年产550吨豆奶粉工厂设计说明书.doc

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年产550吨豆奶粉工厂设计说明书

第一章总论

第一节概述

豆奶粉是一种新型固体饮料，它综合了大豆和牛奶的营养成份，具有口感细腻，香味浓郁，营养丰富，携带方便等特点。

在诸多豆制品中，豆奶粉以其众多优点受到人们青睐。

豆奶粉主要有以下营养价值。

一、从营养价值上看，大豆蛋白质含量高，含有人体所必需的八种氨基酸，比较接近世界卫生组织新拟定的营养模式，其中赖氨酸含量高于谷物，是植物性食物中最合理、最接近人体所需比例的。

另外，牛奶蛋氨酸含量较高，可以补充大豆蛋白质中蛋氨酸的含量，动、植物蛋白的互补，使氨基酸的配比更合理，更利于人体消化吸收。

二、豆奶粉中的脂肪主要是植物脂肪，不饱和脂肪酸含量较高，并含有人体所必需脂肪酸亚油酸，胆固醇含量低，可以预防动脉硬化。

三、豆奶粉是经过超微粉碎工艺加工而成的，不除豆渣，大豆子叶全部被利用，膳食纤维的含量比同类产品高，有润肠通便的作用，可以预防直肠癌。

   四、豆奶粉中含有多种矿物质和维生素。

   五、豆奶粉中含有大豆低聚糖。

大豆低聚糖对肠道内的双歧杆菌等益生菌有增殖作用，可以提高人体免疫力，延缓衰老。

   六、豆奶粉中含有大豆异黄酮。

大豆异黄酮是植物雌激素，长期食用可以预防乳腺癌、前列腺癌和骨质疏松，减轻或避免更年期综合症。

   七、豆奶粉中含有大豆卵磷脂，可以抗衰老，健脑。

第二节设计依据

本设计参考了《食品工厂设计与环境保护》、《大豆制品加工技术》、《食品工厂机械与设备》、《化工原理》上下册、《食品工厂设计综合实训》等。

根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与物料衡算和包装材料计算。

第三节设计目的和意义

本设计是将我们学到的知识应用到实践中来。

在完成这个设计的过程中，一方面巩固学到的知识，另一方面通过查阅，整理资料增加我们的认识和科研技能，同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养我们理论联系实际的能力，锻炼了我们解决问题的能力。

