酸奶冰淇淋工厂设计Word格式文档下载.docx
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3.3.5
3.3.6
3.3.7
3.3.8
3.3.9
酸奶冰激凌配方设计.
稳定剂的选择
酸奶加入量的选择.....
酸奶添加的时机
冰淇淋均质温度的选择
3.5原料及产品的质量标准
3.5.1理化指标
3.5.2感官指标
4.物料衡算
4.1配方成分表⑷
4.2原料成分表
4.3配料数量表
5.能量衡算
5.1热量衡算
5.1.1配料阶段
5.1.2杀菌阶段
5.1.3总热量衡算......
5.2冷量衡算
5.2.1
5.2.2
5.2.3
5.2.4
6.主要设备选型
生产设备流程简介
设备选型原则......
设备选型说明......
6.3.1配料设备....
6.3.2杀菌设备....
7.
8.
9.
6.3.3
6.3.4
6.3.5
6.3.6
6.4设备选型表
均质设备老化设备凝冻设备硬化设备
公共系统及辅助部门7.1
7.2
公共系统
7.1.1锅炉房
7.1.2配电室辅助部门
7.2.1
7.2.2
7.2.3
7.2.4
7.2.5
原料库
检验中心
冷库
给排水系统..消防用水系统
供电系统
人员配置
8.1生产车间人员配置
8.2辅助生产及管理人员配置环境影响
9.1
7.3
9.2
9.3
9.4
10.结论参考文献
噪声控制
9.1.1工业企业环境噪声标准及规定
9.1.2噪声的控制
9.1.3生产人员防护
大气质量控制
9.2.1大气质量标准及有关规定
9.2.2大气污染的控制
污水控制
9.3.1污水综合排放标准及有关规定
9.3.2污水的控制
本厂环境保护措施
.2.0
.2.1
.2..1
22
.2..2
.2.3
.2..3
.2.4
.2..4
25
.2.5
.2..5
.25
.2.6
.2..7
..27
.2.8
.2..8
.28
.2.8
.2.9
29
1.绪论
1.1酸奶冰淇淋的概述
冰淇淋（icecream）,又称雪糕，冰激凌，奶糕，豆糕和炒冰块等等，种
类繁多，花样百出，是以饮用水、牛奶、奶粉、奶油（或植物油脂）、食糖等为
主要原料，加入适量食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺而制成的体积膨胀的冷冻食品，口感细腻、柔滑、清凉，是夏天冷饮品的重要组成部分，对人体有一定的保健作用，是夏天清凉去暑的好食品。
酸奶冰淇淋，是FrozenYogurt的中文叫法，又叫优格冰淇淋。
富含有活性菌类，低脂、低糖或无脂无糖，有美容减肥改善消化功能、提高免疫力的作用。
适合于各个年龄阶层的消费人群。
很多国家的年轻人把优格冰淇淋代替正餐。
在美国、韩国和加拿大更是特别的流行。
1.1.1起源
酸奶冰淇淋（Frozenyogurt）早在上世纪70年代由H.P.Hood引进新英格
兰，名为”Frogurt“。
1978年，总部位于波士顿的冰淇淋，糖果和三明治连锁
店Brigham'
s研发制作了第一个酸奶冰淇淋成品，并为其命”Humphreez
Yogurt“。
大约同一时间达能也推出首款酸奶冰淇淋成品，名为"
Danny"
。
酸奶冰淇淋作为相对一般冰淇淋更健康的替代品，一开始并未受到顾客们的青睐。
于是制造商开始调整配方，产品味道更加甜美。
1.1.2食用价值
