日处理100t液态奶的婴儿配方乳粉工厂设计毕业论文.doc

日处理100t液态奶的婴儿配方乳粉工厂设计摘要本设计主要是进行日处理量为100t鲜奶的婴儿配方粉的乳粉工厂设计。该厂每日可产婴儿配方粉30.67吨，投资回收期约为2.04年。本文是根据食品厂设计的要求，进行了生产工艺和产品方案的制定、车间平面设计、利用AutoCAD制作出工艺流程图和车间的平面布置图、进行物料衡算及设备的热量衡算、对生产设备进行选型并进行了经济技术分析。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，技术上先进、可靠，布局合理规范。关键词：婴儿奶粉；工艺设计；三效降膜蒸发器；喷雾干燥塔The design is mainly about the 100-ton workshop of infant formula milk powerAbstractThe design is mainly about the 100-ton workshop of infant formula milk powder. The factory can produce daily infant formula powder 30.67 tons, the investment capital is recovered in abou2.04 years, that is, about (two year and a half).This paper is based on the design requirement, milk powder factory production technology and product plan formulation, the workshop graphic design, use autoCAD produce process flow diagram and workshop layout, equipment and materials calculation of heat balance to calculate, production equipment selection and economic and technical analysis. The whole design is fully considered the current economy and the requirement of the future develop and the equipment is selected in view of saving energy source. The mechanization and automatization of the process flow is improved as possible. Meanwhile, we do our most to search for the advanced and credible technology and to make the layout reasonable and normal.Keywords: infant milk；production process； three-falling film evaporator； spray drierii- -目录摘要iAbstractii第1章 绪论11.1 国外乳品工业现状11.1.1 乳制品市场发展趋势11.1.2 婴儿配方粉发展前景11.2 设计依据及意义21.2.1 设计依据21.2.2 设计内容21.2.3 设计意义3第2章 工艺流程确定及其论证42.1 产品及产量的确定42.2 工艺流程确定42.3 工艺要点论证52.3.1 原料乳的质量控制52.3.2 原料乳的检验52.3.3 预处理及贮奶系统62.3.4 标准化62.3.5 均 质62.3.6 