膳食纖維乳飲料工廠設計概述(doc 60頁).docx

1、安徽工程大學畢業(yè)設計年產(chǎn)500噸膳食纖維乳飲料工廠設計田昂（安徽工程大學生物與化學工程學院）摘 要膳食纖維攝入不足被認為是導致的肥胖癥、動脈硬化、冠心病等現(xiàn)代“文明病”的發(fā)病率上升的一個重要原因。聯(lián)合國糧農(nóng)組織和美國、加拿大、日本等國頒布的膳食指導大綱以及我國近年頒布的中國食物結(jié)構(gòu)改革與發(fā)展綱要中也確認了食物纖維是平衡膳食結(jié)構(gòu)的必要營養(yǎng)素之一。果膠是天然存在于水果及蔬菜中的水溶性膳食纖維，是一種天然、營養(yǎng)、健康的食品配料，被廣泛應用于果醬、飲料及乳制品等食品中。本項目對開發(fā)蘋果渣資源和推動膳食纖維生產(chǎn)的的行業(yè)進步和產(chǎn)業(yè)升級具有重要的意義。本論文進行了年產(chǎn)500噸膳食纖維乳飲料食品工廠設計,以蘋

2、果渣，牛乳為原料，研究制作膳食纖維乳飲料的生產(chǎn)工藝，確定了生產(chǎn)膳食纖維乳飲料的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)，確定了每天原料乳需要量為2694kg，白糖666kg，穩(wěn)定劑15.4kg等。每日生產(chǎn)用水量55.5噸，生產(chǎn)用電1514KW，生產(chǎn)用氣量6.75U，對主要生產(chǎn)設備進行了選型，為乳飲料產(chǎn)品實際生產(chǎn)提供了相應的指導。主要包括乳飲料的發(fā)展，乳飲料工廠建設的目的，對膳食纖維乳飲料生產(chǎn)的物料、能量進行衡算和主要設備的計算等工藝計算，進而依據(jù)食品衛(wèi)生規(guī)范（GB8952-1988）和食品企業(yè)通用衛(wèi)生規(guī)范（GB14881-2013）進行設計。根據(jù)工廠的各種要素確定工廠廠址在蕪湖市三山區(qū)臨江工業(yè)園，項目固定資產(chǎn)總投資8

3、34.32萬，生產(chǎn)成本686.23萬，銷售總利潤371.53萬元，投資利潤率41%，投資回收期6年，企業(yè)的資產(chǎn)增長率高，投資回報率高且增長較快，可見公司的營運能力和盈利能力良好。關鍵詞：果膠膳食纖維提取 ；乳飲料 ；生產(chǎn)工藝 ；工廠設計 Design of annual output of 500 tons of dietary fiber milk beverage factoryTian Ang(College of Biology and Chemical Engineering,Anhui Polytechnic University)AbstractInadequate intake

4、 of dietary fiber is considered to be an important reason for the rise in the incident of obesity,arteriosclerosis,soronary heart disease and other modern “civilization disease”. In recent years, dietary guidelines issued by FAO and the United States, Canada, Japan and other countries, our country p

5、romulgated China food structural reform and development program also confirmed the dietary fiber is a necessary nutrient balance of the diet. Pectin is a water soluble dietary fiber found naturally in fruits and vegetables. It is a natural, nutritious and healthy food ingredient. It is widely used i

6、n jams, beverages and dairy products. This project is of great significance to the development of apple pomace resources and the promotion of industrial production and industrial upgrading of dietary fiber production.This paper has designed annual output of 500 tons of milk beverage and food factory

7、 in apple pomace, dietary fiber, milk as raw material, production technology of the production of milk beverage of dietary fiber, the best process parameters of the production of dietary fiber beverage was determined to determine the daily requirement of 2694kg raw milk, sugar 666kg, stabilizer 15.4

8、kg. The daily production water consumption is 55.5 tons, the production electricity 1514KW, the production gas consumption 6.75U, the main production equipment has been selected, which provides the appropriate guidance for the actual production of milk beverage products. Including the development of

9、 milk, milk beverage plant construction, production of milk beverage of dietary fiber material, energy balance and major equipment calculation process calculation, and then on the basis of food hygiene standards (GB8952-1988) and the general rules of health food business norms (GB14881-2013) design.

10、Determine the factory site in Wuhu City Sanshan District Linjiang Industrial Park according to the various elements of the factory, the project total investment in fixed assets 8 million 343 thousand and 200, 6 million 862 thousand and 300 of the cost of production, sales of the total profit of 3 mi

11、llion 715 thousand and 300 yuan, the investment profit rate is 41%, investment recovery period is 6 years, the growth rate of corporate assets, the investment return rate is high and rapid growth, showing that the companys good the operating capacity and profitability.Keywords: pectin; dietary fiber

12、 extraction; milk beverage; production process; plant design 目 錄第1章 概述- 2 -1.1 膳食纖維的概述- 2 -1.2項目可行性分析- 6 -1.2.1 乳飲料發(fā)展現(xiàn)狀- 6 -1.3廠址的選擇- 7 -1.3.1廠址選擇原則及具體要求12- 7 -1.4總平面布置- 7 -1.4.4 總平面布置圖- 9 -第2章 產(chǎn)品方案設計- 10 -2.1 產(chǎn)品方案設計原則- 10 -2.2 班產(chǎn)量的確定- 10 -2.3產(chǎn)品設計方案表- 10 -第3章 產(chǎn)品工藝流程及要點- 12 -3.1 果膠膳食纖維- 12 -3.1.1 果膠膳