酸奶冰淇淋，所采用的制作原料是具有多种保健功能的五谷食品以及新鲜时令果蔬和纯正酸奶加特制冰淇淋底粉，既能保持冰淇淋的有效营养和保健成分不流失，同时又能保持酸奶芬芳和清新、自然的味觉享受，使做出的冰淇淋口味更
纯正，口感更醇厚。
众所周知，酸奶性平，味酸甘；
具有生津止渴，补虚开胃，润肠通便，降血
脂，抗癌的作用。
适宜身体虚弱、气血不足、营养不良、肠燥便秘之人食用；
适宜高胆固醇血症，动脉硬化，冠心病，脂肪肝患者食用；
适宜癌症患者，尤其是消化道癌症病人食用；
适宜皮肤干燥之人食用，也可作为美容食品食用；
妇女长期适量饮用酸牛奶，可使皮肤滋润、细腻、有光泽。
因此，酸奶在国外被誉为长寿食品。
酸奶冰淇淋制作过程中，采用通过美国FDA认证的专用冰淇淋粉。
可根据消费者口味和需要的不同，选择加入纯奶油或健康植物油。
酸奶冰淇淋口感纯正、细腻爽滑；
加入植物油制作而成的冰淇淋天然健康、低脂低糖，不会增加高热量摄入，广受酷炫时尚、个性飞扬的爱美人士所青睐。
1.1.3国内外市场
酸奶冰淇淋的国外市场很大，很多年轻人直接把它当做正餐，在韩国，美国
特别流行。
在美国，酸奶冰淇淋的产量已占据整个冷饮市场的25%
显而易见，现代人对于冰淇淋的喜爱不是一点点，而是近乎疯狂迷恋。
作为广受消费者喜爱的冰淇淋产品中的新宠，酸奶冰淇淋以其甜美爽滑的口感、绚彩华丽的外观、低糖低脂的口味、随心所欲的品种、个性时尚的品味、营养健康的理念，彻底打动每一位顾客，不仅带给人们唇齿之间最美妙的味觉享受，还能给都市白领、时尚青年带来时尚的冰酷体验，也能给情侣带来童话般的爱情浪漫,更能给追求个性的人带来全新的心情感受。
在中国，香港比较流行吃酸奶冰淇淋，而且已经逐渐成为一种潮流。
而我国市场还比较少，有巨大的发展潜力和空间。
1.2设计依据和意义
1.2.1设计依据
酸奶冰淇淋工厂设计是一项较为复杂的工作，涉及到政治、经济、工程和技
术等诸多学科的方方面面。
在进行冰淇淋工厂设计时，除了在确定工艺流程、设备选型、车间布置和管线安排时必须遵循有关法令和规范外，还要保障员工有良
好的工作条件，保护环境和减轻劳动强度。
要重视经济效果，努力做到技术上先进、经济上合理、使用上可靠。
要结合国情和本地情况，立足现在，着眼长远,尽量采用国内外先进的科学成就，提高技术水平，以能生产出高质量的酸奶冰淇淋。
1.2.2设计意义
随着酸奶冰淇淋市场的发展和品种的增加，消费群体随之扩大，这就需要建设一批具有新技术、新工艺、新设备的冰淇淋工厂。
本文通过利用计算机制图、统计等技术手段，对酸奶冰淇淋工厂进行设计，可为厂家进行原工厂扩大生产和新工厂建设提供依据。
1.3设计内容
对年产1200吨酸奶冰淇淋工厂的设计。
包括：
酸奶冰淇淋生产工艺流程的
设计；
厂址选择；
物料衡算；
主要设备选择；
车间设计；
辅助部门设计及经济效益分析。
2.1厂址的选择[1]
根据我国的具体情况，食品工厂一般建于距原产地附近大中城市的郊区。
由
于酸奶冰淇淋属于消费性强的休闲食品，为了有利于销售，所以选择建于市区比
较合适。
这样不但可以获得足够的原料，而且利于产品的销售，同时还可以减少
运输费用。
2.1.1厂址选择的原则
1）厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输等）和工厂
对环境的要求。
2）厂址地区要接近原料基地和产品销售市场，还要接近水源和能源。
4）
5）
场地有效利用系数高，并有远景规划的最终总体布局有一定的施工条件和投产后的协作条件。
厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。
2.1.2自然条件及能源
根据食品工厂厂址选择的要求，将冰淇淋厂建于茂名市郊区内。
厂址地势平坦，周围无污染源，符合标准。
场地面积有利于合理布置，符合工厂发展需要，并有一定扩建余地。
该地自来水使用方便，且水质良好，可不用地下水，减少处
理费用。
接近排水系统，有利废水排放。
供电系统也配备良好，可以满足生产需要。
附近有居民区和学校，方便销售。
2.1.3政治经济和交通
该地区在城市规划区内，经规划部门批准，符合规划布局。
并且接近销售渠
道，有良好的经济开发前景。
附近有发达的交通运输条件，接近高速公路与铁路，
使原料入厂和酸奶冰淇淋出厂顺利进行。
2.2总平面设计
2.2.1总平面设计原则[2]
1）满足生产要求，工艺流程合理。
工厂总体布局应满足生产要求，符合工艺过程，减少物流量，同时重视各部门之间的-关系密切程度。
具体布置模式有两种：
①按功能划分厂区，即将工厂的各部门按生产性质、卫生，防火与运输要求的相似性，将工厂划分为若干功能区段。
如中、大型机械工厂的厂区，可划分为加工装配区，备料（热加工）区，动力区、仓库设施区及厂前区等。
这种布置模式的优点是各区域功能明确，相互干扰少，环境条件好，但是，这种布置
模式难以完全满足工艺流程和物流合理化的要求。
②采用系统布置设计模式，即按各部门之间物流与非物流相互关系的密切
程度进行系统布置，因此可以避免物料搬运的往返交叉，节省搬运时间与费用。
2）适应工厂内外运输要求，线路短捷顺直。
工厂总平面布置要与工厂内部运
输方式相适应。
根据生产产品产量特点，可以采用铁路运输、道路运输、带式运输或管道运输等。
根据选定的运输方式，运输设备及技术要求等，合理地确定运输线路及与之有关的部门的位置。
厂内道路承担着物料运输，人流输送，消防通行的任务，还具有划分厂区的功能；
道路系统的布局对厂区绿化、美化，排水设施布置，工程管线铺设，也有重大影响。
工厂内部运输方式，道路布局等应与厂外运输方式相适应，这也是工厂总
平面布置应给予重视的问题。
3）合理用地。
节约用地是我国的一项基本国策。
工业企业建设中，在确保生
产和安全的前提下，应尽量合理地节约建设用地。
在工厂总平面布置时可以采取如下措施：
①根据运输、防火、安全，卫生、绿化等要求，台理确定通道宽度以及各部门建筑物之间的距离，力求总体布局紧凑合理。
②在满足生产工艺要求的前提下，将联系密切的生产厂房进行合并，建成
联合厂房。
此外，可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。
③适当预留发展用地。
4）充分注意防火、防爆、防震与防噪声。
安全生产是工厂布局首先要考虑的
问题，在某些危险部门之间应留出适当的防火、防爆间距。
振动会影响精密作业车间的生产，因此精密车间必须远离振源或采用必要的隔振措施。
如机械厂的精加工车间及计量部门应远离锻造车间或冲压车间。
噪声不仅影响工作，而且还会摧残人的身体健康。
因此，在工厂总平面布
置时要考虑防噪声问题，一是可以采取隔音措施，降低噪声源发出的噪声级；
二是可以采取使人员多的部门远离噪声源的方法。
（5）利用风象、朝向的自然条件，减小环境污染。
生产中产生的有害烟雾和粉尘会严重影响工作人员的身体健康，并会造成环境污染。
进行工厂总平面布置前，必须了解当地.全年各季节风向的分布和变化转换规律，绘制成风象图，拽出全年占优势的盛行风向及最小风频风向。
