乳粉厂设计.docx
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乳粉厂设计.docx
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乳粉厂设计
食品安全专业课程设计
日处理鲜奶300吨婴幼儿配方乳粉厂设计
摘要
本设计是日处理鲜奶300吨的婴幼儿配方乳粉厂的设计。
文中介绍了婴幼儿配方乳粉的定义、机理、特性及发展现状。
婴幼儿配方奶粉是以某种特殊的工艺而制得的乳粉。
本厂采用了日前先进的设备,采用机械化收奶,真空浓缩技术,喷雾干燥等先进的工艺方法,通过计算,控制参数以保证产品的质量,最后包装,投入市场进行销售。
Abstract
Thisdesignisadayof200tonsoffreshmilkinfantformulamilkpowderfactoryarticledescribestheinfantformulamilkpowderdefinitions,mechanism,characteristicsanddevelopmentofthestatusformulaisbasedonsomekindofspecialprocessesandtypesofmilkfactoryhasadoptedanadvancedequipment,beforetheadoptionoftheresumptionofmilk,mechanizationofvacuumconcentrationtechnology,advancedspraydryingprocessmethodologies,evaluates,controlparameterstoensurethequalityoftheproduct,packaging,evenonthemarketforsales
关键词:
婴幼儿配方奶粉工艺流程真空浓缩喷雾干燥
第1章绪论
概述
婴幼儿配方乳粉是20世纪初50年代发展起来的一种乳制品。
初期的婴幼儿调制乳粉是在乳制品中添加婴幼儿必需的各种营养素而干燥制成的五种乳粉。
婴幼儿配方乳粉的定义为:
以类类似母乳组成的营养元素为基本目标,通过添加或提取牛乳中的某些万分,使其组成不但在数量上、质量上而且在生物功能上都无限接近于母乳的,经过配制和乳粉干燥技术制成的调制。
与普通奶粉相比,婴幼儿配方奶粉去除了部分酪蛋白,增加了乳清蛋白;去除了大部分饱和脂肪酸,加入了植物油,从而增加了不饱和脂肪酸;婴幼儿配方奶粉中还加入了乳糖,含糖量接近人乳;降低矿物质含量,以减轻婴幼儿肾脏负担;另外还添加了微量元素、维生素、某些氨基酸或其他成分,使之更接近人乳。
核苷酸:
核苷酸(Nucleotides)是母乳的天然成分,核苷酸参与所有细胞的生命过程,是人体遗传物质DNA和RNA的结构单位,存在于每个细胞中。
普通人群可以合成,但对于生长发育迅速的婴儿来说,细胞移殖分化快,核苷酸需要量聚增,所以在婴儿配方奶粉中添加母乳量的核苷酸将有利于婴儿的生长发育。
必需脂肪酸:
必需脂肪酸是正常生长发育和维持健康必不可少的脂肪酸。
由于人类缺乏合成Omega3和Omega6位置双键的能力,因此只能从膳食中获得。
Omega3的前体亚麻酸和Omega6的前体亚油酸被称为必需脂肪酸(EFA)。
·DHA和AA:
DHA和AA(ARA)在人体可以合成。
必需脂肪酸亚油酸和亚麻酸分别是AA和DHA的前体,通过去饱和酶及链延长酶的作用,可以合成。
但对早产儿或Omega3、Omega6前体缺乏时,导致合成困难,会出现机体损害。
