日处理-30吨鲜奶的脱脂乳粉厂设计

目录摘要……………………IABSTRACT……………………II1引言…………11.1脱脂乳粉产业特点及市场分析…………22脱脂乳粉的标准……………2.13脱脂乳粉的生产工艺流程及工艺要点……3.1脱脂乳粉的生产工艺流程………………3.2脱脂乳粉的生产工艺要点………………3.2.1原料乳的验收…………3.2.2预处理…………………3.2.3脱气……………………3.2.4预热……………………3.2.5分离……………………3.2.6冷却……………………3.2.7预热杀菌………3.2.8浓缩……………………3.2.9喷雾干燥………………3.2.10出粉、冷却……………3.2.11筛粉……………………3.2.12称量与包装……………3.2.13设备清洗程序…………3.3检验乳粉的质量……………4物料衡算及设备计算、选型…………………4.1物料衡算……………………4.1.1物料质量计算……………4.1.2浓缩过程的物料计算…………………4.1.3干燥过程的物料计算…………………4.1.4包装所需物料…………4.2浓缩阶段计算………………摘要关键词脱脂乳粉；工艺设计；双效真空浓缩罐；离心式喷雾干燥塔本设计主要是进行日处理30吨鲜奶的脱脂乳粉厂的设计。首先，在了解资源和市场的基础上，提出了建厂的可行性研究报告;其次，对日处理鲜奶30吨脱脂乳粉进行了配方设计以及工艺条件的选择和论证；另外，对生产车间进行了物料和能量衡算，并且对车间的工艺设计和设备选型也进行了计算，特别采用了离心式喷雾干燥塔，大大节约了能源，并且单独设计了双效真空浓缩罐。第三，本设计对辅助设施进行了计算及选型；同时，对公用系统和人员定额也进行了估算;最后，本设计还作了必要的成本核算及经济效益分析。整个设计充分考虑了目前的经济状况和今后发展的需要，从节能的角度出发选择设备。生产流程充分考虑到机械化、自动化水平，技术上先进、可靠，布局上合理、规范。1引言1.1脱脂乳粉产业特点及市场分析乳含有丰富的高质量蛋白、乳脂肪、糖类化合物以及几乎全部已知的维生素、大量的矿物质、免疫活性因子等营养成分。营养学家研究表明,乳中的钙和蛋白质是人体最重要的基本营养素,其它物质也是人体生命活动所需的重要成分,乳的生物学价值(人体生理上的利用率)为85%,消化率为98%。因其营养全面且易被吸收,乳及乳制品被认为是“接近完善的食品”。脱脂乳粉以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经脱脂、浓缩、干燥制成的蛋白质不低于非脂固体的34%，脂肪不低于2%的粉末状产品。因脱脂乳粉含脂率很低，产品不易氧化，耐贮藏，脱脂乳粉是一种广受欢迎的健康速溶粉体食品，它的产量保持上升趋势。另外，由于食品工业的发展，作为食品加工原辅料的脱脂乳粉需求量也在增加。牛乳中含大量的水分及脂肪，容易滋生腐败微生物，储存期短。将其加工成脱脂乳粉后可以很好的延长货架期，并且保留了牛乳中大量的营养物质，对人体有很重要的营养作用。牛奶脱脂后加工而成，口味较淡，适于中老年、肥胖和不适于摄入脂肪的消费者。牛乳的浓缩干燥单元操作是乳品工业中消耗热源最多的工程。在能源日益匮乏的今天，研究浓缩、喷雾干燥过程中的节能技术也有着长远意义。本设计即是对中小液体乳生产企业的规划设计进行探讨。