常温长保质期酸牛奶生产工艺与生产设备.doc

常温长保质期酸牛奶生产工艺与生产设备The productive technology and production equipment of Long shelf-life yoghurt at normal temperature李志才 青岛市畜禽良种有限公司 姜竹茂 烟台大学生命科学学院 王 彬 石家庄市兄弟伊兰食品配料有限公司孙志强 山东潍坊紫鸢乳业发展有限公司 池红玉 山东伊怡乳业有限公司 宋广辉 山东伊怡乳业有限公司 （第一作者：李志才；论文题目：常温长保质期酸牛奶生产工艺与生产设备；论文范畴：乳制品生产工艺与设备；工作单位：青岛市畜禽良种有限公司、联系电话18563923182邮编：266000、邮箱：；联系地址：青岛市李沧区金水路1057号13号楼1单元201室。摘要：本文介绍了常温长保质期酸牛奶的生产工艺和生产设备。生产工艺主要是由生产原料前处理、混合物料超高温灭菌、酸牛奶发酵与发酵后热处理和无菌灌装等四个主要部分构成。生产设备主要由生鲜牛乳收储预处理设备、混料处理设备、超高温灭菌设备、酸牛奶发酵设备、酸牛奶巴氏杀菌设备、酸牛奶无菌灌装设备、CIP清洗设备和主要公用设备等8个主要生产设备部分组成。采用以上酸牛奶生产工艺和生产设备能够满足生产符合GB19302标准常温长保质期酸牛奶。 （ 正 文 ）酸牛奶营养丰富，含有益生菌和特殊生物因子有助于改善人体胃肠消化功能，提高机体免疫力，是人们强身健体、延年益寿的营养佳品。但传统的酸牛奶生产加工方法，其产品需要06低温冷藏保存，且保质期一般为721天，时间比较短，成为影响产品质量和市场销售的重要因素。近些年来，国内有多家知名乳品企业，应用现代先进的酸牛奶生产技术，开发生产了不需要冷藏，可常温保存，保质期在90180天左右，符合GB19302标准的酸牛奶产品，受到了广大消费者和销售市场的青睐与欢迎。为推广普及这项现代先进的酸牛奶生产技术，现将常温长保质期酸牛奶的生产工艺与生产设备介绍如下：1、常温长保质期酸牛奶生产工艺。常温长保质期酸牛奶生产工艺，主要由生产原料前处理、混合物料超高温灭菌、酸牛奶发酵与发酵后热处理和无菌灌装等四个主要部分构成。1.1、常温长保质期酸牛奶生产工艺流程示意图：42-43无污染酸牛奶发酵，至PH值达到4.8止200转/min无污染搅拌破碎凝乳；在线洁净添加调味剂后储存 10-12无菌灌装保温5d进行产品包装后检验添加原料 预处理70-80配料混合高速剪切乳化、定容、冷却至60常温长保质期酸牛奶成品外箱包装 43在线无菌添加发酵菌种牧场鲜牛奶原料预处理15MPa均质75/25s巴氏杀菌后冷却至10-12储存，继续冷藏后熟10-12h，PH值达4.560/20MPa均质、脱气、超高温灭菌131/20s1.2、常温长保质期酸牛奶生产工艺说明。1.2.1、常温长保质期酸牛奶产品营养素成分（每100g产品中）：能量4%、蛋白质5%、脂肪5%、碳水化合物4%。生产配料配方是：鲜牛奶895kg、乳清粉10kg、白砂糖80kg、复配稳定剂15kg、净化水加至1000L。 1.2.2、常温长保质期酸牛奶生产工艺质量关键控制点基本要求。、配料温度要求7080，配料剪切乳化时间要求达到1520min。配料温度过低或配料剪切乳化时间较短，物料混合容易造成溶解不充分问题。、物料均质温度要求不低于60、均质压力不低于20MPa。