班产量6吨的果味酸奶工厂设计.docx
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班产量6吨的果味酸奶工厂设计
南京大学
学士学位论文
THESISOFBACHELOR
（2008～2012年）
题目：
班产6吨的果味酸奶工厂设计
学院：
生命科学与食品工程系食品科学与工程
专业班级：
食品工程082班
学生姓名：
马克思学号：
100211124
指导教师：
老子职称：
科学院院士
起讫日期：
2012.2.1～2012.6.9
南京大学
学士学位论文原创性申明
本人郑重申明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。
作者签名：
马克思日期：
2012年11月22日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权南昌大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
保密□，在年解密后适用本授权书。
本学位论文属于
不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：
日期：
导师签名：
日期：
班产量6吨的果味酸奶工厂设计
专业：
食品工程学号：
100211124
姓名：
马克思指导教师：
老子
摘要
本课题研究的是利用牛奶、果汁等为主要原料,设计班产为6吨的果味酸奶工厂，工厂设计包括工艺设计和非工艺设计两大组成部分。
所谓工艺设计，就是按工艺要求进行工厂设计，其中又以车间工艺设计为主，并对其他设计部门提出各种数据和要求，作为非工艺设计的设计依据。
非工艺设计是按工艺设计的要求进行的相关设计。
本设计的内容由六大部分组成：
总论、工艺部分、公用系统部分、建筑部分、安全防火及卫生部分、以及最后的综合经济部分。
其中工艺为重点内容，主要有产品方案的确定、材料的要求、工艺流程的安排、物料衡算、设备选择以及车间平面布置等。
另随说明书附有五张图纸。
非工艺设计包括：
总平面、土建、采暖通风、给排水、供电及自控、制冷、动力、环保等的设计。
非工艺设计都是根据工艺设计的要求和所提出的数据进行设计的。
使得整个设计能够做到高效、节能、环保，并能够保证食品安全符合国家及行业的有关标准.
关键词：
果味酸奶；工厂设计；工艺设计；非工艺设计
Class6tonsofFruit-flavoredyogurtsfactoryproductiondesign
Thistopicresearchistousemilkfruitjuiceasthemainrawmaterial,designinclassfor6tonsoffruitflavoursyogurtfactory,plantdesignincludingprocessdesignandprocessdesignoftwomajorpartsso-calledprocessdesign,accordingtotherequirementofprocessisfactorydesign,especiallytheworkshopprocessdesignisgivenpriorityto,andotherdesigndepartmentproposedallsortsofdataandrequirements,astheprocessdesignofprocessdesignisdesignedaccordingtotherequirementsofdesignaccordingtotheprocessofthecontentsofthisdesignrelateddesignismadeupofsixparts:
thegeneralpublicsystemconstructionprocessofpartoffireprotectionandthehealthandsafetyofthelastcomprehensiveeconomicpartoneprocessforkeycontent,mainproductmaterialrequirementsoftheschemedeterminationoftechnologicalprocessarrangementismaterialbalanceequipmentselectionandworkshoplayout,etc，theotherfivedrawingwiththeinstructionattached.
Theprocessdesignincluding:
thetotalplanecivilheatingventilationandcoolingwatersupplycontrolpowerenvironmentalprotectiondesignofprocessdesignaccordingtotherequirementsofthedesignprocessandtheproposeddatadesignmakewholedesigncandohighefficiencyenergysavingandenvironmentalprotection,andtoensurefoodsafetyaccordwithacountryandindustrytotherelatedstandards
Keywords:
fruit-flavoredyogurts,factorydesigning,technicaldesigning,nontechnicaldesigning.
