中国乳制品厂设计说明书Word格式.docx
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大部分企业规模小,设备制造技术不够先进;
产品结构不够合理,乳品品种少。
1.2中国乳品的消费需求
随着乳品生产的发展,我国人均乳品消费量也有所增加,但由于人口基数大,且
受消费习惯影响,总的消费水平仍然较低,与世界平均水平相比,仍有很大差距。
目前,我国乳制品人均消费量不足30kg,而世界乳品年人均消费量约为100kg。
我国乳品消费的一大特点是:
消费人群主要集中在城镇,农村居民乳品消费量非常少。
在农村居民中,
牧区与农区消费水平又有很大差异。
牧区由于消费习惯影响,人均消费量在20kg左右,而农区却不足1kg。
我国城乡居民乳品年人均消费情况见图1—1。
尽管如此,近年来乳制品的消费群体正逐年扩大,乳制品在国内的消费市场将不断
提高,人们已将乳制品图作1为—日1常生我活国中城的乡重居要民营乳养品食年品人。
均过消去费由量于人们收入较低,以及消费习惯的原因,乳制品被人们作为一种营养品,仅供一些特殊的人群使用,如婴儿、病人、体弱者。
近年来,由于人们生活水平的提高和健康意识的增强,人们对乳制品消费的认识正发生改变,乳制品已由特殊的营养品转化为大众化的营养食品。
市场调查结果显示,近年来我国城市居民中使用乳制品的消费者人数逐年增加。
目前城市居民食用乳制品的普及率已达95%以上。
说明随着城市居民收入的增加和对乳制品消费观念的转变,越来越多的人们已开始将乳制品作为日常生活中一种重要的营养食品。
乳制品消费的主要特点如下:
鲜奶消费在中等收入以上人群中的消费日趋饱和,酸奶在各个收入阶层中的消费量都在增加,奶油、干酪等高档奶制品会逐渐成为大城市中高收入人群的主要消费品。
但由于受传统饮食习惯的影响,我国居民目前的乳制品消费
中干酪和奶油的消费量比例任很小,与奶业发达国家相距甚远,液态奶仍然处于市场主导地位。
奶粉消费量逐年萎缩,然而随着人们保健意识的增强,特殊人群会有补钙、补铁等需求,由于工作或其他方面的原因,许多母亲不能对婴幼儿进行母乳喂养,婴幼儿的成
长需要许多微量元素,而鲜奶市场暂时还缺乏针对这些特殊人群的产品,奶粉可以填补这个空白,所以对奶粉的需求会在短时期内保持稳定。
1.3中国乳品的发展趋势
⑴从复苏转向持续增长
受三聚氰胺影响,“恢复消费者信心”是中国乳业要解决好的一个大问题。
未来几年,这个问题会发生根本性的转变,从“复苏”转向“持续增长”。
从2010年相关资料来看,各大品类的消费量呈现出复苏态势;
2011年没有大事件再次席卷乳品行业,乳品制造稳步发展,2012年乳品消费会从“复苏”进入“持续增长”的轨道。
⑵常温奶继续唱主角
在一个行业里,如果一个品类占据70%以上的份额,这个行业的格局就基本上会定型,在短期内很难发生改变。
这就意味着,占据乳品行业80%以上份额的常温奶将继续唱他的主角戏,这少在未来三年内,这个格局不会被颠覆。
⑶高端产品茁壮成长
在频频发生的乳品安全事故的背景下,高端产品在乳品行业更加茁壮成长,成为
未来消费的主流。
消费者心中“一分钱一分货”的固有想法,更会促进高端产品的开发与
推广。
⑷乳品零售终端主要形态已确立,服务功能在强化。
液态奶的主导性零售终端是连锁超市、大卖场与社区奶站。
这几类零售终端销售的液态奶各不相同。
超市与大卖场主要销售屋顶盒、利乐枕、利乐包牛奶等;
社区奶站主要销售瓶、袋装牛奶及部分利乐枕牛奶,社区奶站还是一个强大的预售系统。
预计在未来的5-10年间,我国基地型乳业应重点发展配方乳粉、全脂乳粉、脱脂
