开门、照明、操作人员等耗冷量可用下式计算:
Q4=qdF+Vn(Hw-Hn)Mγa 24+3 24nrqr
式中:qd——每平方地板面积照明热量,kJ/(m2·h);
F——冷库地板面积,m2;
V——冷库内净容积,m2;
n——每日开门换气次数;
Hw——冷库外空气含热量,kJ/kg;
Hn——冷库内空气含热量,kJ/kg;
M——空气幕效率修正系数(取0.5,不设空气幕时取1);
γa——冷库内空气密度,kg/m3;
nr——操作人员数量;
qr——每个操作人员每小时产生的热量(kJ/h),(冷库内温度高于或等于-5时取1003.2kJ/h,低于-5时取1421.2kJ/h);
3 24——每日工作时间系数(按每日工作3小时计)。
则:Q4=8×2800+11111×30×53-5 24+3 24×5×1421-2
=773280(kJ/h)
=215(kW)
(4)冷藏库总耗冷量:
Q=Q3+Q4=126.2+215=350(kW)
3.用汽量的估算
Q=G×CP×(t2-t1) i1-i2
式中:蒸汽压力0-4MPa;
i1——蒸汽热焓,2135-37kJ/kg;
i2——冷凝液的热焓,598-74kJ/kg;
G——物料质量,kg;
Cp——物料比热,kJ/(kg·K);
t1——物料初温;
t2——物料终温。
漂烫玉米蒸汽消耗量:
Qa=100×3-31×(100-25)/(2135-37-598-74)=15075/1536-63
=16-16(t/d)
将上述计算的汽、水、冷用量汇总于表7-3中。
(三)设备选型
生产车间常用设备包括:流送槽,鼓风清洗机,喷淋清洗机,不锈钢加工平台,漂烫机,冷却槽,震动式沥干机,速冻机,自动包装机,自动封箱机,过毛发机,金属探测仪,分选机,传送带,锅炉,电瓶叉车,提升机,制冷压缩机等。
第三节焙烤食品加工厂
——日产10t面包的工厂设计
一、概述
面包,是以酵母、鸡蛋、油脂、果仁等为辅料,加水调制成面团,经过发酵、整型、成型、焙烤、冷却等过程加工而成的焙烤食品。
虽然从历史发展进程和饮食习惯来看,面包的消费者主要集中在以碳水化合物为主要食物来源的欧洲、北美、南美以及亚洲、非洲等地区。但随着社会的进步,不同饮食文化的交融,人民生活水平不断提高,面包已成为世界各国民众普遍食用的产品,成为了与人们生活最密切相关的一大类主食方便食品。
二、主要设计内容
通过对面包厂的工艺流程及论证,物料衡算、主要设备热量衡算及设计、辅助部门设计、卫生设计等各个方面和技术指标进行论证,更加科学合理的进行面包厂的工厂设计。
三、产品方案
根据现在的消费习惯和市场的发展需要,越来越多的消费者追求既营养又包装时尚的产品,根据工厂设备生产能力及市场情况,预计日处理量为10t面包的生产规模,生产品种以下列三种为主。
主食面包:亦称配餐面包,配方中辅助原料较少,主要原料为面粉、酵母、盐和糖,含糖量不超过面粉的7%。
花色面包:成型比较复杂,属于形状多样化的面包。如各种动物面包、夹陷面包、起酥面包等。以小麦粉为主体,加适量的糖、盐、油脂并添加蛋品、乳品、果料等制成的面包。
法式面包:利用市面现流行的法式香奶小面包为主,内心松软,带有一定的奶香味。
四、班产量
65d为节假日和设备检修日,则全年面包生产天数为300d,每天预计生产法式面包5t,主食面包3t,花色面包2t,年生产量3000t。
五、工艺流程确定
面包生产采用二次发酵法,工艺流程如下:
六、物料衡算
通过物料衡算计算,可确定单位时间内生产过程主要原辅材料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量,据此即可计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓储容量。物料衡算的另一目的是依据计算数值,经济合理的选择生产设备,并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排等。
七、主要设备选型
1.CG-50型和面机
