年产10万吨酸奶厂设计_本科生毕业论文(设计)目录一设计说明书第一章总论第一节前言1第二节建设规模及产品方案2第三节厂址选择概述4第四节总平面布置情况5第二章工艺设计第一节工艺流程设计6第二节物料衡算11第三节车间设备选型14第四节主要生产车间设计15二附件图1 总平面设计图附图1图2 设备工艺流程图附图2图3 生产车间设备布置图附图3表1 设备选择表前言11 酸奶简介民以食为天食以乳为先牛乳自古以来即被人类饮用牛乳的组成最为接近人乳含有人体所需要的全部营养成分营养最为均衡在人们的膳食结构中具有其他食品无法替代的地位和作用由鲜牛乳发酵成的酸乳由于其丰富的营养特殊的风味爽滑的质构和良好的生理功能备受人们青睐联合国粮农组织FAO世界卫生组织WHO与国际乳品联合会IDF于1977年对酸乳作出如下定义酸乳即在添加或不添加乳粉或脱脂乳粉的乳杀菌乳或浓缩乳中由保加利亚乳杆菌和嗜热乳酸链球菌进行乳酸发酵制成的凝乳状产品成品中必须含有大量的相应的活性微生物通常根据酸乳成品的组织状态来进行分类具体可分为凝固型酸乳发酵过程在包装容器中进行从而使成品因发酵而保留其均匀一致的凝乳状态搅拌型酸乳成品先发酵后灌装而得发酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅碎而成黏稠且均匀的半流动状态和饮用型酸乳类似搅拌型酸奶但包装前凝块被分散成液体饮用酸乳制品对身体有很多益处乳中许多成分具有很高的营养价值而且微生物菌群产生的许多代谢产物对人体也极为有益⑴营养作用牛奶中乳糖经乳酸菌发酵其中20～30被分解为葡萄糖和半乳糖前者进一步转化为乳酸或其他有机酸这些有机酸有益于身体健康后者被人吸收利用可参与幼儿脑苷脂和神经物质的合成并有利于提高乳脂肪的利用率牛奶中的蛋白质经发酵作用后乳蛋白变成微细的凝乳粒易于被人消化吸收酸奶中的磷钙和铁易被吸收有利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病牛奶中的脂肪经乳酸菌作用后发生解离或酯键被破坏易于被机体吸收发酵过程中乳酸菌还会产生人体所必需的维生素B1维生素B2维生素B6维生素B12烟酸和叶酸等营养物质⑵缓解乳糖不耐症乳酸菌产生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖因此乳糖不耐症患者饮用酸奶就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症如腹胀腹痛肠道痉挛下泻等⑶整肠作用人体肠道内存在有益菌群和有害菌群在人体正常情况下前者占优势当人患病时有害菌群占优势饮用酸奶可以维持有益菌群的优势⑷抑菌作用嗜热乳杆菌和双歧杆菌不受胃液和胆汁的影响可以进入肠道在肠道内存留较长时间这两种乳酸菌以及在这些乳酸菌影响下生长起来的肠道中的其他乳酸菌可以产生嗜热乳菌素等抗菌物质这些物质大都对大肠杆菌沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等有明显的抑菌作用⑸改善便秘作用进入肠道中的活的乳酸菌能产生乳酸醋酸等有机酸这些有机酸有刺激肠道加强蠕动的作用故可以改善便秘⑹降低胆固醇牛乳中的乳清酸乳糖和钙以及酸奶中存在的羟基戊二酸都有降低胆固醇的作用⑺抗癌作用酸奶有抑制3种酶的活性作用这些酶能引起癌变另外酸奶还能激活巨噬细胞抑制肿瘤细胞从而起到抗癌作用12 