年产550吨豆奶粉工厂设计说明书.pdf

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1、第一章第一章 总论总论第一节第一节 概述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

2、亚油酸，胆固醇含量低，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。第二节第二节 设计依据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

3、原理上下册、 食品工厂设计综合实训等。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。第三节第三节 设计目的和意义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

4、富的蛋白质以及较多的微量元素镁，此外，还含有维生素 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。第二章第二章 工艺流程工艺流程第一节第一节 工艺流程的确定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

5、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；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 精选除杂 脱皮分离 浸泡 失活软化 循环磨浆 离心分离 调配 杀菌脱腥 均质 喷雾干燥 流化床处理 包装成品原料大豆精选除杂脱皮分离浸泡失活软化循环磨浆离心分离调配杀菌脱腥均质溶糖过滤喷雾干燥包装成品流化床处理第二节第二节 工艺论证工艺论证一、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，

6、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。当水分超标时，大豆应在干燥机中通入105110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的失活水中 （3%的碳酸

7、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。本工艺采用 90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。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，

8、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。本工艺采用在溶糖锅中加入一定量的水， 加热至 60-70后加糖搅拌， 继续加热至约 95， 保持 5-10 分钟，然后降温至 70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

9、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

10、 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，出粉含水量 7%左右

11、，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

12、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。第三章第三章 物料衡算物料衡算第一节第一节 产品方案和班产量的确定产品方案和班产量的确定本设计为年产 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 5501000/（28016）= 122.77 kg/h2、成品含水分 2%，故豆奶粉中干物质重量为 122.77(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%）（ 10.1%）（ 10.2%）（ 10.3%） = 121.

13、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% 。3、配方配料原浆蔗糖全脂奶粉豆浆中固形物含量为49.2415.8%121.52/(49.2415.8%+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用量 kg49.2411.252.01备注浓度为 15.8 %以 60% 糖液加入直接加入浆中第二节第二节 物料衡算和包装材料计算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

14、 2%，再经脱皮去重 8%后重量为 67.06（12%）（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（112%）= 53.20kg/h2、浸泡后大豆的重量为原来的 1.82.4 倍，以 2.18 倍计算 60.462.18 = 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 60.462.9=175.33 kg/h循环磨浆损耗以 0.4% 计，故磨浆后总浆重量为（131.80175.33）（10.4%）= 305.90kg/h4、 离心分离去渣： 豆渣中含水率要求在 85%

15、 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（53.20 x）/（160%）x/15.8% = 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：8.0560%/40%=12.08kg/h分离出的豆浆量 305.908.0512.08 = 285.77kg/h5、 调制前，添加蔗糖 45.1511.25/（49.2415.8%）= 65.29kg/h全脂奶

16、粉量 45.152.01/（49.2415.8%）= 11.66kg/h则豆浆中干物质含量 45.1565.2911.66= 122.10kg/h蔗糖溶液（60%）带入的水量 65.29（40/60）= 43.53kg/h调制好的豆浆量（含豆固形物，糖，全脂奶粉） 285.7765.2911.6643.53 = 406.25kg/h浓度为(45.1565.29+11.66)/402.02100% =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（10.3%）=405.03kg/h豆固形物含量 45.15（10.3%）= 45.01kg/h蔗糖 65.29（

17、10.3%）= 65.09kg/h全脂奶粉 11.66（10.3%）= 11.63kg/h7、 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（10.2%）= 44.92 kg/h蔗糖 65.09（10.2%）= 64.96kg/h全脂奶粉 11.63（10.2%）= 11.61kg/h固形物总计 44.9264.9611.61= 121.49kg/h喷雾干燥后豆奶粉重量 121.49/（17%）= 130.63 kg/h蒸发水量 405.03（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 4

18、4.92（10.1%）= 44.88kg/h蔗糖 64.96（10.1%）=64.90kg/h全脂奶粉 11.61（10.1%）= 11.60kg/h固形物总计 44.8864.9011.60= 121.38kg/h豆奶粉成品重量 121.38/（12%）= 123.86kg/h蒸发水量 130.63（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（10.4%）= 123.36kg/h10、全年实际生产豆奶粉 123.3616280/1000 =552.65t要求成品年产量 550t ,误差 552.65550 = -2.65t物料衡

