目錄摘要……………………IABSTRACT……………………II1引言…………11.1脫脂乳粉產業特點及市場分析…………22脫脂乳粉的標準……………2.13脫脂乳粉的生產工藝流程及工藝要點……3.1脫脂乳粉的生產工藝流程………………3.2脫脂乳粉的生產工藝要點………………3.2.1原料乳的驗收…………3.2.2預處理…………………3.2.3脫氣……………………3.2.4預熱……………………3.2.5分離……………………3.2.6冷卻……………………3.2.7預熱殺菌………3.2.8濃縮……………………3.2.9噴霧干燥………………3.2.10出粉、冷卻……………3.2.11篩粉……………………3.2.12稱量與包裝……………3.2.13設備清洗程序…………3.3檢驗乳粉的質量……………4物料衡算及設備計算、選型…………………4.1物料衡算……………………4.1.1物料質量計算……………4.1.2濃縮過程的物料計算…………………4.1.3干燥過程的物料計算…………………4.1.4包裝所需物料…………4.2濃縮階段計算………………摘要關鍵詞脫脂乳粉；工藝設計；雙效真空濃縮罐；離心式噴霧干燥塔本設計主要是進行日處理30噸鮮奶的脫脂乳粉廠的設計。首先，在了解資源和市場的基礎上，提出了建廠的可行性研究報告;其次，對日處理鮮奶30噸脫脂乳粉進行了配方設計以及工藝條件的選擇和論證；另外，對生產車間進行了物料和能量衡算，并且對車間的工藝設計和設備選型也進行了計算，特別采用了離心式噴霧干燥塔，大大節約了能源，并且單獨設計了雙效真空濃縮罐。第三，本設計對輔助設施進行了計算及選型；同時，對公用系統和人員定額也進行了估算;最后，本設計還作了必要的成本核算及經濟效益分析。整個設計充分考慮了目前的經濟狀況和今后發展的需要，從節能的角度出發選擇設備。生產流程充分考慮到機械化、自動化水平，技術上先進、可靠，布局上合理、規范。1引言1.1脫脂乳粉產業特點及市場分析乳含有豐富的高質量蛋白、乳脂肪、糖類化合物以及幾乎全部已知的維生素、大量的礦物質、免疫活性因子等營養成分。營養學家研究表明,乳中的鈣和蛋白質是人體最重要的基本營養素,其它物質也是人體生命活動所需的重要成分,乳的生物學價值(人體生理上的利用率)為85%,消化率為98%。因其營養全面且易被吸收,乳及乳制品被認為是“接近完善的食品”。脫脂乳粉以乳為原料，添加或不添加食品營養強化劑，經脫脂、濃縮、干燥制成的蛋白質不低于非脂固體的34%，脂肪不低于2%的粉末狀產品。因脫脂乳粉含脂率很低，產品不易氧化，耐貯藏，脫脂乳粉是一種廣受歡迎的健康速溶粉體食品，它的產量保持上升趨勢。另外，由于食品工業的發展，作為食品加工原輔料的脫脂乳粉需求量也在增加。牛乳中含大量的水分及脂肪，容易滋生腐敗微生物，儲存期短。將其加工成脫脂乳粉后可以很好的延長貨架期，并且保留了牛乳中大量的營養物質，對人體有很重要的營養作用。牛奶脫脂后加工而成，口味較淡，適于中老年、肥胖和不適于攝入脂肪的消費者。牛乳的濃縮干燥單元操作是乳品工業中消耗熱源最多的工程。在能源日益匱乏的今天，研究濃縮、噴霧干燥過程中的節能技術也有著長遠意義。本設計即是對中小液體乳生產企業的規劃設計進行探討。2脫脂乳粉的標準2.1脫脂乳粉的理化指標項目蛋白質%脂肪，%蔗糖，%復原乳酸度，OT水分，%不溶度指數，ml雜質度，mg/ml脫脂乳粉≥非脂乳固體的34≤2.0—≤20.0≤5.0≤1.0≤16非脂乳固體=100（%）-脂肪實測值（%）-水分實測值（%）2.2脫脂乳粉的衛生指標項目鉛mg/kg銅mg/kg硝酸鹽（以NaNO3計）mg/kg亞硝酸鹽（以NaNO2計）mg/kg酵母和霉菌cfu/g脫脂乳粉≤0.5≤10≤100≤2≤50項目黃曲霉毒素M1μg/kg菌落總數cfu/g大腸菌群MPN/100g致病菌（指腸道致病菌和致病球菌）脫脂乳粉≤5.0≤50000≤90不得檢出2.3脫脂乳粉的感官特征項目色澤滋味和氣味組織狀態沖調性脫脂乳粉成均勻一致的乳黃色具有純正的乳香味干燥、均勻的粉末經攪拌可迅速溶解于水中，不結塊3脫脂乳粉的生產工藝流程及工藝要點3.1脫脂乳粉的生產工藝流程原料乳的驗收原料乳的驗收預處理初次殺菌離心凈乳脫脂乳預熱殺菌冷卻濃縮噴霧干燥出粉、冷卻篩粉稱量與包裝入庫稀奶油殺菌冷凍貯藏分離灌裝3.2脫脂乳粉的生產工藝要點3.2.1原料乳的驗收（1）感官指標色澤：正常牛乳應為乳白色或微帶黃色，不得有紅色、綠色或其他顏色。