【文章內(nèi)容簡介】 ........................................... 12 原輔材料的耗算 .............................................................................................................. 13 5 熱量衡算及相關(guān)設(shè)備選型 ...................................................................................................... 14 熱交換設(shè)備類型的確定 ...................................................................................................... 14 熱量衡算過程的說明 .......................................................................................................... 15 原料乳標準化階段 ............................................................................................................. 16 預(yù)熱殺菌、均質(zhì)、高溫滅菌階段 ........................................................................................ 16 發(fā)酵后混料、均質(zhì)階 段 ...................................................................................................... 18 6 總 結(jié) .................................................................................................................................. 19 參考文獻 ................................................................................................................................. 19 謝 辭 ........................................................................................................................................ 20 附錄 ................................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 1 1 前言 酸乳（ yoghurt） 酸乳（酸奶），即在添加（或不添加）乳粉（或脫脂乳粉）的乳中（殺菌乳或濃縮乳），由于保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用進行乳酸發(fā)酵而制成的凝乳狀制品，成品中必須含有大量的、相應(yīng)的活性微生物 [1]。 酸乳可分為凝固型酸乳和攪拌型酸乳兩類。酸乳具有其獨特的營養(yǎng)價值：酸乳中的蛋白質(zhì)更易被機體合成細胞時所利用，具有更好的生化可利用性；含有更多的易于吸收的鈣質(zhì)和豐富的維生素；同時，酸乳可減輕 “乳糖不耐受癥 ”、調(diào)節(jié)人體腸道中的微生物菌群平衡、有效降低膽固醇水平以及預(yù)防白內(nèi)障的形成等。 酸乳的分類 按成品 的組織狀態(tài)分類 攪拌型酸奶（ Stirred yoghurt） 攪拌型酸乳是指將果醬待輔料與發(fā)酵結(jié)束后得到的酸奶凝膠體進行攪拌混合均勻，然后裝入杯或其他容器內(nèi)，再經(jīng)冷卻后熟而得到的酸奶制品。 凝固型酸奶（ Set yoghurt） 其發(fā)酵過程在包裝容器中進行，從而使成品因發(fā)酵而保留其凝乳狀態(tài)。 按成分分類（ GB19302 2020） 發(fā)酵乳（ fermented milk） 以生牛（羊）乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、發(fā)酵后制成的 pH 值降低的產(chǎn)品。 酸乳（ yoghurt） 一生牛（羊）乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（德氏乳桿菌保加利亞亞種）發(fā)酵制成的產(chǎn)品。 