【正文】 0 1650 1100 管式殺菌機(jī) 設(shè)備 選型 物料流量為 qm5=，取設(shè)備的利用系數(shù)為 ，則管式殺菌機(jī)的處理能力為： G3= qm5247。考慮到發(fā)酵時(shí)間，設(shè)備清洗時(shí)間，所以選用 FJ5 型 系列 發(fā)酵罐 6 個(gè) 具體型號(hào)參數(shù)見(jiàn) 表414： 表 414 發(fā)酵罐 規(guī)格參數(shù) 容積 m3 罐體直徑 mm 罐體高度 mm 攪拌轉(zhuǎn)速 r/min 攪拌功率 kW 5 1500 4480 160 發(fā)酵液罐 因?yàn)榘l(fā)酵液添加量為總量的 3%，所以選用 容量為 100kg 的 發(fā)酵菌液罐 1個(gè) ，具體型號(hào)參數(shù)見(jiàn) 表 415： 表 415 發(fā)酵 液 罐 規(guī)格參數(shù) 容積 m3 罐體直徑 mm 罐體高度 mm 材料 500 550 SUS304 不銹鋼 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 23 第四工段設(shè)備選型 混料罐設(shè)備選型 由于本工藝流程為連續(xù)生產(chǎn)，所以選用 5T的混料罐，設(shè)備填充系數(shù)為 。 = h 考慮到攪拌時(shí)間，設(shè)備的清洗時(shí)間，所以選用 3 個(gè) 種子 罐 。 10=，考慮到設(shè)備的填充系數(shù)，所以選用 3T的 接種 罐。 =，因此選用 SJ5型管式殺菌機(jī)，具體型號(hào) 參數(shù)見(jiàn)表 411： 表 411 管式殺菌機(jī) 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 處理能力 T/h 蒸汽壓力 MPa 出料溫度℃ 外形尺寸 mm SJ5 5 ～ 60～ 95 2020 615 1250 貯奶罐設(shè)備選型 選用 1T 的貯奶罐 1 臺(tái)。 物料流量 qm3=，則將一批料泵入（或泵出）調(diào)配罐的時(shí)間為： T=247。 =，因此選用 ZHPH25 型雙聯(lián)過(guò)濾器，具體型號(hào)參數(shù)見(jiàn) 表 48： 表 48 雙聯(lián)過(guò)濾器 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 過(guò)濾面積 m2 流量 T/h 外形尺寸 mm 材料 ZHPH25 5 900 320 1100 SUS304 調(diào)配罐 設(shè)備 選型 一批物料量 M=247。 10247。 =3T/h，因此選用 TQ3型真空脫氣罐，具體型號(hào)參數(shù) 見(jiàn) 表 46： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 20 表 46 真空脫氣罐 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 生產(chǎn)能力 T/h 配用功率 kW 真空度 MPa 外形尺寸 m TQ3 3 ～ 混料罐選型 一批物料量 M=（ +）247。 物料流量為 qm1=，則將一批料從暫存罐中泵出的時(shí)間為： T=247。 10=，考慮到設(shè)備的填充系數(shù)（取 ），則暫存罐的容量為： V=247。（ 36247。 10= 噸 /批 考慮到設(shè)備利用系數(shù)（取 ），則所選磨漿機(jī)的處理能力為： G′ =247。則每天磨漿機(jī)可以處理的批次為： N=6247。 13247。大豆熱燙時(shí)間為 1 小時(shí)，則每天可以熱燙 13批。 1000 = m3 因?yàn)榻莺蟮拇蠖箍梢岳洳貍溆?，所以?shī)A層鍋可以全天生產(chǎn)而不用考慮后續(xù)工段的處理需要。 根據(jù)滾筒式分級(jí)機(jī)的處理能力及其寬度， 在本設(shè)計(jì)中選用帶式輸送機(jī)的規(guī)格為： SIJ650/2 10S 型號(hào) 【 20】 ，具體型號(hào)見(jiàn) 表 42： 表 42 帶式輸送機(jī)規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 帶寬 mm 帶速 m/s 輸送長(zhǎng)度 m 功率 kW SIJ650/2 10S 650 3 5 夾層鍋設(shè)備選型 經(jīng)查閱，干大豆的密度為 750kg/m3【 10】 ； 每天需要熱燙的大豆量為 ；水的密度設(shè)定為 1000 kg/m3，而熱燙時(shí)大豆與水的比例為 1： 3，則每天漂燙物料的體積為： V=247。 