【文章內(nèi)容簡介】 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 （ 8） 冷卻：當(dāng)發(fā)酵終點一到，酸奶即可從保溫培養(yǎng)室移到外邊，進(jìn)行自然冷卻 ； 也可采用送風(fēng)冷卻。使酸奶冷卻到 10℃ 左右。 （ 9） 老化：酸奶移入 1～ 5℃ 冷庫中老化 12～ 18小時。老化能把酶的變化和生物化學(xué)變化抑制到最小限度，同時可以使酸奶形成良好的風(fēng)味和芳香。經(jīng)過老化的產(chǎn)品，檢驗合格后打印生產(chǎn)日期和裝箱 ，產(chǎn)品在 1～ 5℃ 中保存 。 （ 10） 合格出廠 ： 表１ 酸牛乳的感官特性 項目 純酸牛乳 調(diào)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(diào)味乳、果料應(yīng)有的色澤 滋味和氣味 具有酸牛乳固有 滋味和氣味 具有調(diào)味酸牛乳或果料酸牛乳應(yīng)有的滋味和氣味 組織狀態(tài) 組織細(xì)膩、均勻、允許有少量乳清析出；果料酸牛乳有果塊或果粒 表２ 酸牛乳的理化指標(biāo) 項目 純酸牛乳 調(diào)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 (%) ≥ ～ ≤ ≥ ～ ≤ 蛋白質(zhì) (%) ≥ ≥ 非脂乳固 (%) ≥ ≥ 酸度 (186。T) ≥ 5 工藝計算 物料衡算 班產(chǎn)量的計算 班產(chǎn)量是工藝設(shè)計的最主要經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，直接影響到車間布置、設(shè)備配套，占地面積，勞動定員和產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，食品工廠班產(chǎn)量越大，單位產(chǎn)品成本越低，效益越好，由于投資局限及其它方面制約，班產(chǎn)量有一定的限制，但是必須達(dá)到或超過經(jīng)濟(jì)規(guī)模的班產(chǎn)量。最適宜的班產(chǎn)量實質(zhì)就是經(jīng)濟(jì)效益最好的規(guī)模。 班產(chǎn)量受 市場需要、季節(jié)氣候、生產(chǎn)條件（溫度、濕度等）和原料供應(yīng)等方面影響，生產(chǎn)天數(shù)和生產(chǎn)周期大不相同 。 酸奶 的 生產(chǎn)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(chǎn)淡季，工作日為 75d（ t 淡 ），中季生產(chǎn)為 135d，余下 77d為節(jié)假日和設(shè)備檢修日，則全年酸奶生產(chǎn)天數(shù)為 ： t t t t? ? ? 淡旺 中 =78+135+75=288（ d） 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 班產(chǎn)量 q 班計算公式如下： q 班旺 淡中Q= k(3t +2t +t ) k 為設(shè)備不均勻系數(shù) ～ [5] 要求 每天 生產(chǎn) 200 噸 凝固型酸奶 年產(chǎn)量為 ： Q=200 288=57600 (t) 班產(chǎn)量為 ： q ??班 57600= 0 . 7 5 ( 3 7 8 + 2 1 3 5 + 7 5 ) 4?57600= (t/班 ) 表３ 酸奶生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項目 名稱 百分比 (%) 項目 名稱 百分比 (%) 定 額 指 標(biāo) 原料利用率 原料配比 原料乳 脫脂乳 原料乳含脂率 酸奶損失率 冷卻損失 非脂乳含量 發(fā)酵損失 產(chǎn)品含脂率 過濾損失 產(chǎn)品非含脂率 裝瓶損失 乳標(biāo)準(zhǔn)化的計算 若 設(shè) ： F—— 原料乳中的含脂率（ %） ； SNF—— 原料乳中非脂乳固體含量（ %） ； F1—— 標(biāo)準(zhǔn)化后乳中含脂率 （ %） ； SNF1—— 標(biāo)準(zhǔn)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 ： FSNF 標(biāo)準(zhǔn)化 1 1 2 2F SN F F SN F? 因為 1 1 2 2F SN F F SN F? 所以 1 1 2 2()F S NF F S NF?? 又因在標(biāo)準(zhǔn)化時添加的稀奶油（或脫脂乳）量很少，標(biāo)準(zhǔn)化后乳中干物質(zhì)含量變化甚微，標(biāo)準(zhǔn)化后乳中的非脂乳固體含量大約等于原料乳中非脂乳固體含量，即： 因為 1SNF SNF? 