乳制品工艺设计过程frhy.docx
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1、年产1000000吨乳制制品工厂厂设计(食品科科学系006级)1 前言民以食为为天,食食以乳为为先。乳乳中各种种营养素素齐全且且配合合合理,并并含多种种生物活活性物质质,是人人体成长长不可缺缺的高营营养食物物。发展展乳品事事业,是是关乎国国计民生生的大事事,但是是与世界界先进国国家比较较,我国国奶类产产量仅为为美国的的11%、法国国的288.5%,我国国人均占占有奶类类产品77.2公公斤,人人均占有有量仅为为世界平平均水平平的1/10,发发达国家家的1/37,世世界液态态乳的人人均消费费量为1105公公斤/年年,中国国液态乳乳人均消消费量仅仅为7公公斤/ 年,仅仅为亚洲洲年人均均乳品占占有率的
2、的1/66,不及及世界人人均乳品品占有率率的1/16。从从此可以看看出中国国乳品存存在巨大大的增长长空间。目前随着着人民生生活水平平的提高高,随着着大众对对营养食品品需求日日益增长长,市场场竞争也也日趋激激烈。尤尤其是随随着新技技术的应应用,成成功地解解决了乳乳制品的的营养和和保鲜问问题,加加之新包包装材料料及技术术的应用用和灵活活多样的的促销方方式,使使消费者者愿意接接受具有有丰富营营养,口口感良好好并且价价格合理理的乳制制品品牌牌。乳制制品市场场的竞争争也开始始日趋激激烈。为了在未未来的乳乳品市场场中取得得一席之之地,我我们从灭灭菌乳、搅搅拌型酸酸乳、乳乳酸菌饮饮料、乳乳粉等众众多乳制制品
3、中最最终选取取UHTT灭菌乳乳为主要要产品因因其具有有工艺成成熟、易易于贮藏藏运输、营营养损失失少等优优势。工艺方面面采用超超高温瞬瞬间灭菌菌技术(UHTT)解决决了液态态奶运输输、储存存、保鲜鲜难的问问题,目目前发达达国家已已普遍采采用这一一技术进进行鲜奶奶加工:将牛奶奶加热至至超过1135C,仅仅保持几几秒便迅迅速降至至常温,然然后在无无菌条件件下密封封,采用六层层纸铝塑塑复合材材料进行行无菌灌灌装。在营养方方面,牛牛奶中的的微生物物在瞬间间高温下下全部被被杀死的的同时,而而大多数数营养物质质在短暂暂的高温温下损失失甚微,最大限限度地保保持了牛奶的的营养成成分。在运输销销售方面面,经过过U
4、HTT灭菌处处理,并并采用无无菌包装装的鲜奶奶进行无无菌灌装装,使其其在储存存及运输输中均不不需要冷冷藏。同同时,一一个不需需冷藏的的产品给给生产商商、零售售商和消消费者带带来了许许多便利利。比如如对生产产商而言言,由于于不再需需要冷藏藏,库存存安排可可以简化化;运输输分送用用车的数数量、成成本就可可相应降降低;同同时,由由于长期期维持其其保鲜功功能,减减少了对对零售未未售出产产品的回回收;最最重要的的是,这这种产品品可以从从地域上上极大地地扩大市市场。综上所述述,设计计一个UUHT灭灭菌乳厂厂具有很强的实实际意义义。2概述2.1产产品品种种UHTT灭菌乳乳2.2生生产规模模预计年年产1000
5、000吨2.3 设计内内容制定产品品方案,厂址选择方案,设计工艺,物料衡算,设备选型,水电汽平衡,人员配置,设定企业管理组织架构,技术经济分析,绘制全厂总平面布置图、工艺流程图、车间设备及管路布置图。2.4项项目建设设背景本工厂拟拟建在市市郊塘沽沽经济技技术开发发区,该该区交通通顺畅,通通讯设施施完备,周围无污染企业,原料供应充足,水、电供应稳定。2.5市市场需求求预测本工厂产产品主要要面向国国内北方方地区市市场并争争取打入入国际市市场,主要目目标为日日本,韩韩国等地地。根据据国家统统计局的的统计显显示:220066年1-12月月全国累累计乳制制品产量量为14459556855.533吨,比上
