200t_d凝固型酸奶生产车间的设计(编辑修改稿)

200t_d凝固型酸奶生产车间的设计(编辑修改稿)内容摘要：

湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 10 （ 8） 冷却：当发酵终点一到，酸奶即可从保温培养室移到外边，进行自然冷却 ； 也可采用送风冷却。 使酸奶冷却到 10℃ 左右。 （ 9） 老化：酸奶移入 1～ 5℃ 冷库中老化 12～ 18小时。 老化能把酶的变化和生物化学变化抑制到最小限度，同时可以使酸奶形成良好的风味和芳香。 经过老化的产品，检验合格后打印生产日期和装箱 ，产品在 1～ 5℃ 中保存。 （ 10） 合格出厂 ： 表１ 酸牛乳的感官特性 项目 纯酸牛乳 调味酸牛乳、果料酸牛乳 色泽 呈均匀一致 乳白色或微黄色 呈均匀一致的乳白色，或调味乳、果料应有的色泽 滋味和气味 具有酸牛乳固有 滋味和气味 具有调味酸牛乳或果料酸牛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 表２ 酸牛乳的理化指标 项目 纯酸牛乳 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 脂肪 (%) ≥ ～ ≤ ≥ ～ ≤ 蛋白质 (%) ≥ ≥ 非脂乳固 (%) ≥ ≥ 酸度 (186。 T) ≥ 5 工艺计算 物料衡算 班产量的计算 班产量是工艺设计的最主要经济基础，直接影响到车间布置、设备配套，占地面积，劳动定员和产品经济效益。 一般情况下，食品工厂班产量越大，单位产品成本越低，效益越好，由于投资局限及其它方面制约，班产量有一定的限制，但是必须达到或超过经济规模的班产量。 最适宜的班产量实质就是经济效益最好的规模。 班产量受 市场需要、季节气候、生产条件（温度、湿度等）和原料供应等方面影响，生产天数和生产周期大不相同。 酸奶 的 生产旺季在夏季 6 月、 7 月、 8 月，旺季工作日（ t 旺 ）为 78d。 2 月、3 月、 4 月为生产淡季，工作日为 75d（ t 淡 ），中季生产为 135d，余下 77d为节假日和设备检修日，则全年酸奶生产天数为 ： t t t t   淡旺 中 =78+135+75=288（ d） 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 11 班产量 q 班计算公式如下： q 班旺 淡中Q= k(3t +2t +t ) k 为设备不均匀系数 ～ [5] 要求 每天 生产 200 吨 凝固型酸奶 年产量为 ： Q=200 288=57600 (t) 班产量为 ： q 班 57600= 0 . 7 5 ( 3 7 8 + 2 1 3 5 + 7 5 ) 457600= (t/班 ) 表３ 酸奶生产基础数据 项目 名称 百分比 (%) 项目 名称 百分比 (%) 定 额 指 标 原料利用率 原料配比 原料乳 脱脂乳 原料乳含脂率 酸奶损失率 冷却损失 非脂乳含量 发酵损失 产品含脂率 过滤损失 产品非含脂率 装瓶损失 乳标准化的计算 若 设 ： F—— 原料乳中的含脂率（ %） ； SNF—— 原料乳中非脂乳固体含量（ %） ； F1—— 标准化后乳中含脂率 （ %） ； SNF1—— 标准化后非脂乳固体含量 （ %） ； F2—— 乳制品中的含脂率 （ %） ； SNF2—— 乳制品中的非脂乳固体含量 （ %）。 则 ： FSNF 标准化 1 1 2 2F SN F F SN F 因为 1 1 2 2F SN F F SN F 所以 1 1 2 2()F S NF F S NF 又因在标准化时添加的稀奶油（或脱脂乳）量很少，标准化后乳中干物质含量变化甚微，标准化后乳中的非脂乳固体含量大约等于原料乳中非脂乳固体含量，即： 因为 1SNF SNF 所以 1 1 2 2()F S NF F S NF 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 12 若 1F ＞ F ；则加稀奶油调整；若 1F ＜ F ，则加脱脂乳调整。 