年产10000吨乳酸菌饮料工厂设计
第一章绪论
1.1乳酸菌饮料
本产品以牛乳为原料，在较低温度下发酵，加入辅料，通过均质，杀菌后冷却，采用罐装分装。

乳酸菌素是发酵后的产物其中含有大量多种益生菌，经过发酵后可以分解为有利与人体吸收的物质对人体很有益，发酵产物，为氨基酸类小分子，有机酸物质，对食用者的身体健康十分有益。

当前国内较为主流的细菌复合专用乳酸菌连续发酵专用饮料主要可以分为两种:活性细菌复合专用乳酸菌连续发酵专用饮料与非活性细菌复合专用乳酸菌连续发酵专用饮料,前者主要是在一种低温长窖中一段时间连续发酵后二次低温进行混合调配，罐装后采用冷链运输。

不适合常温下长时间保持。

后者主要是在发酵温度相对较高下进行发酵,二次杀菌调配少量发酵液后后再进行高温杀菌再次发酵，可以常温下长时间保存，但是产品中的活性物质经过灭菌后失活，营养价值有所损失。

传统饮料多为碳酸饮料过多饮用，有害健康，随着当代人越来越注重健康，健康食品成为流行趋势，传统的碳酸饮料的市场前景有限，必将被新型发酵产品取代。

如何能开发出符合当今人习惯口感的饮料很重要。

产品的价值：该产品有极好的保健价值。

降低乳糖不耐症，通过发酵后，乳糖降解为小分子糖，可以降低
乳糖不耐症，显著提高人体的消化乳糖能力。

降脂质，现代人饮食油腻，大多胆固醇超高，是影响当代的健康因素，而过高的胆固醇积累在血液中会形成血栓，长此以往引发心血管疾病，益生菌对胆固醇有很好的降解作用。

促进肠道功能，益生菌饮料中含有的益生菌可以与肠道菌群中的菌落协同作用，促进人体肠道蠕动，降低肠道菌群中的有害菌。

1.2市场背景
随着生活水平的提高，人们在追求吃的好的同时开始逐渐更加注重吃的健康，在饮食中追求保健功能，而乳酸菌饮料很好的结合了两者之间的需要。

正是这种人们消费观念的转变，为乳酸菌产品的发展提高了市场机遇。

市场的快速增长发展最初是开始于2001年中国养乐多加工乳品有限公司的自主创新鲜乳产品,之后众多国内的加工乳牛奶饮品乳业生产加工企业积极参与合并加入,成为目前我国加工乳制品和生产加工牛奶饮料乳品行业目前市场主体规模快速发展最快的一个作为市场主体的乳产品,在2014-2017年期间已经呈现长期快速爆发式规模快速增长,市场主体销售总额规模每年可以达到100亿元,之后一直持续保持高速平稳持续增长,在产品销售进货渠道开拓方面,由于不仅无需再过度依赖各种速冻链和冷链,销售产品进货配送途径更加便捷,这也是近年来各国十大品牌中国乳品厂纷纷出手抢占市场的主要组成原因,经过近20年的快速增长发展,已经在国内乳品市场中逐渐开始占据一席之地深受男女老幼喜爱。

本设计可为相关乳酸菌饮料工厂车间建设有一定的指导作业。

1.3设计内容
年产10000吨乳酸菌饮料生产线及平面布置设计。

设计包括：确定产品工艺，车间物料衡算，热量衡算。

图纸：平面布置图，生产工艺图。

1.4设计依据
本系列产品基于农业市场经济,依据现行国家农业相关技术规定诸如gb-12695-2016,《中华人民共和国食品安全法》等等相关技术规定,依据农业工艺工程学基本原理,突出生产效率,提高工业自动化生产技术应用程度。

整体工艺设计符合HACCP和GMP规范。

第二章工艺流程确定及论证
2.1相关生产指标
依据乳酸菌饮料的市场需求情况、原料供应情况和配套设备生产能力，确定饮料年产量为10000吨。

原料无季节限制，因此可以对其进行全年均衡生产。

除休息日和节假日外，每天两班工人进行生产，每班生产工作9小时，预计每班生产7吨，即每天产量为14吨。

平均每月生产25天，年生产300天。

2.2生产工艺
2.3工艺细节
化粉
以脱脂乳粉为原料，采用水蒸气进行蒸发，剩下的为脱脂乳粉，采用两端干燥法。

在40℃乳粉与5倍水混合，溶解10小时。

所用水质需要符合中华人民共和国标准：GB/T11446.1-2013
乳化混合过程通常需要及时消泡,有机的气泡泡沫会大大降低原料混合乳化效率,影响原料混合乳化效果,需要及时加入有机消泡剂,目前我国市场上有的有机消泡剂主要有三种:酯类有机硅酸酯消泡剂,聚醚聚酯类有机硅氧甲基化合物聚酯消泡剂,聚醚聚酯消泡剂。

均质采用二级均质方法进行均质,一级均质主要用于测定脂肪粘度含量低和低的高粘度物,二级均质主要广泛应用于测定脂肪粘度含量低的高粘度物和低物，在乳酸菌饮料的加工中需要两级均质。

