【正文】 菌的處理溫度通常在100℃以下，℃/30min，達(dá)到同樣的巴氏殺菌效果可以有不同的溫度、時間組合。巴氏殺菌的目的及其產(chǎn)品的貯藏期主要取決于殺菌條件、食品成分（如pH值）和包裝情況。因此，經(jīng)過巴氏殺菌的酸乳都需在低溫下保存，貨架期一般只有數(shù)周。(1) 低溫長時巴氏殺菌：該法是很久以來沿用的巴氏殺菌法，具體殺菌條件為62～65℃，并在此溫度下保持30min，故又稱保持式殺菌法。此法雖然設(shè)備簡單、便宜，但它處理量低、費時、費力、能耗大，不宜循環(huán)利用。(2) 高溫短時巴氏殺菌：即采用（80℃～85℃）/（10～15s）或（72～75℃）/（16～40s）的殺菌方法，也可采用（85℃～90℃）/（1～4s）的直接蒸汽閃蒸殺菌法，又稱高溫瞬時殺菌法。它可隨設(shè)備條件的不同而實現(xiàn)升溫、熱交換、冷卻安排在同一臺設(shè)備中，充分利用熱能，降低燃料消耗。(3） 超巴氏殺菌：超巴氏殺菌的溫度為125～138℃，時間2～4s，然后將產(chǎn)品冷卻到7℃以下儲存和分銷，即可使保質(zhì)期延長至40d甚至更長。但超巴氏殺菌溫度再高，時間再長，它仍然與超高溫滅菌有根本的不同點：超巴氏殺菌產(chǎn)品并非無菌罐裝；超巴氏殺菌產(chǎn)品不能在常溫下儲存和分銷；超巴氏殺菌產(chǎn)品不是商業(yè)無菌產(chǎn)品。但是強烈的熱處理對乳的外觀、味道和營養(yǎng)價值會產(chǎn)生不良后果。因此，時間和溫度組合的選擇必須考慮到微生物和產(chǎn)品質(zhì)量兩方面，以達(dá)到最佳效果。這樣，除了達(dá)到殺滅微生物和鈍化酶的目的外,還有以下效果:原料乳中氧的去除以及由于乳清蛋白的變性增加了硫氫基,降低了氧化還原電位,有效助長了乳酸菌的生長繁殖。防止乳清分離。超高溫滅菌的出現(xiàn)，大大改善了滅菌乳的特性，不僅使產(chǎn)品從顏色和味道上得到了改善，而且還提高了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值。按照物料與加熱介質(zhì)是否接觸，UHT系統(tǒng)可分為直接加熱和間接加熱系統(tǒng)[5]。該法的優(yōu)點是加熱快速,冷卻快速,對乳中化學(xué)物質(zhì)的影響相對較小,也不存在結(jié)垢現(xiàn)象。(2) 間接加熱法：該法是采用中壓蒸汽或中壓水為加熱介質(zhì),熱量經(jīng)過固體換熱壁轉(zhuǎn)傳給待加熱殺菌的物料。目前,我國大多數(shù)企業(yè)在進(jìn)行UHT處理時使用間接加熱的UHT系統(tǒng),采用板式或管式換熱期。因此,在本設(shè)計中,UHT處理選擇間接加熱系統(tǒng).2 主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算 班產(chǎn)量的確定班產(chǎn)量的大小直接影響到設(shè)備的配套、車間的布置和面積、公用設(shè)施和輔助設(shè)施的大小，以及勞動力的定員等。另外，班產(chǎn)量的確定還與市場銷售能力有關(guān)系[6]。根據(jù)加工品的市場需求，酸乳廠生產(chǎn)工藝特點，原料特性及加工設(shè)備的生產(chǎn)能力和運轉(zhuǎn)狀況，一般淡季一班，中季二班，旺季三班。酸乳生產(chǎn)旺季在夏季6月、7月、8月，旺季工作日（）為82d。平均日產(chǎn)量等于班產(chǎn)量與生產(chǎn)班次及設(shè)備平均系數(shù)的乘積。 年產(chǎn)量及班產(chǎn)量年產(chǎn)量：(t)；班產(chǎn)量：(t/班) 物料衡算 標(biāo)準(zhǔn)化工藝的設(shè)計計算為了使產(chǎn)品符合規(guī)定的要求,、地區(qū)、季節(jié)和飼養(yǎng)管理等因素不同而有較大的差別。