《《食品工藝學》課程設計20T班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《食品工藝學》課程設計20T班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設計（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 武漢輕工大學 《食品工藝學》課程設計 設計題目：20T/班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設計 姓 名 ： XXXX 學 號 ： ******* 院 系 ： 食品科學與工程 專 業(yè) ： 食品質(zhì)量與安全 指導老師 ： XXXXX 2014 年 6 月 22 日 目 錄 摘要 3 0 前言 4 1 班 產(chǎn) 量 的 確 定 5 1 . 1班 產(chǎn) 量的 確 定 5 2 生產(chǎn)工藝流程的論證 5 2 . 1設

2、計的主要思想 5 2 . 2純牛奶生 產(chǎn)工 藝流 程 的確 定 6 3 設 備 計 算 與 選 型 10 3.1工藝設備配置方案 9 3.2設備配置衡算 9 3.2設備計算選型 12 3.2主要設備一覽表 16 4 水、電、 汽計算 17 4.1給水量的估算 17 4.2供電的計算 18 4.3供汽的估算 18 結(jié)論 21 謝辭 22 參考文獻 23  摘要：本設計是班產(chǎn)2萬噸液態(tài)純牛奶的生產(chǎn)廠的設計。 首先，根據(jù)國內(nèi)外市場資源和動態(tài)，結(jié)合產(chǎn)品自身特點，提出建廠設計說明書；其次，確定產(chǎn)品方案并進行物料恒算，同時進行工藝設計，根據(jù)工藝要求和計算結(jié)果進行設備選

3、型，選型要符合設備選型原則；再次，對廠區(qū)平面布置進行設計，對各生產(chǎn)工序進行勞動力計算，進行勞動定員；另外，對生產(chǎn)車間進行水、電、汽的估算。最后，本設計還做了必要的技術(shù)經(jīng)濟分析，通過AutoCAD表現(xiàn)食品工廠設計布局，繪制生產(chǎn)車間平面圖、工藝流程圖，編制較為完整的設計說明書，為我國乳制品的加工工業(yè)的發(fā)展做出貢獻。設計采用超高溫消毒牛奶加工工藝及無菌包裝是目前國際先進的牛奶加工技術(shù)，其可以保持牛奶的原色、原味及營養(yǎng)成份，保存期可在六個月以上。 關鍵詞：純牛奶；殺菌方式；工廠設計  20T/班液態(tài)純牛奶車間工藝流程設計 0 前言 牛奶是天然營養(yǎng)食品，含有人體需要的幾乎所有

4、營養(yǎng)物質(zhì)。奶業(yè)的發(fā)展關系到改善人民食物結(jié)構(gòu)、提高生活質(zhì)量、增強身體素質(zhì)，因此，世界各國，特別是發(fā)達國家都非常重視奶業(yè)的發(fā)展。近年來，我國政府也己充分認識到奶業(yè)發(fā)展的重要性，并將其列入農(nóng)業(yè)類重點鼓勵和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。1998年2月，國務院批準實施由農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國家計委、國家科委等11個部門共同制定的《中國營養(yǎng)改善行動計劃》，該計劃將發(fā)展奶業(yè)作為一項重要內(nèi)容；2000年初國務院批準公布的《當前國家重點鼓勵發(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)類重點鼓勵和扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；2000年底國家發(fā)布了“學生飲用奶計劃”；農(nóng)業(yè)部結(jié)合“十五”計劃和“2001—2010年我國食物與營養(yǎng)發(fā)展綱要”，

5、研究制定和實施奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃，各地方都根據(jù)自己的實際情況，制定奶業(yè)發(fā)展計劃，實行科技興牧，保證乳品的生產(chǎn)和奶源供應。 牛乳被稱為人類的“液體面包”和“白色血液”，營養(yǎng)豐富，鈣磷比例恰當，對預防兒童和老人缺鈣癥極為重要。牛乳同時也是維生素的重要來源，對促進兒童的身體和智力發(fā)育有著良好作用。多年來，許多國家積極擴大本國的乳產(chǎn)品生產(chǎn)和消費。日本戰(zhàn)后通過實施“一杯牛乳強壯一個民族”行動，極大地改善了國民的身體素質(zhì)，兒童平均身高已超過我國?，F(xiàn)在，越來越多的人已經(jīng)認識到，乳業(yè)的發(fā)展是關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。人民的營養(yǎng)狀況也是衡量一個國家經(jīng)濟和科學文化發(fā)達程度的標志。正因為乳在人