如我国北方大部分地区春，夏季盛行东南风，秋，冬季盛行西北风。
散发有害烟雾或粉尘的车间，应分布在两盛行风向间的最小频风向的上风侧。
另外，建筑物的朝向也是工厂总平面布置时应注意的问题，特别是对日照、采光和自然通风要求较高的建筑物，更应注意这个问题。
6）充分利用地形、地貌、地质条件。
7）考虑建筑群体的空间组织和造型，注意美学效果。
8）考虑建筑施工的便利条件。
2.2.2总平面设计
1）厂区主要建筑物：
办公楼、原料库、生产车间、冷库、配电室、锅炉房等。
3）
配电室靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房位于下风向。
在厂房四周种植草坪，保证绿化。
通盘考虑全厂布置，力求经济合理，充分考虑扩大生产。
方便生产，符合生产程序。
7）
征用土地30000m2
2.3.1车间布置原则[3]
生产车间工艺布置很重要，不仅对生产产品有很大关系，而且影响到工厂整体。
在进行车间布置时，应遵循以下原则：
（1）生产车间是工厂的中心，其他部门均围绕其展开，它们应是一个协调统一的整体。
因此，必须考虑与其他部门的相互关系，以及工厂的发展前景，满足总体设计要求。
2）在工艺流程确定后，其设备的布置要尽量按工艺流水线安排，使占地面积
最少，操作最方便。
3）保证车间卫生，同时注意车间的采光、通风、降温等设施。
2.3.2车间布置[4]
（1）生产工序的安排要做到冷、热分开，生、熟分开，干、湿分开，成品、半成品分开。
2）按生产流水线安排设备，防止交叉，浪费资源。
3.生产工艺的研究与设计
3.1产品及产量的确定
本设计确定:
生产酸奶冰淇淋，一天工作8小时一班生产，每班生产2t，每天2班生产,日产量4t，月产量120t，年产量1200t，全年10个月计算。
3.2材料
稀奶油，脱脂乳粉，蔗糖，稳定乳化剂等。
3.3工艺流程的确定（见附录图）
原辅料混合
软质
冰淇
淋
硬质冰淇淋
3.3.1酸奶制备要点
按照搅拌型酸奶的生产工艺，杀菌条件100摄氏度。
冷却到40—50摄氏度,
接入菌种，发酵到PH3.5—4.0时，停止发酵，此时溶液的酸度一般酸奶的酸度
大，可用来增加冰淇淋的风味。
3.3.2原辅料混合
根据配方选择原辅料，使其在配料罐混合，这是冰淇淋生产中关键的环节。
配方成分：
脂肪10%非脂乳固体10%糖类15%稳定乳化剂0.4%。
3.3.3杀菌
混合料的杀菌可采用不同的方法，如低温间歇杀菌、高温短时杀菌和超高温瞬时杀菌三种方法。
低温间歇杀菌法，通常的杀菌方法为68r保持30分钟或75r保持15min。
如
果混合料中使用增稠剂海藻酸钠时，以70r加热20min以上为好；
如果使用淀粉，杀菌温度必须提高或延长保温时间。
高温短式杀菌法采用80〜83C保持30秒。
超高温杀菌温度为100〜130C保持2〜3s。
3.3.4均质
均质的目的在于将混合料中的脂肪球微细化至1卩m左右，以防乳脂层德行
成，使各成分完全混合，改善冰淇淋组织，缩短成熟时间，节省乳化剂和曾稠剂,有效的预防在凝冻过程中形成奶油颗粒等。
均质压力随混合料的成分、温度、均质机的种类等而不同，一般第一段为
13〜17MPa第二段为3〜4MPa这样可使混合料保持较好的热稳定性。
3.3.5冷却
混合料经均质处理后，温度在60C以上，应将其迅速冷却，以适应老化的需要。
利用板式换热器，冷却速度快，生产能力高，冷却效果好。
3.3.6老化
将混合料在2—4C的低温下冷藏一定时间，使其在物理上成熟的过程。
