酸奶厂设计毕业论文2

生物科学与技术学院毕 业 论 文日处理300T乳制品工厂设计姓 名 伊力亚尔阿力木江院（系） 生命科学与技术学院专业班级 食品科学与工程08-2班学 号 20081105404指导教师 罗伊扎职 称 教授（博士后）论文答辩日期 2012 年 6 月 7 日学生承诺书本人郑重声明所呈交的毕业设计是本人在指导教师的指导下独立完成的，不抄袭、剽窃他人成果，不请人代做，若在毕业设计的各种检查、评比中被发现有以上行为，愿按学校有关规定接受处理。 学生签名： 时间：中 文 摘 要随着人们生活水平的提高，膳食结构的不断完善，乳制品逐渐成为人们日常生活中必不可少的一种食品，而酸奶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，从而备受人们青睐。本设计为年产6000t乳制品厂设计，主要产品为搅拌型酸奶4200t，有纯酸奶1200t、草莓酸奶1800t、菠萝酸奶600t、芒果酸奶600t，同时生产活菌性乳酸菌果味饮料1800t。工厂占地为30000，厂址选择在广州郊区我，面向广州与珠三角地区，市场广阔。本设计采用先进的工艺与自动化生产，力求技术的先进性与经济上的合理性。原料均采用生鲜奶，辅以优良的配方，生产奶香明显、风味浓郁、细腻滑爽的酸奶。工厂总投资1000万。尽可能地采用新工艺、新设备、新技术，并节约设备投资，美化环境，搞好生活设施建设，对各方面进行综合考虑，使设计准确合理。设计一个高品质酸奶的全自动化、节能、环保型工厂。关键词：酸奶 果味酸奶 节能 自动化 工厂设计目 录1 前言11.1 酸奶简介11.1.1 实施背景11.1.2 酸奶的主要消费群体21.1.3 发酵乳的营养价值及保健作用22 设计总论42.1 设计依据、原则、范围42.1.1 设计依据42.1.2 设计原则42.1.3 设计范围42.2 厂址选择52.2.1 厂址选择的原则52.2.2 厂址选择的要求52.2.3 全厂平面布置图63 原辅材料及产品的标准73.1 原辅料的特性及标准73.1.1 原料乳特性及标准73.1.2 发酵剂特性73.1.3 香精特性及标准73.1.4 稳定剂特性及标准73.2 产品标准83.2.1 酸乳83.2.2 乳酸菌饮料83 产品方案113.1 产品方案设计原则113.1.1 产品方案制定依据113.1.2 产品方案114 产品工艺流程及工艺要点124.1 搅拌型酸奶生产工艺124.1.1 搅拌型酸奶生产工艺124.1.2 搅拌型酸奶工艺要点124.2 活性乳酸菌饮料生产工艺164.2.1 活性乳酸菌饮料工艺流程174.2.2 活性乳酸菌饮料工艺要点175 物料衡算235.1 搅拌型酸奶235.1.1 搅拌型酸奶配方235.1.2 产量245.1.3 原料乳消耗量245.1.4 配料消耗量245.1.5 包装消耗量255.1.6 包装箱用量255.2 活性乳酸菌饮料255.2.1 乳酸菌饮料配方255.2.2 产量265.2.3 原料乳消耗量265.2.4 配料消耗量265.2.5 包装消耗量275.2.6 包装箱用量275.3 物料衡算总表276 车间设备选型286.1 设备选型的原则要求286.2 设备规格型号287 主生产车间平面布置307.1 设备布置307.1.1车间平面布置原则307.1.2 车间平面布置说明307.1.3 生产车间建筑要求307.2 占地面积317.2.1更衣室317.2.1 洗手间317.3 车间平面布置图318 工厂组织与劳动力平衡328.1 企业组织328.2 生产制度328.3 全厂人员编制328.3.1 工厂组织形式328.3.2 全厂劳动力平衡329 车间用水、汽、电估算349.1 车间用水、汽估算349.2 车间用电估算3410 全厂辅助部门以生活设施3610.1 生产性辅助设施3610.1.1 中心实验室3610.1.2 化验室3610.1.3 仓库3710.1.4 机修间3810.2 生活性辅助设施3810.2.1 办公楼3810.2.2 食堂3910.2.3 更衣室3910.2.4 浴室3910.2.5 厕所4010.2.6 职工宿舍4010.2.7 门卫室4010.2.8 其他4010.2.9 辅助部门统计表4011 公用系统4211.1 给排水系统4211.1.1 水质要求4211.1.2 水源4211.1.3 全厂用水量计算4211.1.4 给水系统4211.1.5 排水系统4311.2 供电系统4311.2.1 供电要求和供电设备及相应措施4311.2.2 变压器4411.2.3 配电室尺寸4411.3.1 锅炉选型4411.3.2 锅炉用水要求4412 建筑物平面布置与卫生要求4512.1 全厂平面设计的基本原则4512.2环境卫生要求4513 技术经济分析4713.1 成本核算4713.2回收期估算4713.2.1 建厂规模4713.2.2 产品规格4713.2.3 产品价格设计4813.2.4 年生产总成本预测4813.2.5 经济效益分析4913.2.6 回收期限估算49结 论50参 考 文 献51Abstract52附录53致 谢542 设计总论2.1 设计依据、原则、范围2.1.1 设计依据本设计依据轻工食品学院食品教研室下达的设计任务书，鉴于我国酸奶行业快速发展，以及广东的实际情况，为提高人们的生活水平，增加地方财政收入，增加当地就业机会，在广州郊区建造一间年产6000t的乳品厂的而设计的。 