6、類進步與社會發(fā)展中的重要地位，世界衛(wèi)生組織早已將人均乳產(chǎn)品消費量作為衡量一個國家人民生活水平的主要指標。目前，我國乳產(chǎn)品的年人均占有量僅約lOkg，大大低于100kg的世界平均水平，與發(fā)展中國家的近50kg也相差5倍多。乳產(chǎn)品已成為我國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，大力宣傳科學的營養(yǎng)觀，提高人民的乳產(chǎn)品消費水平，已成為全社會健康持續(xù)發(fā)展為戰(zhàn)略需要。 在乳品市場飛速增長的過程中，液體乳加工企業(yè)數(shù)量也迅速發(fā)展，截止2004年底，全國共有乳品企業(yè)1500多家，其中90%以上都是中小企業(yè)。因為當初乳品生產(chǎn)進入的門檻較低，所以，很多廠家是通過有限的資金和簡單的設備投入建成的

7、。建廠設計時大多是憑借一些經(jīng)驗和簡單的模仿，在工藝技術(shù)、設施布置、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)需實施QS(食品質(zhì)量安全市場準入制度)，不符合要求的企業(yè)必須進行技術(shù)改造。著眼于未來乳品市場必將是價格、質(zhì)量等多元化競爭，本設計即是對中小液體乳生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)劃設計進行探討。 1. 班產(chǎn)量的確定 1.1班產(chǎn)量的確定 班產(chǎn)量的確定是食品工廠設計中最主要的計算基準，班產(chǎn)量的大小直接影響到設備的配套，車間的布局和占地面積，公用設施和輔助設施的規(guī)格，大小，及勞動力的定員等。班產(chǎn)量的制定

8、因素主要有原料的供應情況和市場銷售情況，配套設施的生產(chǎn)能力及運行情況，延長生產(chǎn)期的條件，產(chǎn)品品種的搭配及工廠的自動化程度。 由于此生產(chǎn)車間建于武漢附近，根據(jù)市場，物價，以及多方面的考慮，決定將這個班產(chǎn)確定為20t。本設計報據(jù)市場情況具有靈活性大、投入少、風險小等優(yōu)點，適合純牛奶市場的競爭狀況。 2.生產(chǎn)工藝流程的論證 2.1設計指導思想 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)，積極推進乳業(yè)產(chǎn)業(yè)化進程，提高牛乳在國民膳食中的比重，是我國十五期間農(nóng)業(yè)發(fā)展的總體思路和指導方針。近年來我國乳制品的生產(chǎn)、加工和消費得到了很快的發(fā)展，乳業(yè)的發(fā)展，尤其是乳產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展已成為國家重點扶持

9、的產(chǎn)業(yè)。隨著近年來人們生活水平的不斷提高,健康生活、優(yōu)質(zhì)生活、享受生活的意識催動下，國內(nèi)消費者對健康飲品、食品的需求越來越強烈，消費欲望不斷增長的大背景下，乳制品的市場前景是十分樂觀的也是充滿了無限商機的。 本次設計的主要目的是液態(tài)純牛奶生產(chǎn)車間工藝流程的設計、工藝設備的布置以及廠房的設計工藝流程的設計。 設計依據(jù)工藝的合理性：既要求所設計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)濟性：工藝要由先進的設備組成，以便于操作管理，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：設計的生產(chǎn)能力20 噸/班。 2.2純牛奶的工藝流程確定及論證

10、 根據(jù)以上的設計思想，純牛奶的生產(chǎn)工藝流程如下： 原料乳 驗收 脫氣 凈乳 冷卻 暫存 標準化 預熱 均質(zhì) UHT滅菌 冷卻 貯存罐 無菌灌裝 冷藏 2.2.1原料乳驗收 選擇合適的供應商，確定原料來源，分別按照原材料的檢驗標準進行檢驗，檢驗合格后方可使用。工廠化驗員嚴格按照要求親自從奶車上采樣，準確進行檢測。感官檢測要求不得有肉眼可見雜質(zhì)，原料奶進廠溫度不得高于10℃，滴定酸度14～18℃T.75％(體積分數(shù))酒精試驗陰性，滋氣味正常，細菌指標合格（菌落總數(shù)≤5.0105cfu／ml），亞硝酸鹽

