酸奶工厂设计Word下载.docx
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儿童,青少年,中、青年女性。
而酸奶产品的购买群是青少年和青、中年女性,他们有共同的目的:
——对自身健康的需求,包括肠道调理、促进消化、调节免疫、营养成分吸收。
因此,消费群体对酸奶的消费是功能型的。
——酸奶的休闲性质也是酸奶消费的重要原因,消费者对酸奶解渴功能的认同度很低。
——口感是三种人群在选择酸奶时首先考虑的因素,其次才是品牌、价格。
——从目前来看,酸奶的即时消费和家庭消费并存,家庭消费比例略高。
——三种人群对活性乳酸菌的认知度很低,几乎不能分辨酸奶、乳酸菌饮料、乳酸饮料和酸性乳饮料的区别。
因此,在广告活动中对消费者进行引导和教育比直接宣传产品更重要。
1.1.3发酵乳的营养价值及保健作用
饮用酸乳制品对身体有很多益处,乳中许多成分具有很高的营养价值,而且微生物菌群产生的许多代谢产物对人体也极为有益。
营养作用牛奶中乳糖经乳酸菌发酵,其中20%~30%被分解为葡萄糖和半乳糖。
前者进一步转化为乳酸或其他有机酸,这些有机酸有益于身体健康;
后者被人吸收利用,可参与幼儿脑苷脂和神经物质的合成,并有利于提高乳脂肪的利用率。
牛奶中的蛋白质经发酵作用后,乳蛋白变成微细的凝乳粒,易于被人消化吸收。
酸奶中的磷、钙和铁易被吸收,有利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病。
牛奶中的脂肪经乳酸菌作用后,发生解离或酯键被破坏,易于被机体吸收。
发酵过程中,乳酸菌还会产生人体所必需的维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、烟酸和叶酸等营养物质。
缓解乳糖不耐症乳酸菌产生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖,因此乳糖不耐症患者饮用酸奶就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症,如腹胀、腹痛、肠道痉挛、下泻等。
整肠作用人体肠道内存在有益菌群和有害菌群。
在人体正常情况下,前者占优势;
当人患病时,有害菌群占优势。
饮用酸奶可以维持有益菌群的优势。
抑菌作用嗜热乳杆菌和双歧杆菌不受胃液和胆汁的影响,可以进入肠道,在肠道内存留较长时间。
这两种乳酸菌以及在这些乳酸菌影响下生长起来的肠道中的其他乳酸菌,可以产生嗜热乳菌素等抗菌物质,这些物质大都对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等有明显的抑菌作用。
改善便秘作用进入肠道中的活的乳酸菌能产生乳酸、醋酸等有机酸。
这些有机酸有刺激肠道,加强蠕动的作用,故可以改善便秘。
降低胆固醇牛乳中的乳清酸、乳糖和钙,以及酸奶中存在的羟基戊二酸都有降低胆固醇的作用。
抗癌作用酸奶有抑制3种酶的活性作用,这些酶能引起癌变。
另外,酸奶还能激活巨噬细胞,抑制肿瘤细胞,从而起到抗癌作用。
2设计总论
2.1设计依据、原则、范围
2.1.1设计依据
本设计依据轻工食品学院食品教研室下达的设计任务书,鉴于我国酸奶行业快速发展,以及广东的实际情况,为提高人们的生活水平,增加地方财政收入,增加当地就业机会,在广州郊区建造一间年产4200t的乳品厂的而设计的。
2.1.2设计原则
本设计以我国目前的乳品行业发展状况为基点,贯彻国家发展食品工业的各项条例,从节省能源,生产向机械化、自动连续化、大型化方向发展。
尽量做到因地置宜,力求技术上的可行性和经济上的合理性。
尽可能地采用新工艺、新设备、新技术,并节约设备投资,在保证产品质量的前提下,尽可能减少原辅料的消耗,充分考虑工人工作和生活条件,美化环境,搞好生活设施建设,对各方面进行综合考虑,使设计准确合理。
