年產(chǎn)9萬噸液態(tài)奶生產(chǎn)車間設(shè)計.docx

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除年產(chǎn)9萬噸液態(tài)奶生產(chǎn)車間設(shè)計學號：專業(yè)：食品科學與工程學院：化學與工程學院此文檔僅供學習與交流1.建廠理由濟南維維乳業(yè)是徐州維維食品飲料股份有限公司在滬成功上市后向乳業(yè)進軍的又一重要標志，是濟南市歷城區(qū)招商引資項目，預(yù)計將投資1.5億元建成集科研、生產(chǎn)、銷售一條龍的奶牛養(yǎng)殖加工企業(yè)。濟南維維乳業(yè)有限公司位于山東濟南東部，北臨黃河，東臨濟南機場，南臨濟青高速，西臨機場高速，交通十分便利，距市中心10公里，遠離濟南重工業(yè)區(qū)，空氣清新，水質(zhì)清純，環(huán)境幽雅無污染，經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境良好。2.建廠規(guī)模濟南維維乳業(yè)公司成立后，每年可以為濟南市帶來2000萬元的利稅，解決當?shù)?00500人的就業(yè)問題。為了發(fā)展奶源，在濟南東郊有代表性地選擇性地組建了15個奶牛養(yǎng)殖示范基地，并選用國際先進的計量瓶自動化擠奶設(shè)備，總投資約2500萬元，計劃再建一個萬頭奶牛養(yǎng)殖場，項目實施中心在濟南國際機場駐地周圍，輻射帶動歷城、章邱、濟陽、商河等本市奶牛發(fā)展重點村鎮(zhèn)基礎(chǔ)卜，可帶動農(nóng)戶1500戶一2000戶，為公司發(fā)展3萬頭奶源規(guī)模基地，帶動沿黃地區(qū)及周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展優(yōu)質(zhì)大豆生產(chǎn)基地10000畝，農(nóng)民人均純收入增加500元一1000元，增加就業(yè)人數(shù)5000余人，并帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。3.產(chǎn)品、品種、規(guī)格標準、產(chǎn)量：目前市場的主要品種集中在純牛乳和酸乳類產(chǎn)品，維維乳業(yè)根據(jù)市場需求和山東地區(qū)的消費特點，準備重點開發(fā)發(fā)酵型乳酸菌飲料，日前市場上銷售的酸乳飲料主要以調(diào)配型為主，從口感和營養(yǎng)價值上來說都不如發(fā)酵的產(chǎn)品好，維維乳業(yè)開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的活性乳酸菌飲料，主要針對少年兒童的市場，具有清涼解渴，營養(yǎng)豐富的特點，包裝形式包括利樂枕、百利包及低溫家庭乳復(fù)合袋等，預(yù)計日銷售量達150噸以上。另外根據(jù)市場需要，針對普通消費者，開發(fā)UHT牛乳和一些花色乳，預(yù)計銷售量每天大約在150噸左右，因此項目設(shè)計規(guī)模為300噸/天。4.生產(chǎn)方式：工藝和設(shè)備根據(jù)濟南當?shù)氐南M習慣和市場的發(fā)展需要，前期產(chǎn)品主要以UHT牛乳及乳酸菌飲料類產(chǎn)品為主，配套根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)能力及市場情況，年產(chǎn)純牛乳及乳酸菌飲料為9萬噸。根據(jù)年產(chǎn)量9萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品的產(chǎn)量設(shè)計情況見表2-1從我國目前乳制品的消費來看，消費量最大的是純牛乳和乳酸菌飲料，因而設(shè)計規(guī)模是年產(chǎn)中性牛乳6萬噸，乳酸菌飲料3萬噸。4.1工藝流程確定4.1.1純牛乳工藝流程純牛乳的生產(chǎn)工藝流程如圖2-1所示。