果肉型酸乳工厂设计课程

果肉型酸乳工厂设计果肉型酸乳工厂设计 姓 名: 黄江风 学 号: 专 业: 食品科学与工程 班 级: 09 级 3 班 指导教师: 李大鹏 学 部: 食品包装机械 黑龙江八一农垦大学黑龙江八一农垦大学 果肉型酸乳工厂设计 摘 要 本文探讨了果肉型酸奶的加工工艺，以鲜牛奶为主料，白砂糖为调味剂，经调配、 过滤、均质、杀菌、冷却、接入混合乳酸菌、添加果肉，42恒温发酵，后熟制得保 健果肉酸奶，既可保持传统型酸奶的色泽、风味及组织状态，并具有果肉固有的营养、 色泽和风味。日处理能力至少达40吨的鲜奶，收奶计量采用电子磅秤与流量计相结合， 有一个50T的室外奶仓，采用预杀菌和分离机净乳操作。发酵型酸酸乳是用发酵好的 生产酸奶和各种食品添加剂调配而成的，其脂肪和蛋白含量都不低于0.7%，鲜奶是通 过将全脂乳与脱脂乳简单的混合来实现标准化，鲜奶或复原乳指标为 F3.10，P2.80，TS12.0。 本文根据食品工厂设计的要求，利用AutoCAD绘制了果肉型酸乳工艺流程图和 车间平面布置图。 本文设计的工厂采用 2 班倒的工作制，每天工作时间 16 小时，除去设备清洗和升 温时间 4 小时，实际生产时间按 12 小时计，本设计讲述了一个日产量 50 吨乳品厂主 车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、耗水耗气、清洗等等。 关键词：发酵；果肉型酸乳；工厂设计 0 目 录 摘 要.1 第第 1 章章 绪绪 论论1 1.1 酸乳工业概貌1 1.2 项目背景.1 1.2.1 果肉型酸奶的主要消费群体 1 1.2.2 项目实施的特点 .2 1.2.3 项目实施的意义 2 1.2.4 设计内容 2 第第 2 章章 工艺流程确定及论证工艺流程确定及论证2 2.1 产品及产量的确定.2 2.2 工艺流程确定.3 2.3 工艺论证.3 2.3.1 工作发酵剂的制备3 2.3.1.1 技术要求.3 2.3.1.2 制备方法.4 2.3.2 果肉型酸奶的制备 4 2.3.2.1 收奶.4 2.3.2.2 原料乳的净化.5 2.3.2.3 原料乳的标准化.5 2.3.2.4 配料.5 2.3.2.5 过滤.5 2.3.2.6 预热.6 2.3.2.7 均质.6 2.3.2.8 杀菌.6 2.3.2.9 冷却.6 2.3.2.10 接种发酵6 2.3.2.11 添加果肉.6 2.3.2.12 灌装.7 2.3.2.13 后熟.7 2.3.2.14 包装.7 2.3.2.15 保温实验及检验出厂.7 2.3.2.16 成品.7 第第 3 章章 厂区平面设计厂区平面设计8 3.1 厂址的选择(包括资源，政治，交通）8 3.2.1 车间各部门布置 9 3.3.2 车间布置原则 10 第第 4 章章 物料衡算物料衡算10 4.1 原料乳及产品成分的要求.10 4.1.1 原料乳成分10 4.1.2 成品乳的成分10 4.2 标准化计算.11 4.2.1 从原料乳中直接标准化（在线标准化）配成标准化乳11 4.2.2 在原料乳中添加乳脂肪配成标准化乳12 4.3 车间物料平衡计算 .12 第第 5 章章 热量衡算热量衡算13 5.1 热交换设备传热过程.13 1 5.2 原料乳冷却阶段热量计算.14 5.3 预热、均质阶段热量计算.14 第第 6 章章 主要设备选型及主要辅助部门设计主要设备选型及主要辅助部门设计14 6.1 设备选型说明.14 6.1.1 设备选择原则 .15 6.2 主要辅助部门设计.16 6.2.2 包装材料库的设计 .16 6.2.3 成品库的设计 .16 6.2.4 乳品工厂机修车间的设计 .16 6.2.5 冷藏库 17 第七章第七章 车间水、电、汽的估算及废物处理车间水、电、汽的估算及废物处理17 7.1 水、电、汽估算.17 7.1.1 水估算 .17 7.1.2 电估算 .18 7.1.3 用汽量估算 .18 7.2 废物处理19 第第 8 章章 劳动组织及经济技术分析劳动组织及经济技术分析19 8.1 生产车间人员配置.19 8.2 辅助生产及管理人员配置.20 8.3 项目投资指标.20 8.3.1 建筑工程费20 8.3.2 设备及工器具购置费20 8.3.3 其它费用 20 8.4 年生产总成本指标.20 8.4.1 折旧费和大修费 20 8.4.2 原材料、燃料消耗费用 21 8.5 全厂总投资.21 8.6 年产品收入估算.21 8.7 利润及利润率.22 8.7.1 利润.22 8.7.2 利润率.22 8.8 投资回收期22 结论结论23 参考文献23 附 录.23 果肉型酸乳厂车间平面布置图（见 A3 图纸 1） .23 致 谢.23 0 第 1 章 绪 论 1.1 酸乳工业概貌 在如今的酸奶市场上， “乳酸饮料”和“酸性乳饮料”占据相当大的比重；在“乳 酸菌饮料”和“搅拌型酸奶”类别内，尚无大品牌出现，品牌整合度较低。