所以 1 1 2 2()F S NF F S NF?? 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 若 1F ＞ F ；則加稀奶油調(diào)整；若 1F ＜ F ，則加脫脂乳調(diào)整。 標(biāo)準(zhǔn)化后的乳中非脂乳含量 ： 1 1 2 2()F S NF F S NF?? ( )?? = （ %） 1F ＜ F =，則加脫脂乳調(diào)整。 在生產(chǎn)上通常用比較 簡便的皮爾遜法進(jìn)行計算，其原理是設(shè)原料中含脂率為 F %，脫脂乳的含脂率為 q%，按比例混合后乳（標(biāo)準(zhǔn)化乳）的含脂率為 1F %，原料乳的數(shù)量為 X，脫脂乳的量為 Y時，對脂肪進(jìn)行物料衡算，則形成下列關(guān)系式 1()FX qY F X Y? ? ? 即原料乳和脫脂乳的脂肪總量等于混合乳的脂肪總量。 ( )X Y X Y? ? ? 1XY ?? 設(shè)有 100kg原料乳 ， 原料損失率為 98%， 1 0 0 9 8 % 5 .811 6 .8 9 7 1 7 .0 ( )XX k g? ??? 即要加入 混合后 ： ＋ 98=115（ kg） 蔗糖的加入量 G Q M?? 式中 G—— 標(biāo)準(zhǔn)化乳中蔗糖加入量， kg； M—— 標(biāo)準(zhǔn)化乳的數(shù)量， kg； Q—— 蔗糖的配比率， %。 加糖的目的是提高酸乳的甜味，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= 115=（ kg） 即混合后總的量為 115＋ =（ kg）； 即 100kg原料乳可制得 。 乳消耗量 標(biāo)準(zhǔn)化后乳的密度 [6] 標(biāo)準(zhǔn)化乳的體積 247。 = ( L) (1)過濾乳量 (1－ )= ( L) 在 90～ 95℃時標(biāo)準(zhǔn)化乳體積增加 倍 ， 標(biāo)準(zhǔn)化乳體積為 ： = ( L) 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 (2)冷卻乳量 (1－ )= ( L) (3)罐裝乳量 (1－ )= ( L) (4)發(fā)酵乳量 (1－ )= ( L) 生產(chǎn) 100L 酸奶的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果知 ， 100kg原料乳可生產(chǎn) L， 故可得出下述結(jié)果 ： (1)生產(chǎn) 100L 酸奶需耗原料乳 (100/) 100= (kg) (2)脫脂乳耗用量 247。 = (kg) (3)蔗糖耗用量 (＋ ) 6 %= ( kg) (4)過濾乳的量 (247。 ) 100= (L) (5)冷卻乳的量 (247。 ) 100= (L) (6)熱處理乳的量 (247。 ) 100=110 (L) 每班的產(chǎn)量 ： 每班的產(chǎn)量 為 t/班 表４ 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(biāo)準(zhǔn)化原料 ㎏ 98. 脫脂乳 ㎏ 蔗糖 ㎏ 過濾完的乳 L 熱處理完的乳 L 110 冷卻完的乳 L 灌裝凝固乳量 L 100 設(shè)成品密度為 ㎏ /L 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(yù)熱 殺菌 5min 冷卻 發(fā)酵 冷卻 預(yù)熱耗熱量 1Q (1)標(biāo)準(zhǔn)化乳的溫度為 5℃ ,預(yù)熱至 60℃ ５ ℃時 ： 原料乳的比熱容 ? ? ?原kJ/(kg k) 脫脂乳的比熱容 ? ? ?糖 kJ/(kg k) 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 蔗糖的比熱容 0. 93 1 4. 18 7 3. 89 6c ? ? ?糖 kJ/(kg k) 1 1 6 3 1 5 . 1 3 . 8 5 6 2 0 0 2 3 . 5 3 . 9 4 8 1 2 3 . 1 3 . 8 9 61 1 6 3 1 5 . 1 2 0 0 2 3 . 5 8 1 2 3 . 1G C G C G Cc G G G?? ? ? ? ? ???? ? ? ?糖 脫原 原 脫 糖標(biāo) 準(zhǔn) 化原 脫 糖 ＝３ .８７０ kJ/(kg k)[3] 1 39。Q T C M? ? ? ? (60 5 ) 0 G? ? ? ? 標(biāo) 55 ? ? ? ?kJ (2)預(yù)熱的熱損失 139。39。Q 升溫過程中消耗的熱損失約為升溫耗熱量的 10% 1139。39。 39。? ∴ 1Q 39。 