乳品工厂设计95t.docx
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乳品工厂设计95t
食品科学与工程专业
《食品工厂设计》课程设计说明书
题目：
年产3.5万吨脱脂乳粉生产车间设计
姓
名
学
号
专
业
食品科学与工程
班
级
指导教师
学
部
食品与环境工程
学院食品与环境工程学部
第1章i
产品方案及班产量的确定i
第2章工艺流程的确定及要点说明0
2.1工艺流程0
2.2操作要点0
2.2.1原料乳的验收0
2.2.2乳的过滤0
2.4.3牛乳的预热与分离0
2.4.4巴氏杀菌1
2.4.5真空浓缩1
2.4.6喷雾干燥1
2.4.7出粉与冷却2
2.4.8筛粉与晾粉2
2.4.9包装2
第3章物料恒算3
3.1原料乳成分及产品成分3
3.1.1原料乳成分3
3.1.1产品成分3
3.2标准化计算3
3.2.1乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）3
3.3—吨原料乳的物料衡算4
第4章生产车间设备选型5
4.1生产设备5
4.2生产设备一览表5
4.3化验室设备6
第5章热量衡算8
3.1各效蒸发水量8
5.2浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算8
5.3各效消耗蒸汽量8
第1章
产品方案及班产量的确定
乳与乳制品是最接近完善的食品，在人类食品中占有特殊的地位。
它对人类健康和增强身体素质的重要价值逐渐被国民重视。
本项LI拟设计年产3.5万吨脱脂奶粉生产车间，通过AutoCAD根据食品工厂设计的要求对原料奶验收后通过过滤，然后加温到35〜38°C即可进行分离。
采用牛乳分离机经过离心分离操作，可同时获得稀奶油和脱脂乳。
脱脂奶粉是以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾干燥而制成的乳粉，控制脱脂乳的含脂率不超过0.1%。
本文是根据食品工厂设讣的要求，利用AutoCAD绘制乳粉厂主车间工艺流程图和车间平面布置图。
对于奶粉生产工厂，一般采用3班工作制，每天工作时间24h,每班工作12小时,除去清洗时间2h,实际每班有效工作时间工作时间为10h计，本设计描述了一个年产3.5万吨脱脂乳粉车间平面图及项工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、耗水耗汽、清洗等等。
关键词:
脱脂乳粉生产车间设计
第2章工艺流程的确定及要点说明
2.1工艺流程
原料乳验收T过滤T冷却T贮存（4°C左右）T预热T牛乳分离（50°C）T巴氏杀菌（80°C15s）T贮存T浓缩T喷雾干燥T乳粉冷却（不超过30°C）T筛粉与晾粉T包装入库
2.2操作要点
2.2.1原料乳的验收
原料乳的质量情况直接影响各种产品的加工、产品质量及成本等问题，故原料乳的验收是极为重要的。
对于原料乳的验收必须按照我国规定的生鲜牛乳收购的质量标准。
验收的容包括感官检验，酒精试验，乳温的测定，比重的测定，以及干物质、脂肪、酸度、微生物等项口的检验。
2.2.2乳的过滤
所谓乳的过滤就是将液体微粒的混合物，通过多孔质的材料（过滤材料）将其分开的操作。
在牛乳方面用于除去鲜乳的杂质和液体乳制品生产过程中的凝固物。
本工厂采用管式过滤器，目数在80目左右。
2.4.3牛乳的预热与分离
牛乳预热温度达到5O°C±下既可分离，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。
牛乳的离心分离是藉牛乳分离机分离钵的高速旋转所产生的离心力,将比重不同的脱脂乳和稀奶油分开，分出的稀奶油储存在储罐中。
配置6台3T/h牛奶分离机组成预处理生产线。
2.4.4巴氏杀菌
脱脂乳中所含乳清蛋口（口蛋口和球蛋口）热稳定性差，在杀菌和浓缩时易引起热变性，使乳粉制品溶解度降低。
乳清蛋口中含有猛基，热处理时易使制品产生蒸煮味。
为使乳清蛋口质变性程度不超过5%,并且减弱或避免蒸煮味，乂能达到杀菌抑酶LI的,根据研究确定，脱脂乳的预热杀菌温度以80°C,保温15s为最佳条件。
设计上选择1套能力为10t/h连续板式杀菌机组。
2.4.5真空浓缩
乳粉生产常采用真空（减压）浓缩，浓缩的程度直接影响乳粉的质量，特别是溶解度。
一般浓缩至脱脂乳的1/4左右，浓缩后入固形物含量在40%左右。
本车间设计为三效降膜式蒸发器，蒸发温度为：
一效蒸发温度68〜72°C
二效蒸发温度57〜62°C
三效蒸发温度46〜52°C
根据计算结果，采用一套蒸发能力为10t/h的三效降膜蒸发器，
2.4.6喷雾干燥
干燥的LI的是为了除去液态乳中的水分，使产品以固态存在。
乳粉中的水分含量在2%〜3.0%,在这样低的水含量下没有细菌能够繁殖，因此干燥延长了乳的货架期。
大大降低了质量和体积，减少了产品的储存和运输费用。
选用2200kg/h的喷雾干燥塔。
喷雾压力：
高压泵表压在16.0—24.OMPa。
物料温度：
68—72°C.
