【文章內容簡介】 設計作為膳食纖維乳飲料工廠設計的重要組成部分，是項綜合性的技術工作。在進行設計時，首先根據生產要求確定所需建筑物或構筑物的種類和大小，然后進行合理布局，繪出總平面圖紙。 基本原則首先考慮蕪湖三山區(qū)臨江工業(yè)園區(qū)常年風向，在進行工廠整體走向設計時，1）布置緊湊合理，節(jié)約用地。分期建設的工程，可一次設計，分期建設，為長期的發(fā)展留有余地；2）總平面設計應符合工廠生產工藝的要求①建筑物、道路的設置與分布應滿足膳食纖維乳飲料生產工藝的需要，使生產線最短、最方便；②廠區(qū)原料、人流、貨流、管路等的運輸路線，應合理布置，避免交叉錯亂，而且要保證廠區(qū)內外交通順暢③避免物料往返運輸，動力設施應接近負荷中心，以減少能耗，降低成本，變電站應靠近工廠負荷中心，制冷機房應接近變電站等；3）必須滿足工廠衛(wèi)生要求和食品安全要求①生產區(qū)和生活區(qū)，廠前區(qū)和生產區(qū)分開；②應根據生產性質不同、動力供應、貨運周轉和衛(wèi)生防火等分區(qū)布置。同時主車間應與食品衛(wèi)生有影響的車間分開，且設在上風向③廠區(qū)各建筑物應符合規(guī)劃要求，同時合理利用地質、地形和水文等自然條件④相互有影響的車擊劍，盡量不要放在同一建筑物里，相似車間盡量放在一起，提高場地利用率。 本工廠總平面設計（1）廠區(qū)主要建筑物：生產大樓（生產區(qū)和輔助生產區(qū)構成）、辦公科研樓（辦公區(qū)、科研區(qū)和醫(yī)務室構成）、工務樓（機修間、配電室和水粟房構成、職工生活區(qū)及排水系統(tǒng)，按照生產流程、運輸行程，以盡量縮短距離及節(jié)約用地為原則進行布置，盡量避免物料和成品的往返運輸。 （2）為節(jié)約用地、提高廠區(qū)綜合利用率，生產車間與輔助生產區(qū)同建于一棟樓中，分居兩側。生產車間空間范圍自第一層起至第三層，車間總高，輔助生產區(qū)構架分三層建設。為使成品輸出條件便利，成品倉庫建于第一層，高，兩頭開門，其中一面直接連通裝卸場。原料倉庫建于第三層，便于投料，建設高度。包裝材料及樣品庫、品保實驗室、參觀通道及更衣室等建于第二層，建設高度。其中參觀通道處，以透明鋼化玻璃與生產車間相隔，便于隨時進行生產管理。大樓總占地面積為，以鋼梁承重，釆用鋼框架結構建設。 （3）廠內科研辦公樓和職工宿舍樓以混凝土梁和混凝土柱作支撐，采用鋼筋混凝土框架結構建設；工務樓、廢水處理池、鍋爐房及活動中心以磚墻承重，采用磚混結構建設。 （4）為了保證廠區(qū)內工作人員人身安全以及生產安全，化學品庫獨立建設，鄰近主生產車間方位，占地面積，既為保證化學品輸出至生產車間進行工藝生產不受阻礙，又以免揮發(fā)性成分污染廠區(qū)環(huán)境、危害人體健康，故空留出適合通道作為出口后，化學品庫周邊均以綠化帶環(huán)繞。裝卸場設于生產大樓邊側，安裝地碌，寬度，路面以水泥混凝土鋪設。 （5）為了方便管理，遵循節(jié)約用地的原則，科研區(qū)與辦公區(qū)同建于一棟大樓。各主要建筑和易燃物附近均設有消防水龍頭和滅火器，以滿足防火要求。廠區(qū)主干道寬設計為，非主要道路寬為。廠區(qū)內以及四周，于建筑空地和預留地種植草坪，道路旁種植雪松等，做好廠區(qū)的綠化。 工廠主要部分占地面積 工廠主要部分占地面積見表12.表12 工廠主要部分占地面積序號工程項目名稱子項目名稱面積（m2）1生產車間60002倉庫原輔料庫720共：2070包裝車間及包材庫450成品庫9003輔助生產樓質檢室500共：1000品種實驗室250值班室30會議室120接待室1004全廠性生活設施辦公區(qū)2100共：4100餐廳214更衣室272廁所1265動力設施機修間80共：200配電室60水泵房606排水系統(tǒng)污水處理池300共：3007公用設施預留地800共：5400道路2000綠化2600總計：19070 總平面布置圖總平面布置圖見附圖1。第2章 產品方案設計 產品方案設計原則產品方案又稱為生產綱領，指生產線準備全年的產品數量、產期、生產班次等計劃安排。在安排產品方案時，應盡量做到“四個滿足”和“五個平衡”:“四個滿足”是：1. 滿足主要產品產量的需求2. 