【正文】 .................... 16 第 4 章 生產(chǎn)車間設(shè)備選型 .......................................... 17 主要設(shè)備選型及設(shè)計(jì) ......................................... 17 原料乳冷卻器的選擇 ................................... 17 脂肪標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的選擇 ................................. 18 配料罐的選擇 ......................................... 18 巴氏殺菌機(jī)組的設(shè)計(jì) .................................... 18 濃縮設(shè)備的選擇 ........................................ 20 干燥設(shè)備的選擇 ........................................ 21 主要設(shè)備一覽表 .......................................... 21 第 5 章 熱量衡算 .................................................. 24 加熱部分熱量衡算 ........................................... 24 預(yù)處理殺菌階段 ........................................ 24 真空濃縮階段 .......................................... 24 噴霧干燥階段 .......................................... 24 總耗熱量 .............................................. 25 每小時(shí)需要蒸汽量 ...................................... 25 冷卻部分熱量衡算 .......................................... 25 原料乳冷卻階段 ........................................ 25 殺菌后冷卻階段 ........................................ 25 總耗冷量 .............................................. 25 《食品工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 第 1 章 產(chǎn)品方案及班產(chǎn)量的確定 本乳品車間的設(shè)計(jì)規(guī)模是日 生產(chǎn) 35噸 乳粉的乳品廠設(shè)計(jì) ，考慮到原料供應(yīng)、市場(chǎng)需求等因素，計(jì)劃生產(chǎn)兩種產(chǎn)品，即全脂加糖乳粉和嬰兒配方粉，全脂加糖乳粉的日處理量為 16噸，嬰兒配方乳粉的日處理量為 19噸。全脂加糖乳 粉采用 400g鋁塑復(fù)合膜袋包裝，嬰兒配方乳粉采用 1000g金屬罐包裝。本設(shè)計(jì)暫定每周工作六天 (周一 至 周六 )， 并考慮到 國(guó)家法定節(jié)假日照常休息 ，設(shè)備檢修、突發(fā)事件等引起的停產(chǎn)天數(shù)， 計(jì)劃全年生產(chǎn) 300天，年產(chǎn)量為 ，即全脂加糖乳粉為 /年，嬰兒配方粉為 /年， 才能滿足產(chǎn)量要求。 