11、、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，微生物要求及檢測。 原料乳成分的要求見表2-1 表2-1原料乳成分的要求 名 稱 指 標 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和檢測方法見表2-2 表2-2原料乳主要的理化指標和檢測方法 項目 指標 檢測方法 相對密度（20℃/4℃） 1.028～1.032 按GB/T5409檢驗 脂肪 ≥3.2 按GB/T5409檢驗 蛋白質(zhì) ≥3.0 按GB/T5413.1檢驗 非脂乳固體 ≥8.3 按GB/T540

12、9檢驗 酸度 ≤20 按GB/T5409檢驗 雜質(zhì)度 ≤4 按GB/T5413.30檢驗 原料乳主要的微生物要求及檢測方法見表2-3。 表2-3 原料乳主要的微生物要求及檢測方法 項目 指標 檢測方法 菌落總數(shù) ≤500000 平皿細菌總數(shù)計算法 美蘭還原褪色法 2.2.2脫氣 牛乳剛剛被擠出后含5.5％～7％的氣體，經(jīng)過貯存、運輸和收購后，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 原料乳驗收后必須凈化。其目的是去除乳中

13、的機械雜質(zhì)并減少微生物的數(shù)量，可以采用過濾凈化或離心凈化等。簡單的粗濾是在受乳槽上裝有過濾篩網(wǎng)并鋪上多層紗布進行。進一步過濾則采用雙聯(lián)過濾器，濾布應經(jīng)常清洗滅菌。脫除乳中毛、泥土等機械雜質(zhì)及其表面微生物，脫出一部分體細胞及氣體。本方案采用的是離心凈乳機凈化。離心凈乳是利用乳在分離缽強大離心力的作用，將大量的機械雜質(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。離心凈乳機還能將乳中的乳腺體細胞和某些微生物除去，凈乳機放在粗濾之后，冷卻之前。本設計中牛乳先經(jīng)過雙聯(lián)過濾器，然后再經(jīng)過凈乳機，從而實現(xiàn)原料乳的凈化。 2.2.4冷卻 經(jīng)過凈化的原料乳立即冷卻到

14、4℃左右，以抑制細菌的繁殖。乳中的微生物的數(shù)量隨著貯存時間的長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菌物質(zhì)，使細菌的繁殖受到抑制。在本項目中，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，在該項目中，為保證連續(xù)生產(chǎn)以及儲料的需要，貯奶設備選擇6個60噸的奶倉。室外奶倉配有適當?shù)臄嚢铏C構(gòu)，定時攪動液體，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均勻。 2.2.6標準化 標準化的目的是保證產(chǎn)

15、品中含有規(guī)定的脂肪含量，但每個國家間標準變化很大。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預熱 原料乳在均質(zhì)之前進行預熱的目的有： (1)初步殺死大部分的細菌和致病菌，使殺菌更徹底，以保證食品的安全性，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，確定牛乳的預熱溫度為60℃。 2.2.8均質(zhì) 所謂均質(zhì)，就是借助均質(zhì)機的剪切力和壓力作用使牛乳高速通過狹縫，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

16、，數(shù)目變多，表面積增加，從而增大脂肪球的相對密度，以減緩脂肪球的上浮趨勢。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，提高了乳的營養(yǎng)價值，并改善了口感。在生產(chǎn)中均質(zhì)是將乳中脂肪球在強力的機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，就有可能發(fā)生脂肪球絮凝現(xiàn)象。因此，在部分均質(zhì)時稀奶油的含脂率不應超過12%。通常在巴氏殺菌前進行，以使二次污染的程度降至最低。因為乳脂酶仍然存在，均質(zhì)后乳應立即進行巴氏

