消毒奶课程设计.docx

1、消毒奶课程设计目 录一、前言 1.1中国乳品市场发展趋势 11.2中国乳品前景预测 2二、工艺流程 32.1消毒牛乳生产工艺流程 32.2操作要点 3三、物料衡算 73.1每小时产量计算 73.2标准化计算 73.3工艺工程物料计算 8四、设备选型 104.1贮奶罐 104.2过滤器 104.3离心净乳机 104.4分离机 114.5均质机 114.6板式换热器 124.7灌装机 15五、参考文献 15六、个人小结 16一、前言 根据我国颁布的消毒牛乳国家标准（GB540885）的规定，消毒牛乳(也称巴氏杀菌乳或市乳)是指新鲜牛乳经过净化、杀菌，有时还经过均质处理后，装入瓶(或其它容器)内直接

2、供应消费者饮用的商品乳。这一产品选料严格加工中不得添加其它任何成分如水、糖、添加剂等，故较好地保存了鲜牛奶天然的香味、滋味、状态和营养成份；并且新鲜牛乳之所以一定要经消毒杀菌后才能饮用，这是因为在挤乳、收乳和贮运处理过程中较易被微生物所污染，这些微生物既有非病原菌也可能有病原菌，如结核杆菌、布氏杆菌等，如果牛乳未经消毒杀菌或杀菌不良便饮用则易使人感染疫病。为消灭或杀死乳中的有害细菌提高牛乳在贮存和运输中的稳定性，故饮用的牛乳必须先经杀菌或灭菌处理；因此，这类产品饮用方便，安全卫生，是日常最受欢迎的牛奶产品。市场上销售的“佳乐”纯牛奶、“超高温灭菌鲜牛奶”、“满楼”消毒牛奶及“子母”纯牛奶等，都

3、是常见的消毒牛奶产品。消毒牛奶只具有鲜牛奶固有的纯香味无其它任何外来的滋味和气味，呈均匀的流体无沉淀无块和颗粒呈乳白色或稍带微黄色。消费者可根据这些特征判别消毒牛奶与其它含乳饮料。因为不同的产品不仅口感和价格差异较大且营养成分和含量也大相径庭。中国消毒鲜奶行业发展迅速，技术水平不断提升。国内消毒鲜奶企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提高。但是受国际金融危机、外部政策环境、产业上下游需求等众多因素的影响，消毒乳行业在未来几年的市场状况及价格走势备受关注。1.1 中国乳品市场发展趋势(1)液态奶已居乳品主导地位，规模持续扩大。根据现有资料显示，从1996年起，液态奶产销量已超过

4、奶粉，成为国内乳品消费市场中的第一大品种。2000年液态奶产量已达到190万吨，同期的奶粉产量为58万吨。从近几年各类乳品消费的发展状况来看，1996年到2000年的5年内，液态奶产销量年均增长率达到53左右，而同期奶粉的年均增长率却只有13左右。因此，液态奶已经成为我国乳品产业中规模最大、增长最快的细分市场。(2)乳品复合材料包装日益受到消费者青睐。目前，国内经济平稳发展，在人们解决温饱，向小康社会过渡的新阶段，注重产品品质、追求生活质量成为人们的消费潮流。利乐新包装能够较完整的保存鲜奶的营养成分及纯正的风味，更好的延长产品的保鲜期。利乐新包装的保质期延长，改变了以往人们“即买即食的消费习惯

5、，保质期的延长，可以有效地克服人们经常性购买所带来的不便，即使在常温状态下，也能长期保存，其次，利乐包装有效地保持了原料乳的鲜度，包装不使用防腐剂等添加剂，是一种绿色环保的包装，更符合现代人崇尚绿色环保、时尚健康的特点，成为消费的新亮点。(3)纯鲜牛奶稳占市场，功能性乳品前景看好。目前液态奶市场中最大宗的品种是纯鲜牛奶，然而近几年各种强化型乳品与功能型乳品层出不穷，发展迅速。尤其在一些乳品消费水平较高的大城市及沿海城市，如上海、北京、青岛等地，强化型与功能型乳品已经拥有较大的市场。随着人们生活质量的提高与健康意识的增强，这类乳品的市场规模将呈现不断扩张之势。可以预料在不久的将来，一些大中型城市

