日处理 30吨鲜奶的脱脂乳粉厂设计--大学毕业设计论文

目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1引言 (1)1.1 脱脂乳粉产业特点及市场分析 (2)2 脱脂乳粉的标准……………………………………………2.13 脱脂乳粉的生产工艺流程及工艺要点……………………3.1 脱脂乳粉的生产工艺流程………………………………3.2 脱脂乳粉的生产工艺要点………………………………3.2.1 原料乳的验收…………………………………………3.2.2 预处理…………………………………………………3.2.3 脱气……………………………………………………3.2.4 预热……………………………………………………3.2.5 分离……………………………………………………3.2.6冷却……………………………………………………3.2.7预热杀菌………………………………………………3.2.8 浓缩……………………………………………………3.2.9 喷雾干燥………………………………………………3.2.10 出粉、冷却……………………………………………3.2.11 筛粉……………………………………………………3.2.12 称量与包装……………………………………………3.2.13 设备清洗程序…………………………………………3.3 检验乳粉的质量……………………………………………4 物料衡算及设备计算、选型…………………………………4.1 物料衡算……………………………………………………4.1.1物料质量计算……………………………………………4.1.2 浓缩过程的物料计算…………………………………4.1.3 干燥过程的物料计算…………………………………4.1.4 包装所需物料…………………………………………4.2 浓缩阶段计算………………………………………………摘要关键词脱脂乳粉；工艺设计；双效真空浓缩罐；离心式喷雾干燥塔本设计主要是进行日处理30吨鲜奶的脱脂乳粉厂的设计。

首先，在了解资源和市场的基础上，提出了建厂的可行性研究报告;其次，对日处理鲜奶30吨脱脂乳粉进行了配方设计以及工艺条件的选择和论证；另外，对生产车间进行了物料和能量衡算，并且对车间的工艺设计和设备选型也进行了计算，特别采用了离心式喷雾干燥塔，大大节约了能源，并且单独设计了双效真空浓缩罐。

第三，本设计对辅助设施进行了计算及选型；同时，对公用系统和人员定额也进行了估算;最后，本设计还作了必要的成本核算及经济效益分析。

整个设计充分考虑了目前的经济状况和今后发展的需要，从节能的角度出发选择设备。

生产流程充分考虑到机械化、自动化水平，技术上先进、可靠，布局上合理、规范。

1 引言1.1 脱脂乳粉产业特点及市场分析乳含有丰富的高质量蛋白、乳脂肪、糖类化合物以及几乎全部已知的维生素、大量的矿物质、免疫活性因子等营养成分。

营养学家研究表明 ,乳中的钙和蛋白质是人体最重要的基本营养素 ,其它物质也是人体生命活动所需的重要成分 ,乳的生物学价值(人体生理上的利用率)为85 % ,消化率为98 %。

因其营养全面且易被吸收 ,乳及乳制品被认为是“接近完善的食品”。

脱脂乳粉以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经脱脂、浓缩、干燥制成的蛋白质不低于非脂固体的34%，脂肪不低于2%的粉末状产品。

