指標(biāo)。選用適當(dāng)?shù)撵F化器或調(diào)節(jié)干燥條件，可以改變制品的顆粒狀態(tài)，大小，容重或水分，使制品具有良好的流動(dòng)性，分散性，可濕性和沖調(diào)性。 衛(wèi)生質(zhì)量好，產(chǎn)品不易污染。因干燥在密閉狀態(tài)下的干燥室內(nèi)進(jìn)行，濕物料在干燥前受設(shè)備污染，產(chǎn)品雜質(zhì)度很低。 操作控制方便，適合于連續(xù)化，自動(dòng)化，大型化生產(chǎn)。,3、噴霧干燥流程 全脂乳粉

26、制造工藝流程，通常采用順流或混流型，這樣 在干燥初期就可以獲得較大的溫度差，水分蒸發(fā)快，且粒子 膨脹成近似球形的顆粒。至于干燥后期則與較低溫度的熱空 氣接觸，受熱比較均勻，成品的顆粒狀態(tài)和品質(zhì)均佳。,濃縮乳平衡貯槽,夾套或列管加熱,高壓泵（壓力噴霧） 奶泵（離心噴霧）,噴霧干燥,冷 卻,篩 粉,包 裝,加熱器,鼓風(fēng)機(jī),空氣過(guò)濾器,旋風(fēng)分離器和袋濾器,排風(fēng)機(jī),貯 粉,首先，將過(guò)濾的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸進(jìn)，通過(guò)空氣加熱器加熱至130160后，送乳噴霧干燥室。同時(shí)將濃縮乳由高壓泵送至噴霧器，或由奶泵送至離心噴霧轉(zhuǎn)盤(pán)，噴成10-20微米的乳滴與熱空氣充分接觸，進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換和質(zhì)交換，迅速地排除水分，在瞬間

27、完成蒸發(fā)，獲得干燥。隨之沉淀于干燥室底部。通過(guò)出粉機(jī)構(gòu)不斷地卸出及冷卻。夾雜在廢氣中的極細(xì)微粉粒，在旋風(fēng)分離器或帶濾器中分離回收。廢氣則由排風(fēng)機(jī)排除。最后進(jìn)行篩粉和包裝。,（六）出粉、冷卻、稱重、包裝,1、出粉 噴霧干燥室內(nèi)的乳粉要求迅速連續(xù)地卸出及時(shí)冷卻，以免受熱過(guò)久。干燥室溫度較高，致使其中乳粉溫度一般都在60-65范圍。對(duì)于全至乳粉，若在其所含脂肪的熔點(diǎn)以上受熱過(guò)久，則乳粉的游離脂肪增多，保藏期中容易引起脂肪氧化變質(zhì)，并且影響溶解度和色澤，嚴(yán)重降低制品的質(zhì)量。因此迅速連續(xù)出粉和及時(shí)冷卻是工藝的重要環(huán)節(jié)。先進(jìn)的制造工藝是出粉、冷卻、篩粉、輸粉、貯粉和稱重包裝等工序連接成連續(xù)化的生產(chǎn)線。 乳

28、品工業(yè)常用的出粉機(jī)構(gòu)有螺旋輸送器，鼓型閥，渦旋氣閥和電磁振蕩出粉裝置等。這些裝置對(duì)脫脂乳和全脂乳有很好效果。如果生產(chǎn)全脂加糖乳粉，可能發(fā)生搭橋堵賽現(xiàn)象。,2、冷卻 不論采用何種出粉形式，除粉之后均需立即篩粉和涼粉，使制品及時(shí)冷卻。若出分不經(jīng)充分冷卻，仍保持較高溫度，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性。全脂乳粉脂肪含量高，高溫下游離脂肪增多，在乳顆粒表面滲出，暴露與空氣中而被氧化，產(chǎn)生氧化臭味。同時(shí)乳粉在高溫下放置還容易吸收大氣中水分。噴霧干燥要求及時(shí)冷卻至30以下。 使用冷粉篩進(jìn)行自然涼粉，效果差，中心部位不易冷卻。采用氣流輸粉冷卻，優(yōu)點(diǎn)輸粉迅速，5秒左右可將干燥室內(nèi)乳粉送走并冷卻，但冷卻效率不高，只能冷卻至高

