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年产吨全脂乳粉工厂设计XX目录
1.设计任务书
32.设计说明书
52.1项目概述
52.2原材料及产品的主要技术规格
72.3生产流程简述
82.4原材料、动力(水、电、汽、气)消耗定额及消耗量....
142.5设备的选型
232.6存在的问题及建议
292.7设计参考文献
293.设计结果评述
304.小组成员及分工
315.附表格及图纸
315.1车间主要设备一览表
5.2车间主要物料衡算图
5.3车间动力衡算图(水、蒸汽、压缩空气、热量、冷量等)
5.4生产工艺流程图
5.5车间平面布置图
1、设计任务书项目名称年产lOOOOt乳粉项目工艺设计
1.1建设规模、产品方案、生产方法和工作制度
1.建设规模年产lOOOOt
2.产品方案本项目仅生产全脂乳粉产品应满足GB根据物料衡算得,若想生产
33.34t/d的乳粉,则原料量为261t/d,经计算需要
250961.54L/d密度约为
1.04g/ml选用上海瑞派公司的BPC-300型的贮奶罐9个,其主要参数为【表12】项目名称型号罐体总高mm罐体外径mm进出口径nun机电功率kW公称容积L设备分量kg技术指标BPC系列室外储罐BPC-
3078502700512.
23000037202.
5.2配料罐根据物料衡算得,若想生产
33.34t/d的乳粉,则原料量为261t/d,经计算需要
250961.54L/d密度约为
1.04g/ml选用安达市天宏乳品机械创0造有限公司生产的RZGC05-5000型配料罐6个,其具体参数如下【表13]项目设备型号技术指标RZGC05-5000设备容积内胆工作压力夹套机电功率设备高度直径5000L常压WO.2MPa
2.2kw
420015002.
5.3过滤器根据物料衡算得,若想生产
33.34t/d的乳粉,则原料量为261t/d,经计算需要
250961.54L/d,可以选用郑州玉祥机械设备有限公司的双联过滤o器,其主要参数如下【表15】项目过滤面积(而)过滤温度(℃)使用压力MPa进口管径出口管径外形尺寸mm(长某宽某高)技术指标
0.75W
1000.2G2G21300某500某
13002.
5.4净乳机根据物料衡算得,若想生产
33.34t/d的乳粉,则原料量为261t/d,经计算需要
250961.54L/do选用江苏巨能机械有限公司的DHN550型的净乳机,其主要参数如下【表16】项目机型技术指标DHN550处理量(L/h)进口压力(Mpa)出口压力(Mpa)机电功率(kw)质量(kg)外型尺寸(mm)长某宽某高
150000.
050.1-
0.52223001950某1500某1960根据物料衡算得,均质量为
10.875t/ho选用上海申鹿SRH4000型均质机,其具体参数如下【表17】项目规格型号柱塞根额定流量升/小时最大工作压力MPa连续工作压力Mpa电源KW分量Kg外形尺寸L某W某Hm技术指标SRH4000-30某某
3400030244018001.
511.
55.6板式换热杀菌器
2.根据物料衡算得,若想生产34t/d的乳粉,则原料量为261t/d,即
250961.54L/d选用上海宣辰机械设备有限公司BR
0.05型板式换热器,其具体参数o如下【表18】规格单片换热面积面板片尺寸mm板片厚度mm某BRO.
050.
055001680.8角孔直径mm接管直径mm波纹形状平均板间距mm可组合换热面积疔最大允许使用压力Mpa最高允许使用温度℃传热系数W/m2℃3828人字形波纹
3.
80.5〜
50.4〜2普通120~160℃特殊可达250℃
200060002.
5.7三效蒸发浓缩器〜根据物料衡算得,真空浓缩量为
10.875t/h,经计算浓缩蒸发量为
10.875某1000某48%=5220kg/h,选用江苏科威机械有限公司生产的SJN3-8000型三效外循环真空蒸发器,其具体参数如下【表19】项目型号名称蒸发量KgH2O/h耗气量Kg/h外形尺寸L某W某Hm循环耗水量t/h蒸发温度℃真空度Mpa一效二效三效一效二效三效技术指标某某SJN3-8000880022022354085~9070~7555~65-
0.02-
0.04-
0.05^-
0.06-
0.08^-
0.
