年产15000吨酸奶工厂设计中.docx

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年产15000吨酸奶工厂设计中

第四章物料衡算

   根据工厂设计规模、产品方案，通过物料平衡计算，可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量，据此就可以计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓储容量。

同时通过物料衡算，还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排，也是进行经济分析不可缺少的根据。

    4.1原辅料衡算

   主要包装形式：

             1、      即时装（125ml）

            2、      家庭装（500ml）

             3、      经济型（300ml）

   根据充分的市场调研，结合当地市场情况，酸奶包装形式主要有：

即时装（125ml）、家庭装（500ml）和经济型（300ml）三类，然后根据主销区及整个销售情况分配各种包装形式与各种口味型酸奶的实际生产产量，物料衡算亦要根据实际市场销售反馈计算。

一期工程主要以凝固型酸奶和部分品种的搅拌型酸奶产量比较大，市场份额大的品种为加工对象，同时根据原料季节供应情况和生产能力以及市场需求，生产少量其它部分种类。

   为平衡每月生产的产量，避免出现部分月停产，部分月加工任务过于繁重，结合主要加工酸奶的品种成熟时间情况，初步安排产品生产方案如下（注每月以30天计）：

生产品种

预计月产量

预计日产量

凝固型酸奶

180吨/月

6吨/天

搅拌型酸奶

270吨/月

9吨/天

饮用型酸奶

450吨/月

15吨/天

总计

900吨

30吨

   其中搅拌型酸奶和凝固型酸奶因所需还原乳浓度相同，按计划产量生产凝固型酸奶180吨/月、搅拌型酸奶270吨/月计，饮用型酸奶以900吨/月计。

   则需原料乳粉量为：

   （180+270）×10.98%+450×3.66% =65.88（吨）

   含糖量按平均7.5%计，其中白砂糖与淀粉糖比以1：

3计，则每月生产所需量有：

   白砂糖900×7.5%×25%=16.875吨

   淀粉糖浆900×7.5%×75%=50.625吨

   所需卡拉胶900×0.03%=0.27吨

   另外，所需香精香料以及各类果料以实际销售及生产情况而定。

   所需包装容器数量约：

   凝固型酸奶杯（180×1000000）   /125=1440000个

   搅拌型酸奶杯（90×1000000）/125=1440000个

   搅拌型酸奶瓶（90×1000000）/300=个

   搅拌型酸奶经济包装（90×1000000）/300=个

    饮用型酸奶瓶（450×1000000）/300=个

   2010×（880+280+480+160+800+360+580+480）+1010×880+280×102+800×45=9,033,560个所需纸箱数量约：

102×6000＝612,000个

第五章设备选型

   5.1设备选型的依据

物料计算是设备选型的依据，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[13]

   a.      满足工艺要求，保证产品的质量和产量。

   b.应选用较先进，机械化程度较高的设备。

   c.充分利用原料，能耗少，效率高，体积小，能一机多用。

   d.应符合卫生要求，故而多应用不锈钢材料。

   e.有合理的自动控制系统,控制温度、压力和真空度，时间、速度、流量等工艺参数。

   5.2设备概况

1、高压均质机

型号：

HOMC-5-25

工作参数:

