酸牛奶包装工艺介绍与改进

东北林业大学酸牛奶包装工艺过程与改进学生：肖定福专业、年班级：包装工程10-1学院:工程技术学院指导教 师： 陈春晟2013 年 12 月 13 日酸牛奶生产工艺流程一、 酸牛奶物性分析及流通环境分析（一）酸牛奶物性分析酸牛奶，它是以新鲜的牛奶为原料，经过巴氏杀菌后再向牛奶中添加有益菌 （发酵剂），经发酵后，再冷却灌装的一种牛奶制品。目前市场上酸牛奶制品多 以凝固型、搅拌型和添加各种果汁果酱等辅料的果味型为多。酸牛奶不但保留了 牛奶的所有优点，而且某些方面经加工过程还扬长避短，成为更加适合于人类的 营养保健品。面粉经发酵制成馒头就容易消化吸收，牛奶发酵制成酸牛奶也有同样效果， 发酵过程使奶中糖、蛋白质有20%左右被分解成为小的分子（如半乳糖和乳酸、 小的肽链和氨基酸等）。奶中脂肪含量一般是 3-5。经发酵后，乳中的脂肪 酸可比原料奶增加 2 倍。这些变化使酸牛奶更易消化和吸收，各种营养素的利用 率得以提高。酸牛奶由纯牛奶发酵而成，除保留了鲜牛奶的全部营养成分外，在 发酵过程中乳酸菌还可产生人体营养所必须的多种维生素，如 VB1、 VB2、 VB6、 VB12 等。1、酸牛奶主要成分、营养价值及平均含量配料:鲜牛奶90%、白砂糖、嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌；食品添加剂项：果胶； 营养成分（每 100 克）：脂肪： 2.8g蛋白质： 2.6g非脂乳固体:7.3g 营养价值：与原料乳有关的营养价值：蛋白质易吸收的钙维生素 酸奶特有的营养价值：乳糖不耐症肠道微生物菌群平衡 其他营养价值：双歧杆菌发酵乳 干酪乳杆菌发酵乳 嗜酸乳菌发酵乳2、酸牛奶的主要成分分析 乳糖牛奶中所含的糖分大部分是乳糖，但由于部分成人的消化液中缺乏乳糖 酶，影响了对乳糖的消化、吸收和利用，造成这些人喝牛奶后胃部不适甚至 腹泻，称为“乳糖不耐受症”。这也是很多人不喝牛奶的原因，此时可以选择 酸奶来代替牛奶，而不必担心乳糖。酸奶因含乳酸菌，牛奶中的乳糖可被乳 酸杆菌发酵转化成乳酸，乳糖不耐受者饮用酸奶不会出现腹泻症状，正好解 决了这一部分人喝牛奶可能产生的问题。奶中的乳糖在肠内较其他糖类分解 缓慢，有些人甚至不能消化乳糖。经发酵后的酸奶，乳中的乳糖分解为半乳 糖和葡萄糖，半乳糖是构成动物脑、神经系统中脑苷脂类的成分，并且由于 发酵，消耗了一定量的乳糖。因此，酸奶适用于患乳糖不耐症的人食用。乳酸 生奶中几乎不含乳酸，而酸奶由于经过了发酵，一定量的乳糖变成了乳 酸。乳酸可抑制有害菌，促进胃内容物的排泄，减轻胃酸分泌，提高钙、磷、 铁的利用率。 蛋白质 酸奶中的蛋白质由于经过乳酸菌发酵，被分解成微细的凝固奶酪和肽、 氨基酸等。因此，更容易消化吸收，提高了蛋白质的消化利用率。 脂肪 奶中的脂肪以微细球状的乳浊液状态分散在乳中，酸奶中的脂肪被分解 成为脂肪酸，更易于吸收。经研究证实，酸奶中游离脂肪酸和必需氨基酸含 量均可达鲜牛奶的 4 倍。奶中脂肪含量一般是 3-5。经发酵后，乳中 的脂肪酸可比原料奶增加 2 倍。钙 鲜奶中钙含量丰富，经发酵后钙和无机盐都不发生变化。虽然说酸牛奶 的营养成分取决于原料奶的来源和成分，但是一般说，酸牛奶比原料奶的成 分都有所提高，一方面因为原料质量的要求高，另一方面因为有些酸牛奶制 作中加入少量奶粉。所以一般来讲，饮用一杯 15O 克的酸奶，可以满足 10 岁以下儿童所需的一天钙量的 13、成人钙量的 15。 乳酸菌酸奶中含有大量的乳酸菌，每天喝 0.25-0.5 千克，可以维持肠道正常 菌丛平衡，调节肠道有益菌群到正常水平。乳酸菌具有保健作用。这些作用 是：1. 维护肠道菌群生态平衡，形成生物屏障，抑制有害菌对肠道的入侵。2. 通过产生大量的短链脂肪酸促进肠道蠕动及菌体大量生长改变渗透压 而防止便秘。3. 酸奶含有多种酶，促进消化吸收。4. 通过抑制腐生菌在肠道的生长，抑制了腐败所产生的毒素，使肝脏和 大脑免受这些毒素的危害,防止衰老。