DHA俗名脑黄金,学名二十二碳六烯酸,属Omega3族长链多元不饱和脂肪酸。
经研究,DHA对大脑和视网膜发育起重要作用。
AA(ARA)学名二十碳四烯酸,又名花生四烯酸,属Omega6族长链多元不饱和脂肪酸,AA对人体的生长发育有重要作用。
在孕晚期及新生儿期,DHA和AA迅速集中在大脑当中,人体视网膜的感光体内也有丰富的DHA,主要通过胎盘或母乳来提供,所以,早产儿及缺乏母乳者,体内DHA水平会受影响。
供给适当的DHA和AA是必需的,尤其早产儿及无母乳者更为重要。
设计依据、原则、意义
1.2.1设计依据
本次设计根据齐齐哈尔大学生命学院食品教研室下达的题目技术要求结合我们实习单位以及本地的实际情况进行设计。
并结合齐齐哈尔飞鹤乳业、依安乳品厂等实习基地经验,根据我省综合考虑设计的,该乳品厂的日处理鲜奶量为300吨,设备选用国外进口设备国。
本次设计过程中的主要参考资料:
《乳粉》、《食品工艺学》、《食品工厂设计与环境保护》、《乳制品加工技术》以及多种有关资料作为理论基础,并充分利用了学校图书馆的现有资料进行设计。
1.2.2设计原则
婴幼儿配方乳粉品种繁多,一般母乳化乳粉具有以下特点。
(1)改变通清蛋白质和酷蛋白的比例,达到母乳中的蛋白质构成和比例,乳清蛋白分别为60%、40%。
有的产品添加具有生物活性的蛋白质和肽类。
(2)调整乳粉中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的比例,改变各种脂肪酸的分子结构和分子排列。
尤其要添加婴幼儿必需、而牛乳中缺乏的必需脂肪酸。
(3)增加乳粉中的乳糖可溶性糖类的含量,并使α-乳糖和β-乳糖的比例为40%:
60%.有的产品中添加具有双歧增殖作用的功能性低聚糖。
(4)按照RDA强化婴幼儿生长发育所需要的各种维生素和矿物元素。
另外,在婴幼儿配方乳粉的生产制造中,根据上述母乳化原则,制定各种营养配比和具体的生产工艺流程的同时,也要充分考虑在医学、营养学等方面的研究成果。
1.2.3设计意义
通过本次设计使我熟练掌握了乳品厂工艺学的基本知识,使理论知识和实践更加紧密结合在一起。
通过设计更加深了我们所学知识的深度和广度,以及利用所学知识解决实际问题的能力。
本设计要求能达到技术设计阶段,具有较高的社会应用价值。
产品设计特点
本设计的特点很多,主要特点如下:
1)采用四效低真空隆膜式蒸发器,节约能量、操作稳定、易于控制、提高产品质量。
2)采用进口设备,使生产过程连续化、自动化。
节约劳动力、提高经济效益。
3)采用顺流式压力喷雾干燥,扩大了滴乳的表面积,加速水分的蒸发速度,保证了粉的色、香、味并减少了对乳粉营养成分的损失。
4)乳粉包装采用400g塑料袋复合塑料薄膜。
厂址选择
1.4.1符合国家的方针政策
1)厂址选择要遵守国家的法律、法规,贯彻执行建设方针政策和基本建设布局。
对厂址进行广泛深入的调查研究并征求项目所在土地主管部门意见后进行多方案综合比较,提出推荐方案,编制厂址选择报告,推荐最佳厂址并征得城建、土地、规划、卫生防疫、消防、环保、能源、交通等部门及有关单位的同意。
2)要靠近原料中心产地,一般在奶源充足的地方。
大中型工厂可分设产地,但总体倾向于设在原料产地附近的大中型城市郊区。
要有便利的交通运输条件,接近城镇及工业小区,这样同时也便于生产力的调节。
如有综合产品,为有利于销售,也可设在市区。
3)厂区要有可靠的地质条件。
地势宜基本平坦,尽量减少土石方工程量。
场地标准高度要求高出当地50年洪水重现期的最高洪水位。
地形、地势应使排水通畅,确保厂区卫生。
4)要远离污染地区及特殊场所。
