畢業(yè)論文--日處理100t液態(tài)奶的嬰兒配方乳粉工廠設(shè)計

1、日處理100t液態(tài)奶的嬰兒配方乳粉工廠設(shè)計摘要本設(shè)計主要是進行日處理量為100t鮮奶的嬰兒配方粉的乳粉工廠設(shè)計。該廠每日可產(chǎn)嬰兒配方粉30.67噸，投資回收期約為2.04年。本文是根據(jù)食品廠設(shè)計的要求，進行了生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品方案的制定、車間平面設(shè)計、利用autocad制作出工藝流程圖和車間的平面布置圖、進行物料衡算及設(shè)備的熱量衡算、對生產(chǎn)設(shè)備進行選型并進行了經(jīng)濟技術(shù)分析。整個設(shè)計充分考慮了目前的經(jīng)濟狀況和今后發(fā)展的需要，從節(jié)能的角度出發(fā)選擇設(shè)備。生產(chǎn)流程充分考慮到機械化、自動化，技術(shù)上先進、可靠，布局合理規(guī)范。關(guān)鍵詞：嬰兒奶粉；工藝設(shè)計；三效降膜蒸發(fā)器；噴霧干燥塔the design is ma

2、inly about the 100-ton workshop of infant formula milk powerabstractthe design is mainly about the 100-ton workshop of infant formula milk powder. the factory can produce daily infant formula powder 30.67 tons, the investment capital is recovered in abou2.04 years, that is, about (two year and a hal

3、f).this paper is based on the design requirement, milk powder factory production technology and product plan formulation, the workshop graphic design, use autocad produce process flow diagram and workshop layout, equipment and materials calculation of heat balance to calculate, production equipment

4、selection and economic and technical analysis. the whole design is fully considered the current economy and the requirement of the future develop and the equipment is selected in view of saving energy source. the mechanization and automatization of the process flow is improved as possible. meanwhile

5、, we do our most to search for the advanced and credible technology and to make the layout reasonable and normal.keywords: infant milk；production process； three-falling film evaporator； spray drierii- -目錄摘要iabstractii第1章 緒論11.1 國外乳品工業(yè)現(xiàn)狀11.1.1 乳制品市場發(fā)展趨勢11.1.2 嬰兒配方粉發(fā)展前景11.2 設(shè)計依據(jù)及意義21.2.1 設(shè)計依據(jù)21.2.2 設(shè)計

6、內(nèi)容21.2.3 設(shè)計意義3第2章 工藝流程確定及其論證42.1 產(chǎn)品及產(chǎn)量的確定42.2 工藝流程確定42.3 工藝要點論證52.3.1 原料乳的質(zhì)量控制52.3.2 原料乳的檢驗52.3.3 預處理及貯奶系統(tǒng)62.3.4 標準化62.3.5 均 質(zhì)62.3.6 巴氏殺菌72.3.7 真空濃縮72.3.8 噴霧干燥系統(tǒng)72.3.9 出粉與冷卻82.3.10 篩粉與晾曬82.3.11 包 裝8第3章 物料衡算93.1 原料乳成分及產(chǎn)品成分93.1.1 原料乳成分93.1.2 成品乳成分93.2 標準化計算93.2.1 乳脂肪（f）與非脂乳固體（s）之比（r）93.2.2 每噸原料乳應添加的脫脂

7、乳（m1）93.2.3 標準乳成分93.2.4 制（m1）脫脂乳所需要分離原料乳（g）103.2.5 一頓原料乳欲得標準乳（g1）需除去稀奶油（g2）103.3 一頓原料乳的物料衡算103.3.1 原料乳經(jīng)預處理、冷卻 、貯存（損失率按0.5%計算）103.3.2 標準乳經(jīng)輸送、冷卻、貯存（損失率按2%計算）103.3.3 濃縮后料液濃度取50%（損失率按4%計算）103.3.4 噴霧干燥后，可得97%的乳粉（損失率按5%計算）103.3.5 出粉、冷卻、包裝（損失率按0.2%計算）103.3.6 理論出粉值103.3.7 理論出粉值103.4 物料衡算103.5 包裝材料衡算12第4章 熱量

8、衡算134.1 熱量衡算134.1.1 預熱階段134.1.2 殺菌階段134.1.3 真空濃縮階段134.1.4 噴霧干燥階段134.1.5 總熱量衡算134.2 冷量衡算134.2.1 冷卻階段134.2.2 冷藏衡算144.2.3 總冷量衡算14第5章 廠區(qū)平面設(shè)計155.1 廠址的選擇155.1.1 廠址選擇155.1.2 自然地理條件及交通情況155.1.3 水源、能源155.1.4 政治經(jīng)濟155.2 廠區(qū)布置原則155.3 主車間布置方案165.3.1 廠區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計165.3.2 廠房設(shè)計165.4 車間生活設(shè)施16第6章 主要設(shè)備選型及原則176.1 設(shè)備選型原則176.2 主

9、要設(shè)備選型176.3 生產(chǎn)設(shè)備一覽表19第7章 公共系統(tǒng)與輔助部門217.1 生產(chǎn)及輔助車間設(shè)施217.1.1 化驗室217.1.2 倉 庫217.2 給排水系統(tǒng)227.2.1 收奶間227.2.2 奶 倉227.2.3 品質(zhì)監(jiān)控室237.2.4 倉 庫237.2.5 機修室237.2.6 污水處理237.3 全廠生活設(shè)施237.3.1 辦公室237.3.2 食 堂247.3.3 宿 舍247.3.4 醫(yī)務室247.4 供電系統(tǒng)247.4.1 供電要求及相應措施247.4.2 車間配電原則247.4.3 主車間配電247.5 用水系統(tǒng)247.5.1 乳粉廠用水分類247.5.2 給水系統(tǒng)和配水

