年產20萬噸酸乳生產車間設計-預覽頁

　

【正文】 ... 23 1 1 前言 酸乳（ yoghurt） 酸乳（酸奶），即在添加（或不添加）乳粉（或脫脂乳粉）的乳中（殺菌乳或濃縮乳），由于保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用進行乳酸發酵而制成的凝乳狀制品，成品中 必須 含有大量的、相應的活性微生物 [1]。 凝固型酸奶（ Set yoghurt） 其發酵過程在包裝容器中進行，從而使成品因發酵而保留其凝乳狀態。 按發酵作用的特點分類 乳酸發酵（酸性發酵乳） 利用乳酸菌進行發酵，分解乳糖產生乳酸，并賦予酸乳獨特風味 2 酒精發酵（醇性發酵乳） 利用乳酸菌和酵母菌共同發酵，代謝產物既有乳酸又有乙醇，具有顯著的乙醇風味，亦稱乳酒。 酸乳使人年輕 因為酸乳中富含鈣和一定量的維生素（維生素 A、維生素 B2 等），鈣有利于牙齒骨骼的生長，而維生素 A 和維生素 B2 都有益于眼睛，達到明目的效果，酸乳中還有豐富的氨基酸，這也是有益于人體的，使人活的越來越年輕，還有酸乳能改善消化功能 [2]，防止便秘，抑制有害物質如酚、吲哚及胺類化合物在腸道內產生和積累，因此能防止細胞老化，使人年輕。 雖然消費者對酸奶的認識程度逐漸在加深，但目前的主要消費人群依然是兒童、青少年、女士以及病患者為主，隨著消費水平的提高、消費習慣的改變、國家的倡導、企業的宣傳，消費群體會每年大幅度擴大。根據 BOABC 估算，2021 年，中國酸乳產量達到 400 萬噸，較 2021 年增長 倍，城 鎮居民人均酸乳消 3 費達到 千克，較 2021 年增長了 倍。就省區而言， 2021 年，內蒙古是中國最大的酸奶產區，其產量占全國的 %，其次是上海、江蘇和山東，分別占全國的 %、%和 %。 酸乳是中國盈利率最高的液體乳類，目前整個行業平均毛利率達到 35~50%，渠道費用大約 20~30%，凈利潤率高達 10~15%，雖然盈利水平因企業不同以及產品檔次的不同有較大的差異。 表 酸乳的品種及產量設計表 （ 單位： t） ② 名稱 年產量 月產量 日產量 攪拌型酸乳 155000 15500 516 凝固型酸乳 45000 4500 150 ① 2021 年中國酸乳產品市場研究報告 ② 每年按 10個月計算，每個月按 30天計算 4 生產車間結構 根據酸乳生產工藝要求，需以下建筑物或構筑物：主生產車間、原、輔材料庫、水處理間、冷庫、空壓機房、化驗室、更衣室、 內外包裝倉庫。 原 料 乳 凈 化配 料（ 添 加 糖 等 ）標 準 化預 熱（ 5 0 ～ 6 0 ℃ ）均 質殺 菌（ 9 5 ℃ 5 m i n ）冷 卻（ 4 2 ℃ ）添 加 香 料添 加 發 酵 劑（ 3 % 接 種 量 ）灌 裝 培 養 發 酵 冷 卻 入 庫 冷 藏 成 品 圖 凝固型酸乳生產工藝流程簡略圖 工藝論證和說明 原料乳的要求 及 檢驗 制造高品質的酸乳，必須選用同樣高品質的原料乳，而且必須經過嚴格的驗收，驗收時必須根據國標 GB193012021 對原料乳進行各方面的測試（包括嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪含量、蛋白質含量、全乳固體含量、菌落總數等）。 原料乳的標準化 由于本設計產量比較大，所以會大量地向周邊收購原料乳，而不同地域、不同的奶牛品種、不同的季節、不同的飼養管理都會導致原料乳各項指標不一樣，為了使我們出廠成品的品質高且一致，我們需要對原料乳進行標準化，使其符合我們的標準。均質機的原理是牛奶在高壓下被送入外環和芯子之間的間隙，在此間隙中，高靜壓能被轉化成動能，這樣，牛奶在狹窄的、環形的間隙中獲得非常高的速度（ 200~300m/s），在高開間隙時，牛奶以高速沖擊均質環的內側，并被迫改變方向。綜合上述殺菌方法的優缺點，為了盡量減少殺菌給牛乳品質帶來的影響，我們選用 高溫 巴氏殺菌，但是使病原菌完全死滅的效率只達到 85%~99%，對耐熱嗜熱細菌及孢子等不易 7 殺死。接種量為 3%[7]，接種采用“球桿比”為 100:1 的混合菌種，因為結果表明更加有利于酸乳的風味形成，酸乳后酸化弱，更耐存放，貨架期更長 [8]。 灌裝 灌裝的目的主要是便于分送銷售、便于消費者飲用，此外還能防止污染，保持殺菌乳的良好滋味和氣味，防止吸收外界異味，減少成分的損失。 冷藏及出廠 攪拌型酸乳可馬上出廠， 酸乳產品在 3~8℃冷藏條件下一般要求有 25~30d 的貨架期 [10]。 8 本設計為攪拌型酸乳和凝固型酸乳各兩條生產線，分別對應不同的灌裝包裝，由于兩條生產線的產量接近并為了提后能進行調整，兩條生產線的設備型號、工作量一樣。 