年產(chǎn)6000T乳制品工廠(chǎng)設(shè)計(jì)

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年產(chǎn)6000T乳制品工廠(chǎng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著人們生活水平的提高，膳食結(jié)構(gòu)的不斷完善，乳制品逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊环N食品，而酸奶由鮮牛乳發(fā)酵成的酸乳由于其豐富的營(yíng)養(yǎng)、特殊的風(fēng)味、爽滑的質(zhì)構(gòu)和良好的生理功能，從而備受人們青睞。 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)6000t乳制品廠(chǎng)設(shè)計(jì)，主要產(chǎn)品為攪拌型酸奶4200t，有純酸奶1200t、草莓酸奶1800t、菠蘿酸奶600t、芒果酸奶600t，同時(shí)生產(chǎn)活菌性乳酸菌果味飲料1800t。工廠(chǎng)占地為30000㎡，廠(chǎng)址選擇在廣州郊區(qū)我，面向廣州與珠三角地區(qū)，市場(chǎng)廣闊。 本設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的工藝與自動(dòng)化生產(chǎn)，力求技術(shù)的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)上的合理性。原料均采用生鮮奶，輔以?xún)?yōu)良的配方，生產(chǎn)奶香明顯、風(fēng)味濃郁、細(xì)膩滑爽的酸奶。工廠(chǎng)總投資1000萬(wàn)。盡可能地采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)，并節(jié)約設(shè)備投資，美化環(huán)境，搞好生活設(shè)施建設(shè)，對(duì)各方面進(jìn)行綜合考慮，使設(shè)計(jì)準(zhǔn)確合理。設(shè)計(jì)一個(gè)高品質(zhì)酸奶的全自動(dòng)化、節(jié)能、環(huán)保型工廠(chǎng)。 76 目 錄 1 前言 1 1.1 酸奶簡(jiǎn)介 1 1.1.1 實(shí)施背景 1 1.1.2 酸奶的主要消費(fèi)群體 3 1.1.3 發(fā)酵乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健作用 3 2 設(shè)計(jì)總論 6 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)、原則、范圍 6 2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 6 2.1.2 設(shè)計(jì)原則 6 2.1.3 設(shè)計(jì)范圍 6 2.2 廠(chǎng)址選擇 7 2.2.1 廠(chǎng)址選擇的原則 7 2.2.2 廠(chǎng)址選擇的要求 8 2.2.3 全廠(chǎng)平面布置圖 9 3 原輔材料及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 10 3.1 原輔料的特性及標(biāo)準(zhǔn) 10 3.1.1 原料乳特性及標(biāo)準(zhǔn) 10 3.1.2 發(fā)酵劑特性 10 3.1.3 香精特性及標(biāo)準(zhǔn) 11 3.1.4 穩(wěn)定劑特性及標(biāo)準(zhǔn) 11 3.2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 12 3.2.1 酸乳 12 3.2.2 乳酸菌飲料 12 3 產(chǎn)品方案 15 3.1 產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)原則 15 3.1.1 產(chǎn)品方案制定依據(jù) 15 3.1.2 產(chǎn)品方案 15 4 產(chǎn)品工藝流程及工藝要點(diǎn) 16 4.1 攪拌型酸奶生產(chǎn)工藝 16 4.1.1 攪拌型酸奶生產(chǎn)工藝 16 4.1.2 攪拌型酸奶工藝要點(diǎn) 16 4.2 活性乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝 23 4.2.1 活性乳酸菌飲料工藝流程 24 4.2.2 活性乳酸菌飲料工藝要點(diǎn) 24 5 物料衡算 32 5.1 攪拌型酸奶 33 5.1.1 攪拌型酸奶配方 33 5.1.2 產(chǎn)量 34 5.1.3 原料乳消耗量 34 5.1.4 配料消耗量 35 5.1.5 包裝消耗量 35 5.1.6 包裝箱用量 36 5.2 活性乳酸菌飲料 36 5.2.1 乳酸菌飲料配方 36 5.2.2 產(chǎn)量 36 5.2.3 原料乳消耗量 36 5.2.4 配料消耗量 37 5.2.5 包裝消耗量 38 5.2.6 包裝箱用量 38 5.3 物料衡算總表 38 6 車(chē)間設(shè)備選型 39 6.1 設(shè)備選型的原則要求 39 6.2 設(shè)備規(guī)格型號(hào) 40 7 主生產(chǎn)車(chē)間平面布置 43 7.1 設(shè)備布置 43 7.1.1車(chē)間平面布置原則 43 7.1.2 車(chē)間平面布置說(shuō)明 44 7.1.3 生產(chǎn)車(chē)間建筑要求 44 7.2 占地面積 45 7.2.1更衣室 45 7.2.1 洗手間 46 7.3 車(chē)間平面布置圖 46 8 工廠(chǎng)組織與勞動(dòng)力平衡 46 8.1 企業(yè)組織 46 8.2 生產(chǎn)制度 46 8.3 全廠(chǎng)人員編制 47 8.3.1 工廠(chǎng)組織形式 47 8.3.2 全廠(chǎng)勞動(dòng)力平衡 47 9 車(chē)間用水、汽、電估算 49 9.1 車(chē)間用水、汽估算 49 9.2 車(chē)間用電估算 50 10 全廠(chǎng)輔助部門(mén)以生活設(shè)施 52 10.1 生產(chǎn)性輔助設(shè)施 52 10.1.1 中心實(shí)驗(yàn)室 52 10.1.2 化驗(yàn)室 53 10.1.3 倉(cāng)庫(kù) 54 10.1.4 機(jī)修間 56 10.2 生活性輔助設(shè)施 56 10.2.1 辦公樓 56 10.2.2 食堂 57 10.2.3 更衣室 58 10.2.4 浴室 58 10.2.5 廁所 59 10.2.6 職工宿舍 59 10.2.7 門(mén)衛(wèi)室 59 10.2.8 其他 59 10.2.9 輔助部門(mén)統(tǒng)計(jì)表 59 11 公用系統(tǒng) 61 11.1 給排水系統(tǒng) 61 11.1.1 水質(zhì)要求 61 11.1.2 水源 61 11.1.3 全廠(chǎng)用水量計(jì)算 62 11.1.4 給水系統(tǒng) 62 11.1.5 排水系統(tǒng) 63 11.2 供電系統(tǒng) 63 11.2.1 供電要求和供電設(shè)備及相應(yīng)措施 63 11.2.2 變壓器 64 11.2.3 配電室尺寸 64 11.3.1 鍋爐選型 64 11.3.2 鍋爐用水要求 64 12 建筑物平面布置與衛(wèi)生要求 65 12.1 全廠(chǎng)平面設(shè)計(jì)的基本原則 65 12.2環(huán)境衛(wèi)生要求 66 13 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 68 13.1 成本核算 68 13.2回收期估算 69 13.2.1 建廠(chǎng)規(guī)模 70 13.2.2 產(chǎn)品規(guī)格 70 13.2.3 產(chǎn)品價(jià)格設(shè)計(jì) 70 13.2.4 年生產(chǎn)總成本預(yù)測(cè) 70 13.2.5 經(jīng)濟(jì)效益分析 71 13.2.6 回收期限估算 72 1 前言 1.1 酸奶簡(jiǎn)介 牛乳的組成最為接近人體的母乳，含有人體所需要的全部營(yíng)養(yǎng)成分，營(yíng)養(yǎng)最為均衡，在人們的膳食結(jié)構(gòu)中具有其他食品無(wú)法替代的地位和作用。由鮮牛乳發(fā)酵成的酸乳由于其豐富的營(yíng)養(yǎng)、特殊的風(fēng)味、爽滑的質(zhì)構(gòu)和良好的生理功能，備受人們青睞。