(1)选择CG-50型和面机,和面机的主要作用是将各种投入的物料混合均匀,至所需的状态。该机采用减速机和电动机变速,搅拌器及料筒为双速转动,并设有定时装置,料筒上装有安全罩,打开罩时,搅拌器即自动停止转动,安全罩上设有取样孔,取样时安全可靠。
其技术特征:
生产能力250~320(kg/次)
搅拌轴转速190/90(r/min)
料筒转速14/7(r/min)
工作电压380V(50Hz)
电机功率2-8(kW)
重量380(kg)
外形尺寸520(mm)×950(mm)×1080(mm)
(2)确定和面机型号后,即可根据班产量的大小,计算所需台数。和面机生产能力按下式计算。
Q=60P/(t1+t2)
式中:Q——和面机生产能力,kg/h;
P——和面机容量,即每次加入的面粉量,kg/次;
t1——每次操作时间,min;
t2——每次操作辅助时间,min。
则此型号和面机的生产能力为:
Q=60×250/(10+5)=1000(kg/h)
若班产量为Q班(以面粉计),则应选用和面机台数为:
A=Q班/7Q单
式中:A——和面机台数,台;
Q班——班产量,以面粉计;
Q单——单台和面机生产能力,kg/(h·台);
7——每班按7h生产计算,剩下1h为清洗时间。
则此型号和面机所需台数为:
A=Q班/7Q单
=4600/(7×1000)
=0-65(台)
据以上计算过程可知应选CG-50型和面机1台。
2.MBQ-3型切块机
该机是MB-50型,MB-100型面包生产线的配套设备之一。它可将一定重量的面团分切成重量相等的20份。
该机采用液压传动装置,噪声低,使用方便,运用性广。
其技术特征:
生产能力5~10(kg/次)
分切时间5(s/次)
液压油压2(MPa)
液压油号HJ-10机械油
电机功率0-75(kW)
工作电压380V(50Hz)
外形尺寸565(mm)×745(mm)×1035(mm)
重量350(kg)
该型号机的生产能力非常大,高达3600kg/h,故选1台可足够生产所需。
3.BCYJ-1型面团搓圆机
该种型号机器为伞形搓圆机,是目前我国面包生产中应用最广泛的搓圆机器,具有进口速度快,出口速度慢的特点,有利于面团的成型。
其技术特征:
生产能力3000(kg/h)
最大功率2-26(kW)
转速30~150(r/min)
工作电压380V(50Hz)
外形尺寸2400(mm)×2000(mm)×2000(mm)
重量1500(kg)
该型号机器的生产能力是3000kg/h,相对于班产6909kg面团的生产,选择1台已足够用于生产。
4.FPLO-25型中间醒发机
该机主要由面团进料机构,出料机构,面团网斗,传动机构和箱体构成,其箱体一般采用金属支架,外壁用聚乙烯泡沫板保温。
技术特征:
产量2500(个/h)
有效架数147(181)(个)
面团重量300~550(g)
面团个数6(个/架)
驱动电机功率0-75(kW)
撒粉电机功率0-065(kW)
该型号机器的生产能力为2500×300/550=750/137-5kg/h,故选用2台。
5.MBC-3成型机
该机是MB-50型,MB-100型面包生产线的配套设备之一,可生产出卷层和搓长的面包棍坯。
其技术特征:
生产能力100(kg/h)
成型长度≤600(mm)
电机功率0-5(kW)
工作电压380V(50Hz)
成型机是根据成品所需的形状而生产的机器,据生产所需这里只需要1台此型号的机器即可。
6.远红外烤炉
由于远红外烤炉具有加热速度快,生产效率高,烘焙时间短,节电省能,且烘焙出来的产品均匀,面包质量稳定等优点,本厂选用LLH-56T型双排远红外链条炉。
其技术特征:
炉长3×4=12(m)
生产能力550~600(kg/h)
加热功率144(kW)
最高炉温300(℃)
烘焙时间4-7~18-8(min)
调速电机工作转速300~1200(r/min)
实际使用功率70~75(kW)
据其生产能力,可选用2台。
第四节乳品工厂设计
——日处理200t鲜奶的乳粉车间工艺设计
一、概述
