同价豆乳和豆乳饮料配方及制造工艺.pdf

本发明涉及一种同价豆乳和豆乳饮料配方及制造工艺，属豆乳、豆乳饮料及制造工艺技术领域，为解决豆乳产品存在高蛋白，高脂肪、营养成分不全面、不均衡而导致多种疾病以及制造工艺和制造设备存在设备和能源的浪费、生产效率低的问题而研究设计，豆乳中所含蛋白质、脂肪、碳水化合物提供的能量及能量总合与人体日常所需求的各项能量的指数比例相同，谓之同价豆乳；同价豆乳和豆乳饮料由大豆、豆类及植物干果、坚果的提取物与脂肪：食用油、海洋动物脂肪组成，采用提高制浆浓度，充分利用制浆设备的生产能力，进入调制工序再进行管道化自动化连续调制后而制出产品，设备中利用热泵技术进行热回收再利用，本发明具有配方独特、工艺先进、生产效率高、环保节能的有益效果和优点。

1、  一种同价豆乳和豆乳饮料配方，由高蛋白类：大豆、高碳水化合物类副料：豆类：豌豆、赤豆、蚕豆、干果类：枣、黑枣、柿饼、坚果类：芡实米、白果、栗子、莲子、高脂肪类：白瓜子仁、西瓜子仁、胡桃仁、花生仁、葵花子仁、杏仁、榛子仁、松子仁、辅料：食用油、海洋动物脂肪、大豆淀粉、配料：食用糖、大豆淀粉组成，其特征在于：同价豆乳和豆乳饮料配方选料范围：
A、单方：以大豆为主料，加辅料进行营养素平衡
例：大豆10.4～11.44份  脂肪1～1.1份  食用糖4份大豆淀粉4～4.5份
B、二元多方：以大豆为主料，加一种副料和辅料进行营养素平衡后，获得十八个组合，组合之一：
大豆8.4～9.2份   栗子6.4～7.04   脂肪0.9～1.0份
食用糖4份        大豆淀粉0.5～1.5份
C、三元复合配方：以大豆为主料，与任何一种高碳水化合物、高脂肪的副料进行的三重组合，获得八十个组合，组合之一：
大豆7.8～8.58份       脂肪0.05～0.10份
栗子2.85～3.15份      食用糖4份
胡桃仁0.88～0.97份    大豆淀粉0.4～0.45份
D、多元复合配方：以大豆为主料，与两个高碳水化合物副料和高脂肪的副料的组合，获得168个组合，组合之一：
大豆7.8～8.58份       脂肪0
栗子2.85～3.15份      食用糖4份
枣2.85份              大豆淀粉0.3～0.45份
胡桃仁0.88～0.97份。

2、  一种同价豆乳和豆乳饮料的制造工艺，其特征在于：
A、主料：大豆→制浆→浆渣分离→137℃脱腥(1T/H)；
副料：风味副料→制浆→浆渣分离→除异味(1T/H)；
辅料：食用糖、食用油等稀释(0.9T/H)；
配料→维生素、微量元素赋香剂等稀释(0.1/H)；
四种原料经上述工艺预处理后，首先通过由四个调频计量泵、三套文丘里管、兼任脱气、平衡流量和调节流量功能的脱气缸组成的自动调制系统，投料后全部管道化生产，经均质、超高温杀菌设备系统处理后进行无菌灌装。成品包装入库，从投料到灌装成品，无须工序间等待，只需十几分钟，即可形成产品；
B、在脱腥工序和超高温杀菌设备工序—UHT系统中均安装有由热回收器—水箱取热器、热泵、热转换器组成的热回收系统，起到节能、节水、减少排污的作用。

同价豆乳和豆乳饮料配方及制造工艺
技术领域：本发明涉及一种同价豆乳和豆乳饮料配方及制造工艺，属豆乳、豆乳饮料及制造工艺技术领域。
