1、年產一萬噸發酵乳品工廠設計凝固型酸奶生產車間設計張薈(天津渤海職業技術學院,天津300221摘要:本設計任務是年產10000t 的發酵乳品工廠的一部分凝固型酸奶生產車間。重點論述了凝固型酸奶生產的工藝論證和工藝流程圖。本設計采用了先進的生產工藝并結合經濟合理的設計原則,以旺季班產量為依據(最大生產量為6t/班次進行設計。關鍵詞:酸奶;凝固型酸奶;發酵菌種中圖分類號:TS252.54文獻標志碼:A文章編號:1008-1267(200805-0074-03收稿日期:2008-04-15本設計主要針對凝固型酸奶生產車間進行設計,規定凝固型酸奶年產量為3000t 。以下對凝固型酸奶的生產工藝流程和工藝

2、管理進行介紹。1生產工藝流程生產工藝流程為:原料鮮乳凈化標準化配料(蔗糖及其它原料濃縮過濾預熱、均質、殺菌、冷卻接種(發酵劑(空瓶灌裝培養發酵冷卻后熟成品。2凝固型酸奶工藝管理2.1原料鮮乳鮮乳入廠驗收時,除按規定抽樣進行密度測定和酒精試驗外,還要求鮮奶總干物質含量不得低于11.5%,非脂干物質不應低于8.5%。原料奶的酸度應在18°T 以下。不得使用含有抗生素或殘留有效氯等殺菌劑的鮮乳。嚴禁用患乳腺炎的奶和注射過抗生素的奶,雜菌數每毫升不得高于500萬個。另外,按照我國酸奶國家標準(GB2746-1999的要求,要對原料鮮乳進行標準化處理,從而保證各批產品質量的穩定性。2.2配料使

3、用最廣泛的甜味劑是砂糖。加糖量在5.7%7.4%是較適當的,尤其是加糖量7.4%口感更好。近年來在運動員營養酸乳中,常常加入果糖。一些天然甜味劑在乳制品中的應用逐漸推廣,如葡糖漿、甜味菊苷、葡萄糖和阿斯巴甜等。當不采用鮮乳作原料而采用脫脂乳制做脫脂酸奶時,脫脂乳可直接進入標準化乳罐中進行加糖處理。2.3濃縮濃縮可以采用減壓濃縮的方法。在標準化乳罐中配料轉入平衡罐中,用泵送入減壓濃縮罐中,進行減壓濃縮提高固型物含量。一般將乳濃縮10%15%之后,將原料基液轉入緩沖罐中,再用泵送入過濾器中,除去種種異物。另外也可以采用添加奶粉的方法。奶粉的添加量為2%。2.4預熱、均質、殺菌和冷卻細,能夠阻止脂肪

4、顆粒上浮。然后再回到殺菌器中。對酸奶的產酸及凝乳狀態是有利的。均質之后的原料基液在殺菌部和保持部加熱到9095、35min 或85、30min ,然后冷卻。最高不宜大于45,否則對產酸及凝乳狀態有不利影響,甚至有嚴重的乳清析出。2.5發酵劑及其鑒定發酵菌種如果是保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的混合培養物,可按2%3%的比例接種;如果是第22卷第5期2008年9月天津化工Tianjin Chemical Industry張薈:年產一萬噸發酵乳品工廠設計保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌在兩個發酵劑罐中分別培養,可將兩種菌種按11的比例混合,仍按2%3%的比例接種。發酵菌種經過逐級擴大培養,制成工作發酵劑后按

5、產品要求的比例添加到乳罐中,攪拌均勻(罐內加定量的殺菌冷卻乳。2.6接種冷卻后的原料基液通過轉換閥送入乳罐。通過計量泵將工作發酵劑連續地添加到原料基液中。接種過程中,乳罐內始終保持攪拌狀態。倘若制做風味型凝固酸奶,在原料基液進入乳罐的過程中,通過計量泵將果汁等風味物質連續地添加到乳罐中去。接種量可以根據乳的質量、發酵劑的產酸能力、發酵時的培養時間和溫度以及產品的冷卻速度等工藝來確定。乳品工廠通常采用的接種量在1% 4%的范圍內。接種之前,將發酵劑進行充分攪拌,使菌體從凝乳塊中游離分散出來;同時采用無菌操作方式接種,防止微生物的污染。接種后要充分攪拌10min,使菌體與殺菌冷卻乳完全均勻混合。還

6、要保持乳溫,以免延長發酵時間。2.7灌裝接種后的牛乳要立即連續地灌裝,這道工藝也稱作充填。酸奶容器大體有瓷罐、玻璃瓶、塑料杯、紙制盒4類。灌裝和加蓋可采用全自動無菌灌裝機來操作。必須對灌裝設備、灌裝容器和充填室進行無菌控制。當采用塑料瓶作為銷售用小容器時要進行容器蓋的破漏情況。小容器離開灌裝機之后必須立即進入培養室進行培養。2.8添加果料果料酸奶調合了人們對天然純酸奶中酸度的敏感程度,越來越受消費者的歡迎。目前在市場上有著許多種用于生產酸乳產品的果料,選用果料時應著重注意干物質含量、加入比例、pH值、果料含糖總量、質地、果料的微生物等指標。2.9發酵發酵是在特制的發酵室內進行的,是影響產品質量

