畢業設計(論文)-年產2萬噸發芽糙米乳飲料工廠設計(全套圖紙)

生物與食品工程學院畢業設計PAGE目錄TOC\o"1-3"\h\u第一篇設計說明書 1第一章緒論 21.1含乳飲料的簡介 21.1.1含乳飲料的定義 21.1.2含乳飲料的分類 21.2發芽糙米含乳飲料 21.2.1發芽糙米簡介 21.2.2糙米與精米的營養成分和營養價值的比較 31.2.3糙米發芽后營養成分的變化 41.2.4發芽糙米功能特性 51.3發芽糙米研究進展 71.4國外發芽糙米產品市場情況 81.5我國發芽糙米狀況 91.6我國含乳飲料的發展狀況 91.6.1我國含乳飲料品牌 91.6.2我國含乳飲料的現狀 10第2章廠區平面設計 102.1廠址選擇 112.1.1廠址 112.1.2廠址選擇原因 112.1.3乳制品加工工廠環境應符合以下要求 112.2主生產車間平面布置 122.2.1生產車間工藝布置的原則 122.2.2生產車間的衛生要求 122.3建筑物平面布置與衛生要求 132.3.1全廠平面設計的基本原則 132.3.2車間環境衛生要求 13第3章原輔材料及產品的標準 143.1原輔料的特性及標準 153.1.1原料乳特性及標準 153.1.2穩定劑特性及標準 153.1.3甜味劑的特性及標準 163.1.4水 163.2產品標準 173.2.1感官指標 173.2.2理化指標 173.2.3細菌指標 18第4章工藝流程論證及說明 184.1工藝流程的確定 194.1.1發芽糙米乳飲料的工藝流程 194.2操作要點說明 204.2.1原料的篩選與除雜 204.2.2浸泡吸水 214.2.3發芽活化 214.2.4滅酶處理 214.2.5干燥與儲藏 214.2.6打漿 224.2.7酶處理 234.2.8滅酶 234.2.9原料乳的驗收 234.2.10原料乳的預處理 234.2.11真空脫氣 234.2.12調配 274.2.13均質 274.2.14無菌灌裝 28第二篇設計計算書 28第一章工藝計算 291.1產品與產量確定 301.1.1產品方案 301.1.2產量確定 301.2物料衡算 301.2.1標準化工藝的設計計算 301.2.2100㎏原料乳生產糙米飲料的物料衡算 311.2.3年產2萬噸發芽糙米乳飲料的物料衡算 331.3熱量衡算 351.3.1預熱耗熱量 361.3.2殺菌耗熱量 361.3.1發芽糙米漿預熱耗熱量 371.4水平衡計算 371.4.1原料乳的冷水耗用量 371.4.2標準化乳預熱的熱水耗量 381.4.3殺菌冷卻的冷水耗量 381.4.4發芽糙米乳飲料的的冷水耗用量 381.4.5發芽糙米漿預熱的熱水耗量 38第2章車間設備選型 392.1設備選型的原則要求 392.1.1奶槽車 402.1.2脫氣機 402.1.3原料乳冷卻器

412.1.4立式貯奶罐 412.1.5雙聯過濾器 412.1.6均質機 422.1.7板式熱交換器 432.1.8瓶裝包裝機 452.1.9泵 45第3章公用系統及輔助設施 473.1給排水系統 473.1.1水質要求 473.1.2水源 483.2供電系統 493.2.1供電要求和供電設備及相應措施 493.2.2用電估算 493.2.3生活用電 503.2.4其他用電 503.2.5總耗電量 503.3供汽系統 503.3.1鍋爐選型 503.3.2鍋爐用水要求 513.3.3用汽量估算 513.4輔助設施 513.4.1中心實驗室 513.4.2化驗室 513.4.3倉庫 523.4.3包裝材料庫 533.4.4辦公樓 533.4.5食堂 533.4.6機修間 543.4.7更衣室 543.4.8浴室 553.4.9廁所 553.4.10職工宿舍 553.4.11醫務室 553.4.12會議室 553.4.13配電室 563.4.14收奶站 563.4.15研發中心 563.4.16輔助部門統計表 563.5勞動組織 57第4章經濟技術分析 584.1投資指標 594.1.1用于建筑工程的各項費用 594.1.2用于購置各種設備、工具和器具的費用 594.1.3其他費用(土地費、人員培訓費、勘察設計費等) 594.2年生產總成本核算 594.2.1大修費和折舊費 594.2.2原材料、燃料消耗費用 594.3利潤、利潤率、投資回收期計算 604.3.1利潤 604.3.2利潤率 604.3.3投資回收期 60結論 61參考文獻 62致謝 64PAGEPAGE1第一篇設計說明書全套圖紙，加153893706第一章緒論1.1含乳飲料的簡介1.1.1含乳飲料的定義在2008年11月1日開始實施的含乳飲料國家標準GB/T21732-2008中，將含乳飲料定義為：以乳或乳制品為原料，加入水及適量輔料經配制或發酵而成的飲料制品。含乳飲料還可稱為乳（奶）飲料、乳（奶）飲品。1.1.2含乳飲料的分類配制型含乳飲料以乳或乳制品為原料，加入水、白砂糖以及（或）甜味劑、酸味劑、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種調制而成的飲料。發酵型含乳飲料以乳或乳制品為原料，經乳酸菌等有益菌培養發酵制得的乳液中加入水，以及白砂糖和（或）甜味劑、酸味劑、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種調制而成的飲料，如乳酸菌乳飲料。根據其是否經過殺菌處理而區分為殺菌（非活菌）型和未殺菌（活菌）型。發酵型含乳飲料還可稱為酸乳（奶）飲料、酸乳（奶）飲品。乳酸菌飲料以乳或乳制品為原料，經乳酸菌發酵制得的乳液中加入水，以及白砂糖和（或）甜味劑、酸味劑、果汁、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種調制而成的飲料。根據其是否經過殺菌處理而區分為殺菌（非活菌）型和未殺菌（活菌）型。1.2發芽糙米含乳飲料1.2.1發芽糙米簡介糙米的最大特色是含有胚芽，是一顆完整、有生命活力的種子。將糙米在一定溫度、濕度下進行培養，待糙米發芽到一定程度時將其干燥，所得到的由幼芽和帶糠層的胚乳組成的制品即稱為發芽糙米[1]。發芽糙米的實質是在一定的生理活性化工藝條件下，其所含有的大量酶如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和釋放，并從結合態轉化為游離態的酶解過程。正是由于這一生理活化過程，發芽糙米的粗纖維外殼被酶解軟化，部分蛋白質分解為氨基酸，淀粉轉變為糖類，使食物的感官性能和風味得以改善，而且在保留了豐富的維生素（VB1、VB2、VB6、VC、VE）、礦物質（Mg、K、Zn、Fe）、膳食纖維營養成分的同時，更是產生了多種具有促進人體健康。1.2.2糙米與精米的營養成分和營養價值的比較表1-1糙米和白米的化學成分比較(%,干基）化學成分糙米白米蛋白質（）7.1～13.15.6～13.3粗脂肪1.8～4.00.2～1.1粗纖維0.2～2.60.1～0.6灰分1.0～2.40.3～0.7無氮抽出物74.5～90.284.0～93.5表1-2糙米和白米微量成分的比較（)微量成分糙米白米微量成分糙米白米0.1痕量2.1～4.5痕量～1.80.4～0.90.1～0.4尼克酸44～628～26吡哆醇0.6～11.20.4～6.2泛酸6.6～18.63.4～7.7生物素0.06～0.130.006～0.09肌醇總量1194～1220100～125游離24～4511膽堿1120～1220450～7130.00050.001613痕量鈣65～40046～385氯203～275163～372鐵7～542～27錳13～4210～33磷2500～4400860～1920鉀1200～3400140～1200硅190～190050～370鈉31～17622～851.2.3糙米發芽后營養成分的變化GABA的變化糙米發芽的實質是糙米的活性化，是糙米中所含有的大量酶被激活和釋放，并從結合態轉化為游離態的酶解過程[2]。