攪拌型酸乳發酵后乳液酸度、粘度均升高，不能選用離心泵，故選用容積式凸輪泵，一共需要 4 臺，下面簡要說明： ，根據設計產量選 52t/h， 數量 2臺， 選型如 TR2173； ， 52t/h， 數量 2 臺， 如型號TR2173； 奶液分離機 奶液分離機是用于原料乳的標準化， 我們選用三用分離機，它的作用包括奶油分離、凈乳和標準化 。我們的均質機要求工作能力約為 100t/h，數量 1 臺，如型號 KLGJJ。 保溫罐 保溫罐具有節能、消聲、耐腐、生產能力強、清洗方便等優點，特別適用于水液的巴士消毒滅菌和保溫。 真空脫氣機 真空脫氣機利用真空抽吸作用排除料液中所含不凝氣體的裝置，是一系列乳制品、果汁等物料作業線上必不可少的設備。 物料衡算是以質量守恒定律為基礎對物料平衡進行計算。 以國家標準為基礎，并參照市場各種酸乳產品的成分，本設計將最終的酸乳產品成分定為： %蛋白質， %非脂乳固體和 %脂肪。 稀奶油及脫脂乳成分的假定 根據實際情況合理假定：脫脂乳中脂肪的含量 F2=%、稀奶油中脂肪的含量F1=40% 假定原料乳與稀奶油和脫脂乳中，非脂乳固體和無脂乳之比不變，即有公式： （ ） 計算 稀奶油中非脂乳固體的含量 （ ） 根據式子 （ ） 計算得每噸原料乳中應加入稀奶油的量 K40=。 標準乳的成分 （ ） （ ） 每噸原料乳可制得標準化乳的量（ M1） （ ） 每噸原料乳用于分離稀奶油的量 （ ） 從而制得稀奶油的量 （ ） 脫脂乳的量 （ ） 車間物料衡算 原料乳的物料衡算 本設計要求日產 666t 酸乳，按占鮮奶 85%而計算出需原料乳。 350g 瓶裝的 95t， 200g 瓶裝的 65t。 500g/包規格：日產包，按每箱 12 包計算，則每日生產箱； 250g/包規格：日產包，按每箱 24 包計算，則每日生產箱。 當物料經過物料或者化學變化的時候，如果其動能、位能或其對外界做的功，對于總能量的變化影響甚小可以忽略時，能量守恒定律就可以簡化為熱量衡算。 由于板式熱交換器具有體積小，重量小，熱交換效率很高等優點，本設計選用板式熱交換器。 b 牛奶比熱容 kJ/kgkk ： （ ） ， （ ） ， 查得 “溫差修正系數 ”為 F1=，所以 （ ） ㎡， 所以所選的換熱器合適。 ： （ ） （ ） ， （ ） 查得 “溫差修正系數 ”為， Ft=，所以實際的換熱面積為 （ ） ， 所選 BR1UHT20 型換熱器合適。 D 段：保溫后的原料乳冷卻到 42℃ ，進入發酵罐發酵；標準化的原料乳經初步預熱溫度從 5℃ 升到 65℃ 。 （ 4）溫差修正： （ ） ， （ ） ， （ ） 查得 “溫差修正系數表 ”為 Ft=，所以 （ ） ， 所選 BR1UHT30 型換熱器合適。 19 5. （ ） 6 總 結 通過對中國酸乳市場情況進行分析，每年接近 30%的增長率，人均飲用量遠低于歐美發達國家的情況下，以 GMP 為基礎設計出年產 20 萬噸的大型 酸乳廠房，生產符合GB193022021 要求的酸乳，控制其品質為原料乳占成品 85%，成品含 %的蛋白質，%非脂乳固體和 %的脂肪。在畢業設計這段時間里，雖然艱辛，一邊是工作上的壓力，一邊是與工作不相關的畢業設計，但是經歷后我收獲良多，既了解了酸乳的工藝流程和車間布局，又學會了“發現問題，分析問題，解決問題”這一生受益的解決問題的步驟，更重要的是使我在這期間獲得更深厚、更親密的師生、同學友誼，這一切都源于老師們、同學們對我的無私幫助，在此請 21 讓我對您們說聲“謝謝”！ 22 23 附錄：《酸乳工廠車間平面布局圖》 輔料倉庫 配料間空壓機房內包裝材料倉庫工具器室外包裝材料倉庫冷庫男更衣室消毒間無菌灌裝2 34 6 7 68 101110 121210447 5131351 、 貯奶倉 2 、 奶槽 3 、 凈乳機 4 、 配料罐 5 、 奶泵 6 、 板式換熱器7 、 高壓均質機 8 、 巴氏殺菌機 9 、 容積式凸輪泵 1 0、發 酵罐1 發酵劑罐 1 攪拌罐 1保 溫罐外包裝線80 80 1 0 0 1 2 0 20 1 0 0204540145 女更衣室男更衣室風淋室消毒室1 4 0 80接待處、休息室1 6 0 20 20 20 603030C IP 清洗系統無菌灌裝外包裝線名稱 酸乳生產車間平面布置圖單位尺寸制圖者審核mm黃杰明1:50020 14 .05. 01北京理工大學珠海學院40150 男洗手間 女洗手間5 54 6 7 68 105 599N時間單位比例劉小剛水處理間化驗室1115攪拌型酸乳生產線無菌灌裝4 6 7 6811 447 513135外包裝線無菌灌裝外包裝線5 54 6 7 685 555凝固型酸乳生產線1111313