豆奶是以豆类为主要原料制成的。

目前，市场上出售的豆奶，品种多，价格适宜，食用方便，因而很受消费者欢迎。

据分析，豆奶含有丰富的营养成分，特别是含有丰富的蛋白质以及较多的微量元素镁，此外，还含有维生素Bl、B2等，确是一种较好的营养食品。

豆奶还被西方营养学家称作“健脑”食品，因为豆奶中所含的大豆磷脂可以激活脑细胞，提高老年人的记忆力与注意力。

大豆食品是深受消费者欢迎的保健食品，随着经济的增长，人们对豆奶粉的消费会越来越大。

所以也看到了豆奶粉的发展前景。

这时候建立一豆奶粉工厂的话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。

第二章工艺流程

第一节工艺流程的确定

近年来我国非常重视大豆蛋白饮料的研究，对于大豆食品中不良风味已了解到其产生的原因，并进一步找出了防止的方法，取得了进步。

想要改善豆奶的风味，关键要做到两个方面：

其一是钝化或抑制脂肪氧化酶活性，防止产生豆腥味；二是采用脱臭的方法除去豆奶中固有的不良气味，两者相辅相成，才能生产处优质的产品。

综合考虑以上因素，确定以下工艺流程：

原料大豆→精选除杂→脱皮分离→浸泡→失活软化→循环磨浆→离心分离→调配→杀菌脱腥→均质→喷雾干燥→流化床处理→包装成品

原料大豆

精选除杂

脱皮分离

失活软化

浸泡

循环磨浆

喷雾干燥

均质

溶糖

过滤

流化床处理

包装成品

调配

杀菌脱腥

离心分离

第二节工艺论证

一、原料精选除杂

大豆表面上有很多的尘土和微生物附着，浸泡前应充分地进行清洗，至少清洗三遍。

二、脱皮

在脱皮工序进行的同时还除去皮和胚芽等，以保证产品质量，避免浸泡过程中污水处理问题。

为了保证脱皮效果，要严格控制大豆水分含量，资料表明，水分达10%时，可保证脱皮率在90%以上。

因本设计是拟不出渣的工艺，所以要严格控制水分。

当水分超标时，大豆应在干燥机中通入105～110℃的热空气干燥。

脱皮直接用脱皮机，重量损耗8%左右。

三、浸泡

为了软化大豆组织细胞，降低磨浆时的能耗与磨损，提高胶体分散程度与悬浮性，增加吸收率，以增强均质效果。

采用2.2倍于大豆重量的水，在50℃下浸泡4小时，大豆吸水量约为1：

1～1：

2。

浸泡时要加入0.5%碳酸氢钠溶液，可以加速胰蛋白酶抑制物的钝化。

四、失活软化

将大豆放在失活器内，在85℃的失活水中（3%的碳酸氢钠溶液）持续10min。

该步骤的目的是使脂肪氧化酶失活，控制大豆青臭口味的产生，并使大豆得到软化，以利于破碎。

五、循环磨浆

循环磨浆可省去分离豆渣和浓缩工序，节省投资。

本工艺采用90℃左右的热磨，可钝化产生豆腥味的脂肪氧化酶，另外，本工序可以节省用水，磨浆后浓度可达18%左右。

为保证最终产品的质量，经三道循环磨浆后采用胶体磨，使细度达2微米左右，利于均质和喷雾干燥。

其中，循环磨浆前的预热，用自制的夹层锅，温度为90℃。

六、渣浆分离

浆体经分离将浆液和豆渣分开。

这步操作对蛋白质和固形物回收影响很大。

豆渣中含水分应在60%左右，含水过多则蛋白质回收率降低。

以热浆进行分离，可降低浆体粘度，有助于分离。

离心分离操作，可用篮式离心机分批进行，大量生产用连续式离心机完成，可使浆液和豆渣分别连续排出。

七、配料调配

溶糖温度过高或时间过长，将导致焦糖化反应。

本工艺采用在溶糖锅中加入一定量的水，加热至60-70℃后加糖搅拌，继续加热至约95℃，保持5-10分钟，然后降温至70℃左右，使溶化的糖浓度为65%。

融化后的糖采用双联过滤机进行过滤，以保证糖的纯度和质量。

本设计采用热溶法，其相对于冷溶法的优点有：

能杀死糖内的细菌，分离掉糖内凝固的杂质，溶解速度快，短期内能产生大量溶糖。

缺点:

容易发生焦糖化反应。

糖浆浓度的测定：

比重计，糖度表。

八、杀菌脱腥

本设计采用微波技术对大豆干燥和脱腥，将传统的湿法生产工艺改为干法生产工艺，该工艺将大豆经分拣机分选后，置入微波场中，使大豆自身温度上升，达到脱净豆腥和杀菌的效果。

该工艺流程有以下特点：

生产周期短、设备投资少、大豆利用率高、脱腥、能源消耗低、自动化程度高、生产成本低。

九、均质

均值可改善豆奶口感和稳定性，是生产优质豆奶不可缺少的设备。

均质机的原理是在高压下将豆奶经均质阀的狭缝压出，而将脂肪球等粒子打碎，是豆奶乳浊液稳定，具有奶状的粘度，易于消化。

豆奶均质的效果有下列三个因素决定：

均质压力，压力越高效果越好，但受设备性能限制。

均质温度，温度高均质效果好。

均质次数：

增加均质次数也可提高均质效果。

豆奶生产中通常用130-230公斤/厘米2在90摄氏度下均质一次，可获良好效果。

从豆奶生产工艺流程的安排上，均质机可放在杀菌脱腥之前，也可放在杀菌脱腥之后，各有利弊。

放在杀菌脱腥之前，效果较差，但设备费用低，若放在杀菌脱腥之后则情况相反。

十、喷雾干燥

喷雾干燥是乳粉制造过程中的重要环节，直接影响产品质量，原理是利用机械力量，通过雾化系统将乳液在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，以增大表面积，加速水分蒸发。

