【正文】 411 管式殺菌機(jī) 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 處理能力 T/h 蒸汽壓力 MPa 出料溫度℃ 外形尺寸 mm SJ5 5 ～ 60～ 95 2020 615 1250 貯奶罐設(shè)備選型 選用 1T 的貯奶罐 1 臺(tái)。 =3T/h，因此選用 TQ3型真空脫氣罐，具體型號(hào)參數(shù)見(jiàn) 表 46： 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 表 46 真空 脫氣罐 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 生產(chǎn)能力 T/h 配用功率 kW 真空度 MPa 外形尺寸 m TQ3 3 ～ 混料罐選型 一批物料量 M=（ +）247。 10= 噸 /批 考慮到設(shè)備利用系數(shù)（取 ），則所選磨漿機(jī)的處理能力為： G′ =247。 1000 = m3 因?yàn)榻莺蟮拇蠖箍梢岳洳貍溆?，所以?shī)A層鍋可以全天生產(chǎn)而不用考慮后續(xù)工段的處理需要。由于本車間 16 小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)，考慮每天的準(zhǔn)備工作等時(shí)間，每天實(shí)際開機(jī)時(shí)間為 小時(shí)。 6=從調(diào)配工序之后，物料的最大流量為： qm3=247。 調(diào)配罐 進(jìn)料時(shí)間 20min；攪 拌時(shí)間 5 min；出料時(shí)間20 min；清洗 50 min。 設(shè)備操作時(shí)間 及流量 的確定 第二 工段設(shè)備操作時(shí)間： 大豆磨漿機(jī) 操作時(shí)間 25min；清洗時(shí)間 6 min；其它時(shí)間 5 min。 高壓均質(zhì)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)包括：控制面板、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、均質(zhì)閥、氣缸組、壓力表、電動(dòng)機(jī)、機(jī)殼等部分。工作過(guò)程為：物料用高壓泵送入不銹鋼加熱管內(nèi)，蒸汽通過(guò)殼體空間后將管內(nèi)流動(dòng)的物料加熱，物料在管內(nèi)往返數(shù)次后達(dá)到殺菌所需要的溫度，保持一定時(shí)間后成品排出。 帶式輸送機(jī)的主要構(gòu)件有環(huán)形輸送帶、驅(qū)動(dòng)輪、張緊裝置及機(jī)架等。 食品生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)與選型的原則：①保證工藝生產(chǎn)過(guò)程的正常和安全運(yùn)行；②操作費(fèi)用低，耗水、耗電、耗氣等較少；③技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，操作方便；④設(shè)備清洗方便，耐用，易維修；⑤設(shè)備結(jié)構(gòu)要緊湊，盡量實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；⑥考慮生產(chǎn)波動(dòng)和設(shè)備平衡，要保留一定的余量和備用設(shè)備；⑦盡量減少噪聲，符合環(huán)保要求。（ %） =247。（ %）（ 1/8） =（ 1/8） = Q 水 =Q 復(fù)原乳 247。（ %） =247。（ %） =247。所以在物料恒算時(shí)，以日產(chǎn)量為基準(zhǔn)。 殺菌 ： 用管式殺菌機(jī)殺菌，殺菌溫度為 95℃，保溫時(shí)間為 15min。 理論上， 37℃、 40℃、 43℃ 下發(fā)酵的酸豆乳，在外觀、質(zhì)構(gòu)和風(fēng)味上差別不大，但考慮到生產(chǎn)方面因素，采用43℃ 發(fā)酵大豆酸乳，可以縮短發(fā)酵時(shí)間，節(jié)約生產(chǎn)成本 【 4】 。選取 108℃，保溫時(shí)間為 10min 工藝條件下，酸豆乳狀態(tài)和風(fēng)味都比較好 【 6】 。均質(zhì)壓力為 22MPa，均質(zhì)溫度為70℃ 【 5】 。 