風(fēng)味酸乳（ flavored yoghurt） 以 80%以上生牛（羊）乳或乳粉為原料，添加其他原料，經(jīng)殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（德氏乳桿菌保加利亞亞種）發(fā)酵前或后添加或不添加食品添加劑、營養(yǎng)強化劑、果蔬、谷物等制成的產(chǎn)品。 按發(fā)酵作用的特點分類 乳酸發(fā)酵（酸性發(fā)酵乳） 利用乳酸菌進行發(fā)酵，分解乳糖產(chǎn)生乳酸，并賦予酸乳獨特風(fēng)味 2 酒精發(fā)酵（醇性發(fā)酵乳） 利用乳酸菌和酵母菌共同發(fā)酵，代謝產(chǎn)物既有乳酸又有乙醇，具有顯著的乙醇風(fēng)味，亦稱乳酒。 酸乳的作用 克服乳糖不耐癥 有一部分人群對各種鮮奶中的乳糖酶有過敏癥，但是飲用酸乳可以克服此不耐癥，因為酸乳中的乳糖酶在發(fā)酵中被分解。 酸乳可延長壽命 科學(xué)家用小白鼠做實驗發(fā)現(xiàn)，喂食基礎(chǔ)飼料混合酸乳的那組小白鼠壽命明顯比只喂食基礎(chǔ)飼料的那組的長。 而且發(fā)現(xiàn)喂食基礎(chǔ)飼料混合酸乳的那組小白鼠感染肺炎等病癥的幾率也明顯減少。 酸乳使人年輕 因為酸乳中富含鈣和一定量的維生素（維生素 A、維生素 B2 等），鈣有利于牙齒骨骼的生長，而維生素 A 和維生素 B2 都有益于眼睛，達到明目的效果，酸乳中還有豐富的氨基酸，這也是有益于人體的，使人 活的越來越年輕，還有酸乳能改善消化功能 [2]，防止便秘，抑制有害物質(zhì)如酚、吲哚及胺類化合物在腸道內(nèi)產(chǎn)生和積累，因此能防止細胞老化，使人年輕。 酸乳的發(fā)展與前景 飲用酸乳在我國有著悠久的歷史，特別是邊陲的少數(shù)民族最尾青睞酸乳。但酸乳作為現(xiàn)代食品以工業(yè)化的模式迅速發(fā)展則是從 1996 年開始的。目前全國大中城市中酸乳消費量增長明顯，消費者飲用酸乳的習(xí)慣在逐步得到強化，各乳品企業(yè)都把發(fā)展酸乳作為自己企業(yè)新的利潤增長點。 雖然消費者對酸奶的認識程度逐漸在加深，但目前的主要消費人群依然是兒童、青少年、女士以及病患者為主，隨著消費水平的提高、消費習(xí)慣的改變、國家的倡導(dǎo)、企業(yè)的宣傳，消費群體會每年大幅度擴大。 1997~2020 年，中國酸乳產(chǎn)量從 7 萬噸增長到 萬噸，增長了 倍。城鎮(zhèn)居民的人均酸乳消費從 千克增長到 千克，增長了 倍。過去 10 年來，雖然國內(nèi)乳制品市場風(fēng)云變化，幾經(jīng)展轉(zhuǎn)，但仍然保持較快的發(fā)展速度。根據(jù) BOABC 估算，2020 年，中國酸乳產(chǎn)量達到 400 萬噸，較 2020 年增長 倍，城鎮(zhèn)居民人均酸乳消 3 費達到 千克，較 2020 年增長了 倍。目前中國農(nóng)村酸乳市場幾乎是空白，城鎮(zhèn)居民的消費水平也顯著落后于發(fā)達國家市場，不僅如此，中國的酸乳產(chǎn)品雖然大大突破原來的單一形式，但真正意義上的附加值較高的酸乳產(chǎn)品比例還很小，中國酸乳市場具有巨大的發(fā)展空間。 過去的 15 年，中國酸乳生產(chǎn)整體呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，由 1997 年的 70 千噸快速增長到 2020 年的 2679 千噸，產(chǎn)量增長了 倍，年均增長率達到 %。 從 2020 年的情況來看，就大區(qū)而言，華北和華東是中國主要的酸乳生產(chǎn)地區(qū) ，合計產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的 %，其次是東北，其產(chǎn)量大致占全國的 %，西北、西南和中南地區(qū)分別占全國的 %、 %和 %。就省區(qū)而言， 2020 年，內(nèi)蒙古是中國最大的酸奶產(chǎn)區(qū)，其產(chǎn)量占全國的 %，其次是上海、江蘇和山東，分別占全國的 %、%和 %。其他重要的酸奶生產(chǎn)省區(qū)包括河北、陜西、黑龍江和四川。 中國居民的酸乳消費有很大的差異，總體來說，農(nóng)村居民的消費顯著低于城鎮(zhèn)，農(nóng)村市場的酸乳容量大致僅占全國的 1/10，人均消費水平不到城鎮(zhèn)居民的 1/8。 2020 年，全國城鎮(zhèn)居民人均酸乳消費量為 千克，農(nóng)村居民酸乳人均消費量不足 千克。 酸乳是中國盈利率最高的液體乳類，目前整個行業(yè)平均毛利率達到 35~50%，渠道費用大約 20~30%，凈利潤率高達 10~15%，雖然盈利水平因企業(yè)不同以及產(chǎn)品檔次的不同有較大的差異。一般來說，基礎(chǔ)性的酸乳產(chǎn)品，袋裝原味酸乳，毛利率也有 35%，高端酸乳毛利率高達 50%以上 ① 。 