厂址附近应有良好的卫生环境,没有潜在的或是实际的有害气体、放射性源、粉尘和其他扩散性的污染源(包括污水、传染病医院等),特别是在上风向地区的工矿企业,更要注意,避免它们对乳品厂的生产产生危害,厂址不应该选在受污染河流的下游。
一般要距离污染源至少有30m的距离,还应尽量避免在古坟、文物风景区和机场附近建厂,并避免高压线、国防专用线穿越厂区。
5)要节约用地,考虑发展。
既要满足工厂总图布置的需要,又要考虑留有适当的发展余地。
要注意节约用地,尽量少占农田或不占农田,充分利用荒芜劣地。
乳粉厂占地面积因地形、气象、生产班数、仓库贮存、交通运输、当地生活习惯、福利设施以及其他工业基础而有较大的不同。
6)要有一定的供电供水条件及燃料供应方便的地方,满足生产需要
在供电距离和容量上应得到供电部门的保证。
水源要充足,水质要较好,至少要符合卫生部所分发的饮用水质标准。
城市的自来水一般能符合饮用水标准。
若采用江河湖海水,则需加以处理。
采用地下水,则需当地主管部门的同意。
同时,水质也需特别注意。
水源水质是乳品厂厂址的重要条件,水质的好坏对乳粉的质量有很大的影响。
此外,还要注意废水、废渣的处理。
7)要有较好的协作条件
厂区除了要交通便利,靠近奶源外,还要尽可能有较好的协作条件,能协助解决包装材料的加工、设备维修、运输和技术培训等工作。
8)其他问题
如厂区除了用地、生活区用地、污水排放地等应同时选择,统一规划、相互协调,做到远近期合理结合。
第2章生产工艺及流程
原材料的组成及要求
牛乳是有复杂的化学物质所组成,培训教材具有胶体性质的液体,是多种成分的混合物,牛乳至少有上百种组成。
但主要是水、脂肪、蛋白质、乳糖、维生素、酶类、无机盐等物质,其中水分是分散介质,其余物质称为分散相:
牛乳中的乳糖及糖分可溶性无机盐类,以分子及离子状态形成真溶性,其微粒直径濒于毫微米:
蛋白质与不溶性的无机盐类以亚微细及次来胶粒状态形成胶体悬浮粒,其直径1—100纳粹:
脂肪呈组分散状态的乳浊液,其微粒直径大于100纳米,脂肪是以脂肪球的形式存在于乳浊液中,脂肪球直径为100纳米,脂肪是以脂肪形式存在于乳浊液中,脂肪球的直径为—10微米。
所以,牛乳是有上述三种体系构成均匀、稳定的胶体性液体。
表牛2-1乳中的主要化学成分及含量
成分
就是范围(%)
平均值(%)
水分
总乳固体
脂肪
蛋白质
乳糖
无机盐
—
—
—
—
—
—
婴幼儿配方乳粉技术要求
表2—2婴幼儿配方乳粉理化指标
项目
婴儿乳粉指标
较大婴儿乳粉指标每100g
热量/KJ
蛋白质/g
脂肪/g
亚油酸/mg
灰分/g
水分/g
维生素A/IU
维生素D/IU
维生素E/IU
维生素K1/μg
维生素B1/μg
维生素B2/μg
碘/μg
钾/μg
磷/mg
钙/mg
铁/mg
钠/mg
氯/mg
2077—2408
—
—31
>=3000
<=
1250—2500
200—400
≥
≥22
≥400
≥500
30—150
≤1000
≥220
≥300
7—11
≤300
275--750
1863
—
—
1600
----
1200—3900
20—600
20
240
240
30—150
400—1500
180
360
—
450
1120
表2—3婴幼儿配方乳粉的卫生特性
项目
指标
铅/(mg)
砷/(mg)
致病菌
黄曲霉毒素M1或B1
≤
≤
不得检出
不得检出
注:
1)乳固应在60以上
2)每100克产品中蔗糖含量不应超过16克,乳糖含量不低于碳水化合物总是的30%
3)原料和产品中不得添加色素,香精,糖精和味精。
4)酸度不得超过18°T。
5)溶解度不得低于99%
6)本设计适合较大婴儿食用。
.
