【導(dǎo)讀】工藝流程及乳粉生產(chǎn)中的主要設(shè)備。本設(shè)計主要是對日處理100噸鮮乳的脫脂乳粉廠生產(chǎn)工藝設(shè)計。及廠區(qū)布置，水、電、氣用量及費用進行了初步的設(shè)計方案。對重點工段的設(shè)備選型做了介紹與衡算。HACCP體系做了詳盡了解。圖、壓力式噴霧干燥塔設(shè)計圖、車間平面布置圖及全廠平面布置圖。

　　

【正文】 可得脫脂乳 ： =26?t/班 ? h 分出稀奶油 ： 1000 = 785. 8326??kg/班 ? h 物料平衡與產(chǎn)品計算 濃縮前乳量 設(shè)濃縮前損失為 %， 即 9 0 .5 7 1 0 0 0 (1 0 .2 % ) 9 0 3 8 8 .8 6? ? ? ?kg 每班每 h 要濃縮乳的量為： ?? kg/班 ? h 濃縮奶量 設(shè)濃縮乳主干物質(zhì)占 40%，則濃縮奶量為 % 1 % = %? ? ?（ ）kg 每班每 h 濃奶量為： =1601 .1926? kg/班 ? h 水分蒸發(fā)量 本設(shè)計選用濃縮時間為 7 小時， 100t 原料乳濃縮的水分蒸發(fā)量： 9 0 3 8 8 .8 6 1 9 2 1 4 .3 2 = 7 1 1 7 4 .5 4? kg 每班每 h 水分蒸發(fā)量 ： = 5083 .9027? kg/班 ? h 實際噴霧量 設(shè)實際噴霧中損失為 %， 即 1 9 2 1 4 .3 2 1 0 .5 % = 1 9 1 1 8 .2 5??（ ）kg 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 每班每 h 實際噴霧量： =1593 .1926?kg/班 ? h 噴霧干燥前 干物質(zhì)含量 1 9 1 1 8 .2 5 4 0 % = 7 6 4 7 .3 0? kg 噴霧乳粉量 設(shè)噴霧乳粉含水量為 8%，實際出粉損失計 %，即 =83 12 .2 81 8%?kg 則實際噴霧乳粉量 ： 8 3 1 2 .2 8 1 0 .2 % = 8 2 9 5 .6 6??（ ）kg 每班每 h 實際噴霧乳粉量為： 82 95 .6 6 = 69 1. 3026? kg 干燥出水量 1 9 1 1 8 .2 5 8 2 9 5 .6 6 = 1 0 8 2 2 .5 9? kg 每班每 h 出水量為 = 90 1. 8826? kg/班 ? h 實際產(chǎn)乳粉 二次干燥后的實際乳粉量（成品水分含量為 %）設(shè)二次干燥中成品損失計%，則實際乳粉量為 ： 1 8%82 95 .6 6 1 0. 2% = 79 34 .1 11 4%?? ? ? ?（ ）kg 每班每 h 實際產(chǎn)乳粉為 =66 ? kg/班 ? h 每千克乳粉所需的原料乳量 奶粉單耗 100000= = kg 原料乳 /kg 乳粉 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 包裝衡算 表 34 包裝規(guī)格表 [9] 包裝規(guī)格 袋損 占生產(chǎn)乳粉比例 備注 25kg/袋 1% 10% （ 1） 、箱數(shù) 每天實際生產(chǎn) ： 7934 .11 30% = 5950 . ? 袋 /d 實際需袋數(shù)： 5 9 5 0 .5 8 1 1 % = 6 0 1 0 .0 9??（ ）袋 /d 每天裝箱數(shù)： =37 袋 /d 實際需箱數(shù)： 3 7 5 .6 3 1 1 % = 3 7 9 .3 9??（ ）袋 /d 取整 ， 則實際需袋： 6011 袋 /d， 實際需 380 箱 /d （ 2） 25kg/袋裝乳粉日裝袋、箱數(shù) 每天實際生產(chǎn) 25kg/袋裝乳粉量： 79 34 .1 1 10 % = 31 .7 425 ? 袋 /d 實際需袋數(shù)： 3 1 .7 4 1 1 % ) 3 2 .0 5? ? ?（ 袋 /d， 即需要 33 袋 （ 3） 、箱數(shù) 每天實際生產(chǎn) ： 79 34 .1 1 20 % = 17 63 .1 ? 罐 /d 實際需罐數(shù)： 1 7 6 3 .1 4 1 1 % = 1 7 8 0 .7 7??（ ）罐 /d 每天裝箱數(shù)： = 箱 /d 實際需箱數(shù)： 5 9 .3 6 1 1 % = 5 9 .9 5??（ ）箱 /d 取整 ， 則實際需袋： 1781 罐 /d， 實際需 60 箱 /d （ 4） 、箱數(shù) 每天實際生產(chǎn) ： 7934 .11 40% = 3173 . ? 罐 /d 實際需罐數(shù)： 3 1 7 3 .6 4 1 1 % = 3 2 0 5 .3 8??