背景技术：高蛋白，高脂肪豆乳，是仿动物乳的成分形成的，乳-是哺乳动物为了幼子在自行采食前，为了生存和成长，从母体分泌出的液体、只能供哺乳期内的需求，而一生的能量的供给60％～70％来自碳水化合物；大量饮用高蛋白、高脂肪乳，会造成胃肠萎缩、蠕动缓慢、而导致贫血、高血脂、脂肪肝、心脑血管疾病等多种疾病，如荷兰每年出口十万吨小白牛肉就是很好的例证；小白牛、是犊牛从生下来，就喂植物蛋白乳，450公斤大豆的提取物，经六～七月、把犊牛喂至200公斤，出栏，由于不食纤维素造成胃萎缩，单胃工作而贫血，其肉粉白，嫩似猪里脊，故称小白牛肉，国际市场价是牛肉的4～8倍价，中国五星级宾馆，最高价曾达550元/公斤；现在，高碳水化合物为主的国家——意大利，因以面条为主要食物来源，因偏食而诱发了由碳水化合物造成的一种肥胖症；大多数肥胖症都与高蛋白、高脂肪有关，一边大量摄入高蛋白高脂肪，回过头再花钱看医生，强制减肥，两头受罪；
自1910年，旅法华人李玉英发明豆乳以来，经过近百年发展，形成了几种不同的制造工艺，见图1、图2、图3、图4、图5；
各种工艺和制造设备都存在如下缺点：
一、调制工序的瓶颈效应：影响了设备利用率，降低了实际生产能力，是一种浪费；调制方法：一小时磨出的浆料，集中到一个调制缸里，再分别加入食用糖等添加物，供下工序一个小时加工用量，两个缸交替性间歇工作；因产品品种不同，浆料的浓度不同：在2.5～8度之间；制浆工序只能服从这个指标作业，造成设备、能源的浪费(大豆提取物的浓度在15度以内，都可正常流动和加工)；生产设备每个班需清洗一次约90～120分钟，由于调制工序的等待，所以制浆工序要提前一小时停止作业，这样，一天两个十二小时的班次，实际工作也就十五个小时，一条2T/H的生产线，一天的产量仅三十吨。
二、脱腥工序存在资源浪费：脱腥的工作原理是——浆料和蒸气，经文丘里管充分混合，保持数秒，进入闪蒸缸，靠水力喷射机产生的负压，把蒸气冷凝脱出，带出挥发性腥臭物质。该工序《每吨产品计：需冷却用清水四吨，蒸气半吨、产生废水四吨半(因含营养物质，需经生化处理后方可排放)，散失热能72.09KW(137-75*1000/860)》。
三、超高温杀菌依设备选型而不同，本超高温杀菌工序中有热能87.21～116.28KW被散失到大气之中(按IT/H计算)，同时还要消耗相应的电能。
现在的豆乳，主要突出问题是高蛋白，高脂肪，营养成分不全面，不均衡。
例：纯豆乳(QB/T-2132-95)标准
              百克含量    提供热量    占％
蛋白质        3.2         12.8千K     36.96
脂肪          1.6         14.4千K     41.56
碳水化合物    1.86        7.04千K     21.48
其它          1.34        无热量
合计          8           34.64千K
合理的供给能量的比例是蛋白质10％～15％，碳水化物60％～70％，脂肪：1～17岁为25％～30％，18岁以上为20％～25％。
按份数比例为：蛋白质∶碳水化合物∶脂肪
1～17岁            1∶4.51∶0.9
18岁以上    1∶4.81∶0.75
因为高浓度、高蛋白乳，对人体并非全是益处，上述固形物8％浓度的豆乳，是生产豆腐的浓度，蛋白质有遇酸凝固的特性，喝的是液体，到了胃里就产生了变化，如遇胃肠不适，空腹、饮用过猛、过量，就会产生胃涨、头晕、呕吐等现象发生、误以为豆奶中毒，这就是多次豆奶中毒事件查不出毒源的迷底。
总之，人们大量饮用高蛋白、高脂肪乳，会造成胃肠萎缩、蠕动缓慢、而导致贫血、高血脂、脂肪肝、心脑血管疾病等多种疾病；而当前的制造工艺和制造设备存在设备和能源的浪费、生产效率低；豆乳产品存在的突出问题是高蛋白，高脂肪，营养成分不全面，不均衡。