2脱脂乳粉的标准2.1脱脂乳粉的理化指标项目蛋白质%脂肪，%蔗糖，%复原乳酸度，OT水分，%不溶度指数，ml杂质度，mg/ml脱脂乳粉≥非脂乳固体的34≤2.0—≤20.0≤5.0≤1.0≤16非脂乳固体=100（%）-脂肪实测值（%）-水分实测值（%）2.2脱脂乳粉的卫生指标项目铅mg/kg铜mg/kg硝酸盐（以NaNO3计）mg/kg亚硝酸盐（以NaNO2计）mg/kg酵母和霉菌cfu/g脱脂乳粉≤0.5≤10≤100≤2≤50项目黄曲霉毒素M1μg/kg菌落总数cfu/g大肠菌群MPN/100g致病菌（指肠道致病菌和致病球菌）脱脂乳粉≤5.0≤50000≤90不得检出2.3脱脂乳粉的感官特征项目色泽滋味和气味组织状态冲调性脱脂乳粉成均匀一致的乳黄色具有纯正的乳香味干燥、均匀的粉末经搅拌可迅速溶解于水中，不结块3脱脂乳粉的生产工艺流程及工艺要点3.1脱脂乳粉的生产工艺流程原料乳的验收原料乳的验收预处理初次杀菌离心净乳脱脂乳预热杀菌冷却浓缩喷雾干燥出粉、冷却筛粉称量与包装入库稀奶油杀菌冷冻贮藏分离灌装3.2脱脂乳粉的生产工艺要点3.2.1原料乳的验收（1）感官指标色泽：正常牛乳应为乳白色或微带黄色，不得有红色、绿色或其他颜色。滋气味：正常牛乳具有新鲜牛乳固有的香味，无其他异味。组织状态：正常牛乳呈均匀的胶态流体，无沉淀、无凝块、无杂质、无异物等。（2）理化指标项目指标脂肪质量分数（%）蛋白质质量分数（%）相对密度（20℃/4酸度（以乳酸计）（%）杂志度/（mg·kg-1）汞质量分数/（mg·kg-1）六六六、滴滴涕质量分数/（mg·kg-1）≥3.10≥2.95≥1.0280≤0.162≤4≤0.01≤0.1（3）微生物指标分级细菌总数/（104cfu·ml-1）I≤50II≤100III≤200IV≤400一般原料乳的相对密度为1.028~1.032（20℃），酸度不超过20o3.2.2预处理（1）原料乳的冷却将乳迅速冷却是获得优质原料乳的必要条件。刚挤出的牛乳，其温度为32~36℃（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。本工厂采用管式过滤器，目数在80目左右。3.2.3脱气刚挤出的牛乳约含5.5%~7%的气体；经过贮存、运输和收购后，一般增加到10%以上，而且大部分为非结合的分散气体。这些气体对乳品加工过程和产品质量会产生一些不良影响：①影响牛乳计量的准确性；②使巴氏杀菌机中结垢增加；③影响分离效率；④影响奶油的产量；⑤使脂肪球聚合；⑥使牛乳中的乳清析出等。3.2.4在许多大型乳品厂，不可能在收购鲜奶后立即进行巴氏杀菌或加工。因此，有一部分乃必须得在大贮乳罐中贮存数小时或数天。在这种情况下，虽然有现代化的制冷技术，但微生物有足够的时间繁殖并产生酶类，而且微生物产生的副产物有时是有毒的；此外，微生物还会引起牛乳中某些成分分解，使PH下降。因此，当原料乳到达乳品厂时必须尽快的进行热处理，尤其是原料质量比较差时。3.2.5分离牛乳中脂肪的比重平均为0.93，脱脂乳的比重为1.060，要使牛乳中3%~5%的脂肪分离出来，则可根据乳脂肪与脱脂乳比重的不同采取离心分离法进行分离。牛乳预热温度达到50℃上下既可分离，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。牛乳的离心分离是藉牛乳分离机分离钵的高速旋转所产生的离心力,将比重不同的脱脂乳和稀奶油分开，分出的稀奶油储存在储罐中。配置1台15.0t/h牛奶分离机组成预处理生产线3.2.6预热杀菌杀菌方法一般采用高温短时间杀菌法，或超高温瞬时杀菌法。如果采用板式或管式杀菌器时，通常使用的杀菌条件为80~85℃，保持30s或90℃，保持24s。如果采用超高温瞬时杀菌装置，则为120~3.2.8浓缩原料乳经过杀菌后，应立即进行真空浓缩。