何江宏

研究目的及方法

目的：通過攪拌型酸奶柔性工藝的研究，最大可能保持酸奶半成品發(fā)酵后的固有粘度，降低成品中增稠劑使用量或者不添加，生產出具有純正口感和高品質的攪拌型酸奶。低溫酸奶工廠在生產攪拌型酸奶過程中如何保證發(fā)酵后粘度損失最小意義有三：一是對影響酸奶發(fā)酵后粘度損失共性問題進行梳理，對低溫產品影響粘度的關鍵工藝點進行把控；二是降低增稠劑的使用量或者不添加，保持酸奶固有的純正的口感和質量；三是成品粘度相同情況下料液原料投入比例可以降低，對降低產品直接制造成本作用顯著。

方法：根據攪拌型酸奶生產工藝，對影響產品粘度的關鍵工藝流程進行梳理如下：發(fā)酵—攪拌破乳—酸奶輸送—冷卻—待裝—輸送—灌裝；根據梳理結果，對上述流程中產品粘度損失關鍵點進行排序，確定從發(fā)酵破乳到冷卻、輸送是產品粘度損失最大的關鍵工序。針對上述工序關鍵點進行酸奶柔性處理的研究。

具體步驟

發(fā)酵-攪拌破乳環(huán)節(jié)：發(fā)酵是酸奶工藝的關鍵工序，酸奶從發(fā)酵開始粘度達到最大值，經過一系列的工藝設備處理，隨著處理環(huán)節(jié)的增加，粘度會逐漸降低。成品灌裝后12小時內產品粘度通常還會有一個回粘的過程，在此，產品回粘不作為本文的重點章節(jié)進行討論。

發(fā)酵罐的配置對產品粘度的影響：

發(fā)酵罐容積：為了便于發(fā)酵溫度的監(jiān)控，發(fā)酵罐容積通常不大于20噸；

槳葉大小：在選用漿式攪拌的發(fā)酵罐將攪拌葉片進行加長設計，槳葉長度大于發(fā)酵罐半徑；

槳葉形狀：與②設計同步，槳葉加長后對發(fā)酵罐槳葉進行加寬設計、葉片曲面積加大，保證破乳效果；

同時將攪拌層數設計為三層：三層攪拌與二層攪拌相比，具有更均勻的攪拌效果；

攪拌破乳時的轉速控制：將工頻攪拌增加變頻器，調整破乳時的攪拌轉速，保證柔性破乳；

通過以上五方面的柔性設計，保證破乳效果及產品的粘度損失降到最低。通過數據測試，粘度提升率明顯。

酸奶輸送：酸奶的輸送是產品粘度損失最大的一個環(huán)節(jié)，這個環(huán)節(jié)與物料直接接觸的一是管道，二是泵。

①管道：根據車間布局，從設計上要將發(fā)酵、冷卻、待裝的盡量排布緊湊，縮短設備之間的直線距離；同時，管道的選擇上要使用大管徑管道，保證酸奶在管道中的流速在一個合理的范圍，在管道方向改變之處，選用3倍直徑的大彎頭，保證酸奶在設備處理過程中的柔性輸送。

②輸送泵：在酸奶輸送過程中，泵的選型至關重要，通常乳品工廠大多選用轉子泵進行酸奶的傳送，但是，轉子泵由于有一定的回流量，粘度損失率比螺桿泵高。所以，在酸奶輸送上選用螺桿泵替換轉子泵。通過實際數據測試，螺桿泵黏度損失率7%左右，轉子泵粘度損失率則在20%左右。

冷卻：發(fā)酵后酸奶必須進行快速冷卻，終止發(fā)酵酸度繼續(xù)上升。經過數據測試，為了保證酸奶在冷卻環(huán)節(jié)最小的粘度損失，選擇寬流道板換，對板換相關參數規(guī)定范圍包括：流道間隙、產品流速、產品入口-循環(huán)水出口溫差、產品出口-循環(huán)水入口溫差、循環(huán)水流速/產品流速比、產品側壓力與循環(huán)水側壓力差、酸奶與介質采用相對高效率的逆流交換方式、產品在板片內流經時間、板片剪切率等都做了詳細的要求，通過研究，使酸奶流經板片粘度損失率控制在10%左右。

實驗數據：測試酸奶采用一個批次同一罐料，取樣時間相距30分鐘，24小時回粘后通過成品粘度測試，前后兩種工藝對比，粘度提升40%以上，產品狀態(tài)對比區(qū)別顯著。通過粘度儀測試，實際測試值分別為11000cp與17000cp。

結果

根據實驗數據看出，采用改善后工藝方案可以大大降低了低溫產品粘度損失率。料液配比相同情況下成品粘度提升，提高了低溫產品質量；成品粘度相同情況下料液原料投入比例可以降低，對降低產品直接制造成本作用顯著。