正是由于這一生理活性化過程，不僅使糙米品質得到極大改善，而且產生大量的具有促進健康和防治疾病作用的一些生物活物質，如GABA。蛋白質的變化研究表明，發芽可以增加糙米蛋白質的含量。全干基礎上比較，發芽糙米粗蛋白含量比精米和糙米大約提高了10％和6％[3]。陳志剛等人研究了糙米在發芽過程中水溶性蛋白質含量的變化情況，結果表明，糙米發芽期間水溶性蛋白質含量呈現先升后降的趨勢，前6天是增加的，然后逐漸減少[4]。有資料表明，增加的可溶性蛋白來自于酶降解的谷蛋白和新合成的可溶性蛋白。氨基酸的變化與精米和糙米相比較，發芽后糙米18種氨基酸、總氨基酸和必需氨基酸含量均增加，尤其是糙米限制氨基酸如賴氨酸和蘇氨酸含量增加較明顯。鄭藝梅在對糙米發芽過程中營養成分及植酸含量變化的研究發現，隨糙米發芽時間的延長，游離氨基酸的含量先增加后降低。如川香優2號賴氨酸含量在發芽36h達到峰值，是發芽前的3．5倍，色氨酸含量在發芽48h達到最高約為發芽前的1．7倍。陳志剛等人用、赤霉和去離子水處理糙米,發現用和處理的糙米中游離氨基酸含量在發芽1～5d內呈上升趨勢，隨后下降。而去離子水處理的發芽至第6天開始下降。發芽至第5天，3種處理的糙米中游離氨基酸含量分別比發芽前增加、和。發芽結束時的含量分別比發芽前高出135.4％、151.2％和92.1％。植酸的變化糙米發芽期間植酸含量總體呈下降趨勢，在發芽12～36h之間植酸含量下降的幅度較大。淀粉和還原糖的變化糙米發芽實際上是一個酶促反應的啟動過程。發芽時，糙米內源淀粉酶被激活，導致糙米淀粉發生降解，引起直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的下降，淀粉在淀粉酶的作用下逐步分解為葡萄糖等小分子糖類，為幼芽和幼根生長提供能量，所以隨著淀粉酶活力的升高，淀粉含量逐漸減少，還原糖含量迅速升高。發芽至第5天，糙米中還原糖含量達到高峰，隨后下降。、和去離子水處理的糙米中還原糖達到高峰時的含量別為、和。發芽結束時，3種處理的糙米中還原糖含量分別比發芽前增加了47.2倍、61.9倍和40.4倍[5]。糙米發芽后淀粉及其組分的含量、淀粉糊的酶解率以及黏度均降低；透明度和凍融穩定性均增強；凝沉穩定性變化不大。其中發芽24h糙米淀粉的理化特性變化最明顯。發芽可以在一定程度上改善糙米淀粉的理化特性。維生素的變化發芽對維生素B族影響較大,、、的含量都有所增加,的含量基本不變。據熊善柏等人分析，發芽至第3天，糙米中的由增至，達到最大值。發芽至第6天，由增至，達到最大值[6]。王文高等人研究發現，發芽糙米中只有葉酸的含量是下降的。抗壞血酸的含量顯著增加，發芽24h時最高，川香優2號從未檢。礦物質的變化糙米中不僅鈣、鎂的含量較高，而且鋅和鐵等微量元素的含量也較高。在糙米發芽過程中，由于生成了新的組織，礦物質元素會發生轉移，同時由于干基的損失，其含量略有增加。此外，糙米在發芽之前，鈣、鎂等礦物質元素大部分與植酸結合在一起，食用時幾乎不為人體所吸收。但在發芽過程中，由于植酸酶的作用，這種結合被破壞，礦物質元素呈游離態，從而使這些必需成分在人體內的吸收率顯著提高。1.2.4發芽糙米功能特性稻米發芽起源于我國，《本草綱目》中有“谷芽可治療食欲減退、消化不良等”的記載。糙米經過發芽后，不僅可改善其適口性，而且其營養價值得到大幅度地提高，所含的各種營養物質，如各種活性酶、以游離狀態存在的微量元素及豐富的維生素、膳食纖維、肌醇六磷酸、阿魏酸生育酚、三稀生育酚、、谷胱甘肽等，能促進人體健康。GABA(r-氨基丁酸)GABA是一種非蛋白質組成的天然氨基酸，是一種人體抑制性神經傳遞物質，作為一種生理活性成分，參與了腦循環生理活動，介導了中樞神經系統的抑制性神經傳導。有研究表明，GABA具有降血壓、抗驚厥、神經營養、改善腦機能、促進長期記憶、促進激素分泌、腎功能活化、肝功能活化、促進乙醇代謝,消除體臭等生理功能。GABA中還含有抑制脯氨酸內膚酶產生的腦功能有關膚分解亢進新的有效成分,從而防止神經細胞癡呆癥(包括早年性癡呆癥)。GABA具有降壓機理是:它作用于延髓的血管運動中樞可使血壓降低;可抑制抗利尿激素后葉加壓素分泌，擴張血管使血壓下降。其還具有鎮靜神經，減少中性脂肪等活性。糙米中GABA含量約為。發芽糙米中GABA含量是白米的5倍，較糙米高出3倍多。肌醇六磷酸發芽糙米中肌醇六磷酸的含量為白米4．56倍，能降低膽固醇和血脂肪；具有抗氧化作用，可治療腎結石；對前列腺癌的生長有抑制作用，有天然的“癌癥殺手”之稱[7]。GSH（谷膚甘肽）谷膚甘肽系為活性三肽。是一種含硫、有硒的過氧化合酶。它能參與高鐵血紅蛋白的還原作用及促進鐵的吸收；可阻止氧化血紅蛋白保護硫基，防止溶血出現,保證血紅蛋白能持續發揮輸氧功能[8]；它能與體內有毒化合物、重金屬離子、致癌物質等相結合，并促進排除體外；參與氨基酸的吸收和轉移；具有抗艾滋病毒的作用；并能消除疲勞感,它能保護含酶分子中的-SH基，利用酶的活性發揮，并恢復己破壞的酶分子中-SH基功能，使酶恢復活性等。食物纖維發芽糙米含有多量的食物纖維，比糙米多0～15％，比白米多2．7倍，米糠中所含食物纖維有很強排毒效果。食物纖維攝入量的增加能增加腸胃的蠕動，并改善消化道有益菌群的環境，減少腐敗菌的產生，以預防大腸癌。加大體內毒素的排出與排泄量，對改善便秘有效。?-谷維素其能降低血清總膽固醇、甘油三酷含量，降低肝內臟脂質和血清過氧化脂質，降低膽固醇在動脈壁的沉積，減少膽石形成指數，抑制膽固醇在消化道吸收[9]；促進血管循環，調節內分泌，降低皮膚色素的沉積，有利于皮膚抗衰老；可緩解進入更年期出現的身體狀態各種障礙及自律神經失調癥，改善腦間視床底部功能失調；防止身體節律失調，對由于身體節律失調帶來的卷怠感、疲勞感有改善和減輕作用；改善腸胃功能；抗血栓[10]。與混食,可取得協同增效作用。r-阿魏酸能調節植物神經，促進生長；調節、改善腸胃功能，阻止體內合成膽固醇；有較弱的類激素作用，抗血栓形，抗紫外線先輻射，抗自由級基；調節內分泌，降低膚色素沉積，有助于抗皮膚衰老，促進血液循環；含有EGMP抗癌物質等。它與VE、混食有協同增效作用。N-去氫神經酰胺具有抑制黑色素生成的功能，能美白皮膚；改善皮膚保濕和屏障功能。緩和角質層干燥，減少鱗屑。經口攝取后，能改善全身皮膚水合性，增加皮膚保水量，并提高皮膚彈性，減少皺紋，有美肌功能。角鯊烯具有抗氧化作用，在肝臟內轉化成膽酸，還能顯著增加12—羥化酶活性；具有類似細胞那樣的攝氧功能，增加機體內組織對氧的利用能力，促進膽汁分泌，強化肝功能；加速消除氧所致的各種病癥等功能。發芽糙米中除了上述幾種功能性成分外，還含有植物甾醇、二十四醇、二十八醇及豐富的維生素等，這些物質都有不可低估的生物活性作用。發芽糙米所具有的排毒、養顏、增強免疫力、防止肥胖等功能都與上述物質具有密不可分的關系。發芽糙米的功能特性越來越多的為人們認識，其相應的產品將不斷的被開發。1.3發芽糙米研究進展T.Saikusa在改善稻米食用品質的試驗中首先發現,稻米粒用水浸泡后,游離氨基酸的組成和含量發生了顯著變化,其中GABA變化最突出，含量大幅度提高，而且GABA的變化主要是在胚芽部分發生的。