《食品工程原理》课程设计-日处理20吨鲜奶的酸奶生产工艺设计

********大学《食品工程原理》课程设计日处理20吨鲜奶的酸奶生产工艺设计学院：**************学院专业：食品科学与工程学生姓名：*******指导教师：*******教授课程设计(论文)时间：二О一一年六月二十七日～七月十日共两周摘要I摘要本设计是为日处理20吨鲜奶的酸奶的生产工艺设计，根据课程设计任务书要求要求，进行了酸奶工艺流程的选择和论证，对整个工艺装置进行了物料衡算、热量衡算，对非标准设备进行了计算和选型，同时对主要附属设备也进行了计算和选择。关键词：凝固型酸奶；工艺流程；物料衡算；热量衡算引言II目录摘要.............................................................I目录.............................................................II第一章引言........................................................1第二章配方设计及工艺流程论证......................................32.1配方...................................................................................................................................32.2流程图...............................................................................................................................32.3工艺要点...........................................................................................................................3第三章物料衡算....................................................63.1物料衡算...........................................................................................................................6第四章能量衡算....................................................74.1耗热衡算...........................................................................................................................74.2耗冷量的计算....................................................................................................................8第五章设备选型...................................................115.1设备选型.........................................................................................................................115.2凝固型酸奶主要生产设备一览表.................................................................................15结束语............................................................16致谢............................................................17参考文献..........................................................18引言1第一章引言酸奶是以新鲜的牛奶为原料，经过巴氏杀菌后再向牛奶中添加有益菌(发酵剂)，经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。目前市场上酸奶制品多以凝固型、搅拌型和添加各种果汁果酱等辅料的果味型为多。酸奶不但保留了牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的营养保健品。酸奶按形态分为：凝固型酸奶和搅拌型酸奶。乳酸菌在乳中生长繁殖，发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸，导致乳的pH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集，我们把这种乳凝状的酸奶称为凝固型酸奶。在此我们探讨了凝固型酸奶的生产技术，其产品酸味纯正，口感滑腻，具有良好咀嚼感，市场反映良好，前景广阔。发酵酸奶乳酸菌的种类较多，常用的有干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、保加利亚乳杆菌(L.bulgaricus)、嗜酸乳杆菌(L.acidophilus)、植物乳杆菌(L.plantarum)、乳酸乳杆菌(L.Lactis)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)等[1]。近年来，随着对双歧乳酸杆菌在营养保健方面作用的认识，人们便将其引入酸奶制造，使传统的单株发酵，变为双株或三株共生发酵。双歧杆菌酸奶的生产有两种不同的工艺。