年產(chǎn)200噸乳粉的工廠設(shè)計(jì)說(shuō)明

...PAGE１１/NUMPAGES12目錄TOC\o"1-3"\h\u0.總論１1.工藝流程的確定２1.1工藝流程：２1.2主要技術(shù)３2.產(chǎn)品方案確定４3.物料衡算４4.物料平衡圖（每班）５5.設(shè)備選型６5.1室外貯乳罐６5.2室貯乳罐６5.3乳泵６5.4均質(zhì)機(jī)７5.5殺菌設(shè)備７5.6濃縮設(shè)備８5.7噴霧干燥設(shè)備８5.8篩分機(jī)９5.9包裝設(shè)備９5.10CIP清洗設(shè)備９個(gè)人小結(jié)１０參考文獻(xiàn)１１0.總論乳品工業(yè)涉與千家萬(wàn)戶，關(guān)系國(guó)計(jì)民生。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)乳品工業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，貨源充足，市場(chǎng)繁榮。在我國(guó)加入了WTO的今天，把握我國(guó)乳品工業(yè)的現(xiàn)狀，探討我國(guó)乳品工業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，分析其發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)乳品工業(yè)持續(xù)、平穩(wěn)和健康發(fā)展，提高其國(guó)際、國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力和增進(jìn)我國(guó)人民的健康水平等方面，具有重大意義。乳粉是以新鮮乳為原料或以新鮮乳為主要原料，添加一定數(shù)量的植物或動(dòng)物蛋白，脂肪，維生素，礦物質(zhì)等配料，經(jīng)殺菌，濃縮，干燥等加工工藝除去乳中幾乎所有的水分，干燥而制成的粉末。主要可分為全脂乳粉，脫脂乳粉，速溶乳粉，配制乳粉，加糖乳粉以與其它乳粉等幾類。目前，在乳制品中，奶粉類產(chǎn)品為39.08萬(wàn)噸，占總產(chǎn)69.2%，其中全脂奶粉約有8.2萬(wàn)噸，占21%，加糖奶粉約為17萬(wàn)噸，占43%；脫脂奶粉約為0.8萬(wàn)噸，占0.2%；嬰兒配方奶粉約為6.3萬(wàn)噸，占16%；其它奶粉約7萬(wàn)噸，占18%。

就目前已有的技術(shù)和設(shè)備，已使加工的乳粉在很大程度上保持了牛乳的風(fēng)味、色澤和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并具有良好的速溶性?，F(xiàn)在，乳粉的生產(chǎn)除最大限度的保存牛乳的營(yíng)養(yǎng)成分和速溶性外，更注重對(duì)牛乳營(yíng)養(yǎng)成分的調(diào)整，使其更符合不同生理狀況人群的營(yíng)養(yǎng)需要，生產(chǎn)出母乳化嬰兒乳粉、強(qiáng)化乳粉等新品種。另外，牛乳的濃縮干燥單元操作是乳品工業(yè)中消耗熱源最多的工程。在能源日益匱乏的今天，研究濃縮、噴霧干燥過(guò)程中的節(jié)能技術(shù)也有著長(zhǎng)遠(yuǎn)意義。乳粉的生產(chǎn)方法主要有冷凍法和加熱法。冷凍法又可以分為離心冷凍法和升華法。而加熱法又包括平鍋法，薄膜干燥法以與噴霧干燥法。生產(chǎn)出的乳粉需符合以下三個(gè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。1.感官指標(biāo)：呈淡黃色的干燥粉末，不應(yīng)有凝結(jié)的硬塊與其它雜質(zhì)，具有消毒牛乳的滋味和氣味。2.理化指標(biāo)：水分不高于3.00%，脂肪不低于26%，復(fù)原乳酸度不高于20T，溶解度指數(shù)不低于1.5毫升，雜質(zhì)度不高于16ppm,鉛（以pb計(jì)）不高于0.5ppm，銅(以cu計(jì))不高于4ppm,汞（以Hg計(jì)）不高于0.03ppm，六六六不高于0.3ppm，DDT不高于0.2ppm。3.