超高温灭菌乳综述.docx
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超高温灭菌乳综述
目录
目录1
摘要1
1.概述2
1.1产品名称2
1.2产品介绍2
1.3设计内容:
2
1.4项目参考内容2
1.4.1项目建设背景2
1.4.2市场需求预测2
2.厂址的选择及规划2
2.1厂址选择原则2
2.2厂址选择报告3
2.3厂区规划3
2.3.1工厂车间平面设计的原则及说明3
2.3.2厂区总体布局4
3、超高温灭菌乳的营养价值4
3.1超高温乳的种类4
3.2灭菌乳的营养价值5
4、物料衡算5
4.1加工工艺流程5
4.2工艺说明5
4.2.1收奶系统：
5
4.2.2标准化系统6
4.2.3贮存：
6
4.2.5、无菌灌装：
7
4.2.6喷码7
4.2.7、装箱：
8
4.3产量9
4.4原料乳消耗量9
4.4.1配料消耗量9
4.4.2包装消耗量9
4.4.3包装箱用量10
4.4.4物料衡算总表（见表2-3）10
5、市场分析10
6、生产车间工艺布置11
6.1生产车间布置原则11
7、辅助部门规划12
7.1原料采集部门12
7.2研发部12
7.3质检化验部12
7.4贮存部门12
7.5运输部门12
7.6机修维护13
7.7全厂生活设施13
7.8公共系统13
摘要
近年来，随着我国国民经济的不断发展，人民生活水平日益提高，家庭的膳食结构得到普遍改善，对乳制品的消费量呈明显上升趋势。
但由于我国农村经济不发达，人均收入低，习惯于传统食品等原因，目前除牧区自产自销以外，奶制品消费主要集中于大城市城镇居民。
经济水平的到迅速发展，人民消费水平日益提高，人们对乳制品的需求也越来越多。
随着城市居民收入的增加和对乳制品消费观念的转变，越来越多的人们已开始将乳制品作为日常生活中一种重要的营养食品。
并且奶粉和液态奶的需求结构正发生变化。
液态奶的需求量快速上升。
所以，乳制品厂的大力拓建势在必行。
工艺方面采用超高温瞬间灭菌技术（UHT）解决了液态奶运输、储存、保鲜难的问题，目前发达国家已普遍采用这一技术进行鲜奶加工：
将牛奶加热至超过135ºC，仅保持几秒便迅速降至常温，然后在无菌条件下密封，采用六层纸铝塑复合材料进行无菌灌装。
在营养方面，牛奶中的微生物在瞬间高温下全部被杀死的同时，而大多数营养物质在短暂的高温下损失甚微，最大限度地保持了牛奶的营养成分。
在运输销售方面，经过UHT灭菌处理，并采用无菌包装的鲜奶进行无菌灌装，使其在储存及运输中均不需要冷藏。
同时，一个不需冷藏的产品给生产商、零售商和消费者带来了许多便利。
比如对生产商而言，由于不再需要冷藏，库存安排可以简化；运输分送用车的数量、成本就可相应降低；同时，由于长期维持其保鲜功能，减少了对零售未售出产品的回收；最重要的是，这种产品可以从地域上极大地扩大市场。
综上所述，设计一个UHT灭菌乳厂具有很强的实际意义。
本文通过国内乳制品现状分析、经济效益以及日产7t超高温灭菌乳制品厂的工厂设计分析，通过周边环境的筛选、厂址及当地政策分析确定满足市场需求，符合国家食品相关标准，能够最大化经济效益及社会效益，是一项合格的建设项目的乳制品工厂设计。
1.概述
1.1产品名称
UHT灭菌乳
1.2产品介绍
UHT热处理通常指原料奶被加热到137℃～150℃，并在此温度下保持2～20秒的热处理过程。
经过温度、时间组合的热处理后，乳制品中将不再含有在室温贮存条件下可生长繁殖的微生物，达到商业无菌的要求，UHT热处理温度时间组合的确定可以通过热处理的灭菌原理来解释。
1.3设计内容:
制定产品方案厂址选择工艺流程物料衡算技术经济分析
1.4项目参考内容
1.4.1项目建设背景
本工厂拟建在市郊经济技术开发区，该区交通顺畅，通讯设施完备，周围无污染企业，原料供应充足，水、电供应稳定。