2.1.3设计范围
1.厂址选择
2.产品方案设计
3.产品工艺流程设计以及工艺要点说明
4.物料衡算
5.设备选型
6.主生产车间平面布置(图)
7.生产车间用水、汽计算
8.管路计算与设计
9.企业组织与劳动力平衡
10.仓库计算
11.冷库计算
12.总用水、电、汽计算
13.全厂辅助设施及公用系统
14.车间生产工艺流程图
15.工厂总平面布置图
16.经济核算及效益分析。
2.2厂址选择
2.2.1厂址选择的原则
在厂址选择时,应按国家方针政策,生产条件和经济效果等方面考虑
(1)厂址选择首先应符合国家方针政策
即应设在当地的规划区内,以适应当地近远期规划的统一布局,节约用地,尽可能利用荒山、坡地,尽量不占农用
(2)厂址选择,应以生产条件方面考虑
①资源、原材料、燃料等物质条件的供应要落实可靠,厂址要靠近原料产地,原料供应地区、动力供应中心和产品销售中心;
②工程地质、水文地质、地形、气象等自然条件要符合建厂要求,占地面积和地形符合布局和生产工艺的需要;
③有利于环境保护,严禁在自然保护区、名胜古迹处建厂和排放大量有毒气体,对于废气、废渣、废液有确实可行的回收方案和治理措施;
④所选厂址面积的大小,应能尽量满足生产要求,并有发展余地和留有适当的空余场地。
(3)厂址选择,应从投资和经济效果考虑
①交通运输、电力、水源等外部协作条件可靠,经济合理,厂址供应电源充足,并尽可能接近水源,并便于污水的排放和处理
②厂址最好选择在居民区附近,这样可以减少宿舍、商店、学校等职工的生活福利设施。
2.2.2厂址选择的要求
在严格遵守国家基本建设方针,服从国家工业基地统一布局的前提下,根据食品厂的特点,提出以下要求:
(1)位置
接近原料产区,并且靠近劳动力地区,远离机场,避免地震带、风暴带,职工生活区靠近城区;
(2)环境
厂区周围
应有良好的卫生环境,厂区附近(300米内)不得有有害气体、放射性源、粉尘和其它扩散性气体的污染源;
(3)地质及相关自然条件
要求地质条件良好,土壤有足够的承载能力,具有1.5-2公斤/厘米2,地形平坦,坡度不超过3%,避免设在流沙、淤泥、土崩、断层上,地下水位一般要求应高于当地最高洪水位0.5米以上;
(4)面积
应能尽量满足生产要求,并有发展余地和留有适当的空余场地;
(5)能源
必须有可靠水、电、燃料等能源来满足生产需要,尽量靠近电源,减少电能损耗;
(6)交通运输
靠近市政公路、国道、河流、铁路,使运输方便,减少投资;
(7)协作条件
应尽可能有较好的协作条件,以便配合解决材料供应,设备维修、三废处理、信息的收集处理等;
(8)风向、朝向、景向
主导风向应在工厂的上风区,锅炉房在厂区下风区,以南北向较佳,并以公路的走向协调较好。
(9)其它要求
厂址的选择应征得城建部门、卫生防疫站、军事单位、消防部门及其它有关部门的同意。
根据以上条件与综合考虑,拟将厂址设在广州市郊区。
全厂面积为30000㎡。
2.2.3全厂平面布置图
见附图1
3原辅材料及产品的标准
3.1原辅料的特性及标准
3.1.1原料乳特性及标准
牛乳为乳白色或微黄色,含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质等人体所需要的全部营养成分。
其营养价值之高是其它食物所不能比的。
原料乳应符合国家标准GB/T6914-1986中的规定。
如表3-1表所示:
表3-1原料乳的国家标准
项目
指标
脂肪含量/(g/100g)
≥
3.100
蛋白质/(g/100g)
2.950
相对密度(20℃/4℃)
1.028
酸度(以乳酸计)/%
≤
0.162
杂质度/(mg/kg)
4.000
汞含量/(mg/kg)
0.010
三聚氰胺含量/(mg/kg)
2.500
3.1.2发酵剂特性
