年产550吨豆奶粉工厂设计说明书

1、第一章总论第一节概述豆奶粉是一种新型固体饮料，它综合了大豆和牛奶的营养成份，具有口感细 腻，香味浓郁，营养丰富，携带方便等特点。在诸多豆制品中，豆奶粉以其众多 优点受到人们青睐。豆奶粉主要有以下营养价值。一、从营养价值上看，大豆蛋白质含量高，含有人体所必需的八种氨基酸，比较接近世界卫生组织新拟定的营养模式， 其中赖氨酸含量高于谷物，是植物性 食物中最合理、最接近人体所需比例的。另外，牛奶蛋氨酸含量较高，可以补充 大豆蛋白质中蛋氨酸的含量，动、植物蛋白的互补，使氨基酸的配比更合理，更 利于人体消化吸收。二、豆奶粉中的脂肪主要是植物脂肪， 不饱和脂肪酸含量较高，并含有人体 所必需脂肪酸亚油酸，胆固

2、醇含量低，可以预防动脉硬化。三、豆奶粉是经过超微粉碎工艺加工而成的， 不除豆渣，大豆子叶全部被利 用，膳食纤维的含量比同类产品高，有润肠通便的作用，可以预防直肠癌。四、豆奶粉中含有多种矿物质和维生素。五、豆奶粉中含有大豆低聚糖。大豆低聚糖对肠道内的双歧杆菌等益生菌有增殖作用，可以提高人体免疫力，延缓衰老。六、豆奶粉中含有大豆异黄酮。大豆异黄酮是植物雌激素，长期食用可以预防乳腺癌、前列腺癌和骨质疏松，减轻或避免更年期综合症。七、豆奶粉中含有大豆卵磷脂，可以抗衰老，健脑。第二节设计依据本设计参考了食品工厂设计与环境保护、大豆制品加工技术、食品工 厂机械与设备、化工原理上下册、食品工厂设计综合实训I

3、等。根据以上 设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行 生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与物料衡算和包装材料计算。第三节设计目的和意义本设计是将我们学到的知识应用到实践中来。 在完成这个设计的过程中，一 方面巩固学到的知识，另一方面通过查阅，整理资料增加我们的认识和科研技能， 同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养我们理论联系实际的能力，锻炼了我们 解决问题的能力。豆奶是以豆类为主要原料制成的。目前，市场上出售的豆奶，品种多，价格 适宜，食用方便，因而很受消费者欢迎。据分析，豆奶含有丰富的营养成分，特 别是含有丰富的蛋白质以及较多的微量元素镁，止匕外，还含有

4、维生素Bl、B2等, 确是一种较好的营养食品。豆奶还被西方营养学家称作 健脑”食品，因为豆奶中 所含的大豆磷脂可以激活脑细胞，提高老年人的记忆力与注意力。大豆食品是深受消费者欢迎的保健食品， 随着经济的增长，人们对豆奶粉的 消费会越来越大。所以也看到了豆奶粉的发展前景。 这时候建立一豆奶粉工厂的 话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。第二章工艺流程第一节 工艺流程的确定近年来我国非常重视大豆蛋白饮料的研究， 对于大豆食品中不良风味已了解 到其产生的原因，并进一步找出了防止的方法，取得了进步。想要改善豆奶的风 味，关键要做到两个方面：其一是钝化或抑制脂肪氧化酶活性，防止产生豆腥味

5、； 二是采用脱臭的方法除去豆奶中固有的不良气味，两者相辅相成，才能生产处优质的产品。综合考虑以上因素，确定以下工艺流程：原料大豆 一精选除杂 一脱皮分离一浸泡一失活软化一循环磨浆 一离心分离一调配一杀菌脱腥 一均质一喷雾干燥 一流化床处理 一包装成品第二节工艺论证一、原料精选除杂大豆表面上有很多的尘土和微生物附着， 浸泡前应充分地进行清洗，至少清 洗三遍。二、脱皮在脱皮工序进行的同时还除去皮和胚芽等， 以保证产品质量，避免浸泡过程 中污水处理问题。为了保证脱皮效果，要严格控制大豆水分含量，资料表明，水 分达10%时，可保证脱皮率在90%以上。因本设计是拟不出渣的工艺，所以要 严格控制水分。当水

