年产1.5万吨凝固型酸奶工厂设计20090802227 09食工2班李芬一：前言乳中各种营养素齐全且配合合理，并含多种生物活性物质，是人体成长不可缺的高营养食物。
在如今的酸奶市场上，“乳酸饮料”和“酸性乳饮料”占相当大的比重；在“乳酸菌饮料”和“搅拌型酸奶”类别内，尚无大品牌出现，品牌整合度较低。
常温产品中，早期的酸奶市场中的主流产品“调制型酸性乳饮料”和“发酵型乳酸饮料”，由于没有低温保鲜限制，得以较快速的发展，但是其营养价值低，淡出市场是大势所趋。
低温产品中，低温乳酸菌饮料及纯酸奶将得到快速发展，此类产品能提供丰富的营养物质，还能调节机体内微生态的平衡，经常食用，能够调整肠道功能、预防癌症、养颜，是一种“功能独特的营养品。
随着我国冷链设施的不断完善和人们消费知识的日益丰富，这种酸奶将成为未来酸奶市场发展的主流。
有关资料数据显示，在国外，发酵型乳酸菌奶饮品已空前发达，日本、欧洲发酵乳酸菌奶饮料在乳制品市场比例已达到80％，北美约30％，乳酸菌产业在全球大大超过了其他乳制品的增长率。
我国消费每年递增25％，专家预测，未来3－5年将是中国乳酸菌行业快速发展的“黄金时期”。
目前，全球含乳酸菌、益生菌的乳制品产值已达近400亿美元，欧洲占有约50％的市场。
在中国市场上，除了专业生产此类产品的太子奶、益乐多等外，为了顺应消费趋势，并能从传统市场的大战中突围，乳品、饮料生产商纷纷将科技含量和附加值高的乳酸菌、益生菌产品纳入到自己的产品视线中。
达能BE80菌、蒙牛LABS菌、伊利LGG菌、味全、光明活力e＋菌等产品相继上市。
中国的乳业大战，瞄准乳酸菌这一新的产业，开辟了具较高科技含量的第二战场。
中国食品科技学会孟素荷秘书长指出，乳酸菌产业的发展是科技在食品工业中完美体现的一个典型例证，通过养乐多、太子奶和丹尼斯克等众多优秀企业多年来对消费者的营养宣传与市场培育，国内乳酸菌产业的科技支撑体系已逐步形成。
领先企业的企业标准已大大高于国标，也客观上要求国标“收紧尺度”。
二：产品方案根据充分的市场调研，结合当地市场情况，酸奶包装形式主要有：即时装（125ml）、家庭装（500ml）和经济型（300ml）三类，然后根据主销区及整个销售情况分配各种包装形式与各种口味型酸奶的实际生产产量。
主要以凝固型酸奶和部分品种的搅拌型酸奶产量比较大，市场份额大的品种为加工对象，同时根据原料季节供应情况和生产能力以及市场需求，生产少量其它部分种类。
2.1 主要产品及配方（1）草莓酸奶：（2）菠萝酸奶：2.2 调节产品（1）木瓜酸奶(2)香蕉酸奶2.3方案论证为平衡每月生产的产量，避免出现部分月停产，部分月加工任务过于繁重，结合主要加工酸奶的品种成熟时间情况，初步安排产品生产方案如下（注每月以30天计），每年生产300天，一年以12月计，一月以30天计，实际工作以每月25天计，每天生产三班倒：注：根据以上数据，结合实际销售情况，核定每月的实际生产计划。
产品方案表如下：三：主产品加工工艺流程及操作要点3.1工艺流程原料鲜乳→净化→标准化→配料→蔗糖及其它原料→浓缩→过滤→预热→均质→杀菌→冷却→后熟→成品3.2操作要点及各工艺环节对酸奶质量的影响与控制酸奶质量上出现的问题与某些工艺环节控制不当有关。
以下主要从原料乳、杀菌和发酵等几个方面进行探讨,通过改善加工工艺条件来提高酸奶的品质。
(1) 对原料乳的质量要求原料乳是生产的第一要素。
只有优质的原料作保证,与先进的加工工艺及设备相结合,才能确保生产出高品质的产品生产酸奶用的原料乳品质比一般乳制品加工的原料乳要求高,除按规定验收合格外,还必须满足以下：要求:①总乳固体不低于 11.5%,其中非脂乳固体不低于 8.5%,否则将会影响发酵时蛋白质的凝胶作用,直接决定酸奶的凝固状态。
②不得使用含有抗生素或残留有等效杀菌剂的奶。