酸奶的发展前景尽管目前我国的乳业市场不断扩大乳品消费观念在不断提高但我国年人均乳制品不足20kg的消费量与世界人均100kg发达国家人均140kg的消费量相比还有较大差距中国的乳品消费在整体上并没有进入完全理性的轨道由于营养知识的欠缺许多人不了解乳品对改善营养平衡膳食补钙和增强体质的重要作用包括对酸乳的认识也不够因而市场占有率也不太高不过随着人们对酸乳营养价值的认识人们对酸奶的态度发生了改变市场占有份额也逐年增加随着我国居民生活水平和消费观念的转变酸奶的消费在以后的较长时间内仍旧会保持迅速的增长势头这种超常的增长速度在全球酸奶发展史上是非常罕见的市场前景极为广阔13 本次设计范围本设计主要是年产10万吨酸奶厂车间的工艺设计设计范围包括厂址选择制定产品方案各产品工艺流程的确定工艺论证根据物料衡算进行设备选型对水电汽等生产车间必备的生产要素的配给和优化企业组织及劳动力组成全厂辅助设施及公用系统车间生产工艺流程图车间平面布置图工厂总平面布置图各一张经济核算及效益分析第二节建设规模及产品方案21 生产规模年产10万吨酸奶22 产品方案com 产品方案确定说明本设计根据产品的种类包装种类和各产品的产量并且符合生产向机械化自动化连续化发展方向的要求最终确定了本设计的产品方案由于酸奶工厂原料基本采用奶牛当日产的牛乳并且酸奶是消费者每日饮用的产品因此酸奶工厂全年没有停产时间按照365日计算为平衡每月生产的产量避免出现部分月停产部分月加工任务过于繁重结合主要加工酸奶的品种成熟时间情况初步安排产品生产方案如下注每月以30天计1-1 工厂日生产产品方案产品种类包装包装规格灌装机能力产品名称产量吨天凝固型酸奶玻璃瓶200g瓶12000瓶小时风味果料酸奶 6个品种3个天90搅拌型酸奶塑料杯125g杯12000杯小时风味果料酸奶 10个品种5个天8520000杯小时150g杯9000杯小时风味果料酸奶 6个品种3个天40屋顶包200g包6000包小时风味果料酸奶 10个品种4个天24500g包121000g包24合计275表1-2 年产100000t发酵乳制品工厂的产品方案一览表产品名称包装种类一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月年产量t 凝固型酸奶玻璃瓶200g32850搅拌型酸奶塑料杯125g31025塑料杯150g14600屋顶包200g8760屋顶包500g4380屋顶包1000g8760第三节厂址选择概述项目厂址选择在蚌埠高新技术产业示范区蚌埠位于东经117°12"北纬32°57"淮河中下游面向长三角蚌埠是安徽省最大的城市之一也是安徽省第一个建市的地级市同时也是安徽省经济命脉全国重要的交通枢纽经济腹地十分宽广跨中国南北分界线拥有千里淮河第一大港口是京沪高速铁路一等客站所在地同时京高速铁路由蚌埠火车原上海铁路局蚌埠铁路分局现上海铁路局蚌埠铁路办事处仍驻蚌埠蚌埠是中国著名的水陆交通枢扭城市也是安徽省重要的工业基地常住人口360万人其中市区人口近100万人总平面布置情况项目占地15000m2其中生产区占地6000 m2位于厂区中心生活区占地1500m2位于厂区东北角工厂坐北朝南从南大门进厂豁然呈现在眼前的是一个椭圆形的花坛花坛中心设置有喷泉假山这种色彩鲜明动静结合的搭配给人一种清新洁净生机盎然的感觉烘托出项目产品新鲜方便卫生的底蕴厂区总平面布置见图1花坛往北便是占地1440m2 