10、系統(tǒng)257.5.3 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)257.5.4 排水系統(tǒng)25第8章 水電氣衡算268.1 全廠用水的估算268.1.1 生產(chǎn)車間用水268.1.2 鍋爐房用水268.1.3 冷凍機房用水268.1.4 消防用水268.1.5 生活用水278.1.6 總用水量278.2 車間蒸汽消耗量估算278.3 車間用電量估算27第9章 勞動組織289.1 生產(chǎn)車間人員配置289.2 輔助生產(chǎn)管理人員配置289.3 全廠總?cè)藬?shù)299.4 最大班人數(shù)299.5 生產(chǎn)工人總?cè)藬?shù)占全廠工人總?cè)藬?shù)比例299.6 男女比例29第10章 環(huán)境影響分析及廢水處理3010.1 環(huán)境設(shè)計執(zhí)行標準3010.2 建設(shè)項目對環(huán)境

11、影響預測3010.2.1 廢 水3010.2.2 廢 渣3110.2.3 噪聲污染3110.3 環(huán)境保護措施31第11章 經(jīng)濟技術(shù)分析3211.1 產(chǎn)品成本核算3211.1.1 原料乳成本核算3211.1.2 包裝材料核算3211.1.3 水電燃料核算3211.1.4 勞動成本核算3211.1.5 設(shè)備折舊核算3211.1.6 產(chǎn)品成本核算表3211.1.7 全年成本核算3311.2 產(chǎn)品收入核算3311.3 利潤上繳3311.4 全廠總投資3311.4.1 設(shè)備投資估算3311.4.2 全廠總投資估算3311.5 投資回收期33結(jié)論34參考文獻35致謝37千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被

12、打印。在目錄上點右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”黑龍江東方學院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）日處理100t液態(tài)奶的嬰兒配方粉工廠設(shè)計第1章 緒論1.1 國外乳品工業(yè)現(xiàn)狀1.1.1 乳制品市場發(fā)展趨勢乳制品生產(chǎn)以消費動向為轉(zhuǎn)移。全世界乳制品的種類不下1000種。除消毒鮮乳外，其他乳制品中，干酪約占38%、奶油23%，煉乳16%，脫脂乳粉14%，全脂乳粉6%，乳清粉3%。近年來國外乳制品市場有如下變化：消毒鮮乳的生產(chǎn)呈下降趨勢。近年來除了發(fā)展中國家和日本外，歐、美等國家乳的消費量已趨于飽和或呈下降趨勢。同時，人口出生率下降和老齡化也使飲用乳消費量下降。另外，許多新型乳飲料如發(fā)酵乳飲料、果汁乳等，也使消

13、毒鮮乳消費量下降。由于發(fā)展中國家的需求，全脂乳粉產(chǎn)量出現(xiàn)上升的勢頭。脫脂乳粉的產(chǎn)量保持上升趨勢。因脫脂乳粉含脂率很低，產(chǎn)品不易氧化，耐貯藏。另外，由于食品工業(yè)的發(fā)展，作為食品加工原輔料的脫脂乳粉需求量增加。發(fā)酵乳制品及乳酸菌飲料新品種不斷出現(xiàn)，產(chǎn)量迅猛增加。以發(fā)酵酸乳為例，芬蘭人均年消費量近280kg，愛爾蘭200kg?，F(xiàn)在國外僅發(fā)酵酸乳的產(chǎn)量已接近甚至超過消毒鮮乳的產(chǎn)量。近年，雙歧乳桿菌、嗜酸乳桿菌的開發(fā)和利用，為發(fā)酵乳制品開劈了一個更為廣闊的市場。干酪的生產(chǎn)展現(xiàn)出美好的前景，產(chǎn)量逐年持續(xù)上升，花色品種日益增多，使得干酪總產(chǎn)量穩(wěn)居乳制品首位。奶油的產(chǎn)量呈持續(xù)下降的趨勢2 3。隨著人們生活水平

14、提高，對營養(yǎng)和保健方面的要求越來越高。傳統(tǒng)的乳粉品種已不能滿足人們的需要，乳粉的種類越來越多，特別是嬰兒乳粉的需要量在直線上升。1.1.2 嬰兒配方粉發(fā)展前景目前嬰兒配方奶粉已發(fā)展成為一個全球性重要嬰兒食品產(chǎn)業(yè)。近年來，隨著我國居民收入的增長和生活水平的改善，高檔嬰兒配方奶粉市場以每年13%16%的速度迅速增長。專家估算：我國每年大約有1700萬新生嬰兒，至少需要80萬噸配方乳粉，產(chǎn)值在300億元以上。所以，國內(nèi)有必要擴建乳粉廠，并注重品牌及質(zhì)量，讓消費者喝到放心的奶粉，與國外的大品牌形成良性競爭，促進國內(nèi)乳粉行業(yè)迅速發(fā)展。中國市場潛力巨大，因此成為嬰兒配方奶粉廠商的必爭之地5。與歐美相比，我

