日处理鲜奶50吨的酸奶、酸乳饮料

日处理鲜奶50吨的酸奶、酸乳饮料 Northeast Agricultural University of Science degree thesis: A05040098 The Design of the factory about daily processing 50 tons of fresh milk, yogurt and yogurt drinks production workshop Student Name: Ren Jia Lin Guidance Teachers: Zhong Ji Cai Host Faculties:Food Institute Professional:Dairy Processing Research Direction: Dairy Processing Northeast Agricultural University China's Harbin May 2008 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺 摘要 日处理能力50吨，可生产搅拌型酸奶及酸乳饮料等品种。收奶计量采用电子磅秤与磅秤相结合，储奶为3台32吨室外奶仓配合，采用倒罐方式进行净乳操作。调配至暂存之间的设备串联相结合，具有很大的灵活性。配料系统配置高速混合罐用于化糖、化胶和溶酸等。车间采用两台多用途自动板式杀菌机，可进行预巴杀(65?,15S)、巴氏奶(85?,15S)、酸奶(95?,300S)和两台管式热交换器可生产乳饮料(125?,2S、用于利乐包装系统)的杀菌。相对无菌产品，可用作巴式预杀菌。生产乳酸奶时，发酵奶与调配杀菌后的糖胶水在水合罐中混合。按本方案配置，该生产线同时可生产二至四个不同品种规格的产品。讲述了一个日处理奶量50吨乳品厂主车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序等等。 对于酸奶及酸乳饮料生产车间，一般采用2班工作制，每天工作时间16小时，除去清洗时间2小时，实际工作时间按14小时计算，本设计描述了一个日处理鲜奶50吨的酸乳及酸乳饮料主车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、耗水、耗气、耗电、清洗等等。 关键词:酸奶、酸乳饮料、工艺、平面布置 I - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 Abstract The design date handling ability 50 tons, may produce varieties and so on agitation yogurt and yogurt drink. Receives the milk to measure to use the electronic platform scale and the platform scale unifies, Chu Naiwei five 10 ton outdoor storage tanks with two 20 ton outdoor milk warehouse coordination, select the tank switching method to carry on the breast to operate only. Mixes the equipment series unifies to the interim, has the very big flexibility. The ingredient system disposes a high speed blending tank to use in melting the sugar, melting the rubber and to dissolve the acid and so on, if mixes the work load to be big, may dispose two sets of above equipment, forms system which two sets oppose. The workshop uses two multipurpose automatic board style sterilization machines, may carry on the Palestinian type milk (85 ?-15S), the yogurt (95?-300S) and two steady pipe type heat interchanger may produce the young drink (125?-2S, uses in advantage happy packing system) the sterilization. The relatively aseptic product, may serve as the Palestinian type pre-sterilization. When produces the young yogurt, the fermentation milk after mixing the sterilization the sugar glue water in the hydration pot mixes. According to this plan disposition, at the same time this production line may produce two to four different variety specification product. Narrated one date processing milks measure 50 ton dairy product factory owner workshop horizontal plan and project craft plan principle of design, method, procedure and so on. regarding the yogurt and the yogurt drink Production workshop, uses 2 class of working systems generally, the daily operating time 16 hours, except the scavenging period 2 hours, the running time according to 14 hour computation, this design described one date processing fresh milk 50 tons yogurts and the yogurt drink main workshop horizontal plan and the project craft plan principle of design, the method, the procedure, the equipment, the water consumption, consume were mad that consume electricity, clean and so on. Key word: Production variety, craft, plane layout II - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 目录 摘要 .......................