年产一万吨算入发酵工厂设计

1、引言民以食为天，食以乳为先。牛乳自古以来即被人类饮用，牛乳的组成最为接近人乳， 含有人体所需要的全部营养成分，营养最为均衡，在人们的膳食结构中具有其他食品无法 替代的地位和作用。由鲜牛乳发酵成的酸乳由于其丰富的营养、特殊的风味、爽滑的质构 和良好的生理功能，备受人们青睐。联合国粮农组织（ FAO、世界卫生组织（WHO与国 际乳品联合会（IDF）于1977年对酸乳作出如下定义：酸乳，即在添加（或不添加）乳粉 （或脱脂乳粉、的乳（杀菌乳或浓缩乳、中，由保加利亚乳杆菌和嗜热乳酸链球菌 1 进行 乳酸发酵制成的凝乳状产品，成品中必须含有大量的、相应的活性微生物。通常根据酸乳 成品的组织状态来进行分类，

2、具体可分为凝固型酸乳（发酵过程在包装容器中进行，从而 使成品因发酵而保留其均匀一致的凝乳状态、 、搅拌型酸乳（成品先发酵后灌装而得，发 酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅碎而成黏稠且均匀的半流动状态、和饮用型酸乳 （类似搅拌型酸奶，但包装前凝块被分散成液体、 。饮用酸乳制品对身体有很多益处，乳中许多成分具有很高的营养价值，而且微生物菌 群产生的许多代谢产物对人体也极为有益。营养作用：牛奶中乳糖经乳酸菌发酵，其中 20%- 30%被分解为葡萄糖和半乳糖。前者进一步转化为乳酸或其他有机酸，这些有机酸有 益于身体健康；后者被人吸收利用，可参与幼儿脑苷脂和神经物质的合成，并有利于提高 乳脂肪的利用率。

3、牛奶中的蛋白质经发酵作用后，乳蛋白变成微细的凝乳粒，易于被人消 化吸收。缓解乳糖不耐症：乳酸菌产生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖，因此乳糖不耐症 患者饮用酸奶就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症，如腹胀、腹痛、肠道痉挛、下泻 等。整肠作用：人体肠道内存在有益菌群和有害菌群。 在人体正常情况下，前者占优势； 当人患病时，有害菌群占优势。饮用酸奶可以维持有益菌群的优势。抑菌作用：嗜热乳 杆菌和双歧杆菌不受胃液和胆汁的影响，可以进入肠道，在肠道内存留较长时间。这两种 乳酸菌以及在这些乳酸菌影响下生长起来的肠道中的其他乳酸菌，可以产生嗜热乳菌素等 抗菌物质，这些物质大都对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌

4、等有明显的抑菌作用。 改善便秘作用：进入肠道中的活的乳酸菌能产生乳酸、醋酸等有机酸。这些有机酸有刺 激肠道，加强蠕动的作用，故可以改善便秘。降低胆固醇3:牛乳中的乳清酸、乳糖和钙，以及酸奶中存在的羟基戊二酸都有降低胆固醇的作用。抗癌作用：酸奶有抑制3种酶的活性作用，这些酶能引起癌变。另外，酸奶还能激活巨噬细胞，抑制肿瘤细胞，从而 起到抗癌作用。本设计主要是年产 1 万吨酸奶发酵工厂车间的工艺设计。设计范围包括厂址选择，制定产 品方案，各产品工艺流程的确定，工艺论证，根据物料衡算进行设备选型，对水、电、汽 等生产车间必备的生产要素的配给和优化，企业组织及劳动力组成，全厂辅助设施及公用 系统，车间

5、生产工艺流程图、车间平面布置图、工厂总平面布置图各一张，经济核算及效 益分析。第1章 绪论1.1 目的与意义 在如今的酸奶市场上，“乳酸饮料”和“酸性乳饮料”占据相当大的比重；在“乳酸菌饮 料”和“搅拌型酸奶”类别内，尚无大品牌出现，品牌整合度较低。常温产品中，早期的 酸奶市场中的主流产品“调制型酸性乳饮料”和“发酵型乳酸饮料”，由于没有低温保鲜 限制，得以较快速的发展，但是其营养价值低，淡出市场是大势所趋。低温产品中，低温 乳酸菌饮料及纯酸奶将得到快速发展，此类产品能提供丰富的营养物质，还能调节机体内 微生态的平衡，经常食用，能够调整肠道功能、预防癌症、养颜，是一种“功能独特的营 养品”。随