15、國嬰幼兒配方奶粉的研究和開發(fā)起步較晚，直到 “嬰兒配方乳粉ii”研發(fā)后才算真正地開展起來，逐漸跟上國際水平，但在高檔配方奶粉市場的占有率比例較低11。綜上所述，龐大的新生兒消費群體孕育著中國嬰幼兒奶粉巨大的市場空間，中國有望取代日本，成為僅次于美國的世界第二大嬰幼兒配方奶粉市場5 。1.2 設(shè)計依據(jù)及意義1.2.1 設(shè)計依據(jù)從營養(yǎng)學角度分析，嬰兒配方乳粉的營養(yǎng)素添加全面、豐富，也更接近母乳營養(yǎng)。鑒于嬰幼兒的消化系統(tǒng)發(fā)育尚不完全，不能直接食用牛乳或普通奶粉這一特殊性，嬰幼兒奶粉的配方調(diào)整了蛋白質(zhì)、脂肪及乳糖的比例，使其適合于嬰幼兒的消化與吸收。同時，嬰幼兒奶粉還可根據(jù)添加不同種類和比例的營養(yǎng)物質(zhì)

16、，使之能夠滿足不同生長時期嬰幼兒的營養(yǎng)需要。從市場選擇角度分析，縱觀國內(nèi)與國外市場，國產(chǎn)嬰兒配方乳粉是國內(nèi)的兒科專家、營養(yǎng)學專家、乳品和嬰幼兒食品專家根據(jù)中國孩子的生長發(fā)育需要所設(shè)計的配方，這個配方和國外的產(chǎn)品有著一定的區(qū)別，由于地域、民族、膳食法、生活環(huán)境和習慣等不同，導致所形成的基因種群不同，這就決定了他們從外界攝取營養(yǎng)元素的多樣性和復雜性，所以，國際上的大品牌奶粉對嬰兒不一定是好的，還要視嬰兒的自身特點以及國籍和種族選購。從發(fā)展需求角度分析，中國奶粉市場尤其是嬰幼兒配方奶粉的需求量迅速增長，其中高檔嬰兒奶粉市場銷量每年以兩位數(shù)的速度增長。目前我國一年的嬰幼兒奶粉產(chǎn)量僅15萬噸左右，這就預

17、示著中國嬰幼兒奶粉市場潛力很大。1.2.2 設(shè)計內(nèi)容 產(chǎn)品方案的確定及工藝要點論證。 物料衡算：根據(jù)實際生產(chǎn)情況按規(guī)定的配料比計算相應物料的消耗。 熱量核算：對生產(chǎn)過程中熱量和冷量進行計算，經(jīng)濟合理地選擇生產(chǎn)設(shè)備。并進行車間的工藝布置和各工序勞動力的安排等。 廠區(qū)平面設(shè)計。 根據(jù)日處理量和工藝要求計算各種設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，進行生產(chǎn)能力計算，并選擇相應生產(chǎn)能力的設(shè)備，給出設(shè)備匯總表。 公共系統(tǒng)與輔助部門：按照相關(guān)規(guī)定和生產(chǎn)需要對全廠各部門進行初步設(shè)計。 勞動組織：對生產(chǎn)運作中的相關(guān)人員進行配置。 水電汽核算：對生產(chǎn)中水電汽消耗量進行理論估算。 環(huán)境影響分析及“三廢”的處理。 經(jīng)濟技術(shù)分析，成本核算

18、。1.2.3 設(shè)計意義第一、一方面，將牛乳或其副產(chǎn)品制成粉狀產(chǎn)品，為生產(chǎn)廠家和消費者提供了很大的方便。它延長了產(chǎn)品的貨架期，保存了營養(yǎng)價值，提高了經(jīng)濟效益。另一方面，隨著生活水平的提高，人們對嬰幼兒營養(yǎng)的關(guān)注度不斷提高，其研究方向也從最初階段的維生素和鐵質(zhì)的強化晉升到乳清蛋白的比例調(diào)整，以及各種不飽和脂肪酸和核苷酸等物質(zhì)的添加，使其更近似于母乳，以此滿足嬰幼兒生長階段所需的營養(yǎng)的同時提高其自身免疫力幫助他們健康成長，這就促進了嬰幼兒奶粉事業(yè)的發(fā)展，帶動了經(jīng)濟 6。第二、嬰幼兒配方乳粉的生產(chǎn)對營養(yǎng)成分及配比要求很高。但中國龐大的配方粉粉市場一直為國外品牌所壟斷，特別在高端市場，外國品牌占據(jù)絕對的

19、領(lǐng)導地位。04年阜陽“大頭娃娃”事件和08年的三鹿奶粉事件更是給國內(nèi)的品牌以重創(chuàng)，使得消費者對國產(chǎn)奶粉產(chǎn)生短期內(nèi)無法扭轉(zhuǎn)不信任心理。因此，國內(nèi)乳制品企業(yè)應加強海外市場的宣傳力度，重塑國產(chǎn)嬰幼兒配方粉事業(yè)的行業(yè)形象，為開拓國際市場創(chuàng)造條件。而在國內(nèi)乳品企業(yè)經(jīng)歷了全面整改之后，紛紛向社會敞開監(jiān)督渠道，國家相關(guān)部門也陸續(xù)出臺了各種法規(guī)，為中國嬰幼兒配方粉事業(yè)的發(fā)展指明了方向。第2章 工藝流程確定及其論證2.1 產(chǎn)品及產(chǎn)量的確定 本設(shè)計主要是進行日處理量為100t鮮奶的嬰兒配方粉的乳粉工廠設(shè)計。該廠每日可產(chǎn)嬰兒配方粉30.67噸，本設(shè)計暫定每周工作六天(周一周六)，國家法定節(jié)假日照常休息，平均年工作日

