《藜麦乳饮料的加工工艺探析及生产线设计》11000字【论文】

[22]。样品测定三组平行。沉淀指数（%）=沉淀物质量（g）*100/饮料质量（g）上浮指数（%）=上浮体积（mL）*100/样液总体积（mL）结果与分析单因素实验结果（一）藜麦浆与牛奶配比的确定不同藜麦浆与牛奶配比的藜麦乳饮料的感官评价结果如图2-1所示。由图2-1可知，藜麦浆与牛奶的配比为3:1时，感官评分最高。当藜麦浆与牛奶的配比低于3:1时，感官评分随配比的增大而升高，这可能是由于当藜麦浆含量过少时，其特殊风味不明显，且牛奶含量过多，奶腥味较重，因此随着藜麦浆含量的增多，感官评分变高。当藜麦浆与牛奶的配比高于3:1时，感官评分随配比的增大而降低，这可能是由于藜麦中含有皂苷等化学物质，味道偏苦，随着藜麦浆含量的增多，饮料的适口性降低。因此，确定藜麦浆与牛奶的比例为3:1。（二）甜菊糖添加量的确定甜菊糖是为了调节藜麦乳饮料的风味，由于藜麦具有一种特殊的香气，但这种香气大多数人通常无法接受，而甜菊糖的加入可以增加乳饮料的甜味，从而中和一部分藜麦的味道。不同甜菊糖添加量的感官评价如图2-2所示。由图2-2可知，甜菊糖的添加量低于0.02%时，感官评分随着甜菊糖添加量的增加而升高，这是由于甜菊糖添加过少时，饮料的甜味不足，味道寡淡，且不能对藜麦的味道起到一个中和的作用，随着甜菊糖添加量的增加，饮料甜度增加、适口性增强；当甜菊糖添加量超过0.02%时，感官评分随甜菊糖添加量的增加而降低，这是由于甜菊糖的甜度过大，当甜菊糖添加量超过0.02%时，饮料偏甜，导致饮料的感官评分降低。因此，甜菊糖添加量确定为0.02%。（三）黄原胶添加量的确定添加黄原胶是为了避免藜麦乳饮料出现分层、沉淀等不良现象，确定适宜的黄原胶添加量能增强藜麦乳饮料的感官效果。不同黄原胶添加量的感官评价如图2-3所示。由图2-3可知，黄原胶的添加量为0.05%时，藜麦乳饮料的感官评分最好。当黄原胶添加量低于0.05%时，感官评分随黄原胶添加量的增加而升高，这可能是由于当黄原胶添加量过少时，藜麦乳饮料的稳定性不佳，略有分层，随着黄原胶添加量的增加，饮料稳定性变好，分层现象减少；当黄原胶添加量大于0.05%时，感官评分随黄原胶添加量的增加而降低，这是由于当黄原胶添加量过多时，使得饮料质地过于黏稠，适口性降低。因此，最终确定黄原胶的添加量为0.05%。二、正交实验结果在单因素实验的基础上，分别选取三个因素的三个水平值，A因素的三个水平值取2:1、3:1、4:1；B因素的三个水平值取0.015%、0.020%、0.025%；C因素的三个水平值取0.04%、0.05%、0.06%。通过三因素三水平L9（33）的正交实验，进行综合感官评定，以此确定藜麦乳饮料的最佳配方。表2-4藜麦乳饮料最佳配比正交实验因素水平表水平因素A藜麦浆与牛奶配比B甜菊糖添加量/%C黄原胶添加量/%12:10.0150.0323:10.0200.0434:10.0250.05表2-5正交实验结果表实验号ABC感官评分111162212268313365421282522392623186731368832176933272K165.00070.66774.667K286.66778.66774.000K372.00074.33375.000R21.6678.0001.333表2-6方差分析结果表方差来源平方和自由度比值F显著性PA733.5562254.001**B96.222233.318*C1.55620.539误差2.8882由表2-6可知，藜麦浆与牛奶的配比对藜麦乳饮料最佳配比的影响为极显著，甜菊糖添加量对藜麦乳饮料最佳配比的影响为显著，而黄原胶添加量对藜麦乳饮料最佳配比的影响不显著。综合得到藜麦乳饮料的最佳配比是A2B2C3，即藜麦乳饮料与牛奶的配比为3:1，甜菊糖的添加量为0.02%，黄原胶的添加量为0.05%。三、杀菌工艺实验结果（一）杀菌时间对藜麦乳饮料风味的影响结果由图2-4、2-5可看出，随着杀菌时间的延长，藜麦乳饮料中的主要风味物质含量增加，在杀菌50min时达到峰值，这可能是由于加热使得藜麦和牛奶的特殊风味成分很好地逸出；但杀菌时间超过50min，达到60min时，藜麦乳饮料中的主要风味物质减少，这可能是由于持续高温加热使得其特有风味物质结构破坏而导致的。