5t/h-25Mpa

产品生产厂：

堰轻工机械厂

参考价格：

简单介绍：

2、板式换热器

产品产地：

参考价格：

简单介绍：

板式换热器--至正实业

3、 调配系统

   高速搅拌配料罐，采用优质不锈钢制造，360°清洗头，聚胺脂发泡工艺 保温，有开启式和封闭式等多种结构。

采用国外技术生产的高剪切搅拌头，工作时高速剪切物料，同时产生极强的湍流，能将稳定剂如CMC、明胶、卡拉胶等冷水（25°C）化成均匀的胶体。

   在生产超高温灭菌奶、凝固型（搅拌型）酸奶、调配型酸奶时，是溶解稳定剂、白糖以及标准化所需的奶油的强有力的工具。

可实现冷配料，显著的提高生产效率、降低能耗。

特别是生产调配型酸奶溶稳定剂和加酸酸化时，使用本设备的高剪切和强烈搅拌，可冷配料、快速加酸酸化，节约能源、避免酪蛋白沉淀。

4、奶粉复原装置（水粉混合泵）

   性能：

每分钟处理奶粉45千克

5、发酵罐

产品产地：

参考价格：

简单介绍：

发酵罐-广泛应用于乳品、食品饮料、制药、化工等行业的发酵,容量1000L-500KL

详细说明：

发酵罐-广泛应用于乳品、食品饮料、制药、化工等行业的发酵

         400m3发酵罐和50m3种子罐，其罐全部抛光至300#，其容积和加工精度达到国行业要求。

6、酸奶自动填充包装机

（1） 塑杯全自动灌装封口机

   本机适用于各种规格塑杯的全自动充填封口的专用设备。

自动落杯、定量灌装、机械手吸盖、二次封口、提杯、推杯、输送等一系列工序自动完成。

适用于酸奶、牛奶、色拉果汁饮料和其它制品。

本机电器及气动元件采用德国、日本等国际知名产品。

本机结构为进口不锈钢，符合食品级卫生标准。

（2）屋顶型纸盒灌装机

   本机采用先进的机，光，电，气一体化的自动控制系统，操作简单，方便，机器运行安全可靠、稳定性好、生产效率高、节省人力、降低成本。

具有可靠的卫生安全措施，封底、灌装、封口都在无菌的状态下进行，并可随时进行灭菌处理，确保了产品卫生安全达到国际卫生标准。

密封状态下柱塞式定量灌装，灌满率确保100%，并有效防止了灌装过程中的二次污染。

先进的自动化生产日期打印系统，可随机实现生产日期打印，准确而快捷。

7、冷库制冷机

型号：

6FS

生产厂家：

制冷设备总厂

8、CIP型分体式就地清洗机

产品产地：

参考价格：

简单介绍：

CIP型分体式就地清洗机-是食品.医药企业自动化清洗管道.容器等设备的专用设备 

        本设备在引进消化国外先进技术基础上研制而成的。

是食品.医药企业自动化清洗管道等设备的专

         用设备。

9、离心乳泵（卫生泵）

   设备介绍

   博奥机械应用现代新技术和新概念不断革新离心泵的生产工艺。

新一代卫生级BOSP型系列的离心泵是博奥机械的骄傲。

因为它除了符合ＧＭＰ要求，传统的质量外。

为用户提供的泵性能更好，效率更高，使用寿命更长，用户受益更大。

应用：

　　•乳品：

乳清、奶油、牛奶、糖液

　　•其他：

糖果业、焙烤业、化工领域等。

10、计量泵

11、水处理设备微孔膜筒式过滤器

   产品产地：

   参考价格：

   简单介绍：

微孔膜筒式过滤器-其特点是体积小、重量轻、使用方便、过滤面积大、堵塞率低、过滤速度快、无污染、热稳定性及化学稳定性好

   微孔膜筒式过滤器

   此产品借鉴国外先进技术，按FDA和GMP标准制造，过滤器材质为优质进口不锈钢（304、316L）。

其特点是体积小、重量轻、使用方便、过滤面积大、堵塞率低、过滤速度快、无污染、热稳定性及化学稳定性好。

此过滤器能除绝大部分微粒，所以广泛应用于精滤和除菌工艺。

○滤筒有1芯、2芯、5芯、11芯、13芯、15芯

○折叠式滤芯长度有10"、20"、30"、40"

○滤芯材质有聚四氟乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯、醋酸纤维

○过滤孔有0.1um、0.22um、0.45um、1um、3um、5um、10um、30um、60um，分疏水性（适用于气体）和亲水性（适用于液体）滤芯，可根据需要选