乳粉、功能乳及超高温灭菌乳等,逐步提高各种配方乳粉的比例,完善婴儿配方奶粉营
养配比并构建其安全控制体系,开发不同用途系列功能性工业乳粉产品,逐步减少普通
乳粉的生产,发展干酪、乳清粉、乳糖、奶油以及各种乳蛋白基料制品,填补我国在这
些生产领域的空白;
在大中城市周边地区重点发展巴氏杀菌乳、发酵乳、灭菌乳、功能
乳等液体乳制品,提高鲜乳加工量,扩大优质巴氏杀菌乳及发酵乳制品生产;
基本建立
较为完善的乳制品制造业体系,产品结构合理、技术装备水平达到或接近世界先进水平。
2厂址选择
2.1厂址选择原则
工厂生产的布局,涉及到一个地区的长远规划,一个食品工厂的建设,对当地资源、
交通运输、农业发展都有密切关系、城乡关系,有时甚至还影响到基建进度、投资费用
及建成投产后的生产条件和经济效果。
同时,对产品质量和卫生条件,对职工的劳动环
境等,都有着密切的关系。
厂址选择工作,应当在当地建委或城建部门的统筹安排下,由筹建单位负责,会同
主管部门、建筑部门、城市规划部门和区、乡(镇)等有关单位,经过充分讨论和比较,
选择优点最多的地址。
在选择厂址时,设计单位亦应参加,特别对规模较大的工厂,设
计单位更应参加。
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。
现分别叙述
如下:
厂址选择,首先应符合国家的方针政策,食品工厂的厂址应设在当地的规划区内,
以适应当地远近期规划的统一布局,并尽量不占良田,做到节约用地,所需土地可按基
建要求分期分批征用。
厂址的选择,应以生产条件方面考虑,根据我国具体情况,食品工厂一般倾向于设
在原料产地附近的大中城市之郊区,个别产品为有利于销售亦可设在市区。
厂址的选择,应考虑动力和劳动力的因素,厂址应接近高压电网,燃料供应方便;
还应考虑季节性产品的劳动力来源,厂址宜靠近城镇或居民集中点。
厂区周围应有良好的卫生条件,厂区附近不得有有害气体、放射性、粉尘和其他扩
散性的污染源。
厂址不应设在受污染的河流和传染病医院附近。
2.2厂址选择方案
我国乳品企业分布呈北强南弱之势,为响应国家号召,调整产业布局,促进南北地
区乳制品加工行业的共同发展,故将本设计的乳品厂厂址选在南方地区。
又综合考虑奶
源、交通条件、地理环境、产品销售等各方面条件,最后确定将乳品厂建立在大理州宾
川县。
宾川县的地理位置如下图。
图2-1宾川县地理位置
选择在此建厂,其主要优势可从以下几个方面进行具体分析:
2.2.1原料乳来源
大理州是云南省畜产品生产和主要输出州市,畜牧产业是该州重点发展的农业产
业。
其中奶牛养殖业更是发展迅速,到2010年底,该州的奶牛存栏数为14.19万头,
与2005年相比增长51.6%,奶类产量为42.7万吨。
“十一.五”期间建立了以洱源、大理为中心的乳业优势产区,存栏奶牛10.8万头,占全州存栏数的80.2%。
位于宾川的宾居镇充分利用清河收奶站龙头带动作用,带动全镇奶牛养殖业的较快发展,使“公司
加基地建协会联农户”的产业化路子越走越宽,乳牛产业不断发展壮大,2007年,奶牛养殖协会会员达194户,奶牛存栏1500多头,鲜奶年产量达3000多吨,为群众创收500
多万元。
2.2.2气候条件及地理位置
宾川地处北纬25°
23′~26°
12′、东经100°
16′~100°
59′。
东与楚雄彝族自治州大姚县接壤,南连祥云县,西与大理市、洱源县交界,北与鹤庆县及丽江地区永胜县毗邻。
宾川属中亚热带冬干夏湿低纬高原季风气候区。
主要特征:
光热充足,热量
