200td凝固型酸奶生產車間的設計

1、湖南科技大學本科畢業(yè)設計（論文）200t/d凝固型酸奶生產車間的設計專業(yè)：作者：指導教師： 摘要：本設計是為200t/d凝固型酸奶生產車間的初步工藝設計。根據畢業(yè)設計大綱和設計任務要求，進行了酸奶工藝流程的選擇和論證，對整個工藝裝置進行了物料衡算、熱量衡算、水平衡計算和耗冷計算，對非標準設備進行了計算和選型，同時對主要附屬設備也進行了計算和選擇，特別凸出了殺菌設備的計算和選型。關鍵詞：酸奶；凝固型；工藝流程；殺菌the 200 t/d concretion type sour milk producesprofession:biology engineering author:zeng xia

2、nying supervisor: zhou jianhongabstract:this design is the initial technological design of sour milk production car of the 200 ts/d concretion type.according to graduate design outline and design mission a request, carried on a sour milk craft choice and argument of the process, to the whole craft d

3、evice carried on material calculate, calories calculate, water equilibrium calculation with consume a cold calculation, to the not- standard equipments carried on calculation and choose a type, in the meantime to main subsidiary equipments also carry on calculation and choice, specially to ferment e

4、quipments carry on calculation and choice.keywords:sour milk; concretion type; craft process; disinfect; ferment前 言畢業(yè)設計是普通高校本科教育的最后一個環(huán)節(jié)，也是必不可少的一個環(huán)節(jié)，是理論知識和實際應用相結合的重要措施。本設計為200t/d凝固型酸奶生產車間的設計，其生產方法是發(fā)酵法，參照大量酸奶生產工藝和化工設計的有關資料。本設計分別對酸奶的各工藝作了詳細闡述，并有詳細的計算過程和原理介紹。大體包括兩大部分：設計說明書和圖紙。設計說明書共有三個部分，第一部分：1.酸奶生產的各種工

5、藝流程及相關的特性；2.工藝設計原則、范圍與依據；3.工藝流程的確定；第二部分：4.主要構筑物的設計計算；第三部分：5.主要設備一覽表；6.工程概算及成本分析，運行管理等；7.主要參考文獻；8.致謝。圖紙三張：1.高程布置及帶控制點的工藝流程圖；2.總工藝平面布置圖；.主要設備構筑圖。在本次設計過程中，查閱了大量文獻及資料，參考很多的設計和論文，最終根據自己的設計要求定出了本設計內容。本設計以理論設計為依據，以實際生產為參考，力求接近實際，切合實際。由于本人水平有限，設計經驗不足，設計中難免存在疏漏和不妥之處，敬請各位老師批評指正。設計人： 2007年 5 月湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）

6、1緒論1.1酸奶的發(fā)展及用途 酸奶歷史悠久。它起源于保加利亞，是以各種乳品為原料，經乳酸菌發(fā)酵而成的產品。世界衛(wèi)生組織和聯合國糧農組織和的定義是以鮮牛奶為原料，經過預處理然后接入純粹培養(yǎng)的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌作為發(fā)酵劑，并保溫一定時間，因產生乳酸而使酪蛋白凝結的成品稱為酸奶。酸奶按形態(tài)分為：凝固型酸奶和攪拌型酸奶。按脂肪含量高低分為：高脂酸奶、全脂酸奶、低脂酸奶和脫脂酸奶。按生產時所用原料的不同，酸奶可分為純酸奶、調味酸奶、果料酸奶。 酸奶是以鮮奶為原料，接種乳酸桿菌在一定條件下發(fā)酵而成的。酸奶經過發(fā)酵后，原有的乳糖部分轉變成乳酸，但仍保留有部分乳糖，所以形成特有的酸甜風味。不

7、同品種可能發(fā)酵的程度不同，乳糖和乳酸的比例有一定差異，因而在口感上有的品種會稍甜一些，而有的品種會稍酸一些。但不會是很甜，如果真是很甜，可能是添加了糖。固型酸奶是指乳酸發(fā)酵在零售容器中進行的酸乳制品。乳酸菌可以使蛋白質發(fā)生一定程度的降解而形成預消化狀態(tài)，并且能夠抑制腸道內有害菌,解決乳糖不耐癥，促進有益菌的活動，有抗癌作用。因此，酸奶是一種深受廣大群眾喜愛的產品。然而，由于酸奶的加工對其原料和生產過程的控制要求較為嚴格，若某些環(huán)節(jié)控制不當，將會出現一些質量問題.因此，充分了解影響酸奶品質的各種因素，切實掌握生產設備的性能與加工工藝，就可設法避開不利因素，生產出高品質的酸奶制品。目前市面上有凝固