1.4.2市场需求预测
本工厂产品主要面向国内东北地区市场并争取打入全国市场，主要目标为辽宁、吉林等地。
2.厂址的选择及规划
2.1厂址选择原则
符合国家的方针政策。
符合当地政府规划，节约用地。
生产条件方面标准。
厂区的标高应高于当地历史最高水位，自然排水坡度最好在0.004—0.008之间；所选厂址要有可靠的地质条件；厂区附近应有良好的卫生环境避免各种污染源；厂址面积要满足生产的要求，并有发展余地和留有适当空余场地。
投资和经济效果方面，要做到方便运输，保证供水供电等。
2.2厂址选择报告
计的UHT灭菌乳加工厂坐落于天津市塘沽经济开发区，开发区距市中心45公里，距北京160公里，距天津国际机场30公里。
东西宽25公里，南北长50公里。
塘沽地势低洼平坦，海拔高度1.3—3.8米。
属于暖温带季风型大陆气候，四季变化明显，年平均气温12°C，无霜期234天，年平均降水量674.5毫米。
工厂总占地面积为9000平方米。
周围有良好的自然环境和地质条件，无有害气体，有害水体等危及食品安全的不良因素。
济发展状况良好，离市区较近，避免长途运输。
所征地块费用合理，由于国家政策倾斜，使得生产的经济成本较为理想。
2.3厂区规划
2.3.1工厂车间平面设计的原则及说明
方便生产，符合生产车间程序，避免原料，半成品及成品的交叉污染。
1）符合工厂设计对风向和光照要求。
2）利用现有的条件，合理配电，配水，减少能源损耗，降低成本。
3）充分考虑全厂二期工程及消防便道。
4）厂房按生产工艺流程及所要求的洁净级别进行合理布局，并考虑厂房与邻近厂房进行的各项生产操作不相互防碍。
5）按生产工艺和卫生，质量要求。
划分洁净级别，分为原料辅料区，生活区，生产区，尽量缩短距离，避免物料的往返运输。
6）洁净厂房的设计和安排符合GBJ73的要求。
7）厂房满足生产加工保健食品对空气净化的需要。
采用10万级洁净厂房，安装具有过滤装置的响应的净化空调装置。
8）厂房，设备布局与工艺流程三者衔接合理，建筑结构完善，满足生产工艺和质量，卫生的要求。
中间产品，待包装品的贮存间与生产要求相适应。
9）厂房温度及相对湿度与生产工艺要求相适应。
10）厂房之间，厂房与通道之间有缓冲设施，设置与洁净级别相应的人流和物流通道。
11）厂房安装的下水道，洗手及其它卫生清洁设施不对产品的生产带来污染。
12）备料室与生产工艺要求的洁净级别一致。
13）厂房的空气净化设施，设备定期维修，检修过程采用适应措施。
不对产品的生产造成污染。
14）具有与喷雾相应的专用设备。
15）与原料，中间产品直接接触的生产用工具，设备符合产品质量和卫生要求的材质。
16）办公楼紧靠车间，方便管理。
17）厂区道路宽敞，两旁种有树和草坪。
18）充分考虑消防要求，各主要建筑物和易燃物附近设有消防设施。
19）设计排水沟位于经常排污，排水设备的下面，保证车间排水排污要求。
20）设备与设备，设备与墙之间留出适当空隙，保证操作方便，维修与清洗方便。
21）车间入口处设有更衣室，消毒间，缓冲间等，工人须更衣消毒后进入车间，保证车间卫生，且工人须穿特定工作服，鞋等。
[1]
2.3.2厂区总体布局
生产车间：
位于全厂中心地带。
辅助车间；（包括原料库，成品库，机修车间）：
分布于生产车间周围。
动力设施：
（锅炉房，变电室等）：
接近负荷中心，锅炉房设在远离生产车间的方向。
生活辅助设施；（办公楼，食堂等）：
位于生产车间与动力设施之间，办公楼与生产车间连通。
厂区交通绿化：
道路宽敞，可将人流物流充分分隔，避免交叉污染；厂区周围有绿化带，防风阻沙，美化厂区。
3、超高温灭菌乳的营养价值
3.1超高温乳的种类
a.灭菌乳：
纯牛奶。
b.100%的灭菌调制乳：
麦香奶、核桃奶。