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................. II 目录 ....................................................................................................................................... III 前 言 ..................................................................................................................................... 1 1.主车间平面图设计说明 .................................................................................................... 3 1.1布置原则 ....................................................................................................................... 3 1.2基本建设方案 ............................................................................................................... 3 1.2.1主车间布置方案.................................................................................................... 3 1.2.2收奶、化验、仓库等生产性辅助措施 .............................................................. 4 1.2.3车间生活设施 ........................................................................................................ 4 2.工艺方案详述 ..................................................................................................................... 5 2.1原料奶的分配 ............................................................................................................... 5 2.2酸奶 ................................................................................................................................ 5 2.2.1酸奶的工艺流程.................................................................................................... 5 2.2.2酸奶的配方 ............................................................................................................ 5 2.2.3工艺要点 ................................................................................................................ 5 2. 3调酸型酸乳饮料 .......................................................................................................... 7 2.3.1调酸型酸乳饮料的工艺流程 ............................................................................... 7 2.3.2调酸型酸乳饮料的配方 ....................................................................................... 7 2.3.3工艺要点 ................................................................................................................ 8 2.4发酵型酸乳饮料 ........................................................................................................... 9 2.4.1发酵型酸乳饮料的工艺流程 ............................................................................... 9 2.4.2发酵型酸乳饮料的配方 ....................................................................................... 9 2.4.3工艺要点 .............................................................................................................. 10 3 物料平衡与设备相关参数的计算 ................................................................................. 11 3.1物料平衡计算 ............................................................................................................. 11 3.1.1酸奶的物料平衡计算 ......................................................................................... 11 3.1.2调酸型酸乳饮料的物料平衡计算 .................................................................... 11 3.1.3发酵型酸乳饮料的物料平衡计算 .................................................................... 