29、于大氣溫度9左右。目前多采用流化床出粉冷卻裝置。先將常溫氣流經(jīng)過(guò)冷卻除濕后再用于冷卻乳粉，可以冷卻至18以下。而且避免乳粉在輸送管道中互相摩擦以致破碎。其中部分微?？稍诹骰采嫌枰苑蛛x，使制品顆粒大小均勻。,3、稱重與包裝 根據(jù)乳粉用途、大小罐，大小袋等包裝形式。由于全脂乳粉含有26%左右的脂肪，受日光、氧氣等作用而變化，此外由于乳粉顆粒的多孔性，表面積大，吸潮性強(qiáng)，所以對(duì)稱量包裝操作和包裝容器的種類(lèi)都必須充分注意。包裝室采用空氣調(diào)濕降濕措施，室溫一般控制在18-20，空氣相對(duì)濕度75%以下。需長(zhǎng)期保藏乳粉可采用真空包裝和充氮包裝。全脂乳粉最好采用500g鐵罐充氮密封包裝，保藏達(dá)3-5年。,充

30、氮包裝： 充氮包裝是使用半自動(dòng)或全自動(dòng)的真空充氮封罐機(jī)。在稱量裝填之后，抽成真空排除乳粉及罐內(nèi)空氣，然后以純度99%以上的氮?dú)膺M(jìn)行密封，這是目前全脂乳粉密封包裝最好的方法之一。 塑料袋包裝： 采用500g塑料袋簡(jiǎn)易包裝要比瓶裝成本低，勞動(dòng)強(qiáng)度輕，但對(duì)乳粉保藏性有影響。且塑料薄膜脆而易折，造成破損。采用一層聚乙烯薄膜夾一層鋁箔的雙層夾層紙或由聚乙烯膜夾一層鋁箔再夾一層紙的三層夾層紙復(fù)合薄膜袋包裝材料正廣泛用于乳粉，雖成本較高，但仍是很有前途的包裝材料之一。 大包裝： 大包裝產(chǎn)品一般供應(yīng)特需用戶，如出口，食品工廠用于制作糖果、面包、冰淇淋等。袋裝的可用聚乙烯作內(nèi)袋，外面用牛皮紙?zhí)籽b，分12.5公斤

31、和25公斤兩種。,（七）全脂乳粉質(zhì)量指標(biāo)：,水分（%）不高于 3.00 脂肪（%）不低于 2.6 復(fù)原乳酸度（T）不高于 2.0 溶解度指標(biāo)（ml）不高于 1.50 雜質(zhì)度（ppm）不高于 16 鉛以Pb計(jì)（ppm）不高于 6.5 銅以Cu計(jì)（ppm）不高于 4 汞以Hg計(jì)（ppm）不高于 0.03 六六六（ppm）不高于 0.3 雜菌數(shù)（個(gè)/克）不大于 50.000 大腸桿菌（近似值/100克）不大于 90 致病菌 不得檢出,二、甜煉乳制造工藝,甜煉乳是在牛乳中加入約16%的蔗糖，并濃縮到原體積的40%左右的一種乳制品。成品中蔗糖含量4045%，由于加糖后，增大了滲透壓，而賦予成品一定的保存

32、性。 （一）工藝流程及預(yù)處理：,原料乳驗(yàn)收,預(yù) 處 理,預(yù)熱殺菌,真空濃縮,冷卻結(jié)晶,裝 罐,封 罐,包裝檢驗(yàn),成 品,蔗 糖,糖液殺菌,空 罐,洗 罐,滅 菌,干 燥,甜煉乳的生產(chǎn)工藝流程,生產(chǎn)甜煉乳，原料乳先經(jīng)過(guò)驗(yàn)收、枰稱、凈乳、冷卻、貯乳、標(biāo)準(zhǔn)化等預(yù)處理工序，然后進(jìn)行預(yù)熱殺菌。,（二）預(yù)熱殺菌：,目的： （1）殺滅致病菌并破壞對(duì)成品質(zhì)量有害的其他微生物，保證食品安全性，提高成品貯藏性。 （2）抑制酶活性，以免成品發(fā)生脂肪水解，酶促褐變等。 （3）可保證沸點(diǎn)進(jìn)料，使?jié)饪s過(guò)程穩(wěn)定進(jìn)行，提高蒸發(fā)速度。另一方面可防止低溫的原料乳進(jìn)入設(shè)備后，因溫度大，在加熱面焦化，影響傳熱、質(zhì)量。 （4）通過(guò)控制

