3.乳粉生产加热蒸汽总消耗量
喷雾干燥工段耗热主要用于空气加热和向干燥器补充热量，本设计空气加热采用电加热方式，干燥器补充热量忽略不计，在此不做热量衡算介绍。因此：
加热蒸汽总消耗量=杀菌工段耗量+浓缩工段耗量（两台浓缩设备）
=1026+2147-68×2=5321-36kg/h。
七、设备选型
根据全脂乳粉生产工艺要求，以物料衡算结果为依据，进行主要设备的选择和型号确定。设备选型的参考依据为《乳品设备安全卫生》（GB12073-1989）。
1.原料乳储罐
本设计的原料乳处理量为200t/d，需要在车间外设置原料乳储罐，选择立式储罐，材质为不锈钢，内设有自动搅拌器及冷却装置，以保证牛乳温度均匀。常用室外储罐规格为30～200t。
储乳罐的选择原则：罐的总容量为日处理量的50%～100%。本设计日处理量为200t，每天2班，每班处理量为100t。因此选择规格为100t的储罐3个，其中2个供生产使用，1个备用。
2.奶泵
原料乳由储乳罐向车间的输送及车间内牛乳的输送，需要通过奶泵来完成，本设计按GMP规范要求选择奶泵。原料乳为较清洁的液体，而且奶泵的主要作用是输送原料乳，无需较高压头，因此选择卫生级离心泵，材质为不锈钢。根据物料衡算结果，原料乳处理量为10000kg/h，取牛乳密度为1030kg/m3，则原料乳的输送量为10000/1030=9-7m3/h，选择额定流量为10m3/h离心泵。卫生级离心泵能满足本设计的要求。
3.净乳机
影响净乳机分离效果的因素有进料量和及时排渣，良好的净乳机不仅能把乳中尘埃除去，而且能将乳中腺体细胞及细菌的大部分除去。新型净乳机则可自动排渣，高效连续作业。乳品生产过程中的原料乳的净化除渣分离，经分离后的杂质度要求小于1mg/kg。本设计原料乳的处理量为9-7m3/h，因此选择处理能力为大于10000L的净乳机。DHN550型离心式净乳机可满足设计要求。
4.缓冲罐
乳品生产过程中，经过前面工序处理的牛乳在进入下一道工序前，有时需在一定的储存罐内暂时储存，这类储存容器通常称为缓冲罐。全脂乳粉生产中，牛乳在预热杀菌前和真空浓缩前后均需要暂时储存，因此需根据牛乳处理量确定缓冲罐的规格及数量。本设计原料乳的处理量为10000kg/h，考虑净乳及输送的损失，实际牛乳的处理量为9930～9950kg/h。设牛乳在缓冲罐的停留时间为1h，则预热杀菌前的升温阶段和杀菌后进入真空浓缩设备前各需一个10t的缓冲罐，真空浓缩后牛乳流量减小，为2637kg/h，因此选择一个4t的缓冲罐。本设计所选缓冲罐全部为不锈钢材质，外裹绝热材料。
5.杀菌设备
本设计采用高温短时杀菌（THST）方式进行浓缩前的预热杀菌。可用于高温短时杀菌的设备类型主要有管式杀菌设备和板式杀菌设备两种类型，二者都属于间接式杀菌设备。
管式杀菌设备由多种管状组件构成，这些组件以串联和并联的方式组成一个能换热的系统，有立式与卧式两种。主要结构有加热管、前后盖、器体、旋塞、高压泵、压力表、安全阀等。工作原理是将物料经泵输入管程，蒸汽入壳程加热物料，物料在管程往返数次达到杀菌效果后排出，否则回流入管程重新进行杀菌。管式杀菌设备有如下特点：
①加热器可耐高压；
②强烈的湍流，均匀性高；
③密封下操作，减少了二次污染；
④内外热差，应力大，管子易变形。管式杀菌设备主要应用于果酱、奶油、果汁等高黏度的物料。
板式杀菌设备主要由冷热流体换热板片、支架、密封圈、换热片、中间接管、压板等组成，关键部件是换热板片，由许多冲压成型的金属薄板组合而成。冷热流体分别以条形和网状薄层湍流连续通过板片两侧的空间，进行热交换。板式换热器的特点如下：
①传热效率高；
②结构紧凑，占地面积小，但传热面积大；
③适应性强，当需改变工艺条件即生产能力时，只需增建板片数即可；
④适宜处理热敏性物料；
⑤便于清洗，拆卸方便；
⑥热利用率高，可同时进行加热与冷却；
⑦连续生产，劳动强度低；
⑧由于换热板之间间距小，流体流动较差，因此不适于高粘度液体杀菌。
板式杀菌设备主要用于液体食品如牛乳、果汁等的杀菌，同时还应用于液体物料的在线加热和冷却。本设计采用板式杀菌设备，不锈钢材质。原料乳处理量为10000kg/h，选择2台HH-BR0-25-NN-5型板式杀菌器。
6.真空浓缩设备
牛乳浓缩设备选择时，一般小型乳品厂多用单效真空浓缩锅，较大型的乳品厂则都用双效或三效真空浓缩设备。浓缩结束后，浓缩乳应进行过滤，一般采用双联过滤器。牛乳属于热敏性物料，因此特别适合采用真空浓缩方法。多效真空浓缩方法较多，热敏性物料多采用膜式浓缩，膜式浓缩设备又分为升膜式和降膜式两种。膜式浓缩设备有如下优点：
（1）蒸汽加热均匀、具有传热效率高加热时间短的特点。
（2）可以利用二次蒸汽作为热源，降低生蒸汽用量。
（3）蒸发过程在真空环境，蒸发温度相对低，适合于热敏物料，蒸发器不易结垢。
（4）适用于发泡性物料蒸发浓缩，由于料液在加热管内成膜状蒸发，只有少部分料液与所有二次蒸汽进入分离器强化分离，避免了泡沫的形成。