6、年年同期增增长277.977;220066年1-12月月全国累累计液体体乳产量量为12244003799.699吨,比上年年同期增增长299.377。另另据海关关统计,220066年,我我国乳品品进出口口全面增增长,出出口在贸贸易的比比重逐步步增加。全年乳制品进出口总额同比增长了20.7%,其中进口金额占进出口总金额的85.6%;乳品进出口总量比上年同期增长8.4%,其中进口量占进出口总量的82.3%。无论是金额还是数量,进口占贸易总量的比重都在逐步降低,出口比重在逐步上升。因此从数据上可以看出本工厂产品需求量在不断增长,市场前景广阔。3厂址的的选择及及规划3.1厂厂址选择择原则符合国国家的方
7、方针政策策。符合合当地政政府规划划,节约约用地。生产条条件方面面标准。厂厂区的标标高应高高于当地地历史最最高水位位,自然然排水坡坡度最好好在0.00440.0008之之间;所所选厂址址要有可可靠的地地质条件件;厂区区附近应应有良好好的卫生生环境避避免各种种污染源源;厂址址面积要要满足生生产的要要求,并并有发展展余地和和留有适适当空余余场地。投资和和经济效效果方面面,要做做到方便便运输,保保证供水水供电等等。3.2厂厂址选择择报告计的UUHT灭灭菌乳加加工厂坐坐落于天天津市塘塘沽经济济开发区区,开发发区距市市中心445公里里,距北北京1660公里里,距天天津国际际机场330公里里。东西宽宽25公
8、公里,南南北长550公里里。塘沽沽地势低低洼平坦坦,海拔拔高度11.33.88米。属属于暖温温带季风风型大陆陆气候,四四季变化化明显,年年平均气气温122C,无霜霜期2334天,年年平均降降水量6674.5毫米米。工厂厂总占地地面积为为90000平方米米。周围有有良好的的自然环环境和地地质条件件,无有有害气体体,有害害水体等等危及食食品安全全的不良良因素。济发展展状况良良好,离离市区较较近,避避免长途途运输。所征地地块费用用合理,由由于国家家政策倾倾斜,使使得生产产的经济济成本较较为理想想。3.3厂厂区规划划3.3.1工厂车车间平面面设计的的原则及及说明方便生产产,符合合生产车车间程序序,避免
9、免原料,半半成品及及成品的的交叉污污染。1) 符合工厂厂设计对对风向和和光照要要求。2) 利用现有有的条件件,合理理配电,配配水,减减少能源源损耗,降降低成本本。3) 充分考虑虑全厂二二期工程程及消防防便道。4) 厂房按生生产工艺艺流程及及所要求求的洁净净级别进进行合理理布局,并并考虑厂厂房与邻邻近厂房房进行的的各项生生产操作作不相互互防碍。5) 按生产工工艺和卫卫生,质质量要求求。划分分洁净级级别,分分为原料料辅料区区,生活活区,生生产区,尽尽量缩短短距离,避避免物料料的往返返运输。6) 洁净厂房房的设计计和安排排符合GGBJ773的要要求。7) 厂房满足足生产加加工保健健食品对对空气净净化
10、的需需要。采采用100万级洁洁净厂房房,安装装具有过过滤装置置的响应应的净化化空调装装置。8) 厂房,设设备布局局与工艺艺流程三三者衔接接合理,建建筑结构构完善,满满足生产产工艺和和质量,卫卫生的要要求。中中间产品品,待包包装品的的贮存间间与生产产要求相相适应。9) 厂房温度度及相对对湿度与与生产工工艺要求求相适应应。10) 厂房之间间,厂房房与通道道之间有有缓冲设设施,设设置与洁洁净级别别相应的的人流和和物流通通道。11) 厂房安装装的下水水道,洗洗手及其其它卫生生清洁设设施不对对产品的的生产带带来污染染。12) 备料室与与生产工工艺要求求的洁净净级别一一致。13) 厂房的空空气净化化设施,
11、设设备定期期维修,检检修过程程采用适适应措施施。不对对产品的的生产造造成污染染。14) 具有与喷喷雾相应应的专用用设备。15) 与原料,中中间产品品直接接接触的生生产用工工具,设设备符合合产品质质量和卫卫生要求求的材质质。16) 办公楼紧紧靠车间间,方便便管理。17) 厂区道路路宽敞,两两旁种有有树和草草坪。18) 充分考虑虑消防要要求,各各主要建建筑物和和易燃物物附近设设有消防防设施。19) 设计排水水沟位于于经常排排污,排排水设备备的下面面,保证证车间排排水排污污要求。20) 设备与设设备,设设备与墙墙之间留留出适当当空隙,保保证操作作方便,维维修与清清洗方便便。21) 车间入口口处设有有