11 3.2设备水电汽耗量计算................................................................................................. 12 3.2.1设备选型 .............................................................................................................. 12 3.2.2设备一览表 .......................................................................................................... 14 3.2.3耗水量 .................................................................................................................. 15 3.2.4耗汽量 .................................................................................................................. 16 3.2.5耗电量 .................................................................................................................. 16 4 产品标准 .......................................................................................................................... 17 III - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 4.1酸奶标准 ..................................................................................................................... 17 4.2调酸型酸乳饮料标准................................................................................................. 18 4.3发酵型酸乳饮料标准................................................................................................. 19 5 乳制品发展前景 .............................................................................................................. 20 致谢 ....................................................................................................................................... 21 参考文献............................................................................................................................... 22 IV - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 前言 食品工厂设计是综合性很强的一门科学技术。其内容包括了企业内应该配置的一切单项工程的完整设计，一般包括总平面布置，生产车间，动力车间，厂内外运输，自控仪表，采暖通风，环境保护工程，福利设施，办公楼，技术经济概算等单项工程设计。除了要求设计工作者具有计算、绘图、表达等基本功和专业理论、专业知识外，还应对工厂设计的工作程序、范围、设计方法、步骤、内容、设计的标准、设计的经济性等内容熟练掌握和运用。 生产设计是总体设计的主导设计，其他配套专业是根据生产工艺提出的要求进行设计。食品工厂的总体设计是由各个车间设计构成的，车间设计是总体设计的组成部分，总体设计和车间设计都是由生产工艺设计和提他非工艺设计(包括土建、采暖通风、供水、供电、供热等)组成的。食品工厂设计是由食品工艺设计人员和其它专业设计人员相互配合、协同设计而完成的。例如食品生产工艺设计在进行车间布置时，工艺专业根据生产要求和设备配置对厂房的长、宽、高以及门、窗、楼梯、办公生活服务用房等的位置、尺寸大小提出要求，土建专业人员在设计中应尽可能满足工艺方面的合理要求。反过来，土建专业要求厂房的长、宽、高服从建筑模数制的规定，工艺专业人员也要执行。在食品工厂设计中会遇到很多诸如此类的协作配合设计问题，因此食品工厂设计首先要求工艺设计具有先进性和合理性，因为它将直接影响到其它协同设计的配套专业的设计先进性和合理性。 本设计方案是把生产车间整体设计为全封闭式车间,设两组以上中央空调,内墙壁无窗台.各墙角均为圆角装修.地面采用环氧树脂光面,通风系统采用高效过滤装置.配消毒用臭氧发生器,进风量大于排风量,保持车间正压,换气次数符合洁净级别要求,所有装饰,均要采用无毒环保型材料,符合GMP规范要求.生产车间分为清洁区和非清洁区。 清洁作业区:该区域车间内墙壁、顶棚均采用彩钢板全包式装修，连接缝与玻璃口均用密封胶密封，通风口安装高效空气过滤器传递口采用带有杀菌灯的密封传递窗，30万级以上环氧树脂自流平地面。 更衣室采用三级(间)设计，第一间为脱鞋间，第二为穿工作服间 第三间为消毒间，由消毒间经风淋室进入清洁作业区车间。 条件除达到要求外，在消毒间增设紫外线杀菌灯、臭氧发生器、感应式洗手水龙头、干手器和酒精喷雾、消毒器等。 非清洁区:包括原料库、产成品库和纸箱材料库等，该区域的库房可采用自然通风，设不可拉开式纱窗，内墙壁顶棚采用光面防水，防腐涂料处理，水泥或磁砖或环氧树脂自流平地面，库门封闭严密，防鼠、虫等进入。 近些年来，随着生活水平的提高，人们开始注重饮食的营养和保健。“一杯奶强壮一个民族”已经深入民心，中国消费奶量逐年增加，从20世纪90年代初的4千克上升到2001年的7.8千克，近几年更以25%以上的速度增长。此外，随着对外开放先进的乳制品加工工艺的引进和跨国乳制品公司的涌入，我国的乳制品市场和乳制品加工企业发生和巨大的变化。但由于飞速的乳业增长速度及对引进技术的消化吸收偏差，在生产中 1 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 出现和各式各样的问题。为了满足我国乳业快速发展和积极对应加入WTO带来的乳业发达国家的挑战，有必要对乳品厂的厂区、车间卫生、技术及乳制品的原料、生产、加工工艺等加以重视。 近年酸乳饮料以其营养保健功能和独特的风味大受消费者的青睐，销量不断上升。