247。 h247。由于本車間 16 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時(shí)間，每天實(shí)際開(kāi)機(jī)時(shí)間為 小時(shí)。 因?yàn)榻?jīng)過(guò)滾筒式分級(jí)機(jī)分級(jí)后的大豆可以貯存。 6= 第一工 段 設(shè)備選型 滾筒式分級(jí)機(jī)設(shè)備選型 滾筒式分級(jí)機(jī)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 ： ⑴、滾筒式分級(jí)機(jī)的工藝參數(shù) ： ①、一般滾筒的傾斜角度 3～ 5176。 6=第四工段 管道中的物料流量 ： 在配料工序前，物料的最大流量為： qm5=247。 6=從調(diào)配工序之后，物料的最大流量為： qm3=247。 第二工段 管道中的物料流量 ： 在混料工序之前，物料的最大流量為： qm1=247。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 17 注：物料在管道中的流動(dòng)時(shí)間及在少量連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備中的時(shí)間共記為 30 min。 殺菌機(jī) 物料逗留時(shí)間 30 min。 調(diào)配罐 進(jìn)料時(shí)間 20min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間20 min；清洗 50 min。 發(fā)酵罐 進(jìn)料時(shí)間 60 min；發(fā)酵時(shí)間 3 h；出料時(shí)間 60min；清洗 50 min。 殺菌 機(jī) 物料逗留時(shí)間 35 min。調(diào)配罐 進(jìn)料時(shí)間 36 min；攪拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間 36 min。 設(shè)備操作時(shí)間 及流量 的確定 第二 工段設(shè)備操作時(shí)間： 大豆磨漿機(jī) 操作時(shí)間 25min；清洗時(shí)間 6 min；其它時(shí)間 5 min。正位移泵的吸程有限，因此進(jìn)料前必須有一定的正壓頭，才不至于出現(xiàn)斷料現(xiàn)象。另外， 雖然高壓均質(zhì)機(jī)的出料仍然有較高壓頭，但它的吸程有限，一般供料容器的出口位置應(yīng)高于高壓均質(zhì)機(jī)進(jìn)料口，否則需使用離心泵作為啟動(dòng)泵用。實(shí)際的均質(zhì)壓力應(yīng)按產(chǎn)品的配方、需要的產(chǎn)品貨架壽命以及其它指標(biāo)決定。 高壓均質(zhì)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括：控制面板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、均質(zhì)閥、氣缸組、壓力表、電動(dòng)機(jī)、機(jī)殼等部分。此外，攪拌機(jī)、乳化磨也屬于旋轉(zhuǎn)均質(zhì)設(shè)備范圍。壓力式均質(zhì)設(shè)備首先使料液獲得高壓能，液體的高壓能在機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 16 使料液中的分散物受到流體力學(xué)上的剪切作用、空穴作用和撞擊作用而得到破碎，這種類型的常見(jiàn)設(shè)備有高壓均質(zhì)機(jī)和超聲波乳化器等。 管式殺菌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①加熱器由無(wú)縫不銹鋼環(huán)形管制造，沒(méi)有密封圈和死角 ，因而可以承受較高的壓力；②在較高的壓力下可產(chǎn)生強(qiáng)烈的湍流，保證了制品的均勻性和具有較長(zhǎng)的運(yùn)行周期；③在密封的情況下操作，可以減少殺菌產(chǎn)品受污染的可能性。工作過(guò)程為：物料用高壓泵送入不銹鋼加熱管內(nèi)，蒸汽通過(guò)殼體空間后將管內(nèi)流動(dòng)的物料加熱，物料在管內(nèi)往返數(shù)次后達(dá)到殺菌所需要的溫度，保持一定時(shí)間后成品排出。夾層鍋主要包括冷凝水排出管、填料盒、鍋體、排水閥、進(jìn)汽管、壓力表、傾復(fù)裝置、安全閥、排料閥等部件。 