因脱脂乳粉含脂率很低，产品不易氧化，耐贮藏，脱脂乳粉是一种广受欢迎的健康速溶粉体食品，它的产量保持上升趋势。

另外，由于食品工业的发展，作为食品加工原辅料的脱脂乳粉需求量也在增加。

牛乳中含大量的水分及脂肪，容易滋生腐败微生物，储存期短。

将其加工成脱脂乳粉后可以很好的延长货架期，并且保留了牛乳中大量的营养物质，对人体有很重要的营养作用。

牛奶脱脂后加工而成，口味较淡，适于中老年、肥胖和不适于摄入脂肪的消费者。

牛乳的浓缩干燥单元操作是乳品工业中消耗热源最多的工程。

在能源日益匮乏的今天，研究浓缩、喷雾干燥过程中的节能技术也有着长远意义。

本设计即是对中小液体乳生产企业的规划设计进行探讨。

2 脱脂乳粉的标准2.1 脱脂乳粉的理化指标项目蛋白质% 脂肪，% 蔗糖，% 复原乳酸度，O T 水分，% 不溶度指数，ml杂质度，mg/ml脱脂乳粉≥非脂乳固体的34 ≤ 2.0—≤20.0 ≤5.0 ≤1.0 ≤16非脂乳固体=100（%）-脂肪实测值（%）-水分实测值（%）2.2脱脂乳粉的卫生指标项目铅mg/kg 铜mg/kg硝酸盐（以NaNO3计）mg/kg亚硝酸盐（以NaNO2计）mg/kg酵母和霉菌cfu/g脱脂乳粉≤ 0.5≤ 10≤ 100≤ 2≤ 50项目黄曲霉毒素M1μg/kg 菌落总数cfu/g 大肠菌群MPN/100g致病菌（指肠道致病菌和致病球菌）脱脂乳粉≤ 5.0 ≤ 50000≤ 90不得检出2.3 脱脂乳粉的感官特征项目色泽滋味和气味组织状态冲调性脱脂乳粉成均匀一致的乳黄色具有纯正的乳香味干燥、均匀的粉末经搅拌可迅速溶解于水中，不结块3 脱脂乳粉的生产工艺流程及工艺要点 3.1 脱脂乳粉的生产工艺流程3.2 脱脂乳粉的生产工艺要点 3.2.1 原料乳的验收（1）感官指标色泽：正常牛乳应为乳白色或微带黄色，不得有红色、绿色或其他颜色。

滋气味：正常牛乳具有新鲜牛乳固有的香味，无其他异味。

组织状态：正常牛乳呈均匀的胶态流体，无沉淀、无凝块、无杂质、无异物等。

（2）理化指标项目指标 脂肪质量分数（%） 蛋白质质量分数（%） 相对密度（20℃/4℃） 酸度（以乳酸计）（%） 杂志度/（m g ·kg -1）≥3.10 ≥2.95 ≥1.0280 ≤0.162 ≤4原料乳的验收预处理初次杀菌离心净乳脱脂乳预热杀菌 冷 却 浓 缩 喷雾干燥 出粉、冷却 筛 粉 称量与包装入 库稀奶油杀菌 冷冻 贮藏 分离灌装汞质量分数/（m g·kg-1）六六六、滴滴涕质量分数/（m g·kg-1）≤0.01 ≤0.1（3）微生物指标分级细菌总数/（104 cf u·ml-1）I ≤50II ≤100III ≤200IV ≤400一般原料乳的相对密度为1.028~1.032（20℃），酸度不超过20o T，含脂率不低于 3.1%，乳固体不低于11.5%，杂菌总数不超过200000cfu/ml。

3.2.2 预处理（1）原料乳的冷却将乳迅速冷却是获得优质原料乳的必要条件。

刚挤出的牛乳，其温度为32~36℃，最适合微生物生长繁殖。

如果不及时处理，乳中的微生物将会大量繁殖，酸度迅速升高，牛乳的品质降低，使牛乳变质。

因此，刚挤出的牛乳应迅速冷却，以保持其新鲜度。

（2）原料乳的净化原料乳验收后必须净化。

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。

本设计中牛乳先经过双联过滤器，然后再经过净乳机，从而实现原料乳的净化。

本工厂采用管式过滤器，目数在80目左右。

3.2.3 脱气刚挤出的牛乳约含5.5%~7%的气体；经过贮存、运输和收购后，一般增加到10%以上，而且大部分为非结合的分散气体。

这些气体对乳品加工过程和产品质量会产生一些不良影响：①影响牛乳计量的准确性；②使巴氏杀菌机中结垢增加；③影响分离效率；④影响奶油的产量；⑤使脂肪球聚合；⑥使牛乳中的乳清析出等。

