酸奶工艺修订版.docx

1、酸奶工艺修订版摘要：本文介绍了酸奶的定义、特性、市场情况和开展前景。重点论述了酸奶的工艺设计、物料衡算、能量衡算、主要设备选型。本设计采用了先进的生产工艺并结合经济合理的设计原那么，以班产量为依据班产量为12.8吨班次进行设计。关键词：酸奶 工艺 加工 1 绪论酸奶历史悠久，它起源于保加利亚，是乳与乳制品杀菌乳或浓缩乳在保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的作用下经乳酸发酵而得到的凝固型乳制品。目前，在我国市场上供应的酸奶多以牛奶加工而成。它保存了牛奶的原有的全部营养成分，经过乳酸菌发酵，风味更是别具一格。在我国酸奶产品中，以全脂酸奶居多，脂香诱人而郁于鲜奶，也有特为脂肪不适症者加工的脱脂酸奶。酸奶酸奶

2、作为乳酸菌的发酵制品，因其具有独特的风味和对人体的诸多保健作用而日益受到消费者的喜爱。就我国市场上的酸奶制品状况来看，品种繁多，既有传统的纯酸奶、调味酸奶和果料酸奶，又存在一些延伸产品，如酸奶饮料、活性乳、杀菌乳等。常温产品中，早期的酸奶市场中的主流产品“调配型酸奶饮料和“发酵型乳酸饮料，由于没有低温保鲜限制，得以较快速的开展，但是其营养价值低，淡出市场是大势所趋。低温产品中，活性乳酸菌饮料及纯酸奶将得到快速开展，此类产品能提供丰富的营养物质，随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开展的主流。2 工程论证凝固型酸奶预计年产5000吨凝固型酸奶具有浓郁的

3、天然发酵香气，细腻滑爽，质地稠厚、酸甜适宜、回味无穷。可有效缓解乳糖不耐症。凝固型酸奶是钙的良好天然来源，每100克凝固型酸奶含钙120毫克左右；同时含有丰富的B族维生素、胆碱等。因此具有较强的竞争优势。研制具有优良风味和营养保健作用的混合原料凝固型酸牛乳，使产品具有高品质、营养保健、食用方便的特点。选育具有优良性状，制作温和可口、有益健康的酸奶益生菌，添加四种益生菌，保加利亚乳杆菌，嗜热链球菌，嗜酸乳杆菌，乳双歧杆菌，活性益生菌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、抗衰老，降低胆固醇水平等。采用现代工业化生产，菌种的商业化生产促进菌种的纯化，从而为产品的品质稳定奠定

4、了根底，菌种的可传代性促进了菌种的活性，采用直投式菌种。精确的控制发酵温度，故所有产酸速率和整个发酵时间都可预知，为生产提供便利，且利于保持产品的品质稳定。酸奶发酵到达预定酸度后能迅速冷却，故酸奶质量更加稳定。 有关资料数据显示，在国外，发酵型乳酸菌奶饮品已空前兴旺，日本、欧洲发酵乳酸菌奶饮料在乳制品市场比例已到达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。我国消费每年递增25，专家预测，未来35年将是中国乳酸菌行业快速开展的“黄金时期。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。在中国市场上，除了专业生产此类产品的太子奶、益乐多等外，为

5、了顺应消费趋势，并能从传统市场的大战中突围，乳品、饮料生产商纷纷将科技含量和附加值高的乳酸菌、益生菌产品纳入到自己的产品视线中。在中国，发酵型酸奶行业成为乳酸菌应用的最大领域，目前年总产量已经突破120万吨，年产值超过60亿元。乳酸菌饮料也异军突起，年总产量突破50万吨，年总产值超过25亿元，显示出巨大的开展潜力。在未来一两年内，有一局部消费者在酸奶消费中将会特别关注产品中的菌种类型，他们主要比较各个产品在改善肠胃功能方面的效果大小。另外，有一些消费者对酸奶的醇厚有特别的偏好，他们希望获得的产品利益是纯粹、原汁原味。需要凝固型酸奶的消费者都有较长的酸奶消费历史，而且一般是酸奶的重度使用者，他们