的主生产车间宽敞明亮布置有现代化的生产线洗手间空气净化设备卫生隔墙等设施一应俱全全面适应生产的需要厂区东侧是机修间和锅炉房厂区西侧布置的是原料库成品库和办公楼实验室工厂的道路均按照工厂设计的标准进行布置主干道路宽6m两侧布置有绿化带环绕整个厂区并设有人行道和缓冲区充分做到人车分离安全生产厂区的绿化带布置合理栽种常绿树木和草类使整个厂区四季如春显得生机盎然厂区总平面设计图见附图1现在食品工厂大多采用轻钢结构的厂房轻钢建筑材料重量轻建设周期短相对建筑成本比较低同时轻钢结构厂房相对跨度大对设备在厂房中的布置影响小框架结构对于不同功能分隔和以后的变更都非常的方便因此本设计也将采用轻钢结构厂房进行设计我国夏季多为东南风冬季多为西北风因此本设计将动力系统和污水处理系统放置在整个厂区的东侧避免因为风向的问题影响产品质量同时根据乳制品GMP要求本设计的厂房具有通排风系统避免外界的污染进入到车间内部主车间物流为南北走向人流为东西走向因此在主厂房北侧设置原辅料仓库和容器整理中心对原辅料进行储存和瓶箱等包装容器的初步滔滔和整理原料经过加工处理生产出的成品由主厂房南侧经过冷库储存和恒温月台分配后由物流配送系统运送出厂恒温月台能够避免成品在分配过程中处于高温环境从而造成对产品质量的影响主场房人流方向为东西走向人流经过主厂房一次换鞋更衣二次换鞋消毒池以及风淋间后通过人流通道进入各个生产岗位进行生产设计中人流路线与物流路线没有交叉因此能够避免事故和操作失误第二章工艺设计第一节工艺流程设计11 凝固型酸奶的工艺流程鲜乳或还原乳验收预处理奶仓牛乳白砂糖溶解调配预热 60～65℃15～20MPa 均质加热灭菌90～95℃3～5min冷却快速冷却至42～45℃直投式发酵剂接种灌装直投式菌种43℃发酵4～65h速冷速冷至15～20℃冷藏后熟4℃冷藏过夜保持冷链贮存或销售12 搅拌型酸奶的工艺流程鲜牛乳验收预处理奶仓牛乳白砂糖溶解调配预热60℃～65℃均质15MPa杀菌 95℃5min冷却 42℃～45℃直投式发酵剂接种发酵终点pH46破乳冷却15℃～20℃溶解杀菌冷却混合稳定剂水白砂糖均质15MPa冷却15℃～20℃灌装冷藏保持冷链贮存或销售13 操作要点说明1 预处理净化可以除去原料乳中的杂质使牛乳达到最高的纯净度为使原料乳中脂肪和无脂干物质之间的比例关系符合制品的要求可通过闪蒸操作调整其比例关系2 预热预热一方面可以杀菌而且由于适当加热可以使一部分乳清蛋白凝固提高酪蛋白的热稳定性以防止灭菌时凝固并赋予成品以适当的黏度同时可以钝化酶并降低均质后乳脂肪球的直径防止均质后的产品中脂肪上浮增加产品的稳定性预热温度控制在60℃～65℃3 均质均质主要是使原料充分混合均匀阻止奶油上浮提高酸乳的稳定性和稠度并保证乳脂肪均匀分布从而获得质地细腻口感良好的产品均质压力控制在15MPa4 杀菌杀菌目的在于杀灭原料乳中的杂菌确保乳酸菌的正常生长和繁殖钝化原料乳中的天然抑制物使乳清蛋白变性以达到改善组织提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的杀菌温度控制在95℃保温5min进行杀菌5 冷却冷却主要是为接种的需要经过热处理的牛乳需要冷却到一个适宜的接种温度此温度控制在42℃～45℃内6 接种接种是造成酸乳受微生物污染的主要环节之一因此严格注意操作卫生防止细菌酵母霉菌噬菌体及其他有害微生物的污染接种时充分搅拌使发酵剂与原料乳混合均匀7 发酵发酵温度控制在42℃～45℃从而为微生物代谢提供最适的温度环境发酵时间25h～3h且期间不搅拌发酵终点判定观察发酵乳表面的状态只要表面呈均匀的凝固样并且又少量乳清析出即可初步判断接近发酵终点再测定pH46时即可停止发酵8 破乳冷却破碎凝胶体使凝胶体的粒子直径达到001mm～04mm并使酸乳的硬度和黏度及组织状态发生变化搅拌速度不可过快时间不宜过长冷却目的是抑制乳酸菌的生长降低酶的活性防止产酸过度使酸奶逐渐凝固降低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度将发酵乳迅速降温至15℃～20℃9 