黑龙江农垦科技职业学院毕业论文 学号：************
日处理300t鲜奶的脱脂奶粉生产车间设计
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黑龙江农垦科技职业学院
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毕业论文（设计）申请表
黑龙江农垦科技职业学院
毕业论文（设计）任务书
目 录
摘 要 ............................................................. i Abstract ............................................ 错误！未定义书签。 日处理300吨鲜奶脱脂奶粉生产车间设计 ................................. 0
第1章 绪 论 ................................................... 0
1.1 牛乳营养价值 ................................................... 0
1.2 国内外乳品行业的发展 .............................................. 0
1.2.1 国外乳品工业现状 ............................................. 1
1.2.2 国内乳品行业现状 ............................................. 3
1.3 主要研究内容 ................................................... 5
第2章 工艺方案详述 ................................................. 6
2.1 产品方案 .......................................................... 6
2.1.1 品种的确定及原料奶的分配 ..................................... 6
2.1.2 产品配方 ..................................................... 6
2.1.3 产品包装 ..................................................... 6
2.1.4 产品标准 ..................................................... 6
2.2 物料平衡计算 ...................................................... 7
2.2.1 班产量的确定 ................................................. 7
2.2.2 物料平衡计算 ................................................. 8
2.3 工艺流程的设计 .................................................... 8
2.3.1 生产工艺流程框图: ............................................ 8
2.3.2 生产工艺流程设备图： ......................................... 8
2.4 工艺论证及说明 .................................................... 8
2.4.1 原料乳的验收 ................................................. 8
2.4.2 乳的过滤 ..................................................... 9
2.4.3 牛乳的预热与分离 ............................................. 9
2.4.4 巴氏杀菌 ..................................................... 9
2.4.5 真空浓缩 ..................................................... 9
2.4.6 喷雾干燥 .................................................... 10
2.4.7 出粉与冷却 .................................................. 10
2.4.8 筛粉与晾粉 .................................................. 10
2.4.9 包装 ........................................................ 10
第3章 工厂车间设计 ................................................ 11
3.1 主车间平面图设计说明 ............................................. 11
3.1.1 布置原则 .................................................... 11
3.2 主车间布置方案 ................................................... 12
第4章 设备选型 .................................................... 13