6、具有明显的实惠性消费心理，最重视产品的醇厚口感与原汁原味，同时对产品价格有一定的敏感度，最希望价格不要高于现有的搅拌型酸奶。减肥需求在酸奶消费中同样得到比较明显的表达，未来这一需求增长趋势将会日渐加快。在酸奶消费中的减肥需求不仅与保持良好体形的利益相联系，而且与控制某些慢性疾病的目的相关联。从目前来看，具有减肥需求的人群主要由年轻女性和中老年的糖尿病患者构成，前者关注体形，后者那么希望延缓病症。 随着中国乳制品业的开展和消费者健康意识的增强，酸奶已经逐渐成为所有奶品中增长最快的品类，但是，酸奶在整个奶品市场中的份额与国际成熟市场还有一定差距，因此酸奶在中国必将经历一个快速开展的时期。与常温奶不

7、同，酸奶市场非常分散没有占据明显优势的品牌，哪个品牌能够快速开展、快速创新，必将在今后的竞争中确立优势地位。 各个乳品厂家已经把战略重点转向酸奶市场，酸奶产品的竞争也趋向多元化。不同品类、不同功能、不同包装、不同口味使得酸奶成为一种非常个性化的产品，因此酸奶产品的定位就显得尤为重要。因此，酸奶市场将有以下几点开展趋势：提高产品质量：近两年来，乳品行业由于质量问题而引发的事件不断发生，在一定程度上阻碍了整个行业的健康开展。为了更好的净化行业风气，重塑消费者的信心，各乳品企业必须加强行业自律，提高产品质量。降低和减少食品热量：随着消费者自我保健意识的增强和生活水平的整体提高，功能性酸奶的增长势头会

8、越来越明显，各种添加不同功能，不同来源的营养性组分的酸奶产品必将受到消费者的青睐。方便食用：目前酸奶的消费以即时消费为主，随着酸奶消费群的年龄段向上移动，成人消费量的增加带动酸奶包装呈现成人化趋势，大容量家庭包装将得到快速开展。开发新产品：针对不同消费群体和不同地区消费者非口味的产品，即针对细分市场，适时开发新产品。可以预计，酸奶产品属性的创新将导致一个个细分市场的出现，酸奶的营销也进入“目标营销阶段。消费者追求的不同利益会成为风味酸奶和功能型酸奶的主要细分变量，企业专注在几个细分市场建立竞争优势要比全面出击更有效，酸奶产品的开发能力将成为塑造品牌形象的强有力的支撑点。生产几乎不使用添加剂的产

9、品。货架期长的产品：常温产品慢慢会淡出市场。近几年随着添加剂技术含量的不断提高，杀菌型乳酸菌饮料的市场正呈现多样性的变化，但调配型酸奶饮料不含乳酸菌，知识口味上富于变化，营养价值低，由于国内市场消费的不均衡以及冷链运输的欠缺，因此其市场仍然非常广阔。大力开展低温保鲜产品：酸奶产品中低温保鲜产品包括活性乳酸菌饮料和纯酸奶两种。它们都含有活性乳酸菌、营养价值高、需要低温保鲜。这些种类的酸奶能提供维生素和热量以及其他营养物质，是儿童和青少年防止贫血不可缺少的食品，除此之外还能调节机体内微生物的平衡，经常使用，能调整肠道功能、预防癌症、美容，被专家誉为“21世纪的食品，是一种“功能独特的营养品。2.6

10、 产品方案论证为平衡每月生产的产量，防止出现局部月停产，局部月加工任务过于繁重，结合主要加工酸奶的品种成熟时间情况，初步安排产品生产方案如下：注：工作日取280天，余下85天为节假日和设备检修日预计年产量：Q=5000吨生产班次：n=2班产量：q班=Q/(k*n*280)=5000/(0.7*2*280)=12.8(t/班)产品名称年产量 吨班产量 吨1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月酸奶 5000注：根据以上数据，结合实际销售情况，核定每月的实际生产方案。 3 生产工艺设计及论证3.1 生产工艺方法分析 酸乳的生产工艺是一项古老的技术，可靠的推测是19世纪之前人类已初步了