5. 通过抑制腐生菌和某些菌在肠道的生长。从而也抑制了这些菌所产生 的致癌因子，达到防癌的目的。6. 提高人体免疫功能，乳酸菌可以产生一些增强免疫功能的物质，可以 提高人体免疫，防止疾病。 益生菌 益生菌是指有益于人类的生命和健康的一类肠道生理细菌，如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌等乳酸菌。目前市面上各种酸牛奶制品品种繁 多，有凝固型的、搅拌型的，还有加入不同的果汁、酸甜可口、适应各人不 同口味的果汁型酸牛奶。不管是何种酸牛奶，其共同的特点都是含有乳酸菌。（二）流通环境分析1、温度：酸奶的主要成分是活性乳酸菌，正常情况下，活性乳酸菌在Oc至4C 的环境中存活状态是静止的，但随着环境温度的升高，乳酸菌会快速繁殖、快速 死亡，这时的乳酸菌饮料就成了无活菌的酸性乳品，营养价值会大大降低。普通 酸奶需要的贮藏温度为2C至6C。2、时间：乳及乳制品贮藏时间过长就容易发生卫生质量的改变。因此酸牛奶在 销售时要注意贮新售旧，超过保质期的不能出售，经巴氏杀菌的塑料袋装酸奶保 质期为 21 天。3、湿度：对于酸牛奶这样的半固体乳制品，贮藏环境湿度不能过大，因为这些 乳制品受潮后易使微生物繁殖生长或结块等。4、光线：光线照射可加速乳制品中的一些成分的变质，如脂肪、维生素等的氧 化。因此乳制品在加工、运输、贮藏、销售等过程中均应避免光线照射。5、氧气：当包装袋内的氧气浓度1%时，微生物的生长和繁殖速度就急剧下降, 氧气浓度0.5%时，大多数微生物将受到抑制而停止繁殖。(三)防护要求1低温包装2防潮包装3避光通风保存4防震包装5阻氧包装二、包装材料的选择及性能分析1、内包装：为降低包装成本，对于短期流通消费的奶制品选择具有良好气密性 的塑料袋包装产品，考虑“PE+白母料/粘合剂/PVDC/EVA+黑母料”复合材料包 装。PVDC具有优良的抗湿阻氧性能，EVA具有耐低温、耐热封性良好的特点, 黑母料具有遮光性，可避免光线照射。2、外包装：将袋装包装的酸奶整理计数装入瓦楞纸箱中，方便运输，贮藏等， 同时，瓦楞纸箱可增加其缓冲性能，减少产品在运输过程中受到的冲击和振动。三、包装设计计算四、拟定包装工艺路线杀菌后的酸牛奶!卷材f打印f杀菌f纵封f灌装f横封f切断f检验f计数!检验打印封箱检验装箱五、包装机械设备选型及生产线设计1、设备初选、酸牛奶灌装机技术规格：采用 0.08mm 聚乙烯薄膜，其成型、制袋、定量灌装、油墨印字、封口切断等过 程全部自动进行，薄膜在包装前进行紫外线消毒，符合食品卫生的要求。 技术参数：生产效率： 2400 袋/小时包装质量范围：200-500g/袋灌装精度： 1.5%/袋薄膜尺寸规格：厚度：0.08mm,宽度：320mm (240mm)电源：220V/380V 50Hz整机功率： 1.2Kw整机重量： 350kg外形尺寸：1057x750x1850mm装箱机全自动袋装产品包装机设备特性：应用范围广、占地面积小，性能可靠，操作简便，能广泛应用于化工、医药、制 盐、食品等行业的软塑包装物料及各种袋装产品的全自动装箱。 装箱速度快， 堆码整齐，本装箱系统的装箱能力在实际使用过程中超过 130 包/分，在国内处 于领先地位。采用了履带式排气、夹包整形、振荡理箱等多个专利技术，使得包 装物料在高速装箱，并且纸箱尺寸偏小的情况下都堆码得整齐划一。技术参数：机器型号： ZX-03电源 / 功率： 380V 50/60HZ 5KW适用纸箱： L200-500*W200-500*H150-450mm装箱速度： 70-130 包/分钟装箱方式：单列/双列使用气源： 6-7kg机器尺寸： 2500*2000*1750mm封箱机全自动自适应折盖封箱机设备特性： 全自动调整纸箱宽度及高度，不需人工调整，可使用不同规格的纸箱。 纸箱上 盖自?折入，平稳顺畅，封箱作业一气呵成，美观省力，可配合自动化包?