【正文】 11. 全國(guó)乳品機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì) GB12073一 1989乳品設(shè)備安全衛(wèi)生【5】.北京:標(biāo)準(zhǔn)出版社，1990.。參考文獻(xiàn)1. 無(wú)錫輕工大學(xué)食品工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)四].北京:輕工業(yè)出版社，1999.2. ，2001，(5):1417此外在生產(chǎn)工藝和設(shè)備的選型上符合食品衛(wèi)生安全要求，工藝設(shè)計(jì)合理、生產(chǎn)技術(shù)水平高，同時(shí)考慮到節(jié)能環(huán)保的要求，針對(duì)具體的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)分析和設(shè)計(jì)，所涉及的特殊設(shè)計(jì)都具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，大多數(shù)設(shè)備投資在4個(gè)月到2年的時(shí)間內(nèi)收回投資成本，年節(jié)省生產(chǎn)成本超過(guò)330萬(wàn)元，同時(shí)減少生產(chǎn)污水和能量的排放。本設(shè)計(jì)由于采用自動(dòng)化操作，因此操作簡(jiǎn)單，便于維護(hù)和保養(yǎng)，能夠有效地提高勞動(dòng)生產(chǎn)產(chǎn)率，除了灌裝機(jī)操作人員外，前處理系統(tǒng)每班8人即可完成所有生產(chǎn)。設(shè)備利用率和生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，對(duì)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生影響的環(huán)節(jié)均有控制，符合GMP及HACCP要求。本設(shè)計(jì)按照不同的生產(chǎn)職能對(duì)各工序進(jìn)行了劃分，各工序操作獨(dú)立性高，生產(chǎn)過(guò)程清晰，關(guān)鍵參數(shù)的控制由電腦完成，避免因操作工人水平參差不齊而影響產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容是采用原奶利用現(xiàn)代化自動(dòng)加工設(shè)備，充分考慮保護(hù)酸奶品質(zhì)和消費(fèi)者得需求，極大的保護(hù)酸奶粘稠度，減低原料消耗，通過(guò)對(duì)不同工藝和設(shè)備的選擇，采用經(jīng)濟(jì)合理的搭配方式，設(shè)計(jì)出產(chǎn)品質(zhì)量高、運(yùn)行成本低的自動(dòng)化工廠。由于本設(shè)計(jì)主要關(guān)注于工藝設(shè)計(jì)方面，因此對(duì)于節(jié)能和環(huán)保設(shè)備的投資也為基于相似工程數(shù)據(jù)的估算，具有一定的參考意義，對(duì)該投資回報(bào)僅做的投資回報(bào)期計(jì)算和說(shuō)明。第六章 全文小結(jié) 設(shè)計(jì)小結(jié)本設(shè)計(jì)內(nèi)容為《日產(chǎn)300噸高品質(zhì)酸奶工廠設(shè)計(jì)》，它是以目前城市型乳業(yè)公司酸奶的發(fā)展規(guī)模和運(yùn)行模式為藍(lán)本，結(jié)合現(xiàn)在最新生產(chǎn)工藝和節(jié)能環(huán)保要求，采用以全自動(dòng)運(yùn)行工廠為基礎(chǔ)模式，部分采用手工操作，生產(chǎn)出高質(zhì)量并具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，同時(shí)考慮到節(jié)省投資、降低生產(chǎn)成本，在工廠中使用關(guān)于能源等在利用的設(shè)計(jì)，節(jié)約了非?？