1、第一章 设计计算书1.1 产品方案产品名称规格 班产量一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月500g/袋3T/班900T/a全脂乳粉1000g/桶3T/班900T/a500g/袋3T/班900T/a脱脂乳粉1000g/桶3T/班900T/a1.2 生产制度1.2.1 生产规模：3600T/a 成品乳粉 1.2.2 生产天数：每年 300 天1.2.3 生产班次：每天 1 班，每班 8 小时，即 8 小时/班1.2.4 成品乳粉日产量:总量 12T,全脂乳粉 6T ，脱脂乳粉 6T1.2.5 每小时生产成品乳粉为：12T8 小时=1.5T/小时1.2.6 标准化指标：脂肪含量 3.
2、33.7%、非脂乳固体含量：8.68.8%吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计1.3 工艺流程图 全脂乳粉生产工艺流程图 脱脂乳粉生产工艺流程图标准化真空浓缩原料乳验收预处理预热杀菌喷雾干燥流化床冷却过筛包装检验分销预热分离真空浓缩原料乳验收预处理预热杀菌喷雾干燥流化床冷却过筛包装检验分销吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计1.4 物料衡算1.4.1 包装材料的物料衡算（包装材料损失忽略不计）1.4.1.1 全脂乳粉包装材料的计算（一）每班次袋、桶、桶盖的量（1）每班全脂乳粉规格为 500g/袋，需包装袋为3106500g/袋=6000 袋（2）每班全脂乳粉规格为 1000g/桶，需包
3、装桶为31061000g/桶=3000 桶（3）每班全脂乳粉规格为 1000g/桶，需包装桶盖为 3000 个。（二）年需袋、桶、桶盖的量（一天一班，一年 300 天）（1）年成品全脂乳粉规格为 500g/袋，需总袋数6000 袋/天300 天=1800 000 袋（2）年成品全脂乳粉规格为 1000g/桶，需总桶数3000 桶/天300 天=900 000 桶（3）年成品全脂乳粉规格为 1000g/桶，需总桶盖数3000 桶/天300 天=900 000 桶盖（三）包装箱的班总数，年总数（1）每班全脂乳粉规格为 500g/袋，每箱装 20 袋，需包装箱6000 袋20 袋/箱=300 箱（2
4、）每班全脂乳粉规格为 1000g/桶，每箱装 10 桶，需包装箱3000 桶10 桶/箱=300 箱（3）年成品全脂乳粉规格为 500g/袋，需包装箱300 箱/天300 天=90000 箱（4）年成品全脂乳粉规格为 1000g/桶，需包装箱300 箱/天300 天=90000 箱吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计1.4.1.1 脱脂乳粉包装材料的计算（一）每班次袋、桶、桶盖的量（1）每班脱脂乳粉规格为 500g/袋，需包装袋为3106500g/袋=6000 袋（2）每班脱脂乳粉规格为 1000g/桶，需包装桶为31061000g/桶=3000 桶（3）每班脱脂乳粉规格为 1000g/桶
5、，需包装桶盖为 3000 个。（二）年需袋、桶、桶盖的量（一天一班，一年 300 天）（1）年成品脱脂乳粉规格为 500g/袋，需总袋数6000 袋/天300 天=1800 000 袋（2）年成品脱脂乳粉规格为 1000g/桶，需总桶数3000 桶/天300 天=900 000 桶（3）年成品脱脂乳粉规格为 1000g/桶，需总桶盖数3000 桶/天300 天=900 000 桶盖（三）包装箱的班总数，年总数（1）每班脱脂乳粉规格为 500g/袋，每箱装 20 袋，需包装箱6000 袋20 袋/箱=300 箱（2）每班脱脂乳粉规格为 1000g/桶，每箱装 10 桶，需包装箱3000 桶10
6、桶/箱=300 箱（3）年成品脱脂乳粉规格为 500g/袋，需包装箱300 箱/天300 天=90000 箱（4）年成品脱脂乳粉规格为 1000g/桶，需包装箱300 箱/天300 天=90000 箱吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计1.4.2 原料及中间品的物料衡算1.4.2.1 基础数据生产过程中损耗百分率全脂乳粉 脱脂乳粉原料乳验收时损失 3% 原料乳验收时损失 3%净化预处理时损失 2% 净化预处理时损失 2%标准化时损失 2% 预热分离时损失 5%预热杀菌时损失 1% 预热杀菌时损失 1%真空浓缩时损失 60% 真空浓缩时损失 60%喷雾干燥时损失 10% 喷雾干燥时损失 10