11、解了一些酸乳生产中各种不同的步骤。在过去几十年间，这项工艺变得更合理，从先进的工业技术标准来看，酸乳的生产过程依旧是一个技术和科学相互结合的复杂过程。在酸奶生产过程中，发酵菌种起了非常重要的作用，它是酸奶产品产酸和产香的根底和主要原因。3.1.1 传统工艺与改进工艺（1）传统工艺：牛乳浓缩把牛乳煮至原体积的2/3冷却至培养温度体温或环境温度接种发酵剂培养至凝乳形成冷却成品 2改进工艺：牛乳的预处理均质热处理冷却至发酵温度接种发酵剂直投式菌种发酵冷却成品3.1.2 工艺比较（1）传统的工艺有以下缺陷：连续的发酵翻代会使发酵剂中菌种比例发生变化，甚至导致1520代次翻时的此培养基发生突变，从而引起

12、最终产品的风味和质构的改变和不可控制；原料奶未经过预处理，从而无法对产品的理化指标和卫生指标进行严格监控，原料奶也未经过均质，可能导致脂肪上浮等问题；发酵温度比较低，直接导致的后果是发酵时间过长18h甚至更长，而按照现代工艺，在适宜的发酵温度发酵时间只需34h；同样，产酸速率过低可能带来一系列的副作用，比方乳清脱水收缩，会对酸乳质量有不利影响。传统方式无法对发酵过程的产酸程度进行控制，从而使产品品质的稳定受到影响。除了这些缺陷外，传统的生产工艺奠定了现代工业化生产酸奶的根底。比照上述两种工艺可看出，根本的改变表现在以下几个方面：菌种的商业化生产或相应研发机构技术的改进等多方面因素促进了菌种的纯

13、化，从而为产品的品质稳定奠定根底；菌种的可传代性促进了菌种的活性，同时，直投式菌种被广泛应用；由于可以精确控制发酵温度，故产酸速率和整个发酵时间都可预知，为生产提供便利，同时利于保持产品品质稳定；由于酸奶发酵到达预定酸度后能迅速冷却，因而酸奶质量更加稳定；测定乳发酵过程中产酸速率简易方法的开展用pH计或酸度计，从而使一般操作者完全控制整个生产过程。3.2 生产工艺流程 辅料 (蔗糖等) 原料乳 检验净乳标准化配料预热 均质 杀菌 冷却 (4345) 接种 灌装发酵 冷却冷藏后熟成品3.2.1 工艺要点（1）净乳温度 65-70， 预热温度5060，均质15.0MPa20.0MPa；（2）杀菌温

14、度95，保温510s；冷却温度4345（3）培养温度 42，接种后搅拌10 分钟；（4）静止培养42-43至滴定酸度80度终止发酵；（5）冷却至 18-25; 冷藏后熟27 （6）包装环境符合清洁作业区要求(空气落菌数30 个/15 分钟，大肠菌不得检出)，包装机用热水及过氧乙酸杀菌。 注意：杀菌过程中发酵设备的管道中残留有化学物质，微生物或发酵设备管道中过热均会影响发酵过程的顺利进行和酸乳产品的质量。3.2.2 工艺论证与说明 各工艺环节对酸奶质量的影响及控制：酸奶质量上出现的问题与某些工艺环节控制不当有关。以下主要从原料乳、杀菌和发酵等几个方面进行探讨,通过改善加工工艺条件来提高酸奶的品质

15、。(1) 对原料乳的质量要求：原料乳是生产的第一要素。只有优质的原料作保证,与先进的加工工艺及设备相结合,才能确保生产出高品质的产品生产酸奶用的原料乳品质比一般乳制品加工的原料乳要求高,除按规定验收合格外,还必须满足以下：总乳固体不低于 11.5%,其中非脂乳固体不低于 8.5%,否那么将会影响发酵时蛋白质的凝胶作用,直接决定酸奶的凝固状态。不得使用含有抗生素或残留有等效杀菌剂的奶。一般乳牛注射抗生素后4天内所产的乳不得使用,因为常用的发酵剂菌种对于抗生素、残留杀菌剂以及清洗剂非常敏感,它们将直接影响到发酵剂的活力,致使奶液不凝固或酸度低。牛奶中抗生素残留量越高,发酵酸度就越低,也就越不易凝结

