年產(chǎn)3000噸全脂乳粉工廠設(shè)計(jì)

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. . 年產(chǎn) 3000 噸全脂乳粉工廠設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名：劉宇航 學(xué) 號(hào)：20134024310 班 級(jí)：13 設(shè)計(jì) 3 班 指 導(dǎo) 教 師：李玉清 所 在 學(xué) 院：工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 中 國 大 慶 2016 年 10 月 . . 目 錄 1 項(xiàng)目論證 ................................................3 1.1 產(chǎn)品介紹 .............................................3 1.2 國內(nèi)乳粉行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀 ................................3 1.3 項(xiàng)目建議書 ...........................................3 2 工藝流程 ................................................4 2.1 乳粉生產(chǎn)工藝流程（設(shè)備流程圖見附圖一） ...............4 2.2 操作要點(diǎn) .............................................4 3 物料衡算 ................................................5 3.1 每小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算 .......................................5 3.2 標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算 ...........................................6 3.3 工藝工程物料計(jì)算 .....................................7 4 設(shè)備選型 ................................................9 4.1 貯奶罐 ...............................................9 4.2 配料罐 ...............................................9 4.3 平衡罐 ..............................................10 4.4 過濾器 ..............................................10 4.5 凈乳機(jī) ..............................................10 4.6 均質(zhì)機(jī) ..............................................10 4.7 板式換熱殺菌器 ......................................11 . . 4.8 三效蒸發(fā)濃縮器 ......................................11 4.9 噴霧干燥 ............................................12 4.10 篩粉機(jī) .............................................12 4.11 包裝機(jī) .............................................13 5 總平面及車間布置 .......................................13 5.1 生產(chǎn)車間（車間布置圖見附圖二） ......................13 5.2 車間布置與結(jié)構(gòu) ......................................14 5.3 總平面布置基本原則（總平面布置圖見附圖三） ..........14 5.4 總平面設(shè)計(jì)說明 ......................................13 總 結(jié) ....................................................15 參考文獻(xiàn): ................................................15 . . 