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）將酸奶定義為乳與乳制品(殺菌乳或濃縮乳)在保加利亞桿菌（L.bulgaricus）和嗜熱鏈球菌(S.thermophilus)的作用下乳酸發(fā)酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、脫脂乳粉、乳清粉等。但在最終發(fā)酵產(chǎn)品中必須大量存在這些微生物。也可簡(jiǎn)單將其定義為以新鮮牛乳或乳粉為原料，經(jīng)乳酸菌保溫發(fā)酵而制成的產(chǎn)品。 通常根據(jù)酸奶在零售過(guò)程中的產(chǎn)品存在狀態(tài)來(lái)進(jìn)行分類(lèi)，具體可分為凝固型酸奶和攪拌型酸奶。乳酸菌在乳中生長(zhǎng)繁殖，發(fā)酵分解產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，導(dǎo)致乳的pH值下降，使乳酪蛋白在其等電點(diǎn)附近發(fā)生凝集，把這種乳凝狀的酸奶稱(chēng)為凝固型酸奶。所謂攪拌型酸奶，是指先在發(fā)酵罐中通過(guò)乳酸菌的作用，將經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理的牛乳發(fā)酵至乳凝，然后再用攪拌器破乳，是凝乳粒子保持在0.01～0.04mm大小的一種酸奶。產(chǎn)品呈半流動(dòng)狀態(tài)的粥糊狀，易使用吸管吸食。一半攪拌型酸乳可分為原味型和果味型，而凝固型大都為原味。 1.1.1 實(shí)施背景 乳與乳制品的消費(fèi)與普及水平被作為衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)發(fā)達(dá)程度和人民生活水平高低的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，乳品消費(fèi)同步增長(zhǎng)。2008年，城鎮(zhèn)居民人均乳品消費(fèi)量22.72公斤，比2000年增長(zhǎng)56.8%；農(nóng)村居民人均4.81公斤，為2000年的3.9倍； 中國(guó)乳品行業(yè)，從1998年開(kāi)始進(jìn)入了高速增長(zhǎng)階段，直到2008年都保持兩位數(shù)的增長(zhǎng)。尤其，在2005年到2007年可謂黃金發(fā)展時(shí)期，行業(yè)產(chǎn)量增長(zhǎng)速度平均達(dá)到16%左右，2007年總產(chǎn)量突破了1700萬(wàn)噸（如圖1）。 然而，2008年爆發(fā)的三聚氰胺事件對(duì)乳品行業(yè)帶來(lái)了致命的打擊，尤其在當(dāng)年的9月到11月，不少乳品企業(yè)的生產(chǎn)近乎陷入休克狀態(tài)，整個(gè)行業(yè)的總產(chǎn)量也因此而出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)，2008年全年總產(chǎn)量得益于上半年的發(fā)展，勉強(qiáng)與2007年持平。 于國(guó)家對(duì)乳品行業(yè)的整頓措施得當(dāng)以及龍頭企業(yè)對(duì)安全生產(chǎn)意識(shí)的強(qiáng)化，2009年和2010成為中國(guó)乳品行業(yè)的復(fù)蘇期，尤其，2010年1-7月乳品產(chǎn)量達(dá)到1181.64萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)9.24%。 圖1 2005-2009年中國(guó)乳品行業(yè)產(chǎn)量變化 繼液態(tài)奶、奶粉之后，酸奶產(chǎn)品成為廣受消費(fèi)者喜愛(ài)的熱門(mén)乳品分支，市場(chǎng)發(fā)展前景廣大。目前國(guó)內(nèi)乳品市場(chǎng)主要以純奶和奶粉為主，酸奶僅占整個(gè)乳品市場(chǎng)份額的15％左右，其中乳酸菌奶飲品還不到5％。但是發(fā)展速度非?？臁３Ｊ乘崮?，促進(jìn)消化，有益身心的健康消費(fèi)觀(guān)日漸深入人心。截止2009年底，酸奶市場(chǎng)總規(guī)模接近100億元，2010年1-7月年平均增長(zhǎng)率達(dá)到27%，在這非同尋常的時(shí)期給中國(guó)乳業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了光芒和希望。 1.1.2 酸奶的主要消費(fèi)群體 據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，酸奶的主要消費(fèi)群體有三類(lèi)：兒童，青少年，中、青年女性。而酸奶產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)群是青少年和青、中年女性，他們有共同的目的： ——對(duì)自身健康的需求，包括腸道調(diào)理、促進(jìn)消化、調(diào)節(jié)免疫、營(yíng)養(yǎng)成分吸收。因此，消費(fèi)群體對(duì)酸奶的消費(fèi)是功能型的。 ——酸奶的休閑性質(zhì)也是酸奶消費(fèi)的重要原因，消費(fèi)者對(duì)酸奶解渴功能的認(rèn)同度很低。 ——口感是三種人群在選擇酸奶時(shí)首先考慮的因素，其次才是品牌、價(jià)格。 　 ——從目前來(lái)看，酸奶的即時(shí)消費(fèi)和家庭消費(fèi)并存，家庭消費(fèi)比例略高。 　 ——三種人群對(duì)活性乳酸菌的認(rèn)知度很低，幾乎不能分辨酸奶、乳酸菌飲料、乳酸飲料和酸性乳飲料的區(qū)別。因此，在廣告活動(dòng)中對(duì)消費(fèi)者進(jìn)行引導(dǎo)和教育比直接宣傳產(chǎn)品更重要。 1.1.3 發(fā)酵乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及保健作用 飲用酸乳制品對(duì)身體有很多益處，乳中許多成分具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且微生物菌群產(chǎn)生的許多代謝產(chǎn)物對(duì)人體也極為有益。 營(yíng)養(yǎng)作用 牛奶中乳糖經(jīng)乳酸菌發(fā)酵，其中20%～30%被分解為葡萄糖和半乳糖。前者進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乳酸或其他有機(jī)酸，這些有機(jī)酸有益于身體健康；后者被人吸收利用，可參與幼兒腦苷脂和神經(jīng)物質(zhì)的合成，并有利于提高乳脂肪的利用率。牛奶中的蛋白質(zhì)經(jīng)發(fā)酵作用后，乳蛋白變成微細(xì)的凝乳粒，易于被人消化吸收。酸奶中的磷、鈣和鐵易被吸收，有利于防止嬰兒佝僂病和老人骨質(zhì)疏松病。牛奶中的脂肪經(jīng)乳酸菌作用后，發(fā)生解離或酯鍵被破壞，易于被機(jī)體吸收。發(fā)酵過(guò)程中，乳酸菌還會(huì)產(chǎn)生人體所必需的維生素B1、維生素B2、維生素B6、維生素B12、煙酸和葉酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。 緩解乳糖不耐癥 乳酸菌產(chǎn)生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖，因此乳糖不耐癥患者飲用酸奶就不會(huì)出現(xiàn)飲用牛奶時(shí)發(fā)生的乳糖不耐癥，如腹脹、腹痛、腸道痙攣、下瀉等。 整腸作用 人體腸道內(nèi)存在有益菌群和有害菌群。在人體正常情況下，前者占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)人患病時(shí)，有害菌群占優(yōu)勢(shì)。飲用酸奶可以維持有益菌群的優(yōu)勢(shì)。 抑菌作用 嗜熱乳桿菌和雙歧桿菌不受胃液和膽汁的影響，可以進(jìn)入腸道，在腸道內(nèi)存留較長(zhǎng)時(shí)間。這兩種乳酸菌以及在這些乳酸菌影響下生長(zhǎng)起來(lái)的腸道中的其他乳酸菌，可以產(chǎn)生嗜熱乳菌素等抗菌物質(zhì)，這些物質(zhì)大都對(duì)大腸桿菌、沙門(mén)氏菌和金黃色葡萄球菌等有明顯的抑菌作用。 改善便秘作用 進(jìn)入腸道中的活的乳酸菌能產(chǎn)生乳酸、醋酸等有機(jī)酸。這些有機(jī)酸有刺激腸道，加強(qiáng)蠕動(dòng)的作用，故可以改善便秘。 降低膽固醇 牛乳中的乳清酸、乳糖和鈣，以及酸奶中存在的羥基戊二酸都有降低膽固醇的作用。 抗癌作用 酸奶有抑制3種酶的活性作用，這些酶能引起癌變。