捎^的運(yùn)行成本。生產(chǎn)過(guò)程中的奶水混合物在混料的過(guò)程中可以作為配料用水進(jìn)行使用，而奶水混合物中的牛奶也可以給產(chǎn)品提供乳固體，以日生產(chǎn)20批次計(jì)算，每批次產(chǎn)生奶水混合物200～250Kg計(jì)算，日產(chǎn)生奶水混合物為4000～500OKg，奶水混合物中的奶的含量為2%，生產(chǎn)用水成本4元/噸。蒸汽成本以120元/噸計(jì)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，按照峰值的60%估算品均耗量，即:*60%=，按照冷凝水回收量的80%進(jìn)行計(jì)算，回收過(guò)程中能量損失30%，即△T=(9520)*(l20%)=60℃。蒸汽成本以120元/噸計(jì)。經(jīng)計(jì)算，本工廠塔水峰值消耗量為81000L/Hr，正常生產(chǎn)以60%的使用量計(jì)，即塔水平均消耗量為48000L/小時(shí)，通常換熱器的換熱溫差為12℃，因此塔水回水的溫度至少比生產(chǎn)用水高12℃，熱交換必須要有一定的溫差，通常設(shè)計(jì)溫差為2℃，由此可以按照回收10℃溫差的能量。每年能夠節(jié)約:*120*365=64824元因此。每年能夠節(jié)約:*120*365二50764元預(yù)殺菌機(jī)殺菌溫度為72℃，均質(zhì)溫度為60度，熱效率為70%，本設(shè)計(jì)中殺菌機(jī)選用5段式殺菌機(jī)，熱效率可以達(dá)88%。通常酸奶殺菌機(jī)為四段式，均質(zhì)溫度為65~70度，熱效率為 76～82%，本設(shè)計(jì)中酸奶巴氏殺菌機(jī)選用5段式殺菌機(jī)，熱效率可以達(dá)到92%。該工藝的使用需要增加混料緩沖罐，同時(shí)減小混料罐的容積，混料緩沖系統(tǒng)設(shè)備投資約為:200萬(wàn)元，設(shè)備的投資回報(bào)期為13個(gè)月，本投資經(jīng)濟(jì)可行，效益顯著。蒸汽每噸120元計(jì)算，每年蒸汽節(jié)約為:*120*365=810，300元。每噸冰水的冷量為:Q=1000**(142)=50，400KJ，需要14KW時(shí)的電量。設(shè)計(jì)中人流路線與物流路線沒(méi)有交叉，因此能夠避免事故和操作失誤。恒溫月臺(tái)能夠避免成品在分配過(guò)程中處于高溫環(huán)境，從而造成對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。主車(chē)間物流為南北走向，人流為東西走向，因此，在主廠房北側(cè)設(shè)置原輔料倉(cāng)庫(kù)和容器整理中心，對(duì)原、輔料進(jìn)行儲(chǔ)存和瓶、箱等包裝容器的初步清潔和整理。 工廠平面設(shè)計(jì)現(xiàn)在食品工廠大多采用輕鋼結(jié)構(gòu)的廠房，輕鋼建筑材料重量輕、建設(shè)周期短，相對(duì)建筑成本比較低，同時(shí)，輕鋼結(jié)構(gòu)廠房相對(duì)跨度大，對(duì)設(shè)備在廠房中的布置影響小，框架結(jié)構(gòu)對(duì)于不同功能分隔和以后的變更都非常的方便，因此，本設(shè)計(jì)也將采用輕鋼結(jié)構(gòu)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)以上原則排出《生產(chǎn)排班表》見(jiàn)附件一。主要生產(chǎn)原則如下:不考慮等待和異常情況；生產(chǎn)所使用設(shè)備在停止使用后2小時(shí)內(nèi)必須清洗所有非受熱設(shè)備在生產(chǎn)結(jié)束后進(jìn)行堿清洗；所有受熱設(shè)備、發(fā)酵罐以及灌裝機(jī)在生產(chǎn)結(jié)束后必須進(jìn)行酸堿清洗；巴氏殺菌設(shè)備后的管路、罐體、灌裝機(jī)等與產(chǎn)品接觸的設(shè)備在使用之前必須進(jìn)過(guò)消毒；灌裝以單一品種、當(dāng)班最大生產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)。 