据统计，世界乳酸菌乳饮品平均市场占有率也已达到30%，尤其是一些发达国家这一比例更高，并且其产品众多，营养全面，口感也更好。在我国乳酸菌饮料的生产，由于深受广大消费者的喜爱，而成为乳制品工业发展最快的产品之一，并为进一步发展提供了巨大的潜力。 本设计产品工艺方案如下: 1、设计日处理能力50吨，可生产花色品种如下: A:利乐包装系统:发酵型酸乳饮料和调酸型酸乳饮料。 B:塑杯包装系统:搅拌酸奶。 2、收奶计量采用电子磅秤与流量计相结合，兼顾大规模槽车收奶与散户送奶，储奶为五台10与两台20吨室外储罐，具有一定的灵活性，收乳后直接进行净乳后贮藏操作，可减少对收奶过程的干扰。 3 、调配至暂存之间的设备串联相结合，使每一奶仓的物料可进入任何一台杀菌机，而两台杀菌机出来的物料可以进入菌种、发酵、暂存工序中的任何一台罐，因此本设计方案具有很大的灵活性。 4 、配料系统配置高速混合罐用于化糖，化胶，如调配工作量较大，可配置两套上述设备，形成两套相对立的系统。 5、两台多用途自动板式杀菌机，可进行巴式奶(95?,15S)、酸奶(95?,300S)，另外配有辆台管式热交换器，进行UHT高温奶(125?,2S)用于利乐包装系统)的杀菌。 6、生产酸奶时，在酸奶成熟后采用倒灌与直接罐装的方式及时罐装与冷却，以防止酸奶发酵时间过长。 7、按本方案配置，该生产线同时可生产3个不同品种规格的产品。 AutoCAD交互图形包是目前我国最流行的绘图软件，是工程设计、机械设计人员利用计算机绘图的高效绘图工具之一。运用AutoCAD设计乳品厂及其他相关工艺设计，以达到方便的目的。 2 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 1.主车间平面图设计说明 乳品厂生产车间的布置是工艺设计中最重要的部分，不仅与建成投产后的生产实践有很大的关系，而且影响到工厂整体。车间布置一经施工就不易改变，所以在设计过程中必须全面考虑。工艺设计必须与土建、给排水、供电、供气、通风采暖、制冷以及安全卫生等方面取得统一和协调。 1.1布置原则 (1)要有总体设计的全局观点，满足生产和总体设计的要求。 (2)设备要尽量按工艺流水线安排布置，一些特殊设备可按相同类型作适当集中，要使 生产过程占地最少、生产周期最短、操作最方便。一般重型设备最好设在车间底层。 原料收发间应设有磅秤。 (3)要考虑到进行多品种生产的可能性，以便灵活调动设备，并留有适当的余地，以便 更换设备。同时，还应注意设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离。要 保证操作和维修、装拆、清洁卫生的方便。 (4)要保证物料运输通畅，避免重复往返。要尽可能利用生产车间的空间运输;合理安 排车间各种废料进出，人员进出要和物料进出分开。 (5)注意车间的采光、通风、采暖、降温等设施。可以设在室外的设备，尽可能设在室 外。 1.2基本建设方案 1.2.1主车间布置方案 车间总占地面积为10021.033416平方米，其中生产辅助设施占地面积为3589.07650平方米。要对设备清单进行全面分析。笨重的、固定的、专用的设备要尽量排布在车间四周;像轻的、可移动的设备要排在中间。这样，在更换产品时调换设备比较方便。每个工作间要有两道以上的门作为人流、货流和机器设备的出入口。作为人流出入口的门，尺寸要在正常情况下满足生产要求，在火灾或某种紧急状态下要满足迅速疏散的要求，尺寸要适中，不宜过大或过小。作为运输工具及设备进出的门，要能让车间最大尺寸的机器设备通过。车间内采取水平带式输送机，传送带的材料要符合食品卫生要求。车间内像配电室、空压机房、水处理机、洗箱等设备间要与生产车间保持适当的距离，使它们既不相互影响又相互联系方便。车间内预处理、杀菌、罐装等工段要明确加以分割，并严格保证卫生。 3 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 1.2.2收奶、化验、仓库等生产性辅助措施 液态奶生产的第一个环节就是收奶。收奶间要有一个适宜的验收计量、及时处理、车辆回转和容器堆放的场地，要配备磅秤、容器和原料乳前处理系统。 化验室是通过感官、物理、化学、微生物等检验原料奶的场所。化验室要配备双面、单面化验台;药品橱;支撑台;通风橱等设施。另外，化验室要求通风采光好、生活整洁、排气方便，化验室要置于下风口，精密仪器不宜受阳光直射。为防止高温季节工作室闷热，可安装空调。由于用电仪器较多，化验室要多设电源插座。 乳品厂是物料流量较高的企业，所以车间的原料库、成品库等都占有很大的比例。起到很重要的作用。原料库多数系短期贮藏，用常温库;如果是较长时间贮藏要用冷风库，温度要视物料对象而定。成品库要考虑出货方便，可使用铲车、托盘。堆放是要注意附加荷载。车间内的冷库属于生产性冷库，它的容量要根据生产的需要来确定。 1.2.3车间生活设施 通过上述方面分析各方案优缺点，综合出最佳方案，然后再把更衣室、卫生间、办公室等生活设施摆进图纸。为了卫生需要及方便，车间内的更衣室、卫生间应分散附设在各部门内靠近人员出入口。卫生间设施的卫生标准应符合国家规定。 4 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 2.工艺方案详述 2.1原料奶的分配 共有原料奶50T，其中具体分配如下: 有5T原料奶用于生产搅拌型酸奶。 有15T原料奶用于生产发酵型酸乳饮料。 有30T原料奶用于生产调酸型酸乳饮料。 2.2酸奶 2.2.1酸奶的工艺流程 原料奶?检验(理化指标、微生物指标、无抗等)?接收?脱气?计量?净乳?预巴杀(65?-15s)?冷却(4?-8?)?贮藏?预热(60?-70?)?均质(20MPa)?保温杀菌(95?-97?-300s)?冷却(40?-43?)?接种(接种量2.66%)?保温发酵(40?-43?)?冷却(30?以下)?包装 2.2.2酸奶的配方 每吨酸奶所需原辅料使用量: 鲜 牛 奶 810Kg W M P 13Kg 白 砂 糖 45Kg W P C 4Kg C M C 1.8Kg 菊 粉 2.2Kg 低聚果糖 30Kg 复合菌种 一袋(5g) 水 加至1000Kg 2.2.3工艺要点 收奶、净乳:乳产品的质量决定于原料乳。因此，对原料乳的质量必须严格管理，认真检查。只有符合标准的原料乳才能投入生产。原料乳中农药残留、抗生素、重金属、黄曲霉毒素含量应符合国家规定。同时要结合我国规定生鲜牛乳收购的质量标准。包括感官指标、理化指标及微生物指标。原料乳应采用机械化挤奶、管道输送。交乳方和收 5 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 乳方均不应掺加水、食品添加剂及其他非乳物质。奶槽车及其输奶软管应消毒清洗，收奶都乳温度保持在8?以下，从奶挤出后到加工前所经历的时间不能超过24小时。与储奶冷却缸的出口应连接紧密、无渗透，输奶时应避免空气泵入槽车奶。符合国家原料奶标准中相关规定。用于制作发酵剂和生产乳酸的原料乳必须是高质量的，要求酸度在18T以下，杂质数不高于50万个/毫升，总干物质含量不得低于11.5%。一般酸乳中使用的原辅料有脱脂乳粉(1%—1.5%)、稳定剂(0.1%—0.5%)、糖及果料(6.5%—8%)。而且无论是原料乳或是辅料的脱脂粉必须是无抗生素的～ 净化的目的是去除乳中尘埃、杂质。要求脱除乳中毛、泥土等机械杂质及其表面微生物，脱出一部分体细胞及气体。本方案采用的是离心净乳机净化。离心净乳是利用乳在分离钵强大离心力的作用，将大量的机械杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。