发酵型酸奶生产车间设计毕业设计论文(编辑修改稿)

发酵型酸奶生产车间设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

原料乳的比热容 1C= kJ/（㎏ K）， 水的比热容 2C= kJ/（㎏ K ） ， 故每小时耗水量 为： 1W=      1 1 1 2211 5 5 2 1 . 5 2 3 . 9 3 1 3 5 44 . 1 8 2 5 0AwA C T TC t t     4= 0 （㎏ /h）； 标准化乳预热的热水耗量 W2 根据工艺， 标准化乳 4 ℃ → 60 ℃ 热水 75 ℃ → 25 ℃ W2=    6 0 4 3 . 8 6 7 1 7 7 1 5 2 . 3T C mT C 8 4 . 1 8 7 5 2 5     乳 乳 乳水 水4= 10 （㎏ /h） 杀菌 耗汽量 3W 3W12Qii （㎏） 式中 Q——加热过程中的热量总消耗量， J； 1i ——蒸汽热焓， J/㎏； 2i ——冷凝液的热焓， J/㎏； 查表知， 31i = 10 J/㎏。 而 22i T C水 ， 式中 ， 2T 为 加热蒸汽的温度， 在 本设计中 取 2T=110 ℃ ； 故 3W= 12i C T水=   7 7 3334 .2 2 1 0 2 .3 8 1 0 1 02 6 9 3 .4 1 0 4 .2 1 0 2 7 3 1 1 0        10（㎏） 杀菌冷却的冷水耗量 4W 根据工艺，杀菌后乳温度为 1T=90 ℃ ，冷却到发酵温度为 2T=42 ℃ ；设冷却水的温度从 1t=25 ℃升至 2t =75 ℃ ，每班工作 8h ,杀菌乳每班定额量为 L，则 班量为： 42 1 5 3 9 7 3 . 5 1 . 0 3 2 / 8 1 . 9 9 1 0A    （㎏ /h）； 此时，乳的比热容 1C= kJ/（㎏ K ），则每小时耗水量为： 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 13 4W =       41 2 1 2219 0 4 2 3 . 8 7 4 1 . 9 9 1 07 5 2 5 4 . 1 8T T C At t C      水= 10 （㎏ /h） 发酵后冷却水的耗用量 5W 发酵后的温度设为 1T=42 ℃ ，冷却后 的 温度为 2T=20 ℃ ； 设冷却水的温度从 1t=15 ℃ 升至 2t =30 ℃ ，每班工作 8h ， 发酵乳每班定额量为 L，则 班量为： 3 / 8A    10 （㎏ /h）； 此时，乳的比热容 1C= kJ/（㎏ K ），则每小时耗水量为： 5W=       41 2 1 3214 2 2 0 3 . 9 5 7 1 . 9 1 03 0 1 5 4 . 1 8T T C At t C      水4= 10 （㎏ /h） UHT 处理过程的耗汽量 W6 查表知 ， 140℃ 时水的蒸汽热焓为 1i = kJ/㎏ ， 所以 UHT 处理过程的耗汽量为 ： W6=  73333128 .0 1 0 1 02 7 3 7 .7 1 0 4 .2 1 0 2 7 3 1 4 0Qi C T      水4= 10 （㎏） UHT处理后冷却水的耗用量 W7 根据工艺， UHT处理 后乳的温度为 4t =140 ℃ ， 冷却后达到 4t =20 ℃ ，设冷却水的温度从H4t =0 ℃ ， 上升到 H4t =80 ℃。 此时乳的比热容 乳 kJ/（㎏ K ），则每小时耗水量为： W7=      4 4 4441 4 0 2 0 3 .9 5 7 1 4 7 0 1 9 .8 6 1 .0 3 58 0 0 4 .1 8 8HHt t C At t C         乳w4= 10 （㎏ /h） 耗冷量计算 发酵工厂的耗冷量 分为工艺耗冷量（ tQ ）和非工艺耗冷量（ ntQ ） ， 而工艺耗冷量又包含了发酵培养基和发酵罐体 的冷却降温耗冷，生物反应放热（发酵热）的除去等，非工艺耗冷量则包括维护结构耗冷量、用电设备运转放热耗冷量等。 