微生物指標(biāo)：雜菌數(shù)不大于50000個(gè)／克，大腸菌群（近似值）不大于90個(gè)／100克，致病菌不得檢出。只有以上三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均合格，才可投入市場(chǎng)銷售。乳粉質(zhì)量與保存的環(huán)境條件有著密切關(guān)系,為了提高乳粉的質(zhì)量,在貯存中必須注意以下幾個(gè)問(wèn)題。1.乳粉在貯藏時(shí),應(yīng)放在干燥低溫處,嚴(yán)防日曬,庫(kù)溫應(yīng)保持在8～10℃;空氣濕度不能超過(guò)70％,如果地面濕度過(guò)大,可撒一層石灰或鋸末加以解決。2.乳粉箱不能接觸地面,必須墊高離地10厘米,距墻壁20厘米遠(yuǎn),箱與箱之間應(yīng)保留一定空隙,使空氣流暢。中國(guó)乳制品行業(yè)起步晚，起點(diǎn)低，但發(fā)展迅速。特別是改革開(kāi)放以來(lái)，奶類生產(chǎn)量以每年兩位數(shù)的增長(zhǎng)幅度迅速增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1%的同期世界平均水平。中國(guó)乳制品產(chǎn)量和總產(chǎn)值在最近的10年增長(zhǎng)了10倍以上，已逐漸吸引了世界的眼光，但同時(shí)，中國(guó)人均奶消費(fèi)量與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，甚至與世界平均水平相比，差距都還十分懸殊。令人鼓舞的是，近兩年政府出臺(tái)了一系列有利于乳業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的政策，中國(guó)乳制品行業(yè)正面臨增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變，以市場(chǎng)化、法制化、規(guī)化的不破壞資源生態(tài)的生產(chǎn)方式，從源頭抓起，從整個(gè)乳業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈抓起，以現(xiàn)代的營(yíng)銷觀念，去迎接新一輪高品質(zhì)發(fā)展周期的到來(lái)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)外開(kāi)放的進(jìn)一步擴(kuò)大和加入WTO后游戲規(guī)則的正式履行，我國(guó)生產(chǎn)力水平較低和集約化程度不高的乳品工業(yè)將面臨國(guó)際國(guó)市場(chǎng)雙重競(jìng)爭(zhēng)的壓力和挑戰(zhàn)；但國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速、持續(xù)發(fā)展又為奶業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了日益寬松的環(huán)境；市場(chǎng)需求日益旺盛和多樣化，也給乳品工業(yè)發(fā)展帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景；對(duì)外開(kāi)放和人世環(huán)境也將有利于我國(guó)乳品工業(yè)更廣泛地參與國(guó)際分工與合作，我國(guó)乳品工業(yè)也面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。未來(lái)我國(guó)乳品工業(yè)應(yīng)苦練功，提高規(guī)模效益，提升產(chǎn)品綜合質(zhì)量和加大科技投入，以抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)。1.工藝流程的確定1.1工藝流程：原料驗(yàn)收過(guò)濾凈化冷卻貯乳標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)熱殺菌濃縮噴霧干燥冷卻篩分包裝裝箱檢驗(yàn)產(chǎn)品入庫(kù)1.2主要技術(shù)(1)原料乳驗(yàn)收和預(yù)處理：原料乳必須新鮮，不能混有異常乳，比重應(yīng)為1.028～1.032(20℃)，酸度不超過(guò)20°T，含脂率不低于3.1%，乳固體不低于11.5%。