豆奶的生产工艺 Word 文档 2.docx

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豆奶的生产工艺Word文档2

山东理工大学

《食品工程原理》课程设计

题目：

日处理大豆3吨小学生豆奶的生产工艺设计

学院：

农业工程与食品科学学院

专业：

食品科学与工程

学生姓名：

指导教师：

课程设计（论文）时间：

2011年1月4～1月14日共2周

摘要

该设计介绍了3班处理3吨大豆生产小学生豆奶的工艺流程及辅助设备的设计，包括生产小学生豆奶的工艺流程及要点，配方的确定，生产的主体设备选型，物料平衡的计算。

加料机型式和型号的合理选择，物料衡算等方面，辅助设备作出了合理的选择，以满足生产的需要同时尽量的节约能源。

关键词：

大豆，工艺流程，设备选型，磨浆机，真空脱腥

摘要1

目录2

前言3

豆奶的配方及论证5

豆奶生产工艺流程及论证7

豆奶生产的基本工序及论证7

相关计算13

主要设备及选型14

设备选型要点14

设备选型列表19

结束语20

参考文献21

致谢22

日处理大豆3吨小学生豆奶的生产工艺设计

前言

在豆乳中再加一定量的奶，称之为豆奶。

豆奶有“人造乳”之称。

其营养成分比牛奶丰富。

豆奶色、香、味俱佳，经调味后，可有各种口味的豆奶，不但营养丰富，而且营养素组成合理，可用工业化生产，有通用的标准。

目前，市场上出售的豆奶，品种多，价格适宜，食用方便，因而很受消费者欢迎。

据分析，豆奶含有丰富的营养成分，特别是含有丰富的蛋白质以及较多的微量元素镁，此外，还含有维生素Ｂl、Ｂ2等，确是一种较好的营养食品。

豆奶还被西方营养学家称作“健脑”食品，因为豆奶中所含的大豆磷脂可以激活脑细胞，提高小学生的记忆力与注意力。

　科学研究发现，大豆含有丰富的蛋白质、脂肪、磷脂、胡萝卜素、多种维生素、氨基酸和矿物质等众多营养成分，并能有效阻止人体钙质的流失，经常食用有助于健康还可平衡体内营养结构，减少或避免肥胖病、营养不良等现代儿童常见病的发生，并可调节血脂、保护肝脏、防止血管硬化和促进思维能力，大豆中所含的微量成分异黄酮对人体还具有防癌、防止骨质疏松等保健作用。

而且豆奶的营养吸收率最高，可以吸收豆类98%的营养物质。

从营养价值上看，大豆蛋白质含量高达40%，是优质蛋白质，含有人体所必需的氨基酸，其中赖氨酸的含量高干谷物，是植物性食物当中最合理、最接近干人体所需比例的。

另外，牛奶蛋氨酸含量较高，可以补充大豆蛋白质中蛋氨酸的含量，动、植物蛋白的互补，使氨基酸的配比更合理，更利干人体的消化吸收。

特别是近年来，美国和英国先后发布健康声明:

每天食用6.25克大豆蛋白，可以预防心血管疾病，使人们更加重视大豆蛋白的保健作用。

豆奶中的脂肪主要是植物脂肪，不饱和脂肪酸含量较高，并含有人体所必需脂肪酸亚油酸，胆固醇含量低，可以预防动脉硬化。

豆奶是经过超微粉碎工艺加工而成的，不除豆渣，大豆子叶被全部利用，膳食纤维的含量比同类产品高，膳食纤维有润肠通便的作用，可以预防直肠癌。

　　美国食品和药物管理局已认定豆奶为健康食品并批准实施新的商标法，建议每个成年人每天喝4杯豆奶以降低体内胆固醇并延长寿命。

　　美国的医学研究还证明：

大豆蛋白是妇女防治乳腺癌的理想食品。

美国的豆奶销量因此提升了35%。

目前美国有2600万参加学校午餐计划的儿童愿意接受豆奶和豆类食品。

在欧洲，越来多的家庭也开始选择营养型的豆奶来代替传统的碳酸型饮料。

　　目前，豆奶在国内各大城市已成为大多数白领每日必不可少的饮料。

豆奶含有丰富的优质蛋白质及多种人体所需的微量元素，素有“绿色牛乳”之称，其营养价值与牛奶相近，并且豆奶中的蛋白为优质植物蛋白；豆奶还富含钙、磷、铁等矿物质，铁的含量是牛奶的二十五倍；豆奶中不含胆固醇与乳糖，牛奶中含有乳糖，乳糖要在乳糖酶的作用下才能分解被人体吸收，但我国多数人缺乏乳糖酶，这也是很多人喝牛奶会腹泻的主要原因。

另外，豆奶中所含的丰富的不饱和脂肪酸、大豆皂甙、异黄酮、卵磷脂等几十种对人体有益的物质，具有降低人体胆固醇、防止高血压、冠心病、糖尿病等多种疾病的功效，还具有增强免疫、延缓肌体衰老的功能。

