中国乳制品厂设计说明书

1 中国乳制品厂设计说明书 国牛奶产业现状分析 从我国乳制品行业的发展历程来看，可以归结为四个发展阶段：上世纪五十年代到七十年代为萌芽期，八十年代到九十年代初为高速发展期，九十年代初到本世纪初为结构调整期， 2002年至今为行业整合期，进入了市场的重新分割及品牌的塑造阶段。近年来，随着人们生活水平的不断提高，对健康与营养知识的了解增加，对乳制品产生了很大需求，加上国家政策的大力扶持，使我国乳制品行业有了突飞猛进的发展。目前，我国乳制品企业有 1500 多家，其中年销售额在 500 万元以上的有 400 多家，年销售 额上亿元的有 200多家，通过跨省和跨地区兼并和重组的资源有效配置，使乳制品企业的规模和实力逐渐壮大，涌现出一批具有相当规模和技术水平的乳品企业集团，行业集中度逐年提高。乳品企业和奶牛养殖业成为当前一大投资热点，不少外资企业和一些跨行业的知名企业纷纷加入到乳品生产行业中来。 我国牛乳产业发展现况 主要 表现在以下几个方面： （ 1） 乳制品生产成倍增长 我国奶类总产量不断提升，人均奶类占有量不断翻倍，各种花色产品不断丰富。乳制品已成为继粮食、肉类、水产之后的人民生活必须的食品。我国乳业的快速发展，带动了奶牛饲养业、饲 草饲料种植业、运输业、乳机制造业、包装印刷业、零售业等相关产业的发展。特别是在解决 “ 三农 ” 问题、带动农民致富等方面做出了贡献。 （ 2） 技术装备水平明显提高 中国乳制品工业通过新建、扩建、技术项目改造，大中型企业的装备技术水平有了明显的提高。特别是代表着中国乳制品工业主流力量的大型骨干企业，技术装备水平已经达到了国际先进水平。花园式的工厂、现代化的厂房、先进的加工设备、一流的管理让中国乳制品工业 “ 技术落后、设备陈旧、产品质量差 ” 的情况成为过去。 （ 3） 企业规模迅速扩大 企业规模迅速扩大，形成了一批产量大、质量 好、市场占有率高的大型骨干企业和名牌产品。 （ 4） 产品质量明显提高 乳制品质量同上世纪八十年代、九十年代相比已发生了根本性的变化，突出表现在 2 原料乳质量的提高。 （ 5） 产品结构调整成绩显著 以加糖乳粉为主的乳粉产品结构已得到了彻底改变，我国乳粉类产品的结构已发生了很大变化，全脂加糖乳粉当家的现象已得到了改变，适合不同人群营养需要的配方乳粉已超过总产量的 60%。在十年前，液体乳生产主要是在大中城市，以巴氏杀菌乳（消毒牛奶）为主。自八十年代开始引进超高温灭菌乳生产技术，超高温灭菌乳的快速发展，加快了乳制品结构调整 的步伐，为推动我国乳业的发展做出了贡献，扩大了液体乳消费区域，使更多没有冷链条件的城镇农村能够喝上低成本的液体乳。 （ 6） 乳制品消费区域发生变化 由于生产的大发展、营养知识的普及，乳制品已进入普通家庭的餐桌，成为大众消费的食品。乳制品消费区域发生了很大变化，已由大中城市为主逐步转向了小城镇和富裕的农村。这不仅说明我国人民生活水平有了很大提高，同时人民的膳食构成也在发生着变化。农村乳制品消费的增长，将给我国乳制品行业的发展带来更加广阔的前景。 与此同时，我国牛乳产业同样存在一些不足，如： 原料奶、乳制品质量参差 不齐 ；大部分 企业规模小 ， 设备制造技术 不够先进； 产品结构不够合理，乳品品种少。 国乳品的消费需求 随着乳品生产的发展，我国人均乳品消费量也有所增加，但由于人口基数大，且受消费习惯影响，总的消费水平仍然较低，与世界平均水平相比，仍有很大差距。目前，我国乳制品人均消费量不足 30世界乳品年人均消费量约为 100国乳品消费的一大特点是：消费人群主要集中在城镇，农村居民乳品消费量非常少。在农村居民中，牧区与农区消费水平又有很大差异。牧区由于消费习惯影响，人均消费量在 20右，而农区却不足 1 我国城乡居民乳品年人均消费情况见图 11。 3 尽管如此，近年来 乳制品的消费群体 正 逐年扩大 ， 乳制品在国内的消费市场将不断提高， 人们已将乳制品作为日常生活中的重要营养食品。过去由于人们收入较低，以及消费习惯的原因，乳制品被人们作为一种营养品，仅供一些特殊的人群使用，如婴儿、病人、体弱者。近年来 ， 由于人们生活水平的提高和健康意识的增强，人们对乳制品消费的认识正发生改变，乳制品已由特殊的营养品转化为大众化的营养食品。市场调查结果显示，近年来我国城市居民中使用乳制品的消费者人数逐年增加。目前城市居民食用乳制品的普及率已达 95以上。说明随着城市居民收入的增加和对乳制品消费观念的转变，越来越多的人们已开始将 乳制品作为日常生活中一种重要的营养食品。 