（二）杀菌时间对藜麦乳饮料蛋白含量的影响结果在室温条件下，将配好的藜麦乳饮料用玻璃瓶进行灌装，然后蒸煮杀菌，当藜麦乳饮料的中心温度达到90℃时迅速拧紧瓶盖，分别继续加热20min、30min、40min、50min、60min，冷却放置一段时间后测定蛋白质含量，每组测定三组平行，测定结果结果如表2-7所示。表2-7不同杀菌时间下蛋白质含量测定结果杀菌时间（min）02030405060滴定体积/mL12.23±0.3713.66±0.4813.2±0.5913.3±0.2013.30±0.4514.2±0.80含氮量/%0.18±0.010.19±0.010.18±0.010.18±0.000.18±0.010.20±0.01含蛋白量/%1.11±0.031.18±0.041.14±0.051.15±0.041.15±0.041.23±0.07由所得数据可得，在最优配比下制得的藜麦乳饮料的蛋白含量均大于1%，符合国标GB5009.5-2016关于含乳饮料的标准所规定的蛋白质含量。同时，高温杀菌的不同杀菌时间对于藜麦乳饮料蛋白含量没有显著影响。四、理化指标测定结果（一）有效酸度（pH）测定结果将所测三组平行试验的结果取平均值，得最终产品的有效酸度（pH）为6.82±0.02，接近中性，藜麦乳饮料组织较为稳定。当乳饮料pH过低时，将会产生絮状沉淀，无法饮用。色度测定结果将所测三组平行试验的结果取平均值，得最终产品色度的测量结果为L*值48.00±0.30，a*值-6.65±0.11，b*值6.20±0.30，结合感官评价来看，制得的产品整体色泽均匀鲜亮。稳定性的测定结果根据公式计算可得藜麦乳饮料的上浮指数为1.85%±0.10%，沉淀指数为1.51%±0.10%，两个参数均低于2%，表明藜麦乳饮料稳定性较好。第三章藜麦乳饮料生产线设计本课题依据藜麦乳饮料的生产工艺流程，结合生产过程中物料、水和电用量的衡算，对生产饮料所用的设备进行了选型，设计了藜麦乳饮料的生产线和生产车间平面图，为藜麦乳饮料的工艺生产提供了理论基础。工艺设计的概述工艺设计是指工艺规程设计和工艺装备设计的总称，它是根据生产特点、生产性质和生产功能来确定的，工艺设计是生产性建设项目设计的核心。工艺设计部分主要内容包括：1、产品方案的确定；2、生产工艺流程的确定；3、主要原、辅料的物料衡算；4、生产车间设备的选型；5、车间水、电用量的估算；6、劳动力的计算及安排；7、生产车间的平面布置[23]。第二节产品方案的确定根据目前市场同类产品规格调研情况，拟定产品为瓶装，每瓶200mL。本厂是中小型规模，依据乳饮料的市场需求情况以及公司配套的生产能力，选择藜麦饮料年产量为8000t的生产规模。原料不受季节的影响，但由于相比于夏季，冬季时鲜乳及乳饮料更受人们喜爱，故全年生产按10个月（300天）。安排产品方案时，每个月按20天计，每天生产1班，生产有效时间按10小时计REF_Ref72951357\r\h[24]。表3-1产品方案产品年产量月产量日产量班次每小时产量藜麦乳饮料4000t400t20t1次2t第三节工艺流程及操作要点生产工艺流程水处理藜麦验收水处理藜麦验收清洗、浸泡打浆过滤熟制过滤清洗、浸泡打浆过滤熟制过滤缓冲暂存缓冲暂存白砂糖、甜菊糖验收白砂糖、甜菊糖验收牛乳验收调配缓冲暂存冷却溶解牛乳验收调配缓冲暂存冷却溶解水处理均质、脱气水处理均质、脱气包装材质验收清洗包装材质验收清洗杀菌 杀菌 倒瓶杀菌热罐装和封盖倒瓶杀菌热罐装和封盖冷却冷却 标签验收套标标签验收套标喷码喷码纸箱验收装箱纸箱验收装箱贮存贮存二、操作要点原料的验收生产优质产品的关键是选用优质原料，对产品原料进行严格把控对于食品生产来说是十分重要的。水处理水处理对于饮料的生产来说十分重要。水处理是指通过一些物化方法除去水中的固体物质，降低水的硬度和含盐量，杀灭微生物及除去异味，从而使工艺用水符合饮料用水的标准。藜麦浆的制备藜麦进行打浆前应充分清洗、浸泡，打浆后需过滤而制得生藜麦浆。生藜麦浆在熟制时，应在沸腾后继续加热1~2min，防止藜麦浆未完全熟化。过滤除去藜麦在打浆、熟制后产生的藜麦渣和沉淀，使得藜麦浆均一稳定。