13、食纖維的提取工藝流程- 12 -3.1.2 工藝要點- 12 -3.2.1純牛奶工藝- 13 -3.2.2 工藝要點- 13 -第4章 物料衡算- 18 -4.1 原料乳及成品乳的成分要求- 18 -4.1.1 原料乳成分要求及評級- 18 -4.2從原料乳中配成標準化乳- 18 -4.3 車間物料平衡計算- 20 -第5章 主要設備選型- 22 -5.1 設備選型的原則- 22 -5.2設備選型- 22 -5.3 生產(chǎn)設備的管理- 23 -5.3.1 設備使用- 24 -5.3.2 設備維護保養(yǎng)- 24 -第6章 主車間平面布置說明- 26 -6.1車間平面布置原則- 26 -6.2 車間平

14、面布置說明- 26 -6.3 生產(chǎn)車間建筑要求- 26 -6.4 車間生產(chǎn)過程設計- 27 -第7章生產(chǎn)車間的水電汽估算- 28 -7.1 車間用水量計算- 28 -7.2車間用電量估算- 28 -7.3 車間用氣量估算- 29 -第8章 管路計算與設計- 30 -8.1 供水管路計算- 30 -8.2 生產(chǎn)車間供汽管路計算- 30 -8.3 供料管道- 30 -第9章 輔助部門- 31 -9.1 倉庫- 31 -9.1.1原料庫- 31 -9.1.2 成品倉庫- 31 -9.1.3 輔料庫- 32 -9.1.4 包裝車間及包材庫- 32 -9.2 質(zhì)檢室- 32 -9.2.1 質(zhì)檢室職能-

15、32 -9.2.2質(zhì)檢室分類- 33 -9.2.3質(zhì)檢室的土建要求- 34 -9.4 機修車間- 35 -第10章三廢處理- 36 -10.1 廢水處理- 36 -10.2 廢氣處理- 36 -10.3 廢渣處理- 37 -第11章 公用系統(tǒng)- 38 -11.1 供水系統(tǒng)- 38 -11.2 供汽系統(tǒng)- 38 -11.3 供電系統(tǒng)- 39 -11.3.1 全廠用電負荷- 39 -11.3.2 變電室的布局、位置及供電系統(tǒng)選擇- 39 -第12章 全廠性生活設施- 40 -12.1 辦公樓- 40 -12.2 餐廳- 40 -12.3 更衣室及廁所- 41 -第13章 組織結(jié)構(gòu)- 42 -13.

16、1 組織機構(gòu)- 42 -13.2 勞動定員- 42 -第14章 技術經(jīng)濟分析- 44 -14.1 全廠總投資成本估算- 44 -14.2 產(chǎn)品成本預算- 46 -14.3利潤、利潤率、投資回收期計算- 47 -14.4經(jīng)營安全分析- 48 -結(jié)論- 49 -致謝- 50 -參考文獻- 51 -附件- 51 -插圖表清單圖1-1植物中膳食纖維的組成成分1表1-2 工廠主要部分占地面積.8表2-1 班產(chǎn)量設計9表2-2產(chǎn)品設計方案表.9圖3-1 果膠膳食纖維提取工藝流程圖.10表3-2乳飲料生產(chǎn)工藝流程圖.11表3-3生乳理化指標14表9-1化驗室常用儀器及設備.30圖10-1 廢氣處理工藝流程.

17、33.VII引言我國食品行業(yè)的乳飲料加工業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年并且日益成熟。伴隨著食品科學技術的日新月異，以及我國人民生活水平和要求的不斷提高，所以，本次的工廠設計將以生產(chǎn)乳飲料進行展開。綜合考慮了經(jīng)濟、交通、加工原料與產(chǎn)品性質(zhì)以及環(huán)境問題等一系列因素和可行性，本次的工廠設計定于蕪湖市三山區(qū)臨江工業(yè)園作為工廠廠址，作為主要配料用來提取膳食纖維的蘋果渣也有豐富的資源。同時該地的地價與勞動力價格也較為合理。綜合考慮了產(chǎn)品的豐富度、原材料的利用率以及各種產(chǎn)品的市場需求，本次的工廠設計計劃生產(chǎn)膳食纖維乳飲料。在乳飲料中加入膳食纖維，不僅能夠改善口感，提高穩(wěn)定性，也可以改善生理功能，促進腸道舒暢，降低膽固醇，進

18、而進一步提高乳飲料的營養(yǎng)價值和應用范圍，經(jīng)濟效益也是相當可觀。結(jié)合國內(nèi)外的科技條件，選擇合理的產(chǎn)品方案、高穩(wěn)定的工藝流程以及生產(chǎn)設備。本設計根據(jù)國家標準與相關要求，合理分析并列舉了生產(chǎn)車間建設、布置的各項要求，并根據(jù)這些要求進行了車間平面圖的繪制。同時，針對食品工廠可能存在的環(huán)境問題進行了詳細的分析并提出解決方案，是本設計符合“綠色”要求。在經(jīng)濟上，本設計結(jié)合了現(xiàn)今社會市場的狀況進行了詳盡的分析，從各項資金的投資、消耗以及收益進行了分析，確定本廠的設計具有一定的經(jīng)濟效益，符合未來的發(fā)展需求。- 1 -第1章 概述1.1 膳食纖維的概述 膳食纖維（dietary fiber）是指不易被人體消化吸

19、收的，以多糖類為主的大分子物質(zhì)的總稱，是由纖維素、果膠類物質(zhì)、半纖維素和糖蛋白等物質(zhì)組成的聚合體，是當前國際上公認的一種功能性食品基料，被稱為繼淀粉，蛋白質(zhì)，脂肪，維生素，礦物質(zhì)和水之后的“地七種營養(yǎng)素”，并且被譽為21世紀食品工業(yè)中最受關注，具有特殊保健功能和食品改性作用的一種食品添加劑。20世紀70年代中期，西方發(fā)達國家開始著手對膳食纖維的保健功能、提取工藝、改性等進行研究與開發(fā)。80年代以來，歐美、日本等國已對膳食纖維的研究開發(fā)給予了極大地關注。膳食纖維可以作為一種有效的功能保健食品，能預防多種疾病，并具有保水性、保油性、改進食品色澤風味等改性的特殊作用。目前膳食纖維的原料豐富，來源充足