8、型和攪拌型兩種酸奶，后者因為在酸性環(huán)境下，蛋白質部分變性形成凝乳。前者在此基礎上，還加了少量凝乳酶，促進蛋白質凝固，所以感官性狀呈半凝膠型。兩種類型的酸奶與鮮奶的營養(yǎng)成分沒有多大差異。但請注意，酸奶與市面上乳酸型的飲料不同，后者是在各種飲料上添加一定量的酸味劑，使之呈一定的酸味，營養(yǎng)價值較低。目前，在我國市場上供應的酸奶多以牛奶加工而成。它保留了牛奶的原有的全部營養(yǎng)成分，經過乳酸菌發(fā)酵，風味更是別具一格。在我國酸奶產品中，以全脂酸奶居多，脂香誘人而郁于鮮奶，也有特為脂肪不適癥者加工的脫脂酸奶。酸奶對高血壓、動脈硬化、老年骨質疏松、腫瘤病患者都有較好的防治作用，且對年老體弱者也非常有益，口感老少

9、皆宜，故已為廣大百姓所接受。實際上，隨著人民的生活水平不斷提高，全國的酸奶市場也在迅速擴大。以前酸奶消費多在大中城市，而現在，許多中小城市，乃至鄉(xiāng)鎮(zhèn)都出現了酸奶“熱”，消費量呈逐年遞增之勢。酸奶是一種營養(yǎng)價值高的食品，健康人一天吃多少較合適沒有嚴格限制。專家們認為，健康成人每天喝不超過一千毫升都是可取的。一天之中任何時候想喝都可以喝。酸奶除了營養(yǎng)豐富外，還含有乳酸菌，所以具有保健作用。這些作用是：1.維護腸道菌群生態(tài)平衡，形成生物屏障，抑制有害菌對腸道的入侵。2.通過產生大量的短鏈脂肪酸促進腸道蠕動及菌體大量生長改變滲透壓而防止便秘。3.酸奶含有多種酶，促進消化吸收。4.通過抑制腐生菌在腸道的

10、生長，抑制了腐敗所產生的毒素，使肝臟和大腦免受這些毒素的傷害，防止衰老。5.通過抑制腐生菌和某些菌在腸道的生長。從而也抑制了這些菌所產生的致癌因子，達到防癌的目的。6.提高人體免疫功能，乳酸菌可以產生一些增強免疫功能的物質，可以提高人體免疫，防止疾病。1.2酸奶發(fā)展前景 2000年全國液態(tài)奶的銷量為190萬噸，其中12%為酸奶，也就是23萬噸。 98年全國人均酸奶消費量為0.1公斤，2000年全國人均酸奶消費量為0.18公斤，遠低于歐洲人均1820公斤的消費水平。 行業(yè)預計酸奶增長量為每年遞增15%20%，而實際增長遠低于預測數據。 在酸奶總體市場內，“樂百氏”和“娃哈哈”總共占據40%的份額

11、，而“樂百氏”和“娃哈哈”的主力產品是“乳酸飲料”和“酸性乳飲料”，因此說明酸奶銷售中“乳酸飲料”和“酸性乳飲料”占了相當大的比重。中國乳制品工業(yè)協會理事長宋昆岡19日說，乳業(yè)已成為中國現代化食品制造業(yè)之一，中國乳制品產量和總產值在最近的10年內增長了10倍以上。但在總的消費量、品種結構和企業(yè)規(guī)模方面與世界先進水平尚存在差距。宋昆岡說，去年中國乳制品產量達到1204.4萬噸，與1995年相比增長了10.5倍；乳制品工業(yè)總產值達891.2億元，與1995年相比增長10.6倍。中國目前年人均奶類產品占有量達到21.7公斤。據介紹，近兩年中國政府出臺了一系列有利于乳業(yè)持續(xù)快速發(fā)展的政策，加快奶業(yè)發(fā)展

12、列入了國家“十一五”規(guī)劃，這對以農業(yè)和畜牧業(yè)為基礎的乳業(yè)具有深遠影響。但與世界乳業(yè)先進水平相比，中國乳業(yè)還存在較明顯的差距。宋昆岡說，一是在消費量上，國際年人均奶類產品占有量已達100公斤以上，而中國還處在21.7公斤的水平；二是在品種結構上，國外除了液態(tài)奶作為大眾消費的主要產品之外，干酪、奶油也是大宗產品，但在中國只有液態(tài)奶是主要產品，干酪、奶油很少；三是企業(yè)規(guī)模也有差距，但近年來發(fā)展很快，一些大型企業(yè)的市場占有量在顯著提高，產品質量不斷提升，奶牛分散飼養(yǎng)、集中擠奶，保證了原料奶的質量。由于中國乳業(yè)市場潛力巨大，中國已成為世界乳業(yè)發(fā)展最快的國家之一。在中國上海舉行的第27屆世界乳業(yè)大會中，國

13、際乳聯負責人在會前的發(fā)布會上說，中國乳業(yè)發(fā)展的前景令人羨慕，全球乳品行業(yè)都在“追著中國市場”而發(fā)展，中國應更多地引入全球的資金和先進經驗。全球乳業(yè)正進入一個大發(fā)展的時期，行業(yè)結構、產品消費結構正在與人們的生活方式和消費方式一起變化，乳品正在從傳統類型向更為現代的營養(yǎng)型品種發(fā)展。自從著名學者前蘇聯科學家metchnikoff 于1908年提出酸奶長壽理論后，酸奶才逐漸被人們所熟悉。隨著研究的逐漸深入，1942年歐洲donnon 家族開始酸奶商業(yè)化生產，1946年成立donnon 公司并開始生產果料酸奶。果料酸奶的出現，改善了酸奶的口味，酸奶在世界各國得到了飛速發(fā)展，成為球最受消費者喜愛的食品之一

