嬰兒配方奶粉工藝設計

1、概述設計說明書082040811232噴霧枯燥法生產(chǎn)嬰兒配方奶粉工藝500kg/h工程來源 本次設計是食品工藝學這門課課程設計的組成工程的工程，每人一題，沒有自選過程。國內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀 脫鹽乳清粉或乳清蛋白粉、乳糖、植物油、礦物質(zhì)、微量成分，經(jīng)濃縮、噴霧枯燥所制 成；干法工藝是以全脂乳粉脫脂乳粉、脫鹽乳清粉或乳清蛋白粉、乳糖、植物油、礦 地供給外，脫鹽乳清粉、乳清蛋白粉、乳糖全部由國外進口。乳清粉是由生產(chǎn)干酪、干酪素的副產(chǎn)品“乳清”制成的，其主要成分是乳糖、乳清蛋白。乳清含礦物質(zhì)灰分比較多，由于高礦物質(zhì)會增加嬰幼兒腎臟的負擔，故生產(chǎn)嬰幼兒乳粉所用乳清粉必需經(jīng)過脫鹽。按脫鹽程度分，有脫鹽 40%6

2、0%70%90%70% 產(chǎn)嬰幼兒配方乳粉開頭就制定有產(chǎn)品質(zhì)量標準。1983 年，輕工業(yè)部首次公布行業(yè)標準QB869 83食品的養(yǎng)分和衛(wèi)生指標；1989GB1076589嬰兒 111997GB107677 項指標，并要求乳糖占碳水化合物量的 90%2022 年，第三次對嬰幼兒配方食品標準進展修訂，這修訂參照了國際食品法典委員會標準和國際一些先進企業(yè)的標準4164 項指標，較舊標準又增加了很多的內(nèi)容，如：增加了a產(chǎn)品是處在同一個技術等級層面的。目前國外不僅爭辯生鮮牛乳加工成的嬰兒配方奶粉 加工技術。承受國外閱歷或引進國外設備，經(jīng)過近5 年的努力，目前，國內(nèi)相關企業(yè)已經(jīng)把握 賜予其較高的附加值。1、

3、枯燥技術技術是一個趨勢。2、殺菌技術殺菌技術等在中車已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化，另外一些技術則正在樂觀爭辯之中。王志高等爭辯了陶瓷膜過濾牛初乳過程的污染阻力0.20.5、0.8um 膜過濾阻力的形成及其對水滲透通量和蛋白截留率的影0.2um0.50.8um 兩種孔徑的陶瓷膜則是濃差極化阻力占主導地位的污染.對蛋白截留率進展模型推想，推想結果與實測結果較為全都，試驗過程中 3 種孔徑的膜對細菌的截留率都幾乎達100%。王浩等爭辯了輻照對牛初乳中主要微生物的影響檢測，結果說明：當輻照劑量到達 8KGy 時，已根本能完全殺死牛初乳粉中的微生物，且輻照劑量與微生物存活量之間呈線性關系。 滅菌效果，細菌致死率在99

4、.9%以上。脈沖磁場殺菌是一種非熱殺菌技術，能最大限度的保 留食品的色、香、味及養(yǎng)分成分，且殺菌時間短，效率高能耗低，節(jié)約能源。王麗穎等爭辯了高壓脈沖電場處理牛初乳的可能性也證明白該技術的可行性 357000v44mL/min,此時處理后樣品中IgG3、分別技術IgG 的技術顯示出確定工業(yè)化應用潛力。但是，對于初乳中生長因子、Colostrinin(即 PRP)等小蛋白成分的分別技術照舊進展不大。本工藝技術特點 本次工藝大致可分為三個階段原料乳驗收與儲存階段商可以供給相應的設備，形成一條完整，高效的生產(chǎn)工藝。 去的細小污物及芽孢分別；儲存處理過的原料乳應當留意溫度應當在4以下，以防止原料 氧化

5、。間的閥門，故對工件的耗損比較大。在乳粉的生產(chǎn)階段原料乳的殺菌可以承受低溫殺菌高溫短時殺菌或超高溫瞬時殺菌。選擇殺菌條件與設備和枯燥方法有關噴霧枯燥制造乳粉一般承受高溫短時間殺菌法其 殺菌設備與濃縮設備相連。假設使用列管式殺菌器，通常承受的殺菌條件為8085/5 10min。板式殺菌設備，選用 8085/15s。假設承受超高溫瞬時殺菌裝置為 130135/24s 物全部殺死，而且，如蛋白質(zhì)可以到達軟凝塊化，養(yǎng)分成分破壞度小等優(yōu)點。需指出的是， 是使用的效數(shù)過多實際上是不行能實現(xiàn)的。經(jīng)過濃縮可以節(jié)約枯燥室加熱蒸汽和動力消耗， 提高枯燥設備力氣，降低生產(chǎn)本錢。另外經(jīng)濃縮的乳粉噴霧枯燥成乳粉后，其粒