20、，價格低廉，很有必要開發(fā)研究1?？偵攀忱w維 不溶性膳食纖維可溶性膳食纖維 纖維素木質(zhì)素半纖維素植物膠果膠 非纖維多糖 非淀粉多糖圖1-1植物中膳食纖維的組成 膳食纖維根據(jù)其溶解特性的不同可分為水溶性膳食纖維和水不溶性膳食纖維工兩大類。水溶性膳食纖維是指不能夠被人體消化酶消化但可溶于溫水或熱水并且其水溶液又能夠被乙醇沉淀的那部分膳食纖維,主要包括存在于蘋果、桔類中的果膠,植物種子中的果膠,海藻中的海藻酸、卡拉酸、瓊脂和微生物發(fā)酵產(chǎn)物黃原膠,以及人工合成的梭甲基纖維素鈉鹽等。水不溶性膳食纖維是指不被人體消化酶消化且不溶于熱水的那部分膳食纖維,是構(gòu)成細胞壁的主要成分,包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、原

21、果膠和動物性的甲殼素和殼聚糖,其中木質(zhì)素不屬于多糖類,是使細胞壁保持一定韌性的芳香族碳氫化合物,這種類型的纖維可以促進食物在消化道的蠕動,并能增加糞便的體積,因此有利于預防便秘。全麥面粉、麥數(shù)、堅果及蔬菜是不溶性纖維最好的來源。按膳食纖維的來源分,可分成植物來源膳食纖維、動物性來源膳食纖維、海藻多糖類膳食纖維、微生物多糖、合成半合成類膳食纖維等。來源不同的膳食纖維其化學本質(zhì)差異很大,但基本組成成分則較相似,相互間的主要區(qū)別表現(xiàn)在各組成成分的相對含量,分子的糖普鏈、聚合度以及支鏈結(jié)構(gòu)方面的差異。1.1.1 膳食纖維的理化性質(zhì)膳食纖維的化學組成特性，決定了它的一些獨特理化性質(zhì)，而理化特性又與一系列

22、生理學效應相關。植物細胞壁是呈現(xiàn)三維空間以及多相的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中有無定形區(qū)與結(jié)晶區(qū)，也有親水面與疏水面，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的維持依賴于不同強度的化學鍵及物理作用而完成，并表現(xiàn)很多與生理、生化及營養(yǎng)有關的物理化學性質(zhì)，包括離子交換作用、水化作用和吸附作用等。概括的說，其物化特性主要包括以下幾個方面： （一）良好的持水性和膨脹性持水性膳食纖維的化學結(jié)構(gòu)中含有很多親水基團，因此具有很強的持水性。膳食纖維的持水性強弱以持水率衡量，及單位質(zhì)量纖維能夠持留水的質(zhì)量。很多研究表明，膳食纖維的持水性可以增加人體排便的體積與速度，減輕直腸內(nèi)壓力，預防便秘。同事減輕泌尿系統(tǒng)的壓力，從而緩解了諸如膀胱炎、膀胱結(jié)石和腎結(jié)石這類

23、泌尿系統(tǒng)疾病的癥狀，并能使讀物迅速排出體外。吸水膨脹性膳食纖維的體積較大，復水之后膨脹的體積更大，對腸道產(chǎn)生容積作用，易引起飽腹感。膨脹性的強弱以膨脹率衡算，即單位質(zhì)量纖維溪水之后體積的增加量。（二）對陽離子有結(jié)合和交換能力對陽離子的結(jié)合和交換能力膳食纖維化學結(jié)構(gòu)中包含一些羧基和羥基類側(cè)鏈基團，呈現(xiàn)一個弱酸性陽離子交換樹脂的作用，可與陽離子，特別是有機陽離子如Ca2+ ,Zn2+ ,Cu2+ 等進行可逆的交換，他不是單純結(jié)合而減少基體對離子的吸收，而是改變離子的瞬間濃度，從而對消化道的PH值、滲透區(qū)以及氧化還原電位產(chǎn)生影響，并出現(xiàn)一個更緩沖的環(huán)境以利用消化吸收。而且它能夠與腸道中的Na+,K+

24、等進行交換，從而降低血液中Na+/K+的比值，直接產(chǎn)生降血壓的作用。（三）對有機化合物的吸附螯合作用由于膳食纖維表面帶有很多活性基團，可以螯合吸附膽固醇和膽汁酸之類的有機分子，從而抑制人體對他們的吸收，同事還能吸附腸道內(nèi)的內(nèi)源性和外源性與毒物，并促進他們排出體外。在脂肪代謝過程中，纖維可吸附膽汁酸并降低膽固醇和甘油酯消化產(chǎn)物分子在團的溶解性，起到抑制火延緩膽固醇與甘油三酯在淋巴中的吸收作用。纖維促進了體內(nèi)血脂和脂蛋白代謝的正常進行，從而對預防和改善冠狀動脈硬化造成的心臟病有重要的作用。在通常的膳食條件下，適當增加些膳食纖維的攝入量，同時減少對脂肪的攝入，就可以減少機體對膽固醇的吸收量，降低體內(nèi)

25、膽固醇水平，達到預防和治療動脈粥樣硬化和冠心病的作用。糖尿病是由于體內(nèi)胰島素不足引起的一種疾病。人們?nèi)粘３赃M的食物中的糖，經(jīng)消化進入血液中。血液中的葡萄糖，除了一部分以糖原的形式貯存于肝臟之外，還有一部分變成能源被機體的細胞所利用，剩余部分則貯存于皮下脂肪中。而促進葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪的物質(zhì)就是胰島素。如果胰島素不足，葡萄糖就不能充分轉(zhuǎn)化而停留在血液中，就會使血中的糖分增高而引起糖尿病。蘋果纖維可吸附葡萄糖，阻止葡萄糖在血液中的吸收，纖維成分還具有一種抑制增血糖素的分泌的作用，這樣就可使胰島素充分發(fā)揮作用，提高對血中的葡萄糖的處理功能2。（四）良好的乳化性、懸浮性及增稠性膳食纖維中諸如瓜爾豆膠、古

