日处理50吨鲜奶生产调配型乳酸饮料的工厂设计毕业论文设计.docx
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日处理50吨鲜奶生产调配型乳酸饮料的工厂设计毕业论文设计
毕业论文
论文题目：
日处理50吨鲜奶生产调配型乳酸饮料工厂设计
摘要
调配型乳酸饮料是在鲜奶的基础上配入白砂糖、高果糖浆、稳定剂等经调酸、均质、超高温灭菌而制成。
本文是根据食品工厂设计的要求，设计日处理50吨鲜奶的调配型乳酸饮料的生产车间。
收奶计量采用电子磅秤与流量计相结合，储奶为三个30吨室外储罐，采用分离机净乳操作，生产过程采用自动化控制。
根据工厂设计要求，绘制工艺流程图及车间平面布置图。
对于乳酸饮料生产车间，本设计采用1班工作制，工作12小时。
每天加工50吨鲜奶，用于生产150吨调配型乳酸饮料。
本设计描述了该日处理鲜奶50吨的乳酸饮料主车间的平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、工艺流程、设备、耗水、耗电、CIP清洗等等。
关键词：
调配型乳酸饮料;工艺流程;车间设计
Abstract
Deployment-typelacticaciddrinkswasassignedonthebasisofmilkintowhitesugar,highfructosecornsyrup,stabilizerAdjustedacid,homogeneous,andmadeofultra-hightemperaturesterilization.
Thisarticleisbasedontherequirementsoffoodplantdesign,thedesignontheallocationofprocessing50tonsoffreshmilk-typelacticacidbeverageproductionplant.Electronicscalemilkcollectionandflowmeasurementcombinedstorageof30tonsofmilkforthethreeoutdoortanks,theuseofthenetmilkseparatoroperation,productionprocessautomationcontrol.Accordingtoplantdesignrequirements,drawingflowchartandworkshopfloorplan.
Forthelacticacidbeverageproductionplant,thedesignusesasystemofshiftwork,working12hours.Processing50tonsoffreshmilkperday,fortheproductionof150tonsofdeploymentoflacticacidbeverage.Thedesigndescribesthedailyprocessingof50tonsoffreshmilkandlacticaciddrinksandprojectmasterplanworkshopprocessplandesignprinciples,methods,processes,equipment,water,power,CIPcleaningandsoon.
Keywords:
thedeploymentoflacticaciddrinks;process;plantdesign
目录
摘要I
AbstractII
前言1
1乳品工厂的设计3
1.1设计方案说明3
1.2布置原则3
1.3基本建设方案3
1.3.1收奶、化验、仓库等生产性辅助措施3
1.3.2主车间的布置方案3
1.3.3车间生活设施4
1.3.4生产车间的卫生要求4