丰富,干旱少雨,立体气候明显。
年平均气温17.9℃,年霜期100~120天,年均日照时数2719.4小时,年均太阳总辐射124.895~155.022千卡/㎡,年均降雨量559.4毫米。
年均风速1.8米/秒,风向多为西南风,雨前雨中往往出现北风,气候极其适宜奶牛及牧草生长。
宾川地处云岭横断山脉边缘,金沙江南岸云贵高原西南部。
程海大断裂带呈南北纵贯宾川坝区。
境内主要山脉、坝子、河流多呈南北走向。
地势东西高、中部低。
最高为
西北部木香坪顶峰,海拔3320米;
最低为鱼泡江汇入金沙江处,海拔1104米;
中部县
城金牛镇海拔1430米。
东西两大山脉纵横交错,山与山之间的断陷盆地构成境内10个坝子。
境内有纳溪河、平川河、清水河、朵背箐河4条水系。
纳溪河最大,纵贯宾川中部坝区,其支流水量以炼洞河为最。
由于该县处在地壳运动较频繁的断裂层,故工厂建筑时应考虑防震措施。
2.2.3能源优势
宾川县具有富集的矿产资源优势,地处三江成矿带,主要有铅、锌、铜、铁、煤、
硅藻土、大理石等20余种金属和非金属矿,特别是无烟煤、大理石材储量十分丰富。
有丰富的水能资源优势,全县水能资源储量丰富,装机容量216万千瓦的金沙江鲁地拉
电站和总装机6.8万千瓦的平川盘口箐、渔泡江铁川桥和拉乌清水河新田3个小水电站
正加快建设。
有优质的太阳能、风能资源优势,宾川是云南乃至全国太阳能资源最丰富
的地区之一,空气透明度高,太阳辐射强,日照时数长,损失小,全县具备建设大型太
阳能发电站条件的区域达8个,风能资源装机容量不低于600兆瓦。
2.2.4劳动力资源
2000年末,全县有83382户,324412人,人口密度每平方公里117人,人口相对
集中,其主要经济来源为农业收入,劳动力资源丰富。
且牛奶加工受季节影响较小,劳
动力比价固定,因此建厂时可靠近居民集中点,以便于减少建厂时职工宿舍等生活福利
设施的建设。
2.2.5交通运输及产品销售
“十一五”期间,宾川县把加强公路交通基础设施建设摆在优先发展的战略地位,
不断完善交通基础设施,优化城乡客运,发展现代物流,提升运输服务能力,全县交通
面貌发生了深刻变化,交通服务经济和社会发展的能力进一步提升。
县城距州府大理市
(下关)68公里,距省会昆明394公里。
更有方便快捷的交通路线可直达火车站、汽车
站、及飞机场。
厂区所需的包装材料及机械配件可由省城购买。
同时昆明也是主要的产
品销售区,有利于产品的销售与推广。
3产品方案
产品方案又称生产纲领,它实际上是工厂准备全年生产哪些品种和各品种的数量、
产期、生产班次等的计划安排。
一般还包括各品种的各类包装形式、包装规格及比例。
由产品方案可确定工厂实际生产能力。
3.1产品方案的制定原则
在制定产品方案时,首先应根据设计任务书和调查研究的资料制定主要产品的品
种、规格、产量、生产季节和生产班次,对受季节性影响的产品优先安排;
其次是用调节性的产品来调节生产上忙闲不匀的现象;
另外,还应尽可能利用原材料进行综合利用以提高产品的技术附加值,降低原料的消耗,减少废弃物的排放,做到清洁化生产和无污染排放生产。
在安排产品方案时,应尽量做到“四个满足”、“五个平衡”。
“四个满足”:
满足主要产品产量的需求;
满足原料综合利用的要求;
满足淡旺季平
衡生产的要求;
满足经济效益的要求。
“五个平衡”:
产品产量与原料供应量应平衡;
生产季节性与劳动力应平衡;
生产班
次要平衡;
设备生产能力要平衡;
水、电、汽负荷要平衡。
在编排产品方案时,每月一般按25d计,全年生产时间为300d,如考虑原料及其