14、。 2酸奶生產的各種工藝流程及相關特性隨著生活水平的提高， 飲用酸奶的人群越來越多，尤其對新鮮酸奶的需求量越來越大。酸奶中含有豐富的蛋白質、脂肪、糖類，各種維生素及鈣磷鐵鈉等人體需要的營養(yǎng)素，具有良好的營養(yǎng)保健作用。乳酸菌在乳中生長繁殖，發(fā)酵分解乳糖產生乳酸等有機酸，導致乳的 ph 值下降，使乳酪蛋白在其等電點附近發(fā)生凝集，我們把這種乳凝狀的酸奶稱為凝固型酸奶。在實驗條件下，我們探討了凝固型酸奶的生產技術。其產品酸味純正，口感滑膩，具有良好咀嚼感，經試銷，市場反映良好，前景廣闊。發(fā)酵酸奶乳酸菌的種類較多，常用的有干酪乳桿菌(lactobacillus casei)、保加利亞乳桿菌(l

15、. bulgaricus)、嗜酸乳桿菌(l. acidophilus)、植物乳桿菌(l. plantarum)、乳酸乳桿菌(l. lactis)、乳酸乳球菌(lactococcus lactis)、嗜熱鏈球菌(streptococcus thermophilus)等1。近年來，隨著對雙歧乳酸桿菌在營養(yǎng)保健方面作用的認識，人們便將其引入酸奶制造，使傳統的單株發(fā)酵，變?yōu)殡p株或三株共生發(fā)酵。由于雙歧桿菌的引入，使酸奶在原有的助消化、促進腸胃功能作用基礎上，又具備了防癌、抗癌的保健作用。雙歧桿菌因其菌體尖端呈分枝狀(如y型或v型)而得名。雙歧桿菌是無芽孢革蘭氏陽性細菌，專性厭氧、不抗酸、不運動、過氧化

16、氫酶反應為陰性，最適生長溫度為3741。初始生長最適ph6.57.0，能分解糖。雙歧桿菌能利用葡萄糖發(fā)酵產生醋酸和乳酸(2:3)，不產生co2。目前已知的雙歧桿菌共有24種，其中9種存在于人體腸道內，它們是兩歧雙歧桿菌(b. bifidum)、長雙歧桿菌(b. longum)、短雙歧桿菌(b. brevvis)、嬰兒雙歧桿菌(b. angulatum)、鏈狀雙歧桿菌(b. adolescentis)、假鏈狀雙歧桿菌(b. pseudocatenulatum)和牙雙歧桿菌(b. dentmum)等。應用于發(fā)酵乳制品生產的僅為前面5種。  雙歧桿菌酸奶的生產有兩種不同的工藝。一種是兩歧雙

17、歧桿菌與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等共同發(fā)酵的生產工藝，稱共同發(fā)酵法。另一種是將兩歧雙歧桿菌與兼性厭氧的酵母菌同時在脫脂牛乳中混合培養(yǎng)，利用酵母在生長過程中的呼吸作用，以生物法耗氧，創(chuàng)造一個適合于雙歧桿菌生長繁殖、產酸代謝的厭氧環(huán)境，稱為共生發(fā)酵法。2.1共同發(fā)酵法生產工藝 2.1.1工藝流程  共同發(fā)酵法雙歧桿菌酸奶的生產工藝流程如下： 原料乳                                

18、;       標準化                                    調配(蔗糖10%+葡萄糖2%)                      均質(1520mpa)           

19、60;                          殺菌(115，8min)                                         冷卻(3840)           

20、;          適量維生素c接種(兩歧雙歧桿菌6%、嗜熱鏈球菌3%)                      灌裝消毒瓶                  發(fā)酵(3839， 6h)                      冷卻(1

21、0左右)                                        冷藏(15)                     成品  2.1.2生產工藝  雙歧桿菌產酸能力低，凝乳時間長，約需1824h，且由于其屬于異型發(fā)酵，最終產品的口味和風

22、味欠佳。因而，生產上常選擇一些對雙歧桿菌生長無太大影響，但產酸快的乳酸菌，如嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、乳脂明串珠菌等與雙歧桿菌共同發(fā)酵。這樣既可以使制品中含有足夠量的雙歧桿菌，又可以提高產酸能力，大大縮短凝乳時間，縮短生長周期，并改善制品的口感和風味1。2.2共生發(fā)酵法生產工藝2.2.1工藝流程  雙歧桿菌、酵母共生發(fā)酵乳的生產工藝流程如下：                      原料乳          &

23、#160;                       標準化9.5%                                蔗糖10%+葡萄糖2%調配                        &

24、#160;    均質(1520mpa)                                殺菌(115，8min)                                        

25、               冷卻(2628)                                   兩歧雙歧桿菌6%接種乳酸酵母3%                         

26、        發(fā)酵(2628，2h)                                                        升溫(37)               

27、;                                        發(fā)酵(37，5h)                                         

28、0;           冷卻(10左右)                                                         罐裝           