1 項(xiàng)目論證 1.1 產(chǎn)品介紹 乳粉，就是以新鮮牛乳為原料，或者以新鮮牛乳為主要原料， 添加一定數(shù)量的植物或動(dòng)物蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等配料， 經(jīng)殺菌、濃縮、干燥等加工工藝除去大部分水分而制成的粉末狀產(chǎn) 品。 1.2 國內(nèi)乳粉行業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀 目前，國內(nèi)已有大小乳粉生產(chǎn)廠 500 多家。乳粉的種類很多， 根據(jù)乳粉原料和加工方法的不同，可以將乳粉分為以全脂乳粉、全 脂甜乳粉、脫脂乳粉、嬰兒配方乳粉、中小學(xué)生乳粉、中老年乳粉、 孕婦乳粉、免疫乳粉、降糖乳粉和營養(yǎng)強(qiáng)化乳粉等等，幾乎涵蓋了 所有年齡段和人群。其中全脂甜乳粉占總量的一半左右，全脂乳粉 和脫脂乳粉的生產(chǎn)量也較大，而其他配方乳粉的生產(chǎn)量則較小。 1.3 項(xiàng)目建議書 1.3.1 廠址選擇及資源優(yōu)勢(shì) 乳粉廠選址于江蘇省鎮(zhèn)江市新區(qū)。鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 位 于 長 江 下 游 南 岸 ， 鎮(zhèn) 江 市 的 東 郊 。 地 理 位 置 東 經(jīng) 11945’， 北 緯 3211’。 總 面 積 為 218.9 平 方 公 里 。 鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 的 行 政 管 理 機(jī) 構(gòu) 是 鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 管 理 委 員 會(huì) ， 代 表 鎮(zhèn) 江 市 政 府 對(duì) 新 區(qū) 的 工 作 實(shí) 施 統(tǒng) 一 領(lǐng) 導(dǎo) 和 管 理 。 新 區(qū) 下 轄 丁 崗 、 大 路 、 姚 橋 三 個(gè) 鎮(zhèn) 和 大 港 、 丁 卯 兩 個(gè) 街 道 ， 總 面 積 218.9 平 方 公 里 。 . . 蘇 南 地 區(qū) 地 處 長 江 三 角 洲 ， 長 江 三 角 洲 是 拉 動(dòng) 中 國 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 的 三 駕 馬 車 之 一 ， 也 是 中 國 區(qū) 域 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 力 最 強(qiáng) 的 地 區(qū) 之 一 ； 該 地 區(qū) 以 占 全 國 2.2%的 陸 地 面 積 ， 6.4%的 人 口 ， 創(chuàng) 造 了 全 國 22.1%的 國 內(nèi) 生 產(chǎn) 總 值 ； 24.5%的 財(cái) 政 收 入 ； 28.5%的 進(jìn) 出 口 總 額 。 目 前 ， 長 江 三 角 洲 已 進(jìn) 入 工 業(yè) 化 中 期 階 段 ， 資 金 、 科 技 、 人 才 積 聚 已 達(dá) 到 快 速 發(fā) 展 水 平 。 鎮(zhèn)江市屬北亞熱帶季風(fēng)氣候的溫暖亞帶，四季分明，溫暖濕潤， 熱量豐富，雨量充沛，宜于多種作物的生長繁育，鎮(zhèn)江市盛行為東 北到東偏南向風(fēng)，其平均風(fēng)速偏大，常年平均 3.4 風(fēng)速米?秒，上半 年風(fēng)速比下半年大，冬末春初（2－4 月）為全年最大。 鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 地 處 中 國 沿 海 沿 江 “T”型 產(chǎn) 業(yè) 布 局 的 結(jié) 合 點(diǎn) ， 位 于 萬 里 長 江 與 京 杭 大 運(yùn) 河 十 字 黃 金 水 道 的 交 匯 處 ， 正 處 在 華 東 地 區(qū) 的 中 心 區(qū) 域 。 作 為 蘇 南 地 區(qū) 唯 一 臨 江 的 省 轄 市 開 發(fā) 區(qū) ， 鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 位 于 中 國 歷 史 文 化 名 城 、 古 城 鎮(zhèn) 江 的 東 郊 ， 東 臨 上 海 、 西 接 南 京 、 北 與 揚(yáng) 州 隔 長 江 相 望 ， 處 于 上 海 經(jīng) 濟(jì) 圈 和 南 京 都 市 圈 的 交 叉 輻 射 范 圍 內(nèi) 。 具 有 依 托 城 市 和 港 口 的 雙 重 優(yōu) 勢(shì) ， 區(qū) 位 交 通 優(yōu) 勢(shì) 十 分 獨(dú) 特 。 