物料均质温度低或物料均质压力低，乳脂肪不易细化，产品易出现上浮或分层。、物料超高温灭菌温度要求为131/20s，将物料中的各种霉菌、酵母、细菌和芽孢等微生物全部杀灭，达到无菌要求。、酸牛奶发酵必须是在洁净夹套（可调节温度）无菌罐体中进行；同时须做到无菌添加发酵菌种和无菌添加调味调色剂。、酸牛奶发酵温度要求恒温并始终控制在43。发酵温度过高或过低，易造成产品析水、质地粗糙和发酵缓慢等问题。、酸牛奶发酵程度终止控制标准，以PH值达到4.8作为酸牛奶停止发酵数值，发酵时间一般可能在35h左右。、酸牛奶搅拌破乳，须应用框式大桨叶搅拌器慢速度，300r/min、短时间，8-10min，进行搅拌破碎凝乳。、酸牛奶发酵终止后须进行巴氏杀菌热处理。巴氏杀菌热处理的要求是：均质压力为15MPa、杀菌温度为75、杀菌时间为25s。均质压力、杀菌温度和杀菌时间不可过高、过低和过长，否则会导致产品继续发酵和产品质地粗糙、有砂涩稀薄感。、酸牛奶发酵后经巴氏杀菌热处理后，须降温至10-12以下，静态后熟1012h，PH值控制在4.5。酸牛奶静态后熟时须保证无菌环境和静态一定的后熟时间，防止有害细菌、霉菌污染和产品粘度不够，口感不细腻。0、酸牛奶无菌灌装必须配置与总体生产能力相适应的无菌灌装机、喷码机、贴管机和产品外包装机组。产品灌装、物料输送也同样必须保证无菌环境，应用剪切力小的转子泵和无菌空气输送无菌灌装酸牛奶物料。 2、常温长保质期酸牛奶生产设备。 2.1、常温长保质期酸牛奶生产需用设备介绍。 常温长保质期酸牛奶生产设备主要由生鲜牛乳收储预处理设备、混料处理设备、超高温灭菌设备、酸牛奶发酵设备、酸牛奶巴氏杀菌设备、酸牛奶无菌灌装设备、CIP清洗设备和其他主要公用设备等8个部分生产设备组成。为便于介绍说明，以生产规模50t/d标准为例，将常温长保质期酸牛奶生产需用主要设备列表如下： 50t/d常温长保质期酸牛奶主要生产设备一览表序号设备名称 规格型号 数量功率（kw） 备注 1、 生鲜牛乳收储预处理设备1-1乳泵30t/h 1台 31-2管式双联过滤器 30t/h 1组1-3脱气罐 20t/h 2个1-4流量计040t/h 1组1-6生乳暂存罐 20t 2个 2.21-7乳泵20t/h 2台 31-8净乳机 10t/h 3台 451-9净乳暂存罐 20t 2个 2.21-10分离机 10t/h 3台 451-11脱脂乳暂存罐 20t 2个 2.21-12稀奶油暂存罐 5t 2个 21-13标准化乳生成器 10t/h 3台1-14板式冷却器 12m2 3台1-15室外乳仓 30t 4个 221-16乳泵20t/h 4台 41-17CIP回程泵 20t/h 自吸式 2台 6 2、 混料处理设备2-1板式换热器 12m2 2台2-2净化热水储存罐 10t 保温型 1个 1.12-3热水泵 10t/h 1个 22-4料液混合机组 1t/h 2组 62-5高速剪切乳化罐 2t/h 保温型 2个 102-6管式过滤器 10t/h 2个2-7乳泵 10t/h 2台 32-8流量计 040t/h 2个2-9物料调配罐 5t 保温型 5个 5.52-10乳泵 10t/h 5台 7.52-11管式过滤器 10t/h 5个2-12板式冷却器 24m2 两段式 1组2-13物料暂存罐 5t 保温型 2个 2.22-14CIP回程泵 20t/h 自吸式 2台 