蛋清粉干燥工艺研究与日产15吨蛋清粉工厂设计(附件)
本设计进行了蛋清粉干燥工艺的研究和日产15吨蛋清粉工厂的设计。实验部分以鲜鸡蛋为主要原料，研究蛋清粉喷雾干燥的最佳工艺参数，工艺流程为鸡蛋清洗，打蛋，提取蛋清，发酵脱糖，过筛，巴氏杀菌，喷雾干燥，筛粉，蛋清粉。实验结果为4.0 mL / min的喷雾流量、40 ℃的进料温度、170 ℃的进风温度就是喷雾干燥工艺生产具有良好冲调性的蛋清粉的最佳工艺参数。工厂设计部分设计了日产15吨的蛋清粉生产工厂，总面积为31584平方米，每天3班，每班工作7小时，每天消耗原料鲜鸡蛋72吨，麦芽糊精0.75吨，酵母0.03吨，建厂费用1600万元，年生产总费用13065万元，年度总收入18417万元，年利润1668.6万元，投资回收期1.66年。关键词 喷雾干燥，蛋清粉，工厂设计
目 录
1 引言 1
1.1 蛋清粉 1
1.2 喷雾干燥 1
1.3 研究背景 2
2 产品开发 3
2.1 仪器与药品 3
2.2 试验方法 3
2.3 测定指标 4
2.4 结果与分析 5
2.5 讨论 8
2.6 结论 9
3工厂设计 9
3.1 产品方案 9
3.2 产品生产工艺 10
3.3 物料衡算 12
3.4 设备选型 13
3.5 车间水电气用量估算和管路设计 19
3.6 辅助设施计算 24
3.7 厂址选择与总平面设计 25
3.8 平面布置 27
3.9 经济估算 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 引言
1.1 蛋清粉
日常生活中，人们每天都会进食鸡蛋，原因在于人体所需的各种营养元素几乎都可以在鸡蛋中找到。人们身体中的蛋白质、脂肪等可以从鸡蛋中摄入，一些微量元素如铁、钾等，也可以从鸡蛋中摄入。鸡蛋各个部位都富含营养物质，即使是蛋壳也富含钙质，目前已经有技术能将蛋壳磨成粉作为钙源添加到食物中来补充钙质[1]。因此鸡蛋常常被比喻成“营养 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
库”。鸡蛋蛋白包被在蛋白膜内，俗称蛋清，是一种典型的胶体物质，约占蛋总重的 60%，颜色呈微黄色[2]。氨基酸是人体必需的营养物质，而平衡的氨基酸最为珍贵，鸡蛋清中含有大量的这种物质，所以鸡蛋也是一种动物性蛋白源，可以为人们提供所需的营养元素[3]。禽蛋中的最主要组成部分是蛋白质，鸡蛋清的蛋白质可以被人体以较高的效率吸收[4]。蛋白质在蛋清中营养物质组成中所占比例约为12%，其中主要为营养价值极高的卵白蛋白。卵白蛋白是蛋清中唯一的含有自由巯基的蛋白质，现已证明它在蛋清的热诱导凝胶形成过程中起着非常重要的作用，在 80℃左右，它能促进蛋清胶凝[5]。蛋清所含有的铁元素在身体中可以用于造血和对血液中的氧气进行输送，造血能力强和输送氧气能力强就会使得人的脸上变得红润。
虽然蛋清有这么多优点，但是作为一种液体且受温度影响大，其缺点也显而易见：难储存、难保存。所以为了对蛋清最大价值的使用需要对蛋清进行加工处理，目前各国的做法大多是把蛋清用一种干燥的工艺处理，使其成为一种粉状物质[6]。由鲜鸡蛋中的蛋清所制成的蛋清粉拥有极好的凝胶性和起泡性等优点，因此蛋清粉常常被人们用作食品产业链中的配料[7]。在实际生产中，蛋清中常会混入蛋黄，这些少量脂质的存在会降低蛋清粉起泡性[8]。Erem等得出蛋清蛋白良好的起泡性可以改善面包质构，Bonet和Wilderjans等进一步研究得出，面包面团中存在蛋清蛋白与面筋蛋白的交联作用进而提高面包品质[9]。目前，蛋清粉已经被广泛应用于食品、纺织、皮革、医药等方面[10]。蛋清粉是一种粉状物质，所以可以用密封罐对其进行储存，这种物质便能够易于运输以及储存。
1.2 喷雾干燥
喷雾干燥技术是近年来一种新兴工艺，被广泛的应用于食品生产中。这种工艺的工作原理如下：将已经稀释的原料通过雾化处理，然后送到温度适宜的干燥室中，雾化后的原料与热空气接触使得原料中的水分汽化，最终得到干燥的成品。这种工艺直接将液体变为粉末，可以避免其它工艺中粉碎这一步骤导致的食物营养价值流失。
