開(kāi)題報(bào)告：5000ta嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳工廠工藝設(shè)計(jì)

開(kāi)題報(bào)告題目：5000t/a嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳工廠工藝設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：班級(jí)：學(xué)院：背景及意義：乳類(lèi)是營(yíng)養(yǎng)豐富，容易消化吸收的食品，能充分保證出生嬰兒的生長(zhǎng)發(fā)育。動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育越快，乳中所需蛋白質(zhì)含量就越高。乳類(lèi)一般包括有人乳，牛乳，羊乳等。牛乳中的蛋白質(zhì)，乳糖，脂類(lèi)，維生素等提供了人體生長(zhǎng)發(fā)育和維持健康的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此，人類(lèi)往往用牛乳代替。但經(jīng)科學(xué)考證，山羊奶具有更高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的生物利用度，羊乳是最近接人乳的特種乳。其比牛奶更有營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)，山羊奶與牛奶的蛋白質(zhì)組份沒(méi)有太大差異，但其相比較牛奶，不會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)。羊乳中還含有更多的不飽和脂肪酸，也因此其脂肪更易被迅速地消化。嗜酸乳桿菌為革蘭氏陽(yáng)性兼性厭氧菌，屬乳桿菌科，乳桿菌屬，可發(fā)酵糖，產(chǎn)生乳酸，乙酸，過(guò)氧化氫，不產(chǎn)芽孢，不運(yùn)動(dòng)，不生產(chǎn)細(xì)胞色素，其最適生長(zhǎng)溫度35～38℃，最適PH為5.2～6.18，廣泛存在于人和動(dòng)物腸道中，是人體腸道中重要的微生物。當(dāng)其達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，具有能夠改善，調(diào)整人體腸道有益和有害微生物菌群的平衡，緩解乳糖不忍耐癥的發(fā)生，改善便秘，增強(qiáng)集體的免疫力，降低膽固醇水平，抑制腫瘤細(xì)胞的形成等健康促進(jìn)特性。當(dāng)食用含有嗜酸乳桿菌的微生態(tài)奶的這類(lèi)產(chǎn)品，糞便中乳桿菌數(shù)量穩(wěn)定增加，同時(shí)大腸桿菌和整個(gè)好氧菌群的量降低，具有調(diào)整人體腸道微生態(tài)平衡的作用，該類(lèi)產(chǎn)品不僅具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和良好的口感，還具有特殊的生理功能。不僅如此，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明，嗜酸乳桿菌在羊乳基質(zhì)中主要發(fā)酵機(jī)能優(yōu)于牛乳。在我國(guó)，牛乳仍占市場(chǎng)主導(dǎo)地位，相比較其發(fā)達(dá)國(guó)家而言，特種乳的加工水平仍處于落后地位。但在陜西地區(qū)，羊乳是本地區(qū)一大具有潛力資源的特種乳，而我省目前的現(xiàn)狀是羊乳產(chǎn)品種類(lèi)少，附加值低，羊乳產(chǎn)品以嬰幼兒配方羊奶粉和大包裝工業(yè)羊奶粉為主，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，競(jìng)爭(zhēng)激烈。因此，借助這樣的優(yōu)勢(shì)資源，對(duì)羊乳的開(kāi)發(fā)和加工工藝的提高，都是指日可待的追求目標(biāo)。同時(shí)，嗜酸乳桿菌的研究和開(kāi)發(fā)目前在日本，美國(guó)和歐洲備受關(guān)注，由于嗜酸乳桿菌獨(dú)特的生理療效作用和菌種較強(qiáng)的耐冷藏性，以其為食補(bǔ)因子的食品目前備受消費(fèi)者的青睞，國(guó)際市場(chǎng)上有關(guān)含有活性嗜酸乳桿菌的食品越來(lái)越豐富，而我國(guó)對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品剛剛開(kāi)發(fā)，有關(guān)產(chǎn)品亟待開(kāi)發(fā)。