具体的计算公式为： t ntQ=Q Q 工艺耗冷量 tQ 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 14 原料乳冷却耗冷 量 1Q 原料乳 35 ℃ →4 ℃ 水 0℃ →25 ℃ 每班乳量为：  ㎏， 乳 kJ/（㎏ K ）；工艺要求在 1h 内完成冷却过程，则所耗冷量为：  1 1 2Q = T /T C G       7= 3 5 4 3 . 9 3 1 1 2 4 1 7 2 . 1 8 / 1 = 1 . 5 1 0 /k J h   冷却杀菌 乳的耗冷量 Q2 杀菌乳 90℃ → 42℃ 水 25℃ → 75℃ 每班乳量为： 51 5 3 9 7 3 . 5 1 . 0 3 2 1 . 5 9 1 0G    ， 乳 kJ/（㎏ K ）；工艺要求在 1h 内完成冷却过程，则所耗冷量为： 2Q =    5712T C G / = 9 0 4 2 3 . 8 7 4 1 . 5 9 1 0 / 1 = 3 . 4 2 1 0T       （ kJ/h） 发酵耗冷量 Q3 假定发酵乳固形物均为乳糖、蔗糖等， 而它们的发酵放热量为 18000kJ/(m3h)， 设 发酵度为 60%。 则 1L 发酵乳每小时放热量为：  0Q = 1 8 0 0 0 6 0 % 1 0 0 0 = 1 0 . 8 k J / Lh   根据物料衡算， 每班的发酵量为 ， 工艺要求在 3h 内完成， 则总发酵热为： 60 1 0 . 8 1 5 3 9 7 3 . 5 4 . 9 9 1 0Q     （ kJ）； 发酵时间为 3h，考虑到发酵放热的不平衡， 取系数 ，忽略发酵期的乳温升高， 则发酵期耗热量为： 6630 1 . 5 / 3 4 . 9 9 1 0 1 . 5 / 3 2 . 5 0 1 0       （ kJ/h） 冷却发酵乳的耗冷量 4Q 根据工艺， 发酵乳 42℃ → 20℃ 水 15℃ → 30℃ 每班乳量为： 51 4 7 8 4 7 . 6 8 1 . 0 3 5 1 . 5 1 0G    ㎏， 乳 kJ/（㎏ K ）；工艺要求在 30min内完成冷却过程，则所耗冷量为：     574 1 2 / 4 2 2 0 3 . 9 5 7 1 . 5 1 0 / 1 1 . 1 9 1 0Q T T C G           乳（ kJ/h） UHT处理后冷却耗冷量 Q5 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 15 根据工艺， UHT处理乳 140℃ → 20℃ 水 0℃ → 80℃ UHT处理乳的每班定额量为： 5G = 1 4 7 0 1 9 . 6 8 1 . 0 3 5 = 1 . 5 2 1 0（㎏）；而此时乳的比热容为： 乳 kJ/（㎏ K ），工艺要求在 1h内完成冷却过程，则所耗冷量为：     575 1 2 / 1 4 0 2 0 3 . 9 5 7 1 . 5 2 1 0 / 1 7 . 2 2 1 0Q t t C G           乳（ kJ/h） 综合上述知 ，工艺耗冷量为：  7 7 7 6 7t 1 2 3 4 58Q = Q + Q + Q + Q + Q = 1 .5 1 0 + 3 .3 8 1 0 + 1 .1 9 1 0 + 2 .5 1 0 + 7 . 2 2 1 0 = 1 .3 5 1 0 k J/h     非工艺耗冷量 Qnt 除上述的工艺过程耗冷量外，发酵罐外壁、运转机械、维护 结构及管道等均会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量。 露天锥形罐冷量散失 Q6： 锥形罐酸奶发酵厂几乎都把发酵罐置于露天，由于太阳辐射、对流传热和热传导等造成冷量散失。 通常，这部分的冷量散失可由经验数据求取。 根据经验，年产 90000吨酸奶厂露天锥形罐的冷量散失在 13000～ 30000kJ/t酸奶之间，故旺季每天耗冷量为： 76Q = G 3 0 0 0 0 = 1 5 3 9 7 3 . 5 1 . 0 3 5 3 3 0 0 0 0 = 1 . 