年产xx吨全脂乳粉工厂设计.docx

年产XX吨全脂乳粉工厂设计L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IooOot乳粉项目工艺设计Ll建设规模、产品方案、生产方法和工作制度1.建设规模：年产IOOoOt。2 .产品方案：本项目仅生产全脂乳粉。产品应满足GB19644-2022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30Od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：15.30历年平均最高气温：38团历年平均最低气温：-14.2团最热平均相对湿度：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：219.6mm1.3 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%的水份、每蒸发Ikg水份蒸汽消耗不高于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%。吨产品其主要的原料及动力消耗为：L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分水分而制成的粉末状产品。2.1.2中国乳制品行业发展现状及前景中国乳制品行业起步晚，起点低，但发展迅速。特别是改革开放以来,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。令人鼓舞的是,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，中国乳制品行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，尤其是农村市场还远没有打开，还有相当部分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行业，其焦点一直围绕在价格战、奶源战、资本战、圈地战、广告战、口水战等方面，但2007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制造业，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221原材料技术规格色泽为乳白色或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%。设每天所需原料量为W(td),则W(1-0.05%)(1-0.05%)(1-0.875%)(1-0.1%)(1-0.05%)(1-48%)(1-75%)(1-0.5%)=1000/300解得W=260.3td(1)每天所需原料乳的质量为261td(2)取过滤的损失率为0.05%,则经过滤后的质量为261某(I-0.05%)=260.87td(3)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%)=260.74td(4)2.4.2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%)=258.46td(4)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%)=258.20td(5)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%)=258.07td(6)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%)=134.20td(7)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%)=33.55td(8)取过筛的损失率为0.5%,则经过筛后的质量为33.55某(L0.5%)=33.38td2.4.2动力(水、电、汽、气)消耗定额及消耗量2.421水平衡计算：原料乳在净化后的应立即冷却到510囿以抑制细菌的增长，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：T1=2O0,出口温度：T2=1O0;冷水进口温度:tL=O团,出口温度:t2=4Hk己知：W乳=258.2td=10.76th,C乳二3.894kJ(kg助，C水=4.20kJ(kg斯,则：冷却水用量为：WI=C乳某G(TI-T2)/C水(tl-t2)=3.894某10.76某(20-10)/(4.20某(40)=25.0th所以：换热器的用水量25.0th2.4.2.2空气用量计算：基本参数：己知：干燥设备的处理量为：M0=134.20÷24=5.592th喷雾干燥塔内水分含量：52%玲2%设定：喷雾干燥室蒸发量W=4500kghoC)水的比热：CP4.187kJkgC,乳粉干物料比热:CP干2.09kJkg0C,t45Ct70C,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：15.3团，新鲜空气相对湿度：80%o喷雾干燥部分比容计算：【表9设计参数参数温度T/团相对湿度/%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：v4.641030.622m273t(单位：m3kg)新鲜空气比容:v=4.64某10-3某(0.622+0.011)某(273+15.3)=0.847m3Kg热空气比容：vl=4.64某10-3M(0.622÷0.011)M(273+150)=1.24m3Kg废气比容：v2=4.64某10-3某(0.622+0.035)某(273+80)=L08m3Kg干燥室内空气的平均比容：(vl+v2)2=l.16m3Kg绝干空气用量L=W(rm2-rml)=4500(0.035-0.011)=187500kgh需要新鲜空气的体积：VO=L某v0=187500某0.847=158812.5m3h热空气体积：Vl=L某Vl=I87500某1.24=232500.00m3h干燥过程热空气用量VopLvopl87500某1.16=217500.00m3h废气容积：V2=(L+W)某v2=(187500+4500)某L08=207360m3h2.4.2.3消耗蒸汽量衡算：物料进口温度：940,物料出口温度：45团进料浓度：1L9%,出料浓度：48%原料液处理量：M=258.07÷24=10.76th【表10】三效降膜式蒸发器各效参数项目蒸发温度/团真空度p/kPa加热蒸汽温度T/团物料进口温度tl团物料出口温度t2l2出料浓度某/(%)回效70698194702观效5783707057300效459057574548水分总蒸发量：W=M某(I-某0÷某3)=10.76某(1-11.9%÷48%)=8.10th各效消耗蒸发量Wl=M某(1某0÷某1)=10.76(1-11.9÷21)=4.663thW2=(MW1)某某1÷某2)=(10.76-4,663)(l-21÷30)=1.829thW3=(M-W1-W2)某(1某2。某3)=(10.76-4.663-1.829)某(l-30÷48)=1.601th2.4.2.3热量衡算L预热从6团加热到75团，15minQl=MCp(t2-tl)=10.76某103某4.187(75-6)=3.109某106kJh2.杀菌条件：杀菌条件：850,15Q2=MCp(t3-t2)=10.76某103某4.187某(85-75)=4.51某105kJh3.浓缩蒸发水分所需热量【表11】不同温度水蒸汽的热焰R（生蒸汽）R0R1R2R3蒸汽温度/团热kJkgl64.72071.5812307.9702331.3572366.5452389.5Ql=Wl某Hl=4.663某103某2331.3=1.087某107kJhQ2=W2某H2=1.829某103某2366.5=0.433某107kJhQ3=W3某H3=1.601某103某2389.5=0.386某107kJh4.干燥带入热量计算：回热空气带入热量已知：热空气温度为150。,焰HI=I82kJkg;每小时绝干空气用量：L=187500kgh则：Ql=L某Hl=187500某182=3.41某107kJh团物料带入热量己知：物料5592kgh,物料比热:Cp=4.987kJ(kgI3),浓缩乳进料温度：45团则：Q2=G某CP某t入=5600某4.187某45=0.1055某107kJh所以：带入总热量：Q入=Ql+Q2=3.41某107+0.1055某107=3.51某107kJh带出热量计算：回废气带出热量已知：废气温度为80团，熔H2=176kJkg贝J:废气排出量是进风量和水分蒸发量的总和：Ql=(L+W)某H2(187500+4500)某1.23某105某176=3.38某107kJh团乳粉带出热量：所以：带出总热量Q出=QI+Q2=3.38某107+2.05某105=3.40某107KJh热损失计算：损失率=(Q入出)QA=(3.51某107-3.40某107)/3.51某10