发明内容：为解决豆乳产品存在高蛋白，高脂肪、营养成分不全面、不均衡而导致贫血、高血脂、脂肪肝、心脑血管等多种疾病以及制造工艺和制造设备存在设备和能源的浪费、生产效率低的问题而研制出一种同价豆乳和豆乳饮料配方及制造工艺；
一、本发明是一种以大豆、豆类及植物干果、坚果的提取物与脂肪(食用油、海洋动物脂肪)等为原料，制成同价豆乳和豆乳饮料；豆乳中所含蛋白质、脂肪、碳水化合物提供的能量及能量总合与人体日常所需求的各项能量的指数比例相同，谓之同价豆乳。
二、本发明采用：(1)提高制浆浓度，充分利用制浆设备的生产能力，进入调制工序再进行管道化自动化连续调制，这样，两吨的设备和能耗可生产出三吨产品；(2)利用热泵技术进行热回收再利用，可减少购入制浆至脱腥工序间设备的三分之一和相关的生产性支出；取消冷却用水，消除废水排放和热量散失。
本发明同价豆乳和豆乳饮料配方选料如下：一～十七岁、60千卡/100克为例。
一、高蛋白类：大豆
二、高碳水化合物类：副料
1、豆类：豌豆、赤豆、蚕豆
2、干果类：枣、黑枣、柿饼
3、坚果类：芡实米、白果、栗子、莲子
三、高脂肪类：白瓜子仁、西瓜子仁、胡桃仁、花生仁、葵花子仁、杏仁、榛子仁、松子仁
四、辅料：食用油、海洋动物脂肪、大豆淀粉
五、配料：食用糖、大豆淀粉
同价豆乳和豆乳饮料配方选料范围：
五、单方：以大豆为主料，加辅料进行营养素平衡
例：大豆10.4～11.44份  脂肪1～1.1份  食用糖4份
    大豆淀粉4～4.5份
六、二元多方：以大豆为主料，加一种副料和辅料进行营养素平衡后，获得十八个组合例
例：大8.4～9.2份  栗子6.4～7.04      脂肪0.9～1.0份
    食用糖4份     大豆淀粉0.5～1.5份
七、三元复合配方：以大豆为主料，与任何一种高碳水化合物、高脂肪的副料进行的三重组合，获得八十个组合
例：大豆7.8～8.58份       脂肪0.05～0.10份
    栗子2.85～3.1 5份     食用糖4份
    胡桃仁0.88～0.97份    大豆淀粉0.4～0.45份
八、多元复合配方：以大豆为主料，与两个高碳水化合物副料和高脂肪的副料的组合，获得168个组合
例：大豆7.8～8.58份         脂肪0
    栗子2.85～3.15份        食用糖4份
    枣 2.85份               大豆淀粉0.3～0.45份
    胡桃仁0.88～0.97份
以上辅料除渣后，加水100份，成为60千卡/100克、一～十七岁年龄段同价豆乳配比量。
配料基准见表3，如遇与本表有差异的原料，按实际含量进行调整；食用糖添加量3～6份之间均可，4份为最佳，增减食用糖，产生的能量盈亏，由大豆淀粉进行补差，食用糖与大豆淀粉的互换比例为1∶1.18。
同价豆乳和豆乳饮料的配方选料制成的产品营养成份含量应满足表1、表2的要求。
生产同价豆乳和豆乳饮料的工艺流程如下：
①主料：大豆→制浆→浆渣分离→137℃脱腥(1T/H)；
②副料：风味副料→制浆→浆渣分离→除异味(1T/H)
③辅料：食用糖、食用油等稀释(0.9T/H)；
④配料→维生素、微量元素赋香剂等稀释(0.1/H)
四种原料经上述工艺预处理后，首先通过由四个调频计量泵、三套文丘里管、兼任脱气、平衡流量和调节流量功能的脱气缸组成的自动调制系统，投料后全部管道化生产，经均质、超高温杀菌设备系统处理后进行无菌灌装.成品包装入库，从投料到灌装成品，无须工序间等待，只需十几分钟，即可形成产品；其次，在脱腥工序和超高温杀菌设备工序-UHT系统中均安装有由热回收器-水箱取热器、热泵、热转换器组成的热回收系统，起到节能、节水、减少排污的作用。