夾層鍋 夾層鍋又叫二重鍋、雙重釜，是一般食品工廠中的常用設(shè)備，通用性強(qiáng)，除用作預(yù)煮外，還可以化糖，配置調(diào)味料和熬煮一些濃縮產(chǎn)品。 帶式輸送機(jī)的工作原理是，繞在兩滾筒（或齒輪）上的輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒（或齒輪）的作用下借助于其與驅(qū)動(dòng)滾筒間的摩擦力（或張力），產(chǎn)生連續(xù)運(yùn)動(dòng) ，輸送帶又依靠其與物料及物料間的摩擦力將物料從一端輸送到另一端。 帶式輸送機(jī)的主要構(gòu)件有環(huán)形輸送帶 、驅(qū)動(dòng)輪、張緊裝置及機(jī)架等。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 15 帶式輸送機(jī) 帶式輸送機(jī)廣泛用于食品工廠的連續(xù)輸送機(jī)械中，常用于塊狀、顆粒狀及整件物料的水平或傾斜方向的運(yùn)送。 滾筒式分級(jí)機(jī)工作原理： 當(dāng)滾筒等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料在筒內(nèi)，由于摩擦力的作用，而被外舉一定高度，然后由于重力的作用，則沿筒壁向下滾動(dòng)，這樣物料一邊進(jìn)行篩分，一邊 沿著傾斜的篩面逐漸從加料端移向卸料端，細(xì)粒則通過(guò)篩孔進(jìn)入篩下，粗粒在篩筒的末端被收集。 本設(shè)計(jì) 涉及設(shè)備 及部分設(shè)備簡(jiǎn)介 本車間工藝設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的設(shè)備 包括：滾筒式分級(jí)機(jī)、帶式輸送機(jī)、 夾層鍋 、大豆磨漿機(jī)、雙聯(lián)過(guò)濾器、調(diào)配罐、高壓均質(zhì)機(jī)、殺菌 機(jī) 、 接種 罐、發(fā)酵罐、緩沖罐、混料罐、灌裝機(jī)等設(shè)備。 食品生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的原則：①保證工藝生產(chǎn)過(guò)程的正常和安全運(yùn)行；②操作費(fèi)用低，耗水、耗電、耗氣等較少；③技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，操作方便；④設(shè)備清洗方便，耐用，易維修；⑤設(shè)備結(jié)構(gòu)要緊湊，盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；⑥考慮生產(chǎn)波動(dòng)和設(shè)備平衡，要保留一定的余量和備用設(shè)備；⑦盡量減少噪聲，符合環(huán)保要求。 = 所以每天需要的干大豆 (篩選前 )的質(zhì)量為： 247。 9= Q 水 =QC（ 8/9） = 8247。（ 11%） =247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =247。（ %）（ 1/8） =（ 1/8） = Q 水 =Q 復(fù)原乳 247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =（ ）247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =（ ）247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =247。（ %） =247。所以在物料恒算時(shí)，以日產(chǎn)量為基準(zhǔn)。 發(fā)酵酸豆乳飲料生產(chǎn)工藝流程 見(jiàn) 圖 21： 殺菌冷卻 調(diào)配 過(guò)濾 熱燙 除雜 暫存 脫 臭 磨漿 混料 生產(chǎn)發(fā)酵劑 高壓均質(zhì) 接種 發(fā)酵 白砂糖 全脂乳粉 復(fù)原 干大豆 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 10 圖 21 發(fā)酵酸豆乳飲料 生產(chǎn) 工藝流程圖 發(fā)酵酸豆乳飲料 生產(chǎn)工藝流程的控制點(diǎn)詳見(jiàn)附 圖 2 的 PID 圖。 后處理工序 ： 后處理工序主要包括對(duì)壞瓶等的檢驗(yàn)，貼標(biāo)，包裝，成品理化指標(biāo)檢驗(yàn)等步驟。因?yàn)闇囟仍礁撸瑲⒕鷷r(shí)間越長(zhǎng)時(shí)，蛋白質(zhì)變形越多，同時(shí)產(chǎn)生不愉快的蒸煮味，特別在酸性條件下將會(huì)加劇 【 4】 。 