17、殺菌處理。均質(zhì)溫度為60—65℃，均質(zhì)壓力為15—22兆帕。經(jīng)均質(zhì)的原料乳制成的乳粉，沖調(diào)后復原性更好。 總之，均質(zhì)處理改變了牛乳的化學和物理結(jié)構(gòu)，其主要影響是：①使脂肪分布均勻，不形成乳脂層；②改善牛乳色澤和風味，提高產(chǎn)品感官價值；③在酶凝固干酪生產(chǎn)中，加快凝固過程；④降低乳脂肪的氧化敏感性；⑤使牛乳易受光線的影響，產(chǎn)生一種“日照味”；⑥降低了蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。因此在滅菌乳生產(chǎn)過程中，均質(zhì)必須在最后階段進行，否則高溫滅菌時蛋白質(zhì)有可能凝聚，從而導致牛乳包裝過程中的蛋白質(zhì)沉淀[9]。 2.2.9 UHT滅菌 超高溫瞬時滅菌是指物料在連續(xù)流動的狀態(tài)下通過熱交換器加熱至135—137℃，在這

18、一溫度下保持一定的時間可以達到商業(yè)無菌的水平。超高溫瞬時滅菌方式的出現(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)品的營養(yǎng)價值。因此，本設計中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入UHT滅菌機進行滅菌,滅菌工序包括原料乳的預熱,均質(zhì),UHT保溫滅菌,并根據(jù)殺菌機的結(jié)垢情況進行中間清洗或最終清洗。以上操作均在一個板式式換熱器和均質(zhì)機組成的密閉系統(tǒng)中,按設備預先設定好的程序連續(xù)進行。經(jīng)超高溫滅菌后的物料被直接送給無菌灌裝機進行灌裝。 2.2.10無菌灌裝 無菌灌裝設備包括灌裝機滅菌、包材滅菌、無菌輸送、無菌灌裝、封合成型、打印生產(chǎn)

19、日期等。灌裝機滅菌、包材滅菌、灌裝、封合成型、打印生產(chǎn)日期均由自動灌裝機在機器內(nèi)自動完成。包材通過特定溫度、一定濃度雙氧水達到滅菌效果。灌裝機滅菌按設定程序進行，以達到滅菌效果。灌裝必須確保在無菌條件下進行，計量準確，封口可靠，成形完好，噴碼清晰。灌裝溫度控制在20℃以下，正常灌裝時按千分之一比例隨機抽樣置于37℃條件下做保溫實驗。成品進入2—6℃冷庫貯存。 采用利樂無菌包裝和瓶裝灌裝設備。利樂無菌包裝的產(chǎn)品的保存期可在六個月以上，既能保持原有的豐富營養(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)所用設備自原料乳收購工序起，至無菌灌裝封合工序止，均采用CI

20、P清洗方式進行清洗消毒，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)設備，又可用簡單操作方法安全自動清洗系統(tǒng)，幾乎被引進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：能使生產(chǎn)計劃合理化及提高生產(chǎn)能力；與手洗相比較，不但沒有因作業(yè)者之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，節(jié)省勞動力；可節(jié)省清洗劑、蒸汽、水及生產(chǎn)成本；能增加機器部件的使用年限。 3 設備計算與選型 3.1工藝設備配置方案 通過物料平衡計算，可確定單位時間內(nèi)生產(chǎn)過程主要原輔材

21、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)計算數(shù)值，經(jīng)濟合理地選擇生產(chǎn)設備，并進行車間的工藝布置和工序勞動力的安排等。 3.2設備配置衡算 3.2.1計算 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標準化計算 選用質(zhì)量優(yōu)良的原料乳必須進行逐車逐批驗收，驗收時對原料乳進行嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全乳固體、細菌數(shù)等進行嚴格檢驗，必須符合下列要求： (1)采用健康母牛擠出的新

22、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，不得有外來異味。 (4)酸度不超過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 3.6％ 3.2％ 4.7％ 0.7％ 87.8％ 8.6％ 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)品成分 乳脂肪 水分 非乳脂固體 27％ 3％ 70

23、％ 乳脂肪(F)與非脂乳固體(S)之比(R) 原料乳：R0＝F0 /S0＝3.6%/8.6%＝0.4186 成品：R＝F/S＝27%/30%＝0.3857 標準化的方法：由于R0＞R，說明原料乳中的脂肪含量偏高，需要標準化使之平衡。原料乳中的脂肪含量過高，所以要把部分原料乳進行分離，分離出的脫脂乳要加入原料乳中使它達到標準乳要求，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)的計算 設定：當預熱溫度為40℃時，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： S1＝100-F1/100-F0S0＝100-0.01/