常温产品 中，早期的酸奶市场中的主流产品“调制型酸性乳饮料”和“发酵型乳酸饮料” ，由于 没有低温保鲜限制，得以较快速的发展，但是其营养价值低，淡出市场是大势所趋。 低温产品中，低温乳酸菌饮料及纯酸奶将得到快速发展，此类产品能提供丰富的营养 物质，还能调节机体内微生态的平衡，经常食用，能够调整肠道功能、预防癌症、养 颜，是一种“功能独特的营养品” 。 随着我国冷链设施的不断完善和人们消费知识的日益丰富，这种纯酸奶将成为未来 酸奶市场发展的主流。 据英国某调研公司调查发现：欧共体国家对益生菌产品的消费，每年都有 17左右的 增长。在日本、欧洲，活性乳酸菌类饮料在乳制品中的比例高达 80，在北美也有 30。而根据国内某家权威公司最新统计，目前国内乳品市场主要以纯奶和奶粉为主， 酸奶仅占整个乳品市场份额的 15左右，其中乳酸菌奶饮品（包括乳酸菌的老大哥太 子奶在内）还不到 5。但是发展速度非常快，在国外成熟的乳品市场，酸奶的比例 一般会达到 40左右。抛开其他因素不考虑，从数据比较来看，国内酸奶市场潜力巨 大。着眼于未来乳品市场必将是价格、质量等多元化竞争，本设计即是对中小型酸乳 生产企业的规划设计进行探讨2。 在近两年，全球酸奶的增长率为 23左右，而鲜奶的增长还不到 10，在中国更加明 显，经过几年的飞速发展，在近两年的增长有了明显的下滑，由以前的 30以上下滑 到 26左右，但是酸奶每年还在以 30以上的增长在高速发展，部分品项的酸奶达到 40以上，其中，果肉型酸乳的销量更是以惊人的速度在上涨。 1.2 项目背景 1.2.1 果肉型酸奶的主要消费群体 据调查数据显示，酸奶的主要消费群体有三类：儿童，青少年，中、青年女性。而 酸奶产品的购买群是青少年和青、中年女性，他们有共同的目的： 1.对自身健康的需求，包括肠道调理、促进消化、调节免疫、营养成分吸收。因此， 消费群体 对酸奶的消费是功能型的。 2.酸奶的休闲性质也是酸奶消费的重要原因，消费者对酸奶解渴功能的认同度很低。 3.口感是三种人群在选择酸奶时首先考虑的因素，其次才是品牌、价格。 4.从目前来看，酸奶的即时消费和家庭消费并存，家庭消费比例略高。 5.三种人群对活性乳酸菌的认知度很低，几乎不能分辨酸奶、乳酸菌饮料、乳酸饮料 和酸性乳饮料的区别。因此，在广告活动中对消费者进行引导和教育比直接宣传产品 更重要。 1 1.2.2 项目实施的特点 本工厂选址于安达市东部，环境优美，交通便捷；厂区总体设计合理，整厂设计 紧凑，同时最大限度降低管道、物料输送距离，节约能源。 综合考虑了生产工艺和经济技术等因素，对不同工段的生产设备进行选型；设计冷库、 原辅材料库、化验室和研发室等辅助设施，对果肉型酸乳制品生产进行全程监控，确 保该产品的安全性和质量稳定性。 采用“公司+基地+农户”的经营管理模式对工厂生产进行组织和管理；合理劳动定员， 实行两班制生产。从企业可持续发展战略出发，注重保护环境，采用特殊法进行污水 处理。 1.2.3 项目实施的意义 此次项目推行织网计划，将实现生产、销售、市场一体化运作，然后逐渐打开市 场，进而演变成为每个区域老百姓身边的品牌，真正实现冲入中国市场的目标。 ”项目 一旦投产，将对当地的经济发展起着巨大的促进作用。此外，还可带动畜牧业、运输 业等相关产业的发展，为周边农民进一步拓宽致富渠道。 1.2.4 设计内容 （1）果肉型酸奶厂的工艺流程及论证； （2）物料衡算及热量衡算； （3）车间平面设计； （4）主要设备选型； （5）辅助部门设计； （6）废物处理； （7）劳动组织设计； （8）经济技术分析 。 第 2 章 工艺流程确定及论证 2.1 产品及产量的确定 根据目前市场的需求情况和对近期市场的预测，产品主要为菠萝果肉酸奶、黄桃 果肉酸奶、草莓果肉酸奶三种口味。其日产量分别为： 菠萝果肉酸奶 15 吨； 黄桃果肉酸奶 20 吨； 草莓果肉酸奶 15 吨。 对于乳品生产工厂，一般采用 2 班工作制，每天工作时间 16 小时，除去清洗时间 1.5 2 小时，实际工作时间按 14.5 小时计，各产品产量为菠萝果肉型酸奶 3.335 吨/小时，黄 桃果肉型酸奶 3.64 吨/小时，草莓果肉型酸奶 3.335 吨/小时。 2.2 工艺流程确定 图 2-1 工艺简要流程图 2.3 工艺论证 2.3.1 工作发酵剂的制备 2.3.1.1 技术要求 （1）菌种缸清洁、无垢。 （2）接种时对存放中间发酵剂的容器表面进行消毒。 （3）在生产过程中若遇到异味等质量问题时，禁止投入使用。 （4）若通过发酵缸进行全脂无抗奶杀菌，杀菌温度：90-95，保温 30 分钟。 （5）发酵温度：40-42，发酵时间：4-5 小时。 （6）发酵终点为滴定酸度在 80-90T，凝结，允许有少量乳清析出。 