1.3.5基本建设概算4
2工艺方案详述6
2.1调配型乳酸饮料工艺流程和配方6
2.1.1调配型乳酸饮料的工艺流程6
2.1.2调配型乳酸饮料的配方（50吨）6
2.2调配型乳酸饮料的操作规程7
2.2.1收奶7
2.2.2净乳7
2.2.3标准化（配料）7
2.2.5酸化7
2.2.6定容7
2.2.7调香8
2.2.8超高温灭菌8
2.2.9无菌灌装8
2.3影响调配型乳酸饮料的因素7
3乳品厂设备介绍9
3.1化验设备明细表9
3.2设备介绍一览表9
3.3耗水耗气耗电计算10
3.3.1耗水量10
3.3.2蒸汽消耗量10
3.3.3电消耗量11
3.4CIP清洗优点说明11
3.5生产车间设备安装与调试：
11
4调配型乳酸饮料的国家标准13
4.1感官指标13
4.2理化指标13
4.3卫生指标13
5乳酸制品发展前景：
14
参考文献15
致谢16
前言
牛乳被誉为营养价值最接近于完善的食物，人均乳制品消费量是衡量一个国家人民生活水平的主要指标之一。
世界上许多国家都对增加乳制品消费给予高度重视，加以引导和鼓励。
在我国，乳制品逐渐成为人民生活必需食品。
改革开放特别是近几年以来，我国奶牛养殖业和乳制品工业发展迅速，奶牛存栏、奶类产量、乳制品产量成倍增长，乳制品消费稳步提高，成为仅次于印度、美国的世界第三大牛奶生产国。
一杯牛奶，强壮一个民族。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对饮料的要求已从单一具有解渴功能，上升到营养保健功能，正是由于这一观念转变，促理了乳品工业的发展。
所谓调配型乳酸饮料是以鲜牛奶或乳制品为原料,加入糖、可可、果汁（或水）、咖啡、食用香精及着色剂等配制而得的制品。
用乳酸、柠檬酸或果汁将牛乳的PH调整到酪蛋白的等电点（PH4.6）以下（一般为PH3.7~4.2）而制成的一种含乳饮料。
根据国家标准，这种饮料的蛋白质含量应大于1%。
其中含奶在30%以上。
由于乳饮料营养丰富,风味独特,口感良好，不断向多品种、多功能、食用方便等方向纵深发展，其产品越来越受到消费者的睛睐和欢迎。
牛乳中蛋白质大致可以分为酪蛋白和乳清蛋白两部分，酪蛋白约占牛乳蛋白质总量的86%，多以酪蛋白钙形式存在。
乳清蛋白包含乳白蛋白和乳球蛋白，前者占乳白蛋白质总量的9%，后者占3%，此外牛乳中还含有少量的蛋白胨等。
牛乳蛋白质是完全蛋白质，它含有一切人体必须的氨基酸，它的消化率比植物蛋白质高，本身是一种能源。
牛乳脂肪的熔点低于人的体温，且它本身具有很好的乳化状态，因此乳脂肪的消化吸收率很高。
乳脂肪是脂溶性维生素重要的来源，其中维生素A和胡萝卜素含量很高，胡萝卜素呗人体吸收后可以转化形成维生素A，牛乳略呈微黄色缘故由此。
乳脂肪略占牛乳提供热量的一半。
牛乳中的乳糖营养价值大大超过一般的碳水化合物，在如中呈溶解状态，当一分子乳糖水解时可分解成一分子葡萄糖和一分子半乳糖。
半乳糖能促进脑苷脂类和黏多糖类的生长，对幼儿智力发育有重要意义。
乳糖关系到钙的代谢，婴儿食物中添加乳糖可促使钙的吸收乳糖的另一个特点是能促进人肠道内有益菌—乳酸菌的生长，从而可抑制肠道内有害细菌的生长发育。
乳糖也是牛乳给人体提供能量、维持体温的一种物质。
在牛乳中特别是兽乳中大量含有育仔的加速成长所需要的钙、磷、镁、锌。
一般食品钙吸收后的利用率都比较低，唯有乳中钙的利用率很高，可防止骨质疏松的发生。
鉴于乳对以生活习惯病为主的疾病有预防效果。
近年来，我国许多大中城市以生产液态奶为主的乳品加工企业在生产消毒牛奶，酸奶的同时，许多厂家又开发了乳饮料生产。
这些乳饮料集牛奶的营养健康和饮料的风味的双重特性于一身。
一经问世即受到消费者的青睐，表现出很强的竞争力，产量和销售量呈逐年增长的趋势。
众所周知，乳品工业是食品工业的重要行业之一。