16、。因此,用于生产酸奶的原料生奶要经过严格的抗生素试验和酸奶小样的发酵试验,从而保证不合格的生奶不进入生产流程。患有乳房炎的牛乳不得使用,否那么会影响酸乳的风味和蛋白质的凝胶力。10个 /mL。(2) 原料乳的标准化根据所需酸奶成品质量的要求,对乳的化学组成进行改善,从而使可能存在的缺乏得以校正,保证各批次的产品质量稳定一致。与此同时，标准化也加强了原料乳使用量的合理性，以用尽量少的原料乳生产出符合质量标准的产品。在进行乳脂肪标准化时，不仅要调整脂肪含量，也要注意所添加脂肪的结构状态、脂肪酸种类及其质量。对总乳固体的标准化不仅是为了满足国家标准对其的要求，且为了获得具有特定物理性质和口味的酸乳成

17、品。目前对原料乳进行标准化时，可以通过添加原料组成、浓缩原料乳和重组原料乳三种途径。在综合考虑原料价格和可用性，生产规模、该工艺设备所需投资额这三种因素，选择直接加混原料进行标准化较为适宜。一般情况下,乳固体为 12%的原料乳可以生产出品质较好的酸奶。利用搅拌，混合时间与温度的配合到达对原料乳进行标准化，保证混合料中固态组成充分分散和水合的目的，混合时间过长会造成混合液中脂肪上浮，也会使过多的空气进入混合液，并在均质过程中影响原料乳的稳定性。因此，在酸奶生产中，通常采用10一下，混料水和时间30min，混合时间控制在1.53h之间。(3) 加糖量对酸奶质量的影响，我国生产的酸奶一般都是加糖型酸

18、奶,原料乳的加糖量为 5%这样的酸奶比较适口。加糖的目的是将酸奶制作成一种甜中有酸、酸中带甜的产品,以适应消费者的口味,同时还可提高酸奶的黏度,有利于酸奶的凝固。酸奶中蔗糖的添加量一般应低于 12%,蔗糖浓度过高,会对乳酸菌产生抑制作用。(4) 酸乳用乳是一种典型的水包油乳浊液，因而，脂肪有一种上下别离的倾向。为防止这种情况，原料乳被高速混合或均质，即在高压下迫使牛乳通过小孔和环形窄。均质的效果将使脂肪球平均直径降低至2um，防止了脂肪球的簇集和脂肪上浮至外表的趋势，也减少了由于酪蛋白胶粒和亚胶粒之间的吸附而产生的凝聚作用和有效浮力。应用以及还是二级均质仅对脂肪含量高的产品起决定性作用，酸乳用

19、乳通常在6570左右，1520MPa的压力下通过一级均质机处理。(4) 杀菌温度的控制，制作酸奶要求除到达杀灭牛奶基料中可能存在的致病菌和有害的微生物，以保证成品的卫生和微生物质量外，还要为酸奶发酵剂创造一个含菌少、有利于培养的环境条件,同时要求使全部的乳清蛋白变性,提高奶液中蛋白质的水合能力,以获得硬度和稳定性良好、乳清析出少的酸奶。杀菌温度一般采用 9095、5s10s,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到达 85%或更高些。(5) 发酵剂菌种构成对酸奶质量的影响，保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌以及嗜酸乳杆菌，乳双歧杆菌共存时,利用共生作用可以使发酵产酸作用大大加快。这两种菌

20、共存时，所产生的乳酸含量比其单独生长时高，并且嗜热链球菌的生长数量也比其单独存在时高，研究说明，酸乳生产中这两种特真菌之间有共生作用。但由于所选择的菌株不同或混合比例的不同,而表现出酸奶的产酸强度与酸化能力有显著的差异。影响球菌和杆菌比例的因素之一是培养温度。在 40培养时,球菌和杆菌的比例大约为 41,而在 44时约为 12。因此在酸奶生产中,以 2%3%的接种量和 3h5h的培养时间,到达球菌与杆菌的比例为 11,此条件最适宜接种和培养,其发酵温度为 43。发酵过程中，乳酸菌生长繁殖过程中的产物量虽少，但其对酸乳发酵过程和成品的质量影响不容无视。这类产物的作用主要有:促进或抑制细菌的生长和