牛乳验收原料乳标准化 冷却 菌种、香精 过滤（200 目）均质灭菌 果 肉 牛乳预处理 白糖、稳定 剂 配 料 搅 拌冷 却 暂 存 保温实验产出 出 厂 无菌罐罐装包装入库UHT 进料UHT 杀菌 后发酵发 酵 3 （7）取样时对取样工具进行消毒。. （8）冷却温度：1-8。 2.3.1.2 制备方法 （1）称取 341.44净化水，加热至 40-50。 （2）称取 46.56的无抗全脂粉，搅拌溶解为 388的全脂粉（可生产 15T 的酸 奶） 。 （3）将全脂粉在 90-95的温度下，杀菌 30 分钟，冷却至 40-42。 （4）将 12中间发酵剂倒入杀菌后的全脂奶中，搅拌 1 分钟均匀后停止搅拌， 在 40-42的温度下发酵，发酵时间 4-5 小时。 （5）发酵终点为滴定酸度在 80-90T，凝结，允许有少许乳清析出。 （6）将至发酵终点的工作发酵剂迅速搅拌冷却到 1-8保存使用，温度达到 8 以下后，停止搅拌。工作发酵剂保存时间不得超过 3 天4。 2.3.2 果肉型酸奶的制备 2.3.2.1 收奶 乳产品的质量决定于原料乳。对原料乳的收购必须遵循我国生鲜牛乳的质量标准。 并且奶槽车及其输奶软管应消毒清洗。收奶时乳的温度保持在 5 摄氏度以下，从奶挤 出后到加工前所经历的时间不能超过 24 小时。验收原料乳时，必须对原料乳进行嗅觉， 味觉，外观，尘挨，温度，相对密度，脂肪率和细菌数等严格检验后进行分级质量优 良的原料乳应具有新鲜牛乳的风味和特有的香气。 （一）原料乳理化指标检测：制造优良品质的乳制品，必须选用质量优良的原料 乳，原料乳送到加工厂时，必须进行逐车或逐批验收，验收时对原料乳进行嗅觉、味 觉、外观、尘挨、温度、相对密度、蛋白质、脂肪率和细菌数等严格检验，必须符合 下列要求： （1）采用健康母牛挤出的新鲜天然乳汁； （2）不得使用产前 15 日内的胎乳和产后 7 日内的初乳； （3）不得含有肉眼可见的机械杂质； （4）具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味，如饲料味、苦味、臭味、霉 味和涩味等； （5）为均匀无沉淀的流体，呈浓厚粘性者不得使用； 4 （6）色泽为白色或稍带黄色，不得有红色、绿色或显著黄色； （7）酸度不超过 20 T； （8）要求乳脂肪3.1%，蛋白质2.95%，非脂乳固体8.1%； （9）不得使用任何化学物质和防腐剂； （10）汞和有机氯的残留量应符合以下标准：汞0.01ppm，六六六 0.02ppm，DDT0.02ppm。 （二）原料乳的抗菌素检测 由于乳腺炎乳中白血球含量的增加，因此对乳酸菌有不同噬菌作用，尤其是在治 疗乳腺炎时使用的抗菌素在乳中有一定的残留量，实验证明在乳中含有较低浓度的抗 菌素时，对发酵也会有较大的影响，同时，饮用含抗生素的牛乳及乳制品对人的健康 产生危害，因此建立快速安全高效的抗生素检测成为必要，为准确检测抗生素的含量， 为果肉型酸乳的生产提供合格原料，引进了美国生产的 SNAP 抗菌素检测仪，在 10min 内可以检测原料乳中的抗菌素含量，为生产优质的产品打下良好的基础。 2.3.2.2 原料乳的净化 原料乳验收后必须净化。其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量，可 以采用过滤净化或离心净化等。简单的粗滤是在受乳槽上装有过滤筛网并铺上多层纱 布进行，进一步过滤则采用双联过滤器，滤布应经常清洗灭菌。使用离心净乳机可以 显著提高净化效果，有利于提高制品质量。离心净乳机还能将乳中的乳腺体细胞和某 些微生物除去，净乳机放在粗滤之后，冷却之前。本设计中牛乳先经过双联过滤器， 然后再经过净乳机，从而实现原料乳的净化 2.3.2.3 原料乳的标准化 标准化的目的是保证牛奶中含有规定的最底限度的脂肪。当原料乳中含脂率高时， 可调整净乳机 或分离机分离出一部分稀乳油，如果原料乳中含脂率低，则要加入稀奶 油，工厂将脂肪控制在 3.1%左右。 2.3.2.4 配料 在化糖锅内加入一定量检验合格的鲜奶,开启搅拌,加热为 30左右,缓慢加入预先 调制的稳定剂、然后加入砂糖,升温至 70,维持 5min,稳定剂完全溶解后打入配料缸 与原料奶混合,再加入脱脂奶粉,搅拌均匀。 5 2.3.2.5 过滤 采用双联过滤器，200 目筛网过滤。 2.3.2.6 预热 原料乳在均质之前进行预热的目的有： (1)初步杀死大部分的细菌和致病菌，使杀菌更彻底，以保证食品的安全性，提高 成品的贮藏性； (2)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； (3)控制乳的温度在 55-65，使均质效果更好； 根据以上几点，确定牛乳的预热温度为 60。 2.3.2.7 均质 均质是指对脂肪球进行机械处理，使脂肪球呈均匀一致分散在乳中。经均质后乳 有以下优点： （1）风味良好、口感佳； （2）使产品不产生脂肪上浮现象； （3）有利于人体对脂肪的消化吸收。