另外，酸奶還能激活巨噬細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)胞，從而起到抗癌作用 。 2 設(shè)計(jì)總論 2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)、原則、范圍 2.1.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)依據(jù)輕工食品學(xué)院食品教研室下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，鑒于我國(guó)酸奶行業(yè)快速發(fā)展，以及廣東的實(shí)際情況，為提高人們的生活水平，增加地方財(cái)政收入，增加當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)機(jī)會(huì)，在廣州郊區(qū)建造一間年產(chǎn)6000t的乳品廠(chǎng)的而設(shè)計(jì)的。 2.1.2 設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)以我國(guó)目前的乳品行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r為基點(diǎn)，貫徹國(guó)家發(fā)展食品工業(yè)的各項(xiàng)條例，從節(jié)省能源，生產(chǎn)向機(jī)械化、自動(dòng)連續(xù)化、大型化方向發(fā)展。盡量做到因地置宜，力求技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性。盡可能地采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)，并節(jié)約設(shè)備投資，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能減少原輔料的消耗，充分考慮工人工作和生活條件，美化環(huán)境，搞好生活設(shè)施建設(shè)，對(duì)各方面進(jìn)行綜合考慮，使設(shè)計(jì)準(zhǔn)確合理。 2.1.3 設(shè)計(jì)范圍 1. 廠(chǎng)址選擇 2. 產(chǎn)品方案設(shè)計(jì) 3. 產(chǎn)品工藝流程設(shè)計(jì)以及工藝要點(diǎn)說(shuō)明 4. 物料衡算 5. 設(shè)備選型 6. 主生產(chǎn)車(chē)間平面布置（圖） 7. 生產(chǎn)車(chē)間用水、汽計(jì)算 8. 管路計(jì)算與設(shè)計(jì) 9. 企業(yè)組織與勞動(dòng)力平衡 10. 倉(cāng)庫(kù)計(jì)算 11. 冷庫(kù)計(jì)算 12. 總用水、電、汽計(jì)算 13. 全廠(chǎng)輔助設(shè)施及公用系統(tǒng) 14. 車(chē)間生產(chǎn)工藝流程圖 15. 工廠(chǎng)總平面布置圖 16. 經(jīng)濟(jì)核算及效益分析。 2.2 廠(chǎng)址選擇 2.2.1 廠(chǎng)址選擇的原則 在廠(chǎng)址選擇時(shí)，應(yīng)按國(guó)家方針政策，生產(chǎn)條件和經(jīng)濟(jì)效果等方面考慮 （1）廠(chǎng)址選擇首先應(yīng)符合國(guó)家方針政策 即應(yīng)設(shè)在當(dāng)?shù)氐囊?guī)劃區(qū)內(nèi)，以適應(yīng)當(dāng)?shù)亟h(yuǎn)期規(guī)劃的統(tǒng)一布局，節(jié)約用地，盡可能利用荒山、坡地，盡量不占農(nóng)用 （2）廠(chǎng)址選擇，應(yīng)以生產(chǎn)條件方面考慮 ① 資源、原材料、燃料等物質(zhì)條件的供應(yīng)要落實(shí)可靠，廠(chǎng)址要靠近原料產(chǎn)地，原料供應(yīng)地區(qū)、動(dòng)力供應(yīng)中心和產(chǎn)品銷(xiāo)售中心； ② 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地形、氣象等自然條件要符合建廠(chǎng)要求，占地面積和地形符合布局和生產(chǎn)工藝的需要； ③ 有利于環(huán)境保護(hù)，嚴(yán)禁在自然保護(hù)區(qū)、名勝古跡處建廠(chǎng)和排放大量有毒氣體，對(duì)于廢氣、廢渣、廢液有確實(shí)可行的回收方案和治理措施； ④ 所選廠(chǎng)址面積的大小，應(yīng)能盡量滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，并有發(fā)展余地和留有適當(dāng)?shù)目沼鄨?chǎng)地。 （3）廠(chǎng)址選擇，應(yīng)從投資和經(jīng)濟(jì)效果考慮 ① 交通運(yùn)輸、電力、水源等外部協(xié)作條件可靠，經(jīng)濟(jì)合理，廠(chǎng)址供應(yīng)電源充足，并盡可能接近水源，并便于污水的排放和處理 ② 廠(chǎng)址最好選擇在居民區(qū)附近，這樣可以減少宿舍、商店、學(xué)校等職工的生活福利設(shè)施。 2.2.2 廠(chǎng)址選擇的要求 在嚴(yán)格遵守國(guó)家基本建設(shè)方針，服從國(guó)家工業(yè)基地統(tǒng)一布局的前提下，根據(jù)食品廠(chǎng)的特點(diǎn)，提出以下要求： （1）位置 接近原料產(chǎn)區(qū)，并且靠近勞動(dòng)力地區(qū)，遠(yuǎn)離機(jī)場(chǎng)，避免地震帶、風(fēng)暴帶，職工生活區(qū)靠近城區(qū)； （2）環(huán)境 廠(chǎng)區(qū)周?chē)? 應(yīng)有良好的衛(wèi)生環(huán)境，廠(chǎng)區(qū)附近（300米內(nèi)）不得有有害氣體、放射性源、粉塵和其它擴(kuò)散性氣體的污染源； （3）地質(zhì)及相關(guān)自然條件 要求地質(zhì)條件良好，土壤有足夠的承載能力，具有1.5-2公斤/厘米2，地形平坦，坡度不超過(guò)3%，避免設(shè)在流沙、淤泥、土崩、斷層上，地下水位一般要求應(yīng)高于當(dāng)?shù)刈罡吆樗?.5米以上； （4）面積 應(yīng)能盡量滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，并有發(fā)展余地和留有適當(dāng)?shù)目沼鄨?chǎng)地； （5）能源 必須有可靠水、電、燃料等能源來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，盡量靠近電源，減少電能損耗； （6）交通運(yùn)輸 靠近市政公路、國(guó)道、河流、鐵路，使運(yùn)輸方便，減少投資； （7）協(xié)作條件 應(yīng)盡可能有較好的協(xié)作條件，以便配合解決材料供應(yīng)，設(shè)備維修、三廢處理、信息的收集處理等； （8）風(fēng)向、朝向、景向 主導(dǎo)風(fēng)向應(yīng)在工廠(chǎng)的上風(fēng)區(qū)，鍋爐房在廠(chǎng)區(qū)下風(fēng)區(qū)，以南北向較佳，并以公路的走向協(xié)調(diào)較好。 （9）其它要求 廠(chǎng)址的選擇應(yīng)征得城建部門(mén)、衛(wèi)生防疫站、軍事單位、消防部門(mén)及其它有關(guān)部門(mén)的同意。 根據(jù)以上條件與綜合考慮，擬將廠(chǎng)址設(shè)在廣州市郊區(qū)。全廠(chǎng)面積為30000㎡。 2.2.3 全廠(chǎng)平面布置圖 見(jiàn)附圖1 3 原輔材料及產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn) 3.1 原輔料的特性及標(biāo)準(zhǔn) 3.1.1 原料乳特性及標(biāo)準(zhǔn) 牛乳為乳白色或微黃色，含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)等人體所需要的全部營(yíng)養(yǎng)成分。其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值之高是其它食物所不能比的。 原料乳應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6914-1986中的規(guī)定。