12、更衣室室,消毒毒间,缓缓冲间等等,工人人须更衣衣消毒后后进入车车间,保保证车间间卫生,且且工人须须穿特定定工作服服,鞋等等。13.3.2厂区总体体布局生产车间间:位于于全厂中中心地带带。辅助车间间;(包括括原料库库,成品品库,机机修车间间):分分布于生生产车间间周围。动力设施施:(锅锅炉房,变变电室等等):接接近负荷荷中心,锅锅炉房设设在远离离生产车车间的方方向。生活辅助助设施;(办公公楼,食食堂等):位于生产车间与动力设施之间,办公楼与生产车间连通。厂区交通通绿化:道路宽宽敞,可可将人流流物流充充分分隔隔,避免免交叉污污染;厂厂区周围围有绿化化带,防防风阻沙沙,美化化厂区。3.4总总平面设设
13、计图(附图1)4主要工工艺设计计及论证证4.1牛牛乳中的的化学成成分性质质分析牛乳水分脂肪磷脂质:卵磷脂、脑磷脂、神经磷脂脂溶性维生素:维生素A、维生素D、维生素E、维生素K、胡萝卜素胆固醇蛋白质:乳蛋白、酪蛋白、乳白蛋白、乳球蛋白、非蛋白态氮化物糖类:乳糖、葡萄糖矿物质:主要含钙、磷、钾、氯; 少量含钠、镁、硫、铁; 微量含锌、铝、铜、硅、碘; 痕量含锰、钼、锂、锶、硼、氟色素:胡萝卜素、叶黄素水溶性维生素:维生素B1、维生素B2、维生素C、泛酸C 维生素B6、维生素B12、 维生素C、烟酸、泛酸 生物素、叶酸酶:解脂酶、磷酸酶、过氧化氢酶、 过氧化物酶、还原酶、蛋白酶等气体:二氧化碳、氢细
14、胞:乳房内部表皮细胞、白血球等6脂质非脂乳固体总乳固体4.2牛牛乳的物物理性质质牛乳的物物理性质质是鉴定定牛乳品品质的重重要指标标,也是是合理安安排乳制制品加工工工艺流流程的重重要依据据。1) 乳的色泽泽 正正常的新新鲜牛乳乳呈不透透明的乳乳白色或或淡黄色色。乳的的白色是是由于乳乳中的酪酪蛋白酸酸钙-磷磷酸钙胶胶粒及脂脂肪球等等微粒对对光的不不规则反反射所产产生。牛牛乳中得得脂溶性性胡萝卜卜素和叶叶黄素使使乳略带带淡黄色色,而水水溶性的的核黄素素使乳清清呈荧光光性黄绿绿色。2) 滋味与气气味 乳中含含有挥发发性脂肪肪酸及其其他挥发发性物质质,这些些物质是是牛乳气气味的主主要构成成成分。这种香味
15、随温度的升高而加强,乳经加热后香味强烈,冷却后减弱。牛乳除固有的香味以外,还很容易吸收外界的各种气味,所以每一个处理过程都必须保持周围环境清洁,以避免个因素的影响。3) 酸度 新鲜乳乳的酸度度为0.15%-00.188% (116-118T)4) 比重和密密度 乳的比比重指在在15摄摄氏度时时的质量量与同温温度下同同体积水水的质量量之比,正正常牛乳乳比重为为1.00301.0032;乳的密密度是指指乳在220摄氏氏度时的的质量与与同体积积4摄氏氏度的水水的质量量之比,正正常牛乳乳的密度度为1.02881.0030。乳的比重和密度可反映出脂肪含量,无脂干物质含量,乳挤出的时间及是否掺假。5) 热
16、学性质质 在在乳中掺掺水可使使乳的冰冰点升高高,可根根据冰点点测定结结果推算算掺水量量X=(T-TT1)/TT*1000%。 式中XX为掺水水量,TT为正常常乳冰点点,T11为43.998k被被检乳冰冰点;乳乳和乳品品的比热热,在乳乳品生产产过程中中常用于于加热量量和制冷冷量计算算,牛乳乳为3.943.998kJJ/(kkg*KK)。6) 黏度与表表面张力力 牛牛乳的黏黏度随温温度升高高而降低低。在乳乳的成分分中,脂脂肪及蛋蛋白质对对黏度的的影响最最显著,随随着含脂脂率和乳乳固体的的含量增增高,黏黏度也增增高。在在加工中中,黏度度受脱脂脂,杀菌菌,均质质等操作作的影响响。24.3UUHT灭灭菌
17、乳的的加工工工艺介绍绍UHT超超高温灭灭菌乳是是在本世世纪600年代出出现的一一种产品品,首先先是由英英国的巴巴顿等研研究者提提出。其其原理是是根据牛牛奶在加加热中细细菌的灭灭菌效果果(SEE),也也就是杀杀孢子效效率随着着温度的的上升,大大大快于于牛乳中中的化学学变化(褐褐变、维维生素破破坏、蛋蛋白质变变性等)。例如在温温度有效效范围内内,热处处理温度度每升高高10,牛乳乳中所含含细菌孢孢子的破破坏速度度性提高高11-30倍倍(枯草草杆菌孢孢子致死死Q100=300,嗜热热脂肪芽芽孢子致致死Q110=111,而而牛乳中中化学变变化褐变变速度仅仅提高22.5-3倍,QQ10=2.55-3。这这