滿足原料綜合利用的需求3. 滿足淡旺季平衡生產的要求4. 滿足經濟效益的需求“五個平衡”是：1. 產品產量與原料供應要平衡2. 生產季節(jié)性與勞動力平衡3. 生產班次要平衡4. 產品生產量與設備生產能力要平衡5. 水、電、汽負荷要平衡 班產量的確定在編制產品方案時，還必須確定主要產品的產品規(guī)格和班產量。班產量是工藝設計中最重要的計算基礎，班產量的大小孩直接影響到設備的配套、車間的布置和面積、公用設施和輔助設施的大小，以及勞動力的定員等。決定班產量的因素主要有：原料供應的多少、配套設備的生產能力、每天上產班次及產品品種的搭配等。根據安徽當地的消費情況和市場的發(fā)展需要，以及原料供應、設備生產能力以及市場情況，年產膳食纖維乳飲料為500噸，根據年產量500噸的生產規(guī)模，產品的產量設計情況見表21. 表21 班產量設計名稱 年產量 年工作天數 日產量 備注膳食纖維 500噸 100 5噸 每天單班生產，有效 乳飲料 生產時間8小時， 純牛乳 500噸 100 5噸 每天單班生產，有效 生產時間8小時 膳食纖維乳飲料工廠年產500噸產品方案：表22 產品設計方案表產品年產量/t班產量/t123456789101112膳食纖維乳飲料500515515015540純牛乳500515015515045第3章 產品工藝流程及要點 果膠膳食纖維 果膠膳食纖維的提取工藝流程 果膠粉的提取工藝流程如圖31所示。濃縮脫色抽提預處理原料 成品干燥圖31 果膠膳食纖維提取工藝流程 工藝要點將蘋果渣在漂洗機煮沸約8min，除去果膠酶，轉入高速組織破碎機進行破碎，在儲料罐中浸泡30min后，用約40℃溫水反復洗滌2次，去除其中的可溶性糖類及色素等雜質去除，在流水線烘箱中約70℃進行烘干直至水分含量約8％。 加熱酸提 干燥后的的果渣按固液比1:10加入水充分混合，選取磷酸：亞硫酸=1:,90℃恒溫浸提1h左右,浸提過程中不加以攪拌，通過分離機進行離心分離，收集上層清液，將下層濕渣加入到相同體積酸性介質中再次酸解，靜置2h。％活性炭，在80℃下在物料泵攪拌下20min，過濾得脫色濾液[9]。 濃縮 采用超濾濃縮法，用切割相對分子為50000u的管式丙烯腈膜超濾器，在溫度為45℃、。％的果膠濃縮液。 干燥 采用噴霧干燥法，即壓力式噴霧干燥，通過將濃縮液在進料溫度150℃160℃，出料溫度220℃230℃的條件下干燥，連續(xù)化操作中可不斷得到粉末狀果膠。原奶凈乳均質配料標準化巴氏殺菌UHT化成品裝箱灌裝均質圖32膳食纖維乳飲料及純牛乳生產工藝流程 工藝要點 原料乳的要求及檢驗 制造優(yōu)良品質的乳制品，必須要選用質量優(yōu)良的原料乳，原料乳送到加工廠時，必須進行逐車或逐批驗收，驗收時對原料乳進行嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質、全脂乳固體、細菌數等進行嚴格檢驗，必須符合下列要求：（1）采用健康母牛擠出的新鮮天然乳汁； (2)不得使用產前15日內的胎乳和產后七天內的初乳（3）不得含有肉眼可見的機械雜質（4）具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來異味，如飼料味、苦味、臭味、霉味和澀味等（5）為均勻無沉淀的流體，呈濃厚粘性不得使用（6）色澤為白色或稍帶黃色，不得有紅色綠色或顯著黃色（7）酸度不超過20176。T（8）要求乳脂肪,蛋白質,非脂乳固體（9）不得使用任何化學物質和防腐劑 （10）汞和有機氯的殘留量應符合以下標準：汞≤,六六六≤ DDT≤ 原料乳的抗菌素檢測由于乳腺炎乳中白血球含量的增加,因此對乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治療乳腺炎時使用的抗菌素在乳中有一定的殘留量，實驗證明在乳中含有較低濃度的抗菌素時，對發(fā)酵也會有較大影響，同時引用喊抗生素的牛乳及乳制品對人的健康產生危害，因此建立快速安全高效抗生素檢測成為必要，表22是八種抗生素對發(fā)酵乳品的影響。表31 抗菌素對乳酸發(fā)酵的抑制劑量（IU/ml）四環(huán)素青霉素鏈霉素紅霉素金霉素土霉素枯草桿菌抗菌素 為準確、快速檢測抗菌素的含量，為乳飲料生產提供合格原料，引進了美國生產的SMAP抗菌素檢測儀，在10min內可以檢測原料乳中的抗菌素的含量，為生產優(yōu)質的產品打下良好的基礎。