营养学家认为胆固醇是导致心脏血管疾病的主因。

豆奶的配方及论证

配方：

每生产一升豆奶所需原料

精选优质大豆160g生物碳酸钙1.2g

砂糖66g热凝固卵白20g

乳粉6g玉米油9g

蔗糖酯或卵磷脂1.5g水

100g豆奶中需增补的维生素量如下：

维生素A880IU维生素B12115µg

维生素B10.26㎎维生素C7㎎

维生素B20.31㎎维生素D176IU

维生素B60.26㎎维生素E10IU

根据DN-1000型豆奶生产线工艺主要技术指标：

1、豆奶生产能力：

1000升/小时

2、大豆消耗量：

150公斤/小时

3、固形物回收率：

（脱皮后大豆）55-60%以上。

4、豆奶密度：

取1100g/L

5、大豆含油量：

20%左右

6、豆奶中的糖添加量一般在6%左右

7、卵蛋白的添加量为豆乳的5%~35%，低于5%掩盖效果不好，高于35%制品会有很强的卵白味（硫化氢味），最佳用量为15%~25%。

取20%计算

8、油脂添加量在1.5%左右（将豆乳中的油脂调整到3%左右）。

9、卵磷脂的添加量一般为大豆重的0.3%~2.4%。

取1%计算

生产1升豆奶所需大豆：

150㎏÷1000＝0.15㎏=150g

乳粉添加量：

150g×80%×5％＝6g

砂糖添加量：

1100g×6%=66g

卵白添加量：

（1L×1100g／L－1L×1000g/L）×20%=20g

玉米油添加量：

1100g/L×3％－150g×80％×20％＝9g

卵磷脂添加量：

150g×1%=1.5g

豆奶生产工艺流程及论证

豆奶生产的工艺流程

大豆——>清选——>脱皮——>浸泡——>磨浆——>浆渣分离——>真空闪蒸脱腥——>调制——>均质——>杀菌——>灌装

豆奶生产的基本工序及论证

1.清选

与其他豆制品一样，清洗的目的在于除去大豆原料中的杂质及霉烂豆，虫蛀豆，提高产品质量，延长设备的使用寿命。

但豆奶生产特别强调要除去破损豆，否则会影响豆奶的口感。

豆奶生产用大豆的清洗一般以干选为主，通常要经过筛选，风选，密度去石，磁选及人工拣选等几种清选手段的组合才能达到良好的清选效果。

（1）筛选筛选主要是利用筛孔的不同，将与大豆不同大小的杂质除去。

大豆清选常用的主要筛有两种，固定筛和振动平筛。

固定筛的特点是结构简单，不用动力，操作简便，但除杂效果差，只能应用于小批量生产中的粗选工序。

振动筛的特点是除杂效果好，但需动力，噪音大。

（2）密度去石此法是利用物料密度的不同，在空气介质中分离杂质。

生产中常采用吹式密度去石机。

（3）磁选此法是用磁铁清理大豆中的磁性杂质。

最简单的装置是将固定式马蹄形磁铁组，安装在输料斜淌板式管道进口的活动木板盖上，当大豆经过时，能够将大多数小型的磁性杂质吸住，然后由人工定期打开盖板清理。

这种方法的缺点是，当料层超过20mm后时，较大的铁块不易吸住。

采用单机组合的清选方式，设备占地面积大，设备利用率低，且能耗较高。

日处理3吨大豆，规模较小，选用组合式清杂机。

2.脱皮

脱皮是豆奶制造过程中的关键工序之一。

通过脱皮第一可以减少土壤中带来的耐热菌，提高产品的耐储性；第二可以降低皂角苷，异黄酮等苦涩物质的含量，改善豆奶风味和口感，限制起泡性；第三可以缩短脂肪氧化酶钝化所需要的加热时间，降低贮存蛋白的热变性，防止非酶褐变，赋予豆奶以良好的色泽。

对于脱皮工序总的要求就是脱皮率要高，脱皮损失要小，蛋白质变性要低。

衡量脱皮效果的好坏，主要是三个指标：

脱皮率，仁中含皮率和皮中含仁率。

豆奶生产，脱皮率是最关键的指标，为达到脱皮的目的，大豆的脱皮率应控制在95%以上。

实践表明，大豆的脱皮效果主要与其含水量有关，见下表

大豆含水量%

12,0

10.5

9.5

8.5

破碎后皮仁结合率%

4.2

2.9

0.6

1.6

所以大豆的水分最好控制在9.0%~~10%，过高或过低，脱皮效果都不理想。

大豆常用的脱皮方法有以下几种:

（1）大豆简易脱皮法此法又称冷脱皮法，它适合于小规模生产，尤其是当水分低于12%时，可直接破碎脱皮。

若原料大豆水分较高，可以考虑先在仓房中进行通风干燥或晾干，使水分达到12%以下，然后再破碎脱皮。

（2）传统烘干脱皮这是一种沿用多年的，比较成熟的工艺。

这种传统工艺也属于“冷脱皮”工艺。

不过它是经烘干及较长时间的“缓苏”后再被破碎脱皮的。

此工艺的特点是脱皮效果好，能适应大规模生产。

但设备容量大，利用率低，生产周期长，费用高。

（3）热脱皮法该工艺与传统相比，特点是采用了先进的流化床烘干器，取消了脱皮前的大料仓，大大缩短了生产周期，由原来的24~72h缩短到10~20min,而且还利用了余热。

缺点是流化床操作要求高，风运系统动力消耗和噪音较大。

日处理3吨大豆，处理量较少，为了节约成本及时间，选用大豆简易脱皮法。

应该注意的是，豆奶的生产中，脱腥极为重要，而致腥的脂肪氧化酶多存在于靠近大豆表皮的子叶处，豆皮一经破碎，油脂即可在脂肪氧化酶的作用下发生氧化，产生腥味物质。

所以豆奶生产的脱皮工序一定要和后续的灭酶工序紧密地衔接起来，切不可贮存脱皮豆。

3.制浆与酶的钝化

豆奶生产的制浆工序与传统豆制品生产中的制浆工序，有相同之处，也有不同之处。

相同之处即是将大豆磨碎，最大限度地提取大豆中的有效成分，除去不溶性豆的多糖及纤维，而且磨碎分离设备也是通用的：

不同之处只要是豆奶生产制浆必须与灭酶工序相结合，一方面要最大限度地溶出大豆中的有效成分，另一方面又要尽可能地抑制浆体中异味物质的产生。

根据生产中所采用的灭酶手段不同，磨浆方法也略有差异。

豆瓣的浸泡不同于传统豆制品生产，采用高温快速浸泡法（如85℃浸泡30min），同时还要加入一定量的碱（NaHCO3）使浸泡液的pH调制碱性（7.5~8.0），这样可以有效地钝化脂肪氧化酶。