第一章总论
1.1绪论
1.1.1酸奶简介
牛乳的组成最为接近人体的母乳，含有人体所需的全部营养成分，营养最为均衡，在人们的膳食结构中具有其他食品无法替代的低位和作用。
由鲜牛乳发酵成的酸乳由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构和良好的生理功能，备受人们青睐。
联合国粮农组织和世界卫生组织将酸奶定义为乳与乳制品在保加利亚杆菌和嗜热链球菌的作用下乳酸发酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、脱脂乳粉、乳清粉等。
但在最终发酵产品中必须大量存在这些微生物。
也可简单将其定义为以新鲜牛乳或乳粉为原料，经乳酸菌保温发酵而制成的产品。
酸乳又名酸牛乳或酸奶，作为众多的发酵乳产品中当今最为流行的乳制品，最初出现时其名是与发酵乳混用的，表示变酸的乳。
尽管目前没有关于人类何时第一次制作酸奶的明确记载，但酸奶的食用可以追溯到许多世纪以前。
发酵乳起源于巴尔干半岛和中东地区，在那里，牧民们早在几千年前就发现了可以通过发酵可以延长鲜乳保存期的方法。
虽然起源没有明确的记载，但酸奶有益于人类身体健康并有丰富的营养价值这一观念，在许多文明国度里已存在了很长时间。
依据波斯人的传统，亚伯拉罕把自己的富饶和长寿归功于酸奶而法国皇帝法兰西一世据说也因饮用由山羊奶制成的酸奶而治愈其体虚气弱。
1.1.2国外、国内酸奶市场状况
在欧美及其他发达国家，乳品是人们摄取动物蛋白的最主要食品之一，这些国家的人均消费量约为300kg每年。
根据FAO的统计数据：
2000年世界的人均乳品消费量约为100kg每年，亚洲人均乳品消费量（不包括中国）约为40kg每年，日本、韩国、中国台北区和印度人均消费量均已超过60kg每年。
世界乳品的需求每年按2%的速度在增长，发达国家的增长率大约是1%，而酸乳的增长速度超过5%，从全世界范围来看，酸奶也是发展最快的乳制品，每年乳制品的新品种中有约7%是酸奶，每年约有近千种酸奶新品问世。
尽管目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不足20kg的消费量与世界人均100kg、发达国家人均140kg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，包括对酸奶的认识也不够，因此市场占有率也不太高，不过随着人们对酸乳营养价值的认识，人们不酸奶的态度发生了改变，市场占有份额也逐年增加。
酸奶在所有乳制品中的增长速度最快，据不完全统计，随着我国居民生活水平和消费观念的转变，酸奶的消费在以后的较长时间内仍旧会保持迅速的增长势头，这种超常的增长速度在全球酸奶发展史上市非常罕见的，市场前景极为广阔。
1.2设计范围
按照设计任务书规定的八个方面：
（1）绪论:
酸奶简介，国外、国内酸奶发展状况，设计范围，设计依据，厂址选择。
（2）设计部分：
产品方案和规格，原辅材料及包装材料要求，生产工艺流程的确定，物料衡算，对车间进行主要设备的选型设计及热量横算，水电汽及劳动力平衡，主要经济定额指标。
（3）公用系统部分：
给水系统，供电系统，供汽系统，采暖通风要求。
（4）建筑部分：
车间所需面积要求，车间房屋结构形式及布置。
（5）安全卫生和防火部分：
企业防火措施，车间劳动卫生条件及防护措施，保证正常的自然采光和人工照明措施，对高温、低温、管道设备等的安全防护措施。
（6）综合经济部分：
企业组织原则，生产制度。
（7）环保部分：
噪音和污水处理。
（8）图纸部分：
全厂总平面布置图，工艺流程图，生产车间平面布置图，平面管路图，立面管路图。
1.3设计依据
根据南昌大学食品系教研室下达的毕业设计任务书，建设一个班产6吨的果味酸奶工厂，主要设计任务是果味酸奶生产车间的设计。
同时参考的有关书籍和资料以及参观有关厂家生产设备、工艺等情况。
1.4厂址选择
厂址选择工作，应当在当地建委或城建部门的统筹安排下，由筹建单位负责，会同主管部门、建筑部门、城市规划部门和区、乡（镇）等有关单位，经过充分讨论和比较，选择优点最多的地址为建厂的地址。
在选择厂址时，设计单位亦应参加，特别对规模较大的工厂，设计单位更应参加。