一般乳牛注射抗生素后 4天内所产的乳不得使用,因为常用的发酵剂菌种对于抗生素、残留杀菌剂以及清洗剂非常敏感,它们将直接影响到发酵剂的活力,致使奶液不凝固或酸度低。
牛奶中抗生素残留量越高,发酵酸度就越低,也就越不易凝结。
因此,用于生产酸奶的原料生奶要经过严格的抗生素试验和酸奶小样的发酵试验,从而保证不合格的生奶不进入生产流程。
③患有乳房炎的牛乳不得使用,否则会影响酸乳的风味和蛋白质的凝胶力。
④用于制作酸奶的鲜牛奶含菌数应不大于 5.0×10个 /mL,经灭菌消毒后的细菌总数应不大于3.0×10个 /mL。
(2) 原料乳的标准化根据所需酸奶成品质量的要求,对乳的化学组成进行改善,从而使可能存在的不足得以校正,保证各批次的产品质量稳定一致。
一般情况下,乳固体为 12%的原料乳可以生产出品质较好的酸奶。
(3) 加糖量对酸奶质量的影响我国生产的酸奶一般都是加糖型酸奶,原料乳的加糖量为7.4%这样的酸奶比较适口。
加糖的目的是将酸奶制作成一种甜中有酸、酸中带甜的产品,以适应消费者的口味,同时还可提高酸奶的黏度,有利于酸奶的凝固。
酸奶中蔗糖的添加量一般应低于 12%,蔗糖浓度过高,会对乳酸菌产生抑制作用。
(4) 杀菌温度的控制制作酸奶要求除达到一般的杀菌目的,为酸奶发酵剂创造一个含菌少、有利于培养的环境条件外,同时要求使全部的乳清蛋白变性,提高奶液中蛋白质的水合能力,以获得硬度和稳定性良好、乳清析出少的酸奶。
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。
(5) 发酵剂菌种构成对酸奶质量的影响保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌共存时,利用共生作用可以使发酵产酸作用大大加快。
但由于所选择的菌株不同或混合比例的不同,而表现出酸奶的产酸强度与酸化能力有显著的差异。
影响球菌和杆菌比例的因素之一是培养温度。
在40℃培养时,球菌和杆菌的比例大约为4∶1,而在44℃时约为1∶2。
因此在酸奶生产中,以 2%～3%的接种量和 3h~5h的培养时间,达到球菌与杆菌的比例为1∶1,此条件最适宜接种和培养,其发酵温度为43℃。
(6) 发酵剂的添加量对酸奶质量的影响在发酵剂菌种活力良好的情况下,通常采用的接种量为1%～4%,最适接种量为 2%。
若接种量过大 (如5%),则产酸过快,反而易造成凝乳中蛋白质脱水收缩现象,使乳清析出较多。
(7) 发酵温度与发酵时间对酸奶质量的影响发酵温度与时间对乳酸菌的增殖与产酸影响极为重要。
生产实践表明,如果发酵时间过短,则酸奶组织柔嫩,风味差;如果发酵时间过长,造成酸度高,乳清过量析出,风味也不佳。
通常所说的发酵温度范围是42℃～45℃,发酵时间为 3h～5h,在实际生产中,取中间值较为理想。
(8) 冷却速度与贮存温度对酸奶质量的影响发酵是生产酸奶的重要工序之一,而发酵终点的确定是其关键技术。
在生产中可以采用以下方法判定发酵终点:①每隔 0.5h进行抽样检测,通常情况下,酸度达到70°T时,即可认为已达到了发酵终点。
②严格做好生产记录,在同等条件下参考以前的生产经验,控制发酵时间。
③每隔一定的时间,由经验丰富的人员进行抽样观察,若酸奶的流动差,有微小颗粒出现,则可判定已到达发酵终点。
发酵结束后,将酸奶从发酵室移出,应立即进入冷库中冷却。
在冷却过程中,必须掌握适宜的冷却速度。
当冷却过快时,蛋白质肽链因收缩过快而断裂,使得酸奶蛋白质亲水性降低,乳清析出;当冷却过慢时,也会使产品变酸。
其最佳的冷却条件是,在 1h～1.5h内将酸奶的温度降到10℃～15℃。