乳制品消费的主要特点如下：鲜奶消费在中等收入以上人群中的消费日趋饱和 ,酸奶在各个收入阶层中的消费量都在增加 ,奶油、干酪等高档奶制品会逐渐成为大城市中高收入人群的主要消费品。但由于受传统饮食习惯的影响，我国居民目前的乳制品消费中干酪和奶油的消费量比例任很小 ,与奶业发达国家相距甚远 ,液态奶仍然处于市场主导地位。奶粉消费量逐年萎缩 ,然而随着人们保健意识的增强 ,特殊人群会有补钙、补铁等需求，由于工作或其他方面的原因 ,许多母亲不能对婴幼儿进行母乳喂养 ,婴幼儿的成长需要许多微量 元素 ,而鲜奶市场暂时还缺乏针对这些特殊人群的产品 ,奶粉可以填补图 1 1 我国城乡居民乳品年人均消费量 4 这个空白 ,所以对奶粉的需求会在短时期内保持稳定。 国乳品的发展趋势 从复苏转向持续增长 受三聚氰胺影响， 恢复消费者信心 是中国乳业要解决好的一个大问题。未来几年，这个问题会发生根本性的转变，从 复苏 转向 持续增长 。从 2010 年相关资料来看，各大品类的消费量呈现出复苏态势； 2011 年没有大事件再次席卷乳品行业，乳品制造稳步发展， 2012 年乳品消费会从 复苏 进入 持续增长 的轨道。 常温奶继续唱主角 在一个行业里，如果一个品类占据 70%以上的份额，这个行业的格局就基本上会定型，在短期内很难发生改变。这就意味着，占据乳品行业 80%以上份额的常温奶将继续唱他的主角戏，这少在未来三年内，这个格局不会被颠覆。 高端产品茁壮成长 在频频发生的乳品安全事故的背景下，高端产品在乳品行业更加茁壮成长，成为未来消费的主流。消费者心中 一分钱一分货 的固有想法，更会促进高端产品的开发与推广。 乳品零售终端主要形态已确立，服务功能在强化。 液态奶的主导性零售终端是连锁超市、大卖场与社区奶站。这几类零售终端销售的液态奶各不相同。超市与大卖场主要销售屋顶 盒、利乐枕、利乐包牛奶等；社区奶站主要销售瓶、袋装牛奶及部分利乐枕牛奶，社区奶站还是一个强大的预售系统。 预计在未来的 5间，我国基地型乳业应重点发展配方乳粉、全脂乳粉、脱脂乳粉、功能乳及超高温灭菌乳等，逐步提高各种配方乳粉的比例，完善婴儿配方奶粉营养配比并构建其安全控制体系，开发不同用途系列功能性工业乳粉产品，逐步减少普通乳粉的生产，发展干酪、乳清粉、乳糖、奶油以及各种乳蛋白基料制品，填补我国在这些生产领域的空白；在大中城市周边地区重点发展巴氏杀菌乳、发酵乳、灭菌乳、功能乳等液体乳制品，提高鲜乳加工 量，扩大优质巴氏杀菌乳及发酵乳制品生产；基本建立较为完善的乳制品制造业体系，产品结构合理、技术装备水平达到或接近世界先进水平。 5 2 厂址选择 址选择原则 工厂生产的布局，涉及到一个地区的长远规划，一个食品工厂的建设，对当地资源、交通运输、农业发展都有密切关系、城乡关系，有时甚至还影响到基建进度、投资费用及建成投产后的生产条件和经济效果。同时，对产品质量和卫生条件，对职工的劳动环境等，都有着密切的关系。 厂址选择工作，应当在当地建委或城建部门的统筹安排下，由筹建单 位负责，会同 6 主管部门、建筑部门、城市规划部门和区、乡（镇）等有关单位，经过充分讨论和比较，选择优点最多的地址。在选择厂址时，设计单位亦应参加，特别对规模较大的工厂，设计单位更应参加。 在厂址选择时，应按国家方针政策、生产条件和经济效果等方面考虑。现分别叙述如下： 厂址选择，首先应符合国家的方针政策，食品工厂的厂址应设在当地的规划区内，以适应当地远近期规划的统一布局，并尽量不占良田，做到节约用地，所需土地可按基建要求分期分批征用。 厂址的选择，应以生产条件方面考虑，根据我国具体情况，食品工厂一般倾向于设在原料 产地附近的大中城市之郊区，个别产品为有利于销售亦可设在市区。 厂址的选择，应考虑动力和劳动力的因素，厂址应接近高压电网，燃料供应方便；还应考虑季节性产品的劳动力来源，厂址宜靠近城镇或居民集中点。 厂区周围应有良好的卫生条件，厂区附近不得有有害气体、放射性、粉尘和其他扩散性的污染源。厂址不应设在受污染的河流和传染病医院附近。 址选择方案 我国乳品企业分布呈北强南弱之势，为响应国家号召，调整产业布局，促进南北地区乳制品加工行业的共同发展，故将本设计的乳品厂厂址选在南方地区。又综合考虑奶源、交通条件、地理 环境、产品销售等各方面条件，最后确定将乳品厂建立在大理州宾川县。宾川县的地理位置如下图。 