毕业设计(论文)-年产2万吨发芽糙米乳饮料工厂设计(全套图纸)

生物与食品工程学院毕业设计PAGE目录TOC\o"1-3"\h\u第一篇设计说明书 1第一章绪论 21.1含乳饮料的简介 21.1.1含乳饮料的定义 21.1.2含乳饮料的分类 21.2发芽糙米含乳饮料 21.2.1发芽糙米简介 21.2.2糙米与精米的营养成分和营养价值的比较 31.2.3糙米发芽后营养成分的变化 41.2.4发芽糙米功能特性 51.3发芽糙米研究进展 71.4国外发芽糙米产品市场情况 81.5我国发芽糙米状况 91.6我国含乳饮料的发展状况 91.6.1我国含乳饮料品牌 91.6.2我国含乳饮料的现状 10第2章厂区平面设计 102.1厂址选择 112.1.1厂址 112.1.2厂址选择原因 112.1.3乳制品加工工厂环境应符合以下要求 112.2主生产车间平面布置 122.2.1生产车间工艺布置的原则 122.2.2生产车间的卫生要求 122.3建筑物平面布置与卫生要求 132.3.1全厂平面设计的基本原则 132.3.2车间环境卫生要求 13第3章原辅材料及产品的标准 143.1原辅料的特性及标准 153.1.1原料乳特性及标准 153.1.2稳定剂特性及标准 153.1.3甜味剂的特性及标准 163.1.4水 163.2产品标准 173.2.1感官指标 173.2.2理化指标 173.2.3细菌指标 18第4章工艺流程论证及说明 184.1工艺流程的确定 194.1.1发芽糙米乳饮料的工艺流程 194.2操作要点说明 204.2.1原料的筛选与除杂 204.2.2浸泡吸水 214.2.3发芽活化 214.2.4灭酶处理 214.2.5干燥与储藏 214.2.6打浆 224.2.7酶处理 234.2.8灭酶 234.2.9原料乳的验收 234.2.10原料乳的预处理 234.2.11真空脱气 234.2.12调配 274.2.13均质 274.2.14无菌灌装 28第二篇设计计算书 28第一章工艺计算 291.1产品与产量确定 301.1.1产品方案 301.1.2产量确定 301.2物料衡算 301.2.1标准化工艺的设计计算 301.2.2100㎏原料乳生产糙米饮料的物料衡算 311.2.3年产2万吨发芽糙米乳饮料的物料衡算 331.3热量衡算 351.3.1预热耗热量 361.3.2杀菌耗热量 361.3.1发芽糙米浆预热耗热量 371.4水平衡计算 371.4.1原料乳的冷水耗用量 371.4.2标准化乳预热的热水耗量 381.4.3杀菌冷却的冷水耗量 381.4.4发芽糙米乳饮料的的冷水耗用量 381.4.5发芽糙米浆预热的热水耗量 38第2章车间设备选型 392.1设备选型的原则要求 392.1.1奶槽车 402.1.2脱气机 402.1.3原料乳冷却器

412.1.4立式贮奶罐 412.1.5双联过滤器 412.1.6均质机 422.1.7板式热交换器 432.1.8瓶装包装机 452.1.9泵 45第3章公用系统及辅助设施 473.1给排水系统 473.1.1水质要求 473.1.2水源 483.2供电系统 493.2.1供电要求和供电设备及相应措施 493.2.2用电估算 493.2.3生活用电 503.2.4其他用电 503.2.5总耗电量 503.3供汽系统 503.3.1锅炉选型 503.3.2锅炉用水要求 513.3.3用汽量估算 513.4辅助设施 513.4.1中心实验室 513.4.2化验室 513.4.3仓库 523.4.3包装材料库 533.4.4办公楼 533.4.5食堂 533.4.6机修间 543.4.7更衣室 543.4.8浴室 553.4.9厕所 553.4.10职工宿舍 553.4.11医务室 553.4.12会议室 553.4.13配电室 563.4.14收奶站 563.4.15研发中心 563.4.16辅助部门统计表 563.5劳动组织 57第4章经济技术分析 584.1投资指标 594.1.1用于建筑工程的各项费用 594.1.2用于购置各种设备、工具和器具的费用 594.1.3其他费用(土地费、人员培训费、勘察设计费等) 594.2年生产总成本核算 594.2.1大修费和折旧费 594.2.2原材料、燃料消耗费用 594.3利润、利润率、投资回收期计算 604.3.1利润 604.3.2利润率 604.3.3投资回收期 60结论 61参考文献 62致谢 64PAGEPAGE1第一篇设计说明书全套图纸，加153893706第一章绪论1.1含乳饮料的简介1.1.1含乳饮料的定义在2008年11月1日开始实施的含乳饮料国家标准GB/T21732-2008中，将含乳饮料定义为：以乳或乳制品为原料，加入水及适量辅料经配制或发酵而成的饮料制品。含乳饮料还可称为乳（奶）饮料、乳（奶）饮品。1.1.2含乳饮料的分类配制型含乳饮料以乳或乳制品为原料，加入水、白砂糖以及（或）甜味剂、酸味剂、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一种或几种调制而成的饮料。发酵型含乳饮料以乳或乳制品为原料，经乳酸菌等有益菌培养发酵制得的乳液中加入水，以及白砂糖和（或）甜味剂、酸味剂、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一种或几种调制而成的饮料，如乳酸菌乳饮料。根据其是否经过杀菌处理而区分为杀菌（非活菌）型和未杀菌（活菌）型。发酵型含乳饮料还可称为酸乳（奶）饮料、酸乳（奶）饮品。乳酸菌饮料以乳或乳制品为原料，经乳酸菌发酵制得的乳液中加入水，以及白砂糖和（或）甜味剂、酸味剂、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一种或几种调制而成的饮料。根据其是否经过杀菌处理而区分为杀菌（非活菌）型和未杀菌（活菌）型。1.2发芽糙米含乳饮料1.2.1发芽糙米简介糙米的最大特色是含有胚芽，是一颗完整、有生命活力的种子。将糙米在一定温度、湿度下进行培养，待糙米发芽到一定程度时将其干燥，所得到的由幼芽和带糠层的胚乳组成的制品即称为发芽糙米[1]。发芽糙米的实质是在一定的生理活性化工艺条件下，其所含有的大量酶如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和释放，并从结合态转化为游离态的酶解过程。正是由于这一生理活化过程，发芽糙米的粗纤维外壳被酶解软化，部分蛋白质分解为氨基酸，淀粉转变为糖类，使食物的感官性能和风味得以改善，而且在保留了丰富的维生素（VB1、VB2、VB6、VC、VE）、矿物质（Mg、K、Zn、Fe）、膳食纤维营养成分的同时，更是产生了多种具有促进人体健康。1.2.2糙米与精米的营养成分和营养价值的比较表1-1糙米和白米的化学成分比较(%,干基）化学成分糙米白米蛋白质（）7.1～13.15.6～13.3粗脂肪1.8～4.00.2～1.1粗纤维0.2～2.60.1～0.6灰分1.0～2.40.3～0.7无氮抽出物74.5～90.284.0～93.5表1-2糙米和白米微量成分的比较（)微量成分糙米白米微量成分糙米白米0.1痕量2.1～4.5痕量～1.80.4～0.90.1～0.4尼克酸44～628～26吡哆醇0.6～11.20.4～6.2泛酸6.6～18.63.4～7.7生物素0.06～0.130.006～0.09肌醇总量1194～1220100～125游离24～4511胆碱1120～1220450～7130.00050.001613痕量钙65～40046～385氯203～275163～372铁7～542～27锰13～4210～33磷2500～4400860～1920钾1200～3400140～1200硅190～190050～370钠31～17622～851.2.3糙米发芽后营养成分的变化GABA的变化糙米发芽的实质是糙米的活性化，是糙米中所含有的大量酶被激活和释放，并从结合态转化为游离态的酶解过程[2]。