在半干法豆奶生产工艺中，脱皮后的豆瓣不经浸泡，直接与碱水（1％NaHCO3溶液）一同进入灭酶失活机，在95℃以上的温度下，约1min的灭酶后，进入磨浆机。

在豆奶生产中，制浆工序总的要求是磨的要细，滤得要精，浓度固定。

豆糊的细度要求在120目以上，豆渣含水量要求在85％以下，豆浆的浓度一般要求在8%~10%。

4.真空脱臭

豆奶的生产尽管在制浆工序采取了一系列的灭酶方法，但制得的豆浆仍然不可避免地要含有一些异味成分，它们有的来自成熟大豆本身，有的是制浆工序产生的。

真空脱臭的目的就是要最大限度地除去豆浆中的异味物质。

真空脱臭工序是分两步来完成的。

首先是利用高压蒸汽（600kPa）将豆浆迅速加热到140~150℃；然后将热浆体导入真空冷凝室，对过热的豆浆突然抽真空，豆浆温度骤降，体积膨胀，部分水分急剧蒸发，发生所谓的爆破现象，豆浆中的异味物质随着水蒸气迅速排出。

从脱臭系统出来的豆浆温度一般降至75~80℃左右。

5.调制

豆奶的调制即是按照产品配方和标准的要求，在调制缸中将豆浆、营养强化剂、赋香剂和稳定剂等加在一起，充分搅拌均匀，并用水调制规定浓度的过程。

（1）豆奶中营养成分的强化基料豆浆中虽然含有足量的蛋白质和脂肪酸等重要营养成分，但仍有些营养物质需要补充和强化，尤其是生产小学生豆奶时更需注意。

大豆蛋白质是较为理想的蛋白质，但含硫氨基酸相对偏低，在生产豆奶时可以适当添加一些蛋氨酸。

大豆维生素B1和维生素B2含量不足，维生素A和维生素C含量很低，维生素B12和维生素D几乎没有。

所以，生产豆奶时极有必要进行维生素的强化。

一般100g豆奶中需增补的维生素量如下：

维生素A880IU维生素B12115µg

维生素B10.26㎎维生素C7㎎

维生素B20.31㎎维生素D176IU

维生素B60.26㎎维生素E10IU

豆乳中最常用增补的无机盐是钙盐，并以用CaCO3最好。

因为其溶解度很低，不易造成蛋白质沉淀，并有提高豆乳消化率的作用。

为了防止CaCO3在豆乳中沉淀出来，可用一个小型均质机先进行一次乳化处理，每升豆乳中CaCO3的添加量为1.2g时，则与牛乳中的钙含量相近。

（2）赋香剂甜味剂是豆奶生产中必不可少的。

豆奶生产中的糖，宜选用双糖。

如选用单糖，则加热杀菌时易发生非酶褐变，是豆奶色泽发暗。

豆奶中的糖添加量一般在6%左右，但品种不同、消费对象不同，糖的添加量亦有很大区别。

奶味是最普遍的品种，也是最容易被人接受的。

生产奶味豆乳可以用香兰素调香，但最好用乳粉或鲜乳。

乳粉的使用量一般为5%（占总固形物），鲜乳为30%（占成品）左右。

（3）豆腥味掩盖剂豆奶生产中虽然采取了各种各样的脱腥脱臭手段，但腥臭味物质总会有些残留，因此在调制时加一些掩盖性物质也是必要的。

在豆乳中加入热凝固的卵白，可起到掩盖豆腥味的作用。

卵蛋白的添加量为豆乳的5%~35%，低于5%掩盖效果不好，高于35%制品会有很强的卵白味（硫化氢味），最佳用量为15%~25%。

（4）油脂豆乳中加入油脂可提高口感和改善色泽。

油脂添加量在1.5%左右（将豆乳中的油脂调整到3%左右）。

添加的油脂宜选用亚油酸含量高的植物油，如豆油、花生油、菜籽油、棉籽油、玉米油等，以优质玉米油为佳。

（5）稳定剂豆乳中含有油脂，容易上浮形成“油线”，需添加乳化剂提高乳化稳定性。

豆乳中使用的乳化剂以蔗糖酯和卵磷脂为主。

卵磷脂的添加量一般为大豆重的0.3%~2.4%。

6.均质

品质优良的豆奶应该是组织细腻、口感柔和，经一定时间存放无分层、无沉淀的均匀乳状液体食品。

均质处理是提高豆奶口感与稳定性的关键工序。

均质是食品或化工行业生产中经常要运用的一项技术。