奶回收系統(tǒng)選擇生產(chǎn)過(guò)程中不可避免有水頂奶和奶頂水的過(guò)程，因此為提高水和奶的利用率，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)的水奶混合物進(jìn)行回收，以日生產(chǎn)20批次計(jì)算，每批次產(chǎn)生奶水混合物200250Kg計(jì)算，日產(chǎn)生奶水混合物為4000、5000Kg，本設(shè)計(jì)采用2只6000升的奶水回收罐進(jìn)行回收，回收罐采用冰水夾套冷卻儲(chǔ)存，保證產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)過(guò)程中成品的頂料不能采用普通的處理軟水，本設(shè)計(jì)采用經(jīng)過(guò)消毒處理的巴氏消毒水進(jìn)行，以日頂水40次計(jì)算，每次頂水量為100、150升，因此，巴氏水儲(chǔ)罐的容積為6000升。 CIP清洗系統(tǒng)的選擇經(jīng)統(tǒng)計(jì)，整個(gè)工廠的CIP清洗目標(biāo)為78個(gè)罐及管線，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每條清洗線的清洗目標(biāo)為10個(gè)左右，生產(chǎn)安排比較順利，并且為保證產(chǎn)品質(zhì)量，要求生熟設(shè)備分開(kāi)清洗，因此，本設(shè)計(jì)的CIP清洗壓力線為8條，分為2個(gè)清洗站，CIP罐的容積為8000升。根據(jù)產(chǎn)品方案和物料衡算，本設(shè)計(jì)工廠日耗奶量為266噸，通常牧場(chǎng)擠奶的時(shí)間為早晨、中午和下午，為盡快排空奶車(chē)方便運(yùn)輸，需要將收奶時(shí)間控制在6”8小時(shí)以內(nèi)，尤其是在高峰時(shí)期需要盡快將牛奶卸車(chē)?yán)鋮s，因此本設(shè)計(jì)采用2條收奶線進(jìn)行收奶，每條收奶線能力為20噸/小時(shí)。 混料系統(tǒng)設(shè)備選擇由于混料過(guò)程需要對(duì)物料進(jìn)行升降溫，為避免升降溫造成的能源消耗過(guò)多，盡量避免混料的物料過(guò)多，通?；炝狭繛?/3～1/2，暫存罐的容積為15000升，因此混料罐的容積為5000升～7500升，考慮到提高混料效率，并且在奶源不足時(shí)需要采用部分還原奶，本設(shè)計(jì)在生產(chǎn)1/3比例時(shí)一次配2罐物料，考慮到設(shè)備的制造及生產(chǎn)計(jì)量便于計(jì)算，兩套混料設(shè)備的混料罐容積分別為12000升和8000升，同時(shí)根據(jù)投料量選擇混料設(shè)備的能力分別為:16000升/小時(shí)和12000升/小時(shí)。種子發(fā)酵劑的原料在罐中進(jìn)行處理，利用夾套進(jìn)行升溫及降溫，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，加熱介質(zhì)采用熱水、冷卻介質(zhì)采用冰水。通常繼代式酸奶發(fā)酵劑的添加量為2%一3%，因此根據(jù)凝固性酸奶的生產(chǎn)量100噸/日計(jì)算，日消耗菌種3噸，為保證菌種儲(chǔ)存的質(zhì)量，因此設(shè)計(jì)為每天使用一罐菌種，即菌種罐容量為3噸，考慮到繼代式菌種的生產(chǎn)周期為一天，為保證正常生產(chǎn)有足夠數(shù)量和質(zhì)量的菌種，因此菌種罐輪換周期為3罐2周轉(zhuǎn)，即每次生產(chǎn)2罐菌種，保持每天有一罐菌種作生產(chǎn)備份，從而保證生產(chǎn)對(duì)發(fā)酵劑的要求。