发酵剂所用菌种是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌种。
直投式发酵剂采用超浓缩处理,含活菌109~1011个/g以上,活力极强,可直接使用,且染菌几率小,节省能耗。
发酵剂可使牛乳中的乳糖转化为乳酸,并赋予乳制品以良好的风味。
3.1.3香精特性及标准
香精可增加乳制品的风味、香味。
香精应符合国家标准GB/T1505-2007中的规定。
如表3-2所示:
3.1.4稳定剂特性及标准
这里使用羧甲基纤维素钠(CMC)作为稳定剂,它呈白色或微黄色纤维状粉末,可增加乳制品的黏稠度和稳定性。
羧甲基纤维素钠(CMC)应符合国家标准GB1940-2005中的规定。
如表3-3所示:
表3-2香精的国家标准
项目
状态
粒度/μm
≤2
分布均匀,原液稳定不分层
砷(As)含量/(g/100g)
≤0.0003
重金属(以pb计)/(g/100g)
≤0.001
细菌总数(个/mL)
≤100.0
≤100.0
大肠菌群(个/mL)
≤30
表3-3羧甲基纤维素钠(CMC)国家标准
指标
2%水溶液粘度,mpa·
s
≥
800~1200
钠含量(Na),%
≥
6.5~8.5
pH值
6.0~8.5
干燥减量,%
≤
10.0
氯化物(以cl-计),%
1.8
重金属(以pb计),%
≤
0.002
铁(Fe),%
0.03
砷(As),%
0.0002
3.2产品标准
3.2.1酸乳
酸乳应符合国家标准GB19302-2010中的规定.如下所示:
3.2.1.1感官指标:
呈乳白色或稍带淡黄色,具有清香纯净的乳酸味,凝块稠密结实均匀,无气泡,允许少量乳清析出。
3.2.1.2理化指标:
见表3-4
3.2.1.3细菌指标:
见表3-5
3.2.1.4乳酸菌数指标:
乳酸菌数ª
大于
3.2.2乳酸菌饮料
酸乳应符合国家标准GB16321-203中的规定.如下所示:
3.2.2.1感官指标:
呈均匀一致的乳白色,稍带微黄色或相应的果类色泽。
口感细腻、甜度适中、酸而不涩,具有该乳酸菌饮料应有的滋味和气味,无异味。
呈乳浊状,均匀一致不分层,允许有少量沉淀,无气泡、无异物。
3.2.2.2理化指标:
见表3-6
3.2.2.3微生物指标:
见表3-7
表3-4理化指标
脂肪/(g/100g)
3.1
非脂乳固体/(g/100g)
8.1
2.9
酸度(以乳酸计)(%)
70.0
表3-5细菌指标
项目
采样方案ª
及限量(若非指定,均已CFU/g或CFU/mL表示)
检验方法
n
c
m
M
大肠菌群
5
2
1
GB4789.3平板计数法
金黄色葡萄球菌
0/25g(mL)
-
GB4789.10定性检验
沙门氏菌
GB4789.4
酵母≤
100
GB4789.15
霉菌≤
30
ª
样品的分析及处理按GB4789.1和GB4789.18执行
表3-6理化指标
0.7
总砷(以As计)/(mg/L)
0.2
铅(Pb)/(mg/L)
0.05
铜(Cu)/(mg/L)
5.0
脲酶试验
阴性
表3-7微生物指标
指标(活菌性)
乳酸菌/(cfu/mL)出厂销售
1×
106有活菌检出
菌落总数/(cfu/mL)
霉菌属/(cfu/mL)
30
酵母数/(cfu/mL)
50
大肠菌群/(cfu/mL)
3
致病菌
不得检出
3产品方案
3.1产品方案设计原则
3.1.1产品方案制定依据
产品方案的设计必须符合设计任务书的规定与要求,在安排产品方案是,应该做到“四个满足”和“五个平衡”;
四个满足:
1.满足主要产品产量的要求;
2.满足原料综合利用的要求;
3.满足淡旺季生产平衡的要求;
4.满足经济效益的要求。
五个平衡:
1.产品产量与原料供应量应平衡;
2.生产季节性与劳动力应平衡;
3.生产班次应平衡;
4.设备生产能力应平衡;
5.水、电、汽负荷应平衡。
此外,产品方案的设计应与市场需求相结合,满足消费者现在需要为主,辅以新产品的开发。
