日生产35吨乳粉的生产车间设计.docx

食品科学与工程专业《食品工厂设计》课程设计说明书题目：日生产35吨乳粉的生产车间设计学生姓名无言玫瑰学 号888888888专 业食品科学与工程班 级2009-A指导教师******学 部食品与环境工程学部黑龙江东方学院食品与环境工程学部第1章 产品方案及班产量的确定 -1 -第2章 工艺流程确定及要点说明 -2 -2.1全脂加糖乳粉的工艺流程设计及要点说明 -2 -2.1.1全脂加糖乳粉的工艺流程 -2 -2.1.2全脂加糖乳粉的工艺要点说明 -3 -2.2婴儿配方乳粉的工艺流程设计及要点说明 -9 -2.2.1婴儿配方乳粉的工艺流程 -9 -2.2.2 婴儿配方乳粉的工艺要点说明 -9 -第3章物料衡算 -11 -3.1产品的营养成分指标及标准化计算 -11 -3.1.1全脂加糖乳粉的配方设计及标准化计算 -11 -3.1.2婴儿配方乳粉的配方设计 -12 -3.2物料衡算 -13 -3.3 物料平衡表 -16 -第4章 生产车间设备选型 -17 -4.1主要设备选型及设计 -17 -4.1.1原料乳冷却器的选择 -17 -4.1.2脂肪标准化设备的选择 -18 -4.1.3配料罐的选择 -18 -4.1.4巴氏杀菌机组的设计 -18 -4.1.5浓缩设备的选择 -20 -4.1.6干燥设备的选择 -21 -4.2 主要设备一览表 -21 -第5章热量衡算 -24 -5.1 加热部分热量衡算 -24 -5.1.1预处理杀菌阶段 -24 -5.1.2真空浓缩阶段 -24 -5.1.3喷雾干燥阶段 -24 -5.1.4总耗热量 -25 -5.1.5每小时需要蒸汽量 -25 -5.2 冷却部分热量衡算 - 25 -5.2.1原料乳冷却阶段 -25 -5.2.2杀菌后冷却阶段 -25 -5.2.3总耗冷量 -25 -第1章 产品方案及班产量的确定本乳品车间的设计规模是日生产35吨乳粉的乳品厂设计，考虑到原料供应、市场需求等因素， 计划生产两种产品，即全脂加糖乳粉和婴儿配方粉，全脂加糖乳粉的日处理量为16吨，婴儿配方 乳粉的日处理量为19吨。

全脂加糖乳粉采用400g铝塑复合膜袋包装，婴儿配方乳粉采用1000g金 属罐包装由于牛奶属于不耐贮存食品，故基本上全年都可以生产，不分淡旺季本设计暂定每 周工作六天（周一至周六），并考虑到国家法定节假日照常休息，设备检修、突发事件等引起的停 产天数，计划全年生产300天，年产量为1.05万吨，即全脂加糖乳粉为0.48万吨/年，婴儿配方粉为 0.57万吨/年，才能满足产量要求生产班次为两班制，每班工作12小时，扣除清洗时间，每班有 效生产时间为10小时，即：全脂加糖乳粉班产量为8.0吨/班，婴儿配方乳粉为9.5吨/班第2章 工艺流程确定及要点说明2.1全脂加糖乳粉的工艺流程设计及要点说明2.1.1全脂加糖乳粉的工艺流程图2-1全脂加糖乳粉的工艺流程图2.1.2全脂加糖乳粉的工艺要点说明2.1.2.1原料乳的收购与运输① 牧场冷却和贮存牛乳刚挤下的温度约为37°C，虽然从健康牛刚挤出的奶不带细菌，挤奶时即使特别注意卫生， 仍不可保证牛乳中不含细菌再加上牛乳中丰富的营养物质，正是繁殖细菌的最好培养基因此 为了使挤下的牛乳能立即冷却到4C,需要在牧场收奶站设立冷却装置② 运输奶的运输是乳品生产的重要环节，在运输过程中必须注意以下几点：防止奶在途中温度升高，特别要注意在夏季运输途中往往温度很快升高，因此运输时间应安 排在夜间或早晨。

