奶酪厂工厂设计

目 录

摘 要 ....................................................................................................................................................... 2 1.总论 ........................................................................................................................................................... 4

1.1项目背景及设计依据 .................................................................................................................... 4 1.2 设计原则及规模 ........................................................................................................................... 4 1.3 场址概况 ....................................................................................................................................... 4

1.3.1自然条件 ............................................................................................................................ 6

2.全厂平面设计 ........................................................................................................................................... 6

2.1项目选址 ........................................................................................................................................ 6 2.2生产过程设计 ................................................................................................................................ 7 2.3车间平面布置原理 ........................................................................................................................ 7 2.4全场总平面布置图 ........................................................................................................................ 7 3.工艺论证及设计 ....................................................................................................................................... 7

3.1产品方案的制定 ............................................................................................................................ 7

3.1.1市场调研 ............................................................................................................................ 7 3.1.2产品品种和规格的确定 .................................................................................................... 9 3.1.3确定产品的生产时间 ........................................................................................................ 9 3.1.4确定班产量及生产班次 .................................................................................................... 9 3.1.5方案比较 ............................................................................................................................ 9

[2]

3.2工艺过程 ................................................................................................................................... 10

[1-2]

3.2.1工艺流程图 ................................................................................................................. 10

[1-2]

3.2.2操作要点 ..................................................................................................................... 12 3.2.3设备初步选型 .................................................................................................................. 13

4．物料衡算 ............................................................................................................................................... 14

4.1按工艺流程计算物料的消耗量： .............................................................................................. 14 4.2物料衡算中相关计算 .................................................................................................................. 15 5. 主要设备选型 ....................................................................................................................................... 16

摘 要

干酪是牛奶中的精华，极具营养价值，也是原奶用量最大的乳制品，我国干酪的消费需求每快速增长，伴随着近几年来我国乳制品行业的蓬勃发展，国内干酪行业的发展成为了必然趋势。

本设计主要是进行生产能力为年处理1000吨的干酪厂的工厂设计。设计主要包括项目背景、项目选址、工厂平面设计、生产工艺、物料衡算、主要设备选型等，并绘制了全厂总平面布置图和生产工艺流程。

关键词：干酪；工厂设计；工艺流程

Abstract

Milk cheese is the essence of great nutritional value, is the largest amount of raw milk dairy products, China's annual consumer demand for cheese rapid growth in recent years along with the vigorous development of China's dairy industry, domestic cheese industry has become a inevitable trend.

This design is mainly carried out for the annual production capacity of 1,000 tons of cheese processing plant in plant design. Design includes project background, project site selection, plant graphic design, production technology, material balance, major equipment selection, etc.and draw the whole plant floor plan and production process.

Key Words: cheese; consumer demand; plant design

1.总论

1.1项目背景及设计依据

干酪是牛奶中的精华，极具营养价值，也是原奶用量最大的乳制品，展望和回顾世界干酪的生产情况，现今全球的干酪产量呈快速增长状态，2008 年干酪总产量为 1848.3 万吨，其中全脂牛奶干酪为 1489 万吨，脱脂牛奶干酪为 216 万吨，乳清干酪为 5 万吨，水牛奶干酪为 26 万吨，绵羊奶干酪为 66 万吨，山羊奶干酪为 43 万吨。2007 年干酪总产量为 1510 万吨，增长了 338.3 万 吨，增长率 18.3％，符合全球干酪需求和消费增长的趋势。

我国干酪的消费需求每年以15%的速度快速增长，2003 年进口干酪 4613 吨，占总需求量的 70%以上。加入世贸组织后，履行了降低干酪产品关税的承诺，伴随着需求量的增长与关税下降，进口量还将增加，2004年度干酪的总进口量已达7244 吨，比6年前1998 年的进口增长率增加了16倍之多。2005 年延续了进口量增加的趋势，到现今以有了一个很可观的销费量。我国干酪进口的国家主要是新西兰、澳大利亚、德国、爱尔兰、乌拉圭、美国、法国等。2008年的奥运会和 2010年的世博会、亚运会，也成为了拉动干酪产业的发展的一个很好的契机。而且随着人们生活水平的提高，干酪在国内也将会有非常广阔的发展空间。之前我国尚未形成一个独立的行业，它的发展是随着乳制品业的发展而发展的。伴随着近几年来我国乳制品行业的蓬勃发展，国内干酪行业的发展成为了必然趋势。