7、%冷却时损失 0.2% 冷却时损失 0.2%过筛时损失 1% 过筛时损失 1%包装时损失 0.5% 包装时损失 0.5%检验时损失 0.3% 检验时损失 0.3%1.4.2.2 全脂乳粉的物料衡算（一）全脂乳粉每班生产时间生产全脂乳粉的成品为每天 6T，每小时生产成品乳粉为 1.5T/时，6T1.5/时=4 小时，即生产全脂乳粉每天需要 4 小时。（二）全脂乳粉的物料衡算（1）检验时的物料量（损失率 3%）6.0000T(1-0.3%)=6.0180T（2）包装时的物料量（损失率 0.5%）6.0180T(1-0.5%)=6.0480T（3）过筛时的物料量（损失率 1%）6.0480T(1-1
8、%)=6.1092T（4）冷却时的物料量（损失率 0.2%）6.1092T(1-0.2%)=6.1215T吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计（5）干燥时的物料量（损失率 10%）6.1215T(1-10%)=6.8019T（6）浓缩时的物料量（损失率 60%）6.8019T(1-60%)=17.0046T（7）预热杀菌时的物料量（损失率 1%）17.0046T(1-1%)=17.1762T（8）标准化的计算原乳脂肪含量高于乳粉规定的脂肪含量的标准化计算方法原料乳中脂肪：F 0=3.6% 非脂乳固体：S 0=8.7%脂肪/非脂乳固体：R 0=3.6%/8.7%=0.41成品乳标准规定：R=
9、0.38因为 R0R 所以应提取原料乳中的脂肪以达到成品乳粉的规格一致。稀奶油中脂肪：F 1=40%脱脂乳中脂肪：F 2=0.2% 稀奶油中非脂乳固体 S1= S0（100- F 1）/(100-F 2)=8.7%(100-40%)/(100-0.2%)=8.665%脱脂乳中非脂乳固体 S2= S0（100- F 2）/(100- F 0)=8.7% (100-0.2%)/ (100-3.6%)=8.70295%每吨原料中应提取稀奶油量（含脂 40%）K 40K40=1000(F0- S0R)/( F1- S1R)=1000(3.6%- 8.7%0.38)/( 40%- 8.665%0.38)
10、=8.0093kg提取稀奶油配成标准乳后的物料量17.1762T(1-8.0093/1000)=17.3148T标准化后原料乳的物料量（损失率 2%）17.3148(1-2%)=17.6682T原料乳脂肪含量低于乳粉规定的脂肪含量的标准化计算方法吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计原料乳中脂肪：F 0=3.2% 、非脂乳固体：S 0=8.8%脂肪/非脂乳固体：R 0=3.2%/8.8%=0.36成品乳标准规定：R=0.38因为 R0R 所以应向原料乳中添加脂肪稀奶油中脂肪：F 1=40%非脂乳固体含量 S1= S 0（100- F 1）/(100- F 0)=8.8%(100-40%)/(
11、100-3.2%)=8.7676%每吨原料中应添加稀奶油量 （含脂 40%）K 40K40=1000(F0- S 0R)/( S 1R - F 1)=1000(3.2%- 8.8%0.38)/( 8.7676%0.38-40%)=3.9271kg添加稀奶油配成标准乳后的物料量17.1762T(1+3.9271/1000)=17.1090T标准化后原料乳的物料量（损失率 2%）17.1090T(1-2%)=17.4782T（9）净化处理时的物料量（损失率 2%）17.6682T(1-2%)=18.02877T17.4782T(1-2%)=17.8146T（10）原料乳验收时的物料量（损失率 3%
12、）18.02877T(1-3%)=18.5865T17.8146T(1-3%)=18.36558T（11）原料乳验收时的物料量（损失率 3%）夏秋季节脂肪含量高时需要原料乳量 18.5865T春冬季节脂肪含量低时需要原料乳量 18.36558T1.4.2.3 脱脂乳粉的物料衡算生产脱脂乳粉的成品为每天 6T，每小时生产成品乳粉为 1.5T/时，6T1.5/时=4 小时，即生产脱脂乳粉每天需要 4 小时。吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计(二）脱脂乳粉的物料衡算（1）检验时的物料量（损失率 3%）6.0000T(1-0.3%)=6.0180T（2）包装时的物料量（损失率 0.5%）6.01