他因素,全年的实际生产时间也不宜少于250d。
每天生产班次一般为1~2班。
3.2产品方案的确定
本设计为日处理量200t的乳品厂,主产品为凝固型酸奶,原料受季节影响较小,可
全年生产。
为满足生产需求,该工厂采用两班制,每班8h,全年按300d计。
表
3-1
日处理量
200t
乳品厂原料分配表
产品
UHT灭菌乳
巴氏消毒奶
酸奶
乳饮
料
名称
凝固型
搅拌型
原味
草莓味
黄桃味
84t
40t
30t
20t
10t
6t
3-2
乳品厂产品方案表
3.3生产能力计算
生产能力是乳品厂工艺设计中最主要的计算基准,直接影响到设备的配备、车间的面积、公共设施和辅助设施的大小以及劳动定员。
乳品厂生产能力以每小时生产吨位数或箱(或瓶、盒)数来表示。
乳品厂产品生产能力t=
式中:
t—产品生产能力,t/h
w—日产量,/t
n—班次
m—每个生产班次的时间,h
(1)UHT灭菌乳的生产能力t1
=
=5.25t/h
2
8h
(2)巴氏奶的生产能力t2
=2.5t/h
(3)凝固型发酵乳的生产能力
t
3=
=1.875t/h
(4)搅拌型发酵乳的生产能力
原味发酵乳t
41=
=2.778t/h
0.9
草莓味发酵乳
t42
=2.879t/h
0.8683
芒果味发酵乳
t43=
=2.908t/h
0.8598
(5)乳饮料的生产能力t3=
W5
5.56t
=1.7375t/h
n5
0.48h
m5
4生产工艺流程确定及论证
乳制品种类繁多,但不管是生产液态乳还是乳粉,都要经过原料乳验收、预处理、
预热、均质、杀菌等工艺流程,只要这些产品不同时生产,其相同工艺过程的设备是可
以共用的,所以在确定产品工艺流程时只要将主产品的工艺流程确定,其他产品就好办
了。
但为了保证产品的质量,对不同品质的原料乳应选择不同的工艺流程。
即使原料
乳品质相同,如果所确定的工艺路线和条件不同,就会影响产品质量和工厂的经济效益。
所以,在进行乳品工厂设计时,应对主要产品的工艺流程进行认真的探讨和分析。
在确定生产流程时,必须注意以下事项:
⑴根据产品规格要求按国家标准、行业标准或企业标准拟定。
⑵根据原料性质拟定。
⑶结合具体条件,应优先、尽可能的采用机械化、连续化生产线。
⑷作为生产性设计,必须采用成熟的工艺技术,对非定型产品,要待技术成熟后,方可用到设计中来;
对于科研成果,必须经过中试放大后,才能应用到设计中来;
对新工艺的采用,需经有关部门的鉴定后,才能应用到设计中来。
在确定主要产品生产工艺流程时,除考虑上述五项外,还需对生产工艺条件进行论证,说明工艺设计中所确定的生产条件和生产工艺流程是最合理的、最科学的。
⑸工艺流程的论证。
一般来说,工艺流程的论证是以生产单元为论证对象的。
食品安全问题是公众健康面临的主要威胁,随着科技进步和检验技术的发展,随着生活水平的提高,乳品的安全卫生越来越受到各国政府和消费者的重视。
乳品厂对原料的加工,首要职责就是要保证加工出来的乳品是绝对安全的,因此要建立从“牧场到餐桌”的整个加工过程的安全质量卫生保证体系。
在乳品厂设计时,必须要在工艺流程中对原料、辅料、半成品、直接接触乳品和影响乳品安全的因素进行预防、控制和管理。
4.1原料乳的验收与预处理
4.1.1原料乳的验收
在乳制品生产过程中,未经过任何处理加工的生鲜乳称为原料乳。
原料乳的验收要
按照国家标准GB19301-2010中规定鲜乳的卫生指标收购。
中国国家标准规定,验收合
格的牛乳应迅速冷却至4-6℃,贮存期间不得超过10℃。
牛乳收购参数指标要求如下表:
表4-1感官指标
项目要求检验方法