6、着我国冷链设施的不断完善和人们消费知识的日益丰富，这种纯酸奶将成为未来酸 奶市场发展的主流。1.2 国内外酸奶产品发展现状 乳与乳制品的消费与普及水平被作为衡量一个国家和地区发达程度和人民生活水平高低 的重要标准之一。有关资料数据显示，在国外，发酵型乳酸菌奶饮品已空前发达，日本、欧洲发酵乳酸菌奶 饮料在乳制品市场比例已达到 80，北美约 30，乳酸菌产业在全球大大超过了其他乳 制品的增长率。目前，全球含乳酸菌、益生菌的乳制品产值已达近 400 亿美元，欧洲占有 约 50的市场。随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，乳品消费同步增长。 2008 年，城镇居民人均乳品消费量 22.72 公斤，比

7、 2000 年增长 56.8%；农村居民人均 4.81 公 斤，为2000年的3.9 倍；中国乳品行业，从 1998年开始进入了高速增长阶段，直到 2008 年都保持两位数的增长。尤其，在 2005年到 2007年可谓黄金发展时期，行业产量增长速 度平均达到 16%左右， 2007年总产量突破了 1700万吨。然而， 2008年爆发的三聚氰胺事 件对乳品行业带来了致命的打击，尤其在当年的 9月到 11 月，不少乳品企业的生产近乎 陷入休克状态， 整个行业的总产量也因此而出现了负增长， 2008 年全年总产量得益于上半 年的发展，勉强与 2007 年持平。于国家对乳品行业的整顿措施得当以及龙头企

8、业对安全 生产意识的强化， 2009年和 2010成为中国乳品行业的复苏期，尤其， 2010年1-7 月乳品 产量达到 1181.64 万吨，同比增长 9.24%。继液态奶、奶粉之后，酸奶产品成为广受消费者喜爱的热门乳品分支，市场发展前景 广大。目前国内乳品市场主要以纯奶和奶粉为主， 酸奶仅占整个乳品市场份额的 15左右， 其中乳酸菌奶饮品还不到 5。但是发展速度非常快。常食酸奶，促进消化，有益身心的 健康消费观日渐深入人心。截止 2009年底，酸奶市场总规模接近 100亿元， 2010年 1-7 月年平均增长率达到 27%，在这非同寻常的时期给中国乳业的发展带来了光芒和希望。1.3 产品方案

9、制定依据产品方案的设计必须符合设计任务书的规定与要求， 在安排产品方案是， 应该做到“四 个满足”和“五个平衡” ；四个满足：满足主要产品产量的要求；满足原料综合利用的要 求；满足淡旺季生产平衡的要求；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；生产班次应平衡；设备生产能力应平衡；水、电、 汽负荷应平衡。此外，产品方案的设计应与市场需求相结合，满足消费者现在需要为主， 辅以新产品的开发。 根据以上原则及依据， 设计出年产 1 万吨酸乳发酵工厂设计产品方案。1.4 酸奶的主要消费群体据调查数据显示，酸奶的主要消费群体有三类：儿童，青少年，中、青年女性

10、。而酸 奶产品的购买群是青少年和青、中年女性，他们有共同的目的： 对自身健康的需求，包括肠道调理、促进消化、调节免疫、营养成分吸收。因此， 消费群体对酸奶的消费是功能型的。 酸奶的休闲性质也是酸奶消费的重要原因，消费者对酸奶解渴功能的认同度很低。 口感是三种人群在选择酸奶时首先考虑的因素，其次才是品牌、价格。 从目前来看，酸奶的即时消费和家庭消费并存，家庭消费比例略高。 三种人群对活性乳酸菌的认知度很低，几乎不能分辨酸奶、乳酸菌饮料、乳酸饮料 和酸性乳饮料的区别。因此，在广告活动中对消费者进行引导和教育比直接宣传产品更重 要。1.5 发酵乳的营养价值及保健作用 饮用酸乳制品对身体有很多益处，乳

