年产4500吨奶粉均质机的设计

食品机械与设备课程设计年产4500吨奶粉均质机的设计

学院：海洋学院

专业班级：食品科学与工程食品102

学生姓名：学号：

指导教师：

2012年12 月7 日

一、前言

1.1奶粉的含义

奶粉是以鲜奶为原料，通过加工除去水分后制成的粉末，它适宜保存，并便于运输和饮用。因为鲜奶含水量大，营养丰富，只能保存数小时，即使冷却也不过延长数日，而制成奶粉可保存数月到数年。由于原料奶的种类、加工方法、辅助材料及添加剂的种类不同，生产奶粉的种类也很多。可根据所使用的原料而分成：全脂奶粉、脱脂奶粉、调制奶粉、特殊配制奶粉、速溶奶粉、加糖奶粉、奶清粉、酪奶粉、冰激凌粉、稀奶油粉和麦乳精。

1.2我国的乳品消费现状

全国人均消费奶类13．5千克，城镇居民的人均消费达到24．8千克，农村居民人均消费2千克。农村居民的奶制品消费趋势呈现绝对量较低，而增长速度较快。考虑到中国农村的巨大人口数量，只要能够有效的提高农村居民收入，未来的消费潜力很大。

目前奶制品消费结构比较单一，主要消费品种为液体奶、奶粉和酸奶，对于奶酪、黄油和炼乳的消费量很少。这种现象一方面与人们的饮食习惯有关，另一方面是人们缺乏有关奶酪、黄油和炼乳的知识。如果加以宣传和指导，对这些产品的消费需求就会显著增长。

1.3奶粉工业发展趋势

随着中国乳业的迅速发展，产品结构发生很大的变化，已成为技术装备先进、产品品种较为齐全、初具规模的现代化食品制造业，但是同时，相对于整个奶粉市场而言，中国的奶粉行业发展仍然是落后于世界奶粉强国，品牌缺乏，行业竞争混乱；产品质量不过关，大大降低国产奶粉的信誉。令人鼓舞的是，近两年政府出台了一系列有利于乳业持续快速发展的政策，中国乳制品行业正面临增长方式的转变，以市场化、法制化、规范化的不破坏资源生态的生产方式，从源头抓起，从整个乳业产业链抓起，以现代的营销观念，迎接新一轮高品质发展周期的到来。

二、工艺

2.1工艺流程

全脂奶粉的加工制造

原料验收→过滤净化→冷却→贮乳→标准化→预热杀菌→均质→浓缩→喷雾干燥→冷却→筛分→包装→装箱→检验→成品→入库

2.2工艺操作

2.2.1原料验收

生产优质的奶粉必须使用新鲜的，不能混有异常乳的原奶,比重应为1.028～1.032(20℃)，酸度不超过20°T，含脂率不低于3.1%，乳固体不低于11.5%。杂菌数不超过20万个/毫升。

2.2.2预处理

2.2.2.1原料乳的净化

牛奶通过离心净乳后，则可把乳中不能由过滤方法除去的细小污物、脱落的乳房上皮组织、白细胞等分离除去，达到高度净乳的目的。

2.2.2.2原料乳的标准化

生产奶粉时，为了获得稳定组成成分的产品，每批产品所用原料乳必须经过标准化，确保原料乳乳脂肪与非脂乳固体之比等于成品中脂肪与非脂乳固体之比。

2.2.3预热杀菌

杀菌可以彻底杀死牛乳中的病原菌和绝大多数腐败微生物，破坏牛乳中酶的活性，提高牛乳蛋白质的热稳定性，满足浓缩工序对牛乳温度的要求。一般采用高温短时间杀菌法或超高温瞬时间杀菌法。通常采用的杀菌条件为86～94℃，24s或80～85℃，15s。

2.2.4均质

均质是一种使液体分散体系中的分散物微粒化、均匀化的处理过程，其目的是降低分散物的尺寸，提高分散物分布的均匀性。在奶粉生产中，经过均质可降低乳中游离脂肪的含量，从而增强奶粉抗氧化能力和提高其溶解度。均质时一般压力控制在14-21Mpa，温度控制在60℃为宜。二级均质时，第一级压力为14-21Mpa，第二级压力为3.5Mpa左右。

2.2.5真空浓缩

蒸发是生产高质奶粉不可或缺的过程，经过预浓缩，奶粉颗粒增大，同时颗粒所包裹的空气明显减少，利于储藏期间保持稳定性。由于牛乳属于热敏性物料，浓缩宜采用减压法,以获得45~55%干物质含量。

2.2.6压力喷雾干燥

先将过滤的空气由鼓风机吸进，通过空气加热器加热至130～160℃后，送入喷雾干燥室。同时将过滤的浓缩乳由高压泵送至喷雾器或由奶泵送至离心喷雾转盘，喷成10～20微米的乳滴与热空气充分地接触，进行强烈的热交换和质交换，迅速地排除水分，在瞬间完成蒸发，干燥。

2.2.7出粉、冷却

喷雾干燥中形成的奶粉，应尽快连续不断地排除干燥室外，以免受热时间过长，游离脂肪含量增加，不但影响奶粉质量，而且在保藏中也容易引起氧化变质。

2.2.8筛粉，贮粉

筛粉一般采用机械振动筛，网眼为40~60目。过筛后可将粗粉细粉混合均匀，并除去团块和粉渣。新生产的奶粉经过12~24h 的贮藏，其表观密度可提高15%左右，有利于包装。 2.2.9称量与包装

由于全脂奶粉含有26%以上的乳脂肪，易受日光、氧气等作用而变化，此外由于奶粉颗粒的多孔性，表面积很大，吸潮性强，所以包装室应对空气采取调湿降温措施，室温一般控制在18~20℃，空气相对湿度为75%为宜。需要长期保藏的奶粉应采取真空包装或充氮密封包装，全脂奶粉最好采用500g 铁罐充氮密封包装，保藏期可达3~5年。 三、物料衡算与动力衡算 3.1每小时产量计算

本设计主要是进行年产量为4500吨奶粉均质机的设计。本设计暂定每周工作六天（周一~周六），国家法定节假日照常休息，平均年工作日为300天。在正常情况下，采用两班工作制，每天工作时间为10小时（不包含清洗时间2小时），机械设备查修和保养时间分插入每月月底。 设 q —平均日产量,t/d

K —设备不均匀系数,k=0.7—0.8 Q —年产量为4500吨

则q=Q/(k ×300×8)=4500/(0.75×300×10)=2t 每小时处理量为2吨/时 3.2标准化计算和工艺流程计算

原料乳成分表 乳脂肪 蛋白质 乳糖 水分 灰分 非乳脂固体

3.6%

3.2%

4.7%

0.7%

87.8%

8.6%

注：非乳脂固体（%）=蛋白质（%）+乳糖（%）+灰分（%）

产品成分表: 乳脂肪 水分 非乳脂固体

27%

2%

71%

乳脂肪(F)与非脂乳固体(S)之比(R)

原料乳：442.0%

6.8%

8.3000===S F R 成品：380.0%

71%27===

S F R