攝入活性嗜酸乳桿菌的方法是食用含有活性嗜酸乳桿菌的食品。這類(lèi)食品的種類(lèi)很多，其中主要是乳制品，因?yàn)槿榈臓I(yíng)養(yǎng)成分對(duì)嗜酸乳桿菌最為有利。尤其是目前發(fā)酵乳以其獨(dú)特的風(fēng)味，豐富的營(yíng)養(yǎng)及良好的保健作用，早已被廣大消費(fèi)者接受。發(fā)酵乳是利用微生物作用制作的乳制品，乳是乳酸菌天然的培養(yǎng)基，乳酸菌在乳中生長(zhǎng)繁殖可以賦予乳良好的口感和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本設(shè)計(jì)根據(jù)乳制品的發(fā)展趨勢(shì)，以陜西省的特色資源羊乳為原料，順應(yīng)食品發(fā)展的趨勢(shì)，既增加鮮奶的附加值，又促進(jìn)人類(lèi)的健康，從而逐漸和國(guó)際市場(chǎng)接軌，這對(duì)豐富我省營(yíng)養(yǎng)，保健與療效食品的種類(lèi)，迎合日益多元化乳品市場(chǎng)需求，提高我國(guó)人民的膳食結(jié)構(gòu)和健康水平具有十分重要的意義。設(shè)計(jì)（論文）的依據(jù)：發(fā)酵乳的定義：乳與乳制品在特征菌的作用下發(fā)酵而成的酸性凝乳狀產(chǎn)品。在保質(zhì)期內(nèi)，該類(lèi)產(chǎn)品中的特征菌必須大量存在，并能繼續(xù)存活且具有活性。按IDF分類(lèi)，發(fā)酵乳可分為兩大類(lèi)四小類(lèi)：嗜熱菌發(fā)酵乳單菌發(fā)酵乳如嗜酸乳桿菌發(fā)酵乳，保加利亞乳桿菌發(fā)酵乳等；復(fù)合菌發(fā)酵乳酸乳就是其中最主要的一種。嗜溫菌發(fā)酵乳經(jīng)乳酸發(fā)酵而成的產(chǎn)品這種產(chǎn)品常用的菌種有：乳酸鏈球菌及其亞種等；經(jīng)乳酸和酒精發(fā)酵而成的產(chǎn)品如酸牛乳酒，酸馬奶酒等。酸乳的定義：在保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的作用下，使添加（或不添加）乳粉（或脫脂乳粉）的乳（殺菌乳或濃縮乳）進(jìn)行乳酸發(fā)酵而得到的凝固乳制品，最終產(chǎn)品必須含有大量的活菌。酸乳的分類(lèi)通常根據(jù)成品的組織狀態(tài)，口味，加工工藝和菌種組成將酸乳進(jìn)行分類(lèi)。通常按成品的組織狀態(tài)分類(lèi)凝固性酸乳其發(fā)酵過(guò)程在包裝容器中進(jìn)行，從而使成品因發(fā)酵而保留其凝乳狀態(tài)；攪拌型酸乳成品是先發(fā)酵后灌裝而制得的。發(fā)酵后的凝乳已在灌裝前和灌裝過(guò)程中攪碎成黏稠狀組織狀態(tài)，因此得名。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：本設(shè)計(jì)為乳制品工廠的初步設(shè)計(jì)階段，通過(guò)對(duì)嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳的生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，選擇設(shè)計(jì)一條合適的生產(chǎn)線，確定工藝流程，繪制工藝流程圖，并進(jìn)行物料衡算與能量衡算，繪制工藝設(shè)備一覽表。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1.確定嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳的生產(chǎn)工藝過(guò)程和工藝流程：物料流向，主要工藝參數(shù)；2.確定發(fā)酵羊乳的原料，依據(jù)年產(chǎn)量，發(fā)酵周期，產(chǎn)品規(guī)格等計(jì)算物料衡算，能量衡算；3.