年产550吨豆奶粉工厂设计说明书

第一章总论第一节概述豆奶粉是一种新型固体饮料，它综合了大豆和牛奶的营养成份，具有口感细腻，香味浓郁，营养丰富，携带方便等特点。

在诸多豆制品中，豆奶粉以其众多优点受到人们青睐。

豆奶粉主要有以下营养价值。

一、从营养价值上看，大豆蛋白质含量高，含有人体所必需的八种氨基酸，比较接近世界卫生组织新拟定的营养模式，其中赖氨酸含量高于谷物，是植物性食物中最合理、最接近人体所需比例的。

另外，牛奶蛋氨酸含量较高，可以补充大豆蛋白质中蛋氨酸的含量，动、植物蛋白的互补，使氨基酸的配比更合理，更利于人体消化吸收。

二、豆奶粉中的脂肪主要是植物脂肪，不饱和脂肪酸含量较高，并含有人体所必需脂肪酸亚油酸，胆固醇含量低，可以预防动脉硬化。

三、豆奶粉是经过超微粉碎工艺加工而成的，不除豆渣，大豆子叶全部被利用，膳食纤维的含量比同类产品高，有润肠通便的作用，可以预防直肠癌。

四、豆奶粉中含有多种矿物质和维生素。

五、豆奶粉中含有大豆低聚糖。

大豆低聚糖对肠道内的双歧杆菌等益生菌有增殖作用，可以提高人体免疫力，延缓衰老。

六、豆奶粉中含有大豆异黄酮。

大豆异黄酮是植物雌激素，长期食用可以预防乳腺癌、前列腺癌和骨质疏松，减轻或避免更年期综合症。

七、豆奶粉中含有大豆卵磷脂，可以抗衰老，健脑。

第二节设计依据本设计参考了《食品工厂设计与环境保护》、《大豆制品加工技术》、《食品工厂机械与设备》、《化工原理》上下册、《食品工厂设计综合实训》等。

根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与物料衡算和包装材料计算。

第三节设计目的和意义本设计是将我们学到的知识应用到实践中来。

在完成这个设计的过程中，一方面巩固学到的知识，另一方面通过查阅，整理资料增加我们的认识和科研技能，同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养我们理论联系实际的能力，锻炼了我们解决问题的能力。

豆奶是以豆类为主要原料制成的。

目前，市场上出售的豆奶，品种多，价格适宜，食用方便，因而很受消费者欢迎。

据分析，豆奶含有丰富的营养成分，特别是含有丰富的蛋白质以及较多的微量元素镁，此外，还含有维生素Bl、B2等，确是一种较好的营养食品。

豆奶还被西方营养学家称作“健脑”食品，因为豆奶中所含的大豆磷脂可以激活脑细胞，提高老年人的记忆力与注意力。

大豆食品是深受消费者欢迎的保健食品，随着经济的增长，人们对豆奶粉的消费会越来越大。

所以也看到了豆奶粉的发展前景。

这时候建立一豆奶粉工厂的话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。

第二章工艺流程第一节工艺流程的确定近年来我国非常重视大豆蛋白饮料的研究，对于大豆食品中不良风味已了解到其产生的原因，并进一步找出了防止的方法，取得了进步。

想要改善豆奶的风味，关键要做到两个方面：其一是钝化或抑制脂肪氧化酶活性，防止产生豆腥味；二是采用脱臭的方法除去豆奶中固有的不良气味，两者相辅相成，才能生产处优质的产品。

综合考虑以上因素，确定以下工艺流程：原料大豆→精选除杂→脱皮分离→浸泡→失活软化→循环磨浆→离心分离→调配→杀菌脱腥→均质→喷雾干燥→流化床处理→包装成品第二节工艺论证一、原料精选除杂大豆表面上有很多的尘土和微生物附着，浸泡前应充分地进行清洗，至少清洗三遍。