19、算表物料衡算表名称原料量精选脱皮后重量浸泡后豆重磨浆后豆浆量离心分离出豆浆量调制加糖量加全脂奶粉量喷雾干燥前豆浆量喷雾干燥出粉量流化床出粉量包装后质量年产量数量 kg/h67.0660.46131.80305.90285.7765.2911.66405.03130.63123.86123.36552.65备注大豆含水 10%精选脱皮去重 2% ，8%浸泡增重 2.18 倍总豆水比 1：4豆渣中含水 60%以 60% 糖液加入直接加入浆中蒸发水量 273.60Kg/h喷雾干燥损失 0.2%流化损失 0.2%包装损失 0.4%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 45

20、g，每 20 袋包装成一大袋，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/（0.04520）=137 个/h需纸箱：137/25=6 个/h第四章第四章 设备选型设备选型一、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 /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3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 300

21、0 次/分生产能力 12-200kg/h功率消耗 0.75kw净重 180kg外形尺寸 7107101290 mm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 13004001400mm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，

22、操作调节方便，对提高产品质量有明显效果。处理能力 400kg/h动力消耗 7.5KW外形尺寸 1000800600 mm六、胶体磨型号 JMS-130 3 台物料加工细度 2-50m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 9904401100 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 370016001000mm八、电加热调配

23、罐杭州科豪机械有限公司容量 500L物料加热温度：350 ；物料加热时间：20min90min搅拌转速：15120r/min尺寸 180014502000 mm九、双联过滤器型号 ZRP-4尺寸 972320880 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 300023003200 mm十一、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 12008001200mm十二、喷雾干燥机根据物料衡算计算中数据可知 喷

24、雾干燥需要蒸发水分 273.60kg/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排风温度 90-110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 8000750012000mm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 ZLG30.30功率 0.82kw进风 70-140水分蒸发能力 20-

25、35kg/h出风 40-70g/h流化面积 0.9 m2尺寸 30003001350mm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：

26、L200-500W150-500H150-500mm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：L1700W880H1450mm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

27、.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 450240330mm扬程 18 m 水柱设备重量 31kg电机功率 0.75kw转速 2850 r/min车间设备一览表车间设备一览表序号设备名称生产能力规格型号外形尺寸 mm1斗式提升机35 m3/hTH3152电磁振动筛12-200kg/hZS-51571071012903脱皮机200-250kg/hGTJ-D300D130040014004浸泡缸800

28、kgPDC-200-4d=3000，h=10005砂轮磨300kg/hWY3008506409006胶体磨0.5-3t/hJMS-13099044011007离心分离机320kg/hSS12003700160010008电加热调配罐500L1800145020009双联过滤器ZRP-4972320880611133111台数10闪蒸脱腥设备2T/hRJCG01A30002300320011均质机500LHOMG-Q500-P601200800120012喷雾干燥设备300 kg/hLPG-300800075001200013流化床20-35kg/hZLG30.303000300135014包装

29、机40-60 袋/minHD-45A780680160015封箱机20 箱/分钟FJ-561650740148016捆扎机2.5 秒/道MH101107066872017泵3t/h离心式卫生泵450240330结束语结束语经过一段时间的努力， 食品工厂课程设计圆满完成了，在此期间得到了许多同学和老师的帮助，他们为我解决了许多设计中的问题，谨此表示衷心的感谢。通过本次课程设计，回顾了食品工厂设计的整个流程，查阅了相关技术资料，锻炼了动手能力特别是计算机制图能力，并具备了基本的工厂设计素质。由于本人能力有限、 经验不足加之时间仓促，设计中未考虑周到之处在所难免，恳请老师和同学们指正。参考资料参考资料1大豆制品工艺学石彦国，任丽编中国轻工业出版社2 化工原理上下册天津大学华工原理教研组天津科学技术出版社3食品加工机械与设备陈斌主编 顾林副主编机械工业出版社4大豆制品加工技术仇农学，李键科编著中国轻工业出版社5食品工厂设计与环境保护张国农主编中国轻工业出版社6食品工厂设计综合实训刘小杰，张一主编化学工业出版社7食品工厂机械与设备无锡轻工业大学中国轻工业出版社11112119