雜菌數(shù)不超過(guò)20萬(wàn)個(gè)/毫升。合格牛奶要進(jìn)行過(guò)濾和凈化等處理。(2)標(biāo)準(zhǔn)化：必須是標(biāo)準(zhǔn)化乳中的脂肪含量與非脂乳固體之比等于產(chǎn)品中的脂肪含量與非脂乳固體之比，使其符合產(chǎn)品要求，保持產(chǎn)品的一致性。(3)預(yù)熱殺菌：目的是殺死乳中微生物和破壞酶的活性。一般采用高溫短時(shí)間殺菌法，或超高溫瞬時(shí)間殺菌法。若使用片式或管式殺菌器，通常采用的殺菌條件為80～85℃、保持30秒鐘，或95℃，保持24秒鐘。若用超高溫瞬時(shí)殺菌裝置，則為120～150℃，保持1～2秒鐘。(4)濃縮：原料乳經(jīng)殺菌后，應(yīng)立即進(jìn)行真空濃縮。濃縮至原料乳體積的1/4左右，乳固體含量為40～50%。濃縮后的乳溫一般均為47～50℃，這時(shí)濃縮乳的濃度應(yīng)為14～16°Βé，濃縮設(shè)備采用雙效真空蒸發(fā)器。(5)噴霧干燥：先將過(guò)濾的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸進(jìn)，通過(guò)空氣加熱器加熱至130～160℃后，送入噴霧干燥室。同時(shí)將過(guò)濾的濃縮乳由高壓泵送至噴霧器或由奶泵送至離心噴霧轉(zhuǎn)盤(pán)，噴成10～20微米的乳滴與熱空氣充分地接觸，進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換和質(zhì)交換，迅速地排除水分，在瞬間完成蒸發(fā)，干燥。隨之沉降于干燥室底部，通過(guò)出粉機(jī)構(gòu)不斷地卸出，與時(shí)冷卻。最后進(jìn)行篩粉和包裝。(6)出粉、冷卻：噴霧干燥室的乳粉要求迅速連續(xù)地卸出與時(shí)冷卻，以免受熱過(guò)久，降低制品質(zhì)量。乳品工業(yè)常用的出粉機(jī)械有螺旋輸送器、鼓型閥、渦旋氣封閥和電磁振蕩出粉裝置等。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，是將出粉、冷卻、篩粉、輸粉、貯粉和稱量包裝等工序聯(lián)接成連續(xù)化的生產(chǎn)線。出粉后應(yīng)立即篩粉和晾粉。使制品與時(shí)冷卻。噴霧干燥乳粉要求與時(shí)冷卻至30℃以下。目前一般采用流化床出粉冷卻裝置。(7)稱量與包裝：乳粉冷卻后應(yīng)立即用馬口鐵罐、玻璃罐或塑料袋進(jìn)行包裝。根據(jù)保存期和用途的不同要求，可分為小罐密封包裝、塑料袋包裝和大包裝。需要長(zhǎng)期保存的乳粉，最好采用500克馬口鐵罐抽真空充氮密封包裝，保藏期可達(dá)3～5年。如果短期銷售，則多采用聚乙烯塑料袋包裝，每袋500克或250克，用高頻電熱器焊接封口。小包裝稱量要求精確、迅速，一般采用容量式或重量式自動(dòng)稱量裝罐機(jī)。大包裝的乳粉一般供應(yīng)特別需要者，也分為罐裝和袋裝。每罐重12.5千克；每袋重12.5千克或25千克。2.產(chǎn)品方案確定乳粉年產(chǎn)量為200t由于產(chǎn)品本身特點(diǎn)，全年生產(chǎn)沒(méi)有明顯淡旺季之分，則每年以250天計(jì)，其余為節(jié)假日和設(shè)備檢修日，每天以2班制計(jì)。其中，K設(shè)備不均勻系數(shù)，取0.7年產(chǎn)200噸全脂乳粉工廠產(chǎn)品方案產(chǎn)品名稱年產(chǎn)量噸班產(chǎn)量噸1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月全脂乳粉2000.573.