本节以全脂乳粉的生产车间工艺设计为例,举例说明乳品工厂工艺设计的主要内容和设计方法。
(1)项目名称:日处理200t鲜奶的乳粉车间工艺设计。
(2)设计内容:
设计内容包括产品方案和规格、生产工艺论证、物料衡算、热量衡算、主要设备选型、车间工艺布置。另外,还对乳品工厂全厂总平面布置进行了简要介绍。
(3)设计依据:
《食品安全国家标准乳粉》(GB19644-2010)
《轻工业建设项目初步设计编制内容深度规定》(QBJS6-2005)
《乳制品厂设计规范》(QB6006-1992)
《乳制品企业良好生产规范》(GB12693-2003)
《乳品设备安全卫生》(GB12073-1989)
《工业企业总平面设计规范》(GB50187-2012)
《工业企业设计卫生规范》(GBZ1-2010)
二、产品标准
根据《食品安全国家标准乳粉》(GB19644-2010)。
三、产品方案和规格
产品品种:全脂乳粉(牛乳粉)。
本设计日处理鲜奶为200t,每天生产两班,每班12h,其中生产10h,设备清洗2h。
产品为罐装和袋装两种包装方式,罐装规格为500g/罐,袋装规格为500g/袋和250g/袋两种规格。
四、生产工艺流程
本设计采用湿法生产工艺,工艺流程如下:
原料乳验收→预处理→标准化→预热杀菌→真空浓缩→喷雾干燥→出粉、冷却、储存→称量、包装→成品。
1.原料乳验收
为保证全脂乳粉的产品质量,根据《乳制品企业良好生产规范》(GB12693-2003)要求,在收购时,对用于加工的原料乳进行检测。检测指标如下:感官指标、理化指标、金属污染物、微生物指标(真菌、霉菌量、菌落总数)、农药和兽药残留量。各项指标要求参照《食品安全国家标准生乳》(GB19301-2010)的规定。
2.预处理
经验收合格的牛奶,需要进行预处理后才能用于下一步的生产过程或进行储存。原料乳的预处理包括过滤、称重计量、净化、冷却、储存等程序。
(1)过滤。
过滤的目的是除去原料乳中较大的异物和杂质,乳品工厂常在奶站收奶时采用此法,利用2~4层纱布置于奶桶或受奶槽上,对原料乳进行粗滤。本设计采用80目的捐布进行过滤。
(2)称重计量。
称重计量是进行牛乳标准化计算的依据,常用的称量方式有重量法和体积法,重量法的衡器为奶秤,体积法的衡器为流量计等。本设计采用体积法进行牛奶的计量。
(3)净乳。
经过粗滤后的牛奶,仍含有小的杂物、脱落的细胞、细菌等,这部分杂质可采用净乳机除去。净乳机净乳的基本原理是将牛乳通过高速旋转的离心缸,使乳中较重的杂质因离心作用迅速黏附于缸的四壁,流出的牛乳即达到净化目的。本设计选择离心式净乳机。
(4)冷却、储存。净乳后应及时将牛乳冷却降温,其目的是抑制细菌的繁殖,防止蛋白质变性和酸度提高,延长牛乳的保存期。
牛乳的冷却方法:乳品厂多采用人工冷却,利用表面冷却器或片式热交换器冷却牛乳及冷媒(如氯化钙、氯化钠溶液及冰水等),使牛乳冷却至预定温度。冷却后的牛乳有两种保存方法:一是将奶桶放在冷水(3℃左右)中保存;二是用不锈钢制的储存罐,内设有自动搅拌器及冷却装置,牛乳储存其中可使温度均匀。如果使用有冷却装置的储存罐,粗滤后的牛乳可通过管道直接流入储罐中,而不需进行冷却。但需使牛乳温度从33℃左右快速降到10℃以下。保存温度最好在0~5℃,以抑制细菌繁殖。本设计采用储乳罐储存牛乳。
3.标准化
由于原料乳受奶牛品种、泌乳时间等的影响,原料乳中的脂肪含量并不一致。标准化的目的是使每批次生产的原料乳质量均一,以保证乳粉产品的质量一致,符合我国食品质量标准。
《食品安全国家标准生乳》规定原料乳含脂率为≥3-1%,当原料乳含脂率不足时,可在原料乳中加入稀奶油以提高含脂率,当原料乳中含脂率过高时,可加入脱脂乳以降低含脂率。
4.预热杀菌
标准化后的原料乳在浓缩之前,必须进行预热杀菌处理,以利于下一步浓缩。预热杀菌的目的是杀死乳中微生物和破坏酶的活性;保证浓缩时接近沸点进料,提高蒸发速度;另一方面可以防止低温的原料乳进入浓缩设备后,由于与加热器的温差过大,骤然受热,易在加热面上焦化结垢,影响传热与质量。