6、分超标时，大豆应在干燥机中通入105110 c的热空气干燥。脱皮直接用脱皮机，重量损耗 8%左右。三、浸泡为了软化大豆组织细胞，降低磨浆时的能耗与磨损，提高胶体分散程度与悬 浮性，增加吸收率，以增强均质效果。采用 2.2倍于大豆重量的水，在50 c下 浸泡4小时，大豆吸水量约为1: 11: 2。浸泡时要加入0.5%碳酸氢钠溶液， 可以加速胰蛋白酶抑制物的钝化。四、失活软化将大豆放在失活器内，在85 c的失活水中（3%的碳酸氢钠溶液）持续10min。 该步骤的目的是使脂肪氧化酶失活， 控制大豆青臭口味的产生，并使大豆得到软 化，以利于破碎。五、循环磨浆循环磨浆可省去分离豆渣和浓缩工序，节省投资。

7、本工艺采用90 c左右的热磨，可钝化产生豆腥味的脂肪氧化酶，另外，本工序可以节省用水，磨浆后浓 度可达18%左右。为保证最终产品的质量，经三道循环磨浆后采用胶体磨，使 细度达2微米左右，利于均质和喷雾干燥。其中，循环磨浆前的预热，用自制的 夹层锅，温度为90 Co 六、渣浆分离浆体经分离将浆液和豆渣分开。这步操作对蛋白质和固形物回收影响很大。 豆渣中含水分应在60%左右，含水过多则蛋白质回收率降低。以热浆进行分离， 可降低浆体粘度，有助于分离。离心分离操作，可用篮式离心机分批进行，大量 生产用连续式离心机完成，可使浆液和豆渣分别连续排出。七、配料调配溶糖温度过高或时间过长，将导致焦糖化反应。本

8、工艺采用在溶糖锅中加入 一定量的水，加热至60-70 C后加糖搅拌，继续加热至约95 C,保持5-10分钟, 然后降温至70 c左右，使溶化的糖浓度为65%。融化后的糖采用双联过滤机进 行过滤，以保证糖的纯度和质量。本设计采用热溶法，其相对于冷溶法的优点有：能杀死糖内的细菌，分离掉 糖内凝固的杂质，溶解速度快，短期内能产生大量溶糖。缺点 ：容易发生焦糖化 反应。糖浆浓度的测定：比重计，糖度表。八、杀菌脱腥本设计采用微波技术对大豆干燥和脱腥，将传统的湿法生产工艺改为干法生产工艺，该工艺将大豆经分拣机分选后，置入微波场中，使大豆自身温度上升，达到脱净豆腥和杀菌的效果。该工艺流程有以下特点：生产周期

9、短、设备投资少、大豆利用率高、脱腥、 能源消耗低、自动化程度高、生产成本低。九、均质均值可改善豆奶口感和稳定性，是生产优质豆奶不可缺少的设备。均质机的原理是在高压下将豆奶经均质阀的狭缝压出，而将脂肪球等粒子打碎，是豆奶乳浊液稳定，具有奶状的粘度，易于消化。豆奶均质的效果有下列三个因素决定： 均质压力，压力越高效果越好，但受 设备性能限制。均质温度，温度高均质效果好。均质次数：增加均质次数也可提 高均质效果。豆奶生产中通常用130-230公斤/厘米2在90摄氏度下均质一次，可获良好 效果。从豆奶生产工艺流程的安排上，均质机可放在杀菌脱腥之前，也可放在杀 菌脱腥之后，各有利弊。放在杀菌脱腥之前，效

10、果较差，但设备费用低，若放在杀菌脱腥之后则情况相反。十、喷雾干燥喷雾干燥是乳粉制造过程中的重要环节， 直接影响产品质量，原理是利用机 械力量，通过雾化系统将乳液在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴， 以增大表面积， 加速水分蒸发。雾状乳滴与瞬时鼓入的热空气接触， 水分在瞬间挥发除去，细小 乳滴干燥成粉。喷雾干燥雾化方法有压力喷雾和离心喷雾，通过比较，本工艺采用离心喷雾 干燥系统。工艺参数：进料浓度21% ,热风温度160 C,出粉含水量7%左右, 水分蒸发量500Kg水蒸气/hr。十一、流化床干燥流化床处理可以使细粉颗粒增大、 均匀，利于产品的溶解性，同时起冷却作 用，有利于连续化自动生产。十二、包

