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1、目录1 概论 . 12 加工工艺流程设计 .22. 1 加工工艺流程示意图 .22.2 原料乳的验收 .32.3 过滤 .32.4 储罐 .42.5 标准化 .42.6 均质 .52.7 杀菌 .62.8 冷却 .72.9 管路计算 .72.10 设备一览表 .112.11 无菌罐装 .122.12 成品包装 .123 总结 .12参考文献 .1311 概论鉴于食品工程原理课程的社会实践需求以及对食品机械的能力提高，根据要求我们由八人组成的小组精心的设计了此次关于纯牛奶的加工工艺设计。本设计主要包括概述，加工工艺流程设计与总结三大部分。在加工工艺流程设计中包含了 11 个小项，分别为工艺流程示
2、意图、原料乳的验收、过滤标准化、均质、杀菌 、冷却、管路计算、设备一览表、无菌灌装及成品牛奶，每一个步骤我们都进行了大量的资料查阅，每一个环节都进行了精确计算。通过对设备的计算和设计需求，在保证产能大，损耗小，成品质量高等需求，我们最终确定了所需设备。从相关计算中过程中我们明白了每一个环节都十分的重要，因此每一个设备我们都用合理的型号与方法进行连接。在整个过程中要明白牛奶的工艺流程，牛奶的加工单元操作，牛奶的设备选择，与加工过程的相关计算。学习并巩固相关食品工程与食品机械的相关知识，将所学理论知识与实践相结合。22 加工工艺流程设计2.1 加工工艺流程示意图原料乳的验收 原料乳 135-150
3、冷水垂直叶片式过滤机标准化巴氏消毒一级均质UHT 超高温杀菌二级均质板式换热器冷却无菌灌装贮藏罐贮藏平衡罐贮存罐成品包装32.2 原料乳的验收在乳制品生产过程中，未经任何处理加工的生鲜乳称为原料乳。优质的乳制品需要优质的原料，因此需要掌握原料乳的质量、标准和验收方法。原料乳的验收方法；感官检验，理化指标，微生物检验三个方面。感官检验；正常乳为乳白色或微黄色，不含有肉眼看不见的异物和异常气味。生理化指标；GB69140-1986 中规定，脂肪大于等于 3.10%,蛋白质大于等于 2.95%,酸度小于等于 1.62%。细菌指标；控制原乳中细菌数量，致病细菌的发现，细菌含量250ug/ml。2.3
4、过滤已知原料乳 8t，过滤时间为 1h，过滤机的滤框尺寸为120mm92mm m=8t t=1h L=1.2m B=0.92m Z=10qm：质量流量 A: 过滤面积qm=8t1h=8thA=2LBZ=1.20.9210=11m2因为 qm =Au 所以 u= qmA=8000（111040）=0.7mh故选择 垂直叶片式过滤机 型号为 EYCCL 12-N4相关参数型号 过滤能力（th） 过滤面积(m2）片数 片间距（mm）EYCCL12-N810 th 12 m2 11 70达到要求：将原料乳中杂质及固件颗粒分离并在 1t 内完成一班8t 的原料乳选择目的：能够在一定的时间内达到最佳净化效
5、果。2.4 储罐由于设置每班处理量为 8t，我们选择 9t 的储罐，由v=n r2h 可得9000=3.14r2h为了空间与利益考虑暂定 r=15m 则 h=12.7m为了保存乳中成分恒定，在储罐中设立以个温控系统，将罐内的温度设定在 4，52.5 标准化要求达到巴氏杀菌乳中的脂肪含量满足不同的消费者的需求，低脂巴氏杀菌乳脂肪含量为 1.5%常规巴氏杀菌乳为 3.0%,不同国家对巴氏杀菌乳脂肪含量规定不同，我国巴氏杀菌乳的脂肪含量不得低于 3%。设原料中的含脂率为 F%，脱脂乳或稀奶油的含脂率为 q%，按比例混合后乳的含脂率为 F1%,原料乳的数量为 X，脱脂乳或稀奶油量 Y，对脂肪进行物料横
6、算。FX+qY= F1（X+Y）得出加入脂肪乳或稀奶油量：Y=(F- F 1）(F 1- q)X2称量 Ykg的脂肪乳稀奶油，加入混合罐中用搅拌器搅拌均匀，再打入贮存罐。2.6 均质设计要求高压均质机，该均质机适合低脂的液态奶，均质特性好。G=60r2Szn（m 3h）=603.140.2520.25120.8=4.71（m 3h）G：生产能力r：柱塞半径（m） s：柱塞冲程（m）6z：柱塞个数n：柱塞往返次数：工作体积的填料系数，一般为 0.8-0.9故选择均质机 FBF0455000（Lh）2.7 杀菌2.7.1 巴氏杀菌要求杀灭存在与牛乳中引起人类致病菌及其他绝大部分微生物，使产品中残存
7、的微生物量达到最低值，符合国家卫生标准，保证食用安全。尽可能破坏和钝化牛乳中各种酶类的活性，尤其是破坏脂肪酶、过氧化物酶，以保证产品质量。为适应生产要求，需选择占地面积小，生产能力大，传热效率高，灭菌效果好，便于控制装置，因此根据原料乳 8t 的生产已知换热面积 4-10m2；介质压力 0.4-2Mpa；牛奶 T 进=50时间 T 出 =10；水 T 进 =4 、T 出 =15 求需水 qm 水 换热 。每冷却 1kg 牛奶需水 0.19kg则由 =qm 奶 Cp 奶 （T 进 T 出 ）=qm 水 Cp 水 (T 出 T 进 )qm 奶 =3.77103Jkg*k CP 水 =4186Jkg