脫臭：在豆乳的生產(chǎn)過(guò)程中，盡管采取了一系列的滅酶方法，但在豆乳中仍然不可避免的含有一些異味成份，它們有大豆本身帶進(jìn)的，也有在磨漿工序中產(chǎn)生的。 采用高溫浸泡，溫 度控制在 80～ 85℃，時(shí)間為 0． 5～ 1 小時(shí)。 班產(chǎn)量 Q 班 7 1 .4 3 / 4 7 .6 2? ? ?? ? ??? ?Q T dnk 噸 /班 （ 24） 式 中： Q 日 — 平均日產(chǎn)量（噸 /日） ； Q 班 — 班產(chǎn)量（噸 /班） ； n— 生產(chǎn)班次 k— 設(shè)備不均衡 系數(shù)，可取 ～ ,本設(shè)計(jì)中取 。而發(fā)酵酸豆乳飲料作為大豆深加工產(chǎn)品中的高檔品，是國(guó)家大豆行動(dòng)計(jì)劃的具體實(shí)施，是大豆產(chǎn)業(yè)積極迎接全球化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的體現(xiàn)。 由此以豆奶 、 酸豆奶掛帥的植物蛋白飲料發(fā)、展前景良好。目前使用較多的菌種為乳內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 酸菌，大多認(rèn)為采用 1:1 比例的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌風(fēng)味最佳。 vagras， %豆乳粉、 %乳清粉、硫酸鈣和水的大豆乳清酸奶 (Syoawhyeygohurt)的產(chǎn)品貨架期進(jìn)行了研究，其工藝流程是 :加 %脫脂奶粉， 10%糖及 %明膠，加熱至 95℃保溫 5 分鐘 后冷卻，混合接種 3%酸奶發(fā)酵 劑， 41℃培養(yǎng) 4～ 5小時(shí)，在 5～ 15℃溫度下可保存 35 天 【 4】 。 國(guó)內(nèi)外酸豆乳的研究現(xiàn)狀 在許多國(guó)家，將大豆作為食品已經(jīng)有幾個(gè)世紀(jì)之久，不經(jīng)發(fā)酵而食用的大豆食品主要有豆?jié){、豆腐等 ，作為霉菌發(fā)酵的有醬、腐乳和納豆等。 SOD 及其它抗氧化物質(zhì)能清除機(jī)體中的自由基，防止它使生物細(xì)胞膜受損、酶反應(yīng)活性下降，能起到防衰老，延年益壽的作用 【 5】 。 (2)大豆酸奶中的脂肪、膽固醇由于使用大豆為 主要原料 ,對(duì)照同類產(chǎn)品 ,前者其含量明顯下降，一般酸奶脂肪為 1%～ 3% ,而大豆酸奶脂肪僅 %；而且發(fā)酵后脂肪球變小 ,低級(jí)脂肪酸和必需脂肪酸含量增加 ,有利于消化吸收 【 5】 。此外，大豆中不含膽固醇，故有降血脂的作用 。另外益生菌發(fā)酵過(guò)程中，豆?jié){中的植酸含量降低了 50%，低聚糖、脂肪氧化酶等抗?fàn)I養(yǎng)因素分解 ，從而提高了產(chǎn)品中 Fe， Zn， Ca等營(yíng)養(yǎng)素的生物利用率，腸漲氣現(xiàn)象和豆腥味明顯減少，口感風(fēng)味改善，使大豆蛋白更易被人體消化吸收 【 1】 。 同時(shí) 酸豆乳含有優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)和維生素，對(duì)恢復(fù)肝細(xì)胞活力、保護(hù)肝臟是最好的食品。 早在 1934 年和 1937 年國(guó)際上就有相關(guān)發(fā)酵酸豆乳飲料的報(bào)道。 （ 2） 增強(qiáng)發(fā)酵酸豆乳飲料的穩(wěn)定性。此外，大豆中雖然含有一定量的糖類物質(zhì)，但大多是不能被乳酸菌所利用的低聚糖和高聚糖，而可被乳酸菌利用的糖類含量較少，且在大豆處理過(guò)程中還有大量流失，而糖類又是乳酸菌重要的碳源物質(zhì)，且對(duì)于產(chǎn)品具有重要的影響，因此必須添加適量糖類。 