从满足人民日渐提高的生活需要，促进农牧生产方面，还是加速国民经济的发展，乳品工业都具有举足轻重的地位。
乳制品营养丰富，是国防、勘探、劳保、旅游方面必须的方便食品和保健食品，对促进儿童健康成长尤有突出的作用。
在乳品工业发展的国家，乳品是主要的食品，有些国家平均每人每年牛乳的消费量超过500公斤，在乳业发展的国家乳品工业已经成为一个规模宏大，品种繁多，自动化程度甚高的发达的工业部门。
可见，与国外比较，我国人民的消费乳水平存在差距。
再者，我国地大物博，人口众多，自然条件优越，因而乳品工业高速发展的必要性和可能性都具备，特别是在改革开发以后，人民的生活水平日渐提高。
在食品的质量要求商越来越高，营养要求有所侧重，各种休闲食品业应运而生，乳品工业越发显得在这方面举足轻重的作用，党的政策的倾斜，南方地区的奶牛饲养迅速发展，这也为南方乳品的发展提供了条件。
调查中也可发现，南方相对于北方，南方乳品工业的发展潜力是较大的。
市场上的奶粉、炼乳大部分是北方的乳品厂，或国外进口的，南方本地的产品较少见。
其实，本地产品如果质量跟得上，竞争能力是很大的。
调配型乳酸饮料的开发也逐渐像欧美国家学习，提高产品的档次及质量，由牛乳与纯果汁的混合物构成，但成本较高，市场较小，不如普通的调配型乳酸饮料发展快速。
乳酸饮料的营养及它们对人类健康和增强身体素质的重要价值逐渐被国民重视。
随着对外开放，先进的乳制品加工艺的引进和跨国公司的涌入，我国的乳品市场和加工企业发生巨大的变化。
为了满足我国乳业快速发展和积极对应加入WTO带来的乳业发达国家的挑战，有必要对乳品的厂区、车间卫生、技术及乳制品的原料、生产加工工艺、工厂设计等加以重视。
食品工业是中国最具活力的主要产业之一。
进入21世纪食品工业发展速度进一步加快，预计未来几年，食品加工产业链继续延伸扩展，中国食品产业将继续保持高速发展的势头。
在食品工业基本建设领域，工厂设计发挥着重要的作用。
新建、改建和扩建一个工厂，均离不开设计工作。
食品工厂设计是综合性很强的一门科学技术。
其内容包括了企业内应该配置的一切单项工程的完整设计，一般包括总平面布置，生产车间，动力车间，厂内外运输，自控仪表，采暖通风，环境保护工程，福利设施，办公楼，技术经济概算等单项工程设计。
除了要求设计工作者具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论、专业知识外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、步骤、内容、设计的规范标准、设计的经济性等内容熟练掌握和运用。
生产工艺设计是总体设计的主导设计，其他配套专业是根据生产工艺提出的要求进行设计。
食品工厂的总体设计是由各个车间设计构成的，车间设计是总体设计的组成部分，总体设计和车间设计都是由生产工艺设计和提他非工艺设计（包括土建、采暖通风、供水、供电、供热等）组成的。
乳酸饮料正在受到更多消费者的青睐。
本论文我所采用的AutoCAD交互图形包是目前我国最流行的绘图软件，这是工程设计、机械设计人员利用计算机绘图的高效绘图工具之一。
本文即运用AutoCAD设计有关调配型厂及其他相关工艺设计，以达到方便的目的。
1乳品工厂的设计
1.1设计方案说明
（1）调配型乳酸饮料采用利乐砖包装，每盒250ml,常温避光保存，保质期6个月。
（2）车间组成由收奶工段、标准化工段、超高温工段、灌装工段和包装工段。
365天的工作日.生产人员的例假和星期假日采用轮班办法解决。
生产结束后采用清洁便利的就地清洗系统-——CIP系统，方便快捷。
1.2布置原则
（1）要有总体设计的全局观点，满足生产和总体设计的要求。
（2）设备要尽量按工艺流水线安排布置，一些特殊设备可按相同类型作适当集中，要使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。