2.1.2 设计原则本设计以我国目前的乳品行业发展状况为基点，贯彻国家发展食品工业的各项条例，从节省能源，生产向机械化、自动连续化、大型化方向发展。尽量做到因地置宜，力求技术上的可行性和经济上的合理性。尽可能地采用新工艺、新设备、新技术，并节约设备投资，在保证产品质量的前提下，尽可能减少原辅料的消耗，充分考虑工人工作和生活条件，美化环境，搞好生活设施建设，对各方面进行综合考虑，使设计准确合理。2.1.3 设计范围1. 厂址选择2. 产品方案设计3. 产品工艺流程设计以及工艺要点说明4. 物料衡算5. 设备选型6. 主生产车间平面布置（图）7. 生产车间用水、汽计算8. 管路计算与设计9. 企业组织与劳动力平衡10. 仓库计算11. 冷库计算12. 总用水、电、汽计算13. 全厂辅助设施及公用系统14. 车间生产工艺流程图15. 工厂总平面布置图16. 经济核算及效益分析。2.2 厂址选择2.2.1 厂址选择的原则在厂址选择时，应按国家方针政策，生产条件和经济效果等方面考虑（1）厂址选择首先应符合国家方针政策即应设在当地的规划区内，以适应当地近远期规划的统一布局，节约用地，尽可能利用荒山、坡地，尽量不占农用（2）厂址选择，应以生产条件方面考虑 资源、原材料、燃料等物质条件的供应要落实可靠，厂址要靠近原料产地，原料供应地区、动力供应中心和产品销售中心； 工程地质、水文地质、地形、气象等自然条件要符合建厂要求，占地面积和地形符合布局和生产工艺的需要； 有利于环境保护，严禁在自然保护区、名胜古迹处建厂和排放大量有毒气体，对于废气、废渣、废液有确实可行的回收方案和治理措施； 所选厂址面积的大小，应能尽量满足生产要求，并有发展余地和留有适当的空余场地。（3）厂址选择，应从投资和经济效果考虑 交通运输、电力、水源等外部协作条件可靠，经济合理，厂址供应电源充足，并尽可能接近水源，并便于污水的排放和处理 厂址最好选择在居民区附近，这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。2.2.2 厂址选择的要求在严格遵守国家基本建设方针，服从国家工业基地统一布局的前提下，根据食品厂的特点，提出以下要求：（1）位置接近原料产区，并且靠近劳动力地区，远离机场，避免地震带、风暴带，职工生活区靠近城区；（2）环境厂区周围应有良好的卫生环境，厂区附近（300米内）不得有有害气体、放射性源、粉尘和其它扩散性气体的污染源；（3）地质及相关自然条件要求地质条件良好，土壤有足够的承载能力，具有1.5-2公斤/厘米2，地形平坦，坡度不超过3%，避免设在流沙、淤泥、土崩、断层上，地下水位一般要求应高于当地最高洪水位0.5米以上；（4）面积应能尽量满足生产要求，并有发展余地和留有适当的空余场地；（5）能源必须有可靠水、电、燃料等能源来满足生产需要，尽量靠近电源，减少电能损耗；（6）交通运输靠近市政公路、国道、河流、铁路，使运输方便，减少投资；（7）协作条件应尽可能有较好的协作条件，以便配合解决材料供应，设备维修、三废处理、信息的收集处理等；（8）风向、朝向、景向主导风向应在工厂的上风区，锅炉房在厂区下风区，以南北向较佳，并以公路的走向协调较好。（9）其它要求厂址的选择应征得城建部门、卫生防疫站、军事单位、消防部门及其它有关部门的同意。根据以上条件与综合考虑，拟将厂址设在广州市郊区。全厂面积为30000。2.2.3 全厂平面布置图 见附图13 原辅材料及产品的标准3.1 原辅料的特性及标准3.1.1 原料乳特性及标准 牛乳为乳白色或微黄色，含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质等人体所需要的全部营养成分。其营养价值之高是其它食物所不能比的。原料乳应符合国家标准GB/T 6914-1986中的规定。如表3-1表所示:表3-1 原料乳的国家标准项 目指 标脂肪含量/（g/100g） 3.100 蛋白质/（g/100g） 2.950 相对密度（20/4） 1.028 酸度（以乳酸计）/% 0.162 杂质度/（mg/kg） 4.000 汞含量/（mg/kg） 0.010 三聚氰胺含量/（mg/kg） 2.500 3.1.2 发酵剂特性 发酵剂所用菌种是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌种。