目的是提高膨胀率；
促使脂肪进一步被乳化，改善冰淇淋组织结构。
3.3.7凝冻
将流体状的混合料在强制的搅刮下进行冰冻，使空气以极小的气泡状态均匀分布于全部混合料中，在体积逐渐膨胀的同时，由于冷冻而成为半固体状的过程。
是冰淇淋生产中最重要的工序之一，是冰淇淋的重量、可口性、产量的决定因素。
凝冻凝固温度要控制在-6C以上，防止堵塞凝冻机。
3.3.8灌装
根据品种的需要，加入软质冰淇淋进行灌装。
3.3.9硬化
采用速冻隧道等硬化设备对灌装好的酸奶冰淇淋进行硬化处理,预定的形态，提高产品质量，并且便于运输和销售。
目的是保持
3.3.10冷藏
冷藏库的温度要求保持-15C〜-20C,贮藏时间不要超过
10d。
贮藏时,
堆放紧密，以充分利用冷库空间，并可减少酸奶冰淇淋温度的变化,
保持产品质
量。
3.4配方设计
3.4.1酸奶冰激凌配方设计
在大量的实验的基础上，从冰淇淋的风味就、以及组织状态考虑，进行相关
实验得到，酸奶冰淇淋最佳配方为：
奶粉2%奶油2%蔗糖8%糊精6%蛋白粉
2%酸奶20%水59.4%,复合稳定剂0.6%。
3.4.2稳定剂的选择
由实验得出酸奶冰淇淋复合稳定剂配方为：
黄原胶0.025%,刺玫瑰豆胶
0.025%,耐酸CMC0.035%瓜尔豆胶0.12%,蔗糖脂0.1%，单甘脂0.15%。
3.4.3酸奶加入量的选择
酸奶加量一般为：
10%20%30%要考虑其老化后的菌数，膨胀率等。
3.4.4酸奶添加的时机
一般选择在均质前加入。
3.4.5冰淇淋均质温度的选择
冰淇淋的均质温度为65――70C,而乳酸菌的生长温度为40C左右，温度过
高会破坏它的活性，所以一般均质温度对冰激凌不适合，但是均质温度越低，乳
70C。
酸菌的活性越强，但是冰激凌组织粗糙；
均质温度升高组织越细腻，乳酸菌数减
少，风味就变差，所以从综合考虑，一般选择65
3.5.1理化指标
高脂型：
脂肪》10%总固形物》35%总糖》15%膨胀率》95%
3.5.2感官指标
色泽均匀，符合该品种应有的色泽；
形态完整，大小一致，无变形，无软塌,无收缩，涂层无破损；
细腻滑润，无凝粒及明显粗糙的冰晶，无空洞；
滋味和顺,香气纯正，符合该品种应有的滋味气味，无异味；
无肉眼可见的杂质。
4.物料衡算
计算
4.1配方成分表[4]
成分
含量/%
脂肪
10
非脂乳固体
糖类
15
稳定剂及乳化剂
0.4
由表4-1可知酸奶冰淇淋中的成分主要是由脂肪、
非脂乳固体、糖类组成的。
其中还包括一些稳定集合乳化剂，
虽然其含量较少，
但是他们是制作酸奶冰淇淋
不可缺少的成分。
4.2原料成分表
原料成份表4-2
原料名称
成分含量/%
稀奶油
40
脱脂乳粉
98
蔗糖
100
稳定乳化剂
配方成份表4-1
按照上述说明为了配比出酸奶冰淇淋我们又可对冰淇淋的原料进行计算,
出其中的成分含量，由表4-2可以看出。
日生产2000kg（2t）酸奶冰淇淋所需原料如下：
（不计加工中损失）
日配料数量表4-3
配料数量
/kg
总固体
500
20
—
204
300
30
0.8
水
988
合计
2000
70.8
以生产2000kg（2t）冰淇淋为衡算标准，进行能量衡算（不计加工损失）
5.1.1配料阶段
原料混合时，为保证混合均匀，要将其加热至45C，则这一阶段需要加入
的热量为:
2000XCpX（45-20）=202500kJ
5.1.2杀菌阶段
原料经混合后，要加热到70C进行巴氏杀菌，则这一阶段需要加入的热量