T.Saikusa又檢測了日本10個不同品種的稻米胚芽富集GABA的情況，結果發現不同品種的米胚芽富集GABA的能力有很大差異，其中GABA富集最高的是一種巨胚米的米胚芽。茅原等[11]認為，發芽糙米中的GABA含量升高通過以下兩種途徑實現：一是糙米本身含有一定量的谷氨酸，在發芽過程中谷氨酸脫羧酶被激活，以谷氨酸為底物脫去羧基生成GABA；二是蛋白酶水解蛋白質生成一定量的谷氨酸，在一定條件下谷氨酸脫羧酶催化谷氨酸生成GABA。同時，GABA又會在GABA段哈、丙酮酸轉氨酶的作用下降解為琥珀半醛。只有在谷氨酸脫羧酶的活性大于GABA、丙酮酸轉氨酶活性時，才會使GABA含量增加。愛巖等[12]發現,谷氨酸脫羧酶的最適pH值為5.9，GABA、丙酮酸轉氨酶的最適pH值為8.9，所以微酸環境有利于GABA的產生,在堿性條件下GABA含量不會增加。三枝貴代[13]認為，富集溫度60℃、時間20min會使GABA的富集被限制；pH8時GABA含量也很低。GABA最佳富集條件是40℃、pH5.5，說明這是米胚芽中谷氨酸脫羧酶(GAD)的最適作用條件。在此條件下米胚芽浸泡4h,可使GABA富集達到400mg/100g，是未富集前的10倍左右。愛巖等[14]通過對米胚芽GAD酶學性質的研究發現，其最適pH為5.6，最適溫度為40℃。該酶對熱不穩定，當熱處理溫度超過60℃時，酶活性基本喪失。米胚GAD對谷氨酸(Glu)的Km值為32.27mmol/L。因此在利用米胚GAD富集和制備GABA時，應選擇米胚GAD的最適作用條件，并且溫度要避免超過60℃。另外，鈣離子可用來激活米胚GAD，從而提高GABA的產量。米胚芽富集GABA能力主要取決于其中的谷氨酸脫羧酶和蛋白酶的活性，因此，富集GABA要用新鮮的、具有良好發芽能力的稻米。1.4國外發芽糙米產品市場情況日本、歐美等國非常重視稻米中必需營養成分與生理活性物質的保存，推崇食用糙米。日本自1964年開始提倡國民食用糙米，每天一餐，但因糙米口感差而難以推廣。近年，日本開發出發芽糙米，并已產業化、商品化。由于發芽糙米比糙米的營養價值和生理活性具有明顯優勢，且炊飯便利，口感類同于大米飯,因而發芽糙米一面市，即為消費者所認可。日本更將發芽糙米稱為“營養丸”、“神農米”、“元氣米”。有科學家預言:發芽糙米可能將成為21世紀人類的主食資源。日本長期以來重視稻谷深加工產品與技術的開發，1954年即從米糠和胚芽中分離出谷維素，1996年開發出富含γ-氨基丁酸的米胚芽食品，日本農林水產省食品綜合研究所和日本中國農業實驗場等共同研究開發成功世界首創的發芽糙米，于1999年11月上市,受到消費者歡迎。目前日本已有五家公司生產銷售發芽糙米，發芽糙米采用真空包裝，120g/包，5包/盒,650日元/盒，價格是糙米的2倍。日本發芽糙米消費量每年均成倍增長。發芽糙米在日本被認為是最好的主食，是21世紀的主食。近年來，發芽糙米在我國臺灣和香港等稻米消費地區業已陸續面世。日本是開發發芽糙米最早的國家，有關發芽糙米的專利有20件。發芽糙米生產技術已經基本成熟，目前的研發熱點是發芽工藝和發芽器的不斷改進。稻米富集的方法主要有充氮無氧發酵和糙米發芽兩種方法，無氧發酵方法的工藝比較落后，目前國際上以發芽法為主導工藝。1.5我國發芽糙米狀況我國是世界上最大的稻谷生產和消費國，年產稻谷約2億t，約占世界稻谷產量的1/3，約占全國糧食產量的2/5。我國約有8億人口以稻米為主食，每年食用稻米及其制品約1.2億t。稻谷及其制品是我國最大、最穩定的糧食消費產品之一。糙米中約64%的營養元素都積聚于占糙米重量10%的糠層和胚芽中，目前的精白米將其舍棄是對資源的極大浪費。按全國消費量計算，相當于每年拋棄960萬t高營養物質，保守估計其價值超過1000億元。如將其利用，每年可以解決3200萬貧困人口的口糧，或者提高9600萬人口的生活質量。目前我國有數家單位開展了發芽糙米研究，鄭州工程學院郭曉娜等人[15]應用響應面法研究了發芽糙米發芽條件；湖南文理學院楊明毅等人[16]利用北京華通康源科技有限公司開發的糙米發芽一體化設備研究了糙米發芽的生理活性化工藝條件；浙江省糧科所許仁溥綜述了發芽糙米的營養價值和基本生產工藝；江南大學食品學院張暉等人[17]綜述了稻米胚芽中的富集方法。雖然上述單位已經開展了糙米發芽的初步研究并開發了專用設備，但我國市場尚無發芽糙米產品出售。1.6我國含乳飲料的發展狀況1.6.1我國含乳飲料品牌近年來，隨著我國國民經濟的持續快速發展，居民生活水平有了巨大的提高，對食品的需求也是日益多元化。含乳飲料因為品種和口味豐富，深受消費者的青睞，其消費量呈逐年明顯上升的趨勢。目前，國內主要的含乳飲料品牌有娃哈哈營養快線、美汁源果粒橙、果粒奶優、優樂美、小洋人妙戀大果粒、銀鷺花生牛奶、樂百氏果奶、味全、爽歪歪等。1.6.2我國含乳飲料的現狀含乳飲料進入消費者的視線由來已久，然而就市場份額來說，含乳飲料尚未形成與茶飲料、果汁飲料、碳酸飲料等大飲料品種平分市場的局面。然而含乳飲料的成本較低，利潤可觀，因此有越來越多的乳品企業推出各自的含乳飲料產品，其市場潛力巨大。同時，雖然我國乳制品生產和消費有了很大的發展，但與世界水平和一些發達國家的水平相比較，我國乳制品的生產與消費水平仍然是很低的。所以我國的乳品行業有著巨大的發展空間。我國地域遼闊。在黑龍江、新疆、內蒙古等地都有遼闊的天然牧場，豐富的奶源是我國乳品行業發展的堅實基礎，我國已經擁有了一批設備先進、管理科學、具有一定規模和競爭力的本土乳品企業，這些都為我國乳品行業的發展提供了支持。然而，在面對廣大市場的同時，我們還應該清醒的看到所面臨的巨大挑戰。我國加入WTO之后，關稅降低，世界上的奶類大國，如芬蘭、法國、新西蘭、美國等國家的乳制品對我國的出口不斷增加，這對我國的乳制品行業的發展產生了很大的沖擊。含乳飲料屬于乳制品，所以其價格受國際市場波動的影響將會很明顯。由于我國的乳品行業發展潛力巨大，外國企業想方設法的要占領國內市場，所以，我國的本土企業面臨著激烈的市場競爭。第2章廠區平面設計2.1廠址選擇2.1.1廠址本設計廠址選擇在吉林經濟開發區。2.1.2廠址選擇原因吉林經濟開發區1998年底建區，是中國東北地區唯一的國家級專利產業化試點基地，通過了ISO14001環境管理體系和ISO9001質量管理體系雙認證。行政轄區103平方公里，規劃面積28平方公里，常住人口6.8萬人，現有各類企業1189戶，其中規模以上工業企業26戶。吉林經濟技術開發區的發展思路和目標是:充分發揮區位和資源、優勢，以農業高新技術孵化為先導，以生物農業、生態農業、設施農業和農產品精深加工為重點，以農業高新技術產業化為目標，實施主導產業擴張、大項目支撐和產業集群三大戰略，打造“環保、生態、高科技”品牌，利用今后5-10年的時間，把開發區建設成為國內外農業高科技人才創業基地、農業高新技術項目孵化基地、農業高新技術產業化基地、現代農業示范基地;一個社會、生態和經濟效益俱佳，科研與產業并茂的生態新城區。2.1.3乳制品加工工廠環境應符合以下要求1.乳制品加工廠應建在交通方便、有充足水源的地區。工廠不得設于受污染河流的下游；廠區周圍沒有粉塵、有害氣體、放射性物質和其他擴散型污染源；不得有昆蟲大量孳生的潛在場所等易遭受污染的情況。2.任何設施、設備等應易于維護、清潔，不得成為周圍環境的污染源；不得有有毒有害氣體、不良氣味、粉塵及其他污染物泄漏等有妨礙衛生的情形發生。3.廠區空地應綠化，防止塵土飛揚或積水。4.廠區應合理布局，各功能區域應劃分明顯；易產生污染的設施應處于主導風向的下風向；焚化爐、鍋爐、廢水處理、污物處理均應與生產車間、倉庫、供水設施有一定的距離并采取防護措施。