33、預(yù)熱溫度，掌握煉乳的粘度，防止成品出現(xiàn)變稠或脂肪上浮等現(xiàn)象。 （5）若采用預(yù)先加糖方式時(shí)，通過(guò)預(yù)熱使蔗糖完全溶解。,殺菌條件： 預(yù)熱溫度，保持時(shí)間等條件，根據(jù)原料乳的質(zhì)量、制品組成，預(yù)熱設(shè)備等不同而異。預(yù)熱條件從6330分鐘低溫長(zhǎng)時(shí)間殺菌法，到150超高溫瞬時(shí)殺菌這樣廣泛的范圍。一般75以上保持10-20分鐘及80左右保持5-10分鐘。近年來(lái)有采用110-150瞬時(shí)殺菌。 由于預(yù)熱目的不僅是為了殺菌，而且關(guān)系到成品保藏性，粘度和變稠等，所以必須對(duì)乳質(zhì)的季節(jié)性變化和濃縮、冷卻等工序中的處理?xiàng)l件等條件綜合考慮。,1、加糖的目的及糖質(zhì)量要求： 加糖目的在于利用蔗糖液的滲透壓抑制微生物的繁殖。糖要符合

34、國(guó)標(biāo)GB317-64中規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。含蔗糖不少于99.65%。還原糖應(yīng)不多于0.07%。如使用劣質(zhì)糖。因含轉(zhuǎn)化糖多，易引起發(fā)酵產(chǎn)酸而影響煉乳質(zhì)量。 2、加糖量計(jì)算： (1）蔗糖比的計(jì)算：蔗糖比=蔗糖/(100-總?cè)楣腆w)100% （62.564.5%） (2)根據(jù)所要求蔗糖比算出甜煉乳中的蔗糖百分率 煉乳中蔗糖量（%）（100總?cè)楣腆w）所要求的蔗糖/100 (3)根椐濃縮比算出應(yīng)向原料乳中添加蔗糖量 濃縮比甜煉乳中的總?cè)楣腆w（%）/原料乳中的總?cè)楣腆w（%）,（三）加糖：,3、加糖方法： (1)將糖加入原料乳中加熱溶解，進(jìn)行預(yù)熱 (2)把經(jīng)殺菌的濃蔗糖液與進(jìn)行預(yù)熱的原料乳混合 (3)當(dāng)牛乳濃縮將結(jié)束

35、是，把經(jīng)殺菌的濃蔗糖漿吸入真空濃縮鍋內(nèi)。,（四）真空濃縮： 真空濃縮可以利用低壓蒸氣，特別是使用多效蒸發(fā)器時(shí)，更可以大大節(jié)約能源，另一方面，真空蒸發(fā)器的蒸發(fā)效率高，另外還有防止熱敏性物質(zhì)變性的優(yōu)點(diǎn)。牛乳在真空濃縮過(guò)程以較低溫度蒸發(fā)，一般在45-55度的范圍內(nèi)進(jìn)行,而且在使用低壓蒸汽條件下,要以防止加熱面局部過(guò)熱.,（五）冷卻、結(jié)晶 真空濃縮放出的濃縮乳，溫度為50度左右，如果不及部分地，會(huì)加劇貯藏期變稠和褐變的傾向。嚴(yán)重者會(huì)逐漸成為塊狀凝膠，所以需要聲速冷卻至常溫。另一方面，通過(guò)冷卻結(jié)晶可使處于飽和狀態(tài)的乳糖形成細(xì)微的結(jié)晶，保證煉乳具有細(xì)膩的感官品質(zhì)。 結(jié)晶方法：本設(shè)計(jì)采用連續(xù)瞬間冷卻結(jié)晶機(jī)可

36、進(jìn)行煉乳的連續(xù)冷卻，連續(xù)瞬間冷卻結(jié)晶機(jī)具有水平式夾套有冷媒流通。煉乳由泵泵入內(nèi)層套筒中，套筒中有帶攪拌漿的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)速為300600轉(zhuǎn)分。在強(qiáng)烈的攪拌作用下，在幾十秒到幾分鐘內(nèi)可冷卻到20度以下，不添加晶種即可獲得細(xì)微的結(jié)晶，而且可以防止褐變和污染，弈有利于抑止變稠。,（六）裝罐、包裝及貯藏： 煉乳經(jīng)檢驗(yàn)合格后才準(zhǔn)裝罐：裝罐室及容器經(jīng)嚴(yán)格的消毒以防止霉菌等常見(jiàn)微生物的二次污染，最好采用自動(dòng)裝罐機(jī)灌裝，用真空封罐機(jī)封口。若是煉乳中有多量氣泡，需要經(jīng)過(guò)靜置待氣泡上開(kāi)后再進(jìn)行灌裝。裝罐時(shí)應(yīng)裝滿，盡可能地排除頂隙的空氣。封罐后經(jīng)清洗貼標(biāo)、包裝、入庫(kù)。煉乳貯于倉(cāng)庫(kù)內(nèi)時(shí)，應(yīng)離開(kāi)墻壁及保暖設(shè)備30CM以上，庫(kù)