未 來 5-10 年 ， 隨 著 鎮(zhèn) 江 港 口 的 擴(kuò) 建 和 多 條 國 家 級(jí) 交 通 主 動(dòng) 脈 的 陸 續(xù) 建 成 ， 鎮(zhèn) 江 新 區(qū) 將 坐 擁 長 江 中 下 游 的 億 噸 大 港 ， 成 為 華 東 地 區(qū) 的 陸 路 聯(lián) 運(yùn) 中 心 和 具 有 戰(zhàn) 略 地 位 的 交 通 樞 紐 。 1.3.2 產(chǎn)品銷路 目 前 ， 鎮(zhèn) 江 的 乳 粉 市 場 主 要 為 外 來 進(jìn) 口 ， 本 土 區(qū) 域 自 產(chǎn) 自 銷 的 乳 粉 產(chǎn) 品 比 較 少 ， 所 以 本 產(chǎn) 品 銷 路 即 為 鎮(zhèn) 江 市 現(xiàn) 轄 京 口 、 潤 州 、 . . 丹 徒 三 區(qū) 以 及 代 管 的 句 容 、 丹 陽 、 揚(yáng) 中 三 市 。 1.3.3 確定產(chǎn)品方案 乳品廠原料為牛奶，在制定方案時(shí)必須綜合考慮人們的生活、 消費(fèi)習(xí)慣，季節(jié)，奶源，銷售等具體因素。乳粉是一個(gè)淡旺季銷售 不太明顯的產(chǎn)品，但仍然會(huì)隨著消費(fèi)者的需求及天氣變化等產(chǎn)生一 定的淡旺季銷售差距。 綜合考慮并且根據(jù)銷售市場需求，定年產(chǎn)量為 6000 噸。 2 工藝流程 2.1 乳粉生產(chǎn)工藝流程（設(shè)備流程圖見附圖一） 原料乳驗(yàn)收——預(yù)處理——預(yù)熱、均質(zhì)、殺菌——真空濃 縮——噴霧干燥——出粉冷卻——過篩——包裝——檢驗(yàn)—— 成品 2.2 操作要點(diǎn) 2.2.1 原料乳驗(yàn)收和預(yù)處理 原料乳的質(zhì)量將直接影響成品質(zhì)量的好壞，故必須嚴(yán)格控制其 質(zhì)量。原料乳應(yīng)符合無公害生鮮牛乳的生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范（NY-5054- 2001） ，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)（感官指標(biāo)、理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)）要結(jié)合 中國規(guī)定生鮮牛乳驗(yàn)收的條件。原料乳必須新鮮，不能混有異常乳， 比重應(yīng)為 1.028～1.032(20℃)，酸度不超過 20T，含脂率不低于 3.1%，乳固體不低于 11.5%。雜菌數(shù)不超過 20 萬個(gè)/毫升。合格牛 奶要進(jìn)行過濾和凈化等處理。 原料乳的凈化：原料乳經(jīng)過凈乳機(jī)凈化后可除去大量的乳泥、 . . 脫落的乳房上皮組織等物，達(dá)到高度純凈的目的。 原料乳的標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)準(zhǔn)化后的原料乳脂及與非脂乳固體之比應(yīng)等 于成品中脂肪與非脂乳固體之比。 原料乳的均質(zhì)：均質(zhì)時(shí)一般壓力控制在 14～21Mpa，溫度控制在 60℃為宜。二級(jí)均質(zhì)時(shí)，第一級(jí)壓力為 14～21Mpa，第二級(jí)均質(zhì)壓 力為 350Mpa 左右。均質(zhì)后脂肪球變小，從而可以有效地防止脂肪的 上浮，并易于消化吸收。 2.2.2 預(yù)熱殺菌 目的是殺死乳中微生物和破壞酶的活性，同時(shí)可提高牛乳的熱 穩(wěn)定性和乳粉的香味。牛乳常見的殺菌方法有很多，具體應(yīng)用時(shí)可 根據(jù)產(chǎn)品本身特性選擇不同的方法。一般采用高溫短時(shí)間殺菌法， 或超高溫瞬時(shí)間殺菌法。若使用片式或管式殺菌器，通常采用的殺 菌條件為 80～85℃、保持 30 秒鐘，或 95℃，保持 24 秒鐘。若用超 高溫瞬時(shí)殺菌裝置，則為 120～150℃，保持 1～2 秒鐘。 2.2.3 真空濃縮 原料乳經(jīng)殺菌后，應(yīng)立即進(jìn)行真空濃縮。一般濃縮至原料乳體 積的 1/4 左右，即乳固體含量 45%左右。濃縮的方法有：自然蒸發(fā) 和沸騰蒸發(fā)，分為常壓蒸發(fā)和減壓蒸發(fā)。由于牛乳屬于熱敏性物料， 濃縮宜采用減壓法。濃縮設(shè)備，一般小型乳品廠多用單效真空濃縮 鍋，較大型的乳品廠則都用雙效或三效真空蒸發(fā)器，也有采用片式 真空蒸發(fā)器的。濃縮結(jié)束，濃縮乳應(yīng)進(jìn)行過濾，一般采用雙聯(lián)過濾 器。 . . 2.2.4 噴霧干燥 干燥是乳粉生產(chǎn)中很關(guān)鍵的一道工序，將直接影響最終產(chǎn)品的 質(zhì)量好壞。噴霧干燥的方法有很多，應(yīng)根據(jù)需要具體選擇。先將過 濾的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸進(jìn)，通過空氣加熱器加熱至 130～160℃后，送 入噴霧干燥室。