脱气藜麦乳饮料混匀过程中会有空气进入，空气的存在会影响产品的营养价值和色泽等，因而需要对其进行脱气处理，设定脱气真空度为85~90KPaREF_Ref72935060\r\h[24]。杀菌所有的产品都需要进行杀菌处理方可在市场流通，所以需要对制得的藜麦乳饮料进行杀菌处理，设置的杀菌参数为：藜麦乳饮料在95℃的条件下灭菌15s~20s。灌装、封盖灭菌后，应趁热开始灌装，容器选用玻璃瓶，随后密封。倒置将密封好的饮料倒放，利用饮料的余温对瓶口没有饮料的位置进行灭菌，同时也有助于及时发现未密封好的饮料瓶。第四节原辅材料物料衡算依据上述的产品设计方案，藜麦乳饮料的日产量为20t。由产品的配方可知，藜麦与牛奶的比例为3:1，因此每日需要生产的藜麦浆为15t，牛奶用量为5t，白砂糖添加量为0.5%，黄原胶添加量为0.05%，甜菊糖添加量为0.02%。一、藜麦用量预算新鲜藜麦经过一系列制浆工艺处理后，其原料损耗率如表3-3所示。表3-2原料损耗率项目损耗率浸泡、清洗0.4%打浆0.8%过滤1.2%杀菌和灌装0.6%由表3-3可知，物料总损失率为3%，所以每天需要的藜麦浆的质量为15÷（1-3%）≈15.5t。二、其它配料用量预算白砂糖用量为：20×0.5%=0.1t；黄原胶用量为：20×0.05%=0.01t；甜菊糖用量为：20×0.02%=0.004t。第五节设备的选型及计算一、设备选型的原则（1）所选设备必须满足生产工艺及生产方案的要求，并且要视食品厂的规模而定。（2）所选设备必须能够将原料充分利用，减少损耗，节约资源。（3）所选设备必须符合卫生要求，不得污染食品。（4）所选设备的结构必须合理，要便于清洗、拆卸和维修。（5）所选设备必须要有便捷的控制系统和监控系统，避免发生事故REF_Ref72935166\r\h[25]。二、主要设备选型表3-3全厂设备一览表设备名称型号规格功率外形尺寸台数净水设备MD-A-12.5t/h4.75kW2800×600×16501过滤器FNC-ZQX-21930m³/h0.12kWØ219×14501夹层锅RL-50500L12kW1400×900×9001打浆机DJ2-001500kg/h7.5kW1900×1500×18004溶糖罐CXP-G-RT-500L2t/h1.2kWΦ1400×20001双联过滤器ZHP-H253t/h3kW900×320×11001配料罐THG-4.02000L0.55kWΦ1020×15001均质机CFM-4-403000L/h32kW1600×1260×13001脱气机CFM-22000L/h9.2kW1500×860×31501灭菌机SJ-45t/h3kW4600×1000×25001洗瓶机LP-18000~10000瓶/h1.5kW3100×2450×22001灌装机YGP-2504200~6800瓶/h5.03kW2280×860×14002倒瓶机SJ-25000~20000瓶/h1.5kW7350×731×11202冷却温瓶机CY-WP40005000瓶/h6.55kW6200×1500×17002贴标机LI-G2155000瓶/h0.5kW2000×1300×15002封装机LoreHo-60505000瓶/h4.24kW1580×800×15002清洗机TM400020t/h4.5kW4000×1000×15001第六节水电的估算水的估算表3-5班产20t藜麦乳饮料车间用水详情类别用途用量合计生产用水清洗原料浸泡原料配制饮料10t6t15t31t清洁用水设备清洗地面清洗6t2t8t生活用水卫生间、浴室2t2t消防用水5t5t46t二、电的估算表3-4各设备功率表设备名称功率台数净水设备4.75kW1过滤器0.12kW1夹层锅12kW1打浆机7.5kW4溶糖罐1.2kW1双联过滤器3kW1配料罐0.55kW1均质机32kW1脱气机9.2kW1灭菌机3kW1洗瓶机1.5kW1灌装机5.03kW2倒瓶机1.5kW2冷却温瓶机6.55kW2贴标机0.5kW2封装机4.24kW2清洗机4.5kW1由表3-5可知车间设备总额定功率137.46kW左右，因此每班生产用电量为137.46×10=1374.6kW·h。生活用电（包括照明用电）：5×10=50kW·h。