【正文】 可以使物料搬運(yùn)費(fèi)用減少 10—30%。工廠布置，在發(fā)達(dá)國(guó)家被認(rèn)為是加速生產(chǎn)率提高的決定性因素之一。由于市場(chǎng)需求迅速變化，產(chǎn)品加速換代，工藝設(shè)備加快更新，在美國(guó)每年約有 1/4 的企業(yè)要對(duì)布置進(jìn)行調(diào)整，從中取得效益。許多工程專家對(duì)優(yōu)化布置設(shè)計(jì)作了很多研究，最初運(yùn)用“經(jīng)驗(yàn)法則 ”，采用繪圖形、擺樣片、堆砂盤、做模型等手工靜態(tài)布置方法；進(jìn)而運(yùn)用數(shù)學(xué)分析方法、圖解方法。以至現(xiàn)代運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助布置設(shè)計(jì)，優(yōu)化布置設(shè)計(jì)有了長(zhǎng)足發(fā)展。優(yōu)化布置設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要滿足工藝過(guò)程的需要，最有效地利用時(shí)空，使物料搬運(yùn)費(fèi)用最低，保持生產(chǎn)的預(yù)先柔性，并為員工提供方便、安全、舒適的作業(yè)環(huán)境。本項(xiàng)目中，只有主車間和灌裝車間高度為 5 米，其余建筑高度均為 4 米，從車間正門進(jìn)入是正門大廳，緊接著進(jìn)入走廊，走廊南部有機(jī)修間、備件庫(kù)、化驗(yàn)室、保溫間、辦公室和員工進(jìn)入車間前的換衣、洗浴等生活設(shè)施；而緊靠走廊北部為生產(chǎn)車間主體，包括主車間、灌裝間、CIP 間等；收奶間、原輔料儲(chǔ)存間等建在西北方向，而三個(gè)成品庫(kù)建在東北方向，與制冷間毗鄰，便于制冷；配電間、水處理間安置在東側(cè)。在本項(xiàng)目的平面布置中，力求使人流、物流分開，避免交叉，同時(shí)又是生產(chǎn)從原料到成品的加工距離最短，以提高效率。從車間正門進(jìn)去便是大廳，右邊是通往車間的主道，廠區(qū)左邊有另一通道進(jìn)去主要是化驗(yàn)室和辦公區(qū)，穿過(guò)大廳是換鞋室，換鞋室前是走廊、走廊右邊是更衣室、衣物消毒間、沐浴間、洗手間這些都屬于車間生活區(qū)，在收發(fā)室設(shè)有側(cè)門，方便人員的進(jìn)出，挨著收發(fā)室是員工的臨時(shí)用餐區(qū)，因?yàn)楸緩S規(guī)模不大不設(shè)食堂，再往前主要是生活區(qū)與車間的一個(gè)緩沖間。主車間主要是預(yù)處理間，配料間和灌裝間，都得到了合理的布局。TBA 包裝區(qū)的前面是灌裝間，后面是冷庫(kù)、倉(cāng)庫(kù)，垃圾房單獨(dú)分離出來(lái)防止交叉污染，配料間設(shè)有原材料的緩沖間和 CIP 室。 廠區(qū)左邊有另一通道進(jìn)去主要是化驗(yàn)室和辦公區(qū)，輔助設(shè)施有配電室、空壓機(jī)房、水處理機(jī)、水箱間等設(shè)備間與生產(chǎn)車間有一隔離帶，使它們既不相互影響又相互聯(lián)系方便。13 / 4714 / 47第 4 章 物料衡算 原料乳及產(chǎn)品成分的要求 原料乳成分脂肪 F0 ≥%；蛋白質(zhì) P ≥%；乳糖 L ≥%；非脂干物質(zhì) S0 ≥%；總干物質(zhì) Ts ≥%；脂肪與非脂干物質(zhì)比 R＇= 成品乳的成分脂肪 F0 ≥%；蛋白質(zhì) P0 ≥%；非脂干物質(zhì) S0 ≥%；總干物質(zhì) Ts ≥%；脂肪與非脂干物質(zhì)比 R= 標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算 