29、60;                 冷藏(l5)                                成品  2.2.2生產工藝共生發(fā)酵法常用的菌種搭配為兩歧雙歧桿菌和用于馬奶酒制造的乳酸酵母(sacch.lactis)，接種量分別為6%和3%。在調配發(fā)酵培養(yǎng)用原料乳時，用適量脫脂乳粉加入到新鮮脫脂乳中，以強化乳中固形物含量(固形物大

30、于等于9.5%)，并加入10%蔗糖和2%的葡萄糖，接種時還可加入適量維生素c，以利于雙歧桿菌生長。酵母菌的最適生長溫度為2628。為了有利于酵母先發(fā)酵，為雙歧桿菌生長營造一個適宜的厭氧環(huán)境，因而接種后，首先在溫度2628下培養(yǎng)，以促進酵母的大量繁殖和基質乳中氧的消耗，然后提高溫度到30左右，以促進雙歧桿菌的生長。由于采用了共生混合的發(fā)酵方式，雙歧桿菌生長遲緩的狀況大為改觀，總體產酸能力提高，加快了凝乳速度，所得產品酸甜適中，富有純正的乳酸口味和淡淡的酵母香氣，制品酸度為80900t雙歧桿菌活菌數保證在100萬個/ml以上。因此，酸奶最好在生產7d內銷售出去，而且在生產與銷售之間必須形成冷凍鏈，

31、因為即使在510以下，存放7d后，雙歧活菌的死亡率高達96%，20下存放7d后，死亡率達99%以上1。2.3凝固型酸奶的工藝流程鮮奶處理配料過濾預熱均質殺菌冷卻接種分裝發(fā)酵冷卻后熟成品1鮮奶處理：將檢驗合格的原料乳，除去其中肉眼可見的異物，并將脂肪含量標準化。2配料：（1）添加奶粉: 向經過處理的原料乳中加入脫脂奶粉，添加量為 1%3% ，使其中非脂干物質含量達到要求。經本處理的酸奶具有一定的硬度2。（2）添加蔗糖: 取部分上述調制乳加熱到 65左右，加入需要量的白砂糖，(一般按 48% 添加)，待糖溶解后，經過濾再加入到原料乳中。3均質：將上述調制乳加熱到 60左右，然后在均質機中于810m

32、 pa 的壓力下進行均質處理。4殺菌、冷卻:將均質后的原料乳加熱至 90， 保溫 5min， 或在 85下保溫 30 分鐘進行殺菌處理，然后迅速冷卻至 4345，待接種。5接種：將制備好的工作發(fā)酵劑(保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌比例為 11) 進行充分攪拌使凝乳完全破壞，以使菌體從凝乳中游離分散出來，然后加入到原料乳中并充分攪拌 10min 左右，使菌體能與乳充分混合均勻。注意接種操作應施行無菌操作，并保持乳溫。6分裝：將含有乳酸菌的牛乳分裝到事先消毒好的銷售用的塑料小杯中并封蓋，工作環(huán)境要求接近無菌狀態(tài)，最好是無菌操作，灌裝操作要又快又準。7發(fā)酵：將分裝好的小塑杯置于發(fā)酵恒溫箱中進行發(fā)酵，恒溫

33、培養(yǎng)箱溫度保持4043，培養(yǎng)23小時。8冷卻：發(fā)酵結束，將酸奶從發(fā)酵室中取出，用冷風迅速將其冷卻到10以下，使酸奶中的乳酸菌停止生長，防止酸奶酸度過高而影響口感。9冷藏和后熟：經冷卻處理的酸奶放入10的冰柜(冷藏室) 中保存后熟，約12小時后即可銷售。3工藝設計原則、范圍與依據盡管酸奶廠的類型很多，而且在同一類型的酸奶廠中產品的品種和加工工藝亦各不相同，但在同一類型的酸奶廠中主要工藝過程和設備基本相近，只要這些產品不同時生產，其相同工藝過程的設備是可以公用的，所以我們在確定產品工藝流程時只要將主要產品的工藝流程確定后，其他產品就好辦了。但必須指出，為了保證酸奶產品的質量，如果所確定的工藝路線和

34、條件不相同，不僅會影響產品質量，而且會影響到工廠的經濟效益，所以，我們對所設計的酸奶生產車間的工藝流程應進行認真探討和論證。3.1原則工藝流程是初步設計審批過程中主要審查內容之一，它的正確與否往往決定產品質量、產品競爭力，決定酸奶廠的生存與發(fā)展，選擇工藝流程必須通過分析、比較，從理論和實際各個方面進行論證，證實它在技術上是先進的。在經濟上是高效的，符合設計計劃任務書的要求。（1）原料匹配性。根據原料性質、種類和來源擬定工藝流程。（2）按產品規(guī)格和部頒標準擬定。（3）注意經濟效益，盡量選投資少，消耗低，成本低，產品收益率高的生產工藝。（4）“三廢”處理效果好，減少“三廢”處理量，治理三廢項目與主