091.25^
1.
40.05~
0.09浓缩比重蒸汽压力Mpa
2.
5.8喷雾干燥根据物料衡算得,喷雾干燥量为
134.20t/d,则喷雾干燥每小时蒸发的水分为
134.204-24某75%=
4.20t/h,即蒸发水分量为4200kg/h选用常州市o至尊机械设备有限公司生产的LPG4500高速离心喷雾干燥机,其具体参数如下【表20】项目型号入口温度C出口温度C喷雾形式水分蒸发量kg/h雾化器转速rmp雾化盘直径mm电加热最大功率kw干粉回收率%占地长度、宽度川喷头吊装高度m塔体高度m塔体直径m技术指标LPG4500140-350自控80-90高速离心雾化器机械传动或者无极变频调速可供选择450010000-11000根据工艺要求确定根据工艺流程、场地条件及用户要求确定同上同上同上同上6注水分蒸发量与物料特性,含固量及热风进出口温度有关用度可根据当地能源选定加热方式,根据物料特性选择收尘,除尘方式该喷雾干燥设备带有流化床装置
2.
5.9筛粉机根据物料衡算得,筛粉量为
33.55t/d即L4t/h,选用安达市天宏乳品机械创造有限公司生产的S49-A-单层式筛粉机2台,其具体参数如下:【表21]项目设备名称厂家介绍生产能力筛网规格机电功率设备特点技术指标吊悬式筛粉机安达市天宏乳品机械创造有限公司1000Kg/h(奶粉)20目50KW合用于乳粉及其它粉状物料的筛选,筛细不筛粗,块状及颗粒状的物料适合用振动筛进行分级
2.
5.10包装机根据物料衡算,包装量为
33.38t/d即L4t/h,最终选用25g每袋小包装选用河南郑州长宏机械有限公司供应的DZ500-T台式真空包装机10台,其具体参数如下[表22]项目电源电压功率热封功率05)真空室最低绝对压强热封条有效尺寸每室热封条数真空泵排气量包装速度真空形式及材质真空室尺寸(L某W某H)外形尺寸(L某W某H)外包装尺寸(L某W某H)技术指标220V50Hz900wl.2KWlKPa500某12mm220m3/hl-3次/分不锈钢真空室520某520某975mm750某600某530mm750某670某660mm
2.6存在的问题及建议由于奶牛的品种、泌乳期、季节、饲料以及喂养条件的不同,原乳中的脂肪含量可能不符合国家标准,所以在加工之前必须标准化生产过程中,不同的设备也会有不同的加工效果,必须通过计算选出合适的设备,而不是随意的选择,就比如说我们在考虑贮奶罐的时候考虑到场地的局限,所以容量相对相对较大的设备,减少罐数量但是在设计过程中,由于时间的限制,我们没有能够很透彻的研究,而且我觉得我们缺少实践经验,所以有些地方还有漏洞口].李建强,《乳品加工技术》,中国轻工业出版社,1994;
[2].郭本恒,《乳粉》,化学工业出版社,2003;
[3].张裕中,《食品加工技术装备》,中国轻工业出版社,1999;
[4].武建,《乳制品生产技术》,中国轻工业出版社,2002;
[5].涂建国,《食品工厂设备》,中国轻工业出版社,1991;
[6].顾瑞霞,《乳与乳制品工艺学》,中国计量出版社,2022;
[7].马海乐,《食品机械与设备》,中国轻工业出版社,2022;
[8].伍建新,《乳品技术装备》,中国轻工业出版社,2000;
[9].王如福,《食品工厂设计》,中国轻工业出版社,2022;
3.设计结果评述本设计主要是对年产10000吨的全脂乳粉的生产,进行了生产工艺流程的设计,生产工艺的一些参数计算,同时进行了工厂车间布局的设计以及生产设备的选型,在此过程中也参考了国内其他乳粉工厂的相关设施在设计过程中我们按照工艺的顺序,从原材料的规格参考国家标准进行设定,到整个生产过程中的物料、热量、用水、耗冷进行了具体的计算由于对具体设备的参数不不够了解,在设计中没有对工厂车间的管道和路线进行选型和设计工艺设计的过程中我们尽量做到设计合理,流程简单,安全系数高,但未对生产质量控制进行严格的分析在整个设计中,我们虽然没有对具体的污染参数进行计算,但是在厂区设计,车间布局,设备选型中,我们也尽量考虑到了环境的保护和三废的排放及处理,但是实际效果有待重新考察对于车间的采光要求以及通风要求,由于能力有限,未能进行具体的设计,但是在施工过程之中必须要考虑到