一般大约浓缩到原料乳体积的1/4，这时牛乳的浓度约为12~16oBe′（50℃浓缩的优点：1）经济效益好，成本低真空浓缩锅中，蒸发1kg水分需要消耗约1.1kg加热蒸汽；双效降膜蒸发器需0.39kg加热蒸汽；喷雾干燥室内每蒸发1kg水分，需要2.5-3.0kg加热蒸汽2)真空浓缩对乳粉的物理性状有显著影响浓缩后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和冲调性3)真空浓缩可改善乳粉的保藏性4)浓缩后，乳粉颗粒致密，密度大对包装有利3.2.9喷雾干燥在喷雾干燥设备内，浓缩乳依靠机械力（离心力）的作用，通过雾化器成为雾状微粒（其直径约为10~10000μm），并与干燥介质接触，在接触的瞬间进行强烈的热交换与物质交换，使浓缩物料中的水分绝大部分在短时间内被干燥介质带走，完成干燥。特点及原理：喷雾干燥是喷雾和干燥的密切结合，用单独一次工序将浓缩乳干燥成乳粉。采用机械力量，通过雾化器将浓缩乳在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，使比表面积大大增加，同时与热空气接触，水分瞬间大量蒸发。可将物料中含有50-70%水分迅速干燥成为水分为2.0%左右的粉状成品优点干燥速度快，物料受热时间短干燥过程温度低，乳粉品质好调节工艺参数，可以控制成品的质量指标在密闭空间内干燥，产品不易受污染，产品杂质度很低操作控制方便，适合于连续化、自动化、大型化生产3.2.10出粉、冷却在喷雾干燥室内的乳粉，要求迅速连续不断的卸出并即使冷却，不应长时间积存在干燥室内，以免受热过久，降低乳品质量。乳粉要求迅速卸出、及时冷却（30℃受热过久导致游离脂肪过多，易氧化还会影响乳粉的溶解度和色泽乳粉在高温状态下放置，水分含量高3.2.11筛粉通过筛粉可以去除乳粉中的杂志、焦粉或硬块、潮粉粒块；同时可以使乳粉自然冷却，乳粉中的粗、细粉混合均匀。3.2.12称量与包装乳粉很容易吸湿、结块，以致变质。所以经过冷却、筛粉的乳粉必须进行称量包装。其包装不仅限于乳粉的吸湿因素，还有其他目的，如便于携带、利于运输和储藏、防止乳粉的香味散失、防止一切的外界污染、利用包装的图画吸引消费者等。用自动称量机采取重量法包装。包装容器使用前应消毒，内外表面保持清洁。包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。包装室：18-20℃，空气相对湿度75%包装过程中影响产品质量的因素乳粉的温度——28℃包装室内湿度的影响包装时除去空气的重要性3.2.13稀奶油的杀菌稀奶油的杀菌温度与时间有以下几种方法：72℃，15min；77℃，5min；82~85℃3.2.14稀奶油的灌装将稀奶油冷却后立即进行装瓶，本设计选用的是玻璃瓶。3.2.15冷冻将灌装后的稀奶油用传送带式冻结装置进行冻结。冻结有利于保持稀奶油的质量和风味。3.3乳粉的质量检验成品由检验员根据产品标准要求，对产品进行有关感官、理化、冲调性、复原乳酸度和微生物指标进行检测。符合标准后方可出厂。4物料衡算及热量衡算4.1物料衡算4.1.1牛乳中主要化学成分及质量分数表4-1牛乳中主要化学成分及质量分数水分总乳固体脂肪蛋白质乳糖无机盐87.0%13%4%3.4%4.8%0.8%脱脂乳粉中主要物质及质量分数：表4-2脱脂乳粉中主要物质及质量分数水分总乳固体脂肪蛋白质乳糖无机盐4%96%1.5%35.15%53.455.9%工厂实行三班制，有效工作时间为18h，则每小时工作量Fo=30000/18=1666.67kg/h脱脂乳粉的总质量：=2857.14kg分离出含脂率30%的稀奶油的质量：=3857.14kg稀奶油流量：kg/h4.1.2浓缩过程物料衡算浓缩前水分的量：V=30000×87%-2857.14×1.5%=23400kg浓缩前水分含量：W=浓缩前物料的流量：F=1666.67-214.29=1452.38kg/h设浓缩后乳固形物的浓度为48%，水分含量52%浓缩后物料的量：kg/h蒸发的水量：kg/h4.1.3干燥过程物料衡算设干燥