年产500吨鹰嘴豆营养粉的工厂设计开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

一、课题的意义(1)关于鹰嘴豆粉的工厂设计,这一过程有助于发现鹰嘴豆与大豆等传统豆类的加工和品质特质特性差异;可以弥补现代食品加工业对这一产品的生产工艺和专用机械研究的不足,深化与之密切相关的生产流程的研究及相关的生产机械研究。(2)对鹰嘴豆粉现代工厂设计也有一定的启示,旨在探索鹰嘴豆粉的自动化、机械化生产;从生产加工的角度研究鹰嘴豆粉的工厂设计,运用食品工厂设计等相关专业知识分析问题,突破传统的从大豆粉加工的角度去研究鹰嘴豆粉加工的模式,使鹰嘴豆粉的工厂设计能从一个新的角度获得解决方法。二、国内外研究进展(1)关于鹰嘴豆营养特性的研究现状鹰嘴豆与其他豆类一样,具有良好的营养特性,不仅为亚洲和非洲数百万人的谷类日常饮食带来了多样性,而且还是膳食纤维、维生素和矿物质的良好来源,自古以来就被人类食用。鹰嘴豆以食用其籽粒为主,其籽粒富含蛋白质[1]、脂肪、淀粉、黄酮[2]、粗纤维、维生素及铁、锰、锌等微量元素[3]成分。鹰嘴豆籽粒中含有人体易于吸收的18种氨基酸、多种微量元素以及维生素等众多易于健康的物质。鹰嘴豆籽粒中氨基酸的含量异常丰富,特别是其所含蛋白质的功效比值和消化率均显著高于其他食用豆类[4]。鹰嘴豆与其他豆类相比,碳水化合物和蛋白质占籽粒总干重的80%左右,其中蛋白质含量在15%~30%,高于燕麦及核桃[5]。鹰嘴豆所含有的主要可溶性糖是蔗糖、麦芽糖、鹰嘴豆糖醇、水苏糖和毛蕊花糖等,尤其鹰嘴豆糖醇是鹰嘴豆特有的特征性三糖。向小丽[6]等针对19种鹰嘴豆品种进行低聚糖成分含量分析,得知鹰嘴豆糖醇占总α-低聚半乳糖的比例均是最高的,其次是水苏糖。结果表明,不同品种的鹰嘴豆中蔗糖的含量差异显著,含量在1.80%~5.22%;不同品种之间α-低聚半乳糖的含量也有较大差异。鹰嘴豆富含不饱和脂肪酸,如亚油酸和十八烯酸。还有β-谷固醇、菜油甾醇和豆甾醇。硬脂酸含量约1.57%,油酸含量约36.90%,亚油酸含量约2.35%,总不饱和脂肪酸含量高达85.60%[7]。与其他豆类相比,鹰嘴豆无胆固醇,是碳水化合物、蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质的一个很好的营养来源。亚油酸是鹰嘴豆中的主要脂肪酸,其次是油酸和棕榈酸。鹰嘴豆油中具有药用和营养上重要的生育酚、甾醇和生育三烯酚。其中,谷甾醇是鹰嘴豆中甾醇的主要成分,其次是菜油甾醇[8]。鹰嘴豆是一个重要维生素来源的豆类,主要包含维生素A(3 μg/100 g)、维生素B1(0.48 mg/100 g)核黄素(0.21 mg/100 g)、维生素E(0.82 mg/100 g)烟酸(1.54 mg/100 g)和叶酸(557 μ g/100 g)等[9]。

硒是鹰嘴豆籽粒中的一种重要营养微量元素,鹰嘴豆中铁(46.73 mg/kg)、锌(15.65 mg/kg)含量均高于大豆,锰(17.10 mg/kg)略低于大豆。鹰嘴豆籽粒中还具有其他微量元素,镁、镉、钡、铬、镍、钴和硼等[10]。