11、中许多成分具有很高的营养价值，而且微生物菌 群产生的许多代谢产物对人体也极为有益。营养作用牛奶中乳糖经乳酸菌发酵， 其中20%-30%被分解为葡萄糖和半乳糖。前者进 一步转化为乳酸或其他有机酸，这些有机酸有益于身体健康；后者被人吸收利用，可参与 幼儿脑苷脂和神经物质的合成，并有利于提高乳脂肪的利用率。牛奶中的蛋白质经发酵作 用后，乳蛋白变成微细的凝乳粒，易于被人消化吸收。酸奶中的磷、钙和铁易被吸收，有 利于防止婴儿佝偻病和老人骨质疏松病。牛奶中的脂肪经乳酸菌作用后，发生解离或酯键 被破坏，易于被机体吸收。发酵过程中，乳酸菌还会产生人体所必需的维生素B1、维生素B2、维生素B6维生素B12、烟酸

12、和叶酸等营养物质。缓解乳糖不耐症乳酸菌产生的乳糖酶能降解牛奶中的乳糖，因此乳糖不耐症患者饮用 酸奶就不会出现饮用牛奶时发生的乳糖不耐症，如腹胀、腹痛、肠道痉挛、下泻等。整肠作用人体肠道内存在有益菌群和有害菌群。在人体正常情况下，前者占优势；当 人患病时，有害菌群占优势。饮用酸奶可以维持有益菌群的优势。抑菌作用嗜热乳杆菌和双歧杆菌不受胃液和胆汁的影响，可以进入肠道，在肠道内存 留较长时间。这两种乳酸菌以及在这些乳酸菌影响下生长起来的肠道中的其他乳酸菌，可 以产生嗜热乳菌素等抗菌物质，这些物质大都对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等 有明显的抑菌作用。改善便秘作用进入肠道中的活的乳酸菌能产生乳酸

13、、醋酸等有机酸。这些有机酸有刺 激肠道，加强蠕动的作用，故可以改善便秘。降低胆固醇牛乳中的乳清酸、乳糖和钙，以及酸奶中存在的羟基戊二酸都有降低胆固 醇的作用。抗癌作用酸奶有抑制 3种酶的活性作用，这些酶能引起癌变。另外，酸奶还能激活巨 噬细胞，抑制肿瘤细胞，从而起到抗癌作用。第 2 章酸乳的工艺流程2.1 搅拌型酸乳生产工艺酸乳就是乳与乳制品 ( 杀菌乳或浓缩乳 ) 在保加利亚杆菌( L.bulgaricus )和嗜热链球 菌(S.thermophilus)的作用下乳酸发酵而得到的凝固型乳制品其中可任意添加全脂乳粉、 脱脂乳粉、乳清粉等。但在最终发酵产品中必须大量存在这些微生物。2.1.1 搅

14、拌型酸乳生产工艺原料乳的验收f净化f配料与标准化f预热f均质f巴氏杀菌f冷却f接种f发酵一搅拌、冷却一灌装、冷藏一保持冷链贮存或销售。2.1.1 搅拌型酸乳工艺要点原料乳的验收鲜乳入厂验收时，除按规定抽样进行密度测定和酒精试验外，还要求鲜奶总干物质含 量不得低于11.5%，非脂干物质不应低于8.5%。原料奶的酸度应在18 T以下。不得使用含 有抗生素或残留有效氯等杀菌剂的鲜乳。严禁用患乳腺炎的奶和注射过抗生素的奶，杂菌 数每毫升不得高于500万个。另外，按照我国酸奶国家标准(GB2746-1999的要求，要对 原料鲜乳进行标准化处理，从而保证各批产品质量的稳定性。原料乳的抗生素检测 由于乳腺炎

15、乳中白血球含量的增加，因此对乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治疗乳腺 炎时使用的抗生素在乳中有一定的残留量，实验证明在乳中含有较低浓度的抗生素时，对 发酵也会有较大影响，同时，饮用抗生素的牛乳及乳制品对人的健康产生危害，因此建立 快速安全高效抗生素检测成为必要，表 5-1 是 8 种抗生素对发酵乳制品的影响。为准确、快速检测抗菌素的含量，为酸乳生产提供合格原料，拟采用美国生产的 sNAP 抗菌素检测仪，在10min内可以检测原料乳中的抗菌素的含量，为生产优质的产品打下良 好的基础。表2-1抗菌素对乳酸发酵的抑制剂量（IU/ml）项目指标四环素1.0冃霉素0.01土霉素0.4金霉素0.1链霉素1