后乳固形物的浓度为96%，水分含量为4%干燥后物料的量：kg/h蒸发水量：kg/h4.1.4包装（1）稀奶油：包装采用玻璃瓶250g/瓶，大包装12瓶/箱小包装：瓶大包装：箱（2）脱脂乳粉包装采用500g/袋，大包装为24袋/箱小包装：袋大包装：箱5热量衡算及传热面积计算5.1浓缩阶段计算混合料液原浓度为13%，浓缩至干物质为48%设第一效出料浓度为27.5%，二效出料浓度为48%一效蒸发水量：kg/h二效蒸发水量：kg/h5.1.1牛乳中各干物质含量如下表所示表4-3牛乳中各干物质含量名称蛋白质脂肪糖水质量kg10201200144026100比热0.50.50.31则原料的比热为：=0.9214kcal/kg﹒℃5.一效：进料温度TF1=90加热温度TS1=85蒸发温度T1=70相应汽化热r1=555.05kcal/kg二效：进料温度TF2=65加热温度TS2=70蒸发温度T2=48相应汽化热r2=566.21kcal/kg5.1一效：传热系数k1=1400kcal/h﹒m2﹒℃传热量:kcal/h温差△T1=TS1-TS2=85-70=15传热面积m2选用Φ45×2mm长5m的不锈钢管做蒸发管，取加热管余量系数为1.1则d=45-2×2=41mm所需蒸发管数：根二效：传热系数k2=700kcal/h﹒m2﹒℃传热量:kcal/h温差△T2=T1-T2=70-48=22传热面积m2选用Φ45×2mm长5m的不锈钢管做蒸发管，取加热管余量系数为1.1则d=45-2×2=41mm所需蒸发管数：根5.一效：kg/m2﹒h二效：kg/m2﹒h5.（1）第一段预热是以盘管形式在混合冷凝器内或专门预热器内进料温度t1=6℃，出料温度t2=加热蒸汽温度t3=45℃，传热系数k1′=1250kcal/h﹒m2则传热量Q1=FC(t2-t1)=1452.38×0.9214×（40-6）=45499.58kcal/h温差△t1′=t3-t1=45-6=39℃△t2′=t3-t2=45-40=对数平均温差℃传热面积m2使用Φ25×2mm不锈钢管，则管长m取37m（2）第二段传热面积第二段预热是以盘管形式在二效加热器内进料温度t2=40℃，出料温度t4=加热蒸汽温度TS2=70℃，传热系数k2′=1300kcal/h﹒m2﹒则传热量kcal/h温差△t1″=TS2–t2=70-40=30℃△t2″=TS2-t4=70-60=对数平均温差℃传热面积m2使用Φ25×2mm不锈钢管，则管长m取19m（3）第三段传热面积第三段是以盘管形式在一效加热器内进料温度t4=60℃，出料温度t5=70加热蒸汽温度TS1=85℃，传热系数k3′=1300kcal/h﹒m2﹒则传热量kcal/h温差△t13=TS1–t4=85-60=25℃△t23=TS1-t5=85-70=对数平均温差℃传热面积m2使用Φ25×2mm不锈钢管，则管长m取9m（4）第四段传热面积、第四段是以列管式换热器，即为杀菌管进料温度t5=70℃，出料温度t6=加热蒸汽温度t7=10445℃，传热系数k4′=1600kcal/h﹒m则传热量kcal/h温差△t14=t7-t5=104-70=34℃△t24=t7-t6=104-94对数平均温差℃传热面积m2使用Φ25×2mm不锈钢管，则管长m取18m5.已知：工作蒸汽压Po=6atm大气压力P=760mmHg吸入气体压力P1=235mmHg=0.309atm排出气体压力P2=540mmHg=0.71atm则（1）吸入热压泵气体量（二效加热蒸汽取30%余量）kg/h（2）压缩比（3）膨胀比（4）抽气系数：根据K=2.3，E=19.4，查得μ=0.8工作蒸汽消耗量kg/h5.1.