食品工厂的工艺设计原则.docx

食品工厂课程设计课题：年产50000吨UHT灭菌乳工厂设计班级：食品06-01姓名：张煜 杨威学号：200635240104 200635240122目录1前言2概述2.1 产品品种2.2 生产规模2.3 设计内容2.4 工程建设背景2.5 市场需求预测3 厂址的选择及规划3.1 厂址选择原那么3.2 厂址选择报告3.3 厂区规划工厂车间平面设计的原那么及说明 厂区总体布局3.4 总平面设计图〔附图1〕4主要工艺设计及论证4.1牛乳中的化学成分性质分析4.2 牛乳的物理性质4.3 UHT灭菌乳的加工工艺介绍4.4 加工工艺流程4.5 操作要点4.6 消毒乳〔UHT灭菌乳〕的质量标准4.7工艺流程设计图〔附图2〕5 物料计算〔以班产量为基准〕6 主要设备选型与能量估算6.1设备选型原那么6.2设备选型6.3 能量估算设备用水量估算设备用电量估算 设备用汽量估算7生产车间工艺布置7.1生产车间布置原那么7.2 生产车间布置图〔附图3〕8 辅助部门规划9厂区建筑细那么9.1 厂区建筑面积9.2全厂用地计算9.3建筑系数9.4厂区场地利用系数9.5结构及材料10 劳动力编制10.1人员录用原那么10.2人员编制11经济效益分析12参考文献1前言民以食为天，食以乳为先。

乳中各种营养素齐全且配合合理，并含多种生物活性物质，是人体成长不可缺的高营养食物开展乳品事业，是关乎国计民生的大事，但是与世界先进国家比拟，我国奶类产量仅为美国的11%、法国的28.5%，我国人均占有奶类产品7.2公斤，人均占有量仅为世界平均水平的1/10，兴旺国家的1/37，世界液态乳的人均消费量为105公斤/年，中国液态乳人均消费量仅为7公斤/ 年，仅为亚洲年人均乳品占有率的1/6，不及世界人均乳品占有率的1/16从此可以看出中国乳品存在巨大的增长空间目前随着人民生活水平的提高，随着群众对营养食品需求日益增长，市场竞争也日趋剧烈尤其是随着新技术的应用，成功地解决了乳制品的营养和保鲜问题，加之新包装材料及技术的应用和灵活多样的促销方式，使消费者愿意接受具有丰富营养，口感良好并且价格合理的乳制品品牌乳制品市场的竞争也开始日趋剧烈为了在未来的乳品市场中取得一席之地，我们从灭菌乳、搅拌型酸乳、乳酸菌饮料、乳粉等众多乳制品中最终选取UHT灭菌乳为主要产品因其具有工艺成熟、易于贮藏运输、营养损失少等优势在工艺方面，采用超高温瞬间灭菌技术(UHT)解决了液态奶运输、储存、保鲜难的问题，目前兴旺国家已普遍采用这一技术进行鲜奶加工：将牛奶加热至超过135ºC，仅保持几秒便迅速降至常温，然后在无菌条件下密封，采用六层纸铝塑复合材料进行无菌灌装。

在营养方面，牛奶中的微生物在瞬间高温下全部被杀死的同时，而大多数营养物质在短暂的高温下损失甚微，最大限度地保持了牛奶的营养成分在运输销售方面，经过UHT灭菌处理，并采用无菌包装的鲜奶进行无菌灌装，使其在储存及运输中均不需要冷藏同时，一个不需冷藏的产品给生产商、零售商和消费者带来了许多便利比方对生产商而言，由于不再需要冷藏，库存安排可以简化；运输分送用车的数量、本钱就可相应降低；同时，由于长期维持其保鲜功能，减少了对零售未售出产品的回收；最重要的是，这种产品可以从地域上极大地扩大市场综上所述，设计一个UHT灭菌乳工厂具有很强的实际意义2概述2.1 产品品种：UHT灭菌乳2.2 生产规模：预计年产50000吨2.3 设计内容制定产品方案，厂址选择方案，设计工艺，物料衡算，设备选型，水电汽平衡，人员配置，设定企业管理组织架构，技术经济分析，绘制全厂总平面布置图、工艺流程图、车间设备及管路布置图2.4 工程建设背景本工厂拟建在上海市闵行经济开发区，该区交通顺畅，通讯设施完备，周围无污染企业，原料供给充足，水、电供给稳定2.5 市场需求预测本工厂产品主要面向国内北方地区市场并争取打入国际市场，主要目标为日本，韩国等地。