15 3、 超高温灭菌设备3-1均质机 5t/h 1台 453-2真空脱气机组 5t/h 1组 73-3UHT管式灭菌机组 5t/h 1组 15 4、 酸牛奶发酵设备4-1在线无菌添加菌种器 2组式 分别添加 1台 14-2无污染酸牛奶发酵罐 5t 夹套型 10个 114-3转子泵 5-6t/h 12台 364-4无污染酸牛奶暂存罐 5t 夹套型 10个 114-5转子泵 5-8t/h 12台 364-6在线味料添加器 200L/h 1台 14-8CIP回程泵 20t/h 自吸式 2台 15 5、酸牛奶巴氏杀菌设备51管式巴氏杀菌机组 5t/h 自动控制 1组 1552均质机 5t/h 30Mpa 1台 4553转子泵 5-6t/h 变频调速 7台 2154热处理酸牛奶（后熟罐）储存罐 10t 保温型 5个 5.555转子泵5-6t/h 变频调速 5台 155-6CIP回程泵20t/h 自吸式 2台 15 6、 酸牛奶无菌灌装设备6-1酸牛奶全自动无菌灌装机组 2.5t/h 变频调速 2台 306-2喷码机标注信息快速喷涂 4台 4 6-3贴管机10000-12000次/h 2台 166-4成品纸箱包装机 全自动型 4台 126-5码箱机全自动型 2台 8 7、 CIP清洗设备浓碱罐 500L 4个浓酸罐 500L 4个隔膜泵 750L/h 4台 2CIP清洗液罐 10t 保温型 8个 8.8CIP进程泵 30t/h 耐酸碱 4台 30板式加热器 12m2 4台管式过滤器 20t/h 4个 8、其他主要公用设备净化水处理器5t/h反渗透双膜法净水型 2台 15净化水储存罐 30t/h 4个 4.4净水泵 10t/h 4台/2路 15冰水制冷机组制冰水量4.5t/h螺杆氟利昂（动态冰蓄冷）机组 2台 50蓄冷冰水槽容量100立方保温型 1个 15冰水泵 30t/h 4台/2路 30无菌空压机组 80m3/min 2组 48燃气蒸汽锅炉 10t/h 1.6MPa 1台 7.52.2、常温长保质期酸牛奶生产需用设备说明。2.2.1、生鲜牛乳收储预处理设备。在生鲜牛乳收储预处理设备运行的过程中需重点把握的设备主要是：（1）、脱气净乳；（2）、乳脂分离；（3）、牛乳标准化；（4）、过冷降温；（5）、奶仓储存等五类设备。生鲜牛乳收储预处理设备选型与配置要合理配套，确保收储的生鲜牛乳经预处理后符合GB/T6914-86生鲜牛乳收购标准。2.2.2、混料处理设备。混料处理设备要具备在线混料或批次混料的功能，最好能在一个罐体内完成高剪切和乳化溶解。各种物料能够迅速溶解，没有结团和白点，稳定性好；对暂存的物料须采取柔和的搅拌方式，保护产品稳定性不受破坏；混料罐体的罐顶和罐底须采取弧形设计，确保罐内料液能完全排放和有利于清洗；混料罐体须能处理各种高、中、低，不同粘稠度和不同干物质含量的物料；如有条件具备，可采用真空混料技术，在罐内液面下负压吸入物料。2.2.3、超高温灭菌设备。超高温灭菌（UHT）设备须选用管式超高温灭菌机组，在杀灭物料中微生物的同时，要求尽最大可能的减少物料营养成分和有益物质的损失；超高温灭菌（UHT）设备的物料灭菌性能须可靠、稳定、耐用、安全，要能连续较长的时间对物料进行灭菌，一般连续工作时间须达12h以上；设备运行高效节能，热回收效率不低于90%，可全自动控制，操作简单，容易掌握。现在乳品生产物料超高温灭菌技术发展很快，有很多先进的技术应用在超高温灭菌设备中。