在厂址选择时，应按国家方针政策、生产条件和经济效果等方面考虑：
1．首先应符合国家的方针政策：
食品工厂的厂址应设在当地的规划区内，以适应当地远近期的统一布局，并尽量不占或少占良田，作到节约用地。
所需土地可按基建要求分批分期征用。
2．应以生产条件方面考虑：
（1）根据我国具体情况，食品工厂一般倾向设在原料产地附近的大中城市之郊区，个别产品为有利于销售亦可设在市区。
这不仅可获得足够数量和质量新鲜的原料，并利于加强工厂对农村生产的指导和联系，而且还便于辅助材料和包装材料的获得，利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。
（2）厂区标高应高于当地历史最高洪水位，特别是主厂房及仓库。
厂区自然排水坡度最好在0.004～0.008之间。
（3）所选厂址要有可靠的地址条件，应避免将工厂设在流沙、淤泥、土崩断裂层上。
对特殊地质如溶洞、湿陷性黄土、大孔性土等应尽量避免。
在山坡上建厂要避免滑坡、塌方等。
在矿藏地表处不应设厂。
厂址应有一定的地耐力。
建筑冷库的地方，地下水位不能过高。
（4）所选厂址附近应有良好的卫生环境，没有有害气体、放射性源、粉尘和其他扩散性的污染源（包括污水、传染病医院等），特别是在上风向地区的工矿企业，更要注意它们对食品厂生产有无危害。
厂址不应选在受污染河流的下游。
还应尽量避免在古坟、文物、风景区和机场附近建厂，并避免高压线、国防专用线穿越厂区。
（5）所选厂址面积的大小，应能尽量满足生产要求，并有发展余地和留有适当的空余场地。
3．厂址选择应从投资和经济效果考虑
（1）所选厂址应有较方便的运输条件。
若需要新建公路或专用铁路时，应选最短距离为好，这样可减少投资。
（2）有一定的供电条件，以满足生产需要。
在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。
（3）所选厂址附近不仅要有充足的水源，而且水质应较好。
在城市一般采用自来水，均能符合饮用水标准。
若采用江、河、湖水则需加以处理。
若要采用地下水，则需向当地了解，是否允许开凿深井。
同时还要注意水质是否符合饮用水要求。
水源水质是选址的重要条件，特别是饮料厂和酿造厂，对水质要求更高。
厂内排除废渣，应就近处理；废水应经处理后，在一定的排放口排放。
若能利用废渣、废水做饲料或肥料就更好。
（4）厂址最好选择在居民区附近，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。
本厂址选择在广东省阳东县。
阳东县位于广东省阳江市西南沿海、珠江三角洲西缘，地处东经111゜42ˊ～112゜21ˊ，北纬21゜42ˊ～22゜15ˊ。
阳东县区位置优越，交通便捷。
毗邻阳江市区，县城东城镇至阳江市区6公里，是联结珠三角与粤西的黄金通道。
东连广东省台市，西接阳春市，背山面海，南临南海，海岸线长达130多公里。
总面积2043平方千米。
总人口44万人。
阳东县百业正兴，前景广阔。
工业发展迅速，工业产值以年均25%的速度递增。
阳东地处热带北缘，是亚热带向热带过渡地区，属南亚热带海洋季风气侯。
常年温暧湿润、雨水充沛、日光充足、无霜期长。
春冬偶有寒潮，夏秋偶遇台风。
年平均气温23.3℃，1月均温14.6℃，7月均温28℃，极端高温37.5℃，（1990年7月12日前），极端低温-1.4℃（1953年1月12日），年总积温为7700～8400℃，无霜期350天，年平均日照2011.9小时。
年平均降雨量2136mm，年平均最大降雨量2136mm，年最大降雨量3604mm（1973），年最小降雨量1276mm（1977年）。
暴雨每年5.1次，是广东省省暴雨区之一。
常年主要风向为东北东及东北，次为南南东。
每年6～11月是台风季节，8级以上台风平均每年有1.3次，1974年一次达12级水平。
4.该处厂址的优势有：
（1）建设项目生产果味酸奶，符合当地政府的以食品工业和其他农副产品加工产业为主的产业规划。
（2）该区大气含尘浓度低，周围环境整洁符合生产要求，所在地无地方病和特异疾病流行情况，无探明的矿床和珍贵的野生动植物保护资源，无国家和地方指定的重点文物保护单位和名胜古迹。