根据国家统计局的统计显示：2006年1-12月全国累计乳制品产量为14595685.53吨，比上年同期增长27.97％；2006年1-12月全国累计液体乳产量为12440379.69吨，比上年同期增长29.37％另据海关统计，2006年，我国乳品进出口全面增长，出口在贸易的比重逐步增加全年乳制品进出口总额同比增长了20.7%，其中进口金额占进出口总金额的85.6%；乳品进出口总量比上年同期增长8.4%，其中进口量占进出口总量的82.3%无论是金额还是数量，进口占贸易总量的比重都在逐步降低，出口比重在逐步上升因此从数据上可以看出本工厂产品需求量在不断增长，市场前景广阔3厂址的选择及规划3.1 厂址选择原那么⑴ 符合国家的方针政策符合当地政府规划，节约用地⑵ 生产条件方面标准厂区的标高应高于当地历史最高水位，自然排水坡度最好在0.004—0.008之间；所选厂址要有可靠的地质条件；厂区附近应有良好的卫生环境防止各种污染源；厂址面积要满足生产的要求，并有开展余地和留有适当空余场地⑶ 投资和经济效果方面，要做到方便运输，保证供水供电等3.2 厂址选择报告⑴ 设计的UHT灭菌乳加工厂坐落于上海市闵行经济技术开发区〔简称闵行开发区〕，开发区创立于1983年，1986年8月经国务院批准为国家级经济技术开发区。

该开发区距市中心约30公里，工厂总占地面积约为9000平方米⑵ 周围有良好的自然环境和地质条件，无有害气体，有害水体等危及食品平安的不良因素⑶ 经济开展状况良好，离市区较近，防止长途运输⑷ 所征地块费用合理，由于国家政策倾斜，使得生产的经济本钱较为理想3.3 厂区规划工厂车间平面设计的原那么及说明方便生产，符合生产车间程序，防止原料，半成品及成品的交叉污染1) 符合工厂设计对风向和光照要求2) 利用现有的条件，合理配电，配水，减少能源损耗，降低本钱3) 充分考虑全厂二期工程及消防便道4) 厂房按生产工艺流程及所要求的洁净级别进行合理布局，并考虑厂房与邻近厂房进行的各项生产操作不相互防碍5) 按生产工艺和卫生，质量要求划分洁净级别，分为原料辅料区，生活区，生产区，尽量缩短距离，防止物料的往返运输6) 洁净厂房的设计和安排符合GBJ73的要求7) 厂房满足生产加工保健食品对空气净化的需要采用10万级洁净厂房，安装具有过滤装置的响应的净化空调装置8) 厂房，设备布局与工艺流程三者衔接合理，建筑结构完善，满足生产工艺和质量，卫生的要求中间产品，待包装品的贮存间与生产要求相适应9) 厂房温度及相对湿度与生产工艺要求相适应。

10)厂房之间，厂房与通道之间有缓冲设施，设置与洁净级别相应的人流和物流通道11)厂房安装的下水道，洗手及其它卫生清洁设施不对产品的生产带来污染12)备料室与生产工艺要求的洁净级别一致13)厂房的空气净化设施，设备定期维修，检修过程采用适应措施不对产品的生产造成污染14)具有与喷雾相应的专用设备15)与原料，中间产品直接接触的生产用工具，设备符合产品质量和卫生要求的材质16)办公楼紧靠车间，方便管理17)厂区道路宽敞，两旁种有树和草坪18)充分考虑消防要求，各主要建筑物和易燃物附近设有消防设施19)设计排水沟位于经常排污，排水设备的下面，保证车间排水排污要求20)设备与设备，设备与墙之间留出适当空隙，保证操作方便，维修与清洗方便21)车间入口处设有更衣室，消毒间，缓冲间等，工人须更衣消毒后进入车间，保证车间卫生，且工人须穿特定工作服，鞋等 厂区总体布局生产车间：位于全厂中心地带辅助车间；〔包括原料库，成品库，机修车间〕：分布于生产车间周围动力设施：〔锅炉房，变电室等〕：接近负荷中心，锅炉房设在远离生产车间的方向生活辅助设施；〔办公楼，食堂等〕：位于生产车间与动力设施之间，办公楼与生产车间连通。