由于保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的最低生长温度分别为22℃和20℃,当温度降至10℃以下时,乳酸菌的生长活力很低;而在5℃左右时,酸奶的酸度变化就已经很微小了。
冷库温度应保持在5℃以下,并尽量防止温度的波动与机械的振动。
酸奶在冷库中最好要存放12h~48h,然后再分发到各地销售,以保持酸奶凝块的稳定性。
同时,通过冷藏后熟,还会产生很多风味物质,使酸奶的口味更加丰满。
四：物料衡算根据工厂设计规模、产品方案，通过物料平衡计算，可确定单位时间生产过程中主要原辅料的需求量以及水、蒸汽、能源等流量与耗量，据此就可以计算出全年主要物料、包装材料的采购运输和仓储容量。
同时通过物料衡算，还可以根据计算数值经济合理地选择生产设备，并进行车间的工艺布置和各工序劳动力的安排，也是进行经济分析不可缺少的根据。
4.1原辅料衡算4.1.1 主要包装形1、即时装（125ml）2、家庭装（500ml）3、经济型（300ml）根据充分的市场调研，结合徐州市场情况，酸奶包装形式主要有：即时装（125ml）、家庭装（500ml）和经济型（300ml）三类，然后根据主销区及整个销售情况分配各种包装形式与各种口味型酸奶的实际生产产量，物料衡算亦要根据实际市场销售反馈计算。
市场份额大的品种为加工对象，同时根据原料季节供应情况和生产能力以及市场需求，生产少量其它部分种类。
（注: 含糖量按平均7.5%计，其中白砂糖与淀粉糖比以1：3计）4.1.2草莓原料的计算草莓酸奶每班耗用原料量（kg/班）= 单位产品耗用原料量（kg/t）×班产量（t/班） =1000/0.955 ×10 = 10471（kg/班）4.1.3草莓酸奶包装材料的计算按每袋0.25kg计，每千克产品耗用包装袋 = 1/0.25 = 4（袋/kg）草莓酸奶每班耗用包装材料量（袋/班）=单位产品耗用包装容器量（袋/t）×班产量（t/班）=4000×10 = 40000（袋/班）4.1.4辅料的计算白砂糖 10×7.5%×25% = 0.1875吨淀粉糖浆10×7.5%×75% =0.5625吨所需卡拉胶10×0.03% = 0.003吨5.设备选型5.1设备选型原则(1)满足工艺要求，保证产品的质量和产量。
(2)一般大型食品工厂应选用较先进的、机械化程度高的大型设备，中型厂则看具体条件，一些主要产品选用机械化、连续化程度高的设备，小型厂则选用较简单的设备。
(3) 所选设备能充分利用原料、能耗少、功率高、体积小、维修方便、劳动强度低，并能一机多用。
(4)所选设备应符合食品卫生要求，易清洗装拆，与食品接触的材料要不易腐蚀，不致对食品造成污染。
(5)设备结构合理，材料性能可适应各种工作条件（如温度、湿度、压力、酸碱度等）。
(6)在温度、压力、真空、浓度、时间、速度、流量、液位、计数和程序等方面有合理的控制系统，并尽量采用自动控制方式。
5.2 设备一览表序号设备型号规格效能台数1 离心式奶泵BAW150(N302) 5000kg/h 22 高压泵3WR 1.5平方米/小时 23 真空脱气罐JBX-G-3 3000L/h 44 冷热缸AB-6 600L 85 立式储奶罐LCH-80 80T 16 普通均质机SDK-6 500L 25.3 主要设备图片高压泵7 板式冷却器 BP2-J-3-6(SY- P-5)3T/h 6 8净乳机及脱脂分离机净乳能力0.2ppm 脱脂效率0.03%29 超高温板式灭菌器BR-UHT-30 3T/h 2 10 无菌均质机 BLB-JL-NC-30 1T/h 2 11利乐包包装机BLB-JL-30500Ml1离心式奶泵均质机利乐包装机立式储奶罐5.4 工艺流程图见附图六：工厂卫生、安全及生活规范6.1 用水方面要求6.1.1 水源与废水处理生产使用的水为城市公用水—自来水，没有使用自备水源，有中间蓄水塔。