均质采用二级均质，即物料连续通过两个均 质头，将粘在一起的小脂肪球打开。较高的温度均质效果较好，但温度过高会引起乳 脂肪、乳蛋白的变性，通过大量的试验表明，均质温度采取 55-80，均质压力 18- 25MPa 效果最好，若温度降低后再均质，不仅降低了均质效果，而且有时会使脂肪球 形成乳油粒。本设计中均质采用 60，一级均质压力 20MPa，二级均质压力 7 Mpa5。 2.3.2.8 杀菌 乳中的细菌是引起乳败坏的主要原因，也是影响酸乳质量与保质的重要因素。通 过杀菌可消除或抑制细菌的繁殖及解脂酶和过氧化酶的活性。对于生产酸乳的加工厂， 为了便于加入，经均质后的原料乳用板式热交换器进行杀菌，温度控制在 95杀菌 300S 。 2.3.2.9 冷却 用冰水冷却至 43接菌温度。 2.3.2.10 接种发酵 用定量泵将工作发酵剂打入经杀菌并冷至 43的乳液中，在发酵罐中恒温发酵至 需要的酸度 PH3.8-4.2。 6 2.3.2.11 添加果肉 加入果粒, 该产品中所用的果肉均取自于高档罐头，果粒的平均粒径为 12 立方毫 米,搅拌 5min。 2.3.2.12 灌装 （一）流程如下： 送纸贴内封条双氧水浸泡杀菌吹干无菌状态下灌装横封折角成型 生产日期喷码 （二）工艺参数： （1）物料进料温度：25； （2）双氧水浓度：30-50%。每 2 个小时检测一次，最长运行 120 小时更换一次， 浸泡下填料管的双氧水浓度 30-50%，每班检测一次，每七天彻底更换一次； （3）双氧水温度 TBA22 型：78。 严格执行生产日期、批号、保质期等标识的打印要求。灌装机升温后，超过 45 分钟不能开机灌装，必须重新升温。灌装用的塑料杯提前进行灭菌 ,灌装必须计量准 确，封口可靠，成形完好，打码清晰，灌装的同时要随时观察酸奶的组织状态和控制 酸度，成品进入 16冷库贮存【5】。 2.3.2.13 后熟 灌装结束后,放入 16冷库后熟 24h。 2.3.2.14 包装 （一）贴管：热熔胶操作温度 150-180。 （二）装箱： （1）装箱规格：3*8。 （2）装箱形式：手工装箱，成箱；不允许有二次封箱痕迹。 2.3.2.15 保温实验及检验出厂 根据企业内控规则执行，37保温 7 天，保温实验检测合格后，产品方可出厂。 2.3.2.16 成品 检验合格后即为成品，可出厂销售。 7 第 3 章 厂区平面设计 3.1 厂址的选择(包括资源，政治，交通） 安达市地处东经 124 度 53 分至 125 度 55 分， 北纬 46 度 01 分至 47 度 01 分之间， 属于北温带大陆性半干旱季风气候。安达草原属世界三大优质草原之一，年产优质牧 草 4 亿斤，植被构成以驰名中外的羊草为主，是亚洲东部特有的建群植物种，素有“世 界明珠”之称，其粗蛋白含量比国内、国外同类型牧草高出 2 和 3 个百分点，用该草饲 喂的奶牛生长快，产奶量高，乳脂率高，大量出口日本、南韩等国。全市野生芦苇面 积 16.5 万亩，年产芦苇 2800 万斤。 安达市是全国著名的奶牛之乡和肉牛基地，国家级无公害农产品和东北地区蔬菜 生产基地。安达市幅员面积 3586 平方公里。其中耕地面积 157 万亩，占 29.1%，林地 447 万亩。 占 83%，水面 38 万亩，占 71%。草原面积 272 万亩，占 50.6%。 境内石油、天然气、地热资源丰富。安达属于世界著名的玉米带、奶牛带，安达草原 属世界三大优质草原之一，年产优质牧草 4 亿斤，植被构成以驰名中外的羊草为主， 是亚洲东部特有的建群植物种，素有“世界明珠”之称，其粗蛋白含量比国内、国外同 类型牧草高出 2 和 3 个百分点，用该草饲喂的奶牛生长快，产奶量高，乳脂率高，大 量出口日本、南韩等国。 经过全市上下的多年努力，安达市政治经济建设全面推进，综合实力增长较快。 农业和农村经济稳步发展。安达市是全国著名的“奶牛之乡”和“肉牛基地”、全国 500 个商品粮大县（市）之一和东北地区蔬菜生产基地。农村经济以种植业和养殖业为主。 工业经济发展较快。全市的工业基础比较雄厚，食品、医药、化工、机械等行业蓬勃 发展，成为市域经济主导产业。位列绥化市实绩突出市（县、区）第 2 位，再度跻身 全省“十强县”。连续三年被评为全国最具投资潜力中小城市白强、连续两年被评为全 国中小城市综合实力白强，并进入全国最具区域带动力中小城市白强行列，是全国 15 个扶持中小企业创新发展成绩显著的地方政府之一。 滨洲铁路、哈大高速公路穿越安达市区， 明沈、哈满、安绥等 10 余条国家 和省级公路网集城乡 ,交通便利。2003 年以来，安达市以优化交通道路为重点，大力 推进公路重点项目建设，全面加快交通道路建设，带动各项事业全面进步，有力地促 8 进了全市经济社会的又好又快发展。2006 年、2007 年安达市连续两年被省政府评为全 省农村公路建设先进市。