4.1 生产设备 ......................................................... 13
4.2 生产设备一览表 ................................................... 13
4.3 化验室设备 ....................................................... 15
第5章 公用及辅助设施的设计 ........................................ 16
5.1 收奶，化验，仓库等生产性辅助措施 ................................. 16
5.2 车间生活设施 ..................................................... 16
5.3 水汽电的计算 ..................................................... 17
5.3.1 耗水量 ...................................................... 17
5.3.2 蒸汽消耗 .................................................... 17
5.3.3 用电量 ...................................................... 17
第6章 经济技术分析 ................................................ 19
6.1 投资指标 ......................................................... 19
6.1.1 用于建筑工程的各项费用 ...................................... 19
6.1.2 用于购置生产设备、工具和器皿的费用 .......................... 19
6.1.3 生产车间人员配置 ............................................ 19
6.2 产品成品估算 ..................................................... 20
6.2.1 折旧费和大修费 .............................................. 20
6.2.2 原材料、燃料消耗费用 ........................................ 21
6.3 利润、利润率、投资回收期计算 ..................................... 21
6.3.1 利润 ........................................................ 21
6.3.2 利润率 ...................................................... 21
6.3.3 投资回收期 .................................................. 21
6.3.4 风险分析 ...................................................... 22
结 论 ............................................................ 23
参考文献 ............................................................ 24
致 谢 ............................................................... 26
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日处理300他鲜奶的脱脂奶粉生产车间设计
摘 要
乳与乳制品是最接近完善的食品，在人类食品中占有特殊的地位，它对人类健康和增强身体素质的重要价值逐渐被国民重视。
本文是通过AutoCAD根据食品工厂设计的要求设计日处理能力300t的鲜奶，验收后通过过滤，然后加温到35～38℃即可进行分离。采用牛乳分离机经过离心分离操作，可同时获得稀奶油和脱脂乳。脱脂奶粉是以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾干燥而制成的乳粉，控制脱脂乳的含脂率不超过0.1%。本文是根据食品工厂设计的要求，利用AutoCAD绘制乳粉厂主车间工艺流程图和车间平面布置图。
对于奶粉生产工厂，一般采用2班工作制，每天工作时间24h，除去清洗时间2h，实际工作时间按22h计，本设计描述了一个日处理奶量300t乳品厂主车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、耗水耗汽、清洗等等。
关键词:脱脂乳粉；生产；车间；设计
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日处理300吨鲜奶脱脂奶粉生产车间设计
第1章 绪 论
1.1 牛乳营养价值
牛乳中碳水化合物的营养价值。乳中的碳水化合物只有乳糖一种。乳糖在自然界中仅存在于哺乳动物的乳汁中，其甜度为蔗糖的1／6。一分子乳糖消化时可得一分子葡萄糖和一分子半乳糖。半乳糖能促进脑苷脂类和粘多糖类的生成，因而对幼儿智力发育非常重要。乳糖的另一个重要特点是能促进人类肠道内乳酸菌的生长，从而可以抑制肠内异常发酵造成的中毒现象，有利于肠道健康。乳糖还与糖的代谢有关，在食物中增加乳制品有利于钙的吸收，取得预防小儿佝偻病、中老年人骨质疏松病的效果。因而牛乳中的碳水化合物不仅能提供热量，而且营养价值要优于其它碳水化合物。除膳食纤维外，牛乳含有人体所需要的全部营养物质，其营养价值之高是其它食物所不能比的。一个成年人每日喝500ml牛乳，能获得15—17g 优质蛋白，可满足每天所需的必需氨基酸；能获得600mg的钙，相当日需要量的80％；可满足每日热量需要量的11％。