13、80T(1-0.5%)=2.0480T（3）过筛时的物料量（损失率 1%）2.0480T(1-1%)=2.1092T（4）冷却时的物料量（损失率 0.2%）2.1092T(1-0.2%)=2.1215T（5）干燥时的物料量（损失率 10%）2.1215T(1-10%)=2.8019T（6）浓缩时的物料量（损失率 60%）2.8019T(1-60%)=17.0046T（7）预热杀菌时的物料量（损失率 1%）17.0046T(1-1%)=17.1762T（8）预热分离时的物料量（损失率 5%）17.1862T(1-5%)=18.0701T（9）净化预处理时的物料量（损失率 2%）18.0701T(
14、1-2%)=18.4491T（10）原料乳验收时的物料量（损失率 3%）18.4491T(1-3%)=19.0197T1.4.2.4 总物料量一、验收时原料总量（1）日生产需原料乳为：全脂乳粉原料乳+脱脂乳粉原料乳夏秋季节需要原料乳量 18.5865T+19.0197T=37.6062T春冬季节需要原料乳量 18.36558T+19.0197T=37.38528T吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计（2）年生产需原料乳为：全脂乳粉原料乳+脱脂乳粉原料乳夏秋季节年需要原料乳量 37.6062T150=5640.93T春冬季节年需要原料乳量 37.38528T150=5607.792T二、净化
15、时日生产原料净化时原料乳为：全脂乳粉原料乳+脱脂乳粉原料乳夏秋季节需要原料乳量 18.0298T+18.4491T=36.4779T春冬季节需要原料乳量 17.8146T+18.4491T=36.2637T三、标准化时原料总量夏秋季节需要原料乳量 17.6682T春冬季节需要原料乳量 17.4582T1.5 物料衡算表物料 每班数量（日原料乳需要最大量）验收时 12.5354T净化时 12.1593T标准化时 5.8894T杀菌时 5.7254T浓缩时 5.6682T干燥时 2.2673T冷却时 2.0405T过筛时 2.0364T包装时 2.0160T检验时 2.0060T吉林工程技术师范学
16、院畜产品工艺学课程设计第二章 设备选型及计算2.1 设备选型的依据：本设计根据下达的设计任务书进行计算已得出，要完成全年 1200吨的生产能力必须达到每天乳粉 4 吨的生产速度，根据该生产速度及目前国内外设备发展的情况以及考虑到长远经济效益，用发展的眼光看，我们选用国产较为先进的乳品设备，同时本着节约的原则，在力所能及的范围内，对有些设备采用自己设计，在设备选型中，避免了大马拉小车或完不成工的情况，所选设备具有如下优点：1.设备质量稳定，操作方便。2.设备具有当代先进水平，据许多厂家的使用表明，安全可靠。3.由于是国产设备，节省了大量的外币，同时机器零件国产化，维修也方便。2.2 设备选型2.
17、2.1 贮乳缸日生产需要原料乳量最多为 12.5394 吨,所以选用盛装能力为 13 吨的贮乳缸一台。2.2.2 离心分离机因为在净化即标准化时，原料乳日生产中需要最多为 36.4779 吨，又知常乳的密度为 1.032，且要求在 30 分钟内完成净化和标准化过程，即此离吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计心机是多功能型，生产能力为 36.477910001.03230=933.894L/min，所以选择生产能力为 1000L/min 的多功能离心机一台。2.2.3 金属过滤网过筛时通过最大量为 6.1092T 在其内流动，则6.109260=366.552T/min,所以选择流量为 40
18、0T/min 的不锈钢金属网，选一个。2.2.4 灭菌机因为其为连续生产线，灭菌在 3 秒完成，最大处理量为 5.3254T,则17.1762(60/3)=343.524T/min，所以选用生产能力为 360T/min 的超高温灭菌机一台。2.2.5 冷却罐冷却时物料量是 6.1215T,所以选用 6.2 吨的冷却罐2.2.6 蒸发器降膜式蒸发器浓缩时的物料量为 17.0046T，需在 30 分钟内完成，则降膜式蒸发器生产能力为 17.0046/30=0.56682T/min. 所以选择生产能力为 1 T/min 的降膜式蒸发器一台。2.2.7 雾化器采用离心喷雾法干燥。 物料量为 6.801