滋氣味：正常牛乳具有新鮮牛乳固有的香味，無其他異味。組織狀態：正常牛乳呈均勻的膠態流體，無沉淀、無凝塊、無雜質、無異物等。（2）理化指標項目指標脂肪質量分數（%）蛋白質質量分數（%）相對密度（20℃/4酸度（以乳酸計）（%）雜志度/（mg·kg-1）汞質量分數/（mg·kg-1）六六六、滴滴涕質量分數/（mg·kg-1）≥3.10≥2.95≥1.0280≤0.162≤4≤0.01≤0.1（3）微生物指標分級細菌總數/（104cfu·ml-1）I≤50II≤100III≤200IV≤400一般原料乳的相對密度為1.028~1.032（20℃），酸度不超過20o3.2.2預處理（1）原料乳的冷卻將乳迅速冷卻是獲得優質原料乳的必要條件。剛擠出的牛乳，其溫度為32~36℃（2）原料乳的凈化原料乳驗收后必須凈化。其目的是去除乳中的機械雜質并減少微生物的數量，可以采用過濾凈化或離心凈化等。簡單的粗濾是在受乳槽上裝有過濾篩網并鋪上多層紗布進行，進一步過濾則采用雙聯過濾器，濾布應經常清洗滅菌。使用離心凈乳機可以顯著提高凈化效果，有利于提高制品質量。離心凈乳機還能將乳中的乳腺體細胞和某些微生物除去，凈乳機放在粗濾之后，冷卻之前。本設計中牛乳先經過雙聯過濾器，然后再經過凈乳機，從而實現原料乳的凈化。本工廠采用管式過濾器，目數在80目左右。3.2.3脫氣剛擠出的牛乳約含5.5%~7%的氣體；經過貯存、運輸和收購后，一般增加到10%以上，而且大部分為非結合的分散氣體。這些氣體對乳品加工過程和產品質量會產生一些不良影響：①影響牛乳計量的準確性；②使巴氏殺菌機中結垢增加；③影響分離效率；④影響奶油的產量；⑤使脂肪球聚合；⑥使牛乳中的乳清析出等。3.2.4在許多大型乳品廠，不可能在收購鮮奶后立即進行巴氏殺菌或加工。因此，有一部分乃必須得在大貯乳罐中貯存數小時或數天。在這種情況下，雖然有現代化的制冷技術，但微生物有足夠的時間繁殖并產生酶類，而且微生物產生的副產物有時是有毒的；此外，微生物還會引起牛乳中某些成分分解，使PH下降。因此，當原料乳到達乳品廠時必須盡快的進行熱處理，尤其是原料質量比較差時。3.2.5分離牛乳中脂肪的比重平均為0.93，脫脂乳的比重為1.060，要使牛乳中3%~5%的脂肪分離出來，則可根據乳脂肪與脫脂乳比重的不同采取離心分離法進行分離。牛乳預熱溫度達到50℃上下既可分離，脫脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。牛乳的離心分離是藉牛乳分離機分離缽的高速旋轉所產生的離心力,將比重不同的脫脂乳和稀奶油分開，分出的稀奶油儲存在儲罐中。配置1臺15.0t/h牛奶分離機組成預處理生產線3.2.6預熱殺菌殺菌方法一般采用高溫短時間殺菌法，或超高溫瞬時殺菌法。如果采用板式或管式殺菌器時，通常使用的殺菌條件為80~85℃，保持30s或90℃，保持24s。如果采用超高溫瞬時殺菌裝置，則為120~3.2.8濃縮原料乳經過殺菌后，應立即進行真空濃縮。一般大約濃縮到原料乳體積的1/4，這時牛乳的濃度約為12~16oBe′（50℃濃縮的優點：1）經濟效益好，成本低真空濃縮鍋中，蒸發1kg水分需要消耗約1.1kg加熱蒸汽；雙效降膜蒸發器需0.39kg加熱蒸汽；噴霧干燥室內每蒸發1kg水分，需要2.5-3.0kg加熱蒸汽2)真空濃縮對乳粉的物理性狀有顯著影響濃縮后乳粉粒子粗大，有良好的分散性和沖調性3)真空濃縮可改善乳粉的保藏性4)濃縮后，乳粉顆粒致密，密度大對包裝有利3.2.9噴霧干燥在噴霧干燥設備內，濃縮乳依靠機械力（離心力）的作用，通過霧化器成為霧狀微粒（其直徑約為10~10000μm），并與干燥介質接觸，在接觸的瞬間進行強烈的熱交換與物質交換，使濃縮物料中的水分絕大部分在短時間內被干燥介質帶走，完成干燥。特點及原理：噴霧干燥是噴霧和干燥的密切結合，用單獨一次工序將濃縮乳干燥成乳粉。