5.廠區禁止飼養動物。6.廠區應有適當防范外來污染源、有害動物侵入的設施，如圍墻、圍欄，其距離地面至少50厘米以下部分應采用堅固的密閉性的材料建造。7.儲水池（塔、槽）與水直接接觸的供水管道、器具等應采用無毒、無味、防腐的材料；供水設施出入口應有安全衛生設施，防止有害動物和有害物質進入導致污染；自備水源選址應距污染源（化糞池、垃圾存放場所）30米以上，且應設置衛生防護帶并有專人負責。2.2主生產車間平面布置2.2.1生產車間工藝布置的原則在進行車間工藝布置時，應根據下列原則進行。要有總體設計的全局觀點。首先滿足生產的要求，同時，還必須從本車間在在總平面圖上的位置，與其他車間或部門間的關系，以及發展前景等方面，滿足總體設計的要求。設備布置要盡量按工藝流水線安排，但有些特殊的設備可按相同類型做適當的集中，務必生產過程占地最少，生產周期最短，操作最為方便。如果一車間系多層建筑，要設有垂直運輸的裝置，一般重型的設備最好安排在底層。原料收發間應設有地磅。在進行生產車間設備布置時，應考慮到進行多種生產的可能，以便靈活調動設備，并留有適當余地，以便更換設備。同時，還應注意設備相互間的間距和設備與建筑物的安全維修距離。既要保證操作方便，又要保證維修裝拆和清潔衛生的方便。生產車間與其他車間的各工序要相互配合，保證各物料運輸通暢，避免重復往返。必須注意，要盡量利用生產車間的空間運輸，合理安排生產車間各種廢料排除，人員進出要和物料進出分開。必須考慮生產衛生和勞動保護。如衛生消毒、防蠅防蟲、車間排水、電器防潮等安全防火措施。應注意車間的采光、通風、采暖、降溫等設施。對散發熱量、氣味及有腐與離，又要盡可能地接近使用地點，以減少運輸管道和管路損失。可以設在室外的設備，盡可能地設在室外，上面可加蓋簡易棚。2.2.2生產車間的衛生要求1.車間必須備有通風設備，吸入的空氣必須清潔新鮮，沒有通風設備的廠房應通過氣窗或風帽進行自然通風，北方地區的乳品廠車間應有采暖設備。成品包裝間應有空調，保持室內溫度22-24℃。2.為便于刷洗，車間地坪、墻裙及其他內部裝修有一定的要求。3.車間應備有充足的照明，照明器具不應該裝在敞開的暫存原料、半成品、成品的設備上面。4.車間內應備有設備、管道、工器具進行消毒的必要設備和工器具。5.靠近生產車間入口處設有清洗消毒設施。2.3建筑物平面布置與衛生要求2.3.1全廠平面設計的基本原則本設計主要包括生產車間、原料庫、成品庫、辦公樓、宿舍樓、食堂、浴室等。總平面布置的好壞關系到所設計工廠的使用效果、基建投資、建廠速度等。因此，進行全廠布置時應服從以下原則：1布置緊湊合理，做到節約用地。分期建設的工程，應一次布置，分期建設，還必須為遠期發展留有余地；2設計必須符合工廠生產工藝的要求，建筑物、構筑物布置上基本符合生產，能保證生產過程的連續性；3工廠平面設計必須綿竹乳品工廠衛生要求，生活區、生產區分開，減少污染，并合理綠化，以改善廠內環境；4建筑物和構筑物之間的距離，基本滿足生產，并應在主車間、鍋爐房及配電室等處設有消防栓防水；5生產區內排水為導流明渠形式，地面向排水明渠處傾斜；6廠址地平應高于當地最大洪水時水位，鍋爐房標高不宜高于主車間，以便主車間的冷卻水回到鍋爐房。2.3.2車間環境衛生要求乳品工廠要強調良好的個人衛生和健康，保證嚴格的生產、倉儲衛生要求，才可避免對原料和產品的污染。必須做到以下要求：1.廠內的每個員工（包括臨時工）都必須具有健康證，方可上崗；2.生產人員不要戴戒指、手鐲、項鏈、耳環等飾品，也不要濃狀艷抹，噴灑香水，所有個人用品都不應帶入車間；感染或接觸過各種傳染疾病和有嘔吐、腹瀉、發熱、打噴嚏等癥狀的員工應在醫院確診未被傳染或癥狀消失后再工作；3.進車間前，必須穿戴整齊干凈的工作服、帽、靴，接觸干性物料時必須戴手套；工作服每天更換，清洗消毒，頭發不得露于工作服外；工作靴必須經過消毒池內消毒液的浸泡；4.生產過程中必須時刻保持雙手的清潔，要注意勤剪指甲，在生產區域內不涂指甲油、不戴假指甲；5.車間和庫房的地面、墻壁、天花板及設備表面要保持清潔；車間內的門窗應注意隨時保持關閉，并安裝有紗窗、防蠅簾、滅蠅燈等防蟲設施；6.在生產區域內安裝紫外殺菌燈，生產之前至少開30分鐘以上，用于保證空氣的清潔；所有的原料包裝材料、產品都不應直接露地擺放，同時所用的拍板要保持干燥、清潔，貨物堆放時要與四周墻壁保持50㎝以上的距離，而且上面不能接觸設備、管道、天花板或有冷凝水滴落；7.對于貯奶缸等需要手工清洗的設備，也需要及時有效的清洗方法：首先用40-50℃的熱水充分涮洗設備表面，然后用0.8-1.0%的堿液洗滌，用清水沖洗，及時干燥或進行蒸汽殺菌；8.使用CIP清洗站的設備，必須保證清洗介質的種類、濃度、濕度、流量和循環時間的準確。同時，乳品廠對環境污染主要有生產污水，生活污水，鍋爐煙塵，煤灰渣及機械噪聲等。三廢及噪聲的治理必須按照“國家環境保護法”提出的全面規劃，合理布局，綜合利用，化害為利的要求，與主體工程同時設計，同時施工，同時投產。本工廠的“三廢”治理應達到〈污水綜合排放標準〉GB8978-88中的規定。噪聲防治應達到〈工業企業噪聲衛生標準（實行草案）〉和〈城市區域環境噪聲標準〉GB3096-93中的規定，同時，還應達到當地環保標準的要求。乳品廠應配備環保管理人員或設環保管理機構，負責環境保護工作。第3章原輔材料及產品的標準3.1原輔料的特性及標準3.1.1原料乳特性及標準原料乳應符合國家標準GB6914-86中的規定。感官指標正常牛乳白色或微帶黃色，不得含有肉眼可見的異物，不得有紅色、綠色或其他異常色，不能有苦味、咸味、澀味、飼料味、青貯味等異常味。理化指標只含有合格指標，不再分級。如表3-1表所示：表3-1原料乳的國家標準項目指標脂肪含量/（g/100g）≥3.100蛋白質/（g/100g）≥2.950相對密度（20℃/4℃）≥1.028酸度（以乳酸計）/%≤0.162雜質度/（mg/kg）≤4.000汞含量/（mg/kg）≤0.010三聚氰胺含量/（mg/kg）≤2.500六六六、滴滴涕/(mg/kg)≤0.1抗生素/（IU/L)＜0.033.1.2穩定劑特性及標準穩定劑的選擇是乳飲料品質中最關鍵的因素，若不添加，生產和儲存過程中易出現分層和蛋白質凝聚下沉現象，影響產品的質量和貨架。采用羧甲基纖維素鈉（CMC）和海藻酸丙二醇酯（PGA）混合使用，這樣蛋白質的穩定性會更好。羧甲基纖維素鈉（CMC）應符合國家標準GB1940-2005中的規定。表3-2羧甲基纖維素鈉（CMC）國家標準項目FH指標2%水溶液粘度，mpa·s800-1200鈉含量（Na），%6.5-8.5pH值-6.0-8.5干燥減量，%10.0氯化物（以Cl計），%1.8重金屬（以pb計），%0.002鐵（Fe），%0.03砷（As），%0.00023.1.3甜味劑的特性及標準在飲料中加入甜味劑的主要目的是為了飲料的口感，使其口味更柔和，更容易被消費者接受。飲料中最廣泛使用的是甜味劑是蔗糖，我國飲料生產用蔗糖應符合GB317-84.本設計使用的甜味劑為白砂糖，其用量為11%。白砂糖應符合國家標準GB317-2006.如表3-3所示：表3-3白砂糖國家標準項目指標蔗糖分，不少于（%）99.65還原糖分，不多于（%）0.15灰分，不多于（%）0.10水分，不多于（%）0.07色值，不超過（St）2.00其它不溶于水的雜質，每公斤產品不超（mg）603.1.4水水是飲料生產中的重要原料之一，占85—95%。水質的好壞，直接影響成品的質量。