16、.0枯早杆困抗困素0.04红霉素0.1净化原料乳验收后必须净化。利用特别设计的离心机，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可见的 异物。其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物的数量，可以采用过滤净化或离心净化 等。简单的粗滤是在受乳槽上装有过滤筛网并铺上多层纱布进行，进一步过滤则采用双联 过滤器，滤布应经常清洗灭菌。使用离心净乳机可以显着提高净化效果，有利于提高乳制 品质量。离心净乳机还能将乳中的乳腺体细胞和某些微生物除去，净乳机放在粗滤之后， 冷却之前。配料与标准化按照GB2741999酸牛乳标准进行标准化。按配方要求顺序添加脱脂奶粉、稳定剂 （如明胶、果胶）、糖、色素等。检查管道、阀门是否在正常位

17、置，想配料缸加入计算好 的物料，进行热混合。混料温度为 4050C,水和时间1h.混料完毕后径直等待杀菌时间 应不超过45min。脂肪含量标准化：鲜奶中脂肪含量比较高，为了避免酸奶中有脂肪析出，因此需要对 鲜奶的脂肪含量进行调整，使其达到所要求的标准。可以再脂肪含量高的牛乳中，加入一 定体积的脱脂乳，或通过分离机，从牛乳中分离出稀奶油，然后在得到的脱脂乳中再渗入 一定量稀奶油，使调制牛乳的脂肪含量达到要求。预热预热一方面可以杀菌，而且由于适当加热，可以使一部分乳清蛋白凝固，提高酪蛋白 的热稳定性，以防止灭菌时凝固，并赋予成品以适当的黏度。同时可以钝化酶并降低均质 后乳脂肪球的直径，防止均质后的

18、产品中脂肪上浮，增加产品的稳定性。预热温度控制在 60C 65C。均质用于制作酸奶的原料乳一般都要进行均质处理。经过均质处理，乳脂肪被充分分散， 酸奶不会发生脂肪上浮现象，酸奶的硬度和年度都有所提高。而且酸奶口感细腻，更易被 消化吸收。将加热和均质两种方法适当结合起来，处理效果会更好。均质处理时的压力一 般为2025MPa如压力达不到，需返回重新处理。均质处理时的温度一般为5575C。在此温度下，脂肪球呈液态，易被打碎。低于此温度时，脂肪球呈固态，不易被打碎，将影 响均质的效果。巴氏杀菌杀菌目的在于杀灭原料乳中的杂菌确保乳酸菌的正常生长和繁殖，钝化原料乳中的天 然抑制物；使乳清蛋白变性，以达到

19、改善组织，提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的。 杀菌采用较高温度、长时间的热处理对酸奶的产酸及凝乳状态是有利的。杀菌温度一般采 用90C 95C、5min10min或85C、3min,这是处理酸奶的理想温度，此条件下的乳清蛋 白变性率可以达到85%或更高些。或120C、35s。然后冷却。灭菌的目的有以下几点：a. 灭乳中病原菌和噬菌体；灭活乳中固有的免疫球蛋白、溶菌酶等天然抑制成分；减少其 他微生物数量并钝化脂肪酶。b. 排除乳中的溶解氧，降低其氧化还原电位，且产生一些促乳酸菌生长成分(如甲酸)。c. 杀菌后蛋白热变性使乳酸菌得到更多的可利用肤和氨基酸，并形成了少量SH基化合物，促进乳酸菌生长

20、。d. 乳清蛋白变性改善了终制品的硬度和粘度，并防止乳清析出。e. 灭菌后，使乳中原本存在的酶失活，使发酵过程成为单一乳酸菌的作用过程，易 于控制生产。冷却 冷却主要是为接种的需要。经过热处理的牛乳需要冷却到一个适宜的接种温度，此温 度控制在42C45C内。为乳酸菌提供适宜的生长温度。因为做酸奶所用的保加利亚乳杆 菌和嗜热链球菌的最佳生长温度为 4245C，温度过高或过低都会影响乳酸菌的生长。接种发酵剂宜采用三种形式制作：(a) 商业公司直投式发酵剂；(b) 直投式发酵剂继代一次用于生产；(c) 采用继代式发酵剂，即：商业发酵剂母发酵剂中间发酵剂工作发酵剂此过程必须保证在绝对安全卫生的状 况下