正是由于这一生理活性化过程，不仅使糙米品质得到极大改善，而且产生大量的具有促进健康和防治疾病作用的一些生物活物质，如GABA。蛋白质的变化研究表明，发芽可以增加糙米蛋白质的含量。全干基础上比较，发芽糙米粗蛋白含量比精米和糙米大约提高了10％和6％[3]。陈志刚等人研究了糙米在发芽过程中水溶性蛋白质含量的变化情况，结果表明，糙米发芽期间水溶性蛋白质含量呈现先升后降的趋势，前6天是增加的，然后逐渐减少[4]。有资料表明，增加的可溶性蛋白来自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。氨基酸的变化与精米和糙米相比较，发芽后糙米18种氨基酸、总氨基酸和必需氨基酸含量均增加，尤其是糙米限制氨基酸如赖氨酸和苏氨酸含量增加较明显。郑艺梅在对糙米发芽过程中营养成分及植酸含量变化的研究发现，随糙米发芽时间的延长，游离氨基酸的含量先增加后降低。如川香优2号赖氨酸含量在发芽36h达到峰值，是发芽前的3．5倍，色氨酸含量在发芽48h达到最高约为发芽前的1．7倍。陈志刚等人用、赤霉和去离子水处理糙米,发现用和处理的糙米中游离氨基酸含量在发芽1～5d内呈上升趋势，随后下降。而去离子水处理的发芽至第6天开始下降。发芽至第5天，3种处理的糙米中游离氨基酸含量分别比发芽前增加、和。发芽结束时的含量分别比发芽前高出135.4％、151.2％和92.1％。植酸的变化糙米发芽期间植酸含量总体呈下降趋势，在发芽12～36h之间植酸含量下降的幅度较大。淀粉和还原糖的变化糙米发芽实际上是一个酶促反应的启动过程。发芽时，糙米内源淀粉酶被激活，导致糙米淀粉发生降解，引起直链淀粉和支链淀粉含量的下降，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解为葡萄糖等小分子糖类，为幼芽和幼根生长提供能量，所以随着淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐渐减少，还原糖含量迅速升高。发芽至第5天，糙米中还原糖含量达到高峰，随后下降。、和去离子水处理的糙米中还原糖达到高峰时的含量别为、和。发芽结束时，3种处理的糙米中还原糖含量分别比发芽前增加了47.2倍、61.9倍和40.4倍[5]。糙米发芽后淀粉及其组分的含量、淀粉糊的酶解率以及黏度均降低；透明度和冻融稳定性均增强；凝沉稳定性变化不大。其中发芽24h糙米淀粉的理化特性变化最明显。发芽可以在一定程度上改善糙米淀粉的理化特性。维生素的变化发芽对维生素B族影响较大,、、的含量都有所增加,的含量基本不变。据熊善柏等人分析，发芽至第3天，糙米中的由增至，达到最大值。发芽至第6天，由增至，达到最大值[6]。王文高等人研究发现，发芽糙米中只有叶酸的含量是下降的。抗坏血酸的含量显著增加，发芽24h时最高，川香优2号从未检。矿物质的变化糙米中不仅钙、镁的含量较高，而且锌和铁等微量元素的含量也较高。在糙米发芽过程中，由于生成了新的组织，矿物质元素会发生转移，同时由于干基的损失，其含量略有增加。此外，糙米在发芽之前，钙、镁等矿物质元素大部分与植酸结合在一起，食用时几乎不为人体所吸收。但在发芽过程中，由于植酸酶的作用，这种结合被破坏，矿物质元素呈游离态，从而使这些必需成分在人体内的吸收率显著提高。1.2.4发芽糙米功能特性稻米发芽起源于我国，《本草纲目》中有“谷芽可治疗食欲减退、消化不良等”的记载。糙米经过发芽后，不仅可改善其适口性，而且其营养价值得到大幅度地提高，所含的各种营养物质，如各种活性酶、以游离状态存在的微量元素及丰富的维生素、膳食纤维、肌醇六磷酸、阿魏酸生育酚、三稀生育酚、、谷胱甘肽等，能促进人体健康。GABA(r-氨基丁酸)GABA是一种非蛋白质组成的天然氨基酸，是一种人体抑制性神经传递物质，作为一种生理活性成分，参与了脑循环生理活动，介导了中枢神经系统的抑制性神经传导。有研究表明，GABA具有降血压、抗惊厥、神经营养、改善脑机能、促进长期记忆、促进激素分泌、肾功能活化、肝功能活化、促进乙醇代谢,消除体臭等生理功能。GABA中还含有抑制脯氨酸内肤酶产生的脑功能有关肤分解亢进新的有效成分,从而防止神经细胞痴呆症(包括早年性痴呆症)。GABA具有降压机理是:它作用于延髓的血管运动中枢可使血压降低;可抑制抗利尿激素后叶加压素分泌，扩张血管使血压下降。其还具有镇静神经，减少中性脂肪等活性。糙米中GABA含量约为。发芽糙米中GABA含量是白米的5倍，较糙米高出3倍多。肌醇六磷酸发芽糙米中肌醇六磷酸的含量为白米4．56倍，能降低胆固醇和血脂肪；具有抗氧化作用，可治疗肾结石；对前列腺癌的生长有抑制作用，有天然的“癌症杀手”之称[7]。GSH（谷肤甘肽）谷肤甘肽系为活性三肽。是一种含硫、有硒的过氧化合酶。它能参与高铁血红蛋白的还原作用及促进铁的吸收；可阻止氧化血红蛋白保护硫基，防止溶血出现,保证血红蛋白能持续发挥输氧功能[8]；它能与体内有毒化合物、重金属离子、致癌物质等相结合，并促进排除体外；参与氨基酸的吸收和转移；具有抗艾滋病毒的作用；并能消除疲劳感,它能保护含酶分子中的-SH基，利用酶的活性发挥，并恢复己破坏的酶分子中-SH基功能，使酶恢复活性等。食物纤维发芽糙米含有多量的食物纤维，比糙米多0～15％，比白米多2．7倍，米糠中所含食物纤维有很强排毒效果。食物纤维摄入量的增加能增加肠胃的蠕动，并改善消化道有益菌群的环境，减少腐败菌的产生，以预防大肠癌。加大体内毒素的排出与排泄量，对改善便秘有效。ɤ-谷维素其能降低血清总胆固醇、甘油三酷含量，降低肝内脏脂质和血清过氧化脂质，降低胆固醇在动脉壁的沉积，减少胆石形成指数，抑制胆固醇在消化道吸收[9]；促进血管循环，调节内分泌，降低皮肤色素的沉积，有利于皮肤抗衰老；可缓解进入更年期出现的身体状态各种障碍及自律神经失调症，改善脑间视床底部功能失调；防止身体节律失调，对由于身体节律失调带来的卷怠感、疲劳感有改善和减轻作用；改善肠胃功能；抗血栓[10]。与混食,可取得协同增效作用。r-阿魏酸能调节植物神经，促进生长；调节、改善肠胃功能，阻止体内合成胆固醇；有较弱的类激素作用，抗血栓形，抗紫外线先辐射，抗自由级基；调节内分泌，降低肤色素沉积，有助于抗皮肤衰老，促进血液循环；含有EGMP抗癌物质等。它与VE、混食有协同增效作用。N-去氢神经酰胺具有抑制黑色素生成的功能，能美白皮肤；改善皮肤保湿和屏障功能。缓和角质层干燥，减少鳞屑。经口摄取后，能改善全身皮肤水合性，增加皮肤保水量，并提高皮肤弹性，减少皱纹，有美肌功能。角鲨烯具有抗氧化作用，在肝脏内转化成胆酸，还能显著增加12—羟化酶活性；具有类似细胞那样的摄氧功能，增加机体内组织对氧的利用能力，促进胆汁分泌，强化肝功能；加速消除氧所致的各种病症等功能。发芽糙米中除了上述几种功能性成分外，还含有植物甾醇、二十四醇、二十八醇及丰富的维生素等，这些物质都有不可低估的生物活性作用。发芽糙米所具有的排毒、养颜、增强免疫力、防止肥胖等功能都与上述物质具有密不可分的关系。发芽糙米的功能特性越来越多的为人们认识，其相应的产品将不断的被开发。1.3发芽糙米研究进展T.Saikusa在改善稻米食用品质的试验中首先发现,稻米粒用水浸泡后,游离氨基酸的组成和含量发生了显著变化,其中GABA变化最突出，含量大幅度提高，而且GABA的变化主要是在胚芽部分发生的。