喷雾干燥工艺相比于其它工艺而言，它传热速度快、水分汽化彻底以及工作时间短，并且用这种工艺生产出来的产品质量较好。因为喷雾干燥工艺中的温度是可变量，所以在干燥和除去污染源的同时，还能保证原料的营养，甚至色泽和味道，正是因为这些独特的优点使得这种工艺得到广泛的应用。
1.3 研究背景
蛋因为其丰富的营养价值，受到了世界各国人民的喜爱。从古代的农业社会到当今的智能时代，我国的家禽饲养就一直存在，因此我国自古以来就是禽蛋的生产和消费大国。近些年，随着自动化技术的提高和人们对健康生活的向往，家禽养殖从传统的散养模式转变为农场式养殖模式，使得鸡蛋的产量和需求出现新高。由于对健康食品相关知识的认知有限，人们往往把鸡蛋当成一种普通的食物来进行购买[11]。虽然我们在很早的时候就食用蛋，但在蛋品加工方面比较落后，与发达国家的差距比较大。
鸡蛋的加工历史可以追溯到十八世纪六十年代，当时以英国为代表的欧美国家就开始对鸡蛋进行加工和提取。目前世界上对鸡蛋的加工总量已近突破100万吨了，主要是以美国为代表的欧美国家，这些国家的生产能力占世界总量的80%[12]。随着食品行业的发展，人们对鸡蛋的观点不再停留在一般的食物上面，人们逐渐意识到鸡蛋是可以作为功能性食物来食用的。随着科技水平的提高，鸡蛋不在只是简单的鸡蛋，具有维生素补充功能等功能性鸡蛋面世，这就使得人类补充营养元素变得更加简单可靠[13]。欧美国家的蛋制品的工艺先进和种类多使得其市场占比率高达25%，未来这一数据还将持续上升。我国的鸡蛋产量能进入世界前三，但是由于意识上差距，消费形式往往是以鲜蛋为主，极少对鸡蛋进行深加工，导致我国的蛋制品消费占比极低，不足15%。现在我国从事蛋品深加工的公司还没到400家，由于生产工艺落后，这些公司往往就是对蛋进行简单加工就直接进行销售，所以我国的蛋制品在整个禽蛋市场中占比较低。但是人们对健康生活的追求从未停止，所以对蛋进行深加工还是很有市场前景的。
随着人们对健康生活的追求以及食品行业的技术革新，人们对鸡蛋的观点不再停留在一般的食物上面，把鸡蛋作为功能性食品来食用成为了一种共识。近年来，技术的革新使得蛋清粉的产量得到极大的提高，这种拥有多种营养的物质得以推广。因为蛋清粉的开发价值很高，所以各国都在深入研究蛋清粉的工艺，其中最典型的蛋清粉生产工艺便是喷雾干燥了。本文主要研究不同的工艺变量对喷雾干燥这种工艺的影响，最后用优化后的工艺参数来生产蛋清粉。
目 录
1 引言 1
1.1 蛋清粉 1
1.2 喷雾干燥 1
1.3 研究背景 2
2 产品开发 3
2.1 仪器与药品 3
2.2 试验方法 3
2.3 测定指标 4
2.4 结果与分析 5
2.5 讨论 8
2.6 结论 9
3工厂设计 9
3.1 产品方案 9
3.2 产品生产工艺 10
3.3 物料衡算 12
3.4 设备选型 13
3.5 车间水电气用量估算和管路设计 19
3.6 辅助设施计算 24
3.7 厂址选择与总平面设计 25
3.8 平面布置 27
3.9 经济估算 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 引言
1.1 蛋清粉
日常生活中，人们每天都会进食鸡蛋，原因在于人体所需的各种营养元素几乎都可以在鸡蛋中找到。人们身体中的蛋白质、脂肪等可以从鸡蛋中摄入，一些微量元素如铁、钾等，也可以从鸡蛋中摄入。鸡蛋各个部位都富含营养物质，即使是蛋壳也富含钙质，目前已经有技术能将蛋壳磨成粉作为钙源添加到食物中来补充钙质[1]。因此鸡蛋常常被比喻成“营养 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
库”。鸡蛋蛋白包被在蛋白膜内，俗称蛋清，是一种典型的胶体物质，约占蛋总重的 60%，颜色呈微黄色[2]。氨基酸是人体必需的营养物质，而平衡的氨基酸最为珍贵，鸡蛋清中含有大量的这种物质，所以鸡蛋也是一种动物性蛋白源，可以为人们提供所需的营养元素[3]。禽蛋中的最主要组成部分是蛋白质，鸡蛋清的蛋白质可以被人体以较高的效率吸收[4]。蛋白质在蛋清中营养物质组成中所占比例约为12%，其中主要为营养价值极高的卵白蛋白。卵白蛋白是蛋清中唯一的含有自由巯基的蛋白质，现已证明它在蛋清的热诱导凝胶形成过程中起着非常重要的作用，在 80℃左右，它能促进蛋清胶凝[5]。蛋清所含有的铁元素在身体中可以用于造血和对血液中的氧气进行输送，造血能力强和输送氧气能力强就会使得人的脸上变得红润。