直投式发酵剂采用超浓缩处理，含活菌1091011个/g以上，活力极强，可直接使用，且染菌几率小，节省能耗。发酵剂可使牛乳中的乳糖转化为乳酸，并赋予乳制品以良好的风味。3.1.3 香精特性及标准香精可增加乳制品的风味、香味。香精应符合国家标准GB/T 1505-2007中的规定。如表3-2所示：3.1.4 稳定剂特性及标准这里使用羧甲基纤维素钠（CMC）作为稳定剂，它呈白色或微黄色纤维状粉末，可增加乳制品的黏稠度和稳定性。羧甲基纤维素钠（CMC）应符合国家标准GB 1940-2005中的规定。如表3-3所示：表3-2 香精的国家标准 项 目指 标状 态粒度/m 2分布均匀，原液稳定不分层砷（As）含量/（g/100g）0.0003 重金属（以pb计）/（g/100g）0.001 细菌总数（个/mL）100.0 细菌总数（个/mL）100.0大肠菌群（个/mL）30表3-3 羧甲基纤维素钠（CMC）国家标准 项 目 指 标2%水溶液粘度，mpas 8001200钠含量（Na），% 6.58.5pH值 6.08.5干燥减量，% 10.0 氯化物（以cl-计），% 1.8 重金属（以pb计），% 0.002铁（Fe），% 0.03砷（As），%0.00023.2 产品标准3.2.1 酸乳酸乳应符合国家标准GB 19302-2010中的规定.如下所示：3.2.1.1感官指标：呈乳白色或稍带淡黄色，具有清香纯净的乳酸味，凝块稠密结实均匀，无气泡，允许少量乳清析出。3.2.1.2 理化指标：见表3-43.2.1.3 细菌指标：见表3-53.2.1.4 乳酸菌数指标：乳酸菌数大于 3.2.2 乳酸菌饮料酸乳应符合国家标准GB 16321-203中的规定.如下所示：3.2.2.1 感官指标：呈均匀一致的乳白色，稍带微黄色或相应的果类色泽。口感细腻、甜度适中、酸而不涩，具有该乳酸菌饮料应有的滋味和气味，无异味。呈乳浊状，均匀一致不分层，允许有少量沉淀，无气泡、无异物。3.2.2.2 理化指标：见表3-63.2.2.3 微生物指标：见表3-7表3-4理化指标 项 目指 标脂肪/（g/100g）3.1 非脂乳固体/（g/100g） 8.1 蛋白质/（g/100g） 2.9 酸度（以乳酸计）（%） 70.0 表3-5 细菌指标项目采样方案及限量（若非指定，均已CFU/g或CFU/mL表示）检验方法ncmM大肠菌群5215GB 4789.3平板计数法金黄色葡萄球菌500/25g(mL)-GB 4789.10定性检验沙门氏菌500/25g(mL)-GB 4789.4酵母 100GB 4789.15霉菌 30 样品的分析及处理按GB 4789.1和GB 4789.18执行表3-6 理化指标 项 目指 标蛋白质/(g/100g)0.7 总砷(以As计)/(mg/L)0.2 铅(Pb)/(mg/L) 0.05 铜(Cu)/(mg/L) 5.0 脲酶试验阴性表3-7 微生物指标 项 目指 标（活菌性）乳酸菌/(cfu/mL)出厂销售1106有活菌检出菌落总数/(cfu/mL)-霉菌属/(cfu/mL) 30 酵母数/(cfu/mL) 50 大肠菌群/(cfu/mL)3 致病菌不得检出3 产品方案3.1 产品方案设计原则3.1.1 产品方案制定依据产品方案的设计必须符合设计任务书的规定与要求，在安排产品方案是，应该做到“四个满足”和“五个平衡”；四个满足：1.满足主要产品产量的要求；2.满足原料综合利用的要求；3.满足淡旺季生产平衡的要求；4.满足经济效益的要求。五个平衡:1.产品产量与原料供应量应平衡；2.生产季节性与劳动力应平衡；3.生产班次应平衡；4.设备生产能力应平衡；5.水、电、汽负荷应平衡。此外，产品方案的设计应与市场需求相结合，满足消费者现在需要为主，辅以新产品的开发。3.1.2 产品方案根据以上原则及依据，设计出年产6000t乳制品乳品厂产品方案（见附页表1）4 产品工艺流程及工艺要点4.2 活性乳酸菌饮料生产工艺乳酸菌饮料是以凝固性酸奶为基础，将酸凝乳经过搅拌，破坏凝胶体，同时加入稳定剂、糖、酸、水以及风味物质等经过均质加工而成的液体状酸奶制品。该产品是具有饮料浓度而又含有较高的乳固形物及活性乳酸菌的发酵乳饮料制品。本设计中乳酸菌饮料为活性乳酸菌饮料。