c.80%的灭菌调制乳：
原味酸酸乳、草莓酸酸乳。
3.2灭菌乳的营养价值
牛奶营养丰富、容易消化吸收、物美价廉、食用方便，是最“接近完美的食品”，人称“白色血液”，是最理想的天然食品。
奶中的蛋白质主要是酪蛋白、白蛋白、球蛋白、乳蛋白等，所含的20多种氨基酸中有人体必须的8种氨基酸，奶蛋白质是全价的蛋白质，它的消化率高达98%。
乳脂肪是高质量的脂肪，品质最好，它的消化率在95%以上，而且含有大量的脂溶性维生素。
奶中的乳糖是半乳糖和乳糖，是最容易消化吸收的糖类。
奶中的矿物质和微量元素都是溶解状态，而且各种矿物质的含量比例，特别是钙、磷的比例比较合适，很容易消化吸收。
4、物料衡算
4.1加工工艺流程
原料乳的验收分级→过滤或净化→冷却→标准化→预热均质→UHT灭菌→冷却→无菌灌装→封盖→装箱→成品[4]
4.2工艺说明
4.2.1收奶系统：
4.2.1.1原奶检验：
依据《生鲜牛乳》企业标准规定，主要针对感官、酸度、脂肪、全乳固体、掺假（水、碱、淀粉、盐、亚硝酸盐）、酒精实验、煮沸实验、蛋白质等几项指标进行检测。
标准如下：
蒙牛生鲜乳的理化标准
项目
指标
蛋白g/100g
≥2.8
脂肪g/100g
≥3.1
非脂乳固体g/100g
≥8.1
酸度
12-17
冰点℃
-0.500—-0.570（牧场原奶-0.510-0.575）
相对密度（20℃/4℃）
≥1.027
杂质度 mg/kg
小于4
奶温℃
0--7
乳糖g/100g
4.00-5.20
酒精试验（75℃）
阴性
AD1.AD2（绝对值）
小于0.3
4.2.1.2原奶品尝：
对每车每仓牛奶在接收前进行煮沸品尝，并和化验室结果核对。
4.2.1.3过滤器清洗：
a.在每次对收奶管线进行CIP清洗时需对过滤器进行手工清洗，同时检查过滤器是否完好。
b.如在收奶过程中出现严重堵塞无法抽奶的情况，应停止收奶，用水顶管路后进行手工清洗。
c.如在手工清洗中发现过滤器滤网破损，应马上进行更换。
4.2.1.4净乳机：
a.净乳机操作执行《净乳机标准操作规程》。
b.每次净乳机排渣时要对排渣物进行检查，是否正常。
4.2.1.5冷却：
a.每次启动净乳机前，打开冷板冰水进出口阀门，保证通过冷板的牛奶执行冷却程序。
b.同时检查冷板出口牛奶温度是否符合要求（≤4℃）。
4.2.1.6贮存温度、时间：
0-7℃，≤12小时,防止牛奶变质。
4.2.1.7收奶管线、罐:
收奶管线间隔时间在两小时以内，进行水冲，收奶间隔时间大于两小时，进行一次单碱清洗,防止微生物增殖，造成二次污染.
4.2.2标准化系统：
计算原奶转化为半成品后脂肪和干物质指标是否符合标准，如超标，则进行标准化处理；如果未超出标准，则不进行标准化处理。
4.2.2.1均质：
生产百利包或利乐枕的短保质期牛奶产品时，取消巴氏杀菌工序的均质步骤，如果车间同时生产除纯牛奶以外的其它产品，涉及到使用“巴氏奶配料”工艺时，则可以不取消短保质期纯牛奶产品在巴氏杀菌工序的均质步骤（均质温度为85℃，均质总压力为150—170bar,一级均质压力为120—150bar,二级均质压力为30—40bar）
4.2.2.2闪蒸；闪蒸设备参数依据产品理化指标进行调整，将牛奶中的水分蒸发提高理化指标，并且除去牛奶中的异味。
4.2.2.4冷却：
通过板换用冰水将牛奶冷却至0-7℃，储存时间≤8小时。
4.2.3贮存：
牛奶在奶仓中暂存，在12小时内应尽早用于生产，如超过12小时则每隔小时进行感官指标、酸度、酒精实验检测。
4.2.4UHT工艺段：
4.2.4.1灭菌温度、时间：
纯奶：
137±2℃，4-6s。
a、脱气前的温度:
70℃-85℃。
b、脱气罐压力：
-0.3bar- -0.6bar。
c、UHT杀菌温度：
135℃-139℃ 保持4s.