（ ）罐 /d 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 每天裝箱數(shù)： =106. 8530箱 /d 實際需箱數(shù)： 1 0 6 .8 5 1 1 % = 1 0 7 .9 1??（ ）箱 /d 取整 ， 則實際需袋： 3206 罐 /d， 實際需 108 箱 /d 成品率 即生產(chǎn)出的乳粉量與所需乳的比值 成品率（對于原料乳） = 79 34 .11 = %100000 成品率（對于脫脂乳） = = % 表 35 物料衡算一覽表 序號 名稱 數(shù)據(jù) 備注 1 原料乳 100t F0=% S0=% 2 分離稀奶油量 h F1=40% S1=% 3 脫脂乳量 h F2=% S2=% 4 濃縮前乳量 h 濃縮前損失 % 5 濃縮奶量 h 濃縮時損失 % 6 濃縮水分蒸發(fā)量 h 7 噴霧量 h 噴霧時損失 % 8 實際噴霧乳粉量 h 損失 % 9 噴霧干燥出水量 h 10 實際產(chǎn)乳粉量 h 成品損失 % 11 奶粉單耗 原料乳 /kg 乳粉 12 袋裝袋 袋裝箱 6011 袋 /天 380 箱 /天 袋損 1% 16 袋一箱 箱損 1% 13 25kg 袋裝袋 33 袋天 14 罐裝袋 罐裝箱 1781 罐 /天 60 箱 罐損 1% 30 罐 /箱 箱損 1% 15 罐裝袋 罐裝箱 3206 罐 /天 60 箱 /天 罐損 1% 30 罐 /箱 箱損 1% 16 干物質(zhì)利用率 % 17 成品率 % % 相對于原料乳 相對于脫脂乳 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 4 濃縮設(shè)備選型與熱量衡算 設(shè)備選型 設(shè)計條件 本設(shè)計每日工作為兩班制，每班實際工作時間為 6 小時；且原料乳在標(biāo)準(zhǔn)化貯存后濃縮前的料液量為 ；標(biāo)準(zhǔn)乳中的固體含量為 %，濃縮乳濃度控制在 40% 原料液處理量： ??? kg/h 水分總蒸發(fā)量： 03 04 %( 1 ) 75 32 .41 ( 1 ) 65 33 .6140%XWM X? ? ? ? ? ? ?kg/h 表 41 雙效與三效主要參數(shù)對比 [10] 雙效 三效 生產(chǎn)能力：（約） 1200kg/h 3600～ 4000kg/h 蒸汽消耗量：（約） 620kg/h 800kg/h 冷卻水消耗量：（約） 12t/h 21t/h 由于本設(shè)計中原料液處理量相對較大，從表 31 可見三效比雙效節(jié)能，故選用三臺三效降膜式蒸發(fā)器并聯(lián)工作 。 每臺處理量為： ??kg/h 設(shè)備參數(shù) 表 42 設(shè)備參數(shù) [11] 設(shè)備型號 RNJM033200 殺菌 蒸汽消耗量 170 kg/h 蒸汽消耗量 1100kg/h 殺菌溫度 /時間 86～ 94℃ /24s 蒸發(fā)能力 ≥3200kg/h 冷卻水壓力 ～ 物料處理量 ≥4000kg/h 冷卻水排出溫度 40℃ 電機總功率 冷卻水進入溫度 20℃ 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 物料預(yù)熱溫度 表 43 物料預(yù)熱溫度 物料進口溫度 /℃ 物料出口溫度 /℃ 混合冷凝器 5 15 Ⅲ 15 35 Ⅱ 35 55 Ⅰ 55 78 殺菌器 78 94 各效參數(shù) 表 44 三效 降膜式蒸發(fā)器各效參數(shù) [12] Ⅰ 效 Ⅱ 效 Ⅲ 效 蒸發(fā)溫度 /℃ 70 57 45 真空度 /kPa 69 83 90 加熱蒸汽溫度 /℃ 81 70 57 物料進口溫度 /℃ 94 70 57 物料出口溫度 /℃ 70 57 45 出料濃度 % 21 30 48 注：以上提供的設(shè)備參數(shù)、預(yù)熱溫度以及各效參數(shù)是三效降膜式蒸發(fā)器的固定參數(shù)，該蒸發(fā)器的工藝流程見表 44。 熱焓 表 45 不同溫度水蒸氣的熱焓 H(生蒸汽 ) H0 H1 H2 H3 水蒸氣度 ℃ 81 70 57 45 熱焓 kJ/kg 本設(shè)計選用的飽和蒸汽壓強為 700kPa， 對應(yīng)溫度為 ℃ 。 