图 2 7 选择在此建厂，其主要优势可从以下几个方面进行具体分析： 大理州是云南省畜产品生产和主要输出州市，畜牧产业是该州重点发展的农业产业。其中奶牛养殖业更是发展迅速，到 2010 年底，该州的奶牛存栏数为 头，与 2005 年相比增长 奶类产量为 吨。 “十一 间建立了以洱源、大理为中心的乳业优势产区，存栏奶牛 全州存栏数的 位于宾川的宾居镇充 分 利用清河收奶站龙头带动作用，带动全镇奶牛养殖业的较快发展，使 “ 公司加基地建协会联农户 ” 的产业化路子越走越宽，乳牛产业不断发展壮大， 2007 年，奶牛养殖协会会员达 194户，奶牛存栏 1500多头，鲜奶年产量达 3000多吨，为群众创收 500多万元。 宾川 地处北纬 2523 2612 、东经 10016 10059 。东与楚雄彝族自治州大姚县接壤，南连祥云县，西与大理市、洱源县交界，北与鹤庆县及丽江地区永胜县毗邻。宾川属 中亚热带 冬干夏湿低纬高原季风气候区。主 要特征：光热充足，热量丰富，干旱少雨，立体气候明显。年平均气温 ，年霜期 100 120 天，年均 日照时数 时，年均太阳总辐射 卡 / ， 年均降雨量 米。年均风速 /秒，风向多为西南风，雨前雨中往往出现北风，气候极其适宜 奶牛及牧草生长。 宾川地处云岭横断山脉边缘，金沙江南岸云贵高原西南部。程海大断裂带呈南北纵贯宾川坝区。境内主要山脉、坝子、河流多呈南北走向。地势东西高、中部低。最高为西北部木香坪顶峰，海拔 3320米；最低为鱼泡江汇入金沙江处，海拔 1104 米；中部县城金牛镇海拔 1430米。东西两大山脉纵横交错，山与山之间的断陷盆地构成境内 10个坝子。境内有纳溪河、平川河、清水河、朵背箐河 4条水系。纳溪河最大，纵贯宾川中部坝区，其支流水量以炼洞河为最。 由于该县处在地壳运动较频繁的断裂层，故工厂建筑时应考虑防震措施。 宾川县具 有富集的矿产资源优势 ， 地处三江成矿带，主要有铅、锌、铜、铁、煤、硅藻土、大理石等 20 余种金属和非金属矿，特别是无烟煤、大理石材储量十分丰富。 8 有丰富的水能资源优势 ， 全县水能资源储量丰富，装机容量 216万千瓦的金沙江 鲁地拉电站和总装机 泡江铁川桥和拉乌清水河新田 3 个小水电站正加快建设。有优质的太阳能、风能资源优势 ， 宾川是云南乃至全国太阳能资源最丰富的地区之一，空气透明度高，太阳辐射强，日照时数长，损失小，全县具备建设大型太阳能发电站条件的区域达 8个，风能资源装机容量不低于 600兆瓦。 2000 年末，全县有 83382 户， 324412 人 ， 人口密度每平方公里 117 人 ，人口 相对集中，其主要经济来源为农业收入，劳动力资源丰富。且牛奶加工受季节影响较小，劳动力比价固定，因此建厂时可靠 近居民集中点，以便于减少建厂时职工宿舍等生活福利设施的建设。 “ 十一五 ” 期间，宾川县把加强公路交通基础设施建设摆在优先发展的战略地位，不断完善交通基础设施，优化城乡客运，发展现代物流，提升运输服务能力，全县交通面貌发生了深刻变化，交通服务经济和社会发展的能力进一步提升。 县城距州府大理市（下关） 68公里，距省会昆明 394公里。 更有方便快捷的交通路线可直达火车站、汽车站、及飞机场。 厂区所需的包装材料及机械配件可由省城购买。同时昆明也是主要的产品销售区，有利于产品的销售与推广。 9 3 产品方案 产品方案又称生产纲领，它实际上是工厂准备全年生产哪些品种和各品种的数量、产期、生产班次等的计划安排。一般还包括各品种的各类包装形式、包装规格及比例。由产品方案可确定工厂实际生产能力。 品方案的制定原则 在制定产品方案时，首先应根据设计任务书和调查研究的资料制定主要产品的品种、规格、产量、生产季节和生产班次，对受季节性影响的产品优先安排；其次是用调节性的产品来调节生产上忙闲不匀的现象；另外，还应尽可能利用原材料进行综合利用以提高产品的技术附加值，降低原料 的消耗，减少废弃物的排放，做到清洁化生产和无污染排放生产。 在安排产品方案时，应尽量做到 四个满足 、 五个平衡 。 四个满足 ：满足主要产品产量的需求；满足原料综合利用的要求；满足淡旺季平衡生产的要求；满足经济效益的要求。 五个平衡 ：产品产量与原料供应量应平衡；生产季节性与劳动力应平衡；生产班次要平衡；设备生产能力要平衡；水、电、汽负荷要平衡。 在编排产品方案时，每月一般按 25d 计，全年生产时间为 300d，如考虑原料及其他因素，全年的实际生产时间也不宜少于 250d。每天生产班次一般为 12 班。 