处理100t液态乳乳品厂设计毕业论文.docx
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处理100t液态乳乳品厂设计毕业论文
毕业论文（设计）
题目：
日处理100t液态乳乳品厂设计
学生姓名
学号
专业
食品科学与工程
班级
指导教师
学部
答辩日期
黑龙江东方学院本科生毕业论文（设计）任务书
姓名
学号
专业班级
毕业论文（设计）题目：
日处理一百吨液态奶乳品厂设计
毕业论文（设计）的立题依据
随着乳品行业技术竞争的不断加剧，大批中小型液态乳生产企业都在着手进行技术改造和建设。
本文以液态乳工厂建设项目的规划设计为背景，探讨了中小型液体乳加工企业建设项目的规划设计的理论与方法，促进中小型液态乳生产企业建设规划设计水平的提高。
主要内容及要求
本论文乳品厂设计的内容主要包括：
工艺设计、工厂总平面设计、物料衡算、热量衡算、主要生产设备选择、环境保护、技术经济分析等。
这些专业设计都要以市场需求，经济效益为主题，并按工艺要求进行设计。
各部门密切合作，采用国内外先进技术，发挥集体的智慧和力量，共同完成液态乳工厂设计的任务。
进度安排
2011年11月10日
选题
2011年11月10日～2012年5月19日
接受指导老师的指导
2011年11月10日～11月15日
拟定论文大纲
11月16日～11月21日
搜集、查阅、整理相关资料
2011年11月22日～2012年3月20日
初稿形成
3月20日～3月25日
初稿审定
3月26日～3月30日
第一次修改
3月31日～4月6日
第一次审定
4月7日～4月15日
第二次修改
4月15日～4月23日
定稿
4月24日～5月18日
论文评阅小组评审论文（设计）
5月19日
毕业论文（设计）答辩
学生签字：
指导教师签字：
年月日
日处理100t液态奶乳品厂设
摘 要
本项目拟设计日处理100吨鲜奶，可同时生产酸牛乳、巴氏杀菌奶、UHT奶三种产品的液态乳生产车间。
制定产品方案，设计生产工艺，进行车间平面设计，对乳制品加工过程中物料平衡、热量平衡进行计算，进行设备选型，水电汽平衡，劳动力平衡计算，对投产资本、利润等进行估算。
本厂区总体设计合理，在生产车间中，各辅助设施分布于主车间整个四周，使整个设计紧凑，同时最大限度降低物料输送距离，节约能源。
根据原料乳组成特点进行物料衡算，选择板式作为热交换设备，对原料乳冷却阶段和乳制品预热，均质、超高温灭菌等加工阶段进行热量横算，从而更大的节省了成本。
综合考虑了生产工艺和经济技术等因素，对不同的生产设备进行选型；设计冷库、原辅材料库、化验室等辅助设施，对乳制品生产安全进行全程监控，确保乳制品安全性和质量稳定性。
关键词：
乳品厂；液态奶；设计
DesignofDairyPlantwith100TonsFreshMilkPerDay
Abstract
Afluiddairyplantthathandlestheabilityof100tonsfreshmilkperdayandproducestheyogurt,thepasteurizedmilkandUHTmilkwasdesigned.Developsolutions,designandproductiontechnology,graphicdesignworkshop,theprocessingofdairyproductsinthecourseofthematerialbalance,energybalanceiscalculated,theselectionofequipment,electricityandwatervaporbalance,balanceoflabor,productionofcapital,profitsandotherestimates.
Theplantdesignreasonable,intheproductionworkshop,thesupportfacilitieslocatedinthemainshoparoundsothatthewholedesignofcompact,andminimizedistancetransportationofmaterials,energyconservation.Accordingtothecharacteristicsofrawmilkmaterialsaccountfor,asthechoiceofplateheatexchangeequipment,rawmilkanddairyproductscoolingstagepreheater,homogeneous,ultra-high-temperaturesterilization,andotherheatprocessingstagecrossoperator,therebysavingmoreCosts.Integratedproductionprocesstoconsiderthetechnicalandeconomicfactorssuchasdifferentkindsofproductionequipmentselection,design,coldstorage,rawandauxiliarymaterialslibrary,laboratories,andotherancillaryfacilities,dairyproductionsafetymonitoringduringtheentireprocesstoensurethesafetyofdairyproductsAndqualityofstability.