(2)关于鹰嘴豆加工特性的应用现状鹰嘴豆粉加上奶粉制成豆乳粉,容易吸收和消化,是婴幼儿和老年人的食用佳品。鹰嘴豆粉加油和各种调味品,可做成各种风味的点心,也可做成独具特色的色拉酱。维吾尔族传统食品鹰嘴豆富含植物蛋白、粗纤维、微量元素等营养成分,鹰嘴豆蛋白具有明显的抗氧化活性。鹰嘴豆的常见食用方式是作为抓饭配料或添加在其他原料中的营养粉。目前中国鹰嘴豆的深加工利用主要是糕点、粉丝、油炸豆、豆瓣酱等传统产品。总体上看,中国鹰嘴豆深加工产品严重缺乏,绝大部分鹰嘴豆是以原料与初级加工产品的形式出口与消费。鹰嘴豆深加工的数量所占比重小,多层次开发的产品更少。鹰嘴豆含有多种不利于营养素利用的化合物,传统上称之为“抗营养因子”,这些抗营养因子包括胰蛋白酶抑制剂、胰凝乳蛋白酶抑制剂、α-淀粉酶抑制剂、单宁、皂苷、植物血凝素(凝集素)、植酸及植酸盐、类黄酮、甲状腺素和草酸[11]等物质。适量的抗营养因子具有抗氧化、控制血糖及抗炎症等功效;但过量食用易引起胀气等身体不适症状,影响机体对营养物质的消化吸收,降低鹰嘴豆的营养价值。三、应用前景鹰嘴豆蛋白质的氨基酸组成均衡、生物利用率高,对其开发利用有助于解决我国蛋白质摄入不足的现状。鹰嘴豆营养价值高,含有丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质等,并且鹰嘴豆的食用方法多样,可用来焖饭、煮粥、炖菜以及加工成各种特色食品,已越来越受人们重视。自古以来人类就食用鹰嘴豆,随着食品工业的发展,鹰嘴豆食品的开发越来越多样化,如鹰嘴豆面包、鹰嘴豆面条、鹰嘴豆饼干、鹰嘴豆膨化食品等。

2. 研究的基本内容和问题

四、研究的目标目前国内外对鹰嘴豆粉的现代化、自动化生产的研究较少,拟以新疆木垒县为厂址,设计鹰嘴豆粉的现代化工厂设计,以期为鹰嘴豆资源的深度开发利用提供科学依据。

五、研究的内容(1)鹰嘴豆的专用单机设备;(2)鹰嘴豆粉工厂总平面布置图;(3)设备流程图;(5)鹰嘴豆粉生产车间平面图。

六、拟解决的关键问题鹰嘴豆营养粉是以鹰嘴豆作为主要原料,添加杏仁、巴旦木、核桃、奶粉等原料加工而成的新型营养食品,具有保健作用。

3. 研究的方法与方案

七、研究方法1.通过查阅各类资料、图表等,分析、研究新疆木垒县的人文和地理;了解目前的鹰嘴豆加工行业的生产工艺和实行标准。2.比较大豆和鹰嘴豆等的加工特性,初步确定鹰嘴豆粉的生产工艺流程。3.运用所学知识,通过AutoCAD等专业绘图软件进行总平面布置和生产车间设计。八、技术路线九、可行性分析1.鹰嘴豆营养价值高,含有丰富的蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质等,并且鹰嘴豆的食用方法多样,可用来焖饭、煮粥、炖菜以及加工成各种特色食品,已越来越受人们重视。自古以来人类就食用鹰嘴豆,随着食品工业的发展,鹰嘴豆食品的开发越来越多样化,如鹰嘴豆面包、鹰嘴豆面条、鹰嘴豆饼干、鹰嘴豆膨化食品等。即已经存在产业化的鹰嘴豆加工业,而设计意图在原有工艺的基础上进行优化,因此,可以借鉴原来的经验。2.鹰嘴豆品种多、产地广,资源还未被充分开发和利用,鹰嘴豆的相关研究还不够深入。但是研究鹰嘴豆和大豆的理化特性和加工特性,掌握这二者的基本营养组成与功能性成分,明确理化特性和加工特性之间的关系,可以对设计起到非常大的助力。甚至大豆深加工产品在国际上已经到达了足够精细的程度,毫无疑问会启发设计以更有效率的方式进行。

4. 研究创新点

十、特色或创新之处传统的工艺是将鹰嘴豆浸泡、加水磨浆后与其它原料混合进行喷雾干燥,是一个加水(浸泡磨浆)和去水过程(喷雾干燥),这一过程耗费大量人力、设备占用和动力能源成本,而且加热、干燥等工艺降低了产品的营养价值和保质期。

设计计划采用超微粉碎技术,将各种原料经粉碎后再配制成复合营养粉,避免了传统生产工艺中加水与去水等过程,延长保质期。

这是近20年来迅速发展起来的一项高新技术,它将原材料加工成微米甚至纳米级的微粉。

5. 研究计划与进展

十二、研究计划及预期进展预计工作量在12周左右,计划如下：第1周,收集木垒县的气候、地理、水文和劳动力分布等自然、经济、社会资料。

第2周,研究现有的鹰嘴豆和大豆加工工艺。

第3周,进行可行性研究和厂址选择。