21、进行。本工厂使用直投式菌种。以接种量：2%- 3渐上溯带接种的牛乳培养基中加入工作发酵剂。嗜热链球菌和保加 利亚杆菌两者的接种比例为 1： 1 或 2： 1。接种温度：一般为43C。若菌种是在冰箱或冷库中取出的，接菌温度应为45C，以免接种后温度下降，影响乳酸菌的生长。菌种的质量要求：乳凝固的均匀致密，轻击器壁时，凝乳还保持原来的形状，没有乳 清析出，没有气泡，有诱人的芳香酸味。菌种在接种前，应事先在无菌条件下搅拌均匀并呈细腻状态。接种时，要严格按无菌 操作程序进行。接种后，要关闭接种口，搅拌，使菌体与杀菌冷却液充分均匀混合，(搅拌 510min)。接种是造成酸乳受微生物污染的主要环节之一，因

22、此严格注意操作卫生，防止细菌、 酵母、霉菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。接种时充分搅拌，使发酵剂与原料乳混合 均匀。发酵这是工艺操作中最为重要的一环。(1) 非操作人员禁止进人发酵车间。(2) 发酵前，所有奶缸、管道、接口、奶泵等用具要清洁卫生、无溢漏。(3) 杀菌要彻底，以消灭阻碍乳酸菌发酵的物质和杂菌。(4) 冷却降温要迅速，以免时间过长影响产品风味。(5) 接种温度要选择所用菌种最适生长温度并要控制在此温度范围内。温度高会影响发酵 奶的口味和质量，温度会影响发酵奶的时间和速度。用定量泵将工作发酵剂打入经杀菌并冷至 43C的乳液中。搅拌型酸奶在发酵罐中添加 工作发酵剂，工作发酵剂的添加量

23、为 3%左右，一般发酵时间为 4 小时左右，控制终点的酸 度为 700T 左右。搅拌型酸奶的发酵是在发酵罐中进行的，乳酸菌繁殖将乳中的乳糖分解 成乳酸使奶凝固并形成凝胶状产品。发酵终点判定：观察发酵乳表面的状态，只要表面呈 均匀的凝固样，并且又少量乳清析出，即可初步判断接近发酵终点，再测定 pH4.6 时即可 停止发酵。搅拌、添加果料、冷却冷却整个冷却过程应分阶段进行。发酵结束后快速冷却至38C，以抑制乳酸菌增殖，然后继续冷却至18C左右，此时在不断降温的条件下开始搅拌， 同时加入经过冷却的果料 及其它辅料，约10C时进行装罐，继续冷却至 6C左右置于冷藏柜（6 C ）冷藏后熟，经过 1224

24、h 后即为成品。 在各个降温阶段必须严格控制好时间， 因为冷却过快或过慢对成品质 量都有不良影响。冷却过快时会使酸乳凝胶体收缩，成品风味变坏；冷却过慢又会促使细 菌增殖，导致产酸过度，有第二次发酵的危险。搅拌的目的是使果料等辅料与酸奶凝胶体混合均匀，属于物理处理过程，但也会引起 一些化学变化。因为酸奶凝胶体属于假塑性凝胶体，剧烈的机械力或过长时间的搅拌会使 酸奶硬度和粘度降低、乳清析出。若混入大量空气还会引起相分离现象。因此，对于搅拌 型酸奶来说，完成搅拌的最佳机械处理是最重要的。搅拌开始时宜用较慢速度，然后用较快速度，整个过程不要超过30mi n。搅拌效果除了受搅拌设备类型影响外，也受搅拌时

25、间、凝胶体的酸度和温度等因素影响。我们实验时 用手动搅拌法，发现凝胶体在 pH4.404.60，温度1215C时搅拌效果好。工厂使用宽叶 轮搅拌 器， 则要求 转速为 1-2r/min 搅拌 时间为 4-8min ， 是凝乳粒 子的 直径达到 0.01-0.4mm。为了提高搅拌型酸奶的稳定性，除了使用均质技术外，优势还在均质处理前 往原料乳中添加一定量的稳定剂。搅拌冷却 （ 破乳） 搅拌冷却是为了快速抑制乳酸菌的生 长，防止发酵过程中产酸过度及高温搅拌时严重脱水要尽量缩减产品的冷却时间 （一般不 超过1h），以便使冷却后成品的实际酸度尽量接近所希望的成品酸度。 灌装和冷藏将冷却后的酸奶在无菌室