（1）喷嘴各部分尺寸咽部直径mm入口处直径d1=5d=5×13=65mm出口处直径d2=cd∵c=0.54lgE2.64=1.84，取c=2∴d2=cd=2×13=26mm咽部长度L=1.2d=1.2×13=15.6mm取L=16mm收缩部长度mm，取46mm扩张部长度mm，取50mm（2）扩散管各部分尺寸咽部直径mm，取D=54mm入口处直径D1=1.5D=1.5×54=81mm出口处直径D2=1.8D=1.8×54=97.2mm咽部长度L＇=3D=3×54=162mm收缩段长度L1＇=5D=5×54=270mm扩张段长度L2＇=5D=5×54=270mm（3）喷嘴出口到扩散管入口距离A值的计算蒸汽自由喷射流长度其中α—实验常数，对弹性介质取0.07~0.09，本设计取0.09∴mm蒸汽喷射流在距离喷嘴出口Lc处的截面直径dc=1.55d2（1+μ）=1.55×26×（1+0.6）=64.48mm取dc=65mm5.1.设冷却水初温为20℃，终温为已知一效、二效不凝气体由不凝气管进入冷凝器的量均为Vˊ=100kg/h第一段预热管传热量为Q1=45499.58kcal/h45℃时二效二次蒸汽热焓为I170℃时二效二次蒸汽热焓为I2二效二次蒸汽热焓的量为V2=293.23kg/h冷却水消耗量kg/h.已知加热蒸汽温度在104℃则杀菌器的蒸汽消耗量为热压泵蒸汽耗量为Go=514.25kg/h工作蒸汽热焓为I3=655.6kcal/kg（Po=6atm）则kcal/h5.1.1、冷凝水带出的热量Q1ˊ:已知：一效蒸发水量为V1=765.80kg/h加热蒸汽量：W1=Go+Wˊ=574.12kg/h冷凝水排出的温度：t一效=88℃，t二效=冷凝水的排出量：一效杀菌器：W2=Go+W′+Gm=514.25+59.87+411.40=985.52kg/h二效杀菌器：W3=V1-Gm=765.80-411.40=354.40kg/h则Q1ˊ=W2t一效+W3t二效=985.52×88+345.4×78=114368.96kcal/h取114000kcal/h2、物料带出热量Q2ˊ出料温度为t出=50出料量为W=F-V=1452.38-1059.03=393.35kg/h浓缩后各物质含量如表4-4所示表4-4浓缩后各物质含量名称蛋白质脂肪乳糖水分质量kg102042.8614403681.76比热0.50.50.31则浓缩后物料的比热为：kcal/h则Q2ˊ=Wt出Cˊ=393.35×50×0.6561=12903.85kcal/h3、冷却水带走的热量Q3ˊ：冷却水排出量WL=8871.40kg/h取9000kg/h初温为20℃，终温为Q3ˊ=WL（40-20）=9000×20=180000kcal/h4、设备散热Q4ˊ按设备蒸发耗热的5%计算Q4ˊ=（V1r1+V2r2）×5%=（765.80×555.05+293.23×566.21）×5%=29554.35kcal/h取30000kcal/h5、总耗热为：Q耗=Q1ˊ+Q2ˊ+Q3ˊ+Q4ˊ=114000+12903.85+180000+30000=336903.85kcal/hQ给＞Q耗所以设计合理5.2干燥阶段计算5.2.1喷雾干燥塔空气消耗量计算计算依据：新鲜空气的温度t0=20相对湿度热风温度t1=150排风温度t2=78由t0、在I-X图上查得新鲜空气的湿含量为X0=0.0118kg水/kg干其热焓为I0=11.25kcal/kg∵空气在预热过程中不变∴进入干燥塔时热空气的湿含量为X1=X0=0.0118kg水/kg由t1、t2在I-X图上查得进入干燥塔的热空气焓I1=44kcal/kg排出干燥塔的废气湿含量X2=0.039kg水/kg1、通过干燥设备的绝对干燥的空气量为kg干/h2、单位绝干空气耗量（一千克干空气为基准）kg干/h3、喷雾干燥消耗的湿空气体积为V0=v0v0为冷空气的比热容m3/h∴V0=v0G=0.862×7230.88=6233.024、离开喷雾干燥器的湿空气体积为V2=v2v2为废气的比容m3/h∴V2=v2G=1.076×7230.88=7780.435、进排风量的比较∵∴排风量比进风量大24.8%，符合乳品生产中干燥塔负压的要求，是合理的。