褐变
褐变是在长时间加热条件下发生美拉德反应产生褐色产物，影响品质，在乳酸菌饮料加工中需要控制褐变作用。

料液在99℃加热杀菌，在发酵罐中控制褐变时间，褐变终点受PH值影响。

投放菌种
冷却褐变后的发酵液至43℃，加入发酵液。

依据不同菌种类型确定不同发酵温度。

发酵温度为45℃时间为24小时。

二次调配
将准备好的酸，糖和稳定剂等辅料加入发酵液。

稳定剂选用海藻酸丙二醇酯或羧甲基纤维素。

添加稳定剂，发酵饮料不会分层，有助于保证品质。

杀菌
杀菌是保证品质的关键工艺，乳酸菌饮料在褐变前采用超巴氏杀菌法杀菌，罐装前采用超高温瞬间灭菌法杀菌，杀菌参数由生产工艺确定。

罐装
在常温下进行罐装，所有罐装所需的瓶子，瓶盖杀菌后进行罐装。

第三章物料衡算
物料衡算
依据乳酸菌饮料配方进行衡算
按日产量30吨进行衡算
脱脂乳粉：30×6%=1.8吨
白砂糖：30×10%=3吨
葡萄糖：30×4%=1.2吨
消泡剂：30×0.04%=0.012吨
酸液：30×0.5%=0.15吨
包装
包装格式为500ml
瓶装数：30000/0.5=60000瓶
装箱数
每6瓶每箱：60000/6=10000箱
每12瓶每箱：60000/12=5000箱
热量衡算
热量消耗是现代食品厂主要的能源消耗，是生产的主要能源成本，因此，企业需要严格控制温度，每一道工艺都对热量合理利用，达到成本最小化，利益最大化。

但同时，生产工艺中，热量不足会严重影响产品质量，重则引起生产事故。

热介质释放的能量为：q=m×Cp×ΔT
q =热交换量
m=质量流量
Cp=热介质比热
ΔT=温度差
温度变化：
45℃化粉后升温到70℃预热。

预热后采用热水介质升温到97℃。

褐变后降温到43℃。

发酵后降温到24℃。

加糖后降温到13℃。

通过调配罐后，升温到71℃。

采用蒸汽加热，将物料加热到118℃
第四章水电气估算
生产车间用水
(1)产品生产用水:每日产品产量14吨，根据物料衡算用水约10.80吨。

(2)工艺过程用水:气泡清洗机用水可循环使用，结合实际按水:原料为1：3的比例估算，原料清洗用水2.46吨。

巴氏喷淋灭菌冷却处理量1t/h,总耗水量5.77吨。

(3)清洁车间用水:根据生产经验每天清洗设备约8吨水，清洗1平方米地坪需用水15L，生产车间1000平方米，地坪清洗共15t。

(4)生产车间每日总用水量为42.03 吨。

生产车间用电
输送提升机等设备、空调、照明等耗电量每日总和为854.7KW；
生产车间用汽
(1)巴氏喷淋灭菌冷却机:设备处理量14t/天，蒸汽量为208x14=2912kg。

(2)CIP清洗设备:设备蒸汽能耗量为487kg/h，工作2小时，耗蒸汽量为974kg。

生产车间每日耗蒸汽量为:3886kg。

生产车间卫生管理
（1）各处理阶段区域分隔明确，并保证各区域卫生符合标准；
（2）与产品原料直接接触的所有设备和工具在使用前后都应清洗、消毒；
（3）车间配有防虫防蝇措施；
（4）清洗车间内部配有由专供清洗设备和专业工作人员进行清洗的专用热水或其他温水清洗系统;
（5）墙面和地面使用防水、防潮的建筑材料；
（6）噪音和振动强烈的设备进行减震处理。

第五章选址
考虑到产品不易存储运输的原则，工厂设计在主产地附近地区，紧邻交通主干线，这样在满足原料加工的同时可以快速销售产品，综合考虑，新郑市经济技术开发区建设，这里有便捷的交通网络，航空港可以将产品远销国外，铁路网可以运送到全国各地，且地处中原腹地，四方都便捷。

这里紧邻南水北调中线工程，可以满足水源供应。

厂区设计原则
1. 总平面布局采取紧凑化布局，模块化分区，结合当今世界先进设计理念，突出环境舒适，合理利用的原则。

2. 厂区划分采取厂前区，场后区，生活区划分，生活办公区设置绿化带分隔。

道路采用沥青与水泥相结合，主道路采用沥青，非机动车道路采用水泥路。

3. 各个单独建筑物在满足防火，防噪，防尘，通风，光照的要求下，紧凑布局。

厂布局特点：
学习世界先进的建筑布局风格和时间先进的工厂设计理念。

工厂采取两圈环形路布置，前后分开，人货分离。

建筑布局遵循中国传统风格对称布局，后方进行货物的流通，前方进行行人流动。

在生产区与生活区设置树木隔离带，防尘，防噪。

车间布局特点：
车间采取串联流水线布局与分布式布局相结合，减少产品流动，提高生产效率。

工艺特点：
工艺采取最先进的饮料加工技术，满足国内与国际安全标准，既可以满足国内生产，又可以远销国外。

第六章总结
本产品对乳酸菌饮料工艺进行改进，厂址布局规划进行全新设计，
与现有布局相比，提高了利用率，在生产中方便工艺衔接。