37、內(nèi)溫度應(yīng)恒定，并不宜高于15度、空氣相對(duì)濕度不高于85%。如果貯藏溫度經(jīng)常變化，防止糖沉淀的形成。,（七）甜煉乳量指標(biāo)：（OT）,本設(shè)計(jì)采用加工方法為滅菌牛乳：牛乳經(jīng)130150保持0.52秒鐘滅菌，或使牛乳與高溫蒸汽直接接觸，在噴射過(guò)程中瞬間滅菌，并經(jīng)無(wú)菌包裝，制品無(wú)須冷藏，可以長(zhǎng)期保存。 一般以液體鮮乳狀態(tài)用瓶裝或其它類(lèi)型小包裝，直接供應(yīng)消費(fèi)者飲用。 （一）生產(chǎn)工藝流程 自動(dòng)烘瓶 鮮奶凈化、冷卻、貯藏標(biāo)準(zhǔn)化消毒自動(dòng)裝瓶 冷庫(kù)貯藏落紙?jiān)€、火漆打蓋 采用瞬時(shí)超高溫殺菌（賀管式）使用較方便、耗蒸汽量少、節(jié)約能源，因?yàn)槌鰜?lái)的物料與進(jìn)入的物料流向不同，原料奶被消毒奶加熱，而消毒奶被冷卻，且片式還要

38、加物料泵，而賀管不用，節(jié)約設(shè)備費(fèi)及消耗，但管管徑小，容易堵塞，且難清洗。,三、消毒奶生產(chǎn)工藝,（二）滅菌乳的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：,根據(jù)國(guó)標(biāo)乳品聯(lián)合會(huì)1966年提出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法為：滅菌乳在310C+1恒溫培3天，或550C+10C培養(yǎng)七天，然后測(cè)定下列各項(xiàng)，并做恒溫培養(yǎng)前后對(duì)比。 (1)滴定酸度：恒溫培養(yǎng)前后的滴定酸度差，每100克試樣的乳酸計(jì)不超過(guò)0.02 （2）PH值 恒溫培養(yǎng)前后PH值差不超過(guò)0.3 （3）直接顯微精稱定性 恒溫培養(yǎng)后的滅菌乳、染色后直接顯微鏡檢驗(yàn)，不發(fā)現(xiàn)芽孢生成 （4）對(duì)68%酒精穩(wěn)定性 恒溫培養(yǎng)后的滅菌乳對(duì)68%酒精穩(wěn)定 （5）感觀檢查： 經(jīng)恒溫培養(yǎng)后，其色、香、味無(wú)變化，更

39、不許有凝固現(xiàn)象或蛋白質(zhì)分解現(xiàn)象。,四、冰淇淋生產(chǎn)工藝,冰淇淋一般含有10%左右的乳脂肪，10-10.8%左右的非脂乳固體，所以營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，且易于消化吸收，不僅是夏令的優(yōu)良飲料；同時(shí)也是一種營(yíng)養(yǎng)食品。 （一）冰淇淋的組成： 乳脂肪 10-10.5% 穩(wěn)定劑 0.3-0.4% 非脂乳固體 10-10.8% 乳化劑 0.14-0.24% 糖類(lèi) 13.5-15.5% 水分 62.5-64.5% （二）生產(chǎn)工藝流程,工藝說(shuō)明： 以脫脂煉乳作為構(gòu)成；冰淇淋中非脂固體的主要原料可體冰淇淋保持一定形體，稠度（脫脂煉乳生產(chǎn)可用甜煉乳牛生產(chǎn)設(shè)備） 現(xiàn)在由于設(shè)備、乳化劑、穩(wěn)定劑性能好、幾乎可以忽略成熟這一工藝。,