采用機械力量，通過霧化器將濃縮乳在干燥室內噴成極細小的霧狀乳滴，使比表面積大大增加，同時與熱空氣接觸，水分瞬間大量蒸發?？蓪⑽锪现泻?0-70%水分迅速干燥成為水分為2.0%左右的粉狀成品優點干燥速度快，物料受熱時間短干燥過程溫度低，乳粉品質好調節工藝參數，可以控制成品的質量指標在密閉空間內干燥，產品不易受污染，產品雜質度很低操作控制方便，適合于連續化、自動化、大型化生產3.2.10出粉、冷卻在噴霧干燥室內的乳粉，要求迅速連續不斷的卸出并即使冷卻，不應長時間積存在干燥室內，以免受熱過久，降低乳品質量。乳粉要求迅速卸出、及時冷卻（30℃受熱過久導致游離脂肪過多，易氧化還會影響乳粉的溶解度和色澤乳粉在高溫狀態下放置，水分含量高3.2.11篩粉通過篩粉可以去除乳粉中的雜志、焦粉或硬塊、潮粉粒塊；同時可以使乳粉自然冷卻，乳粉中的粗、細粉混合均勻。3.2.12稱量與包裝乳粉很容易吸濕、結塊，以致變質。所以經過冷卻、篩粉的乳粉必須進行稱量包裝。其包裝不僅限于乳粉的吸濕因素，還有其他目的，如便于攜帶、利于運輸和儲藏、防止乳粉的香味散失、防止一切的外界污染、利用包裝的圖畫吸引消費者等。用自動稱量機采取重量法包裝。包裝容器使用前應消毒，內外表面保持清潔。包裝應嚴密，不發生滲漏或破裂，不得二次污染。包裝室：18-20℃，空氣相對濕度75%包裝過程中影響產品質量的因素乳粉的溫度——28℃包裝室內濕度的影響包裝時除去空氣的重要性3.2.13稀奶油的殺菌稀奶油的殺菌溫度與時間有以下幾種方法：72℃，15min；77℃，5min；82~85℃3.2.14稀奶油的灌裝將稀奶油冷卻后立即進行裝瓶，本設計選用的是玻璃瓶。3.2.15冷凍將灌裝后的稀奶油用傳送帶式凍結裝置進行凍結。凍結有利于保持稀奶油的質量和風味。3.3乳粉的質量檢驗成品由檢驗員根據產品標準要求，對產品進行有關感官、理化、沖調性、復原乳酸度和微生物指標進行檢測。符合標準后方可出廠。4物料衡算及熱量衡算4.1物料衡算4.1.1牛乳中主要化學成分及質量分數表4-1牛乳中主要化學成分及質量分數水分總乳固體脂肪蛋白質乳糖無機鹽87.0%13%4%3.4%4.8%0.8%脫脂乳粉中主要物質及質量分數：表4-2脫脂乳粉中主要物質及質量分數水分總乳固體脂肪蛋白質乳糖無機鹽4%96%1.5%35.15%53.455.9%工廠實行三班制，有效工作時間為18h，則每小時工作量Fo=30000/18=1666.67kg/h脫脂乳粉的總質量：=2857.14kg分離出含脂率30%的稀奶油的質量：=3857.14kg稀奶油流量：kg/h4.1.2濃縮過程物料衡算濃縮前水分的量：V=30000×87%-2857.14×1.5%=23400kg濃縮前水分含量：W=濃縮前物料的流量：F=1666.67-214.29=1452.38kg/h設濃縮后乳固形物的濃度為48%，水分含量52%濃縮后物料的量：kg/h蒸發的水量：kg/h4.1.3干燥過程物料衡算設干燥后乳固形物的濃度為96%，水分含量為4%干燥后物料的量：kg/h蒸發水量：kg/h4.1.4包裝（1）稀奶油：包裝采用玻璃瓶250g/瓶，大包裝12瓶/箱小包裝：瓶大包裝：箱（2）脫脂乳粉包裝采用500g/袋，大包裝為24袋/箱小包裝：袋大包裝：箱5熱量衡算及傳熱面積計算5.1濃縮階段計算混合料液原濃度為13%，濃縮至干物質為48%設第一效出料濃度為27.5%，二效出料濃度為48%一效蒸發水量：kg/h二效蒸發水量：kg/h5.1.1牛乳中各干物質含量如下表所示表4-3牛乳中各干物質含量名稱蛋白質脂肪糖水質量kg10201200144026100比熱0.50.50.31則原料的比熱為：=0.9214kcal/kg﹒℃5.一效：進料溫度TF1=90加熱溫度TS1=85蒸發溫度T1=70相應汽化熱r1=555.05kcal/kg二效：進料溫度TF2=65加熱溫度TS2=70蒸發溫度T2=48相應汽化熱r2=566.21kcal/kg5.1一效：傳熱系數k1=1400kcal/h﹒m2﹒℃傳熱量:kcal/h溫差△T1=TS1-TS2=85-70=15傳熱面積m2選用Φ45×2mm長5m的不銹鋼管做蒸發管，取加熱管余量系數為1.1則d=45-2×2=41mm所需蒸發管數：根二效：傳熱系數k2=700kcal/h﹒m2﹒℃傳熱量:kcal/h溫差△T2=T1-T2=70-48=22傳熱面積m2選用Φ45×2mm長5m的不銹鋼管做蒸發管，取加熱管余量系數為1.1則d=45-2×2=41mm所需蒸發管數：根5.