20、為300d。在正常情況下，采用兩班工作制，每天工作時間24h，除去清洗時間4h，實際工作時間按20h計，機械設(shè)備大修和保養(yǎng)時間分插入每月月底。2.2 工藝流程確定冷卻過濾檢驗原料乳理化指標檢測與驗收巴氏殺菌(72 15s)貯存（4左右）預熱牛乳分離(45)稀奶油濃縮噴霧貯存篩粉與晾粉乳粉冷卻（不超過30）干燥包裝入庫圖2-1 工藝流程圖2.3 工藝要點論證2.3.1 原料乳的質(zhì)量控制美國乳制品（衛(wèi)生）法規(guī)定：生產(chǎn)乳制品的牛乳，在36h內(nèi)使用時，貯乳溫度不得超過6，若在4或更低溫度下貯存時，可在48h內(nèi)使用；另外，原料乳在30時，平板計數(shù)100 000cfu/ml,體細胞數(shù)400 000個/ml

21、，經(jīng)巴氏殺菌（72/15s，或同等效果）后的牛乳在加工前可保存24h以上；已分離且經(jīng)過巴氏殺菌的脫脂乳或全脂標準化乳不能超過72h，兩者使用前均應保存在04。2.3.2 原料乳的檢驗生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)乳粉的前提條件是要使用優(yōu)質(zhì)的原料乳，美國公共衛(wèi)生署（usphs）針對乳的衛(wèi)生狀況發(fā)布的a級巴氏殺菌奶條例，其質(zhì)量指標：. 溫度：待巴氏殺菌的原料奶在第一次擠奶后4h之內(nèi)冷卻到10或更低的溫度。在完成擠奶后應將乳在2h之內(nèi)冷卻到7或更低的溫度。第一次擠奶隨后所得乳的混合溫度不超過10。. 細菌數(shù)：不同生產(chǎn)者生產(chǎn)的乳混合之前，細菌數(shù)不能超過100000個/ml。在巴氏殺菌之前，混合乳的細菌數(shù)不得超過300000

22、個/ml。. 農(nóng)藥殘留：藥物殘留的結(jié)果不能為陽性。. 體細胞數(shù)：個人生產(chǎn)的乳的體細胞數(shù)不能超過750000個/ml。優(yōu)質(zhì)原料奶應符合無公害生鮮牛奶的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范（ny50452001），同時要結(jié)合我國規(guī)定的生鮮牛奶收購質(zhì)量標準（gb691486）11。在收奶站點，要進行感官評定、酒精試驗、牛乳密度的測定、酸度測定、熱穩(wěn)定性實驗以及牛乳中抗菌物質(zhì)的檢測。以上幾項均合格的方可送至工廠，進行理化指標和微生物指標的檢測。檢測方法見表2-1和2-2。表2-1 原料乳主要的理化指標和檢測方法11項目指標檢驗方法相對密度（20/4） 1.027按gb 5413.33檢驗蛋白質(zhì)（%） 2.8按gb 5009.

23、5檢驗脂肪（%） 3.1按gb 5413.3檢驗非脂乳固體（%） 8.1按gb 5413.39檢驗牛乳酸度（t ）1218按gb 5413.34檢驗雜質(zhì)度（mg/kg） 4.0按gb 5413.30檢驗表2-2 原料乳主要的微生物要求及檢測方法11項目限量cfu/g(ml)檢測方法菌落總數(shù)(cfu/ml) 2106gb 4789.22.3.3 預處理及貯奶系統(tǒng)初驗合格的原料乳稱重計量脫氣凈乳冷卻貯藏。2.3.3.1 稱重計量 奶秤(重量法)：計量范圍可為：0250kg或0500kg。 流量計(體積法)：換算關(guān)系為：重量=容積比重。2.3.3.2 脫 氣牛乳經(jīng)運貯存運輸后，氣體含量在10%以上會

24、嚴重影響生產(chǎn)的準確性，因此應使用真空脫氣罐除去細小的分散氣泡和溶解氧。2.3.3.3 凈 乳除去原料奶中機械雜質(zhì)和細小雜質(zhì)，一般凈乳后原料奶的雜質(zhì)度要小于0.1ppm。本設(shè)計采用在標準化過程中使用三用離心分離機同時進行凈化。2.3.4 標準化標準化的具體計算方法：. 檢測原料乳中的各項指標 (特別是原料乳的脂肪含量和水分含量)。. 根據(jù)我國全脂乳粉質(zhì)量標準規(guī)定，確定所要生產(chǎn)乳粉的各項指標的具體數(shù)值。. 根據(jù)標準化原則，判斷是提出還是加入稀奶油才能滿足要求。一般要求分離時把稀奶油含脂率控制在40%左右。根據(jù)溫度等條件確定脫脂乳與稀奶油的脂肪含量以及非脂干物質(zhì)含量1。2.3.5 均 質(zhì)均質(zhì)的目的是

25、在于把較大的脂肪球變成細小的脂肪球，均勻地分散在脫脂乳中，形成均一的乳濁液。經(jīng)均質(zhì)后可降低乳中游離脂肪的含量，從而提高奶粉的抗氧化能力和溶解度6。通常均質(zhì)溫度4050, 均質(zhì)壓力1520mpa。在使用均質(zhì)機時應做好均質(zhì)機的清洗殺菌工作,另外應防止冷卻密封水滲入原料奶中, 防止造成二次污染。2.3.6 巴氏殺菌乳中所含乳清蛋白（白蛋白和球蛋白）熱穩(wěn)定性差，在殺菌和濃縮時易引起熱變性，使乳粉制品溶解度降低。乳清蛋白中含有巰基，熱處理時易使制品產(chǎn)生蒸煮味。為使乳清蛋白質(zhì)變性程度不超過5%，并且減弱或避免蒸煮味，又能達到殺菌抑酶目的，根據(jù)研究確定，脫脂乳的預熱殺菌溫度以72，保溫20s為最佳條件。2.