40、第三節(jié) 物料衡算,物料衡算的意義、方法和步驟 計(jì)算實(shí)例,一、物料衡算的意義、方法和步驟,（一）物料衡算的意義 物料衡算：指的是引入某一系統(tǒng)或設(shè)備的物料重量Gm，等于所取得的產(chǎn)物重量Gp和物料損失量Gl之和。即： Gm=Gp+Gl 通過(guò)物料衡算，可以求出引人和離開(kāi)設(shè)備的物料（包括 原料、中間體和成品等）各組分的成分、重量和體積，進(jìn)而 計(jì)算產(chǎn)品的原料消耗定額、每日或每年消耗量及成品、副產(chǎn) 品、廢物等排出物料量。,根據(jù)物料衡算結(jié)果，可進(jìn)一步完成下列設(shè)計(jì)： 確定生產(chǎn)設(shè)備的容量、數(shù)量和主要尺寸； 工藝流程草圖的設(shè)計(jì)； 水、蒸汽、熱量、冷量等的平衡計(jì)算； 各主要物料的采購(gòu)運(yùn)輸和倉(cāng)庫(kù)貯存量；,（二）物料衡算

41、的方法和步驟,1、弄清計(jì)算的目的和要求，明確是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的物料衡算，還是某個(gè)單元操作或單項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算。前者的計(jì)算項(xiàng)目要全面、細(xì)致，而后者可簡(jiǎn)化步驟，直接求解。 2、繪出物料衡算流程示意圖。為了使研究的問(wèn)題形象化和具體化，使計(jì)算的目的正確、明了，通常使用框圖和線條圖顯示所研究的系統(tǒng)。圖形表達(dá)方式宜簡(jiǎn)單，但代表的內(nèi)容應(yīng)準(zhǔn)確、詳細(xì)。把主要物料（原料或主產(chǎn)品）和輔助物料（輔助原料或副產(chǎn)品）都應(yīng)在圖上表示清楚，并盡可能標(biāo)出各物料的流量、組成、溫度和壓力等參數(shù)，不得有錯(cuò)漏，故必須反復(fù)核對(duì)。,3、收集設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有關(guān)物化常數(shù)。收集的數(shù)據(jù)資料應(yīng)包括：生產(chǎn)規(guī)模、年生產(chǎn)天數(shù)、原輔料、產(chǎn)品規(guī)格、組成及質(zhì)量等。

42、4、確定工藝指標(biāo)及消耗定額。設(shè)計(jì)所用的工藝指標(biāo)、原材料消耗定額及其它經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)所用的生產(chǎn)方法、工藝流程和設(shè)備，對(duì)照同類(lèi)型生產(chǎn)工廠的實(shí)績(jī)水平來(lái)確定，這必須是先進(jìn)而又可行的，它是衡量企業(yè)設(shè)計(jì)水平高低的標(biāo)志。,5、選定計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)是工藝計(jì)算的出發(fā)點(diǎn)，選的正確，能使計(jì)算結(jié)果正確，而且可使計(jì)算結(jié)果大為簡(jiǎn)化。因此，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，選定統(tǒng)一的基準(zhǔn)。在工業(yè)上，常用的基準(zhǔn)有： （1）以單位時(shí)間產(chǎn)品量或單位時(shí)間原料量作為計(jì)算基準(zhǔn)。這類(lèi)基準(zhǔn)適用于連續(xù)操作過(guò)程及設(shè)備的計(jì)算。 （2）以單位重量、單位體積或單位摩爾數(shù)的產(chǎn)品或原料為計(jì)算基準(zhǔn)。對(duì)于固體或液體常用單位質(zhì)量（t或kg），對(duì)于氣體常用單位體積或單

43、位摩爾數(shù)（L，m3或mol），熱量一般以焦耳為單位（J）。常用于間歇式操作過(guò)程及設(shè)備的計(jì)算。 （3）以加入設(shè)備的一批物料量為計(jì)算基準(zhǔn)。常用于間歇式操作過(guò)程及設(shè)備的計(jì)算。,6、根據(jù)質(zhì)量守恒定律公式及具體工藝原理進(jìn)行計(jì)算； 7、校核與整理計(jì)算結(jié)果，列出物料衡算表。 8、繪出物料流程圖。物料流程圖能直觀地表明各物料在生產(chǎn)工藝過(guò)程的位置和相互關(guān)系，是一種簡(jiǎn)單、清楚的表示方法。 9、經(jīng)過(guò)各種系數(shù)轉(zhuǎn)換和計(jì)算，得出原料消耗綜合表和排出物綜合表。,二、計(jì)算實(shí)例（乳品廠的物料衡算 ）,一、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備 （一）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 1、原乳成分（奶源來(lái)自于個(gè)體戶承包的奶牛場(chǎng)，注意原乳中的挽假）,3、稀奶油及脫脂奶成分的假定：