一效：kg/m2﹒h二效：kg/m2﹒h5.（1）第一段預熱是以盤管形式在混合冷凝器內或專門預熱器內進料溫度t1=6℃，出料溫度t2=加熱蒸汽溫度t3=45℃，傳熱系數k1′=1250kcal/h﹒m2則傳熱量Q1=FC(t2-t1)=1452.38×0.9214×（40-6）=45499.58kcal/h溫差△t1′=t3-t1=45-6=39℃△t2′=t3-t2=45-40=對數平均溫差℃傳熱面積m2使用Φ25×2mm不銹鋼管，則管長m取37m（2）第二段傳熱面積第二段預熱是以盤管形式在二效加熱器內進料溫度t2=40℃，出料溫度t4=加熱蒸汽溫度TS2=70℃，傳熱系數k2′=1300kcal/h﹒m2﹒則傳熱量kcal/h溫差△t1″=TS2–t2=70-40=30℃△t2″=TS2-t4=70-60=對數平均溫差℃傳熱面積m2使用Φ25×2mm不銹鋼管，則管長m取19m（3）第三段傳熱面積第三段是以盤管形式在一效加熱器內進料溫度t4=60℃，出料溫度t5=70加熱蒸汽溫度TS1=85℃，傳熱系數k3′=1300kcal/h﹒m2﹒則傳熱量kcal/h溫差△t13=TS1–t4=85-60=25℃△t23=TS1-t5=85-70=對數平均溫差℃傳熱面積m2使用Φ25×2mm不銹鋼管，則管長m取9m（4）第四段傳熱面積、第四段是以列管式換熱器，即為殺菌管進料溫度t5=70℃，出料溫度t6=加熱蒸汽溫度t7=10445℃，傳熱系數k4′=1600kcal/h﹒m則傳熱量kcal/h溫差△t14=t7-t5=104-70=34℃△t24=t7-t6=104-94對數平均溫差℃傳熱面積m2使用Φ25×2mm不銹鋼管，則管長m取18m5.已知：工作蒸汽壓Po=6atm大氣壓力P=760mmHg吸入氣體壓力P1=235mmHg=0.309atm排出氣體壓力P2=540mmHg=0.71atm則（1）吸入熱壓泵氣體量（二效加熱蒸汽取30%余量）kg/h（2）壓縮比（3）膨脹比（4）抽氣系數：根據K=2.3，E=19.4，查得μ=0.8工作蒸汽消耗量kg/h5.1.（1）噴嘴各部分尺寸咽部直徑mm入口處直徑d1=5d=5×13=65mm出口處直徑d2=cd∵c=0.54lgE2.64=1.84，取c=2∴d2=cd=2×13=26mm咽部長度L=1.2d=1.2×13=15.6mm取L=16mm收縮部長度mm，取46mm擴張部長度mm，取50mm（2）擴散管各部分尺寸咽部直徑mm，取D=54mm入口處直徑D1=1.5D=1.5×54=81mm出口處直徑D2=1.8D=1.8×54=97.2mm咽部長度L＇=3D=3×54=162mm收縮段長度L1＇=5D=5×54=270mm擴張段長度L2＇=5D=5×54=270mm（3）噴嘴出口到擴散管入口距離A值的計算蒸汽自由噴射流長度其中α—實驗常數，對彈性介質取0.07~0.09，本設計取0.09∴mm蒸汽噴射流在距離噴嘴出口Lc處的截面直徑dc=1.55d2（1+μ）=1.55×26×（1+0.6）=64.48mm取dc=65mm5.1.設冷卻水初溫為20℃，終溫為已知一效、二效不凝氣體由不凝氣管進入冷凝器的量均為Vˊ=100kg/h第一段預熱管傳熱量為Q1=45499.58kcal/h45℃時二效二次蒸汽熱焓為I170℃時二效二次蒸汽熱焓為I2二效二次蒸汽熱焓的量為V2=293.23kg/h冷卻水消耗量kg/h.