截止 2008 年末，全市修建通村道路 58 条 321 公里，硬化路 面通村率达 94%，通屯率达 72%。 3.2 车间布置（见附录图 1 A3） 3.2.1 车间各部门布置 （1）原料仓库 专门建设原料仓库，包括鲜奶储存库（32m2） ，水果保鲜库（28m2） ，辅料库（面 积，12m2 用做乳粉、白砂糖、淀粉糖浆等原料的储存） ，仓库内部具体布置根据实际 情况。 预处理室 对原料进行预处理，包括乳的杀菌，标准化，果肉的生产等，面积 8m2 （3）生产车间 生产车间是的主要加工车间，在此车间的主要生产流程：原料经初步处理以后， 然后进行原料标准化、配料(加蔗糖或其他原料)、过滤、预热、均质、杀菌、冷却、 接种(发酵剂)、培养发酵、冷却、添加果肉、罐装、后熟等。其中发酵是耗能和最影 响酸奶生产质量的主要因素，是主要的加工区域，算上设备本身的占地面积和设备间 的距离以及设备与墙体间的预留距离，还有生产车间中部工人活动范围，总面积 232m2。 （4）成品仓库 主要用作灭菌乳的短期存放，面积 20 m2。 （5）包装车间及包装材料库 包装车间地坪加高到与低温库标高一致，在加工车间相同的建筑要求之上，增加 吊顶，墙壁四周并外加隔热材料，并有专用门通向包装材料库，包装完毕后直接入库。 面积约 48m2。 （6）配电室、锅炉房、维修车间 靠近主动力中心，面积 28m2。 （7）冷藏库 与主要生产车间比邻，是存放加工、包装后的酸奶产品的区域，按照冷库设计的 要求使用材料和安排布局，整个冷库分成两个区域，中间有门连通，根据实际需要使 用冷库。采用双冷库设计可以有效降低能耗、便于管理，实际运行成本可以大大降低。 设计库容量为 50t，正常情况每平米可以存放 2t3t 产品，面积 20m2。 （8）制冷车间 制冷车间近邻冷藏车间，靠近配电动力中心和维修中心，水泥地面加厚，并预留 孔穴，面积 25m2。 （9）化验室 在办公大楼一侧，用于进行产品的原料和产品的质量检验，面积 15m2。 (10)办公室 生产办公，面积 20m2 9 （11）更衣室、卫生间 位于进入各个车间的必经之地，不同工段的工人可以分别从不同更衣室进入不同 的生产车间，避免交叉污染，总面积 26m2。 3.2.2 总平面布置基本原则 （1）以方便生产为前提，符合车间生产程序，避免原料、半成品、人流的交叉污染。 （2）全建筑物采取南北朝向，利于通风、采光。 （3）配电房、锅炉房、维修车间靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房处于厂西南角， 使 生产 车间处在其上风位置。 （4）通盘考虑全厂布置，填平补齐，力求合理、经济，并充分考虑全厂扩大生产。 3.2.3 总平面设计说明 （5）厂区主要建筑物：办公楼、仓库（高温、低温） 、生产车间、包装车间，按照生 产流程布置，并尽量缩短距离，避免物料的往返运输。 （6）考虑旺季生产的紧张，所设计的冷藏库为 100m2 可以放置 150t 产品，用来贮存 产品。 （7）办公室（办公、化验室）在人流出口附近，距离车间较近，方便管 理，又与物 流避免交叉。 （8）绿化情况：在厂房四周，各种建筑空地与预留地种植草坪。 （9）厂区道路：厂区主干道为 8000mm 宽，非主要道路为 6000mm 宽，交叉路口半 径 10000mm，两旁均种植黄杨秋、雪松等。 （10）厂区考虑到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均设有消防水龙头和灭火 器。 （11）车间总面积：642 第 4 章 物料衡算 4.1 原料乳及产品成分的要求 4.1.1 原料乳成分 脂肪 F0 4.0%； 蛋白质 P 2.95%； 乳糖 L 4.2%； 非脂干物质 S0 8.0%； 总干物质 Ts 11.6%； 脂肪与非脂干物质比 R=4.0/8.0=0.5 10 4.1.2 成品乳的成分 脂肪 F0 2.5%； 蛋白质 P0 2.3%； 非脂干物质 S0 8.1%； 总干物质 Ts 11.2%； 脂肪与非脂干物质比 R=3.1/8.1=0.38 4.2 标准化计算 4.2.1 从原料乳中直接标准化（在线标准化）配成标准化乳 （1）原乳成分： 牛乳的成分随着地区与季节等都有不同，现假定成分为：脂肪含量=4%，非脂 0 F 乳固体=8%，脂肪/非脂乳固体 R=4/8=0.5 0 SNF （2）成品标准：原乳 R=0.5 计算数值 R=0.38，RR，可见原乳中脂肪含量偏 高，必须自原乳中提取稀乳油或向原乳中添加脂肪乳才能达到标准的成分。 （3）稀奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算 设定：当预热温度为 40时，脱脂乳含脂肪=0.2% ；稀奶油含脂肪= 40% 1 F 2 F 假定原乳脱脂后，稀乳油及脱脂乳中之非脂乳固体与无脂乳之比不变8。 