巴氏杀菌72.3.7 真空浓缩72.3.8 喷雾干燥系统72.3.9 出粉与冷却82.3.10 筛粉与晾晒82.3.11 包 装8第3章 物料衡算93.1 原料乳成分及产品成分93.1.1 原料乳成分93.1.2 成品乳成分93.2 标准化计算93.2.1 乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）93.2.2 每吨原料乳应添加的脱脂乳（M1）93.2.3 标准乳成分93.2.4 制（M1）脱脂乳所需要分离原料乳（G）103.2.5 一顿原料乳欲得标准乳（G1）需除去稀奶油（G2）103.3 一顿原料乳的物料衡算103.3.1 原料乳经预处理、冷却 、贮存（损失率按0.5%计算）103.3.2 标准乳经输送、冷却、贮存（损失率按2%计算）103.3.3 浓缩后料液浓度取50%（损失率按4%计算）103.3.4 喷雾干燥后，可得97%的乳粉（损失率按5%计算）103.3.5 出粉、冷却、包装（损失率按0.2%计算）103.3.6 理论出粉值103.3.7 理论出粉值103.4 物料衡算103.5 包装材料衡算12第4章 热量衡算134.1 热量衡算134.1.1 预热阶段134.1.2 杀菌阶段134.1.3 真空浓缩阶段134.1.4 喷雾干燥阶段134.1.5 总热量衡算134.2 冷量衡算134.2.1 冷却阶段134.2.2 冷藏衡算144.2.3 总冷量衡算14第5章 厂区平面设计155.1 厂址的选择155.1.1 厂址选择155.1.2 自然地理条件及交通情况155.1.3 水源、能源155.1.4 政治经济155.2 厂区布置原则155.3 主车间布置方案165.3.1 厂区基础设计165.3.2 厂房设计165.4 车间生活设施16第6章 主要设备选型及原则176.1 设备选型原则176.2 主要设备选型176.3 生产设备一览表19第7章 公共系统与辅助部门217.1 生产及辅助车间设施217.1.1 化验室217.1.2 仓 库217.2 给排水系统227.2.1 收奶间227.2.2 奶 仓227.2.3 品质监控室237.2.4 仓 库237.2.5 机修室237.2.6 污水处理237.3 全厂生活设施237.3.1 办公室237.3.2 食 堂247.3.3 宿 舍247.3.4 医务室247.4 供电系统247.4.1 供电要求及相应措施247.4.2 车间配电原则247.4.3 主车间配电247.5 用水系统247.5.1 乳粉厂用水分类247.5.2 给水系统和配水系统257.5.3 冷却水循环系统257.5.4 排水系统25第8章 水电气衡算268.1 全厂用水的估算268.1.1 生产车间用水268.1.2 锅炉房用水268.1.3 冷冻机房用水268.1.4 消防用水268.1.5 生活用水278.1.6 总用水量278.2 车间蒸汽消耗量估算278.3 车间用电量估算27第9章 劳动组织289.1 生产车间人员配置289.2 辅助生产管理人员配置289.3 全厂总人数299.4 最大班人数299.5 生产工人总人数占全厂工人总人数比例299.6 男女比例29第10章 环境影响分析及废水处理3010.1 环境设计执行标准3010.2 建设项目对环境影响预测3010.2.1 废 水3010.2.2 废 渣3110.2.3 噪声污染3110.3 环境保护措施31第11章 经济技术分析3211.1 产品成本核算3211.1.1 原料乳成本核算3211.1.2 包装材料核算3211.1.3 水电燃料核算3211.1.4 劳动成本核算3211.1.5 设备折旧核算3211.1.6 产品成本核算表3211.1.7 全年成本核算3311.2 产品收入核算3311.3 利润上缴3311.4 全厂总投资3311.4.1 设备投资估算3311.4.2 全厂总投资估算3311.5 投资回收期33结论34参考文献35致谢37千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录” 日处理100t液态奶的婴儿配方粉工厂设计第1章 绪论1.1 国外乳品工业现状1.1.1 乳制品市场发展趋势乳制品生产以消费动向为转移。