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凝固型酸奶

目录

第一章前言……………………………………………………………………4

1.1酸奶简介…………………………………………………………………………………4

1.2国内酸奶的生产现状……………………………………………………………………4

1.3酸奶的发展前景…………………………………………………………………………5

1.4发酵乳的营养价值及保健………………………………………………………………5

1.5设计任务…………………………………………………………………………………6

第二章配方及工艺流程………………………………………………………7

2.1配方………………………………………………………………………………………7

2.2工艺流程设计……………………………………………………………………………7

2.3原料乳的质量控制………………………………………………………………………8

2.3.1料鲜奶的质量要求……………………………………………………………………8

2.3.2原料乳的处理…………………………………………………………………………8

2.4配料………………………………………………………………………………………9

2.5操作要点说明……………………………………………………………………………9

2.5.1过滤与预热……………………………………………………………………………9

2.5.2均质……………………………………………………………………………………9

2.5.3灭菌……………………………………………………………………………………9

2.5.4冷却……………………………………………………………………………………10

2.5.5接种……………………………………………………………………………………10

2.5.6分装……………………………………………………………………………………10

2.5.7发酵……………………………………………………………………………………10

2.5.8冷却……………………………………………………………………………………10

2.5.9冷藏和后熟……………………………………………………………………………10

2.5.10成品出厂………………………………………………………………………………10

2.6生产要求和标准…………………………………………………………………………10

2.6.1原料接收要求…………………………………………………………………………10

2.6.2感官指标………………………………………………………………………………11

2.6.3细菌指标………………………………………………………………………………11

2.6.4理化指标………………………………………………………………………………11

2.6.5蛋白质、脂肪、非脂乳固体和酸度…………………………………………………12

2.6.6卫生指标………………………………………………………………………………12

2.6.7食品添加剂和食品营养强化剂的添加量…………………………………………12

2.6.8 产品品种及规格……………………………………………………………………12

第三章物料衡算………………………………………………………………13

3.1原料奶的标准化阶段……………………………………………………………………13

3.1.1脂肪含量标准化………………………………………………………………………13

3.1.2非脂乳固体标准化……………………………………………………………………14

3.1.3蔗糖的假如……………………………………………………………………………14

3.2各阶段的损失量…………………………………………………………………………14

3.3发酵剂的加入阶段………………………………………………………………………15

3.4发酵、包装、贮藏、运输过程中的损失量……………………………………………15

3.5班产12t酸奶产品需要的原料总量计算………………………………………………15

第四章设备选型与计算………………………………………………………16

4.1设备选型…………………………………………………………………………………16

4.1.1双联过滤机……………………………………………………………………………16

4.1.2离心泵…………………………………………………………………………………16

4.1.3立式储奶罐……………………………………………………………………………16

4.1.4水粉混合机……………………………………………………………………………17

4.1.5原料罐…………………………………………………………………………………17

4.1.6板式热交换器…………………………………………………………………………17

4.1.7均质机…………………………………………………………………………………17

4.1.8脱气机…………………………………………………………………………………18

4.1.9杀菌机…………………………………………………………………………………18

4.1.10发酵剂罐………………………………………………………………………………19

4.1.11灌装机…………………………………………………………………………………19

4.2凝固型酸奶主要生产设备一览表…………………………………………………………19

结束语……………………………………………………………………………20

致谢………………………………………………………………………………21

参考文献…………………………………………………………………………22

第一章前言

1.1 酸奶简介 

牛乳的组成最为接近人体的母乳，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。

联合国粮农组织和世界卫生组织（FAO/WHO）将酸奶定义为乳与乳制品（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。

也可简单将其定义为以新鲜牛乳或乳粉为原料，经乳酸菌保温发酵而制成的产品。

通常根据酸奶在零售过程中的产品存在状态来进行分类，具体可分为凝固型酸奶和搅拌型酸奶。

乳酸菌在乳中生长繁殖，发酵分解产生乳酸等有机酸，导致乳的pH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集，把这种乳凝状的酸奶称为凝固型酸奶。

