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1、食品科学和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 食品科学和工程 班 级 指导老师 学 部 食品和环境工程 黑龙江东方学院食品和环境工程学部目录第1章i产品方案及班产量确实定i第2章 工艺步骤确实定及关键点说明02.1 工艺步骤02.2 操作关键点02.2.1原料乳验收02.2.2 乳过滤02.4.3 牛乳预热和分离02.4.4 巴氏杀菌12.4.5 真空浓缩12.4.6 喷雾干燥12.4.7 出粉和冷却22.4.8 筛粉和晾粉22.4.9 包装2第3章 物料恒算33.1 原料乳成份及产品成份33.1.1 原料乳成份33.1.1产品成份
2、33.2 标准化计算33.2.1乳脂肪（F）和非脂乳固体（S）之比（R）33.3 一吨原料乳物料衡算4第4章 生产车间设备选型54.1 生产设备54.2 生产设备一览表54.3 化验室设备6第5章 热量衡算85.1 各效蒸发水量85.2浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算85.3各效消耗蒸汽量8第1章 产品方案及班产量确实定 乳和乳制品是最靠近完善食品，在人类食品中占有特殊地位。它对人类健康和增强身体素质关键价值逐步被国民重视。 本项目拟设计年产3.5万吨脱脂奶粉生产车间，经过AutoCAD依据食品工厂设计要求对原料奶验收后经过过滤，然后加温到3538即可进行分离。采取牛乳分离机经过离心分离操作
3、，可同时取得稀奶油和脱脂乳。脱脂奶粉是以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾干燥而制成乳粉，控制脱脂乳含脂率不超出0.1%。本文是依据食品工厂设计要求，利用AutoCAD绘制乳粉厂主车间工艺步骤图和车间平面部署图。 对于奶粉生产工厂，通常采取3班工作制，天天工作时间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目工艺方案设计标准、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 工艺步骤确实定及关键点说明2.1 工艺步骤原料乳验收过滤冷却贮存（4左右）预热牛乳分离(50)巴氏杀菌(
4、80 15s) 贮存浓缩喷雾干燥乳粉冷却（不超出30）筛粉和晾粉包装入库2.2 操作关键点2.2.1原料乳验收原料乳质量情况直接影响多种产品加工、产品质量及成本等问题，故原料乳验收是极为关键。对于原料乳验收必需根据中国要求生鲜牛乳收购质量标准。验收内容包含感官检验，酒精试验，乳温测定，比重测定，和干物质、脂肪、酸度、微生物等项目标检验。2.2.2 乳过滤所谓乳过滤就是将液体微粒混合物，经过多孔质材料（过滤材料）将其分开操作。在牛乳方面用于除去鲜乳杂质和液体乳制品生产过程中凝固物。本工厂采取管式过滤器，目数在80目左右。2.4.3 牛乳预热和分离牛乳预热温度达成50上下既可分离，脱脂乳含脂率要求
5、控制在0.1%以下。牛乳离心分离是藉牛乳分离机分离钵高速旋转所产生离心力,将比重不一样脱脂乳和稀奶油分开，分出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白（白蛋白和球蛋白）热稳定性差，在杀菌和浓缩时易引发烧变性，使乳粉制品溶解度降低。乳清蛋白中含有巯基，热处理时易使制品产生蒸煮味。为使乳清蛋白质变性程度不超出5%，而且减弱或避免蒸煮味，又能达成杀菌抑酶目标，依据研究确定，脱脂乳预热杀菌温度以80，保温15s为最好条件。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取真空（减压）浓缩，浓缩程度直接影响乳
6、粉质量，尤其是溶解度。通常浓缩至脱脂乳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 6872二效蒸发温度 5762三效蒸发温度 4652依据计算结果，采取一套蒸发能力为10t/h三效降膜蒸发器，2.4.6 喷雾干燥干燥目标是为了除去液态乳中水分，使产品以固态存在。乳粉中水分含量在2 %3.0%，在这么低水含量下没有细菌能够繁殖，所以干燥延长了乳货架期。大大降低了质量和体积，降低了产品储存和运输费用。选择2200kg/h喷雾干燥塔。喷雾压力：高压泵表压在16.024.0MPa。物料温度：6872.喷嘴孔径：直径在1.02.0mm，或更大。进风
7、温度: 控制在160-180范围。干燥室温度：控制在70-90范围。排风温度：控制在75-85范围。乳粉水分：不超出3.0%.采取立式顺流压力喷雾,两级捕粉(旋风加布袋)形式,更利于脱脂奶粉细粉回收。（回收率可达成99）2.4.7 出粉和冷却 喷雾干燥结束后，应立即将乳粉送至干燥室外并立即冷却，避免乳粉受热时间过长。受热时间过长会引发乳粉中游离脂肪增加，严重影响乳粉质量，使之在保留中轻易引发脂肪氧化变质。乳粉色泽，滋气味，溶解度一样会受影响。所以，在喷雾干燥以后，出粉和冷却也是一关键步骤。2.4.8 筛粉和晾粉通常采取机械振动筛，网眼40-60目，目标为了使乳粉均匀，松散，便于冷却。晾粉过程中