6、子較粗大， 給制品帶來不良影響，影響保藏性能。濃縮乳的濃度越高，制成的乳粉氣體含量越低 利于保藏。 受熱時間短，乳粉具有很高的溶解度?？菰镞^程溫度低，乳粉質(zhì)量好。承受順流枯燥流程， 超過 5060，對全脂乳粉的色、香、味、養(yǎng)分成分及維生素影響微小?？菰镏袧裎锪吓c 高勞動效率。噴霧枯燥的主要缺點是設備的熱效率低只有35、枯燥室體積浩大、 104r/min 以上的離心機造價高，但其適 桿泵定量進料的，泵與無級變速器連接，便于調(diào)整流量。微粉的回收普遍承受旋風分別器， 而旋風分別器的應用和分別器數(shù)量盡可能削減正引起設計人員的興趣。使用較高的熱風溫 燥塔的體積和旋風分別器等附屬設備的尺寸，到達節(jié)約投資和

7、降低運轉(zhuǎn)費用的目的。另外， 利用排出的廢氣來預熱空氣進口，可提高熱效率，這種方法已經(jīng)通過熱交換器實行了多年， 206左右。乳粉包裝處理的充氮包裝是嬰兒乳粉為保證其質(zhì)量而必需承受的一種技術止乳粉中脂肪氧化，抑制其中可能的細菌生長，并且延長其貨架期。物料橫算及能量橫算原料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的物料總說明的養(yǎng)分元素越來越加全面、豐富，同時也越來越接近母乳養(yǎng)分。比方除鈣、磷、鐵、碘、鋅等常規(guī)元素外，還參與了維生素A、D、E、維 C、B 族維生素以及母乳中所特有的葉酸、泛酸等。由于消費者的特別性，嬰幼兒奶粉和一般奶粉有著不少不同處。由于嬰幼兒的消化系統(tǒng)發(fā)育尚不完全，不能直接食用牛乳或一般奶粉，所以嬰幼兒奶粉

8、調(diào)整了蛋白質(zhì)、脂肪及乳糖的比例，使其適合于嬰幼兒的消化與吸取。同時，嬰幼兒奶粉中還添加多種養(yǎng)分物質(zhì)，使之能夠滿足不同生長時期嬰幼兒的養(yǎng)分需要。單元操作物料橫算一 1.噴霧枯燥段物料衡算G1=G21W21W1G1每小時噴霧量 kg/h G2每小時產(chǎn)量 500kg/hW1產(chǎn)品含水量 2.5 W2濃奶含水量 5211G =500 10.025/10.52 =1015.625 kg/hW=G G =1015.625 11W水分蒸發(fā)量 kg/h2L=W (H H )=515.625 0.03768 0.00726 2=16950.1972 kg/ /hov穎空氣體積流量 V =L H =16950.19

9、72 0.8387=14216.1304 m3ov1v熱空氣體積流量 V =L H =16950.1972 1.239=21001.2943 m31v2v排出氣體體積流量 V =L H =16950.1972 1.0594=17957.0389 m32v2 噴霧枯燥段關心設備物料衡算空氣過濾器的選型計算F=LV mF過濾面積m過濾強度 40008000 m 3/h取5000L空氣流量16950.1972kg/hV空氣比容0.8387 m 3/h 干空氣F=16950.1972 0.8387 5000=2.84 取整 3 核算 m=L VF=16950.19720.83873=4738.7 m3

10、/ h空氣阻力 H =0.5SV 1.8fS濾層厚度，常取 10cmV過濾速度為 m/3600 m/sf過濾時一局部孔被堵，導致 H 上升，至確定程度 715720時取下清洗選型：板式過濾器，中空泡沫塑料過濾面積：3 阻力降 7.814fk空氣加熱器k需要加熱量 Q=2556928.326 kJ/h=L I 1I1需1I12=16950.1972 181.861 38.554 95傳熱效率t1t2TsTo000003飽和蒸汽溫度 Ts=170 空氣平均溫度 T=to+t12=20+160 2=90此時空氣=0.972kg/m 3選型號為： SRZ156D旋風分別器進風速度 ui1525 m/s