26、内采用相应灌装机进行灌装后的成品置于2C5C冷藏12h24h，进行后熟，以产生良好的风味。一是可增加芳香物质的形成，使双乙酰和丙二 酮的含量达到最高， 赋予酸奶良好的风味； 二是增加酸奶的黏度， 以形成更好的凝胶状态。 保持冷链贮存或销售在贮存、配送和销售过程中温度不应超过 6C。2.2 凝固型酸乳的生产工艺鲜牛乳一验收一预处理一奶仓一牛乳一调配一预热一均质一杀菌一冷却一接种一发酵一破乳、冷却一混合一均质一冷却一灌装、冷藏一保持冷链贮存或销售。凝固性酸乳的工艺流程步骤（1）原料鲜乳 鲜乳入厂验收时，除按规定抽样进行密度测定和酒精试验外，还要求鲜奶总干物质含量不得低于11.5%，非脂干物质不应低

27、于8.5%。原料奶的酸度应在18 T以下。不得使用含 有抗生素或残留有效氯等杀菌剂的鲜乳。严禁用患乳腺炎的奶和注射过抗生素的奶，杂菌 数每毫升不得高于500万个。另外，按照我国酸奶国家标准（GB2746-1999的要求，要对 原料鲜乳进行标准化处理，从而保证各批产品质量的稳定性。（2）预处理 净化可以除去原料乳中的杂质，使牛乳达到最高的纯净度。为使原料乳中脂肪和无脂干物质之间的比例关系符合制品的要求，可通过闪蒸操作调整其比例关系。（3）调配a加甜味剂使用最广泛的甜味剂是砂糖。加糖量在 5.7%7.4%是较适当的，尤其是加糖量7.4%口 感更好。近年来在运动员营养酸乳中，常常加入果糖。一些天然甜

28、味剂在乳制品中的应用 逐渐推广，如葡糖浆、甜味菊苷、葡萄糖和阿斯巴甜等。b加脱脂乳 当不采用鲜乳作原料而采用脱脂乳制做脱脂酸奶时，脱脂乳可直接进入标准化乳罐中 进行加糖处理。（4）预热 预热一方面可以杀菌，而且由于适当加热，可以使一部分乳清蛋白凝固，提高酪蛋白的热 稳定性，以防止灭菌时凝固，并赋予成品以适当的黏度。同时可以钝化酶并降低均质后乳脂肪球的直径，防止均质后的产品中脂肪上浮，增加产品的稳定性。预热温度控制在60C 65C。（5）均质 均质主要是使原料充分混合均匀，阻止奶油上浮，提高酸乳的稳定性和稠度，并保证乳脂 肪均匀分布，从而获得质地细腻、口感良好的产品。均质压力控制在15MPa。（

29、6）加热杀菌 杀菌目的在于杀灭原料乳中的杂菌确保乳酸菌的正常生长和繁殖，钝化原料乳中的天然抑制物；使乳清蛋白变性，以达到改善组织，提高黏稠度和防止成品乳清西出的目的。杀菌温度控制在95C，保温5min进行杀菌。（7）冷却 冷却主要是为接种的需要。经过热处理的牛乳需要冷却到一个适宜的接种温度，此温度控 制在42C45C内。（8）接种 接种是造成酸乳受微生物污染的主要环节之一，因此严格注意操作卫生，防止细菌、酵母、霉菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。接种时充分搅拌，使发酵剂与原料乳混合 均匀。（9）灌装 接种后的牛乳要立即连续地灌装，这道工艺也称作充填。酸奶容器大体有瓷罐、玻璃瓶、塑料杯、纸制盒

30、4类。灌装和加盖可采用全自动无菌灌装机来操作。必须对灌装设备、 灌装容器和充填室进行无菌控制。当采用塑料瓶作为销售用小容器时要进行容器盖的破漏 情况。小容器离开灌装机之后必须立即进入培养室进行培养。（10）发酵发酵温度控制在42C45C,从而为微生物代谢提供最适的温度环境，发酵时间2.5h3h,且期间不搅拌。发酵终点判定：观察发酵乳表面的状态，只要表面呈均匀的凝固样，并且又少量乳清析出，即可初步判断接近发酵终点，再测定 pH4.6时即可停止发酵。（11）破乳、冷却破碎凝胶体，使凝胶体的粒子直径达到 0.01mm0.4mm并使酸乳的硬度和黏度及组织状 态发生变化。搅拌速度不可过快，时间不宜过长。