原料乳驗收后必須凈化其目的是去除乳中的機械雜質并減少微生物的數量,可以采用過濾凈化或離心凈化等。簡單的粗濾是在受乳槽上裝有過濾篩網并鋪上多層紗布進行,進一步過濾則采用雙聯(lián)過濾器,濾布應經常清洗滅菌。使用離心凈乳機可以顯著提高凈化效果,有利于提高制品質量。離心凈乳機還能將乳中的乳腺體細胞和某些微生物除去,凈乳機放在粗濾之后,冷卻之前。經過凈化的原料乳立即冷卻到510℃，以抑制細菌的繁殖。乳中的微生物的數量隨著貯存時間的長短和溫度高低而變化。牛乳基礎后微生物變化可以分為四個階段，即抗菌期、混合微生物期、乳酸菌繁殖期、酵母和霉菌發(fā)育期。在抗菌期內，乳中含有抑制微生物繁殖的抗菌物質，是細菌的繁殖受到抑制。但抗菌期的長短與貯存溫度有關，如表33所示 表33 抗菌期的長短與貯存溫度的關系 貯存溫度/(℃) 10 0 5 10 25 30 37 抗菌期/(小時) 240 48 36 24 6 3 2在本項目中冷卻使用板式熱交換器，將原料乳迅速冷卻到5℃以下泵入到貯乳罐中保持4℃貯存。為了保證工廠連續(xù)生產的需要，必須有一定的原料乳的貯存量，在該項目中，貯存原料乳的設備為4個50噸的貯乳罐。貯乳罐配有適當的攪拌機構，定時攪動液體，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均勻 原料乳的標準化為了使產品符合規(guī)格要求,乳制品中脂肪、蛋白質和非脂乳固體含量要保持一定的含量,符合生產產品要求。但是,原料乳中的脂肪、蛋白質和非脂乳固體含量隨乳牛的品種、地區(qū)、季節(jié)和飼養(yǎng)管理等因素不同有很大的差異,因此必須對原料乳進行標準化,調整原料乳脂肪、蛋白質和非脂乳固體的關系,使其比例符合制品的要求。我們引進瑞典利樂公司的現(xiàn)代化生產設備,稀乳油的標準化,原料乳經分離機分離成稀乳油和脫脂乳之后,再按生產需要將稀乳油按比例配與脫脂乳混合,制成要求脂肪和蛋白質含量的標準化乳。如果原料乳中脂肪含量不足時,應添加稀乳油或脫去部分脫脂乳,當原料乳中脂肪含量過高時,應添加脫脂乳或脫去部分稀乳油,標準化工作采用在線或配料罐中。 預熱殺菌原料乳在均質前進行預熱殺菌的目的有：（1） 初步殺死大部分的細菌和致病菌，使UHT的殺菌更徹底，以保證食品的安全性，以提高成品的貯藏性（2） 抑制酶的活性，以免成品產生脂肪水解，酶促褐變等不良現(xiàn)象（3） 控制乳的溫度在5080℃，使均質效果更好根據以上幾點，確定牛乳的預熱殺菌溫度為65℃ 巴氏殺菌 巴氏殺菌是為了使乳中的病原菌，尤其是耐熱性較強的結核菌都被殺死。本設計中巴氏殺菌乳殺菌采用75℃，15s. 均質 均質是指對脂肪球進行機械處理，使脂肪球呈均勻一致分散在乳中。經均質后乳有以下優(yōu)點：（1） 風味良好，口感佳。（2） 使產品不產生脂肪上浮現(xiàn)象。（3） 有利于人體對脂肪的消化吸收.均質采用二級均質，即無聊連續(xù)通過兩個均質頭， 將粘在一起的小脂肪球打開。較高的溫度均值效果較好，但溫度過高會引起乳脂肪、乳蛋白的變性，通過大量的試驗表明，均值溫度采取5580℃，均質壓力1825MPa效果最好，若溫度降低后在均質，不僅降低了均質效果，而且有時會使脂肪球形成乳油粒。純牛乳的殺菌采用國際較為先進的超高溫滅菌。UHT滅菌方式的出現(xiàn)，大大延長乳制品的貨架期，同時無需冷藏，不僅使產品從顏色、味道得到了改善，而且提高了產品的營養(yǎng)價值。超高溫瞬時滅菌是指物料在連續(xù)流動的狀態(tài)下通過熱交換器加熱至133150℃,在這一溫度下保持一段時間以達到商業(yè)無菌的水平，采用瑞典利樂公司的管式殺菌器，由于利用殺菌后的牛乳預熱4℃的為未殺菌的乳，大大的降低了能耗。 超高溫瞬時滅菌條件： 超高溫瞬時滅菌的條件可以用F0表示。F0滅菌段的滅菌效果，以分鐘（min）來表示，表示如下:F0=10(δ121)/Z(t/60) 式中 δ—滅菌溫度 t滅菌時間 Z對最耐熱的芽孢，Z值為10，因此按10計算。 F0值普遍用于計算滅菌條件，若已知D值和滅菌效率的要求，則可計算出F0，進而可以計算任一時間、溫度的組合以滿足F0