21、繁殖；改变产品质地和风味；提高产品营养价值，如增加氨基酸含量、水溶性钙含量等。此外，发酵时乳酸菌的生物环境和物化环境也直接影响发酵过程及酸乳质量。(6) 发酵剂的添加量对酸奶质量的影响 在发酵剂菌种活力良好的情况下,通常采用的接种量为1%4%,最适接种量为 3%。假设接种量过大 (如5%),那么产酸过快,反而易造成凝乳中蛋白质脱水收缩现象,使乳清析出较多。(7) 发酵温度与发酵时间对酸奶质量的影响，发酵温度与时间对乳酸菌的增殖与产酸影响极为重要。生产实践说明,如果发酵时间过短,那么酸奶组织柔嫩,风味差;如果发酵时间过长,造成酸度高,乳清过量析出,风味也不佳。通常所说的发酵温度范围是 4245,

22、发酵时间为 3h5h,在实际生产中,取中间值较为理想。(8) 冷却速度与贮存温度对酸奶质量的影响发酵是生产酸奶的重要工序之一,而发酵终点确实定是其关键技术。在生产中可以采用以下方法判定发酵终点:每隔 0.5h进行抽样检测,通常情况下,酸度到达 70T时,即可认为已到达了发酵终点。严格做好生产记录,在同等条件下参考以前的生产经验,控制发酵时间。每隔一定的时间,由经验丰富的人员进行抽样观察,假设酸奶的流动差,有微小颗粒出现,那么可判定已到达发酵终点。发酵结束后,将酸奶从发酵室移出,应立即进入冷库中冷却。在冷却过程中,必须掌握适宜的冷却速度。当冷却过快时,蛋白质肽链因收缩过快而断裂,使得酸奶蛋白质亲

23、水性降低,乳清析出;当冷却过慢时,也会使产品变酸。其最正确的冷却条件是,在 1h1.5h内将酸奶的温度降到 1015。由于保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌的最低生长温度分别为 22和 20,当温度降至 10以下时,乳酸菌的生长活力很低;而在 5左右时,酸奶的酸度变化就已经很微小了。冷库温度应保持在 5以下,并尽量防止温度的波动与机械的振动。酸奶在冷库中最好要存放 12h48h,然后再分发到各地销售,以保持酸奶凝块的稳定性。同时,通过冷藏后熟,还会产生很多风味物质,使酸奶的口味更加饱满。在实际生产中，可以根据检测乳酸菌的生物活性来计算和测定以指导发酵时间、温度。另外还要根据产品的具体品种，特别是颜色、

24、质构和外观做相应的调整。 经过对几种酸奶发酵温度和时间对酸奶品质的影响，得出局部酸奶发酵的最正确温度和时间。4 物料衡算 以生产1t产品为横算对象,那么： 1包装阶段损失：按0.5%计算，那么 1000 2发酵剂参加阶段：参加发酵剂的量为原料的3%左右为宜，那么 3热处理阶段：经过热处理，原料的损失量为1%，那么 4均质阶段：经过均质，损失量为1%，那么 5非脂乳固体标准化和蔗糖的参加：原料乳中的非脂乳固体含量为8.5%，而酸奶成品中含量约为11-12%，需参加脱脂奶粉脱脂奶粉的参加量为原料乳的2.5%，蔗糖参加量为原料乳的5%，那么 6脂肪含量的标准化： 原料鲜奶中，脂肪含量为3.0%，而在

25、酸奶成品中的一般含量2.6%，在生产过程中需参加脱脂牛奶，脱脂乳中脂肪含量为0.1%，全脂奶和脱脂奶的需要量可以交叉法计算： A D C B E如图，A，B，C，D，E分别代表原料乳中脂肪含量，脱脂奶中脂肪含量，酸奶中脂肪含量，原料乳的用量，脱脂乳的用量，带入计算得2.5%1%995.58=2.44%2.5%99%)995.58=10.21% 8以“班产量为基准，那么：每班耗用原料乳量kg/班=单位产品耗用原料乳量班产量12.8=9483.469kg/班每班耗用脱脂乳量kg/班=单位产品耗用脱脂乳量班产量2.5%12.8=2667.226kg/班 每班耗用蔗糖量kg/班=单位产品耗用蔗糖量班产