31、冷却目的是抑制乳酸菌的生长、降低酶的活性、防止产酸过度、使酸奶逐渐凝固、降低和 稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。将发酵乳迅速降温至 15C20C。（ 12）混合将经溶解和杀菌的稳定剂、水和白砂糖辅料与发酵乳进行混合。（13）均质使混合料液滴微细化，提高料液黏度，抑制粒子的沉淀，并增强稳定剂的稳定效果。均质 压力控制在15MPa均质温度为60C左右。均质是为了充分将添加入混合罐中的稳定剂、水和白砂糖辅料混合均匀，从而获得质 地细腻、口感良好的产品。14）灌装和冷藏采用相应灌装机进行灌装后的成品置于 0C5C冷藏12h24h，进行后熟，以产生 良好的风味。2.3酸乳质量标准表2-2酸奶质量标准项目纯

32、酸牛奶调味酸牛乳、果料酸牛乳全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂色泽呈均一-致的乳白色或微黄色呈均致的乳白色或调味乳果料应有的色泽滋味和气味具有酸牛奶固有的滋味和气味具有调味乳或果料乳应有的滋味和气味组织状态组织细腻均匀，允许有少量乳清析果料酸牛乳有果块或果粒出脂肪 3.1%1.0-2.0%三 0.5%三 2.5%0.8-1.6%三 0.4%蛋白质2.9%2.3%非脂乳固体三 8.1%三 6.5%酸度70 T苯甲酸=0.03g/kg=0.23g/kg山梨酸不得检出=0.23g/kg硝酸盐（NaNO计）=11mg/kg黄曲霉毒素MI=0.5ug/kg大肠菌群MPN90/100ml致病菌（指肠道致不得

33、检出病菌和致病性球菌）2.4原辅料的特性及标准2.4.1原料乳特性及标准牛乳为乳白色或微黄色，含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质等人体所需要的全部营 养成分。其营养价值之高是其它食物所不能比的。原料乳应符合国家标准 GB/T6914-1986中的规定。如表2-3表所示：表2-3原料乳的国家标准项目指标脂肪含量/ (g/100g )3.100蛋白质/ (g/100g )2.950相对密度（20C/4 C）1.028酸度（以乳酸计）/%0.162杂质度/ (mg/kg)4.000汞含量/ (mg/kg)0.010三聚氰胺含量/ （mg/kg）2.500242发酵剂特性发酵剂所用菌种是嗜热链球菌和

34、保加利亚乳杆菌的混合菌种。直投式发酵剂采用超浓缩处 理，含活菌1091011个/g以上，活力极强，可直接使用，且染菌几率小，节省能耗。发酵 剂可使牛乳中的乳糖转化为乳酸，并赋予乳制品以良好的风味。343香精特性及标准香精可增加乳制品的风味、香味。香精应符合国家标准 GB/T1505-2007中的规定。如表2-4所示：344稳定剂特性及标准这里使用羧甲基纤维素钠（CMC作为稳定剂，它呈白色或微黄色纤维状粉末，可增 加乳制品的黏稠度和稳定性。羧甲基纤维素钠（CMC应符合国家标准 GB1940-2005中的规定。如表2-5所示:表2-4香精的国家标准项目指标状态粒度/艸2分布均匀，原液稳定不分层砷(

35、As)含量 / (g/100g ) 0.0003重金属（以pb计）/ 0.001(g/i00g)细菌总数（个/mL） 100.0细菌总数（个/mL） 100.0大肠困群（个/mL） 30表2-5羧甲基纤维素钠（CMC国家标准项目指标2%水溶液粘度8001200mpa- s钠含量（Na6.5 8.5%pH值6.0 8.5干燥减量10.0%氯化物1.8%重金属（以Pb计）0.002%铁（Fe）0.03%砷（As）2D + tD3X三=60m324H=2D;解方程得：1.57D3+ 0.26DA 60D= 3 60/1.83=3.2 取 3mH=2D=6圆柱部分容积v仁0.785 320=42.39