4.小组成员及分工成员
5.附表格及图纸
3.1车间主要设备一览表
3.2车间主要物料衡算图
3.3车间动力衡算图(水、蒸汽、压缩空气、冷量、真空量等)
3.4生产工艺流程图
3.5车间平面布置图19644-2022的要求参考GB5410-1999,如有相同条款,以GB19644-2022为准
3.生产方法以新鲜优质牛乳为原料,经标准化、杀菌、并经真空浓缩、喷雾干燥后所获得的产品
4.工作制度年工作日按300d计,其中浓缩工段及喷雾干燥工段均按四班三运转进行
1.2建设地点为南方某市其气候条件为年平均气温
15.3℃历年平均最高气温38℃历年平均最低气温-
14.2C最热平均相对湿度85%最冷平均相对湿度75%年平均气压
1016.5mP夏季平均气压
1004.5mP年均风速
3.6m/年均降落量
1025.6mm日最大降水量
219.6mm
1.3达到的技术经济指标标准化原料乳固形物含量
11.6%;浓缩操作应去除原料乳中70%-80%的水分、每蒸发1kg水分蒸汽消耗不高于
0.4kg;喷雾干燥的热效率不低于50%、产品的含水量不高于
2.5%o吨产品其主要的原料及动力消耗为
1.鲜牛乳
9.09吨
2.水:50吨
3.蒸汽:
5.26吨
1.4设计要求就该乳粉车间进行工艺设计,要求完成:
1.确定合理的工艺路线,提供工艺流程示意图;
2.进行工段的工艺计算,包括物料、热量、水、压缩空气耗量等平衡计算,并提供相应的工艺计算平衡图;
3.对标准设备及非标设备的数量进行计算,选定标准设备型号并就至少一种非标设备的结构进行简单的结构计算,提供所需设备的一览表并至少提供一种非标设备的总装图
4.绘制带控制节点的工艺流程图;
5.绘制车间设备布置图;
6.编写初步设计说明书
2.设计说明书
2.1项目概述
2.
1.1产品介绍乳粉,就是以新鲜牛乳为原料,或者以新鲜牛乳为主要原料,添加一定数量的植物或者动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料,经杀菌、浓缩、干燥等加工工艺除去大部份水分而制成的粉末状产品中国乳制品格业发展现状及前景中国乳制品格业起步晚,起点低,但发展迅速特殊是改革开放以来,奶类生产量以每年两位数的增长幅度迅速增加,远远高于1%的同期世界平均水平中国乳制品产量和总产值在最近的10年内增长了10倍以上,已逐渐吸引了世界的眼光,但同时,中国人均奶消费量与发达国家相比,甚至与世界平均水平相比,差距都还十分悬殊令人鼓励的是,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,中国乳制品格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中国乳品消费在逐步扩大,但目前成规模的消费市场还远没有形成中国许多人还没有喝牛奶、食用乳制品的习惯,特别是农村市场还远没有打开,还有相当部份的人因经济条件所限消费不起,消费习惯的培养还需要一个过程乳企须研究中国乳业发展的规律,找到一个比较合理的增长速度,加强乳业发展的计划性纵观以往喧嚣的中国乳制品格业,其焦点向来环绕在价格战、奶源战、资本战、圈地战、广告战、口水战等方面,但2022年竞争的话题显然已转移到以产品创新、工艺创新为代表的研发大战各个乳制品企业推出的新品无一不注重科技含量,也更加侧重功能性中国乳业已进入了新的竞争阶段针对国内消费观念逐渐成熟、从“有奶喝”转为“喝好奶”的需求日益强烈,竞争也上了一个新台阶,从低端的价格大战走向高端的技术、产品比拼;从原始的广告战、价格战变为对行业健康、长远发展具有促进作用的差异化竞争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创造业,随着中国人民生活水平的逐渐提高,乳制品消费市场会不断扩大并趋于成熟,中国将成为世界上乳制品消费最大的潜在市场
2.2原材料及产品包括中间产品的主要技术规格
2.