殺菌 ： 用管式殺菌機(jī)殺菌，殺菌溫度為 95℃，保溫時(shí)間為 15min。均質(zhì)壓力為 30Mpa【 18】 ，溫度40℃ ，采用二次均質(zhì)。 調(diào)酸調(diào)香 ： 調(diào)配好的漿液泵入調(diào)配罐中，用檸檬酸，香精進(jìn)行調(diào)酸調(diào)香。同時(shí)加入乳化劑、穩(wěn)定劑 、白砂糖等事先配好的輔料進(jìn)行混料。 理論上， 37℃、 40℃、 43℃ 下發(fā)酵的酸豆乳，在外觀、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味上差別不大，但考慮到生產(chǎn)方面因素，采用43℃ 發(fā)酵大豆酸乳，可以縮短發(fā)酵時(shí)間，節(jié)約生產(chǎn)成本 【 4】 。發(fā)酵終點(diǎn)產(chǎn)品酸度為 70～ 75176。生產(chǎn)發(fā)酵劑在使用前置于冷庫(kù)中保藏，待使用前用發(fā)酵液罐回溫到適合溫度接種 ，接種溫度為 40℃左右 【 16】 。 發(fā)酵菌種為保加利亞乳桿菌（ Lb）和嗜熱鏈球菌（ St） 【 15】 ，兩者比例為 1： 1，其原因是采用該工藝下發(fā)酵出來(lái)的豆乳凝乳好，乳清少，且風(fēng)味較好。選取 108℃，保溫時(shí)間為 10min 工藝條件下，酸豆乳狀態(tài)和風(fēng)味都比較好 【 6】 。殺菌后，立即將漿液泵入接種缸，迅速冷卻至 43℃。；根據(jù)殺菌設(shè)備的形態(tài)不同，可分為板式殺菌設(shè)備、管式殺菌設(shè)備及釜式殺菌設(shè)備。由于化學(xué)殺菌存在化學(xué)殘留物等影響，當(dāng)代食品的殺菌方法主要為物理殺菌法。均質(zhì)壓力為 22MPa，均質(zhì)溫度為70℃ 【 5】 。本設(shè)計(jì)中，將復(fù)原乳，豆?jié){以 3： 7 比例混合定容。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū) 8 過(guò)濾：利用 150 目的濾網(wǎng)過(guò)濾加糖豆?jié){，濾除豆?jié){中的固體微粒。也有資料表明經(jīng)脫臭后的豆乳，能夠與各種賦香物質(zhì)很好的調(diào)和，易于加香 【 14】 。 脫臭：在豆乳的生產(chǎn)過(guò)程中，盡管采取了一系列的滅酶方法，但在豆乳中仍然不可避免的含有一些異味成份，它們有大豆本身帶進(jìn)的，也有在磨漿工序中產(chǎn)生的。 大豆熱磨制漿 ： 用濕大豆重量 8 倍的水，加熱至 85℃，熱水磨豆。而溫度過(guò)高，蛋白質(zhì)含量等會(huì)下降，溫度過(guò)低，則酶活性無(wú)法充分抑制。 一般 pH在 左右。 采用高溫浸泡，溫度控制在 80～ 85℃，時(shí)間為 0． 5～ 1 小時(shí)。 其 目的是軟化大豆組織結(jié)構(gòu)、降低磨耗和磨損、提高膠體分散程度和懸浮性，增加得率。 預(yù)處理工段 ：① .全脂奶粉常規(guī)性檢驗(yàn) ： 將 12%全脂乳粉復(fù)原（粉水比為 1：7）后進(jìn)行酸度、比重抗生素等理化指標(biāo)的測(cè)定。添加香精，可以提高產(chǎn)品風(fēng)味，同時(shí)可以在允許的范圍 內(nèi)降低企業(yè)成本。 班產(chǎn)量 Q 班 7 1 .4 3 / 4 7 .6 2? ? ?? ? ????Q T dnk 噸 /班 （ 24） 式 中： Q 日 — 平均日產(chǎn)量（噸 /日） ； Q 班 — 班產(chǎn)量（噸 /班） ； n— 生產(chǎn)班次 k— 設(shè)備不均衡系數(shù)，可取 ～ ,本設(shè)計(jì)中取 。 每天 2班，每班 8小時(shí)。 生產(chǎn)班制及相關(guān)計(jì)算 在本設(shè)計(jì)方案中， 考慮到原料供應(yīng)、設(shè)備檢修等其他原因，全年的生產(chǎn)日數(shù)一般為 300 天左右，一般不少于 250 天。 設(shè)計(jì) 的立題 目的 通過(guò)本次設(shè)計(jì)爭(zhēng) 取達(dá)到一下目的： (1)鞏固大學(xué)四年所學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，并使它擴(kuò)大化和系統(tǒng)化； (2)培養(yǎng)計(jì)算技能及應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力； (3)熟悉食品工廠工藝設(shè)計(jì)的基本步驟和方法； (5)熟悉掌握查閱參考資料及使用圖表