混合将经溶解和杀菌的稳定剂水和白砂糖辅料与发酵乳进行混合10 均质使混合料液滴微细化提高料液黏度抑制粒子的沉淀并增强稳定剂的稳定效果均质压力控制在15MPa均质温度为60℃左右均质是为了充分将添加入混合罐中的稳定剂水和白砂糖辅料混合均匀从而获得质地细腻口感良好的产品11 灌装和冷藏采用相应灌装机进行灌装后的成品置于0℃～5℃冷藏12h～24h进行后熟以产生良好的风味14 酸奶质量标准表2-1 酸奶质量标准项目纯酸牛奶调味酸牛乳果料酸牛乳全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂色泽呈均一一致的乳白色或微黄色呈均一一致的乳白色或调味乳果料应有的色泽滋味和气味具有酸牛奶固有的滋味和气味具有调味乳或果料乳应有的滋味和气味组织状态组织细腻均匀允许有少量乳清析出果料酸牛乳有果块或果粒脂肪≥31 10-20 ≤05 ≥25 08-16 ≤04 蛋白质29 23 非脂乳固体≥81 65 酸度°T≥70苯甲酸gkg≤003 023 山梨酸gkg 不得检出≤023 硝酸盐NaNO3计mgkg≤11 黄曲霉毒素MIugkg≤05大肠菌群MPN100ml 90 致病菌指肠道致病菌和致病性球菌≤不得检出第二节物料衡算根据工厂设计规模产品方案通过物料平衡计算可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水蒸汽能源等流量与耗量据此就可以计算出全年主要物料包装材料的采购运输和仓储容量同时通过物料衡算还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排也是进行经济分析不可缺少的根据为平衡每月生产的产量避免出现部分月停产部分月加工任务过于繁重结合主要加工酸奶的品种成熟时间情况初步安排产品生产方案如下注每月以30天计原料配方凝固型吨搅拌型吨总量吨实际量吨凝固型搅拌型 90 185 27 275 鲜牛奶 85 85 765 15725 23375 2435 蔗糖7 7 63 1295 1925 201 稳定剂 050 050 045 0925 1375 143 菌种 3 27 0 27 273 果料0 5 0 925 96 脱脂奶粉033 033 0333第三节车间设备选型31 设备选型物料计算是设备选型的依据选择设备时要注意四点1根据每一品种单位时间 h或min 产量的物料平衡情况和设备生产能力来确定所需设备的台数2几个生产中的关键设备除按实际生产能力所需台数的设备外还应考虑备用设备3以便后道工序的生产能力要略大于前道不至于生产能力不够导致物料积压4选择设备应考虑下列原则 a满足工艺要求保证产品的质量和产量b 应选用较先进机械化程度较高的设备c 充分利用原料能耗少效率高体积小能一机多用d 应符合卫生要求故而多应用不锈钢材料e 有合理的自动控制系统控制温度压力和真空度时间速度32 设备概况高压均质机工作参数 5th-25Mpa板式换热器调配系统高速搅拌配料罐采用优质不锈钢制造360 °清洗头聚胺脂发泡工艺保温有开启式和封闭式等多种结构采用国外技术生产的高剪切搅拌头工作时高速剪切物料同时产生极强的湍流能将稳定剂如CMC明胶卡拉胶等冷水25 化成均匀的胶体在生产超高温灭菌奶凝固型搅拌型酸奶调配型酸奶时是溶解稳定剂白糖以及标准化所需的奶油的强有力的工具可实现冷配料显著的提高生产效率降低能耗特别是生产调配型酸奶稳定剂和加酸酸化时使用本设备的高剪切和强烈搅拌可冷配料快速加酸酸化节约能源避免酪蛋白沉淀奶粉复原装置水粉混合泵性能每分钟处理奶粉45千克发酵罐详细说明发酵罐-广泛应用于乳品食品饮料制药化工等行业的发酵400m3发酵罐和50 