8、，不仅使乳粉温度降低，同时乳粉表观密度可提升5%，有利于包装。 2.4.9 包装包装车间无污染，包装材料要适适用于食品，应坚固、卫生、符合环境保护要求，不产生有毒有害物质和气体，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，内外表面保持清洁。包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。因脱脂粉通常作为原料，所以包装通常采取塑料包装8。第3章 物料恒算3.1 原料乳成份及产品成份3.1.1 原料乳成份表3-1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(%)=蛋白质(%)+乳糖(%)+灰分(%)。3.1.2产品成份表3-2乳脂肪
9、水分非脂乳固体0.1%3%96.9%3.2 标准化计算3.2.1乳脂肪（F）和非脂乳固体（S）之比（R） 乳脂肪（F）和非脂乳固体（S）之比（R） 原料乳：R0=F0/S0=3.6%/8.6%=0.4186成品： R=F/S=0.1%/96.9%=0.001标准化方法：因为R0R，说明原料乳中脂肪含量偏高，需要标准化使之平衡。原料乳中脂肪含量过高，所以要把部分原料乳进行分离，分离出脱脂乳要加入原料乳中使它达成标准乳要求，而分离稀奶油则另用容器贮存。3.2.2 稀奶油及脱脂乳中非脂干物质计算设定：当预热温度为40时，脱脂乳含脂肪F1=0.1%；稀奶油含脂肪F2=40%脱脂乳中非脂乳固体：S1=(
10、100-F1)/(100-F0)*S0=(100-0.01)/（100-3.6）8.6%=8.92%稀奶油中非脂乳固体：S2=(100-F2)/(100-F1)*S0=(100-40)/(100-0.01)8.6%=5.16%每吨原料乳应添加脱脂乳：M1=(F0-R*S0)/(R*S1-F1)=44.37 Kg3.2.3 制脱脂乳M1需要分离原料乳G设：分离（G）原料乳可得到（M1）脱脂乳和（M2）稀奶油，依据脂肪含量守衡可知：G*F0=F1*M1+F2*M2，且G=M1+M2所以：M2=M1*(F0-F1)/(F2-F0)=44.37*（3.6-0.01）/（40-3.6）=4.38Kg则需
11、要分离原料乳：G= M1+M2=44.37+4.38=48.75 Kg3.2.4 一吨原料乳可制得标准乳（G1）去除稀奶油（G2）一吨原料乳可制得标准乳：1048.75/1044.37=1000/G；所以G=995.82 Kg去除稀奶油：G2=1000-G1=4.18 Kg3.3 一吨原料乳物料衡算已知：M0=1000kg。3.3.1 原料乳经预处理冷却贮存（损失率按0.5%计算）M0经标准化995.82 kg；M1=995.82*(1-0.5%)=990.84 kg3.3.2 标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按0.2%计算）M2=M1*(1-0.2%)=990.84*(1-0.2%)=98
12、8.86 kg3.3.3 浓缩后料液浓度取48%（损耗按0.4%计算）M3=988.86* 11.9%*(1-0.4%)/48%=244.17 kg3.3.4 喷雾干燥后，可得97%奶粉（损耗按0.5%计算）M4= 244.17*48%*(1-0.5%)/97%=120.22 kg3.3.5 出粉、冷却、包装（损失率按0.2%计算）M5=M4*(1-0.2%)*120.22=120.22*(1-0.2%)=119.98 kg3.3.6 理论出粉值1000*12.2%/97%=125.77 kg3.3.7 出粉率实际出粉值/理论出粉值=119.98/125.77=95.40%第4章 生产车间设备
13、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60%，即收奶180t。第二次工作三个小时，占全天收奶量40%，即收奶120t。所以收奶设备选型应以第一次为准：收奶设备需要小时处理能力为：依据计算天天生产奶粉25t/d，每小时生产奶粉能力为。则每小时生产奶粉1130000g/h每袋500g天天生产袋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kw1E10160T 奶车52E10230T/h,36m奶泵3500033E10330T/h 80目双联过滤器240004E10430T储奶罐2450005E10530T/h流量计235000.16E106 30M2板式换热器2300007E107100M3奶仓3008E10820T/h奶泵2600039E20915T/h,85-15S巴氏杀菌机组11000001210E210 脱脂 3T/h分离机6001911E212 4000L平衡缸2800012E20610T/20m奶泵16000313E301 10T/h三效降膜式蒸发器18000000401415E302E30310000L10T/20m浓奶缸