全世界乳制品的种类不下1000种。除消毒鲜乳外，其他乳制品中，干酪约占38%、奶油23%，炼乳16%，脱脂乳粉14%，全脂乳粉6%，乳清粉3%。近年来国外乳制品市场有如下变化：消毒鲜乳的生产呈下降趋势。近年来除了发展中国家和日本外，欧、美等国家乳的消费量已趋于饱和或呈下降趋势。同时，人口出生率下降和老龄化也使饮用乳消费量下降。另外，许多新型乳饮料如发酵乳饮料、果汁乳等，也使消毒鲜乳消费量下降。由于发展中国家的需求，全脂乳粉产量出现上升的势头。脱脂乳粉的产量保持上升趋势。因脱脂乳粉含脂率很低，产品不易氧化，耐贮藏。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增加。发酵乳制品及乳酸菌饮料新品种不断出现，产量迅猛增加。以发酵酸乳为例，芬兰人均年消费量近280kg，爱尔兰200kg。现在国外仅发酵酸乳的产量已接近甚至超过消毒鲜乳的产量。近年，双歧乳杆菌、嗜酸乳杆菌的开发和利用，为发酵乳制品开劈了一个更为广阔的市场。干酪的生产展现出美好的前景，产量逐年持续上升，花色品种日益增多，使得干酪总产量稳居乳制品首位。奶油的产量呈持续下降的趋势2 3。随着人们生活水平提高，对营养和保健方面的要求越来越高。传统的乳粉品种已不能满足人们的需要，乳粉的种类越来越多，特别是婴儿乳粉的需要量在直线上升。1.1.2 婴儿配方粉发展前景目前婴儿配方奶粉已发展成为一个全球性重要婴儿食品产业。近年来，随着我国居民收入的增长和生活水平的改善，高档婴儿配方奶粉市场以每年13%16%的速度迅速增长。专家估算：我国每年大约有1700万新生婴儿，至少需要80万吨配方乳粉，产值在300亿元以上。所以，国内有必要扩建乳粉厂，并注重品牌及质量，让消费者喝到放心的奶粉，与国外的大品牌形成良性竞争，促进国内乳粉行业迅速发展。中国市场潜力巨大，因此成为婴儿配方奶粉厂商的必争之地5。与欧美相比，我国婴幼儿配方奶粉的研究和开发起步较晚，直到 “婴儿配方乳粉II”研发后才算真正地开展起来，逐渐跟上国际水平，但在高档配方奶粉市场的占有率比例较低11。综上所述，庞大的新生儿消费群体孕育着中国婴幼儿奶粉巨大的市场空间，中国有望取代日本，成为仅次于美国的世界第二大婴幼儿配方奶粉市场5 。1.2 设计依据及意义1.2.1 设计依据从营养学角度分析，婴儿配方乳粉的营养素添加全面、丰富，也更接近母乳营养。鉴于婴幼儿的消化系统发育尚不完全，不能直接食用牛乳或普通奶粉这一特殊性，婴幼儿奶粉的配方调整了蛋白质、脂肪及乳糖的比例，使其适合于婴幼儿的消化与吸收。同时，婴幼儿奶粉还可根据添加不同种类和比例的营养物质，使之能够满足不同生长时期婴幼儿的营养需要。从市场选择角度分析，纵观国内与国外市场，国产婴儿配方乳粉是国内的儿科专家、营养学专家、乳品和婴幼儿食品专家根据中国孩子的生长发育需要所设计的配方，这个配方和国外的产品有着一定的区别，由于地域、民族、膳食法、生活环境和习惯等不同，导致所形成的基因种群不同，这就决定了他们从外界摄取营养元素的多样性和复杂性，所以，国际上的大品牌奶粉对婴儿不一定是好的，还要视婴儿的自身特点以及国籍和种族选购。从发展需求角度分析，中国奶粉市场尤其是婴幼儿配方奶粉的需求量迅速增长，其中高档婴儿奶粉市场销量每年以两位数的速度增长。目前我国一年的婴幼儿奶粉产量仅15万吨左右，这就预示着中国婴幼儿奶粉市场潜力很大。1.2.2 设计内容 产品方案的确定及工艺要点论证。 物料衡算：根据实际生产情况按规定的配料比计算相应物料的消耗。 热量核算：对生产过程中热量和冷量进行计算，经济合理地选择生产设备。