保持清洁，运输时所用的容器或奶槽车必须保持清洁卫生，并加以严格杀菌，当原料乳运至 工厂卸下后，就要及时清洗防止震荡，容器必须装满并盖严，防止运输过程中因震荡而引起的脂肪分裂缩短途中时间，按路程计算时间，尽量缩短中途停留时间，以免鲜奶变质2.1.2.2原料乳的验收验收基本规章要求：①生产无公害鲜牛乳的奶牛饲养管理方式应符合NY / T5049）的要求②生产无公害乳制品的原料奶要求符合（NY 5045—2001）标准的规定原料乳验收必须符合国家食品安全国家标准《生乳》（GB 19301-2010）规定的各项要求（详 见表2-1、表2-2），严格地进行感官检验、理化性质检验和微生物检验如不能立即加工，需贮 存一段时间，必须净化后经冷却器冷却至4〜6C，再打入贮槽进行储存牛乳在储存期间要定期 搅拌和检查温度及酸度要注意生产乳粉的牛乳，在送到乳粉加工厂之前，不允许进行强烈的，超长时间的处理这 样的热处理会导致乳清蛋白凝聚，影响奶粉的溶解度和滋气味表2-1生乳理化指标项 目指 标检验方法冰点 a，b/ (C)-0.500〜0.560GB 5413.38相对密度/ （20C/4C）31.027GB 5413.33蛋白质（g/100g）32.8GB 5009.5脂肪（g/100g）33.1GB 5413.3杂质度（mg/kg）W4.0GB 5413.30非脂乳固体（g/100g）38.1GB 5413.39酸度/（° T）牛乳 b 12〜18 GB 5413.34羊乳，挤出3h后检测 6〜13b仅适用于荷斯坦奶牛表2-2微生物限量项目 限量[CFU/g(ml)] 检验方法菌落总数 W 2X106 GB 4789.22.1.2.3过滤及净化考虑到杂质来源、杂质颗粒大小以及所处地点的具体条件，我们把过滤主要分成以下三个阶 段，把杂质由大到小逐步除去。

① 纱布过滤主要是除去牛乳中混有的粗杂质将消毒过的纱布折成2〜4层让牛奶流过，一 般是扎在奶桶口或受奶槽上，凡是将牛奶从一个地方送至另一地方，从一个容器到另一容器，都 需用纱布进行基本的过滤但要注意纱布要严格消毒② 管内过滤器安装在物料管内，利用不锈钢丝网去除牛乳中较细杂质通常选用的是双联 式过滤器，它一般用在原料乳称重完后流往换热器冷却的管路中，其体积小，价格低，效率高③ 离心式净化机净化除去牛乳中及细微的杂质，如空气中的尘埃、细胞鳞片以及牛乳中卵 磷脂、上皮细胞、白血球等本设计采用在标准化过程中使用三用离心分离机同时进行净化2.1.2.4 冷却贮存经过净化的原料乳立即冷却到4〜6°C，以抑制细菌的繁殖乳中的微生物的数量随着贮存时 间的长短和温度高低而变化牛乳挤出后微生物变化可以分为五个阶段，即抑菌期、乳链球菌期、 乳酸杆菌期、真菌期、衰亡期在抑菌期内，乳中含有抑制微生物繁殖的抗菌物质，使细菌的繁 殖受到抑制但抑菌期的长短与贮存温度有关，如表2-2所示：表2-2抗菌期的长短与贮存温度的关系[12]贮存温度/(C) -10 0 5 10 25 30 37抗菌期/(小时) 240 48 36 24 6 3 2在本设计中，冷却使用板式热交换器，将原料乳迅速冷却到5C以下泵入贮乳罐中保持4C储 存。

2.1.2.5预热标准化(1)预热预热目的：①降低牛乳黏度便于分离；②便于将牛乳中杂质和一部分磷脂、酶及微生物分离 除去；③增加脂肪与乳浆的比重差，便于分离牛乳预热温度达到50°C上下既可分离稀奶油进行标准化牛乳的离心分离是凭借牛乳分离机 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，分出的稀奶油贮存在储 罐中2）标准化生产奶粉时，为了获得具有一定化学组成的产品，使之符合国家有关规定指标，生产前必须 对原料乳进行标准化根据国家食品卫生标准规定，只要使奶粉中脂肪含量不低于26%即符合标 准化要求由于乳在干燥成奶粉后仅仅除去了奶中的水分，而脂肪与无脂干物质含量的比例基本 不变，所以只要把原料乳中的脂肪和无脂干物质的比例调整到奶粉所要求的比例，就能生产出合 格的奶粉这种调整原料乳中脂肪与无脂干物质的比例使之符合奶粉指标要求的过程，称为原料 乳的标准化全脂加糖奶粉的标准化主要是对原料乳的脂肪含量和蔗糖添加量进行调整，使之达到成品的 标准要求脂肪标准化是将原料中的脂肪含量与无脂干物质之比（R2）调整到等于乳粉中脂肪含 量与无脂干物质之比（R1），蔗糖标准化是将乳中的蔗糖含量与乳干物质之比调整到等于乳粉中 蔗糖含量与乳干物质之比。