已知加熱蒸汽溫度在104℃則殺菌器的蒸汽消耗量為熱壓泵蒸汽耗量為Go=514.25kg/h工作蒸汽熱焓為I3=655.6kcal/kg（Po=6atm）則kcal/h5.1.1、冷凝水帶出的熱量Q1ˊ:已知：一效蒸發水量為V1=765.80kg/h加熱蒸汽量：W1=Go+Wˊ=574.12kg/h冷凝水排出的溫度：t一效=88℃，t二效=冷凝水的排出量：一效殺菌器：W2=Go+W′+Gm=514.25+59.87+411.40=985.52kg/h二效殺菌器：W3=V1-Gm=765.80-411.40=354.40kg/h則Q1ˊ=W2t一效+W3t二效=985.52×88+345.4×78=114368.96kcal/h取114000kcal/h2、物料帶出熱量Q2ˊ出料溫度為t出=50出料量為W=F-V=1452.38-1059.03=393.35kg/h濃縮后各物質含量如表4-4所示表4-4濃縮后各物質含量名稱蛋白質脂肪乳糖水分質量kg102042.8614403681.76比熱0.50.50.31則濃縮后物料的比熱為：kcal/h則Q2ˊ=Wt出Cˊ=393.35×50×0.6561=12903.85kcal/h3、冷卻水帶走的熱量Q3ˊ：冷卻水排出量WL=8871.40kg/h取9000kg/h初溫為20℃，終溫為Q3ˊ=WL（40-20）=9000×20=180000kcal/h4、設備散熱Q4ˊ按設備蒸發耗熱的5%計算Q4ˊ=（V1r1+V2r2）×5%=（765.80×555.05+293.23×566.21）×5%=29554.35kcal/h取30000kcal/h5、總耗熱為：Q耗=Q1ˊ+Q2ˊ+Q3ˊ+Q4ˊ=114000+12903.85+180000+30000=336903.85kcal/hQ給＞Q耗所以設計合理5.2干燥階段計算5.2.1噴霧干燥塔空氣消耗量計算計算依據：新鮮空氣的溫度t0=20相對濕度熱風溫度t1=150排風溫度t2=78由t0、在I-X圖上查得新鮮空氣的濕含量為X0=0.0118kg水/kg干其熱焓為I0=11.25kcal/kg∵空氣在預熱過程中不變∴進入干燥塔時熱空氣的濕含量為X1=X0=0.0118kg水/kg由t1、t2在I-X圖上查得進入干燥塔的熱空氣焓I1=44kcal/kg排出干燥塔的廢氣濕含量X2=0.039kg水/kg1、通過干燥設備的絕對干燥的空氣量為kg干/h2、單位絕干空氣耗量（一千克干空氣為基準）kg干/h3、噴霧干燥消耗的濕空氣體積為V0=v0v0為冷空氣的比熱容m3/h∴V0=v0G=0.862×7230.88=6233.024、離開噴霧干燥器的濕空氣體積為V2=v2v2為廢氣的比容m3/h∴V2=v2G=1.076×7230.88=7780.435、進排風量的比較∵∴排風量比進風量大24.8%，符合乳品生產中干燥塔負壓的要求，是合理的。5.2.2噴霧干燥設備的熱量衡算1、總的給熱量kcal/h2、耗熱（1）蒸發水分所需熱量為式中為乳進料溫度45℃∴q1=196.68×（595+0.46×78-45）=115230.88kcal/h（2）將奶（48%）由45℃升至60℃所需的熱量（壁溫取式中Cm=Cs+C2Cw，其中kcal/h∴kcal/kg·℃∴q2=196.68×0.748×（60-45）=2206.75kcal/kg·℃（3）干燥塔熱損失為q3=kwFw△tkw為干燥器壁的表面同空氣之間的傳熱系數kcal/kg·℃Fw為干燥器與周圍空氣接觸的表面積m2△t=t壁-t空=60-20=40∴q3=9.9×62.8×40=24868.8kcal/h取24869kcal/h（4）廢氣帶出的熱量q4=G（0.24+0.46X0）(t2-t0)=7230.88×（0.24+0.46×0.018）×（78-20）=104119.21kcal/h（5）Q耗=q1+q2+q3+q4=115230.88+2206.75+24869+104119.21=246425.84kcal/hQ給≈Q耗，∴本設計的干燥塔熱量基本平衡。