并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排等。 厂区平面设计。 根据日处理量和工艺要求计算各种设备的相关参数，进行生产能力计算，并选择相应生产能力的设备，给出设备汇总表。 公共系统与辅助部门：按照相关规定和生产需要对全厂各部门进行初步设计。 劳动组织：对生产运作中的相关人员进行配置。 水电汽核算：对生产中水电汽消耗量进行理论估算。 环境影响分析及“三废”的处理。 经济技术分析，成本核算。1.2.3 设计意义第一、一方面，将牛乳或其副产品制成粉状产品，为生产厂家和消费者提供了很大的方便。它延长了产品的货架期，保存了营养价值，提高了经济效益。另一方面，随着生活水平的提高，人们对婴幼儿营养的关注度不断提高，其研究方向也从最初阶段的维生素和铁质的强化晋升到乳清蛋白的比例调整，以及各种不饱和脂肪酸和核苷酸等物质的添加，使其更近似于母乳，以此满足婴幼儿生长阶段所需的营养的同时提高其自身免疫力帮助他们健康成长，这就促进了婴幼儿奶粉事业的发展，带动了经济 6。第二、婴幼儿配方乳粉的生产对营养成分及配比要求很高。但中国庞大的配方粉粉市场一直为国外品牌所垄断，特别在高端市场，外国品牌占据绝对的领导地位。04年阜阳“大头娃娃”事件和08年的三鹿奶粉事件更是给国内的品牌以重创，使得消费者对国产奶粉产生短期内无法扭转不信任心理。因此，国内乳制品企业应加强海外市场的宣传力度，重塑国产婴幼儿配方粉事业的行业形象，为开拓国际市场创造条件。而在国内乳品企业经历了全面整改之后，纷纷向社会敞开监督渠道，国家相关部门也陆续出台了各种法规，为中国婴幼儿配方粉事业的发展指明了方向。第2章 工艺流程确定及其论证2.1 产品及产量的确定 本设计主要是进行日处理量为100t鲜奶的婴儿配方粉的乳粉工厂设计。该厂每日可产婴儿配方粉30.67吨，本设计暂定每周工作六天(周一周六)，国家法定节假日照常休息，平均年工作日为300d。在正常情况下，采用两班工作制，每天工作时间24h，除去清洗时间4h，实际工作时间按20h计，机械设备大修和保养时间分插入每月月底。2.2 工艺流程确定冷却过滤检验原料乳理化指标检测与验收巴氏杀菌(72 15s)贮存（4左右）预热牛乳分离(45)稀奶油浓缩喷雾贮存筛粉与晾粉乳粉冷却（不超过30）干燥包装入库图2-1 工艺流程图2.3 工艺要点论证2.3.1 原料乳的质量控制美国乳制品（卫生）法规定：生产乳制品的牛乳，在36h内使用时，贮乳温度不得超过6，若在4或更低温度下贮存时，可在48h内使用；另外，原料乳在30时，平板计数100 000cfu/mL,体细胞数400 000个/mL，经巴氏杀菌（72/15s，或同等效果）后的牛乳在加工前可保存24h以上；已分离且经过巴氏杀菌的脱脂乳或全脂标准化乳不能超过72h，两者使用前均应保存在04。2.3.2 原料乳的检验生产优质乳粉的前提条件是要使用优质的原料乳，美国公共卫生署（USPHS）针对乳的卫生状况发布的A级巴氏杀菌奶条例，其质量指标：. 温度：待巴氏杀菌的原料奶在第一次挤奶后4h之内冷却到10或更低的温度。在完成挤奶后应将乳在2h之内冷却到7或更低的温度。第一次挤奶随后所得乳的混合温度不超过10。. 细菌数：不同生产者生产的乳混合之前，细菌数不能超过100000个/mL。在巴氏杀菌之前，混合乳的细菌数不得超过300000个/mL。. 农药残留：药物残留的结果不能为阳性。. 体细胞数：个人生产的乳的体细胞数不能超过750000个/mL。优质原料奶应符合无公害生鲜牛奶的生产技术规范（NY50452001），同时要结合我国规定的生鲜牛奶收购质量标准（GB691486）11。在收奶站点，要进行感官评定、酒精试验、牛乳密度的测定、酸度测定、热稳定性实验以及牛乳中抗菌物质的检测。以上几项均合格的方可送至工厂，进行理化指标和微生物指标的检测。检测方法见表2-1和2-2。