4.2.4.2均质温度、压力：
纯奶温度：
60-90℃、总压力190-220bar（百利包、利乐枕）（先调二级压力手柄，调至30-40bar，再调一级压力手柄，调至160-180bar）总压力220-240bar（利乐包）。
4.2.4.3清洗温度、浓度：
碱液浓度为3-3.5%，时间为3000S；酸液的浓度为1.5-2%，时间为1800S.
4.2.4.4保温管清洗效果：
a.无奶垢及其它结垢物,PH值试纸测中性b.内壁光滑c.安装无泄漏。
4.2.4.5冷却：
用循环冷却水将牛奶冷却至8℃-30℃。
4.2.5、无菌灌装：
4.2.5.1 百利灌装线
百利灌装机（德建）主要包括：
膜路系统，无菌系统，清洗及高温杀菌系统，双氧水系统。
操作步骤：
生产结束→清洗钱的检查→选择清洗方式→手工清洗→CIP清晰→清洗效果检查→物料供应→包材供应→杀菌前的检查→自动杀菌循环→杀菌后检查→H2O2的浸泡→无菌产品供应→产品输送到包装线→暂时停机→生产结束→双氧水更换→双氧水检测
项目
数值
项目
数值
无菌室温度
42-52℃
无菌室压力
≥0.16bar
双氧水浓度
35-40%
双氧水温度
42-45℃
蒸汽压力
≥2.7bar
压缩空气压力
5.0-8.0bar
德建灌装机参数标准
4.2.6喷码
4.2.6.1喷码内容按《产品打印标识规定》
4.2.6.2打印要求位置正确。
4.2.7、装箱：
a.喷码控制：
每次开机及更换批次时核对箱体喷码正确性，并核对箱体喷码与包体喷码信息是否一致，预防喷码错误。
编号改为3.2.7.1
b.漏奶：
每隔15分钟每头连续抽取两包做封合检查，防止漏奶。
c.包装箱：
每次领用包装箱时、使用前对包装箱与标准样箱进行确认。
d.混箱：
每次更换产品品种时，一种产品生产结束后在案台上不允许留有此种产品，零包产品专区放置。
3.2.8、保温实验：
为了检验产品质量，生产中按规定取样，并将所取样品放于保温室（34℃-38℃）存放7天，做PH值和感官检验
4.2原料乳的标准化
本设计中原料乳的标准化计算如下：
假定原料乳的含脂率为4%，生产灭菌含脂率为3.1%，稀奶油脂肪含量为40%，则仅标准化提取40%稀奶油量为：
按原料1000kg计算：
设标准化后可得Xkg3.1%含量之标准奶
1000×4%=3.1%X+40%（1000-X）
计算得X=975.6kg
所以提取40%稀奶油的量为1000-975.6=24.4kg
经标准化后实际得到的标准奶为975.6kg。
则原料利用率为975.6/1000=97.56%
40%稀奶油提取率为1-97.56%=2.44%
消毒乳的加工：
UHT灭菌乳配方
见表5-1
表5-1UHT灭菌乳配方
原料
消毒奶
全脂鲜奶
98%
蔗糖
2.0%
添加剂
0.15%
4.3产量
灭菌乳的产量：
灭菌乳每年生产12个月，一月30天，每天一班
每班（天）产量7吨
每月产量7×30=210吨
每年产量210×12=2520吨
4.4原料乳消耗量
按损失为1%计算，消毒乳鲜奶含量为98%。
消毒乳的原料乳消耗定额
（t/t产品）=1×98%/（1-1%）/97.56%=1.01
消毒乳，每天原料乳消耗量=7/0.98=7.14
消毒乳，每年原料乳消耗量=7.14×30×12=2570t
每年提取40%稀奶油=2570×2.44%=62.71t
4.4.1配料消耗量
消毒乳的其它配料用量
每天蔗糖用量=7×2%=0.14t
每年蔗糖用量=0.14×12×30=50.4t
每天添加剂用量=7×0.15%=0.0105t
每年添加剂用量=0.0105×12×30=3.78t
4.4.2包装消耗量
按牛奶密度约为1g/mL，所需包装按破损率0.1%计算：