二、脱皮在脱皮工序进行的同时还除去皮和胚芽等，以保证产品质量，避免浸泡过程中污水处理问题。

为了保证脱皮效果，要严格控制大豆水分含量，资料表明，水分达10%时，可保证脱皮率在90%以上。

因本设计是拟不出渣的工艺，所以要严格控制水分。

当水分超标时，大豆应在干燥机中通入105～110℃的热空气干燥。

脱皮直接用脱皮机，重量损耗8%左右。

三、浸泡为了软化大豆组织细胞，降低磨浆时的能耗与磨损，提高胶体分散程度与悬浮性，增加吸收率，以增强均质效果。

采用2.2倍于大豆重量的水，在50℃下浸泡4小时，大豆吸水量约为1：1～1：2。

浸泡时要加入0.5%碳酸氢钠溶液，可以加速胰蛋白酶抑制物的钝化。

四、失活软化将大豆放在失活器内，在85℃的失活水中（3%的碳酸氢钠溶液）持续10min。

该步骤的目的是使脂肪氧化酶失活，控制大豆青臭口味的产生，并使大豆得到软化，以利于破碎。

五、循环磨浆循环磨浆可省去分离豆渣和浓缩工序，节省投资。

本工艺采用90℃左右的热磨，可钝化产生豆腥味的脂肪氧化酶，另外，本工序可以节省用水，磨浆后浓度可达18%左右。

为保证最终产品的质量，经三道循环磨浆后采用胶体磨，使细度达2微米左右，利于均质和喷雾干燥。

其中，循环磨浆前的预热，用自制的夹层锅，温度为90℃。

六、渣浆分离浆体经分离将浆液和豆渣分开。

这步操作对蛋白质和固形物回收影响很大。

豆渣中含水分应在60%左右，含水过多则蛋白质回收率降低。

以热浆进行分离，可降低浆体粘度，有助于分离。

离心分离操作，可用篮式离心机分批进行，大量生产用连续式离心机完成，可使浆液和豆渣分别连续排出。

七、配料调配溶糖温度过高或时间过长，将导致焦糖化反应。

本工艺采用在溶糖锅中加入一定量的水，加热至60-70℃后加糖搅拌，继续加热至约95℃，保持5-10 分钟，然后降温至70℃左右，使溶化的糖浓度为65%。

融化后的糖采用双联过滤机进行过滤，以保证糖的纯度和质量。

本设计采用热溶法，其相对于冷溶法的优点有：能杀死糖内的细菌，分离掉糖内凝固的杂质，溶解速度快，短期内能产生大量溶糖。

缺点:容易发生焦糖化反应。

糖浆浓度的测定：比重计，糖度表。

八、杀菌脱腥本设计采用微波技术对大豆干燥和脱腥，将传统的湿法生产工艺改为干法生产工艺，该工艺将大豆经分拣机分选后，置入微波场中，使大豆自身温度上升，达到脱净豆腥和杀菌的效果。

该工艺流程有以下特点：生产周期短、设备投资少、大豆利用率高、脱腥、能源消耗低、自动化程度高、生产成本低。

九、均质均值可改善豆奶口感和稳定性，是生产优质豆奶不可缺少的设备。

均质机的原理是在高压下将豆奶经均质阀的狭缝压出，而将脂肪球等粒子打碎，是豆奶乳浊液稳定，具有奶状的粘度，易于消化。

豆奶均质的效果有下列三个因素决定：均质压力，压力越高效果越好，但受设备性能限制。

均质温度，温度高均质效果好。

均质次数：增加均质次数也可提高均质效果。

豆奶生产中通常用130-230公斤/厘米 2 在90摄氏度下均质一次，可获良好效果。

从豆奶生产工艺流程的安排上，均质机可放在杀菌脱腥之前，也可放在杀菌脱腥之后，各有利弊。

放在杀菌脱腥之前，效果较差，但设备费用低，若放在杀菌脱腥之后则情况相反。

十、喷雾干燥喷雾干燥是乳粉制造过程中的重要环节，直接影响产品质量，原理是利用机械力量，通过雾化系统将乳液在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴，以增大表面积，加速水分蒸发。

雾状乳滴与瞬时鼓入的热空气接触，水分在瞬间挥发除去，细小乳滴干燥成粉。

喷雾干燥雾化方法有压力喷雾和离心喷雾，通过比较，本工艺采用离心喷雾干燥系统。

工艺参数：进料浓度21% ，热风温度160℃，出粉含水量 7%左右，水分蒸发量500Kg水蒸气/hr。

十一、流化床干燥流化床处理可以使细粉颗粒增大、均匀，利于产品的溶解性，同时起冷却作用，有利于连续化自动生产。

十二、包装豆奶很易变质，除了以散装供应外，均需以一定包装形式供应消费者。

豆奶的包装可分装于玻璃瓶、塑料瓶或复合蒸煮袋中，采用哪一种包装是生产厂一个重大的问题，决定成品保藏期，也影响质量增加成本，在建厂时应进行考虑，做出决策。

纸盒无菌包装近年来发展很快，目前日本有70%以上的豆奶是用纸盒包装，可显著提高产品质量，在常温下货架期可达半年以上。

包装材料轻巧，一次性消费无需回收，这对运输、销售和消费均带来方便。

无菌包装是瑞典利乐公司的专利，该公司规定必须使用它的包装材料，因此材料要长期进口，包装费高，在我国目前条件下，要普遍应用还不具备条件。

第三章物料衡算第一节产品方案和班产量的确定本设计为年产550吨豆奶粉车间设计，每年工作日按280天计，采用每天两班制，每班8小时。

1、根据年产量，生产能力为550×1000/（280×16）= 122.77 kg/h2、成品含水分2%，故豆奶粉中干物质重量为122.77×(1-2%)= 120.31kg/h调制后均质前的豆浆中干物质重（含豆，糖，全脂奶粉）120.31/[（1－0.4%）×（1－0.1%）×（1－0.2%）×（1－0.3%）] = 121.52kg/h 其中，包装损失0.4% ，流化床处理损失0.1% ，喷雾干燥损失0.2% ，杀菌、均质损失0.3% 。