4.1.2乳酸菌飲料工藝流程乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝流程如圖2-2所示。4.2工藝論證和說明原料乳的要求及檢驗4.2.1原料乳理化指標檢測制造優(yōu)良品質(zhì)的乳制品，必須選用質(zhì)量優(yōu)良的原料乳，原料乳送到加工廠時，必須進行逐車或逐批驗收，驗收時對原料乳進行嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全乳固體、細菌數(shù)等進行嚴格檢驗，必須符合下列要求:(1)采用健康母牛擠出的新鮮天然乳汁；(2)不得使用產(chǎn)前15日內(nèi)的胎乳和產(chǎn)后7天內(nèi)的初乳；(3)不得含有肉眼可見的機械雜質(zhì)；(4)具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來異味，如飼料味、苦味、臭味、霉味和澀味等；(5)為均勻無沉淀的流體，呈濃厚粘性者不得使用；(6)色澤為白色或稍帶黃色，不得有紅色綠色后顯著黃色；(7)酸度不超過20T；(8) 要求乳脂肪：3.1%，蛋白質(zhì)：2.95%，非脂乳固體：8.1%；(9) 不得使用任何化學物質(zhì)和防腐劑。4.4.2預(yù)熱殺菌原料乳在均質(zhì)之前進行預(yù)熱殺菌的目的有:(1)初步殺死大部分的細菌和致病菌，使UHT的殺菌更徹底，以保證食品的安全性，提高成品的貯藏性。(2) 抑制酶的活性，以免成品產(chǎn)生脂肪水解，酶促褐變等不良現(xiàn)象。(3) 控制乳的溫度在500C-800C，使均質(zhì)效果更好。根據(jù)以上幾點，確定牛乳的預(yù)熱殺菌溫度為650C。4.4.3殺菌純牛乳的殺菌采用國際較為先進的超高溫(ultrahightemperature,UHT)滅菌。UHT滅菌方式的出現(xiàn)，大大延長乳制品的貨架期，同時無需冷藏，不僅使產(chǎn)品從顏色的味道上得到了改善，而且提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值;乳酸菌飲料工藝中，酸奶制作采用高溫短時殺菌方式，不僅徹底殺滅了有害菌，保證乳酸菌的正常發(fā)酵，而且最大限度減少產(chǎn)品的營養(yǎng)成分的損失。再經(jīng)板式熱交換器迅速冷卻至43左右。殺菌熱處理是發(fā)酵乳制品生產(chǎn)的基本步驟之一。用于制造發(fā)酵乳制品的原料乳要求比一般消毒乳更強烈的熱處理。熱處理主要作用有:(1)殺滅乳中病原菌和噬菌體；滅活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分；減少其他微生物數(shù)量并鈍化脂肪酶。(2)排除乳中的溶解氧，降低其氧化還原電位，且產(chǎn)生一些促生長成分(如甲酸)。(3)殺菌后蛋白熱變性使乳酸菌得到更多的可利用膚和氨基酸，并形成了少量一SH基化合物，促進乳酸菌生長。4)乳清蛋白變性改善了終制品的硬度和粘度，并防止乳清析出。4.4.4發(fā)酵劑的擴培生產(chǎn)(1)乳酸菌的生長可分為四個階段:(a)緩慢期這是牛乳接種后立即進入的階段，菌種活性受阻礙是由于微生物在新的培養(yǎng)基中須調(diào)整并適應(yīng)。(b)對數(shù)期此階段菌種表現(xiàn)出最大活力，即只要生長條件適宜，菌種翻代時間最短。(c)穩(wěn)定期對數(shù)期到達一確定點后，由于缺乏營養(yǎng)和代謝物質(zhì)的積累，如乳中乳酸導(dǎo)致活性菌數(shù)恒定，即菌的死亡和生成得到平衡。(d)衰亡期主要由于不適宜的生長條件，活菌數(shù)開始下降。(2) 制備工作發(fā)酵劑的方法:本工廠發(fā)酵劑將采用三種形式制作:(a)商業(yè)公司直投式發(fā)酵劑;(b)直投式發(fā)酵劑繼代一次用于生產(chǎn);(c)采用繼代式發(fā)酵劑，即:商業(yè)發(fā)酵劑一母發(fā)酵劑一中間發(fā)酵劑一工作發(fā)酵劑（此過程必須在絕對衛(wèi)生的狀況下進行）。