T.Saikusa又检测了日本10个不同品种的稻米胚芽富集GABA的情况，结果发现不同品种的米胚芽富集GABA的能力有很大差异，其中GABA富集最高的是一种巨胚米的米胚芽。茅原等[11]认为，发芽糙米中的GABA含量升高通过以下两种途径实现：一是糙米本身含有一定量的谷氨酸，在发芽过程中谷氨酸脱羧酶被激活，以谷氨酸为底物脱去羧基生成GABA；二是蛋白酶水解蛋白质生成一定量的谷氨酸，在一定条件下谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸生成GABA。同时，GABA又会在GABA段哈、丙酮酸转氨酶的作用下降解为琥珀半醛。只有在谷氨酸脱羧酶的活性大于GABA、丙酮酸转氨酶活性时，才会使GABA含量增加。爱岩等[12]发现,谷氨酸脱羧酶的最适pH值为5.9，GABA、丙酮酸转氨酶的最适pH值为8.9，所以微酸环境有利于GABA的产生,在碱性条件下GABA含量不会增加。三枝贵代[13]认为，富集温度60℃、时间20min会使GABA的富集被限制；pH8时GABA含量也很低。GABA最佳富集条件是40℃、pH5.5，说明这是米胚芽中谷氨酸脱羧酶(GAD)的最适作用条件。在此条件下米胚芽浸泡4h,可使GABA富集达到400mg/100g，是未富集前的10倍左右。爱岩等[14]通过对米胚芽GAD酶学性质的研究发现，其最适pH为5.6，最适温度为40℃。该酶对热不稳定，当热处理温度超过60℃时，酶活性基本丧失。米胚GAD对谷氨酸(Glu)的Km值为32.27mmol/L。因此在利用米胚GAD富集和制备GABA时，应选择米胚GAD的最适作用条件，并且温度要避免超过60℃。另外，钙离子可用来激活米胚GAD，从而提高GABA的产量。米胚芽富集GABA能力主要取决于其中的谷氨酸脱羧酶和蛋白酶的活性，因此，富集GABA要用新鲜的、具有良好发芽能力的稻米。1.4国外发芽糙米产品市场情况日本、欧美等国非常重视稻米中必需营养成分与生理活性物质的保存，推崇食用糙米。日本自1964年开始提倡国民食用糙米，每天一餐，但因糙米口感差而难以推广。近年，日本开发出发芽糙米，并已产业化、商品化。由于发芽糙米比糙米的营养价值和生理活性具有明显优势，且炊饭便利，口感类同于大米饭,因而发芽糙米一面市，即为消费者所认可。日本更将发芽糙米称为“营养丸”、“神农米”、“元气米”。有科学家预言:发芽糙米可能将成为21世纪人类的主食资源。日本长期以来重视稻谷深加工产品与技术的开发，1954年即从米糠和胚芽中分离出谷维素，1996年开发出富含γ-氨基丁酸的米胚芽食品，日本农林水产省食品综合研究所和日本中国农业实验场等共同研究开发成功世界首创的发芽糙米，于1999年11月上市,受到消费者欢迎。目前日本已有五家公司生产销售发芽糙米，发芽糙米采用真空包装，120g/包，5包/盒,650日元/盒，价格是糙米的2倍。日本发芽糙米消费量每年均成倍增长。发芽糙米在日本被认为是最好的主食，是21世纪的主食。近年来，发芽糙米在我国台湾和香港等稻米消费地区业已陆续面世。日本是开发发芽糙米最早的国家，有关发芽糙米的专利有20件。发芽糙米生产技术已经基本成熟，目前的研发热点是发芽工艺和发芽器的不断改进。稻米富集的方法主要有充氮无氧发酵和糙米发芽两种方法，无氧发酵方法的工艺比较落后，目前国际上以发芽法为主导工艺。1.5我国发芽糙米状况我国是世界上最大的稻谷生产和消费国，年产稻谷约2亿t，约占世界稻谷产量的1/3，约占全国粮食产量的2/5。我国约有8亿人口以稻米为主食，每年食用稻米及其制品约1.2亿t。稻谷及其制品是我国最大、最稳定的粮食消费产品之一。糙米中约64%的营养元素都积聚于占糙米重量10%的糠层和胚芽中，目前的精白米将其舍弃是对资源的极大浪费。按全国消费量计算，相当于每年抛弃960万t高营养物质，保守估计其价值超过1000亿元。如将其利用，每年可以解决3200万贫困人口的口粮，或者提高9600万人口的生活质量。目前我国有数家单位开展了发芽糙米研究，郑州工程学院郭晓娜等人[15]应用响应面法研究了发芽糙米发芽条件；湖南文理学院杨明毅等人[16]利用北京华通康源科技有限公司开发的糙米发芽一体化设备研究了糙米发芽的生理活性化工艺条件；浙江省粮科所许仁溥综述了发芽糙米的营养价值和基本生产工艺；江南大学食品学院张晖等人[17]综述了稻米胚芽中的富集方法。虽然上述单位已经开展了糙米发芽的初步研究并开发了专用设备，但我国市场尚无发芽糙米产品出售。1.6我国含乳饮料的发展状况1.6.1我国含乳饮料品牌近年来，随着我国国民经济的持续快速发展，居民生活水平有了巨大的提高，对食品的需求也是日益多元化。含乳饮料因为品种和口味丰富，深受消费者的青睐，其消费量呈逐年明显上升的趋势。目前，国内主要的含乳饮料品牌有娃哈哈营养快线、美汁源果粒橙、果粒奶优、优乐美、小洋人妙恋大果粒、银鹭花生牛奶、乐百氏果奶、味全、爽歪歪等。1.6.2我国含乳饮料的现状含乳饮料进入消费者的视线由来已久，然而就市场份额来说，含乳饮料尚未形成与茶饮料、果汁饮料、碳酸饮料等大饮料品种平分市场的局面。然而含乳饮料的成本较低，利润可观，因此有越来越多的乳品企业推出各自的含乳饮料产品，其市场潜力巨大。同时，虽然我国乳制品生产和消费有了很大的发展，但与世界水平和一些发达国家的水平相比较，我国乳制品的生产与消费水平仍然是很低的。所以我国的乳品行业有着巨大的发展空间。我国地域辽阔。在黑龙江、新疆、内蒙古等地都有辽阔的天然牧场，丰富的奶源是我国乳品行业发展的坚实基础，我国已经拥有了一批设备先进、管理科学、具有一定规模和竞争力的本土乳品企业，这些都为我国乳品行业的发展提供了支持。然而，在面对广大市场的同时，我们还应该清醒的看到所面临的巨大挑战。我国加入WTO之后，关税降低，世界上的奶类大国，如芬兰、法国、新西兰、美国等国家的乳制品对我国的出口不断增加，这对我国的乳制品行业的发展产生了很大的冲击。含乳饮料属于乳制品，所以其价格受国际市场波动的影响将会很明显。由于我国的乳品行业发展潜力巨大，外国企业想方设法的要占领国内市场，所以，我国的本土企业面临着激烈的市场竞争。第2章厂区平面设计2.1厂址选择2.1.1厂址本设计厂址选择在吉林经济开发区。2.1.2厂址选择原因吉林经济开发区1998年底建区，是中国东北地区唯一的国家级专利产业化试点基地，通过了ISO14001环境管理体系和ISO9001质量管理体系双认证。行政辖区103平方公里，规划面积28平方公里，常住人口6.8万人，现有各类企业1189户，其中规模以上工业企业26户。吉林经济技术开发区的发展思路和目标是:充分发挥区位和资源、优势，以农业高新技术孵化为先导，以生物农业、生态农业、设施农业和农产品精深加工为重点，以农业高新技术产业化为目标，实施主导产业扩张、大项目支撑和产业集群三大战略，打造“环保、生态、高科技”品牌，利用今后5-10年的时间，把开发区建设成为国内外农业高科技人才创业基地、农业高新技术项目孵化基地、农业高新技术产业化基地、现代农业示范基地;一个社会、生态和经济效益俱佳，科研与产业并茂的生态新城区。2.1.3乳制品加工工厂环境应符合以下要求1.乳制品加工厂应建在交通方便、有充足水源的地区。工厂不得设于受污染河流的下游；厂区周围没有粉尘、有害气体、放射性物质和其他扩散型污染源；不得有昆虫大量孳生的潜在场所等易遭受污染的情况。2.任何设施、设备等应易于维护、清洁，不得成为周围环境的污染源；不得有有毒有害气体、不良气味、粉尘及其他污染物泄漏等有妨碍卫生的情形发生。3.厂区空地应绿化，防止尘土飞扬或积水。4.厂区应合理布局，各功能区域应划分明显；易产生污染的设施应处于主导风向的下风向；焚化炉、锅炉、废水处理、污物处理均应与生产车间、仓库、供水设施有一定的距离并采取防护措施。