同時(shí)將過濾的濃縮乳由高壓泵送至噴霧器或由奶泵 送至離心噴霧轉(zhuǎn)盤，噴成 10～20 微米的乳滴與熱空氣充分地接觸， 進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換和質(zhì)交換，迅速地排除水分，在瞬間完成蒸發(fā)， 干燥。隨之沉降于干燥室底部，通過出粉機(jī)構(gòu)不斷地卸出，及時(shí)冷 卻。最后進(jìn)行篩粉和包裝。 2.2.5 出粉、冷卻 噴霧干燥室內(nèi)的乳粉要求迅速連續(xù)地卸出及時(shí)冷卻，以免受熱 過久，降低制品質(zhì)量。乳品工業(yè)常用的出粉機(jī)械有螺旋輸送器、鼓 型閥、渦旋氣封閥和電磁振蕩出粉裝置等。先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，是將 出粉、冷卻、篩粉、輸粉、貯粉和稱量包裝等工序聯(lián)接成連續(xù)化的 生產(chǎn)線。出粉后應(yīng)立即篩粉和晾粉。使制品及時(shí)冷卻。噴霧干燥乳 粉要求及時(shí)冷卻至 30℃以下。目前一般采用流化床出粉冷卻裝置。 2.2.6 稱量與包裝 乳粉冷卻后應(yīng)立即用馬口鐵罐、玻璃罐或塑料袋進(jìn)行包裝。根 據(jù)保存期和用途的不同要求，可分為小罐密封包裝、塑料袋包裝和 大包裝。需要長期保存的乳粉，最好采用 500 克馬口鐵罐抽真空充 氮密封包裝，保藏期可達(dá) 3～5 年。如果短期內(nèi)銷售，則多采用聚乙 烯塑料袋包裝，每袋 500 克或 250 克，用高頻電熱器焊接封口。小 . . 包裝稱量要求精確、迅速，一般采用容量式或重量式自動(dòng)稱量裝罐 機(jī)。大包裝的乳粉一般供應(yīng)特別需要者，也分為罐裝和袋裝。每罐 重 12.5 千克；每袋重 12.5 千克或 25 千克。 3 物料衡算 3.1 每小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算 年產(chǎn)量為 3000 噸,全年按 250 天計(jì)算，每天 2 班。 則 q 班 =3000/（0.752250）=8 噸/班 每班工作 4 小時(shí)，則每小時(shí)產(chǎn)量為 1 噸/時(shí) 3.2 標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化定義及方法 我國標(biāo)準(zhǔn)要求牛乳中的脂肪含量不應(yīng)低于3．2％，但由于奶牛 的品種、泌乳期、季節(jié)、飼料以及喂養(yǎng)條件的不同，使原乳中的脂 肪含量可能不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，所以需要在加工前將它標(biāo)準(zhǔn)化。 標(biāo)準(zhǔn)化的具體計(jì)算方法： （1）檢測原料乳中的各項(xiàng)指標(biāo)(特別是原料乳的脂肪含量和水分 含量)。 （2）根據(jù)我國全脂乳粉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，確定所要生產(chǎn)乳粉的各項(xiàng) 指標(biāo)的具體數(shù)值。 （3）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化原則，判斷是提出還是加入稀奶油才能滿足要求。 脂肪含量過高：將原料乳離心分離取出一定的脂肪，再將脫脂乳剩 下的原料乳中。脂肪含量過低：將原料乳中加入一定量的稀奶油， . . 使它達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化要求。 （4）根據(jù)溫度等條件確定脫脂乳與稀奶油的脂肪含量以及非脂干 物質(zhì)含量。 注：一般要求在分離時(shí)把稀奶油含脂率控制在40％左右，這樣有 利于各種乳制品的標(biāo)準(zhǔn)化工作，此外如果稀奶油濃度過高也會(huì)影響 到乳的分離效果以及機(jī)器的壽命，因此以40％含脂率為宜。 （5）最后根據(jù)公式即可求得原料乳所需要提出或是加入稀奶油的 質(zhì)量。 3.2.2 成分表 原料乳成分表 乳脂肪 蛋白質(zhì) 乳糖 水分 灰分 非乳脂固體 3.6% 3.2% 4.7% 0.7% 87.8% 8.6% 注：非乳脂固體（%）=蛋白質(zhì)（%）+乳糖（%）+灰分（%） 產(chǎn)品成分表 乳脂肪 水分 非乳脂固體 27% 3% 70% 標(biāo)準(zhǔn)乳成分 乳脂肪 水分 非乳脂固體 3.3% 88.1% 8.6% 3.2.3 乳脂肪(F)與非脂乳固體(S)之比(R) 原料乳R 0 =F0/S0 =3.6%/8.6%= 0.42 成品R =F/S =27%/70% =0.39 . . 標(biāo)準(zhǔn)化的方法：由于R。>_R，說明原料乳中的脂肪含量偏高， 需要標(biāo)準(zhǔn)化使之平衡。原料乳中的脂肪含量過高，所以要把部分原 料乳進(jìn)行分離，分離出的脫脂乳要加入原料乳中使它達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)乳要 求，而分離的稀奶油則另用容器貯存。 