陕西科技大学毕业设计说明书 16
4 物料衡算
4.1 班产量计算
奶茶厂全年的有效生产按250天计算，每天的生产班次为2班计，年产量1万吨益生菌奶茶粉，确定奶茶粉各物质比例：
全脂奶粉：茶粉：白砂糖：植脂末=20：2：55：23[9]
全脂奶粉占20%计算，需要年产全脂奶粉2000吨，则日产全脂奶粉8吨。 牛奶中水的含量87.8%，则产2000吨奶粉需要原料乳约16400吨，日处理原料乳65.6吨，一天生产12小时，则处理量为5.467t/h。 产品产量：
1）日生产能力 8t/d 2）年生产能力 2000吨/年 3）每班产量 4吨/班 4）每小时产量 0.667t/h 原料乳处理量
1）日处理能力 65.6t/d 2）年处理能力 16400吨/年 3）每小时处理量 5.467t/h
4.2 原料乳成分及产品成分
表4-1 原料乳成分表:
乳脂肪 3.8%
蛋白质 3.1%
乳糖 4.8%
灰分 0.7%
水分 87.8%
非乳脂固体 8.6%
注：非乳脂固体（%）=蛋白质（%）+乳糖（%）+灰分（%）[7]
表4-2 产品成分表：
乳脂肪 27%
水分 2%
非乳脂固体
71%
4.3 标准化计算
（1）乳脂肪(F)与非脂乳固体(S)之比(R)
原料乳：R0?F03.8%??0.442 S08.6%
年产一万吨益生菌奶茶粉的工厂设计 17
成品：R?F27%??0.380 S71%标准化的方法：由于R0> R，说明原料乳中的脂肪含量偏高，需要标准化使之平衡。原料乳中的脂肪含量过高，所以要把部分原料乳进行分离，分离出的脱脂乳要加入原料乳中使它达到标准乳要求，而分离的稀奶油则另用容器贮存[1]。
（2）稀奶油及脱脂乳中的非脂干物质的计算 设定：当预热温度为40℃时 脱脂乳含脂肪F1=0.01% 稀奶油含脂肪F2=40% 脱脂乳中非脂乳固体：
S1?100?F1100?0.01?S0??8.6%?8.94%
100?F0100?3.8100?F2100?40?S0??8.6%?5.16%
100?F1100?0.01F0?R?S03.8?0.380?8.6?1000??1000?157.06kg
R?S1?F10.380?8.94?0.011000?3.8%?M1?0.0100?3.8%?157.06?0.01%??3.3%
1000?M11000?157.06稀奶油中非脂乳固体：
S2?（3）每吨原料乳应添加的脱脂乳(M1) M1?（4）标准乳成分 脂肪含量：F标?非脂乳固体：
S标?F标R?3.1%?8.16%
0.380%表4-3 标准乳成分：
乳脂肪 3.3%
水分 88.54%
非乳脂固体 8.47%
（5）制(M1)脱脂乳需要分离原料乳(G)
设：分离(G kg)原料乳可得到(M1kg)脱脂乳和(M2kg)稀奶油，根据脂肪含量守衡可知：G×F0=M1×F1+M2×F2
且G=M1+M2 则:M2?M1?F0?F13.8?0.01?157.06??16.44kg
F2?F040?3.8则需要分离原料乳： G?M1?M2?157.06?16.44?173.50kg （6）一吨原料乳可制得标准乳(G1)去除的稀奶油(G2)
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一吨原料乳可制得标准乳：
1173.501000,则G1=985.99kg ?1157.06G1去除的稀奶油：G2?1000?G1?1000?985.99?14.01kg （7）检验
一吨原料乳中含脂肪量：m0=M0×F0=1000×3.8％=38kg 一吨原料乳分离后得到标准乳中的脂肪含量： m1=G1×F标=985.99×3.3％=32.54kg。 一吨原料乳脱去稀奶油中的脂肪含量： m2=G2×F2=14.01×40％=5.60kg。 结论：m0≈m1+m2，计算正确
4.4 原料乳单位处理量的物料衡算
查阅资料得：
各流程的损失率为：过滤——0.05% 净乳——0.05%
杀菌——0.05% 均质——0.1% 过筛——0.5%
水分蒸发率：浓缩——48% 喷雾干燥——75% 每小时处理量为5.467t/h
（1）原料乳的质量为5.467吨
（2）取过滤的损失率为0.05%，则经过滤后的质量为： 5.467×（1-0.05%）=5.464吨
（3）取净乳的损失率为0.05%，则经净乳后的质量为：
5.464×（1-0.05%）=5.461吨
（4）取均质的损失率为0.1%，则经均质后的质量为： 5.461×（1-0.1%）=5.456吨
（5）取杀菌的损失率为0.05%，则经杀菌后的质量为： 5.456×（1-0.05%）=5.453吨
（6）取浓缩的水分蒸发率为48%，则经浓缩后的质量为： 5.453×（1-48%）=2.836吨
（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：
2.836×（1-75%）=0.709吨
（8）取过筛的损失率为0.5%，则经过筛后的质量为： 0.709×（1-0.5%）=0.705吨 具体物料衡算流程图如下：
原料乳验收5.467吨/时
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↓
过滤 5.467吨/时
↓-0.05%
净乳 5.464吨/时
↓-0.05%
冷却5.461吨/时
↓
贮乳5.461吨/时
↓
均质5.461吨/时
↓-0.1%
标准化5.456吨/时
↓
预热杀菌 5.456吨/时
↓-0.05%
真空浓缩 5.453吨/时
↓-48%
喷雾干燥 2.836吨/时
↓-75%
出粉冷却0.709吨/时
↓
过筛 0.709吨/时
↓-0.5%
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包装 0.705吨/时
↓
成品