物料衡算成品：200t乳粉每班產(chǎn)品：0.57t按班產(chǎn)量進(jìn)行物料衡算（1）在噴霧干燥過(guò)程中，設(shè)干燥前濃縮奶的含水量為W1=55%，干燥后乳粉中含水量W2=2%，則進(jìn)入干燥塔前物料為：===1.24t干燥塔水分蒸發(fā)量為：W=-=1.24t-0.57t=0.67t（2）再濃縮過(guò)程中，濃縮后的弄奶量為1.24t，濃縮過(guò)程中除去75%的水分，則濃縮前的乳液量為：=4.96t濃縮過(guò)程中蒸發(fā)掉的水量為：4.96-1.24=3.72t（3）殺菌過(guò)程中無(wú)物料損失（4）標(biāo)準(zhǔn)化，原料乳中，脂肪含量為4%，而在全脂乳粉成品中脂肪含量一般為25%，則標(biāo)準(zhǔn)化后的乳液中脂肪含量為（0.57×25%）/4.96=2.9%，則在標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中需加入脫脂乳，脫脂乳的脂肪含量一般為1%，原料奶用量可用交叉法計(jì)算。如圖：ADCBEB、C分別代表原料中脂肪含量，脫脂乳中脂肪含量，標(biāo)準(zhǔn)化后的脂肪含量。4.01.92.91.9+1.1=3.01.01.1原料乳用量為：4.96×1.9／3.0＝3.14t脫脂乳用量為：4.96×1.1／3.0＝1.82t所以，每班生產(chǎn)所需原料乳為3.14t4．物料平衡圖（每班）原料乳驗(yàn)收、預(yù)處理3.14噸冷卻、貯乳3.14噸標(biāo)準(zhǔn)化4.96噸脫脂乳1.82噸濃縮乳1.24噸脫去水分3.72噸噴霧干燥0.57噸蒸發(fā)水量0.67噸每班乳粉0.57噸5．設(shè)備選型5.1室外貯乳罐通常上、下午兩次收奶，第一次連續(xù)工作四個(gè)小時(shí)，占全天收奶量的60%，即收奶3.768噸。第二次工作三個(gè)小時(shí)，占全天收奶量的40%，即收奶2.512噸。所以收奶設(shè)備選型應(yīng)以第一次為準(zhǔn)。其中查得原料乳的密度為1.030kg/L則：收奶設(shè)備需要的小時(shí)處理能力為：3.768÷4÷1.030×1000÷3＝304.8L／h由于奶量較多，采用兩臺(tái)貯乳罐用于生產(chǎn)，在配備一個(gè)備用。選用科泰機(jī)械制造的產(chǎn)品：名稱型號(hào)容量（L）外形尺寸保溫性能（溫度）直冷式貯奶罐SYZL-5A50004200×2050×2200≤1℃／6h5.2室貯乳罐由于經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的液態(tài)乳在貯乳罐中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，標(biāo)準(zhǔn)化后的乳液量為4.96噸/班，則調(diào)配罐的處理能力為：4.96×1000÷8÷1.030=601.9L選用科泰機(jī)械制造的產(chǎn)品：名稱型號(hào)容量（L）外形尺寸保溫性能（溫度）直冷式貯奶罐SYZL-5A50004200×2050×2200≤1℃／6h5.3乳泵乳液輸送過(guò)程中需要乳泵，則選用天田泵業(yè)制造：名稱型號(hào)品牌流量離心乳泵SPGP中航技TNT3.0m3/h由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)離心乳泵。5.4均質(zhì)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化后的乳液需要均質(zhì)，均質(zhì)能力為：4.96×1000÷8÷1.030=601.9L／h選用通用機(jī)械制造的產(chǎn)品：名稱型號(hào)容量（L）外形尺寸額定壓力Mpa均質(zhì)機(jī)JJ-8/4080002034*1417*224635由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)均質(zhì)機(jī)。5.5殺菌設(shè)備采用板式殺菌設(shè)備，牛乳進(jìn)料溫度為55℃，過(guò)熱水進(jìn)水溫度為130℃，出料溫度為90℃，殺菌溫度為85℃，每班殺菌奶量為49.6t/班，即6.2噸/小時(shí)，查手冊(cè)取板式換熱器K為4000W/（m2·h·K），C乳=3.874kJ/(kg·K),采用逆流其中，A換熱器所需要的換熱面積V物料流量，L/hρ物料密度Cp物料的比熱t(yī)1物料的溫度變化值tm平均溫度變化值K熱傳導(dǎo)系數(shù)(W/m2·k)換熱器總面積為：A==0.15㎡選擇太平洋機(jī)電與設(shè)備的產(chǎn)品：名稱型號(hào)板型換熱面積外形尺寸板式殺菌設(shè)備BR3H4㎡700×164×439由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)殺菌設(shè)備。