26、3.7 真空濃縮牛乳是熱敏性食品，熱處理使蛋白質(zhì)容易變性，所以濃縮工藝盡可能做到短時、低溫濃縮。本車間設(shè)計為三效順流降膜式蒸發(fā)器，它不但有明顯的成本優(yōu)勢，而且可以更好的保護牛奶中的營養(yǎng)成分。其蒸發(fā)溫度為：一效蒸發(fā)溫度 6872二效蒸發(fā)溫度 5762三效蒸發(fā)溫度 46522.3.8 噴霧干燥系統(tǒng)（1）噴霧干燥特點 干燥速度快，物料受熱時間短。濃縮乳經(jīng)霧化后，比表面積大大增加，與干熱空氣接觸后，水分蒸發(fā)速度很快，整個干燥過程僅需10-30s，牛奶營養(yǎng)成分破壞程度較小，奶粉溶解度高，沖調(diào)性好。 干燥溫度低，減少牛奶中熱敏性物質(zhì)的損失，從而保持產(chǎn)品良好的分散性和溶解性。 便于調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量容易

27、控制。如：乳粉顆粒大小、狀態(tài)和水分含量。 整個干燥過程都是在密閉狀態(tài)下進行的，衛(wèi)生質(zhì)量好，產(chǎn)品不易受外界污染。 操作簡單，機械化自動化程度高，勞動強度低，生產(chǎn)能力大。 占地面積和空間大，一般需要多層建筑，一次性投資大。 熱效低，只有35%-50%左右，熱量消耗大，一般蒸發(fā)1kg水分需3-4kg飽和蒸汽。 噴霧干燥塔內(nèi)壁會有粘有奶粉，較難清除，粉塵回收裝置比較復雜16。（2）本設(shè)計選用的是壓力式順流噴霧干燥塔對蒸發(fā)后的濃縮乳進行干燥。（3）本工序主要控制的指標是產(chǎn)品水分和防止二次污染。（4）在實際生產(chǎn)過程中，乳粉不可能承受足以確保食品安全的熱處理，因此由危害分析關(guān)鍵控制點系統(tǒng)支持的嚴格的衛(wèi)生預防

28、方法必須在噴霧干燥設(shè)備中得到很好的實施7。2.3.9 出粉與冷卻噴霧干燥結(jié)束后，應立即將乳粉送至干燥室外并及時冷卻，避免乳粉受熱時間過長而引起乳粉中游離脂肪數(shù)增加，脂肪氧化變質(zhì)，影響乳粉的色澤，滋氣味，溶解度等指標。2.3.10 篩粉與晾曬 一般采用機械振動篩，網(wǎng)眼40-60目，目的為了使乳粉均勻，松散，便于冷卻。晾粉過程中，不但使乳粉的溫度降低，同時乳粉表觀密度可提高5%，有利于包裝。2.3.11 包 裝本設(shè)計采用充氮包裝。由于嬰兒配方奶粉含有26以上的乳脂肪，在貨架期內(nèi)，特別是炎熱的夏天容易造成脂肪的氧化，產(chǎn)品出現(xiàn)異味，質(zhì)量劣變。而充氮包裝由于使用氮氣置換了袋內(nèi)的氧氣，可以有效的抑制脂肪的

29、氧化，同時也保護了易氧化的維生素，保證了奶粉在保質(zhì)期內(nèi)的質(zhì)量。包裝時要求排氣徹底，封口嚴密。防止包裝過程中的二次污染，特別是大腸菌和異物的控制，包裝內(nèi)袋或紙膜等直接與產(chǎn)品接觸的包裝材料使用前應進行嚴格的微生物檢測，不符合要求時不可使用，防止造成污染。第3章 物料衡算3.1 原料乳成分及產(chǎn)品成分3.1.1 原料乳成分脂肪 f0=3.6%；非脂乳固體 s0=8.6%；總干物質(zhì) ts=12.2%非脂乳固體比 rm=8.6%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(%)3.1.2 成品乳成分表

30、3-2 成品乳粉成分乳脂肪蛋白質(zhì)乳糖灰分水分非脂乳固體27%13%7%3.6%3%70%3.2 標準化計算3.2.1 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標準化的方法：由于r0r，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。3.2.2 每噸原料乳應添加的脫脂乳（m1）m1f0-rs0 /rs1- f1100082.50kg3.2.3 標準乳成分脂肪含量：f標100

31、03.6 %m10.01%/1000m13.3%非脂乳固體：s標f標/r8.6 %表3-3 標準乳成分乳脂肪非脂乳固體水分3.3 %8.6 %88.1 %3.2.4 制（m1）脫脂乳所需要分離原料乳（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 g90.64kg3.2.5 一頓原料乳欲得標準乳（g1）需除去稀奶油（g2）標準乳：1090.64 /1082.501000 / g1 g1992.54kg去除稀奶油：g21000- g17.46kg3.3 一頓原料乳的物料衡算已知：m0=1