6設備尺寸計算及選型6.1蒸發罐的結構尺寸計算6.1.11、管徑和管數經計算，已知選Φ45×2mm，長5m的不銹鋼無縫鋼管作為蒸發管，一效的蒸發列管數為Z1=33根，二效的蒸發列管數為Z2=18根2、排列方法：正三角形排列6.1.21、實際傳熱面積一效：F實1=33×0.041π×5=21.24m2二效：F實2=18×0.041π×5=11.59m2、驗算余量一效：有12%的余量二效：有14%的余量∴一、二效均符合要求6.1.31、尾部預熱器本設計采用Φ25×2mm的不銹鋼管，經計算知管長l1=37m設混合冷凝容器的內徑為700mm,則蛇管的外管直徑Do=d-200=700-200=500每組蛇管間距t=2d外=2×25=50mm同一組中各蛇管間的垂直距離h=1.5d外=1.5×25=38mm內圈蛇管直徑do=Do-2t=500-2×50=400mm∴每圈蛇管長度：mm=1.57mmm=1.27m又∵蛇管總長度為l1=37m則m,m蛇管圈數圈數管高度H=nh=31×38=1178mm=1.18m2.一、二效預熱管的設計計算（1）一效殼徑的計算由于采用脹管法，則管間距t＇=1.3d外=1.3×45=58.5mm，則最外圈直徑（中心圈）：D1=2×5tˊ×cos30°=2×5×58.5×cos30°≈507最外管中心到殼體內徑距離為h1=1.3d外=1.3×45=58.5mm則殼體內徑為D內1=D1+2h1=507+2×70=647mm壁厚取8mm，則D內為700mm。（2）一效預熱盤管的設計由以上可知取Φ25×2mm的不銹鋼管長l3=9m則d2=D+2d＇=507+2×70=647mm每圈蛇管長度m∴盤管圈數，取5根蛇管高度ho=2d外=2×25=50mmH＇=n＇ho=5×50=250mm殼體外徑：盤管距殼體100mm，殼厚8mm則D外1＇=d2+2×100+2×8=647+2×100+2×8=863mm取900mm（3）二效殼徑脹管法t＂=1.3d外=1.3×45=58.5mmD內2=t＂（b-1）+2t＂=58.5×（7-1）+2×58.5=468mm取470mm其中b取7盤管外圈中心直徑為d3=t＂（b-1）=58.5×（7-1）=351mmD外2=D內2+2×8=426+16=484mm，壁厚取8mm，D外2取500mm（4）二效預熱管由上計算可知，l2=19m則d4=d3+2×50=351+100=451mm，每圈蛇管度∴蛇管圈數取14。蛇管高度ho＇=2×25=50mm殼體外徑到殼體內徑距離100mm，殼厚則D內2＇=d4+100×2=451+200=651mmD外2＇=D內2＇+2×8=651+16=667mm，取700mm6.1.4本設計中此通道采用長方形截面通道（b=2a）汽液流速ω=25m/s=90000m/h1、一效：V1=765.80kg/h，蒸發溫度T1=70℃，相應的比熱容為C1=5.502m則相應的二次蒸汽體積V一效=V1C1=765.80×5.502=4213.43m面積：m3/h則mm，b1=2a1=306mm2、二效：V2=293.23kg/h，蒸發溫度T2=45℃，相應的比熱容為C2=15.28則相應的二次蒸汽體積V二效=V2C2=765.80×5.502=4213.43m面積：m2則b2=2a2=316mm6.1.51、一效：氣體流速ω1=25m/s=90000m/h加熱蒸汽量G1=Go+Gm=514.25+411.40=925.65kg/h加熱蒸汽溫度TS1=85℃，相應的比容C1′=3.06則二次蒸汽體積V1′=G1C1′=925.65×3.065=m2，∴直徑m2、二效：氣體流速ω2=16m/s=57600m/h加熱蒸汽量G2=V1-Gm=765.80-411.40=354.4kg/h加熱蒸汽溫度TS2=70℃，相應的比容C2′=5.502則二次蒸汽體積V2′=G2C2′=354.4×5.502=m2，∴直徑m6.1.6殺菌器的計算1、根據以上計算，殺菌器長l4=18m，取每根長5m，則所需管，取4根2、排布：采取同心圓排布管間距t0取1.3d外，則t0=1.3×25=32.5mm6.1.7保溫管的計算取物料的密度為1.032，物料在保溫管中停留的時間取24s，設管長3.5m，則m/s=525m/h體積流量dm3/h=1.407m3/h傳熱面積m2∵∴mD＇=2R=2×0.029=0.058=58mm6.1.8蒸發罐的強度計算本設計的雙效降膜蒸發器為真空條件操作屬于外壓容器，其強度計算如下：1、一效蒸發器上部：外徑D上=900mm，壁厚=8mm，長L=2000mm則mm∴L＞L上，蒸發器為短圓筒式真空容器為外壓容器，p=1atm臨界壁厚其中：E——彈性模數（材料的）不銹鋼件，E=2.1×106kgC——腐蝕強度，不銹鋼取0則cm=3.9mm∴＜∴本設計是合理的2、二效蒸發器上部：外徑D上＇=700mm，壁厚=8mm，長L上＇=2000mm則mm∴，蒸發器為短圓筒式真空容器為外壓容器，p=1atm臨界壁厚：cm=3.39mm∴，∴本設計是合理的下部：外徑=500mm，壁厚=8mm，長=3000mm則mm∴，本設計為短圓筒式臨界壁厚cm=3.3mm∴，∴本設計是合理的。