5.2.2喷雾干燥设备的热量衡算1、总的给热量kcal/h2、耗热（1）蒸发水分所需热量为式中为乳进料温度45℃∴q1=196.68×（595+0.46×78-45）=115230.88kcal/h（2）将奶（48%）由45℃升至60℃所需的热量（壁温取式中Cm=Cs+C2Cw，其中kcal/h∴kcal/kg·℃∴q2=196.68×0.748×（60-45）=2206.75kcal/kg·℃（3）干燥塔热损失为q3=kwFw△tkw为干燥器壁的表面同空气之间的传热系数kcal/kg·℃Fw为干燥器与周围空气接触的表面积m2△t=t壁-t空=60-20=40∴q3=9.9×62.8×40=24868.8kcal/h取24869kcal/h（4）废气带出的热量q4=G（0.24+0.46X0）(t2-t0)=7230.88×（0.24+0.46×0.018）×（78-20）=104119.21kcal/h（5）Q耗=q1+q2+q3+q4=115230.88+2206.75+24869+104119.21=246425.84kcal/hQ给≈Q耗，∴本设计的干燥塔热量基本平衡。6设备尺寸计算及选型6.1蒸发罐的结构尺寸计算6.1.11、管径和管数经计算，已知选Φ45×2mm，长5m的不锈钢无缝钢管作为蒸发管，一效的蒸发列管数为Z1=33根，二效的蒸发列管数为Z2=18根2、排列方法：正三角形排列6.1.21、实际传热面积一效：F实1=33×0.041π×5=21.24m2二效：F实2=18×0.041π×5=11.59m2、验算余量一效：有12%的余量二效：有14%的余量∴一、二效均符合要求6.1.31、尾部预热器本设计采用Φ25×2mm的不锈钢管，经计算知管长l1=37m设混合冷凝容器的内径为700mm,则蛇管的外管直径Do=d-200=700-200=500每组蛇管间距t=2d外=2×25=50mm同一组中各蛇管间的垂直距离h=1.5d外=1.5×25=38mm内圈蛇管直径do=Do-2t=500-2×50=400mm∴每圈蛇管长度：mm=1.57mmm=1.27m又∵蛇管总长度为l1=37m则m,m蛇管圈数圈数管高度H=nh=31×38=1178mm=1.18m2.一、二效预热管的设计计算（1）一效壳径的计算由于采用胀管法，则管间距t＇=1.3d外=1.3×45=58.5mm，则最外圈直径（中心圈）：D1=2×5tˊ×cos30°=2×5×58.5×cos30°≈507最外管中心到壳体内径距离为h1=1.3d外=1.3×45=58.5mm则壳体内径为D内1=D1+2h1=507+2×70=647mm壁厚取8mm，则D内为700mm。（2）一效预热盘管的设计由以上可知取Φ25×2mm的不锈钢管长l3=9m则d2=D+2d＇=507+2×70=647mm每圈蛇管长度m∴盘管圈数，取5根蛇管高度ho=2d外=2×25=50mmH＇=n＇ho=5×50=250mm壳体外径：盘管距壳体100mm，壳厚8mm则D外1＇=d2+2×100+2×8=647+2×100+2×8=863mm取900mm（3）二效壳径胀管法t＂=1.3d外=1.3×45=58.5mmD内2=t＂（b-1）+2t＂=58.5×（7-1）+2×58.5=468mm取470mm其中b取7盘管外圈中心直径为d3=t＂（b-1）=58.5×（7-1）=351mmD外2=D内2+2×8=426+16=484mm，壁厚取8mm，D外2取500mm（4）二效预热管由上计算可知，l2=19m则d4=d3+2×50=351+100=451mm，每圈蛇管度∴蛇管圈数取14。