物料衡算
1、 因奶的成分随地区与季节的不同而不同，现对本设计的原奶成分作出假设并与成品乳进行对比：（皆为百分含量） 水 脂肪（F） 非脂乳固体（其中蛋白质）(S) 成品乳 88.8 3.1 8.1（3.0） 原料乳 88.2 3.1 8.7（3.0） 2、原料乳的标准化计算 原料乳的R。=3.1/8.7=0.356 标准化乳的R=3.1/8.1=0.383
因为R。 假定脱脂乳中的脂肪含量 F2=0.2% 稀奶油中脂肪的含量 F1=40% 稀奶油中非脂乳固体的含量为（假定原料乳与稀奶油和脱脂乳中，非脂乳固体和无脂乳之比不变，即有公式： SoS1S2== 100?Fo100?F1100?F2 So??100?F1?100?40S1 = =× 8.7%= 5.39% 100?Fo100?3.1%每吨原料乳中应加的稀奶油量（K40） 1000?Fo?K40?F11000?3.1%?K40?40%R= ==0.383 1000?So?K40?F11000?8.4%?K40?F1 计算得K40=3.089kg 得到3.089 kg稀奶油的同时得到的脱脂乳量（K0。2） K40?40%?K0.2?0.2%F。= =3.1% K40?K0.2 计算得 K0。2=39.305 kg 每吨原料进行标准化应进行脱脂的原料乳的量（M） M= K40+ K0。2=3.089+39.305=42.394 故每1042.39kg原料乳可得标准化乳1003.089kg及39.305kg的脱脂乳。 标准乳的成分 1000?Fo?K40?F11000?3.1%?K40?40% F标 = ==3.114% 1000?K401000?K40 1000?So?K40?S11000?8.7%?3.089?5.39%S标 = = =8.690% 1000?K401000?3.089 当原料乳量为1t时可得到的标准化乳（M1） 1000×1003.089 =962.294kg 1042.325 42.394用于分离稀奶油的原料乳 M2= ×1000=40.670 kg 1042.394 3.089得到稀奶油的量 M3= ×40.670=2.963kg 42.394 39.305得到脱脂乳的量 M4= ×40.670=37.707kg 42.394以上是按原料乳量为1t 即1000kg 计算的结果，所以每100kg得到稀奶油的量为0.2963 kg，得到脱脂乳的量3.7707 kg，标准化乳为96.2294 kg。 M1= 产品配方 纯鲜牛奶 稳定剂（%） 0.12～0.18 麦香牛奶 鲜牛奶 （%） 80 蔗糖 （%） 4.0～4.5 麦汁 （%） 0.8～1.2 稳定剂 （%） 0.15～ 0.18 香精 （%） 适量 可可奶 鲜牛奶（%） 80 蔗糖（%） 4～5 可可粉（%） 0.8～1.2 稳定剂（%） 0.12～0.20 香精 （%） 适量 咖啡奶 鲜牛奶（%） 40～60 蔗糖（%） 4～5 咖啡粉（%） 1～3 稳定剂（%） 0.1～0.15 香精（%） 适量 配料表汇总 纯鲜牛奶 麦香牛奶 可可牛奶 咖啡牛奶 原料乳量（Kg） 100 100 100 100 提取稀奶油量（Kg） 0.2963 0.2963 0.2963 0.2963 得到脱脂乳的量（Kg） 3.7707 3.7707 3.7707 3.7707 标准乳（Kg） 96.2294 96.2294 96.2294 96.2294 蔗糖 稳定剂 辅助材料（Kg） 麦香香精 可可香精 咖啡香精 麦汁 其他原料（Kg） 可可粉 咖啡粉 --------- 0.15 ------- ------- ------- ------ ------- ------ 5 5 9 0.18 0.18 0.25 0.12 ------- ------ ------ 0.12 ------ ------ ------ 0.18 1.2 ------ ------- ------- 1.2 ------- ------ ------- 4 成品计算 鲜牛奶(鲜牛奶100%) 超高温奶： ⑴ 100kg原料乳经分离、标准化后得到解决的稀奶油为0.2963kg，脱脂乳为3.7647kg ;标准化乳为96.2294kg。 ⑵ 乳液经粗滤、脱气、净化及标准化等工序后，物料损耗以0.5%计 ，则M=96.2294*(1-0.5%)=95.7483kg。 ⑶ 预热杀菌、均质、超高温灭菌等阶段的物料损耗以0.15%计，则M= (95.7483+0.15)*(1-0.15)= 95.7545kg。 ⑷ 灌装损耗以0.1%计，则M= 95.7545*(1-0.1%)= 95.6587kg。 ⑸ 成品率 对原料乳：95.6587/100=95.6587% 对标准化乳：95.6587/96.2294= 99.4068% 巴氏杀菌奶（未添加稳定剂） ⑴ 100kg原料乳经分离、标准化后得到解决的稀奶油为0.2963kg，脱脂乳为3.7647kg ;标准化乳为96.2294kg。 ⑵ 乳液经粗滤、脱气、净化及标准化等工序后，物料损耗以0.5%计 ，则M=96.2294*(1-0.5%)=95.7483kg。 ⑶ 预热杀菌、均质、巴氏杀菌等阶段的物料损耗以0.15%计，则M= 95.7483*(1-0.15)= 95.7483kg。 ⑷ 灌装损耗以0.1%计，则M= 95.7483*(1-0.1%)= 95.5091kg。 ⑸ 成品率 对原料乳：95.5091/100=95.5091% 对标准化乳：95.5091/96.2294= 99.2515% 花色奶（超高温） 麦香牛奶(鲜牛奶80%) ⑴ 100kg原料乳经分离、标准化后得到解决的稀奶油为0.2963kg，脱脂乳为3.7647kg;标准化乳为96.2294kg。 ⑵ 乳液经粗滤、脱气、净化及标准化等工序后，物料损耗以0.5%计 ，则M=96.2294*(1-0.5%)=95.7483kg。 ⑶ 预热杀菌、均质、超高温灭菌等阶段的物料损耗以0.15%计，则M= (95.7483/80%)*(1-0.15)= 119.5058kg。 ⑷ 灌装损耗以0.1%计，则M= 119.5058*(1-0.1%)= 119.3863kg。 ⑸ 成品率 对原料乳：119.3863/100=119.3863% 对标准化乳：119.3863/96.2294=124.0643% 可可奶(鲜牛奶80%) ⑴ 100kg原料乳经分离、标准化后得到解决的稀奶油为0.2963kg，脱脂乳为3.7647kg ;标准化乳为96.2294kg。 ⑵ 乳液经粗滤、脱气、净化及标准化等工序后，物料损耗以0.5%计 ，则M=96.2294*(1-0.5%)=95.7483kg。 ⑶ 预热杀菌、均质、超高温灭菌等阶段的物料损耗以0.15%计，则M= (95.7483/80%)*(1-0.15)= 119.5058kg。 ⑷ 灌装损耗以0.1%计，则M= 119.5058*(1-0.1%)= 119.3863kg。 ⑸ 成品率 对原料乳：119.3863/100=119.3863% 对标准化乳：119.3863/96.2294=124.0643% 咖啡奶(鲜牛奶50%) ⑴ 100kg原料乳经分离、标准化后得到解决的稀奶油为0.2963kg，脱脂乳为3.7647kg;标准化乳为96.2294kg。 ⑵ 液经粗滤、脱气、净化及标准化等工序后，物料损耗以0.5%计 ，则M=96.2294*(1-0.5%)=95.7483kg ⑶ 预热杀菌、均质、超高温灭菌等阶段的物料损耗以0.15%计，则M= (95.7483/50%)*(1-0.15)= 191.2094kg。 ⑷ 灌装损耗以0.1%计，则M= 191.2094*(1-0.1%)= 191.0182kg。 ⑸ 成品率 对原料乳：191.0182/100= 191.0182% 对标准化乳：191.0182/96.2294=198.5030% 班产 纸箱数 包装规格 年 折算 个/班 班产产 体积 产品名称 量 量 数（L） (t) 250ml 243ml (t) 250ml 243ml 包/班 袋/班 袋装 巴氏杀菌 纯鲜牛奶 超高温灭菌 利乐包 袋装 利乐包 袋装 25 5 15 5 10 7500 24271.8 ------ 99884 ------ 1665 1500 4854.4 19418 ------ 810 ------ 999 ------ 666 4500 14563.1 ------ 59931 ------ 1500 4854.4 19418 ------ 810 麦香牛奶 2400 9708.7 ------ 39954 ------ 可可奶 袋装 10 2400 9708.7 ------ 39954 ------ 666 666 咖啡奶 袋装 10 2400 9708.7 ------ 39954 ------ 备注：牛奶密度为1.03kg/L 包装规格: 袋装 1*60*243ml 利乐包 1*24*250ml 热量衡算及相关设备选型 热量衡算过程的说明 ⑴ 根据换热器两端（牛奶入口——热/冷水出口，牛奶出口——热/冷水入口）的温差，按照△tm=(△t2-△t1)/ln(△t2/△t1) ，求出对数平均温差。 ⑵ 根据热量衡算式Q=M×C×△T=K×△Tm×A,可求出换热器所需面积 A=(M×C×△T)/(K×△Tm) 已知：q——牛奶流量kg/h C——牛奶比热容KJ/(Kg·oC) △T——牛奶的入口、出口温差。C K——总传热系数W/(m2·oC) ⑶计算牛奶和水的热传递单元数NTU牛、NTU水 NTU牛=(K×A)/(M×C)=△T牛/△Tm NTU水=rA ×NTU牛=（△T水/△T牛）×NTU牛 取较大的NTU,再根据流道，查“温差修正系数”表（见《乳品技术装备》P.86图5-19），得到温差修正系数Ft,则换热面积相应修正为A修=A/Ft 如果A修仍 ⑴15吨/班袋装生产线 参数取值： q：根据“物料衡算”，取每日需处理原料乳15/95.6587%=15.6807t。该生产线只每天下午生产3.5小时，则乳液流量为15.6807×1000/3.5=4480.2kg/h。根据现有换热器的流量标准，以5000kg/h计，在实际生产中，可以在管路上安装阀门，调节流量至计算值即可。 oo K：板式换热器的总传热系数可达3500--4000W/(m2·C)，这里取3500W/(m2·C) o C：牛奶的比热容随温度变化范围为3.92—3.97 KJ/(Kg·C)，这里取为3.95 o KJ/(Kg·C) ⑵ 10吨/班袋装生产线 参数取值： q：根据“物料衡算”，取成品率最小的产品，每日需处理原料乳10/119.3863%= 8.3762t。该生产线只每天下午生产3.5小时，则乳液流量为8.3762×1000/3.5=2393.2kg/h。根据现有换热器的流量标准，以 3000kg/h计，在实际生产中，可以在管路上安装阀门，调节流量至计算值即可。 oo K：板式换热器的总传热系数可达3500--4000W/(m2·C)，这里取3500W/(m2·C) C：牛奶的比热容随温度变化范围为3.92—3.97 KJ/(Kg·oC)，这里取为3.95
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