行业赢利潜力巨大的国内乳业经过最近几年的不断发展，生产工艺日益稳定化、程序化，这为进入干酪市场提供了潜在的成本优势。同时，干酪制品的国际大环境相对更为成熟，这也使得国内厂商安全、稳定地获得制造设备和技术支持成为可能。可以说，目前我国干酪产业的发展已经从萌芽期逐步向成熟阶段迈进，目前市场的竞争相对比较平静。而且巨大的市场前景和较为平静的竞争格局将意味着丰厚的投资回报，也标志着中国的干酪发展也将进入一个新纪元。

1.2 设计原则及规模

本设计中的干酪厂的生产能力为年处理1000吨，在我国是比较标准的设计规模。

1.3 场址概况

呼和浩特经济技术开发区金川区创建于1992年，1995年经自治区人民政府批准为自治区级开发区，2000年7月经国务院批准晋升为国家级经济技术开发区，是全国49个国家级经济技术开发区之一，也是自治区唯一的一个国家级经济技术开发区，2003年9月经自治区人民政府批准，开发区被认定为自治区级高新技术产业开发区。 位于呼和浩特市西郊2公里处，规划面积11.97平方公里。金川区地处阴山山脉南麓第4纪洪积平原，地势开阔平坦，东高西低。东西坡度千分之五左右，北高南低，平均坡度千分之2左右，海拔高度为1050-1082米。规划范围内大部分为砾石荒滩，坟滩，垃圾滩，地质承压力为25T/M2，有利于土地开发利用。

金川区的交通运输条件：其中，空运：开发区距呼和浩特机场20公里，便于运进原料，输出产品。 公路：开发区5条道路与市区贯通。自开发区向经呼包高速公路及110国道与内蒙古最大的工业中心包头市相接，是呼包联合共建“呼包工业走廊”的桥头堡。延伸可至西北的陕西、宁夏、甘肃等省；向南经呼准二级公路与伊盟准格尔能源基地相毗邻。铁路：开发区设有两个火车站，向东沿京包铁路可直抵京津地区。开发区距首都北京560公里，距天津805公里，物流运输极为方便，在此处建厂完全符合交通便利方便运输的要求。

本地区属于内蒙古中纬度内陆高原，属典型的中温带大陆性气候，昼夜温差大。同时受阴山山脉的影响，构成比较优越的小气候环境，夏短东长。主导风向为西北风，夏季出现东南风向，

金川区陆地地质水文条件：该区位于乌素图沟和霍寨沟两条季节性河流之间，夏季雨季有时流洪水，其他时间干涸，河岸线长约6KM，河宽100-170米，河势较顺直，主河槽段稳定，河上建筑物采用100年一遇设计，最大流量为630-130M⒉/秒，金川区地层结构由第4纪洪积岩冲击物组成，场地地层主要为粉沙尘，分布稳定，厚度变化不大，岩性比较均匀，地质条件比较简单，在此处建厂完全符合地质环境稳定的条件。

金川区的资源条件：该开发区处于呼和浩特-鄂尔多斯-包头“金三角”区，腹地有丰富的资源。目前，已探明的矿产资源储量为：煤炭1000亿吨，高岭土12亿吨，天然气1.18万亿立方米，铁矿8.5亿吨，稀土1亿吨，膨润土共生矿2亿吨，天然碱597万吨，芒硝1亿吨，石墨近亿吨，另外硅石资源也十分丰富。经济作物玉米、马铃薯、胡萝卜种植面积和产量十分可观。药材资源沙棘、甘草、枸杞、黄芪、党参、龙胆也颇丰富。最重要的是还有丰富的皮、毛、乳、肉等农畜土特产资源。在此处建厂完全符合

