乳粉生产4.docx
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乳粉生产4
目录
1项目介绍-3-
1.1全脂乳粉的概念-3-
1.2国内乳粉行业生产现状-3-
1.3世界与我国乳业发展前景-4-
2工艺流程-5-
2.1生产规模及生产制度-5-
2.2乳粉生产工艺流程-5-
2.3操作要点-5-
3物料衡算-9-
3.1原料乳成分及产品成分-9-
3.2标准化计算-9-
3.3物料计算-11-
4主要设备选型-12-
4.1奶槽车-12-
4.2磅奶槽和受奶槽-12-
4.3双联式过滤器-12-
4.4奶泵-13-
4.5板式换热器-13-
4.6立式贮奶罐-13-
4.7三用分离机-14-
4.8奶油罐-14-
4.9三效降膜式蒸发器-14-
4.10高压泵-15-
4.11喷雾干燥塔（流化床）-15-
4.12振动筛粉机-16-
4.13包装机-16-
4.14CIP清洗系统-17-
参考文献-18-
总结-19-
1项目介绍
1.1全脂乳粉的概念
乳粉，就是以新鲜牛乳为原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，经杀菌、浓缩、干燥等加工工艺除去大部分水分而制成的粉末状产品。
全脂乳粉是用纯乳生产的，基本保持了乳中的原有营养成分，蛋白质不低于24%，脂肪不低于26%，乳糖不低于37%。
生产1kg全脂奶粉约需8－9kg牛奶，食用时每份奶粉需8倍的温开水冲调。
它基本保持了牛奶的营养成分，适用于全体消费者，但最适合于中青年消费者。
1.2国内乳粉行业生产现状
中国乳制品行业起步晚，起点低，但发展迅速。
特别是改革开放以来，奶类生产量以每年两位数的增长幅度迅速增加，远远高于1%的同期世界平均水平。
中国乳制品产量和总产值在最近的10年内增长了10倍以上，已逐渐吸引了世界的眼光，但同时，中国人均奶消费量与发达国家相比，甚至与世界平均水平相比，差距都还十分悬殊。
令人鼓舞的是，近两年政府出台了一系列有利于乳业持续快速发展的政策，中国乳制品行业正面临增长方式的转变，以市场化、法制化、规范化的不破坏资源生态的生产方式，从源头抓起，从整个乳业产业链抓起，以现代的营销观念，迎接新一轮高品质发展周期的到来。
中国乳品消费在逐步扩大，但目前成规模的消费市场还远没有形成。
中国许多人还没有喝牛奶、食用乳制品的习惯，尤其是农村市场还远没有打开，还有相当部分的人因经济条件所限消费不起，消费习惯的培养还需要一个过程。
乳企须研究中国乳业发展的规律，找到一个比较合理的增长速度，加强乳业发展的计划性。
纵观以往喧嚣的中国乳制品行业，其焦点一直围绕在价格战、奶源战、资本战、圈地战、广告战、口水战等方面，但2007年竞争的话题显然已转移到以产品创新、工艺创新为代表的研发大战。
各个乳制品企业推出的新品无一不注重科技含量，也更加侧重功能性。
中国乳业已进入了新的竞争阶段。
针对国内消费观念逐渐成熟、从“有奶喝”转为“喝好奶”的需求日益强烈，竞争也上了一个新台阶，从低端的价格大战走向高端的技术、产品比拼；从原始的广告战、价格战变为对行业健康、长远发展具有促进作用的差异化竞争。
1.3世界与我国乳业发展前景
随着中国乳业的迅速发展，产品结构发生很大的变化，已成为技术装备先进、产品品种较为齐全、初具规模的现代化食品制造业，随着中国人民生活水平的逐渐提高，乳制品消费市场会不断扩大并趋于成熟，中国将成为世界上乳制品消费最大的潜在市场。
2工艺介绍
2.1生产规模及生产制度
设计题目：
日处理120吨鲜乳的全脂乳粉生产工艺设计
生产规模：
处理鲜奶120t/d
生产时间：
一天18小时，三班倒，另6小时用于消毒与清洗系统
2.2乳粉生产工艺流程
原料乳验收→预处理→标准化→预热杀菌→均质→蒸发浓缩→喷雾干燥→流化床干燥→出粉冷却→过筛→包装→检验→成品
2.3操作要点
2.3.1原料乳验收和预处理
原料乳的质量将直接影响成品质量的好坏，故必须严格控制其质量。
原料乳应符合无公害生鲜牛乳的生产技术规范（NY-5054-2001），同时各项指标（感官指标、理化指标和微生物指标）要结合中国规定生鲜牛乳验收的条件。
原料乳必须新鲜，不能混有异常乳，比重应为1.028～1.032（20℃），酸度不超过20°T，含脂率不低于3.1%，乳固体不低于11.5%。
杂菌数不超过20万个/毫升。
合格牛奶要进行过滤和净化等处理。
原料乳的净化：