为：
2000XCPX（70-45）=202500kJ
5.1.3总热量衡算
在整个生产过程中，加入的总热量为：
Q=202500+202500=405000kJ
根据经验，在过程中热量损失为15%，故总热量为：
5.2冷量衡算
5.2.1冷却阶段
用的冷量为：
5.2.2凝冻阶段
混合料在冷却老化后，置于凝冻机内，使温度降至-5C，得到冰淇淋的雏形。
这一过程需加入的冷量为：
2000XCPX[4-（-5）]=72900kJ
5.2.3硬化阶段
经凝冻后，冰淇淋处于半流体状，须经凝冻（-25C）处理，便于运输和储藏。
这一阶段所需的冷量为：
2000XCPX[-5-（-25）]=162000kJ
5.2.4总冷量衡算
在整个过程中，加入的总冷量为：
Q=534600+72900+162000=769500kJ
根据经验，能量损失为15%,则实际冷量为：
Q=76950（X（1+15%=884925kJ
6.主要设备选型
6.1生产设备流程简介
原料-配料罐-巴氏杀菌器（板式换热器）-过滤机-高压均质机-板式换热器
T老化缸T连续式凝冻机-灌装机-速冻隧道-冷库
1）
满足工艺要求，保证产品的质量和产量。
2）
应选用较先进，机械化程度高的设备。
充分利用原料，能耗少，效率高，体积小，能一机多用。
应符合卫生要求，多选用不锈钢材料的设备。
根据每单位时间产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备。
6.3.1配料设备
冰淇淋的配料混合设备一般采用带机械搅拌器的单层立式不锈钢桶，俗称配料罐。
配料罐主要由桶身、搅拌装置、加热装置及排料旋塞等组成。
桶体由2—3mm
不锈钢板卷焊制成，内外表面抛光，桶底与水平成倾斜角度，便于洗涤和排放物
6.3.2杀菌设备
目前使用较普遍的连续式杀菌器是由若干片板式换热片叠合而成的板式换热器。
它是一种新型、高效、节能的热交换器。
它的主体部分是由许多具有花纹的热交换片依次重叠在框架上压紧而成。
主要工作部件有板式换热器、温度调节系统、温度保持系统等。
6.3.3均质设备
高压均质机是冰淇淋生产中使用最普遍的一类均质机。
它是使料液在高压作用下，通过非常狭窄的间隙（一般不超过0.1mm。
因流速高达150—200m/s,液
流将受三种作用：
一是缝隙处的强大剪切作用；
二是料液会和机体发生高速撞击，受到巨大的撞击作用；
三是高速料液在通过缝隙时产生的空穴作用。
在这三种力的共同作用下，大直径粒子迅速碎裂为1卩m左右的微粒，从而使料液均质化。
高压均质机的均质效果好，其均质压力可以很方便的随料液参数的变化进行调节，适用范围广。
6.3.4老化设备
经过杀菌、均质的混合料，必须迅速冷却到老化温度（2-4C）,并储存一段时间，以便脂肪凝结物、蛋白质和稳定剂发生水和作用，提高混合料的黏度和凝冻时的膨胀率。
这个过程俗称老化或成熟，即物理上的成熟阶段。
老化设备目前都采用有载冷剂冷却、带搅拌器的间歇式老化缸，以适应冰淇淋生产物料数量多、老化时间长的特点。
6.3.5凝冻设备
在冰淇淋生产中，凝冻是很重要的工序之一，它是将经配料、杀菌、均质、老化后的混合料在冷冻的同时，均匀地混入空气使物料体积逐渐膨胀，逐步凝冻成半固体状。
凝冻机是冰淇淋整个工艺装备中最复杂,也是最关键的设备。
应选择连续式凝冻机，由于
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