《食品工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 第 2 章 工藝流程確定及 要點(diǎn)說(shuō)明 全脂加糖乳粉的工藝流程設(shè)計(jì)及要點(diǎn)說(shuō)明 全脂加糖乳粉的工藝流程 圖 21 全脂加糖乳粉的工藝流程圖 原料乳驗(yàn)收 過(guò)濾及凈化（ 20℃） 冷卻 4℃ 貯存 4℃ 預(yù)熱 55℃ 標(biāo)準(zhǔn)化 預(yù)熱 65℃ 均質(zhì) 20MPa,4MPa 殺菌 85℃ /15s 真空濃縮45% 噴霧干燥 流化床冷卻 35℃ 篩粉、半成品檢 驗(yàn) 成品檢驗(yàn) 包裝 30℃ 成品入庫(kù)、準(zhǔn)備出廠 化糖 適量乳溶解 熱風(fēng) 165℃ 廢氣 80℃ 旋風(fēng)分離器 廢氣排空 塑料袋 抽空充氮 密封 《食品工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 全脂加糖乳粉的工藝要點(diǎn)說(shuō)明 原料乳的 收購(gòu)與運(yùn)輸 ① 牧場(chǎng)冷卻和貯存 牛乳剛擠下的溫度約為 37℃，雖然從健康牛剛擠出的奶不帶細(xì)菌，擠奶時(shí)即使特別注意衛(wèi)生，仍不可保證牛乳中不含細(xì)菌。因此為了使擠下的牛乳能立即冷卻到 4℃， 需要在牧場(chǎng)收奶站設(shè)立冷卻裝置。 保持清潔，運(yùn)輸時(shí)所用的容器或奶槽車必須保持清潔衛(wèi)生，并加以嚴(yán)格殺菌，當(dāng)原料乳運(yùn)至工廠卸下后，就要及時(shí)清洗。 縮短途中時(shí)間，按路程計(jì)算時(shí)間，盡量縮短中途停留時(shí)間，以免鮮奶變質(zhì)。②生產(chǎn)無(wú)公害乳制品的原料奶要求符合 (NY 5045— 2020)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。如不能立即加工，需貯存一段時(shí)間，必須凈化后經(jīng)冷卻器冷卻至 4～ 6℃ ，再打入貯槽進(jìn)行儲(chǔ)存。 要注意生產(chǎn)乳粉的牛乳，在送到乳粉加工廠之前，不允許進(jìn)行強(qiáng)烈的，超長(zhǎng)時(shí)間的處理。 表 21 生乳理化指標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 檢驗(yàn)方法 冰點(diǎn) a,b/（ ℃ ） ～ GB 相對(duì)密度 /（ 20℃ /4℃ ） ≥ GB 蛋白質(zhì)（ g/100g） ≥ GB 脂肪（ g/100g） ≥ GB 雜質(zhì)度（ mg/kg） ≤ GB 非脂乳固體（ g/100g） ≥ GB 酸度 /（176。 ①紗布過(guò)濾。將消毒過(guò)的紗布折成 2～ 4層讓牛奶流過(guò)，一般是扎在奶桶口或 受 奶槽上，凡是將牛奶從一個(gè)地方送至另一地方， 從一個(gè)容器到另一容器， 都需用紗布進(jìn)行基本的過(guò)濾。 ②管內(nèi)過(guò)濾器。通常選用的是雙聯(lián)式過(guò)濾器，它一般用在原料乳稱重完后流往換熱器冷卻的管路中，其體積小，價(jià)格低，效率高。除去牛乳中及細(xì)微的雜質(zhì)，如空氣中的塵埃、細(xì)胞鱗片 以及牛乳中卵磷脂、上皮細(xì)胞、白血球等。 冷卻貯存 經(jīng)過(guò)凈化的原料乳立即冷卻到 4～ 6℃ ，以抑制細(xì)菌的繁殖。牛乳擠出后微生物變化可以分為 五 個(gè)階段，即 抑 菌期、 乳鏈球菌 期、乳酸 桿菌 期、 真菌期、衰亡期 。但 抑 菌期 的長(zhǎng)短與貯存溫度有關(guān)，如表 22 所示： 表 22 抗菌期的長(zhǎng)短與貯存溫度的關(guān)系 [12] 貯存溫度 /(℃ ) 10 0 5 10 25 30 37 抗菌期 /(小時(shí) ) 240 48 36 24 6 3 2 在本 設(shè)計(jì) 中，冷卻使用 板 式熱交換器，將原料乳迅速冷卻到 5℃ 以下泵入貯乳罐中保持 4℃儲(chǔ)存。 牛乳預(yù)熱溫度達(dá)到 50℃上下既可分離稀奶油進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)化 生產(chǎn)奶粉時(shí)，為了獲得具有一定化學(xué)組成的產(chǎn)品，使之符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定指標(biāo)，生產(chǎn)前必須對(duì)原料乳進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。