44、 脂肪的百分含量（%） 稀奶油：FO=40% 脫脂乳：FS=0.2 非脂乳固體百分含量：（%） 稀奶油：SNF1=（1OO-F1）/（100-F）SNF =8.6/(100-3.4) (100-40=5.34 脫脂乳: SNF2=SNF/(100-F)=8.6/(100-3.4)100=8.90,（二）基本計(jì)算：,以處理1噸原料乳為物料衡算： 1、標(biāo)準(zhǔn)化： 計(jì)算中采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 原乳成分： F0=3.4 SNF=8.6 脫脂乳成分：FS=0.2 SNF2=8.90 稀奶油成分: FC=40 SNF1=5.34 成品R： 脂肪/非脂乳固體=0.38 計(jì)算過(guò)程假定： A：非脂固體/非脂固體+水=非

45、脂固體/非脂物總量=常數(shù) B：原料乳中的非脂物大部分在脫脂乳中： 稀奶油非脂固體含量（SNF1=（100-FC/100）SNF2,每噸原乳中應(yīng)加入的脫脂乳含量： 原料乳中脂肪含量： 10003.4%=34kg 原乳中非脂含量： 10008.6%=86kg 成品中應(yīng)含的脂肪量： 860.38=32.68kg 每噸原乳過(guò)多的脂肪量：34-32.68=1.32kg 每千克脫脂乳含脂肪量：18.90%0.38=0.034kg 每噸原乳應(yīng)加入脫脂乳量： （F/R1-SNF）M (3.4/0.38-8.6) 1000 8.94-8.6 1000 SNF2-F2/R1 (8.9-0.2/0.38) 8.9-

46、0.526,(M-原料乳重量),則有：A/3.54=(40-0.2)/(3.54-0.2) 得A=42.18kg B=A-Y=42.18-3.54=38.64kg C=1000-y=1000-3.54=996.46kg 配制1噸標(biāo)準(zhǔn)奶所需的原乳H及脫脂奶P的混合量 H(1000-A)/BC1000=(1000-42.18)/996.461000 =961.22kg P=(B1000)/C=38.64/996.461000=38.74kg H:P=961.22:38.78=24.8:1,二、各類(lèi)產(chǎn)品的衡算,（一）全脂奶粉 處理1噸鮮奶所得全脂甜奶粉量： 因?yàn)?噸鮮奶標(biāo)準(zhǔn)化后得標(biāo)準(zhǔn)奶：996.46

47、kg 標(biāo)準(zhǔn)奶：Ft標(biāo)=3.27% SNFt標(biāo)=8.6% 故：總?cè)楣腆w含量為3.27%=8.6%=11.87% 成品中要求：砂糖/總?cè)楣腆w=0.256 故理論用砂糖量：11.87%0.256996.46=30.28kg 配制成65%糖液，糖液總重量=30.28/65%=46.58kg 則進(jìn)行濃縮鍋總物料量：996.46+46.58=1043.04kg,進(jìn)入濃縮設(shè)備之前總固體物量： 996.4611.87%+30.28=148.56kg 入料濃度： 148.56/1043.04100%=14.2% 濃縮后中間產(chǎn)物的濃度50%，則得濃縮奶 148.56/50%=297.12kg 蒸發(fā)水分： 1043

48、.04-297.12=745.92kg 噴霧干燥后終產(chǎn)物含水量2%，即成品中總固體含量為98%； 則可得成品：148.56/98%=151.59kg 噴霧干燥中蒸發(fā)水分：1043.64-151.49-745.92=145.53kg 綜上：1噸鮮奶可得乳粉產(chǎn)品為：151.59kg,（二）甜煉奶 1噸鮮奶 標(biāo)準(zhǔn)奶996.46kg 其總?cè)楣腆w：3.27%+8.60%=11.87% 成品要求：砂糖/脂肪+非脂固體=1.394 理論上用砂糖： 996.4611.87%1.394=164.88kg 配成65%的溶液： 164.88/65%=253.66kg 進(jìn)入濃縮鍋總物料：996.46+253.66=1