如表3-1表所示: 表3-1 原料乳的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 脂肪含量/（g/100g） ≥ 3.100 蛋白質(zhì)/（g/100g） ≥ 2.950 相對(duì)密度（20℃/4℃） ≥ 1.028 酸度（以乳酸計(jì)）/% ≤ 0.162 雜質(zhì)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 發(fā)酵劑特性 發(fā)酵劑所用菌種是嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的混合菌種。直投式發(fā)酵劑采用超濃縮處理，含活菌109～1011個(gè)/g以上，活力極強(qiáng)，可直接使用，且染菌幾率小，節(jié)省能耗。發(fā)酵劑可使牛乳中的乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，并賦予乳制品以良好的風(fēng)味。 3.1.3 香精特性及標(biāo)準(zhǔn) 香精可增加乳制品的風(fēng)味、香味。 香精應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1505-2007中的規(guī)定。如表3-2所示： 3.1.4 穩(wěn)定劑特性及標(biāo)準(zhǔn) 這里使用羧甲基纖維素鈉（CMC）作為穩(wěn)定劑，它呈白色或微黃色纖維狀粉末，可增加乳制品的黏稠度和穩(wěn)定性。 羧甲基纖維素鈉（CMC）應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 1940-2005中的規(guī)定。如表3-3所示： 表3-2 香精的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 狀 態(tài) 粒度/μm ≤2 分布均勻，原液穩(wěn)定不分層 砷（As）含量/（g/100g） ≤0.0003 重金屬（以pb計(jì)）/（g/100g） ≤0.001 細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/mL） ≤100.0 細(xì)菌總數(shù)（個(gè)/mL） ≤100.0 大腸菌群（個(gè)/mL） ≤30 表3-3 羧甲基纖維素鈉（CMC）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 2%水溶液粘度，mpas ≥ 800～1200 鈉含量（Na），% ≥ 6.5～8.5 pH值 6.0～8.5 干燥減量，% ≤ 10.0 氯化物（以cl-計(jì)），% ≤ 1.8 重金屬（以pb計(jì)），% ≤ 0.002 鐵（Fe），% ≤ 0.03 砷（As），% ≤ 0.0002 3.2 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 3.2.1 酸乳 酸乳應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 19302-2010中的規(guī)定.如下所示： 3.2.1.1感官指標(biāo)：呈乳白色或稍帶淡黃色，具有清香純凈的乳酸味，凝塊稠密結(jié)實(shí)均勻，無(wú)氣泡，允許少量乳清析出。 3.2.1.2 理化指標(biāo)：見(jiàn)表3-4 3.2.1.3 細(xì)菌指標(biāo)：見(jiàn)表3-5 3.2.1.4 乳酸菌數(shù)指標(biāo)：乳酸菌數(shù)大于 3.2.2 乳酸菌飲料 酸乳應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 16321-203中的規(guī)定.如下所示： 3.2.2.1 感官指標(biāo)：呈均勻一致的乳白色，稍帶微黃色或相應(yīng)的果類(lèi)色澤。口感細(xì)膩、甜度適中、酸而不澀，具有該乳酸菌飲料應(yīng)有的滋味和氣味，無(wú)異味。呈乳濁狀，均勻一致不分層，允許有少量沉淀，無(wú)氣泡、無(wú)異物。 3.2.2.2 理化指標(biāo)：見(jiàn)表3-6 3.2.2.3 微生物指標(biāo)：見(jiàn)表3-7 表3-4理化指標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 脂肪/（g/100g） ≥ 3.1 非脂乳固體/（g/100g） ≥ 8.1 蛋白質(zhì)/（g/100g） ≥ 2.9 酸度（以乳酸計(jì)）（%） ≥ 70.0 表3-5 細(xì)菌指標(biāo) 項(xiàng)目 采樣方案及限量（若非指定，均已CFU/g或CFU/mL表示） 檢驗(yàn)方法 n c m M 大腸菌群 5 2 1 5 GB 4789.3平板計(jì)數(shù)法 金黃色葡萄球菌 5 0 0/25g(mL) - GB 4789.10定性檢驗(yàn) 沙門(mén)氏菌 5 0 0/25g(mL) - GB 4789.4 酵母 ≤ 100 GB 4789.15 霉菌 ≤ 30 樣品的分析及處理按GB 4789.1和GB 4789.18執(zhí)行 表3-6 理化指標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 蛋白質(zhì)/(g/100g) ≥ 0.7 總砷(以As計(jì))/(mg/L) ≤ 0.2 鉛(Pb)/(mg/L) ≤ 0.05 銅(Cu)/(mg/L) ≤ 5.0 脲酶試驗(yàn) 陰性 表3-7 微生物指標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo)（活菌性） 乳酸菌/(cfu/mL)出廠(chǎng)銷(xiāo)售 ≥ 1106有活菌檢出 菌落總數(shù)/(cfu/mL) ≤ - 霉菌屬/(cfu/mL) ≤ 30 酵母數(shù)/(cfu/mL) ≤ 50 大腸菌群/(cfu/mL) ≤ 3 致病菌 不得檢出 3 產(chǎn)品方案 3.1 產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)原則 3.1.1 產(chǎn)品方案制定依據(jù) 產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)必須符合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的規(guī)定與要求，在安排產(chǎn)品方案是，應(yīng)該做到“四個(gè)滿(mǎn)足”和“五個(gè)平衡”； 四個(gè)滿(mǎn)足： 1.滿(mǎn)足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的要求； 2.滿(mǎn)足原料綜合利用的要求； 3.滿(mǎn)足淡旺季生產(chǎn)平衡的要求； 4.滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)效益的要求。 五個(gè)平衡: 1.產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應(yīng)量應(yīng)平衡； 2.生產(chǎn)季節(jié)性與勞動(dòng)力應(yīng)平衡； 3.生產(chǎn)班次應(yīng)平衡； 4.設(shè)備生產(chǎn)能力應(yīng)平衡； 5.水、電、汽負(fù)荷應(yīng)平衡。 此外，產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)應(yīng)與市場(chǎng)需求相結(jié)合，滿(mǎn)足消費(fèi)者現(xiàn)在需要為主，輔以新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 3.1.2 產(chǎn)品方案 根據(jù)以上原則及依據(jù)，設(shè)計(jì)出年產(chǎn)6000t乳制品乳品廠(chǎng)產(chǎn)品方案（見(jiàn)附頁(yè)表1） 4 產(chǎn)品工藝流程及工藝要點(diǎn) 4.1 攪拌型酸奶生產(chǎn)工藝 酸乳就是乳與乳制品(殺菌乳或濃縮乳)在保加利亞桿菌（L.bulgaricus）和嗜熱鏈球菌(S.thermophilus)的作用下乳酸發(fā)酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、脫脂乳粉、乳清粉等。但在最終發(fā)酵產(chǎn)品中必須大量存在這些微生物。 