原料乳经过净乳机净化后可除去大量的乳泥、脱落的乳房上皮组织等物，达到高度纯净的目的。
原料乳的标准化：
标准化后的原料乳脂及与非脂乳固体之比应等于成品中脂肪与非脂乳固体之比。
原料乳的均质：
均质时一般压力控制在14～21Mpa，温度控制在60℃为宜。
二级均质时，第一级压力为14～21Mpa，第二级均质压力为350Mpa左右。
均质后脂肪球变小，从而可以有效地防止脂肪的上浮，并易于消化吸收。
2.3.2预热杀菌
目的是杀死乳中微生物和破坏酶的活性，同时可提高牛乳的热稳定性和乳粉的香味。
牛乳常见的杀菌方法有很多，具体应用时可根据产品本身特性选择不同的方法。
一般采用高温短时间杀菌法，或超高温瞬时间杀菌法。
若使用片式或管式杀菌器，通常采用的杀菌条件为80～85℃、保持30秒钟，或95℃，保持24秒钟。
若用超高温瞬时杀菌装置，则为120～150℃，保持1～2秒钟。
2.3.3真空浓缩
原料乳经杀菌后，应立即进行真空浓缩。
一般浓缩至原料乳体积的1/4左右，即乳固体含量45%左右。
浓缩的方法有：
自然蒸发和沸腾蒸发，分为常压蒸发和减压蒸发。
由于牛乳属于热敏性物料，浓缩宜采用减压法。
浓缩设备，一般小型乳品厂多用单效真空浓缩锅，较大型的乳品厂则都用双效或三效真空蒸发器，也有采用片式真空蒸发器的。
浓缩结束，浓缩乳应进行过滤，一般采用双联过滤器。
2.3.4喷雾干燥
干燥是乳粉生产中很关键的一道工序，将直接影响最终产品的质量好坏。
喷雾干燥的方法有很多，应根据需要具体选择。
先将过滤的空气由鼓风机吸进，通过空气加热器加热至130～160℃后，送入喷雾干燥室。
同时将过滤的浓缩乳由高压泵送至喷雾器或由奶泵送至离心喷雾转盘，喷成10～20微米的乳滴与热空气充分地接触，进行强烈的热交换和质交换，迅速地排除水分，在瞬间完成蒸发，干燥。
随之沉降于干燥室底部，通过出粉机构不断地卸出，及时冷却。
最后进行筛粉和包装。
2.3.5出粉、冷却
喷雾干燥室内的乳粉要求迅速连续地卸出及时冷却，以免受热过久，降低制品质量。
乳品工业常用的出粉机械有螺旋输送器、鼓型阀、涡旋气封阀和电磁振荡出粉装置等。
先进的生产工艺，是将出粉、冷却、筛粉、输粉、贮粉和称量包装等工序联接成连续化的生产线。
出粉后应立即筛粉和晾粉。
使制品及时冷却。
喷雾干燥乳粉要求及时冷却至30℃以下。
目前一般采用流化床出粉冷却装置。
2.3.6称量与包装
乳粉冷却后应立即用马口铁罐、玻璃罐或塑料袋进行包装。
根据保存期和用途的不同要求，可分为小罐密封包装、塑料袋包装和大包装。
需要长期保存的乳粉，最好采用500克马口铁罐抽真空充氮密封包装，保藏期可达3～5年。
如果短期内销售，则多采用聚乙烯塑料袋包装，每袋500克或250克，用高频电热器焊接封口。
小包装称量要求精确、迅速，一般采用容量式或重量式自动称量装罐机。
大包装的乳粉一般供应特别需要者，也分为罐装和袋装。
每罐重12.5千克；每袋重12.5千克或25千克。
3物料衡算
3.1原料乳成分及产品成分
表一原料乳成分原料乳成分
乳脂肪
蛋白质
乳糖
水分
灰分
非乳脂固体
3.6%
3.2%
4.7%
0.7%
87.8%
8.6%
注：
非乳脂固体（%）=蛋白质（%）+乳糖（%）+灰分（%）
表二成品乳成分
乳脂肪
水分
非乳脂固体
27%
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R0=
=
=0.4186
成品R=
=
=0.3857
标准化的方法：
由于R0>R，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稀奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算
设定：
当预热温度为40℃时
脱脂乳含脂肪F1=0.01％
稀奶油含脂肪F2=40％
脱脂乳中非脂乳固体：
S1=
=
稀奶油中非脂乳固体：
S2=
3.2.3每吨原料乳应添加的脱脂乳（M1）
M1=
3.2.4标准乳成分
脂肪含量：
F标=
非脂乳固体：
S标=
3.2.5制（M1）脱脂乳需要分离原料乳（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×F0=M1×F1+M2×F2
且G=M1+M2
则
则需要分离原料乳：
G=M1+M2=82.50+8.14=90．64kg
3.2.6一吨原料乳可制得标准乳（G1）去除的稀奶油（G2）