19、9T 需在 20min 内完成：所以生产能力为 2.2741*60/20=20.1699T/h 所以选用离心雾化器的生产能为 21T/h吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计一台。2.2.8 灌装机（1）袋装的乳粉 12000 袋/班，桶装有 6000 桶/班，要求在 1 小时内把不同包装的乳粉都灌装完。袋装乳粉有 6T，桶装乳粉也有 6T 。从而得 1.0/（2+2）0.25T/小时袋装和桶装时间都为 0.2520.5 小时（2）袋装灌装机的生产能力为：12000 袋/30 分=400 袋/分。所以选择袋装灌装机较大生产能力为 500 袋/分，选用一台。（3）桶装灌装机的生产能力为：600
20、0 桶/30 分=200 桶/分，所以选择桶装灌装机较大生产能力为 300 桶/分，选用一台。2.2.9 均质机因为其为连续设备，要求在 2h 完成均质，但是只有全脂乳粉生产在春、冬季标准化时须添加奶油要求用均质机，此时的物料量为 17.1111T，生产能力为 17.1111T2h=8.5555T/h，所以选择生产能力为 9T/h,选用一台。2.3 设备一览表序号 设备名称 台数 生产能力 备注1 贮乳缸 1 13T2 离心分离机 1 1000L/min3 超高温瞬时灭菌机 1 400T/min4 降膜式蒸发器 1 1T/min5 离心喷雾干燥器 1 21T/min6 冷却罐 1 6.2T7
21、金属过滤网 1 360T/min8 灌装机 11500 袋/min300 桶/min吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计9 均质机 1 9T/h第三章 设计说明书 3.1 车间概况及特点乳粉车间生产成品乳粉量为 12 吨，以一年 300 天工作日计算，则年生产成品乳粉 3600 吨。车间共生产两种产品。一种为全脂乳粉，一种为脱脂乳粉。二者都是日生产成品乳粉 6 吨，生产 4 小时。全脂乳粉的工艺流程：原料乳预处理 标准化 预热杀菌 真空浓缩 喷雾干燥 冷却 过滤 包装 检验。脱脂乳粉的原料乳不需要经过标准化，但有预热分离得到脱脂乳粉的工程。其他步骤相同，且基本原理相同，可以用相同的设备完成
22、，以二者中生产能力较大者作为选择设备的依据。为了使生产的两种产品更易于消费者接受，在选择时通过多方面调查研究，采用国际上先进的技术既经济又适用的设备，以便于更好的生产。3.2 车间组织根据生产定额要求，规定最大班次每班 24 人，其中质检员 2 人，技术人员 2 人，生产班长 1 人，车间主任 1 人在岗。33 工作制度规定 1 年 300 天工作日（除去每周单休和正常节假日）一天 8 小时工作制。每天生产一班。其中 4 小时生产全脂乳粉，4 小时生产脱脂乳粉，并实行间歇式生产。吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计3.4 成品质量符合国际标准全脂乳粉标准项目 标准（每 100g）脂肪含量（
23、%） 26蛋白质含量（g） 34水分含量（g） 5.0酵母和霉菌数（cfu/g） 50大肠菌群(cfu/g） 90细菌总数(cfu/g） 50 000杂质度(mg/kg) 16溶解度(%) 99脱脂乳粉的标准项目 标准（每 100g）脱脂含量（g） 2蛋白质含量（g） 34乳糖含量 50水分含量（g） 5.0酵母和霉菌数（cfu/g） 50大肠菌群(cfu/g） 90细菌总数(cfu/g） 50 000杂质度(mg/kg) 16溶解度(%) 99吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计35 工程流程简述351 原料乳的验收原料乳进入工厂后立即进行检验，将符合感官、理化、微生物标准的优质牛乳进入
24、验收。感官检验包括乳的滋气味、色泽和肉眼可见的机械杂质。理化检验包括乳的酸度、相对密度、乳的温度、脂肪含量和可疑的外来物质，而且必须严加控制对人体有害的物质（如硝酸盐、尿素） 。微生物检查项目中，主要是测定原料乳的细菌总数。国内多采用平板计数法，但作为日常检查，大多数采用美蓝实验和刃天青实验。刚挤出的原乳温度在36左右，应迅速冷却至 4以下，抑制微生物的繁殖，保持乳的新鲜度。冷却的乳应保存在低温处，防止温度升高，微生物开始活动，乳冷却后应在整个保持时间内维持在低温范围内，贮乳罐要保温良好。352 原料乳净化牛乳经过联式过滤，但只能除去较大的异物、杂质，但牛乳还混有一些极微细的杂质，如牛舍空气中