3.1.2产品方案
根据以上原则及依据,设计出年产4200t乳制品乳品厂产品方案(见附页表1)
4产品工艺流程及工艺要点
4.1搅拌型酸奶生产工艺
酸乳就是乳与乳制品(杀菌乳或浓缩乳)在保加利亚杆菌(L.bulgaricus)和嗜热链球菌(S.thermophilus)的作用下乳酸发酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、脱脂乳粉、乳清粉等。
4.1.1搅拌型酸奶生产工艺
原料乳的验收→净化→配料与标准化→预热→均质→巴氏杀菌→冷却→接种→发酵→搅拌、冷却→灌装、冷藏→保持冷链贮存或销售
4.1.2搅拌型酸奶工艺要点
4.1.2.1原料乳的验收
制造优良品质的乳制品,必须选用质量优良的原料乳,原料乳送到加工厂时,必须进行逐车或逐批验收,验收时对原料乳进行嗅觉、味觉、外观、尘埃、温度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白质、全乳固体、细菌数等进行严格检验,必须符合下列要求:
(l)采用健康母牛挤出的新鲜天然乳汁;
(2)不得使用产前15日内的胎乳和产后7天内的初乳;
(3)不得含有肉眼可见的机械杂质;
(4)具有新鲜牛乳的滋味和气味,不得有外来异味,如饲料味、苦味、臭味、霉味和涩味等;
(5)为均匀无沉淀的流体,呈浓厚粘性者不得使用;
(6)色泽为白色或稍带黄色,不得有红色绿色后显著黄色;
(7)酸度不超过20oT;
(8)要求乳脂肪≥3.1%,蛋白质≥2.95%,非脂乳固体≥8.1%;
(9)不得使用任何化学物质和防腐剂;
(10)汞和有机氯的残留量应符合以下标准:
汞≤0.olmg/kg,DDT≤0.02mg/kg。
原料乳的抗生素检测
由于乳腺炎乳中白血球含量的增加,因此对乳酸菌有不同的噬菌作用,尤其是在治疗乳腺炎时使用的抗生素在乳中有一定的残留量,实验证明在乳中含有较低浓度的抗生素时,对发酵也会有较大影响,同时,饮用含抗生素的牛乳及乳制品对人的健康产生危害,因此建立快速安全高效抗生素检测成为必要,表4-1是8种抗生素对发酵乳制品的影响。
为准确、快速检测抗菌素的含量,为酸乳生产提供合格原料,拟采用美国生产的sNAP抗菌素检测仪,在10min内可以检测原料乳中的抗菌素的含量,为生产优质的产品打下良好的基础。
表4-1抗菌素对乳酸发酵的抑制剂量(IU/ml)
项目
四环素
1.0
青霉素
0.01
土霉素
0.4
金霉素
0.1
链霉素
枯草杆菌抗菌素
0.04
红霉素
4.1.2.2净化
原料乳验收后必须净化。
利用特别设计的离心机,除去牛乳中的白血球和其他肉眼可见的异物。
其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量,可以采用过滤净化或离心净化等。
简单的粗滤是在受乳槽上装有过滤筛网并铺上多层纱布进行,进一步过滤则采用双联过滤器,滤布应经常清洗灭菌。
使用离心净乳机可以显著提高净化效果,有利于提高乳制品质量。
离心净乳机还能将乳中的乳腺体细胞和某些微生物除去,净乳机放在粗滤之后,冷却之前。
4.1.2.3配料与标准化
按照GB2746—1999酸牛乳标准进行标准化。
按配方要求顺序添加脱脂奶粉、稳定剂(如明胶、果胶)、糖、色素等。
检查管道、阀门是否在正常位置,想配料缸加入计算好的物料,进行热混合。
混料温度为40~50℃,水和时间1h.混料完毕后径直等待杀菌时间应不超过45min。
脂肪含量标准化:
鲜奶中脂肪含量比较高,为了避免酸奶中有脂肪析出,因此需要对鲜奶的脂肪含量进行调整,使其达到所要求的标准。
可以再脂肪含量高的牛乳中,加入一定体积的脱脂乳,或通过分离机,从牛乳中分离出稀奶油,然后在得到的脱脂乳中再渗入一定量稀奶油,使调制牛乳的脂肪含量达到要求。
4.1.2.4预热