表2-1 原料乳主要的理化指标和检测方法11项目指标检验方法相对密度（20/4） 1.027按GB 5413.33检验蛋白质（%） 2.8按GB 5009.5检验脂肪（%） 3.1按GB 5413.3检验非脂乳固体（%） 8.1按GB 5413.39检验牛乳酸度（°T ）1218按GB 5413.34检验杂质度（mg/kg） 4.0按GB 5413.30检验表2-2 原料乳主要的微生物要求及检测方法11项目限量CFU/g(mL)检测方法菌落总数(cfu/mL) 2×106GB 4789.22.3.3 预处理及贮奶系统初验合格的原料乳称重计量脱气净乳冷却贮藏。2.3.3.1 称重计量 奶秤(重量法)：计量范围可为：0250kg或0500kg。 流量计(体积法)：换算关系为：重量=容积×比重。2.3.3.2 脱 气牛乳经运贮存运输后，气体含量在10%以上会严重影响生产的准确性，因此应使用真空脱气罐除去细小的分散气泡和溶解氧。2.3.3.3 净 乳除去原料奶中机械杂质和细小杂质，一般净乳后原料奶的杂质度要小于0.1ppm。本设计采用在标准化过程中使用三用离心分离机同时进行净化。2.3.4 标准化标准化的具体计算方法：. 检测原料乳中的各项指标 (特别是原料乳的脂肪含量和水分含量)。. 根据我国全脂乳粉质量标准规定，确定所要生产乳粉的各项指标的具体数值。. 根据标准化原则，判断是提出还是加入稀奶油才能满足要求。一般要求分离时把稀奶油含脂率控制在40%左右。根据温度等条件确定脱脂乳与稀奶油的脂肪含量以及非脂干物质含量1。2.3.5 均 质均质的目的是在于把较大的脂肪球变成细小的脂肪球，均匀地分散在脱脂乳中，形成均一的乳浊液。经均质后可降低乳中游离脂肪的含量，从而提高奶粉的抗氧化能力和溶解度6。通常均质温度4050, 均质压力1520MPa。在使用均质机时应做好均质机的清洗杀菌工作,另外应防止冷却密封水渗入原料奶中, 防止造成二次污染。2.3.6 巴氏杀菌乳中所含乳清蛋白（白蛋白和球蛋白）热稳定性差，在杀菌和浓缩时易引起热变性，使乳粉制品溶解度降低。乳清蛋白中含有巯基，热处理时易使制品产生蒸煮味。为使乳清蛋白质变性程度不超过5%，并且减弱或避免蒸煮味，又能达到杀菌抑酶目的，根据研究确定，脱脂乳的预热杀菌温度以72，保温20s为最佳条件。2.3.7 真空浓缩牛乳是热敏性食品，热处理使蛋白质容易变性，所以浓缩工艺尽可能做到短时、低温浓缩。本车间设计为三效顺流降膜式蒸发器，它不但有明显的成本优势，而且可以更好的保护牛奶中的营养成分。其蒸发温度为：一效蒸发温度 6872二效蒸发温度 5762三效蒸发温度 46522.3.8 喷雾干燥系统（1）喷雾干燥特点 干燥速度快，物料受热时间短。浓缩乳经雾化后，比表面积大大增加，与干热空气接触后，水分蒸发速度很快，整个干燥过程仅需10-30s，牛奶营养成分破坏程度较小，奶粉溶解度高，冲调性好。 干燥温度低，减少牛奶中热敏性物质的损失，从而保持产品良好的分散性和溶解性。 便于调节工艺参数，产品质量容易控制。如：乳粉颗粒大小、状态和水分含量。 整个干燥过程都是在密闭状态下进行的，卫生质量好，产品不易受外界污染。 操作简单，机械化自动化程度高，劳动强度低，生产能力大。 占地面积和空间大，一般需要多层建筑，一次性投资大。 热效低，只有35%-50%左右，热量消耗大，一般蒸发1kg水分需3-4kg饱和蒸汽。 喷雾干燥塔内壁会有粘有奶粉，较难清除，粉尘回收装置比较复杂16。（2）本设计选用的是压力式顺流喷雾干燥塔对蒸发后的浓缩乳进行干燥。（3）本工序主要控制的指标是产品水分和防止二次污染。（4）在实际生产过程中，乳粉不可能承受足以确保食品安全的热处理，因此由危害分析关键控制点系统支持的严格的卫生预防方法必须在喷雾干燥设备中得到很好的实施7。2.3.9 出粉与冷却喷雾干燥结束后，应立即将乳粉送至干燥室外并及时冷却，避免乳粉受热时间过长而引起乳粉中游离脂肪数增加，脂肪氧化变质，影响乳粉的色泽，滋气味，溶解度等指标。