10 品方案的确定 本设计为日处理量 200t 的乳品厂，主产品为 凝固型酸奶 ，原料受季节影响较小，可全年生产。为满足生产需求，该工厂采用两班制，每班 8h,全年按 300d 计。 表 3处理量 200t 乳品厂原料分配表 产品 名称 菌乳 巴氏消毒奶 酸奶 乳饮料 凝固型 搅拌型 原味 草莓味 黄桃味 84t 40t 30t 20t 10t 10t 6t 表 3 日处理量 200t 乳品厂产品方案表 11 产能力计算 生产能力是乳品厂工艺设计中最主要的计算基准，直接影响到设备的配备、车间的面积、公共设施和辅助设施的大小以及劳动定员。乳品厂生产能力以每小时生产吨位数或箱（或瓶、盒）数来表示。 乳品厂产品生产能力 t= 错误 !未找到引用源。 式中： t产品生产能力， t/h w日产量， /t n班次 m每个生产班次的时间， h （ 1） 菌乳的生产能力 t 1 = 错误 !未找到引用源。 = 错误 !未找到引用源。 =t/h （ 2）巴氏奶的生产能力 t 2 = 错误 !未找到引用源。 = 未找到引用源。 =2.5 t/h （ 3）凝固型发酵乳的生产能力 t 3 = 错误 !未找到引用源。 = 未找到引用源。 =t/h （ 4）搅拌型发酵乳的生产能力 原味发酵乳 t 41 = 错误 !未找到引用源。 = 0未找到引用源。 =t/h 草莓味发酵乳 t 42 = 错误 !未找到引用源。 = 0 未找到引用源。 =t/h 芒果味发酵乳 t 43= 错误 !未找到引用源。 = 0 未找到引用源。 =h 12 （ 5）乳饮料的生产能力 t 3 = 555n 误 !未找到引用源。 = 未找到引用源。 =h 4 生产工艺流程确定及论证 乳制品种类繁多，但不管是生产液态乳还是乳粉，都要经过原料乳验收、预处理、预热、均质、杀菌等工艺流程，只要这些产品不同时生产，其相同工艺过程的设备是可以共用的，所以在确定产品工艺流程时只要将主产品的工艺流程确定，其他产品就好办了。 但为了保证产品的质量，对不同品质的原料乳应选择不同的工艺流程。即使原料乳品质相同，如果所确定的工艺路线和条件不同，就会影响产品质量和工厂的经济效益。所以，在进行乳品工厂设计时，应对主要产品的工艺流程进行认真的探讨和分析。在确定生产流程时，必须注意 以下事项： 根据产品规格要求按国家标准、行业标准或企业标准拟定。 根据原料性质拟定。 结合具体条件，应优先、尽可能的采用机械化、连续化生产线。 作为生产性设计，必须采用成熟的工艺技术，对非定型产品，要待技术成熟后，方可用到设计中来；对于科研成果，必须经过中试放大后，才能应用到设计中来；对新工艺的采用，需经有关部门的鉴定后，才能应用到设计中来。 在确定主要产品生产工艺流程时，除考虑上述五项外，还需对生产工艺条件进行论证，说明工艺设计中所确定的生产条件和生产工艺流程是最合理的、最科学的。 工艺流程的论 证。一般来说，工艺流程的论证是以生产单元为论证对象的。 食品安全问题是公众健康面临的主要威胁，随着科技进步和检验技术的发展，随着生活水平的提高，乳品的安全卫生越来越受到各国政府和消费者的重视。乳品厂对原料的加工，首要职责就是要保证加工出来的乳品是绝对安全的，因此要建立从“牧场到餐桌”的整个加工过程的安全质量卫生保证体系。在乳品厂设计时，必须要在工艺流程中对原料、辅料、半成品、直接接触乳品和影响乳品安全的因素进行预防、控制和管理。 料乳的验收与预处理 13 料乳的验收 在乳制品生产过程中，未 经过任何处理加工的生鲜乳称为原料乳。原料乳的验收要按照国家标准 9301国国家标准规定，验收合格的牛乳应迅速冷却至 4贮存期间不得超过 10。 牛乳收购参数指标要求如下表： 表 4 感官指标 项目 要求 检验方法 色泽 乳白色或微黄色 取适量试样置于 50自然光下观察色泽和组织状态。闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。 滋味、气味 具有乳固有香味，无异味 组织状态 呈均匀一致液体，无凝块、无沉淀、无正常视力可见异物。 表 4 理 化指标 项目 指标 检验方法 冰点 a,b/ () B 对密度 /(20/4) B 白质 /( g/100g) B 肪 /( g/100g) B 质度 /( mg/ B 脂乳固体 /( g/100g) B 度 /() 12 18 a 挤出 3h 后检测。 b 仅适用 于荷斯坦奶牛。 