临近原料地的要求。

1.3.1自然条件 工程气象条件：

年均温度： 5.6℃ 最高月温度： 37.3℃ 最低气温： -32.8℃ 年均降水量： 417.5mm 年最大月降水量： 360.7mm 相对湿度： 55% 主导风向： 西北风 年均风速： 1.67m/s 最大风速： 14m/s 年均日照： 2970.5h 最大冷冻层： 1.43m

2.全厂平面设计

2.1项目选址

一个食品工厂的建设，对当地资源、交通运输、农业发展都要有密切关系，食品工厂的厂址选择是否得当，将直接影响到工农关系、城乡关系，有时甚至还影响到基建进度、投资费用及建成后的生产条件和经济效果，同时，厂址的选择对产品质量、卫生条件和职工的工作环境等都具有密切的关系。一般情况下有以下几点基本的要求： 1、离原料产地较近，离销区也较近，附近有较多的大中城市； 2、厂区的标高要高于当地历史最高洪水位； 3、有可靠的地质条件；

4、附近卫生条件较好，没有有害气体、粉尘或其他扩散性的污染源； 5、厂址面积较大，有发展余地，并留有适当的空余场地；

6、尽可能选择劳动力素质高，土地价格低廉，淡水资源充足，海、陆、空交通便利的地方投资建厂，以节省开办经费和经营成本。

本设计拟定的建厂地址为内蒙古自治区呼和浩特市金川开发区，基本符合以上条件。

2.2生产过程设计

根据硬质奶酪生产的工艺要求，结合实际情况，需要的建筑如下： 1、生产车间。

2、辅助车间：中心实验室及化验室、机修车间、包装车间

3、仓库：原料库、冷库、成品库、保温库、成品库、危险品库、废品库 4、动力设施：发电间、变电站、配电房、空压站、锅炉房 5、供水设施：水处理间 6、排水系统：废水处理设施

7、全厂性设施：办公室、食堂、医务室、浴室、厕所、职工宿舍

2.3车间平面布置原理

本项目的平面设计依据以下原则: 1、布置紧凑合理

2、符合生产工艺的要求，车间、仓库等按照生产流程布置，尽量缩短距离，避免物料往返运输，全厂的物流、人流、原料、管道等的运输有各自的路线，以避免交叉污染。 3、

2.4全场总平面布置图 见附图

3.工艺论证及设计

3.1产品方案的制定 3.1.1市场调研

在20世纪90年代初，国内零售卖场中的干酪产品还是比较罕见，只有的“卡夫芝士”、“安佳芝士”等一两个品牌，而且货量少之又少。然而，随着麦当劳、必胜客这些西式快餐店的兴起和普及，中国消费者才对乳酪的产品有所认识，而逐渐走进大型的食品超市。上海光明乳业股份有限公司引进澳大利亚干酪来生产再制干酪已经稳定供应

市场，内蒙古伊利实业集团股份有限公司并购中国最大的干酪生产厂家——骑士乳业后已有大量的干酪供应市场。如今，超市里的干酪产品不下数十个品种，多美鲜、味道美、蓝多湖、安佳、美兰、芝司乐、芝维士、卡夫、爱特蒙、牧童、光明、蒙牛、百吉福等等。

每公斤干酪是由10公斤新鲜牛奶提炼而成，它浓缩了牛奶中丰富的蛋白质、钙、不饱和脂肪酸、矿物质和维生素等成分，其中不饱和酸可降低人体的血清胆固醇，对预防心血管疾病十分有益，并且食用后不必担心发胖；其中所含的钙质是食品中含钙最高的，且最易被人体吸收，有利儿童骨骼生长和强壮、防止老年人骨质疏松。被喻为“奶品之王”。

中国干酪的消费业内专家分析，中国将很快兴起消费干酪的热潮：一是中国人已解决了温饱问题，基本实现了小康，完全有条件享受干酪、奶油这些美食。二是奶牛业已成为农业结构调整的重头戏，奶牛业的大发展为国人食用干酪提供了物质基础。目前造就乳酪市场发展的消费群主要由三部分组成：一是海归派，由于饮食的需要，乳酪成为他们的日常食品；二是本地的外国人员，同样是由于饮食需要，但消费数量有限；三是儿童或年轻一代消费者，他们在近3-5年内接受西式快餐、蛋糕等食品的影响，认识到乳酪的存在，从而成为最具潜力的消费者。近几年干酪市场发展迅速，正是这群体日渐成熟的表现。