4.4.5接種發(fā)酵用定量泵將工作發(fā)酵劑打入經(jīng)殺菌并冷至43的乳液中。4.4.6乳酸菌飲料輔料的配制穩(wěn)定劑用5倍的白糖混合溶解，加熱到85-90保溫25-30min滅菌，再冷卻到18后待用。4.4.7乳酸菌飲料調(diào)配發(fā)酵至pH為4.2左右時，破乳并經(jīng)板式換熱器冷卻至180C，泵至混料罐加糖液調(diào)香。4.4.8乳酸菌飲料殺菌、灌裝發(fā)酵調(diào)配完成的料液，分成兩條管線:一條進意大利瑞達超高溫滅菌器滅菌后無菌灌裝成百利包，另一條進利樂超高溫滅菌器滅菌后無菌灌裝成利樂包。4.4.9純牛乳灌裝、入庫灌裝必須確保在無菌條件下進行，計量準確，封口可靠，成形完好，噴碼清晰。灌裝溫度常溫乳控制350C，正常灌裝時按千分之一比例隨機抽樣置于360C條件下做保溫實驗;家庭乳控制在80C以下。常溫乳成品進入常溫庫貯存;家庭乳進入2-6C冷庫貯存。5.工廠組成(1) 主車間為局部二層，二樓為工廠辦公室及化驗室，建有參觀走廊供參觀用。(2) 廠區(qū)其他主要建筑有宿舍樓、食堂、成品庫、浴室、廁所等。(3) 綠化情況:廠區(qū)建有花壇、草坪，主車間周圍建有綠化帶。(4) 廠區(qū)道路:主干道寬10米，兩旁種有黃楊秋、雪松等。(5) 廠區(qū)考慮到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均設(shè)有消防水籠頭及滅火器。6.工廠總占地面積和地形圖廠區(qū)占地面積32600m2，呈規(guī)則長方形，東西向約200m，南北向約170m，場地設(shè)計標高44-47m，全年主導(dǎo)風向為東北風，因此將公用設(shè)施鍋爐房，變電所等布置在廠區(qū)南面。廠區(qū)設(shè)東、北兩個出口，北端出入口為主出入口，為原料及輔助材料，成品及人流出入口；東端出入口做為輔助出入口，為煤炭、煤渣等出入口。兩個出入口通過干道相連，同時又對內(nèi)部交通運輸不產(chǎn)生干擾。廠區(qū)道路布置成環(huán)路，主干道寬8m，次干道寬4m,轉(zhuǎn)彎半徑為9m，滿足消防要求。考慮到乳品加工廠的生產(chǎn)特點，擬將本廠建成環(huán)境優(yōu)美的花園式單位，利用一些不規(guī)則地形和沿廠區(qū)道路種植適合本地生長的常綠喬木，載種草皮，布置兩個大花園，與本期工程配套的辦公及生活設(shè)施已由一期工程考慮或另行征地解決?？偲矫嬷饕O(shè)計指標如表3一1所示。7.工廠總的建筑面積和要求根據(jù)乳制品生產(chǎn)工藝要求，需以下建筑物或構(gòu)筑物：(1) 主生產(chǎn)車間：利樂枕、百利包及家庭袋裝乳生產(chǎn)線。(2) 原、輔材料庫:存放生產(chǎn)用的輔料及包裝材料。(3) 成品倉庫：存放生產(chǎn)成品用。(4)水處理間：提供液態(tài)乳生產(chǎn)配料用的凈化水。(5)低溫庫：存放家庭乳成品用。(6)空壓機房：提供某些設(shè)備自動化控制所需的壓縮空氣及生產(chǎn)過程中的需求。(7)化驗室：原輔材料的檢驗及車間成品的理化指標和微生物的檢測。(8)更衣室、衛(wèi)生間:供車間工人使用。(9)鍋爐房：提供生產(chǎn)所需要的蒸汽。(10)配電室：提供生產(chǎn)用電。根據(jù)以上建筑物功能的區(qū)分和工藝要求，車間生產(chǎn)過程如圖3-1所示:8. 公用設(shè)施給排水、電、汽、通風、采暖及“三廢”治理要求8.1電估算為了合理設(shè)計選擇變配電設(shè)備及供電系統(tǒng)中各組成元件，需要根據(jù)用電設(shè)備的容量對有關(guān)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。結(jié)合本廠實際，對生產(chǎn)過程用電量采用計算的方法，保證用電量的準確性。