虽然蛋清有这么多优点，但是作为一种液体且受温度影响大，其缺点也显而易见：难储存、难保存。所以为了对蛋清最大价值的使用需要对蛋清进行加工处理，目前各国的做法大多是把蛋清用一种干燥的工艺处理，使其成为一种粉状物质[6]。由鲜鸡蛋中的蛋清所制成的蛋清粉拥有极好的凝胶性和起泡性等优点，因此蛋清粉常常被人们用作食品产业链中的配料[7]。在实际生产中，蛋清中常会混入蛋黄，这些少量脂质的存在会降低蛋清粉起泡性[8]。Erem等得出蛋清蛋白良好的起泡性可以改善面包质构，Bonet和Wilderjans等进一步研究得出，面包面团中存在蛋清蛋白与面筋蛋白的交联作用进而提高面包品质[9]。目前，蛋清粉已经被广泛应用于食品、纺织、皮革、医药等方面[10]。蛋清粉是一种粉状物质，所以可以用密封罐对其进行储存，这种物质便能够易于运输以及储存。
1.2 喷雾干燥
喷雾干燥技术是近年来一种新兴工艺，被广泛的应用于食品生产中。这种工艺的工作原理如下：将已经稀释的原料通过雾化处理，然后送到温度适宜的干燥室中，雾化后的原料与热空气接触使得原料中的水分汽化，最终得到干燥的成品。这种工艺直接将液体变为粉末，可以避免其它工艺中粉碎这一步骤导致的食物营养价值流失。
喷雾干燥工艺相比于其它工艺而言，它传热速度快、水分汽化彻底以及工作时间短，并且用这种工艺生产出来的产品质量较好。因为喷雾干燥工艺中的温度是可变量，所以在干燥和除去污染源的同时，还能保证原料的营养，甚至色泽和味道，正是因为这些独特的优点使得这种工艺得到广泛的应用。
1.3 研究背景
蛋因为其丰富的营养价值，受到了世界各国人民的喜爱。从古代的农业社会到当今的智能时代，我国的家禽饲养就一直存在，因此我国自古以来就是禽蛋的生产和消费大国。近些年，随着自动化技术的提高和人们对健康生活的向往，家禽养殖从传统的散养模式转变为农场式养殖模式，使得鸡蛋的产量和需求出现新高。由于对健康食品相关知识的认知有限，人们往往把鸡蛋当成一种普通的食物来进行购买[11]。虽然我们在很早的时候就食用蛋，但在蛋品加工方面比较落后，与发达国家的差距比较大。
鸡蛋的加工历史可以追溯到十八世纪六十年代，当时以英国为代表的欧美国家就开始对鸡蛋进行加工和提取。目前世界上对鸡蛋的加工总量已近突破100万吨了，主要是以美国为代表的欧美国家，这些国家的生产能力占世界总量的80%[12]。随着食品行业的发展，人们对鸡蛋的观点不再停留在一般的食物上面，人们逐渐意识到鸡蛋是可以作为功能性食物来食用的。随着科技水平的提高，鸡蛋不在只是简单的鸡蛋，具有维生素补充功能等功能性鸡蛋面世，这就使得人类补充营养元素变得更加简单可靠[13]。欧美国家的蛋制品的工艺先进和种类多使得其市场占比率高达25%，未来这一数据还将持续上升。我国的鸡蛋产量能进入世界前三，但是由于意识上差距，消费形式往往是以鲜蛋为主，极少对鸡蛋进行深加工，导致我国的蛋制品消费占比极低，不足15%。现在我国从事蛋品深加工的公司还没到400家，由于生产工艺落后，这些公司往往就是对蛋进行简单加工就直接进行销售，所以我国的蛋制品在整个禽蛋市场中占比较低。但是人们对健康生活的追求从未停止，所以对蛋进行深加工还是很有市场前景的。
随着人们对健康生活的追求以及食品行业的技术革新，人们对鸡蛋的观点不再停留在一般的食物上面，把鸡蛋作为功能性食品来食用成为了一种共识。近年来，技术的革新使得蛋清粉的产量得到极大的提高，这种拥有多种营养的物质得以推广。因为蛋清粉的开发价值很高，所以各国都在深入研究蛋清粉的工艺，其中最典型的蛋清粉生产工艺便是喷雾干燥了。本文主要研究不同的工艺变量对喷雾干燥这种工艺的影响，最后用优化后的工艺参数来生产蛋清粉。
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