5.厂区禁止饲养动物。6.厂区应有适当防范外来污染源、有害动物侵入的设施，如围墙、围栏，其距离地面至少50厘米以下部分应采用坚固的密闭性的材料建造。7.储水池（塔、槽）与水直接接触的供水管道、器具等应采用无毒、无味、防腐的材料；供水设施出入口应有安全卫生设施，防止有害动物和有害物质进入导致污染；自备水源选址应距污染源（化粪池、垃圾存放场所）30米以上，且应设置卫生防护带并有专人负责。2.2主生产车间平面布置2.2.1生产车间工艺布置的原则在进行车间工艺布置时，应根据下列原则进行。要有总体设计的全局观点。首先满足生产的要求，同时，还必须从本车间在在总平面图上的位置，与其他车间或部门间的关系，以及发展前景等方面，满足总体设计的要求。设备布置要尽量按工艺流水线安排，但有些特殊的设备可按相同类型做适当的集中，务必生产过程占地最少，生产周期最短，操作最为方便。如果一车间系多层建筑，要设有垂直运输的装置，一般重型的设备最好安排在底层。原料收发间应设有地磅。在进行生产车间设备布置时，应考虑到进行多种生产的可能，以便灵活调动设备，并留有适当余地，以便更换设备。同时，还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。既要保证操作方便，又要保证维修装拆和清洁卫生的方便。生产车间与其他车间的各工序要相互配合，保证各物料运输通畅，避免重复往返。必须注意，要尽量利用生产车间的空间运输，合理安排生产车间各种废料排除，人员进出要和物料进出分开。必须考虑生产卫生和劳动保护。如卫生消毒、防蝇防虫、车间排水、电器防潮等安全防火措施。应注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。对散发热量、气味及有腐与离，又要尽可能地接近使用地点，以减少运输管道和管路损失。可以设在室外的设备，尽可能地设在室外，上面可加盖简易棚。2.2.2生产车间的卫生要求1.车间必须备有通风设备，吸入的空气必须清洁新鲜，没有通风设备的厂房应通过气窗或风帽进行自然通风，北方地区的乳品厂车间应有采暖设备。成品包装间应有空调，保持室内温度22-24℃。2.为便于刷洗，车间地坪、墙裙及其他内部装修有一定的要求。3.车间应备有充足的照明，照明器具不应该装在敞开的暂存原料、半成品、成品的设备上面。4.车间内应备有设备、管道、工器具进行消毒的必要设备和工器具。5.靠近生产车间入口处设有清洗消毒设施。2.3建筑物平面布置与卫生要求2.3.1全厂平面设计的基本原则本设计主要包括生产车间、原料库、成品库、办公楼、宿舍楼、食堂、浴室等。总平面布置的好坏关系到所设计工厂的使用效果、基建投资、建厂速度等。因此，进行全厂布置时应服从以下原则：1布置紧凑合理，做到节约用地。分期建设的工程，应一次布置，分期建设，还必须为远期发展留有余地；2设计必须符合工厂生产工艺的要求，建筑物、构筑物布置上基本符合生产，能保证生产过程的连续性；3工厂平面设计必须绵竹乳品工厂卫生要求，生活区、生产区分开，减少污染，并合理绿化，以改善厂内环境；4建筑物和构筑物之间的距离，基本满足生产，并应在主车间、锅炉房及配电室等处设有消防栓防水；5生产区内排水为导流明渠形式，地面向排水明渠处倾斜；6厂址地平应高于当地最大洪水时水位，锅炉房标高不宜高于主车间，以便主车间的冷却水回到锅炉房。2.3.2车间环境卫生要求乳品工厂要强调良好的个人卫生和健康，保证严格的生产、仓储卫生要求，才可避免对原料和产品的污染。必须做到以下要求：1.厂内的每个员工（包括临时工）都必须具有健康证，方可上岗；2.生产人员不要戴戒指、手镯、项链、耳环等饰品，也不要浓状艳抹，喷洒香水，所有个人用品都不应带入车间；感染或接触过各种传染疾病和有呕吐、腹泻、发热、打喷嚏等症状的员工应在医院确诊未被传染或症状消失后再工作；3.进车间前，必须穿戴整齐干净的工作服、帽、靴，接触干性物料时必须戴手套；工作服每天更换，清洗消毒，头发不得露于工作服外；工作靴必须经过消毒池内消毒液的浸泡；4.生产过程中必须时刻保持双手的清洁，要注意勤剪指甲，在生产区域内不涂指甲油、不戴假指甲；5.车间和库房的地面、墙壁、天花板及设备表面要保持清洁；车间内的门窗应注意随时保持关闭，并安装有纱窗、防蝇帘、灭蝇灯等防虫设施；6.在生产区域内安装紫外杀菌灯，生产之前至少开30分钟以上，用于保证空气的清洁；所有的原料包装材料、产品都不应直接露地摆放，同时所用的拍板要保持干燥、清洁，货物堆放时要与四周墙壁保持50㎝以上的距离，而且上面不能接触设备、管道、天花板或有冷凝水滴落；7.对于贮奶缸等需要手工清洗的设备，也需要及时有效的清洗方法：首先用40-50℃的热水充分涮洗设备表面，然后用0.8-1.0%的碱液洗涤，用清水冲洗，及时干燥或进行蒸汽杀菌；8.使用CIP清洗站的设备，必须保证清洗介质的种类、浓度、湿度、流量和循环时间的准确。同时，乳品厂对环境污染主要有生产污水，生活污水，锅炉烟尘，煤灰渣及机械噪声等。三废及噪声的治理必须按照“国家环境保护法”提出的全面规划，合理布局，综合利用，化害为利的要求，与主体工程同时设计，同时施工，同时投产。本工厂的“三废”治理应达到〈污水综合排放标准〉GB8978-88中的规定。噪声防治应达到〈工业企业噪声卫生标准（实行草案）〉和〈城市区域环境噪声标准〉GB3096-93中的规定，同时，还应达到当地环保标准的要求。乳品厂应配备环保管理人员或设环保管理机构，负责环境保护工作。第3章原辅材料及产品的标准3.1原辅料的特性及标准3.1.1原料乳特性及标准原料乳应符合国家标准GB6914-86中的规定。感官指标正常牛乳白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红色、绿色或其他异常色，不能有苦味、咸味、涩味、饲料味、青贮味等异常味。理化指标只含有合格指标，不再分级。如表3-1表所示：表3-1原料乳的国家标准项目指标脂肪含量/（g/100g）≥3.100蛋白质/（g/100g）≥2.950相对密度（20℃/4℃）≥1.028酸度（以乳酸计）/%≤0.162杂质度/（mg/kg）≤4.000汞含量/（mg/kg）≤0.010三聚氰胺含量/（mg/kg）≤2.500六六六、滴滴涕/(mg/kg)≤0.1抗生素/（IU/L)＜0.033.1.2稳定剂特性及标准稳定剂的选择是乳饮料品质中最关键的因素，若不添加，生产和储存过程中易出现分层和蛋白质凝聚下沉现象，影响产品的质量和货架。采用羧甲基纤维素钠（CMC）和海藻酸丙二醇酯（PGA）混合使用，这样蛋白质的稳定性会更好。羧甲基纤维素钠（CMC）应符合国家标准GB1940-2005中的规定。表3-2羧甲基纤维素钠（CMC）国家标准项目FH指标2%水溶液粘度，mpa·s800-1200钠含量（Na），%6.5-8.5pH值-6.0-8.5干燥减量，%10.0氯化物（以Cl计），%1.8重金属（以pb计），%0.002铁（Fe），%0.03砷（As），%0.00023.1.3甜味剂的特性及标准在饮料中加入甜味剂的主要目的是为了饮料的口感，使其口味更柔和，更容易被消费者接受。饮料中最广泛使用的是甜味剂是蔗糖，我国饮料生产用蔗糖应符合GB317-84.本设计使用的甜味剂为白砂糖，其用量为11%。白砂糖应符合国家标准GB317-2006.如表3-3所示：表3-3白砂糖国家标准项目指标蔗糖分，不少于（%）99.65还原糖分，不多于（%）0.15灰分，不多于（%）0.10水分，不多于（%）0.07色值，不超过（St）2.00其它不溶于水的杂质，每公斤产品不超（mg）603.1.4水水是饮料生产中的重要原料之一，占85—95%。