2.3.10 筛粉与晾晒 一般采用机械振动筛，网眼40-60目，目的为了使乳粉均匀，松散，便于冷却。晾粉过程中，不但使乳粉的温度降低，同时乳粉表观密度可提高5%，有利于包装。2.3.11 包 装本设计采用充氮包装。由于婴儿配方奶粉含有26以上的乳脂肪，在货架期内，特别是炎热的夏天容易造成脂肪的氧化，产品出现异味，质量劣变。而充氮包装由于使用氮气置换了袋内的氧气，可以有效的抑制脂肪的氧化，同时也保护了易氧化的维生素，保证了奶粉在保质期内的质量。包装时要求排气彻底，封口严密。防止包装过程中的二次污染，特别是大肠菌和异物的控制，包装内袋或纸膜等直接与产品接触的包装材料使用前应进行严格的微生物检测，不符合要求时不可使用，防止造成污染。第3章 物料衡算3.1 原料乳成分及产品成分3.1.1 原料乳成分脂肪 F0=3.6%；非脂乳固体 S0=8.6%；总干物质 TS=12.2%非脂乳固体比 RM=8.6%表3-1 原料乳成分乳脂肪蛋白质乳糖灰分水分非脂乳固体3.63.24.70.787.88.6注:非脂乳固体(%) = 蛋白质(%)+ 乳糖(%)+灰分(%)3.1.2 成品乳成分表3-2 成品乳粉成分乳脂肪蛋白质乳糖灰分水分非脂乳固体27%13%7%3.6%3%70%3.2 标准化计算3.2.1 乳脂肪（F）与非脂乳固体（S）之比（R）原料乳：R0F0 /S03.6%/8.6%0.4186 成品：RF/S27%/30%0.3857标准化的方法：由于R0R，说明原料乳中的脂肪含量偏高，需要标准化使之平衡。原料乳中的脂肪含量过高，所以要把部分原料乳进行分离，分离出的脱脂乳要加入原料乳中使它达到标准乳要求，而分离的稀奶油则另用容器贮存。3.2.2 每吨原料乳应添加的脱脂乳（M1）M1F0-R×S0 /R×S1- F1×100082.50kg3.2.3 标准乳成分脂肪含量：F标1000×3.6 %M1×0.01%/1000M13.3%非脂乳固体：S标F标/R8.6 %表3-3 标准乳成分乳脂肪非脂乳固体水分3.3 %8.6 %88.1 %3.2.4 制（M1）脱脂乳所需要分离原料乳（G）设：分离（Gkg）原料乳可得到(M1kg)脱脂乳和(M2kg)稀奶油根据脂肪含量守衡可知。G×F0M1×F1M2×F2 且 GM1M2 可知：M28.14kg G90.64kg3.2.5 一顿原料乳欲得标准乳（G1）需除去稀奶油（G2）标准乳：1090.64 /1082.501000 / G1 G1992.54kg去除稀奶油：G21000- G17.46kg3.3 一顿原料乳的物料衡算已知：M0=1000kg3.3.1 原料乳经预处理、冷却 、贮存（损失率按0.5%计算）M0 -经标准化922.54kg； M1=992.54×(1-0.5 %)=987.58kg3.3.2 标准乳经输送、冷却、贮存（损失率按2%计算）M2 = M1×(1-0.2%)=987.58×(1-0.2%)=985.60kg3.3.3 浓缩后料液浓度取50%（损失率按4%计算）M3985.60×11.9 %×（1-0.4 %）/50 %233.63kg3.3.4 喷雾干燥后，可得97%的乳粉（损失率按5%计算）M4233.63×50%×（1-0.5 %）/97 %119.83kg3.3.5 出粉、冷却、包装（损失率按0.2%计算）M5M4×(1-0.2 %)119.83×(1-0.2 %)119.59kg3.3.6 理论出粉值1000×12.2 % /97 %125.77kg3.3.7 理论出粉值实际出粉值/理论出粉值119.59 /125.7795.09 %3.4 物料衡算根据国家食品安全标准婴儿配方食品(GB 10765-2010)中对蛋白质，脂肪，碳水化合物，维生素及矿物质的要求，并结合当地原料乳质量及本企业实际情况，设计婴儿配方乳粉营养成分指标，具体营养配方参见表3-4：表3-4 