乳与乳制品的生产是食品工业生产中一个重要的组成部分，在我国国民经济中也占有重要的地位。它关系到我国人民的身体健康问题，尤其关系到我国新生一代婴儿的生长发育问题。除母乳外，牛乳是营养丰富、完全可以代替母乳来哺育婴儿的唯一食品，同样也是病人、产妇、老人的营养品，随着人民生活水平的提高及食品构成的改变，乳与乳制品必将成为人们日常膳食中的主食品之一。以乳粉为主的各种乳制品的产量不断上升，新品种和新技术日益得到发展和应用，以满足日益增长的市场消费的需要，这对提高人民生活水平和加快其他食品工业的发展有着十分重要的意义[5]。
1.2 国内外乳品行业的发展
食品工业是中国最具活力的主要产业之一。进入21世纪食品工业发展速度进一步加快，预计未来几年，食品加工产业链继续延伸扩展，中国食品产业将继续保持高速发展的势头。
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食品工厂设计是综合性很强的一门科学技术。其内容包括了企业内应该配置的一切单项工程的完整设计，一般包括总平面布置，生产车间，动力车间，厂内外运输，自控仪表，采暖通风，环境保护工程，福利设施，办公楼，技术经济概算等单项工程设计。除了要求设计工作者具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论、专业知识外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、步骤、内容、设计的规范标准、设计的经济性等内容熟练掌握和运用[1]。
生产工艺设计是总体设计的主导设计，其他配套专业是根据生产工艺提出的要求进行设计。食品工厂的总体设计是由各个车间设计构成的，车间设计是总体设计的组成部分，总体设计和车间设计都是由生产工艺设计和提他非工艺设计（包括土建、采暖通风、供水、供电、供热等）组成的。
乳与乳制品是最接近完善的食品，在人类食品中占有特殊的地位，随着生活水平的提高，人们开始注重饮食的营养和保健。乳粉产业的发展贯穿于世界乳品的发展历史之中，在人类食品中占有特殊的地位，乳粉是一种营养价值高、贮藏期长、方便运输的产品，它对人类健康和增强身体素质的重要价值逐渐被国民重视。此外，随着对外开放先进的乳制品加工艺的引进和跨国公司的涌入，我国的乳品市场和加工企业发生巨大的变化。为了满足我国乳业快速发展和积极对应加入WTO带来的乳业发达国家的挑战，有必要对乳品的厂区、车间卫生、技术及乳制品的原料、生产加工工艺、工厂设计等加以重视。
今年突如其来的三鹿奶粉事件将整个乳品行业陷入被动之中，随着国家对此事的高度重视，和对过往产品的大力检测，越来越多的品牌产品都被检测出三聚氰氨，对于乳品界来说确实是个不小的压力，当然很多品牌的全脂乳粉也名列其中，但是这也是一次不错 的警钟，从此中国的乳品行业将进入一个崭新的时代。
1.2.1 国外乳品工业现状
(1)原料乳：凡畜牧业发达的国家，都十分重视乳畜业的发展。早在19xx年，全世界平均每人拥有牛乳量已突破100kg。在总量中，发达国家(如北美、西欧)占世界总乳的45%，东欧占31%，发展中国家占24%。例如丹麦平均每人每年拥有鲜乳9701kg，新西兰平均2085kg，日本65kg。
从近几年的发展速度看，发展中国家鲜乳产量增长较快，因发展中国家乳畜业基础薄弱，对鲜乳的需求更为迫切。同时挖掘了山羊、绵羊和水牛的泌乳潜力，因而鲜乳产
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量增长幅度较大。例如印度经过多年“白色革命”，饲养当地役乳兼用摩拉水牛作乳用，使其乳畜数量大增，据测试其平均泌乳期为269d，产乳量1800kg左右，鲜乳人均年拥有量已达到90kg。
(2)乳制品：乳制品生产以消费动向为转移。世界各国都是在首先生产消毒鲜乳满足饮用需要后再生产其他乳制品。全世界乳制品的种类不下1000种。除消毒鲜乳外，其他乳制品中，干酪约占38%、奶油23%，炼乳16%，脱脂乳粉14%，全脂乳粉6%，乳清粉3%。近年来国外乳制品市场有如下变化：①消毒鲜乳的生产呈下降趋势。近年来除了发展中国家和日本外，欧、美等国家饮用乳的消费量已趋于饱和或呈下降趋势。同时，人口出生率下降和老龄化也使饮用乳消费量下降。另外，许多新型乳饮料如发酵乳饮料、果汁乳等，也使消毒鲜乳消费量下降。②由于发展中国家的需求，全脂乳粉产量出现上升的势头。③脱脂乳粉的产量保持上升趋势。因脱脂乳粉含脂率很低，产品不易氧化，耐贮藏。另外，由于食品工业的发展，作为食品加工原辅料的脱脂乳粉需求量增加。④发酵乳制品及乳酸菌饮料新品种不断出现，产量迅猛增加。以发酵酸乳为例，芬兰人均年消费量近280kg，爱尔兰200kg。现在国外仅发酵酸乳的产量已接近甚至超过消毒鲜乳的产量。近年，双歧乳杆菌、嗜酸乳杆菌的开发和利用，为发酵乳制品开劈了一个更为广阔的市场。⑤干酪的生产展现出美好的前景，产量逐年持续上升，花色品种日益增多，使得干酪总产量稳居乳制品首位。⑥奶油的产量呈持续下降的趋势[2]。
(3)乳品厂的规模：许多国家为了追求高利润、高效率，使乳品厂的规模趋于大型化，一般乳品厂的生产能力在日处理鲜乳数百吨以上。例如丹麦19xx年全国有1400多个
乳品加工厂，到目前减少到200个左右，而且一个工厂趋于生产1～2个产品，向专业化方向发展。新西兰有一个大型乳品联合加工厂日处理鲜乳1800T，该厂由45×46km范围内的700多个牧场的7.7万头乳牛供给原料乳。美国已出现了日处理鲜乳5000T的工厂。为此，劳动生产率大大提高，乳品工业的产值大幅度提高，甚至超过了一些主要工业的产值。