一是节省能源技术：采用全封闭式系统，UHT在预杀菌过程中不再使用冷却水，节约蒸汽和冷却水；UHT预杀菌和无菌水循环时，均质机和脱气罐可以不工作，减少电能的消耗；UHT采用双水路设计，一个热水回路用于加热，一个热水回路用于热回收，提高热回收效率。二是提高生产效率技术：当均质机出现故障时，系统能自动旁通均质机，避免了UHT自动停机后排料、清洗和升温等浪费物料、浪费时间、浪费能源的问题； 2.2.4、酸牛奶发酵设备。酸牛奶发酵设备作为常温长保质期酸牛奶生产的核心设备，对产品的品质和生产安全非常关键。酸牛奶发酵设备由菌种无菌添加、无污染发酵、无菌空气保护、物料冷却、物料管道和泵送等设备组成。在实际生产中酸牛奶发酵设备，须根据常温长保质期酸牛奶生产工艺和卫生标准，保证酸牛奶的发酵过程必须实现高标准的安全洁净要求，应用无菌生产技术生产出没有任何污染、优质的产品。同时，在酸牛奶发酵设备在生产中能够做到节能降耗和具有兼容性和扩展性，除了可生产酸牛奶外，还能生产其他乳制品和扩大产能的需要。2.2.5、酸牛奶巴氏杀菌设备。酸牛奶巴氏杀菌设备须选用宽间隙、长流道，利于发酵酸牛奶浓稠物料通过的管式酸牛奶巴氏杀菌设备。可连接均质机和脱气机，在采用全流量均质方式时，可利用均质机控制巴氏杀菌机工作流量。管式酸牛奶巴氏杀菌设备须采用PIC微电脑全自动程序控制，按设定的生产工艺要求，进行发酵酸牛奶巴氏杀菌全过程运行控制。管式酸牛奶巴氏杀菌设备应自带CIP清洗设施，自行进行CIP自动清洗。经管式酸牛奶巴氏杀菌设备杀菌后的发酵酸牛奶须进入无菌罐储存，以便无菌灌装机进行产品包装。2.2.6、酸牛奶无菌灌装设备。常温长保质期酸牛奶必须采用无菌灌装机和专用包装包材进行包装。经处理的无菌发酵酸牛奶必须在没有任何微生物污染的情况下无菌输送至无菌灌装机进行灌装。无菌灌装专用包材也必须经灭菌处理后达到无菌标准方能用于产品包装。在无菌产品的包装过程中无菌灌装机必须始终保持无菌环境和无菌灌装产品包材包装的完整性，才能保证无菌包装产品的质量，符合GB193022003酸乳标准。2.2.7、CIP自动清洗设备。CIP自动清洗的目的是：将生产设备与物料接触的内部表面清洗干净。在乳制品无菌生产中清洗和灭菌都是非常重要的生产操作，只有生产设备清洗干净了，无菌生产才能顺利进行。CIP自动清洗设备的工作步骤主要有以下三点：(1) 预冲洗；（2）清洗；（3）最终清洗。CIP自动清洗设备可根据生产实际需要自行选择：碱-酸-碱+酸、碱+碱+酸、碱+酸+碱+酸等CIP自动清洗模式，以缩短自动清洗时间，提高自动清洗效果和自动清洗效率。CIP自动清洗应该采取全自动控制技术，通过操作面板PLC输入或输出控制CIP自动清洗，所有CIP设备清洗记录都应自动保存，方便查看。CIP设备清洗用水应使用净化处理水。CIP设备清洗用水的水质关系到物理性能（设备损伤）、化学性能（腐蚀）和微生物学的无菌性能。所以CIP设备清洗用水非常重要。2.2.8、其他主要公用设备。其他主要公用设备是指与常温长保质期酸牛奶生产各个相关生产环节设备有密切联系的，为这些设备所共需的一些设备设施的总称。常温长保质期酸牛奶生产其他主要公用设备主要有：反渗透双膜法纯净水机组和纯净水储存罐、冰水制冷（蓄能）机组和储冰水槽、无菌空压机和供气系统、燃气或燃油供热锅炉等五类主要公用设备。对这些公用设备的要求是：一要