18、意味着着温度越越高,其其灭菌效效果越大大,而引引起的化化学变化化很小。根根据巴顿顿通过实实验结果果所绘制制的灭菌菌效果(SSE)与与褐变效效果速率率之比,对对温度之之曲线来来看,当当温度上上升不到到1355时两者者之比未未发生急急剧变化化;1335以上,灭灭菌效果果比褐变变的增长长要快得得多;当当温度升升高至1140,3.6秒加加热时,灭灭菌效果果(SEE)与褐褐变速率率之比增增大到220000比1,150, 0.36秒加热则两者之比增大到5000比1,从难从150再升高,由线与直线上升,说明再提高温度已无多大意义;又温度超过150以上,则相应加热时间必须随之更加缩短,这在工艺操作上准确控制这
19、样知的加热时间是很困难的,因为流速稍微有一点波动就会产生相当的影响。所以目前在超高温瞬时灭菌工艺上是以150,0.36秒作为最高极限,一般都采用135-150,4-1秒。34.4加加工工艺艺流程原料乳验验收和预预处理脱气冷却储奶加热净化分分离(脱脱脂乳、稀奶油油)平衡槽均质UHTT灭菌无菌灌灌装冷藏4.5 操作要要点1) 原料乳的的验收和和处理 杀菌乳的的质量决决定于原原料乳,因因此必须须加强对对原料乳乳的质量量控制2) 牛乳的脱脱气 牛乳中含含有5.5%-7.7%非非结合分分散性气气体,经经贮存运运输后期期含量还还会增加加。这些些气体对对乳的加加工有破破坏作用用。主要要是影响响乳汁量量的准确
20、确性;增增加杀菌菌设备中中的结垢垢,影响响乳的分分离效率率,不利利于标准准化;促促使脂肪肪球聚合合,影响响奶油的的产量;促使发发酵乳中中的乳清清析出等等。本厂使用用真空脱脱气罐除除去细小小分散的的气泡和和溶解氧氧。方法法为:将将牛乳预预热至668摄氏氏度,泵泵入真空空罐,部部分牛乳乳和空气气蒸发,空空气及一一些非冷冷凝异味味气体由由真空泵泵抽吸除除去。3) 净化分离离 分离出脱脱脂乳和和稀奶油油4) 均质 牛乳中脂脂肪球的的大小一一般在1110微微米之间间,放置置一段时时间后易易出现凝凝结成块块、脂肪肪上浮的的现象。经经均质后后可使脂脂肪球直直径变小小,分布布均匀,口口感好,有有良好的的风味,
21、不不产生脂脂肪上浮浮现象。均质效果与温度有关。本设计进进行高温温短时间间杀菌或或超高温温瞬间杀杀菌,均均质在预预热工序序后杀菌菌前进行行。本工工厂使用用的均质质机为两两段式,预预热的牛牛乳经第第一段压压力调节节阀时压压力为11762044千克/平方厘厘米,而而第二段段压力保保持在335千克克/平方方厘米。均均质前牛牛乳必须须先行预预热600摄氏度度左右。5) 杀菌 杀菌有两两个目的的,一个个目的是是杀死引引起人类类疾病的的所有生生物,使使之完全全没有致致病菌。第第二个目目的就是是尽可能能地破坏坏除致病病微生物物外能影影响产品品味道和和保存期期的其他他成分如如酶类,以以保证产产品的质质量。本厂用
22、磷磷酸酶试试验来检检查牛乳乳的杀菌菌是否适适当,试试验结果果必须是是阴性的的,即必必须没有有发现有有活性的的磷酸酶酶。脂肪肪含量的的8%的的乳制品品,稀奶奶油发酵酵乳等产产品用过过氧化氢氢酶试验验来代替替。本设计采采用的超超高温瞬瞬间杀菌菌法(UUHT)是是用加压压蒸汽将将牛乳加加热到11201400保持334秒,然然后将牛牛乳迅速速冷却的的一种杀杀菌方法法,该方方法杀菌菌效率极极高,可可以达到到灭菌的的效果,一一般在冷冷藏下可可保持220天。同时与无菌包装结合起来可以生产灭菌乳,保持商业无菌状态,无需冷藏,常温下可长期保持(36个月)或更长。本厂采用用间接加加热式超超高温瞬瞬时杀菌菌设备,管
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