6、强化型与功能型乳品将成为主要的细分市场。从一定程度上讲，强化型与功能型乳品的出现将拉开乳品企业之间新一轮的竞争序幕，这场竞争的主题是技术创新，它昭示着中国乳品企业将进入一个以技术创新谋求竞争优势的新时代。企业将依靠技术创新来调整产品结构、提高产品利润、丰富与充实品牌内涵等。不可否认，在这场以技术创新为主题的竞争中，大企业与小企业的差距会进一步扩大。(4)乳品零售终端主要形态已确立，服务功能在强化。液态奶的主导性零售终端是连锁超市、大卖场与社区奶站。这几类零售终端销售的液态奶品种各不相同，超市与大卖场主要销售屋型纸盒牛奶、利乐包牛奶、利乐枕牛奶、屋顶包牛奶等；社区奶站主要销售瓶、袋装牛奶以及部分

7、利乐枕牛奶，社区奶站还是一个强大的预售系统。这些零售终端具有不同的作用。超市与大卖场能为企业带来品牌的提升，扩大销量；社区奶站能锁定顾客，改善现金流量。就通路本身比较而言，社区奶站是企业的专用渠道，顾客很少受竞品的干扰，因此能保证客源与产品价格的稳定性。1.2 中国乳品前景预测(1)总量将会保持大幅度增长，据农业部畜牧兽医局统计，2001年我国上半年奶类产量达到462万吨，同比大幅增长15。随着我国乳品企业的自动化水平不断提高，城市型乳品企业将重点发展液态奶，特别是适合大众消费的巴氏杀菌奶、酸奶、配方奶等。(2)液态奶的市场集中化趋势将会进一步加强，一些中小企业将会被市场所淘汰，特别是加入WT

8、O后国外企业对我国液态奶市场的冲击将会加快，大型乳品企业的产销量占全国市场总量的比例将快速提高。(3)市场将不断细分，“对症饮奶的消费分流现象日益明显，液态奶市场将不断细分。(4)农村市场将成为未来液态奶市场争夺的重点，随着农村消费能力的进一步增强和农村居民消费意识的进一步提高，农村市场将发挥出其巨大潜力。二、工艺流程2.1 消毒牛乳的加工工艺流程(如图)原料乳的验收预处理标准化均质杀菌冷却灌装贮存和分销2.2 操作要点2.2.1 原料乳的验收欲生产高质量的产品，必须选用质量优良的原料乳。乳品厂收购鲜乳时，对原料乳的质量应严格要求并作检验。检验的内容包括：感官指标：包括牛乳的滋气味、清洁度、色

9、泽、组织状态等；理化指标：包括酸度（酒精试验和滴定酸度）、相对密度、含脂率、冰点、抗生素残留量等，其中前三项为必检项目，后几项可定期进行检验；微生物指标：主要是细菌总数，其他还包括嗜冷菌数、芽孢数、耐热芽孢数及体细胞数等。感官检验 品质优良的原料乳具有新鲜牛乳的风味和特有的香气，是乳白色或稍带黄色的均质胶状流体。酒精检验 酒精检验可以检验乳中蛋白质的稳定性。新鲜牛乳具有相当的稳定性，故能对酒精的作用表现出相对稳定。而不新鲜的牛乳，其中蛋白质胶粒已呈不稳定状态，当受到酒精脱水作用的时，则加速聚沉。酒精试验与酒精浓度有关，一般以72（体积分数）的中性酒精与原料乳等量混合摇匀，以无凝块出现为标准，对

10、应的滴定酸度不高于18T。如在验收时出现细小凝块，可进一步测定酸度，进行煮沸试验。滴定酸度 通过酸度测定可鉴别原料乳的新鲜度，了解乳中微生物污染状况。新鲜牛乳的滴定酸度为1618T。必要时，乳品工厂也采用刃天青试验和美兰试验来检查原料乳的新鲜度。抗生素残留检验 此项目在生产发酵乳的原料乳验收中必须特别重视，因为用于发酵乳生产的乳酸菌对许多抗生素极为敏感。2.2.2 预处理净乳 原料乳验收后必须净化，其目的是去除乳中的机械杂质并减少微生物数量。净乳的方法有过滤法及离心净乳法两种。过滤法：简单的粗滤为在受乳槽上装过滤网并铺上多层纱布，也可在乳的输送管道中连接一个过滤套筒或在管道的出口一端安放一布袋