食品加工中的均质就是指物料的料液在挤压，强冲击与失压膨胀的三重作用下使物料细化，从而使物料能更均匀的相互混合，比如奶制品加工中使用均质机使牛奶中的脂肪破碎的更加细小，从而使整个产品体系更加稳定。

牛奶会看起来更加洁白。

均质主要通过均质机来进行的。

是食品、乳品、饮料的行业的重要加工设备。

从豆奶生产工艺流程安排上来讲，均质可放在杀菌前，也可放在杀菌后。

均质放在杀菌前，杀菌后能在一定程度上破坏均质效果，易出现“油线“。

但采用这个工艺由于杀菌后的污染机会减少了，储存的安全性较高。

经过均质的豆乳在进入杀菌机不易结垢。

7杀菌

豆乳是细菌良好的培养基，经调制后的豆乳应尽快进行杀菌。

杀菌工序可以说主要控制的参数就是温度和时间。

从保证豆奶质量的观点出发，杀菌的温度宜低，时间宜短。

从豆奶中所含细菌的耐热性来看，细菌工序必须达到一定的温度，并保持一定的时间才能达到预期的杀菌效果。

豆奶生产中经常使用的杀菌方法有三种，即常压杀菌、高温高压杀菌和超高温瞬时杀菌。

生产当日销售的豆奶可采用常压杀菌。

经过常压杀菌只能杀灭病菌和腐败菌的营养体，若经常压杀菌的豆奶在常压下存放，由于残存耐热菌的芽孢发芽成营养体，并不断繁殖，制品一般不超过24小时即可败坏。

加压高温杀菌即是将豆奶灌装于玻璃瓶中或复合蒸煮袋中，装入杀菌釜内分批杀菌。

加压杀菌普遍采用的是121℃，15~20min的杀菌规程，这样可杀死全部耐热型芽孢，成品可在常压下存放6个月。

不过加压高温杀菌，费力费时，产品质量不够理想，易引起脂肪析出及蛋白质沉淀。

超高温短时间连续杀菌（UHT）是近年来在豆奶生产中日渐采用的方法。

它是将未包装的豆奶在130℃以上的高温下，经数十秒的时间，然后迅速冷却、灌装。

该方法可以有效地杀灭豆奶中所有微生物，既可以提高产品的贮存性，又可以改善产品的风味和色泽。

采用超高温短时间连续杀菌（UHT）技术与无菌灌装技术相结合，可使豆奶的保存期在常温下达到6个月以上。

综合以上因素，本设计采用超高温短时间连续杀菌（UHT）技术。

8.包装

　中国包装业近年来飞速发展，已从上世纪80年代初产值不足100亿元发展到2005年的4100亿元，仅次于美国和日本，成为世界第三包装大国。

当前，中国包装工业正处于转轨升级的关键时刻，经历了由小变大的发展历程。

从上个世纪80年代初的单一包装产品发展到现在的六大包装门类俱全。

今后再用20年时间，要把中国建设成为世界包装强国。

包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。

此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。

使用机械包装产品可提高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。

　包装机械有多种分类方法。

按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按使用目的可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包装机；按自动化水平分为半自动机和全自动机等

包装机械：

灌装机、封口机、灌装封口机、无菌灌装机、喷墨打码机、激光打码机、热转印打码机、贴标机、套标机、封口包装设备、热收缩包装机、胶带封箱机、装盒设备、装箱设备。

采用无菌包装。

无菌包装是伴随着UHT技术而发展起来的一种新技术。

无菌包装的优点是产品质量好，贮存期长，包装材料轻，减轻了运输负担，方便了销售与消费。

缺点是设备及包装材料价格均较高。