4.2.1 活性乳酸菌饮料工艺流程原料乳的验收净化配料与标准化预热均质巴氏杀菌冷却接种发酵搅拌、混合均匀均质速冷灌装、冷藏保持冷链贮存或销售4.2.2 活性乳酸菌饮料工艺要点4.2.2.1 原料乳的验收制造优良品质的乳制品，必须选用质量优良的原料乳，原料乳送到加工厂时，必须进行逐车或逐批验收，验收时对原料乳进行嗅觉、味觉、外观、尘埃、温度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白质、全乳固体、细菌数等进行严格检验，必须符合下列要求：(l)采用健康母牛挤出的新鲜天然乳汁；(2)不得使用产前15日内的胎乳和产后7天内的初乳；(3)不得含有肉眼可见的机械杂质；(4)具有新鲜牛乳的滋味和气味，不得有外来异味，如饲料味、苦味、臭味、霉味和涩味等；(5)为均匀无沉淀的流体，呈浓厚粘性者不得使用；(6)色泽为白色或稍带黄色，不得有红色绿色后显著黄色；(7)酸度不超过20oT；(8)要求乳脂肪3.1%，蛋白质2.95%，非脂乳固体8.1%；(9)不得使用任何化学物质和防腐剂；(10)汞和有机氯的残留量应符合以下标准:汞0.olm g/kg，DDT0.02mg/kg。原料乳的抗生素检测由于乳腺炎乳中白血球含量的增加，因此对乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治疗乳腺炎时使用的抗生素在乳中有一定的残留量，实验证明在乳中含有较低浓度的抗生素时，对发酵也会有较大影响，同时，饮用含抗生素的牛乳及乳制品对人的健康产生危害，因此建立快速安全高效抗生素检测成为必要，表4-1是8种抗生素对发酵乳制品的影响。为准确、快速检测抗菌素的含量，为酸乳生产提供合格原料，拟采用美国生产的sNAP抗菌素检测仪，在10min内可以检测原料乳中的抗菌素的含量，为生产优质的产品打下良好的基础。表4-1 抗菌素对乳酸发酵的抑制剂量(IU/ml)项 目指 标四环素1.0 青霉素0.01 土霉素0.4 金霉素0.1 链霉素1.0 枯草杆菌抗菌素0.04 红霉素0.1 4.2.2.2 净化 原料乳验收后必须净化。利用特别设计的离心机，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可见的异物。其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量，可以采用过滤净化或离心净化等。简单的粗滤是在受乳槽上装有过滤筛网并铺上多层纱布进行，进一步过滤则采用双联过滤器，滤布应经常清洗灭菌。使用离心净乳机可以显著提高净化效果，有利于提高乳制品质量。离心净乳机还能将乳中的乳腺体细胞和某些微生物除去，净乳机放在粗滤之后，冷却之前。4.2.2.3 配料与标准化按照GB27461999酸牛乳标准进行标准化。按配方要求顺序添加脱脂奶粉、稳定剂（如明胶、果胶）、糖、色素等。检查管道、阀门是否在正常位置，想配料缸加入计算好的物料，进行热混合。混料温度为4050，水和时间1h.混料完毕后径直等待杀菌时间应不超过45min。脂肪含量标准化：鲜奶中脂肪含量比较高，为了避免酸奶中有脂肪析出，因此需要对鲜奶的脂肪含量进行调整，使其达到所要求的标准。可以再脂肪含量高的牛乳中，加入一定体积的脱脂乳，或通过分离机，从牛乳中分离出稀奶油，然后在得到的脱脂乳中再渗入一定量稀奶油，使调制牛乳的脂肪含量达到要求。4.1.2.4 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6065。4.2.2.5 均质用于制作酸奶的原料乳一般都要进行均质处理。经过均质处理，乳脂肪被充分分散，酸奶不会发生脂肪上浮现象，酸奶的硬度和年度都有所提高。而且酸奶口感细腻，更易被消化吸收。将加热和均质两种方法适当结合起来，处理效果会更好。均质处理时的压力一般为2025MPa，如压力达不到，需返回重新处理。均质处理时的温度一般为5575。在此温度下，脂肪球呈液态，易被打碎。低于此温度时，脂肪球呈固态，不易被打碎，将影响均质的效果。4.2.2.6 巴氏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。杀菌采用较高温度、长时间的热处理对酸奶的产酸及凝乳状态是有利的。杀菌温度一般采用 9095、5min10min或 85、3min，这是处理酸奶的理想温度，此条件下的乳清蛋白变性率可以达到85%或更高些。或120、35s。然后冷却。灭菌的目的有以下几点：a.灭乳中病原菌和噬菌体；灭活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分；减少其他微生物数量并钝化脂肪酶。b.排除乳中的溶解氧，降低其氧化还原电位，且产生一些促乳酸菌生长成分(如甲酸)。c.杀菌后蛋白热变性使乳酸菌得到更多的可利用肤和氨基酸，并形成了少量SH基化合物，促进乳酸菌生长。d.乳清蛋白变性改善了终制品的硬度和粘度，并防止乳清析出e.灭菌后，使乳中原本存在的酶失活，使发酵过程成为单一乳酸菌的作用过程，易于控制生产。4.2.2.7 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4245内。