系统使 用。 新型专利贴带器，不用鼓风机吹挺胶带，利用专利之压片装置，使胶带挺 立不弯下而造成不能粘贴。上下升降使用进口刹车缸，定位准确。可调整的纸箱 尺寸可避免纸箱卡在上贴带器。 两侧皮带传动，主传动机构使用特殊培林座，高精密、低噪音，增加皮带使用寿命。技术参数：机器型号FX-03电源/功率220V/380V50/60HZ1.5KW适用纸箱L250-500*W200-400*H160-450mm封箱速度4-6箱/分钟胶带宽度48mm, 60mm机器重量300kg机器尺寸2200 X 1100 X 1800mm喷码机高速喷码机设备特性：XL430 高速喷码机适用于现代化高生产率的流水线。环保，闭路循环系统减 少与外界空气接触，有效地防止了墨水污染。更加人性化，优化简洁的全中文界 面配合 256 色液晶显示，操作起来更自如稳定的喷印质量由最先进的相位跟踪检 测调整技术来保证。全自动开关机液压清洗，全新三重防堵塞设计，抗干扰集成 电路设计。内置中文字库，强大的随机图文编辑功能软件设计，适用于需要喷印 多种文字图文信息的需求。最优化的墨路系统，使耗材的使用量降到了最低。性能及参数：字体点阵构成：7X5 8 X 8 8 X10 12 X12 16 X 10 16 X 16 24X824 X24喷印行数： 1-3 行的喷印信息字符高度： 12-18mm最快喷印速度： 2200字符/秒（单行7 X 5点阵）配线速度： 6.6米/秒（7 X 5点阵单行最快）喷印材质：纸、塑料、 金属、 玻璃、木材、 橡胶等喷印功能：顺序号、批号、班号、产品计数、显示并喷印日期编排、实时时钟自动变更显示并喷印使用电源： 220 20 VAC功率： 100VA防护等级： IP65尺寸：580 X 422X264mm喷头：200X 39X 20mm控制面板：触摸式覆膜按钮材质：全套不锈钢导管长度：3m计数装置检验台六、酸牛奶包装工艺存在的问题与改进1、存在的问题问题酸奶生产技术的变革必须信赖细菌学理论，只有完全弄清楚酸奶中的细菌在 酸奶中所起到的作用，以及不能起到的作用，昨能够成功地改进生产工艺。这种 观点就是本研究的出发点。根据报道，无菌生产操作可使酸奶在室温下保存 8 天。很显然残存的蛋白质 水解活性和酸奶细菌的酸化与无菌处理无关。这些变性作用可以通过添加调味化 合物和糖的办法得到部分掩盖。因此无菌处理的效果 有局限性。尤其是对普通 酸奶。还可以通过在酸奶中添加化学防腐剂。这些防腐剂主要是抑制酸奶中的酵母和霉菌的生长。但是许多国家不允许彩化学防腐剂。必须明确的是良好的生产操作可以避免酵母和霉菌的污染。根本就没有必要在酸奶的生产中采用化学防腐。另外，培养之后将酸奶加热可使微生物活性和酶活性降低，酸奶通过巴氏杀 菌后，酸奶细菌、酵母和霉菌完全被杀死。因为此微生物在酸性培养基中比在中 性培养中对热敏感。所以可以采用比较低的温度对酸奶进行杀菌，以达到纯化酸 奶中的微生物活性和酶活性。目前世界上较为浒的是对酸奶进行巴氏杀菌。在这里需要特别指也的 是，巴氏杀菌会破坏酸奶的胶体结构，能够促使酸奶发生胶体脱水缩合作用。所 以用加热的方法来处长酸奶保质期的核心问题就是既要延长其保质期，又要在加 热处理进程中保持酸奶的胶体结构，避免发酵胶体缩合作用。这也正是现在要解 决的问题。2、在保证口感条件下延长保质期改进工艺为保证酸牛奶的胶体结构不受巴氏杀菌的影响，我采用化学上的稳定试剂的 方法原理来稳定胶体结构。具体包装过程如下：1、首先将活力试验合格的奶进行预热；2、添加砂糖，砂糖的添加量是奶量的 5-7%；3 、再添加稳定剂（无毒，可食用），其添加量是奶量的 0.01-0.5%;4、预热到55C进行均质；5、巴氏杀菌85C, 5分钟；迅速冷却到42C；6、添加发酵剂，按种量为 2%；7、于42C保温培养，PH达到4.8-5.0时停止培养，迅速冷却却包装；8、然后对包装好的产品进行特殊热处理，产品温度达到标准值，即制成风 味独特的保鲜酸奶。