24、100-3.68.6%＝8.92% b.稀奶油中非脂乳固體： S2＝100-F2/100-F1S0＝100-40/100-0.018.6%＝5.16% c.每噸原料乳應添加的脫脂乳（M1）: M1＝F0-RS0 /RS1- F11000＝82.50kg d.標準乳成分 脂肪含量：F標＝10003.6 %＋M10.01%/1000＋M1＝3.3% 非脂乳固體：S標＝F標/R＝8.6 % 表-3.3 標準乳成分 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：分離（Gkg）原料乳可得到(M1kg)脫脂乳和

25、(M2kg)稀奶油根據(jù)脂肪含量守衡可知。 GF0＝M1F1＋M2F2 且 G＝M1＋M2 可知：M2＝8.14kg G＝90.64kg 十噸原料乳值得標準乳（G1）去除的稀奶油（G2） 標準乳：1090.64 /1082.50＝1000 / G1 G1＝9925.4kg 去除稀奶油：G2＝10000- G1＝74.6kg 3.2.5 十噸原料乳的物料衡算 已知：Mo=10000kg 原料乳經(jīng)預處理-冷卻-貯存(損失率按0.5%計算) M0 --經(jīng)標準化—9225.4kg； M1=9925.4(1一0.5 %)=9875.8kg 標準化乳經(jīng)輸送、冷卻、

26、貯存(損失率按住2%計算) M2 = M1(1一0.2%)=9875.8(1一0.2%)=9856.0kg 3.3設備計算與選擇 3.3.1設備選擇的總體原則 設備選型應符合工藝要求，它的依據(jù)是物料衡算。設備選型的好壞是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關鍵，體現(xiàn)生產(chǎn)水平的標準，它為動力配電、水、汽用量計算提供依據(jù)。對于生產(chǎn)中關鍵設備除按實際生產(chǎn)能力所需的臺數(shù)配備外，還應考慮備用設備。若幾種產(chǎn)品都需要的共同設備，應按處理量最大的品種所需的臺數(shù)確定。一般后道工序設備的生產(chǎn)能力要略大于前道，以防物料積壓。 3.3.2選擇設備的原則 從設備的設計選型上，可以反映出所設計工廠的先進性和生產(chǎn)的可靠性。因此在

27、設備的工藝設計和選型時應考慮如下原則: (1)保證工藝過程實施的安全可靠。 (2)經(jīng)濟上合理，技術(shù)上先進。 (3)投資省，耗材料少。 (4)運行費用低，水電汽消耗少。 (5)操作清洗方便，耐用易維修，備品配件供應可靠，減輕工人勞動強度，實施機械化和自動化方便。 (6)結(jié)構(gòu)緊湊，盡量采用經(jīng)過實踐考驗證明確實性能優(yōu)良的設備。 (7)考慮生產(chǎn)波動與設備平衡，留有一定余量。 (8)考慮設備故障及檢修的備用。 3.3.3設備選型 3.3.3.1物料缸 用于原物料的暫存，收購的鮮奶經(jīng)過物料缸再流向磅秤進行稱重，因為用于物料 暫存，所以選擇公稱體積是 1000L 的物料缸。 RP9G

28、6 型物料缸為開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 攪拌器電機型號： A1-7134T2,550W 外形尺寸(長寬高)/㎜： 190012802100 設備凈重/㎏： 980 3.3.3.2 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，三臺供生產(chǎn)，另一臺備用，且節(jié)約占地面積。所以 a) 選用四臺 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

29、槳轉(zhuǎn)速/rmin-1： 112 外形尺寸： Φ23922167 電動機型號： JO3-802 電動機功率/kW： 1.1 電動機轉(zhuǎn)速/rmin-1： 1500 b) 選用兩臺 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： Φ18902193 電動機型號： JO3-802 電動機功率/kW： 1.1 電動機轉(zhuǎn)速/rmin-1： 1500 c) 選用一臺 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/㎜： 1

30、910 攪拌槳轉(zhuǎn)速/rmin-1： 112 外形尺寸： Φ20102650 電動機型號： JO3-802 電動機功率/kW： 1.1 電動機轉(zhuǎn)速/rmin-1： 1500 3.3.3.3 板式熱交換器 選用常用的板式熱交換器兩臺。換熱器分三個熱交換部分，分別為預熱、冷水降 溫、冰水降溫。整個管路中物料流量為2000L/h。 Q=GCP（T2-T1） 式中 G＝2000L/h T2＝60 T1＝5 注：乳的比熱隨其濃度組成而變，其濃度越高固形物含量越高時，其比熱越小，其范圍為 3.34～3.97。為了計算的方便取 CP=3.87 kJ/kg℃， 得 Q＝20003.