(4)乳品加工技术装备：计算机的应用使乳品生产的连续化、自动化程度普遍提高；乳品分析、检验设备先进，如采用红外线全分析仪每小时可测225个乳样，同时可得到乳脂肪、蛋白质、乳糖和水分的含量；新西兰自动检菌仪，每10s可测1个样品。目前，丹麦的乳品工业技术和设备居世界领先地位[3]。
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1.2.2 国内乳品行业现状
(1)乳产量：解放后，我国乳畜业有了很大发展，乳牛的质量也不断提高。例如上海市牛奶公司大群乳牛19xx年平均产乳量已达6602kg，其中第六牧场380头乳牛平均单产达7382kg，接近或达到世界先进水平。近10近来奶山羊发展很快，19xx年全国约有奶山羊200万只，目前已发展到近300万只，主要分布在陕西、河南、河北和浙江等地。1只好的奶山羊，一个泌乳期(300d左右)可产乳800kg，平均日产2.7kg，6只奶山羊相当于1头中产乳牛。所以，大力发展奶山羊是增加我国鲜乳产量的重要途径之一。统计资料表明，自19xx年至19xx年的8年间，全国乳制品产量年平均增长23%，有些地区如黑龙江增长速度高达20%，目前已成为我国重要的乳业基地。我国乳制品产量19xx年为56.5万吨，比上年增长12.1%，其中乳制品生产省主要有黑龙江、河北、浙江、山东和内蒙古。
（2）国内脱脂乳粉的发展状况：进口数量：20xx年第一季度，中国脱脂奶粉进口15286t，较上年同期增加15.30%；进口数量增加的原因主要与国际市场脱脂奶粉价格有所走低配方奶粉中高质量的脱脂奶粉需求增加相关。
图1-1
资料来源：根据中国海关统计数据整理。
进口价格：
20xx年第一季度，中国脱脂奶粉进口到岸价格平均为2234美元/t，较上年同期平
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均增长3.79%。就本季度来看，进口价格逐月下降，06年3月较06年1月份价格下降5.94个百分点。价格下降的原因主要是国际市场供给增加，特别是新西兰气候状况的好转，原料奶供给增加，脱脂奶粉的原料奶供给增加；其次是中国来自非传统贸易国（印度、乌克兰和阿根廷）的进口来源增加，这些国家的进口价格相对比较低。
图1-2
进口来源国分析
新西兰仍然是中国脱脂奶粉进口最大的供应国。20xx年第一季度，中国从新西兰进口的脱脂奶粉占总量的71.84%；其次是澳大利亚和美国，分别占9.42%和7.03%。另外，中国来自非经合组织国家的脱脂奶粉进口在增加，如来自印度和乌克兰的脱脂奶粉进口分别占到进口总量的5.68%和3.93%。
图 1-3
资料来源：根据中国海关统计数据整理。
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进口流向
中国脱脂奶粉的进口主要流向沿海发达地区。20xx年第一季度，天津、广东和上海的脱脂奶粉进口分别占到进口总量的39.93%、31.48%和13.11%，合计占全国进口脱脂奶粉进口总量的84.52%[4]。
图 1-4
1.3 主要研究内容
本文对项目规模和建设内容作了总体规划，并对脱脂奶粉加工生产的工艺方法、产品结构、产量和设备进行了设计，从而为厂区布置时确定面积，设施布置提供依据。陈述了项目平面布置设计的方法，并进行了优化布置；同时对工厂公用系统及辅助设施进行了设计。
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第2章 工艺方案详述
2.1 产品方案
2.1.1 品种的确定及原料奶的分配
共有原料奶300t，其具体分配如下：有300t原料奶用于生产脱脂奶粉。
2.1.2 产品配方
本产品用300t鲜奶生产脱脂奶粉不加任何辅料。
2.1.3 产品包装
1 灌装容器
包装材料的选择要考虑下列因素，原则是实用、经济。(1)经济(成本低);(2)有一定的强度(保证容器不易损坏):(3)重量要轻;(4)无毒，不与牛乳起化学反应; (5)清洁卫生;(6)便于灌装，适合于自动化灌装;(7)美观。日前我国广泛使用的是塑料袋、玻璃瓶、塑料瓶，复合纸盒包装和复合塑料袋包装正在逐步发展之中。
当然在贮存和销售中还应注意:
①小心轻放，避免产品与硬物体碰撞;
②远离具有强烈气味的物质;
③避光;
④防尘和避免高温;
⑤避免产品强烈振动。
为了保证产品质量，对消费者负责，厂家应每周定期到商场购买自己的产品，并进行外观、温度、风味及微生物学等检测，本产品采用塑料袋包装[6]。
2.1.4 产品标准
1 感官指标
(1) 色泽鉴别
良质奶粉——色泽均匀一致，呈淡黄色，脱脂奶粉为白色，有光泽。
(2) 组织状态鉴别
良质奶粉——粉粒大小均匀，手感疏松，无结块，无杂质。
(3) 气味鉴别
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良质奶粉——具有消毒牛奶纯正的乳香味，无其他异味[7]。
2 理化指标
表2-1 乳粉理化指标
项目
水分，％≤ 复原乳*酸度，°T ≤ 溶解度 指数法，ml≤
重量法，ml≤
杂质度**，PPm ≤ 铜（以Cu计），ppm≤ 铅（以Pb计），ppm≤ 汞（以Hg计），ppm
特级 18.00 0.15 99.00 6 4.00 0.50
乳粉 一级 19.00 0.30 98.00 12 4.00 0.50
按鲜乳折算≤0.01
二级 20.00 0.50 97.00 6 4.00 0.50
3 微生物指标
表2-2 乳粉的微生物指标
项目
特级 2000040 不得检出
乳粉一级 3000090
二级 50000 90
细菌总数，个/g≤大肠菌群（近似数），个/100g≤ 致病菌
不得检出
不得检出
2.2 物料平衡计算
2.2.1 班产量的确定