一吨原料乳可制得标准乳：
=
则G1=992.54kg
去除的稀奶油：
G2=1000一G1=1000-992．54=7．46kg。
3.2.7检验
一吨原料乳中含脂肪量：
m0=M0×F0=1000×3．6％=36kg
一吨原料乳分离后得到标准乳中的脂肪含量：
m1=G1×F标=992．54x3．3％=32．75kg。
一吨原料乳脱去稀奶油中的脂肪含量：
m2=G2×F2=7．46x40％=2．98kg。
结论：
m0≈m1+m2，计算正确
3．3物料计算（以一吨原料乳计算）
设M0=1000kg
3.3.1原料乳经预处理，冷却，储存（损失率按0.5%计算）
M0→经标准化→992.54kg；
M1=992.54×（1-0.2%）=987.58kg
3.3.2标准化乳经输送，冷却，储存（损失率按0.2%计算）
M2=M1×（1-0.2%）=987.58×（1-0.2%）=985.60kg
3.3.3浓缩后料液浓度取48%（损失率按0.4%计算）
M3=985.60×11.9×
=243.37kg
3.3.4喷雾干燥后，可得97%的奶粉（损失率按0.5%计算）
M4=243.37×48%×
=119.83kg
3.3.5出粉，冷却，包装（损失率按0.2%计算）
M5=M4×（1-0.2%）=119.83×（1-0.2%）=119.59kg
3.3.6理论出粉值
1000×
=125.77kg
3.3.7出粉率
=
=95.09%
4主要设备选型
4.1奶槽车
本设计要求的处理量120吨/天，早晚两次运输，考虑到原乳处理量较大，并且来自不同的牧场，为了保证尽量在较短的时间内把每班原料乳运到工厂，本设计选用3辆25吨的奶槽车运送原料乳。
4.2磅奶槽和受奶槽
本设计中的原料奶一部分由奶槽车从牧场上运来，同时一部分由奶农个人运来，所以，设计设备容量要综合两方面来考虑，大小要适中。
目前，我国乳品厂普遍使用300L的磅奶槽，与它配套的受奶槽容量是600L。
4.3双联式过滤器
根据物料衡算得，若需要生产0.8t/h的乳粉,则原料量为6.8t/h。
选用可以选用双联过滤器RP6H2。
表三双联过滤器主要参数
项目
技术指标
过滤面积（㎡）
0.18
过滤温度（℃）
≤100
使用压力MPa
0.2
进口管径
300mm
出口管径
300mm
外形尺寸mm（长×宽×高）
1500×500×1100
4.4奶泵
本设计处理量较大，所以选用较大型的奶泵：
BAW150（N302）型奶泵。
4.5板式换热器
根据物料衡算得，若想生产0.8t/h的乳粉,则原料量为6.8t/h。
选用上海宣辰机械设备有限公司BR0.05型板式换热器。
表四板式换热器具体参数
规格
BR0.05
单片换热面积㎡
0.05
板片尺寸㎜
500×168
板片厚度㎜
0.8
角孔直径㎜
38
接管直径㎜
28
波纹形状
人字形波纹
平均板间距㎜
3.8
可组合换热面积㎡
0.5～5
最大允许使用压力Mpa
0.4～2
最高允许使用温度℃
一般120～160℃特殊可达250℃
传热系数W/㎡℃
2000～6000
4.6立式贮奶罐
一般情况下罐的总容量为日处理量的50%-100%，本设计选用70%（即84吨）。
选用上海瑞派公司的BPC-30型的贮奶罐3个。
表五贮奶罐主要参数
项目
技术指标
设备名称
BPC系列室外储罐
厂家介绍
上海瑞派机械有限公司
设备型号
BPC-30
罐体总高（mm）
7850
罐体外径（mm）
2700
进出口径（mm）
51
电机功率（kW）
2.2
公称容积（L）
30000
设备重量（kg）
3720
4.7三用分离机
选用N105型分离机进行标准化
4.8奶油罐
已知：
1000kg原料乳分离可得到稀奶油：
m=7.46kg,则每天120吨原料乳可以得到895kg的稀奶油。
故可以选用1吨的奶油罐。
选用型号为LCH-5奶油罐，储存量为1吨
4.9三效降膜式蒸发器
选用江苏科威机械有限公司生产的SJN3-8000型三效外循环真空蒸发器。
表六三效外循环真空蒸发器具体参数
项目
技术指标
型号名称
SJN3-8000
蒸发量KgH2O/h
8800
耗气量Kg/h
2200
外形尺寸（L×W×H）m
9×3×5
循环耗水量T/h
40
蒸发温度一效℃
85～90
蒸发温度二效℃
70～75
蒸发温度三效℃
55～65
真空度一效Mpa
-0.02～-0.04
真空度二效Mpa
-0.05～-0.06