一般把該過程稱為標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化在貯乳缸的原料乳中進(jìn)行或在標(biāo)準(zhǔn)化機中連續(xù)進(jìn)行。所以標(biāo)準(zhǔn)化的原料乳中含有的脂肪與無脂干物質(zhì)的比例也就是成品（即酸乳）中的脂肪與無脂干物質(zhì)的比例。則：，故，說明原料乳中的奶油（脂肪）含量高于成品標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的值，需向原料乳中加入一部分脫脂乳。 生產(chǎn)L酸奶的物料衡算 （1）生產(chǎn)L酸奶需耗原料乳的量為：（㎏)；（2）脫脂乳耗用量為：（㎏)；（3）蔗糖耗用量為：（㎏)；（4）標(biāo)準(zhǔn)化乳的量為：（㎏)；（5）熱處理乳量為：（L）；（6）殺菌乳量為：（L）；（7）發(fā)酵乳量為：（L）；（8）UHT處理乳量為：（L） 日產(chǎn)300t酸奶的物料衡算（1）成品酸奶體積： (L)（2）生產(chǎn)90000t酸奶耗原料乳的量為： （3）脫脂乳耗用量為：（4）蔗糖耗用量為：（5）標(biāo)準(zhǔn)化乳的量：（6）熱處理量：（7）殺菌乳量：（8）發(fā)酵乳量：（9）UHT處理乳量： 酸奶廠全廠物料衡算表設(shè)成品（酸奶）的密度為㎏/L，根據(jù)㎏原料乳生產(chǎn)酸奶的物料衡算和生產(chǎn)L酸奶的物料衡算可以計算酸奶廠全廠物料衡算，計算結(jié)果見表1。℃時，原料乳的比熱容[kJ/(㎏K)]；故 標(biāo)準(zhǔn)化乳的比熱容[kJ/(㎏ 預(yù)熱的熱損失假如升溫過程中消耗的熱損失約為升溫耗熱量的。℃時，原料乳的比熱容[ kJ/(㎏K）]；故 標(biāo)準(zhǔn)化乳的比熱容為：[ kJ/(㎏ 殺菌蒸汽帶出的熱量根據(jù)工藝，取殺菌時間，蒸發(fā)量為每小時。℃時，發(fā)酵乳的比熱容為kJ/（㎏K），水的比熱容kJ/（㎏而 ，式中，為加熱蒸汽的溫度，在本設(shè)計中取℃；故=（㎏） 殺菌冷卻的冷水耗量根據(jù)工藝，殺菌后乳溫度為℃，冷卻到發(fā)酵溫度為℃；設(shè)冷卻水的溫度從℃升至℃，每班工作,殺菌乳每班定額量為L，則班量為：（㎏/h）；此時，乳的比熱容kJ/（㎏K），則每小時耗水量為：（㎏/h） UHT處理過程的耗汽量W6查表知，℃時水的蒸汽熱焓為kJ/㎏，所以UHT處理過程的耗汽量為：W6=（㎏） UHT處理后冷卻水的耗用量W7根據(jù)工藝，UHT處理后乳的溫度為℃，冷卻后達(dá)到℃，設(shè)冷卻水的溫度從℃，上升到℃。K），則每小時耗水量為：W7=（㎏/h） 耗冷量計算發(fā)酵工廠的耗冷量分為工藝耗冷量（）和非工藝耗冷量（），而工藝耗冷量又包含了發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵罐體的冷卻降溫耗冷，生物反應(yīng)放熱（發(fā)酵熱）的除去等，非工藝耗冷量則包括維護(hù)結(jié)構(gòu)耗冷量、用電設(shè)備運轉(zhuǎn)放熱耗冷量等。K）；工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為： 冷卻殺菌乳的耗冷量Q2 殺菌乳 90℃→42℃ 水 25℃→75℃每班乳量為：，kJ/（㎏h)，設(shè)發(fā)酵度為60%。