3、配方配料用量kg 备注原浆49.24 浓度为15.8 %蔗糖11.25 以60% 糖液加入全脂奶粉 2.01 直接加入浆中豆浆中固形物含量为49.24×15.8%×121.52/(49.24×15.8%+11.25+2.01)=44.93kg/h4 、一般大豆的豆奶粉的得率为0.65～0.70，按得率0.67设计，则大豆的处理量44.93/0.67= 67.06kg/h第二节物料衡算和包装材料计算每小时处理67.06kg大豆：1、大豆清杂去重2%，再经脱皮去重8%后重量为67.06×（1－2%）×（1－8%）=60.46 kg/h选用原料大豆的含水率为12%，则大豆中固形物含量为60.46×（1－12%）= 53.20kg/h2、浸泡后大豆的重量为原来的1.8～2.4倍，以2.18倍计算60.46×2.18 = 131.80 kg/h3、总豆水比为1：4，即循环磨浆时加入的水量为实际处理大豆的2.9倍磨浆时需加入的水量为 60.46×2.9=175.33 kg/h循环磨浆损耗以0.4% 计，故磨浆后总浆重量为（131.80＋175.33）×（1－0.4%）= 305.90kg/h4、离心分离去渣：豆渣中含水率要求在85% 以下，控制豆渣的含水率为60% ，分离后豆浆中固形物含量按15.8% 计。

设豆浆中固形物为x kg/h，则豆渣中固形物为（53.20－x）kg/h（53.20－x）/（1－60%）＋x/15.8% = 305.90kg/h解得x=45.15，即分离后豆浆中固形物为45.15 kg/h豆渣中固形物含量为53.20-45.15= 8.05kg/h豆渣中含水60%,故水的量为：8.05×60%/40%=12.08kg/h分离出的豆浆量 305.90－8.05－12.08 = 285.77kg/h5、调制前，添加蔗糖45.15×11.25/（49.24×15.8%）= 65.29kg/h全脂奶粉量45.15×2.01/（49.24×15.8%）= 11.66kg/h则豆浆中干物质含量45.15＋65.29＋11.66= 122.10kg/h蔗糖溶液（60%）带入的水量65.29×（40/60）= 43.53kg/h调制好的豆浆量（含豆固形物，糖，全脂奶粉）285.77＋65.29＋11.66＋43.53 = 406.25kg/h浓度为(45.15＋65.29+11.66)/402.02×100% =30.07%6、喷雾干燥前，豆浆经杀菌，均质损耗0.3%故豆浆量为406.25×（1－0.3%）=405.03kg/h豆固形物含量 45.15×（1－0.3%）= 45.01kg/h蔗糖65.29×（1－0.3%）= 65.09kg/h全脂奶粉11.66×（1－0.3%）= 11.63kg/h7、喷雾干燥后，豆浆损失0.2% ，成为含水8% 的豆奶粉豆固形物45.01×（1－0.2%）= 44.92 kg/h蔗糖65.09×（1－0.2%）= 64.96kg/h全脂奶粉11.63×（1－0.2%）= 11.61kg/h固形物总计 44.92＋64.96＋11.61= 121.49kg/h喷雾干燥后豆奶粉重量 121.49/（1－7%）= 130.63 kg/h蒸发水量 405.03×（1－0.2%）－130.63 = 273.60 kg/h8、流化床处理后豆奶粉含水2% ，损失以0.1%计豆固形物44.92×（1－0.1%）= 44.88kg/h蔗糖 64.96×（1－0.1%）=64.90kg/h全脂奶粉 11.61×（1－0.1%）= 11.60kg/h固形物总计 44.88＋64.90＋11.60= 121.38kg/h豆奶粉成品重量 121.38/（1－2%）= 123.86kg/h蒸发水量130.63×（1－0.1%）－123.86 = 6.64kg/h9、包装损失0.4% ，则包装后成品的重量为123.86×（1－0.4%）= 123.36kg/h10、全年实际生产豆奶粉 123.36×16×280/1000 =552.65t要求成品年产量550t ,误差 552.65－550 = -2.65t物料衡算表名称数量kg/h 备注原料量67.06 大豆含水10%精选脱皮后重量60.46 精选脱皮去重2% ，8%浸泡后豆重131.80 浸泡增重2.18倍磨浆后豆浆量305.90 总豆水比1：4离心分离出豆浆量285.77 豆渣中含水60%调制加糖量65.29 以60% 糖液加入加全脂奶粉量11.66 直接加入浆中喷雾干燥前豆浆量405.03 蒸发水量273.60Kg/h喷雾干燥出粉量130.63 喷雾干燥损失0.2%流化床出粉量123.86 流化损失0.2%包装后质量123.36 包装损失0.4%年产量552.65 误差2.65t包装材料的清算：用半透明小塑料袋包装豆奶粉，每小袋45g，每20袋包装成一大袋，每25大袋装入一纸箱。