2 設(shè)計 設(shè)計方案 產(chǎn)品方案 根據(jù)各種配套設(shè)備的生產(chǎn)能力及綜合未來酸乳市場的發(fā)展，本設(shè)計為年產(chǎn)酸乳 20萬噸，其中攪拌型酸乳年產(chǎn)量為 萬噸，凝固型酸乳為 萬噸，因為攪拌型酸乳適合長途運輸，可銷售到其他城市，而凝固型酸乳并不適合長途運輸，所以設(shè)計攪拌型酸乳產(chǎn)量大于凝固型酸乳。全年生產(chǎn)方案及規(guī)劃見表 。 表 酸乳的品種及產(chǎn)量設(shè)計表 （ 單位： t） ② 名稱 年產(chǎn)量 月產(chǎn)量 日產(chǎn)量 攪拌型酸乳 155000 15500 516 凝固型酸乳 45000 4500 150 ① 2020 年中國酸乳產(chǎn)品市場研究報告 ② 每年按 10個月計算，每個月按 30天計算 4 生產(chǎn)車間結(jié)構(gòu) 根據(jù)酸乳生產(chǎn)工藝要求，需以下建筑物或構(gòu)筑物：主生產(chǎn)車間、原、輔材料庫、水處理間、冷庫、空壓機房、化驗室、更衣室、內(nèi)外包裝倉庫。 產(chǎn)品和產(chǎn)量的確定 根據(jù)從優(yōu)化工藝迎合未來市場需求以及合理探究酸乳廠車間配置上來看，本設(shè)計選擇年產(chǎn)量為 20 萬噸酸乳的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品的產(chǎn)量及包裝設(shè)計情況見表 ， 其中一年按10 個月計算，每月按 30 天計算。 表 酸乳的產(chǎn)量及包裝設(shè)計表 名稱 規(guī)格 產(chǎn)量 包裝方式 凝固型酸乳 350g/瓶； 32 瓶 /框 35000 噸 塑料瓶包裝 200g/瓶； 32 瓶 /框 20200 噸 塑料瓶包裝 攪拌型酸乳 250g/包； 24 包 /箱 80000 噸 小房型紙盒包裝 500g/包； 12 包 /箱 65000 噸 小房型紙盒包裝 工藝流程確定 攪拌型酸乳的工藝流程 由于攪拌型酸乳的生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟，加上由于本設(shè)計產(chǎn)量較大，不需改動其成熟的生產(chǎn)工藝，本設(shè)計的生產(chǎn)工藝流程如圖 簡略所示 [3]。 原 料 乳 凈 化配 料（ 添 加 糖 等 ）標 準 化預(yù) 熱（ 5 0 ～ 6 0 ℃ ）均 質(zhì)殺 菌（ 9 5 ℃ 5 m i n ）冷 卻（ 4 2 ℃ ）添 加 發(fā) 酵 劑（ 3 % 接 種 量 ）發(fā) 酵（ 4 2 ℃ ， 4 h ）攪 拌（ 添 加 香 料 ）冷 卻（ 2 0 ～ 2 5 ℃ ）灌 裝 入 庫 冷 藏 成 品 圖 攪拌型酸乳生產(chǎn)工藝流程簡略圖 5 凝固型酸乳的工藝流程 凝固型酸乳生產(chǎn)工藝亦非常成熟，加上由于本設(shè)計產(chǎn)量較大，不需要改動其成熟的生產(chǎn)工藝，本設(shè)計的生產(chǎn)工藝流程如圖 簡略所示。 原 料 乳 凈 化配 料（ 添 加 糖 等 ）標 準 化預(yù) 熱（ 5 0 ～ 6 0 ℃ ）均 質(zhì)殺 菌（ 9 5 ℃ 5 m i n ）冷 卻（ 4 2 ℃ ）添 加 香 料添 加 發(fā) 酵 劑（ 3 % 接 種 量 ）灌 裝 培 養(yǎng) 發(fā) 酵 冷 卻 入 庫 冷 藏 成 品 圖 凝固型酸乳生產(chǎn)工藝流程簡略圖 工藝論證和說明 原料乳的要求及檢驗 制造高品質(zhì)的酸乳，必須選用同樣高品質(zhì)的原料乳，而且必須經(jīng)過嚴格的驗收，驗收時必須根據(jù)國標 GB193012020 對原料乳進行各方面的測試（包括嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪含量、蛋白質(zhì)含量、全乳固體含量、菌落總數(shù)等）。 表 原料乳檢驗要求表 項目 限量 依據(jù) 備注 菌落總數(shù) ≤2106 [CFU/g(mL)][4] GB193012020 鉛含量 [5] GB27622020 以 Pb計 汞含量 砷含量 鉻含量 亞硝酸鹽 黃曲霉毒素 [6] GB27612020 原料乳的凈化 牛乳中常含有雜質(zhì)，因此須進行凈化，目前大多采用離心和過濾凈化，在去除雜質(zhì)的同時減少微生物的數(shù)量。 6 一般采用離心乳機進行凈化，離心凈乳就是利用牛乳在分離缽內(nèi)受強大的離心力，將大量的機械雜質(zhì)留在分離缽內(nèi)壁上，最后使得牛乳被凈化。 原料乳的凈化包含：粗濾、奶油分離、凈乳三大步驟，大型乳品廠也采用三用分離機（奶油分離、凈乳、標準化）來凈乳，三用機應(yīng)設(shè)在粗濾之后，冷卻之前。 原料乳的標準化 由于本設(shè)計產(chǎn)量比較大，所以會大量地向周邊收購原料乳，而不同地域、不同的奶牛品種、不同的季節(jié)、不同的飼養(yǎng)管理都會導(dǎo)致原料乳各項指標不一樣，為了使我們出廠成品的品質(zhì)高且一致，我們需要對原料乳進行標準化，使其符合我們的標準。 例如，含脂較低時，我們需要向其加入稀奶油去