水质的好坏，直接影响成品的质量。因此，饮料用水的水质要求除了应符合国家卫生部、国家基本建设委员会颁布的标准代号为GB5749—85《水质国家标准》见表，还应符合表所列的指标。表3-4水质国家标准指标要求水污染指数(SDI)4饮料用水电导率20us铁0.05ppm锰0.02ppm二氧化硅40ppm总硬度20DH暂时硬度3DH细菌总数1000个/ml致病菌不得检出3.2产品标准乳饮料应符合国家标准GB19302-2010中的规定.如下所示：3.2.1感官指标见表3-5：表3-5感官指标项目指标组织状态均匀细腻的乳浊液，无分层现象，允许有少量沉淀，无正常视力可见外来杂志。色泽均匀乳白色，乳黄色或带有添加辅料的相应颜色。滋味和气味特有的乳香滋味和气味或具有与加入辅料相符的滋味和气味。3.2.2理化指标见表3-6表3-6理化指标项目指标可溶性固形物蛋白质含量脂肪含量铅≤5%0.1%0.1%3.2.3细菌指标见表3-7表3-7细菌指标项目采样方案及限量（若非指定，均已CFU/g或CFU/mL表示）ncmM检验方法大肠菌群5215GB4789.3平板计数法金黄色葡萄球菌500/25g(mL)--GB4789.10定性检验沙门氏菌500/25g(mL)--GB4789.4第4章工艺流程论证及说明4.1工艺流程的确定发芽糙米乳饮料是以糙米为主要原料，经过浸泡磨浆，加入稳定剂、乳化剂、甜味剂、香精，再经过均质、灭菌等工艺制成的饮料。最佳配方为料液比2∶8、海藻酸钠0.30%、羧甲基纤维素钠0.10%、白砂糖3%据此配比所得饮品香味浓郁，口感细腻均匀，容易让人接受。4.1.1发芽糙米乳饮料的工艺流程糙米精选清洗浸泡发芽烘烤浸泡 打浆鲜牛奶烘烤糊化质检烘烤酶解过滤净化灭酶标准化发芽糙米浆混合杀菌稳定剂白砂糖干混冷却调配均质灌装灭菌成品图4.1发芽糙米乳饮料工艺流程图[18]4.2操作要点说明4.2.1原料的筛选与除杂1.选料标准[19]:原料应符合《GBI891一1999优质稻谷》中一级稻谷加工的糙米。特别要求选籽粒饱满、粒度整齐、粒质阴熟、完善粒高、品种纯度≥90%、裂纹粒少糙米；应选用符合《GB2715一81粮食卫生标准》的稻谷加工的糙米；应选用收获后采用自然干燥至标准水分的稻谷加工的糙米，不要用机械干燥的稻谷；应选用发芽率高（≥95%），发芽势强（90%）的稻谷加工的糙米；应选用保管态姿良好，即无虫害、无病害、无鼠害、未发热霉变的稻谷加工的糙米。有条件采用低温保管、气调保管的稻谷。要求黄粒米未被检出。糙米的品质应符合《优质糙米》标准并需严格控制下列各项指标：含稻谷粒≦10粒/Kg；矿物质毛0.02；染黑率应为零；胚的完好粒≥98%；糙米发芽率≥95%；磁性金属物不应检出；有害杂质(系指混在糙中的瓷碎片、玻璃片及金属物等)不应检出；有碍卫生物质（系指混在大米中的虫粪、鼠粪、仓库害虫、含虫尸等）不应检出。4.2.2浸泡吸水经过消毒后的糙米加入杀菌后的臭氧水，置于恒温水浴锅内浸泡。控制一定的温度（25℃～30℃），浸泡期间严格控制料水温度和浸泡时间，使糙米充分吸水。为了保持浸泡水的清洁卫生，糙米浸泡12h后应换水一次。4.2.3发芽活化浸泡过程结束以后，从水浴锅内取出，用水轻轻冲洗糙米并沥干水分，均匀地摊于瓷盘（经过消毒）内，盖上己消毒的纱布，将吸水胀润的糙米置于电热恒温培养箱DNP一9162型中发芽，调节发芽温度，使糙米发芽至芽长05～1min后终止发芽。4.2.4灭酶处理发芽结束后，迅速将发芽糙米(发芽率超过90%)用90～100℃热水中浸泡5～10min，进行灭酶处理10min(部分淀粉α化)，避免胚芽的过度生长，再用70%乙醇浸5min(杀灭物料中的微生物)[20]，清洗后迅速冷却进入下一工序。4.2.5干燥与储藏将灭酶处理后的发芽糙米沥干水后进入低温(50～55℃)热风干燥系统，低温热风干燥有利于保持成品的色泽，使发芽糙米有良好的外观品质。干燥完成后应控制物料水分小于15.0%。将干燥好的物料迅速冷却至室温，并采用真空包装机真空包装，确保发芽糙米在室温条件下能储藏6个月以上。若食用鲜品，灭酶处理后置于低温下冷藏。离心喷雾干燥机为连续式常压干燥器的一种。由气动或电动雾化装置将液料高速离心喷成雾状液珠，使其与热空气在干燥室接触而被瞬间干燥[21]。广泛应用于电子、陶瓷、磁性材料、电池材料、食品、医药、化工等行业。1.工作原理：空气经过过滤和加热，进入干燥器顶部热风分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经干燥室顶部的高速离心雾化器，(旋转)离心喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触，在极短的时间内干燥为成品并下落。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气经除尘器由引风机排空。2.特点:干燥速度快，一般只需十几秒钟，具有瞬间干燥的特点。干燥过程中液滴的温度比较低，特别适宜于热敏性物料干燥，能够保持物料色、香、味。为防止干燥塔产生粘壁现象，本装置设有特殊的结构，有效地杜绝产品的粘壁现象。特有的成品风送系统将干燥成品与系统内热湿空气及时分离，并对成品进行冷却，避免了干燥成品的吸湿或结块的可能性。图4.2离心喷雾干燥机4.2.6打浆打浆用水为调配时用水量的70%。磨浆时采用二次磨浆,粗磨后颗粒直径小于80目,细磨后颗粒直径小于120目。4.2.7酶处理将淀粉酶按比例(淀粉酶添加量6μg/g原料)加入乳液中并加热到85℃，保持1.5h，以碘试料液呈浅红色或棕色即为糖化终点。4.2.8灭酶将液化后的米乳升温至95℃，加热30min，使酶钝化，然后用120目的滤布过滤。4.2.9原料乳的验收我国规定生鲜牛乳收购的质量标准（GB6914-1986）包括理化指标、感官指标及细菌指标；感官指标、理化指标不分级，微生物指标可分为一、二、三、四级。我国原料乳的生产现场检验以感官检验为主，辅助以部分理化检验，如相对密度测定、煮沸试验、酒精试验、掺假检验，一般不做微生物检验。4.2.10原料乳的预处理鲜牛乳验收后必须预处理。利用特别设计的离心机，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可见的异物。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，有利于提高乳制品质量。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。预处理过程包括真空脱气、过滤、净乳、冷却后泵入储奶罐及标准化。4.2.11真空脱气在牛乳被挤出放入容器后，含5.5%-7%的气体，经过贮存、运输收购后，一般其气体含量在10%以上，而且绝大多数为非结合分散气体。在对牛乳及其制品处理的不同阶段，进行合理而有效的脱气是非常必要的。真空脱气机利用真空抽吸作用排除料液中所含不凝性气体的装置，是一系乳品、果汁等物料作业线上脱气必不可少的设备。真空脱气机的作用是：去除料液中的氧气，抑制褐变、色素、维生素和其他物质的氧化；去除附着于料液中悬散微粒气体，抑制微粒上浮，保持良好外观；防止灌装和高温杀菌时起泡影响杀菌；减少对容器内部的腐蚀。2.真空脱气机的优点：可大大缩短供热和冷却系统初次注入水后的排气时间，极有利于系统的初次调试运行；(1)脱除系统中的气体，防止气阻，保证系统正常运行期间稳定可靠；(2)消除水泵气蚀，降低系统运行噪音；(3)由于脱除了原料乳中的氧气，将降低系统的有氧腐蚀，延长设备使用时间；(4）由于脱除了原料乳中的气体，换热器表面上不会附有气体气泡，提高了供热效率；（5）脱气机工作时间和周期可根据需要调节；（6）单台适用系统容量最大可达150，可多台并联使用；（7）设备安全方便，全自动运行，安全可靠，易于维修保养。