因此，飲料用水的水質要求除了應符合國家衛生部、國家基本建設委員會頒布的標準代號為GB5749—85《水質國家標準》見表，還應符合表所列的指標。表3-4水質國家標準指標要求水污染指數(SDI)4飲料用水電導率20us鐵0.05ppm錳0.02ppm二氧化硅40ppm總硬度20DH暫時硬度3DH細菌總數1000個/ml致病菌不得檢出3.2產品標準乳飲料應符合國家標準GB19302-2010中的規定.如下所示：3.2.1感官指標見表3-5：表3-5感官指標項目指標組織狀態均勻細膩的乳濁液，無分層現象，允許有少量沉淀，無正常視力可見外來雜志。色澤均勻乳白色，乳黃色或帶有添加輔料的相應顏色。滋味和氣味特有的乳香滋味和氣味或具有與加入輔料相符的滋味和氣味。3.2.2理化指標見表3-6表3-6理化指標項目指標可溶性固形物蛋白質含量脂肪含量鉛≤5%0.1%0.1%3.2.3細菌指標見表3-7表3-7細菌指標項目采樣方案及限量（若非指定，均已CFU/g或CFU/mL表示）ncmM檢驗方法大腸菌群5215GB4789.3平板計數法金黃色葡萄球菌500/25g(mL)--GB4789.10定性檢驗沙門氏菌500/25g(mL)--GB4789.4第4章工藝流程論證及說明4.1工藝流程的確定發芽糙米乳飲料是以糙米為主要原料，經過浸泡磨漿，加入穩定劑、乳化劑、甜味劑、香精，再經過均質、滅菌等工藝制成的飲料。最佳配方為料液比2∶8、海藻酸鈉0.30%、羧甲基纖維素鈉0.10%、白砂糖3%據此配比所得飲品香味濃郁，口感細膩均勻，容易讓人接受。4.1.1發芽糙米乳飲料的工藝流程糙米精選清洗浸泡發芽烘烤浸泡 打漿鮮牛奶烘烤糊化質檢烘烤酶解過濾凈化滅酶標準化發芽糙米漿混合殺菌穩定劑白砂糖干混冷卻調配均質灌裝滅菌成品圖4.1發芽糙米乳飲料工藝流程圖[18]4.2操作要點說明4.2.1原料的篩選與除雜1.選料標準[19]:原料應符合《GBI891一1999優質稻谷》中一級稻谷加工的糙米。特別要求選籽粒飽滿、粒度整齊、粒質陰熟、完善粒高、品種純度≥90%、裂紋粒少糙米；應選用符合《GB2715一81糧食衛生標準》的稻谷加工的糙米；應選用收獲后采用自然干燥至標準水分的稻谷加工的糙米，不要用機械干燥的稻谷；應選用發芽率高（≥95%），發芽勢強（90%）的稻谷加工的糙米；應選用保管態姿良好，即無蟲害、無病害、無鼠害、未發熱霉變的稻谷加工的糙米。有條件采用低溫保管、氣調保管的稻谷。要求黃粒米未被檢出。糙米的品質應符合《優質糙米》標準并需嚴格控制下列各項指標：含稻谷粒≦10粒/Kg；礦物質毛0.02；染黑率應為零；胚的完好粒≥98%；糙米發芽率≥95%；磁性金屬物不應檢出；有害雜質(系指混在糙中的瓷碎片、玻璃片及金屬物等)不應檢出；有礙衛生物質（系指混在大米中的蟲糞、鼠糞、倉庫害蟲、含蟲尸等）不應檢出。4.2.2浸泡吸水經過消毒后的糙米加入殺菌后的臭氧水，置于恒溫水浴鍋內浸泡。控制一定的溫度（25℃～30℃），浸泡期間嚴格控制料水溫度和浸泡時間，使糙米充分吸水。為了保持浸泡水的清潔衛生，糙米浸泡12h后應換水一次。4.2.3發芽活化浸泡過程結束以后，從水浴鍋內取出，用水輕輕沖洗糙米并瀝干水分，均勻地攤于瓷盤（經過消毒）內，蓋上己消毒的紗布，將吸水脹潤的糙米置于電熱恒溫培養箱DNP一9162型中發芽，調節發芽溫度，使糙米發芽至芽長05～1min后終止發芽。4.2.4滅酶處理發芽結束后，迅速將發芽糙米(發芽率超過90%)用90～100℃熱水中浸泡5～10min，進行滅酶處理10min(部分淀粉α化)，避免胚芽的過度生長，再用70%乙醇浸5min(殺滅物料中的微生物)[20]，清洗后迅速冷卻進入下一工序。4.2.5干燥與儲藏將滅酶處理后的發芽糙米瀝干水后進入低溫(50～55℃)熱風干燥系統，低溫熱風干燥有利于保持成品的色澤，使發芽糙米有良好的外觀品質。干燥完成后應控制物料水分小于15.0%。將干燥好的物料迅速冷卻至室溫，并采用真空包裝機真空包裝，確保發芽糙米在室溫條件下能儲藏6個月以上。若食用鮮品，滅酶處理后置于低溫下冷藏。離心噴霧干燥機為連續式常壓干燥器的一種。由氣動或電動霧化裝置將液料高速離心噴成霧狀液珠，使其與熱空氣在干燥室接觸而被瞬間干燥[21]。廣泛應用于電子、陶瓷、磁性材料、電池材料、食品、醫藥、化工等行業。1.工作原理：空氣經過過濾和加熱，進入干燥器頂部熱風分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進入干燥室。料液經干燥室頂部的高速離心霧化器，(旋轉)離心噴霧成極細微的霧狀液珠，與熱空氣并流接觸，在極短的時間內干燥為成品并下落。成品連續地由干燥塔底部和旋風分離器中輸出，廢氣經除塵器由引風機排空。2.特點:干燥速度快，一般只需十幾秒鐘，具有瞬間干燥的特點。干燥過程中液滴的溫度比較低，特別適宜于熱敏性物料干燥，能夠保持物料色、香、味。為防止干燥塔產生粘壁現象，本裝置設有特殊的結構，有效地杜絕產品的粘壁現象。特有的成品風送系統將干燥成品與系統內熱濕空氣及時分離，并對成品進行冷卻，避免了干燥成品的吸濕或結塊的可能性。圖4.2離心噴霧干燥機4.2.6打漿打漿用水為調配時用水量的70%。磨漿時采用二次磨漿,粗磨后顆粒直徑小于80目,細磨后顆粒直徑小于120目。4.2.7酶處理將淀粉酶按比例(淀粉酶添加量6μg/g原料)加入乳液中并加熱到85℃，保持1.5h，以碘試料液呈淺紅色或棕色即為糖化終點。4.2.8滅酶將液化后的米乳升溫至95℃，加熱30min，使酶鈍化，然后用120目的濾布過濾。4.2.9原料乳的驗收我國規定生鮮牛乳收購的質量標準（GB6914-1986）包括理化指標、感官指標及細菌指標；感官指標、理化指標不分級，微生物指標可分為一、二、三、四級。我國原料乳的生產現場檢驗以感官檢驗為主，輔助以部分理化檢驗，如相對密度測定、煮沸試驗、酒精試驗、摻假檢驗，一般不做微生物檢驗。4.2.10原料乳的預處理鮮牛乳驗收后必須預處理。利用特別設計的離心機，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可見的異物。其目的是去除乳中的機械雜質并減少微生物的數量，可以采用過濾凈化或離心凈化等。簡單的粗濾是在受乳槽上裝有過濾篩網并鋪上多層紗布進行，進一步過濾則采用雙聯過濾器，濾布應經常清洗滅菌。使用離心凈乳機可以顯著提高凈化效果，有利于提高乳制品質量。離心凈乳機還能將乳中的乳腺體細胞和某些微生物除去，凈乳機放在粗濾之后，冷卻之前。預處理過程包括真空脫氣、過濾、凈乳、冷卻后泵入儲奶罐及標準化。4.2.11真空脫氣在牛乳被擠出放入容器后，含5.5%-7%的氣體，經過貯存、運輸收購后，一般其氣體含量在10%以上，而且絕大多數為非結合分散氣體。在對牛乳及其制品處理的不同階段，進行合理而有效的脫氣是非常必要的。真空脫氣機利用真空抽吸作用排除料液中所含不凝性氣體的裝置，是一系乳品、果汁等物料作業線上脫氣必不可少的設備。真空脫氣機的作用是：去除料液中的氧氣，抑制褐變、色素、維生素和其他物質的氧化；去除附著于料液中懸散微粒氣體，抑制微粒上浮，保持良好外觀；防止灌裝和高溫殺菌時起泡影響殺菌；減少對容器內部的腐蝕。2.真空脫氣機的優點：可大大縮短供熱和冷卻系統初次注入水后的排氣時間，極有利于系統的初次調試運行；(1)脫除系統中的氣體，防止氣阻，保證系統正常運行期間穩定可靠；(2)消除水泵氣蝕，降低系統運行噪音；(3)由于脫除了原料乳中的氧氣，將降低系統的有氧腐蝕，延長設備使用時間；(4）由于脫除了原料乳中的氣體，換熱器表面上不會附有氣體氣泡，提高了供熱效率；（5）脫氣機工作時間和周期可根據需要調節；（6）單臺適用系統容量最大可達150，可多臺并聯使用；（7）設備安全方便，全自動運行，安全可靠，易于維修保養。