所谓搅拌型酸奶，是指先在发酵罐中通过乳酸菌的作用，将经过标准化处理的牛乳发酵至乳凝，然后再用搅拌器破乳，是凝乳粒子保持在0.01～0.04mm大小的一种酸奶。

产品呈半流动状态的粥糊状，易使用吸管吸食。

一半搅拌型酸乳可分为原味型和水果型，而凝固型大都为原味型。

酸乳又名酸牛乳或酸奶，作为众多的发酵乳产品中当今最为流行的乳制品，最初出现时其名是与发酵乳混用的，表示变酸的乳。

尽管目前没有关于人类何时第一次制作酸奶的明确记载，但酸奶的食用可以追溯到许多世纪以前。

发酵乳起源于巴尔干半岛和中东地区，在那里，牧民们早在几千年前就发现了可以通过发酵可以延长鲜乳保存期的方法。

虽然起源没有明确的记载，但酸奶有益于人类身体健康并有丰富的营养价值这一观念在许多文明国度里已存在了很长时间。

依据波斯人的传统，亚伯拉罕把自己的富饶和长寿归功于酸奶而法国皇帝法兰西一世据说也因饮用由山羊奶制成的酸奶而治愈其体虚气弱之疾。

然而，酸奶却极有可能起源于中东，在那时这种发酵产品的演变与世界各地牧民的烹饪技术发展是分不开的。

1.2国内酸奶现状

 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1.2国内酸奶的生产现状 

我国酸奶生产虽然起步较晚，但发展相当迅速。

20世纪80年代初．北京率先开始商业化酸奶生产，1982年仅生产酸奶1180吨，但到了1989年已达到3.3万吨。

8年中产量增加了近30倍。

有关统计显示，近年我国酸奶产量逐年增加，2003年全国总产量近23万吨。

虽然目前酸奶在我国乳制品总量中的比重仅为7％-8％。

但近两年其产销量增长速度均高达40％以上，大大超过纯奶30％左右的增长率，业内人士预测今后5年仍是酸奶的大发展时期。

目前，酸奶生产已成为我国液态奶中除巴氏杀菌乳以外增加最快的乳制品之一，酸奶在我国大中城市已经相当普及。

但相对来说，我国的酸奶研究和生产与发达国家相比还比较落后。

欧洲早在1942年便已开始酸奶商业化生产，这些国家在产品方面的创意引领了酸奶发展的趋势，值得我们借鉴。

1.3酸奶的发展前景 

酸奶是当今乳制品研究开发的一个主流。

随着生活水平的提高，人们对食品需求已由营养、安全上升为保健功效方面，而酸奶由于其特有的营养价值和保健功能，越来越受到人们的普遍重视和欢迎，使得酸奶的需求量逐年增加。