表 4 微生物指标 项目 限量（ 检验方法 菌落总数 210 6 4料乳的检验要求 14 原料乳检验 收奶站检验 感官检验 新鲜度检验 相对密度测定 工厂化验室检验 奶成分测定 抗生素残留检验 乳房炎检验 细菌总数测定 掺假检验 污染物限量：应符合 762的规定；真菌毒素限量：应符合 761 的规定；微生物限量：应符合表 3的规定；农药残留限量和兽药残留限量：农药残留量应符合 763 及国家有关规定和公告，兽 药残留量应符合国家有关规定和公告。 料乳的预处理 净乳 牛乳中含有微小的机械杂质和细菌细胞，难以用过滤法除去。为达到较高的纯净度，本设计中净乳设备采用离心净乳机，利用机械的离心力，将肉眼不可见的杂志除去。净乳时应注意以下要求： 乳温在脂肪熔点左右为好，即 30 32 。如果在低温条件下净化，则会因乳脂肪粘度增大而影响流动性和尘埃的分离。根据乳品生产工艺的设置，可以采用 40 或 60 的温度净化，精华之后可以直接进入加工段。 根据离心净乳机的工作原理，乳进入机 内的量越少，在分离钵内的乳层越薄，净化效果越好。大流量时，净化不彻底，因此一般进乳量比额定数量少 10% 15%。 原料乳进入分离机之前，要选用较好的过滤器除去大的杂质，以防损坏净乳机以致影响净乳效果。 （ 2） 原料乳的冷却 提高原料乳的抗菌力，抑制细菌的繁殖。 防止鲜乳的酸度迅速提高，保持牛乳原味，从而保证产品质量。 延长牛乳贮存时间，以便于生产调度。 表 4 15 冷却温度 / 贮存时间 /h 冷却温度 / 贮存时间 /h 70539：冷却温度越低，贮存时间越长，但决不能达到乳的冻结点 ()。 一般情况下，牛乳由奶槽车运至工厂后，要及时验收、称量、冷却、贮存，奶槽车到工厂后从卸车到贮存的过程大约为 30加工生产的时间较长，因此，为了协调好生产速度的均衡性，以及防止由于一些特殊情况造成的加工停滞，所以我们把原料乳开始的贮藏时间保守估计为一天，从能源节约角度以及乳温与贮存时间的对应情况 (见表 4将原料乳冷却至 4为宜。 无论是冷却还是预热，均是依靠换热器实现其热交换的。将多种换热器类型的比较，由于本设计需处理的是牛乳为液态物料，根据其热敏性特点，以及设备选型要小，热效高，物料在里面停滞时间短的原则，因此，本设计中的冷却或加热设备均选用板式换热器，具体型号由后面章节计算出的换热面积确定 。 （ 3） 贮乳 为保证连续生产的需求，乳品厂需要有一定数量的原料乳低温储藏罐。贮存量按照工厂具体条件来确定，一般为实际生产能力的 50% 100%。为防止乳在罐内升温，贮乳容器要有良好的绝热层或冷却夹套，并备有搅拌器、人孔、视孔、温度计、自动清洗装置等。贮罐个数由日处理量和罐的大小决定，罐要装满，半罐易升温，影响乳的质量。由于立式罐具有占地面积少、刷洗方便等特点，因此本设计选用立式贮乳罐。另外，牛乳在贮存过程中，通常 12h 升温 1左右，冷却后的牛乳 4打入贮乳罐，在保存过程中温度略有上升，所以再放出使用时温度可能达到 5。 （ 4） 标准化 标准化的目的是为了确定乳中脂肪和乳固体的含量，以满足不同消费者的需求。乳脂肪的标准化可以通过添加脱脂乳或稀奶油进行调整。 固型酸奶加工工艺 产工艺流程 16 图 4凝固型酸奶生产工艺流程图 产工艺要点 原料乳 原料乳除按生产工艺规定验收外，还应注意不得含有抗生素等抑菌因子，患乳房炎的奶牛产出的原料乳不能用于酸奶生产；原料乳中的细菌数建议在 20 万个 /下。 辅料 a. 甜味剂 在酸乳中加入甜味剂的主要目的是减少酸乳特有的酸味感觉， 使 口感更柔和，更 容易被消费者所接受。酸乳中广泛使用的甜味剂是蔗糖，我国酸乳生产用的蔗糖要求符合 虑到过多的蔗糖会影响乳发酵的时间，通常蔗糖的用量不超过 10%。本设计所生产的的 凝固型酸奶为低糖型酸奶，不添加甜味剂。 b. 发酵剂 根据 我国关于酸乳的定义，酸乳中所用的菌种为嗜热链球菌和保加利亚乳 杆菌 和双歧杆菌 ，本设计中的发酵剂采用直投式发酵剂。 预热、均质、杀菌和冷却 a 预热：原料乳的预热温度是 5565 . b 均质：原料乳经预热后再在 250力下均质，然后回到杀菌段。 095 ，并在保温段保持 300s 后，再到冷却段冷却到 4143 。 原料乳称重 原料乳检验 净乳机净化 冷却 4原料乳称重 室外乳仓 配料调配、加糖 巴氏杀菌 4 65 95 /300s 43 均质6565656565656565656565 ,25,250酵罐内接种 冷却 后熟 灌装 17 接种 接种量：确定接种量可按发酵时的培养温度和时间、发酵剂的产酸能力灵活处理。一般可分为低、高 和最适三种。