6.2噴霧干燥塔尺寸計算6.2.1離心噴霧設備液滴的大小與射程設計依據：本設計采用溝槽式離心盤孔眼直徑d=0.003m孔眼數目n=24進料量G1=393.35kg/h轉盤轉數n=10000轉/分=167r/s離心盤半徑R=140mm液滴表面張力α=0.005kg/m·s物料密度ρn=1076kg/m3（1）液滴的射程m（2）霧滴直徑的計算式中：x——由Mp確定的系數ρ——物料密度σ——料液表面張力Z——溝槽的數目h——溝槽的高度μ——料液的黏度Mp——溝槽的周邊潤濕率，l——潤濕周邊長度l=ndπkg/s·m離心盤的進料溫度為45℃則μ=0.0015pa/s，σ=0.07N/m,h=d/2=0.0015m,ρ=1124kg/m由于Mp＞0.33，∴x取0.4（3）液滴離開離心盤的速度a、徑向速度b、切向速度m/sc、合速度m/s6.2.2干燥室尺寸計算（1）干燥室直徑D=2.25S=2.25×2.18=4.91m，取5m（2）干燥室有效容積，式中q為干燥時的容積干燥強度q=0.03TB-1=3.5kg/m2·h（TB為進入干燥室的熱風溫度）∴m3（3）干燥室截面風速m2∵其中：v1——熱空氣的比容v2——冷空氣的比容vcp——干燥室的截面風速∴m/s6.3附屬設備的計算計算依據：加熱蒸汽工作壓力取6atm，查飽和蒸汽溫度為t蒸=164℃i=165.5kcal/kg平均溫度℃K取20kcal/m2·h·℃加熱器加熱面積m2（2）加熱蒸汽耗量kg/h（3）空氣加熱器的選擇計算依據：進空氣量V0=6233.02m3t進=20℃，t出=150℃，t蒸①②查《乳品工業手冊》3-10-10當F=0.9時使用6R—11R均可表3-4排數與風速關系排數6R7R8R9R10R11R風速1.652.253.104.205.206.60本設計選10R，則v=5.2m/s③查表3-10-10，當t=20℃時，體積比例修正系數為φ=理論進風量為G=V0φ=6233.02×1.0=6233.02m④在受風面積不大，空氣阻力不大的情況下，選擇10R風速v=5.2m/s則所需排風管受風表面積m2查表得：S2R-12-54型加熱器，4臺沿氣流方向串聯既可以滿足要求，其受風面積m/s由上可知所選擇的換熱器合理。⑤加熱空氣所需熱量式中：ρ為空氣密度，20℃時ρ=1.205kg空氣的平均比容在15~85℃時為1.005kj/kg·∴Q=1.005×1.205×6233.02×(150-20)=981284.60kj/h⑥空氣的重量流速計算，式中Ff為通風凈截面積，查《乳品工業手冊》表3-10-6得，Ff=0.324m2∴kg/m2·s⑦傳熱系數和空氣阻力的計算傳熱系數kw/m2·K空氣阻力paN——散熱管排數，本設計選用S2R-12-54型4臺換熱器，∴N=8查《乳品工業手冊》表3-10-11得傳熱系數修正值為0.765∴組合傳熱系數K′=0.0627×0.765=0.480kw/m2·K⑧核實排管的散熱量查表可知S2R-12-54型換熱器散熱面積為40.5m四臺有F=40.5×4=162m則散熱量kj/h∵Q′﹥Q,∴選擇合理（4）空氣過濾器的選擇①m2式中：Q為通過過濾器的空氣量為6233.02m3/h，M為過濾強度，一般取4000~8000m3/m2·h，本設計取5000②mmH20式中：S為濾層厚度，本設計選取PEKK型網式過濾器，S為12mm，v為過濾速度。