4.1.1 攪拌型酸奶生產(chǎn)工藝 原料乳的驗(yàn)收→凈化→配料與標(biāo)準(zhǔn)化→預(yù)熱→均質(zhì)→巴氏殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→攪拌、冷卻→灌裝、冷藏→保持冷鏈貯存或銷(xiāo)售 4.1.2 攪拌型酸奶工藝要點(diǎn) 4.1.2.1 原料乳的驗(yàn)收 制造優(yōu)良品質(zhì)的乳制品，必須選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原料乳，原料乳送到加工廠(chǎng)時(shí)，必須進(jìn)行逐車(chē)或逐批驗(yàn)收，驗(yàn)收時(shí)對(duì)原料乳進(jìn)行嗅覺(jué)、味覺(jué)、外觀(guān)、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全乳固體、細(xì)菌數(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，必須符合下列要求： (l)采用健康母牛擠出的新鮮天然乳汁； (2)不得使用產(chǎn)前15日內(nèi)的胎乳和產(chǎn)后7天內(nèi)的初乳； (3)不得含有肉眼可見(jiàn)的機(jī)械雜質(zhì)； (4)具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來(lái)異味，如飼料味、苦味、臭味、霉味和澀味等； (5)為均勻無(wú)沉淀的流體，呈濃厚粘性者不得使用； (6)色澤為白色或稍帶黃色，不得有紅色綠色后顯著黃色； (7)酸度不超過(guò)20oT； (8)要求乳脂肪≥3.1%，蛋白質(zhì)≥2.95%，非脂乳固體≥8.1%； (9)不得使用任何化學(xué)物質(zhì)和防腐劑； (10)汞和有機(jī)氯的殘留量應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：汞≤0.olm g/kg，DDT≤0.02mg/kg。 原料乳的抗生素檢測(cè) 由于乳腺炎乳中白血球含量的增加，因此對(duì)乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治療乳腺炎時(shí)使用的抗生素在乳中有一定的殘留量，實(shí)驗(yàn)證明在乳中含有較低濃度的抗生素時(shí)，對(duì)發(fā)酵也會(huì)有較大影響，同時(shí)，飲用含抗生素的牛乳及乳制品對(duì)人的健康產(chǎn)生危害，因此建立快速安全高效抗生素檢測(cè)成為必要，表4-1是8種抗生素對(duì)發(fā)酵乳制品的影響。 為準(zhǔn)確、快速檢測(cè)抗菌素的含量，為酸乳生產(chǎn)提供合格原料，擬采用美國(guó)生產(chǎn)的sNAP抗菌素檢測(cè)儀，在10min內(nèi)可以檢測(cè)原料乳中的抗菌素的含量，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。 表4-1 抗菌素對(duì)乳酸發(fā)酵的抑制劑量(IU/ml) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 四環(huán)素 1.0 青霉素 0.01 土霉素 0.4 金霉素 0.1 鏈霉素 1.0 枯草桿菌抗菌素 0.04 紅霉素 0.1 4.1.2.2 凈化 原料乳驗(yàn)收后必須凈化。利用特別設(shè)計(jì)的離心機(jī)，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可見(jiàn)的異物。其目的是去除乳中的機(jī)械雜質(zhì)并減少微生物的數(shù)量，可以采用過(guò)濾凈化或離心凈化等。簡(jiǎn)單的粗濾是在受乳槽上裝有過(guò)濾篩網(wǎng)并鋪上多層紗布進(jìn)行，進(jìn)一步過(guò)濾則采用雙聯(lián)過(guò)濾器，濾布應(yīng)經(jīng)常清洗滅菌。使用離心凈乳機(jī)可以顯著提高凈化效果，有利于提高乳制品質(zhì)量。離心凈乳機(jī)還能將乳中的乳腺體細(xì)胞和某些微生物除去，凈乳機(jī)放在粗濾之后，冷卻之前。 4.1.2.3 配料與標(biāo)準(zhǔn)化 按照GB2746—1999酸牛乳標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。按配方要求順序添加脫脂奶粉、穩(wěn)定劑（如明膠、果膠）、糖、色素等。檢查管道、閥門(mén)是否在正常位置，想配料缸加入計(jì)算好的物料，進(jìn)行熱混合?；炝蠝囟葹?0～50℃，水和時(shí)間1h.混料完畢后徑直等待殺菌時(shí)間應(yīng)不超過(guò)45min。 脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)化：鮮奶中脂肪含量比較高，為了避免酸奶中有脂肪析出，因此需要對(duì)鮮奶的脂肪含量進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)?？梢栽僦竞扛叩呐Ｈ橹校尤胍欢w積的脫脂乳，或通過(guò)分離機(jī)，從牛乳中分離出稀奶油，然后在得到的脫脂乳中再滲入一定量稀奶油，使調(diào)制牛乳的脂肪含量達(dá)到要求。 4.1.2.4 預(yù)熱 預(yù)熱一方面可以殺菌，而且由于適當(dāng)加熱，可以使一部分乳清蛋白凝固，提高酪蛋白的熱穩(wěn)定性，以防止滅菌時(shí)凝固，并賦予成品以適當(dāng)?shù)酿ざ?。同時(shí)可以鈍化酶并降低均質(zhì)后乳脂肪球的直徑，防止均質(zhì)后的產(chǎn)品中脂肪上浮，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。預(yù)熱溫度控制在60℃～65℃。 4.1.2.5 均質(zhì) 用于制作酸奶的原料乳一般都要進(jìn)行均質(zhì)處理。經(jīng)過(guò)均質(zhì)處理，乳脂肪被充分分散，酸奶不會(huì)發(fā)生脂肪上浮現(xiàn)象，酸奶的硬度和年度都有所提高。而且酸奶口感細(xì)膩，更易被消化吸收。將加熱和均質(zhì)兩種方法適當(dāng)結(jié)合起來(lái)，處理效果會(huì)更好。均質(zhì)處理時(shí)的壓力一般為20~25MPa，如壓力達(dá)不到，需返回重新處理。均質(zhì)處理時(shí)的溫度一般為55~75℃。在此溫度下，脂肪球呈液態(tài)，易被打碎。低于此溫度時(shí)，脂肪球呈固態(tài)，不易被打碎，將影響均質(zhì)的效果。 4.1.2.6 巴氏殺菌 殺菌目的在于殺滅原料乳中的雜菌確保乳酸菌的正常生長(zhǎng)和繁殖，鈍化原料乳中的天然抑制物；使乳清蛋白變性，以達(dá)到改善組織，提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的。殺菌采用較高溫度、長(zhǎng)時(shí)間的熱處理對(duì)酸奶的產(chǎn)酸及凝乳狀態(tài)是有利的。殺菌溫度一般采用 90℃~95℃、5min~10min或 85℃、3min，這是處理酸奶的理想溫度，此條件下的乳清蛋白變性率可以達(dá)到85%或更高些?；?20℃、3~5s。然后冷卻。 滅菌的目的有以下幾點(diǎn)： a.滅乳中病原菌和噬菌體；滅活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分；減少其他微生物數(shù)量并鈍化脂肪酶。 b.排除乳中的溶解氧，降低其氧化還原電位，且產(chǎn)生一些促乳酸菌生長(zhǎng)成分(如甲酸)。 c.殺菌后蛋白熱變性使乳酸菌得到更多的可利用膚和氨基酸，并形成了少量SH基化合物，促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)。 d.乳清蛋白變性改善了終制品的硬度和粘度，并防止乳清析出。 e.滅菌后，使乳中原本存在的酶失活，使發(fā)酵過(guò)程成為單一乳酸菌的作用過(guò)程，易于控制生產(chǎn)。 4.1.2.7 冷卻 冷卻主要是為接種的需要。經(jīng)過(guò)熱處理的牛乳需要冷卻到一個(gè)適宜的接種溫度，此溫度控制在42℃～45℃內(nèi)。為乳酸菌提供適宜的生長(zhǎng)溫度。因?yàn)樽鏊崮趟玫谋＜永麃喨闂U菌和嗜熱鏈球菌的最佳生長(zhǎng)溫度為42~45℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響乳酸菌的生長(zhǎng)。 4.1.2.8 接種 發(fā)酵劑宜采用三種形式制作： (a)商業(yè)公司直投式發(fā)酵劑； (b)直投式發(fā)酵劑繼代一次用于生產(chǎn)； (c)采用繼代式發(fā)酵劑，即： 商業(yè)發(fā)酵劑→母發(fā)酵劑→中間發(fā)酵劑→工作發(fā)酵劑此過(guò)程必須保證在絕對(duì)安全衛(wèi)生的狀況下進(jìn)行。本工廠(chǎng)使用直投式菌種。 以接種量：2%―3%向上溯帶接種的牛乳培養(yǎng)基中加入工作發(fā)酵劑。嗜熱鏈球菌和保加利亞桿菌兩者的接種比例為1：1或2：1。 