本方案采用自动排渣净乳机。离心转速为5891转/分钟。 冷却、储藏净化后的乳最好直接加工，如果短期储藏时，必须及时进行冷却，以保证乳的新鲜度。本方案用板式热交换机进行冷却。乳流过冷排冷却机与制冷剂(冷盐水)进行热交换机后流入储奶槽中。这种冷却机构造简单，价格低廉，冷却效率高。可以使乳温迅速降到4?左右。注意:生乳冷却温度不超过8?，应在24小时以内加工使用;冷却温度不超过4?，应在36小时内加工使用。 为了工厂连续生产的需要，必须有一定的原料乳储藏量。根据各车间每天牛乳总收纳量、收乳时间、运输时间及能力等因素决定。贮乳罐的的总容量为收纳总量的2/3—1。每罐须放满，并密封。罐内设有搅拌器，要定期搅拌乳液以防止乳脂肪上浮而造成分布不均匀。冷却后的乳应不超过8?。储奶罐保温层厚度不低于50mm，室外奶仓保温层厚度不低于100mm。储奶前。罐要彻底清洗、杀菌。 均质在酸奶生产中均质是将乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。目的是为了防止脂肪的上浮分离;提高微粒聚集物的稳定性;并改善牛乳的消化、吸收程度。均质处理可使原料充分混匀，有利于提高酸乳的稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好。均质可以是全部的也可以是部分的。牛奶全部均质后，通常不发生脂肪球絮凝现象，脂肪球相互之间完全分离。并且可以防止酸奶乳清析出。均质温度为60—68?，均质压力为15—25兆帕，均质有应紧接杀(灭)菌。 巴氏杀菌:鲜乳处理过程中往往受许多微生物的污染(其中80%为乳酸菌)。为了提高乳在储藏和运输过程中的稳定性，避免酸败，防止微生物传播造成的危害，最简单有效的方法就是利用加热进行杀菌或灭菌处理。巴氏杀菌的温度和持续时间必须准确。高温短时巴式杀菌的温度是75?、15—20秒或80—85?、10—15秒。如果巴氏杀菌太强烈，那么牛奶就会出现蒸熟味和焦糊味，稀奶油也会产生结块或凝聚。均质破坏了脂肪球膜并暴露出脂肪，与未加热的脱脂奶重新混合后缺少防止脂肪酶侵袭的保护膜，因此混合物必须立即进行杀菌。酸奶的杀菌温度为95-97?，保温300s，主要是考虑到长时间高温会使蛋白轻度变性，使后期蛋白凝固效果更佳。 接种:热处理后的乳要马上降温到发酵剂菌种最适合生长的温度，一般的生产发酵剂，其产酸活力在0.7%—1.0%之间，接种量应为2.66%。如果活力低于0.6%时则不能用于生产。假如的发酵剂应事先在无菌操作下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块， 6 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 以免影响成品质量。制作酸奶常用的发酵剂为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌种，降低杆菌的比例则酸奶在保质期限内产酸平缓，防止酸化过度。一般大规模生产酸奶需要发酵剂的扩培。 发酵:在发酵罐中进行，注意要控制好发酵罐的温度，避免忽高忽底。发酵罐上部下部温度差不能超过1.5?。发酵时间为12h。 冷却:为了快速抑制细菌的生长和酶的活性，以防止发酵过程产酸过度及搅拌时脱水。在乳酸完全凝固(PH4.6—4.7)时开始冷却，冷却采用冷排冷却，冷却过程要稳定进行。 搅拌:机械搅拌使用宽叶片搅拌器，搅拌过程中应注意既不可过于激烈，也不可过长时间。搅拌时要注意酸奶的温度、PH及总固形物含量等。通常搅拌开始用低速，以后用较快的速度。搅拌时发酵乳的温度应保持在20—25?;酸奶PH达4.7以下时进行。搅拌时较高的乳干物质含量对酸乳防止乳清分离能有很好的作用。另外要注意的是:酸奶在经管道输送过程中应以低于0.5米/秒的层流形式出现。若以高于0.5米/秒的湍流形式出现，酸奶的结构将受到严重的破坏。 冷却、后熟:将罐装好的酸乳于冷库中0—7?冷藏24小时进行后熟，进一步促使芳香物质的产生和改善粘稠度。 2. 3调酸型酸乳饮料 2.3.1调酸型酸乳饮料的工艺流程 原料奶?检验(理化、微生物)?接收?脱气?计量?净乳?预巴杀(65?-15s)?冷却(4?-8?)?贮藏?配料?预热(50?-60?)?均质(20MPa-25MPa)?UHT(125?-2s)?冷却(30?)?无菌灌装?包装 2.3.2调酸型酸乳饮料的配方 每吨调酸型酸乳饮料所需原辅料使用量: 鲜牛奶 285Kg WMP 3.5Kg 白砂糖 35Kg 果葡糖浆 38Kg C M C 1.8Kg 菊粉 3.2Kg 糖蛋白 0.12Kg 柠檬酸钠 0.2Kg 乳酸 1.2Kg 柠檬酸 3.0Kg 7 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 牛奶香精 0.23Kg 蛋黄香精 0.45Kg 法式奶香精 0.14Kg 炼乳香精 0.09Kg 水 加至1000Kg 2.3.3工艺要点 收奶、净乳、冷却、储藏、等加工工艺同酸奶。 配料:由于是调酸型酸乳饮料，其酸是来源于乳酸和柠檬酸。首先要把乳酸和柠檬酸溶于热水配置成为pH为3.8-4.2之间的溶液后再缓慢的喷入水合罐内。以防止具部的酸度过低，发生蛋白质变性，出现不溶物。增稠剂首先与白砂糖干混，在高速剪切作用下保持15分钟，后冷却至43摄氏度后再泵入水合罐。对风味乳饮料来说，若采用高质量的原料余为原料，可不加稳定剂。但大多数情况下及采用乳粉还原乳时，则必须采用稳定剂。稳定剂的溶解方法一般为:?在高速搅拌(2500-3000r/min)下，将稳定剂缓缓的加入冷水中溶解或将稳定剂溶解在80度热水中;?将稳定剂其质量5-10倍的原料糖干混均匀，然后在正常的搅拌速度下加入到80-90摄氏度的热水中溶解;?将稳定剂在正常的搅拌速度下加入大批饱和糖溶液中(因为在正常的搅拌情况下它可以均匀的分散于溶液中)。卡拉胶是悬浮可可粉颗粒的最佳稳定剂，这是因为一方面它能与牛乳蛋白相结合形成网状结构，另一方面他能与水形成凝胶。 由于不同的香精对热的敏感程度不同，因此若采用二次杀菌，所使用的香精和色素应耐121摄氏度温度;若采用超高温灭菌，所使用的香精和色素应耐137-140摄氏度的高温。 然后将所有的原辅料加入到配料缸，低速搅拌15-25min，以保证所有的物料混合均匀，尤其是稳定剂能均匀的分散于乳中。 选用的稳定剂不合适，既所选稳定剂在产品保质期内达不到应有的效果，为解决此问题，可采用CMC和菊粉复配使用。一般用量为0.35%-0.60%,而且CMC和菊粉都是膳食纤维，其分别属于水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维。本配方合理调整水不溶性膳食纤维和水溶性膳食纤维更加有利于身体健康。 酸液浓度过高:调酸时，若酸液浓度过高，就很难保证在局部牛乳与酸液能很好的混合，从而使局部酸度偏差过大，导致局部蛋白沉淀。解决的措施是，将算、酸稀释为10%或20%的溶液，同时也可在酸化前，将一些缓冲盐类如柠檬酸钠等加入到酸液中，调酸罐内的搅拌速度过低，搅拌速度过低难以保证算化过程中酸与乳的均匀混合，使局部pH过低产生蛋白质沉淀。 调酸过程过快，若加快调酸速度则导致局部乳与酸混合不均匀，从而形成酪蛋白颗粒过大，且大小不均匀采用正常的稳定剂使用量也很难以保证酪蛋白颗粒的悬浮性。因此调酸过程不宜过快。 产品的口感过于稀薄则是由于原料乳的处理不当最终使产品的总固形物过低或原辅 8 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 料不合格所造成的。 