每年用250mL屋顶型的纸盒包=2520×1000/0.25×（1+0.1%）=10090080个
液态奶的包装酸奶可以选用玻璃瓶或者是铝箔复合材料热合密封的塑料成型杯及屋顶型的纸盒包装[6]
4.4.3包装箱用量
250mL利乐包20个/箱则每天需箱数=10090080/20/12/30=1402个
4.4.4物料衡算总表（见表2-3）
表2-3物料衡算总表
产品名称
消毒乳
包装型号
250mL屋顶型的纸盒包
产量t/d
7
原料消耗定额T/d
7.14
每天消耗包装
容器个/d
28028
每天消耗包装箱量个1402
5、市场分析
（1）UHT消毒乳,在蚌埠地区市场还不是很成熟主要表现在：
1购买力不强2人们对牛奶的购买欲不是很强。
在中国的饮品市场中，人们更多的是乐于选购矿泉水、冰凉茶、可口可乐、啤酒、碳酸饮料乃至是酒类；3饮用者的比例小；4市场秩序混乱无序；5政府所制定的标准、法规和在管理方面存在着漏洞和不到位。
6还存在其他的竞争者企业如：
福淋奶业，和平奶业等。
（2）中国牛奶消费的主导市场在城市。
由于经济能力和购买力的不同，在中国城市和农村的牛奶消费存在着较大差距。
在农村，只有生活在新疆、内蒙古、青藏等这些地区的牧区少数民族牧民，由于历来有饮用牛奶习惯而经常能饮上自产自销的牛奶，而大部分的牛奶消费者都高度集中在城市里，而且中国东部的城市奶品消费比西部城市要强得多。
就中国的整个市场格局而言，城市已经成为中国牛奶消费的主要市场。
这种消费市场的格局分布，在未来的20年内仍然不会得到有多大的改变。
（3）中国牛奶消费市场的发展受到一些因素的制约。
从市场经济学的角度讲，市场是产品的最终归宿，中国牛奶市场的发展最大的动力是来自市场。
然而，市场是依靠调动和鼓励消费来使其不断扩大和成熟发展起来的。
当然，在它的成长过程中无疑会受到许多因素的干扰或阻碍。
这些制约因素归纳起来包括有如下几个方面：
1饮食习惯。
亚洲人与西方人有不同的饮食习惯，膳食主体与方式也不一样，西方人喜欢吃西餐，亚洲人则以谷物为主食。
特别是大部分的中国人（中年以上者为多），由于乳糖不耐和饮食习惯等原因，他们远离了牛奶而未能养成饮奶习惯；还有相当一部的中国人在他们的味觉中，他们不太喜好牛奶（羊奶）中那种膻味，这种人，他们从心底里就开始拒绝牛奶消费，2营养意识。
有许多消费者都习惯于或奉行缺什么补什么的营养观念。
例如，需进补蛋白质时，他们只知道和认可从内类蛋品中吸取，甚至还会花费昂贵的价钱去购买一些营养蛋白粉；3是消费习惯及其消费选择。
4消费水平与能力。
5消费引导和市场培育的力度。
6乳品生产企业的信用度。
上述几方面的原因，是构成影响中国牛奶消费市场发展的主要阻力与障碍。
只有在发展过程中，将这些存在问题或制约因素使其不断获得改善或解决，中国的牛奶消费市场才会逐步走向成熟，才会得到壮大。
因为，只有消费，才是拉动中国奶业有更大发展的最大动力。
6、生产车间工艺布置
6.1生产车间布置原则
车间布置是工艺设计的重要部分，本设计本着既要考虑宽件工序安排，也要考虑配套工作安排，既要满足工艺要求，考虑工艺设计的问题，也涉及非工艺设计的可操作性、合理性和先进性，并要考虑到车间的通风、采光等问题，对车间进行合理布局，同时遵循以下原则：
设备布局要尽量按工艺流水线安排，但有些特殊设备可按相同类型作适当集中，务必使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。
在进行生产车间设备布置时，应考虑到进行多种品种生产的可能，以便灵活调动设备，并留有适当余地，以便更换设备。
同时还要注意设备相互之间和设备与建筑物的安全维修距离，既要保证操作方便，又要保证维修拆装和清洁卫生的方便。
生产车间与其他车间的各工序要相互配合，保证各物料运输通畅，避免重复往返。