綜上所述，本設計采用真空脫氣機。圖4.3脫氣機過濾所謂過濾就是將液體微粒的混合物，通過多孔質的材料（過濾材料）將其分離開的操作。在牛乳方面除了用于除去鮮乳的雜質和液體乳制品生產過程中的凝固物等以外，也應用于塵圾試驗。本設計采用雙聯過濾器，濾布應經常清洗殺菌。使用過濾器時，為加快過濾速度，含質率在4%以上時，須把牛乳溫度提高到40℃左右，但不能超過70℃；含質率在4%以下時，應采取4-15℃的低溫過濾，但要降低速率，不宜加壓過大。在正常操作情況下，過濾器進口與出口之間的壓力差保持在Pa以內。如果壓力差過大，易使雜志通過濾層。本設計使用的是雙聯過濾器。凈化原料乳經過數次過濾后，雖然除去了大部分雜質，但乳中污染的很多極微小的細菌細胞和機械雜質、白血球及紅血球等，不能用一般的過濾方法除去，需用離心式凈乳機進一步凈化。凈乳可以除去原料乳中的雜質，使牛乳達到最高的純凈度；凈乳選擇離心分離機用于去除乳中的機械雜質并減少微生物數量，還能將乳中的乳腺體細胞除去。圖4.4離心凈乳機凈乳機的工作原理是將牛乳送入一組高速旋轉的分離缽中，缽體安裝在一個垂直的軸上，此軸由一組上、下軸承支撐。乳在分離缽內受強大離心力的作用，將大量的機械雜質留在分離缽內壁上，而乳被凈化。冷卻剛擠下的乳的溫度為36℃左右，是微生物繁殖的最適宜溫度，如不及時冷卻，混入乳中的微生物就迅速繁殖，使乳的酸度增高，凝固變質，風味變差。故新擠出的乳，經凈化后須迅速冷卻到4℃左右，以抑制乳中微生物的繁殖。冷卻對乳中微生物的抑制作用見表4-2：表4-1乳的冷卻與乳中細菌數的關系貯存時間剛擠出的乳3h6h12h24h冷卻乳11500115008000780062000未冷卻的乳11500185001020001140001300000由上表可看出，未冷卻的乳其微生物增加迅速，而冷卻乳則增加緩慢，6-12h微生物還有減少的趨勢，這是因為乳中自身抗菌物質——乳烴素是細菌的繁育受到抑制。這種物質抗菌特性持續時間的長短，與原料乳溫度的高低和細菌污染程度有關，見表4-2：表4-2乳溫與抗菌特性作用時間的關系乳溫/℃抗菌特性作用時間/h乳溫/℃抗菌特性作用時間/h37＜25＜3630＜30＜4025＜6-10＜24010＜24-25＜7原料乳的貯存為了保證工廠連續生產的需要，必須有一定的原料乳貯存量。一般工廠總的貯乳量應不少于1d的處理量。貯存原料乳的設備，要有良好的絕熱保溫措施，要求貯乳經24h溫度升高不超過2-3℃，并配有適當的攪拌機構，定時攪拌乳液，防止脂肪上浮而造成分布不均勻。本設計采用室外乳倉。乳的標準化乳的標準是指調整乳中的脂肪與非脂乳固體的比值，使其符合成品中的脂肪與非脂乳固體的比值。在脂肪不足時要添加稀奶油，脂肪過高時要添加脫脂乳粉或用分離機除去一部分稀奶油，我國的國家標準規定全脂的脂肪含量為≥3.1%。標準化的操作室按多去少補的原則進行的。標準化的原理：乳制品中脂肪與無脂干物質之間的比值，取決于標準化后乳中脂肪與無脂干物質之間的比值，而標準化后乳中的脂肪與無脂干物質之間的比值，取決于原料乳中脂肪與無脂干物質之間的比例。若原料乳中脂肪與無脂干物質之間的比值不符合要求，則對其進行調整，使其比值符合要求。4.2.12調配將羧甲基纖維素鈉、海藻酸鈉白砂糖等分別用水溶解后，按配方的比例添加到過濾液中,然后均勻攪拌至完全混合[22]。4.2.13均質如果在原料乳中添加發芽糙米米漿最好混合后進行均質，使原料充分混勻，有利于提高飲料的穩定性和稠度，并使飲料質地細膩，口感良好。均質所采用的壓力一般為15MPa，60℃。高壓均質機主要由高壓均質腔和增壓機構構成。高壓均質腔的內部具有特別設計的幾何形狀，在增壓機構的作用下，高壓溶液快速的通過均質腔，物料會同時受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現象和對流撞擊等機械力作用和相應的熱效應，由此引發的機械力及化學效應可誘導物料大分子的物理、化學及結構性質發生變化，最終達到均質的效果。高壓勻質機是應用納米技術工藝制備納米材料最有效的生產設備之一，其應用領域非常廣泛，全球具有近百億人民幣的市場需求量。1.制藥行業中制備脂肪粒、微乳、脂質體、混懸劑和微膠囊等；2.生物工程產品的細胞破碎、胞內外物質的提取和均質；3.食品和飲料工業產品的均質和乳化，提高產品穩定性；圖4.5高壓均質機4.2.14無菌灌裝調配后的殺菌目的是延長飲料的保存期。經合理殺菌、無菌灌裝后的飲料，其保存期可達3-6個月。為了保留更多有益成分故采用高溫短時巴氏殺菌即可達到商業無菌，也可采用更高的殺菌條件如95-108℃、30s或110℃、4s。發芽糙米乳飲料采用無菌包裝即可。本設計采用無菌包裝。第二篇設計計算書第一章工藝計算1.1產品與產量確定1.1.1產品方案本次項目建設規模定為年產2萬噸發芽糙米乳飲料設計。發芽糙米的實質是在一定的生理活性化工藝條件下，其所含有的大量酶如淀粉酶、蛋白酶、植酸酶等被激活和釋放，并從結合態轉化為游離態的酶解過程。正是由于這一生理活化過程，發芽糙米的粗纖維外殼被酶解軟化，部分蛋白質分解為氨基酸，淀粉轉變為糖類，使食物的感官性能和風味得以改善，而且在保留了豐富的維生素（VB1、VB2、VB6、VC、VE）、礦物質（Mg、K、Zn、Fe）、膳食纖維營養成分的同時，更是產生了多種具有促進人體健康[23]。從而生產出更加天然、健康的新型乳飲料，這將會使人們的飲食結構更加科學，所以此方案可行。1.1.2產量確定1.全年生產330天，每天三班生產，每天有效生產時間19.5小時。表1-1各相關工序損失率項目損失率預處理、冷卻、貯存0.5%標準化、冷卻、貯存0.5%殺菌0.5%均質0.2%罐裝0.2%糊化0.2%2.每天管路，設備清洗消毒及設備保養，檢修等時間為4個小時。1.2物料衡算1.2.1標準化工藝的設計計算設定原料乳的成分：乳脂肪3.6％，非脂乳固體8.6％產品的成分：脂肪3.3%，非脂乳固體8.6%為了使產品符合規定的要求,乳飲料成品中脂肪與非脂乳固體含量要求保持一定比例.但是原料乳中脂肪與非脂乳固體含量隨乳牛品種、地區、季節和飼養管理等因素不同而有較大的差別。因此必須調整原料乳中脂肪與非脂乳固體含量之間的比例關系,使起符合要求。一般把該過程稱為標準化。如果原料乳中脂肪含量不足時，應添加稀奶油或分離一部分脫脂乳]；當原料乳中脂肪含量過高時則可添加脫脂乳或提取一部分稀奶油。標準化在貯乳缸的原料乳中進行或在標準化機中連續進行。（1）確定標準化需加脫脂乳還是稀奶油原料乳中含脂率：，非脂乳固體含量：產品中含脂率：，非脂乳固體含量：則：，，故，說明原料乳中的奶油（脂肪）含量高于成品標準中所規定的值，需向原料乳中加入一部分脫脂乳。