11、进行过滤。进一步过滤则使用双筒过滤器或双联过滤器。必须注意滤布的清洗和灭菌，不清洁的滤布往往是细菌和杂质的污染源。滤布或滤筒通常在连续过滤500010000L牛乳之后，就应更换清洗灭菌。一般连续生产都设有两个过滤器交替使用。离心净乳机：离心净乳是乳和乳制品加工中最适宜采用也是最常用的方法。使用离心净乳机可以显著提高净化效果，有利于提高制品质量。离心净乳机还能除去乳中的乳腺体细胞和某些微生物。离心净乳一般设在粗滤之后，冷却之前。净乳时的乳温在3040为宜，在净乳过程中要防止泡沫的产生。冷却 净化后的原料乳应立即冷却到410，以抑制细菌的繁殖，保证加工前原料乳的质量。牛乳挤出后微生物的变化过程可分

12、为四个阶段，即抗菌期、混和微生物期、乳酸菌繁殖期、菌母和霉菌期。因此，新鲜牛乳迅速冷却至低温，其抗菌特性可保持相当长的时间。原料乳的冷却，过去通常使用表面冷却器，现在普遍采用板式热交换器，克服了表面冷却器乳容易污染的弊病，而且热交换器效率高、占地面积小，操作维修和清洗装拆方便。贮乳 为了保证连续生产的需要，乳品厂必须有一定的原料贮存量。贮存量按工厂的具体条件来确定，一般为生产能力的50100。贮存罐为不锈钢卧式、立式圆筒状，其容积有：小型2000L,中型5000L、大型15000L或45000L，超大型100000200000L。为防止乳在罐中升温，应有绝缘层或冷却夹套，并配有搅拌器、视孔、人

13、孔及温度计、液位计等。搅拌的目的是使牛乳能自下而上循环流动，防止脂肪上浮，达到搅拌均匀的要求。贮乳罐的个数应由每天处理的乳量和罐的大小来决定，罐要装满，半罐易升温，影响乳的质量。绝对性能以贮乳10h以上，温升23为标准。2.2.3 标准化 为了保证达到法定要求的脂肪含量，在半脱脂乳和标准化乳生产中需要进行标准化，而脱脂乳是一种稀奶油分离产品，原则上无需标准化。我国的国家标准规定全脂、部分脱脂和脱脂巴氏杀菌乳的脂肪含量分别为：3.1、1.02.0、0.5。 原料乳中脂肪含量不足时，应添加稀奶油或除去一部分脱脂乳；当原料乳中脂肪含量过高时，则可添加脱脂乳或提取部分稀奶油。标准化工作是在贮乳罐的原料

14、乳中进行或在标准化机中连续进行。2.2.4 均质未经处理的牛乳中的脂肪会自由浮动，上升到牛乳的表面形成一条乳脂线。脂肪上浮主要是因为乳脂肪的密度小、脂肪球直径大、容易聚结成团块。均质是指对脂肪球进行适当的机械处理，使它们呈更细小的微粒均匀一致的分散在乳中。脂肪上浮影响乳的感官质量，因此，原料乳经验收、净化、冷却、标准化等处理后，必须进行均质。脂肪球的上浮速率与其半径呈正比。自然状态的牛乳，其脂肪球的大小不均匀，变动于110um,平均为3um，一般为25um。在均质过程中脂肪球在机械力的作用下被打碎而变小，其直径可控制在12um，这时乳脂肪变面积增大，浮力下降乳可长时间保持不分层，因此均质的产品

15、很稳定。另一方面，经均质后的牛乳脂肪球直径减小，易于消化吸收。较高的温度下均质效果较好，但温度过高会引起乳脂肪、乳蛋白质等变性。另一方面，温度与脂肪球的结晶有关，固态的脂肪球不能在均质机内被打碎。牛乳的均质温度一般控制在5065.均质的特点：是产品风味良好、口感细腻；减缓了脂肪上浮现象；凝块张力降低，改变了牛乳的可消化性。2.2.5 杀菌杀菌的目的及概念 杀菌的目的首先是杀死引起人类疾病的所有微生物。经杀菌的产品必须完全没病微生物。如果在杀菌后的牛乳中仍有病原菌存在，那么其原因是热处理没有达到要求，或者是该产品又被污染了。除了致病微生物以外，牛乳中还含有能影响产品味道和保质期的其他成分和微生物