接種溫度：一般為43℃。若菌種是在冰箱或冷庫(kù)中取出的，接菌溫度應(yīng)為45℃，以免接種后溫度下降，影響乳酸菌的生長(zhǎng)。 菌種的質(zhì)量要求：乳凝固的均勻致密，輕擊器壁時(shí)，凝乳還保持原來(lái)的形狀，沒(méi)有乳清析出，沒(méi)有氣泡，有誘人的芳香酸味。 菌種在接種前，應(yīng)事先在無(wú)菌條件下攪拌均勻并呈細(xì)膩狀態(tài)。接種時(shí)，要嚴(yán)格按無(wú)菌操作程序進(jìn)行。接種后，要關(guān)閉接種口，攪拌，使菌體與殺菌冷卻液充分均勻混合，(攪拌5~10min)。 接種是造成酸乳受微生物污染的主要環(huán)節(jié)之一，因此嚴(yán)格注意操作衛(wèi)生，防止細(xì)菌、酵母、霉菌、噬菌體及其他有害微生物的污染。接種時(shí)充分?jǐn)嚢?，使發(fā)酵劑與原料乳混合均勻。 4.1.2.9 發(fā)酵 這是工藝操作中最為重要的一環(huán)。 (l)非操作人員禁止進(jìn)人發(fā)酵車(chē)間。 (2)發(fā)酵前，所有奶缸、管道、接口、奶泵等用具要清潔衛(wèi)生、無(wú)溢漏。 (3)殺菌要徹底，以消滅阻礙乳酸菌發(fā)酵的物質(zhì)和雜菌。 (4)冷卻降溫要迅速，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響產(chǎn)品風(fēng)味。 (5)接種溫度要選擇所用菌種最適生長(zhǎng)溫度并要控制在此溫度范圍內(nèi)。溫度高會(huì)影響發(fā)酵奶的口味和質(zhì)量，溫度會(huì)影響發(fā)酵奶的時(shí)間和速度。 用定量泵將工作發(fā)酵劑打入經(jīng)殺菌并冷至43℃的乳液中。攪拌型酸奶在發(fā)酵罐中添加工作發(fā)酵劑，工作發(fā)酵劑的添加量為3%左右，一般發(fā)酵時(shí)間為4小時(shí)左右，控制終點(diǎn)的酸度為700T左右。攪拌型酸奶的發(fā)酵是在發(fā)酵罐中進(jìn)行的，乳酸菌繁殖將乳中的乳糖分解成乳酸使奶凝固并形成凝膠狀產(chǎn)品。發(fā)酵終點(diǎn)判定：觀(guān)察發(fā)酵乳表面的狀態(tài)，只要表面呈均勻的凝固樣，并且又少量乳清析出，即可初步判斷接近發(fā)酵終點(diǎn)，再測(cè)定pH4.6時(shí)即可停止發(fā)酵。 4.1.2.10 攪拌、添加果料、冷卻 冷卻整個(gè)冷卻過(guò)程應(yīng)分階段進(jìn)行。發(fā)酵結(jié)束后快速冷卻至38℃，以抑制乳酸菌增殖，然后繼續(xù)冷卻至18℃左右，此時(shí)在不斷降溫的條件下開(kāi)始攪拌，同時(shí)加入經(jīng)過(guò)冷卻的果料及其它輔料，約10℃時(shí)進(jìn)行裝罐，繼續(xù)冷卻至6℃左右置于冷藏柜(6℃)冷藏后熟，經(jīng)過(guò)12~24h后即為成品。在各個(gè)降溫階段必須嚴(yán)格控制好時(shí)間，因?yàn)槔鋮s過(guò)快或過(guò)慢對(duì)成品質(zhì)量都有不良影響。冷卻過(guò)快時(shí)會(huì)使酸乳凝膠體收縮，成品風(fēng)味變壞；冷卻過(guò)慢又會(huì)促使細(xì)菌增殖，導(dǎo)致產(chǎn)酸過(guò)度，有第二次發(fā)酵的危險(xiǎn)。 攪拌的目的是使果料等輔料與酸奶凝膠體混合均勻，屬于物理處理過(guò)程，但也會(huì)引起一些化學(xué)變化。因?yàn)樗崮棠z體屬于假塑性凝膠體，劇烈的機(jī)械力或過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌會(huì)使酸奶硬度和粘度降低、乳清析出。若混入大量空氣還會(huì)引起相分離現(xiàn)象。因此，對(duì)于攪拌型酸奶來(lái)說(shuō)，完成攪拌的最佳機(jī)械處理是最重要的。 攪拌開(kāi)始時(shí)宜用較慢速度，然后用較快速度，整個(gè)過(guò)程不要超過(guò)30min。攪拌效果除了受攪拌設(shè)備類(lèi)型影響外，也受攪拌時(shí)間、凝膠體的酸度和溫度等因素影響。我們實(shí)驗(yàn)時(shí)用手動(dòng)攪拌法，發(fā)現(xiàn)凝膠體在pH4.40~4.60，溫度12~15℃時(shí)攪拌效果好。工廠(chǎng)使用寬葉輪攪拌器，則要求轉(zhuǎn)速為1-2r/min攪拌時(shí)間為4-8min，是凝乳粒子的直徑達(dá)到0.01-0.4mm。為了提高攪拌型酸奶的穩(wěn)定性，除了使用均質(zhì)技術(shù)外，優(yōu)勢(shì)還在均質(zhì)處理前往原料乳中添加一定量的穩(wěn)定劑。攪拌冷卻(破乳)攪拌冷卻是為了快速抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸過(guò)度及高溫?cái)嚢钑r(shí)嚴(yán)重脫水要盡量縮減產(chǎn)品的冷卻時(shí)間(一般不超過(guò)1h)，以便使冷卻后成品的實(shí)際酸度盡量接近所希望的成品酸度。 4.1.2.11 灌裝和冷藏 將冷卻后的酸奶在無(wú)菌室內(nèi)采用相應(yīng)灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝后的成品置于2℃～5℃冷藏12h～24h，進(jìn)行后熟，以產(chǎn)生良好的風(fēng)味。一是可增加芳香物質(zhì)的形成，使雙乙酰和丙二酮的含量達(dá)到最高，賦予酸奶良好的風(fēng)味；二是增加酸奶的黏度，以形成更好的凝膠狀態(tài)。 4.1.2.12 保持冷鏈貯存或銷(xiāo)售 在貯存、配送和銷(xiāo)售過(guò)程中溫度不應(yīng)超過(guò)6℃。 4.2 活性乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝 乳酸菌飲料是以凝固性酸奶為基礎(chǔ)，將酸凝乳經(jīng)過(guò)攪拌，破壞凝膠體，同時(shí)加入穩(wěn)定劑、糖、酸、水以及風(fēng)味物質(zhì)等經(jīng)過(guò)均質(zhì)加工而成的液體狀酸奶制品。該產(chǎn)品是具有飲料濃度而又含有較高的乳固形物及活性乳酸菌的發(fā)酵乳飲料制品。 本設(shè)計(jì)中乳酸菌飲料為活性乳酸菌飲料。 4.2.1 活性乳酸菌飲料工藝流程 原料乳的驗(yàn)收→凈化→配料與標(biāo)準(zhǔn)化→預(yù)熱→均質(zhì)→巴氏殺菌→冷卻→接種→發(fā)酵→攪拌、混合均勻→均質(zhì)→速冷→灌裝、冷藏→保持冷鏈貯存或銷(xiāo)售 4.2.2 活性乳酸菌飲料工藝要點(diǎn) 4.2.2.1 原料乳的驗(yàn)收 制造優(yōu)良品質(zhì)的乳制品，必須選用質(zhì)量?jī)?yōu)良的原料乳，原料乳送到加工廠(chǎng)時(shí)，必須進(jìn)行逐車(chē)或逐批驗(yàn)收，驗(yàn)收時(shí)對(duì)原料乳進(jìn)行嗅覺(jué)、味覺(jué)、外觀(guān)、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全乳固體、細(xì)菌數(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，必須符合下列要求： (l)采用健康母牛擠出的新鮮天然乳汁； (2)不得使用產(chǎn)前15日內(nèi)的胎乳和產(chǎn)后7天內(nèi)的初乳； (3)不得含有肉眼可見(jiàn)的機(jī)械雜質(zhì)； (4)具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來(lái)異味，如飼料味、苦味、臭味、霉味和澀味等； (5)為均勻無(wú)沉淀的流體，呈濃厚粘性者不得使用； (6)色澤為白色或稍帶黃色，不得有紅色綠色后顯著黃色； (7)酸度不超過(guò)20oT； (8)要求乳脂肪≥3.1%，蛋白質(zhì)≥2.95%，非脂乳固體≥8.1%； (9)不得使用任何化學(xué)物質(zhì)和防腐劑； (10)汞和有機(jī)氯的殘留量應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn):汞≤0.olm g/kg，DDT≤0.02mg/kg。 原料乳的抗生素檢測(cè) 由于乳腺炎乳中白血球含量的增加，因此對(duì)乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治療乳腺炎時(shí)使用的抗生素在乳中有一定的殘留量，實(shí)驗(yàn)證明在乳中含有較低濃度的抗生素時(shí)，對(duì)發(fā)酵也會(huì)有較大影響，同時(shí)，飲用含抗生素的牛乳及乳制品對(duì)人的健康產(chǎn)生危害，因此建立快速安全高效抗生素檢測(cè)成為必要，表4-1是8種抗生素對(duì)發(fā)酵乳制品的影響。 