蛇管高度ho＇=2×25=50mm壳体外径到壳体内径距离100mm，壳厚则D内2＇=d4+100×2=451+200=651mmD外2＇=D内2＇+2×8=651+16=667mm，取700mm6.1.4本设计中此通道采用长方形截面通道（b=2a）汽液流速ω=25m/s=90000m/h1、一效：V1=765.80kg/h，蒸发温度T1=70℃，相应的比热容为C1=5.502m则相应的二次蒸汽体积V一效=V1C1=765.80×5.502=4213.43m面积：m3/h则mm，b1=2a1=306mm2、二效：V2=293.23kg/h，蒸发温度T2=45℃，相应的比热容为C2=15.28则相应的二次蒸汽体积V二效=V2C2=765.80×5.502=4213.43m面积：m2则b2=2a2=316mm6.1.51、一效：气体流速ω1=25m/s=90000m/h加热蒸汽量G1=Go+Gm=514.25+411.40=925.65kg/h加热蒸汽温度TS1=85℃，相应的比容C1′=3.06则二次蒸汽体积V1′=G1C1′=925.65×3.065=m2，∴直径m2、二效：气体流速ω2=16m/s=57600m/h加热蒸汽量G2=V1-Gm=765.80-411.40=354.4kg/h加热蒸汽温度TS2=70℃，相应的比容C2′=5.502则二次蒸汽体积V2′=G2C2′=354.4×5.502=m2，∴直径m6.1.6杀菌器的计算1、根据以上计算，杀菌器长l4=18m，取每根长5m，则所需管，取4根2、排布：采取同心圆排布管间距t0取1.3d外，则t0=1.3×25=32.5mm6.1.7保温管的计算取物料的密度为1.032，物料在保温管中停留的时间取24s，设管长3.5m，则m/s=525m/h体积流量dm3/h=1.407m3/h传热面积m2∵∴mD＇=2R=2×0.029=0.058=58mm6.1.8蒸发罐的强度计算本设计的双效降膜蒸发器为真空条件操作属于外压容器，其强度计算如下：1、一效蒸发器上部：外径D上=900mm，壁厚=8mm，长L=2000mm则mm∴L＞L上，蒸发器为短圆筒式真空容器为外压容器，p=1atm临界壁厚其中：E——弹性模数（材料的）不锈钢件，E=2.1×106kgC——腐蚀强度，不锈钢取0则cm=3.9mm∴＜∴本设计是合理的2、二效蒸发器上部：外径D上＇=700mm，壁厚=8mm，长L上＇=2000mm则mm∴，蒸发器为短圆筒式真空容器为外压容器，p=1atm临界壁厚：cm=3.39mm∴，∴本设计是合理的下部：外径=500mm，壁厚=8mm，长=3000mm则mm∴，本设计为短圆筒式临界壁厚cm=3.3mm∴，∴本设计是合理的。6.2喷雾干燥塔尺寸计算6.2.1离心喷雾设备液滴的大小与射程设计依据：本设计采用沟槽式离心盘孔眼直径d=0.003m孔眼数目n=24进料量G1=393.35kg/h转盘转数n=10000转/分=167r/s离心盘半径R=140mm液滴表面张力α=0.005kg/m·s物料密度ρn=1076kg/m3（1）液滴的射程m（2）雾滴直径的计算式中：x——由Mp确定的系数ρ——物料密度σ——料液表面张力Z——沟槽的数目h——沟槽的高度μ——料液的黏度Mp——沟槽的周边润湿率，l——润湿周边长度l=ndπkg/s·m离心盘的进料温度为45℃则μ=0.0015pa/s，σ=0.07N/m,h=d/2=0.0015m,ρ=1124kg/m由