雖然說(shuō)目前我國(guó)的發(fā)酵酸豆乳行業(yè)還存在 一些問(wèn)題，如： （ 1）企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)品品種少、經(jīng)濟(jì)效益差；（ 2）資源綜合利用率低、浪費(fèi)嚴(yán)重、造成環(huán)境污染；（ 3）產(chǎn)品加工深度、精度不夠，難于抵擋國(guó)外產(chǎn)品的沖擊；（ 4）產(chǎn)品技術(shù)含量低，制約我國(guó)產(chǎn)品向高檔化、系統(tǒng)化發(fā)展；（ 5）生產(chǎn)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的市場(chǎng)投入很小，對(duì)豆奶品牌及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的宣傳較少，嚴(yán)重制約著豆奶業(yè)的發(fā)展 【 9】 。 內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6 第二章 設(shè)計(jì)方案的確定 年產(chǎn)量 新建食品廠的年產(chǎn)量按下式計(jì)算 ： Q=Q1+Q2Q3Q【 10】 （ 21） 式中： Q— 新建食品廠某類食品年產(chǎn)量（ 噸） ； Q1— 本地區(qū)該類食品年銷售量（噸） Q2— 本地區(qū)該類食品年調(diào)出量（噸） ； Q3— 本地區(qū)該類食品年調(diào)入量（噸） Q4— 本地區(qū)該類食品原有廠家的年產(chǎn)量（噸） 又有： Q=Q 旺 +Q 中 +Q 淡 【 10】 （ 22） 在本課題設(shè)計(jì)中，年產(chǎn)量已經(jīng)給定，為 20kT/a。選用的產(chǎn)品配方如 下： 脫皮后大豆（ %）、水（ %）、發(fā)酵菌液（ %）、全脂乳粉（ %）、內(nèi)蒙古工業(yè) 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 白砂糖（ %）、香精（ %）、 SE15(%)、 MG(%)、 PGA(%)、CMCNa(%)、檸檬酸（ %） 生產(chǎn)工藝流程 及操作規(guī)程 準(zhǔn)備工作 ： 生產(chǎn)開始時(shí)，生產(chǎn)車間內(nèi)所用設(shè)備、器具、工作臺(tái)面、地面用清水沖洗 3～ 5min，再用紫外燈消毒 15min； 生產(chǎn)結(jié)束后，采用 CIP 清洗程序：①清水沖洗 4min；②用 1%堿液（ NaOH） 70℃循環(huán)沖洗 12min； ③用溫水沖洗 14min；④ %酸液（ HCl） 65℃循環(huán)沖洗 6min；⑤ 85℃熱水沖洗至洗出液無(wú)色呈中性（ PH值為 6～ 7） 【 5】 。 選取 80～ 85℃ 熱燙半小時(shí)的工藝條件較適合，在此條件下胰蛋白酶抑制劑活性殘留僅為 %，而蛋白質(zhì)含量與總固形物含量分別為 %【 14】 。 混料：混料工序中，利用豆?jié){的熱量化糖。殺菌方法中，按殺菌溫度分，有巴氏殺菌法、高溫短時(shí)殺菌法和超高溫瞬時(shí)殺菌法； 根據(jù)殺菌設(shè)備所用熱源不同，可分為直接蒸汽加熱殺菌設(shè)備、熱水加熱連續(xù)殺菌設(shè)備、火焰連續(xù)殺菌設(shè)備及照射殺菌設(shè)備等。接種量過(guò)低，產(chǎn)酸易受到抑制且不穩(wěn)定，易形成對(duì)菌種不良的生長(zhǎng)環(huán)境，乳酸菌得不到足夠的生長(zhǎng)；接種量太大，產(chǎn)酸過(guò)快，酸度上升過(guò)快，凝乳過(guò)快，會(huì)給酸豆乳的風(fēng)味和組織狀態(tài)帶 來(lái)缺陷。 最佳調(diào)配順序?yàn)橄葘⑻?、水、穩(wěn)定劑充分混合，再加入到酸豆乳中，最后進(jìn)行調(diào)酸 【 17】 。 灌裝 ： 本灌裝工藝采用中溫灌裝。 = （ 2） 灌裝前物料量： Q2=Q1247。 = 檸檬酸加入量： Q 檸 =Q5 % = % = 香精加入量： Q 香 =Q5 % = %= （ 6） 混料前物料量： Q6=（ Q5 Q 檸 Q 香 ）247。 = （ 10） 均質(zhì)前物料量： Q10=Q9247。 = 所以制作豆乳時(shí)需要添加的白砂糖質(zhì)量為： Q 糖 =Q 糖液 247。 = 因?yàn)槟ザ箷r(shí)，濕大豆與水的質(zhì)量比為 1： 8，所以濕大豆的質(zhì)量為： Q 豆 =QC（ 1/9） =247。 滾筒式分級(jí)機(jī) 滾筒式分級(jí)機(jī)包括進(jìn)料斗、滾筒、滾圈、摩擦輪、鉸鏈、收集料斗、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)等部件。 