35、體工程同時設計，同時施工，選用產品“三廢”少或經過治理容易達到國家規(guī)定的“三廢”排放標準的生產工藝。（5）產品在市場有較強的競爭能力，有利于原材料的綜合利用。（6）對傳統名優(yōu)產品不得隨意更改生產工藝，一旦更改必須經過反復實驗、專家鑒定、報上級批準。（7）對科研成果，必須經過中試放大后，才能應用。（8）優(yōu)先采用機械化、連續(xù)化自動作業(yè)線，暫不能實現機械化生產的品種，其工藝流程應盡量按流水線排布，減少原料，半成品在生產流程中停留的時間，避免變色、變味、變質現象發(fā)生。（9）罐裝后需要殺菌的食品最好采用連續(xù)殺菌或高溫短時殺菌，高濃縮操作的食品應采用真空濃縮以減少溫度對產品色澤和口味的影響。 （10）結合

36、我國國情。在進行產品工藝設計時，必須以我國具體情況出發(fā)，在市場消費水平，相關機械設備及電氣儀表制造能力，勞動就業(yè)與生產自動化水平關系等方面做出恰當的衡量，綜合考慮。在引進國外先進技術和設備時，要考慮是否適合我國生產實際，并注意消化吸收，以縮短與發(fā)達國家的水平差距3。（11）確保安全生產，以保證人身和設備安全。3.2設計依據（1）根據前期可行性調查研究，確定產品方案及生產規(guī)模。（2）根據當前的技術，經濟水平。（3）工藝規(guī)程文件，主要是設計任務指導書。（4）食品設計手冊。（5）與其設計有關的各種標準。（6）產品圖紙及有關設計文件。（7）工廠備的有關資料。（8）國內外典型設計圖樣及有關資料。（9）工

37、廠同類產品同類設計圖樣和設計資料。3.3設計范圍工藝設計在整個工廠設計中占有重要的地位，為其他非工藝設計所需基礎提供依據，生產工藝設計的范圍：負責全廠生產工藝流程設計和各生產車間的設計。主要包括: （）產品方案、產品規(guī)格及班產量確定。（）主要產品及綜合利用產品的工藝流程的確定和操作說明。（）物料衡算。（）生產車間設備的生產能力的計算、選型及配套。（）勞動力計算、平衡及勞動的組織。（）生產車間平面布置。（）生產車間水、電、汽、冷用量的估算。（）生產車間管道設計、計算及設備安裝3。4 生產方法的選擇和工藝流程的確定本設計的設計目標是生產日產量為200噸產的凝固型酸奶，采用雙歧桿菌與嗜熱鏈球菌共同發(fā)

38、酵的生產工藝。4.1生產線數目的確定共兩條生產線。4.2生產線自動化程度的確定采用連續(xù)生產。4.3工藝流程確定工藝流程如下：原料乳                    標準化            脫脂乳 調配(蔗糖6%)             過濾預熱（60） 均質(1520mpa)         

39、              殺菌(90，5min)                     冷卻（40)              適量維生素c接種(兩歧雙歧桿菌6%、嗜熱鏈球菌3%)            灌裝消毒瓶       

40、60;    發(fā)酵(40，3h)            冷卻(6左右)                        冷藏(15)            成品4.4生產方法（1）原料檢驗：用牛奶作原料時，奶要新鮮、無雜質，酸度小于18 ot，乳固體含量大于12，細菌少于3萬個/ml，不含患乳房炎等病牛的奶，不

41、含抗菌素及黃胺類藥物；用奶粉作原料時，奶粉要采用特級品，無結塊，無抗菌素和防腐劑，應符合gb 5410標準。（2）生產前消毒：放清水于夾層鍋中煮沸。開泵使開水循環(huán)，將管道、容器、設備與奶液接觸的部分，以及生產工具清洗510分鐘。車間空間用紫外線燈消毒1小時。（3）牛奶的標準化：選取高質量新鮮牛奶（用酒精檢驗無絮狀沉淀，比重1.030），可添加0.53%脫脂奶粉或水解動物蛋白粉，使其蛋白質含量大于3.3%，非脂乳固體含量大于8.7%，原料牛奶必須在3以下貯奶罐中貯藏待用。如果使用的原料是奶粉，則需參考上述標準，先將奶粉與配方量的白砂糖干混合，用無菌溫水攪成奶糊，然后用無菌水在攪拌下將奶

42、糊沖稀到標準倍數。（4）奶液配制：標準化處理后的奶液，進行預熱處理，即加熱至70預熱20分鐘后，經過濾，用泵打入冷熱缸備用。另將奶液總量0.20.5的l奶穩(wěn)定劑d型，與其數倍的白砂糖干混合，在攪拌下徐徐加入冷水中，煮沸后保溫攪拌10分鐘左右，使其溶解完全無粒狀物。然后將穩(wěn)定劑液加入奶液中攪拌均勻?；旌夏桃航?50目篩網過濾。（5）均質、殺菌：均質可使 奶液均勻柔膩，口感優(yōu)雅。將均質后的奶液在冷熱缸中迅速升溫至90加熱5分鐘。（或80，30分鐘）滅 菌，可對發(fā)酵乳的硬度和粘度的形成，產生良好效果。滅菌后奶液經板式熱交換器迅速降溫至40。（6）接種：接種目前一般采用兩種方法：一是采用將乳酸菌混合干