（3）项目所在地交通便利，基础设施完备，具有良好的通讯、供水、供电设施，方便原料、燃料供应和产品营销，并在公用工程和生活设施方面具有良好的协作条件，能确保水质良好的水源和充足的水量。
（4）附近只有少数轻污染行业，相互间的不利影响少，有助于关系的协调。
综上，厂址选择较为合理。
第二章工艺部分
2.1产品方案
1.品种
250g果味酸奶
2.配方（以1000kg产品计）
表1-1果味酸奶配方表
配料
鲜牛乳
白砂糖
果浆
香精
稳定剂
水
重量/kg
850
50
60
0.5
1.5
38
3.产品规格
250g小瓶型或者250g软袋包装型酸奶。
4.产品的质量要求
（1）感官指标
表1-2果味酸奶感官指标
项目
要求
色泽
具有品种应有的色泽
风味
具有品种应有的风味，无异味
组织及形态
白色或者微黄色的不透明液体
杂质
无可见外来杂质
（2）理化指标
表1-3果味酸奶感官指标
项目
指标
可溶性固形物（以折光计）/（%）≥
15.0
S02残留（以SO2计）（mg/kg）≤
100
铜（Cu）（mg/kg）≤
5.0
总砷（以As计）（mg/kg）≤
0.2
铅（Pb）/（mg/kg）≤
1.0
（3）微生物指标
表1-4果味酸奶微生物指标
项目
指标
菌落总数/（cfu/mL）≤
100
大肠菌群/（MPN/100mL）≤
3
霉菌/（cfu/mL）≤
20
酵母/（cfu/mL）≤
20
致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）
不得检出
5.生产方案
在安排生产方案时，应尽量做到“四个满足”、“五个平衡”。
四个满足：
（1）满足主要产品产量的要求；
（2）满足原料综合利用的要求；
（3）满足淡旺季平衡生产的要求；
（4）满足经济效益的要求。
五个平衡：
（1）产品产量与原料供应量平衡；
（2）生产季节性与劳动力供应平衡；
（3）生产班次平衡；
（4）设备生产能力平衡；
（5）水、电、汽负荷平衡。
在编制产品方案时，还必须确定主要产品的产品规格和班产量。
班产量是工艺设计中最主要的计算基础。
班产量的大小直接影响到设备的配套、车间的布置和面积，公用设施和辅助设施的大小，以及劳动力的定员等。
本设计按每年生产300天，每天生产一班，每班生产六小时来安排生产方案的。
班产6t果味酸奶厂的生产方案如下表：
表1-5果味酸奶生产方案
产品名称
年产量（t）
班产量（t）
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
果味酸奶
1800
6
2.2原辅材料要求：
（1）原料乳：
新鲜，没有被微生物污染（符合GB317的要求）。
（2）水：
在酸奶中水的含量较高，加工用水及其他辅料应符合GB／19883的规定。
不能含有影响饮料风味和外观的不良成分。
外观：
无色透明，无悬浮物及沉淀物，静置24h不发生显著沉淀。
（3）食品添加剂和食品营养强化剂要求：
食品添加剂和食品营养强化剂的使用应符合GB2760和GB14880的规定。
2.3包装材料规格和要求
包装材料包括内包装材料和外包装材料，对饮料包装材料有如下的要求：
（1）对人体无毒害作用。
（2）具有一定的化学稳定性，不能与盛装物发生作用而影响其质量。
（3）加工性能良好、资源丰富、成本低，能满足工业化生产的需要。
（4）有良好的综合防护功能。
（5）在保证商品安全方面有良好的可靠性，耐压强度高，重量轻，不易变形损坏，而且便于携带和装卸。
包装材料：
（1）包装箱：
本厂均采用不带隔挡的瓦楞纸箱，要求纸箱水分含量不超过1%，紧度0.5g/c㎡，耐折度纵横平均值不小于1300，其他规定符合GB6543/86《瓦楞纸箱》。
（2）胶带：
选用100㎜宽的封箱胶带纸。
（3）粘合剂：
采用糊精粘合剂，棕褐色糊状胶体，粘结性较强
商标：
（1）内包装商标要求：
依据《中华人民共和国商标法》第九条规定申请注册的商标应当具有显著特征，便于识别，并不得与他人在先取得的合法权利相冲突；另依据《中华人民共和国商标法实施条例》相关规定商标须标注国名，公司名，产品名称，产品净重，主要成分，保质期，储存条件等，图样必须清晰、便于粘贴，用光洁耐用的纸张印刷或者用照片代替，长或者宽应当不大于10厘米，不小于5厘米。