帶式輸送機(jī)既可以沿水平方向輸送，也可以一定角度斜向輸送 【 19】 。 高壓 均質(zhì)機(jī) 均質(zhì)設(shè)備可根據(jù)使用的能量類型和均質(zhì)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)分為壓力式和旋轉(zhuǎn)式兩大類。 有些產(chǎn)品經(jīng)過(guò)一次均質(zhì)處理還達(dá)不到要求，要對(duì)物料進(jìn)行重復(fù)均質(zhì)，或者采用雙級(jí)均質(zhì)閥進(jìn)行處理。 高壓均質(zhì)機(jī) 物料逗留時(shí)間 7 min。 第五工段： 二次殺菌時(shí)間 7 min；冷卻時(shí)間 40 min。 6= 在調(diào)配工序后，物料的最大流量為： qm6=247。 k =247。則夾層鍋的所需容積為： G=247。 60） = 則選用 800 型漿渣自分磨漿機(jī)，所需要的臺(tái)數(shù)為 4臺(tái)，具體型號(hào)見(jiàn) 表 44： 表 44 漿渣自分磨漿機(jī) 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 產(chǎn)量 kg/h 功率 kW 轉(zhuǎn)速 r/min 砂輪直徑 mm 濾網(wǎng)（目） 800 950 2800 800 100 暫存罐 設(shè)備 選型 一批物料的質(zhì)量為 M=247。 = h 考慮到攪拌時(shí)間，設(shè)備的清洗時(shí)間，所以選用 3 個(gè)混料罐，具體型號(hào)參 數(shù)見(jiàn)表 47： 表 47 混料罐 規(guī)格參數(shù) 容積 m3 罐體直徑 mm 罐體高度 mm 攪拌轉(zhuǎn)速 r/min 攪拌功率 kW 2 1300 1500 150～ 220 8～ 13 雙聯(lián)過(guò)濾器 設(shè)備 選型 物料流量為 qm2=，取設(shè)備的利用系數(shù)為 ，則雙聯(lián)過(guò)濾器的處理能力為： G2= qm2247。 物料流量 qm4=，則將一批料泵入（或泵出）接種罐的時(shí)間為： T=247。 500=24160瓶。 本設(shè)計(jì)中選用固定式 CIP 清洗系統(tǒng)，其主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn) 表 422： 表 422 CIP 清洗系統(tǒng) 規(guī)格參數(shù) 型號(hào) 酸罐容積 堿罐容積 水罐容積 操 作溫度 泵輸送量 蒸汽壓力 LH4B 1m3 1m3 1m3 60～ 80℃ 10T/h ≤ 泵設(shè)備的選型 泵的選擇原則 （ 1）流量：設(shè)計(jì)食品工廠的裝置時(shí)，要留有一定的富余能力。 選泵的步驟（ 1）根據(jù)要求確定所需輸送物料的流量及揚(yáng)程量；（ 2）根據(jù)工藝要求和輸送物料的性質(zhì)來(lái)初選泵的類型；（ 3）核算泵的性能；（ 4）確定泵的安裝高度；（ 5）計(jì)算泵功率和選定電機(jī)功率。所以在第二工段混料工序前，選用ISG25110 型 管道 泵。 計(jì)算管徑時(shí)，關(guān)鍵是流速的選用。 第三工段管徑計(jì)算 在接種后，物料的最大流量為 qm=,取流速 v? ，料液密度以1t/m3計(jì)，則 4 3 .71 8 .8 1 8 .8 2 .3vqd v?? ? 根據(jù)管道規(guī)格，選用 ????????? mm 的管子，則有： v?，所以可以確定流速為 m/s。 與 第四工段 殺菌機(jī) 連接的蒸汽管道中，蒸汽流量為： 1 1 4 0 .6 /2 3 0 5 .9 0 .9 8 6mq k g h???? 取飽和蒸汽流速為 28m/s，則與殺菌機(jī)連接的蒸汽管道管徑為： 11 1. 49 418 .8 18 .8 28vqd v?? ?? ???? ? 根據(jù)管道規(guī)格，選用 ?????? mm 的管子，則有： 11 40 .61. 49 410 2 18 .8 v? ，所以可以確定流速為 m/s。 14=，取流速為 ，則有： 19 4 7 .81 8 .8 1 8 .8 2 .5vqd v?? ? 根據(jù)管道規(guī)格，選用 ????????? mm 的管子，則有： v?，所以可以確定流速為