32、000kg3.3.1 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922.54kg； m1=992.54(1-0.5 %)=987.58kg3.3.2 標準乳經(jīng)輸送、冷卻、貯存（損失率按2%計算）m2 = m1(1-0.2%)=987.58(1-0.2%)=985.60kg3.3.3 濃縮后料液濃度取50%（損失率按4%計算）m3985.6011.9 %（1-0.4 %）/50 %233.63kg3.3.4 噴霧干燥后，可得97%的乳粉（損失率按5%計算）m4233.6350%（1-0.5 %）/97 %119.83kg3.3.5 出粉、冷卻、包裝（損失率按0.2%計算

33、）m5m4(1-0.2 %)119.83(1-0.2 %)119.59kg3.3.6 理論出粉值100012.2 % /97 %125.77kg3.3.7 理論出粉值實際出粉值/理論出粉值119.59 /125.7795.09 %3.4 物料衡算根據(jù)國家食品安全標準嬰兒配方食品(gb 10765-2010)中對蛋白質(zhì)，脂肪，碳水化合物，維生素及礦物質(zhì)的要求，并結(jié)合當?shù)卦先橘|(zhì)量及本企業(yè)實際情況，設(shè)計嬰兒配方乳粉營養(yǎng)成分指標，具體營養(yǎng)配方參見表3-4：表3-4 嬰兒配方乳粉營養(yǎng)成分表營養(yǎng)物質(zhì)含量（每100g奶粉）營養(yǎng)物質(zhì)含量（每100g奶粉）-乳清蛋白2.1g蛋白質(zhì)11.9g脂肪27g熱量219

34、0kjaa花生四烯酸38mg-亞麻酸265mgdha25mg鎂38mg亞油酸2500mg鐵5.0-11.0mg核苷酸15mg鋅3.8mg維生素a1550 iu錳45-140g-胡蘿卜素75g銅370g維生素d310 iu碘30-150g維生素e5.0 iu鈉120mg維生素k43g 鉀1g維生素b1320g 氯410mg維生素b2640gl-肉堿8.0mg維生素b6330g?；撬?0mg維生素b120.8g 鈣250mg維生素c71g磷200mg煙酸4.0mg泛酸1.5mg生物素15g膽堿35mg乳鐵蛋白80mg胱氨酸200mg免疫球蛋白g150mg5-單磷酸腺苷1.0mg5-單磷酸胞苷二鈉2

35、.7mg5-單磷酸尿苷二鈉2.2mg5-單磷酸鳥苷二鈉5.1mg5-單磷酸肌苷二鈉4.0mg磷脂400mg礦物質(zhì)4.0g 葉酸40g 葉黃素90g根據(jù)上述營養(yǎng)指標及國際對食品添加劑和營養(yǎng)強化劑添加要求，設(shè)計本企業(yè)嬰兒配方食品的配方，如表3-5所示：表3-5 一噸嬰兒配方乳粉配料表物料名稱每噸投料（kg）物料名稱 每噸投料（kg）牛乳3260奶油64乳清粉382蔗糖59棕櫚油56維生素混合物0.264三脫油56礦物質(zhì)混合物15.9863.5 包裝材料衡算本設(shè)計為日生產(chǎn)嬰兒配方粉30.67t，每袋產(chǎn)品為500g，則消耗包61340袋， 除去消耗，每天使用包材為613400.95=64569袋。將乳

36、粉每24袋裝箱，則一噸奶粉可包裝成的箱數(shù)83.33箱，取83箱。第4章 熱量衡算4.1 熱量衡算4.1.1 預熱階段原料混合時,為保證混合均勻,要將其加熱至45,這一階段需要加入的熱量為:q1=cmt=100103 (45-20)=1.0125107kj4.1.2 殺菌階段原料乳經(jīng)混合后，加熱到72進行巴氏殺菌，則這一階段需要加入的熱量為：q2=cmt =100103(72-45)=1.0935107kj4.1.3 真空濃縮階段原料乳經(jīng)過真空濃縮，這一階段需要加入的熱量為：v=f（wfwp）=100103（1-12.2/0.50）=75600kj濃縮奶產(chǎn)量：p=f-v=100103-75600

37、=24400kj如果采用單效蒸發(fā)，則濃縮需熱量：q =vrv+fcf（t1-tf）=756002331.1+1001034.05（70-20）=1.96108 kj如果采用三效蒸發(fā)，設(shè)蒸汽經(jīng)濟性e=2.5，則濃縮需熱量：q 3=1.96108/2.5=0.784108 kj4.1.4 噴霧干燥階段原料乳經(jīng)過真空濃縮后，進入噴霧干燥階段，這一階段所需要的熱量為：q4=l（h1-h0）=5.99107 kj4.1.5 總熱量衡算在整個生產(chǎn)過程中，加入的總熱量為：q=cmt =1.0125107+1.0935107+7.84107+5.99107=1.59108kj 根據(jù)經(jīng)驗，在過程中熱量損失為15

38、，故總熱量為：q實際=1.59108(1+15%)=1.38108kj4.2 冷量衡算4.2.1 冷卻階段乳粉質(zhì)量：m2= m1-w=17200-8334=8866kg，均質(zhì)后的混合料,要迅速冷卻至15，這一過程所需用的冷量為:q=cm2t =8866(80-15)= 2.33106kj4.2.2 冷藏衡算配方乳粉出售前應儲藏在28的冷庫中,溫度定為4,這一過程需加入的冷量為:q=c m2t =8866(15-4)= 3.95105kj4.2.3 總冷量衡算在整個生產(chǎn)過程中,加入的總冷量為:q =2.33106+3.95105=2.73106kj根據(jù)經(jīng)驗,能量損失為15,則實際冷量為:q實際=