依量選取設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)產(chǎn)量，生產(chǎn)天數(shù)，發(fā)酵周期與取得率計(jì)算主要設(shè)備有關(guān)尺寸的計(jì)算，列出工藝設(shè)備一覽表；4.全長(zhǎng)總平面的布置，生產(chǎn)車(chē)間設(shè)計(jì)及布置；5.制定生產(chǎn)操作規(guī)范；6.全長(zhǎng)人員編制及經(jīng)濟(jì)效益分析；7.其他：計(jì)算機(jī)繪圖，編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)縮寫(xiě)稿。四．設(shè)計(jì)（論文）方案及預(yù)期結(jié)果設(shè)計(jì)方案查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳中原料的確定，物料衡算，能量衡算繪出物料衡算流程示意圖或單元設(shè)備的物料流向及變化示意圖；寫(xiě)出生物反應(yīng)方程式或分析物料流向及變化，寫(xiě)出熱量衡算式；收集設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和有關(guān)物化常數(shù)；確定工藝指標(biāo)及消耗定額等；選定合適的計(jì)算基準(zhǔn)；進(jìn)行具體的物料、能量衡算；校核與整理計(jì)算結(jié)果，列出物料衡算表，能量衡算表；3.嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳生產(chǎn)的工藝流程凝固型酸乳的生產(chǎn)工藝流程原料乳凈乳標(biāo)準(zhǔn)化（按要求進(jìn)行脂肪標(biāo)準(zhǔn)化）配料（添加穩(wěn)定劑，糖等）預(yù)熱（50℃~60℃）均質(zhì)（15~20MPa）殺菌（90~95℃/5~15min）冷卻（43~45℃）接種（接種量2%~5%）灌裝于零售容器內(nèi)發(fā)酵（42~45℃，2.5~4h）冷卻冷藏后熟發(fā)酵劑制備：乳酸菌培養(yǎng)物母發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵劑接種攪拌型酸乳的生產(chǎn)工藝流程原料乳凈乳標(biāo)準(zhǔn)化（按要求進(jìn)行脂肪標(biāo)準(zhǔn)化）配料（添加穩(wěn)定劑，糖等）預(yù)熱（50℃~60℃）均質(zhì)（15~20MPa）殺菌（90~95℃/5~15min）冷卻（43~45℃）接種（2%~5%）發(fā)酵冷卻（15~20℃）破碎凝乳果料酸乳與果料混合灌裝冷卻后熟純酸乳調(diào)香果味酸乳工藝確定=1\*GB3①工藝背景如今功能性乳制品，通常的做法是將益生菌與普通發(fā)酵菌種混合搭配使用，可以在發(fā)酵之前將益生菌和普通發(fā)酵菌種一起加入；或者用益生菌單獨(dú)發(fā)酵部分的液體乳，剩下的由普通菌種發(fā)酵，二者發(fā)酵后再混合發(fā)酵；也可以在普通酸乳中加入益生菌；也可以將益生菌直接加入到?jīng)]有經(jīng)過(guò)發(fā)酵的乳中。經(jīng)考證分析，單一嗜酸乳桿菌發(fā)酵乳其在乳中產(chǎn)酸慢，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，而且產(chǎn)品風(fēng)味不典型，必須使用香料調(diào)配或配合產(chǎn)香菌，但其具有較強(qiáng)的耐酸和耐膽汁鹽能力，能順利通過(guò)胃腸環(huán)境而定殖于大腸，充分發(fā)揮其健康促進(jìn)作用。因此，采用嗜酸乳桿菌單菌種發(fā)酵酸乳的生產(chǎn)，確定嗜酸乳桿菌為發(fā)酵菌種，進(jìn)行嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳，來(lái)達(dá)到獲得質(zhì)地細(xì)膩，酸中帶甜，風(fēng)味較佳，發(fā)酵時(shí)間短，具有嗜酸乳桿菌活菌的功能性發(fā)酵乳。產(chǎn)品的最終組織狀態(tài)為凝固型酸乳。發(fā)酵因素主次順序：接種量>發(fā)酵溫度>菌種配比>加糖量。