2.1原材料技术规格色泽为乳白色或者稍带微黄色的均匀胶体流体,略带甜味和牛乳的特有标准化——
0.875%,均质——
0.1%,杀菌——
0.05%,浓缩——48%,喷雾干燥——75%,过筛——
0.5%o设每天所需原料量为Wt/d,则W l-o.05%l-o.05%l-o.875%1-
0.1%1-
0.05%1-48%1-75%1-
0.5%=1000/300解得W=
260.3t/d1每天所需原料乳的质量为261t/d2取过滤的损失率为
0.05%,则经过滤后的质量为261某1-
0.05%=
260.87t/d3取净化的损失率为
0.05%,则经净乳后的质量为
260.87某1-
0.05%=
260.74t/d4中算得标准化的损失率为
0.875%,则经均质后的质量为
260.74某1-
0.875%=
258.46t/d4取均质的损失率为
0.1%,则经均质后的质量为
258.46某1-
0.1%二
258.20t/d5取杀菌的损失率为
0.05%,则经杀菌后的质量为
258.20某1-
0.05%=
258.07t/d6取浓缩的水分蒸发率为48%,则经浓缩后的质量为
258.07某1-48%=
134.20t/d7取喷雾干燥的水分蒸发率为75%,则经喷雾干燥后的质量为
134.20某1-75%=
33.55t/d8取过筛的损失率为
0.5%,则经过筛后的质量为
33.55某1-
0.5%二
33.38t/d
2.
4.2动力水、电、汽、气消耗定额及消耗量
2.
4.
2.1水平衡计算原料乳在净化后的应即将冷却到5~10℃,以抑制细菌的增长,保持乳的新鲜度冷却在板式换热器中进行设原料乳进口温度T20℃,出口温度T2=10℃;冷水进口温度tl=0℃,出口温度t2=4℃已知W孚L=
258.2t/d=
10.76t/h,C孚L=
3.894kJ/kg℃,C水=
4.20kJ/kg℃,・・则冷却水用量为W1=C乳某GT1-T2/C水=
3.894某
10.76某20-L0/
4.20某4-0=
25.Ot/h所以换热器的用水量
25.0t/h
2.
4.
2.2空气用量计算
①基本参数已知干燥设备的处理量为M0=
134.204-24=
5.592t/h喷雾干燥塔内水分含量52%—2%设定喷雾干燥室蒸发量W=4500kg/ho水的比热CP
4.187kJ/kgC,乳粉干物料比热CP干
2.09kJ/kg0C,145ct70C,入出浓缩乳进料温度,离开喷雾干燥塔温度浓缩乳含水量52%,喷雾干燥产品含水量2%,新鲜空气温度
15.3C,新鲜空气相对湿度80%o
②喷雾干燥部份比容计算[表9]设计参数参数温度T/C相对湿度/%湿度rm/kg水/kg干空气焰H/kJ/kg新鲜空气
15.
3800.01149热空气
15000.011182废气
80120.035176公式v
4.
641030.622m273t单位m3/kg新鲜空气比容:v0=
4.64某10-3某
0.622+
0.0H某273+
15.3=
0.847m3/Kg热空气比容v『
4.64某10-3某
0.622+
0.011某273+150=
1.24m3/Kg废气比容v2=
4.64某10-3某
0.622+
0.035某273+80=
1.08m3/Kg干燥室内空气的平均比容vl+v2/2=
1.16m3/Kg绝干空气用量L=W/rm2-rml=4500/
0.035-
0.011=187500kg/h需要新鲜空气的体积V0=L某v0=187500某
0.847=
158812.5m3/h热空气体积V1=L某vl=187500某1,24=
232500.00m3/h干燥过程热空气用量VopLvop187500某1,16=
217500.00m3/h废气容积V2=L+W某v2=187500+4500某
1.08=207360m3/h
2.