工艺操作过程是先进行脂肪标准化后在进行蔗糖标准化，脂肪标准化采用分离机进行，当 R2>R1时，要从原料乳中分离一定质量的稀奶油，使R2=R1，当R2〈R1时，要从原料乳中分离 一些脱脂乳，使R2=R1脂肪标准化后要在标准化乳中添加蔗糖，添加量通过蔗糖标准化计算得 出，但按国家规定标准，加糖乳粉中蔗糖含量应在20%以下加入方法是将蔗糖用一定量的标准 乳溶解后加入标准化乳中2.1.2.6预热均质均质前需要对乳进行预热，温度过高均质形成的黏化现象就少，温度过低均质产生的黏化现 象较多，一般在60〜70C为佳，本工艺采用65Co均质可以使标准化时混合原料乳，如添加稀奶油或脱脂乳及蔗糖形成一个均匀的分散系均 质采用二级均质法，即第一级均质采用较高的压力（20MPa），目的是目的是通过对脂肪球进行 机械处理，使它们呈较小的脂肪球均匀一致的分散在乳中，第二级使用低压（4MPa），目的是分 散已破碎的小脂肪球，防止黏连，形成均匀的乳浊液对于乳粉的加工来说，将牛乳进行均质化 处理以后，生产的乳粉品质具有较大稳定性，经均质的浓缩乳在干燥时，在全脂乳粉中游离脂肪 含量减少2.1.2.7热处理杀菌这里杀菌的目的主要是杀死如结核杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、李斯特菌等病原菌， 及进入乳中潜在的病原菌、腐败菌，以保证乳粉的安全和质量，提高成品的贮藏性，抑制酶的活 性，以免成品产生脂肪水解，酶促褐变等不良现象，同时可保证沸点进料，使浓缩过程稳定进行， 提高蒸发速度。

由于本车间的生产规模大，所以采用板式换热器杀菌后，冷却到即〜6°C，返回冷 藏罐暂存，随时取用，进行浓缩一般认为，高温杀菌可以防止或延迟乳脂肪的氧化，但高温长 时加热会使部分不稳定蛋白质变性，从而降低了产品溶解度，此外当牛乳在被加热到100C以上 时，容易发生褐变，这将会严重影响牛乳成分，也会使产品颜色加深本工艺采用高温短时杀菌 方法，即85C/15s由于杀菌后的牛乳不能全部浓缩喷粉，所以采用板式热交换器杀菌后，冷却到4〜6C，返回 冷藏罐暂存，随时取用，进行浓缩2.1.2.8真空浓缩所谓浓缩，就是用加热的方法，是牛乳中的一部分水分汽化，并不断的除去，从而是牛乳中 的干物质含量提高为了减少牛乳中营养成分的损失，现均使用真空浓缩的方式，由于牛乳处于 密闭状态，避免了外界污染，可保证乳粉的卫生量真空浓缩的原理：在8〜21kPa减压状态下，采用间接蒸汽加热方式，对牛乳进行加热，使其 在低温条件（60 C左右）下沸腾，使牛奶中部分水分不断汽化并排出，从而牛乳中干物质含量由 12%提高到50%，达到浓缩的目的原料在干燥之前，先经真空浓缩除去70%〜80%的水分，可节省加热蒸汽和动力消耗，相应 的提高了干燥设备的能力，降低成本，同时浓缩也可以提高乳粉的质量。

通常采用减压（真空）浓缩，原料乳浓缩的程度直接影响乳粉的质量，特别是溶解度浓缩 乳的质量要求达到浓度与温度稳定，粘稠度一致，具有良好的流动性，无蛋白质变性沉淀现象， 总菌数指标符合卫生标准一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4,乳干物质达到45%左右，浓缩 后的乳温一般为47〜50C，这时的浓乳浓度应为波美14〜16°，比重为1.089〜1.100乳粉的浓缩设备要选用蒸发速度快，。