婴儿配方乳粉营养成分表营养物质含量（每100g奶粉）营养物质含量（每100g奶粉）-乳清蛋白2.1g蛋白质11.9g脂肪27g热量2190kjAA花生四烯酸38mg-亚麻酸265mgDHA25mg镁38mg亚油酸2500mg铁5.0-11.0mg核苷酸15mg锌3.8mg维生素A1550 IU锰45-140µg-胡萝卜素75µg铜370µg维生素D310 IU碘30-150µg维生素E5.0 IU钠120mg维生素K43µg 钾1g维生素B1320µg 氯410mg维生素B2640µgL-肉碱8.0mg维生素B6330µg牛磺酸30mg维生素B120.8µg 钙250mg维生素C71g磷200mg烟酸4.0mg泛酸1.5mg生物素15µg胆碱35mg乳铁蛋白80mg胱氨酸200mg免疫球蛋白G150mg5'-单磷酸腺苷1.0mg5'-单磷酸胞苷二钠2.7mg5'-单磷酸尿苷二钠2.2mg5'-单磷酸鸟苷二钠5.1mg5'-单磷酸肌苷二钠4.0mg磷脂400mg矿物质4.0g 叶酸40µg 叶黄素90µg根据上述营养指标及国际对食品添加剂和营养强化剂添加要求，设计本企业婴儿配方食品的配方，如表3-5所示：表3-5 一吨婴儿配方乳粉配料表物料名称每吨投料（Kg）物料名称 每吨投料（Kg）牛乳3260奶油64乳清粉382蔗糖59棕榈油56维生素混合物0.264三脱油56矿物质混合物15.9863.5 包装材料衡算本设计为日生产婴儿配方粉30.67t，每袋产品为500g，则消耗包61340袋， 除去消耗，每天使用包材为613400.95=64569袋。将乳粉每24袋装箱，则一吨奶粉可包装成的箱数83.33箱，取83箱。第4章 热量衡算4.1 热量衡算4.1.1 预热阶段原料混合时,为保证混合均匀,要将其加热至45,这一阶段需要加入的热量为:Q1=cmT=100×103× (45-20)=1.0125×107kj4.1.2 杀菌阶段原料乳经混合后，加热到72进行巴氏杀菌，则这一阶段需要加入的热量为：Q2=cmT =100×103×(72-45)=1.0935×107kj4.1.3 真空浓缩阶段原料乳经过真空浓缩，这一阶段需要加入的热量为：V=F（WFWP）=100×103×（1-12.2/0.50）=75600kj浓缩奶产量：P=F-V=100×103-75600=24400kj如果采用单效蒸发，则浓缩需热量：Q =VrV+FcF×（T1-TF）=75600×2331.1+100×103×4.05×（70-20）=1.96×108 kj如果采用三效蒸发，设蒸汽经济性e=2.5，则浓缩需热量：Q 3=1.96×108/2.5=0.784×108 kj4.1.4 喷雾干燥阶段原料乳经过真空浓缩后，进入喷雾干燥阶段，这一阶段所需要的热量为：Q4=L（h1-h0）=5.99×107 kj4.1.5 总热量衡算在整个生产过程中，加入的总热量为：Q=cmT =1.0125×107+1.0935×107+7.84×107+5.99×107=1.59×108kj 根据经验，在过程中热量损失为15，故总热量为：Q实际=1.59×108×(1+15%)=1.38×108kj4.2 冷量衡算4.2.1 冷却阶段乳粉质量：m2= m1-w=17200-8334=8866kg，均质后的混合料,要迅速冷却至15，这一过程所需用的冷量为:Q=cm2T =8866×(80-15)= 2.33×106kj4.2.2 冷藏衡算配方乳粉出售前应储藏在28的冷库中,温度定为4,这一过程需加入的冷量为:Q=c m2T =8866×(15-4)= 3.95×105kj4.2.3 总冷量衡算在整个生产过程中,加入的总冷量为:Q =2.33×106+3.95×105=2.73×106kj根据经验,能量损失为15,则实际冷量为:Q实际=2.73×106×(1+15%)=3.14×106kj第5章 厂区平面设计5.1 厂址的选择5.1.1 厂址选择厂址初步拟定设计在哈尔滨平房开发区。