43、粉直接投入奶液的方法：接種室在接種前開紫外燈殺菌1小時，關閉紫外燈，并嚴格防止外來人為污染，將按標準量（0.02%）計量的菌種，拌入40的奶液中，使之均勻溶化，然后倒入配料缸的奶液中，攪拌使之均勻分散。二是采用酸奶發(fā)酵增殖的方法：保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌作為液狀種子，從各自的試管中，按照11的比例，以23%的量，移入300ml滅菌脫脂奶中進 行培養(yǎng)，即獲得母發(fā)酵劑；從母發(fā)酵劑中提取24%菌種，投入滅菌奶中培養(yǎng)制成中間發(fā)酵劑；再從中間發(fā)酵劑中提取24%投入滅菌奶中，培養(yǎng)制成生產發(fā)酵 劑；生產發(fā)酵劑直接投入到生產奶液中去，生產發(fā)酵劑按奶液總量的34%加入，進行生產發(fā)酵4。（7）發(fā)酵：在40進行恒

44、溫培養(yǎng)，采用發(fā)酵增殖法接種，培養(yǎng)時間為3小時；可以通過檢驗確定發(fā)酵終點：酸奶的發(fā)酵終點控制在ph4.54.7，此時即可停止培養(yǎng)。（8）冷卻：當發(fā)酵終點一到，酸奶即可從保溫培養(yǎng)室移到外邊，進行自然冷卻；也可采用送風冷卻。使酸奶冷卻到10左右。（9）老化：酸奶移入15冷庫中老化1218小時。老化能把酶的變化和生物化學變化抑制到最小限度，同時可以使酸奶形成良好的風味和芳香。經過老化的產品，檢驗合格后打印生產日期和裝箱，產品在15中保存。（10）合格出廠： 表酸牛乳的感官特性項目純酸牛乳調味酸牛乳、果料酸牛乳色澤呈均勻一致乳白色或微黃色呈均勻一致的乳白色，或調味乳、果料應有的色澤滋味和氣味具有酸牛乳固

45、有滋味和氣味具有調味酸牛乳或果料酸牛乳應有的滋味和氣味組織狀態(tài)組織細膩、均勻、允許有少量乳清析出；果料酸牛乳有果塊或果粒表酸牛乳的理化指標項目純酸牛乳調味酸牛乳、果料酸牛乳全脂部分脫脂脫脂全脂部分脫脂脫脂脂肪 (%)3.11.02.00.52.50.81.60.4蛋白質(%)2.92.3非脂乳固(%)8.16.5酸度(ºt)70.0 5工藝計算5.1物料衡算5.1.1班產量的計算班產量是工藝設計的最主要經濟基礎，直接影響到車間布置、設備配套，占地面積，勞動定員和產品經濟效益。一般情況下，食品工廠班產量越大，單位產品成本越低，效益越好，由于投資局限及其它方面制約，班產量有一定的限制，但

46、是必須達到或超過經濟規(guī)模的班產量。最適宜的班產量實質就是經濟效益最好的規(guī)模。班產量受市場需要、季節(jié)氣候、生產條件（溫度、濕度等）和原料供應等方面影響，生產天數和生產周期大不相同。酸奶的生產旺季在夏季6月、7月、8月，旺季工作日（t旺）為78d。2月、3月、4月為生產淡季，工作日為75d（t淡），中季生產為135d，余下77d為節(jié)假日和設備檢修日，則全年酸奶生產天數為：=78+135+75=288（d）班產量q班計算公式如下： k為設備不均勻系數0.70.85要求每天生產200噸凝固型酸奶年產量為：q=200×288=57600 (t)班產量為： (t/班)表酸奶生產基礎數據項目名稱百

47、分比(%)項目名稱百分比(%)定 額 指 標原料利用率98.0原料配比原料乳85.3脫脂乳14.7原料乳含脂率3.5酸奶損失率冷卻損失5.0非脂乳含量8.5發(fā)酵損失1.6產品含脂率3.0過濾損失1.6產品非含脂率8.5裝瓶損失3.05.1.2乳標準化的計算若設：f原料乳中的含脂率（%）；snf原料乳中非脂乳固體含量（%）；f1標準化后乳中含脂率（%）；snf1標準化后非脂乳固體含量（%）；f2乳制品中的含脂率（%）；snf2乳制品中的非脂乳固體含量（%）。則 ： 標準化 因為 所以 又因在標準化時添加的稀奶油（或脫脂乳）量很少，標準化后乳中干物質含量變化甚微，標準化后乳中的非脂乳固體含量大約等

48、于原料乳中非脂乳固體含量，即：因為 所以若；則加稀奶油調整；若，則加脫脂乳調整。標準化后的乳中非脂乳含量：=（%）=3.5，則加脫脂乳調整。在生產上通常用比較簡便的皮爾遜法進行計算，其原理是設原料中含脂率為%，脫脂乳的含脂率為q%，按比例混合后乳（標準化乳）的含脂率為%，原料乳的數量為x，脫脂乳的量為y時，對脂肪進行物料衡算，則形成下列關系式即原料乳和脫脂乳的脂肪總量等于混合乳的脂肪總量。設有100kg原料乳，原料損失率為98%，即要加入17.0kg的脫脂乳混合后：17.098=115（kg）蔗糖的加入量式中g標準化乳中蔗糖加入量，kg；m標準化乳的數量，kg；q蔗糖的配比率，%。加糖的目的是