低接种量指按 比例接种，高接种量是指按照 5%以上的比例接种，最适接种量是按照 2%的比例进行接种。本设计采用最适接种量 2%的比例进行接种。 接种方法：为了使乳酸菌体从凝块中分离出来，应在接种之前将发酵剂充分进行搅拌，以达到完全破坏凝乳的程度。 灌装 经接种并充分搅拌的牛乳要立即连续的灌装到塑杯中。灌装时产品上部的空隙要尽可能小，充填后酸乳的质量要准确，充填室要安装滤菌空调。 发酵 热链球菌的最适生长温度是 4050 ，保加利亚乳杆菌最适生长温度是 4043 ，对于混合菌种，发酵培养温度一般采用 4043 。 养时间是指从接种发酵剂至达到发酵中点的一段时间，一般分为长时培养和短时培养。长时间培养指 3037 、 812h，短时培养指 4143 、 3h。结合发酵菌种的最适生长温度和生产班次，培养时间采用短时发酵。 断发酵终点一般采用抽样测定酸乳酸度，酸度达 6570时观察酸乳的流动性和组织状态，若流动性变差，且有细小颗粒出现，则可终止发酵。 冷却 达到发酵终点的酸乳需要迅速冷却，以便有效抑制乳酸菌的生长，降低酶活性，防止产 酸过度，降低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。 冷却过程分为四个阶段，第一阶段是从 4043 下降到 3337 ；第二阶段是从3337 降到 1820 ；第三阶段是从 1820 降到 1012 ；第四阶段是从 1012 降到 5 。 冷藏和后熟 冷藏温度一般为 28 。冷藏可促进香味物质的产生，改善酸乳的硬度，并延长保质期。酸乳产生香味物质达高峰期是在制作完成后的 4h 或更长，这段时间是酸乳的后熟期，后熟期成熟的好，酸乳的风味就好。 拌型酸奶加工工艺 18 产工艺流程 图 4 搅拌型酸奶生产工艺流程图 产工艺要点 (1)发酵典型的搅拌型酸乳生产的培养条件为 40 型的酸乳菌种继代的时间为 20了获得最佳产品，当 须停止细菌发酵，产品温度在 300低到 15将浓缩、冷冻和冻干菌种直接加入到酸乳培养罐时，培养时间为 43条件下进行 4 （ 2）凝块的冷却 在培养的最后阶段已经达到所需的酸度时（ 酸乳必须尽快降温到15这样可以暂时阻止酸度的进一步增加，同时为确保酸乳有良好的粘稠度，对凝块的机械处理必须柔和。利用板式热交换器进行冷却，为确保产品质量均匀一致，泵和冷却器的容量应恰好能在 20 （ 3）搅碎凝乳 破乳最常用的方法是人工搅拌和机械搅拌，由于本设计生产量大，故采用机械破乳法。它采用宽叶轮搅拌器或框式搅拌器，其方式分低速短时缓慢搅拌和不定时间间隔的温和搅拌，最终获得均匀一致的流态产品，其中大量凝胶粒肉眼不可见，同时存在少量肉眼可见的凝乳片。 破坏凝乳就是对凝乳施加剪切力，通过机械力破 碎凝胶体，使凝胶体的粒子直径达原料乳称重 原料乳检验 净乳机净化 冷却 4原料乳称重 室外乳仓 配料调配、加糖 巴氏杀菌 4 65 95 /300s 43 均质6565656565656565656565 ,25,250酵罐内接种 罐装 冷库 发酵罐内发 酵 19 到 使酸乳的硬度、黏度及组织状态发生变化。如果过于激烈不仅会降低酸乳的黏度，而且可能导致分层现象。分层是由于混入空气引起的，当出现分层时，上层是凝乳颗粒、脂肪和空气，下层是分离出的乳清和气泡。如果凝乳搅拌得当，会增加凝乳的持水性，提高其稳定性，不易出现凝乳分离和分层现象。 （ 4）冷却 经破乳后的酸乳需要进行迅速冷却，以控制乳酸菌和酶的新陈代谢，从而控制产品的最终酸度。冷却一般分为两种方式：一段冷却法和二段冷却法。 一段冷却法指将酸乳从培养温度直接冷却到 10以下，因为在此温度下酸乳的稳定性高于 20，从而减少灌装对酸乳的破坏程度。 二段冷却法是指先将酸乳从培养温度 30却到 15然后灌装，最后将产品冷却到 10以下。酸乳经过 1度会有所提高。 这两种方法在酸乳生产中均有广泛应用，需灵活处理。本设计采用二阶段冷却法。 （ 5）调味 本设计中黄桃酸奶与草莓酸奶均需添加果酱，果酱卫生指标应满足以下标准。 表 4 果酱卫生指标 名称 菌数 /（个 /g） 霉菌 酵母 大肠杆菌 菌落总数 果酱 10 1 阴性 1000 乳质量标准 感官指标 表 4 感官指标 项目 要求 检验方法 发酵乳 风味发酵乳 取适量试样置于 50杯中，在自然光下观察色泽和组织状态。闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。 