一般重型设备最好设在车间底层。
原料收发间应设有磅秤。
（3）要考虑到进行多品种生产的可能性，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，以便更换设备。
同时，还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。
要保证操作和维修、装拆、清洁卫生的方便。
（4）要保证物料运输通畅，避免重复往返。
要尽可能利用生产车间的空间运输；合理安排车间各种废料进出，人流与物流的分开。
（5）注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施，可以设在室外的尽可能设在室外。
1.3基本建设方案
1.3.1收奶、化验、仓库等生产性辅助措施
乳品生产的第一个环节就是收奶。
收奶间要有一个适宜的验收计量、及时处理、车辆回转和容器堆放的场地，要配备磅秤、容器和原料乳前处理系统。
化验室是通过感官、物理、化学、微生物等检验原料奶的场所。
化验室要配备双面、单面化验台；药品橱；支撑台；通风橱等设施。
另外，化验室要求通风采光好、生活整洁、排气方便，化验室要置于下风口，精密仪器不宜受阳光直射。
为防止高温季节工作室闷热，可安装空调。
由于用电仪器较多，化验室要多设电源插座。
乳品厂是物料流量较高的企业，所以车间的原料库、成品库等都占有很大的比例。
起到很重要的作用。
原料库多数系短期贮藏，用常温库；如果是较长时间贮藏要用冷风库，温度要视物料对象而定。
成品库要考虑出货方便，可使用铲车、托盘。
堆放是要注意附加荷载。
车间内的液态奶库属于生产性仓库，它的容量要根据生产的需要。
1.3.2主车间的布置方案
笨重的、固定的、专用的设备要尽量排布在车间四周；轻的、可移动的设备要排在中间。
这样，在更换产品时调换设备比较方便。
每个工作间要有两道以上的门作为人流、货流和机器设备的出入口。
作为人流出入口的门，尺寸要在正常情况下满足生产的要求，在火灾或某种紧急状态下要满足迅速疏散的要求，尺寸要适中，不宜过大或过小。
作为运输工具及设备进出的物流门，要能让车间最大尺寸的机器设备通过。
车间内采像配电室、空压机房、水处理机等设备间与生产车间保持适当的距离，使它们既不互相影响又相互联系方便。
车间内预处理、杀菌、灌装等工段要明确加以分割，并严格保证卫生。
1.3.3车间生活设施
为了卫生需要及方便，车间内的更衣室、卫生间应分散附设在各部门内靠近人员出入口。
卫生间设施的卫生标准应符合国家规定。
（1）办公室应布置在靠近人流出入口处，其面积与管理人员数及机构的设置情况有关，办公室宜靠近厂房布置，应满足采光，通风，隔音等要求。
（2）更衣室与浴室为了适应卫生要求，食品工厂的更衣室宜分散，附设在各生产车间或部门内靠近人员进出口处。
从事直接生产乳粉的工人淋浴应是上班前洗澡。
从事无菌包装的工人应进行二次更衣。
（3）卫生间食品工厂内较大型的车间，特别是生产车间，应考虑在车间内附近设厕所，以利生产工人的卫生。
卫生间设施的卫生标准应符合出口食品厂库最低卫生要求。
应有排臭，防蝇措施，应有洗手池，洗手液，热风吹干。
1.3.4生产车间的卫生要求
（1）整个车间要保持清洁、光滑和良好的维护状态。
墙壁和房顶要光滑、不渗透易于清洗和照亮。
地面要采用密封性好的易于清洗的材料铺设。
（2）车间必须备有通风设备吸入的空气必须清洁新鲜必要时要有采暖设备。
（3）为便于刷洗车间地坪、墙裙及其他内部装修有一定的要求。
（4）车间必须有充足的照明，照明器具不得安装在原料、半成品、成品的设备上。
（5）车间内必须备有为设备管道工具进行清洗的必要设备和器具，靠近车间入口处设有清洗消毒设施车间设有男女更衣室、浴室、厕所。
（6）车间避免使用六六六、敌敌畏或来苏尔溶液消毒生产操作过程中尽可能的用蒸汽和热水进行消毒杀菌常用的消毒剂有漂白粉、石灰、硫酸亚铁、稀酸稀碱、酒精等。