(2)計算加入量設原料乳的數量為，脫脂乳含脂率為，脫脂乳量為，按比例混合后乳(標準化乳)含脂率為，取，則有:代入數字，得:整理，得:1.2.2100㎏原料乳生產糙米飲料的物料衡算（1）設有100㎏原料乳，原料損失率為1%，標準化時所加脫脂乳的量為，則有：整理得：則混合后所得乳量為：（2）100㎏原料乳經標準化后所得的標準化乳量計算：（3）添加發芽糙米米漿的量：（4）殺菌前的溶液量：（5）殺菌后的溶液量：（6）配料：檸檬酸：海藻酸鈉穩定劑：羧甲基纖維素鈉穩定劑：糖：(7)混合后的飲料量：（8）均質后的飲料量：（9）灌裝后的飲料量：（10）43.31Kg發芽糙米漿所需糙米的量的計算:糊化前的發芽糙米漿量：打漿時的加水量：打漿時的加發芽糙米量：所需糙米的米量：1.2.3年產2萬噸發芽糙米乳飲料的物料衡算（1）原料乳的量設原料乳量為，則：解得：（2）所加脫脂乳的量原料損失率為1%，標準化時所加脫脂乳的量為則有：解得：（3）混合后的所得乳量（4）標準化乳量計算：(5)添加發芽糙米米漿的量：（6）殺菌前的溶液量：（7）殺菌后的溶液量：（8）配料：檸檬酸：海藻酸鈉穩定劑：羧甲基纖維素鈉穩定劑：糖：（9）混合后的飲料量：（10）均質后的飲料量：（11）灌裝后的飲料量：(12)發芽糙米漿所需糙米的量的計算:糊化前的發芽糙米漿量：打漿時的加水量：打漿時的加發芽糙米量：所需糙米的米量：表5-1物料衡算表物料名稱單位100kg原料乳年產2萬噸發芽糙米乳飲料原料乳kg100標準化時原料乳kg99脫脂乳kg9.28標準化乳kg102.28發芽糙米漿kg43.31殺菌后的溶液量kg150.85檸檬酸kg4.53海藻酸鈉kg0.45糖kg4.53續表：混合后飲料量kg160.51均質后飲料量kg160.19飲料量kg159.87加水量kg37.89糙米量kg5.421.3熱量衡算1.3.1預熱耗熱量(1)升溫耗熱量：根據工藝，標準化乳從4℃預熱至60℃。℃時，原料乳的比熱容脫脂乳的比熱容故標準化乳的比熱容則升溫耗熱量為：(2)預熱的熱損失假如升溫過程中消耗的熱損失約為升溫耗熱量的。則預熱的熱損失為：故1.3.2殺菌耗熱量(1)升溫耗熱量：根據工藝，乳的溫度從60℃預熱至90℃。60℃時，原料乳的比熱容脫脂乳的比熱容故標準化乳的比熱容為：則升溫耗熱量為：（2）殺菌蒸汽帶出的熱量根據工藝，取殺菌時間，蒸發量為每小時。則殺菌蒸發水分量為：查表知，90℃時，水的汽化潛熱為：，則蒸發熱量為：(3)假如升溫過程中消耗的熱損失約為前二次耗熱量的10%，則殺菌耗熱量為：；1.3.1發芽糙米漿預熱耗熱量(1)酶處理耗熱量：根據工藝，發芽糙米漿從4℃預熱至85℃。則升溫耗熱量為：(2)預熱的熱損失假如升溫過程中消耗的熱損失約為升溫耗熱量的。則預熱的熱損失為：故1.4水平衡計算1.4.1原料乳的冷水耗用量根據工藝，原料乳的溫度從℃降低至℃；假設冷卻水的溫度從℃升至℃，每班工作6.5h，則班量為：；原料乳的比熱容，水的比熱容，故每小時耗水量為：1.4.2標準化乳預熱的熱水耗量根據工藝，標準化乳℃→℃熱水80℃→70℃1.4.3殺菌冷卻的冷水耗量根據工藝，殺菌后乳溫度為℃，冷卻調配溫度為℃；設冷卻水的溫度從℃升至℃，每班工作6.5h,此時，乳的比熱容，則每小時耗水量為：=1.4.4發芽糙米乳飲料的的冷水耗用量根據工藝，發芽糙米漿的溫度從℃降低至℃；假設冷卻水的溫度從℃升至℃，每班工作19.5h，則班量為：發芽糙米漿的比熱容，水的比熱容，故每小時耗水量為：1.4.5發芽糙米漿預熱的熱水耗量根據工藝，發芽糙米乳℃→℃熱水℃→℃第2章車間設備選型2.1設備選型的原則要求物料計算是設備選型的依據，而設備選型則要符合工藝的要求。設備選型應根據每一種品種單位時間產量的物料衡算情況和設備生產能力來確實設備所需要的臺數。選擇設備時要注意四點：

1.根據每一品種單位時間(h或min)產量的物料平衡情況和設備生產能力來確定所需設備的臺數。

2.幾個生產中的關鍵設備，除按實際生產能力所需臺數的設備外，還應考慮備用設備。3.以便后道工序的生產能力要略大于前道，不至于生產能力不夠，導致物料積壓。4.選擇設備應考慮下列原則[24]：（1）滿足工藝要求，保證產品的質量和產量。（2）應選用較先進，機械化程度較高的設備。（3）運行費用低，水電汽消耗少。（4）操作清洗方便，耐用易維修，備品配件供應可靠，減輕工人勞動強度，實施機械化和自動化方便。（5）結構緊湊，盡量采用經過實踐考驗證明確實性能優良的設備。（6）考慮生產波動與設備平衡，留有一定余量。（7）考慮設備故障及檢修的備用。2.1.1奶槽車鮮奶運輸不同于普通液態貨物，奶是一種高營養嬌嫩的液態物質，容易變質，尤其是在陽光燦爛的夏日，晴好高溫天氣下，細菌繁殖相當快，鮮奶在一小時內很快就會變質報廢。所以，運送鮮奶到加工廠就需要采取專用特殊的設備，那就是奶槽車。奶槽車內膽外殼，平臺聯成一體。堅固地固定在底盤大梁上。全部采用304—2B不銹鋼板制造。雙內膽結構，每個內膽均有人孔及透氣孔，內部裝有CIP自動清洗噴淋頭，出奶口裝有不銹鋼碟閥，夾層采用先進的聚胺脂整體發泡，保溫性能良好，在常溫下運輸4小時，溫升不大于1度。本設計的原料乳日處理量大約為37噸，且分早晚兩次運輸，則每次運輸量為20噸，考慮到原料乳處理量較大，并且分別來自幾個不同的牧場，為了保證盡量在較短時間內把每班原料乳運至工廠，本設計選用3輛20噸的奶槽車運送原料乳。2.1.2脫氣機脫氣機又叫脫氣罐，通常用來對果汁、牛奶進行真空脫氣。經過脫氣可以同時去除懸浮微粒上附著的氣體，防止微粒上浮，改善產品外觀；減少高溫滅菌和灌裝時起泡，改善殺菌效果，減少容器內部的腐蝕。生產液體奶或含乳飲料也經常進行脫氣。一般真空脫氣是在均質后進行，有時也在灌裝前脫氣。根據生產，脫氣所需處理量為。則脫氣裝置的選型如下表2-1真空脫氣選型參數型號JXB-G-2生產能力5000L/h工作時真空度6.4-8.710pa外觀尺寸（mm）1135×780×3040設備凈重（kg）300供應公司溫州市利宏輕工機械有限公司2.1.3原料乳冷卻器

雖然有一部分原料乳從牧場收取，已進行了冷卻處理，但考慮到運至工廠后的溫度不均，并且還會受季節影響，所以為了保證設備具有足夠的冷卻能力，本設計暫定所有原料乳的溫度均為平均室溫20℃。牛奶進口溫度20℃，出口溫度5℃，水進口溫度1℃，出口溫度5℃。牛乳的流量：取2000熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：換熱面積：（k=1500-2000kJ/m.℃，取k=1500kJ/m.℃）根據工藝要求和物料衡算結果，選擇板式換熱器對原料乳進行冷卻，生產能力為1.9t/h，換熱面積為9.48m。2.1.4立式貯奶罐一般情況下選罐的總容量為日處理量的50～100%。本設計選用罐的總容量為日處理量的100%。選用DHL-L5000立式貯奶罐容量：最大容積5000L。標準乳日產量為41t則需立式貯奶罐10個。2.1.5雙聯過濾器雙聯過濾器又稱并聯切換過濾器，采用兩個三通球閥，將兩個單筒過濾器組裝在一個機座上，清洗過濾器時不必停車，保證其連續工作，是不停車生產線過濾裝置首選，本過濾器的過濾元件，除采用不銹鋼濾芯外，亦可采有優質蜂房式脫脂纖維棉，可濾掉粒徑1μ以上的顆粒，本過濾器亦可單筒使用，此時只需去掉共同機座，其余尺寸不變。因為本設計，因此選用1臺。2.1.6均質機均質機在原料乳的應用：在強力的機械作用下16.7～20.6MPa將乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球。使之均勻一致地分散在乳中。可有效防止脂肪球上浮。在巴氏殺菌乳的生產中。一般均質機的位置處于殺菌的第一熱回收段。在間接加熱的超高溫滅菌乳生產中，均質機位于殺菌之前。在直接加熱的超高溫滅菌乳生產中。均質機位于滅菌之后。因此應使用無菌均質機。均質不僅可以防止脂肪球上浮，而且還具有其他一些優點：經均質后的牛乳脂肪球直徑減小，易被人體消化吸收。均質使乳蛋白凝塊軟化。促進消化和吸收，在酶制干酪生產中，均質可使乳凝固加快，乳產品風味更加一致。均質機功率計算：（1）均質機的有效功率在單位時間內，均質機排除的液體由均質機所獲得的能量成為均質機的有效功率，也就是均質機對排除的液體所做的有效功。均質機的有效功率可以根據全壓力和實際流量進行計算。由于高壓均質機的全壓力和均質壓力（即排除壓力）基本接近，所以，一般均依照均質壓力和實際流量按下式計算：式中