=2\*GB3②工藝參數(shù)條件鮮羊乳：原料接收，檢驗(yàn)篩選；過(guò)濾凈化：去除雜質(zhì)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化（標(biāo)準(zhǔn)化到3.1%～4.1%的脂肪）；配料：加糖量5%；過(guò)濾均質(zhì)：預(yù)熱到55～65℃，均質(zhì)15.0～20.0Mpa；殺菌冷卻：90～95℃/30min，冷卻至37℃；發(fā)酵劑制備：直投式酸奶發(fā)酵劑的活力強(qiáng)，類(lèi)型多，酸奶廠家可以根據(jù)需要任意選擇，從而豐富了酸奶產(chǎn)品的品種，同時(shí)也省去了菌種車(chē)間，減少了工作人員，投資和空間，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，直投式酸奶發(fā)酵劑的生產(chǎn)和應(yīng)用可以使發(fā)酵劑生產(chǎn)專(zhuān)業(yè)化，社會(huì)化，規(guī)范化，統(tǒng)一化，進(jìn)而使酸奶生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化，提高了酸奶質(zhì)量，保障了消費(fèi)者的利益和健康。故本設(shè)計(jì)采用直投式發(fā)酵劑，簡(jiǎn)單方便。接種：接種量2%～5%；灌裝發(fā)酵：發(fā)酵溫度41～43℃/5～6h；冷卻后熟：7℃/12~24h；冷藏：2～7℃。4.物料衡算本課題依據(jù)要求的原料乳和成品乳的成分如表1所示：表1原料乳及成品乳的成分要求單位：％水脂肪非脂乳固體蛋白質(zhì)糖原料乳88.54.28.23.3酸乳-≥3.1≥8.1≥2.97.0并將酸乳的蛋白質(zhì)含量定為3.0％，脂肪定為3.5％，非脂乳固體為8.5％。則原料乳應(yīng)占最終產(chǎn)品的80％，酸乳中糖5％，水(包括穩(wěn)定劑)8％。產(chǎn)品方案為年工作日300天，每天三班倒，每班8小時(shí)。年產(chǎn)5000t（凝固型）嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊乳酸奶。5.能量衡算充分利用熱交換設(shè)備如熱交換板使升溫、降溫環(huán)節(jié)在時(shí)間上緊湊且能夠循環(huán)利用，這樣利于生產(chǎn)又能節(jié)約資源。6.設(shè)備選型及主要設(shè)備工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)（論文）所需要的設(shè)備主要有原料乳接收，運(yùn)輸和貯存設(shè)備，通用前處理設(shè)備，熱交換及殺菌設(shè)備，專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備，包裝機(jī)械，生產(chǎn)輔助設(shè)備等。用途設(shè)備原料乳接收，運(yùn)輸，貯存設(shè)備乳槽車(chē)，運(yùn)乳罐，乳倉(cāng)通用處理設(shè)備離心除菌機(jī)，均質(zhì)機(jī)，混料機(jī)熱交換及殺菌設(shè)備換熱器，殺菌設(shè)備專(zhuān)用生產(chǎn)設(shè)備酸乳菌種罐，酸乳發(fā)酵罐包裝機(jī)械灌裝機(jī)生產(chǎn)輔助設(shè)備清洗設(shè)備7.預(yù)期結(jié)果設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；設(shè)計(jì)圖紙5～7張；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)縮寫(xiě)稿一份。五．設(shè)計(jì)進(jìn)度安排周次設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求1—3查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案；3—4物料，能量衡算；5—7生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)；8設(shè)備計(jì)算選型；9—10工藝布置；11車(chē)間設(shè)計(jì)；12—15計(jì)算機(jī)繪圖及編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；16準(zhǔn)備答辯。六．課題設(shè)計(jì)所需條件參考資料：[1]夏清等主編.—《化工原