39、2.73106(1+15%)=3.14106kj第5章 廠區(qū)平面設(shè)計5.1 廠址的選擇5.1.1 廠址選擇廠址初步擬定設(shè)計在哈爾濱平房開發(fā)區(qū)。5.1.2 自然地理條件及交通情況哈爾濱平房開發(fā)區(qū)地勢平坦，坡度不超過3%，減少了工程量，有利于廠區(qū)運輸線路的布置和投資金額。廠址具有一定的地耐力（一般要求不低于 2105n/m2）無礦山，流沙地帶，滑坡地段，淤泥地等特殊地質(zhì)，具有良好的環(huán)境基礎(chǔ)。哈爾濱平房開發(fā)區(qū)有良好的運輸條件，盡量接近城市公路。綜合考慮能源、水源、銷售運輸?shù)葐栴}，平房開發(fā)區(qū)位于經(jīng)濟使用點上，最大限度降低成本費用。5.1.3 水源、能源平房開發(fā)區(qū)不但水源充足，水質(zhì)符合標準。而且排水通暢

40、，確保了廠區(qū)的衛(wèi)生條件。此外，工廠排水要符合環(huán)保法，最好有公共排污設(shè)備，避免污染周圍環(huán)境。能源方面主要考慮原料供應，用電，燃料等方面問題。乳粉廠以鮮奶為主要原料，經(jīng)過奶源調(diào)查，平房開發(fā)區(qū)靠近優(yōu)質(zhì)奶源，降低了運輸成本；工廠應設(shè)有二路高壓電源以便于連續(xù)生產(chǎn)時燃料和電力的供應。5.1.4 政治經(jīng)濟符合國家發(fā)展方針政策，廠址應設(shè)在當?shù)氐囊?guī)劃區(qū)內(nèi)，以適應當?shù)剡h近期規(guī)劃的統(tǒng)一布局所需用地可按基建要求，分期分批征用科學建廠，節(jié)約用地。5.2 廠區(qū)布置原則（1） 要有總體設(shè)計的全局觀點，滿足生產(chǎn)和總體設(shè)計的要求。（2） 設(shè)備要盡量按工藝流水線安排布置，一些特殊設(shè)備可按相同類型作適當集中，要使生產(chǎn)過程占地最少、

41、生產(chǎn)周期最短、操作最方便。一般重型設(shè)備最好設(shè)在車間底層。原料收發(fā)間應設(shè)有磅秤。（3） 要考慮到進行多品種生產(chǎn)的可能性，以便靈活調(diào)動設(shè)備，并留有適當?shù)挠嗟兀员愀鼡Q設(shè)備。同時，還應注意設(shè)備相互間的間距和設(shè)備與建筑物的安全維修距離。要保證操作和維修、裝拆、清潔衛(wèi)生的方便。（4） 要保證物料運輸通暢，避免重復往返。要盡可能利用生產(chǎn)車間的空間運輸；合理安排車間各種廢料進出，人員進出要和物料進出分開。（5） 注意車間的采光、通風、采暖、降溫等設(shè)施。可以設(shè)在室外的設(shè)備，盡可能設(shè)在室外4。5.3 主車間布置方案5.3.1 廠區(qū)基礎(chǔ)設(shè)計根據(jù)建設(shè)方提供的設(shè)計基礎(chǔ)資料，進行方案設(shè)計。乳品廠一般是由生產(chǎn)車間、輔助車

42、間、輔助部門、全廠性設(shè)施等組成。生產(chǎn)車間包括：收奶間、預處理間、濃縮間、噴霧干燥間、包裝間。輔助車間包括：原料庫、包材庫、成品庫、控制室、化驗室、機修間、配電室。輔助部門包括：變電所、鍋爐房、冷凍機房等。全廠性設(shè)施包括：辦公室、傳達室、食堂、宿舍、廁所、浴室等。5.3.2 廠房設(shè)計車間長135m，寬45 m，總建筑面積6075m2。屋面下標高：生產(chǎn)部分（包括奶粉成品庫）屋面板下皮標高6.4m；生活用房屋面板下皮標高3.2m。主廠房結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)，主體高度34m。車間功能區(qū)域的布局結(jié)合廠區(qū)布置，將人、物流分開；廠區(qū)建筑物按性質(zhì)及需求的不同分隔開來，布置在不同的區(qū)域。保持通風良好，便于管理，有

43、利于擴建；生產(chǎn)工藝布線要合理，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，盡可能的減少管線運輸成本；奶粉成品按3個月貯存量考慮（立體庫） 5。5.4 車間生活設(shè)施乳粉生產(chǎn)的第一個環(huán)節(jié)就是收奶。收奶間要有一個適宜的驗收計量、及時處理、車輛回轉(zhuǎn)和容器堆放的場地，要配備磅秤、容器和原料乳前處理系統(tǒng)。化驗室是通過感官、物理、化學、微生物等檢驗原料奶的場所?；炇乙鋫潆p面、單面化驗臺；藥品櫥；支撐臺；通風櫥等設(shè)施。另外，化驗室要求通風采光好、生活整潔、排氣方便，化驗室要置于下風口，精密儀器不宜受陽光直射。為防止高溫季節(jié)工作室悶熱，可安裝空調(diào)。由于用電儀器較多，化驗室要多設(shè)電源插座。乳品廠是物料流量較高的企業(yè)，所以車間的原料