为乳酸菌提供适宜的生长温度。因为做酸奶所用的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的最佳生长温度为4245，温度过高或过低都会影响乳酸菌的生长。4.2.2.8 接种发酵剂宜采用三种形式制作：(a)商业公司直投式发酵剂；(b)直投式发酵剂继代一次用于生产；(c)采用继代式发酵剂，即：商业发酵剂母发酵剂中间发酵剂工作发酵剂此过程必须保证在绝对安全卫生的状况下进行。本工厂使用直投式菌种。以接种量：2%3%向上溯带接种的牛乳培养基中加入工作发酵剂。嗜热链球菌和保加利亚杆菌两者的接种比例为1：1或2：1。 接种温度：一般为43。若菌种是在冰箱或冷库中取出的，接菌温度应为45，以免接种后温度下降，影响乳酸菌的生长。菌种的质量要求：乳凝固的均匀致密，轻击器壁时，凝乳还保持原来的形状，没有乳清析出，没有气泡，有诱人的芳香酸味。 菌种在接种前，应事先在无菌条件下搅拌均匀并呈细腻状态。接种时，要严格按无菌操作程序进行。接种后，要关闭接种口，搅拌，使菌体与杀菌冷却液充分均匀混合，(搅拌510min)。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。4.2.2.9 发酵这是工艺操作中最为重要的一环。(l)非操作人员禁止进人发酵车间。(2)发酵前，所有奶缸、管道、接口、奶泵等用具要清洁卫生、无溢漏。(3)杀菌要彻底，以消灭阻碍乳酸菌发酵的物质和杂菌。(4)冷却降温要迅速，以免时间过长影响产品风味。(5)接种温度要选择所用菌种最适生长温度并要控制在此温度范围内。温度高会影响发酵奶的口味和质量，温度会影响发酵奶的时间和速度。用定量泵将工作发酵剂打入经杀菌并冷至43的乳液中。搅拌型酸奶在发酵罐中添加工作发酵剂，工作发酵剂的添加量为3%左右，一般发酵时间为4小时左右，控制终点的酸度为700T左右。搅拌型酸奶的发酵是在发酵罐中进行的，乳酸菌繁殖将乳中的乳糖分解成乳酸使奶凝固并形成凝胶状产品。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pH4.6时即可停止发酵。4.2.2.10 搅拌、添加果料、冷却冷却整个冷却过程应分阶段进行。发酵结束后快速冷却至38，以抑制乳酸菌增殖，然后继续冷却至18左右，此时在不断降温的条件下开始搅拌，同时加入经过冷却的果料及其它辅料，约10时进行装罐，继续冷却至6左右置于冷藏柜(6)冷藏后熟，经过1224h后即为成品。在各个降温阶段必须严格控制好时间，因为冷却过快或过慢对成品质量都有不良影响。冷却过快时会使酸乳凝胶体收缩，成品风味变坏；冷却过慢又会促使细菌增殖，导致产酸过度，有第二次发酵的危险。搅拌的目的是使果料等辅料与酸奶凝胶体混合均匀，属于物理处理过程，但也会引起一些化学变化。因为酸奶凝胶体属于假塑性凝胶体，剧烈的机械力或过长时间的搅拌会使酸奶硬度和粘度降低，乳清析出。若混入大量空气还会引起相分离现象。因此，对于搅拌型酸奶来说，完成搅拌的最佳机械处理是最重要的。搅拌开始时宜用较慢速度，然后用较快速度，整个过程不要超过30min。搅拌效果除了受搅拌设备类型影响外，也受搅拌时间、凝胶体的酸度和温度等因素影响。我们实验时用手动搅拌法，发现凝胶体在pH4.404.60，温度1215时搅拌效果好。工厂使用宽叶轮搅拌器，则要求转速为1-2r/min搅拌时间为4-8min，是凝乳粒子的直径达到0.01-0.4mm。为了提高搅拌型酸奶的稳定性，除了使用均质技术外，优势还在均质处理前往原料乳中添加一定量的稳定剂。搅拌冷却(破乳)搅拌冷却是为了快速抑制乳酸菌的生长，防止发酵过程中产酸过度及高温搅拌时严重脱水要尽量缩减产品的冷却时间(一般不超过1h)，以便使冷却后成品的实际酸度尽量接近所希望的成品酸度。 4.2.2.11 均质均质处理时的压力一般为2025MPa，如压力达不到，需返回重新处理。均质处理时的温度一般为5575。4.2.2.12 速冷迅速冷却至15以下。4.2.2.13 灌装和冷藏将冷却后的酸奶在无菌室内采用相应灌装机进行灌装后的成品置于25冷藏12h24h，进行后熟，以产生良好的风味。一是可增加芳香物质的形成，使双乙酰和丙二酮的含量达到最高，赋予酸奶良好的风味；二是增加酸奶的黏度，以形成更好的凝胶状态。4.2.2.14 保持冷链贮存或销售在贮存、配送和销售过程中温度不应超过6。5 物料衡算物料衡算包括该产品的原辅材料和包装材料的计算。通过物料衡算计算，可确定单位时间内生产过程中主要原材料的需要量以及给排水蒸汽，能源等消耗量。据此即可计算出全厂全年主要物料，如蔗糖，原料乳以及包装材料的采购运输和仓库容量。计算的另一目的是，一句计算数值能既经济又合理的选择生产设备，并进行车间的工艺设备布置和各工序劳动力的安排等。