K）；工藝要求在30min內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為：（kJ/h） UHT處理后冷卻耗冷量Q5 根據(jù)工藝，UHT處理乳 140℃→20℃ 水 0℃→80℃UHT處理乳的每班定額量為：（㎏）；而此時乳的比熱容為：kJ/（㎏ 露天錐形罐冷量散失Q6：錐形罐酸奶發(fā)酵廠幾乎都把發(fā)酵罐置于露天，由于太陽輻射、對流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)90000噸酸奶廠露天錐形罐的冷量散失在13000～30000kJ/t酸奶之間，故旺季每天耗冷量為：（kJ/d）式中，G－－旺季酸奶日產(chǎn)量，t若白天日曬高峰耗冷為平均每小時耗冷量的二倍，則高峰耗冷量為：（kJ/h） 過濾機及管道等散失冷量Q7：通常，根據(jù)實驗經(jīng)驗取，所以,(kJ/h)；因此， （kJ/h） 主要構(gòu)筑物的設(shè)計計算 原料乳的預(yù)處理工藝原料乳的預(yù)處理是酸乳生產(chǎn)中必不可少的一個環(huán)節(jié)，也是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工段。 凈乳：原料乳在加工之前經(jīng)過多次凈化，目的是去除乳中的機械雜質(zhì)并減少微生物數(shù)量，確保產(chǎn)品達(dá)到衛(wèi)生和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。離心凈乳是乳與乳制品加工中最適宜也是最常用的方法。離心凈乳一般設(shè)在粗濾之后，冷卻之前。在一般情況下，如果凈化低溫牛乳（4～15℃），可連續(xù)運轉(zhuǎn)8h，凈化高溫牛乳（57℃），則僅可連續(xù)運轉(zhuǎn)4h。以減少拆卸清洗和重新組裝等手續(xù)。離心過濾機的設(shè)計與選型:根據(jù)工藝，每小時處理原料乳的量為：=（㎏/h），L/h=用于乳品生產(chǎn)的離心分離機都力求提高轉(zhuǎn)數(shù)，一般都達(dá)6000～7000r/min以上，根據(jù)以上條件，查《化工工藝設(shè)計手冊》，選擇型號DPJ464/482130，轉(zhuǎn)鼓直徑：464㎜；當(dāng)量沉降面積：48107㎝2；轉(zhuǎn)速：6615r/min；分離因素：11370；生產(chǎn)能力：24m3/h；配套功率：30kW；外形尺寸（長寬高）/㎜：163210241528；質(zhì)量：1200㎏；制造廠：浙江輕工業(yè)機械廠。一般采用板式換熱器進(jìn)行冷卻。按傳熱原理可分為直接接觸式換熱器，蓄能式換熱器，板、管式換熱器。相對管式換熱器來說，板式換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕等優(yōu)點，又由于流體在換熱器中無論進(jìn)行并流、逆流、錯流都可以，板片還可以根據(jù)傳熱面積的大小而增減，因此適應(yīng)性較強，但它們在結(jié)構(gòu)與制造上尚存在問題。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，板片式換熱器正不斷完善，應(yīng)用也日趨廣泛。它在食品工業(yè)中應(yīng)用得最早、最廣泛，如牛奶、果汁、葡萄糖、啤酒、植物油、動物油等的加熱殺菌和冷卻。換熱器的設(shè)計與選型[7]板式換熱器是以波紋板為傳熱面積的新型高效換熱器。K），=K)，=1030㎏/m3；=K)。S）]水的流速G==[㎏/（㎡AT==105/K估計傳熱板的數(shù)目從第五步到第七步計算出的板的數(shù)目與傳熱系數(shù)K即流道數(shù)ns有關(guān)?？紤]到壓力降和經(jīng)濟性，選擇npass=5，ns =6，NT =61。K）需要的傳熱系數(shù)為：K==[W/（㎡計算兩股物料的壓力降物料的壓力降出入口的流速 u==（m/s）出入口的壓力降 Pm1==（Pa）通過板的壓力降 PB1==（Pa）PT1==＜冷卻水方的壓力降出入口的流速 u==（m/s）出入口的壓力降 Pm2==（Pa）通過板的壓力降 PB2==（Pa）PT2===＜從上面的壓力降計算可知兩股物流的壓力降都滿足工藝條件的要求。