31、87（60－5）＝4.257105 kJ/h Q1=KA1△tm1 K=13320 △tm1=(T2-t1)(T1-t2)/ln[(T2-t1)/(T1-t2)]得 A1＝4.6 ㎡ 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 牛乳進口溫度/℃： 5 熱水進口溫度/℃： 90 消毒乳出口溫度/℃：60 蒸汽消耗量/㎏h-1: 220 外形尺寸/㎜： 14097531404 3.3.3.4 均質(zhì)機 高壓均質(zhì)機是一種超細粉碎乳化勻漿設備，它利用高壓條件下的混懸液，通過一個可調(diào)節(jié)的限

32、流縫隙過程中失壓、膨脹、爆炸、剪切和高速撞擊等綜合效應將在液體中的顆粒和油滴粉碎成很小尺寸，直徑 0.1～0.2um，同時建立理想的乳化液或分散液。這個過程集超聲波粉碎機、膠體磨、球磨機、射流機等功能原理于一體。產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性、混合性、易吸收性、營養(yǎng)值、保質(zhì)期、口味等都可在均質(zhì)中得以實現(xiàn)。 上海東華高壓均質(zhì)機廠生產(chǎn)的3022 型均質(zhì)機有發(fā)熱少、效率高、占地面積小、 設備運轉(zhuǎn)費用低等優(yōu)點。其主要技術(shù)參數(shù)為： 生產(chǎn)能力/Lh-1: 2000 最高壓力/MPa： 30 電動機功率：22kW 外形尺寸/㎜： 130010601350 3.3.3.5 UHT RP6L型套管式超高溫

33、瞬時殺菌機是寧波食品設備制造有限公司開發(fā)研制生產(chǎn)的，該設備具有同類國際領先水平。它是采用間壁熱交換加熱牛乳以達到殺菌效果的裝置。熱交換的過程是在同心套管中進行，套管盤成螺旋狀。該設備結(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 型國產(chǎn)套管式超高溫瞬時殺菌機的主要技術(shù)參數(shù)： 處理能力/Lh-1: 2000(雙泵) 蒸汽壓力/kPa： <800 高溫保持時間/s: 1～3s 物料溫度/℃： 進 4～16℃，出 60～65℃ 滅菌溫度/℃： 115～135℃ -1 電動機： Y90L-4 型 功率 2.2/kW臺 外型尺寸/㎜： 13

34、149241650 設備重量/㎏： 395 3.3.3.6包裝設備 TBA/3 型利樂無菌包裝機,采用特別研制的包裝材料，能保證包裝的產(chǎn)品在常時間貯存六個月以上，既能保 持良好的品質(zhì)和原有的豐富營養(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/㎜： 417037555420 3.3.3.7 CIP 清洗 CIP 是 Cleaning In Place(就地清洗)的簡稱。其定義為：不用拆開，即可用高 溫、高濃度的清洗液，對裝置加以強力的作用，把食品的接觸

35、面洗凈的方法。 CIP 裝置要求管道具有對產(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)表面研磨得完全光滑，特別是接縫沒有龜裂及凹陷、對接縫加大也不漏液和 少用密封墊板等特點。 CIP 設備不僅無需拆卸，效率高，而且安全可靠，有效的減少了人為的失誤，同 時降低了清洗成本。 3.4 主要設備一覽表 根據(jù)以上各個儀器的介紹，可以將主要的設備儀表的名稱與型號，外形尺寸等信息羅列于表 2-2 中，以方便查找運用。 表 2-2 設備一覽表 編號 設備名稱及型號 外形尺寸/mm 數(shù)量 價格/萬元 備注 1-1 RP9G5型冷熱缸 1900 1280 1