本设计采用2班工作制，每天工作时间24h，除去清洗时间2h，实际工作时间按22h计，每天加工300t鲜奶则每天加工的脱脂乳为300×（1—7.5%）=277.5t，脱脂乳加工能力为277.5/22=12.61t/h。
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按15t/h选择巴士杀菌机组。
2.2.2 物料平衡计算
蒸发能力计算：乳干物质含量9%浓缩至总固形物含量为40%，277.5×9%=40%×X ,9%×12.61=40%×Y
浓奶量X=62.44 t,每小时处理量Y=2.84 t/h，
蒸发量=12.61-2.84=9.77 t/h
选用10t/h的三效降膜蒸发器。
喷雾干燥能力计算
奶粉水分含量以3%计,则干燥塔蒸发能力为2.84×（1－40/97）=1.67 t/h。奶粉产量为2.84-1.67=1.17t/h。
选用1200kg/h的喷雾干燥塔。
2.3 工艺流程的设计
2.3.1 生产工艺流程框图:
原料乳验收?过滤?冷却?贮存（4℃左右）?预热?牛乳分离(50℃)?巴氏杀菌(80℃ 15s) ? 贮存?浓缩?喷雾干燥?乳粉冷却 ↘
（不超过30℃）?筛粉与晾粉?包装入库 稀奶油
2.3.2 生产工艺流程设备图：
2.4 工艺论证及说明
2.4.1 原料乳的验收
原料乳的质量情况直接影响各种产品的加工、产品质量及成本等问题，故原料乳的验收是极为重要的。对于原料乳的验收必须按照我国规定的生鲜牛乳收购的质量标准。验收的内容包括感官检验，酒精试验，乳温的测定，比重的测定，以及干物质、脂肪、酸度、微生物等项目的检验。
收奶时间为5h（分上下午两次），则收奶能力为300÷5 =60 T/h，设计考虑在收奶间内设置两条连续收奶线（采用进口E+H流量计），每条能力为30 T/h。为更便于准确计量收奶量，另在室外配置一台20T电子地称用于鲜奶及其它材料的计量。考虑公休日（一
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天）鲜奶贮存及生产调配，贮奶设备选择3台100T室外贮奶仓。
2.4.2 乳的过滤
所谓乳的过滤就是将液体微粒的混合物，通过多孔质的材料（过滤材料）将其分开的操作。在牛乳方面用于除去鲜乳的杂质和液体乳制品生产过程中的凝固物。本工厂采用管式过滤器，目数在80目左右。
2.4.3 牛乳的预热与分离
牛乳预热温度达到50℃上下既可分离，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。牛乳的离心分离是藉牛乳分离机分离钵的高速旋转所产生的离心力,将比重不同的脱脂乳和稀奶油分开，分出的稀奶油储存在储罐中。
配置6台3T/h牛奶分离机组成预处理生产线。
2.4.4 巴氏杀菌
脱脂乳中所含乳清蛋白（白蛋白和球蛋白）热稳定性差，在杀菌和浓缩时易引起热变性，使乳粉制品溶解度降低。乳清蛋白中含有巯基，热处理时易使制品产生蒸煮味。为使乳清蛋白质变性程度不超过5%，并且减弱或避免蒸煮味，又能达到杀菌抑酶目的，根据研究确定，脱脂乳的预热杀菌温度以80℃，保温15s为最佳条件。
设计上选择1套能力为10t/h连续板式杀菌机组。
2.4.5 真空浓缩
乳粉生产常采用真空（减压）浓缩，浓缩的程度直接影响乳粉的质量，特别是溶解度。一般浓缩至脱脂乳的1/4左右，浓缩后入固形物含量在40%左右。
本车间设计为三效降膜式蒸发器，蒸发温度为：
一效蒸发温度 68～72℃
二效蒸发温度 57～62℃
三效蒸发温度 46～52℃
根据计算结果，采用一套蒸发能力为10t/h的三效降膜蒸发器，
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2.4.6 喷雾干燥
干燥的目的是为了除去液态乳中的水分，使产品以固态存在。乳粉中的水分含量在2 %～3.0%，在这样低的水含量下没有细菌能够繁殖，因此干燥延长了乳的货架期。大大降低了质量和体积，减少了产品的储存和运输费用。
选用2200kg/h的喷雾干燥塔。
喷雾压力：高压泵表压在16.0—24.0MPa。
物料温度：68—72℃.
喷嘴孔径：直径在1.0—2.0mm，或更大。
进风温度: 控制在160-180℃范围。
干燥室温度：控制在70-90℃范围。
排风温度：控制在75-85℃范围。
乳粉水分：不超过3.0%.
采用立式顺流压力喷雾,两级捕粉(旋风加布袋)形式,更利于脱脂奶粉的细粉回收。（回收率可达到99％）
2.4.7 出粉与冷却
喷雾干燥结束后，应立即将乳粉送至干燥室外并及时冷却，避免乳粉受热时间过长。受热时间过长会引起乳粉中游离脂肪的增加，严重影响乳粉的质量，使之在保存中容易引起脂肪氧化变质。乳粉的色泽，滋气味，溶解度同样会受影响。所以，在喷雾干燥以后，出粉和冷却也是一重要的环节。
2.4.8 筛粉与晾粉
一般采用机械振动筛，网眼40-60目，目的为了使乳粉均匀，松散，便于冷却。 晾粉过程中，不但使乳粉的温度降低，同时乳粉表观密度可提高5%，有利于包装。
2.4.9 包装
包装车间无污染，包装材料要适用于食品，应坚固、卫生、符合环保要求，不产生有毒有害的物质和气体，包装材料仓库应保持清洁，防尘，防污染。包装容器使用前应消毒，内外表面保持清洁。包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。因脱脂粉一般作为原料，所以包装一般采用塑料包装[8]。
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第3章 工厂车间设计
3.1 主车间平面图设计说明
乳品厂生产车间的布置是工艺设计中最重要的部分，不仅与建成投产后的生产实践有很大的关系，而且影响到工厂整体。车间布置一经施工就不易改变，所以在设计过程中必须全面考虑。而全厂的占地面积还要包括锅炉房、配电间、原料房、成品房、办公区、生活区及绿化带等工艺设计必须与土建、给排水、供电、供汽、通风采暖、制冷以及安全卫生等方面取得统一和协调。