本发明的有益效果、优点和特点：
一、配方特点：
(1)、营养成分全面、蛋白质、脂肪、碳水化合物均衡，符合日常膳食中营养素供给量的指数，其含量以年龄段设计，产品也是按年龄段的一次性适用量、定量包装的，避免暴饮暴食。
(2)、产品主要营养成分百分比含量，主要体现为它对人体所提供的能量和总能量；满足正常需求、不溢、不欠。
(3)、产品香气，是靠主料、副料除去异味后剩余留香，复合气味，适量添加与之相向的赋香剂，形成一种没有膻味的饮品。
(4)、产品原料来自大自然，不含胆固醇，不含动物抗体，不含抗生素，不含防腐剂，是一种绿色营养饮品。
二、本发明生产工艺先进：
(1)、由四个调频计量泵、三套文丘里管、兼任脱气、平衡流量和调节流量功能的脱气缸组成的自动调制系统，投料后全部管道化生产，安全可靠；生产周期短，生产速度快，投料十几分钟即可出产品；并增加生产能力、降低了生产成本、提高设备利用率；
(2)、在脱腥工序和超高温杀菌工序安装有由热回收器、热泵、热转换器组成的热回收系统，起到节能、节水、减少排污的作用；
三、本发明综合效益：
(1)、应用自动化管道调制技术，使2T/生产线在改进前、全天设备利用时间不足十五小时，产量为三十吨，改进后全天可生产二十小时，产量可达六十吨，翻一番，降低了能耗，提高了产量保证了质量；
(2)、利用新技术，进行能源再利用，节水，清除污染，提高产量；
在脱腥除臭工位的水利喷射机的循环水箱加一热能转换器，利用热泵技术把废热提出降低循环水的水温，(一)可取消清水的补给，(二)可把热能加热锅炉补水节约煤炭(三)收回黄浆水，(四)全部取消污水的产生；比其他工艺可节水480吨，回收黄浆水24吨，减少污水排放504吨，回收热能源(493.02*20)＝9269.6～9.860.4KW，同时减少了制浆工序用热量对锅炉的需求4.535KW；
四、脱腥工序-取消清水冷却水，是利用脱腥工艺引出的蒸汽冷凝水，做水利喷射机地工作水源的，由于水中含有丰富的营养成份，属不允许直接排放的污水，但它可供养殖业喂养猪、牛、羊等动物，还可供种植业进行施肥、灌溉和食用菌开发等用途；既创造了可观的经济效益，又可节水和环保。
回收的热能：(1)、给锅炉供水进行预热，节约煤炭，(2)、供生产、生活、食堂、淋浴等需求热水之处。
附图、附表说明：
图1：普通豆乳生产工艺流程图。
图2：丹麦奶制品承包公司豆乳生产工艺流程图。
图3：瑞典阿伐-拉伐有限公司豆乳生产工艺流程图。
图4：日本精研舍株式会社豆乳生产工艺流程图。
图5：美国伊利诺斯州豆乳生产工艺流程图。
图6：本发明制造工艺流程图。
表1：一～十七岁营养成分含量表(百克)。
表2：十八岁以上营养成分含量表(百克)。
表3：配料基准表。
具体实施方式：
本发明同价豆乳和豆乳饮料配方选料如下：一～十七岁、60千卡/100克为例。
一、高蛋白类：大豆
二、碳水化合物类：副料
1、豆类：豌豆、赤豆、蚕豆
2、干果类：枣、黑枣、柿饼
3、坚果类：芡实米、白果、栗子、莲子
三、高脂肪类：白瓜子仁、西瓜子仁、胡桃仁、花生仁、葵花子仁、杏仁、榛子仁、松子仁
四、辅料：食用油、海洋动物脂肪、大豆淀粉
五、配料：食用糖、大豆淀粉
同价豆乳和豆乳饮料配方选料范围：
五、单方：以大豆为主料，加辅料进行营养素平衡
例：大豆10.4份脂肪1份食用糖4份大豆淀粉4份
六、二元多方：以大豆为主料，加一种副料和辅料进行营养素平衡后，获得十八个组合例
