食品工厂设计说明书

第一章总论第一节概述大豆在我国有着悠久的栽培历史，古代称之为“菽”，现在同常把“黄豆”、“青豆”和“黑豆”统称为大豆。

大豆是我国七大粮食作物之一，也是四大油料作物之一，在全国范围内广泛分布，种植面积大，尤其盛产于我国东北地区。

豆奶粉是大豆与牛奶营养的完美互补的产品，广为我国人民喜爱。

它合理地将动物性营养物质与植物性营养物质科学调配，完好实现了营养互补，含有膳食纤维，更利于消化、吸收。

具有以下优点：第一，从营养价值上看，大豆蛋白质含量高达40%，是优质蛋白质，含有人体所必需的氨基酸，其中赖氨酸的含量高干谷物，是植物性食物当中最合理、最接近干人体所需比例的。

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，更利干人体的消化吸收。

特别是近年来，美国和英国先后发布健康声明:每天食用6.25克大豆蛋白，可以预防心血管疾病，使人们更加重视大豆蛋白的保健作用。

第二，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。

第三，豆奶粉是经过超微粉碎工艺加工而成的，不除豆渣，大豆子叶被全部利用，膳食纤维的含量比同类产品高，膳食纤维有润肠通便的作用，可以预防直肠癌。

第四，豆奶粉中含有多种矿物质和维生素。

第五，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，有润肠通便的作用，可以预防直肠癌;双歧杆菌等益生菌可以提高人体免疫力，延缓衰老。

第六，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;可以预防骨质疏松;可以减轻或避免引起更年期综合症。

第七，豆奶粉中含有大豆卵磷脂，大豆卵磷脂可以抗衰老，健脑。

由此可见大豆制品的生产在我国有着巨大的潜力和优越条件，因此将大豆进行脱腥处理，结合利用牛奶的营养和良好的风味，使豆乳与牛乳混合生产为被人们乐意接受的可口食品是近年来各国注重研究与开发的产品。

第二节设计依据和范围本设计的工艺流程及主要设备选型，参考《食品工厂设计与环境保护》、江苏大学图书馆有关书籍以及相关资料，在食品学院各位老师的指导下，进行了一些工艺改进。

本设计主要包括物料衡算，设备衡算及选型，生产工艺流程图，车间平面布置图等。

第三节设计原则1．符合经济建设的总原则：做精心设计、投资省、技术新、质量好、收效快、回收期短。

2.设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。

3.积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。

4.必须结合实际。

因地制宜，体现设计的通用性和独特性相符合的原则，并留有适当的发展余地。

5.应贯彻国家食品卫生有关规定充分体现卫生、优美、流畅并能让参观者放心的原则。

6.设计工作必须加强计划性、各阶段工作要有明确进度。

第四节产品品种、生产规模1.产品品种：（1）全脂速溶多维豆奶粉（2）其他品种豆奶粉2.生产规模：年产200吨豆奶粉第二章工艺论证第一节工艺流程的确定豆奶粉以大豆和乳制品为原料，经磨浆、加热灭酶、浓缩、喷雾干燥而制成的粉状或微粒状食品；大豆经过磨浆，去渣，加入或不加入白砂糖，加入或不加入鲜乳（乳粉）及其它辅料，经过加热灭酶、浓缩、喷雾干燥而制成的产品。

工艺流程的具体选择应结合实际情况，从产品质量方面进行考虑，如产品的速溶性、保质期、功能性等，选用尽量完善的工艺流程生产出高质量的豆奶粉。

结合国内外以往生产豆奶粉的实践经验，在豆奶粉的生产过程中应该注意以下几个关键问题：1.要钝化脂肪酶。

80℃是脂肪氧化酶能否具有活性的界限温度。

2.钝化胰蛋白酶抑制物，增加蛋白质的溶解性。

胰蛋白酶抑制素耐热性强，在100℃时处理20分钟才能使其丧失90%以上的活性。

3.提高产品的速溶性、溶解性是热门技术，直接影响产品的感官指标。

4.增加豆乳粉的功能性质，如补钙或添加双歧杆菌等综合考虑以上因素，确定以下工艺流程：第二节 工艺论证一、原料清杂精选该工序的目的是除去原料中的杂质如泥块、石块等，采用组合精选机。