由于乳制品市场竞争愈加激烈，发酵酸奶制品将成为乳品市场的又一热点。

1.4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。

（1） 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、烟酸和叶酸等营养物质。

（2） 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。

（3） 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、。

（4） 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。

（5） 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。

（6） 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。

（7） 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 。

1.5设计任务

1.5.1工艺设计计算

包括物料衡算、热量衡算和设备选型。

1.5.2绘制工艺流程图

绘制生产工艺流程图一张（2号图纸）；CAD绘制。

1.5.3编写设计说明书

设计说明书的撰写应符合规范与要求。

第二章配方及工艺流程

2.1配方

2.1.1混合料的标准：

乳脂肪≧3.0%砂糖≧5.0%

全乳固体≧11.5水余量

2.1.2.凝固型型酸奶的配方：

鲜奶86%砂糖4%

工作发酵剂   2.4%稳定剂 0.6%

蛋白糖LS-50 0.04%脱脂奶粉  6.96%

2.1.3.验算：

脂肪：

86%×0.035=3.01%；

非脂乳固体：

86%×0.085+0.04%+2.4%+6.96%=16.71%；

砂糖：

4%；稳定剂：

0.6%；发酵剂：

2.4%

2.2工艺流程设计

鲜乳或还原乳

↓                           验收

↓

 预处理  

↓

      奶仓                        

      ↓

牛乳  

↓

 白砂糖      溶解→ 调配←预热 60～65℃ 

↓

 15～20MPa  →  均质  

↓

  加热灭菌← 90～95℃、3～5min 

↓

冷却←快速冷却至42～45℃ 

↓

直投式发酵剂 →接种  

↓

灌装  

↓

直投式菌种：

43℃  →发酵 

4～6.5h                    

↓

速冷← 速冷至15～20℃ 

↓

冷藏←后熟：

4℃冷藏过夜 

↓

保持冷链贮存或销售 

2.3原料乳的质量控制

2.3.1料鲜奶的质量要求 

（1）固形物含量：

鲜奶总干物质含量不得低于11.5%，其中非脂干物质不得少于8.5%，否则会影响蛋白质的凝乳作用。

（2）鲜奶中残留抗生素的检测：

抗生素污染会使乳酸菌生长受到限制，因此决不能使用抗生素污染的鲜奶为原料。

（3）白细胞检测：

白细胞含量常常会影响鲜奶的质量。

（4）杂菌检测：

霉菌、酵母菌、芽孢杆菌、大肠杆菌等等杂菌会影响鲜奶原料的质量。

2.3.2原料乳的处理 

（1）原料乳的净化

原料乳中可能含有细胞类物质（如上皮细胞和白细胞等），其中一些是牛乳中所固有的，也有一些是挤奶过程中牛乳受污染而带进牛奶中的，同时被带进生奶中的还有稻草，叶子，头发，泥土和种子等污染物。

为了保证产品获得良好的最终质量，酸乳制作中第一步就是要除去这些污染物质。

有很多方法可以除去这些杂质其中最广泛应用的就是过滤。

利用的特别设计的离心机（即净乳机）除去牛乳中的白细胞和其他肉眼可见的异物。

（2）原料乳的标准化

不同种类或不同地方的牛奶所产生牛乳在成分上差别很大，及时是同一头牛需哦产的牛乳，其化学成分在哺乳期间也会因为其他一些不可避免的影响因素（如哺乳期的不同阶段、奶牛的年龄、挤奶的间隔和效率、季节和环境的温度变化、奶牛饲养的方式、奶牛的营养、奶牛患乳房炎等疾病等）会出现波动。

为了弥补这些固有牛锐成分上的波动，生奶必须先经过标准化或特定成分的强化才能作为原料来制作酸乳。

这个标准化的过程包括脂肪和非脂乳固体的标准化，尤其是蛋白质的含量将直接关系到产品的黏度和质地，所以非脂乳固体的标准化非常重要。

原料乳经过标准化的最终目的就是在食品法规允许的范围内，根据所需乳酸成品的质量特征要求，对牛乳的化学组成加以校正，保证各批产品质量稳定一致。

2.4 配料

（1）奶粉的添加：

加入1%～3%的奶粉调节非脂干物质。

（2）蔗糖的添加：

加入4%～8%的蔗糖调节酸奶的口感。

2.5操作要点说明

2.5.1过滤与预热  

（1）对混合配制所得的料液要进行过滤，出去大的颗粒，以便所得的料液颗粒更加的均匀。

（2）对混合的料液进行预热使物料更好的混溶在一起，以便下一步更好的均质。

2.5.2 均质：

将调制奶加热到60 °，与均质机中，8～10Mpa压力下均质。

（1）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 

（2）均质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。

2.5.3灭菌：

采用高温巴氏杀菌法，90～95℃保持5min杀菌，主要是杀死致

病菌、中毒菌，腐败菌以达到商业无菌。

杀菌目的是杀死原料乳中绝大部分杂菌及所有致病菌，确保乳酸菌的正常生长和繁殖；钝化原料乳中对发酵菌有抑制作用的天然抑制物；使牛乳中的乳清蛋白变性，以达到改善组织状态，提高黏稠度和防止成品乳清析出。