5.1.2 自然地理条件及交通情况哈尔滨平房开发区地势平坦，坡度不超过3%，减少了工程量，有利于厂区运输线路的布置和投资金额。厂址具有一定的地耐力（一般要求不低于 2×105N/m2）无矿山，流沙地带，滑坡地段，淤泥地等特殊地质，具有良好的环境基础。哈尔滨平房开发区有良好的运输条件，尽量接近城市公路。综合考虑能源、水源、销售运输等问题，平房开发区位于经济使用点上，最大限度降低成本费用。5.1.3 水源、能源平房开发区不但水源充足，水质符合标准。而且排水通畅，确保了厂区的卫生条件。此外，工厂排水要符合环保法，最好有公共排污设备，避免污染周围环境。能源方面主要考虑原料供应，用电，燃料等方面问题。乳粉厂以鲜奶为主要原料，经过奶源调查，平房开发区靠近优质奶源，降低了运输成本；工厂应设有二路高压电源以便于连续生产时燃料和电力的供应。5.1.4 政治经济符合国家发展方针政策，厂址应设在当地的规划区内，以适应当地远近期规划的统一布局所需用地可按基建要求，分期分批征用科学建厂，节约用地。5.2 厂区布置原则（1） 要有总体设计的全局观点，满足生产和总体设计的要求。（2） 设备要尽量按工艺流水线安排布置，一些特殊设备可按相同类型作适当集中，要使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。一般重型设备最好设在车间底层。原料收发间应设有磅秤。（3） 要考虑到进行多品种生产的可能性，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，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。要保证操作和维修、装拆、清洁卫生的方便。（4） 要保证物料运输通畅，避免重复往返。要尽可能利用生产车间的空间运输；合理安排车间各种废料进出，人员进出要和物料进出分开。（5） 注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。可以设在室外的设备，尽可能设在室外4。5.3 主车间布置方案5.3.1 厂区基础设计根据建设方提供的设计基础资料，进行方案设计。乳品厂一般是由生产车间、辅助车间、辅助部门、全厂性设施等组成。生产车间包括：收奶间、预处理间、浓缩间、喷雾干燥间、包装间。辅助车间包括：原料库、包材库、成品库、控制室、化验室、机修间、配电室。辅助部门包括：变电所、锅炉房、冷冻机房等。全厂性设施包括：办公室、传达室、食堂、宿舍、厕所、浴室等。5.3.2 厂房设计车间长135m，宽45 m，总建筑面积6075m2。屋面下标高：生产部分（包括奶粉成品库）屋面板下皮标高6.4m；生活用房屋面板下皮标高3.2m。主厂房结构形式为框架结构，主体高度34m。车间功能区域的布局结合厂区布置，将人、物流分开；厂区建筑物按性质及需求的不同分隔开来，布置在不同的区域。保持通风良好，便于管理，有利于扩建；生产工艺布线要合理，在保证产品质量的同时，尽可能的减少管线运输成本；奶粉成品按3个月贮存量考虑（立体库） 5。5.4 车间生活设施乳粉生产的第一个环节就是收奶。收奶间要有一个适宜的验收计量、及时处理、车辆回转和容器堆放的场地，要配备磅秤、容器和原料乳前处理系统。化验室是通过感官、物理、化学、微生物等检验原料奶的场所。化验室要配备双面、单面化验台；药品橱；支撑台；通风橱等设施。另外，化验室要求通风采光好、生活整洁、排气方便，化验室要置于下风口，精密仪器不宜受阳光直射。为防止高温季节工作室闷热，可安装空调。由于用电仪器较多，化验室要多设电源插座。乳品厂是物料流量较高的企业，所以车间的原料库、成品库等都占有很大的比例。短期贮藏用常温库；如果是较长时间贮藏要用冷风库，温度要视物料对象而定。成品库要考虑出货方便，堆放时要注意附加荷载18。第6章 主要设备选型及原则6.1 设备选型原则