于Mp＞0.33，∴x取0.4（3）液滴离开离心盘的速度a、径向速度b、切向速度m/sc、合速度m/s6.2.2干燥室尺寸计算（1）干燥室直径D=2.25S=2.25×2.18=4.91m，取5m（2）干燥室有效容积，式中q为干燥时的容积干燥强度q=0.03TB-1=3.5kg/m2·h（TB为进入干燥室的热风温度）∴m3（3）干燥室截面风速m2∵其中：v1——热空气的比容v2——冷空气的比容vcp——干燥室的截面风速∴m/s6.3附属设备的计算计算依据：加热蒸汽工作压力取6atm，查饱和蒸汽温度为t蒸=164℃i=165.5kcal/kg平均温度℃K取20kcal/m2·h·℃加热器加热面积m2（2）加热蒸汽耗量kg/h（3）空气加热器的选择计算依据：进空气量V0=6233.02m3t进=20℃，t出=150℃，t蒸①②查《乳品工业手册》3-10-10当F=0.9时使用6R—11R均可表3-4排数与风速关系排数6R7R8R9R10R11R风速1.652.253.104.205.206.60本设计选10R，则v=5.2m/s③查表3-10-10，当t=20℃时，体积比例修正系数为φ=理论进风量为G=V0φ=6233.02×1.0=6233.02m④在受风面积不大，空气阻力不大的情况下，选择10R风速v=5.2m/s则所需排风管受风表面积m2查表得：S2R-12-54型加热器，4台沿气流方向串联既可以满足要求，其受风面积m/s由上可知所选择的换热器合理。⑤加热空气所需热量式中：ρ为空气密度，20℃时ρ=1.205kg空气的平均比容在15~85℃时为1.005kj/kg·∴Q=1.005×1.205×6233.02×(150-20)=981284.60kj/h⑥空气的重量流速计算，式中Ff为通风净截面积，查《乳品工业手册》表3-10-6得，Ff=0.324m2∴kg/m2·s⑦传热系数和空气阻力的计算传热系数kw/m2·K空气阻力paN——散热管排数，本设计选用S2R-12-54型4台换热器，∴N=8查《乳品工业手册》表3-10-11得传热系数修正值为0.765∴组合传热系数K′=0.0627×0.765=0.480kw/m2·K⑧核实排管的散热量查表可知S2R-12-54型换热器散热面积为40.5m四台有F=40.5×4=162m则散热量kj/h∵Q′﹥Q,∴选择合理（4）空气过滤器的选择①m2式中：Q为通过过滤器的空气量为6233.02m3/h，M为过滤强度，一般取4000~8000m3/m2·h，本设计取5000②mmH20式中：S为滤层厚度，本设计选取PEKK型网式过滤器，S为12mm，v为过滤速度。③需要块数用52×52（cm）的油浸式滤，共需：块，取5块（5）进风机与排风机的选择乳品生产中，一般进风机风压为120~160mmH20，排风机风压为180~240mmH20，在选择风机时，进风机应考虑加20~40%的余量，排风机应比进风机风量大20~40%的风量，以保证干燥时的负压状态。进风机功率计算：式中：L为进风量m3/s风机全压P取1.37kpa，电动机容量系数取1.15全压效率取1，机械系统效率取0.9∴kw通风管道的计算：取进风管空气流速u1=9m/s，排风管空气流速u2=8m/s进风管直径m排风管直径m排风机的功率式中：m/s风机全压取P=2.16kpa，电动机容量系数取1.15全压效率为1，机械系数取效率为0.9∴kw风机选择T4-T2型（6）袋滤器粉尘回收时使用棉织布袋袋滤器面积m2q为织布袋单位面积负荷取180m3/m∴布袋个数袋长取2.5m，直径取d=200mm取26个。基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究HYPERLINK"