5.6濃縮設(shè)備濃縮前乳量為0.62t/h，濃縮蒸發(fā)量味0.465t/h，即465㎏/h。根據(jù)物料處理量和水分蒸發(fā)量，采用雙效降膜式蒸發(fā)器。選擇奧森機(jī)械的產(chǎn)品：名稱型號(hào)水分蒸發(fā)量蒸汽消耗量蒸發(fā)溫度雙效降膜式蒸發(fā)器AJZ-6.06000㎏/h16800㎏/h76℃由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)濃縮設(shè)備。5.7噴霧干燥設(shè)備噴霧干燥塔的計(jì)算干燥量為1550㎏/h，濃奶含水量為55%，奶粉含水量量為2%，噴霧壓力為147×N/㎡，干燥溫度為150℃，蒸發(fā)水量為84㎏/h。干燥塔直徑的計(jì)算首先計(jì)算容積干燥強(qiáng)度AV=0.03T1—1=0.03×150—1=3.5（㎏/m2·h）故塔徑：1.05＝1.05=3.1m干燥塔高度與干燥塔徑的關(guān)系為：H=（1.1～1.2）D故塔高：H=1.2D=1.2×3.1=3.7m選擇市強(qiáng)干燥設(shè)備的產(chǎn)品：名稱型號(hào)水分蒸發(fā)量加熱方式塔身直徑噴霧干燥塔YPLI—20002000㎏/h氣＋電加熱補(bǔ)償或燃油8000㎜由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)干燥設(shè)備。5.8篩分機(jī)經(jīng)過(guò)噴霧干燥并晾粉冷卻后需要經(jīng)過(guò)篩分后在包裝。則選用市高服篩分機(jī)械的產(chǎn)品：名稱型號(hào)物料粒度振幅尺寸（㎜）篩分機(jī)JC-10200.074—103—4.51000×2500由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)篩分機(jī)。5.9包裝設(shè)備每班的工作產(chǎn)量為0.57噸/班乳粉，按每袋250克計(jì)，則包裝速率為285袋/小時(shí)，即5袋/分鐘。采用聚乙烯塑料袋包裝材料。選擇精朝機(jī)械的產(chǎn)品：名稱型號(hào)包裝效率(bags/h)重量（㎏）機(jī)械尺寸（㎜）包裝機(jī)YCIV-242030～80300900×680×1650由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)包裝設(shè)備。5.10CIP清洗設(shè)備乳制品廠的設(shè)備需要CIP清洗設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行清洗。選擇吳特流體設(shè)備的產(chǎn)品：名稱型號(hào)酸罐（L）堿罐（L）CIP泵泵功率CIP清洗機(jī)CIP-11000100010T/H2.2kw由數(shù)據(jù)可知采用一臺(tái)CIP清洗設(shè)備。系統(tǒng)可單獨(dú)進(jìn)行酸洗、堿洗、熱水沖洗等工序，也可根據(jù)需要編制特定的清洗程序進(jìn)行全自動(dòng)的清洗；不僅能有效的將設(shè)備清洗干凈，而且還能控制微生物生長(zhǎng)；同時(shí)可根據(jù)客戶要求配置半自動(dòng)、和全自動(dòng)控制系統(tǒng)。濃酸、濃堿液在埋地式濃酸、濃堿缸中進(jìn)行；罐液位自動(dòng)控制并有溢流保護(hù)系統(tǒng)；獨(dú)特的出料口結(jié)構(gòu)可以防止清洗液析出結(jié)晶堵塞管路。與手動(dòng)清洗相比，大大縮減了清洗時(shí)間，提高了工作效率；清洗劑和水的使用將更加科學(xué)合理；同時(shí)蒸汽耗量也相對(duì)較小，可以達(dá)到合理利用能源的目的；因此有效的降低了清洗成本。個(gè)人小結(jié)為期一周