從原料乳中直接標(biāo)準(zhǔn)化（在線標(biāo)準(zhǔn)化）配成標(biāo)準(zhǔn)化乳（1）原乳成分：牛乳的成分隨著地區(qū)與季節(jié)等都有不同，現(xiàn)假定成分為：脂肪含量 =4%，非脂0F乳固體 =8%，脂肪/非脂乳固體 R＇=4/8= （2）成品標(biāo)準(zhǔn)：原乳 R’= 計(jì)算數(shù)值 R=，R’＞R，可見原乳中脂肪含量偏高，必須自原乳中提取稀乳油或向原乳中添加脂肪乳才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的成分。（3）稀奶油及脫脂乳中的非脂干物質(zhì)的計(jì)算設(shè)定：當(dāng)預(yù)熱溫度為 40℃時(shí)，脫脂乳含脂肪 =% ；稀奶油含脂肪 = 40%1F2F假定原乳脫脂后，稀乳油及脫脂乳中之非脂乳固體與無(wú)脂乳之比不變 [8]。稀乳油中非脂乳固體： ????% ???????SNF脫脂乳中非脂乳固體：15 / 47 ????% ???????FSNF（4）每噸原料乳應(yīng)提取含脂肪 40%的稀奶油量(Qc)：????（5）每噸原料乳中應(yīng)進(jìn)行脫脂的原乳量(M)： ????kgFMC ?????（6）標(biāo)準(zhǔn)化乳的成分（脂肪含量 ，非脂乳固體 ）：33SNF ?????% 102102??????SFRSNRF %.?S 在原料乳中添加乳脂肪配成標(biāo)準(zhǔn)化乳（1）原乳成分：牛乳的成分隨著地區(qū)與季節(jié)等都有不同，現(xiàn)假定成分為：脂肪含量 =%，非0F脂乳固體 =%，脂肪 /非脂乳固體 R＇= （2）成品標(biāo)準(zhǔn)：原乳 R’= 計(jì)算數(shù)值 R=，R’＜R，可見原乳中脂肪含量偏低，必須向原乳中添加脂肪乳才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的成分。（3）稀奶油中的非脂干物質(zhì)的計(jì)算設(shè)定：當(dāng)預(yù)熱溫度為 40℃時(shí)，稀奶油含脂肪 = 40%，則稀乳油中非脂乳固體：2F????% ???????FSNF（4）每噸原料乳應(yīng)添加含脂肪 40%的稀奶油量(Qc) ?kgRSQC .. ????（5）標(biāo)準(zhǔn)化乳的成分（脂肪含量 ，非脂乳固體 ）3F3SNF ????%30. ????CCQF ????68. . 10 CCSFNS16 / 47 車間物料平衡計(jì)算 以生產(chǎn)一噸果肉型酸乳成品為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算（1）1000kg果肉型酸乳成品灌裝前的質(zhì)量。檢樣、灌裝（損失率按 %計(jì)算）????%. ??????? （2）： 80%≈ （3）： 8%≈ （4）： 10%≈其中，3／10≈,4 ／10≈（5）標(biāo)準(zhǔn)化乳經(jīng)均質(zhì)、殺菌（損耗按 %計(jì)算）??%????（6）標(biāo)準(zhǔn)化乳經(jīng)輸送、冷卻、貯存（損失率按 %計(jì)算）?? ??? （7）所需原料乳的量為（%計(jì)算） ??????表 41 果肉型酸奶生產(chǎn)線所用原輔材料耗算（包材損耗率 2%）17 / 47名稱 規(guī)格 單位 單位產(chǎn)品消耗 日耗量 實(shí)際日耗量原料乳 無(wú)抗鮮乳 kg/T 800 80 噸 噸白砂糖 優(yōu)級(jí) kg/T 80 8 噸 噸無(wú)抗全脂粉 優(yōu)級(jí) kg/T 中間發(fā)酵劑 食用型 kg/T 80kg 80kg塑杯 250g 杯/ T 4000 400000 杯 408000 杯吸管 HXST 型直管 支/ 杯 1 支 400000 支 408000 支紙盒 8 杯 盒/T 500 盒 50000 盒 50050 盒 菠蘿果肉 12 mm179。 