乳粉厂必须建在交通方便，水源充足，无有害气体、烟雾、灰尘和其他危及食品卫生安全的地区。厂房计要宽敞明亮，留有合理的操作空间，内部设施一定要完善。设有生产过程的中间检测间、最终产品检测间、更衣间及外跨的参观走廊等。厂房的高度主要风机决定，应考虑到工人的操作及排气要求，其次还要考虑出粉间的高度。因为，干燥设备有高位布局的需要[9]。
3.1.1 布置原则
（1） 要有总体设计的全局观点，满足生产和总体设计的要求。
（2） 设备要尽量按工艺流水线安排布置，一些特殊设备可按相同类型作适当集中，要使生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。一般重型设备最好设在车间底层。原料收发间应设有磅秤。
（3） 要考虑到进行多品种生产的可能性，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，以便更换设备。同时，还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。要保证操作和维修、装拆、清洁卫生的方便。
（4） 要保证物料运输通畅，避免重复往返。要尽可能利用生产车间的空间运输；合理安排车间各种废料进出，人员进出要和物料进出分开。
（5） 注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。可以设在室外的设备，尽可能设在室外[10]。
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3.2 主车间布置方案
（见附图2）
根据建设方提供的设计基础资料，进行方案设计。生产车间包括：收奶间、预处理间、浓缩间、喷雾干燥间、筛粉间、清洗间、包装间（大小包装）、原料库、包材库、成品库等各个生产工段及控制室、化验室、生活等辅助用房部分。车间长160 m，宽50 m，总建筑面积8135m。
屋面下标高：生产部分（包括奶粉成品库）屋面板下皮标高6.4m,生活用房屋面板下皮标高3.2m。主厂房结构形式为框架结构，主体高度34m。车间功能区域的布局结合原有厂区布置，人、物流分开。生产工艺路线顺畅。奶粉成品按3个月贮存量考虑（立体库），奶油为1个月[11]。 2
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第4章 设备选型
4.1 生产设备
通常上、下午两次收奶，第一次连续工作三个半小时，占全天收奶量的60%，即收奶180t。第二次工作三个小时，占全天收奶量的40%，即收奶120t。所以收奶设备选型应以第一次为准：
收奶设备需要的小时处理能力为：
1803.5
?51.4t/h
2522
?1.13t/h
根据计算每天生产奶粉25t/d，每小时生产奶粉能力为。则每小时生
产奶粉1130000g/h每袋500g每天生产袋49720袋，则包装机选择为每小时处理2t/h。
4.2 生产设备一览表
表4-1 日处理300吨鲜奶生产脱脂乳粉的生产工艺设备表：
序号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
编号 E102 E103 E104 E105 E106 E107 E108 E209 E210 E212 E206 E301 E302 E303 E304 E305 E306
处理能力或型号 30T/h,36m 30T/h 80目 30T 30T/h 30M2 100M3 20T/h 15T/h,85℃-15S
脱脂 3T/h 4000L 10T/20m 10T/h 10000L 10T/20m
SRH2000-25 蒸发量1200kg/h
设备名称 奶车 奶泵
双联过滤器 储奶罐 流量计
板式换热器 奶仓 奶泵
巴氏杀菌机组 分离机 平衡缸 奶泵
三效降膜式蒸发器
浓奶缸 奶泵
双联过滤器 高压泵
喷雾干燥系统
13
数量 单价 3 2 2 2 2 3 2 1 6 2 1 1 1 1 1 1 1
5000 4000 45000 3500 30000 200000 6000 100000 200000 8000 6000 8000000
20000 6000 4000 25000 5000000
功率 kw 3 0.1 3 12 19 3 40 3 2 15
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序号 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46
编号 E306-1 E306-2 E306-4 E306-5 E306-6 E306-7 E306-9 E306-10 E306-12 E306-14 E306-15 E306-17 E306-18 E306-19 E311 E312 E400 E401 E402 E403 E404 E405 E406 E407 E408 E409 E410 E510
处理能力或型号
4-72-No10C-1250
G4-73No11D-1450 9-26No4.5A
9-19No4A
4-68No3.55A 1M3
20T/h,36M
500L,316L 55L/min 5000L 5000L 5000L 5000L 20T/h,36M 2mm 8M2
20T/h,36M 2T/h
设备名称 空气过滤器 进风机 塔体
旋风分离器 袋滤器 排风机
流化床风机1 空气换热器1 流化床风机2 振动流化床 振动筛 罗茨风机 星型出粉阀 冷却风机 集水箱
清洗回水泵
全自动CIP系统 浓酸碱缸
浓酸（碱）泵 酸罐 碱罐 热水罐 清水罐 清洗泵 过滤器
板式换热器 清洗回泵 包装机
数量 单价 4 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 1
2500 4500 20000 150000 800 4500
2500