稀乳油中非脂乳固体： %52 . 0100401008100100 1201 FFSNFSNF 脱脂乳中非脂乳固体： %32 . 8 41002 . 01008100100 0102 FFSNFSNF （4）每吨原料乳应提取含脂肪 40%的稀奶油量(Qc)： kg RSNFFRSNFFQC 2 . 25 38 . 0 54038 . 0 841000 1000 1200 （5）每吨原料乳中应进行脱脂的原乳量(M)： kgFFFFQM C 2642 . 042 . 040 2 . 25 1012 （6）标准化乳的成分（脂肪含量，非脂乳固体）： 3 F 3 SNF 11 %07 . 3 5838 . 0 4405484038 . 0 100210023 SNFSNFRFFSNFFSNFFRF %08 . 8 38 . 0 %07 . 3 33 RFSNF 4.2.2 在原料乳中添加乳脂肪配成标准化乳 （1）原乳成分： 牛乳的成分随着地区与季节等都有不同，现假定成分为：脂肪含量=3.1%，非 0 F 脂乳固体=8.7%，脂肪/非脂乳固体 R=43.1/8.7=0.365 0 SNF （2）成品标准：原乳 R=0.365 计算数值 R=0.38，RR，可见原乳中脂肪含量 偏低，必须向原乳中添加脂肪乳才能达到标准的成分。 （3）稀奶油中的非脂干物质的计算 设定：当预热温度为 40时，稀奶油含脂肪= 40%，则稀乳油中非脂乳固体： 2 F %39 . 5 1 . 3100401007 . 8100100 0201 FFSNFSNF （4）每吨原料乳应添加含脂肪 40%的稀奶油量(Qc) kgFRSNFRSNFFQC53 . 5 4038. 039 . 5 38 . 0 7 . 81 . 310001000 2100 （5）标准化乳的成分（脂肪含量，非脂乳固体） 3 F 3 SNF %30 . 3 53 . 5 10004053 . 5 1 . 31000 10001000 203 CC QFQFF %68 . 8 53 . 5 100039 . 5 53 . 5 7 . 81000 10001000 103 CC QSNFQSNFSNF 4.3 车间物料平衡计算 以生产一吨果肉型酸乳成品为基准进行计算 （1）1000 kg果肉型酸乳成品灌装前的质量。检样、灌装（损失率按 0.8%计算） kgMM06.1008%8 . 011000%8 . 01 10 （2）生产1008.06kg果肉型酸乳中需要标准化乳的量为： 1008.0680%806.45kg （3）生产1008.06kg果肉型酸乳中需要糖的量为： 1008.068%80.65kg 12 （4）生产1008.06kg果肉型酸乳中需要果肉的量为： 1008.0610%100.81kg 其中，菠萝和草莓的量各为100.8131030.243kg, 黄桃的量为100.8141040.324kg （5）标准化乳经均质、杀菌（损耗按 0.4%计算） kgM69.809%4 . 0145.806 2 （6）标准化乳经输送、冷却、贮存（损失率按 0.2%计算） kgMM31.811%2 . 0169.809%2 . 01 23 （7）所需原料乳的量为（标准化损失率按0.75%计算） kgMM44.817%75 . 0 131.811%75 . 0 1 34 表 4-1 果肉型酸奶生产线所用主要原辅材料耗算（包材损耗率 2%） 规格单位单位产品消耗日耗量实际日耗量 原料乳无抗鲜乳kg/T80040 吨40.8 吨 白砂糖优级kg/T804 吨4.03 吨 无抗全脂粉优级kg/T 3.104155kg155.2kg 中间发酵剂 食用型kg/T 0.840kg40kg 塑杯250g杯/ T4000杯杯 吸管HXST 型直管支/ 杯1 支支支 纸盒8 杯盒/T500 盒25000 盒20020 盒 菠萝果肉 12 mmkg/T 1001.5 吨1.51 吨 草莓果肉 12 mmkg/T1001.5 吨1.507 吨 黄桃果肉 12 mmkg/T 1002 吨2.015 吨 13 第 5 章 热量衡算 5.1 热交换设备传热过程 乳品加工中的预热、杀菌、冷却、浓缩等操作，其目的各不相同，而其实质都是 较热的物体将热量传递给较冷的物体，这种过程称为热交换过程或传热过程。传热设 备称为热交换器或换热器，用于杀菌时称为杀菌器。参与传热过程的两种流体称为载 热体(或介质)，放出热量的热流体称为热载体(或加热介质)，而温度较低、接受热量 的冷流体称冷载体(或冷介质)。牛乳的杀菌设备中，蒸汽或热水是热载体，牛乳是冷 载体。 我们现在使用的热交换设备属于间接热传递方式，即热载体通过传热壁将热量 传递给冷裁体而实现的。 5.2 原料乳冷却阶段热量计算 将乳冷却是获得优质原料乳的必要前提。