（7）地面要光滑不允许积水，为方便排水，在易于积水的地方通常采用2%以上的坡度。
（8）蚊蝇等虫害可能含有或携带病原菌，病原菌可能在车间传播所以要加以防护。
（9）工作区或产品堆放区上部有楼梯、天梯或人行天桥可能是污染源必须采取有效的措施来减小这种污染的可能性。
（10）车间中清洗必须保证有充足的水源以用于清洗和升高水位，清洗加工的水要安全卫生以避免对乳品设备容器和产品的污染。
（11）个人卫生设施的正确使用，个人卫生设施对保持个人卫生、减少产品污染是非常关键的。
（12）洗手间和更衣室的门要紧闭，能自动吸合，保持良好的清洁通风和照明状态。
（13）产品的流向要一致，从原材料到加工区到包装区最后到运输区。
1.3.5基本建设概算
车间在设计好图纸之后施工之前。
必须要做工程造价的估算。
工程造价大致有建设工程费；设备购买、安装工程费等几部分。
作概算的目的在于确定和控制基本建设投资额；衡量方案是否经济合理；办理工程拨款、贷款、竣工工程结算。
要评价一个项目技术经济的优劣，要综合考核每个每个技术经济指标。
像工厂总成本、投资回收期、贷款偿还期、内部收益率等都必须通过预算来确定。
否则项目就不能实施投产。
步骤如下：
A:
收集各项基本资料，包括各项定额、概算指标、取费标准、工程指标、设备预算价格等。
B:
根据上述资料编制单位估价表。
C:
熟悉设计图纸并计算工程量。
D:
根据工程量计算表与单位估价表等资料计算直接费用；按照施工管理费、独立费用定额等依据，计算施工管理费、独立费与法定利润；编制单位工程概算书；以及汇编各种综合概算文件，形成总概算书。
2工艺方案详述
2.1调配型乳酸饮料工艺流程和配方
2.1.1调配型乳酸饮料的工艺流程
原料奶
↓
过滤
↓
净乳
↓
冷却
↓
存储
↓
杀菌
↓
（60℃水）糖等小料→配料
↓
水合
↓
调酸→酸化
↓
预热、均质
↓
UHT灭菌
↓
包装
2.1.2调配型乳酸饮料的配方（50吨）
1.鲜牛奶，330*50
2.白砂糖，25kg*50
3.高果糖浆，28kg*50
4.阿斯巴甜，0.12kg*50
5.安赛蜜，0.07kg*50
6.柠檬酸钠，0.2kg*50
7.稳定剂，5.0kg*50
8.乳酸，1.2kg*50
9.柠檬酸，3kg*50
（柠檬酸、乳酸用40倍水稀释，调整PH至3.9-4.2）
10.橙香精，0.45kg*50
11.清凉香精，0.22kg*50
12.酸奶香精，0.12kg*50
13.牛奶香精，0.13kg*50
14.水补至，50000kg
2.2调配型乳酸饮料的操作规程
2.2.1收奶
要生产高质量的调配型乳酸饮料，必须使用高质量的原料乳。
要对原料乳进行煮沸、滋气味、酒精、酸度试验，测定理化指标，掺假及不合格乳拒收，合格乳通过过滤冷排进入生奶仓。
2.2.2净乳
将原料乳通过离心净乳机净化，若24小时内的原料乳不能用于生产，要对原料乳进行净巴杀后储存，即净化和巴士杀菌。
2.2.3标准化（配料）
根据原料奶的指标计算应打净化乳的量X=1.10*10000/pro（实际），将计算出的净化乳打入水合罐，将所需辅料准确称量后加入配料罐，高速剪切，充分混合后经过滤打冷后进入水合罐。
调配型乳酸饮料内控指标：
Fat:
1.05%～1.25%
Pro:
1.05%～1.25%
可溶性固形物：
≥8.1%
酸度：
46°T～52°T
甜度：
10.5%～11.0%
2.2.4调酸
调酸时，若酸液浓度过高，就很难保证在局部牛乳与酸液能很好的混合，从而使局部酸度偏差过大，导致局部蛋白沉淀。
解决的措施是，将酸稀释为10%或20%的溶液，同时也可在酸化前，将一些缓冲盐类如柠檬酸钠等加入到酸液中，调酸罐内的搅拌速度过低，搅拌速度过低难以保证算化过程中酸与乳的均匀混合，使局部pH过低产生蛋白质沉淀。