预热一方面可以杀菌,而且由于适当加热,可以使一部分乳清蛋白凝固,提高酪蛋白的热稳定性,以防止灭菌时凝固,并赋予成品以适当的黏度。
同时可以钝化酶并降低均质后乳脂肪球的直径,防止均质后的产品中脂肪上浮,增加产品的稳定性。
预热温度控制在60℃~65℃。
4.1.2.5均质
用于制作酸奶的原料乳一般都要进行均质处理。
经过均质处理,乳脂肪被充分分散,酸奶不会发生脂肪上浮现象,酸奶的硬度和年度都有所提高。
而且酸奶口感细腻,更易被消化吸收。
将加热和均质两种方法适当结合起来,处理效果会更好。
均质处理时的压力一般为20~25MPa,如压力达不到,需返回重新处理。
均质处理时的温度一般为55~75℃。
在此温度下,脂肪球呈液态,易被打碎。
低于此温度时,脂肪球呈固态,不易被打碎,将影响均质的效果。
4.1.2.6巴氏杀菌
杀菌目的在于杀灭原料乳中的杂菌确保乳酸菌的正常生长和繁殖,钝化原料乳中的天然抑制物;
使乳清蛋白变性,以达到改善组织,提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的。
杀菌采用较高温度、长时间的热处理对酸奶的产酸及凝乳状态是有利的。
杀菌温度一般采用90℃~95℃、5min~10min或85℃、3min,这是处理酸奶的理想温度,此条件下的乳清蛋白变性率可以达到85%或更高些。
或120℃、3~5s。
然后冷却。
灭菌的目的有以下几点:
a.灭乳中病原菌和噬菌体;
灭活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分;
减少其他微生物数量并钝化脂肪酶。
b.排除乳中的溶解氧,降低其氧化还原电位,且产生一些促乳酸菌生长成分(如甲酸)。
c.杀菌后蛋白热变性使乳酸菌得到更多的可利用肤和氨基酸,并形成了少量SH基化合物,促进乳酸菌生长。
d.乳清蛋白变性改善了终制品的硬度和粘度,并防止乳清析出。
e.灭菌后,使乳中原本存在的酶失活,使发酵过程成为单一乳酸菌的作用过程,易于控制生产。
4.1.2.7冷却
冷却主要是为接种的需要。
经过热处理的牛乳需要冷却到一个适宜的接种温度,此温度控制在42℃~45℃内。
为乳酸菌提供适宜的生长温度。
因为做酸奶所用的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的最佳生长温度为42~45℃,温度过高或过低都会影响乳酸菌的生长。
4.1.2.8接种
发酵剂宜采用三种形式制作:
(a)商业公司直投式发酵剂;
(b)直投式发酵剂继代一次用于生产;
(c)采用继代式发酵剂,即:
商业发酵剂→母发酵剂→中间发酵剂→工作发酵剂此过程必须保证在绝对安全卫生的状况下进行。
本工厂使用直投式菌种。
以接种量:
2%―3%向上溯带接种的牛乳培养基中加入工作发酵剂。
嗜热链球菌和保加利亚杆菌两者的接种比例为1:
1或2:
1。
接种温度:
一般为43℃。
若菌种是在冰箱或冷库中取出的,接菌温度应为45℃,以免接种后温度下降,影响乳酸菌的生长。
菌种的质量要求:
乳凝固的均匀致密,轻击器壁时,凝乳还保持原来的形状,没有乳清析出,没有气泡,有诱人的芳香酸味。
菌种在接种前,应事先在无菌条件下搅拌均匀并呈细腻状态。
接种时,要严格按无菌操作程序进行。
接种后,要关闭接种口,搅拌,使菌体与杀菌冷却液充分均匀混合,(搅拌5~10min)。
接种是造成酸乳受微生物污染的主要环节之一,因此严格注意操作卫生,防止细菌、酵母、霉菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。
接种时充分搅拌,使发酵剂与原料乳混合均匀。
4.1.2.9发酵
这是工艺操作中最为重要的一环。
(l)非操作人员禁止进人
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