经调查出的研究表明，中国干酪的年销售额只有区区3000万美元左右，但是这个市场的增长潜力不可限量。乳酪销售额自1996年以来已增长了130％以上。销售最好的是天然干酪。2006年后3个季度，天然干酪的销售额持续增长，进入2007年后，这种趋势得以继续。其2006年的销售额和单位产品销售额均显著提高。这一增长趋势可以追溯至2005年，2006年下半年的增长率更是高达两位数，至2007年，这种趋势并没有缓解。

奶制品生产有一个显著特点，那就是生产的季节性，主要由原料的季节性和产品销售的季节性所决定。牛奶在夏天存在着消费者需求少，产量多的情况，而冬天出现的现象却相反。然而目前干酪的销售无法与牛奶的销售所形成的广泛性相比，但干酪生产需消耗大量牛奶。从中国目前中国的奶源严重不足，中国奶牛的平均产奶量不及美国的一半。需要扩充奶源点。天然干酪生产工艺复杂，生产周期长，确定廉价优质的牛奶基地。

3.1.2产品品种和规格的确定 产品品种：切达奶酪（硬质奶酪） 产品规格：100g分装

3.1.3确定产品的生产时间

每月按25天计，全年的生产日为300天，全年总产量1000吨。

3.1.4确定班产量及生产班次 1．预计平均产量：

天产量=各产品生产规模／预计生产天数=3.3吨 班产量=天产量／班次=1.1吨=1100kg 2.旺季产量安排： 旺季班次为：3

旺季总产量产量：600吨

旺季的月产量：100吨（共6个月） 旺季天产量=100／25=4吨=4000kg 旺季班产量=4000／3=1333.3kg 3.淡季产量安排“ 淡季班次为2 淡季总产量：400吨

淡季的月产量：66.7吨（共6个月） 淡季天产量=66.7／25=2.7吨=2700kg 淡季班产量=2700／2=1350kg

3.1.5方案比较

表一 干酪的季节性平衡方案

品种 干酪 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 注：横线代表产品在此月份生产

表二 干酪的月生产能力（单位：吨）

品种 干酪 一月 66.7 二月 66.7 三月 66.7 四月 100 五月 100 六月 100 七月 100 八月 100 九月 100 十月 十一月 十二月 66.7 66.7 66.7 班产量中，淡季与旺季相差不多，因此一条生产线可以满足需要。

3.2工艺过程[2]

将标准化后脂肪含量达2.7%—3.5%的原料乳经75℃,15s杀菌后，冷却至30-32℃，加入发酵剂、氯化钙、凝乳酶。凝乳达要求后切碎，排除乳清，加入食盐后装入模型内压榨24-48h，经6个月成熟过程即为成品。

3.2.1工艺流程图[1-2]

原料乳 脂肪2.7%-3.5% 杀菌 75℃,15s 冷却 30-32℃ 发酵剂1.0%-2.0% 氯化钙0.01%-0.02% 凝乳酶0.002%-0.004% 切碎 凝块大小乳豆粒 搅拌 5-10min 排除乳清 酸度0.16%-0.19%，乳清量的1/3

加温 38-40℃,每4-6min升温1℃ 酸度0.20%-0.22% 排除乳清 翻转堆积 30-32℃，破碎 食盐 装模型 预压榨 15-20h 压榨 24-48h 成熟 6各月 成品

3.2.2操作要点[1-2]

1.5-2h

⑴杀菌冷却

将合格的牛乳经标准化后，使脂肪含量为2.7%-3.5%后，净乳，然后加热至75℃，保持5s杀菌，再冷却到30-32℃注入干酪槽内。 ⑵切割

当凝块可以切割时切割成0.5-1.5cm的小块，然后进行加温及乳清的排除，凝块大小如豆大，乳清酸度为0.09%-0.12%,凝块的搅拌一般在静置15min后进行，最初搅拌要轻缓，以不使物料粘结为度，搅拌时间5-10min。 ⑶排出乳清