刚挤下来的乳，温度约36，一般要冷 却到4左右。现将原料乳冷却阶段的热量变化计算如下10： Q=V c t =5000 /103 1020 3.95 103 32/1000 =KJ/h 5.3 预热、均质阶段热量计算 相同处理能力板式热交换器(5000L/h)用于乳的热处理11。 其温度变化如下: (1) 通过热交换使进入的冷乳从 4预热到 75，可利用部分冷凝水的能量； (2) 巴杀后的乳于 75离开热交换器，进行均质，然后通过热交换使其加热到 90； (3)然后用冷水使乳从 90冷却到 20-30，灌装。 计算如下 (1) 4-75(热交换)得到的热量为：71 5000 3.95 1.02= KJ/h (2) 75-90(热交换)得到的热量为：15 5000 3.95 1.02= KJ/h 因此总的热负荷为： + = KJ/h 14 第 6 章 主要设备选型及主要辅助部门设计 6.1 设备选型说明 合理的选择生产设备可以充分发挥设备的生产效率，节省投资，提高产品质量，生 产设备选择不当可能既浪费投资，又达不到预期的产品质量;设备的选择还会影响基建 的投入和设施的布置。 6.1.1 设备选择原则 生产设备选择的一般原则有： (1)选择设备要满足生产工艺技术及工艺流程要求； (2)选择设备要符合 GMP 规范的有关条例要求； (3)选择在行业中处于国内领先水平的设备； (4)动力设备考虑到节能、低耗、无污染10。 食品卫生通则(CAC/RCPI 一 1989)以及食品企通用卫生规范(GB14881 一 1994)中还对食品企业的设备选择有专门的规定，是设备选择必须遵循的行业性法规。 它主要对设备的卫生方面有特别的要求，选择设备时必须严格遵守。 6.1.2 生产设备选型 根据设备选择的原则，工艺计算中的要求，选择设备。 表 6-1 生产设备一览表 不同工段 设备名称 型号 规格 数量 产地 收 乳泵 BAN150 20T /h 3 台 国产 乳 板式换热器 20T/h 3 台 国产 系 脱气罐 15T /h 1 台 国产 统 流量计 PROMAG33D DN50 1 个 进口 奶仓 RZWGO1-10B 5000L 3 个 国产 配 乳泵 BAN150 10 /h 4 台 国产 料 板式换热器 BRO.25-0.5-16-NS-11B3 16 3 套 国产 系 均质机 HONG-Q5000-P25 5000L/h 1 台 进口、国产 统 水合罐 RHLRO1-20 20L/h 3 个 国产 配料罐 RHLRO1-25 25T/h 3 个 国产 15 均 均质机 HOMQ5000-P25 5000L/h 2 台 进口、国产 质 UHT 设备 5000L/h 1 套 进口 杀 乳平衡罐 5000L/h 3 个 国产 菌 板式换热器 BRO.25-0.5-16-NS-11B3 16 3 套 国产 阶 热水泵 BAW150 10 /h 3 台 国产 段 暂存罐 40T 3 台 国产 酸 菌种罐 RZGZO3-300 2000L 3 套 国产 乳 冷水罐 RZGZO1-2B 2000L 1 个 国产 工 发酵罐 RZGZO1-2B 20T 3 个 国产 段 CIP 回程泵 ZXB 20T /h 1 台 进口 包 UHT 杀菌器 5000L/h 1 套 国产 装 CIP 工艺罐 d7 4000L 4 个 国 产 工 UHT 杀菌器 5000/h 1 套 进口 段 灌装机 TBA22 8000 杯/h 3 台 进口 6.2 主要辅助部门设计 6.2.1 原料仓库的设计（包括鲜奶保鲜室，水果保鲜室，辅料室） (1)低温库:用于贮藏一些需冷冻的原料。 (2)辅料库:用于贮藏纸箱、包材、稳定剂、白糖、柠檬酸等，为方便生产及厂区 整体布局要求，该库紧邻车间而建。 (3)成品库:用于贮藏成品。 6.2.2 包装材料库的设计 包装材料的存放时间一般可按 10 天的需要考虑 （1）铝箔一天的消耗 ：40 千克 （2）塑周转箱一天的消耗：15200.5 千克 （4）纸盒一天的消耗：250250.003 千克 （5）吸管一天的消耗：0.0015 千克 （7）塑杯一天的消耗：0.0025 千克 包装材料总计 1.676 吨，按 10 天的储备量计算，共需要 16.76 吨。辅助面积按 50计 算，仓库利用系数取 0.6，D 取 1.8T 每平方米，F=33.52（0.61.8）=15.5。 6.2.3 成品库的设计 成品库的存放时间与成品本身是否适宜久藏及销售半径长短有关，酸奶在成品库宜 16 按15天的量考率，所以设成品库面积为20. 采用钢混结构，存储量为100吨。 6.2.4 乳品工厂机修车间的设计 在乳品厂机修车间的任务是维修保养所有设备，本厂只设厂一级机修，负责全厂 的维修业务。 机修车间对土建的要求比较一般。如果设备较多且较笨重，则厂房应考虑安装行 车。