雾状乳滴与瞬时鼓入的热空气接触，水分在瞬间挥发除去，细小乳滴干燥成粉。

喷雾干燥雾化方法有压力喷雾和离心喷雾，通过比较，本工艺采用离心喷雾干燥系统。

工艺参数：

进料浓度21%，热风温度160℃，出粉含水量7%左右，水分蒸发量500Kg水蒸气/hr。

十一、流化床干燥

流化床处理可以使细粉颗粒增大、均匀，利于产品的溶解性，同时起冷却作用，有利于连续化自动生产。

十二、包装

豆奶很易变质，除了以散装供应外，均需以一定包装形式供应消费者。

豆奶的包装可分装于玻璃瓶、塑料瓶或复合蒸煮袋中，采用哪一种包装是生产厂一个重大的问题，决定成品保藏期，也影响质量增加成本，在建厂时应进行考虑，做出决策。

纸盒无菌包装近年来发展很快，目前日本有70%以上的豆奶是用纸盒包装，可显著提高产品质量，在常温下货架期可达半年以上。

包装材料轻巧，一次性消费无需回收，这对运输、销售和消费均带来方便。

无菌包装是瑞典利乐公司的专利，该公司规定必须使用它的包装材料，因此材料要长期进口，包装费高，在我国目前条件下，要普遍应用还不具备条件。

第三章物料衡算

第一节产品方案和班产量的确定

本设计为年产550吨豆奶粉车间设计，每年工作日按280天计，采用每天两班制，每班8小时。

1、根据年产量，生产能力为550×1000/（280×16）=122.77kg/h

2、成品含水分2%，故豆奶粉中干物质重量为122.77×（1-2%）=120.31kg/h

调制后均质前的豆浆中干物质重（含豆，糖，全脂奶粉）

120.31/[（1－0.4%）×（1－0.1%）×（1－0.2%）×（1－0.3%）]=121.52kg/h

其中，包装损失0.4%，流化床处理损失0.1%，喷雾干燥损失0.2%，杀菌、均质损失0.3%。

3、

配方

配料

用量kg

备注

原浆

49.24

浓度为15.8%

蔗糖

11.25

以60%糖液加入

全脂奶粉

2.01

直接加入浆中

豆浆中固形物含量为

49.24×15.8%×121.52/（49.24×15.8%+11.25+2.01）=44.93kg/h

4、一般大豆的豆奶粉的得率为0.65～0.70，按得率0.67设计，则大豆的处理量44.93/0.67=67.06kg/h

第二节物料衡算和包装材料计算

每小时处理67.06kg大豆：

1、大豆清杂去重2%，再经脱皮去重8%后重量为

67.06×（1－2%）×（1－8%）=60.46kg/h

选用原料大豆的含水率为12%，则大豆中固形物含量为

60.46×（1－12%）=53.20kg/h

2、浸泡后大豆的重量为原来的1.8～2.4倍，以2.18倍计算

60.46×2.18=131.80kg/h

3、总豆水比为1：

4，即循环磨浆时加入的水量为实际处理大豆的2.9倍

磨浆时需加入的水量为60.46×2.9=175.33kg/h

循环磨浆损耗以0.4%计，故磨浆后总浆重量为

（131.80＋175.33）×（1－0.4%）=305.90kg/h

4、离心分离去渣：

豆渣中含水率要求在85%以下，控制豆渣的含水率为60%，

分离后豆浆中固形物含量按15.8%计。

设豆浆中固形物为xkg/h，则豆渣中固形物为（53.20－x）kg/h

（53.20－x）/（1－60%）＋x/15.8%=305.90kg/h

解得x=45.15，即分离后豆浆中固形物为45.15kg/h

豆渣中固形物含量为53.20-45.15=8.05kg/h

豆渣中含水60%,故水的量为：

8.05×60%/40%=12.08kg/h

分离出的豆浆量305.90－8.05－12.08=285.77kg/h

5、调制前，添加蔗糖45.15×11.25/（49.24×15.8%）=65.29kg/h

全脂奶粉量45.15×2.01/（49.24×15.8%）=11.66kg/h

则豆浆中干物质含量45.15＋65.29＋11.66=122.10kg/h

蔗糖溶液（60%）带入的水量65.29×（40/60）=43.53kg/h

调制好的豆浆量（含豆固形物，糖，全脂奶粉）

285.77＋65.29＋11.66＋43.53=406.25kg/h

浓度为（45.15＋65.29+11.66）/402.02×100%=30.07%

6、喷雾干燥前，豆浆经杀菌，均质损耗0.3%

故豆浆量为406.25×（1－0.3%）=405.