至少洗三次。

二、脱皮分离大豆皮常常染有杂菌，同时含有较多的不良因子，因此要得到高品质的豆奶粉，大豆必须脱皮。

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。

脱皮直接用脱皮机，重量损耗8%左右。

三、浸泡大豆的浸泡程度不但影响产品的得率，而且影响产品的质量。

浸泡后的原料大豆精选去杂 脱皮分离 预热浸泡 均质喷雾干燥循环磨浆溶糖 过滤 流化床处理 成品包装配料离心分离杀菌脱腥豆渣大豆蛋白质呈脆性状态，在研磨时蛋白质充分破碎，使蛋白质能最大程度地融离出来。

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、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℃。

五、离心分离混合液在高速旋转的转鼓内，具有不同密度的多组份在离心力的作用下成圆环状，密度最大的固体颗粒向外运动积聚在转鼓的周壁，密度小的液体在最内层，由于转鼓高速旋转产生的离心力远远大于重力，因此离心分离只需较短的时间即能获得重力沉降的效果。

六、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。

七、杀菌脱腥本设计采用直接蒸汽加热的超高温瞬时杀菌技术并用闪蒸法进行脱腥。

其优点在于：①热敏性原料对超高温瞬时杀菌仍可保持最高限度的稳定，杀菌效果好。

②杀菌后闪蒸，既可除去加热蒸汽带入的水分，又可除去腥味成分（易挥发物质随水分逸出）。

③由于料液流速较快及温度较高，可不必考虑传热效果及结垢问题。

④闪蒸脱腥，即在高温杀菌后，将豆乳喷入真空罐，急剧降温到80℃左右，同时具有不良气味的挥发物质被真空泵排出，可避免长时间加热，减少褐变，易于调配。

本设计采用500Kpa蒸汽，140℃下杀菌。

脱腥控制条件：26.6-39.9Kpa 真空度，防止气泡冲出。

八、均质均质是将大豆的脂肪球打碎，使体系分布均匀，其原理是使豆浆在高压下通过均质法狭缝，将脂肪球粒打碎。

此工序可改善产品口感，增强体系稳定性，提高产品质量。

均质受压力、温度及均质次数的影响，一般随其增加而效果提高。

本设计将均质安排在杀菌脱醒和调制配料后进行，可使均质与喷雾工序连续作业，防止存料过多，也使喷雾前体系分布更均匀，提高喷雾产品质量。

本设计均质温度为90℃，防止料液被蒸汽过分稀释，并提高无菌操作条件，均质压力在12.7-22.5兆帕，均质一次可达到要求。

九、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、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。

十一、储粉和包装豆乳粉经一段时间存放，可以提高表面密度，由辅料器送到粉仓，粉仓用紧密阀出粉，将粉送入包装间。

采用聚乙烯塑料袋，每袋480克。

充氮包装，小袋装入纸箱，运到成品库存放。

第三章物料衡算第一节产品方案及班产量的确定本设计为年产200吨豆奶粉车间设计，每年工作日按260天计，采用每天三班制，每班8个小时，其中1小时为上班前准备时间，另1小时为清洗时间。

故每班实际操作时间为6h，物料衡算以每班6h为基准。

1、根据年产量，生产能力为 200×1000/（260×18）= 42.73 kg/h2、成品含水分2%，故豆奶粉中干物质重量为 42.73×（1－2%）= 41.88 kg/h调制后均质前的豆浆中干物质重（含豆，糖，全脂奶粉）41.88/[（1－0.4%）×（1－0.1%）×（1－0.2%）×（1－0.3%）] = 42.30kg/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 、配方原浆浓度可为16.1%，则豆浆中固形物含量为33.76×16.1%×42.3/（1.28＋7.69＋33.76×16.1%）= 15.96kg/h配方配料用量kg 备注原浆33.76 浓度为16.1 %蔗糖7.69 以60% 糖液加入全脂奶粉 1.28 直接加入浆中4 、一般大豆的豆奶粉的得率为0.65～0.70，按得率0.66设计则大豆的处理量 15.96/0.66 = 24.18 kg/h第二节物料计算每小时处理24.18kg大豆：1、大豆清杂去重3%，再经脱皮去重8%后重量为24.18×（1－3%）×（1－8%）= 21.58kg/h选用原料大豆的含水率为10%，则大豆中固形物含量为21.58×（1－10%）= 19.42 kg/h2、浸泡后大豆的重量为原来的2～2.2倍，以2.2倍计算21.58×2.2 = 47.48 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2.8倍磨浆时需加入的水量为 21.58×2.8 = 60.42 kg/h循环磨浆损耗以0.3% 计，故磨浆后总浆重量为（47.48＋60.42）×（1－0.3%）= 107.58 kg/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50% ，分离后豆浆中固形物含量按16.1% 计。