定容:在定容前加入溶解或稀释的香精，后用工艺水定容。 灭菌:本设计采用间接超高温加热设备。通过一管式热交换器，牛奶在125?下杀菌2秒。在设备中，对牛奶进行强烈的热处理，会引起牛奶在设备的热传递表面上形成一些蛋白质沉淀，引起热传递表面(管式热交换机至保温管之间)的压降和热介质与设备中的产品之间的温度差增大。增大的温度差对产品生产有不利的影响，所以在一定的生产周期有，必须停车清洗热传表面。 无菌罐装:利乐包装机是一种低成本、高质量的UHT产品包装系统。它的优点在于无防腐剂、不易破损、长保鲜期;缺点在于价格比较昂贵。它将产品经以超高温瞬间灭菌加工后，在密封的无菌环境中，用一种特殊的无层纸铝复合无菌包装材料灌装生产而成。影响产品变质的病菌、毒素、氧气、微生物、紫外线、水分等因素，都不能与产品接触。所以产品无需添加任何防腐剂就能在常温下保存较长的时间。且超高温瞬时灭菌技术主要对牛奶等营养和风味的破坏极小。 产品从无菌冷却器流入包装线，包装线是在无菌条件下操作的。为了补偿设备能力的差额或者包装机停顿时的不平衡状态，可在杀菌器和包装线之间安装一个无菌罐。这样，如果包装线停了下来，产品便可贮存在无菌罐中。当然处理的产品也可以直接总杀菌器输送到无菌包装机，由于包装处理不了而出现的多余产品可通过安全阀回流到杀菌设备，可减少无菌罐的潜在污染。但要注意到，包装车间无污染，包装材料要适用于食品，应坚固、卫生、符合环保要求，不产生有毒有害的物质和气体，单一材料的包装容器应符合相应的国家标准;复合包装材料应符合GB9683的规定。包装材料仓库应保持清洁，防尘，防污染。包装容器使用前应消毒，内外表面保持清洁。包装应严密，不发生渗漏或破裂，不得二次污染。本设计中是使用TBA22 050型无菌罐装机。 2.4发酵型酸乳饮料 2.4.1发酵型酸乳饮料的工艺流程 原料奶?检验(理化、微生物、无抗)?接收?脱气?计量?净乳?预巴杀(65?-15s)?冷却(4?-8?)?贮藏?预热(50?-60?)?均质(20MPa-25MPa)?杀菌(95?-97?-300s)?冷却(43?-45?)?接种?保温发酵?冷却?配料?二次预热(50?-65?)?二次均质(20MPa-25MPa)?UHT(125?-2s)?冷却?无菌罐装?包装 2.4.2发酵型酸乳饮料的配方 每吨调酸型酸乳饮料所需原辅料使用量: 酸牛奶 350Kg 白砂糖 45Kg 果葡糖浆 63Kg 9 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 C M C 1.8Kg 菊粉 3.2Kg 安塞密 0.1Kg 柠檬酸 1.5Kg 酸奶香精 0.6Kg 牛奶香精 0.15Kg 水 加至1000Kg 2.4.3工艺要点 发酵过程结束后要进行冷却和破碎凝乳，破碎凝乳的方式可以采用边碎乳，这混入已杀菌的稳定剂，糖液等混合料。一般乳酸菌饮料的配方中包括酸乳，糖，果汁，稳定剂，酸味剂，香精和色素等，不同的配方进行不同的配料。在长货架期乳酸菌饮料中最常用的稳定剂是CMC，或CMC与其他稳定剂的混合物。CMC对酪蛋白的颗粒具有最佳的稳定性，因为CMC是一种水不溶性膳食纤维，他的分子链在pH中性和酸性时是带负电荷的。由于同性电贺互相排斥，因此避免的酪蛋白颗粒间相互聚合成大颗粒而产生沉淀。 收奶、净乳、冷却、储藏、杀菌、发酵等加工工艺同酸奶工艺。 配料、UHT、无菌罐装等加工工艺同调酸型酸乳饮料。 10 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 3 物料平衡与设备相关参数的计算 3.1物料平衡计算 3.1.1酸奶的物料平衡计算 有5T原料奶用于生产搅拌型酸奶，从配料表中得知生产1T酸奶需要810Kg原料奶。 酸奶产量: 5000/810=6.17T W M P用量: 6.17*13= 80.21Kg 白砂糖用量:6.17*45= 277.65 Kg WPC用量: 6.17*4= 24.68 Kg CMC用量: 6.17*1.8= 11.106 Kg 菊粉用量:6.17*2.2=13.574 Kg 低聚果糖用量:6.17*30= 185.1Kg 3.1.2调酸型酸乳饮料的物料平衡计算 有30T原料奶用于生产调酸型酸乳饮料，从配料表中得知生产1T调酸型酸乳饮料需要原料奶285Kg。 调酸型酸乳饮料产量:30000/285=105.263T WMP使用量: 105.263* 3.5=368.4205Kg 白砂糖使用量: 105.263*35=3684.205Kg 果葡糖浆使用量: 105.263*38=3999.994Kg 糖蛋白使用量: 105.263*0.12=12.63156Kg C M C 使用量 105.263*1.8=189.4734Kg 菊粉使用量 105.263*3.2=336.8416Kg 柠檬酸钠使用量: 105.263*0.2=21.0526Kg 乳酸使用量: 105.263*1.2=126.3156Kg 柠檬酸使用量: 105.263*3.0=315.789Kg 牛奶香精使用量: 105.263*0.23=24.21049Kg 蛋黄香精使用量: 105.263*0.45=47.36835Kg 法式奶香精使用量:105.263*0.14=14.73682Kg 炼乳香精使用量: 105.263*0.09=9.47367Kg 3.1.3发酵型酸乳饮料的物料平衡计算 有15T原料奶用于生产发酵型酸乳饮料，从配料表中得知生产1T酸奶需要原料奶 11 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 810Kg ，则30T原料奶可生产15000/810=18.518T酸奶。 37.037T酸奶可生产发酵型酸乳饮料:18.518*1000/350=52.9T 白砂糖使用量 52.9*45=2380.5Kg 果葡糖浆使用量 52.9*63=3332.7Kg C M C 使用量 52.9*1.8=95.22Kg 菊粉使用量 52.9*3.2=169.28Kg 0.1=5.29Kg 安塞密使用量 52.9* 柠檬酸使用量 52.9*1.5=79.35Kg 酸奶香精使用量 52.9*0.6=31.74Kg 0.15=7.935Kg 牛奶香精使用量 52.9* 3.2设备水电汽耗量计算 3.2.1设备选型 本设计采用的是两班倒的生产方式，每班生产8h，总计每天生产16h。除去清洗等相关操作2h后，实际生产时间为14。 发酵型酸乳饮料总产量为105.82T，平均每小时产量为52.9/14=3.779，但考虑到UHT和罐装间的清洗顺序在最后和清洗时间，故设备选取5T/h。 调酸型酸乳饮料总产量52.63T，平均每小时产量为105.263 /14=7.518，但考虑到UHT和罐装间的清洗顺序在最后和清洗时间，故设备选取10T/h。 离心泵的选择，流量:流量是泵在单位时间内输送出去的液体量(体积或重量)，体积流量用Q表示，重量流量用QG表示。重量流量和体积流量之间的关系为 Q,,QG ,,式中 ――液体的重度。=ρg 扬程:泵的扬程是泵所轴送的单位重量液体从泵进口处(泵进口法兰)到泵出口处(泵出口法兰)能量的增值。也就是单位重量液体通过泵获得的有效能量，单位是，即根据泵扬程的定义，可以写为 H,E,E21 E2式中 ――泵出口处单位重量液体的能量(米); 2,,E1 ――泵进口处单位重量液体的能量(米)。 