36、780 1 8 定購 1-3 ZHNG-40型配料缸 Φ1890 2193 2 7 定購 1-4 ZHNG-80型原料缸 Φ2392 2167 4 12 定購 1-6 CIP 3240 1740 1950 3 3 定購 1-7 ZHNG-55型緩存缸 Φ2010 2650 1 10 定購 3-1 膠體磨 Φ500 1100 1 0.5 定購 5-1 3022型均質(zhì)機 1300 1060 1350 1 4 定購 6-1 RP6L-20 型 UHT 1314 924 1650 1 18 定購 4-1 板式

37、熱交換器 1409 753 1404 3 2.4 定購 TBA/3型無菌包裝機 4170 3755 5420 1 40 定購 奶泵 5 0.2 定購 鍋爐 1 40 定購 總 計 219.7 4 車間水、電、汽估算及管路選徑 對于乳制品生產(chǎn)來說，水、電、汽和管路直徑的計算是十分重要的。并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計算以及設備的計算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)經(jīng)濟等均有密切關系。 4.1 水、電、汽估算 4.1.1 水估算 乳制品生產(chǎn)中，水是必不可少的物料。根據(jù)乳制品生產(chǎn)工藝、設備或規(guī)模不同，生產(chǎn)過程用水量也隨之改

38、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。所以在工藝流程設計時，必須妥善安排，合理用水，所以生產(chǎn)過程中水用量計算就顯的尤為重要。 結(jié)合本廠實際，對生產(chǎn)過程用水量采用計算的方法，保證用水量的準確性。計算方法和步驟如下: (1)水處理系統(tǒng)水耗量:原水進水運行水量:W1=16t/h (2)CIl系統(tǒng)水耗量:W2 = 0t/h(注:CIP在未生產(chǎn)時，用水量歸屬其他用水) (3)UHT系統(tǒng)水耗量:W3 =10t/h(注:設備運作用水+自身清洗用水) (4)冷卻用水: W4=16t/h (5)灌裝機用水:W5 =1.8t/h (6)沖洗地坪用水:W6=1

39、.2t/h (7)其他用水: W7=4t/h 車間每小時用水的最大消耗W: W=W1+WZ+W3+W4+W5+W6+W7 = 49t/h 4.1.2電估算 為了合理設計選擇變配電設備及供電系統(tǒng)中各組成元件，需要根據(jù)用電設備的容量對有關的電力負荷進行統(tǒng)計計算。 每日的供電量由主要設備所利用，故我們將設備的電功率統(tǒng)計一下就可以估算 出每日所需求的供電量。主要設備的電功率現(xiàn)列于表 4-1 中。 表 4-1 主悹設備電功率列表 設備名稱 電功率/kw 數(shù)量/個 離心式衛(wèi)生泵 2.2 5 膠體磨 4 1 RP9G6 型冷熱缸 0.55

40、 1 ZHNG 型立式貯奶缸 1.1 7 3022 型均質(zhì)機 22 1 RP6L-20 型 UHT（雙泵） 4.4 1 利樂無菌包裝機 13 1 照明通風采暖及其它 5.65 總計 52.9 4.1.3 用汽量估算 對于乳制品生產(chǎn)來說，水、電、汽和管路直徑的計算是十分重要的。并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計算以及設備的計算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)經(jīng)濟等均有密切關系。 用汽量計算的目的在于定量研究生產(chǎn)過程，為過程設計和操作提供最佳

41、化依據(jù)。通過用汽量計算，計算生產(chǎn)過程能耗定額指標。應用蒸汽等熱量消耗指標.可對工藝設計的多種方案進行比較，以選定先進的生產(chǎn)工藝。用汽量計算也是組織和管理、生產(chǎn)、經(jīng)濟核算和最優(yōu)化的基礎。用汽量計算的結(jié)果有助于工藝流程和設備的改進，達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。 結(jié)合本廠實際，對生產(chǎn)過程用汽量采用計算的方法，保證用汽量的準確性。計算方法和步驟如下: (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

42、(5)灌裝機耗汽量:G5 = 56kg/h 設備總耗汽量:G=2383kg/h 公司已建成3臺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系即可計算出管道的內(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/s 4.2.1自來水管直徑的計算 采用炭鋼管，查表取流速2.5m/s, d=18.8+Q/V-18.8+50/2.5 =84 故自來水總進水管徑選為DN 100 4.2.2冰水管直徑的計算 采用鍍鋅管，查表取流速3 m/s d=18.8+ Q/V-18.