Keywords:
dairyplants;factorydesign,processdesign
目 录
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日处理100t液态奶乳品厂设计
第1章绪 论
1.1乳品工业概貌
从中国液态奶的现状来分析，液态奶在迅速发展的奶业中起了先导作用。
长期以来，液态奶的发展速度缓慢，但近几年随着消费者的保健意识不断加强，对乳品的需求量逐年递增，而消费者的首选就是液态奶。
目前液态奶的消费主要集中在大城市和发达地区，在受到居民收入水平和奶源紧缺限制的前提下，逐步向城镇发展，呈现一种梯度发展的趋势。
由此看出我国奶业发展还有很大的消费潜力和相当大的发展空间。
总的来看，我国奶业相对滞后。
一方面是消费需求不断增长；另一方面是综合生产能力需不断加强。
受历史和发展条件所限，我国的奶业至今生产规模偏小，基础工作较为薄弱，总体科技水平不高。
随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高，老百姓对乳制品的需求必将不断增长。
国家要在奶牛的育种、繁育、饲养、加工等科技进行更多的投入。
近年来国务院把奶业作为重点产业加以发展，并在优势产业地区做出了部署。
我们要抓住有利时机，站在奶业发展大局上，加强协调配置，充分整合相关资源，正确引导消费，规范市场管理，普及科学饮奶知识，阻止和克服不健康、不科学的误导与歪曲，把奶业引向产、加、销一体化的持续发展。
从国际上看牛奶的饮用已非常普及，不仅出现在早餐桌上，而且是很多休闲场合中的健康饮品，相信随着牛奶包装技术和质量的不断提高，液态奶的市场会更加完善，再加上便于携带和饮用方便，可以让更多消费者能够“取之即得，得之即饮”实现饮奶快乐。
乳品行业中液态奶的发展特别引人注目，并已成为市场较大和增长较快的品种。
从我国奶源的区域分布上看，主要集中在东北、华北、西北；南方和沿海经济发达地区奶源很少。
瞬间超高温灭菌技术（UHT），不会受到牛奶保鲜期短的限制，拥有优质奶源的地区可以将牛奶运往南方牛奶消费大的市场。
主要是由于超高温灭菌奶货架期长，包装多样化，保存和携带方便。
近年来，中国奶业迅猛发展，在质量不断优化的基础上更加安全便利[1]。
1.2设计依据和意义
1.2.1设计依据
牛乳不仅营养丰富，含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质等，而且各种营养成分比例合理，非常利于人体消化、吸收和利用。
过去，对于我国奶源缺乏，牛乳只能供应给婴儿和病人，而现在随着饲养业和加工业的发展，牛乳的供应量有了很大的提高。
牛乳是除母乳以外营养最为均衡的全价食品，也是最接近“完善”的食品，它还有人体所需的全部营养成分，如能量、营养、免疫、生理调节等诸多物质，在人们的膳食结构中有其他食品无法替代的地位和作用。
牛乳中的乳脂肪、蛋白质、乳糖小仅是动物能量的来源，而且具有其他食品所没有的特点。
尽管日前我国的乳业市场不断扩大，乳品消费观念在不断提高，但我国年人均乳制品上7kg的消费量与世界人均100kg、发达国家人均上40kg的消费量相比还有较大差距。
中国的乳品消费在整体上并没有进入完全理性的轨道。
由于营养知识的欠缺，许多人不了解乳品对改善营养、平衡膳食、补钙和增强体质的重要作用，有的人宁愿花更多的钱买药品或保健品来补钙，而不知道价格低廉的牛乳不仅可以补钙，而且还有其他丰富的营养。
目前影响我国乳品消费的因索主要包括营养知识、保健意识、收入水平以及购买力便等。
我国己经开展了“学生饮用奶计划”和“居民营养改善行动计划”，乳业成为国家大力鼓励发展的朝阳产业。
。
本设计参考由国家授权的食品安全卫生主管部门先后制定发布的《食品企业通用卫生规范》，《中华人民共和国食品卫生法》，《食品安全管理体系》等。
也有《畜产品检查法》，《食品质量保护法》等，为食品安全制订了非常具体的标准以及监管程序。
在切实落实食品良好操作规范（GMP）的基础上，引进推广HACCP体系。
在设计同时，我们在济南佳宝乳品厂实习，对乳制品工艺流程有了进一步认识和了解
1.2.2设计意义
乳品工业的发展有利于畜牧业的发展，大力发展畜牧业，调整畜牧业结构，突出发展奶类生产，积极推进乳业产业化进程，提高动物产品尤其是牛乳在国民膳食中比重，是我国“十五”期间农业发展的总体思路和指导方针。