25、的尘埃，牛体细胞碎片，白血球及红血球不能由一般的过滤方法除去，而牛乳通过离心净乳后，能够将其分离除去，达到高度净乳的目的，极大的提高了产品的质量。所以采用净乳机净乳是各乳品厂不可缺少的一道程序。353 原料乳的标准化生产乳粉时，为了获得稳定组成成分的产品，每批产品所用原料乳必须经过标准化，确保原料乳乳脂肪与非脂乳固体之比等于成品中脂肪与非脂乳固体之比。但是，原料乳中的脂肪与非脂固体的质量随乳牛品种，地区，季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别，因此必须对原料乳进行吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计标准化，调整原料乳中的脂肪和非脂固体间的比例关系，使其比值符合制品的要求，如果原料乳中的脂肪
26、含量不符合标准时，应添加稀奶油或分离去一部分脱脂奶。其中脱去脂肪，所以不用进行标准化。354 原料乳预热杀菌根据生产的产品特性选择适当的杀菌方法。生产全脂乳粉时，杀菌温度和保持时间对乳粉的品质，尤其是溶解度和保藏性有很大的影响。一般认为，高温杀菌可以有效防止或推迟乳脂肪的氧化，但是长时间高温处理会严重影响乳粉的溶解度，所以最好选用高温短时杀菌方式，目前使用较多的杀菌方式为：8890保持 1530S。355 浓缩干燥前一般先将乳通过蒸发的方式进行浓缩。蒸发通常是在蒸发器中进行。这些蒸发器一般为降膜式，目前最新的技术是使用机械再压缩，或蒸汽再压缩技术，使蒸汽节省到仅为喷雾干燥耗汽量的 1/10。乳
27、粉生产工艺中浓缩度一般为 40%50%，适合用于喷雾干燥，在干燥之前先进行浓缩利于保持产品的质量，主要是经过浓缩后生产的乳粉颗粒增大，同时颗粒所包裹的空气明显减少，利于储藏期间保持稳定性。通常，当浓缩终了时，测其相对密度或黏度浓度终点，此时的全脂浓缩相对密度 1 .1101.125kg/L,脱脂浓缩乳相对密度 1.1601.180kg/L。浓缩是生产优质乳粉的一个必要阶段。牛乳不先经过浓缩就进行喷雾干燥，则生产的乳粉颗粒非常细小，而且空气含量高，可湿性差，保存期短。此外，从能源利用上考虑，这种加工方法也不经济。吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计356 均质在乳粉生产中，均质并不是必需的工
28、序，但经过均质可降低乳中游离脂肪的含量，从而增强乳粉抗氧化能力和提高其溶解度。357 干燥牛乳经浓缩后再过滤，然后进行干燥，最终制成粉末状的干燥乳粉。一般采用喷雾干燥法：分两个阶段：第一阶段，将欲处理后的牛乳，蒸发浓缩至 40%50%的干物质含量；第二阶段浓缩乳在干燥塔内进行最后干燥。358 冷却喷雾干燥中形成的乳粉，最好尽快连续不断地排除干燥室外，以免受热时间过长。特别对于全脂乳粉来说，则会使游离脂肪含量增加，不但影响乳粉质量，而且在包藏中也容易引起氧化变质。所以，干燥工艺中，出粉冷却显得十分重要，必须争取连续快速冷却的工艺。359 包装装罐采用重量式灌机，该法误差范围小，精度较高，空罐都必
29、须经过洗涤和灭菌。科学的包装不仅能增强产品的商品特性，也能延长产品的货架寿命。（1）乳粉采用马口铁罐抽真空充氮包装是一种较理想的方式。真空包装和充氮包装的乳粉在 24储藏 4 个月，两者在风味方面尚未发现差别，但 5个月后不充氮的包装中乳粉风味显著下降，而充氮包装者到 9 个月后，风味仍然很好。充氮不仅能防止乳粉中的脂肪氧化，还防止乳粉中强化的维吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计生素破坏损失。（2）塑料袋包装，应用较广的是聚乙烯薄膜夹层纸。有的是复合铝箔层，用热封合接。这种包装基本上可以避免光线，水分和气体的渗入。如果仅是聚乙烯，未与其他材料复合成袋，其透气性较大，而且随聚乙烯材料的密度
30、不同，透气性差别很大。36 采用新技术过去生产中很多地方都采用手工，这样在加料中必然存在误差，而且容易染菌，效率不高，人员多。现在我们采用了全自动化设备，而且在生产过程中采用了更为先进的灭菌技术超高温瞬时灭菌机不但灭菌彻底，且灭菌过程中损失也非常小。采用的自动称量装罐机是有电磁阻尼，微动开关和电子管式自动控制装组成，保证产品的产量和质量，技术上先进，经济上合理，安全适用，成熟可靠，操作维护方便，配套，易损坏的可以就近解决。采用这些新技术不但可以节省原辅料，减少污染，提高工作效率，也为公司创造了更多的价值。37 存在问题及建议1.牛奶中含有残留抗生素对人体的潜在危害。2.污水处理厂问题3.树立品牌意识。吉林工程技术师范学院畜产品工艺学课程设计19第四章 生产工艺设计图纸41、乳粉生产设备流程图（附图 1）42、降膜式蒸发器（附图 2）43、离心喷雾器（附图 3）