（2）外包装标志：
箱外一侧印刷国名，公司名，品牌名，毛重，净重和批号等，一端印刷“轻放防潮”等字样，字迹应清楚，防止褪色。
2.4果味酸奶的生产工艺流程
2.4.1生产流程
预处理（如:
洗锅、烧水、清洗设备等）→配料（鲜奶、果汁、稳定剂）→搅拌及投料→煮料→过滤→调配→均质→杀菌→冷却→接种→发酵→分装→冷藏→成品
2.4.2操作要点
2.4.2.1预处理
煮料员在到车间后首先对所用的煮料锅、开水锅、冷热缸、储料缸先用水进行清洗,接着按不同的要求配制消毒水（一般的浓度为:
10ppm）对所需用的容器及工具、手套、过滤袋、机器等全部进行清洗消毒。
2.4.2.2配料
2.4.2.2.1原辅料的检验和称量
（1）配料员在接到生产计划通知单后,按照生产计划单选择原材料。
（2）对当天生产过程中所用到的原料、辅料、香精、色素等进行感观目测外检,从外包装的标签看是不是过期,未开封袋的察看是否有破袋、受潮、霉变、接块现象,在开袋后检察色和味是否正常、是否受潮和污染。
（3）香精和色素要在使用前进行摇匀;如发现色素有沉淀出现必须要用温水浸泡摇匀;如发现原辅料质量有异常立即通知车间主管,由车间主管反馈品管。
（4）当检查原辅料等没有质量问题后按计划通知单的顺序将原辅料配好（称量误差不超2g）放在规定摆放的位置,并先知煮料员每个品种的原料。
2.4.2.3水处理
地下水→化学加药处理（石灰乳、漂白粉、铁盐）→沉淀静水→砂滤→活性过滤→高分子微孔精滤→紫外线杀菌→饮料用水
注意事项:
（1）漂粉精控制3%～5%—杀菌作用。
（2）FeSO4配成5%溶液—除水中Fe、胶体物质。
（3）消石灰配成5%～10%溶液—除硬度、碱度、除水中Fe、Mn。
（4）石英砂—吸附有机微生物、杂质
（5）活性炭—吸附余氯、除臭味及有机物细菌、铁锰冲罐氯水浓度:
3ppm～5ppm即可（1%=10000ppm=10000mg/l）
（6）10ppm杀菌消毒剂:
量取1460浓度2%的二氧化氯称取29.2g柠檬酸（活化剂）投入消毒剂中以增加消毒效果。
2.4.2.4搅拌及投料
煮料员在煮料锅中放水到指示刻度后将准确称量的高果糖浆投入煮料锅中,在将配料员配的原料和白砂糖干拌均匀也投入煮料锅中,先不加热、搅拌2min。
2.4.2.5煮料及过滤
将蒸汽通入煮料锅边搅拌边加热并将下口的糖水排放出重新倒入锅中、防止搅拌不均匀反复操作3～4次,煮料过程中气压不得超过规定压力（0.25Mpa）待料液的温度至95℃以上在煮料锅的下口接上过滤器将已经煮好的料液过滤后储存在冷热缸。
2.4.2.6调配
（1）冷热缸里加入已用温水溶好的辅料（如:
甜蜜素、护色剂、柠檬酸钠等）搅拌均匀;当料液温度在75℃～80℃之间才可以加柠檬酸调pH值（按不同工艺pH值在3.8～4.3之间）如果出现意外事件立即通知工艺师到场。
（2）调色按工艺的要求进行调色,将所需要的色素的三分之二先投入煮好的料液中搅拌均匀,再将剩下部分色素按颜色深浅的需要慢慢调入料液中搅拌均匀、颜色以配清淡为主调。
保持同一类产品颜色一致（香精色素调配:
香橙味色素:
日落黄+柠檬黄;葡萄味色素:
果绿+柠檬黄）。
（3）香的温度不得高于75℃（温度高于75℃会造成香精的损失）,在调色之后加入香精,搅拌均匀,使料液保持相应的鲜果的香味。
2.4.2.7均质
将调配好的料液经泵打入均质机，使物料能更均匀的相互混合，改善料液外观的作用，使其色泽更为鲜艳，香度更浓，口感更醇。
2.4.2.8杀菌
（1）为避免微生物的繁殖，从密封到杀菌之间的时间不能超过1h。
（2）杀菌前，由杀菌操作工检测罐头的初温是否符合杀菌工艺规程的最低温度。
如果符合要求，则正常杀菌；否则，如果不符合要求，则要先将罐头加热至规定的最低温度后，预热5分钟后再杀菌。
（3）杀菌过程，杀菌操作工要严格按照杀菌工艺规程操作，认真观察水银温度计与自动记录仪、控制屏幕上的温度是否一致，并做记录。
（4）杀菌后，要迅速冷却到罐内温度30摄氏度后自然冷却。
车间用水为臭氧消毒水，无须加氯。
2.4.2.9冷却
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