2g, 单位重量液体的能量，在水力学中称为水头，它通常是由压头(米)、速度头(米)和位置水头z(米)三部分组成，即 12 - - 2p 22E，z,日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 222g , ,，2p 11E,，，z, 112g p、p21, 式中 ――泵出口、进口处液体的压力; ,、,21 ――泵出口、进口处液体的绝对速度; z、z21 ――泵出口、进口到任选的测量基准面的距离(图1)。 因此，泵的扬程可写为 22pp,,,,2121H，(z,z),，212g, 即 2,,puH,,Z，，，Hf,,2gg 转速:泵的转速，用n表示，是泵轴每分钟旋转的次数，单位是转/分。 具体数值右下图得知: 图3-1离心泵的特性曲线 最后，结合实际生产和经验估算来选型。 13 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 3.2.2设备一览表 序号设备编号设备名称工作能力备注数量 1 E101 奶车10T 5 2 E102 收奶泵10T/h 2 3 E103 双联过滤器10T/h 2 4 E104 脱气罐10T/h 2 5 E105 离心泵10T/h 2 6 E106 流量计 2 7 E107 离心净乳机10T/h 有一个备用2 4-8 8 E108 冷排10T/h 出口温度度2 9 E109 室外奶仓32T 3 10 E110 平衡槽 1 11 E111 离心泵5T/h 1 50-60 12 E112 板式热交换器5T/h 出口温度度1 13 E113 净乳机5T/h 有一个备用2 14 E114 多功能板式杀菌机5T/h 预巴杀1 15 E115 离心泵5T/h 1 16 E116 离心泵5T/h 1 17 E117 离心泵5T/h 1 18 E118 离心泵10T/h 1 19 E119 离心泵10T/h 1 20 ER120 液环泵10T/h 耐强酸、强碱1 21 E201 板式热交换器10T/h 2 22 E202 均质机10T/h 2 23 E203 保温罐10T/h 2 24 E204 离心泵10T/h 2 25 E205 种子罐5T 3 26 E206 发酵罐5T 5 27 E206 发酵罐10T 1 28 E207 转子泵1T/h 1 29 E208 转子泵1T/h 1 30 E209 转子泵5T/h 1 31 E210 转子泵5T/h 1 14 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 32 E211 转子泵1T/h 1 33 E212 转子泵10T/h 1 34 E213 转子泵10T/h 1 35 E214 冷排5T/h 2 36 ER215 液环泵10T/h 耐强酸、强碱1 37 ER216 液环泵10T/h 耐强酸、强碱1 38 E301 配料罐1T 带高速搅拌装置5 39 E302 板式热交换器10T/h 1 40 E303 水合罐10T 7 41 E304 离心泵5T/h 1 42 E305 离心泵10T/h 1 43 E306 离心泵10T/h 1 44 E307 离心泵10T/h 1 45 E308 离心泵10T/h 1 46 E309 离心泵10T/h 1 47 E310 离心泵10T/h 1 48 ER311 液环泵10T/h 耐强酸、强碱1 49 ER312 液环泵10T/h 耐强酸、强碱1 5T/h 50 E401 管式热交换器10T/h 半速2 51 E402 无菌罐8T 2 52 E501 酸奶罐装机1T/h 1 TBA22 050 53 E502 无菌罐装机5T/h 型3 CIP 12M/h 54 E601 工作站? 1 3.2.3耗水量 总耗水量=192 T/h ,其中: 板式换热器40 T/h 巴氏杀菌机20 T/h 管式热交换器12T/h 清洗泵20 T/h 其他20 T/h 总水量212 T/h。 15 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 3.2.4耗汽量 蒸汽总消耗量:6400 kg /h 杀菌机组:3300kg /h CIP:2000kg/h 其他:2500kg/h 3.2.5耗电量 总装机容量 根据设备用电能力得知1500kw 16 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 4 产品标准 4.1酸奶标准 (一)感官指标 项 目 指 标 色 泽 色泽均匀一致，呈乳白色或微黄色 滋味和气味 具有纯乳发酵特有的滋味、气味 组织状态 组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出。 (二)理化指标 项 目 指 标 脂肪含量/(g/100g) 3.0 非脂乳固体含量/(g/100g) ? 8.1 总固形物含量/(g/100g) ? 12.1 蛋白质含量/(g/100g) ? 2.9 酸度/?T ? 70.0 铅(Pb)含量/(mg/kg) ? 0.05 无机砷含量/(mg/kg) ? 0.05 黄曲霉毒素M1含量/(ug/kg) ? 0.5 (三)微生物指标 项 目 指 标 大肠菌群数/(MPN/100g) ? 90 酵母菌数/(cfu/g) ? 100 霉菌菌数/(cfu/g) ? 30 致病菌(沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、致 不得检出 贺氏菌) 17 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 4.2调酸型酸乳饮料标准 (一)感官指标 项 目 要 求 色泽 色泽均匀一致，稍带微黄色或白色。 滋味和气味 口感细腻，带甜味，酸而不涩，具有本品特有的滋味和气味，无异味。 组织状态 均匀的液体，无凝块、无粘稠现象，允许有少量沉淀 (二)理化指标 项 目 指 标 蛋白质 % ? 1.0 脂肪 % ? 1.0 可溶性固形物 % ? 11 蔗糖 % ? 10 0酸度 T 40-90 食品添加剂 按GB2760-2005 (三)卫生指标 项 目 指 标 菌落总数 cfu/ml ? 100 大肠菌群 MPN/100ml ? 3 致病菌(指肠道致病菌和致病性球菌) 不得检出 硝酸盐(以NaNO3计) mg/kg ? 11.0 亚硝酸盐(以NaNO2计)mg/kg ? 0.2 黄曲霉毒素M1 μg/kg ? 0.5 铅 mg/kg ? 1.0 砷 mg/kg ? 0.5 铜 mg/kg ? 5.0 18 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 4.3发酵型酸乳饮料标准 (一)感官指标 项 目 要 求 色泽 色泽均匀一致，稍带微黄色或白色。 滋味和气味 口感细腻，带甜味，酸而不涩，具有本品特有的滋味和气味，无异味。 组织状态 均匀的液体，无凝块、无粘稠现象，允许有少量沉淀 (二)理化指标 项 目 指 标 蛋白质 % ? 1.0 脂肪 % ? 1.0 可溶性固形物 % ? 11 蔗糖 % ? 10 0酸度 T 40-90 食品添加剂 按GB2760-2005 (三)卫生指标 项 目 指 标 菌落总数 cfu/ml ? 100 大肠菌群 MPN/100ml ? 3 致病菌(指肠道致病菌和致病性球菌) 不得检出 硝酸盐(以NaNO3计) mg/kg ? 11.0 亚硝酸盐(以NaNO2计)mg/kg ? 0.2 黄曲霉毒素M1 μg/kg ? 0.5 铅 mg/kg ? 1.0 砷 mg/kg ? 0.5 铜 mg/kg ? 