26、柯豆膠和洋槐豆膠等可溶性成分，具有良好的乳化性、懸浮性和增稠性，能形成高粘度的溶液。將其添加到食品中還能提高食品的保水性、保形性和穩(wěn)定性。（五）粘性 由于膳食纖維中有果膠、各種樹膠、-葡聚糖和海藻多糖，這些物質(zhì)在體內(nèi)能明顯增加小腸內(nèi)容物的粘度，在小腸內(nèi)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是的食物不能與消化液充分接觸，阻礙了葡萄糖的擴散，是葡萄糖的吸收減慢而降低血糖含量，起到預防糖尿病的作用。（六）改變腸道系統(tǒng)微生物群系組成的作用腸系統(tǒng)中流動的腸液和寄生菌群對食物蠕動和消化有重要的作用，腸道內(nèi)膳食纖維含量多時會誘導出大量好氣菌群來代替原來的厭氣菌群，這些好氣菌很少產(chǎn)生致癌物，而厭氣菌能產(chǎn)生較多的致癌性毒物，這些毒物能

27、快速的隨膳食纖維排出體外。這就是膳食纖維能預防腸道癌的重要原因之一。膳食纖維的物化特性賦予其在防治結(jié)腸癌、防治冠心病、治療糖尿病、預防及治療肥胖、防止便秘、防治乳腺癌等方面具有良好的效果。1.1.2膳食纖維的生理功能膳食纖維具有重要的生理功能，對人體的生理代謝起著重要的作用，主要表現(xiàn)在以下方面： 防治結(jié)腸癌，膳食纖維能抑制腐生菌生長，減少次生膽汁酸產(chǎn)生，產(chǎn)生能抑制腫瘤細胞生長的丁酸，減少致癌物與結(jié)腸的接觸機會; 防治冠心病，膳食纖維能降低血清和肝中的膽固醇，從而對預防和改善冠動脈硬化造成的心血管疾病具有重要的作用； 利于減肥，一半肥胖人大都與食物中熱能攝入增加或體力活動減少魚貫。而提高膳食中膳

28、食纖維含量，可以使攝入的熱能減少，在腸道內(nèi)營養(yǎng)的消化吸收也下降，最終使體內(nèi)脂肪消耗而起減肥作用 調(diào)節(jié)血糖，預防糖尿病 膳食纖維調(diào)節(jié)血糖的作用具體在兩方面體現(xiàn)。首先由于膳食纖維的無法吸收使其在腸胃中產(chǎn)熱低，在腸道中形成不可消化的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，促進了腸胃的蠕動使食物快速經(jīng)過腸道降低了吸收的時間，從而降低了對葡萄糖的吸收，另一方面由于攝入膳食纖維會增加胃內(nèi)物的粘度并且形成膠基層，影響了胃的排空速率，在這膳食纖維可改善末梢組織對胰島素的感受性，這些因素會降低對葡萄糖的吸收，延緩了飯后血糖和胰島素的升高，促使血糖保持穩(wěn)定平衡對于其降血糖機制,普遍認為與以下幾個方面有關某些種類的膳食纖維可減緩胃排空速度,推遲

29、食糜進入十二指腸的過程,從而延緩營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。在短期試驗中,胃排空時間的延長與餐后血糖的降低高度相關。膳食纖維的增加可使食糜形成大凝膠團而限制營養(yǎng)成分與消化酶的相互接觸,并稀釋消化酶,使多種消化酶的表現(xiàn)活性降低,消化過程減慢。另外,食糜粘滯度和膳食纖維的吸附作用又可延緩營養(yǎng)物質(zhì)向腸粘膜表面擴散,致使吸收速度減慢。長期喂食高膳食纖維食物可使試驗動物胰腺增大、腸粘膜增厚、胰一淀粉酶和蛋白酶活性升高、膽汁生成量和排出量增加。一般認為,這些變化是機體對消化酶活性需要量增加的代償性反應,其與膳食纖維改善糖耐量的關系尚不清楚。高膳食纖維飼料可使大鼠肝臟中與糖分解代謝有關的酶活性升高,肝細胞膜上胰島

30、素受體數(shù)目增加,對胰島素親和力升高。型糖尿病人經(jīng)一段時間的高膳食纖維飲食后,其脂肪細胞膜上胰島素的受體數(shù)目和對胰島素的親和力均增加,葡萄糖轉(zhuǎn)運對胰島素敏感性也增加健康老人和年輕人外周組織對胰島素的敏感性亦可為高膳食纖維高糖飲食所增高。長期試驗中,除胰島素水平外,生長抑素和胰高血糖素水平也發(fā)生明顯變化,這些變化可能與糖耐量改善有密切關系。排毒養(yǎng)顏及瘦身作用進入大腸內(nèi)的纖維能被腸內(nèi)細菌部分選擇性地分解與發(fā)酵,從而改變腸內(nèi)菌群的構(gòu)成與代射,誘導大量有益菌的繁殖,增強機體的免疫力而延緩衰老,且能有效吸附體內(nèi)毒物迅速排出體外,從而達到分解排毒養(yǎng)顏的功效。膳食纖維還能增加胃部飽滿感,減少食物攝入量,具有減

31、肥瘦身的功效。1.1.3 乳飲料的概述 牛奶是天然營養(yǎng)食品，含有人體需要的幾乎所有營養(yǎng)物質(zhì)。奶業(yè)的發(fā)展關系到改善人民食物結(jié)構(gòu)、提高生活質(zhì)量、增強身體素質(zhì)，因此世界各國，特別是發(fā)達國家都非常重視奶業(yè)的發(fā)展。隨著社會的發(fā)展和消費水平的提高，消費者在“健康”概念的引領下對食品營養(yǎng)的認知更全，營養(yǎng)價值要求更高，由于益生菌產(chǎn)品的是以活菌形式提供飲用，他能在腸胃起到調(diào)節(jié)和維持腸道菌群的平衡，抑制有害菌群的作用。由于口感良好、口味豐富、適合各類人群引用，成為了消費者的新寵。1.1.4乳飲料的價值 乳飲料是指在牛乳或脫脂乳中添加砂糖、有機酸和穩(wěn)定劑等，混合調(diào)制而成的含乳飲料。它具有色澤鮮艷、味道芳香、酸甜可口