设豆浆中固形物为x kg/h，则豆渣中固形物为（19.42－x）kg/h（19.42－x）/（1－50%）＋x/16.1% = 107.58kg/h解得x=16.33，即分离后豆浆中固形物为16.33 kg/h豆渣中固形物含量为 19.42－16.33= 3.09 kg/h豆渣中含水50% ，故水的量也为3.09 kg/h分离出的豆浆量 107.58－3.09-3.09 = 101.40kg/h5、调制前，添加蔗糖 16.33×7.69/（33.76×16.1%）= 23.10 kg/h全脂奶粉量16.33×1.28/（33.76×16.1%）= 3.85 kg/h 则豆浆中干物质含量 16.33＋23.10＋3.85= 43.28 kg/h蔗糖溶液（60%）带入的水量 23.10 ×（40/60）= 15.40kg/h调制好的豆浆量（含豆固形物，糖，全脂奶粉）101.40＋23.10＋3.85＋15.4 = 143.75 kg/h浓度为 [（16.33＋23.10＋3.85）/143.75] ×100% =30.11%6、喷雾干燥前，豆浆经杀菌，均质损耗0.3%故豆浆量为 143.75×（1－0.3%）= 143.32 kg/h豆固形物含量 16.33×（1－0.3%）= 16.28 kg/h蔗糖 23.10×（1－0.3%）= 23.03 kg/h全脂奶粉 3.85×（1－0.3%）= 3.84kg/h7、喷雾干燥后，豆浆损失0.2% ，成为含水7% 的豆奶粉豆固形物 16.28×（1－0.2%）= 16.25 kg/h蔗糖 23.03×（1－0.2%）= 22.98 kg/h全脂奶粉 3.84×（1－0.2%）= 3.83 kg/h固形物总计 16.25＋22.98＋3.83 = 43.06 kg/h喷雾干燥后豆奶粉重量 43.06/（1－7%）= 46.30 kg/h蒸发水量 143.32×（1－0.2%）－46.30 = 96.73 kg/h8、流化床处理后豆奶粉含水2% ，损失以0.1%计豆固形物 16.25×（1－0.1%）= 16.23 kg/h蔗糖 22.98×（1－0.1%）= 22.96 kg/h全脂奶粉 3.83×（1－0.1%）= 3.83 kg/h固形物总计 16.23＋22.96＋3.83 = 43.02 kg/h豆奶粉成品重量 43.02/（1－2%）= 43.11 kg/h蒸发水量 46.30×（1－0.1%）－43.11= 3.14kg/h9、包装损失0.4% ，则包装后成品的重量为43.11×（1－0.4%）= 42.94 kg/h采用聚乙烯塑料袋包装，每袋480g ，则42.94/0.48 = 89袋/h10、全年实际生产豆奶粉 42.94×18×260/1000 = 200.9t要求成品年产量200t ,误差 200－200.9 = -0.9t物料衡算表名称数量kg/h 备注原料量24.18 大豆含水10%精选脱皮后重量21.58 精选脱皮去重3% ，8%浸泡后豆重47.48 浸泡增重1.2倍磨浆后豆浆量107.58 总豆水比1：4离心分离出豆浆量101.40 豆渣中含水50%调制加糖量23.10 以60% 糖液加入加全脂奶粉量 3.85 直接加入浆中喷雾干燥前豆浆量143.32 蒸发水量96.73Kg/h喷雾干燥出粉量46.30 喷雾干燥损失0.2%流化床出粉量43.11 流化损失0.1%年产量201.24t 包装损失0.4%第三节包装材料的计算采用聚乙烯塑料袋，充氮包装，每袋480克，小袋装入纸箱，每箱20袋。