—均質機的有效功率，kW；

P—均質機的均質壓力，Pa；

Q—均質機的實流量，m/s。所以將P=2010Pa，Q=2000L/h,帶入上式中得，（2）均質機的輸入功率均質機的輸入功率也就是均質機(高壓泵）的軸功率是原動機（如電動機）傳給均質機輸入軸上的功率。當均質機與原動機直接連接時，均質機輸入功率就等于原動機的輸出功率。由于存在機械摩擦等損失，均質機的輸入功率大于有效功率。輸入功率可按下式計算：式中

N—均質機的輸入功率，kW；

—均質機的有效功率，kW；

—均質機的效率；

均質機的效率的計算方法很難確定，只能用試驗方法確定。在進行均質機設計時，通常要根據均質機的結構型式和參數以及加工質量等預先選取，一般。流量較大，壓力較低，制造質量高，介質含氣量較少時，可選較大值。反之則選較小值。根據本設計的需要選。綜合本設計考慮，選擇一臺輸入功率為11.11kW的均質機對原料奶進行均質。2.1.7板式熱交換器板式熱交換器是一種新型高效的換熱設備，它具有傳熱效率高，結構緊湊.占地面積小，安裝，維修，組合方便等特點。預熱時換熱面積計算預熱時，乳的溫度有4℃加熱到60℃，熱水的溫度由80℃降到70℃。牛奶流量取2000kg/h熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：預熱時米漿的溫度從4℃上升到85℃，水的溫度從、95℃到90℃發芽糙米漿流量取1000kg/h熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：殺菌時換熱面積計算殺菌時，水的溫度由25℃加熱到75℃，熱水的溫度由90℃降到42℃。牛奶流量取2000kg/h熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：冷卻時換熱面積計算殺菌后需冷卻，乳的溫度由36℃降到4℃，冷水的溫度由25℃降到0℃。牛奶流量取2000kg/h熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：冷卻到配比溫度，糙米漿的的溫度由95℃降到42℃，冷水的溫度由25℃降到0℃。發芽糙米漿流量取1000kg/h熱量：逆流換熱：℃℃平均溫度差：2.1.8瓶裝包裝機此包裝機是將全自動翻轉式沖瓶機、全自動負壓灌裝機與全自動打塞機結合在一起的三機聯體設備，使設備間的動力一致，進出瓶平穩一致，中間環節無擠瓶堆瓶現象。不易倒瓶、短路徑、故障率低、效率高、省人省電，解決了設備間傳動費工費時缺陷。具有效率高、液位準、不漏滴、不破瓶等特點。2.1.9泵泵是一種流體輸送機械，應用于各種黏度的液體流動的設備，有時也用于產品混合（再循環或均質）。在用泵輸送完成后，會引起產品變化，有時這種變化并不能立刻看出來，所以經泵送后的原料樣品必須保留和檢查，作為選擇泵型號的依據，這適用于大多數具有敏感性的的乳劑。（1）原材料泵有許多推動液體部件，因此必須由具備各種特性（如耐腐蝕、耐油、耐溫等）的不同材料制造；（2）清洗可采用原位循環清洗和定期拆卸清洗。因此，葉輪、轉子、泵體等零部件必須結構簡單、避免死角、易于拆洗；（3）安全泵的設計應重視極限壓的形成和安裝配套的降壓系統，應考慮停電和發生故障時的應急措施。通過對本設計工藝流程的總體考慮，本設計選擇6個離心泵和4個膠體泵。表2-2主要設備一覽表序號設備名稱主要技術參數數量1乳槽車20T2續表：2離心泵（奶）10T/h63脫氣罐10T/h24流量計20T/h15板式冷卻器換熱面積為9.48m26貯乳罐5107離心分離機1T/h18配料罐10T49板式換熱器換熱面積為9.07m110板式換熱器換熱面積為7.93m111板式換熱器換熱面積為24.31112板式換熱器換熱面積為6.93113均質機10T/h214攪拌罐--415混合罐10T416灌裝機--217膠體泵--218CPI清洗設備--1第3章公用系統及輔助設施3.1給排水系統(1)給水系統本設計使用自來水給水系統：裝接技術簡單，投資費用少，水質可靠且水源穩定。（2）排水系統排水采用明溝。明溝寬、深均為20cm。明溝終點排水地漏，用鑄鐵排水管或焊接鋼管排至室外。3.1.1水質要求乳品工廠用水用途一般可分為：一般生產用水、冷卻用水、生活用水和消防用水等。不同用途的水對水質的要求是不同的，清洗設備用水和生活飲用水，須達到生活飲用水的水質標準；進入生產的用水應根據工藝要求進行水質處理，除去對產品質量有影響的內容物；冷卻用水的水質要求可低于生活飲用水標準，但要求水溫低，無懸浮渾濁物，以免其在換熱器傳熱面上形成污垢，從而影響傳熱效果，增加清理難度。3.1.2水源根據當地的情況選擇水源，通過技術和經濟比較后進行選定，有城市自來水供應的地方，一般應首先考慮采用自來水，其次考慮地下水，再次考慮地面水。本設計采用自來水。設備清洗CIP清洗設備用水，每班清洗一次，共用水90t，即1臺清洗設備共計90t。生活用水生活最大小時用水量=最大班人數70/1000m/ht故每天用水量為消防用水食品廠的室外消防用水量為l0-75L/s，室內消防用水量以2×2.5L/s計。可據生產、生活用水量調整。管網漏失水量和不可預見水量之和按日用水量的10%-15%計算。鍋爐用水其中：-蒸發量系數，取1.2；-鍋爐房的其他用水系數，取.5全廠用水量全廠用水量為：t/d，平均每小時用水948.33t/h.3.2供電系統3.2.1供電要求和供電設備及相應措施1.負荷隨季節有所變化，但變化不大，用兩臺變壓器供電；2.電設備屬于Ⅲ類負荷，采用單電源供電，由于乳品廠停電會造成原料變質，所以采用雙電源供電；3.產品的機械加工水平不斷提高，用電設備逐漸增加，變配電設施應留有一定的發展余地。3.2.2用電估算主要包括生產車間設備用電見表3-1：表3-1車間設備用電估算設備臺數每臺功率/kw合計脫氣罐29.519雙聯過濾器21.53板式換熱器4520續表：原料罐101.515均質機11111高速混合機177離心泵90.756.75瓶裝灌裝機11212CIP12.22.2包裝機248鍋爐238.176.2合計180.15另加其他設備耗電量，估算設備的耗電量為250kW。全年生產總耗電量：250×19.5×330=1608750kW·h。3.2.3生活用電生活中主要是光照耗電、取暖耗電。根據經驗每天約耗電250kW·h，則全年消耗量為250×365=91250kW·h。3.2.4其他用電其他用電包括冷庫、制冷車間、鍋爐房，水處理用電，因為有些地方全年用電，不能以班來計算，設全年用電功率為80kW，平均每天消耗電8小時。全年用電為80×8×365=233600kW·h。3.2.5總耗電量全年總耗電量=生產設備+生活=。3.3供汽系統乳品工廠使用蒸汽的部門主要有生產車間（包括原料處理、配料、熱加工、成品殺菌等）和輔助生產車間（浴室、食堂）。3.3.1鍋爐選型5噸鍋爐（成套設備），選用2臺，每臺鍋爐用電功率為38.1kw。3.3.2鍋爐用水要求鍋爐屬于特殊壓力容器。水在鍋爐中受熱變成水蒸汽，原水中的礦物質則留在鍋爐中形成水垢。當水垢嚴重時，不僅影響到鍋爐的熱效率，而且將嚴重地影響到鍋爐的安全運行。一般自來水達不到上述要求，需要因地制宜地進行軟化處理。3.3.3用汽量估算用汽量計算的目的在于定量研究生產過程，為過程設計和操作提供最佳化依據。通過用汽量計算，計算生產過程能耗定額指標。應用蒸汽等熱量消耗指標．可對工藝設計的多種方案進行比較，