本设计中原料乳的标准化计算如下：原料乳的标准化假定原料乳的含脂率为4%，生产灭菌含脂率为3.1%，稀奶油脂肪含量为40%，则仅标准化提取40%稀奶油量为：按原料1000kg计算：设标准化后可得Xkg3.1%含量之标准奶10004%=3.1%X+40%（1000-X）计算得X=975.6kg所以提取40%稀奶油的量为1000-975.6=24.4kg经标准化后实际得到的标准奶为975.6kg。则原料利用率为975.6/1000=97.56%40%稀奶油提取率为1-97.56%=2.44%5.2 活性乳酸菌饮料5.2.1 乳酸菌饮料配方见表5-25.2.2 产量按每年300天，一个月25天，每天一班，每班八小时计算每班产量 6吨每天产量 6吨每年产量 6300=1800吨400mL瓶装酸奶饮料 每天产量为 6t 每年产量为 6300=1800t5.2.3 原料乳消耗量设定全脂发酵乳由搅拌型纯酸奶制备获得，则鲜乳制取全脂发酵乳增重3.33%，按损失1%计算，得表5-2 活性乳酸菌饮料配方原 料比 例全脂发酵乳40%果汁5%维生素C0.05%稳定剂0.25%香精0.02%柠檬酸0.03%蔗糖12%净化水定容到100%40%发酵乳鲜乳中原料消耗定额（t/t产品）=140%/（1-1%+3.33%）/97.56%=0.40t纯酸奶每天原料乳消耗量 60.40=2.40t则酸奶饮料每天共需原料乳 2.4t每年共需原料乳 2.4300=720t每天提取40%稀奶油 2.42.44%=0.06t每年提取40%稀奶油 0.06300=18t5.2.4 配料消耗量每天果汁用量 610003%=180kg每年果汁用量 180300/1000=48t每天维生素C用量 610000.05%=3kg每年维生素C用量 3300/1000=0.9t每天稳定剂用量 610000.25%=15kg每年稳定剂用量 15300/1000=4.5t每天香精用量 610000.02%=1.2kg每年香精用量 1.2300/1000=0.36t每天柠檬酸用量 610000.03%=1.8kg每年柠檬酸用量 1.8300/1000=0.48t每天蔗糖用量 610008%=480kg每年蔗糖用量 480300/1000=144t每天草莓果汁用量 210005%=100kg每年草莓果汁用量 100300/1000=30t每天菠萝果汁用量 210005%=100kg每年菠萝果汁用量 100300/1000=30t每天芒果果汁用量 210005%=100kg每年芒果果汁用量 100300/1000=30t每天水用量 6100042.65%=2559kg每年水用量 2559300/1000=767.7t5.2.5 包装消耗量按牛奶密度约为1g/mL，所需包装按破损率0.1%计算：每天用400mL塑料瓶数：61000/0.4（1+0.1%）=15015 瓶5.2.6 包装箱用量400mL塑料瓶 24瓶/箱 每天需箱数 15015/24=626 个5.3 物料衡算总表见表5-3表5-3 物料衡算总表产品名称草莓酸奶菠萝酸奶芒果酸奶纯酸奶草莓酸奶饮料菠萝酸奶饮料芒果酸奶饮料包装型号200mL塑料杯200mL塑料杯200mL塑料杯200mL塑料杯500mL塑料瓶500mL塑料瓶500mL塑料瓶产量t/d6224222原料消耗定额T/d5.41.81.83.680.60.60.6每天消耗各种辅料t/d0.8160.2720.2720.450.90.90.9每天消耗包装容器个/d30030100101001020020500550055005每天消耗包装箱量个/d12524174178342092092086 车间设备选型6.1 设备选型的原则要求物料计算是设备选型的依据，而设备选型则要符合工艺的要求。设备选型应根据每一种品种单位时间产量的物料衡算情况和设备生产能力来确实设备所需要的台数。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：1满足工艺要求，保证产品的质量和产量。2 应选用较先进，机械化程度较高的设备。3运行费用低，水电汽消耗少。4操作清洗方便，耐用易维修，备品配件供应可靠，减轻工人劳动强度，实施机械化和自动化方便。5结构紧凑，尽量采用经过实践考验证明确实性能优良的设备。6考虑生产波动与设备平衡，留有一定余量。7考虑设备故障及检修的备用。