12、热水锅炉

13、冷水槽

14、糖液及果料等混合罐

15、混合器

用于搅拌型酸奶生产中果料/香料与发酵好的酸奶的混合。

17、灌装机

18、打码机

YM-98电脑色带打码机

更大的图片 产品产地：

省

参考价格：

简单介绍：

YM-98电电脑色带打码机

产品名称：

YM-98电电脑色带打码机

工作方式：

电动（多排）electric

活字：

数字0-9或定制的中英文字模

热打印色带：

35mm（max）

电源电压：

220V-50HZ

重量：

17.5kg

外形尺寸：

320x270x355mm

19.巴氏杀菌机

   产品产地：

    参考价格：

   简单介绍：

巴氏杀菌机适用于鲜奶、果汁饮料、酒类等热敏感性液体的加热、杀菌、保温和冷却等工艺要求。

本设备具有热回收高，节能降耗，结构紧凑，操作简单，维护方便等特点。

控制方式：

半自动控制、全自动控制（PLC控制，触摸屏显示）设备主要配置：

物料泵、平衡桶、热水系统、温度控制及记录仪、电器控制系统等。

生产能力：

0.5～20t/h杀菌温度：

85～95℃保温时间：

15～30s 、

   适用于鲜奶、果汁饮料、酒类等热敏感性液体的加热、杀菌、保温和冷却等工艺要求。

本设备具有热回收高，节能降耗，结构紧凑，操作简单，维护方便等特点。

    控制方式：

全自动控制（PLC控制，触摸屏显示）

   设备主要配置：

物料泵、平衡桶、热水系统、温度控制及记录仪、电器控制系统等。

   生产能力：

0.5～20t/h

   杀菌温度：

85～95℃

   保温时间：

15～30s

第六章辅助部门设计

6.1冷库

    本冷库设计为一高温库、低温库两个，高温库供没有来得及加工的蔬菜备用储藏，温度为0℃～10℃，低温库为储藏加工成品，库温为－18℃以下[9]。

低温冷库为主要冷库，设计容量为2500t，面积为1800m2，采用钢结构大棚，顶部为平顶，高6000mm，设计为一层，外包金属彩瓦，库温－18℃。

6.1.1设计依据

（1）GBJ-S4《冷库设计规》；

（2）商业部《冷库制冷设计手册》；

（3）ZBJ73043-1990《组合冷库技术条件》；

（4）ZBX99003-86《装配式冷藏库》；

（5）现行国家有关标准、规及规程。

6.1.2依据参数

（1）境温度：

30℃；

（2）制冷系统蒸发温度：

T0=－18℃（低温冷库）T0=4℃（高温冷库）；

（3）制冷系统冷凝器：

Tk=40℃。

6.1.3库体说明

（1）平顶、两层结构，采用金属大棚，屋顶采用软木或泡末材料；

（2）库体采用=150mm聚氨酯保温板，其、外表面采用宝山钢铁公司生产的0.5mm镀锌涂塑彩钢板，库板连接采用凹凸槽结构，偏心锁连接，两面板链采用密封膏密封，密封性能好，库板连接锁具有分别在两块板上的钩盒和锁具组成，高强度塑料制作，在库板成型时，一并嵌入板发泡，用随冷库一起提供的专用工具将其顺时针转动就可以将两快板紧紧连接在一起。

地坪绝缘——由于承受荷载，低温库采用软木，高温库采用炉渣；

冷库门绝缘——采用聚苯乙烯泡沫塑料。

（3）在绝缘层的高温侧，设隔汽层，低温侧选用渗透阻小的材料，以排除或多或少存在于绝缘材料的水分；屋顶隔汽层采用三毡四油，外墙和地坪采用二毡三油。

6.1.4制冷系统说明

   对加工车间中的速冻机，采用和速冻隧道一体的速冻机。

冷库以及其余用冷均采用制冷压缩机统一供应。

从经济和全厂场地方面考虑，本工厂制冷采用氨制冷压缩机，因为氨有良好的热力学性质、价格便宜等优点[15]。

高温库采用氟利昂制冷机，根据需要单独运行。

6.2包装材料库

   包装材料库两个，采用四面砖墙，部2000mm白瓷砖。

周围墙壁开300×300cm窗户，增强采光效果，地面采取和加工车间一样的配置，增加防潮措施。

本厂包装材料库紧靠包装车间，一侧紧挨厂区道路，有通向库外和包装材料库的两个独立的门，便于包装材料的运入和运出。

6.3化验室

   用于对抽查产品进行感官评定、理化检测、微生物检测,是保证产品质量必不可少地过程，将化验室建在办公楼上，对产品质量从原料进入到车间成品入库进行全过程检测、控制，需要面积为65m2左右，在办公楼盘考虑。