計算方法和步驟如下:(1)水處理系統(tǒng)耗電量:P1=30kW(2)溶糖、穩(wěn)定劑耗電量:PZ-102kW(3)脫氣、均質(zhì)、殺菌系統(tǒng)耗電量:P3=SOkW(4)CIl耗電量:P4=20kW(5)灌裝機耗電量:P5=80kW(6)冷庫耗電量:P6=60kW(7)空調(diào)耗電量:P=18kW(8)其他耗電量:Pg=6.2kW車間最高耗電量為P=366.2kW。故裝機容量選為400kWo8.2用汽量估算用汽量計算的目的在于定量研究生產(chǎn)過程，為過程設(shè)計和操作提供最佳化依據(jù)。通過用汽量計算，計算生產(chǎn)過程能耗定額指標。應(yīng)用蒸汽等熱量消耗指標.可對工藝設(shè)計的多種方案進行比較，以選定先進的生產(chǎn)工藝。用汽量計算也是組織和管理、生產(chǎn)、經(jīng)濟核算和最優(yōu)化的基礎(chǔ)。用汽量計算的結(jié)果有助于工藝流程和設(shè)備的改進，達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。結(jié)合本廠實際，對生產(chǎn)過程用汽量采用計算的方法，保證用汽量的準確性。計算方法和步驟如下:(1)溶糖、穩(wěn)定劑耗汽量:Gl=60kg/h(2)水處理耗汽量:q=1200kg/h(3)脫氣、均質(zhì)、殺菌總耗汽量:G3-1000kg/h(4)CIP耗汽量:G4=67kg/h(5)灌裝機耗汽量:G5=56kg/h設(shè)備總耗汽量:G=2383kg/h公司已建成3臺10噸鍋爐完全可滿足車間的用汽。8.3管路的選徑根據(jù)流體在管內(nèi)的流量、流速與管徑之間的關(guān)系即可計算出管道的內(nèi)徑d=18.8d一管道內(nèi)徑(mm)Q一流體流量(m3/h)W流體的流速(m/s8.4自來水管直徑的計算采用炭鋼管，查表取流速2.Sm/s,d=18.8J丫Q/V一18.8寸50/2.5=84故自來水總進水管徑選為DN1008.4.1冰水管直徑的計算采用鍍鋅管，查表取流速3m/s,d=18.8甲Q/V一18.8習50/3=76故選用冰水總管徑為DN768.5蒸汽管直徑的計算采用鍍鋅管，查表取流速25m/s,d=18.8寸Q/V一18.8習1100/25一124根據(jù)車間的最大耗汽量，故選用總蒸汽管徑為DN1258.5.1清洗管路直徑的計算采用鍍鋅管，查表取流速3m/sd=18.8寸Q/v一18.8J召50/3=76故選用清洗總管徑為DN808.6管路安裝布置原則：滿足生產(chǎn)需要，易于操作安裝，盡量縮短管線，盡量集中布置，并沿墻壁、柱子邊等，架空鋪設(shè)的管道應(yīng)不影響車輛和行人通過。具體設(shè)計是公用管路自來水、蒸汽、冰水、壓縮空氣高度為4000mm，物料管路、純水管路、清洗管路設(shè)計高度為3800mm，各設(shè)備分支管路設(shè)計標高3600mm(電纜橋架設(shè)計標高4200mm)o8.7污水處理8.7.1厭氧發(fā)酵技術(shù)厭氧發(fā)酵是自然界物質(zhì)和能量循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，利用厭氧消化技術(shù)是保護生態(tài)環(huán)境，維護自然界良性循環(huán)的重要的有效方法，意義重大。可以實現(xiàn)能量的再生，提高有機廢水的可生物降解性，有利于后續(xù)處理。目前，國內(nèi)外運用的比較多的厭氧處理技術(shù)主要是以下三種方法:折流式厭氧反應(yīng)器、完全混和式厭氧接觸工藝、UASB反應(yīng)器。8.7.1.1折流式厭氧反應(yīng)器折流式厭氧反應(yīng)器是在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置檔流板，拌作用實現(xiàn)廢水和微生物的混和。其流程如圖9-1使水流不斷改變方向，借助水力攪拌。