综上所述，本设计采用真空脱气机。图4.3脱气机过滤所谓过滤就是将液体微粒的混合物，通过多孔质的材料（过滤材料）将其分离开的操作。在牛乳方面除了用于除去鲜乳的杂质和液体乳制品生产过程中的凝固物等以外，也应用于尘圾试验。本设计采用双联过滤器，滤布应经常清洗杀菌。使用过滤器时，为加快过滤速度，含质率在4%以上时，须把牛乳温度提高到40℃左右，但不能超过70℃；含质率在4%以下时，应采取4-15℃的低温过滤，但要降低速率，不宜加压过大。在正常操作情况下，过滤器进口与出口之间的压力差保持在Pa以内。如果压力差过大，易使杂志通过滤层。本设计使用的是双联过滤器。净化原料乳经过数次过滤后，虽然除去了大部分杂质，但乳中污染的很多极微小的细菌细胞和机械杂质、白血球及红血球等，不能用一般的过滤方法除去，需用离心式净乳机进一步净化。净乳可以除去原料乳中的杂质，使牛乳达到最高的纯净度；净乳选择离心分离机用于去除乳中的机械杂质并减少微生物数量，还能将乳中的乳腺体细胞除去。图4.4离心净乳机净乳机的工作原理是将牛乳送入一组高速旋转的分离钵中，钵体安装在一个垂直的轴上，此轴由一组上、下轴承支撑。乳在分离钵内受强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。冷却刚挤下的乳的温度为36℃左右，是微生物繁殖的最适宜温度，如不及时冷却，混入乳中的微生物就迅速繁殖，使乳的酸度增高，凝固变质，风味变差。故新挤出的乳，经净化后须迅速冷却到4℃左右，以抑制乳中微生物的繁殖。冷却对乳中微生物的抑制作用见表4-2：表4-1乳的冷却与乳中细菌数的关系贮存时间刚挤出的乳3h6h12h24h冷却乳11500115008000780062000未冷却的乳11500185001020001140001300000由上表可看出，未冷却的乳其微生物增加迅速，而冷却乳则增加缓慢，6-12h微生物还有减少的趋势，这是因为乳中自身抗菌物质——乳烃素是细菌的繁育受到抑制。这种物质抗菌特性持续时间的长短，与原料乳温度的高低和细菌污染程度有关，见表4-2：表4-2乳温与抗菌特性作用时间的关系乳温/℃抗菌特性作用时间/h乳温/℃抗菌特性作用时间/h37＜25＜3630＜30＜4025＜6-10＜24010＜24-25＜7原料乳的贮存为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳贮存量。一般工厂总的贮乳量应不少于1d的处理量。贮存原料乳的设备，要有良好的绝热保温措施，要求贮乳经24h温度升高不超过2-3℃，并配有适当的搅拌机构，定时搅拌乳液，防止脂肪上浮而造成分布不均匀。本设计采用室外乳仓。乳的标准化乳的标准是指调整乳中的脂肪与非脂乳固体的比值，使其符合成品中的脂肪与非脂乳固体的比值。在脂肪不足时要添加稀奶油，脂肪过高时要添加脱脂乳粉或用分离机除去一部分稀奶油，我国的国家标准规定全脂的脂肪含量为≥3.1%。标准化的操作室按多去少补的原则进行的。标准化的原理：乳制品中脂肪与无脂干物质之间的比值，取决于标准化后乳中脂肪与无脂干物质之间的比值，而标准化后乳中的脂肪与无脂干物质之间的比值，取决于原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比例。若原料乳中脂肪与无脂干物质之间的比值不符合要求，则对其进行调整，使其比值符合要求。4.2.12调配将羧甲基纤维素钠、海藻酸钠白砂糖等分别用水溶解后，按配方的比例添加到过滤液中,然后均匀搅拌至完全混合[22]。4.2.13均质如果在原料乳中添加发芽糙米米浆最好混合后进行均质，使原料充分混匀，有利于提高饮料的稳定性和稠度，并使饮料质地细腻，口感良好。均质所采用的压力一般为15MPa，60℃。高压均质机主要由高压均质腔和增压机构构成。高压均质腔的内部具有特别设计的几何形状，在增压机构的作用下，高压溶液快速的通过均质腔，物料会同时受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，由此引发的机械力及化学效应可诱导物料大分子的物理、化学及结构性质发生变化，最终达到均质的效果。高压匀质机是应用纳米技术工艺制备纳米材料最有效的生产设备之一，其应用领域非常广泛，全球具有近百亿人民币的市场需求量。1.制药行业中制备脂肪粒、微乳、脂质体、混悬剂和微胶囊等；2.生物工程产品的细胞破碎、胞内外物质的提取和均质；3.食品和饮料工业产品的均质和乳化，提高产品稳定性；图4.5高压均质机4.2.14无菌灌装调配后的杀菌目的是延长饮料的保存期。经合理杀菌、无菌灌装后的饮料，其保存期可达3-6个月。为了保留更多有益成分故采用高温短时巴氏杀菌即可达到商业无菌，也可采用更高的杀菌条件如95-108℃、30s或110℃、4s。发芽糙米乳饮料采用无菌包装即可。本设计采用无菌包装。第二篇设计计算书第一章工艺计算1.1产品与产量确定1.1.1产品方案本次项目建设规模定为年产2万吨发芽糙米乳饮料设计。发芽糙米的实质是在一定的生理活性化工艺条件下，其所含有的大量酶如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和释放，并从结合态转化为游离态的酶解过程。正是由于这一生理活化过程，发芽糙米的粗纤维外壳被酶解软化，部分蛋白质分解为氨基酸，淀粉转变为糖类，使食物的感官性能和风味得以改善，而且在保留了丰富的维生素（VB1、VB2、VB6、VC、VE）、矿物质（Mg、K、Zn、Fe）、膳食纤维营养成分的同时，更是产生了多种具有促进人体健康[23]。从而生产出更加天然、健康的新型乳饮料，这将会使人们的饮食结构更加科学，所以此方案可行。1.1.2产量确定1.全年生产330天，每天三班生产，每天有效生产时间19.5小时。表1-1各相关工序损失率项目损失率预处理、冷却、贮存0.5%标准化、冷却、贮存0.5%杀菌0.5%均质0.2%罐装0.2%糊化0.2%2.每天管路，设备清洗消毒及设备保养，检修等时间为4个小时。1.2物料衡算1.2.1标准化工艺的设计计算设定原料乳的成分：乳脂肪3.6％，非脂乳固体8.6％产品的成分：脂肪3.3%，非脂乳固体8.6%为了使产品符合规定的要求,乳饮料成品中脂肪与非脂乳固体含量要求保持一定比例.但是原料乳中脂肪与非脂乳固体含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别。因此必须调整原料乳中脂肪与非脂乳固体含量之间的比例关系,使起符合要求。一般把该过程称为标准化。如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳]；当原料乳中脂肪含量过高时则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油。标准化在贮乳缸的原料乳中进行或在标准化机中连续进行。（1）确定标准化需加脱脂乳还是稀奶油原料乳中含脂率：，非脂乳固体含量：产品中含脂率：，非脂乳固体含量：则：，，故，说明原料乳中的奶油（脂肪）含量高于成品标准中所规定的值，需向原料乳中加入一部分脱脂乳。