必须要注意的是：
要尽可能利用生产车间的空间运输，合理安排生产车间各种废料排出，人员进出要和物料进出分开。
必须考虑生产卫生和劳动保护。
因此注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。
对散发热量、气味既有腐蚀性的介质，要单独集中布置。
可以设在室外的设备，尽可能设在室外，上面可加盖简易棚。
要有总体设计的全局观点，满足总体设计要求。
[7]
7、辅助部门规划
本厂除生产车间以外的其他部门设施，为辅助设施。
本设计的辅助设施可分为三类：
生产性辅助设施：
主要包括：
原材料的接受和暂存；原料，半成品和成品的检验；产品、工艺条件的研究和新产品的试制；机械设备和电气仪器的维修；车间内外和厂内外的运输；原辅材料及包装材料的贮存；成品的包装和贮存等。
动力性辅助设施：
主要包括：
给水排水、锅炉房或供热站、供电和仪表自控、采暖、空调及通风、制冷机、废水处理厂等。
生活性辅助设施：
主要包括：
办公楼、食堂、更衣室、厕所、浴室、绿化园地等。
7.1原料采集部门
选择奶源比较集中地方建立收购站。
收奶站半径宜在8Km左右，满足了工厂对运输距离的要求，新收的原料乳要在8h内送货到厂。
收奶站配备制冷设备和牛奶冷却设备，使原乳冷却至5摄氏度左右。
收奶站以每日收两次奶，日收奶量25—30T。
7.2研发部
设置研发部是为了长盛不衰地保持工厂生产的创新能力，从而获取较佳的经济效果。
研发部能更紧密本厂的生产实际，为本厂开拓新的市场做出努力。
7.3质检化验部
本厂设立的化验部门是对产品有关原材料进行卫生监督和质量检查，确保这些原材料和最终产品符合国家卫生和有关部门的质量标准和质量要求。
7.4贮存部门
本厂的物料流量较高，仅原辅材料、包装材料和成品这三种物料，其总量就约等于成品净重的3—5倍，而这些物料在工厂的停留时间不会超过2星期。
因此，工厂的仓库在全厂建筑面积中占有较大的比例。
同时要求确保食品卫生，要求防蝇、防鼠、防尘、防潮，还要要求低温环境。
7.5运输部门
由于运输设备的选型，与全厂总平面布局、建筑物的结构形式、工艺布置及劳工生产率均有密切的关系，因此本设计将工厂运输列入设计范围，并作为生产机械化、自动化的重要环节。
厂外运输：
通过公路，鲜奶原料药是用奶槽车，并要采用冷藏设备。
厂内运输：
指车间外厂区的各种运输。
由于厂区内道路相对窄小、转弯多，要求运输设备轻巧、灵活、装卸方便，使用电瓶叉车、电瓶平板车以及各种平板手推车、升降式手推车等。
车间运输：
车间运输与生产流程往往融为一体，工艺性很强。
车间内的物料流动大部分呈水平流动，使用带式输送机。
输送带要符合食品卫生的要求，采用不锈钢带。
7.6机修维护
制造非标准专业设备和维修保养所有设备。
设一级维修，负责全厂的维修业务。
7.7全厂生活设施
主要包括：
办公室、更衣室、食堂、浴室、厕所、医务室、员工休息室
7.8公共系统
包括：
给排水、供电及仪表、供汽、制冷、暖风等5项工程。
对公共系统的要求包括：
满足生产需要、符合卫生要求、运行可靠、费用经济。
【参考文献】
[1]何东平.食品工厂设计[M].中国轻工业出版社.2013
[2]金世林.乳品工业手册[M].中国轻工业出版社.1987
[3]周光宏.畜产品加工学[M].中国农业出版社.2002
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[4]钮伟民、丁青芝.newdetectiontechnonlyformilkanddairyproducts[
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