1500 6500
20000 5000 25000 25000 25000 25000 40000 800 12000 40000
功率 kw 2 15 10 2 2 5 5 5 3 5 5 5.5 15 3 3 3
96万元 35
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4.3 化验室设备
表4-2化验设备明细表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 型号或制造图号
FA2004
SX-4-100 四联 101-3-B GZX-DH400-S KDN-2C 毛氏离心机 单列四孔
手提 测纸箱 测薄膜 721 BR-1 名 称 规格及技术数据 精密天平 FA2004 台式天平 马福炉 SX-4-100 电炉 四联 烘箱 101-3-B 培养箱 GZX-DH400-S 定氮仪 离心机 毛氏离心机 水浴锅 单列四孔 毛氏抽脂瓶 高压锅 手提 硬度计 测纸箱
测薄膜 分光光度计 721 杂质度搅拌器 BR-1 数 量
2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 单 价 6000 1500 3000 1500 5000 5000 6000 4800 1500 2000 1800 1800 800 1500 3500
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第5章 公用及辅助设施的设计
5.1 收奶，化验，仓库等生产性辅助措施
脱脂乳粉生产的第一个环节就是收奶。收奶间要有一个适宜的验收计量、及时处理、车辆回转和容器堆放的场地，要配备磅秤、容器和原料乳前处理系统。
化验室是通过感官、物理、化学、微生物等检验原料奶的场所。化验室要配备双面、单面化验台；药品橱；支撑台；通风橱等设施。另外，化验室要求通风采光好、生活整洁、排气方便，化验室要置于下风口，精密仪器不宜受阳光直射。为防止高温季节工作室闷热，可安装空调。由于用电仪器较多，化验室要多设电源插座。
乳品厂是物料流量较高的企业，所以车间的原料库、成品库等都占有很大的比例。起到很重要的作用。原料库多数系短期贮藏，用常温库；如果是较长时间贮藏要用冷风库，温度要视物料对象而定。成品库要考虑出货方便，可使用铲车、托盘。堆放是要注意附加荷载。车间内的乳粉库属于生产性仓库，它的容量要根据生产的需要来确定。
5.2 车间生活设施
通过上述方面分析各方案优缺点，综合出最佳方案，然后再把更衣室、卫生间、办公室等生活设施摆进图纸。为了卫生需要及方便，车间内的更衣室、卫生间应分散附设在各部门内靠近人员出入口。卫生间设施的卫生标准应符合国家规定:
（1）办公室应布置在靠近人流出入口处，其面积与管理人员数及机构的设置情况有关，办公室宜靠近厂房布置，应满足采光，通风，隔音等要求。
（2）更衣室与浴室为了适应卫生要求，食品工厂的更衣室宜分散，附设在各生产车间或部门内靠近人员进出口处，对乳粉厂应设除尘，消毒室。从事直接生产乳粉的工人淋浴应是上班前洗澡。
（3）卫生间 食品工厂内较大型的车间，特别是生产车间，应考虑在车间内附近设厕所，以利生产工人的卫生。卫生间设施的卫生标准应符合[出口食品厂库最低卫生要求]。应有排臭，防蝇措施，应有洗手池，洗手液，热风吹干[12]。
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5.3 水汽电的计算
5.3.1 耗水量
总供水量=90 T/h×0.8（系数）= 72T/h，其中,
板式换热器10T/h
巴氏杀菌机30 T/h
三效降膜式蒸发器10T/h
清洗泵20 T/h
损耗20 T/h
由于蒸发器的水可循环利用，所以总耗水量=80T/h×0.8（系数）= 64T/h。 每天用水64×22=1408吨，每顿水4元共计5632元。
5.3.2 蒸汽消耗
总蒸汽消耗量=6800 kg/h×0.8（系数）=5440 kg/h，每天蒸汽消耗为120吨。其中：
杀菌机：1500kg/h
三效降膜蒸发器：1800kg/h
喷雾干燥塔：2200kg/h
CIP：800kg/h
其他：500kg/h。
公司已建成2台10吨锅炉可以满足蒸汽用量。
每生产一吨乳粉消耗燃料1.2吨生产25吨乳粉需燃料30吨每吨燃料400元共计12000元。
5.3.3 用电量
结合本厂实际，对生产过程用电量采用计算的方法，保证用电量的准确性。计算方法和步骤如下:
(l)水处理系统耗电量:P1=50kw/h
(2)脱气、杀菌系统耗电量:P2=30kw/h
(3) CIP耗电量:P3=30kw/h
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(4)灌装机耗电量: P4=80kw/h
(5)冷库耗电量:P5=70kw/h
(6)空调耗电量:P6=20kw/h
(7)其他耗电量:P7=224.2kw/h
车间最高耗电量为P=504.2kw/h,故装机容量选为550kw/h
每天消耗电量为550×22=12100 kw，每度电按1元收费共计12100元。
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第6章 经济技术分析
6.1 投资指标
6.1.1 用于建筑工程的各项费用
总建筑面积8135M2,每平方米安700元计算。
土地费：8135×700=569.44 万元。
房屋建造费用：780.5 万元。
厂区绿化费用：4.5 万元。
所有费用总和：569.44+780.5+4.5=1354.44 万元。
6.1.2 用于购置生产设备、工具和器皿的费用
国内根据设备制造厂提供的现行价格估算，非标设备按重量估算。
购置生产设备所用费用：10024.975万元。
购置化验室设备费用： 5.82 万元。
购置锅炉所花费用： 70万元×2=140 万元。