近年来，我国乳类的生产、加工和消费得到了很快的发展，乳业的发展尤其是乳产品加工业的发展己经成为国家重点扶持的产业。
乳业是同人类生存与发展关系最为密切的“健康产业”，是目前我国农村和城郊经济的一个新的经济增长点，乳业的发展可以带动饲养业和乳品工业的发展，从而带动销售环节，创造和增加社会就业机会，促进第一、二、三产业的同步发展。
乳业是农村产业结构调整的突破口，也是建立三元种植业结构，实行农牧结合的支撑点[2]。
1.3设计指导思想及特点
1.3.1设计指导思想
（1）精心设计，投资省、技术新，质量好，收效快，回收期短。
（2）设计工作必须认真进行调查研究，学会查阅文献，收集技术基础资料，善于从实际出发去分析研究问题。
（3）积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实行和先进性，在经济上具有合理性。
（4）设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独特性相结合的原则。
（5）食品工厂设计还应注意到周围环境的清洁卫生，及工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。
1.3.2设计特点
本设计以大型生产能力为主，因而可满足随着人民生活水平的日益提高，对乳制品的迫切需求
本设计选择合理的工艺流程，并采用进口设备，使生产过程连续化、自动化，提高设备利用率，提高经济效益
杀菌工艺采用超高温瞬时杀菌技术，大大保持了乳中的营养成分免受损失与破坏
成品包装采用利乐枕，延长了成品的保持期
本设计从保证产品质量着手，收购牛奶是按质论价，促进了工厂对奶业的发展作用，同时对产品和环境做严格的要求。
本设计具有充分的独创性。
选用双效降膜蒸发器。
此设备集预热、杀菌、浓缩三种作用于一体。
能连续出进料，并且通过一次即可达到浓缩的目的，历时不超过3分钟。
本设备还有结构紧凑，节约蒸汽、冷却水用量等优点。
本设计符合食品卫生下达的食品卫生法规，遵守有关条款的规定
1.4设计内容
（1）乳品厂设计的初步认识。
（2）产品方案的确定及工艺论证：
根据生产的产品方案选择适当的工艺流程。
（3）厂址的选择。
（4）物料衡算：
根据任务要求计算相应物料的消耗，对设备提出的特定要求和操作工艺上的技术要求。
（5）热量核算：
依据计算数值，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。
（6）主要设备的生产能力计算，要求和选型：
根据日处理量和工艺要求计算各种设备的相关参数，选出相应的设备，给出设备汇总表。
（7）辅助车间及劳动力核算：
按照相关规定和生产需要对全车间的劳动力进行定员。
（8）环境影响分析及“三废”的处理。
（9）经济技术分析，成本核算[3]。
第2章工艺流程确定及论述
2.1产品及产量的确定
根据目前产品的销售情况和对近期市场的预测，产品主要为巴氏杀菌乳、酸牛乳和UHT灭菌乳，确定日生产量为：
巴氏杀菌乳20吨，酸牛乳40吨，UHT灭菌奶40吨。
巴氏杀菌乳通常采用高温短时（HTST）的杀菌方式，可以杀死耐热的非孢子型的病原体，灌装条件下不要求完全无菌。
巴氏消毒乳需冷藏在4～6℃条件下，保质期为5～8天，从而延长了货架期，成为促进产品销售的第一个方法，所以巴氏消毒乳适合售给当地居民，具有营养价值高、口感好等优点，被大多数消费者所青睐。
UHT乳是利用超高温（UHT）处理、完全无菌包装而获得的商业无菌产品，也称UHT乳[8]。
UHT乳产品无需冷藏，在室温条件下贮存和销售时，要求产品中没有可生存的公共健康意义中的微生物，也必须没有可再生的微生物（包括孢子）。
因此UHT乳是货架期稳定的产品，在常温下可以保存4～6个月。
整个过程中不需要冷链系统，从而具有一定的优势，所以适合大部分人群，适合长途运输，也适合出口到外省，和其他县市。
但习惯喝巴氏消毒乳的人并不愿意接受，因为它们有明显的蒸煮味，这是无菌乳的缺点[3]。
酸牛乳具体表现在产品风味、组织状态、外观以及微生物等几个方面。
以国内的消费习惯来看，产品风味较浓郁芳香、奶香明显，粘稠度较高，细腻、滑爽以及含有较多活性乳酸菌的产品更加能够满足消费者的需求[4]。
对于乳品生产工厂，一般采用2班工作制，每天工作时间16小时，全年按10个月算。
生产规模、产品设计情况见表2-1
表2-1产品设计情况
名称
年处理量