6.2 设备规格型号见表6-1表6-1主要设备选型一览表设备名称型号技术参数功率尺寸mm台数单价奶磅槽RZSR01-1000容量1000L220073097015280收奶槽RZSR01-1000容量1000L220073097015150净乳机NRSDH202000L/H5.510006201400122000立式贮罐RZWG01-5000L容量5000L0.751880（D）3250（H）23000配料罐BVC-5容量5000L1.51880（D）3250（H）243500板式换热器BRO.13000L/H4390320710227000杀菌机组BR26-PUT-SN-3t3000L/H41800160020002108000高压均质机GJJ-1.5/2.51500L/H1111007701100312000发酵罐TWZJ-0.35000L2.21880（D）3250（H）420000发酵剂罐FDS-1200L0.75300（D）1000（H）127000离心式奶泵BAW-3-163000kg/H0.7510700溶糖罐600L400（D）1000（H）24500果浆贮罐1000L600（D）1200（H）19000塑料杯灌装机DXR-80008000杯/H125100100017001119500塑料瓶灌装机GFB-12L/16L3000瓶/H120008701900161800CIP清洁设备HT-CIP110T/H2.230001400200013000007 主生产车间平面布置7.1 设备布置车间平面布置主要指设备和设施按选定的生产工艺流程确定平面位置，平面布置的合理与否对于设备生产能力的发挥、工人操作安全、生产周期的长短及生产率的高低有着很大的影响，在平面布置时应当从实际出发求得最大合理的布置。7.1.1车间平面布置原则在进行车间工艺布置时，应根据下列原则进行：1.本设计的建筑外形为长方形，车间跨度为6米，且车间内柱子少；2.车间内人流和物流分开设计，各种物料运输通畅，避免造成污染；3.原料库设在预处理车间附近的下风处，包装材料库则设在无菌灌装间附近，而成品库在产品分装车间的后部；4.车间内无通风设备，采用自然通风；5.生产区域应实现人员单一入口的规定，车间入口处设有可避免人员跨过或绕过的消毒池；6.生产车间采用水磨石的地面，墙面用白瓷砖贴至车间顶部，天花板涂刷防水涂料；7.车间出入口设有塑料幕布防虫，窗户全部采用纱窗和玻璃的双层窗。7.1.2 车间平面布置说明1.生产车间在厂区中心闻之，各辅助部门围绕主车间，方便联系；2.设备布置要按流水线作业要求，减少半成品的往返；3.各生产设备要安排紧凑，减少运送带和减少占用空间；4.原来预处理位置靠近原料仓库，留有较大空间，以便运输；5.杀菌间靠近锅炉以减少蒸汽损失；6.原料入口和成本出口设在车间的两端，以便形成一条线，减少交叉感染。7.1.3 生产车间建筑要求1.车间地面（1）用300号混凝土，原料采用耐酸材料，地面要防滑；（2）要有一定的坡度，坡度为1.5：100，排水量大的车间坡度可适当大些；（3）地面设有与生产车间相反的排水沟。2.墙（1）要防霉、防腐；（2）转角处为圆弧形；（3）墙裙为2.0m高的白瓷砖；（4）墙面用水泥砂浆粉刷。3.柱 采用圆柱或方柱4.门 配有风幕，用弹簧门或拉门，向外开。5.窗 采用双层窗，一层为纱窗，一层为玻璃。6.采光 除玻璃窗自然采光外，同时还用日光灯，要求6.3瓦/。7.空调、风扇装置 车间一般配备空调、风扇、通风机。7.2 占地面积根据生产工艺流程和设备选型可算出车间长50m，宽为25m，即车间占地面积为1250。7.2.1更衣室更衣室设在各生产车间内靠近人员入口处。更衣室内应设单独使用的三层更衣柜。车间更衣室使用面积按固定生产车间工人数每人1-1.5计，更衣室面积=301.5=457.2.1 洗手间根据实际情况，在车间内和办公楼内设置厕所，按浴室使用最大班人数的6计算，男每15-20人设1个，女每10-15人设1个，厕所建筑面积以每个蹲位2.5-3计。厕所面积为30 m，男女各15 m。7.3 车间平面布置图 见附图28 工厂组织与劳动力平衡8.1 企业组织实行厂长负责制人员的编制，各部门各负其责，互相监督，以组织好生产为原则，充分调动工人的劳动积极性，从企业方面做到处处为工人着想。8.2 生产制度鉴于牛奶这种原料不能贮存过天，加之市场对此类产品的需求的连贯性。本设计计划全年生产，每天一班，个别工段每天一班，每班工作8小时。8.3 全厂人员编制8.3.1 工厂组织形式如图2:厂长财务部人事部生产部市场部 车间质检部销售部采购部图2 乳品厂工厂组织形式8.3.2 全厂劳动力平衡见表8-1全厂共83人，其中男性47人，女性33人.表8-1 全长人员编制工种班制男女合计收验奶1314车间19817包装间14812维修机器144锅炉1112配电室122水泵房1112制冷1213厂长111办公室1123财务部122销售部1336质检处1224研发处1213辅料库122成品库122警卫室266食堂133司机1229 车间用水、汽、电估算9.1 车间用水、汽估算生产车间的水、汽用量按“单位产品耗水耗汽量定额”来估算，部分乳制品耗水耗汽量定额见表9-1。