3.3.4 稀奶油及脫脂乳中的非脂干物質(zhì)的計(jì)算 設(shè)定：當(dāng)預(yù)熱溫度為40℃時(shí) 脫脂乳含脂肪E=0.01％ 稀奶油含脂肪F 2=40％ 脫脂乳中非脂乳固體： S1=[(100-F1)/（100-F 0）]S 0=[(100-0.01)/(100-3.6)] 8.6%=8.92% 稀奶油中非脂乳固體： S2=[(100-F2)/（100-F 1）]S 0=[(100-40)/(100-0.01)] 8.6%=5.16% 3.3.5 每噸原料乳應(yīng)添加的脫脂乳(M 1) M1=[(F0-RS0)/(RS1-F1)]1000=[(3.6- O.398.6)/(0.398.92-0.01)]1000=82.50kg 3.3.6 標(biāo)準(zhǔn)乳成分 脂肪含量：F 標(biāo) =(10003.6%+M10.01%)/(1000+M1) =（10003.6%+82.500.01%)/(1000+82.50)=3.3% 非脂乳固體：S 標(biāo) =F標(biāo) /R=3.3%/0.39=8.6% . . 3.3.7 制(M 1)脫脂乳需要分離原料乳(G) 設(shè)：分離(G kg)原料乳可得到(M 1kg)脫脂乳和(M 2kg)稀奶油根據(jù) 脂肪含量守衡可知：GF 0=M1F1+M2F2 且G=M 1+M2 則M 2=M1[(F0-F1)/(F2-F0)]=82.5[(3.6-0.01)/(40-3.6)] =8.14 kg 則需要分離原料乳：G=M 1+M2=82.50+8.14=90．64kg。 3.3.8 一噸原料乳可制得標(biāo)準(zhǔn)乳(G 1)去除的稀奶油(G 2) 一噸原料乳可制得標(biāo)準(zhǔn)乳：1090.64/1082.50=1000/G 1,則 G1=992.54kg 去除的稀奶油：G 2=1000一G 1=1000-992．54=7．46kg。 3.3.9 檢驗(yàn) 一噸原料乳中含脂肪量：m 0=M0F0=10003．6％=36kg 一噸原料乳分離后得到標(biāo)準(zhǔn)乳中的脂肪含量：m 1=G1F標(biāo) =992．54x 3．3％=32．75kg。 一噸原料乳脫去稀奶油中的脂肪含量：m 2=G2F2=7．46x 40％=2．98kg。 結(jié)論：m 0≈m 1+m2，計(jì)算正確 3.3 工藝工程物料計(jì)算 查閱資料得 各流程的損失率為：過濾——0.05% 凈乳——0.05% 殺菌——0.05% 均質(zhì)——0.1% . . 過篩——0.5% 水分蒸發(fā)率為：濃縮——48% 噴霧干燥——75% 設(shè)原料量為 W 噸/時(shí)，則 W（1-0.05%） （1-0.05%） （1-0.1%） （1-0.05%） （1-48%） （1- 75%） （1-0.5%）= 2 解得 W= 15.5 噸/時(shí) (1) 原料乳的質(zhì)量為 15.5 噸 （2）取過濾的損失率為 0.05%，則經(jīng)過濾后的質(zhì)量為 15.5（1-0.05%）=15.492 噸 （3）取凈乳的損失率為 0.05%，則經(jīng)凈乳后的質(zhì)量為 15.492（1-0.05%）=15.485 噸 （4）取均質(zhì)的損失率為 0.1%，則經(jīng)均質(zhì)后的質(zhì)量為 15.485（1-0.1%）=15.470 噸 （5）取殺菌的損失率為 0.05%，則經(jīng)殺菌后的質(zhì)量為 15.470（1-0.05%）=15.462 噸 （6）取濃縮的水分蒸發(fā)率為 48%，則經(jīng)濃縮后的質(zhì)量為 15.462（1-48%）=8.040 噸 （7）取噴霧干燥的水分蒸發(fā)率為 75%，則經(jīng)噴霧干燥后的質(zhì)量 為 8.040（1-75%）=2.01 噸 （8）取過篩的損失率為 0.5%，則經(jīng)過篩后的質(zhì)量為 2.01（1-0.5%）=2 噸 . . 具體物料衡算流程圖如下： 原料乳驗(yàn)收 15.5 噸/時(shí) ↓ 過濾 15.5 噸/時(shí) ↓ -0.05% 凈乳 15.492 噸/時(shí) ↓ -0.05% 冷卻 15.485 噸/時(shí) ↓ 貯乳 15.485 噸/時(shí) ↓ 均質(zhì) 15.485 噸/時(shí) ↓ -0.1% 標(biāo)準(zhǔn)化 15.470 噸/時(shí) ↓ 預(yù)熱殺菌 15.470 噸/時(shí) ↓ -0.05% 真空濃縮 15.462 噸/時(shí) ↓ -48% 噴霧干燥 8.040 噸/時(shí) ↓ -75% 出粉冷卻 2.01 噸/時(shí) . . ↓ 過篩 2.01 噸/時(shí) ↓ -0.5% 包裝 2 噸/時(shí) ↓ 成品 4 設(shè)備選型 4.1 貯奶罐 根據(jù)物料衡算得，若想生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，則按一天 8 小時(shí)工作計(jì)，則一天貯奶量為 124t/d，經(jīng)計(jì) 算需要 119040.3495L/d(密度約為 1.04g/ml)。