為準(zhǔn)確、快速檢測(cè)抗菌素的含量，為酸乳生產(chǎn)提供合格原料，擬采用美國(guó)生產(chǎn)的sNAP抗菌素檢測(cè)儀，在10min內(nèi)可以檢測(cè)原料乳中的抗菌素的含量，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。 表4-1 抗菌素對(duì)乳酸發(fā)酵的抑制劑量(IU/ml) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 四環(huán)素 1.0 青霉素 0.01 土霉素 0.4 金霉素 0.1 鏈霉素 1.0 枯草桿菌抗菌素 0.04 紅霉素 0.1 4.2.2.2 凈化 原料乳驗(yàn)收后必須凈化。利用特別設(shè)計(jì)的離心機(jī)，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可見(jiàn)的異物。其目的是去除乳中的機(jī)械雜質(zhì)并減少微生物的數(shù)量，可以采用過(guò)濾凈化或離心凈化等。簡(jiǎn)單的粗濾是在受乳槽上裝有過(guò)濾篩網(wǎng)并鋪上多層紗布進(jìn)行，進(jìn)一步過(guò)濾則采用雙聯(lián)過(guò)濾器，濾布應(yīng)經(jīng)常清洗滅菌。使用離心凈乳機(jī)可以顯著提高凈化效果，有利于提高乳制品質(zhì)量。離心凈乳機(jī)還能將乳中的乳腺體細(xì)胞和某些微生物除去，凈乳機(jī)放在粗濾之后，冷卻之前。 4.2.2.3 配料與標(biāo)準(zhǔn)化 按照GB2746—1999酸牛乳標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。按配方要求順序添加脫脂奶粉、穩(wěn)定劑（如明膠、果膠）、糖、色素等。檢查管道、閥門(mén)是否在正常位置，想配料缸加入計(jì)算好的物料，進(jìn)行熱混合?；炝蠝囟葹?0～50℃，水和時(shí)間1h.混料完畢后徑直等待殺菌時(shí)間應(yīng)不超過(guò)45min。 脂肪含量標(biāo)準(zhǔn)化：鮮奶中脂肪含量比較高，為了避免酸奶中有脂肪析出，因此需要對(duì)鮮奶的脂肪含量進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)?？梢栽僦竞扛叩呐Ｈ橹?，加入一定體積的脫脂乳，或通過(guò)分離機(jī)，從牛乳中分離出稀奶油，然后在得到的脫脂乳中再滲入一定量稀奶油，使調(diào)制牛乳的脂肪含量達(dá)到要求。 4.1.2.4 預(yù)熱 預(yù)熱一方面可以殺菌，而且由于適當(dāng)加熱，可以使一部分乳清蛋白凝固，提高酪蛋白的熱穩(wěn)定性，以防止滅菌時(shí)凝固，并賦予成品以適當(dāng)?shù)酿ざ?。同時(shí)可以鈍化酶并降低均質(zhì)后乳脂肪球的直徑，防止均質(zhì)后的產(chǎn)品中脂肪上浮，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。預(yù)熱溫度控制在60℃～65℃。 4.2.2.5 均質(zhì) 用于制作酸奶的原料乳一般都要進(jìn)行均質(zhì)處理。經(jīng)過(guò)均質(zhì)處理，乳脂肪被充分分散，酸奶不會(huì)發(fā)生脂肪上浮現(xiàn)象，酸奶的硬度和年度都有所提高。而且酸奶口感細(xì)膩，更易被消化吸收。將加熱和均質(zhì)兩種方法適當(dāng)結(jié)合起來(lái)，處理效果會(huì)更好。均質(zhì)處理時(shí)的壓力一般為20~25MPa，如壓力達(dá)不到，需返回重新處理。均質(zhì)處理時(shí)的溫度一般為55~75℃。在此溫度下，脂肪球呈液態(tài)，易被打碎。低于此溫度時(shí)，脂肪球呈固態(tài)，不易被打碎，將影響均質(zhì)的效果。 4.2.2.6 巴氏殺菌 殺菌目的在于殺滅原料乳中的雜菌確保乳酸菌的正常生長(zhǎng)和繁殖，鈍化原料乳中的天然抑制物；使乳清蛋白變性，以達(dá)到改善組織，提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的。殺菌采用較高溫度、長(zhǎng)時(shí)間的熱處理對(duì)酸奶的產(chǎn)酸及凝乳狀態(tài)是有利的。殺菌溫度一般采用 90℃～95℃、5min～10min或 85℃、3min，這是處理酸奶的理想溫度，此條件下的乳清蛋白變性率可以達(dá)到85%或更高些?；?20℃、3～5s。然后冷卻。 滅菌的目的有以下幾點(diǎn)： a.滅乳中病原菌和噬菌體；滅活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分；減少其他微生物數(shù)量并鈍化脂肪酶。 b.排除乳中的溶解氧，降低其氧化還原電位，且產(chǎn)生一些促乳酸菌生長(zhǎng)成分(如甲酸)。 c.殺菌后蛋白熱變性使乳酸菌得到更多的可利用膚和氨基酸，并形成了少量SH基化合物，促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)。 d.乳清蛋白變性改善了終制品的硬度和粘度，并防止乳清析出 e.滅菌后，使乳中原本存在的酶失活，使發(fā)酵過(guò)程成為單一乳酸菌的作用過(guò)程，易于控制生產(chǎn)。 4.2.2.7 冷卻 冷卻主要是為接種的需要。經(jīng)過(guò)熱處理的牛乳需要冷卻到一個(gè)適宜的接種溫度，此溫度控制在42℃～45℃內(nèi)。為乳酸菌提供適宜的生長(zhǎng)溫度。因?yàn)樽鏊崮趟玫谋＜永麃喨闂U菌和嗜熱鏈球菌的最佳生長(zhǎng)溫度為42~45℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響乳酸菌的生長(zhǎng)。 4.2.2.8 接種 發(fā)酵劑宜采用三種形式制作： (a)商業(yè)公司直投式發(fā)酵劑； (b)直投式發(fā)酵劑繼代一次用于生產(chǎn)； (c)采用繼代式發(fā)酵劑，即： 商業(yè)發(fā)酵劑→母發(fā)酵劑→中間發(fā)酵劑→工作發(fā)酵劑此過(guò)程必須保證在絕對(duì)安全衛(wèi)生的狀況下進(jìn)行。本工廠(chǎng)使用直投式菌種。 以接種量：2%―3%向上溯帶接種的牛乳培養(yǎng)基中加入工作發(fā)酵劑。嗜熱鏈球菌和保加利亞桿菌兩者的接種比例為1：1或2：1。 接種溫度：一般為43℃。若菌種是在冰箱或冷庫(kù)中取出的，接菌溫度應(yīng)為45℃，以免接種后溫度下降，影響乳酸菌的生長(zhǎng)。 菌種的質(zhì)量要求：乳凝固的均勻致密，輕擊器壁時(shí)，凝乳還保持原來(lái)的形狀，沒(méi)有乳清析出，沒(méi)有氣泡，有誘人的芳香酸味。 菌種在接種前，應(yīng)事先在無(wú)菌條件下攪拌均勻并呈細(xì)膩狀態(tài)。接種時(shí)，要嚴(yán)格按無(wú)菌操作程序進(jìn)行。接種后，要關(guān)閉接種口，攪拌，使菌體與殺菌冷卻液充分均勻混合，(攪拌5~10min)。 接種是造成酸乳受微生物污染的主要環(huán)節(jié)之一，因此嚴(yán)格注意操作衛(wèi)生，防止細(xì)菌、酵母、霉菌、噬菌體及其他有害微生物的污染。接種時(shí)充分?jǐn)嚢?，使發(fā)酵劑與原料乳混合均勻。 4.2.2.9 發(fā)酵 這是工藝操作中最為重要的一環(huán)。 (l)非操作人員禁止進(jìn)人發(fā)酵車(chē)間。 (2)發(fā)酵前，所有奶缸、管道、接口、奶泵等用具要清潔衛(wèi)生、無(wú)溢漏。 (3)殺菌要徹底，以消滅阻礙乳酸菌發(fā)酵的物質(zhì)和雜菌。 (4)冷卻降溫要迅速，以免時(shí)間過(guò)長(zhǎng)影響產(chǎn)品風(fēng)味。 (5)接種溫度要選擇所用菌種最適生長(zhǎng)溫度并要控制在此溫度范圍內(nèi)。溫度高會(huì)影響發(fā)酵奶的口味和質(zhì)量，溫度會(huì)影響發(fā)酵奶的時(shí)間和速度。 用定量泵將工作發(fā)酵劑打入經(jīng)殺菌并冷至43℃的乳液中。攪拌型酸奶在發(fā)酵罐中添加工作發(fā)酵劑，工作發(fā)酵劑的添加量為3%左右，一般發(fā)酵時(shí)間為4小時(shí)左右，控制終點(diǎn)的酸度為700T左右。攪拌型酸奶的發(fā)酵是在發(fā)酵罐中進(jìn)行的，乳酸菌繁殖將乳中的乳糖分解成乳酸使奶凝固并形成凝膠狀產(chǎn)品。發(fā)酵終點(diǎn)判定：觀(guān)察發(fā)酵乳表面的狀態(tài)，只要表面呈均勻的凝固樣，并且又少量乳清析出，即可初步判斷接近發(fā)酵終點(diǎn)，再測(cè)定pH4.6時(shí)即可停止發(fā)酵。 