5.0 脲酶试验 阴性 19 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 5 乳制品发展前景 牛奶除含有丰富的钙质外，还含有比较完全的营养成分，其中优质蛋白质中的必须氨基酸比例合适，有助于人体构成肌肉组织;牛奶中的脂肪易消化，含必须的脂肪酸和脂溶性维生素。中年人饮牛奶能提高骨密度，年人饮牛奶除补充钙质外，还有一定的降压及防止粥样动脉硬化作用,常喝牛奶还有防癌作用。而酸奶中还含有丰富的益生菌调节肠道内的菌群平衡更加有益于健康。 现在随着人们的生活水平不断的提高，人们开始注重饮食的营养和保健。“一杯奶强壮一个民族”已经深入民心，中国消费奶量逐年增加，从20世纪90年代初的4千克上升到2001年的7.8千克，近几年更以25%以上的速度增长。此外，随着对外开放先进的乳制品加工工艺的引进和跨国乳制品公司的涌入，我国的乳制品市场和乳制品加工企业发生和巨大的变化。但由于飞速的乳业增长速度及对引进技术的消化吸收偏差，在生产中出现和各式各样的问题。为了满足我国乳业快速发展和积极对应加入WTO带来的乳业发达国家的挑战，有必要对乳品厂的厂区、车间卫生、技术及乳制品的原料、生产、加工工艺等加以重视。 20 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 致谢 本毕业设计是在钟继才老师的亲切关怀和悉心指导指下完成的。在我每一个进步中都饱含着钟老师的关爱。 本设计在制图、论文写作等多方面遇到过很多问题。钟继才老师用他丰富的专业知识和多年的教学经验一一的给予我指导。使我由困窘迷惑变成得心应手。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。短暂的毕业设计作完了，但钟继才老师对我的教诲会和做事做人的态度会伴随我一生，受益一生。 大学毕业在即，心情很激动，在此只有用我最真诚的谢意来感谢我的父母、感谢我的学校、感谢我的老师、感谢我的同学、你们共同构建我的美好的大学生活。因为有你们我的人生即将更加精彩。谢谢你们～ 21 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 参考文献 1.乳及发酵乳制品工艺学 北京 中国轻工业出版社 2007 2.现代食品工程高新技术. 高福成,等。北京:中国轻工业出版社,2000,282,292. 3.中国食品与包装工程装备手册 北京 中国轻工业出版社 2000 4.食品工厂设计基础 无锡轻工大学 中国轻工业上海设计院编 中国轻工出版社 5.乳品科学与技术 科学出版社(www.sciencep.com)北京 2006 6.食品厂设计 黑龙江科学技术出版社 7.食品工厂设计概论 中国轻工业出版社 北京 1994 8.李群英,曲多.功能性软质发酵乳的研制[J].粮油食品科技，2003,11(5):16-17. 9.田强,解法孔.福田木糖醇在功能性酸奶中的应用与开发[J].Dairy guide,2003,(1):21-22. 10.栾金水.山楂枸杞保健酸奶[J].食品科学，2006,27(4):233-236. 11.武建新主编.乳制品生产技术[M].中国轻工业出版社.2002 12.张裕中主编.食品加工技术装备[M].中国轻工业出版社.1999 13吴立军，顾晓宇.巴氏杀菌乳生产工艺的研究.冷饮与速冻食品工业.2005(6) 14、武建新.乳品技术装备.北京:中国轻工出版社,2001.1 15、ALM L.The effect of Fermentation on Nutrients in Milk and Some Properties Milk 16、 Products.Sweden:Huddinge University Hospital,1982 16、ALM L.Therapeutic Properties of Fermented Melks.Ed.by Robinson,R.K.,Chapman & Hall,London,1991 17、ANON.Fermented Milks and Health,Proceedings of a Workshop held in September 1989 Arnbam,NIZO,The Netherl & Ede,1989 18、ANON.Nutritional Benefits of Yogurt and Other Fermented Milk Products Journal Topical Upelate.London:Nationed Dairy auncil,1997b 19、BOURLIOUX P.POCHART P.World Review of Nutritionand Dietetics,1988 20、BRONZETTI G. 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Sweden:Tetra Pak Processing Systems,1995 东北农业大学毕业设计,论文,任务书 22 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 日处理鲜奶50吨的酸奶、酸乳饮料车间设计 论文题目 学院 食品学院 专业 食品科学与工程 班级 乳品041 毕业论文(设计)的要求 参加毕业设计是在教师指导下，独立进行工程设计。达到《食品工厂设计基础》的要求工艺流程图及设备平面布置图所要求的标准，达到施工水平，并且是技术含量等达到国内外先进技术水平。 毕业论文(设计)的内容与技术参数 1毕业按照学校统一规定格式书写。 2在现有的厂房基础上提出扩建方案及工艺流程和工艺计算。 3提出初步设备表。 4给出工艺流程图和设备平面布置图。 毕业论文(设计)工作 明确任务，收集相关资料， 计算画草图 论文撰写及整理，并使用CAD制图 做答辩准备 接受任务日期 年 月 日 要求完成日期 年 月 日 学 生 (签名) 指 导 教 师 (签名) 院 长 (签名) 年 月 日 东北农业大学本科毕业设计(论文)指导教师评语 23 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 乳品041班 学生姓名 任嘉林 所在班级 论文题目 日处理鲜奶50吨的酸奶、酸乳饮料车间设计 指导教师评语: 成绩(满分20分): 指导教师签字 年 月 日 24 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 东北农业大学本科毕业设计(论文)评阅人意见 任嘉林 学生姓名 所在班级 乳品041班 论文题目 日处理鲜奶50吨的酸奶、酸乳饮料车间设计 评阅人评语: 成绩(满分20分): 评阅人签字: 年 月 日 25 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 东北农业大学本科毕业设计(论文)答辩委员会意见 答辩委员会评语: 成绩(满分60分): 答辩委员会主席签字: 学院意见: 最终等级 院长(签字或盖章): 年 月 日 26 - - 日处理50吨鲜奶的酸奶及乳饮料主车间平面图及项目工艺方案 东北农业大学本科毕业设计(论文)评价指标(参考) 评 价 指 标 选题符合专业培养目标、体现综合训练基本要求 题目难易程度 选题质量 题目工作量 理论意义或实际价值 查阅文献资料能力 综合应用知识能力 能力水平 研究方案的设计能力 研究方法和手段的运用能力 外文应用能力 文体相符 写作水平 成果质量 写作规范 篇幅 成果的理论或实际价值 答辩 语言表达水平，答辩时的反应 27 - -