16、，因此，杀菌的第二个目的是尽可能多地破坏这些微生物和酶类系统，以保证产品质量。这就需要比杀死致病微生物更强的热处理。随着乳产品生产规模的扩大，杀菌的第二个目的变得越来越重要。由于牛乳收购间隔时间的延长尽管有现代化的制冷技术，但微生物有更充足的时间繁殖并产生酶类，而且微生物代谢产生的副产物有时是有毒的；此外微生物还引起牛乳中某些成分的分解，使PH下降等。因此，当乳达到乳品厂时必须尽快的进行热处理。为了保证杀死所有的致病微生物，牛乳加热必须达到某一温度，并在此温度下持续一定时间，然后再冷却。温度和时间组合决定了热处理的强度。杀菌的方法低温长时间杀菌法(LTLT)：杀菌条件为6265，并在该温度下保

17、温30分钟，故又称保持式杀菌法。病原菌能完全杀死，而不影响牛乳的品质。保持式杀菌法，其杀菌效果一般只达到99%以内，对耐热性嗜热细菌以及孢子等则不易杀死。如对乳酸菌，还可能有1.34.0%的乳酸菌残留于乳中，同时牛乳中的酶并没有受到完全纯化，这是不理想的。 高温短时间杀菌法(HTST)：高温短时间杀菌牛乳是采用8085，1015秒钟或7275，1640秒钟的加热杀菌法。这种杀菌法是连续进行，适合于大规模乳品厂使用。经过上述两法加热消毒后，一般可杀死乳中9799%的细菌，但在消毒鲜乳中还残留少数耐热性较强的细菌。 超高温瞬间杀菌法(UHT)：超高温瞬间杀菌法是采用加压蒸汽将牛乳加热到135150

18、保持2秒钟，经瞬间加热后迅速冷却。它的特点是温度高、时间极短，可以达到灭菌效果。如与无菌包装连接起来，可以生产灭菌乳，保持无菌状态，无需冷藏，可在常温下长期保存(36个月)，超高温杀菌乳在冷藏下可以存放20天。 2.2.6 冷却杀菌后的牛乳尽快冷却至4，冷却速度越快越好。冷却原因是磷酸酶激活的问题，磷酸酶对热敏感，不耐热，易敦化。但牛乳中含有渗析的不耐热的控制因子和不能渗析的耐热的活化因子。抑制因子在60/30min或72/15s的杀菌条件下不被破坏，所以能抑制磷酸酶恢复活动，而在82130加热时抑制因子被破坏。活化因子在82130能保持下来，因而能促进已钝化的磷酸酶在恢复活性。所以高温短时杀

19、菌乳在杀菌灌装后必须立即在4下冷藏。而超高温灭菌乳可在常温下保存。使用板式换热器，由于升温、热交换、冷却在同一台设备中进行，牛乳流经的时间短、温度变化大，有利于阻滞残存微生物的复苏。2.2.7 灌装灌装的目的是便于分送和销售。包装材料 就包装材料本身而言，它应具备以下特性：保证产品的质量及营养价值；保证产品的卫生及清洁，对包装的产品没有任何污染；避光、密封，有一定的抗压强度；便于运输；便于携带和开启；减少食品腐败和废物的产生；有一定的装饰作用。包装形式 消毒牛乳的包装形式主要有玻璃瓶、聚乙烯塑料瓶、塑料袋和复合塑纸袋、纸盒等。目前我国广泛使用的是塑料袋、玻璃瓶、塑料瓶。玻璃瓶是唯一在乳制品包装