4.2.2.10 攪拌、添加果料、冷卻 冷卻整個(gè)冷卻過(guò)程應(yīng)分階段進(jìn)行。發(fā)酵結(jié)束后快速冷卻至38℃，以抑制乳酸菌增殖，然后繼續(xù)冷卻至18℃左右，此時(shí)在不斷降溫的條件下開(kāi)始攪拌，同時(shí)加入經(jīng)過(guò)冷卻的果料及其它輔料，約10℃時(shí)進(jìn)行裝罐，繼續(xù)冷卻至6℃左右置于冷藏柜(6℃)冷藏后熟，經(jīng)過(guò)12~24h后即為成品。在各個(gè)降溫階段必須嚴(yán)格控制好時(shí)間，因?yàn)槔鋮s過(guò)快或過(guò)慢對(duì)成品質(zhì)量都有不良影響。冷卻過(guò)快時(shí)會(huì)使酸乳凝膠體收縮，成品風(fēng)味變壞；冷卻過(guò)慢又會(huì)促使細(xì)菌增殖，導(dǎo)致產(chǎn)酸過(guò)度，有第二次發(fā)酵的危險(xiǎn)。 攪拌的目的是使果料等輔料與酸奶凝膠體混合均勻，屬于物理處理過(guò)程，但也會(huì)引起一些化學(xué)變化。因?yàn)樗崮棠z體屬于假塑性凝膠體，劇烈的機(jī)械力或過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的攪拌會(huì)使酸奶硬度和粘度降低，乳清析出。若混入大量空氣還會(huì)引起相分離現(xiàn)象。因此，對(duì)于攪拌型酸奶來(lái)說(shuō)，完成攪拌的最佳機(jī)械處理是最重要的。 攪拌開(kāi)始時(shí)宜用較慢速度，然后用較快速度，整個(gè)過(guò)程不要超過(guò)30min。攪拌效果除了受攪拌設(shè)備類(lèi)型影響外，也受攪拌時(shí)間、凝膠體的酸度和溫度等因素影響。我們實(shí)驗(yàn)時(shí)用手動(dòng)攪拌法，發(fā)現(xiàn)凝膠體在pH4.40~4.60，溫度12~15℃時(shí)攪拌效果好。工廠(chǎng)使用寬葉輪攪拌器，則要求轉(zhuǎn)速為1-2r/min攪拌時(shí)間為4-8min，是凝乳粒子的直徑達(dá)到0.01-0.4mm。為了提高攪拌型酸奶的穩(wěn)定性，除了使用均質(zhì)技術(shù)外，優(yōu)勢(shì)還在均質(zhì)處理前往原料乳中添加一定量的穩(wěn)定劑。攪拌冷卻(破乳)攪拌冷卻是為了快速抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，防止發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸過(guò)度及高溫?cái)嚢钑r(shí)嚴(yán)重脫水要盡量縮減產(chǎn)品的冷卻時(shí)間(一般不超過(guò)1h)，以便使冷卻后成品的實(shí)際酸度盡量接近所希望的成品酸度。 4.2.2.11 均質(zhì) 均質(zhì)處理時(shí)的壓力一般為20~25MPa，如壓力達(dá)不到，需返回重新處理。均質(zhì)處理時(shí)的溫度一般為55~75℃。 4.2.2.12 速冷 迅速冷卻至15℃以下。 4.2.2.13 灌裝和冷藏 將冷卻后的酸奶在無(wú)菌室內(nèi)采用相應(yīng)灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝后的成品置于2℃～5℃冷藏12h～24h，進(jìn)行后熟，以產(chǎn)生良好的風(fēng)味。一是可增加芳香物質(zhì)的形成，使雙乙酰和丙二酮的含量達(dá)到最高，賦予酸奶良好的風(fēng)味；二是增加酸奶的黏度，以形成更好的凝膠狀態(tài)。 4.2.2.14 保持冷鏈貯存或銷(xiāo)售 在貯存、配送和銷(xiāo)售過(guò)程中溫度不應(yīng)超過(guò)6℃。 5 物料衡算 物料衡算包括該產(chǎn)品的原輔材料和包裝材料的計(jì)算。通過(guò)物料衡算計(jì)算，可確定單位時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程中主要原材料的需要量以及給排水蒸汽，能源等消耗量。據(jù)此即可計(jì)算出全廠(chǎng)全年主要物料，如蔗糖，原料乳以及包裝材料的采購(gòu)運(yùn)輸和倉(cāng)庫(kù)容量。計(jì)算的另一目的是，一句計(jì)算數(shù)值能既經(jīng)濟(jì)又合理的選擇生產(chǎn)設(shè)備，并進(jìn)行車(chē)間的工藝設(shè)備布置和各工序勞動(dòng)力的安排等。 本設(shè)計(jì)中原料乳的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算如下： 原料乳的標(biāo)準(zhǔn)化 假定原料乳的含脂率為4%，生產(chǎn)滅菌含脂率為3.1%，稀奶油脂肪含量為40%，則僅標(biāo)準(zhǔn)化提取40%稀奶油量為： 按原料1000kg計(jì)算： 設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化后可得Xkg3.1%含量之標(biāo)準(zhǔn)奶 10004%=3.1%X+40%（1000-X） 計(jì)算得X=975.6kg 所以提取40%稀奶油的量為1000-975.6=24.4kg 經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化后實(shí)際得到的標(biāo)準(zhǔn)奶為975.6kg。 則原料利用率為975.6/1000=97.56% 40%稀奶油提取率為1-97.56%=2.44% 5.1 攪拌型酸奶 5.1.1 攪拌型酸奶配方 見(jiàn)表5-1 表5-1 攪拌型酸奶配方 原料 純攪拌型 果味酸奶 全脂鮮奶 89% 86.85% 蔗糖 8.0% 5.0% 發(fā)酵劑 3.0% 3.0% CMC - 0.15% 果漿 - 5.0% 5.1.2 產(chǎn)量 按每年300天，一個(gè)月25天，每天一班，每班八小時(shí)計(jì)算 每班產(chǎn)量 14噸 每天產(chǎn)量 14噸 每年產(chǎn)量 14300=4200噸 其中 200mL杯裝純酸奶 每天產(chǎn)量為 4t 每年產(chǎn)量為 4300=1200t 200mL杯裝果味酸奶 每天產(chǎn)量為 12t 每年產(chǎn)量為 10300=3000t 5.1.3 原料乳消耗量 按損失為1%計(jì)算，其中純酸奶鮮奶含量為89%，果味型酸奶鮮奶含量為86.85%，得 純酸奶原料消耗定額 （t/t產(chǎn)品）=189%/（1-1%）/97.56%=0.92t 果味酸奶原料消耗定額 （t/t產(chǎn)品）=186.85%/（1-1%）/97.56%=0.90t 純酸奶每天原料乳消耗量 40.92=3.68t 果味酸奶每天原料乳消耗量 100.9=9t 則攪拌型酸奶 每天共需原料乳 3.68+9=12.68t 每年共需原料乳 12.68300=3804t 每天提取40%稀奶油 12.682.44%=0.31t 每年提取40%稀奶油 0.31300=93t 5.1.4 配料消耗量 純酸奶中的其它配料用量 每天蔗糖用量 410008%=320kg 每年蔗糖用量 320300/1000=96t 每天發(fā)酵劑用量 410003%=120kg 每年發(fā)酵劑用量 120300/1000=36t 果味酸奶中的其他配料用量 每天蔗糖用量 1010005%=500kg 每年蔗糖用量 500300/1000=150t 每天發(fā)酵劑用量 1010003%=300kg 每年發(fā)酵劑用量 300300/1000=90t 每天CMC用量 1010000.15%=15kg 每年CMC用量 15300/1000=4.5t 每天草莓果漿用量 610005%=300kg 每年草莓果漿用量 300300/1000=90t 每天菠蘿果漿用量 210005%=100kg 每年菠蘿果漿用量 100300/1000=30t 每天芒果果漿用量 210005%=100kg 每年芒果果漿用量 100300/1000=30t 5.1.5 包裝消耗量 按牛奶密度約為1g/mL，所需包裝按破損率0.1%計(jì)算： 每天用200mL塑料杯數(shù)： 141000/0.2（1+0.1%）=70070 個(gè) 5.1.6 包裝箱用量 200mL塑料杯 24杯/箱 每天需箱數(shù) 70070/24=2920 個(gè) 5.2 活性乳酸菌飲料 5.2.1 乳酸菌飲料配方 見(jiàn)表5-2 5.2.2 產(chǎn)量 按每年300天，一個(gè)月25天，每天一班，每班八小時(shí)計(jì)算 每班產(chǎn)量 6噸 每天產(chǎn)量 6噸 每年產(chǎn)量 6300=1800噸 400mL瓶裝酸奶飲料 每天產(chǎn)量為 6t