生产车间每日总用电量为1374.6+50=1424.6kW·h。生产车间平面设计生产车间是产品转化能耗最大的地方，也是人流和物流最集中的地方。藜麦乳饮料的生产车间包括主生产车间、包装运输车间、原料仓库及包装材料仓库等。在设计时，除了要考虑设计的合理性，还要考虑生产成本等问题。除此之外，生产车间还应配备卫生间、更衣室、消毒间、工具间、化验室、办公室等。生产车间平面布置图详见附录2。第八节劳动力安排表3-5人员安排表部门人数备注车间主任办公室1生产车间40化验室7主管1，实验员6机修车间3车工2，钳工1配电室1清洁工人2仓库管理8原料库2，成品库2，辅料库2，包材库2总人数62第四章结论本课题以藜麦为原材料，开发出一款藜麦乳饮料，同时对其进行了生产线设计。经过实验，得到了相应的结论：（1）本课题通过单因素实验和正交实验确定了藜麦乳饮料的最佳配方，即藜麦浆与牛奶比为3:1，甜菊糖添加量为0.02%，黄原胶添加量为0.05%。所得藜麦乳饮料为均一乳白色，具有藜麦特有香味，营养价值高，是一款老少皆宜的饮品。（2）在最优配方下制得的藜麦乳饮料的pH为6.82±0.02，接近中性，适口性强、稳定性好；色度的测量结果为L值48.0±0.3，a*值-6.65±0.11，b*值6.2±0.3，表明藜麦乳饮料的色泽均匀鲜亮；饮料的上浮指数为1.85%±1.0%，沉淀指数为1.51%±0.10%，表明藜麦乳饮料的稳定性较好。（3）杀菌时间对藜麦乳饮料的两种主要风味物质的影响呈先上升后下降的趋势，在杀菌时间为50min时感官评分最高，且可以很好地保留其特有的风味和香气；杀菌时间对藜麦乳饮料蛋白质含量的影响不大，当杀菌时间为50min时，藜麦乳饮料的蛋白含量为1.15%±0.04%。（4）本设计确定了藜麦乳饮料的年产量为4000t，日产量为20t。并且确定了藜麦乳饮料的生产工艺流程，设计了生产车间工艺流程图，并计算了工厂原辅料用量。确定了每天藜麦浆用量为15.5t，牛奶用量5t，白砂糖用量为0.1t，甜菊糖用量为0.004t，黄原胶用量为0.01t，每日生产用水量为46t，每日生产总用电量为1424.6kW·h。参考文献IreneDini，GianCarloTenore．Newoleananesaponinsinchenopodiumquinoa[J]．FoodChemistry，2001，49：3976-3981．孙宇星，迟文娟．藜麦推广前景分析[J]．绿色科技，2017(7)：197-198．QuirogaC，EscaleraR，AroniG，etal．Traditionalprocessesandtechnologicalinnovationsinquinoaharvesting，processingandindustrialization．Stateoftheartreportonquinoaaroundtheworld[M]．Rome：FAO&CIRAD，2015．郭慧敏，耿艳楼，吕玮等．藜麦开发利用研究进展[J]．粮食与油脂，2021，34(3)：9-11．WangS，ZhuF．Formulationandqualityattributesofquinoafoodproducts[J]．FoodandBioprocessTechnology，2016，9(1)：49-68．AyseliMT，YilmazMT，CebN，etal．Physicochemical，rheological，molecular，thermalandsensoryevaluationofnewlydevelopedcomplementaryinfant(6-24monthsold)foodspreparedwithquinoa(ChenopodiumquinoaWilld．)flour[J]．FoodChemistry，2020，315：126208．赵红梅，杨艳君，马建华．藜麦杂粮面包的制备工艺[J]．山西农业科学，2019，47(3)：457-459．LinMY，HanPP，LiYY，etal．Quinoasecondarymetabolitesandtheirbiologicalactivitiesorfunctions[J]．Molecu