20、中使用达半个世纪以上的包装材料。作为一种较重的、可回收使用的包装材料，对乳品厂和食品零售商来说，玻璃瓶的存放和清洗是个大问题，而塑料袋和复合塑纸袋的优点是轻便且不用回收，因而在包装工业中发展很快。操作要点 在乳的包装过程中，首先应该注意的就是避免二次污染，包括包装环境、包装材料及包装设备的污染。尤其是在使用可回收奶瓶时，很难将之清洗干净并达到灭菌要求。其次，应尽量避免灌装时的产品升温，因为包装后的产品冷却比较缓慢。第三，对包装材料应提出较高的要求，如要求干净、避光、密封，且有一定的机械强度。2.2.8 贮存和分销消毒牛乳产品的特点决定其在贮存和分销过程中，必须保持冷链的连续性，尤其是从乳品厂到

21、商店的运输过程及产品在商店的贮存过程是冷链的两个最薄弱环节。除温度外，还应注意：小心轻放，避免产品与硬物体碰撞；远离具有强烈气味的物质；避光；防尘和避免高温；避免产品强烈振动。三、物料衡算3.1 每小时产量计算日产量为90吨，每天工作按8小时计算，因此，每小时产量为90/8=11.25吨3.2 标准化计算3.2.1 标准化计算方法（1）检测原料乳中的各项指标(特别是原料乳的脂肪含量和水分含量)。（2）根据我国全脂乳粉质量标准规定，确定所要生产乳粉的各项指标的具体数值。（3）根据标准化原则，判断是提出还是加入稀奶油才能满足要求。脂肪含量过高：将原料乳离心分离取出一定的脂肪，再将脱脂乳剩下的原料乳

22、中。脂肪含量过低：将原料乳中加入一定量的稀奶油，使它达到标准化要求。（4）根据温度等条件确定脱脂乳与稀奶油的脂肪含量以及非脂干物质含量。注：一般要求在分离时把稀奶油含脂率控制在40左右，这样有利于各种乳制品的标准化工作，此外如果稀奶油浓度过高也会影响到乳的分离效果以及机器的寿命，因此以40含脂率为宜。（5）最后根据公式即可求得原料乳所需要提出或是加入稀奶油的质量。3.2.2 原料成分分析原料乳的含脂率为3.6(p%)，非脂乳固体为8.5%标准化乳的含脂率3.1%(r%)，非脂乳固体8.1%原料乳R=3.6/8.5=0.424标准化牛乳R=3.1/8.1=0.383由于RR原料乳中脂肪含量偏高，

23、所以应向原料乳中添加脱脂乳。查阅资料得各流程的损失率为：过滤0.3% 净乳0.3% 均质0.3% 杀菌0.4% 冷却0.02% 灌装0.8% 设标准化后的原料量为M/h,则x（1-0.3%）（1-0.4%）（1-0.02%）（1-0.8%）=11.2500 解得 M=11.4228t/h3.2.3 标准化的具体计算设标准化前原料乳的质量为xt/h乳的数量为yt/h0为添加，y0为提取），脱脂乳的含脂率（q%）按0.2 %计算。有关系式px+qy=r(x+y)且x+y=M所以，3.6x+0.2y=3.1（x+y） x+y=11.4228解得 x=9.7430t/h y=1.6798t/h即需添加

24、脂肪含量为0.2%的脱脂乳1.6798t3.3 工艺流程物料计算3.3.1 所需原料乳的计算设原料乳为Wt/h，则W（1-0.3%）（1-0.3%）（1-0.02%）+1.6798 （1-0.3%）（1-0.4%）（1-0.02%）（1-0.8%）=11.2500解得 W=9.8037t/h 即每小时需要原料乳的质量为9.8037t3.3.2 过程计算（1）每小时需要原料乳的质量为9.8037t（2）取过滤的损失率为0.3%，则经过滤后的质量为9.8037（1-0.3%）=9.7743t（3）取净乳的损失率为0.3%，则经净乳后的质量为 9.7743（1-0.3%）=9.7449t（4）取冷却

25、的损失率为0.2%，则经冷却后的质量为 9.7449（1-0.02%）=9.7430t（5）标准化过程中添加脱脂乳0.0149t，则经标准化后的质量为 9.7430+1.6798=11.4228t（6）取均质的损失率为0.3%，则经均质后的质量为 11.4228（1-0.3%）=11.3885t（7）取杀菌的损失率为0.4%，则经杀菌后的质量为 11.3885（1-0.4%）=11.3430t（8）取冷却的损失率为0.02%，则经冷却后的质量为 11.3430（1-0.02%）=11.3407t（9）取灌装的损失率为0.8%，则经灌装后的质量为11.3407（1-0.8%）=11.2500t3