m3种子罐其罐内全部抛光至300其容积和加工精度达到国内行业要求酸奶自动填充包装机1塑杯全自动灌装封口机本机适用于各种规格塑杯的全自动充填封口的专用设备自动落杯定量灌装机械手吸盖二次封口提杯推杯输送等一系列工序自动完成适用于酸奶牛奶色拉果汁饮料和其它制品2屋顶型纸盒灌装机本机采用先进的机光电气一体化的自动控制系统操作简单方便机器运行安全可靠稳定性好生产效率高节省人力降低成本具有可靠的卫生安全措施封底灌装封口都在无菌的状态下进行并可随时进行灭菌处理确保了产品卫生安全达到国际卫生标准密封状态下柱塞式定量灌装灌满率确保100并有效防止了灌装过程中的二次污染冷库制冷机CIP型分体式就地清洗机CIP型分体式就地清洗机- 是食品医药企业自动化清洗管道容器等设备的专用设备本设备在引进消化国外先进技术基础上研制而成离心乳泵卫生泵应用乳品乳清奶油牛奶糖液计量泵水处理设备微孔膜筒式过滤器此产品借鉴国外先进技术按FDA和GMP标准制造过滤器材质为优质进口不锈钢304316L其特点是体积小重量轻使用方便过滤面积大堵塞率低过滤速度快无污染热稳定性及化学稳定性好此过滤器能除绝大部分微粒所以广泛应用于精滤和除菌工艺热水锅炉冷水槽糖液及果料等混合罐混合器用于搅拌型酸奶生产中果料香料与发酵好的酸奶的混合灌装机打码机巴氏杀菌机巴氏杀菌机适用于鲜奶果汁饮料酒类等热敏感性液体的加热杀菌保温和冷却等工艺要求本设备具有热回收高节能降耗结构紧凑操作简单维护方便等特点控制方式半自动控制全自动控制PLC控制触摸屏显示设备主要配置物料泵平衡桶热水系统温度控制及记录仪电器控制系统等生产能力05～20th 杀菌温度85～95 保温时间15～30s适用于鲜奶果汁饮料酒类等热敏感性液体的加热杀菌保温和冷却等工艺要求本设备具有热回收高节能降耗结构紧凑操作简单维护方便等特点控制方式全自动控制PLC控制触摸屏显示设备主要配置物料泵平衡桶热水系统温度控制及记录仪电器控制系统等生产能力05～20th杀菌温度85～95保温时间15～30s24 墙间隔6m 均匀布置05m× 05m 的方形柱网柱网中间布置2m宽的窗户便于通风和采光通风窗户设置空气净化设施此外还设有吸音孔以减少噪声污染车间人员入口门为2m× 27m物流出口的门为22m×30m管架布置标高32m车间地坪采用防滑瓷砖铺面设有地沟便于冲洗和排污车间南门入口处设消毒间其左右两侧分别是男女更衣室及浴室主要供工人进出再往里是走廊通往生产线主车间内两条生产线分布在车间纵向对称轴线两侧原料由冷库通过铲车通过北门消毒室运输到主生产车间两侧进入到车间内两条生产线在车间内呈S 型走向成品由靠近成品冷库的车间一端送出从而可以避免交叉污染使人流物流在车间内线路流畅主车间设备平面布置图见图3二附件图1 总平面设计图图2 生产工艺流程图图3 生产车间设备布置图表1 设备选择表设备选择表数量高压均质机4 巴氏杀菌机 4 板式换热器4 高速搅拌配料罐 2 奶粉复原装置2发酵罐 4 酸奶自动填充包装机 2 冷库制冷机4 离心乳泵 2 计量泵 2 水处理设备微孔膜筒式过滤器 2 热水锅炉 1 冷水槽 2 糖液及果料等混合罐 2 混合器 4 灌装机 2 打码机 2表2 物料衡算表表2 物料衡算表原料配方凝固型吨搅拌型吨菌种吨总量吨实际量吨凝固型搅拌型90 185 27 275 鲜牛奶 85 85 765 15725 23375 2435蔗糖7 7 63 1295 1925 201 稳定剂 050 050 045 0925 1375 143 菌种 3 27 0 27 273 果料0 50 925 96 脱脂奶粉033 033 0333食品工厂设计基础课程设计1。