色泽 色泽均匀一致，呈乳白色或微黄色。 与添加成分相符的色泽 滋味、气味 具有发酵乳特有的滋味、气味 具有与添加成分相符的滋味和气味 组织状态 组织细腻、均匀，允许有少量乳清析出；风味发酵乳具有 20 添加成分特有的组织状态。 理化指标 表 4 理化指标 项目 指标 检验方法 发酵乳 风味发 酵乳 脂肪 /(g/100g) B 白质 /(g/100g) B 脂乳固体 /(g/100g) 度 /( B 微生物指标 表 4 微生物指标 项目 采样方案及限量（若非指定，均以 g 或 示） 检验方法 n c m M 大肠菌群 5 2 1 5 黄色葡萄球菌 5 0 0/25g(- 门氏菌 5 0 0/25g(- 母 100 菌 30 乳酸菌数 表 4 乳酸菌指标 项目 限量 g( 检验方法 乳酸菌数 110 6 菌乳加工工艺 产工艺流程 21 图 4 菌乳生产工艺流程图 注： 关键控制点。 产工艺要点 均质 均质是在强力的机械作用下将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，使之均匀一致的分散在乳中。均质不仅可以防止脂肪球上浮，而且还具有其他优点：经均质后的牛乳脂肪球直径减小，更易于人体吸收；均质使乳蛋白质凝块软化，促进消化和吸收。 均质前需进行预热，达到 60 65 。均质方法一般采用两段式，即第一段均质使用较高的压力（ ,目的是破碎脂肪球；第二段均质使用低压（ ,目的是分散已破碎的小脂肪球，防止粘连。 超高温瞬时灭菌条件确定 超高温瞬时灭菌条件可以用 示， 指灭菌段的灭菌效果，单位是 算公式为： 60/10 /)121(0 式中 灭菌温度 t灭菌时间 Z对最耐热的芽孢， Z 值取 10 原料乳称重 原料乳检验 净乳机净化 预热 室外乳仓 冷却 均质 75 冷却 无菌暂存罐 菌 无菌灌装 22 普遍用于计算灭菌条件，若已知 D 值和灭菌效率的要求，则可计算出 ，进而可以计算出任一时间、温度的组合以满足 的要求。在牛乳中要求嗜热芽孢菌的致死率为 12D，而 为 总灭菌时间为 147s,因此： 2 m 7 / 6 010F / 10121 在 加工中，一般采用 137 的高温加热，为了得 到相同的灭菌效率 12D，所需灭菌时间为： 60/0/121t t=此，本设计中 的灭菌条件为 137 ， 4s。灭菌流程为： 原料乳经闪蒸脱气后由平衡槽经离心泵进入 菌机的预热段，此处牛乳被加热至 75 后进入均质机。均质后的牛乳进入加热段，在此处牛乳被加热至灭菌温度（ 137 ），在保温管中保温 4s，然后进入热回收冷却段，此处牛乳被冰水冷却至灌装温度。冷却后的牛乳直接进入灌装机或先进入无菌贮存罐后在进入灌装机。若牛乳的灭菌温度低于设定值，则牛乳就沿着启动冷却段返 回平衡槽。 灌装 无菌灌装是保证 商业无菌必不可少的环节。 菌乳应有专用的无菌灌装间，灌装过程中，产品不能受到来自任何设备表面或周围环境的污染。 菌乳质量标准 感官指标 表 4官指标 项目 要求 检验方法 色泽 呈乳白色或微黄色 取适量试样置于 50杯中，在自然光下观察色泽和组织状态。闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。 滋味、气味 具有乳固有的香味，无异味。 组织状态 呈均匀一致液体，无凝块、无沉淀、无正常视力可见异物。 理化指标 表 4 化指标 项目 指标 检验方法 23 脂肪 /(g/100g) B 白质 /(g/100g) B 脂乳固体 /(g/100g) B 度 /( 1218 微生物要求：符合商业无菌要求， 按 定的方法检验。 氏杀菌乳加工工艺 巴氏杀菌乳又又称消毒乳，它是以合格的新鲜牛乳为原料，经离心净乳、标准化、均质、巴氏杀菌、冷 却和灌装，直接供给消费者饮用的商品乳。巴氏杀菌不能将牛乳中的细菌全部杀死，只是将细菌的数量降低到对人体不会造成伤害的水平，但是较低温度的灭菌能保证产品中物理、化学和感官的变化最小。巴氏杀菌乳要求牛奶杀菌后应及时冷却、及时包装，用冷链进行配送。 产工艺流程 图 4巴氏杀菌乳生产工艺流程图 产工艺要点 杀菌温度 为了保证杀死所有的致病微生物，牛乳加热必须达到某一温度，并在此温度下持续一定时间，然后冷却。温度和时间组合决定 了热处理的强度。