所有设备费用：10024.975+5.82+140=10170.795 万元。
6.1.3 生产车间人员配置
生产线各工段人员按最少配置，共40人，2班倒，每班20人。质量检测10人，每班5人。
辅助生产及管理人员配置，辅助生产：机修2人，电工2人，焊工2人，锅炉2人，体力工人共10人，食堂4人，公寓2人，司机2人，安全保卫2人。
管理人员：厂长1人，质检部经理1人，人事部经理1人，采购部经理1人，主管3人，6个班长，其中前处理、塔楼、包装各 2人，2个库管，行政若干。
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表6-1下表是员工工资表:
职位 厂长 质检部经理 人事部经理 采购部经理 销售部经理 车间主管 班长 库管 生产线工人 质检人员 销售人员 机修 电工 焊工 锅炉工 保卫 司机 体力工人 食堂工作人员
人数 1 1 1 1 1 3 6 2 40 10 10 2 2 2 2 2 2 10 4
薪水 20万/年 10万/年 10万/年 10万/年 10万/年 6000元/月 3000元/月 1000元/月 平均2000元/月 2000元/月 2000元/月 2000元/月 2000元/月 2000元/月 2000元/月 1500元/月 1500元/月 1200元/月 800元/月
生产时间按每年十个月算 总计：248.2万元/年
6.2 产品成品估算
6.2.1 折旧费和大修费
全厂固定资产总投资为11525.235 万元。 设固定资产净残值率为原投资的5%
根据规定：轻工业专用设备折旧年限为8—16年，取设备使用年限为15年 年折旧率=(1-预计净残值率)/折旧年限
=0.063
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年折旧额=11525.235万元×0.063=726.1万元。
大修费按固定资产原值的2%计提，年大修理费203.4万元。
6.2.2 原材料、燃料消耗费用
每日处理300t鲜奶每吨1600元，每年需要鲜奶90000t。价格为90000×1600=14400万元，水电汽每年消耗费用987万元。
生产总成本=14400+987+248.2+203.4+726.1=16564.7万元。
6.3 利润、利润率、投资回收期计算
6.3.1 利润
每天生产奶粉25t，年生产7500吨总计750万kg，每袋奶粉500g年生产1500万袋，销售收入市场价按25元/袋计算(不含税价)，销售费用为销售收入的10%，银行代款月利率6‰，设流动资金占固定资产的20%
则年利润=销售总收入-生产总成本-财务费用-销售费用
=1500万袋×25元-16564.7万元-11525.235万元×（1+20%）×12×6‰-1500万袋×25×10%
=1.61亿元
6.3.2 利润率
1.资产利润率
资产利润率=年利润/固定资产投资
=1.61/1.15×100%=140%
2.销售利润率
销售利润率=年利润/销售总收入
=1.61/3.75×100%=42.9 %
6.3.3 投资回收期
投资回收期=固定资产总额/年利润=1.15/1.61=0.72年。
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6.3.4
6.3.4.1 风险分析 盈亏平衡分析
按照项目达产第一年销售收入为37500万元，固定成本1565.15万元，可变成本15387万元。从企业生产能力利用率角度进行盈亏平衡分析。
BEP =
销售收入－可变成本
1565.15
= 37500-15387
=7.07%
注：BEP——盈亏平衡点（%）。
即本项目达到设计生产能力的7.07% 时，企业可保本不亏损。其盈亏平衡点较低，说明本项目抗风险能力很强。
6.3.4.2 经营安全率分析η
η=年利润/(年利润+年固定费用)×100%
=16100/(16100+1565.15)×100%
=91.1%
故该项目认为经营安全(η>30%就认为安全)
从以上分析也可以看出，该项目具有较强的抗风险能力。 × 100% 固定成本 × 100%
22
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结 论
1.本设计在产品选择上，重点确定奶粉在今后的日常生活中对于人们的重要性。
2.本厂选择板式热交换器作为冷却、加热和杀菌设备，机器的选择合理，符合本厂的生产的实际情况，具有传热面积大、传热快、热回收率高等特点。
3.综合考虑了经济和技术等因素，对不同工段的生产设备进行选型，满足生产工艺的要求，反应该厂设计的先进性。
4.依据本厂的生产实际需要，对水、电、汽的使用量进行估算，确定它们最大用量依次为64t/h,550kw/h,5440kg/h。
5.综上所述本设计具有投资回收期短，抗风险能力强效益高等特点。
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参考文献
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致 谢
本论文是在***老师的悉心指导下完成的，***老师对学术的严谨和精益求精的工作作风给我留下了深刻的印象，受益匪浅。在大学三年时间里，导师为我创造了优越的学习和实践环境，使我获取宝贵理论知识同时又在实践中不断提高自己。在思想上和人生态度等方面***老师给予了谆谆教诲，这些教导在我今后的学习和工作中将不断影响我和激励我。
由衷感谢我的同学，他们对本论文的各种有益建议和帮助，使我的论文在讨论中不断获得进展。另外，感谢我的亲人，在他们的帮助和关怀下才得以完成学业。
最后，感谢曾经帮助过我的所有老师，衷心地感谢为评阅本论文而付出宝贵时间和辛勤劳动的老师和教授们!
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