真空度三效Mpa
-0.08～-0.09
浓缩比重
1.25～1.4
蒸汽压力Mpa
0.05～0.09
4.10高压泵
选用W6型高压泵
流量：
60L/min,压力60bar,转速：
600r.p.m,功率7.35kw，重量：
40kg
4.11喷雾干燥塔（流化床）
选用常州市至尊机械设备有限公司生产的LPG6500高速离心喷雾干燥机。
表七高速离心喷雾干燥机具体参数
项目
技术指标
型号
LPG6500
入口温度℃
140-350自控
出口温度℃
80-90
喷雾形式
高速离心雾化器（机械传动或无极变频调速可供选择
水分蒸发量kg/h
6500
雾化器转速rmp
11000-12000
雾化盘直径mm
根据工艺要求确定
电加热最大功率kw
根据工艺流程、场地条件及用户要求确定
干粉回收率%
同上
占地长度、宽度m
同上
喷头吊装高度m
同上
塔体高度m
同上
塔体直径m
6
注：
水份蒸发量与物料特性，含固量及热风进出口温度有关。
用度可根据当地能源选定加热方式，根据物料特性选择收尘，除尘方式。
该喷雾干燥设备带有流化床装置。
4.12振动筛粉机
选用安达市天宏乳品机械制造有限公司生产的S49-A-单层式筛粉机2台。
表八筛粉机具体参数
项目
技术指标
设备名称
吊悬式筛粉机
厂家介绍
安达市天宏乳品机械制造有限公司
生产能力
1000Kg/h（奶粉）
筛网规格
20目
电机功率
50Kg/台
设备特点
适用于乳粉及其它粉状物料的筛选,筛细不筛粗，块状及颗粒状的物料适合用振动筛进行分级
4.13包装机
选用河南郑州长宏机械有限公司供应的DZ500-T台式真空包装机4台。
表九真空包装机具体参数
项目
技术指标
电源电压
220V50Hz
功率
900w
热封功率（>5s）
1.2KW
真空室最低绝对压强
1KPa
热封条有效尺寸
500×12mm
每室热封条数
2
真空泵排气量
20m3/h
包装速度
1-3次/分
真空形式及材质
不锈钢真空室
真空室尺寸（L×W×H）
520×520×975mm
外形尺寸（L×W×H）
750×600×530mm
外包装尺寸（L×W×H）
750×670×660mm
4.14CIP清洗系统
选用型号为PP7D2的清洗系统。
表十各设备选型列表
序号
设备名称
型号
数量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
奶槽车
磅奶槽
受奶槽
双联式过滤器
奶泵
板式换热器
立式贮奶罐
三用分离机
奶油罐
三效降膜式蒸发器
高压泵
喷雾干燥塔
震动筛粉机
包装机
CIP清洗系统
SPB
BC-300
NC-300
RP6H2
BAW150（N302）
BR0.05
BPC-30
N105
LCH-5
SJN3-8000
W6
LPG6500
S49-A
DZ500-T
PP7D2
3
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
2
4
1
参考文献
[1]张和平张佳程主编.乳品工艺学.北京.中国轻工业出版社.2007
[2]郭成宇主编.现代乳品工程技术.北京.化学工业出版社.2004
[3]夏文水主编.食品工艺学.北京.中国轻工业出版社.2010
[4]涂建国主编.食品工厂设备.北京.中国轻工业出版社.1991
[5]周霭明缪临平顾文逵编著.机械制图.上海.同济大学出版社.2006
总结
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现，提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
回顾起此次全脂乳粉生产课程设计，以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在岳静老师的辛勤指导下，终于游逆而解。
同时，在岳静老师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！
同时，对给过我在工艺流程图方面做出校对的刘莹同学表示忠心的感谢！
课程设计的心得体会：
做了一周的课程设计，有很多的心得体会，有关于食品生产方面的，更多的是关于人与人之间关系方面的。
所幸的是我得到了很多同学的帮助。
最后，祝此次为我们辛勤付出的老师身体健康。
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