26、量5%)12.8=592.717(kg/班) 每班发酵剂量kg/班=单位产品发酵剂量班产量3%12.8=374.692kg/班 每班耗用包装容器量只/班=单位产品耗用包装容器量只/t班产量t/班10.1%耗损=1000000125(1+0.1%)=102503只/班9物料衡算图 检验 净乳 标准化 配料 预热 1%127.434kg 均质 杀菌 冷却 1%126.160kg 接种 3%374.695kg 冷却 灌装 0.5%64.322kg 发酵5 能量衡算5.1 板式换热杀菌设备计算1传热的计算传热计算根本公式为：Q=KATm 式中：Q单位时间内的传热量，J/h K传热系数，J/(mhK)

27、A传热面积，m Tm载热体与吸热体的平均温度差，K又 Q=qct 式中：q物料的质量，kg c物料的比热容是， J /(kg) t温度变化值， 牛乳进料温度为65，过热水进料温度为140，出料温度为100，杀菌温度为95，查手册取板式换热器K为2500W/mK，C乳=3.874kJ/(kgK),采用逆流，那么：热负荷： Q =qC乳T1T2810395653600104J/s平均温度差： 乳 65 95 过热水 100 140 Tm= 1006514095 = 40 2换热面积： A= Q = 50910 = 0.509 K Tm 250040 A=m ，即换热面积m0.05=10.18，选择

28、11片。过热水用量： Q = 104J/s = CpmT3T4 =103m1401003600加热蒸汽量计算： 加热蒸汽160时，汽化热为r=2091.1(kJ/kg),将水从25加热至140,Cp为4.208kJ/(kgK)，那么： Q= wr = mCpt 代入数据得：w = 14025计算 采用板式换热器将牛乳从4升温到60，将杀菌后95的牛乳降温至42，采用逆流，此时有：C乳=3.868kJ/(kg8h=1592.93 kg/h热负荷：Q=C乳qT1T2 = 1592.93 1036043600105 (J/s)平均温度差： 2换热面积 A= Q = 105 = 1.05 K Tm 2

29、5000.05=21，选择21片。 6 酸奶生产的HACCP管理从原辅料、加工过程、环境设备方面分析了凝固型酸奶生产过程中存在的危害因素，并应用 HACCP体系提出了关键控制点及控制措施，以提高酸奶的生产管理水平和质量水平。建立 HACCP管理体系需要做好前期工作，包括推行根底管理体系成立工作组、依据相关法规建立标准作业程序ssop、制定乳品厂的管理目标和管理承诺、对员工进行教育和培训、制定 HACCP方案、对乳品厂加工流程进行现场作业评审来验证该流程的准确性和完整性，在此根底上应用 HACCP的 7项管理原那么。6.1 酸奶生产过程中的危害因素分析6.1.1 原辅料因素酸奶生产中原料的品质优

30、劣是保证产品质量的先决条件，乳中主要含有的微生物类型是微球菌、链球菌、不形成芽孢的革兰氏阳性杆菌和革兰氏阴性杆菌包括大肠菌类、芽孢杆菌及少量的酵母与霉菌、病原菌等。应注意加强对乳中能引至人畜共患病的致病菌的控制。鲜乳中菌数上下由挤乳卫生条件决定，用平板菌落计数法测定鲜乳中的菌数在 1010mL 范围内，如果卫生条件好，菌数应低于 10mL。生乳在贮运过程中的温度应低于 4，贮运时间不能超过 2小时，以确保原料乳的卫生质量要求。风味凝固型酸奶所用辅料可以是果酱或果汁等，经检验其含有一定数量的酵母，如果未经杀菌而参加到发酵乳中，酵母菌即成为污染该种酸奶的主要来源。6.1.2 加工过程中的危害因素分析参考前人研究和 HACCP小组分析，凝固型发酵酸奶生产过程中多数