49、250.12kg 進(jìn)入濃縮鍋的總固體： 996.4611.87%+164.88=283.16kg,進(jìn)入濃縮鍋的總固體含量：283.16/1250.12100%=22.65% 成品中總固體百分含量（標(biāo)準(zhǔn)）：74% 得 濃縮后所得理論成品量：283.16/74%=382.65kg 濃縮蒸發(fā)水量：1250.12-382.65=867.47kg 加乳糖量為成品量的：0.04% 則需加入乳糖量為：382.650.04%=0.153kg 考慮加工過(guò)程損耗的理論成品的2%，則實(shí)際甜煉乳 382.8(1-2%)=375.1kg/噸原料乳,（三）消毒奶 消毒奶是原料奶標(biāo)準(zhǔn)化殺菌處理所得的產(chǎn)品。1噸原乳標(biāo)準(zhǔn)化后的

50、標(biāo)準(zhǔn)奶：996.46kg 考慮消毒奶加工過(guò)程損耗2% 則1噸原乳可得產(chǎn)品： 996.46(1-2%)=976.53kg/噸原乳,（四）奶油的制造： 按處理1噸原乳得到稀奶油：3.54kg (k40) 成品中要求脂肪：80%，含鹽：2.5% 則每噸原乳得到的成品量為：3.5440%80%=1.133 設(shè)生產(chǎn)過(guò)程中損耗量為5% 則實(shí)際成品量：1.133(1-5%)=1.08 加鹽量：1.082.5%=0.027kg,（五）冰淇淋的制造：,1、配方設(shè)計(jì)：,一般冰淇淋按下列化學(xué)組成配料： 計(jì)算采用數(shù) 乳脂肪 1010.5% 10% 非脂肪固體 1010.8% 10% 糖類(lèi) 12.515.5% 15%

51、穩(wěn)定劑 0.30.4% 0.4% 乳化劑 0.140.24% 0.2% 水分 62.564.5% 64%,脫脂淡煉乳： SNF=30% 脫脂奶中含非脂乳固體：SNF2=8.90% 要配100kg料則須稀奶油量：100010%40%=25kg 稀奶油含非脂乳固體：255.34%=1.34kg 則非脂乳固體不足量：10-1.34=8.66kg 不足部分由脫脂乳及脫脂煉奶補(bǔ)充 其總量：100-（糖+穩(wěn)定劑）+稀奶油=100-(15+0.4+25)=59.6kg 在脫脂乳混合料中非脂固體的百分含量為： 8.66/59.6100%=14.53% 脫脂乳含非脂乳固體：8.90% 脫脂淡煉乳含非脂乳固體：3

52、0% 混合后得：14.330,則X/Y=(30-14.53)/(14.53-8.90) 且 XY=59.6 可得脫脂淡煉乳 Y15.94kg 脫脂乳 X43.66kg 附：脫脂淡煉乳來(lái)源： 1噸鮮奶可得脫脂乳：100038.64/42.18916.07kg 40%的鮮奶得脫脂煉乳（916.078.88）/30=271.2kg 蒸發(fā)水分： 916.07-271.2644.9kg 1kg乳可得脫脂淡煉乳(30%)：271.2/916.07=0.296kg; 故冰淇淋100kg配料需總脫脂乳： 43.66+15.96/0.29643.66+53.8597.51kg 其中：(53.85/97.51)1

53、00%55.23%用于制濃縮淡煉乳： 故一噸鮮奶可得脫脂乳916.07kg 其中：916.0755.23505.9kg 用于制濃縮淡煉乳30% 得配料：505.9/53.85100940kg,稀奶油量：25940/1000235kg 總固體含量：35.4%，混合料940kg 按3倍膨脹率計(jì)算所得冰淇淋：940/1.1(1+335.4%)=1762kg,第四節(jié) 設(shè)備生產(chǎn)能力的計(jì)算及選型,一、設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型的任務(wù)： 在工藝計(jì)算的基礎(chǔ)上，確定車(chē)間內(nèi)所有工藝設(shè)備的臺(tái)數(shù)、型式和主要尺寸。 二、食品工廠設(shè)備選型的原則： 滿足產(chǎn)品加工工藝的要求，保證產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量。 要盡量選擇較先進(jìn)的，機(jī)械化程度較高