（5）设备可配备CIP清洗系统，实现就地清洗，整套设备操作方便，无死角。
（6）设备连续进出料，实现生产过程自动连续进行。
根据物料衡算中浓缩过程水分蒸发量，本设计选择2台三效降膜式真空浓缩设备。
7.喷雾干燥机的选择
压力式喷雾干燥机是采用压力式雾化器，利用高压泵将溶液或浆状物料雾化成细微液滴。根据物料与热空气接触的方式，又可以分为逆流式压力喷雾和并流式压力喷雾两种方式。
并流式压力喷雾干燥指热空气与物料的流动方向一致，具有如下特点：
①随着物料水分减少，热空气温度也下降，对物料温度影响较小，特别适用于热敏性物料；
②干燥速度快，所得产品为球状颗粒，粒度均匀，流动性、溶解性好；
③操作简单稳定，控制方便，容易实现自动化作业，产品粒径、松密度、水分在一定范围内可以调节；
④可实现对高固形物含量液体的干燥生产。
基于上述因素，乳粉生产常采用并流式压力喷雾干燥方法。
由物料衡算结果可知，进入干燥塔的浓奶量为2624kg/h，干燥过程蒸发水分量为1394kg/h，本设计选择RGYP03型压力喷雾干燥设备。
8.流化床冷却装置选择
喷雾干燥室内的乳粉要求迅速连续地卸出，并及时冷却，以免受热过久，影响乳粉的营养价值，出现结块等现象。流化床在乳粉生产中的作用主要是用来冷却离开喷雾干燥塔的乳粉，使其迅速冷却降温至30℃以下。
流化床冷却的原理是利用过滤后的洁净空气与流化床底部的散粒状固体物料逆向接触，使颗粒形成流化状运动，从而加强两者的传热与传质，达到干燥或冷却的目的。
流化床冷却器主要由空气过滤器、流化床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机、操作台组成。流化床干燥器的形式有卧式和立式两种，乳粉冷却常采用卧式振动式流化床冷却器。
本设计选择ZLG系列振动流化床干燥（冷却）机，设计处理物料量为1230kg/h，与喷雾干燥塔配套使用，其配套附属设备如旋风分离器、袋滤器等一同由厂家配套设计。
9.筛分机选择
筛分机用于包装前乳粉的筛分，在全脂奶粉生产工艺中对全脂乳粉进行颗粒大小分级，使得乳粉均匀、松散，便于冷却，同时将乳粉中不合格的部分去除。本设计乳粉的处理量为1230kg/h，因此选择全脂奶粉振动筛，型号为SC-1000-1S，可以筛分粒径大约为1-25mm以下的全脂奶粉，处理能力为1600kg/h。
10.计量包装系统选择
小包装称量要求精确、迅速，一般采用容量式或重量式自动称量包装系统。本设计乳粉的包装方式分为袋装和罐装两种类型，因此需要分别选择相应的设备。根据物料衡算结果，乳粉的包装速度要求分别为：21罐/min、11袋/min和21袋/min。罐装规格为500g/罐，选择BGL-2B2+全自动听装设备，可自动完成喂罐、计量、充填、排废等工作。袋装规格为250g/袋和500g/袋，选择BGL-3BL(EJ530)型全自动制袋包装机，该立式制袋全自动包装机能完成制袋、计量、填充、打码、切袋等工作，适合于乳粉等粉粒状物料的包装。
11.CIP清洗系统
乳品工厂的生产过程管道繁多，大部分为液体物料的处理，因此非常适合采用CIP清洗系统。本设计从原料乳的预处理工段到浓缩工段，均采用CIP清洗系统进行设备和管道清洗。
八、车间工艺布置
生产车间工艺布置是食品厂工艺设计的重要组成部分，不仅与建成投产后的生产实际密切相关，而且影响到工厂的整体布局。车间设置应包括生产区及辅助生产区，其中生产区包括收乳间、原料预处理间、加工操作间、半成品储存间及成品包装间等。辅助生产区应包括检验室、原料仓库、材料仓库、成品仓库、更衣室及盥洗消毒室、卫生间和其他为生产服务所设置的场所。
本设计以物料衡算和设备选型结果为基础资料，参照相关国家标准，进行了乳粉生产车间的平面工艺布置。
乳粉车间为双层厂房布置，一层包括原辅材料库、成品库、浓缩间、干燥间等，二层包括收奶间、CIP间、车间办公室、化验室等。
九、全厂总平面布置
全厂总平面设计的目的就是将食品工厂各建筑物、构筑物、道路、管线等按其使用功能进行合理布局，使工厂形成协调一致、井然有序的生产环境。食品工厂的主要建筑物、构筑物包括生产车间、辅助车间、仓库、动力设施、供水设施、排水系统和全厂性设施等。乳品厂总平面布置的主要依据是《工业企业总平面设计规范》（GB50187-2012）、《乳制品厂设计规范》（QB6006-1992）和《食品安全国家标准乳制品良好生产规范》（GB12693-2010），其中着重考虑乳品厂的卫生对总平面布置的要求。
食品工厂总平面布置应围绕生产车间进行排布，即生产车间(主车间)应在工厂的中心，其他车间、部门以及公共设施均需围绕主车间进行排布。乳品工厂总平面布置时，应划分厂前区和生产区，生产区应处在厂前区的下风向。有大量烟尘及有害气体排出的建、构筑物应布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧。存放原料、半成品和成品的仓库、生原料与熟食品加工工段均应合理布局，杜绝交叉污染。