7、的重要工序。嗜熱鏈球菌的最適生長溫度稍低于保加利亞乳桿菌的最適生長溫度,發酵的培養溫度一般采用4142,有的采用4043,這是兩種菌最適生長溫度的折衷值。在某種特殊情況下,需要在低于41或低于38的溫度下降低溫度培養。其目的是防止酸奶產酸過度;降低乳酸發酵速度;在培養后期可促進風味物質的形成。培養溫度與設備性能、冷卻速度、酸奶菌的產酸能力、產香能力、增殖速度、酸奶種類度等因素有關。制作酸奶一般的培養時間是41423h(短時間培養。在特殊情況下,3037812h(長時間培養,目的是為了防止酸奶產酸過度,可是這種培養法常使酸奶風味失常。培養時間與接種量、發酵劑活性、培養溫度、乳品加工時間、冷卻速度

8、、容器類型、發酵季節和氣候條件、酸奶堆的密度等多種因素有關,不能把培養時間定為機械不變的東西。乳酸發酵過程中必須對球菌和桿菌的比例加以充分注意。在酸奶發酵過程中,兩種菌的起始比例為11或1.21為好。影響球菌和桿菌比例的因素包括兩種菌的生長速度、桿菌的產酸能力、培養溫度、培養時間、接種量、冷卻速度、殘留抗生素等。在終止培養的酸奶培養物中,球菌與桿菌的比例應是1221,一般是11。可是在水果酸奶中,對風味要求不像天然酸奶那樣重視,對球菌與桿菌的比例也不講究。全部發酵時間一般是3h左右,長者是56h,而發酵終點的時間范圍比較小。如果發酵終點確定的過早,則酸奶組織軟嫩,風味差;過遲則酸度高,乳清析出

9、過多,風味也差。因此,發酵終點的判定是制做凝固型酸奶的關鍵性技術之一。在生產過程中除由經驗豐富的專人把關外,還可采用以下方法判定發酵終點:抽樣測定酸奶的酸度,一般酸度達到6570°T即可終止培養;控制好酸奶進入發酵室的時間,在同等的生產條件下,以上幾班發酵時間為準;抽樣及時觀察,打開瓶蓋,緩慢傾斜瓶身,觀察酸奶的流動性和組織狀態,如流動性變差,且有微小顆粒出現,可終止發酵,如尚不夠可延長培養時間;詳細記錄每批的發酵時間、發酵溫度,便于下批發酵判定終點時作為參考;在生產過程中可每隔半小時抽查1次pH值、滴定酸度,并進行肌酸試驗和乙醛試驗。第22卷第5期75常態耐燃油25/48h項目硬度

10、,邵氏A 扯斷強度,MPa 扯斷伸長率,%硬度變化,邵氏A 扯斷強度變化,%扯斷伸長率變化,%標準80±510以上250-30-40-15實測7911.9280-22-28-8根據以上性能要求(見表1,設計配方原則如下:(1硫化體系選擇:因為該產品采用硫化罐直接蒸汽硫化,不宜采用過氧化物硫化體系,而采用低硫高促硫黃硫化體系,以提高耐熱性及低的壓縮變形。為減少噴霜,采用多種硫化促進劑并用,一般采用TRA/M/BZ/TT ,少量硫黃。(2補強填充劑選擇:EPDM 為非晶橡膠,加入補強劑顯著提高物理機械性能。為提高擠出工藝性能,選用N550、N660及輕鈣為宜。(3增塑劑選擇:與EPDM

11、相溶性好的增塑劑,以石蠟油、環烷油較好,而石蠟油揮發較少,壓縮變形小,以石蠟油為宜。3.2燃油膠管、油冷卻膠管燃油輸送膠管,因直接與燃油接觸,必須用高丙烯腈的丁腈橡膠作內膠。冷卻膠管是冷卻從引擎排出的油,所以要求耐礦物油,也必須選用丁腈橡膠作內膠,而外膠多采用氯磺化聚乙烯橡膠。為滿足上述性能要求(見表2,丁腈橡膠選用JSR-220,補強劑為N990、N774并用,為提高耐熱性,可填充耐熱無機填料。硫化體系選擇有效硫化體系或過氧化物硫化體系,以提高耐熱性及低的壓縮變形,也可填充白炭黑及偶聯劑。為改善膠管的耐熱性和耐老化性,外膠采用氯磺化聚乙烯橡膠,采用氯磺化聚乙烯橡膠要解決好工藝問題,填充劑以陶

12、土、輕鈣為主,硫化體系以TRA/DM/HVA 并用,必要時加防焦劑,為便于壓出,可加入少量的高分子脂和吸濕劑。該工藝、配方生產的汽車用異型膠管為汽車工業配套作出了一定貢獻,但隨著汽車工業發展,國內對轎車需求的增加,應進一步對高級轎車的配套進行開發,以滿足汽車高性能的要求。表1耐冷卻液膠管性能要求耐壓性材料物理性能破裂壓力,MPa 水壓外徑變化,%負壓層間剝離常態耐老化120/70h耐臭氧168h,50phm 耐冷卻液硬度,邵氏A 扯斷強度,MPa 扯斷伸長率,%硬度變化,邵氏A 扯斷強度變化,MPa 扯斷伸長率變化,%硬度變化,邵氏A 扯斷強度變化,%扯斷伸長率變化,%0.8以上15以下在-100mmHg 不變形、無異常在3kg 負荷下小于25mm70±510350±15±30-50無龜裂±10±25-40以下實測1.36不變形106911.7420+10+10-38無龜裂+7+8-20標準項目表2耐油膠管性能要求2.10冷卻冷卻的目的是迅速而有效地抑制乳酸菌的生長,防止產酸過度;使酸奶逐漸凝固成白玉般的組織狀態;降低和穩定酸奶脂肪上浮和乳清析出的速度;延長酸奶的保存期限。冷卻的方法大體分為直接冷卻法和預冷冷卻法兩類。冷卻工序的重點是輕拿輕放,防止震動。即使完全成熟的凝固型