喷嘴孔径：
直径在1.0—2.0mm,或更大。
进风温度：
控制在160-180C围。
干燥室温度：
控制在70-90°C围。
排风温度：
控制在75-85°CSo
乳粉水分：
不超过3.0%.
釆用立式顺流压力喷雾，两级捕粉（旋风加布袋）形式，更利于脱脂奶粉的细粉回收。
（回收率可达到99%）
2.4.7出粉与冷却
喷雾干燥结束后，应立即将乳粉送至干燥室外并及时冷却，避免乳粉受热时间过长。
受热时间过长会引起乳粉中游离脂肪的增加，严重影响乳粉的质量，使之在保存中容易引起脂肪氧化变质。
乳粉的色泽，滋气味，溶解度同样会受影响。
所以，在喷雾干燥以后，出粉和冷却也是一重要的环节。
2.4.8筛粉与晾粉
一般釆用机械振动筛，网眼40-60U,目的为了使乳粉均匀，松散，便于冷却。
晾粉过程中，不但使乳粉的温度降低，同时乳粉表观密度可提高5%,有利于包装。
2.4.9包装
包装车间无污染，包装材料要适用于食品，应坚固、卫生、符合环保要求，不产生有毒有害的物质和气体，包装材料仓库应保持清洁，防尘，防污染。
包装容器使用前应消毒，外表面保持清洁。
包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。
因脱脂粉一般作为原料，所以包装一般采用塑料包装⑻。
第3章物料恒算
3.1原料乳成分及产品成分
3.1.1原料乳成分
表3T
乳脂肪
蛋白质
乳糖
灰分
水分
非脂乳固体
3.6%
3.2%
4.7%
0.7%
87.8%
8.6%
注:
非脂乳固体（%）二蛋白质（%）+乳糖（%）+灰分（%）O
3丄2产品成分
表3-2
乳脂肪
水分
非脂乳固体
0.1%
3%
96.9%
3.2标准化计算
321乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）
乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）
原料乳：
Ro二Fo/S。
二3.6%/&6%二0.4186
成品：
R二F/S二0.1%/96.9%二0.001
标准化的方法：
由于Ro〉R,说明原料乳中的脂肪含量偏高，需要标准化使之平衡。
原料乳中的脂肪含量过高，所以要把部分原料乳进行分离，分离出的脱脂乳要加入原料乳中使它达到标准乳要求，而分离的稀奶油则另用容器贮存。
322稀奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算
设定：
当预热温度为40°C时，脱脂乳含脂肪FlO.1%；稀奶油含脂肪F2=40%
脱脂乳中非脂乳固体:
S1=（lOO-F1）/（lOO-Fo）*So=（100-0.01）/（100-3.6）8.6%二8.92%稀奶油中非脂乳固体:
S2=（100-F2）/（100-Fx）*So=（100-40）/（100-0.01）8.6%二5.16%每吨原料乳应添加的脱脂乳:
Ml=（F«-R*So）/（R*S1-F1）=44.37Kg
323制脱脂乳Mi需要分离原料乳G
设:
分离（Gkg）原料乳可得到（Mxkg）脱脂乳和（张炬）稀奶油，
根据脂肪含量守衡可知：
G*F。
二F严业+呼业，且G=M：
+M：
所以：
M2=Mx*（Fo-Fx）/（F:
-Fo）=44.37*（3.6-0.01）/（40-3.6）=4.38Kg则需要分离原料乳：
G=AL+M：
二44.37+4.38二48.75Kg
3.2.4一吨原料乳可制得标准乳（G,）去除的稀奶油（G2）
一吨原料乳可制得标准乳：
1048.75/1044.37=1000/G；所以G二995.82Kg去除的稀奶油：
Gf1000-G1二4.18Kg
3.3一吨原料乳的物料衡算
已知：
Mo二1000kg。
3.3.1原料乳经预处理T冷却T贮存（损失率按0.5%计算）
Mo经标准化995.82kg；Mt=995.82*（1-0.5%）=990.84kg
3.3.2标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按0.2%计算）
MpM严（1-0.2%）=990.84*（1-0.2%）=988.86kg
3.3.3浓缩后料液浓度取48%（损耗按0.4%计算）
Ms二988.86*11.9%*（1-0.4%）/48%=244.17kg
3.3.4喷雾干燥后，可得97%的奶粉（损耗按0.5%计算）
Mf244.17*48%*（1-0.5%）/97%=120.22kg
3.3.5出粉、冷却、包装（损失率按0.2%计算）
Ms=M4*（1-0.2%）*120.22=120.22*（1-0.2%）=119.98kg
3.3.6理论出粉值
1000*12.2%/97%=125.77kg
3.3.7出粉率
实际出粉值/理论出粉值二119.98/125.77=95.40%
第4章生产车间设备选型
4.1生产设备
通常上、下午两次收奶，第一次连续工作三个半小时，占全天收奶量的60孰即收
奶180to第二次工作三个小时，占全天收奶量的40眾即收奶120to所以收奶设备选型
应以第一次为准：
收奶设备需要的小时处理能力为:
180
?