4.
2.3消耗蒸汽量衡算物料进口温度94℃,物料出口温度45℃进料浓度
11.9%,出料浓度48%原料液处理量M=
258.074-24=
10.76t/h【表10】三效降膜式蒸发器各效参数项目蒸发温度/℃真空度p/kPa加热蒸汽温度T/℃物料进口温度tl/℃物料出口温度t2/℃出料浓度某/盼I效706981947021II效578370705730HI效459057574548水分总蒸发量W=M某1-某0+某3=
10.76M1-
11.9%4-48%=
8.10t/h各效消耗蒸发量W1=M某1-某04•某1=
10.761-
11.9H-21=
4.663t/h—二571某1-某1某2二
10.76-
4.663某1-21+30=
1.829t/h♦W3=M-W1-W2某1-某2+某3=
10.76-
4.663-
1.829某1-304-48=
1.601t/h
2.
4.
2.3热量衡算
1.预热从6℃加热到75℃,15minQl=MCpt2-t1=
10.76某103某
4.187某75-6=
3.109某106kJ/h
2.杀菌条件杀菌条件℃85,15Q2=MCpt3-t2=
10.76某103某
4.187某85-75=
4.51某105kJ/h
3.浓缩蒸发水分所需热量【表】不同温度水蒸汽的热燃生蒸汽蒸汽温度/℃热燃11R R0R1R2R3/kJ/kg
164.
72071.
5812307.
9702331.
3572366.
5452389.5Q1=W1某Hl=
4.663某103某
2331.3=
1.087某107kJ/hQ2=W2某H2=l.829某103某
2366.5=
0.433某107kJ/hQ3=W3某H3=l.601某103某
2389.5=
0.386某107kJ/h
4.干燥
①带入热量计算⑴热空气带入热量已知热空气温度为150,焰Hl=182kJ/kg;每小时绝干空气用量L=187500kg/h则Q1=L某H1=187500某182=
3.41某107kJ/h⑵物料带入热量已知物料5592kg/h,物料比热:Cp=
4.187kJ/kg℃,浓缩乳进料温度45℃则Q2=G某Cp某t入二5600某
4.187某45=
0.1055某107kJ/h所以带入总热量:Q入Ql+Q2=
3.41某107+
0.1055某107=
3.51某107kJ/h
②带出热量计算⑴废气带出热量已知废气温度为80℃,焰H2=176kJ/kg则废气排出量是进风量和水分蒸发量的总和Q1=L+W某H2187500+4500某
1.23某105某176=
3.38某107kJ/h⑵乳粉带出热量:所以:带出总热量Q出=Q1+Q2=
3.38某107+
2.05某105=
3.40某107KJ/h
③热损失计算损失率二Q入-Q出/Q入=
3.51某107-
3.40某107/
3.51某107=
3.1%
2.
4.
2.3耗冷量计算
1.预处理冷藏耗冷量根据物料衡算可知,原料乳的量为G二261t/d又知原料乳从
15.3℃下降到6℃,工艺要求在lh内完成,则所需耗冷量为Ql=Gctl-t2/T二216某
3.894某
15.3-6/1=7822某103kJ/h根据设计结果,一共有10个贮乳罐,则每一个罐原料乳耗冷量为Qf=Q1/10=7822某103/10=
782.2某103kJ/h相应的冷冻介质2℃的冷水,出口温度为85℃耗量为MQl/ct2-tl=5022某103/
4.18某85-2=
22.67某103kJ/h
2.浓缩后冷却耗冷量将60℃的原料乳浓缩后,放入45℃摆布恒温箱保存耗冷量为Q2=G某ctl-t2二5600某
3.560-45=294某103kJ/h
3.喷雾干燥后冷却耗冷量将60℃摆布的奶粉降温至30℃摆布,干燥后的奶粉质量约为343所以此时耗冷量为Q3=G某ctl-t2=1400某
2.09某60-30=
87.78某103kJ/h
2.5设备选型
2.
5.1贮奶罐。