307 327 ?? = 殺菌時的熱量 2Q (1)乳從 60℃升至 90℃ 60℃時 原料乳的比熱容 ? ? ?原 kJ/(kg k) 脫脂乳的比熱容 ? ? ?脫 kJ/(kg k) 蔗糖的比熱容 ? ? ?糖 kJ/(kg k) 1 1 6 3 1 5 . 1 3 . 8 4 7 2 0 0 2 3 . 5 4 . 0 3 2 8 1 2 3 . 1 3 . 8 9 2 3 . 8 7 51 1 6 3 1 5 . 1 2 0 0 2 3 . 5 8 1 2 3 . 1c ? ? ? ? ?????殺 kJ/(kg k) 2 39。Q T C M? ? ? ? ( 90 60 ) 3. 87 5 14 44 61 .7? ? ? ? ? (kJ) (2)殺菌中蒸汽帶出的熱量 239。39。Q 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： 1 3 % 5 6 0 1 4 4 4 6 1 .7 1 .0 3 2 3 % 5 6 0 3 7 2 .7VG? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(L) 已知 100℃水的汽化潛熱 1 ?? kJ/kg 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 故 90℃時的汽 化潛熱 21()1 rrTH v H v T?? ? ? ? 2Hv?? ( 9 0 2 7 3 )2 2 5 7 .2 1 (1 0 0 2 7 3 )???????? ?? ? (kJ) 蒸發(fā)熱量 239。39。Q 1 37 22 46 .0 83 71 09VI? ? ? ?(kJ) (3)熱損失 2 2 239。39。39。 10%( 39。 39。39。)Q Q Q?? 2Q ? 22( 39。 39。39。)? =(kJ) Ｑ 總 =Q1+Q2=53195152. 9(kJ) 水平衡計算 原料乳的冷水耗量 原料乳的溫度 1t =25℃，應(yīng)降溫至 139。t =5℃ 冷卻水 1ht =0℃， 139。ht =20℃ 設(shè)每班工作 8h A1= ? (kg/h) 原料乳比熱容 1 ? kJ/(kg k) wc = kJ/(kg k) 則每小時耗水量 111 1 1 11 ( 39。) 1 4 5 3 9 . 4 3 . 9 3 2 ( 2 5 5 )( 39。 ) 4 . 1 8 ( 2 0 0 )hhAwA C t tw c t t? ? ? ???? ? ?? (kg/h) 標(biāo)準(zhǔn)乳預(yù)熱的熱水耗量 乳 5℃ —— 60℃ 熱水 80℃ —— 25℃ A=(kJ/h) 每小時耗水量 12( ) 4 . 1 8 ( 8 0 2 5 )wQw c t t??? ? ?=(kg/h) 殺菌時的耗水量 乳 60℃ —— 90℃ 水蒸氣 100℃ —— 60℃ A=(kg/h) 湖南科技大學(xué)本科 生 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 每小時耗氣量 122423636. 6 1 4 4 9 5 . 4( ) 4 . 1 8 ( 1 0 0 6 0 )wQw c t t? ? ?? ? ? (kg/h) 殺菌冷卻的冷水耗量 殺菌后的乳的溫度 90℃ —— 40℃ ? kJ/(kg k) 冷卻水 25℃ —— 80℃ A=（ L/h） 熱處理后的量 1 7 4 0 9 .2 3 .8 7 4 ( 9 0 4 0 ) w 1 4 6 6 7 .94 .1 8 ( 8 0 2 5 )? ? ????? (kg/h) 耗冷量的計算 通常 發(fā)酵工廠的耗冷量分為工藝耗冷量（ tQ ）和非工藝耗冷量（ utQ ），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(yīng)放熱（發(fā)酵熱）的除去等；非工藝耗冷量則包括結(jié)構(gòu)耗冷量，用電設(shè)備運轉(zhuǎn)散熱耗冷量等。具體的計算公式 t utQ Q Q?? 工藝耗冷量 tQ =Q1+Q2+Q3 （ 1） ．原料乳冷卻耗冷量 1Q 原料乳 25℃ —— 5℃ 冷卻水 0℃ —— 20℃ 原料乳比熱容 1 ? kJ/(kg k) 班乳量為 工藝要求在 8h 內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為 1 1 2( ) /Q G C t t ??? 11 63 15 .1 3. 93 2 ( 25 5 ) / 8 11 43 37 7. 4? ? ? ? ?(kg/h) 相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（ 0℃的水）耗量為： ? ? ? ?11 21 1143377. 4 1 3 6 7 6 .