kg/T 100 3 噸 噸 草莓果肉 12 mm179。 kg/T 100 3 噸 噸 黃桃果肉 12 mm179。 kg/T 100 4 噸 噸 穩(wěn)定劑 食用型 kg/T 15kg 15kg18 / 47第 5 章 熱量衡算乳品工廠熱交換設(shè)備主要用于原料乳的冷卻、加熱和殺菌等操作。在原料乳的加工生產(chǎn)過(guò)程中，主要有以下四種殺菌形式：（1）低溫長(zhǎng)時(shí)殺菌法，即63℃,30min；（2）中溫瞬時(shí)加熱法，即72~75℃ ，保溫15s ；（3）高溫短時(shí)殺菌法，即85~95℃，保溫5~10min；（4）超高溫瞬時(shí)殺菌法，130~150℃，1~5s 。目前，酸奶系列產(chǎn)品生產(chǎn)上多采用高溫短時(shí)殺菌法，效果較好，且應(yīng)用十分廣泛。因此本設(shè)計(jì)也采用高溫短時(shí)殺菌法（95℃ ，300S）。 原料乳冷卻階段熱量計(jì)算 將乳冷卻是獲得優(yōu)質(zhì)原料乳的必要前提。剛擠下來(lái)的乳，溫度約36℃，一般要冷卻到4℃左右。現(xiàn)將原料乳冷卻階段的熱量變化計(jì)算如下： Q=VρC△t =5000102032247。1000 =644640kJ/h式中，V——板式換熱器每小時(shí)處理乳的量（L/h）；ρ——牛乳密度（kg/ ）；2mC——比熱容 KJ/(kg℃)；△t溫度差（ ℃） 預(yù)熱、均質(zhì)、超高溫滅菌階段熱量計(jì)算相同處理能力的板式換熱器（5000L/h）用于乳的熱處理，但是設(shè)備裝有單效蒸發(fā)器，可將乳濃縮到所需要的固體含量。其溫度變化如下：（1）通過(guò)熱交換使進(jìn)入的冷乳從5℃預(yù)熱到70℃ ，即利用蒸發(fā)器冷凝水的能量；（2）接著用熱水將70℃的乳繼續(xù)加熱到 90℃，進(jìn)入蒸發(fā)器（為了得到所需要的乳固體含量，使乳在蒸發(fā)器內(nèi)部循環(huán)，乳在換熱器的加熱段流速為19000L/h）；（3）濃縮乳于75℃離開蒸發(fā)器，進(jìn)入均質(zhì)機(jī)，然后通過(guò)熱交換使其加熱到121℃ ，即利用加熱過(guò)的乳的能量；（4）用熱水將121℃的濃縮乳加熱到 135℃；（5）通過(guò)熱交換器使加熱過(guò)的乳從135℃冷卻到90℃ ，即將能量傳到75℃的濃縮乳中；（6）然后用冷水使乳從90℃冷卻到2030℃ ，灌裝 [9]。19 / 47 圖51 工藝流程圖該方式熱回收百分率的計(jì)算復(fù)雜。最簡(jiǎn)單的方法是用熱交換所得到的熱量除以總的熱負(fù)荷，再乘以100，即得熱回收百分率。計(jì)算如下：（1）570 ℃（熱交換）：得到的熱量為 655000＝1309425 kJ/h（2）7090 ℃（熱水）：熱負(fù)荷為 205000＝402900 kJ/h（3）75121℃（熱交換）：得到的熱量為 465000＝926670 kJ/h（4）121135℃（熱水）：熱負(fù)荷為 145000＝282030 kJ/h因此總的熱負(fù)荷為：1309425+402900+926670+282030=2921025 kJ/h通過(guò)熱交換得到的熱量為：1309425+926670=2236095 kJ/h熱回收百分率為：2236095/2921025=%。第 6 章 主要設(shè)備選型 生產(chǎn)設(shè)備流程簡(jiǎn)介（見附圖 1） 設(shè)備選型說(shuō)明合理的選擇生產(chǎn)設(shè)備可以充分發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)效率，節(jié)省投資，提高產(chǎn)品質(zhì)量，20 / 47生產(chǎn)設(shè)備選擇不當(dāng)可能既浪費(fèi)投資，又達(dá)不到預(yù)期的產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)備的選擇還會(huì)影響基建的投入和設(shè)施的布置。 