3.2.4 初次杀菌在许多大型乳品厂，不可能在收购鲜奶后立即进行巴氏杀菌或加工。

因此，有一部分乃必须得在大贮乳罐中贮存数小时或数天。

在这种情况下，虽然有现代化的制冷技术，但微生物有足够的时间繁殖并产生酶类，而且微生物产生的副产物有时是有毒的；此外，微生物还会引起牛乳中某些成分分解，使PH下降。

因此，当原料乳到达乳品厂时必须尽快的进行热处理，尤其是原料质量比较差时。

3.2.5 分离牛乳中脂肪的比重平均为0.93，脱脂乳的比重为1.060，要使牛乳中3%~5%的脂肪分离出来，则可根据乳脂肪与脱脂乳比重的不同采取离心分离法进行分离。

牛乳预热温度达到50℃上下既可分离，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。

牛乳的离心分离是藉牛乳分离机分离钵的高速旋转所产生的离心力,将比重不同的脱脂乳和稀奶油分开，分出的稀奶油储存在储罐中。

配置1台15.0t/h牛奶分离机组成预处理生产线。

3.2.6 预热杀菌杀菌方法一般采用高温短时间杀菌法，或超高温瞬时杀菌法。

如果采用板式或管式杀菌器时，通常使用的杀菌条件为80~85℃，保持30s或90℃，保持24s。

如果采用超高温瞬时杀菌装置，则为120~150℃，保持1~2s。

3.2.8 浓缩原料乳经过杀菌后，应立即进行真空浓缩。

一般大约浓缩到原料乳体积的1/4，这时牛乳的浓度约为12~16o Be′（50℃），乳固体物含量约为40%~50%，通常当浓缩到终了时都要测定浓度或黏度，最后确定浓缩终点。

浓缩的优点：1）经济效益好，成本低真空浓缩锅中，蒸发1kg 水分需要消耗约1.1kg 加热蒸汽；双效降膜蒸发器需0.39kg加热蒸汽；喷雾干燥室内每蒸发1 kg 水分，需要2.5-3.0kg加热蒸汽2) 真空浓缩对乳粉的物理性状有显著影响浓缩后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和冲调性3) 真空浓缩可改善乳粉的保藏性4) 浓缩后，乳粉颗粒致密，密度大对包装有利3.2.9 喷雾干燥在喷雾干燥设备内，浓缩乳依靠机械力（离心力）的作用，通过雾化器成为雾状微粒（其直径约为10~10000μm），并与干燥介质接触，在接触的瞬间进行强烈的热交换与物质交换，使浓缩物料中的水分绝大部分在短时间内被干燥介质带走，完成干燥。

特点及原理：①喷雾干燥是喷雾和干燥的密切结合，用单独一次工序将浓缩乳干燥成乳粉。

②采用机械力量，通过雾化器将浓缩乳在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，使比表面积大大增加，同时与热空气接触，水分瞬间大量蒸发。

③可将物料中含有50-70%水分迅速干燥成为水分为2.0% 左右的粉状成品优点①干燥速度快，物料受热时间短②干燥过程温度低，乳粉品质好③调节工艺参数，可以控制成品的质量指标④在密闭空间内干燥，产品不易受污染，产品杂质度很低⑤操作控制方便，适合于连续化、自动化、大型化生产3.2.10 出粉、冷却在喷雾干燥室内的乳粉，要求迅速连续不断的卸出并即使冷却，不应长时间积存在干燥室内，以免受热过久，降低乳品质量。

乳粉要求迅速卸出、及时冷却（30℃以下），其原因①受热过久导致游离脂肪过多，易氧化②还会影响乳粉的溶解度和色泽③乳粉在高温状态下放置，水分含量高3.2.11 筛粉通过筛粉可以去除乳粉中的杂志、焦粉或硬块、潮粉粒块；同时可以使乳粉自然冷却，乳粉中的粗、细粉混合均匀。