生产工艺流程图
生产工艺说明
2.4.1原料乳的验收标准
(1)由健康牛挤得的新鲜乳汁。
(2)产犊后七天内的被乳及泌乳期的老乳不得收纳。
(3)不得含肉眼可见的机械杂质。
(4)牛乳应为均匀的无沉淀液体。
(5)牛乳的色泽应为白色或稍带乳黄色,不得呈红色或显著地黄色。
(6)酸度不超过20°T。
(7)脂肪含量大于%,非脂干物质大于%.
(8)不得掺水,掺杂。
(9)在15℃时,比重为,平均为.
2.4.2牛乳的净化
净化目的:
(1)为了除去牛乳中的机械杂质,以及附着在这些杂质上的微生物。
(2)除去牛乳中的一部分卵磷脂、上皮细胞、白血球等。
净化方法:
(1)过滤法
(2)离心净乳法
2.4.3牛乳的杀菌
牛乳杀菌的目的:
(1)杀灭存在牛乳中的全部病原微生物。
(2)杀死存在牛乳中出病原微生物外的绝大部分微生物,合使产品中的微生物残存量达到最低值,达到国家卫生标准的要求,成为安全食品。
(3)破坏牛乳中各种酶的活性,尤其要破坏脂酶和二氧化酶,以延长乳粉的保质期。
(4)提高乳粉的热稳定性。
(5)提高了浓缩过程中牛乳的进料温度,使牛乳的进料温度超过浓缩锅内相应牛乳的沸点,杀菌乳进入浓缩锅后即自行蒸发,从而提高了浓缩设备的生产力,或牛乳的进料温度等于浓缩锅内牛乳的沸点,也同样可以提高设备的生产能力,并可减少浓缩设备加热器表面结垢现象。
(6)高温杀菌可提高乳粉的香味,同时又因分解含硫氨基酸,而产生活性硫氨基,提高了乳粉的抗氧化性,延长了乳粉的保质期。
牛乳的杀菌方法:
(1)低温长时间杀菌法63℃保温30min
(2)高温短时间杀菌85-90℃保温3-5min
(3)超沸点瞬时杀菌法120-14℃保温1-2s
目前乳粉生产普遍采用高温短时间杀菌法,经长期实践证明,效果良好;超高温瞬时杀菌不但使原料乳经杀菌后处于无菌状态,而且能保持牛乳原有营养成分,本设计采用此法;低温长时间杀菌在生产上不宜使用。
2.4.4牛乳真空浓缩
真空浓缩工序包括:
加热、蒸发、冷凝、抽真空等工作组成
(一)牛乳的目的
(1)牛乳中含有%-89%的水分,在全脂乳粉生产中,牛乳经过浓缩可除去70-80%的水分,因而可提高喷雾干燥设备的效率,在设备设计时可减少干燥室的容积,节省钢材,减少投资,并可相应地减少动力及热能的消耗。
(2)可使牛乳中的干物质提高至一定值,使牛乳的颗粒直径增大色泽改善,冲调性也有所改善。
(3)乳粉颗粒较大,利于粉尘回收设备分离,提高了回收设备的分离效率,使产品的产率提高,损失较小不。
(4)提高了乳粉的密度,减少了包装过程中粉尘飞扬现象,沾粘现象,便于包装。
(二)牛乳真空浓缩的优点
(1)牛乳的沸点除受其浓度及静压力等因素的影响外,主要隨压力的升高或下降而使沸点增高或降低,故真空浓缩降低牛乳的沸点,避免了牛乳的高温处理,减少了蛋白质的变性及维生素的损失,对保全牛乳的营养成分,提高牛乳的香、色、味及溶解度大有好处,所以真空浓缩适用于热敏性物料的蒸发。
(2)真空浓缩可极大地减少牛乳中空气及其他气体的含量,赶到一定的脱臭作用,这结改善乳粉品质及延长乳粉保质期有力。
(3)提高加热器与牛乳间的温差,提高主设备在单位面积及时间内的传热量,加快浓缩进程,提高生产能力和。
(4)为使多效浓缩设备及配置热泵创造条件,可部分地利用二次蒸汽,节省热能及冷却水的耗量。
(5)真空浓缩操作是在低温下进行的,使设备与室温温差较小,于是减少设备使用时的热量损失。
(6)牛乳自行吸入浓缩设备中,无须进料泵。
2.4.5牛乳高压喷雾