設(shè)備選擇原則生產(chǎn)設(shè)備選擇的一般原則有：(1)選擇設(shè)備要滿足生產(chǎn)工藝技術(shù)及工藝流程要求；(2)選擇設(shè)備要符合 GMP 規(guī)范的有關(guān)條例要求；(3)選擇在行業(yè)中處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的設(shè)備；(4)動(dòng)力設(shè)備考慮到節(jié)能、低耗、無(wú)污染 [10]?！妒称沸l(wèi)生通則》(CAC/RCPI 一 1989)以及《食品企通用衛(wèi)生規(guī)范 》(GB14881 一1994)中還對(duì)食品企業(yè)的設(shè)備選擇有專門的規(guī)定，是設(shè)備選擇必須遵循的行業(yè)性法規(guī)。它主要對(duì)設(shè)備的衛(wèi)生方面有特別的要求，選擇設(shè)備時(shí)必須嚴(yán)格遵守。 生產(chǎn)設(shè)備選型根據(jù)設(shè)備選擇的原則，工藝計(jì)算中的要求，選擇設(shè)備。具體設(shè)備一覽表見表 62。表 61 生產(chǎn)設(shè)備一覽表不同工段 設(shè)備名稱 型號(hào) 規(guī)格 數(shù)量 產(chǎn)地 收 乳泵 BAN150 20T /h 5 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)乳 板式換熱器 20T/h 4 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)系 脫氣罐 15T /h 1 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)統(tǒng) 流量計(jì) PROMAG33D DN50 2 個(gè) 進(jìn)口 奶倉(cāng) RZWGO110B 5000L 3 個(gè) 國(guó)產(chǎn)配 乳泵 BAN150 10 /h 4 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)料 板式換熱器 16㎡ 4 套 國(guó)產(chǎn)系 均質(zhì)機(jī) HONGQ5000P25 5000L/h 2 臺(tái) 進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)統(tǒng) 水合罐 RHLRO120 20L/h 5 個(gè) 國(guó)產(chǎn)21 / 47 配料罐 RHLRO125 25T/h 4 個(gè) 國(guó)產(chǎn)均 均質(zhì)機(jī) HOMQ5000P25 5000L/h 2 臺(tái) 進(jìn)口、國(guó)產(chǎn)質(zhì) UHT 設(shè)備 5000L/h 1 套 進(jìn)口殺 乳平衡罐 5000L/h 4 個(gè) 國(guó)產(chǎn)菌 板式換熱器 16㎡ 4 套 國(guó)產(chǎn)階 熱水泵 BAW150 10 /h 3 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)段 暫存罐 40T 3 臺(tái) 國(guó)產(chǎn)酸 菌種罐 RZGZO3300 2022L 4 套 國(guó)產(chǎn)乳 冷水罐 RZGZO12B 2022L 1 個(gè) 國(guó)產(chǎn)工 發(fā)酵罐 RZGZO12B 20T 6 個(gè) 國(guó)產(chǎn)段