8、*k7则 3.771032000(50-10)=4186qm 水 (15-4)需水 qm 水 =13100kgt=(t1-t2) (t 1t2)=(50-4) (504)=18.21选择传热系数 350w (m2k)=qm 水 Cp 奶 （T 进 T 出 ）=kAt=350 6(50-4)=96600 wk故选择版式换热器（BR0.1）？2.7.2 超高温（UHT）杀菌要求超高温杀菌是指将流体在 2-8s 内加热到 135-150，然后再迅速冷却到 30-40。在这个过程中，细菌的死亡速读远比食品质量受热发生化学变化而劣变的速度快。因此瞬间高温可完全杀死细菌。在这样的条件下，牛乳产品的颜色，风
9、味及营养等品质没有受到很大的损害。所以，该技术比常规杀菌的方法能更好的保存食品的品质及风味。2.8 冷却要求纯牛乳经杀菌后，不能马上罐装，这时虽然绝大数细菌都已被杀灭，但在后续的操作中还可能被污染。而为了抑制牛乳中细菌的繁殖，增加其保存性，需及时进行冷却。用多段片式杀菌器时牛乳通过冷却区段后一冷却至 4。选择板式换热器设备，它是由一组不锈钢板组成，这个框架可以包括几个独立的板组和区段，不同的处理阶段，如预热、8杀菌、冷却等均可在次进行。根据产品要求的温度，热介质是热水，冷介质可以是冷水，冰水或丙基乙醇。2.9 管路计算（1）.原料乳（kg）8000标准乳品(kg)7800成品（kg）7600产
10、率(%) 95.5%在 5时，原料乳以 8000kgh 的流量，从储存罐通过泵 1到泵 2，所用管道为 80mm2.5mm 的不绣钢管，所用管长为20 米，中间有 8 个 90弯头，3 个单向阀，已知原料乳 5时粘度为 3mpas，密度为 1040kgm 3.流速： U=qvA=(80001040) 3600(4) 0.0752=0.4839msRe=du=0.0750.48399104031000=1.2610 4由摩擦因数查出管子绝对粗糙度 =0.25mm 然后计算相对摩擦度 d=0.00333，再由 d 和 Re 两值，很据图查得：=0.0299由阻力因素表查阻力因数9三个单向阀： 6.
11、08 个 90弯头：80.75管子入口：（突缩）0.5管子出口：（突扩）1.0=13.5 hf1=(Ld)+ U 22=0.0299(200.075)+13.5 0.483922=2.514Jkg（2） 从泵 2 到泵 3,管道长 24 米,10 个 90弯头,6 个单向阀。10 个弯头：100.756 个单向阀：12=19.5 hf2=(ld)+ U 22=0.0299(240.075)+19.5 0.483922=3.403Jkg（3） 从泵 3 到灌装机，官长 3 米，2 个 90弯头，1 个单向阀。两个 90：20.75一个单向阀：2=3.5 hf3=(Ld)+ U 22=0.0299
12、(30.075)+3.5 0.483922=0.5498Jkg hf1+ hf2+ hf3=2.514+3.403+0.5498=6.4668 Jkg因此 成产过程中 总的压力损失为 6.4668 Jkg 10（4） 泵 1 的计算: 原料乳进入过滤机，经离心泵送进过滤机中， 过滤机高 1.8m，原料乳开到 1.5m 高处，其中贮奶缸的出口高度为 m 以泵进口液面及过滤机注入原料乳液面为参照， （ hf1=2.514Jkg）已知：Z 1=0m Z2=1.5mP1=101kpa P2=P1+vgh=101103+104029.81.5=131.576kpagz1+p1+u 212+gh=gz 2
13、+p2+ u 222+ hf1则压头 H=Z+pg+u 22g+ hf1=1.5+30.5761.0409.8+0.483929.8=4.5m功率 P e=vghH=131.5764.5=592.092kw泵 2 计算： 原料乳由储存罐经过泵进灌装机，其中贮奶缸的出口高度为 0 米，然后经离心泵送进灌装机，灌装机高 1.3 米，将牛奶注至 1m 高处，以泵进口液面，以及灌装机的注入牛奶口 液面作为参照， （ hf3=0.5498Jkg）Z1=0 Z2=1P1=101kpa P2=P1+vgh=101103+104029.81=121.384kpagz1+p1+u 212+gH=gz 2+p2+ u 222+ hf3则压头 H=Z+pg+u 22g+ hf3=1+（20.3841.0409.8）11+0.4839229.8=3.01功率 P e=vghH=121.3843.01=365.37kw2.10 设备一览表序号 设备名称 技术要求 个数1