由于乳在干燥成奶粉后僅僅除 去了奶中的水分，而脂肪與無(wú)脂干物質(zhì)含量的比例基本不變，所以只要把原料乳中的脂肪和無(wú)脂干物質(zhì)的比例調(diào)整到奶粉所要求的比例，就能生產(chǎn)出合格的奶粉。 全脂加糖奶粉的標(biāo)準(zhǔn)化主要是對(duì)原料乳的脂肪含量和蔗糖添加量進(jìn)行調(diào)整，使之達(dá)到成品的標(biāo)準(zhǔn)要求。 工藝 操作過(guò)程是先進(jìn)行脂肪標(biāo)準(zhǔn)化后在進(jìn)行蔗糖標(biāo)準(zhǔn)化，脂肪標(biāo)準(zhǔn)化采用分離機(jī)進(jìn)行 ，當(dāng)R2＞ R1 時(shí)，要從 原料乳中分離一定質(zhì)量的稀奶油，使 R2=R1，當(dāng) R2＜ R1 時(shí)，要從原料乳中分離一些脫脂乳，使 R2=R1。 加入方法是將蔗糖用一定量的標(biāo)準(zhǔn)乳溶解后加入標(biāo)準(zhǔn)化乳中。 均質(zhì)可以使標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)混合原料乳，如添加稀奶油或脫脂乳及蔗糖形成一個(gè)均勻的分散系。 對(duì)于乳粉的加工來(lái)說(shuō)，將牛乳進(jìn)行均質(zhì)化處理以后，生產(chǎn)的乳粉品質(zhì)具有較大穩(wěn)定性，經(jīng)均質(zhì)的濃縮乳在干燥時(shí)，在全脂乳粉中游離脂肪含量減少 。 由于本車間的生產(chǎn)規(guī)模大，所以采用板式換熱器殺菌后，冷卻到 4～ 6℃，返回冷藏罐暫存，隨時(shí)取用，進(jìn)行濃縮。 本工藝采用高溫短時(shí)殺菌方法，即 85℃ /15s。 真空濃縮 所謂濃縮，就是用加熱的方法，是牛乳中的一部分水分汽化，并不斷的除去，從而是牛乳中的干物質(zhì) 含量提高。 真空濃縮的原理：在 8~21kPa 減壓狀態(tài)下，采用間接蒸汽加熱方式，對(duì)牛乳進(jìn)行加熱，使其在低溫條件 （ 60℃ 左右） 下沸騰， 使牛奶中 部分 水分不斷汽化并排出， 從而牛乳中干物質(zhì)含量由12%提高到 50%，達(dá)到濃縮的目的。 通常采用減壓（真空）濃縮，原料乳濃縮的程度直接影響乳粉的質(zhì)量，特別是溶解度。一般要求原料乳濃縮至原體積的 1/4，乳干物質(zhì)達(dá)到 45%左右，濃縮后的乳溫一般為 47～ 50℃ ，這時(shí)的濃乳濃度應(yīng)為波美 14～ 16176。 乳粉的濃縮設(shè)備要選用蒸發(fā)速度快，連續(xù)出料、節(jié)能降耗的蒸發(fā)器。本工藝采用三效降膜式蒸發(fā)器，蒸發(fā)溫度為一效蒸發(fā)溫度 68～ 72℃；二效蒸發(fā)溫度為 57～ 62℃ 。 在濃縮的過(guò)程中，也起到了脫氣的作用： 牛乳剛擠出后含氣體 5． 5％～ 7％，經(jīng)過(guò)貯存、運(yùn)輸、泵送以后，一般氣體含量在 10％以上，而且絕大多數(shù)為 非結(jié)合的分散氣體，它們對(duì)牛乳加工起到破壞性作用。 濃縮結(jié)束，濃縮乳應(yīng)進(jìn)行過(guò)濾，一般采用雙聯(lián)過(guò)濾器。防止成品腐爛變質(zhì)，實(shí)現(xiàn)較《食品工廠設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 長(zhǎng)時(shí)間貯存，減少體積和重量，便于運(yùn)輸，擴(kuò)大供應(yīng)范圍。濃縮后的乳打入保溫罐內(nèi)，立即進(jìn)行干燥。 濃縮后的乳打入保溫罐內(nèi)，立即進(jìn)行干燥。本工序采用壓力式噴霧干燥，具體流程如圖 22所示： 圖 22 噴霧干燥工藝流程 具體工藝條件為：噴霧壓力 ~，物料溫度 70~72℃ ，噴嘴孔徑 ~，進(jìn)風(fēng)溫度 165~175℃ ，干燥室溫度 75~85℃ ，排風(fēng)溫度 75~80℃ ，乳粉水分不超過(guò) %。以免受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使全脂乳粉的游離脂肪增加，而嚴(yán)重影響乳粉的質(zhì)量，