32、的優(yōu)點。乳飲料作為一種新型的風味乳制品進入市場。它以風味獨特、口味清爽、色澤宜人、營養(yǎng)豐富、高附加值的特色，受到人們的青睞。目前市場上有很多類產(chǎn)品，如伊利暢輕發(fā)酵乳，養(yǎng)樂多，蒙牛酸酸乳、真果粒以及果粒奶優(yōu)，營養(yǎng)快線等。乳飲料通常是由牛乳或奶粉、水喝其他添加劑加工制成的。其中既有蛋白質(zhì)及果汁微粒形成的懸浮液，又有脂肪形成的乳濁液，還有由糖等添加劑形成的真溶液，因此是一種宏觀上不穩(wěn)定的分散體系。含乳飲料口味豐富，含益生菌對人體消化有一定幫助，此外還含有適量無機鈣，有一定的補鈣作用。1.2項目可行性分析1.2.1 乳飲料發(fā)展現(xiàn)狀含乳飲料是以牛乳或乳制品為原料，經(jīng)發(fā)酵或未經(jīng)發(fā)酵等工藝加工制成的乳制品；

33、含乳飲料是一種常見的營養(yǎng)型飲料，其蛋白質(zhì)含量至少應在0.7以上，與普通飲料相比，蛋白質(zhì)含量十分豐富。因此，盡管含乳飲料的營養(yǎng)價值不能與牛奶媲美，但是與含碳酸飲料相比，具有十分突出的營養(yǎng)優(yōu)勢。含乳飲料正是借助于牛奶中的蛋白質(zhì)營養(yǎng)成分、風味成分的芳香色澤及其他多種微量礦物質(zhì)元素，起到營養(yǎng)互補、風味及口感相互協(xié)調(diào)等作用，滿足了不同人群尤其是兒童及你年輕人的需求6。隨著人民生活水平的日益提高，消費者的健康意識逐漸增強，飲料品種結(jié)構(gòu)也 在不斷發(fā)生著變化，高熱量飲料的市場占比逐年下滑，而含乳飲料和植物蛋白飲料“十一五”期間發(fā)展勢頭良好，2009年市場份額超過 了飲料行業(yè)的10%。目前，我國含乳飲料行業(yè)仍處

34、于快速發(fā)展階段。正是由于含乳飲料的產(chǎn)品優(yōu)勢、廠家的宣傳推廣、國內(nèi)乳品消費方式的變化使得近幾年國內(nèi)含乳飲料市場得到了蓬勃的發(fā)展，乳飲料已成為年輕人的首選飲品，我國乳飲料的市場每年以18以上的速度增長，其消費群體主要集中在“80后”、“90后”的青春人群。1.2.2 項目關鍵技術主要技術路線：新鮮蘋果渣預處理（熱燙破碎） 脫澀處理干燥加熱酸提 抽濾濾液鹽析 離心分離 脫鹽 脫色處理 干燥 產(chǎn)品濾液真空濃縮 乙醇沉析 離心分離原料乳 巴氏殺菌 混料 冷卻至20以下 酸化 配料（香精等） 超高溫瞬時殺菌及均質(zhì) 灌裝 成品 蘋果渣中主要含有膳食纖維、維生素和少量淀粉等。用堿煮和酶解結(jié)合的方法，除去蘋果渣

35、中的淀粉和蛋白質(zhì)，就可得到較為純凈的膳食纖維。酶法的優(yōu)點是對敏感氨基酸五破壞作用，能最大限度保留原料的風味，水解產(chǎn)物含有大量呈味小分子肽。最主要的是不生產(chǎn)氯丙醇類有害物質(zhì)。酶法水解植物蛋白的水解溫度通常在4565之間，水解時間從3h到48h不等。酶法水解植物蛋白的生產(chǎn)成本較高，水解程度較低。酶法水解植物蛋白的成功開發(fā)有助于保證食品安全，提升產(chǎn)品質(zhì)量，提高競爭力。噴霧干燥是將溶液、乳濁液、懸濁液等形態(tài)的漿料在熱風中噴霧呈細小液滴，在他落下過程中，水分被蒸發(fā)而成為粉末狀或顆粒的產(chǎn)品。噴霧干燥法應用于果膠液的干燥具有干燥時間段、速度快、成品為粉狀的特點，可免去沉淀和粉碎工序，簡化了工藝流程，降低了生

36、產(chǎn)成本。并且干燥后產(chǎn)品具有良好的分散性、流動性和溶解性。由于干燥過程是在潔凈空氣中完成的，產(chǎn)品基本上能保持與液滴相近的球狀，整個操作成密閉性，適用于潔凈生產(chǎn)區(qū)域。1.2.3 課題意義乳飲料以其風味獨特等特點在軟飲料行業(yè)中廣受歡迎。含乳飲料是一種常見的營養(yǎng)型飲料，這種飲料的配料中除了牛奶之外，一般還有水、甜味劑、果味劑等。通過牛奶中的蛋白營養(yǎng)成分及果味劑等的芳香、色澤及其他礦物質(zhì)營養(yǎng)，起到營養(yǎng)互補，風味及口感相互協(xié)調(diào)等作用。然而，目前市售的含乳飲料含糖量較高，尤其是配置型含乳飲料，添加的一些調(diào)味劑成分等不利于老人及小孩對營養(yǎng)的需求。而且，隨著目前人們生活方式的改變以及生活質(zhì)量水平的提高，對營養(yǎng)健