一种是两歧双歧杆菌与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等共同发酵的生产工艺，称共同发酵法。另一种是将两歧双歧杆菌与兼性厌氧的酵母菌同时在脱脂牛乳中混合培养，利用酵母在生长过程中的呼吸作用，以生物法耗氧，创造一个适合于双歧杆菌生长繁殖、产酸代谢的厌氧环境，称为共生发酵法。酸奶的益处有：1.是能将牛奶中的乳糖和蛋白质分解，使人体更易消化和吸收；2.是酸奶有促进胃液分泌、提高食欲、加强消化的功效；3.是乳酸菌能减少某些致癌物质的产生，因而有防癌作用；4.是能抑制肠道内腐败菌的繁殖，并减弱腐败菌在肠道内产生的毒素；5.是有降低胆固醇的作用，特别适宜高血脂的人饮用。酸奶除了营养丰富外，还含有乳酸菌，所以具有保健作用。这些作用是：1.维护肠道菌群生态平衡，形成生物屏障，抑制有害菌对肠道的入侵；2.通过产生大量的短链脂肪酸促进肠道蠕动及菌体大量生长改变渗透压而防止便秘；3.酸奶含有多种酶，促进消化吸收；4.通过抑制腐生菌在肠道的生长，抑制了腐败所产生的毒素，使肝脏和大脑引言2免受这些毒素的危害，防止衰老；5.通过抑制腐生菌和某些菌在肠道的生长。从而也抑制了这些菌所产生的致癌因子，达到防癌的目的；6.提高人体免疫功能，乳酸菌可以产生一些增强免疫功能的物质，可以提高人体免疫，防止疾病。配方设计及工艺流程论证3第二章配方设计及工艺流程论证2.1配方2.1.1混合料的标准：乳脂肪≧3.0%砂糖≧5.0%全乳固体≧11.5水余量2.1.2.凝固型型酸奶的配方：鲜奶86%砂糖4%工作发酵剂2.4%稳定剂0.6%蛋白糖LS-500.04%脱脂奶粉6.96%3.验算：脂肪：86%×0.035=3.01%；非脂乳固体：86%×0.085+0.04%+2.4%+6.96%=16.71%；砂糖：4%；稳定剂：0.6%；发酵剂：2.4%2.2流程图标准化←过滤←原料乳↓HDZ-2007凝固型酸奶稳定剂→调配→预热(60℃)→均质(15～20MPa)↑↓蔗糖6%、蛋白糖LS-50脱气↓适量维生素C杀菌(90℃，5min)↓↓冷却(6℃左右)←发酵(40℃，3h)←灌装←接种←冷却(40℃)↓↑成品、冷藏(1～5℃)两歧双歧杆菌6%、嗜热链球菌3%2.3工艺要点2.3.1原料乳的质量要求原料乳质量比一般乳制品原料乳要求高。除按规定验收合格外，还必须满足以下要求：①原料乳(或乳粉)色泽呈乳白色或微黄色，气味芳香，无异味。②总乳固体不低于11.5%，非脂乳固体大于8%。③细菌污染乳、含抗生素或含杀菌剂乳均不得使用。④不得使用患乳房炎乳牛的乳，否则会影响酸奶的风味和蛋白质的凝胶力。2.3.2原料乳的净化配方设计及工艺流程论证4原料乳中可能含有细胞类物质(如上皮细胞和白细胞等)，其中一些是牛乳中所固有的，也有一些是挤奶过程中牛乳受污染而带进牛奶中的，同时被带进生奶中的还有稻草，叶子，头发，泥土和种子等污染物。为了保证产品获得良好的最终质量，酸乳制作中第一步就是要除去这些污染物质。有很多方法可以除去这些杂质其中最广泛应用的就是过滤。利用的特别设计的离心机(即净乳机)除去牛乳中的白细胞和其他肉眼可见的异物。2.3.3原料乳的标准化不同种类或不同地方的牛奶所产生牛乳在成分上差别很大，及时是同一头牛需哦产的牛乳，其化学成分在哺乳期间也会因为其他一些不可避免的影响因素(如哺乳期的不同阶段、奶牛的年龄、挤奶的间隔和效率、季节和环境的温度变化、奶牛饲养的方式、奶牛的营养、奶牛患乳房炎等疾病等)会出现波动。为了弥补这些固有牛锐成分上的波动，生奶必须先经过标准化或特定成分的强化才能作为原料来制作酸乳。这个标准化的过程包括脂肪和非脂乳固体的标准化，尤其是蛋白质的含量将直接关系到产品的黏度和质地，所以非脂乳固体的标准化非常重要。原料乳经过标准化的最终目的就是在食品法规允许的范围内，根据所需乳酸成品的质量特征要求，对牛乳的化学组成加以校正，保证各批产品质量稳定一致。2.3.4配料为了让酸乳在质地、口感和功能性方面满足消费者的要求，通常需要加入一定量的添加剂。稳定剂和甜味剂一定都是在发酵前添加；如果是果料酸乳，则需要在发酵后添加果料。2.3.5、杀菌冷却杀菌目的是杀死原料乳中绝大部分杂菌及所有致病菌，确保乳酸菌的正常生长和繁殖；钝化原料乳中对发酵菌有抑制作用的天然抑制物；使牛乳中的乳清蛋白变性，以达到改善组织状态，提高黏稠度和防止成品乳清析出。杀菌的方法是将原料乳加热到90℃，保持5min(若是混合物，需保持5min~10min)；85℃，保持30min；95℃，保持5min~10min；118℃~135℃，保持3s~5s。杀菌后基液冷却到45℃左右。2.3.6、接种杀菌后的乳应马上降温到45℃左右，以便接种发酵剂。接种量根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比而定。生产发酵剂为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，比例为1：1或2：1，一般接种量为2.5%~5%(在无菌室操配方设计及工艺流程论证5作)。加入的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块，以免影响成品质量。2.3.7、灌装采用无菌玻璃瓶或利乐装，接种后搅拌5min，使发酵剂均匀分布于乳中，后采用全自动无菌灌装、半自动罐装或手工灌装。手工灌装时间不能超过1.5h，否则就有可能引起牛乳凝固，导致乳清析出。产品上部空隙尽可能小，不要把包装材料弄湿。避免空气污染，保持室内处于无菌状态。用塑料瓶灌装时，封盖要严，以免受到霉菌和酵母菌污染。2.3.8、调味、包装香精可以在牛乳包装以前连续地按比例加入。如果需要添加带颗粒的果料或添加剂，应在灌装接种的牛乳以前先定量地加到包装容器中，然后必须注意，低pH的添加剂会对发酵产生影响。2.3.9、发酵灌装封盖后迅速送入发酵室，41~43℃温度下发酵2.5h~4h，达到凝固状态可终止发酵，即酸度达到65°T~70°T停止加热、pH值低于4.6、表面出现少量水痕、奶变黏稠。发酵应注意避免震动，否则会影响组织状态；发酵温度应恒定，避免忽高忽低；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。2.3.10、冷却冷却能够迅速有效地抑制乳酸菌生长，降低酶活性，防止产酸过度，延长