6.4锅炉房

   从工厂卫生的角度考虑，锅炉房应建在对生产车间影响最小的位置，即厂区西北角，其满足以下要求：

（1）在该地区全年主导风向的下风向。

（2）靠近用汽负荷中心。

（3）有足够的煤和灰渣堆场。

   锅炉房的具体建设方面，采取钢筋混凝土结构，门向外开；其与相临的建筑物的间距应符合防火和卫生标准，其必须在通风、采光、防潮等方面也要满足要求。

6.5机修、配电车间

   为适应生产扩大的需要，留有适当的变电设施的土建余地。

分配电装置和启动控制设备采取防水汽、防腐蚀措施。

   机修车间设在与包装材料库的对面，相隔一条马路，与主要生产车间保持了适当的距离，使它既不相互影响，又联系方便。

在车间中还需要考虑一个小的机修间，主要作为设备小配件、零星维修使用。

第七章水、电、汽衡算

7.1用水量的估算

   以凝固发酵前冷却用水型酸奶为例进行计算（每班实际满负荷运转按6h计算）

（1）奶粉还原用水量W1   奶粉：

水=1：

8。

故用水量W1＝12×3=36t/班

（2）发酵前冷却用水量W2 用水量W2=12×3×2×20/（8×60）=3.0t/班

（3）发酵中平衡温度用水量W3  W3＝12×1=12t/班。

（4）设备清洗用水量W4    W4＝6＋6＝12t/班[16]。

（5）冷却水用水量W5

a、自来水冷却用水量

100℃→60℃，自来水25℃→50℃

G酸奶×Gp酸奶×△t1=W自×Cp水×△t2

12×0.9×（100－60）=W自×1×（50－25）

故：

W自=17.28t/班

式中G酸奶――酸奶的质量（t）；

Cp酸奶――酸奶的比热容；

Cp水――水的比热容；

b、冰水冷却用水量

冰水冷却时，冰水可循环使用二次。

以下是当冷却2t/h酸奶的需水量：

酸奶60℃→15℃，冰水5℃→20℃

2×Cp酸奶×△t1′=W冰水×Cp冰水×△t2′

2×0.9×（60－15）=W冰水×1.006×（20－5）

故：

W冰水=5.368t/h,所以每班用水量为32.21t式中Cp酸奶――酸奶的比热容；

Cp冰水――冰水的比热容；

冷却水用水量W5＝W自＋W冰水＝17.28＋32.21＝49.49t/班。

（6）制冷系统用水量

W6用水量W6＝5.47t/h（参照设备厂家提供的数据）。

（7）清洗地坪用水量W7

每40㎡生产车间需要用水0.3t，每班清洗二次。

W7=（S/40）×0.3×2=（2000/40）×0.6=30t/班

（8）锅炉用水量W8

锅炉生产能力为1.0t/h，再加上锅炉自用水和蒸汽损失的20%，所以用水量W8＝1.0×（1+20%）×8=9.6t/班

（9）生活用水量W9

最大班人数为100人。

根据经验数据，每人平均生活用水70kg/h。

生活最大用水量100×70kg/h=7000kg/h每班按八小时计算W9＝56t/班

（10）消防用水量W10

因为此项用水较少，可忽略不计，若发生火警时，可将生产用水或生活用水调节使用。

故：

生产期间总用水量W

W=W1＋W2＋W3＋W4＋W5＋W6＋W7＋W8＋W9＋W10

＝36+3+12+12+50＋30＋9.6＋56＋44

=252.36t/班

单位时间全厂总用水量W全=252.36/8=31.55t/h,考虑到在一天生产过程中用水的峰期需求，在此基础上以增加20%计，则全厂的单位时间的供水能力应达到：

31.55×1.2＝37.85t/h。

全年用水量：

37.85×8×2×250＝151400t

7.2用电量的估算：

7.2.1供电的要求：

（1）食品厂的用电性质属三类负荷，一般采取单电源供电，但由于停电可能导致大量物料变质，故供电不稳定的地区又有条件时，应采用双电源供电，或自备发电机组。

（2）为了减少电能损耗和改善供电的质量，厂的变压所应接近负荷高度集中的部门。

                   表7-1各机组装功率统计表

7.2.2负荷计算：

（1）装机总容量：

3.75+2.8+3.3+2.8+3.55+4.4+3.5+50+2.2+0.5+1.5+1.5+465＋26＋20＋30＋15＋50＋33+25=753.8kW/h

（2）负荷计算：

（需要系数法）

   PJ—最大计算有功负荷，kWKX—用电设备的需要系数Pe—用电设备的装接容量之和，kWQJ―最大计算无功负荷，kWSJ—最大计算视在负荷，kWPJ=753.8×0.60=452.3，kW

QJ=467.4×0.75=339.2，kW

式中kx=0.63,cosφ=0.75,tgφ=0.75

S1×1.1=565.4×1.1≈622kW可选用630kVA的变压系统，包括车间配电、电缆等。

 7.2.3费用计算

每吨成品耗电约180kWh

拟定平均电费：

0.448元/kWh，折合约每吨成品170.40元

则全年用电金额170.40×6000＝102.24万

7.3用汽量的估算：

   本设计用汽主要在预煮机中对物料的漂烫，可以根据热量平衡计算出所需的蒸汽量Q

   式中蒸汽压力0.4MPai1为蒸汽热焓，i1=2135.37kJ/kgi2为冷凝液的热焓，i2=598.74kJ/kgG--物料质量（kg）Cp--物料比热（kJ/kg℃）t1--物料初温t2--物料终温

（2）加热预煮水蒸汽消耗量：

Qb=8000×4.187×（100-25）/（2135.37-598.74）=1.635（t/班）

（3）蒸汽损耗量：

Qc=1.0t/班故：

每班蒸汽耗量：

Q=Qa+Qb+Qc=2.207+1.635+1.0=4.842t/班

则蒸汽流量为：

4.842÷8=0.605t/h,考虑到生产高峰用汽量一般为平均用汽量的1.5倍，则蒸汽的供应能力应配置为：

0.605×1.5＝0.907t/h，由于低压锅炉的热效率相对较低，一般为85%，所以配置压力为0.6MPa,蒸发能力为1t/h的锅炉一台。

7.4冷用量

（1）车间生产线需要冷量根据经验获知，处理2t/h的蔬菜需要340kW的压缩机提供，故选用2台国产8ASJ-170、一台4AV-125制冷压缩机。

（2）冷库根据经验获知，要维持冷库冷量需要150kW的压缩机提供，故选用2台国产S8-125的制冷压缩机