标准化后的乳中非脂乳含量 ： 1 1 2 2()F S NF F S NF ( ) = （ %） 1F ＜ F =，则加脱脂乳调整。 在生产上通常用比较 简便的皮尔逊法进行计算，其原理是设原料中含脂率为 F %，脱脂乳的含脂率为 q%，按比例混合后乳（标准化乳）的含脂率为 1F %，原料乳的数量为 X，脱脂乳的量为 Y时，对脂肪进行物料衡算，则形成下列关系式 1()FX qY F X Y   即原料乳和脱脂乳的脂肪总量等于混合乳的脂肪总量。 ( )X Y X Y   1XY  设有 100kg原料乳 ， 原料损失率为 98%， 1 0 0 9 8 % 5 .811 6 .8 9 7 1 7 .0 ( )XX k g  即要加入 混合后 ： ＋ 98=115（ kg） 蔗糖的加入量 G Q M 式中 G—— 标准化乳中蔗糖加入量， kg； M—— 标准化乳的数量， kg； Q—— 蔗糖的配比率， %。 加糖的目的是提高酸乳的甜味，同时也可提高黏度，有利于酸乳的凝固性。 加糖量一般为 5%～8%的砂糖。 加糖的方法是用原料乳溶解。 Q 取 6% G= 115=（ kg） 即混合后总的量为 115＋ =（ kg）； 即 100kg原料乳可制得。 乳消耗量 标准化后乳的密度 [6] 标准化乳的体积 247。 = ( L) (1)过滤乳量 (1－ )= ( L) 在 90～ 95℃时标准化乳体积增加 倍 ， 标准化乳体积为 ： = ( L) 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 13 (2)冷却乳量 (1－ )= ( L) (3)罐装乳量 (1－ )= ( L) (4)发酵乳量 (1－ )= ( L) 生产 100L 酸奶的物料衡算 根据上述衡算结果知 ， 100kg原料乳可生产 L， 故可得出下述结果 ： (1)生产 100L 酸奶需耗原料乳 (100/) 100= (kg) (2)脱脂乳耗用量 247。 = (kg) (3)蔗糖耗用量 (＋ ) 6 %= ( kg) (4)过滤乳的量 (247。 ) 100= (L) (5)冷却乳的量 (247。 ) 100= (L) (6)热处理乳的量 (247。 ) 100=110 (L) 每班的产量 ： 每班的产量 为 t/班 表４ 酸奶厂物料衡算表 物料名称 单位 对 100kg原料乳 对 100L 凝固酸乳 每班定额量 标准化原料 ㎏ 98. 脱脂乳 ㎏ 蔗糖 ㎏ 过滤完的乳 L 热处理完的乳 L 110 冷却完的乳 L 灌装凝固乳量 L 100 设成品密度为 ㎏ /L 热量衡算 (每班 ) 工艺流程中温度的变化如： （ 5 度） （ 60 度） （ 90 度） （ 40 度） （ 10 度） 原料 预热 杀菌 5min 冷却 发酵 冷却 预热耗热量 1Q (1)标准化乳的温度为 5℃ ,预热至 60℃ ５ ℃时 ： 原料乳的比热容   原kJ/(kg k) 脱脂乳的比热容   糖 kJ/(kg k) 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 14 蔗糖的比热容 0. 93 1 4. 18 7 3. 89 6c   糖 kJ/(kg k) 1 1 6 3 1 5 . 1 3 . 8 5 6 2 0 0 2 3 . 5 3 . 9 4 8 1 2 3 . 1 3 . 8 9 61 1 6 3 1 5 . 1 2 0 0 2 3 . 5 8 1 2 3 . 1G C G C G Cc G G G        糖 脱原 原 脱 糖标 准 化原 脱 糖 ＝３ .８７０ kJ/(kg k)[3] 1 39。 Q T C M    (60 5 ) 0 G    标 55    kJ (2)预热的热损失 139。 39。 Q 升温过程中消耗的热损失约为升温耗热量的 10% 1139。 39。 39。  ∴ 1Q 39。 