26、.3.3 具体物料衡算流程图原料乳验收 9.8037t/h过滤 9.8037t/h-0.3%净化 9.7743t/h-0.3%冷却 9.7449t/h-0.02%标准化 9.7430t/h （添加脱脂乳1.6798t） 均质 11.4228 t/h-0.3%杀菌 11.3885t/h-0.4% 冷却 11.3430t/h-0.02%灌装 11.3407t/h-0.8%检验 11.2500t/h成品 11.2500t/h四、设备选型4.1 贮乳罐根据物料衡算得，若想生产11.2500t/h的消毒牛乳, 则原料量为9.8037t/h，则按一天8小时工作计，则一天贮奶量为78.4296t/d，经计算

27、需要76234.0591L/d(密度约为1.0288g/ml)。根据相应设备的处理量可选用河南新乡市新东轻工机械有限公司的贮奶罐六台，其主要参数为：项目技术指标设备名称贮奶罐设备型号9YG-12000L运输罐外形大小532021601900最大容量（L）12800生产厂：河南新乡市新东轻工机械有限公司网址：4.2 过滤器根据物料衡算得，若需要生产11.2500t/h, 则原料量为9.8037t/h，根据相应设备的处理量可选用海宁市联众过滤设备科技有限公司板框过滤器一台，其主要参数如下：项目技术指标设备型号TY生产能力（t/h）10规格（mm）400过滤面积（m 2）2.5电机功率（kw）1.5

28、外形尺寸mm(长宽高)1100 600 1000生产厂家：海宁市联众过滤设备科技有限公司网址：4.3 净乳机根据物料衡算得，若想生产11.2500t/h的消毒牛乳，经过滤后原料量为9.7743t/h，即9500.68L/h,根据相应设备的处理量可选用黑龙江省绥芬河莫尼亚机械设备有限公司的离心净乳机两台，其主要参数如下：项目技术指标机型OCM-5生产能力（L/h）5000电机功率（kw）5.5质量（kg）460外型尺寸（mm）长宽高148010501000生产厂家：黑龙江省绥芬河莫尼亚机械设备有限公司网址：4.4 分离机 根据物料衡算得，若想生产11.2500t/h的消毒牛乳，经净化后原料量为9

29、.7743t/h，即9500.68L/h，根据相应设备的处理量可选用江苏巨能机械有限公司分离机一台，其具体参数如下：项目技术指标规格型号DHN470处理量5000-10000进口压力（MPa）0.05出口压力（MPa）0.1-0.45电机功率（KW）15 外形尺寸（mm）长宽高180012001750重量（Kg）1600生产厂家：江苏巨能机械有限公司网址：http:/www.juneng-4.5 均质机 根据物料衡算得，若想生产11.2500t/h的消毒牛乳，经标准化后原料量为11.4228t/h，即9500.68L/h，根据相应设备的处理量可选用上海多源机械设备有限公司DY-901S型均质机

30、两台，其具体参数如下：项目技术指标规格型号DY-901S生产能力（L/h）6000压强（MPa）40功率（KW）7.5生产厂家：上海多源机械设备有限公司网址：4.6 板式换热器4.6.1 板式换热器的简介 板式换热器，具有换热效率高，物料流阻损失小，结构紧凑，温度控制灵敏、操作弹性大，装拆方便，使用寿命长等特点，可处理的物料非常广泛，从普通的工业用水，到高粘度的液体，从卫生要求较高的食品液体、医药物料到具有一定腐蚀性的酸碱液体，从含颗粒粉体的液态物料到含少量纤维的悬浮液体均可采用板式换热器处理。可用于加热、冷却、蒸发、冷凝、杀菌消毒、热力回收等场合。如冷却发电机组和整流器内循环；用于冶金矿山等机械润滑油；液压站、蛋液、食用油的杀菌消毒，啤酒、葡萄酒的杀菌处理；用于轻纺工业、造纸行业中的余热回收；收集冷凝水，集中供热；汽改水暧；锅炉除氧系统中的中间换热等。目前已广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、电力、医药、食品、化纤、轻纺、造纸、船舶和集中供热等工业部门