厂区交通绿化：道路宽敞，可将人流物流充分分隔，防止交叉污染；厂区周围有绿化带，防风阻沙，美化厂区3.4 总平面设计图〔附图1〕4主要工艺设计及论证牛乳水分脂肪磷脂质：卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂脂溶性维生素：维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、胡萝卜素胆固醇蛋白质：乳蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳球蛋白、非蛋白态氮化物糖类：乳糖、葡萄糖矿物质：主要含钙、磷、钾、氯； 少量含钠、镁、硫、铁； 微量含锌、铝、铜、硅、碘； 痕量含锰、钼、锂、锶、硼、氟色素：胡萝卜素、叶黄素水溶性维生素：维生素B1、维生素B2、维生素C、泛酸、 维生素B6、维生素B12、 烟酸、生物素、叶酸酶：解脂酶、磷酸酶、过氧化氢酶、 过氧化物酶、复原酶、蛋白酶等气体：二氧化碳、氢细胞：乳房内部表皮细胞、白血球等脂质非脂乳固体总乳固体4.1牛乳中的化学成分性质分析4.2 牛乳的物理性质牛乳的物理性质是鉴定牛乳品质的重要指标，也是合理安排乳制品加工工艺流程的重要依据1) 乳的色泽 正常的新鲜牛乳呈不透明的乳白色或淡黄色乳的白色是由于乳中的酪蛋白酸钙-磷酸钙胶粒及脂肪球等微粒对光的不规那么反射所产生。

牛乳中得脂溶性胡萝卜素和叶黄素使乳略带淡黄色，而水溶性的核黄素使乳清呈荧光性黄绿色2) 滋味与气味 乳中含有挥发性脂肪酸及其他挥发性物质，这些物质是牛乳气味的主要构成成分这种香味随温度的升高而加强，乳经加热后香味强烈，冷却后减弱牛乳除固有的香味以外，还很容易吸收外界的各种气味，所以每一个处理过程都必须保持周围环境清洁，以防止个因素的影响3) 酸度 新鲜乳的酸度为0.15%--0.18% 〔16-18°T〕4) 比重和密度 乳的比重指在15摄氏度时的质量与同温度下同体积水的质量之比，正常牛乳比重为1.030—1.032；乳的密度是指乳在20摄氏度时的质量与同体积4摄氏度的水的质量之比，正常牛乳的密度为1.028—1.030乳的比重和密度可反映出脂肪含量，无脂干物质含量，乳挤出的时间及是否掺假5) 热学性质 在乳中掺水可使乳的冰点升高，可根据冰点测定结果推算掺水量X=(T-T1)/T*100% 式中X为掺水量，T为正常乳冰点，T1为4—3.98k被检乳冰点；乳和乳品的比热，在乳品生产过程中常用于加热量和制冷量计算，牛乳为3.94—3.98kJ/(kg*K)6) 黏度与外表张力 牛乳的黏度随温度升高而降低。

在乳的成分中，脂肪及蛋白质对黏度的影响最显著，随着含脂率和乳固体的含量增高，黏度也增高在加工中，黏度受脱脂，杀菌，均质等操作的影响4.3 UHT灭菌乳的加工工艺介绍UHT超高温灭菌乳是在本世纪60年代出现的一种产品，首先是由英国的巴顿等研究者提出其原理是根据牛奶在加热中细菌的灭菌效果〔SE〕，也就是杀孢子效率随着温度的上升，大大快于牛乳中的化学变化〔褐变、维生素破坏、蛋白质变性等〕例如在温度有效范围内，热处理温度每升高10℃，牛乳中所含细菌孢子的破坏速度性提高11-30倍〔枯草杆菌孢子致死Q10=30，嗜热脂肪芽孢子致死Q10=11，而牛乳中化学变化褐变速度仅提高2.5-3倍，Q10=2.5-3这意味着温度越高，其灭菌效果越大，而引起的化学变化很小根据巴顿通过实验结果所绘制的灭菌效果〔SE〕与褐。