選用上海瑞派公司的 BPC-30 型的貯奶罐 4 個(gè)，其主要參數(shù)為： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備名稱 BPC 系列室外儲(chǔ)罐 廠家介紹 上海瑞派機(jī)械有限公司 設(shè)備型號(hào) BPC-30 罐體總高 (mm) 7850 罐體外徑 (mm) 2700 進(jìn)出口徑 (mm) 51 電機(jī)功率 (kW) 2.2 公稱容積( L) 30000 設(shè)備重量（kg) 3720 . . 4.2 配料罐 根據(jù)物料衡算得，若想生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，即 14880L/h。選用安達(dá)市天宏乳品機(jī)械制造有限公司生 產(chǎn)的 RZGC05-5000 型配料罐 3 個(gè)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備名稱 配液罐 設(shè)備型號(hào) RZGC05-5000 設(shè)備容積 5000L 工作壓力：內(nèi)膽 常壓 工作壓力：夾套 ≤0.2MPa 電機(jī)功率 2.2kw 設(shè)備高度 4200 直徑 1500 4.3 平衡罐 根據(jù)物料衡算得，若想生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，即 14880L/h。選用江陰頂紅機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 5000L 平衡罐 3 個(gè)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 公稱容積(L) 5000 工作壓力 0.09Mpa 試驗(yàn)壓力 0.15Mpa 攪拌器轉(zhuǎn)速 36r/min . . 加熱面積（m 2） 13.3 物料進(jìn)出口（DN） 40 4.4 過濾器 根據(jù)物料衡算得，若需要生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，可以選用鄭州玉祥機(jī)械設(shè)備有限公司的雙聯(lián)過濾器，其主 要參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 過濾面積（㎡） 0.75 過濾溫度（℃） ≤ 100 使用壓力 MPa 0.2 進(jìn)口管徑 G2＂ 出口管徑 G2＂ 外形尺寸 mm(長寬高) 1300 500 1300 4.5 凈乳機(jī) 根據(jù)物料衡算得，若想生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，即 14880L/h。選用江蘇巨能機(jī)械有限公司的 DHN550 型的 凈乳機(jī)，其主要參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 機(jī)型 DHN550 處理量（L/h） 15000 進(jìn)口壓力（Mpa） 0.05 出口壓力（Mpa） 0.1-0.5 . . 電機(jī)功率（kw） 22 質(zhì)量（kg） 2300 外型尺寸（mm）長寬高 195015001960 4.6 均質(zhì)機(jī) 根據(jù)物料衡算得，均質(zhì)量為 15.485t/h。選用上海申鹿 SRH4000 型均質(zhì)機(jī)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 規(guī)格型號(hào) SRH4000-30 柱塞根 3 額定流量升/小時(shí) 4000 最大工作壓力 MPa 30 連續(xù)工作壓力 Mpa 24 電源（KW） 40 重量（Kg） 1800 外形尺寸 LWH(m) 1.511.5 4.7 板式換熱殺菌器 根據(jù)物料衡算得，若想生產(chǎn) 2t/h 的乳粉, 則原料量為 15.5t/h，即 14880L/h。選用上海宣辰機(jī)械設(shè)備有限公司 BR0.05 型 板式換熱器，其具體參數(shù)如下： 規(guī)格 BR 0.05 單片換熱面積 ㎡ 0.05 板片尺寸 ㎜ 500 168 . . 