43、8+ 50/3 =76 故選用冰水總管徑為DN76 4.2.3蒸汽管直徑的計算 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DN125 4.2.4清洗管路直徑的計算 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DN80 4.2.5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，架空鋪設的管道應不影響車輛和行人通過。具體設計是公用管路自來水、蒸汽、冰水、壓縮空氣高度

44、為4000mm，物料管路、純水管路、清洗管路設計高度為3800mm,各設備分支管路設計標高3600mm(電纜橋架設計標高4200mm )。 4.3 小結(jié) 依據(jù)本廠的生產(chǎn)實際及周圍水、電等資源狀況，對水、電、汽的使用量進行估算，確定它們最佳用量依次為49t/h, 400kW, 2383kg/h; 根據(jù)生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品日產(chǎn)量的要求，對不同管路直徑進行計算，自來水、冰水、蒸汽、清洗管徑依次為DN100, DN76, DN125, DN80。 結(jié)論 通過本次設計我得到了真正的鍛煉。最主要的是將大學所學的對所學的知識進行了一次梳理，理論知識轉(zhuǎn)為實際應用，讓我們警醒學好專業(yè)知識是一個任重

45、道遠的過程，將所學轉(zhuǎn)化成實際案例的運作是需要更高綜合素質(zhì)的過程。 由于時間有限，有部分設備的選型沒能達到標準，由于我設計的是奶制品工廠的一部分工藝，所以在成本估算方面不夠詳細。三廢處理方面也沒有形成一個較為完整的系統(tǒng)。 在整個設計的過程中涉及面頗廣，憑個人的知識很難解決，經(jīng)歷了大量的摔打和考驗。不管是在專業(yè)知識方面，還是建筑方面，工廠的布局等方面不斷的讓我提高，從發(fā)現(xiàn)問題到解決問題的過程中不斷積累經(jīng)驗，鞏固知識，提高自己的綜合能力。然而此設計中很定還存在一些問題，懇請老師和同學們批評和指正，我將深表謝意。隨在國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人民的生活水平不斷提高，人們對乳制品的需求不斷提高。在市場需求

46、的牽動下，一方面是乳品企業(yè)的數(shù)量迅速的增加，而另一方面卻是乳品生產(chǎn)競爭的不斷加劇，競爭的焦點是產(chǎn)品的品種、質(zhì)量和價格，一些較大的，資金和技術(shù)實力強的企業(yè)以自身的產(chǎn)品質(zhì)量和價格優(yōu)勢不斷沖擊市場，這就要求新建的乳品廠有先進的設備與技術(shù)。 由于本人知識的局限性，加之對中小型乳品企業(yè)研究還不夠深入，在規(guī)劃設計中還不能得心應手地運用各種最先進的工程經(jīng)濟理論全面解決實際問題。。 謝 辭 本次設計采用最新的工藝流程，并且選用先進的設備，引入合理的管理方法，所以本設計達到了國內(nèi)先進水平。 此次設計中，我將所學的《食品工藝學》這門課的內(nèi)容全部涵蓋在內(nèi)，另外還將以前學的《化工原理》、《食品化

47、學》等其他一些知識也得以運用。我們不斷的查找翻閱資料，結(jié)合實際，來完善設計，進而符合糧倉發(fā)展狀況。經(jīng)過這次設計，鍛煉了我的工廠設計能力，并且對所學的乳制品專業(yè)知識進行了一次綜合利用，進一步加深和鞏固了這些重要的專業(yè)知識。同時，我也了解到了自己的不足之處，對于設計的整個過程還比較生疏，不能很好的融會貫通，所學知識有待進一步的加強。 至此，感謝***老師給我們的幫助和指導；同時，感謝***,***兩位同學給予我的幫助。 最后祝所有老師和同學們身體健康，工作順利！ 參考文獻 [1]武建新主編.乳品技術(shù)裝備. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2000.1 [2]金世林等.乳品工業(yè)手冊.

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