③需要塊數用52×52（cm）的油浸式濾，共需：塊，取5塊（5）進風機與排風機的選擇乳品生產中，一般進風機風壓為120~160mmH20，排風機風壓為180~240mmH20，在選擇風機時，進風機應考慮加20~40%的余量，排風機應比進風機風量大20~40%的風量，以保證干燥時的負壓狀態。進風機功率計算：式中：L為進風量m3/s風機全壓P取1.37kpa，電動機容量系數取1.15全壓效率取1，機械系統效率取0.9∴kw通風管道的計算：取進風管空氣流速u1=9m/s，排風管空氣流速u2=8m/s進風管直徑m排風管直徑m排風機的功率式中：m/s風機全壓取P=2.16kpa，電動機容量系數取1.15全壓效率為1，機械系數取效率為0.9∴kw風機選擇T4-T2型（6）袋濾器粉塵回收時使用棉織布袋袋濾器面積m2q為織布袋單位面積負荷取180m3/m∴布袋個數袋長取2.5m，直徑取d=200mm取26個。基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現的供暖系統最佳啟停自校正（STR）調節器單片機控制的二級倒立擺系統的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協議棧的實現基于單片機的蓄電池自動監測系統基于32位嵌入式單片機系統的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養診斷專家系統的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統研究與開發基于單片機的泵管內壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統開發基于單片機的液壓動力系統狀態監測儀開發模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數控系統的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環走絲方式研究基于單片機的機電產品控制系統開發基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統單片機系統軟件構件開發的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統的研制基于單片機的數字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調系統的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現基于單片機的電液伺服控制系統用于單片機系統的MMC卡文件系統研制基于單片機的時控和計數系統性能優化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數據采集系統基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數控改造基于單片機的溫度智能控制系統的設計與實現基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監測系統基于單片機網絡的振動信號的采集系統基于單片機的大容量數據存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現基于AT89S52單片機的通用數據采集系統基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統基于單片機的控制系統在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統的網絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數控系統的研究與開發基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統研究基于TCP/IP協議的單片機與Internet互聯的研究與實現變頻調速液壓電梯單片機控制器的研究HYPERLINK"