307 327  = 杀菌时的热量 2Q (1)乳从 60℃升至 90℃ 60℃时 原料乳的比热容   原 kJ/(kg k) 脱脂乳的比热容   脱 kJ/(kg k) 蔗糖的比热容   糖 kJ/(kg k) 1 1 6 3 1 5 . 1 3 . 8 4 7 2 0 0 2 3 . 5 4 . 0 3 2 8 1 2 3 . 1 3 . 8 9 2 3 . 8 7 51 1 6 3 1 5 . 1 2 0 0 2 3 . 5 8 1 2 3 . 1c     杀 kJ/(kg k) 2 39。 Q T C M    ( 90 60 ) 3. 87 5 14 44 61 .7     (kJ) (2)杀菌中蒸汽带出的热量 239。 39。 Q 杀菌时间为 5min，蒸发量为每小时 3%，则杀菌蒸发水分量为： 1 3 % 5 6 0 1 4 4 4 6 1 .7 1 .0 3 2 3 % 5 6 0 3 7 2 .7VG         (L) 已知 100℃水的汽化潜热 1  kJ/kg 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 15 故 90℃时的汽 化潜热 21()1 rrTH v H v T    2Hv ( 9 0 2 7 3 )2 2 5 7 .2 1 (1 0 0 2 7 3 )   (kJ) 蒸发热量 239。 39。 Q 1 37 22 46 .0 83 71 09VI   (kJ) (3)热损失 2 2 239。 39。 39。 10%( 39。 39。 39。 )Q Q Q 2Q  22( 39。 39。 39。 ) =(kJ) Ｑ 总 =Q1+Q2=53195152. 9(kJ) 水平衡计算 原料乳的冷水耗量 原料乳的温度 1t =25℃，应降温至 139。 t =5℃ 冷却水 1ht =0℃， 139。 ht =20℃ 设每班工作 8h A1=  (kg/h) 原料乳比热容 1  kJ/(kg k) wc = kJ/(kg k) 则每小时耗水量 111 1 1 11 ( 39。 ) 1 4 5 3 9 . 4 3 . 9 3 2 ( 2 5 5 )( 39。 ) 4 . 1 8 ( 2 0 0 )hhAwA C t tw c t t      (kg/h) 标准乳预热的热水耗量 乳 5℃ —— 60℃ 热水 80℃ —— 25℃ A=(kJ/h) 每小时耗水量 12( ) 4 . 1 8 ( 8 0 2 5 )wQw c t t  =(kg/h) 杀菌时的耗水量 乳 60℃ —— 90℃ 水蒸气 100℃ —— 60℃ A=(kg/h) 湖南科技大学本科 生 毕业设计（论文） 16 每小时耗气量 122423636. 6 1 4 4 9 5 . 4( ) 4 . 1 8 ( 1 0 0 6 0 )wQw c t t     (kg/h) 杀菌冷却的冷水耗量 杀菌后的乳的温度 90℃ —— 40℃  kJ/(kg k) 冷却水 25℃ —— 80℃ A=（ L/h） 热处理后的量 1 7 4 0 9 .2 3 .8 7 4 ( 9 0 4 0 ) w 1 4 6 6 7 .94 .1 8 ( 8 0 2 5 )   (kg/h) 耗冷量的计算 通常 发酵工厂的耗冷量分为工艺耗冷量（ tQ ）和非工艺耗冷量（ utQ ），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结构耗冷量，用电设备运转散热耗冷量等。 具体的计算公式 t utQ Q Q 工艺耗冷量 tQ =Q1+Q2+Q3 （ 1） ．原料乳冷却耗冷量 1Q 原料乳 25℃ —— 5℃ 冷却水 0℃ —— 20℃ 原料乳比热容 1  kJ/(kg k) 班乳量为 工艺要求在 8h 内完成冷却过程，则所耗冷量为 1 1 2( ) /Q G C t t  11 63 15 .1 3. 93 2 ( 25 5 ) / 8 11 43 37 7. 4    (kg/h) 相应的冷冻介质（ 0℃的水）耗量为：    11 21 1143377. 4 1 3 6 7 6 .。