37、康提出更高的要求，對人們普遍喜愛的乳飲料的標準更是一步步提升，針對中老年人不斷出現(xiàn)的高血糖、消化系統(tǒng)疾病、便秘等疾病嚴重影響人們生活質(zhì)量的現(xiàn)狀，以及處于生長發(fā)育期的孩子對乳飲料口味及營養(yǎng)元素的需求的情況，乳飲料市場急需通過對添加城根的健康功效進行考察試驗，提升產(chǎn)品的營養(yǎng)價值水平。水溶性膳食纖維素有“生命綠洲”之稱，由于水溶性膳食纖維具有低熱量、低脂肪、低膽固醇、低鈉等特性，添加了膳食纖維的乳飲料能夠起到益生元的作用，調(diào)節(jié)人體脂肪代謝，減少糖量吸收，潤腸通便，排毒養(yǎng)顏，降低膽固醇等作用7。1.3廠址的選擇1.3.1廠址選擇原則及具體要求符合我國的基本方針政策為了適應當?shù)亻L期長期發(fā)展和統(tǒng)一規(guī)劃，膳

38、食纖維乳飲料廠址應該盡量選擇在開發(fā)區(qū)內(nèi)，并盡量征用荒地，少占或不占耕地，節(jié)約用地12。符合工廠生產(chǎn)條件 膳食纖維乳飲料廠址的選擇附近應該具有良好的衛(wèi)生環(huán)境，要求具有沒有放射源、粉塵、有害氣體以及其他的擴散性污染源，并且注意上游河流是否被污染，上風向區(qū)內(nèi)是否存在工礦企業(yè)，對食品質(zhì)量與安全有無危害。符合企業(yè)景氣情況 膳食纖維乳飲料廠址一般選擇在城市的郊區(qū)，少數(shù)因為生產(chǎn)和銷售需要而選擇市內(nèi)，但無論是郊區(qū)還是市內(nèi)都要求廠址應該具備便利的運輸條件，以及方便的供電、供水等條件。1.3.2 廠址選擇蕪湖市三山區(qū)位于蕪湖市中部，北望長江，東臨漳河，地處長江下游西岸，河流溪澗縱橫交織，黃金水道的得天獨厚的地理優(yōu)

39、勢為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了便利的條件。交通便利，空氣清新，水質(zhì)清純，環(huán)境優(yōu)雅無污染，故本設計擬將工廠建在附近沒有污染、電力水源充足、交通便利的蕪湖市三山區(qū)臨江工業(yè)園?？偲矫嬖O計作為膳食纖維乳飲料工廠設計的重要組成部分，是項綜合性的技術工作。在進行設計時，首先根據(jù)生產(chǎn)要求確定所需建筑物或構(gòu)筑物的種類和大小，然后進行合理布局，繪出總平面圖紙。1.4總平面布置 總平面設計作為膳食纖維乳飲料工廠設計的重要組成部分，是項綜合性的技術工作。在進行設計時，首先根據(jù)生產(chǎn)要求確定所需建筑物或構(gòu)筑物的種類和大小，然后進行合理布局，繪出總平面圖紙。1.4.1 基本原則首先考慮蕪湖三山區(qū)臨江工業(yè)園區(qū)常年風向，在進行工廠整體

40、走向設計時，1）布置緊湊合理，節(jié)約用地。分期建設的工程，可一次設計，分期建設，為長期的發(fā)展留有余地；2）總平面設計應符合工廠生產(chǎn)工藝的要求建筑物、道路的設置與分布應滿足膳食纖維乳飲料生產(chǎn)工藝的需要，使生產(chǎn)線最短、最方便；廠區(qū)原料、人流、貨流、管路等的運輸路線，應合理布置，避免交叉錯亂，而且要保證廠區(qū)內(nèi)外交通順暢避免物料往返運輸，動力設施應接近負荷中心，以減少能耗，降低成本，變電站應靠近工廠負荷中心，制冷機房應接近變電站等；3）必須滿足工廠衛(wèi)生要求和食品安全要求生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)，廠前區(qū)和生產(chǎn)區(qū)分開；應根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)不同、動力供應、貨運周轉(zhuǎn)和衛(wèi)生防火等分區(qū)布置。同時主車間應與食品衛(wèi)生有影響的車間分開，

41、且設在上風向廠區(qū)各建筑物應符合規(guī)劃要求，同時合理利用地質(zhì)、地形和水文等自然條件相互有影響的車擊劍，盡量不要放在同一建筑物里，相似車間盡量放在一起，提高場地利用率。1.4.2 本工廠總平面設計（1）廠區(qū)主要建筑物：生產(chǎn)大樓（生產(chǎn)區(qū)和輔助生產(chǎn)區(qū)構(gòu)成）、辦公科研樓（辦公區(qū)、科研區(qū)和醫(yī)務室構(gòu)成）、工務樓（機修間、配電室和水粟房構(gòu)成、職工生活區(qū)及排水系統(tǒng)，按照生產(chǎn)流程、運輸行程，以盡量縮短距離及節(jié)約用地為原則進行布置，盡量避免物料和成品的往返運輸。 （2）為節(jié)約用地、提高廠區(qū)綜合利用率，生產(chǎn)車間與輔助生產(chǎn)區(qū)同建于一棟樓中，分居兩側(cè)。生產(chǎn)車間空間范圍自第一層起至第三層，車間總高，輔助生產(chǎn)區(qū)構(gòu)架分三層建設。