36、m3上下封头体积V2=V3= 竺 =3.53m324总容积 V 全=V1+V2+V3=42.39+3.53+3.53=49.45m3取护70%实际装液量为：49.45 ：70%=33.2m3（3）冷却面积的计算对60m3的发酵罐，每罐的实际装液量为：49.45 X70%=33.2m3（4）设备结构的工艺设计 空气分布器：对于好气发酵罐，分布器主要有两种形式，即多孔式和单管式。对通 风量较小的设备，应加环形或直管型空气分布器；而对通气量大的发酵罐，则使用单管通 风由于进风速度快，又有涡轮板阻挡，叶轮打碎，溶氧是没有问题的。本罐使用单管进风 挡板：挡板的作用是加强搅拌强度，促进液体上下翻动和控制流

37、型，防止产生涡旋 而降低混合与溶氧效果。 密封方式：随着技术的进步，机械密封已在生物工程行业普遍采用，本罐采用双面 机械密封方式，处理轴与罐的动静问题。 冷却管布置：对于容积小于 5m3的发酵罐，为了便于清洗，多使用夹套冷却装置。 随着发酵罐容量的增加，比表面积变小，夹套形成的冷却面积以无法满足生产要求，于是 使用管式冷却装置，蛇管应易沉积污垢且不易清洗而不采用；列管式冷却装置虽然冷却效 果好，但耗水量多；因此广泛使用的是竖直蛇管冷却装置。（5）设备材料的选择发酵设备材质的选择，优先考虑的是满足工艺的要求，其次是经济 性。（6）发酵罐壁厚的计算确定发酵罐的壁厚SS=PD2 t|rP式中P设计压

38、力，取最高工作压力的1.05倍，现P=0.4MPaD 发酵罐内径D=300cm（TQ235钢的应用应力，d=127MPa旱接缝隙，（1=0.7C壁厚附加量（cm）C=C1+C2+C3式中C1钢板负偏差，现取C1=0.8mm C2为腐蚀余量，现取C2=2mmC3加工减薄量，现取C3=0C=0.8+2+0=2.8mm=0.28cmc 0.4 X300S=2 X127 X0.7-0.4+ 0.28=0.96 (cm)选用10mm厚Q235钢板制作。封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式如下S=PD2 c P式中 P=0.4MPaD=600cm(y= 127MPaC=0.08+0.2+0.仁0.38

39、(cm)(D=0.7S=2 W +讣叫根据钢材规格选用12mm厚Q235钢（7）接管设计 接管的长度h设计：各接管的长度h根据直径大小和有无保温层，一般取100200mm 接管直径的确定：按排料管计算：该罐实际装液量 33.2m3设2h之内排空，则物料体积流量33 2Q=0.0046 （ m3s ）3600 X2发酵醪流速取v=1m/s;则排料管截面积为FF= Q=0.0046 m2vF=0.785d2管径：/ F0.0046 小“=0.785 =丫 0.785 =0.08m取无缝管 尼45X7mm,231mm221mm认为合适。按通风管计算，压缩空气在 0.4MPa下，支管气速为2025m/

40、s。现通风比0.8vvm，为常温下20C,0.1MPa下的情况，要折算0.4MPa,30C状态。风量Q1取最大值，Q仁33.2X0.18=5.98 (m3mim ) =0.1 ( m3s)利用气态方程式计算工作状态下的风量QfQf=0.1X303 =0.0040.4293取风速v=25m/s，则风管截面积F为QfF= Q- =0.004 m2F=0.785d2则气管直径d为:V 0.785因通风管也是排料管，故取两者的大值。取梓45X7mm无缝钢管，可满足工艺要求物流量 Q=0.0046 ( m3s3600 X2物料流速v=1m/s ;管道截面积排料时间复核：P=Q = 0.0046 =0.11 倍24A=0.785 X).2312=0.042 m,在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果大，则相应 流速比为：A 0.042 排料时间为：t=2 X.1仁0.22h(8) 支座选择生物工程工厂设备常用支座分为卧式支座和立式支座。其中卧式支座又分 为支腿，圈型支座，鞍型支座三种。立式支座也分为三种即悬挂支座，支承式支座和群式 支座。对于100m：以上的发酵罐，由于设备总质量较大，应