8.7.1.2完全混和式厭氧接觸工藝完全混和厭氧接觸工藝是對傳統(tǒng)的完全混和反應(yīng)器的改進，使SRT大于HRT，有效的增加了反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度，提高了反應(yīng)器的容積負荷。厭氧接觸工藝的流程見圖9-2：9. 交通運輸條件、吞吐量臨近郊區(qū)，交通運輸條件良好，吞吐量較大，工廠設(shè)計能滿足需求。10.投資估算車間及辦公樓共投資690萬元，K,=690萬元10.1.2用于購置各種設(shè)備、工具和器具的費用(1) 國產(chǎn)設(shè)備:798萬元(2) 百利包無菌灌裝系統(tǒng):295X6=1760萬元(3) 利樂枕灌裝系統(tǒng):700X6=4200萬元共計K2=6758萬元10.1其他費用(土地費、人員培訓(xùn)費、勘察設(shè)計費等(1)土地費:380萬元(2)人員培訓(xùn)費、勘察設(shè)計費為100萬元共計K3=480萬元故生產(chǎn)總投資為:K總=K,+K2+K3=7928萬元10.2年經(jīng)營費用的計算10.3折舊費和大修費設(shè)運輸及相鄰部門投資200萬元，則全廠固定資產(chǎn)總投資為7928+200=8128萬元設(shè)固定資產(chǎn)折舊后預(yù)計殘值為原投資的5%設(shè)固定資產(chǎn)清理費為原投資的1%取設(shè)備使用年限為15年則年折舊額一(固定資產(chǎn)一預(yù)計殘值+預(yù)計清理費)令預(yù)計使用年限=520.19萬元10.4原材料、燃料消耗費用按每天300噸產(chǎn)量計算，全年滿負荷生產(chǎn)100000噸，鮮乳、輔料、包裝材料均以現(xiàn)行市場價計算。(1)原材料總消耗20480萬元(財務(wù)部計算)(2)燃料、動力等，每噸消耗按80元計算，則總消耗為73000X50=584萬元(3)職工工資費用:人均工資按12000元/年計算，則工資總額為300X12000=360萬元(4)管理費、其他費用等等(維修費、次品損失費、車間經(jīng)費等):據(jù)財務(wù)提供，按(1)和(3)的3%。計算，及(20480+360)X3%=625.2萬元共計22049.2萬元11.利潤、利潤率、投資回收期計算11.1利潤牛乳銷售收入市場價按4000元/噸計算(不含稅價)，銷售費用為銷售收入的35%，銀行貸款月利率為6%0，設(shè)流動資金占固定資產(chǎn)的20%。則年利潤一銷售總收入一生產(chǎn)總成本一財務(wù)費用一銷售費用=100000X0.40-(22049.2+520.19)-8128X(1+20%)X6%0X12+100000X0.40X35%=2710.35萬元11.2利潤率(1)資產(chǎn)利潤率=2710.35/8128X100%=33.33%(2)銷售利潤率=2710.35/(100000X0.4)=6.78%10.3.3投資回收期投資回收期一固定資產(chǎn)總額/年利潤=8128/2710.35=3.00年11.3生產(chǎn)盈虧平衡點盈虧平衡點一年固定成本令(不含稅收入一可變成本)=(520.19+360+625.2+702.26):(40000一20480一584)X100%=11.67%11.4小結(jié)(1)該項目生產(chǎn)總投資為7928萬元;(2)固定資產(chǎn)年折舊費和原材料、燃料消耗費分別為520.19萬元、22049.2萬元;(3)利潤率較高，資產(chǎn)利潤率和銷售利潤率分別為33.33%,6.78%;(4)盈虧平衡點低，為設(shè)計能力的11.67%，產(chǎn)量盈虧平衡點為11620噸;(5)經(jīng)營安全率達55.11%;(6)投資回收期為3.00年。12.參考文獻1俞國光，黃裕麟.食品工廠設(shè)計基礎(chǔ)M.北京:輕工業(yè)出版社，1990.2彭倍勤，朱妙青譯.食品工程數(shù)據(jù)手冊M.北京:中國輕工業(yè)出版社，1995.3高福成.乳品工程原理M.北京:中國輕工業(yè)出版社