42、為使成品輸出條件便利，成品倉庫建于第一層，高，兩頭開門，其中一面直接連通裝卸場。原料倉庫建于第三層，便于投料，建設高度。包裝材料及樣品庫、品保實驗室、參觀通道及更衣室等建于第二層，建設高度。其中參觀通道處，以透明鋼化玻璃與生產(chǎn)車間相隔，便于隨時進行生產(chǎn)管理。大樓總占地面積為，以鋼梁承重，釆用鋼框架結(jié)構(gòu)建設。 （3）廠內(nèi)科研辦公樓和職工宿舍樓以混凝土梁和混凝土柱作支撐，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建設；工務樓、廢水處理池、鍋爐房及活動中心以磚墻承重，采用磚混結(jié)構(gòu)建設。 （4）為了保證廠區(qū)內(nèi)工作人員人身安全以及生產(chǎn)安全，化學品庫獨立建設，鄰近主生產(chǎn)車間方位，占地面積，既為保證化學品輸出至生產(chǎn)車間進行工藝

43、生產(chǎn)不受阻礙，又以免揮發(fā)性成分污染廠區(qū)環(huán)境、危害人體健康，故空留出適合通道作為出口后，化學品庫周邊均以綠化帶環(huán)繞。裝卸場設于生產(chǎn)大樓邊側(cè)，安裝地碌，寬度，路面以水泥混凝土鋪設。 （5）為了方便管理，遵循節(jié)約用地的原則，科研區(qū)與辦公區(qū)同建于一棟大樓。各主要建筑和易燃物附近均設有消防水龍頭和滅火器，以滿足防火要求。廠區(qū)主干道寬設計為，非主要道路寬為。廠區(qū)內(nèi)以及四周，于建筑空地和預留地種植草坪，道路旁種植雪松等，做好廠區(qū)的綠化。1.4.3 工廠主要部分占地面積 工廠主要部分占地面積見表1-2.表1-2 工廠主要部分占地面積序號工程項目名稱子項目名稱面積（m2）1生產(chǎn)車間60002倉庫原輔料庫720共

44、：2070包裝車間及包材庫450成品庫9003輔助生產(chǎn)樓質(zhì)檢室500共：1000品種實驗室250值班室30會議室120接待室1004全廠性生活設施辦公區(qū)2100共：4100餐廳214更衣室272廁所1265動力設施機修間80共：200配電室60水泵房606排水系統(tǒng)污水處理池300共：3007公用設施預留地800共：5400道路2000綠化2600總計：190701.4.4 總平面布置圖總平面布置圖見附圖1。第2章 產(chǎn)品方案設計 2.1 產(chǎn)品方案設計原則產(chǎn)品方案又稱為生產(chǎn)綱領，指生產(chǎn)線準備全年的產(chǎn)品數(shù)量、產(chǎn)期、生產(chǎn)班次等計劃安排。在安排產(chǎn)品方案時，應盡量做到“四個滿足”和“五個平衡”:“四個滿足

45、”是：1. 滿足主要產(chǎn)品產(chǎn)量的需求2. 滿足原料綜合利用的需求3. 滿足淡旺季平衡生產(chǎn)的要求4. 滿足經(jīng)濟效益的需求“五個平衡”是：1. 產(chǎn)品產(chǎn)量與原料供應要平衡2. 生產(chǎn)季節(jié)性與勞動力平衡3. 生產(chǎn)班次要平衡4. 產(chǎn)品生產(chǎn)量與設備生產(chǎn)能力要平衡5. 水、電、汽負荷要平衡2.2 班產(chǎn)量的確定在編制產(chǎn)品方案時，還必須確定主要產(chǎn)品的產(chǎn)品規(guī)格和班產(chǎn)量。班產(chǎn)量是工藝設計中最重要的計算基礎，班產(chǎn)量的大小孩直接影響到設備的配套、車間的布置和面積、公用設施和輔助設施的大小，以及勞動力的定員等。決定班產(chǎn)量的因素主要有：原料供應的多少、配套設備的生產(chǎn)能力、每天上產(chǎn)班次及產(chǎn)品品種的搭配等。根據(jù)安徽當?shù)氐南M情況和

46、市場的發(fā)展需要，以及原料供應、設備生產(chǎn)能力以及市場情況，年產(chǎn)膳食纖維乳飲料為500噸，根據(jù)年產(chǎn)量500噸的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品的產(chǎn)量設計情況見表2-1. 表2-1 班產(chǎn)量設計名稱 年產(chǎn)量 年工作天數(shù) 日產(chǎn)量 備注膳食纖維 500噸 100 5噸 每天單班生產(chǎn)，有效 乳飲料 生產(chǎn)時間8小時，0.63噸/小時純牛乳 500噸 100 5噸每天單班生產(chǎn)，有效 生產(chǎn)時間8小時0.63噸/小時2.3產(chǎn)品設計方案表膳食纖維乳飲料工廠年產(chǎn)500噸產(chǎn)品方案：表2-2 產(chǎn)品設計方案表產(chǎn)品年產(chǎn)量/t班產(chǎn)量/t123456789101112膳食纖維乳飲料500515515015540純牛乳500515015515045第

47、3章 產(chǎn)品工藝流程及要點3.1 果膠膳食纖維3.1.1 果膠膳食纖維的提取工藝流程 果膠粉的提取工藝流程如圖3-1所示。濃縮脫色抽提預處理原料 成品干燥圖3-1 果膠膳食纖維提取工藝流程3.1.2 工藝要點3.1.2.1原料預處理將蘋果渣在漂洗機煮沸約8min，除去果膠酶，轉(zhuǎn)入高速組織破碎機進行破碎，在儲料罐中浸泡30min后，用約40溫水反復洗滌2次，去除其中的可溶性糖類及色素等雜質(zhì)去除，在流水線烘箱中約70進行烘干直至水分含量約8。3.1.2.2 加熱酸提 干燥后的的果渣按固液比1:10加入水充分混合，選取磷酸：亞硫酸=1:2作為萃取劑將浸提液pH值調(diào)至約1.5-2.0,90恒溫浸提1h左