2.5.4 冷却：

高温杀菌后必须将料液冷却到室温，以免影响后面的接种，温度

过高可能会使接种的发酵菌失活致死。

2.5.5接种：

杀菌后的乳应马上降温到45℃左右，以便接种发酵剂。

接种量根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比而定。

生产发酵剂为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌，比例为1：

1或2：

1，一般接种量为2.5%~5%（在无菌室操作）。

加入的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌成均匀细腻的状态，不应有大凝块，以免影响成品质量。

2.5.6分装：

由于酸奶发酵后不能受到机械振动，因此，必须先分装再发酵，

使酸奶充分发酵。

2.5.7发酵：

灌装封盖后迅速送入发酵室，41~43℃温度下发酵2.5 h~4 h，

达到凝固状态可终止发酵，即酸度达到65°T~70°T停止加热、pH值低于4.6、表面出现少量水痕、奶变黏稠。

发酵应注意避免震动，否则会影响组织状态；发酵温度应恒定，避免忽高忽低；掌握好发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。

2.5.8冷却:

 冷却能够迅速有效地抑制乳酸菌生长，降低酶活性，防止产酸

过度，延长酸奶保存期限。

冷却方法有二：

①直接冷却法。

到发酵终点，立即将酸奶放入2℃~6℃冷库中（或立即切断电源）。

②预冷却法。

到发酵终点，使温度分阶段慢慢下降，即42℃~45℃→35℃~38℃→19℃~20℃→10℃~20℃→5℃，5℃是霉菌和酵母菌生长的下限温度。

冷却过程中要轻拿轻放，防止震动。

酸奶对机械震动十分敏感，组织状态一旦破坏，很难恢复。

2.5.9冷藏和后熟 

酸奶须在2℃~6℃条件下存放12 h，这样可促进芳香物质产生，增加酸奶

制品黏稠度。

2.5.10成品出厂 

凝固型酸奶成品呈现出胶体状，白色不透明，组织光滑柔软，有独特的发酵乳香味，酸甜适度。

2.6 生产要求和标准 

2.6.1原料接收要求 

原料乳送到工厂后，必须根据指标规定，即时进行质量检验，按质论价分别处理。

我国规定生鲜牛乳收购的质量标准（GB6914—86）包括感官指标、理化指标及微生物指标。

2.6.2 感官指标 

正常牛乳呈白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红色、绿色或其他异色。

不能有苦味、咸味、涩味和饲料味、青贮味、霉味等异常味。

2.6.3 细菌指标 

细菌指标有下列2种，均可采用。

采用平皿培养法计算细菌总数，或采用美蓝还原退色法，按美蓝退色时间分级指标进行评级，两者只允许用一个，不能重复。

细菌指标分为4个级别，按表2中细菌总数分级指标进行评级。

此外，许多乳品收购单位还规定有下述情况之一者不得收购：

①产犊前15 d内的末乳和产犊后7d内的初乳；①牛乳颜色有变化呈红色、绿色或显著黄色者；③牛乳中有肉眼呵见杂质者；④牛乳中有凝块或絮状沉淀者；⑤牛乳中有畜舍味、片味、霉味、臭味、涩味、煮沸味及其他异味者；⑤用抗牛素或其他对牛乳有影响的药物治疗期间，母牛所产的乳和停药后3 d内的乳；⑦添加有防腐剂、抗生素和其他任何有碍食品卫生的乳；⑧酸度超过20°T的乳。