11、装豆奶很易变质，除了以散装供应外，均需以一定包装形式供应消费者。 豆奶 的包装可分装于玻璃瓶、塑料瓶或复合蒸煮袋中，采用哪一种包装是生产厂一个 重大的问题，决定成品保藏期，也影响质量增加成本，在建厂时应进行考虑，做 出决策。纸盒无菌包装近年来发展很快，目前日本有70%以上的豆奶是用纸盒包装， 可显著提高产品质量，在常温下货架期可达半年以上。 包装材料轻巧，一次性消 费无需回收，这对运输、销售和消费均带来方便。无菌包装是瑞典利乐公司的专 利，该公司规定必须使用它的包装材料，因此材料要长期进口，包装费高，在我 国目前条件下，要普遍应用还不具备条件。第三章物料衡算第一节 产品方案和班产量的确定本设计

12、为年产550吨豆奶粉车间设计，每年工作日按 280天计，采用每天 两班制，每班8小时。1、根据年产量，生产能力为 550X1000/ (280X16) = 122.77 kg/h2、成品含水分2%,故豆奶粉中干物质重量为 122.77 X(1-2%)= 120.31kg/h调制后均质前的豆浆中干物质重(含豆，糖，全脂奶粉)120.31/ (10.4%) X 1 0.1%) X 10.2%) X 10.3%) = 121.52kg/h其中，包装损失0.4% ,流化床处理损失0.1% ,喷雾干燥损失0.2% ,杀菌、 均质损失0.3% 。配方用量kg备注49.24浓度为 15.8 %11.25以6

13、0% 糖液加入2.01直接加入浆中3、配料原浆蔗糖全脂奶粉豆浆中固形物含量为49.24 X15.8% X121.52/(49.24 X5.8%+11.25+2.01)=44.93kg/h4、一般大豆的豆奶粉的得率为 0.650.70,按得率0.67设计，则大豆的处理量 44.93/0.67= 67.06kg/h第二节物料衡算和包装材料计算每小时处理67.06kg大豆：1、大豆清杂去重2%,再经脱皮去重8%后重量为67.06 X 12%) X (18%) =60.46 kg/h选用原料大豆的含水率为12%,则大豆中固形物含量为60.46 X 1-12%) = 53.20kg/h2、浸泡后大豆的重

14、量为原来的1.82.4倍，以2.18倍计算60.46 >2.18 = 131.80 kg/h3、总豆水比为1:4,即循环磨浆时加入的水量为实际处理大豆的2.9倍磨浆时需加入的水量为60.46 >2.9=175.33 kg/h循环磨浆损耗以0.4%计，故磨浆后总浆重量为(131.80 + 175.33) X (1 0.4%) = 305.90kg/h4、离心分离去渣：豆渣中含水率要求在85%以下，控制豆渣的含水率为60% ,分离后豆浆中固形物含量按15.8%计。设豆浆中固形物为x kg/h,则豆渣中固形物为(53.20 -x) kg/h(53.20x) / (1 -60%) +x/1

15、5.8% = 305.90kg/h解得x=45.15 ,即分离后豆浆中固形物为 45.15 kg/h豆渣中固形物含量为 53.20-45.15= 8.05kg/h豆渣中含水60%,故水的量为：8.05 >60%/40%=12.08kg/h分离出的豆浆量 305.90 -8.05-12.08 = 285.77kg/h5、调制前，添加蔗糖 45.15 X11.25/ (49.24 X15.8%) = 65.29kg/h全脂奶粉量 45.15 X2.01/ (49.24 X15.8%) = 11.66kg/h则豆浆中干物质含量 45.15+65.29 + 11.66= 122.10kg/h蔗糖