机修车间在厂区的位置应与生产车间保持适当的距离，使它们既不相互影响而又 相互联系方便。锻打设备则应安置在厂区的偏僻角落为宜。 6.2.5 冷藏库 设计冷库总面积为 20m2，采用钢混结构;库温 0-4;存储量为 500t。 第七章 车间水、电、汽的估算及废物处理 7.1 水、电、汽估算 7.1.1 水估算 乳制品生产中，水是必不可少的物料。根据乳制品生产工艺、设备或规模不同， 生产过程用水量也随之改变，即便是同一规模、工艺相同的情况下，单位成品耗水量 往往也大不相同。所以在上艺流程设计时，必须妥善安排，合理用水，所以生产过程 中水用量计算就显的尤为重要。 结合本厂实际，对生产过程用水量采用计算的方法，保证用水量的准确性。计算 方法和步骤如下: (1)水处理系统水耗量:原水进水运行水量:W1=8t/h (2)CIP 系统水耗量:W2=Ot/h(注:CIP 在未生产时，用水量归属其他用水) (3)UHT 系统水耗量: W3= 5t/h(注:设备运作用水+自身清洗用水) (4)冷却用水:W4=8t/h (5)灌装机用水:W5 =0.9t/h (6)冲洗地坪用水:W6=0.6t/h 17 (7)其他用水:W7=2t/h 车间每小时用水的最大消耗 W: W=W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7 =24.5t/h 7.1.2 电估算 为了合理设计选择变配电设各及供电系统中各组成元件，需要根据用电设备的容 量对有关的电力负荷进行统计计算。 结合本厂实际，对生产过程用电量采用计算的方法，保证用电量的准确性。计算 方 法和步骤如下: (1)水处理系统耗电量:P1=15kW (2)溶糖、稳定剂耗电量:P2 =51kW (3)脱气、均质、杀菌系统耗电量:P3 = 25kW (4) CIP 耗电量:P4=10kW (5)灌装机耗电量:P5=40kW (6)冷库耗电量:P6=30kW (7)空调耗电量:P7=9kW (8)其他耗电量:P8=3kW 车间最高耗电量为 P=183kW。故装机容量选为 200kW 7.1.3 用汽量估算 用汽量计算的目的在于定量研究生产过程，为过程设计和操作提供最佳化依据。 通过用汽量计算，计算生产过程能耗定额指标。应用蒸汽等热量消耗指标.可对下艺设 计的多种力一案进行比较，以选定先进的生产工艺。用汽量计算也是组织和管理、生 产、经济核算和最优化的基础。用汽量计算的结果有助于工艺流程和设备的改进，达 到节约能源、降低生产成本的目的。 结合本厂实际，对生产过程用汽量采用计算的方法，保证用汽量的准确性。计算 方法和步骤如下: 18 (1)溶糖、稳定剂耗汽量:G1=30kg/h (2)水处理耗汽量:G2=600kg/h (3)脱气、均质、杀菌总耗汽量:G =500kg/h 3 (4)CIP 耗汽量:G4=35kg/h (5)灌装机耗汽量:G5=28kg/h 设备总耗汽量:G=1193kg/h 公司己建成 3 台 5t 锅炉完全可满足车间的用汽。 7.2 废物处理 乳品卫生不仅直接影响乳制品的质量.而目关系到人民身体健康，是一个关系到 企业生存和发展的大问题。为了防止乳制品在生产加工过程中受到污染，乳品厂的建 设，必须从厂址选择、总平面布置、车间布置、施工要求到相应的辅助设施等，按照 我国工业企业设计卫生标准进行周密的考虑。并在生产过程中严格执行国家颁布 的乳品卫生法规和有关乳品卫生条例，以保证乳制品的质量。 乳品厂在生产过程中不可避免的产生“三废”污染，其中最主要的是废水，在生 产中必须要对废水进行有效的控制和处理:(1)对污水进行综合利用，最大限度的减少 废水量，经处理后内循环使用;(2)全厂规划，合理布局，充分利用水体的自净能力， 减少污染，建立污水处理厂;(3)净化处理，过滤中和，最大限度地降低废水浓度，保 证排放到环境中的污水符合工业废水排放标准的规定15。 第 8 章 劳动组织及经济技术分析 8.1 生产车间人员配置 按岗位计算定员，即根据各操作岗位和每个岗位所需要的工人数计算生产定员人 数。具体人员分配情况如下（表 8-1 所示）： 19 表 8-1 车间人员分配表 不同工段 员工数 原料乳的验收至标准化阶段2 人 配料阶段2 人 后发酵和搅拌（添加果肉）阶段2 人 化验员1 人 灌装阶段3 人 包装运输阶段4 人 技术员1 人 机修阶段1 人 由于采用两班制，所以生产车间共需人员数为 32。 8.2 辅助生产及管理人员配置 管理人员分配如下： 服务人员 3 人，管理人员 13 人，经营及运输人员 10 人，共 26 人。 总员工数 58。 8.3 项目投资指标 8.3.1 建筑工程费 车间及办公楼共投资 K1=400 万元。 8.3.2 设备及工器具购置费 国内根据设备制造厂提供的现行价格估算，非标设备按重量估算。 则用于购置生产设备及工器具的总费用为 5800 万元，K2=5800 万元。 8.3.3 其它费用