静止后酸度达0.16%-0.19%时，排出约1/3量乳清，然后加热，边搅拌边以每4-6min温度上升1℃的速度升高温度到38-40℃，然后静置60-90min，在静置中，要保持温度，为了不使凝块粘结在一起，应经常进行搅拌。 ⑷凝块的翻转堆积

排出乳清后，将凝块堆积、干酪槽加盖，静置15-20min。在干酪槽底两侧堆积凝块，中央开沟流出乳清，凝块厚为10-15cm，堆积成饼状切割后将块翻转。 ⑸破碎、加盐、压榨

将饼状凝块破碎成1.5-2cm大小的块，并搅拌以防粘结，这时温度保持在30℃。破碎后30min,当乳清酸度为0.8-0.9%，凝块温度为29-31℃时，按凝块质量加入2%-3%的食盐，并保持均匀。预压榨开始时，压力要小，逐渐加大，用规定压力压榨20-30min后取出整形，再压榨1-2d。 ⑹成熟

发酵室温度13-15℃，相对湿度为85%。经压榨后的干酪放入发酵室。每日翻转一次持续一周，涂上亚麻仁油，每日擦净表面，反复翻转，发酵成熟期为6个月。

3.2.3设备初步选型

设备名称 处奶罐 干酪槽 板式换热器 规格 h=4m d=3.6m d=2m l=5m 配件：一个丝堵，一个跑风300mm，两组水槽板+两组对流片接口DN15 功率2.0Kw，包装速度30-50袋∕min，重量1200kg，袋尺寸宽90-150mm，长备注 排除乳清 加热、杀菌 真空包装机 100-300mm，封口方式：热封，使用电源AC380V+±10%,三相50HZ

4．物料衡算

4.1按工艺流程计算物料的消耗量： 工艺流程图如下：

加入发酵剂、氯化钙、凝乳酶

原料乳 杀菌、冷却 切 碎 搅拌

加食盐 装模型、预压榨 破 碎 翻转堆积 排除乳清

根据干酪的生产工艺流程进行干酪生的物料衡算，具体步骤如下： 已知：本厂全年生产干酪为1000吨（以下单位为“吨”）

① 原料乳1000吨，经杀菌冷却后，加入发酵剂1.5%（1%-2%），氯化钙0.02%（0.01%-0.02%），凝乳酶0.003%（0.002%-0.004%）,计算如下： 加入发酵剂量 1000*1.5%=15 加入氯化钙量 1000*0.02%=0.2 加入凝乳酶量 1000*0.003%=0.03 最后剩余总量 1000+15+0.2+0.03=1000.23 ② 经切割，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 1000.23*0.3%=3

最后剩余总量 1000.23-3=997.2

③ 经搅拌，酸度达到要求后进行乳清排出，经查询得乳清占总量的85%左右[3]，计算如

压榨 成熟 下：

乳清排出量 997.2*85%=847.6 最后剩余总量 997.2-847.6=149.6 ④ 经翻转堆积，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 149.6*0.3%=0.4 最后剩余量 149.6-0.4=149.2

⑤ 再经破碎，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 149.2*0.3%=0.4 最后剩余总量 149.2-0.4=148.8 ⑥ 经破碎后加入食盐2%，计算如下： 加入食盐量 148.8*2%=3 最后剩余总量 148.8+3=151.8

⑦ 经装模型与预压榨，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 151.8*0.3%=0.5 最后剩余总量 151.8-0.5=151.3 ⑧ 经压榨，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 151.3*0.3%=0.5 最后剩余总量 151.3-0.5=150.8

⑨ 最后经成熟，正常损失量0.3%，计算如下： 损失量 150.8*0.3%=0.5 最后剩余总量 150.8-0.5=150.3

总结：1000吨原料乳粗略计算基本可以生产150吨的干酪。

4.2物料衡算中相关计算

①从物料衡算可以看出，本产品利用1000吨原料乳生产近150吨的干酪成品，由此计算出原物料的利用率为：

物料利用率=（成品量/原料总量）*100%=（150/1000）*100%=15%

②本产品规格为100g分装，包装材料选用塑料薄膜，按100g干酪需要3g塑料包装纸计算，生产150吨干酪需4.5吨塑料包装薄膜，所以：

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