表 46 不同溫度液態(tài)水的熱焓 液態(tài)水溫度 ℃ 20 40 45 液態(tài)水熱焓 kJ/kg 牛乳 比熱： CP 牛 =? ℃ 水的比熱： CP 水 = kJ/kg? ℃ 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 表 47 進出料的熱焓 溫度 熱焓 進料 5℃ kJ/kg 出料 45℃ kJ/kg 熱量衡算 各效蒸發(fā)水量 已知每臺機器的原料液處理量為： ? kg/h 011 04 %( 1 ) 37 66 .20 5 ( 1 ) 28 14 .9721%XWG X? ? ? ? ? ? ?kg/h 121221%( ) ( 1 ) ( 37 66 .2 05 28 14 .9 7 ) ( 1 ) 28 5. 3830%XW G W X? ? ? ? ? ? ? ? ?kg/h 23 1 2330%( ) ( 1 ) ( 3 7 6 6 .2 0 5 2 8 1 4 .9 7 2 8 5 .3 8 ) ( 1 ) 2 4 9 .7 048%XW G W W X? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?kg/h 濃縮物料時所需熱量及蒸汽消耗量計算 ⑴ 蒸發(fā)水分所需熱量 39。61 1 1 2 8 1 4 . 9 7 2 3 3 1 . 3 6 . 5 6 1 0Q W H? ? ? ? ? ?kJ/h 39。52 2 2 2 8 5 . 3 8 2 3 6 6 . 5 6 . 7 5 1 0Q W H? ? ? ? ? ?kJ/h 3 3 3 2 4 9 . 7 0 2 3 8 9 . 5 5 . 9 7 1 0Q W H? ? ? ? ? ?kJ/h ⑵ 物料自行沸騰時的熱量 公式： 1 [ 0 . 5 7 0 . 0 0 1 8 ( 2 0PC X t? ? ? ? ? ?平 均 ） ] 單位： kcal/kg℃ ①
物料沸騰時的潛熱（ 1kJ =） 1 9 4 7 01 0 .0 5 3 0 4 [ 0 .5 7 0 .0 0 1 8 ( 2 0 = k k g2PC ?? ? ? ? ? ? ） ]=℃ 4 . 0 9 J / ℃ 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 2 7 0 5 71 0 .2 1 [ 0 .5 7 0 .0 0 1 8 ( 2 0 = k g2PC ?? ? ? ? ? ? ?） ]=℃ ℃ 3 5 7 4 51 0 .3 0 [ 0 .5 7 0 .0 0 1 8 ( 2 0 =2PC ?? ? ? ? ? ? ?） ]=℃ ℃ ② 物料自行沸騰時的熱量計算 39。39。 51 1 1t 3 7 6 6 . 2 0 5 4 . 0 9 ( 9 4 7 0 ) 3 . 7 0 1 0 k / hPQ G C J? ? ? ? ? ? ? ? ? ?39。39。 42 1 2 2( ) t ( 3 7 6 6 . 2 0 5 2 8 1 4 . 9 7 ) 3 . 7 5 ( 7 0 5 7 ) 4 . 6 4 1 0 k / hPQ G W C J? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?39。39。 43 1 2 3 3( ) t ( 3 7 6 6 . 2 0 5 2 8 1 4 . 9 7 2 8 5 . 3 8 ) 3 . 5 6 ( 5 7 4 5 ) 2 . 8 4 1 0 k / hPQ G W W C J? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?⑶ 加熱各管供給熱量 蒸發(fā)水分熱量 ( 39。Q )=物料自行沸騰時放出的熱量 ( 39。39。Q )+加熱各管供給熱量 (Q） 39。 39。39。 6 5 6111 6 . 5 6 1 0 3 . 7 0 1 0 6 . 1 9 1 0Q? ? ? ? ? ? ? ?kJ/h 39。 39。39。 5 4 5222 6 .7 5 1 0 4 .6 4 1 0 6 .2 9 1 0Q? ? ? ? ? ? ? ?kJ/h 39。 39。39。 5 4 5333 5 . 9 7 1 0 2 . 8 4 1 0 5 . 6 9 1 0Q? ? ? ? ? ? ? ?kJ/h ⑷ 各效消耗蒸汽量 611 0 6 . 1 9 1 0 2 6 8 2 . 0 92 3 0 7 . 9QD H ?? ? ?kg/h 522 1 6 .2 9 1 0 2 6 9 .8 12 3 3 1 .3QD H ?? ? ?kg/h 533 2 5 . 6 9 1 0 2 4 0 . 4 42 3 6 6 . 5QD H ?? ? ?kg/h 預(yù)熱物料所需熱量及蒸汽消耗量計算 ⑴ 混合冷凝器預(yù)熱 500q = t = 3 7 6 6 . 2 0 5 3 . 9 3 6 1 5 5 = 1 . 4 8 1 0GC? ? ? ? ? ? ?牛 （ ）kJ/h 消耗蒸汽： 500 3q 1 .4 8 1 0d = = = 6 2 .0 4