(2)计算加入量设原料乳的数量为，脱脂乳含脂率为，脱脂乳量为，按比例混合后乳(标准化乳)含脂率为，取，则有:代入数字，得:整理，得:1.2.2100㎏原料乳生产糙米饮料的物料衡算（1）设有100㎏原料乳，原料损失率为1%，标准化时所加脱脂乳的量为，则有：整理得：则混合后所得乳量为：（2）100㎏原料乳经标准化后所得的标准化乳量计算：（3）添加发芽糙米米浆的量：（4）杀菌前的溶液量：（5）杀菌后的溶液量：（6）配料：柠檬酸：海藻酸钠稳定剂：羧甲基纤维素钠稳定剂：糖：(7)混合后的饮料量：（8）均质后的饮料量：（9）灌装后的饮料量：（10）43.31Kg发芽糙米浆所需糙米的量的计算:糊化前的发芽糙米浆量：打浆时的加水量：打浆时的加发芽糙米量：所需糙米的米量：1.2.3年产2万吨发芽糙米乳饮料的物料衡算（1）原料乳的量设原料乳量为，则：解得：（2）所加脱脂乳的量原料损失率为1%，标准化时所加脱脂乳的量为则有：解得：（3）混合后的所得乳量（4）标准化乳量计算：(5)添加发芽糙米米浆的量：（6）杀菌前的溶液量：（7）杀菌后的溶液量：（8）配料：柠檬酸：海藻酸钠稳定剂：羧甲基纤维素钠稳定剂：糖：（9）混合后的饮料量：（10）均质后的饮料量：（11）灌装后的饮料量：(12)发芽糙米浆所需糙米的量的计算:糊化前的发芽糙米浆量：打浆时的加水量：打浆时的加发芽糙米量：所需糙米的米量：表5-1物料衡算表物料名称单位100kg原料乳年产2万吨发芽糙米乳饮料原料乳kg100标准化时原料乳kg99脱脂乳kg9.28标准化乳kg102.28发芽糙米浆kg43.31杀菌后的溶液量kg150.85柠檬酸kg4.53海藻酸钠kg0.45糖kg4.53续表：混合后饮料量kg160.51均质后饮料量kg160.19饮料量kg159.87加水量kg37.89糙米量kg5.421.3热量衡算1.3.1预热耗热量(1)升温耗热量：根据工艺，标准化乳从4℃预热至60℃。℃时，原料乳的比热容脱脂乳的比热容故标准化乳的比热容则升温耗热量为：(2)预热的热损失假如升温过程中消耗的热损失约为升温耗热量的。则预热的热损失为：故1.3.2杀菌耗热量(1)升温耗热量：根据工艺，乳的温度从60℃预热至90℃。60℃时，原料乳的比热容脱脂乳的比热容故标准化乳的比热容为：则升温耗热量为：（2）杀菌蒸汽带出的热量根据工艺，取杀菌时间，蒸发量为每小时。则杀菌蒸发水分量为：查表知，90℃时，水的汽化潜热为：，则蒸发热量为：(3)假如升温过程中消耗的热损失约为前二次耗热量的10%，则杀菌耗热量为：；1.3.1发芽糙米浆预热耗热量(1)酶处理耗热量：根据工艺，发芽糙米浆从4℃预热至85℃。则升温耗热量为：(2)预热的热损失假如升温过程中消耗的热损失约为升温耗热量的。则预热的热损失为：故1.4水平衡计算1.4.1原料乳的冷水耗用量根据工艺，原料乳的温度从℃降低至℃；假设冷却水的温度从℃升至℃，每班工作6.5h，则班量为：；原料乳的比热容，水的比热容，故每小时耗水量为：1.4.2标准化乳预热的热水耗量根据工艺，标准化乳℃→℃热水80℃→70℃1.4.3杀菌冷却的冷水耗量根据工艺，杀菌后乳温度为℃，冷却调配温度为℃；设冷却水的温度从℃升至℃，每班工作6.5h,此时，乳的比热容，则每小时耗水量为：=1.4.4发芽糙米乳饮料的的冷水耗用量根据工艺，发芽糙米浆的温度从℃降低至℃；假设冷却水的温度从℃升至℃，每班工作19.5h，则班量为：发芽糙米浆的比热容，水的比热容，故每小时耗水量为：1.4.5发芽糙米浆预热的热水耗量根据工艺，发芽糙米乳℃→℃热水℃→℃第2章车间设备选型2.1设备选型的原则要求物料计算是设备选型的依据，而设备选型则要符合工艺的要求。设备选型应根据每一种品种单位时间产量的物料衡算情况和设备生产能力来确实设备所需要的台数。选择设备时要注意四点：

1.根据每一品种单位时间(h或min)产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数。

2.几个生产中的关键设备，除按实际生产能力所需台数的设备外，还应考虑备用设备。3.以便后道工序的生产能力要略大于前道，不至于生产能力不够，导致物料积压。4.选择设备应考虑下列原则[24]：（1）满足工艺要求，保证产品的质量和产量。（2）应选用较先进，机械化程度较高的设备。（3）运行费用低，水电汽消耗少。（4）操作清洗方便，耐用易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便。（5）结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备。（6）考虑生产波动与设备平衡，留有一定余量。（7）考虑设备故障及检修的备用。2.1.1奶槽车鲜奶运输不同于普通液态货物，奶是一种高营养娇嫩的液态物质，容易变质，尤其是在阳光灿烂的夏日，晴好高温天气下，细菌繁殖相当快，鲜奶在一小时内很快就会变质报废。所以，运送鲜奶到加工厂就需要采取专用特殊的设备，那就是奶槽车。奶槽车内胆外壳，平台联成一体。坚固地固定在底盘大梁上。全部采用304—2B不锈钢板制造。双内胆结构，每个内胆均有人孔及透气孔，内部装有CIP自动清洗喷淋头，出奶口装有不锈钢碟阀，夹层采用先进的聚胺脂整体发泡，保温性能良好，在常温下运输4小时，温升不大于1度。本设计的原料乳日处理量大约为37吨，且分早晚两次运输，则每次运输量为20吨，考虑到原料乳处理量较大，并且分别来自几个不同的牧场，为了保证尽量在较短时间内把每班原料乳运至工厂，本设计选用3辆20吨的奶槽车运送原料乳。2.1.2脱气机脱气机又叫脱气罐，通常用来对果汁、牛奶进行真空脱气。经过脱气可以同时去除悬浮微粒上附着的气体，防止微粒上浮，改善产品外观；减少高温灭菌和灌装时起泡，改善杀菌效果，减少容器内部的腐蚀。生产液体奶或含乳饮料也经常进行脱气。一般真空脱气是在均质后进行，有时也在灌装前脱气。根据生产，脱气所需处理量为。则脱气装置的选型如下表2-1真空脱气选型参数型号JXB-G-2生产能力5000L/h工作时真空度6.4-8.710pa外观尺寸（mm）1135×780×3040设备净重（kg）300供应公司温州市利宏轻工机械有限公司2.1.3原料乳冷却器

虽然有一部分原料乳从牧场收取，已进行了冷却处理，但考虑到运至工厂后的温度不均，并且还会受季节影响，所以为了保证设备具有足够的冷却能力，本设计暂定所有原料乳的温度均为平均室温20℃。牛奶进口温度20℃，出口温度5℃，水进口温度1℃，出口温度5℃。牛乳的流量：取2000热量：逆流换热：℃℃平均温度差：换热面积：（k=1500-2000kJ/m.℃，取k=1500kJ/m.℃）根据工艺要求和物料衡算结果，选择板式换热器对原料乳进行冷却，生产能力为1.9t/h，换热面积为9.48m。2.1.4立式贮奶罐一般情况下选罐的总容量为日处理量的50～100%。本设计选用罐的总容量为日处理量的100%。选用DHL-L5000立式贮奶罐容量：最大容积5000L。标准乳日产量为41t则需立式贮奶罐10个。2.1.5双联过滤器双联过滤器又称并联切换过滤器，采用两个三通球阀，将两个单筒过滤器组装在一个机座上，清洗过滤器时不必停车，保证其连续工作，是不停车生产线过滤装置首选，本过滤器的过滤元件，除采用不锈钢滤芯外，亦可采有优质蜂房式脱脂纤维棉，可滤掉粒径1μ以上的颗粒，本过滤器亦可单筒使用，此时只需去掉共同机座，其余尺寸不变。因为本设计，因此选用1台。2.1.6均质机均质机在原料乳的应用：在强力的机械作用下16.7～20.6MPa将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球。使之均匀一致地分散在乳中。可有效防止脂肪球上浮。在巴氏杀菌乳的生产中。一般均质机的位置处于杀菌的第一热回收段。在间接加热的超高温灭菌乳生产中，均质机位于杀菌之前。在直接加热的超高温灭菌乳生产中。均质机位于灭菌之后。因此应使用无菌均质机。均质不仅可以防止脂肪球上浮，而且还具有其他一些优点：经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易被人体消化吸收。均质使乳蛋白凝块软化。促进消化和吸收，在酶制干酪生产中，均质可使乳凝固加快，乳产品风味更加一致。均质机功率计算：（1）均质机的有效功率在单位时间内，均质机排除的液体由均质机所获得的能量成为均质机的有效功率，也就是均质机对排除的液体所做的有效功。均质机的有效功率可以根据全压力和实际流量进行计算。由于高压均质机的全压力和均质压力（即排除压力）基本接近，所以，一般均依照均质压力和实际流量按下式计算：式中