例：大豆8.4份    栗子6.4份      脂肪0.9份
    食用糖4份    大豆淀粉0.5份
七、三元复合配方：以大豆为主料，与任何一种高碳水化合物、高脂肪的副料进行的三重组合，获得八十个组合
例：大豆7.8份       脂肪0.05份
    栗子2.85份      食用糖4份
    胡桃仁0.88份    大豆淀粉0.4份
八、多元复合配方：以大豆为主料，与两个高碳水化合物副料和高脂肪的副料的组合，获得168个组合
例：大豆7.8份     脂肪0
    栗子2.85份    食用糖4份
    枣2.85份      大豆淀粉0.3份
    胡桃仁0.88份
以上辅料除渣后，加水100份，成为60千卡/100克、一～十七岁年龄段同价豆乳配比量。
配料基准见表3，如遇与本表有差异的原料，按实际含量进行调整；食用糖添加量3～6份之间均可，4份为最佳，增减食用糖，产生的能量盈亏，由大豆淀粉进行补差，食用糖与大豆淀粉的互换比例为1∶1.18。
同价豆乳和豆乳饮料的配方选料制成的产品营养成份含量应满足表1、表2的要求。
如图6所示：生产同价豆乳和豆乳饮料的工艺流程如下：
①主料：大豆→制浆→浆渣分离→137℃脱腥(1T/H)；
②副料：风味副料→制浆→浆渣分离→除异味(1T/H)
③辅料：食用糖、食用油等稀释(0.9T/H)；
④配料→维生素、微量元素赋香剂等稀释(0.1/H)
四种原料经上述工艺预处理后，首先通过由四个调频计量泵、三套文丘里管、兼任脱气、平衡流量和调节流量功能的脱气缸组成的自动调制系统，投料后全部管道化生产，经均质、超高温杀菌设备系统处理后进行无菌灌装。成品包装入库，从投料到灌装成品，无须工序间等待，只需十几分钟，即可形成产品；其次，在脱腥工序和超高温杀菌设备工序-UHT系统中均安装有由热回收器-水箱取热器、热泵、热转换器组成的热回收系统，起到节能、节水、减少排污的作用。
以2T/H制浆设备制造3T/H产品为例，再说明一下本发明的创造性、实用性和有益效果。
(一)选择两套1T/H制浆生产设备，脱腥以后的设备能力3T/H，组成3T/H的生产线。
(二)在脱腥工序——水力喷射机的水箱内加取热装置，通过热泵转换技术回收热能144.18KW/H进入再利用系统和浆水回收0.8T/H。
(三)在超高温杀菌设备——UHT系统，进行分段换热，(1)物料从100℃-35℃降温区采用定量冷水质换，获取的65℃以上热水，直接供制浆用水，不足部分再由蒸汽补充，3T/H物料可质换热能226.75KW(65℃*3000/860)。因各地水温不同可能有变化，(2)35℃——灌装之间的热能111.62KW，由热泵进行转换，进入再利用系统(合计338.37KW)。
3T/H产品经超高温杀菌后经物料交换，温度为100℃降至灌装温度2-4℃，其温度差97℃热量为——338.37KW，其中226.75KW用生产用水交换为65℃-3.8T热水，供磨浆和辅料稀释用热水，这样该工位也就节省了226.75KW的热量；其余111.62KW的热量经热泵提取后统一转换。
调制实现了自动化控制或信号报警人工调控，人工控制功能是自动控制出现故障的保全措施，是由操作人员设定计量标准由调频计量泵和控制平台进行控制工作的；
信号源是安装在均质机前的脱气缸的液位控制装置上可以自动进行流量调整工作。
                                一～十七岁营养成分含量表(百克)                                      表1