真空混料機對乳飲料配料工藝優(yōu)化研究

姜建林 文 棋 陳紅生 施建強（杭州娃哈哈集團設(shè)備工程部，浙江 杭州 310018）

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真空混料機對乳飲料配料工藝優(yōu)化研究

姜建林 文 棋 陳紅生 施建強
（杭州娃哈哈集團設(shè)備工程部，浙江 杭州 310018）

摘 要：本文研究了真空混料機對乳飲料配料工藝的優(yōu)化。在乳飲料配料中引入真空混料機，采用離心沉淀率、粒徑分析、能耗數(shù)據(jù)分析等方法，分析表明真空混料機除提高產(chǎn)品質(zhì)量外，還可簡化配料工藝、減少操作人員、縮短配料時間、減少設(shè)備投入、降低能耗、減少污水排放等。

關(guān)鍵詞：真空混料機；乳飲料；配料；工藝優(yōu)化

0. 引言

乳飲料將果汁、谷物等與牛奶有機相結(jié)合，借助牛奶中的蛋白營養(yǎng)成分及果汁、谷物等的芳香、色澤及其他礦物質(zhì)營養(yǎng)，滿足了消費者對營養(yǎng)互補、風(fēng)味及口感相互協(xié)調(diào)等的需求，受到消費者廣泛歡迎。乳飲料是以乳或發(fā)酵乳為原料，加入水、白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁、谷物、茶、咖啡、植物提取液等的一種或幾種為調(diào)制而成的飲料。傳統(tǒng)乳飲料配料時都需要把奶粉、白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁等單獨在一定條件下溶解，然后通過泵等輸送到調(diào)配罐中調(diào)配。存在以下缺點：

（1）配料工藝復(fù)雜、配料人員多、配料時間長、

（2）白砂糖、甜味劑、果汁等原料需較多的溶解罐。

（3）原料溶解后需通過管道輸送到配料罐，增加管道輸送產(chǎn)生的能耗以及污水排放。

本文通過試驗，對真空混料機配料工藝與傳統(tǒng)配料罐配料工藝進行對比分析。

1. 試驗方案

1.1 真空混料機的工作原理

混料機內(nèi)添加一定溫度的熱水，并開啟真空。然后通過真空的方式將奶白砂糖、甜味劑、酸味劑、果汁等自動依次定量地加入到混料容器內(nèi)。原料依次在真空混料機內(nèi)通過高速剪切與水進行混合，最終混合成均勻的液體。混料機在飲料上的應(yīng)用主要在碳酸飲料的混合、固體飲料的干混、液態(tài)飲料的混合等領(lǐng)域。

1.2 試驗方案

試驗方案工藝簡圖如圖1所示。

1.3 試驗設(shè)備

（1）真空混料機：6000L，1臺，攪拌功率75kW。

（2）奶粉溶解系統(tǒng)：1套，含化奶罐，均質(zhì)機等。

（3）離心率檢測儀：安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司、KDC-12低速離心機。

（4）粒徑分析儀：英國馬爾文、mastersizer2000粒徑分析儀。

1.4 試驗內(nèi)容

1.4.1 工藝生產(chǎn)流程

對娃哈哈某乳飲料采用真空混料機進行調(diào)配試驗，試驗的工藝生產(chǎn)流程如下：

（1）配料前準(zhǔn)備：

在真空混料機大粉倉中加入CMC、白砂糖等；

在真空混料機小粉倉中加入小料等；

化奶罐中提前加入水，控制好水溫，并投入奶粉溶解后待用。

（2）在真空混料機內(nèi)加入一定水，控制好水溫，打開真空度和攪拌。

（3）真空吸入CMC、白砂糖等攪拌一定時間。

（4）添加提前化好的奶液，奶液經(jīng)均質(zhì)冷卻后進入真空混料機，控制好溫度，攪拌一定時間。

（5）最后真空吸入香精，最后定容到6000L，攪拌一定時間后再去殺菌、灌裝。

圖1

圖2　真空混料機配料工藝半成品配料罐配料工藝半成品

圖3

1.4.2 取樣分析

在試驗過程中對混料機混料后的半成品以及灌裝好的成品進行取樣并做離心沉淀率、粒徑尺寸、能耗數(shù)據(jù)分析，并與傳統(tǒng)配料方式進行對比。

2. 試驗結(jié)果與分析

2.1 提高了產(chǎn)品質(zhì)量

2.1.1 減少泡沫

真空混料機配料工藝由于在真空下配料，真空狀態(tài)下配料泡沫容易破，因此真空混料機配料工藝的泡沫較少。如圖2所示。

2.1.2 離心沉淀率

真空混料機配料工藝的定容后及成品離心沉淀率（0.5%）都要小于配料罐配料工藝（1%），見表1。

表1

2.1.3 粒徑尺寸

真空混料機配料工藝的成品的粒徑尺寸（中徑0.823μm）要小于配料罐配料工藝（中徑1.945μm），如圖3所示。

2.2 節(jié)能降耗

2.2.1 簡化配料工藝

2.2.2 減少操作人員

可減少白砂糖、甜味劑、酸味劑、果汁等溶解系統(tǒng)的操作人員，預(yù)計每個配料間減少2～3人。

2.2.3 縮短調(diào)配時間縮短

2.2.4 減少設(shè)備投入

可減少白砂糖、小料（甜味劑、酸味劑）、香精、CMC、果汁等溶解系統(tǒng)。

2.2.5 縮短配料時間

傳統(tǒng)配料工藝調(diào)配時間為：2.5～3小時，現(xiàn)有工藝調(diào)配時間在1.5～2小時。調(diào)配時間大大縮短。

2.2.6 降低原料消耗和污水排放。

結(jié)論

經(jīng)過2個多月的間斷性試驗，采用真空混料系統(tǒng)對配料工藝進行了改進，除提高產(chǎn)品質(zhì)量外，還可簡化配料工藝、減少操作人員、縮短配料時間、減少設(shè)備投入、降低能耗、減少污水排放等，在取得巨大經(jīng)濟收益的同時，也取得了較大的社會效益。

參考文獻

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中圖分類號：S663

文獻標(biāo)識碼：A

Abstract：The optimization of batch process with vacuum mixingmachine of the milk beverage was studied. Introducing the vacuum mixing machine to the batching process， centrifugal sedimentation rate， particle size analysis， energy consumption data analysis and other methods were used， the result shows that the vacuum mixing machine can onto only improve the quality of the product，but also simplify the process， reduce the operator， shorten the batching time， reduce the equipment investment， reduce energy consumption， reduce waste water discharge.

Keywords：Vacuum mixing machine； milk beverage； batching； Process optimization