44、庫、成品庫等都占有很大的比例。短期貯藏用常溫庫；如果是較長時間貯藏要用冷風庫，溫度要視物料對象而定。成品庫要考慮出貨方便，堆放時要注意附加荷載18。第6章 主要設(shè)備選型及原則6.1 設(shè)備選型原則從設(shè)備的設(shè)計選型上，可以反映出所設(shè)計工廠的先進性和生產(chǎn)的可靠性。因此在設(shè)備的工藝設(shè)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）運輸費用低，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(shè)備。（7）考慮生產(chǎn)波動與設(shè)備平

45、衡，留有一定余量。（8）考慮設(shè)備故障及檢修的備用。6.2 主要設(shè)備選型（1） 奶 車本設(shè)計每日收奶兩次，每次2h，每次收奶量為50t，選用奶車為60t，兩輛。（2） 奶倉及磅奶槽奶倉選用50m3，三個；選用300l的磅奶槽，與它配套的受奶槽容量為600l 。（3） 巴士殺菌機組根據(jù)計算，日處理100t鮮奶可生產(chǎn)標準乳為99.254t，標準乳生產(chǎn)能力為99.254/20=4.96t/h。按5t/h選擇巴士殺菌機組。（4） 配料罐：容量為3000l兩個，sus304,錐底結(jié)構(gòu)，要求有保溫層，偏心立攪拌30r/min，右45，cip噴頭，進出料38。（5） 乳化罐：生產(chǎn)容積為500l，用于配料乳化，

46、要求保溫，噪音85db，電機功率18.5kw，轉(zhuǎn)速2930rpm。（6） 高壓泵：選用w6型高壓泵，流量60l/min，壓力60bar，轉(zhuǎn)速600rpm，功率7.35kw，重量40kg。（7） 板式換熱器板式換熱器（冷卻）：本設(shè)計原料奶均來自奶站，設(shè)定原料乳到達工廠的溫度為8，出口溫度為4，每班收奶冷卻時間為2h，則冷卻處理量為m=25000kg/h,冰水進口溫度為1，出口溫度為4，則換熱面積為:注：k15002000kcal/h，取k=1800 kcal/h。板式換熱器換熱面積: 30同理板式換熱器（預熱）：設(shè)定物料進口溫度5，出口溫度45；熱水進口溫度70，出口溫度55；每班預熱時間為8h

47、，預熱處理量為m=25000/8=3125kg/h ，取k=1800 kcal/h。板式換熱器換熱面積5（8） 蒸發(fā)能力計算乳干物質(zhì)含量11.9%的標準乳濃縮至總固形物含量為50%，99.25411.9%=50%x ,11.9%4.96=50%y濃奶量x=23.6 t,每小時處理量y=1.2t/h， 蒸發(fā)量=4.96-1.2=3.76t/h選用5t/h的三效降膜蒸發(fā)器,型號rnjm03-3200,蒸發(fā)能力3200 kg/h，物料處理量4000 kg/h。（9） 噴霧干燥能力計算 奶粉水分含量以3%計,經(jīng)計算每小時處理濃縮奶量為1.18t，則干燥塔蒸發(fā)能力為1.18（150/97）=0.6t/h

48、。奶粉產(chǎn)量為1.18-0.6=0.58t/h。選用600kg/h的噴霧干燥塔。（10） 包裝機：每小時生產(chǎn)配方粉能力為0.598t，每袋產(chǎn)品為500g，則消耗包1196袋， 除去消耗，每天使用包材為11960.95=1259袋。選用1/h充氮包裝機（德國羅維瑪產(chǎn)）。6.3 生產(chǎn)設(shè)備一覽表表6-1 生產(chǎn)工藝設(shè)備表編號處理能力或型號 設(shè)備名稱 單價(萬元)數(shù)量e10160t奶車302e10225t/h,36m奶泵41e10325t/h 100目雙聯(lián)過濾器31e10425t/h脫氣罐51e1055t/h流量計0.451e10630m2板式換熱器251e10750m3奶倉403e1085t/h奶泵41

49、e2013000l配料罐12e202500l營養(yǎng)素融化缸11e2035t/h,72-15s巴氏殺菌機組401e2045t/h分離機201e2055t/h平衡缸81e20650l稀奶油缸2e2071000l高速攪拌缸11e2085t/h均質(zhì)機1.41e2095t/20m奶泵41e3015t/h三效降膜式蒸發(fā)器201e3021t濃奶缸11e30310t/20m奶泵41 e304100目雙聯(lián)過濾器31e305srh2000-25高壓泵2.51e306蒸發(fā)量600kg/h噴霧干燥系統(tǒng)1e306-1空氣過濾器0.72e306-24-72-no10c-1250進風機3.51e306-4塔體1001e306

50、-5旋風分離器301e306-6袋濾器51e306-7g4-73no11d-1450排風機41e306-99-26no4.5a流化床風機161e306-10e306-129-19no4a空氣換熱器1流化床風機2421e306-14振動流化床101e306-15振動篩0,81e306-17羅茨風機11e306-18星型出粉閥1e306-194-68no3.55a冷卻風機1e3111m3集水箱1e31220t/h,36m清洗回水泵11e400全自動cip系統(tǒng)1e401500l,316l濃酸堿缸1e40255l/min濃酸（堿）泵1e4035000l酸罐1e4045000l堿罐1e4055000l熱水罐1e4065000l清水罐