11、取20m/s進風口截面積 F=AB=D 2/8=0.2429 D=1.41m 取 1.5m5 風機的選型送風機 472116C轉(zhuǎn)速2240r/min效率 91 功率 14.1kw47211 8C1800r/min 效率 91 功率 30.8kw1.弄縮段物料衡算G3=G41W41W3G3每小時處理鮮奶量 kg/h G4每小時送入噴霧枯燥系統(tǒng)的奶量1015.625kg/h W387.4W4濃奶含水量 55 G3=1015.62510.5510.874=3627.23kg/h500kg3630kg單元操作熱量衡算1tP1.1穎空氣狀態(tài)參數(shù) =20 tPosooH濕度=0.00726kg kg水/k

12、g絕干氣 熱焓 =38.554kJ/kgHoo濕比容 V=0.8387m3濕空氣/kg絕干氣Hot加熱后空氣狀態(tài)參數(shù) =60 濕度 =0.00726kg水/kgt11熱焓 I=181.861KJ/kg絕干氣 濕比容V=1.239m3濕空氣/kg干空氣1H1輸入噴霧枯燥系統(tǒng)的熱量穎空氣輸入Q =LI =16950.197238.544=653328.40kJ/h1O21Q =L I I =16950.1972181.86138.54421=2429251.412kJ/h濃奶帶入的熱量Q =176490.7kJ/h3112總熱量Q =Q +Q +Q 1121134W =G G =3627.2310

13、15.63=2611.6kg/hW 134512Q =Wet t =2611.64.27043512三殺菌段熱量衡算633Q =Ge(t t )=3627.234.213570633四預熱段熱量衡算735Q =G et t =3627.234.2654735五總熱量衡算Q=Q + Q + Q + Q =5474723.057kJ/h1567工藝流程原料乳的收購與檢驗干酪乳清及脫脂乳分別稀奶油2 加熱，真空脫氣26 電滲析或離子交換處理稀奶油4 脫脂乳乳糖分解物滋養(yǎng)糖6 均質(zhì)化乳維生素AD 等熱穩(wěn)定維生素5 精制植物脂肪組成的標準化胱氨酸及鐵鹽貯存凈乳混合均勻均質(zhì)殺菌濃縮混合均質(zhì)噴霧枯燥一級流化

14、床噴涂卵磷脂二級震驚流化床過篩干混可溶多糖及熱不穩(wěn)定維生素混合機攪拌過篩稱量裝罐充氮封罐檢驗操作要點27 CIP 清洗原料乳的收購與檢驗：乳粉P336 收奶過程：原乳檢驗稱重貯存冷卻(10)，酸度18，溫度10，雜質(zhì)度4mg/kg此處為從奶槽車收乳;有用食品加 工技術P328 牛乳的脫氣不同處理階段的牛乳均需脫氣奶槽車上安裝脫氣設備；乳品廠收奶間流量計前安裝脫氣設備；儲乳為保證連續(xù)生產(chǎn)，儲乳缸為不銹鋼制作為防止乳 在罐中升溫，應有絕緣層或冷夾層，并配有攪拌器、視孔、人孔及溫度計、液位計；為避開泡沫的產(chǎn)生，儲乳是從罐底進料的為了避開脂肪球的魔草作用一般不用正位移泵。罐要 裝滿，半罐易升溫。絕緣性

15、能以儲乳19 小時以上，升溫2 到2為標準。實際過程為 奶槽車采樣檢驗磅奶槽受奶槽52雙聯(lián)過濾器120離心凈乳機6000g冷卻儲存4以下。其中凈化 乳粉P252離心凈乳機自動排渣凈乳機。加熱、真空脫氣 進一步處理牛乳的過程中，應使用真空脫氣罐脫氣工作時將牛乳預熱到后，泵入真空脫氣罐，則牛乳溫度降到一般脫氣的牛乳在條件下進展分別稀奶油，標準化和均質(zhì)。分別稀奶油乳粉6 承受密閉式無沫分別，通過調(diào)整稀奶油出口流量打算脫脂乳脂肪含量；通過三通管使稀奶油重回脫脂乳，而雜質(zhì)沉積排解同凈乳機乳中完成標準化。4、5儲奶缸 食工，夏文水P250 混合攪拌，參與精制植物脂肪，此處溫度視生產(chǎn)速度而定，一般小于10，