為保證較好的攪拌效率，容積較大的發(fā)酵罐可以使用雙層或者三層攪拌器，以慢速攪拌達(dá)到降低剪切力的作用，需要注意的是由于攪拌槳較大，攪拌槳在清洗過(guò)程中應(yīng)該經(jīng)常變換角度以方便清洗，如背面不能清洗干凈，需要單獨(dú)配置清洗球，來(lái)達(dá)到清洗干凈的目的。另外需要注意的是，在選擇罐內(nèi)物位計(jì)量顯示設(shè)備的時(shí)候，由于罐體為密封罐，選用壓力傳感器應(yīng)該考慮到無(wú)菌空氣產(chǎn)生的靜壓，通?？梢赃x擇電容式傳感器、雷達(dá)式傳感器，或者選擇壓差式傳感器進(jìn)行測(cè)量。由于發(fā)酵罐為密封罐體，因此需要安裝卸壓裝置，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，可以通過(guò)卸壓閥釋放壓力，保證設(shè)備安全，同時(shí)若人孔、呼吸器、卸壓裝置尺寸較大，罐體CIP清洗不能夠清洗干凈時(shí)，需要考慮專門(mén)設(shè)置清洗球來(lái)完成該部分的清洗。攪拌器的軸封與變速箱不能夠直接連接在發(fā)酵罐上，中間采用平密封墊用螺栓固定，以免齒輪箱油泄漏時(shí)順攪拌軸進(jìn)入發(fā)酵罐而污染產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)如圖4一5。發(fā)酵罐需要被密封的地方有人孔、攪拌器連接軸封、各傳感器連接以及呼吸器等，但是由于發(fā)酵罐在清洗消毒后，溫度較高，在進(jìn)料過(guò)程中，冷物料進(jìn)入空氣急劇收縮，如果沒(méi)有及時(shí)的空氣補(bǔ)充，發(fā)酵罐內(nèi)外壓差過(guò)大很容易被吸癟，造成設(shè)備的損壞，因此在發(fā)酵罐設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮呼吸器的尺寸。由于酸奶緩沖罐的容量為30000L，另外根據(jù)酸奶冷卻線路最大能力在150O0L/小時(shí)~20000L/小時(shí)，同時(shí)發(fā)酵罐冷卻時(shí)間盡量保持45“60分鐘之內(nèi)，因此，根據(jù)生產(chǎn)排班表可以得出發(fā)酵罐的容量為15O00L，數(shù)量為12只。根據(jù)產(chǎn)品方案，基本上以每臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)時(shí)間為120小時(shí)，生產(chǎn)班次為2班來(lái)進(jìn)行計(jì)算，設(shè)備數(shù)量見(jiàn)表4一2 表4一2灌裝設(shè)備明細(xì)表 產(chǎn)品分類 包裝 包裝規(guī)格 灌裝機(jī)能力 產(chǎn)量 設(shè)備能力 凝固型酸奶 玻璃瓶 200克/瓶 12000瓶/小時(shí) 100 3攪拌型酸奶 塑料杯 125克/杯 12000杯/小時(shí) 100 1 20000杯/小時(shí) 2 150克/杯 9000杯/小時(shí) 40 1 屋頂包 200克/包 6000包/小時(shí) 24 2 500克/包 6000包/小時(shí) 12 1 1000克/包 24由于設(shè)備的數(shù)量和產(chǎn)品的種類較多，但統(tǒng)一生產(chǎn)設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，成本低，因此灌裝機(jī)的組合為玻璃瓶灌裝機(jī)2臺(tái)生產(chǎn)線，玻璃瓶灌裝機(jī)1臺(tái)生產(chǎn)線，塑杯灌裝機(jī)2000杯/小時(shí)1臺(tái)生產(chǎn)線，塑杯灌裝機(jī)20000杯/小時(shí)2臺(tái)生產(chǎn)線，塑杯灌裝機(jī)9000杯/小時(shí)1臺(tái)生產(chǎn)線，屋頂包灌裝線2臺(tái)生產(chǎn)線(主要生產(chǎn)200克/包規(guī)格)、屋頂包灌裝線1臺(tái)生產(chǎn)線(