貯乳罐的容量一般達(dá)幾十萬升，因此，真空輸送是不可能的。為了避免攪動和產(chǎn)生泡沫，貯乳罐是從底部進(jìn)料。(1) 貯奶罐的設(shè)計與選型一般工廠總的貯乳量應(yīng)根據(jù)各廠每天牛乳總收納量、收乳時間、運輸時間及能力等因素決定。而且每只貯乳量的容量應(yīng)與每班生產(chǎn)能力相適應(yīng)。貯乳罐使用前應(yīng)徹底清洗、殺菌，待冷卻后貯入牛乳。如果裝半罐，會加快乳溫上升，不利于原料乳的貯存。一般乳經(jīng)過24h貯存后，乳溫上升不得超過2～3℃。10噸以下的貯藏罐多裝于室內(nèi)，為立式或臥式，大罐多裝于室外，帶保溫層和防雨層，均為立式。設(shè)貯乳罐的總?cè)萘繎?yīng)為日收納總量的1，則所需貯乳罐的容量為：。㎏/L，則罐的體積為：，則罐高為：H==（m）(2) 乳泵的設(shè)計與選型根據(jù)工藝，泵的輸送介質(zhì)為原料乳，～流量 （㎏），班流量 （㎏/h）（L/h）=，則最大流量為：Vmax=16m3/h；最小流量為：Vmin=15m3/h?！？紤]設(shè)備用泵1臺，故泵的數(shù)量為2臺，流量可用閥門調(diào)節(jié)。這些氣體對牛乳加工有破壞作用，所以，在牛乳處理的不同階段進(jìn)行脫氣是非常必要的。首先，要在乳槽車上安裝脫氣設(shè)備，以避免泵送牛乳時影響流量計的準(zhǔn)確度。但上述兩種方法對牛乳中細(xì)小的分散氣泡是不起作用的。 標(biāo)準(zhǔn)化乳的殺菌工藝由于原料乳中含有各種豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，是微生物的良好培養(yǎng)基，再加之原料乳收購間隔時間延長，盡管有現(xiàn)代的制冷技術(shù)，但原料乳中的微生物還是有足夠的時間繁殖并產(chǎn)生酶類，而且微生物代謝產(chǎn)生的副產(chǎn)物有時是有毒的；此外，微生物還會引起原料乳中某些成分分解，引起Ph值下降等不良反應(yīng)。該工序包括預(yù)熱、均質(zhì)、殺菌和冷卻等基本步驟。在本設(shè)計中，預(yù)熱的典型溫度和時間選擇：經(jīng)60℃預(yù)熱后的原料乳被送到均質(zhì)機均質(zhì)（15～20MPa）后再回到板式熱交換器進(jìn)行升溫（90℃）、保溫殺菌5min之后被冷卻到發(fā)酵溫度（42℃）。由于標(biāo)準(zhǔn)化乳的密度也很小，采用板式換熱器使其從4℃升溫至60℃，假設(shè)熱水從75℃降溫至25℃，而此時有:kJ/（㎏S，W/(mK)。S）]水的流速=[㎏/（㎡AT==105/K估計傳熱板的數(shù)目從第五步到第七步計算出的板的數(shù)目與傳熱系數(shù)K即流道數(shù)ns有關(guān)?？紤]到壓力降和經(jīng)濟性，選擇npass=4，ns=6，NT=49。K）需要的傳熱系數(shù)為：K==103[W/（㎡計算兩股物料的壓力降物料的壓力降出入口的流速 u==（m/s）出入口的壓力降 Pm1==（Pa）通過板的壓力降 PB1==（Pa）PT1===＜熱水方的壓力降出入口的流速 u==（m/s）出入口的壓力降 Pm2==（Pa）通過板的壓力降 PB2==（Pa） PT2===＜從上面的壓力降計算可知兩股物流的壓力降都滿足工藝條件的要求。一般說來，隨著均質(zhì)壓力的提高，酸乳的黏稠度明顯上升；而較高溫度和較長時間的殺菌對黏稠度也有很大的提高。牛乳在高壓下被送入外環(huán)和芯子之間的空隙。均質(zhì)的主要設(shè)備是均質(zhì)機，它是帶有一個背壓裝置的高壓泵。均質(zhì)方法一般采用二段式，即第一段均質(zhì)使用較高的壓力（～）目的是