色泽乳白色或微黄色取适量试样置于50mL烧中,在自然光
滋味、气味具有乳固有香味,无异味下观察色泽和组织状态。
闻其气味,
组织状态呈均匀一致液体,无凝块、无沉淀、用温开水漱口,品尝滋味。
无正常视力可见异物。
表4-2
理化指标
项目
指标
检验方法
冰点a,b/(℃)
-0.500~-0.560
GB5413.38
相对密度/(20℃/4℃)≥
1.027
GB5413.33
蛋白质/(g/100g)
≥
2.8
GB5009.5
脂肪/(g/100g)
3.1
GB5413.3
杂质度/(mg/kg)
≤
4.0
GB5413.30
非脂乳固体/(g/100g)
8.1
GB5413.39
酸度/(oΤ)
12~18
GB5413.34
a挤出3h后检测。
b仅适用于荷斯坦奶牛。
4-3
微生物指标
限量(cfu/ml
)
菌落总数≤
2×
106
GB4789.2
表4-4原料乳的检验要求
收奶站检验①感官检验
②新鲜度检验
③相对密度测定
原料乳检验工厂化验室检验④奶成分测定
⑤抗生素残留检验
⑥乳房炎检验
⑦细菌总数测定
⑧掺假检验
污染物限量:
应符合GB2762的规定;
真菌毒素限量:
应符合GB2761的规定;
微生物限量:
应符合表3的规定;
农药残留限量和兽药残留限量:
农药残留量应符合GB2763
及国家有关规定和公告,兽药残留量应符合国家有关规定和公告。
4.1.2原料乳的预处理
⑴净乳
牛乳中含有微小的机械杂质和细菌细胞,难以用过滤法除去。
为达到较高的纯净度,
本设计中净乳设备采用离心净乳机,利用机械的离心力,将肉眼不可见的杂志除去。
净
乳时应注意以下要求:
a.原料乳的温度乳温在脂肪熔点左右为好,即30~32℃。
如果在低温条件下净
化,则会因乳脂肪粘度增大而影响流动性和尘埃的分离。
根据乳品生产工艺的设置,可
以采用40℃或60℃的温度净化,精华之后可以直接进入加工段。
b.进料量根据离心净乳机的工作原理,乳进入机内的量越少,在分离钵内的乳层
越薄,净化效果越好。
大流量时,净化不彻底,因此一般进乳量比额定数量少10%~15%。
c.实现过滤原料乳进入分离机之前,要选用较好的过滤器除去大的杂质,以防损
坏净乳机以致影响净乳效果。
(2)原料乳的冷却
a.目的
①提高原料乳的抗菌力,抑制细菌的繁殖。
②防止鲜乳的酸度迅速提高,保持牛乳原味,从而保证产品质量。
③延长牛乳贮存时间,以便于生产调度。
表4-5乳温与贮存时间关系表
冷却温度/℃
贮存时间/h
7-8
10-12
3-4
25-28
5-6
13-24
1-2
29-36
注:
冷却温度越低,贮存时间越长,但决不能达到乳的冻结点(-0.55℃)。
b.冷却温度的选择一般情况下,牛乳由奶槽车运至工厂后,要及时验收、称量、
冷却、贮存,奶槽车到工厂后从卸车到贮存的过程大约为30min左右,而加工生产的时
间较长,因此,为了协调好生产速度的均衡性,以及防止由于一些特殊情况造成的加工
停滞,所以我们把原料乳开始的贮藏时间保守估计为一天,从能源节约角度以及乳温与
贮存时间的对应情况(见表4-6),将原料乳冷却至4℃为宜。
c.冷却设备的确定无论是冷却还是预热,均是依靠换热器实现其热交换的。
将多
种换热器类型的比较,由于本设计需处理的是牛乳为液态物料,根据其热敏性特点,以及设备选型要小,热效高,物料在里面停滞时间短的原则,因此,本设计中的冷却或加
热设备均选用板式换热器,具体型号由后面章节
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