日处理量
灌装方式
灌装规格
巴氏杀菌乳
6000
20
瓶装奶
220ml
UHT乳
12000
40
利乐砖
220lm
酸牛乳
12000
40
杯型奶
140ml
2.2工艺流程的确定
2.2.1巴氏杀菌乳工艺流程
图2-1巴氏杀菌乳品工艺流程
2.2.2UHT灭菌乳工艺流程
图2-2UHT灭菌乳工艺流程
2.2.3酸牛乳工艺流程
图2-3酸牛奶工艺流程
2.3工艺论证和说明
2.3.1原料乳的要求和检验
2.3.1.1原料乳的理化检测指标
制造优质的的乳制品，必须选用品质优良的原料乳，原料乳送到加工厂时，必须进行逐车或逐批验收，验收时对原料乳进行嗅觉、味觉、外观、尘埃、温度、酒精、酸度、脂肪、蛋白质、全乳固体、细菌数等进行严格检验，必须符合以下要求[5]：
（1）采用健康母牛挤出的新鲜天然乳汁；
（2）不得使用产前15日内的胎乳和产后7d内的初乳；
（3）不得含有肉眼可见的机械杂质；
（4）具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味，如饲料、苦味、臭味、霉味和涩味等；
（5）为均匀无沉淀的流体，呈浓厚粘稠者不得使用；
（6）色泽为白色或稍带黄色，不得有红色绿色或显著黄色；
（7）酸度不得超过200T；
（8）不得使用任何化学物质和防腐剂。
2.3.1.2原料乳的抗菌素检测
由于乳腺炎乳中白血球含量的增加，因此对乳酸菌有不同的吞噬作用，尤其是在治疗乳腺炎时使用的抗生素在乳中有一定的残留量，饮用含有抗生素的牛乳及乳制品对人的健康产生危害，因此建立快速安全高效的抗生素检测成为必要
为准确、快速检测抗菌素的含量，为乳酸菌饮料生产提供合格原料，引进了美国生产的SNAP抗菌素检测仪，在10mni内可以检测原料乳中的抗菌素的含量，为生产优质的产品打下良好的基础[6]。
2.3.2原料乳的净化
原料乳验收后必须净化，其目的时去除乳中的机械杂质并减少微生物数量，可以采用过滤净化或离心净化等，简单的粗滤时在受乳槽上装有过滤网并铺上多层纱布进行，进一步过滤采用双联过滤器，滤布应经常清洗灭菌，使用离心净乳机可以显著提高净化效果，有利于提高制品质量。
离心净乳机还能将乳腺体细胞和某些微生物去除，净乳过程放在粗滤之后，冷却之前。
2.3.3原料乳的冷却
经过净化的原料乳立即冷却到5~10℃，以抑制细菌的繁殖。
乳中的微生物的数量随着储存时间的长短和温度高低而变化，牛乳挤出后微生物变化可分为四个阶段，即抗菌期、混合微生物期、乳酸菌繁殖期、酵母和霉菌繁育期。
在抗菌期，乳中含有抑制微生物繁殖的抗菌物质，使细菌的繁殖受到抑制，但抗菌期的长短与储存温度有关。
2.3.4原料乳的贮存
为了保证工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳储存量，在该项目中，储存原料乳的设备为4个50t的储乳罐。
储乳罐配有适当的搅拌机构，定时搅动液体，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均。
2.3.5原料乳的标准化
为了使产品符合规格要求，乳制品中脂肪、蛋白质和非脂乳固体含量要保持一定的含量。
但是，原料乳中的脂肪、蛋白质和非脂乳固体含量随乳牛的品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有很大的差异，因此必须对原料乳进行标准化，调整原料乳脂肪、蛋白质和非乳脂固体的关系，使其比例符合制品的要求。
原料乳经分离机分离成稀乳油和脱脂乳之后，再生产需要将稀乳油按比例配合与脱脂乳混合，制成要求脂肪和蛋白质含量的标准化乳。
如果原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀乳油或脱去部分脱脂乳，当原料乳中脂肪含量过高时，应添加脱脂乳或脱去部分稀乳油[7]。
2.3.6原料乳的预热处理
原料乳在均质之前需预热杀菌，其目的有：
（1）初步杀死大部分的细菌和致病菌，使UHT的杀菌更彻底，以保证食品的安全性，提高产品的储藏性。
（2）抑制酶的活性，避免产品产生脂肪水解，酶促褐变等不良现象。
（3）控制乳的温度在50℃~80℃时均质效果更好。
根据以上几点，确定牛乳的预热杀菌温度为72~75℃。
2.3.7原料乳的均质
均质是指对脂肪球进行处理，使脂肪球呈均匀一致分布在乳中。
经均质后乳有以下优点；
（1）风味良好，口感佳。