4 3 1 0     （ kJ/d） 式中， G－－旺季酸奶日产量， t 若白天日晒高峰 耗冷为平均每小时耗冷量的二倍，则高峰耗冷量为： 666Q = 2 Q /2 4 = 1 .2 1 0 （ kJ/h） 过滤机及管道等散失冷量 Q7： 通常，根据实验经验取 7tQ =12% Q ， 所以 , 897tQ = 1 2 % Q = 1 2 % 1 . 3 5 1 0 = 0 . 0 1 6 2 1 0   (kJ/h)； 因此，  6 9 7n t 6 7Q = Q + Q = 1 . 2 0 1 0 + 0 . 0 2 1 6 1 0 = 1 . 7 4 1 0 /k J h   8 7 7t n tQ = Q + Q = 1 . 9 1 0 + 1 . 7 4 1 0 = 2 . 0 7 1 0  （ kJ/h） 主要构筑物的 设计 计算 原料乳的预处理 工艺 湖南科技大学本科生毕业设计（论文） 16 原料乳的预处理是酸乳生产中必不可少的一个环节，也 是保证产品质量的关键工段。 该工序包括净乳（ 过滤、净化 ）、冷却和贮存 等基 本步骤。 净乳 ： 原料乳在加工之前经过多次净化，目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物数量，确保产品达到卫生和质量标准的要求。 净乳的方法主要有过滤法及离心净乳法。 离心净乳是乳与乳制品加工中最适宜也是最常用的方法。 离心净 乳 机不仅能分离灰尘、砂土等杂质，而且能将牛乳中的一些乳腺体细胞和某些微生物除去，所以生产优质牛乳必须经过净化机净化。 离心净乳一般设在粗滤之后，冷却之前。 净乳时的乳温在 30～ 40℃ 为宜，在净乳的过程中要防止泡沫的 产生。 在一般情况下，如果净化低温牛乳（ 4～ 15℃ ），可连续运转 8h， 净化高温牛乳（ 57℃ ），则仅可连续运转 4h。 新式净化机可自动排污。 以减少拆卸清洗和重新组装等手续。 故目前大型工厂采用自动排渣净乳或三用分离机（奶油分离、净乳、标准化），对提高乳的质量和产量起了重要的作用。 离心过滤机的设计与选型 : 根据工艺， 每 小 时 处 理 原 料 乳 的 量 为 ： = （ ㎏ /h ） ， L/h=用于乳品生产 的离心分离机都力求提高转数，一般都达 6000～ 7000r/min 以上，根据以上条件，查《化工工艺设计手册》，选择型号 DPJ464/482130，转鼓直径 ： 464 ㎜ ； 当量沉降面积 ： 48107 ㎝ 2； 转速 ： 6615r/min； 分离因素 ： 11370； 生产能力 ： 24m3/h； 配套功率 ： 30kW； 外形尺寸（长  宽 高） /㎜： 1632 1024 1528； 质量： 1200 ㎏；制造厂：浙江轻工业机械厂。 冷却 ： 净化后的乳最好直接加工，如果短期贮藏时，必须及时进行冷却，以保持乳的新鲜度。 一般采用板式换热器进行冷却。 换热器作为传热设备随处可见，在工业中应用非常普遍，特别是耗能用量十分大的领域，随着节能技术的飞速发展，换热器的种类开发越来越多。 按传热原理可分为直接接触式换热器，蓄能式换热器，板、管式换热器。 其中板、管式换热器用量非常大，占总量的 99%以上，原理是热介质通过金属或非金属 将热量传递给冷介质的传热设备。 相对 管式换热器来说， 板式换热器 具有传热效率高、结构紧凑、重量轻等优点 ，又由于流体在换热器中无论进行并流、逆流、错流都可以，板片还可以根据传热面积的大小而增减，因此适应性较强，但它们在结构与制造上尚存在问题。 板式换热器的主要缺点是：密闭周边长，目前大型板式换热器垫圈 总长超过 2800m,使用中常常需要拆卸和清洗，故漏泄的可能性很大，不易处理悬浮状的物料，对有垫圈的板式换热器使用温度受到垫圈材料的限制，温度不能很高，它的处理量也相对较小。 随着科学技术的飞速发展，板片式换热器正不断 完善，应用也日趋广泛。 板式换热器 用于处理从水到高黏度的液体，用于加热、冷却、冷凝、蒸发等过程。 它在食品工业中应用得最早、最广泛，如牛奶、果汁、葡萄糖、啤酒、植物油、动物油等的加热杀菌和冷却。 板式换热器今后的发展趋势是： 提高操作温度和操作压力，加大处理量，扩大使用范围，研制采湖南科。