表9-1 部分乳制品平均每吨成品耗水、耗汽量表产品名称耗水量t/t成品耗气量t/t成品消毒奶7100.280.4酸奶7100.30.45全脂奶粉1301501015奶油28401.02.0乳粉45504045干酪素3804004055甜炼奶45603.54.6注：以上指车间用水，不包括生活用水。本厂址选在南方地区，全年温度较高，冷却水需求量大，因此用水量估算采用最大值，而用汽量估算则选择一般就行。本设计中酸奶采用统一标准，耗水量10t/t成品，耗汽量为0.4t/t成品.以生产高峰期估算最大用水用汽量，本设计最大时生产成品量为4t，因此，车间的供水能力约需310=30t/h，车间的供汽能力约需30.4=1.2t/h9.2 车间用电估算见表9-2日光灯耗电量=1000/6.3w/=0.16kw因此，车间总耗电量=5.5+1.5+10+4.8+33+8.8+0.75+7.5+12+2+2.2+0.16=92kw表9-2 电估算/班设备台数每台功率/kw合 计净乳机15.5 5.5 配料罐11.5 1.5 板式换热器2510杀菌机组14.8 4.8 高压均质机311 33 发酵罐42.2 8.8 发酵剂罐10.75 0.75 离心泵100.75 7.5 瓶装灌装机112 12 杯灌装机11 1 CIP12.2 2.2 10 全厂辅助部门以生活设施从工厂组成的角度来说，除了生产车间（物料加工所在场所）以外的其他部门或设施，都可称之为辅助部门。就其占地空间大小来说，他们往往占着整个工厂的大部分。对食品厂来说，光有生产车间是无法进行生产的，还必须有足够的辅助设施。这些辅助设施可分为三大类：生产性辅助设施、动力性及生活性辅助设施。本章着重介绍生产性和生活性辅助设施，动力性辅助设施将在以后论证。10.1 生产性辅助设施10.1.1 中心实验室中心实验室的目的，总的来说是为了工厂更新产品、改进加工技术、增加技术储备，从而获取较佳的经济效果。中心实验室的功能相当于一个小型研究所，但它能更紧密的结合本厂的生产实际，所起的作用更明显。中心实验室的任务： 供加工用的原料品种的研究； 制定适合本厂实际的生产工艺； 开发新产品； 其他：原材料综合利用研究，新型包装材料的试用研究，三废治理工艺的研究等。中心实验室由研究工作室、分析室、保温间、细菌检验室、样品室、资料室及试制工场等组成，并配备有一些小型设备，如小型夹层锅、小型杀菌压力锅、电冰箱、真空泵等。其厂区位置在生产内，毗邻生产车间，水、电、气供应比较方便。10.1.2 化验室 化验室即食品工厂的检验部门，它的职能是对产品有关原料进行卫生监督和质量检查，确保这些原料和最终产品符合国家卫生法和有关部门颁发的质量标准或质量要求。化验室的任务可按检验对象和项目来划分。其检验对象一般有：原料检验、半成品检验、成品检验、包装材料检验、各种添加剂检验、水质检验及环境检验等；其检验项目一般有：感官检验、物理检验、化学检验及微生物检验等。化验室的组成一般是按检验项目来分。分为：感官检验室（可兼作日常办公室）、物理实验室、化学实验室、空罐检验室、精密仪器室、细菌检验室（包括预备室、无菌室、细菌培养室、镜检室等）及贮藏室。10.1.3 仓库 食品工厂是物料流量较高的一种企业，仅原辅材料、包装材料和成品这三种物料，其总量就约等于成品净重的3-5倍，而这些物料在工厂停留时间往往以星期或月为单位来计算。因此，食品厂的仓库在全厂建筑面积中往往占有比车间更大的比例，以下是设置乳品仓库所应注意的： 负荷的不均匀性，季节性强，有淡季和旺季之分，旺季超负荷淡季仓库又显得空余； 贮存条件要求高，部分原料乳要求低温 恒温 调湿及气调装置； 决定库存期长短的因素较为复杂，成品库存期的长短往往不决定于生产部门的愿望，而取决于市场上的销售渠道是否畅通。乳品仓库包括原材料库、成品库、辅助材料库、包装材料库等。10.1.3.1 原料仓库 本设计中原料为鲜奶，由于鲜奶为当天加工，所以不设原料仓库。只在车间外设立式储奶罐。10.1.3.2 原辅材料库包装材料库的容量取决于各种原料的日需量和生产贮存天数。成品库面积的大小取决于产品的日产量及周转期，原料按日产量考虑。 计算公式： V=WT(t) 其中： V-仓库应该容纳的物料， t W-单位时间（日或时）的物料量 T-存放时间（日或时） 设定辅料的最大存放时间为0.5个月， 辅料的仓库容量：V=20.530=30t 面积的确定 计算公式：F=F1+F2=V/dk+F2（m） 式中 F-仓库的建筑面积，m F1-仓库库房的建筑面积，m F2-仓库的辅助用房建筑面积（如楼房，电梯，生活间等），m2 d-单位库房面积可堆放的物料净重，kg/m k-库房面积利用系数，一般取0.60.65辅料库用于存放稳定剂、白砂糖、香精等配料，查乳品工业手册，取 d=800 kg/m，k取0.6，F2取50 m辅料库用地面积F=30/（0.80.6）+50=63+30=93m本