板片厚度 ㎜ 0.8 角孔直徑 ㎜ 38 接管直徑 ㎜ 28 波紋形狀 人字形波紋 平均板間距㎜ 3.8 可組合換熱面積 ㎡ 0.5 ～ 5 最大允許使用壓力 Mpa 0.4 ～ 2 最高允許使用溫度℃ 一般 120 ～ 160 ℃ 特殊可達(dá) 250 ℃ 傳熱系數(shù) W/ ㎡℃ 2000 ～ 6000 4.8 三效蒸發(fā)濃縮器 根據(jù)物料衡算得，真空濃縮量為 15.462t/h，經(jīng)計(jì)算濃縮蒸發(fā) 量為 15.462100048%=7421.76kg/h,選用江蘇科威機(jī)械有限公司 生產(chǎn)的 SJN3-8000 型三效外循環(huán)真空蒸發(fā)器，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 型號(hào)名稱 SJN3-8000 蒸發(fā)量 KgH2O/h 8800 耗氣量 Kg/h 2200 外形尺寸 （LWH）m 935 循環(huán)耗水量 T/h 40 蒸發(fā)溫度一效℃ 85～90 蒸發(fā)溫度二效℃ 70～75 . . 蒸發(fā)溫度三效℃ 55～65 真空度一效 Mpa -0.02～-0.04 真空度二效 Mpa -0.05～-0.06 真空度三效 Mpa -0.08～-0.09 濃縮比重 1.25～1.4 蒸汽壓力 Mpa 0.05～0.09 4.9 噴霧干燥 根據(jù)物料衡算得，噴霧干燥量為 8.040t/h，則噴霧干燥每小時(shí) 蒸發(fā)的水分為 8.04075%=6.03t/h，即蒸發(fā)水分量為 6030kg/h。選 用常州市至尊機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的 LPG6500 高速離心噴霧干燥 機(jī)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 型號(hào) LPG6500 入口溫度℃ 140-350 自控 出口溫度℃ 80-90 噴霧形式 高速離心霧化器（機(jī)械傳動(dòng)或無極變頻調(diào)速 可供選擇 水分蒸發(fā)量 kg/h 6500 霧化器轉(zhuǎn)速 rmp 11000-12000 霧化盤直徑 mm 根據(jù)工藝要求確定 電加熱最大功率 kw 根據(jù)工藝流程、場地條件及用戶要求確定 干粉回收率% 同上 . . 占地長度、寬度 m 同上 噴頭吊裝高度 m 同上 塔體高度 m 同上 塔體直徑 m 6 注：水份蒸發(fā)量與物料特性，含固量及熱風(fēng)進(jìn)出口溫度有關(guān)。 用度可根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉催x定加熱方式，根據(jù)物料特性選擇收塵，除塵 方式。該噴霧干燥設(shè)備帶有流化床裝置。 4.10 篩粉機(jī) 根據(jù)物料衡算得，篩粉量為 2.01t/h，選用安達(dá)市天宏乳品機(jī) 械制造有限公司生產(chǎn)的 S49-A-單層式篩粉機(jī) 2 臺(tái)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 設(shè)備名稱 吊懸式篩粉機(jī) 廠家介紹 安達(dá)市天宏乳品機(jī)械制造有限公司 生產(chǎn)能力 1000Kg/h（奶粉） 篩網(wǎng)規(guī)格 20 目 電機(jī)功率 50Kg/臺(tái) 設(shè)備特點(diǎn) 適用于乳粉及其它粉狀物料的篩選,篩 細(xì)不篩粗，塊狀及顆粒狀的物料適合用 振動(dòng)篩進(jìn)行分級(jí) 4.11 包裝機(jī) 根據(jù)物料衡算，包裝量為 2t/h，最終選用 25kg 每袋大包裝。 . . 選用河南鄭州長宏機(jī)械有限公司供應(yīng)的 DZ500-T 臺(tái)式真空包裝機(jī) 4 臺(tái)，其具體參數(shù)如下： 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 電源電壓 220V 50Hz 功率 900w 熱封功率（>5s) 1.2KW 真空室最低絕對(duì)壓強(qiáng) 1KPa 熱封條有效尺寸 50012mm 每室熱封條數(shù) 2 真空泵排氣量 20 m3/h 包裝速度 1-3次/分 真空形式及材質(zhì) 不銹鋼真空室 真空室尺寸 （LWH） 520520975mm 外形尺寸 （LWH） 750600530mm 外包裝尺寸 （LWH） 750670660mm 5 總平面及車間布置 5.1 生產(chǎn)車間（車間布置圖見附圖二） 根據(jù)全脂乳粉生產(chǎn)的工藝要求，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，需要以下建筑 或構(gòu)建物。 5.1.1 原料倉庫（室外貯奶罐） . . 用于新鮮牛乳的貯存，共有三個(gè)罐，每個(gè)罐容積 30000L 。 5.1.2 生產(chǎn)車間 （1）生產(chǎn)流程車間 根據(jù)具體的生產(chǎn)工藝流程可分為前期操作車間，包括：收奶間、 預(yù)處理間、混料間、化油間等。主車間包括主車間 1（進(jìn)行均質(zhì)、 凈乳、殺菌等工藝流程），主車間 2（進(jìn)行濃縮、噴霧、篩粉工藝） ，包裝間緊鄰主車間 2，以便直接進(jìn)行成品包裝。 （2）輔助車間 包括：檢驗(yàn)室、水處理間、CIP、原輔料庫、包材庫、周轉(zhuǎn)箱 暫存間、洗箱間等。 （3）常溫庫和冷庫 與主要生產(chǎn)車間比鄰，是存放加工、包裝后的乳產(chǎn)品的區(qū)域。