49、提高酸乳的甜味，同時也可提高黏度，有利于酸乳的凝固性。加糖量一般為5%8%的砂糖。加糖的方法是用原料乳溶解。q取6% g=0.06×115=6.9（kg）即混合后總的量為1156.9=121.9（kg）；即100kg原料乳可制得121.9kg標準乳。5.1.3乳消耗量標準化后乳的密度1.032kg/l6標準化乳的體積 121.9÷1.032=118.1 ( l)(1)過濾乳量 118.1×(10.016)= 116.2 ( l)在9095時標準化乳體積增加1.04倍，標準化乳體積為：116.2×1.04=120.9 ( l)(2)冷卻乳量 120.9&#

50、215;(10.05)=114.9 ( l)(3)罐裝乳量 114.9×(10.03)=111.5 ( l)(4)發(fā)酵乳量 111.5×(10.016)= 109.7 ( l)5.1.4生產100l酸奶的物料衡算 根據上述衡算結果知，100kg原料乳可生產109.7 l，故可得出下述結果：(1)生產100l酸奶需耗原料乳(100/109.7)×100=91.2 (kg)(2)脫脂乳耗用量91.2÷5.8=15.7 (kg)(3)蔗糖耗用量 (91.215.7)×6 %=6.4 ( kg)(4)過濾乳的量 (116.2÷109.7)&#

51、215;100=105.9 (l)(5)冷卻乳的量 (114.9÷109.7)×100=104.7 (l)(6)熱處理乳的量(120.7÷109.7)×100=110 (l)5.1.5每班的產量：每班的產量為132.64 t/班表酸奶廠物料衡算表物料名稱單位對100kg原料乳對100l凝固酸乳每班定額量標準化原料98.91.2116315.1脫脂乳17.015.720023.5蔗糖6.96.48123.1過濾完的乳l116.2105.9135063.2熱處理完的乳l120.9110140292.3冷卻完的乳l114.9104.7133532.8灌裝凝固乳

52、量l109.7100127538.5設成品密度為1.040/l5.2熱量衡算(每班)工藝流程中溫度的變化如：（5 度） （60度） （90度） （40度） （10度）原料 預熱 殺菌5min 冷卻發(fā)酵 冷卻5.2.預熱耗熱量 (1)標準化乳的溫度為5,預熱至60時 ：原料乳的比熱容 kj/(kg·k) 脫脂乳的比熱容 kj/(kg·k)蔗糖的比熱容 kj/(kg·k).kj/(kg·k)3kj(2)預熱的熱損失升溫過程中消耗的熱損失約為升溫耗熱量的10%×1.1=33806060.3kj5.2.2殺菌時的熱量(1)乳從60升至9060時 原料乳

53、的比熱容 kj/(kg·k)脫脂乳的比熱容 kj/(kg·k)蔗糖的比熱容 kj/(kg·k) kj/(kg·k) (kj) (2)殺菌中蒸汽帶出的熱量殺菌時間為5min，蒸發(fā)量為每小時3%，則殺菌蒸發(fā)水分量為：(l)已知100水的汽化潛熱kj/kg故90時的汽化潛熱0.38(kj)蒸發(fā)熱量(kj)(3)熱損失=19389092.6(kj)總=q1+q2=53195152. 9(kj)5.3水平衡計算5.3.1原料乳的冷水耗量原料乳的溫度=25，應降溫至=5冷卻水 =0，=20設每班工作8ha1=(kg/h)原料乳比熱容 kj/(kg·k) =

54、4.18 kj/(kg·k)則每小時耗水量(kg/h)5.3.2 標準乳預熱的熱水耗量乳 560 熱水 8025a=33806060.3/8=4225757.5(kj/h)每小時耗水量=18380.8(kg/h)5.3.3 殺菌時的耗水量乳 6090 水蒸氣 10060 a=19389092.6/8=2423636.6(kg/h)每小時耗氣量 (kg/h)5.3.4 殺菌冷卻的冷水耗量殺菌后的乳的溫度 9040 kj/(kg·k)冷卻水 2580a=139273.7/8=17409.2（l/h）熱處理后的量 (kg/h)5.4耗冷量的計算通常發(fā)酵工廠的耗冷量分為工藝耗冷量（

55、）和非工藝耗冷量（），而工藝耗冷量又包含了發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵罐體的冷卻降溫耗冷，生物反應放熱（發(fā)酵熱）的除去等；非工藝耗冷量則包括結構耗冷量，用電設備運轉散熱耗冷量等。具體的計算公式5.4.1工藝耗冷量=q1+q2+q3（1）原料乳冷卻耗冷量原料乳 25 5 冷卻水 020原料乳比熱容 kj/(kg·k) 班乳量為116315.1kg工藝要求在8h內完成冷卻過程，則所耗冷量為(kg/h)相應的冷凍介質（0的水）耗量為：(kg/h)（2）殺菌后乳冷卻耗冷量殺菌后的乳的溫度 9040 冷卻水 2580 kj/(kg·k) 班乳量為g =144461.7×1.032=14