巴氏杀菌的方法有以下几种： 原料乳称重 原料乳检验 净乳机净化 冷却 4 室外乳仓 巴氏杀菌 4 65 85 /16s 4 均质 65 熟奶罐 塑袋包装入库 4 24 表 4生产巴氏杀菌乳的主要热处理工艺分类 工艺名称 温度 / 时间 加热方式 低温长时巴氏杀菌 0歇式 高温短时巴氏杀菌 72 85 15 20s 连续式 超巴氏杀菌 125 138 2 4s 本设计中采用高温短时巴氏杀菌。 冷却 杀菌后的牛乳应尽快冷却到 4 ，冷却速度越快越好。原因是牛乳中的磷酸酶很敏感，不耐热，易钝化。 De s 但同时牛乳中含有不耐高温的抑制因子和活化因子，抑制因子在 63 /30 82 /15s 的杀菌条件下不被破坏，能抑制磷酸酶恢复活力，而在86130 加热时抑制因子被破坏；而活化因子在 82130 加热时能存活，因而能激活以钝化的磷酸酶，所以巴氏杀菌乳在杀菌灌装后应立即置于 4 条件下冷藏。 包装 在巴氏杀菌乳的包装过程中，要注意：避免二次污染，包括包装环境、包装材料及包装设备的污染；避免灌装时产品的升温；对包装设备和包装材料有较高的要求。 氏杀菌乳质量标准 感官指标：同 菌乳。 理化指标：同 菌乳。 微生物指标 表 4 微生物指标 项目 采样方 案及限量（若非指定，均以 g 或 示） 检验方法 n c m M 菌落总数 5 2 50000 100000 肠菌群 5 2 1 5 黄色葡萄球菌 5 0 0/25g(- 门氏菌 5 0 0/25g(- 性含乳饮料加工工艺 中性含乳饮料一般制成带各种风味的风味含乳饮料。风味含乳饮料是以新鲜牛乳或 25 乳粉为原料（含乳 30%以上），加入水与适量辅料如可可、咖啡、果汁和蔗糖等 物质，经有效杀菌制成的具有相应风味的含乳饮料。一般蛋白质含量应该 1%。 艺流程 图 4产工艺要点 （ 1）配料 本设计使用新鲜牛乳为原料，使用胶体磨将添加辅料中的大颗粒物质磨细，再与将验收合格的原料乳混合即可。 （ 2）巴氏杀菌 配料后的料液进行巴氏杀菌预处理，即先将料液预热至 65进行均质，均质压力为25后杀菌温度为 95，保温 300s，再冷却。 （ 3）超高温灭菌 本设计使用超高温灭菌，首先将 产品预热至 65进行均质，然后在 138进行灭菌，再冷却至 10以下进行灭菌包装。 （ 4）香精、色素 根据产品处理情况不同，分别选用不同的焦糖、色素，本设计采用超高温灭菌，所选用的香精、色素必须具有耐高温的特性。 味 含乳饮料质量标准 表 4感官指标 原料乳或乳粉 配料标准化 巴氏杀菌 95 /保温 30s 纯净水、糖、稳定剂香精、色素等 均质 65， 40高温灭菌 无菌包装 26 项目 要求 检验方法 色泽 呈均匀一致的乳白色或与添加成分相符的色泽 取适量试样置于 50杯中，在自然光下观察色泽和组织状态。闻其气味，用温开水漱口，品尝滋味。 滋味、气味 具有风味乳饮料应有的滋味和气味 组织状 态 质地均匀，无肉眼可见的外来杂质 （ 2）理化指标 表 4 理化指标 项目 指标 蛋白质（ g/100 肪（ g/100 砷 (（ ） () (（ ） 3）微生物指标 表 4项目 指标 菌落总数 /( 10000 大肠菌群 /(00 40 霉菌 /( 10 酵母 /( 10 致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌） 不得检出 处理工艺综述 生产用水和蒸汽的卫生质量是影响乳品卫生的关键因素。既要考虑到生产用水的来源、处理过程和方法应符合有关规定，也要考虑到非生产用水及污水处理的交叉污染。 本设计中有些产品中需要加入水，这些水不仅要符合饮用水标准，还要求用软化水。 因为硬水中含有 金属离子，牛乳中的蛋白质等成分易于这些 27 离子形成络合物，发生沉淀。在清洗工序中，水中 的金属离子会在设备或管道表面生成不应有的附着物，或在热交换器的表面结垢，因此设备、管道的清洗用水硬度应控制在50 以下， 等金属离子的含量必须符合城市自来水的标准规定。 质标准 符合国家生活饮用水卫生标准 7492006生活饮用水卫生标准规定的 35项指标。 微生物指标：菌落总数 100 肠菌群 3 原菌不得检出。 游离余氯：水管末端不低于 。 产用水处理工艺 原水处理 直接适用自来水厂的水，由水泵抽到沉 淀池，并经过两个小时的自然沉降以出去水中的大颗粒杂质。原水余氮低于 ，需加入一定量的氯水，使原水中的余氮量调整到 过滤处理 经沉淀后的水通过沙滤、碳滤、软化等处理以出去水中的杂质及钙镁离子。 反渗透 经过滤处理后的水通过 进行反渗透，将水中的胶体、可溶性杂质、病毒、细菌等去除，降低电导率，以达到纯水标准，按 标准测定。 经反渗透的 进入