牛乳的高压喷雾包括:
牛奶预热,空气过滤加热,浓缩奶经过高压并喷雾化,热交换,废气排出,细粉附聚,粉尘回收,奶粉下落等工作组成。
以上操作均在两个浓奶保温缸,板式换热器,高压泵,奶泵,进风分离器,排风离心通风机,旋风分离机,不带过滤器,喷雾干燥塔,喷枪所组成的系统内连续进行,其中高压泵压力2009290bar,喷雾塔进风温度160-180℃,排风温度80℃,使用喷枪口径-2.0mm.干燥塔压力~
2.4.6流化床
干燥,冷却工序包括生产前的准备工作,预热,政党操作阶段,出粉等工作,以上工作在流化及带有空气加热器,旋风分离器组成的系统内连续进行。
其中一段二伏进风温度90℃-115℃,三段进风清晰度30-40℃。
2.4.7包装
灌装,封袋印制生产日期及批号;装箱,封箱印制生产日期均在自动包装机内进行,产品规格为400克/袋。
成品检验由化验售货员按生产标准要求对其做感官,理化和微生物检验。
第3章工艺计算
物料计算
3.1.1基础数据
(1)原料乳成分:
F=%SNF=%Rm=F/SNF==
(2)婴幼儿配方粉:
水分≤≤%取%
脂肪15%-25%取20%
蛋白质15%-20%取195
Rp=脂肪/(100-脂肪-水)=20/(100-20-2)=
由于Rm>Rp所以脂肪含量偏高,需要提取奶油或添加脱脂乳,本设计彩添加脱脂乳,本设计采用添加脱脂乳。
3.1.2原料乳标准化
设成吕脂肪含量F1=20%且Rp=则非干物质为
SNF1=(SNF×100)/%)×100%=×100%=%
设脱脂乳的量为S则
Rp=(M×F+S×F1)/(M×SNF+S×SNF1)=(1000×%+S×20%)/(1000×%+S×=
求得S=
一吨原料乳可制的标准化乳1000+=
3.1.3物料平衡可与产品计算
浓奶浓缩至干物质48%,则一吨原料乳可得浓奶:
1000×SNF+S×F11000×%+×20%
48%=48%=172.12kg
浓缩时水分蒸发量:
成品损耗以25计,则成品量为包装规格为400克每袋,则需要207袋,日需要207×300=62100个袋
用水量计算
(1)巴氏杀菌冷却水用水T1=25℃T2=15℃;t1=0℃t2=4℃
G=h则冷却水用量为
W1=C×G(T1-T2)/100(t1-t2)=××(25-15)/(4-0)=h
(2)鲜奶冷却水用量
W2=C×G1(T1-T2)/100(t1-t2)=T/h
所以换热器的总用水量为+=T/h
第4章物料设备介绍
名称
生产能力
型号
奶车
离心式乃泵
电子秤
滤布袋
双联过滤器
缓冲缸
片式冷排
卧式冷排
保温管
板式杀菌器
净乳机
均质机
物料平衡罐
供料泵
冷凝器
冷水循环泵
四效蒸发器
三效蒸发
二效蒸发器
一效蒸发器
保温缸
浓奶缸
高压泵
进风机
空气加热器
空气过滤哭
喷雾干燥塔
流化床
旋风分离器
台秤
包装台
铲车
废气冷却器
排风机
5吨
10吨/小时
面积
10吨
面积15
25吨
面积20
10吨/小时
10吨/小时
10吨/小时
5吨
10吨/小时
18吨/小时
10吨/小时
1340千克/小时
1230千克/小时2670千克/小时
2410千克/小时
5吨
1吨/小时
12千瓦
压力式
0-1千克
1吨
20千瓦
CA10B
RP1C3
BP2F1
LP-30
RP6L8
RP6L40
LWP-D
DC-1
4-62-1
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