调酸过程过快，若加快调酸速度则导致局部乳与酸混合不均匀，从而形成酪蛋白颗粒过大，且大小不均匀采用正常的稳定剂使用量也很难以保证酪蛋白颗粒的悬浮性。
因此调酸过程不宜过快。
将柠檬酸、乳酸、安赛蜜、阿斯巴甜、柠檬酸钠用40倍水稀释后加入两个调酸罐，每个罐中各补净化水至500kg,混匀。
2.2.5酸化
酸化是调配型乳酸饮料生产中最关键的步骤，成品的品质优劣往往由调酸过程的质量决定。
（1）为了得到最佳的酸化效果，酸化前将水合罐内物料的温度降至15℃以下。
（2）启动水合罐内的搅拌器，以保证牛乳的界面能不断更新，从而得到较缓和的酸化效果。
同时酸液由调酸罐经水合罐上的喷头缓慢均匀的喷淋进水合罐中，以保证酸液能迅速、均匀地分散与物料中，加酸过快会使酸化过程形成的酪蛋白颗粒粗大，产品易产生沉淀。
（3）酸化时间要≥30min，以保证产品质量。
2.2.6定容
将水补至50吨刻度，开启搅拌器，混合均匀后做在线检测。
2.2.7调香
将橙香精、清凉香精、酸奶香精、牛奶香精混合均匀，用水稀释后加入水合缸，保证搅拌均匀。
将定容好后的半成品都由水合罐打入暂存罐内。
2.2.8超高温灭菌
本设计采用间接超高温加热设备。
通过一管式热交换器，牛奶在121℃下杀菌3秒。
在设备中，对牛奶进行强烈的热处理，会引起牛奶在设备的热传递表面上形成一些蛋白质沉淀，引起热传递表面（管式热交换机至保温管之间）的压降和热介质与设备中的产品之间的温度差增大。
增大的温度差对产品生产有不利的影响，所以在一定的生产周期内，必须停止清洗热传表面。
（1）将物料预热至70℃～75℃。
（2）脱气：
脱气压力为-0.05～-0.07Mpa,脱气罐液位为75%～85%
（3）均质：
均质压力为22～24Mpa，先二级压力，再一级压力。
（4）UHT:
120℃～122℃，3s。
2.2.9无菌灌装
半成品经超高温后经无菌冷却器流入包装线，包装线是在无菌条件下操作的。
为了补偿设备能力的差额或者包装机停顿时的不平衡状态，在杀菌器和包装线之间安装一个无菌罐。
这样，如果包装线停了下来，产品便可贮存在无菌罐中。
当然处理的产品也可以直接总杀菌器输送到无菌包装机，由于包装处理不了而出现的多余奶可通过安全阀回流到杀菌设备，可减少无菌罐的潜在污染。
本设计采用三台TBA22机进行无菌包装，5T/h/台，成品利乐砖250ml/盒。
利乐包装机是一种低成本、高质量的UHT牛奶包装系统。
它的优点在于无防腐剂、不易破损、长保鲜期；缺点在于价格比较昂贵。
它将产品经以超高温瞬间灭菌加工后，在密封的无菌环境中，用一种特殊的无层纸铝复合无菌包装材料灌装生产而成。
影响牛奶变质的病菌、毒素、氧气、微生物、紫外线、水分等因素，都不能与牛奶接触。
所以牛奶无需添加任何防腐剂就能在常温下保存较长的时间，且超高温瞬时灭菌技术对牛奶营养和风味的破坏极小。
成品保质期：
常温避光6个月。
出来的成品经传送带铁管、装箱、入库。
3乳品厂设备介绍
3.1化验设备明细表
表3-1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
1
FA2004
精密天平
FA2004
2
2
台式天平
2
3
SX-4-100
马福炉
SX-4-100
1
4
四联
电炉
四联
2
5
101-3-B
烘箱
101-3-B
1
6
GZX-DH400-S
培养箱
GZX-DH400-S
1
7
定氮仪
1
8
毛氏离心机
离心机
毛氏离心机
1
9
单列四孔
水浴锅
单列四孔
1
10
毛氏抽脂瓶
1
11
手提
高压锅
手提
2
12
测纸箱
硬度计
测纸箱
1
13
测薄膜
测薄膜
1
14
721
分光光度计
721
1
15
BR-1
杂质度搅拌器
BR-1
2
16
XSP-2CA
显微镜
XSP-2CA
2
17
FA2004
电冰箱
2
18
升级会员 