應(yīng) 按照冷庫設(shè)計(jì)的要求使用材料和安排布局。 （4）公共設(shè)施 包括：配電間、更衣室（位于進(jìn)入各個(gè)車間的必經(jīng)之地，分左右 男女更衣室，不同工段的工人可以分別從不同更衣室進(jìn)入不同的生 產(chǎn)車間，避免交叉污染）、辦公室、值班室等。 5.2 車間布置與結(jié)構(gòu) （1）設(shè)計(jì)排水溝盡量位于經(jīng)常排污、排水設(shè)備的下面，保證車間排 水通暢、每個(gè)排污口要安裝防鼠網(wǎng)。 （2）設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與墻壁之間均要留出適當(dāng)?shù)目障?，不但可?保證操作方便，而且便于維修和清洗。 . . （3）更衣室位于車間入口處，工人先更衣，經(jīng)洗手、消毒后方能進(jìn) 入車間。為保證產(chǎn)品質(zhì)量和車間衛(wèi)生，工人進(jìn)入車間必須保證工作 服、工作帽、口罩、手套、膠鞋等統(tǒng)一規(guī)范，開始工作前有專人檢 查并記錄。 5.3 總平面布置基本原則（總平面布置圖見附圖三） （1）以方便生產(chǎn)為前提，符合車間生產(chǎn)程序，避免原料、半成品、 人流的交叉污染。 （2）全建筑物采取南北朝向，利于通風(fēng)、采光。 （3）配電房、鍋爐靠近生產(chǎn)車間，減少能源消耗，鍋爐房處于廠西 北角，使生產(chǎn)車間處在其上風(fēng)位置。 （4）通盤考慮全廠布置，填平補(bǔ)齊，力求合理、經(jīng)濟(jì)，并充分考慮 全廠擴(kuò)大生產(chǎn)。 5.4 總平面設(shè)計(jì)說明 （1）生產(chǎn)區(qū)：包括成品庫、生產(chǎn)車間、污水處理間、機(jī)修間等，設(shè) 置時(shí)盡量縮短距離，避免物料的往返運(yùn)輸以方便生產(chǎn)。 （2）生活間：包括煤場、鍋爐房、食堂、浴室、職工宿舍樓、機(jī)動(dòng) 車停車場、非機(jī)動(dòng)車停車處、辦公樓、研發(fā)中心、質(zhì)檢中心等。 （3）應(yīng)在適宜位置設(shè)置公共廁所，經(jīng)考慮在生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)各設(shè)置 一個(gè)公廁。 （4）綠化情況：在廠房四周，各種建筑空地與預(yù)留地種植草坪。 （5）廠區(qū)道路：廠區(qū)主干道與非主要道路應(yīng)留有足夠的空間以便人 流和物流經(jīng)過； . . （6）廠區(qū)考慮到防火要求，各主要建筑物和易燃物附近均設(shè)有消防 水龍頭和滅火器。 （7）設(shè)置了三個(gè)大門：正大門（人流），物料進(jìn)口、物料出口（以 便奶罐車等進(jìn)入），每個(gè)大門都配有值班室。 總 結(jié) 拿到的設(shè)計(jì)任務(wù)后,就開始查找相關(guān)資料,自己定下了相對(duì)熟悉 并且資料較豐富的全脂乳粉工廠設(shè)計(jì)題目。然后再根據(jù)背景資料和 相關(guān)數(shù)據(jù)文獻(xiàn)對(duì)自己所選的題目進(jìn)行配方和工藝設(shè)計(jì),包括物料衡算,根 據(jù)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)備選型和繪制主要設(shè)備圖紙。在此過程中,通過 對(duì)各種文獻(xiàn)和資料的查閱,叢中學(xué)到了對(duì)重點(diǎn)的把握度和該如何解決 問題分析問題,如何更好的利用書本資源和網(wǎng)絡(luò)資源,和如何更好地 與同學(xué)和老師討論分析問題,較高效率地完成所布置的任務(wù)。 經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)，工廠設(shè)計(jì)不同于我們以往做的 任何一次課程設(shè)計(jì)，它對(duì)于實(shí)踐要求很高，而很多時(shí)候我們的只是 僅限于書本理論，拿到現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過程中根本不可行或是不完善，這 也讓我充分認(rèn)識(shí)到，書本知識(shí)必須要付諸于實(shí)踐才能真正的學(xué)習(xí)到 知識(shí)。 最后非常感謝陳老師的悉心指導(dǎo)和耐心糾正。 . . 參考文獻(xiàn): [1] 馬海樂主編， 《食品機(jī)械與設(shè)備》 ，中國輕工業(yè)出版社，2006 [2] 伍建新主編， 《乳品技術(shù)裝備》 ，中國輕工業(yè)出版社，2000 [3] 王如福主編， 《食品工廠設(shè)計(jì)》 ，中國輕工業(yè)出版社，2009 [4] 郭本恒主編，《乳粉》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003