16、溶液(60%)带入的水量65.29 X 40/60) = 43.53kg/h调制好的豆浆量(含豆固形物，糖，全脂奶粉)285.77 + 65.29 + 11.66 + 43.53 = 406.25kg/h浓度为(45.15 +65.29+11.66)/402.02 M00% =30.07%6、喷雾干燥前，豆浆经杀菌，均质损耗 0.3%故豆浆量为 406.25 X (1 0.3%) =405.03kg/h豆固形物含量 45.15 X 10.3%) = 45.01kg/h蔗糖 65.29 X (1 0.3% ) = 65.09kg/h全脂奶粉 11.66 X (10.3%) = 11.63kg/h

17、7、喷雾干燥后，豆浆损失0.2% ,成为含水8%的豆奶粉豆固形物 45.01 X (10.2%) = 44.92 kg/h蔗糖 65.09 X (1 0.2% ) = 64.96kg/h全脂奶粉 11.63 X (10.2%) = 11.61kg/h固形物总计 44.92+64.96 + 11.61= 121.49kg/h喷雾干燥后豆奶粉重量121.49/ (1 7%) = 130.63 kg/h蒸发水量 405.03 X 10.2%) -130.63 = 273.60 kg/h8、流化床处理后豆奶粉含水2% ,损失以0.1%计豆固形物 44.92 X (1 0.1%) = 44.88kg/h

18、蔗糖 64.96 X 10.1%) =64.90kg/h全脂奶粉 11.61 X 10.1%) = 11.60kg/h固形物总计 44.88+64.90 + 11.60= 121.38kg/h豆奶粉成品重量121.38/ (1 2%) = 123.86kg/h蒸发水量 130.63 X 10.1%) - 123.86 = 6.64kg/h9、包装损失0.4% ,则包装后成品的重量为123.86 X 10.4%) = 123.36kg/h10、全年实际生产豆奶粉 123.36 X6 >280/1000 =552.65t要求成品年产量550t ,误差 552.65 -物料衡算表-550 =

19、-2.65t名称数量kg/h备注原料量67.06大豆含水10%精选脱皮后重量60.46精选脱皮虫重2% , 8%浸泡后豆重131.80浸泡增重2.18倍磨浆后豆浆量305.90总豆水比1 : 4离心分离出豆浆量285.77豆渣中含水60%调制加糖量65.29以60%糖液加入加全脂奶粉量11.66直接加入浆中喷雾干燥前豆浆量405.03蒸发水量273.60Kg/h喷雾干燥出粉量130.63喷雾干燥损失0.2%流化床出粉量123.86流化损失0.2%包装后质量123.36包装损失0.4%年产量552.65误差2.65t包装材料的清算：用半透明小塑料袋包装豆奶粉，每小袋 45g,每20袋包装成一大袋

20、，每25大袋装入一纸箱。需小塑料袋：123.36/0.045=2742 个/h需大塑料袋：123.36/ （0.045 X20） =137 个/h需纸箱：137/25=6个/h第四章设备选型一、斗式提升机斗式提升机的主要优点是占地面积小，可把物料提升到较高的位置（3050米），生产范围较大（3160米3/小时），其缺点是过载较敏感，必须均匀地供料。本设计采用垂直式斗式提升机。张家港市力源输送机械有限公司型号 TH315生产能力 35 m3/h最大提升高度40m二、电磁振动筛江阴市胜灵机械制造有限公司ZS-515型电磁振动筛过筛数目3000次/分生产能力12-200kg/h功率消耗0.75kw净

21、重180kg外形尺寸710X710X1290mm三、脱皮机烟台茂源食品机械制造有限公司大豆干法脱皮机型号 GTJ-D300大豆干法脱皮机功率 1.5kw产量 250-300kg/h外形尺寸 1300 >400 X1400mm四、浸泡缸北京洛克有限公司西南分公司型号 PDC-200-4产能 800kg/h外形尺寸1800*600*1700mm五、砂轮磨大豆浸泡后物料量136.71 kg/h ,磨时加水183.28 kg/h ,根据此处理能力，选用3台M-400型砂轮磨组成三道循环磨浆机（与胶体磨）。砂轮磨生产能 力大，耗电少，操作调节方便，对提高产品质量有明显效果。处理能力400kg/h动