—均质机的有效功率，kW；

P—均质机的均质压力，Pa；

Q—均质机的实流量，m/s。所以将P=2010Pa，Q=2000L/h,带入上式中得，（2）均质机的输入功率均质机的输入功率也就是均质机(高压泵）的轴功率是原动机（如电动机）传给均质机输入轴上的功率。当均质机与原动机直接连接时，均质机输入功率就等于原动机的输出功率。由于存在机械摩擦等损失，均质机的输入功率大于有效功率。输入功率可按下式计算：式中

N—均质机的输入功率，kW；

—均质机的有效功率，kW；

—均质机的效率；

均质机的效率的计算方法很难确定，只能用试验方法确定。在进行均质机设计时，通常要根据均质机的结构型式和参数以及加工质量等预先选取，一般。流量较大，压力较低，制造质量高，介质含气量较少时，可选较大值。反之则选较小值。根据本设计的需要选。综合本设计考虑，选择一台输入功率为11.11kW的均质机对原料奶进行均质。2.1.7板式热交换器板式热交换器是一种新型高效的换热设备，它具有传热效率高，结构紧凑.占地面积小，安装，维修，组合方便等特点。预热时换热面积计算预热时，乳的温度有4℃加热到60℃，热水的温度由80℃降到70℃。牛奶流量取2000kg/h热量：逆流换热：℃℃平均温度差：预热时米浆的温度从4℃上升到85℃，水的温度从、95℃到90℃发芽糙米浆流量取1000kg/h热量：逆流换热：℃℃平均温度差：杀菌时换热面积计算杀菌时，水的温度由25℃加热到75℃，热水的温度由90℃降到42℃。牛奶流量取2000kg/h热量：逆流换热：℃℃平均温度差：冷却时换热面积计算杀菌后需冷却，乳的温度由36℃降到4℃，冷水的温度由25℃降到0℃。牛奶流量取2000kg/h热量：逆流换热：℃℃平均温度差：冷却到配比温度，糙米浆的的温度由95℃降到42℃，冷水的温度由25℃降到0℃。发芽糙米浆流量取1000kg/h热量：逆流换热：℃℃平均温度差：2.1.8瓶装包装机此包装机是将全自动翻转式冲瓶机、全自动负压灌装机与全自动打塞机结合在一起的三机联体设备，使设备间的动力一致，进出瓶平稳一致，中间环节无挤瓶堆瓶现象。不易倒瓶、短路径、故障率低、效率高、省人省电，解决了设备间传动费工费时缺陷。具有效率高、液位准、不漏滴、不破瓶等特点。2.1.9泵泵是一种流体输送机械，应用于各种黏度的液体流动的设备，有时也用于产品混合（再循环或均质）。在用泵输送完成后，会引起产品变化，有时这种变化并不能立刻看出来，所以经泵送后的原料样品必须保留和检查，作为选择泵型号的依据，这适用于大多数具有敏感性的的乳剂。（1）原材料泵有许多推动液体部件，因此必须由具备各种特性（如耐腐蚀、耐油、耐温等）的不同材料制造；（2）清洗可采用原位循环清洗和定期拆卸清洗。因此，叶轮、转子、泵体等零部件必须结构简单、避免死角、易于拆洗；（3）安全泵的设计应重视极限压的形成和安装配套的降压系统，应考虑停电和发生故障时的应急措施。通过对本设计工艺流程的总体考虑，本设计选择6个离心泵和4个胶体泵。表2-2主要设备一览表序号设备名称主要技术参数数量1乳槽车20T2续表：2离心泵（奶）10T/h63脱气罐10T/h24流量计20T/h15板式冷却器换热面积为9.48m26贮乳罐5107离心分离机1T/h18配料罐10T49板式换热器换热面积为9.07m110板式换热器换热面积为7.93m111板式换热器换热面积为24.31112板式换热器换热面积为6.93113均质机10T/h214搅拌罐--415混合罐10T416灌装机--217胶体泵--218CPI清洗设备--1第3章公用系统及辅助设施3.1给排水系统(1)给水系统本设计使用自来水给水系统：装接技术简单，投资费用少，水质可靠且水源稳定。（2）排水系统排水采用明沟。明沟宽、深均为20cm。明沟终点排水地漏，用铸铁排水管或焊接钢管排至室外。3.1.1水质要求乳品工厂用水用途一般可分为：一般生产用水、冷却用水、生活用水和消防用水等。不同用途的水对水质的要求是不同的，清洗设备用水和生活饮用水，须达到生活饮用水的水质标准；进入生产的用水应根据工艺要求进行水质处理，除去对产品质量有影响的内容物；冷却用水的水质要求可低于生活饮用水标准，但要求水温低，无悬浮浑浊物，以免其在换热器传热面上形成污垢，从而影响传热效果，增加清理难度。3.1.2水源根据当地的情况选择水源，通过技术和经济比较后进行选定，有城市自来水供应的地方，一般应首先考虑采用自来水，其次考虑地下水，再次考虑地面水。本设计采用自来水。设备清洗CIP清洗设备用水，每班清洗一次，共用水90t，即1台清洗设备共计90t。生活用水生活最大小时用水量=最大班人数70/1000m/ht故每天用水量为消防用水食品厂的室外消防用水量为l0-75L/s，室内消防用水量以2×2.5L/s计。可据生产、生活用水量调整。管网漏失水量和不可预见水量之和按日用水量的10%-15%计算。锅炉用水其中：-蒸发量系数，取1.2；-锅炉房的其他用水系数，取.5全厂用水量全厂用水量为：t/d，平均每小时用水948.33t/h.3.2供电系统3.2.1供电要求和供电设备及相应措施1.负荷随季节有所变化，但变化不大，用两台变压器供电；2.电设备属于Ⅲ类负荷，采用单电源供电，由于乳品厂停电会造成原料变质，所以采用双电源供电；3.产品的机械加工水平不断提高，用电设备逐渐增加，变配电设施应留有一定的发展余地。3.2.2用电估算主要包括生产车间设备用电见表3-1：表3-1车间设备用电估算设备台数每台功率/kw合计脱气罐29.519双联过滤器21.53板式换热器4520续表：原料罐101.515均质机11111高速混合机177离心泵90.756.75瓶装灌装机11212CIP12.22.2包装机248锅炉238.176.2合计180.15另加其他设备耗电量，估算设备的耗电量为250kW。全年生产总耗电量：250×19.5×330=1608750kW·h。3.2.3生活用电生活中主要是光照耗电、取暖耗电。根据经验每天约耗电250kW·h，则全年消耗量为250×365=91250kW·h。3.2.4其他用电其他用电包括冷库、制冷车间、锅炉房，水处理用电，因为有些地方全年用电，不能以班来计算，设全年用电功率为80kW，平均每天消耗电8小时。全年用电为80×8×365=233600kW·h。3.2.5总耗电量全年总耗电量=生产设备+生活=。3.3供汽系统乳品工厂使用蒸汽的部门主要有生产车间（包括原料处理、配料、热加工、成品杀菌等）和辅助生产车间（浴室、食堂）。3.3.1锅炉选型5吨锅炉（成套设备），选用2台，每台锅炉用电功率为38.1kw。3.3.2锅炉用水要求锅炉属于特殊压力容器。水在锅炉中受热变成水蒸汽，原水中的矿物质则留在锅炉中形成水垢。当水垢严重时，不仅影响到锅炉的热效率，而且将严重地影响到锅炉的安全运行。一般自来水达不到上述要求，需要因地制宜地进行软化处理。3.3.3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．可对工艺设计的多种方案进行比较，