54、的定型或成套設(shè)備。 符合食品衛(wèi)生要求。 效率高、能耗低、價(jià)格適中、便于操作與維修。,三、計(jì)算實(shí)例：乳品廠設(shè)備生產(chǎn)能力的計(jì)算及選型,（一）全脂甜奶粉 1、收奶間設(shè)備選擇：高峰期以10噸/h計(jì)算 收奶運(yùn)輸采用奶桶及奶槽車(chē) 采用奶桶:優(yōu)點(diǎn)是容量小,分裝搬運(yùn)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低，運(yùn)奶過(guò)程中乳互相碰撞少，因而適合于乳源分散的情況。其缺點(diǎn)是裝卸勞動(dòng)力多，空桶本身重量減少了運(yùn)輸工具奶量，使運(yùn)輸工具的采用率降低，維修費(fèi)用比較高、清洗也較其它工具麻煩，運(yùn)輸過(guò)程中保溫及降溫不方便。 奶槽車(chē)：優(yōu)點(diǎn)裝卸牛奶直接用車(chē)上附設(shè)的奶泵,計(jì)量牛奶可用流量計(jì)節(jié)省勞動(dòng)力,提高勞動(dòng)效率,由于奶槽外面有保溫層,因而可以保證牛奶在運(yùn)輸

55、過(guò)程中乳溫不上升,而且清洗消毒方便,缺點(diǎn)是汽車(chē)只能適用運(yùn)用運(yùn)奶不得作其它物資的搬運(yùn),一次投資較大,收奶點(diǎn)必須要有電源.因此不適合分散奶源之收運(yùn),在用奶槽車(chē)運(yùn)奶時(shí),所收購(gòu)的鮮奶必須事先冷卻至40C80C左右., 倒奶的設(shè)備: A、機(jī)械倒奶機(jī)：生產(chǎn)能力為每分鐘35桶，電動(dòng)機(jī)功率為0.8kw，設(shè)備總重165kg左右。 B、自吸式奶泵 國(guó)產(chǎn)自吸式奶泵產(chǎn)量為5噸/小時(shí)（上海飲料機(jī)械廠產(chǎn)）進(jìn)口的容量為10噸/小時(shí)，操作時(shí)操作人員只要開(kāi)動(dòng)泵手持吸乳管伸向奶桶，在很短時(shí)間內(nèi)能將乳抽吸到磅奶槽中去，操作時(shí)較安全省力。 由于收奶量較大，批量收購(gòu)較多，故采用磅奶槽，輔以用磅稱量。收奶間采用BC300型奶槽（容積為3

56、00開(kāi)）2臺(tái)，同時(shí)考慮到個(gè)體戶少量交奶的需要，另設(shè)磅稱2臺(tái)。,滴奶槽： 奶桶在奶從桶中倒出后，必須及時(shí)清洗。在清洗前為了不使殘留在桶中的少量鮮奶白白損失掉還須將奶桶放在鏈桶滴奶槽上滴奶，鏈條滴奶槽配備電器自動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置，控制傳動(dòng)輸送帶，使滴奶槽上保持一定數(shù)量的奶桶。 洗桶設(shè)備： 采用旋轉(zhuǎn)式洗桶機(jī)外型，體積為201020102077專(zhuān)門(mén)供給洗除奶滴用，機(jī)械的洗除部分共分成8個(gè)桶，奶槽經(jīng)蒸汽噴淋，蒸汽消毒，冷卻后完成洗滌過(guò)程，生產(chǎn)能力300只/小時(shí)，蒸汽能力3公斤/cm2堿水溫度70，熱水溫度80，傳動(dòng)功率為0.5kw堿水泵2BA6離心泵，熱水泵2BA6A離必泵，這種洗桶機(jī)占地面積較小，生產(chǎn)能力較大，清洗效果較好，但洗滌劑用量較大。,奶的泵送機(jī)械： 乳品廠應(yīng)用奶泵有離心泵、迥轉(zhuǎn)泵、往復(fù)泵等。 離心式牛奶泵是乳品廠中應(yīng)用最廣泛的泵奶機(jī)械，泵之主要工作部件有葉輪、電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸、泵腔等。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)由于葉輪流道間的牛奶跟隨旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力被葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)從葉輪中心甩向葉輪外緣，以較高流速流入蝸殼狀泵腔內(nèi)，并流向排出口輸出，此時(shí)泵之吸入?yún)翁幮纬梢欢ǖ恼婵?，使液體不能進(jìn)入泵的吸收口，連續(xù)地將牛乳送到需要的地方。 國(guó)產(chǎn)離心泵有N301型，N302型離心式奶泵。 奶的進(jìn)一步過(guò)濾：采用筒式過(guò)濾器，將雜質(zhì)濾出，采用過(guò)濾面積為0.24m2的筒