16、儲存24 小時均質(zhì) 乳粉P248 55 到 80，壓力10 25MPa貯存 在此處進展組成的標準化，參與乳糖分解物，滋養(yǎng)糖，VA、VD,胱氨酸及鐵鹽等，10，24 小時2 離心凈乳機7 間歇式離心凈乳機工廠化生產(chǎn)g 以上混合均勻 儲奶缸10均質(zhì) 乳粉P1946570，1520MPa，3.55MPa，高壓二級均質(zhì)，并儲奶殺菌 有用食品加工技術P356 超高溫板式瞬時殺菌 135 ，4S。 乳粉P272 產(chǎn)品在加工過程中是不能沸騰的，由于產(chǎn)品沸騰后所產(chǎn)生的蒸汽將占據(jù)管道內(nèi)確實定容積， 從而削減物料的滅菌時間，使得滅菌效率降低。在間接加熱系統(tǒng)中，沸騰往往產(chǎn)生于 1350.2MPa 的負壓。但是液體乳

17、中有確定比例的空氣，在間接 汽壓，由閱歷知，應提高0.1MPa，由此應提高到0.4MPa 的負壓。由于產(chǎn)品在流淌的過程中壓力下降，則在滅菌段之前的產(chǎn)品壓力應當高于0.4MPa。 P277 特點 系統(tǒng)中需要運用墊圈傳熱面很薄，易形成腐蝕形成孔洞，造成對物料的污染。濃縮 有用食品加工技術P360 三效降膜式蒸發(fā)器真空度 6.6669.333104Pa，溫度3540，濃縮至原體積的1/4，其固形物約為45 乳粉P284為了避開乳蛋白發(fā)生變性，第一效的沸點溫度一般把握在 6870，但最終一效中牛乳的沸點溫度把握在 43以上。牛乳在蒸發(fā)器中不循環(huán)，這樣在氣液分別中形成的泡沫量就比較少，從而可以削減由于霧

18、沫夾帶而造成的損失?；旌咸砑觼営退?、抗氧化劑，脂溶性維生素于儲奶缸中混合均質(zhì) 有用食品加工件技術P360 514MPa，使脂肪球裂開細化并均勻地分散于濃縮乳中。噴霧枯燥 有用食品加工技術P360 立式四噴頭噴霧枯燥塔，噴嘴直徑約34mm。噴霧壓力約。進風溫度0 度左右乳粉9濃縮乳，4045601530 9095，熱風溫度降到 7595P280 壓力式噴霧枯燥承受三柱塞往復泵，壓力范圍在10.610424.6104Pa，霧化角約為70，枯燥室一般有0.0010.004MPa 負壓的枯燥室內(nèi)進展，避開粉塵飛揚。開機前應對設備及管路進展徹底的消毒，生產(chǎn)完畢后 應對設備及管路進展清掃，清洗和消毒殺菌。

19、枯燥室在工作前應先開風預熱，保持90，20 分鐘左右。噴霧時保持濃乳溫度 50左右，不應使?jié)饪s乳溫度過低。高壓泵壓力保持均勻穩(wěn)定，把握在 13.7314.72MPa。應依據(jù)熱風溫度，噴嘴孔徑，噴霧壓力噴頭數(shù)量來調(diào)整噴霧量， 和生產(chǎn)效率，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和增加本錢。排風溫度一般保持在8085，相對濕度 1012升，至確定程度715720時取下清洗，選用板式過濾器，中空泡沫塑料。 空氣加熱1403.3m 左右。 旋風分別器 選標準型切線入口旋風分別器，干式法回收，進口風速20m/s0.25 風機 I 送風機 風量應有1020的富有。 II 1530。一級流化床 有用食品加工技術P359 乳粉在一級流

20、化床中附聚P295 流化床枯燥的第一段為枯燥段，100120的水分含量。噴涂卵磷脂 有用食品加工技術P359 70卵磷脂，卵磷脂的用量為為乳粉量的 0.20.3，允許參與量為0.4。用量假設超過0.5，就能嘗出卵磷脂的味道。卵磷60的無水乳脂溶液。二級震驚流化床 有用食品加工技術P359。震驚流化床孔板的截面積取決于噴霧枯燥角度，這樣可以使乳粉在孔板上產(chǎn)生拋擲運動，有利于附聚和熱交換P295 ，用1015左右的冷空氣將乳粉冷卻。流化床內(nèi)乳粉的厚度不能過厚，一般乳粉厚度把握在100200mm。乳粉在二段流化床中滯留時間一般為15 分鐘左右。食品工藝上冊P285冷卻床所需的冷風量較少故可使冷卻的空氣來冷卻乳粉因而冷 卻效