5
=5\At/h
根据计算每天生产奶粉2毗/d,每小时生产奶粉能力为寸5"。
则每小时生
产奶粉1130000g/h每袋500g每天生产袋49720袋，则包装机选择为每小时处理2t/h。
4.2生产设备一览表
表4-1日处理300吨鲜奶生产脱脂乳粉的生产工艺设备表:
序号
编号
处理能力或型号
设备名称
数量
单价
功率
kw
1
E101
60T
奶车
5
2
E102
30T/h,36m
奶泵
3
5000
3
3
E103
30T/h80目
双联过滤器
2
4000
4
E104
30T
储奶罐
2
45000
5
E105
30T/h
流量计
2
3500
0.1
6
E106
30M2
板式换热器
2
30000
7
E107
100M3
奶仓
3
200000
8
E108
20T/h
奶泵
2
6000
3
9
E209
15T/h,85°C
巴氏杀菌机组
1
100000
12
■15S
10
E210
脱脂3T/h
分离机
6
200000
19
11
E212
4000L
平衡缸
2
8000
12
E206
10T/20m
奶泵
1
6000
3
13
E301
lOT/h
三效降膜式蒸发
1
800000
40
器
0
14
E302
10000L
浓奶缸
1
20000
15
E3O3
10T/20m
奶泵
1
6000
3
16
E3O4
双联过滤器
1
4000
17
E3O5
SRH2000-25
高压泵
1
25000
2
18
E306
蒸发量
喷雾干燥系统
1
500000
15
1200kc/h
0
序号
编号
处理能力或型号
设备名称
数量
单价
功率
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
E306-1
空气过滤器
E306-2
4-72-NO10C-1250
进风机
E306-4
塔体
E306-5
旋风分离器
E306-6
袋滤器
E306-7
G4-73NO11D-1450
排风机
E306-9
9-26No4.5A
流化床风机1
E306-10
空气换热器1
E306-12
9-19No4A
流化床风机2
E306-14
振动流化床
E306-15
振动筛
E306-17
罗茨风机
E306-18
星型出粉阀
E306-19
4-68No3.55A
冷却风机
E311
1M3
集水箱
E312
20T/h,36M
清洗回水泵
E400
全自动CIP系统
E401
500L,316L
浓酸碱缸
E402
55L/min
浓酸（碱）泵
E4035000L
E4045000L
E4055000L
E4065000L
E40720T/h,36M
E4082mm
E4098M2
E41020T/h,36M
2T/h
E510
罐罐泵罐罐水水洗酸碱热清清
4
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
过滤器1
板式换热器1
清洗回泵3
包装机1
2500
45002
20000
15000015
80010
45002
2
5
5
5
25003
5
5
1500
65005.5
15
20000
50003
25000
25000
25000
25000
400003
800
12000
400003
96万元35
kw
4.3化验室设备
表4-2化验设备明细表
序号型号或制造图号名称规格及技术数据数量单价
1FA2004精密天平FA200426000
2台式天平21500
3SX-4-100马福炉SX-4-10013000
4
四联
电炉
四联
2
1500
5
101-3-B
烘箱
101-3-B
1
5000
6
GZX-DH400-S
培养箱
GZX-DH400-S
1
5000
7
KDN-2C
定氮仪
1
6000
8
毛氏离心机
离心机
毛氏离心机
1
4800
9
单列四孔
水浴锅
单列四孔
1
1500
10
毛氏抽脂瓶
1
2000
11
手提
高压锅
手提
2
1800
12
测纸箱
硬度计
测纸箱
1
1800
13
测薄膜
测薄膜
1
800
14
721
分光光度计
721
1
1500
15
BR-1
杂质度搅拌器
BR-1
2
3500
第5章热量衡算
5.1各效蒸发水量
已知每台机器的原料液处理量为：
03790.77Kg/h
W1=G*（1-XO/X1）=1642.69Kg/h
W2=（G-W1）*（1-X1/X2）=644.42Kg/h
W3=（G-W1-W2）*（1-X2/X3）=563.87Kg/h
5.2浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算
物料自行沸腾时的热量：
QfG/CPI*4T=3.60XlO^j/h
Q;=1.05X105Kj/h
Q3=6.39X10'Kj/h
5.3各效消耗蒸汽量
Dl=Ql/R0=1503.53kg/h
D2二Q2/R1二613.39kg/h
D3二Q3/R2二545.llkg/h
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