48、右,浸提過程中不加以攪拌，通過分離機進行離心分離，收集上層清液，將下層濕渣加入到相同體積酸性介質(zhì)中再次酸解，將收集的上層果膠酸解清液用氨水調(diào)節(jié)pH值為4.2-4.4，靜置2h。然后加0.5-2活性炭，在80下在物料泵攪拌下20min，過濾得脫色濾液9。3.1.2.3 濃縮 采用超濾濃縮法，用切割相對分子為50000u的管式丙烯腈膜超濾器，在溫度為45、pH為3.0、壓力為0.2MPa條件下進行超濾濃縮。獲得濃度約為4.21的果膠濃縮液。3.1.2.4 干燥 采用噴霧干燥法，即壓力式噴霧干燥，通過將濃縮液在進料溫度150-160，出料溫度220-230的條件下干燥，連續(xù)化操作中可不斷得到粉末狀果

49、膠。3.2膳食纖維乳飲料原奶凈乳均質(zhì)3.2.1純牛奶工藝配料標準化巴氏殺菌UHT化成品裝箱灌裝均質(zhì)圖3-2膳食纖維乳飲料及純牛乳生產(chǎn)工藝流程3.2.2 工藝要點3.2.2.1 原料乳的要求及檢驗 制造優(yōu)良品質(zhì)的乳制品，必須要選用質(zhì)量優(yōu)良的原料乳，原料乳送到加工廠時，必須進行逐車或逐批驗收，驗收時對原料乳進行嗅覺、味覺、外觀、塵埃、溫度、酒精、酸度、比重、脂肪、蛋白質(zhì)、全脂乳固體、細菌數(shù)等進行嚴格檢驗，必須符合下列要求：（1）采用健康母牛擠出的新鮮天然乳汁； (2)不得使用產(chǎn)前15日內(nèi)的胎乳和產(chǎn)后七天內(nèi)的初乳（3）不得含有肉眼可見的機械雜質(zhì)（4）具有新鮮牛乳的滋味和氣味，不得有外來異味，如飼料味

50、、苦味、臭味、霉味和澀味等（5）為均勻無沉淀的流體，呈濃厚粘性不得使用（6）色澤為白色或稍帶黃色，不得有紅色綠色或顯著黃色（7）酸度不超過20T（8）要求乳脂肪,蛋白質(zhì),非脂乳固體（9）不得使用任何化學物質(zhì)和防腐劑 （10）汞和有機氯的殘留量應符合以下標準：汞0.01ppm,六六六0.02ppm DDT0.02ppm3.2.2.2 原料乳的抗菌素檢測由于乳腺炎乳中白血球含量的增加,因此對乳酸菌有不同的噬菌作用，尤其是在治療乳腺炎時使用的抗菌素在乳中有一定的殘留量，實驗證明在乳中含有較低濃度的抗菌素時，對發(fā)酵也會有較大影響，同時引用喊抗生素的牛乳及乳制品對人的健康產(chǎn)生危害，因此建立快速安全高效抗

51、生素檢測成為必要，表2-2是八種抗生素對發(fā)酵乳品的影響。表3-1 抗菌素對乳酸發(fā)酵的抑制劑量（IU/ml）四環(huán)素青霉素鏈霉素紅霉素金霉素土霉素枯草桿菌抗菌素1.00.011.00.50.10.40.04 為準確、快速檢測抗菌素的含量，為乳飲料生產(chǎn)提供合格原料，引進了美國生產(chǎn)的SMAP抗菌素檢測儀，在10min內(nèi)可以檢測原料乳中的抗菌素的含量，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品打下良好的基礎。3.2.2.3原料乳的凈化原料乳驗收后必須凈化其目的是去除乳中的機械雜質(zhì)并減少微生物的數(shù)量,可以采用過濾凈化或離心凈化等。簡單的粗濾是在受乳槽上裝有過濾篩網(wǎng)并鋪上多層紗布進行,進一步過濾則采用雙聯(lián)過濾器,濾布應經(jīng)常清洗滅菌。

52、使用離心凈乳機可以顯著提高凈化效果,有利于提高制品質(zhì)量。離心凈乳機還能將乳中的乳腺體細胞和某些微生物除去,凈乳機放在粗濾之后,冷卻之前。3.2.2.4原料乳的冷卻經(jīng)過凈化的原料乳立即冷卻到5-10，以抑制細菌的繁殖。乳中的微生物的數(shù)量隨著貯存時間的長短和溫度高低而變化。牛乳基礎后微生物變化可以分為四個階段，即抗菌期、混合微生物期、乳酸菌繁殖期、酵母和霉菌發(fā)育期。在抗菌期內(nèi)，乳中含有抑制微生物繁殖的抗菌物質(zhì)，是細菌的繁殖受到抑制。但抗菌期的長短與貯存溫度有關，如表3-3所示 表3-3 抗菌期的長短與貯存溫度的關系 貯存溫度/() -10 0 5 10 25 30 37抗菌期/(小時) 240 4

53、83624 6 3 2在本項目中冷卻使用板式熱交換器，將原料乳迅速冷卻到5以下泵入到貯乳罐中保持4貯存。3.2.2.5原料乳的貯存為了保證工廠連續(xù)生產(chǎn)的需要，必須有一定的原料乳的貯存量，在該項目中，貯存原料乳的設備為4個50噸的貯乳罐。貯乳罐配有適當?shù)臄嚢铏C構(gòu)，定時攪動液體，防止脂肪上浮，造成原料乳的成分分布不均勻3.2.2.6 原料乳的標準化為了使產(chǎn)品符合規(guī)格要求,乳制品中脂肪、蛋白質(zhì)和非脂乳固體含量要保持一定的含量,符合生產(chǎn)產(chǎn)品要求。但是,原料乳中的脂肪、蛋白質(zhì)和非脂乳固體含量隨乳牛的品種、地區(qū)、季節(jié)和飼養(yǎng)管理等因素不同有很大的差異,因此必須對原料乳進行標準化,調(diào)整原料乳脂肪、蛋白質(zhì)和非脂乳固體的關系,使其比例符合制品的要求。我們引進瑞典利樂公