2.6.4理化指标

理化指标只有合格指标，不再分级。

我国颁布标准规定原料乳验收时的理化指标见表1

表1 鲜奶理化指标

项目指标

项目指标

相对密度≥1.028

（20℃/4℃）（1.028-1.032）

脂肪/%≥3.10（2.8-5.0）

蛋白质≥2.95

酸度（以乳酸表≤0.162示）/%

杂质度/（mg/kg）≤4

汞/（mg/kg）≤0.01

六六六、滴滴涕≤0.1

/（mg/kg）

抗生素/（IU/L）<0.03

2.6.5蛋白质、脂肪、非脂乳固体和酸度应符合表2的规定

表2

项目纯酸牛乳调味酸牛乳、果料酸牛乳

全脂部分脱脂脱脂全脂部分脱脂脱脂

脂肪/%≥3.11.0~2.0≤0.5≥2.50.8~1.6≤0.4

蛋白质/%≥2.92.3

非脂乳固体/%≥8.16.5

70.0

2.6.6卫生指标应符合表3的规定

表3

项目纯酸牛乳调味酸牛乳果料酸牛乳

苯甲酸，g/kg≤0.030.23

山梨酸，g/kg不得检出≤0.23

硝酸盐（以NaNO3计），mg/kg≤11.0

亚硝酸盐（以NaNO2计），mg/kg≤0.2

黄曲霉毒素M1，μg/kg≤0.5

大肠菌群，MPN/100mL≤90

致病菌（指肠道致病菌和致病性球菌）不得检出

2.6.7食品添加剂和食品营养强化剂的添加量应符合GB2760和GB14880的规定。

2.6.8 产品品种及规格 

主要品种：

果料酸奶、原味酸奶、调味酸奶；全脂酸奶、脱脂酸奶、部分脱脂酸奶。

规格：

250、350、500、750、1000ml，屋顶盒装。

第三章物料衡算

表3-1　　酸奶生产基础数据

项目

名称

百分比（%）

项目

名称

百分比（%）

定额指标

原料利用率

98.0

原料配比

原料乳

85.3

脱脂乳

6.96

原料乳含脂率

3.5

酸奶损失率

冷却损失

5.0

非脂乳含量

8.5

发酵损失

1.6

产品含脂率

3.0

过滤损失

1.6

产品非含脂率

8.5

装瓶损失

3.0

3.1 原料奶的标准化阶段

3.1.1.脂肪含量标准化

以1000kg原料鲜奶为衡算对象：

原料鲜奶中，脂肪含量为3.0%，而在酸奶成品中的一般含量为2.6%。

在生产过程中，需要加入脱脂牛奶。

全脂奶和脱脂奶的需要量可以用交叉法计算得。

AD

C

BE

如图，A,B,C,D,E分别代表全脂奶中脂肪含量，脱脂奶中脂肪含量，酸奶中脂肪含量，脱脂奶的用量，全脂奶的用量。

代入计算，得:

则，全脂奶的用量为：

2.5×1000/2.9=862.1㎏

脱脂奶的用量为：

0.4×1000/2.9=137.9㎏

3.1.2非脂乳固体标准化

原料鲜奶的非脂乳固体含量为8.5%,而酸奶成品中含量约为11~12%，须加入脱脂奶粉。

脱脂奶粉的加入量为：

1000×2.5%=25㎏

3.1.3蔗糖的加入

1000×4%=40㎏

实际用物料总量为1065㎏。

总脂肪含量实际为：

（1000×2.6%＋25×1%）÷1065=2.46%

实际的非脂乳固体含量为：

（1000×8.5%＋25×99%）÷1065=10.31%

3.2各阶段的损失量

（1）过滤

（2）均质

经过均质，损失率为１％，则1048.0×99%=1037.5㎏

（3）热处理

经过热处理，原料的损失率为2%，则1037.5×98%=1016.7㎏

3.3发酵剂的加入阶段

这时总的物料总量变为：

1016.7+30.5=1047.2kg

3.4发酵、包装、贮藏、运输过程中的损失量

（1）发酵过程，原料的损失率为1.6%，则

（2）包装阶段，原料的损失率为3%，则

（3）贮藏和运输阶段的损失率为1%，则

3.5班产12t酸奶产品需要的原料总量计算

（1）原料先奶的用量：

（2）发酵剂的用量：

（3）蔗糖的用量：

（4）脱脂奶粉的用量

第四章设备选型与计算

4.1设备选型

工作量的确定

本厂设计为班产12t酸奶产品，按照每班生产8小时计算，则生产所需的规模为：

4.1.1双联过滤机

双联过滤器是一种由两台不锈钢袋式过滤器并联而成，具有结构新颖合理、密封性好