22、力消耗7.5KW外形尺寸 1000 X800 >600 mm六、胶体磨型号JMS-1303台物料加工细度 2-50血生产能力0.5-3吨/小时电机功率11kw电机转速2930 r/min转子直径130mm设备重400 kg外形尺寸990 >440 X1100 mm七、离心分离机合肥天工科技开发有限公司型号SS1200生产能力320kg/h直径1200mm高度500mm转速900 r/min工作容积250L分离因数500电机功率12kw整机重量1800kg外形尺寸3700 X1600 Xl000mm八、电加热调配罐杭州科豪机械有限公司容量 500L物料加热温度：<350 C；物

23、料加热时间：20min90min搅拌转速：15120r/min尺寸 1800 X1450 >2000 mm九、双联过滤器型号ZRP-4尺寸972 M20 X880 mm净重128kg过滤面积0.3 m2十、闪蒸脱腥设备靖江艾莉特食品机械厂真空瞬时杀菌及脱腥装置（成套）型号RJCG01A超高温杀菌脱腥生产能力 2T/h尺寸 3000 >2300 M200 mmH一、均质机型号 HOMG-Q500-P60工作量 500L/h最大压力60Mpa额定压力50Mpa外形尺寸 1200 >800X1200mm十二、喷雾干燥机根据物料衡算计算中数据可知喷雾干燥需要蒸发水分273.60kg/

24、h常州市一新干燥设备有限公司型号 LPG-300设计进风温度350 c排风温度90-110 C水分蒸发量300kg/h雾化器直径150mm雾化器转速18000 r/min雾化器功率8.5kw外型尺寸8000 >7500 X12000mm十三、流化床采用ZLG系列振动流化床干燥机，将从喷雾干燥塔出来的高温速溶豆奶粉迅速冷却。该机使用时需要配上振动输粉机，空气过滤器、冷却器、旋风分离器等附属设备。根据物料衡算，流化床处理时蒸发水分6.58kg/h江阴市金发干燥设备有限公司型号ZLG3 >0.30功率0.8 X 2kw进风70-140 C水分蒸发能力20-35kg/h出风40-70 Cg

25、/h流化面积0.9 m2尺寸3000 M00 X1350mm总质量1250kg十四、包装机型号 HD-45A粉剂自动包装机包装速度 40-60袋/min制袋尺寸 长40-140 宽40-100计量方法螺杆式功率 1.2kw重量 215kg外形尺寸 780*680*1600mm型号 DZ-500/2SP(B)真空包装机真空室最低压强<=1.3332kPa真空室尺寸 560*440*50mm热封条尺寸 500*12mm外形尺寸 1230*622*900mm重量 170kg十五、封箱机上海星旭自动化设备有限公司产品型号：FX-03输送速度：020m/min适用纸箱：L200-500 X W15

26、0-500 X H150-500mm供给电源：220/380V50-60HZ耗用功能：1.5kw封箱速度：15-20箱/min适用胶带：W48mm/60mm/72mm (择一选用)机器尺寸：L1700 XW880 XH1450mm机器重量：280kg十六、捆扎机杭州永创智能设备股份有限公司MH-101A全自动捆扎机适合常规物体捆包电源，功率:380V,50Hz,750W,5A打包速度：2.5秒/道台面高度:750mm框架尺寸:W(1070)xH(668)mm 外部 W(800)xH(600)mm 定制捆扎形式:平行1多道，方式有点动、手动、连打、球开关、脚踏开关适用包带：厚(0.551.2) mm*宽(915) mm电器配置：LG “PLC”控制，法国“TE”，日本" OMRON"" ZIK “电器机器重量:240kg (毛重)/200kg (净重)十七、泵上海帕特泵业制造有限公司选用不锈钢卫生泵9台流量3t/h外形 450 X240 M30mm扬程18 m水柱设备重量31kg电机功率0.75kwWord资料转速 2850 r/min车间设备一览表号与 丁 P设备名称生产能力规格型号外形尺寸mm台数1斗式提升机35 m 3/hTH31562电磁振动筛12-200kg/hZS-515710 >710X129013脱皮机200-250k