56、9084.5（kg）工藝要求在8h內完成冷卻過程，則所耗冷量為： (kg/h)相應的冷凍介質（0的水）耗量為：(kg/h)（3）發(fā)酵耗冷量q31發(fā)酵期間發(fā)酵放熱q3，假定發(fā)酵乳固形物均為乳糖、蔗糖，而它們的發(fā)酵放熱量為18000，設發(fā)酵度為60%則1l發(fā)酵乳每小時放熱量為： (kj/l.h)根據物料衡算每班的發(fā)酵量為127538.5l，則主發(fā)酵時間為3h的總發(fā)酵熱 (kj)考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數1.5，忽略主發(fā)酵期的乳溫升，則發(fā)酵高峰期耗冷量為： ( kj/h)2 發(fā)酵后期發(fā)酵液發(fā)酵降溫耗冷q3主發(fā)酵后期，發(fā)酵乳溫度從40降至6。每班降溫耗冷量為： (kj)工藝要求此過程應快速，設此過

57、程在1小時內完成所以：(kj/h)發(fā)酵總耗冷量：q3=q3+q3=+=19536939.2 (kj/h)每班耗冷量：q0=q0+q0=+=21603062.9 (kj)工藝耗冷量：kj/h=2.429×107 (kj/h)5.4.2非工藝耗冷量qut因發(fā)酵主要在發(fā)酵室進行，故主要非工藝耗冷量主要為發(fā)酵室的冷量散失q4，按經驗選取，通常q4=12%qt發(fā)酵室=12%×=495869.7(kj)冷卻室=12%×=2096497.9(kj)所以得發(fā)酵室：q=qt+qnt=+495869.7=4628117.1(kj)冷卻室：q=qt+qnt=+2096497.9=195

58、67313.4(kj)36設備的設計與選型6.1滅菌設備本設計的生產規(guī)模較大所以采用連消塔噴淋冷卻連續(xù)滅菌。6.1.1 連消塔（1）連消塔的選型：本設計選用噴孔型。（2）生產能力： 8h處理kg的乳。（3）主要尺寸及接管的計算滅菌時間的確定：5分鐘連消塔的長度：取培養(yǎng)基流速v0.3m/s，在連消塔內滯留時間t10slvt0.3×103(m)連消蒸汽耗量：設8h處理乳液，則質量流量g糖為： (kg/h)比熱容為：3.875 kj/(kg.k) 連消終溫取t290，預熱溫度取60，加熱蒸汽p0.42mpa，相應飽和蒸汽溫度145干飽和蒸汽熱焓654.3×4.18kj/kg，比容

59、v0.45m3/kg，90飽和蒸汽熱焓量i113.2×4.18kj/kg，則蒸汽耗量d為：因熱損失蒸汽耗量加10%則d=d×1.1928×1.11020.8(kg/h)v=v×1.12062×1.12268.2 (m3/h)4 進汽管直徑計算：取汽速v40m/s 進氣管截面積為f，管徑d選無縫管159×4.5，則內150mm5 進料管直徑計算：進料體積流量v料16.8 m3/h，物料流速v0.40m/s選無縫管140×4.5，則內131mm6 出料管直徑計算：出料量g出g進 + 1.1d17.47 + 1.72 19.19

60、(t/h ) 選無縫管146×4.5，則內137mm7 連消塔外圓尺寸計算：出料體積流量18.45 m3/h，物料在連消塔中移動速度0.1m/sf環(huán)0.785×（d外內2 d內外2）取dgd外內0.35m8 外筒有效長度的校核300時f環(huán)0.051m2，有效長度為l1350時f2環(huán)0.067 m2，有效長度為l2（4）設備結構的工藝設計：連消塔內汽管開孔孔6mm汽管159×4.5，外管周長cd3.14×159499mm，取弦長20mm為孔中心距，則一個圓周上可排孔數n1c/20499/2025個可開孔的長度為2.280.200.151.93（m）需開孔的

61、環(huán)數為625/2525（環(huán)），取25環(huán)，環(huán)距為1.93/240.080（m）（5）設備材料選擇：不銹鋼、低碳鋼合普通鋼材。a3鋼（6）壁厚計算：壓力p1.6mpa；查表得壁厚6mm；350封頭，6mm（7）支座選擇：懸掛式支座（b型）、支撐式支座6.1.2維持罐（1）維持罐的選型：維持罐和維持管（2）生產能力、數量和容積的確定生產能力：質量流量g出19.1t/h，體積流量v出18.45 m3/h數量：一個容積：300-10295s4.8min(m3)（3）主要尺寸的確定：h/d3，采用橢圓封頭v維2v封 + v筒2×d2/24 + 0.785d2×3d2（m3）d0.91m，取d0.9m，則h3d2.7m，封頭高度hha +hb300 + 25 325（mm），v封0.255m3總高h總h+2h2.7+2×0.3253.35（m）核算其總容量v2 v封+ v筒2×0.255 + 0.785×0.92×2.72.23m3>v維1.69m3v有效v封 +