（2）使产品不产生脂肪上浮现象。
（3）有利于人体对脂肪的消化吸收。
均质采用二级均质，即将物料连续通过两个均质头，将粘在一起的小脂肪球打开。
较高的温度均质效果好，但温度过高会引起乳脂肪、乳蛋白的变性，通过大量的实验表明，均质温度采取55~88℃，均质压力18~25MPa效果最好[8]。
2.3.8杀菌
巴氏杀菌是为了使乳中的病原菌，尤其是耐热性较强的结核菌都被杀死。
本设计中巴氏杀菌乳杀菌采用75℃，20s，而酸牛乳采用90℃，300s。
超高温瞬时灭菌是指物料在连续流动的状态下通过热交换器加热至135—137℃，在这一温度下保持一定的时间可以达到商业无菌的水平。
超高温瞬时灭菌方式的出现，大大改善的灭菌乳的特性，不仅使产品从颜色的味道上得到了改善，而且提高了产品的营养价值。
因此，本设计中UHT乳的采取的灭菌条件为135℃，5s[9]。
2.3.9发酵剂的扩培生产
（l）乳酸菌的生长可分为四个阶段:
①缓慢期，这是牛乳接种后立即进入的阶段，菌种活性受阻碍是由于微生物在新的培养基中须调整并适应。
②对数期，此阶段菌种表现出最大活力，即只要生长条件适宜，菌种翻代时间最短。
③稳定期，对数期到达一确定点后，由于缺乏营养和代谢物质的积累，如乳中乳酸导致活性菌数恒定，即菌的死亡和生成得到平衡。
④衰亡期，主要由于不适宜的生长条件，活菌数开始下降。
（2）制备工作发酵剂的方法:
本工厂发酵剂将采用直投式发酵剂继代一次用于生产。
2.3.10接种发酵
用转子泵将工作发酵剂打入经杀菌并冷至43℃的乳液中，在发酵中恒温发酵至需要的酸度PH3.8-4.2。
2.3.11巴氏杀菌乳灌装
装前在平衡罐中贮存时间不能超过2小时，平衡罐、灌装机、包装材料要经过相应的杀菌处理，灌装时计量准确，封口可靠，成形完好，打码清晰。
灌装温度控制在4℃以下，灌装后立即进入2至6℃冷库贮存。
2.3.12UHT奶灌装
灌装必须确保在无菌条件下进行，计量准确，封口可靠，成形完好，喷码清晰。
灌装温度控制在20℃以下，正常灌装时按千分之一比例随机抽样置于37℃条件下做保温实验。
成品进入2—6℃冷库贮存。
2.3.13酸牛乳灌装
灌装必须计量准确，封口可靠，成形完好，打码清晰，灌装的同时要随时观察酸奶的组织状态和控制酸度，成品进入2~6℃冷库贮存。
2.3.14检验出厂
根据国家要求和企业内部控制及规定，经检验合格后，产品方可出厂，见下表。
表2-2灭菌乳感官要求
项目
要求
检测方法
色泽
呈乳白色或微黄色
取适量试样置于50ml烧杯中，在自然光下观察色泽和组织状态。
闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。
滋味、气味
具有乳固有的香味、无异味
组织状态
呈均匀一致液体、无凝块、无沉淀、无正常视力可见异物。
表2-3灭菌乳理化指标
项目
指标
检测方法
脂肪a/（g/100g）≥
3.1
GB5413.3
蛋白质/（g/100g）≥
2.9
GB5009.5
非脂乳固体/（g/100g）≥
8.1
GB5413.39
酸度/（ºΤ）
12～18
GB5413.34
表2-3发酵乳感官要求
项目
要求
检测方法
发酵乳
风味发酵乳
取适量试样置于50mL烧杯中，在
自然光下观察色泽和组织状态。
闻
其气味，用温开水漱口，品尝滋味。
色泽
色泽均匀一致，呈乳白色或微黄色。
具有与添加成分相符的色泽
滋味、气味
具有发酵乳特有的滋味和气味
具有与添加成分相符的滋味和气味
组织状态
组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；风味发酵乳具有添加成分特有的组织状态。
表2-4发酵乳的理化指标
项目
指标
检测方法
发酵乳
风味发酵乳
脂肪a/（g/100g）≥
3.1
2.5
GB5413.3
蛋白质/（g/100g）≥
8.1
－
GB5413.39
非脂乳固体/（g/100g）≥
2.9
2.3
GB5009.5
酸度/（ºΤ）
70.0
GB5413.34
表2-5发酵乳微生物限量
项目
采样方案a及限量（若非指定，均以CFU/g或CFU/mL表示）
检测方法
n
c
m
M
大肠菌群
5
2
1
5
GB4789.3平板计数法
金黄色葡萄球菌
5
0
0/25g（mL）
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