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1、乳粉加工技术1、了解乳粉的概念、分类和质量标准。2、掌握全脂乳粉的加工工艺。3、重点掌握真空浓缩和喷雾枯燥的原理、方法和相关设备。第一节 乳粉概述一、乳粉的定义 乳粉是以新鲜乳为原料，或以新鲜乳为主要原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，经杀菌、浓缩、枯燥等加工工艺除去乳中几乎所有的水分，枯燥而制成的粉末。二、乳粉的特点 1.耐储藏 2.方便运输 3.使用方便 4.作为其他产品的辅料第一节 乳粉概述三、乳粉的种类 根据所用的原料、原料处理及加工方法不同分 全脂乳粉 脱脂乳粉 加糖乳粉 调制乳粉 速溶乳粉 乳清粉 酪乳粉 乳油粉 冰激淋粉 麦精乳粉第一节 乳粉概述四、
2、乳粉的生产方法一冷冻法二加热法第一节 乳粉概述一冷冻法1.离心冷冻法：即采用离心法，先将牛乳在冰点以下浇盘凉结，并经常揽拌；使其形成薄片或碎片，冻成像雪花一样，而后放入高速离心机中将乳固体呈胶状分出，在真空下加微热，使之枯燥成粉。2.升华法：低温冷冻升华法是将牛乳在高度真空下绝对压力67Pa，使乳中的水分冻结成极细冰结晶，而后在此压力下加微热，使乳中的冰屑升华，乳中固体物质便成为枯燥粉末。二加热法1.平锅法 将鲜乳放于开口的平底锅中，加热浓缩成浆糊状，而后平铺于枯燥架上，吹热风使其枯燥，最后粉碎过筛制成乳粉。2.滚筒枯燥法又称薄膜枯燥法，用经过浓缩或未浓缩的鲜乳，均匀地淌在用蒸汽加热的滚筒上成
3、为薄膜状，滚筒转到一定位置，薄膜被枯燥，而后转到刮刀处时被自动削落，再经过粉碎过筛即得乳粉。3.喷雾枯燥法借助于离心力或压力的作用，使预先浓缩的鲜乳在特制的枯燥室内喷成雾滴，而后用热空气枯燥成粉末。第二节 乳粉理化性质一、乳粉的物理组织结构 乳粉的物理组织结构指乳粉的化学成分的分布和结合的方式滚筒枯燥乳粉 致密，形状不规则，无包裹空气。喷雾枯燥乳粉颗粒呈球形，外表光滑、有包裹空气。一乳粉中的脂肪脂肪的状态对乳粉的保藏性影响很大。滚筒枯燥 直径范围较大 游离脂肪多 不耐储藏喷雾枯燥 直径较小 游离脂肪少 耐储藏减少游离脂肪的措施：1.二级均质2.出粉防止高速气流3.出粉后储藏温度。4.水分过多，
4、8.5%9%二蛋白质 蛋白质的状态，特别是酪蛋白的状态，决定于乳粉复原性的好坏。由于蛋白质变性而产生的不溶解性，主要是因为牛乳加热而引起的。为了获得溶解度高的乳粉，必须控制加热条件。三乳糖乳糖具有很强的吸湿性，吸潮后变成结晶乳糖，使乳粉颗粒外表产生很多微小的裂纹，这时，脂肪会渗出，引起氧化变质。喷雾枯燥乳粉3%5%，乳糖不易结晶。假设水分含量到达7.6%以上，易结晶。四维生素喷雾枯燥对乳粉的维生素含量影响很小，影响最明显的有维生素B12损失2030%，维生素C约20%和维生素B1约10%。二、乳粉的粒径分布 乳粉粒径影响着产品感官、复原性和流动性。影响粒径大小的因素有浓缩乳的黏度和乳化方式。采
5、用较高的压力和较低的乳黏度，可以减少粒径尺寸。当乳粉粒径在150200m时，复原过程中分散速度最快。压力式喷雾枯燥的乳粉较离心式的颗粒小。三、乳粉的密度1表观密度或称松密度 指单位体积内乳粉的质量g/m1，包括乳粉颗粒空隙中的空气在内。2颗粒密度 表示乳粉颗粒的密度仅包括颗粒本身内部的空气在内。3真密度 表示乳粉除空气外本身真正的密度。四、气体 影响乳粉中气体量的因素进料时混入的气体浓缩液喷入枯燥器所选用的喷雾枯燥的类型。雾化前或雾化过程中的搅拌，混入产品中的空气量一局部取决于喷雾搅打的强烈程度。物料的特性五、流动性 即乳粉的自由流动性质。颗粒大且均匀外表光滑的乳粉，其流动性良好 颗粒大小、均
6、匀度、密度、游离脂肪含量、粒温、水分含量和外表的光洁度六、复原性 复原性描述了乳粉与水再结合的总现象，是表征乳粉的一个重要特性。包括乳粉的溶解性、分散性、可湿性、沉降性。一溶解性乳粉的溶解度是指乳粉与水按一定的比例混合，使其复原为均一的鲜乳状态的性能。影响因素：1.原料乳的质量热稳定性差，酸度高2.牛乳消毒时温度过高，保温时间过长。3.直接蒸汽加热，局部蛋白质变性。4.牛乳浓缩时温度高且在浓缩设备内停留时间过长。5.浓缩乳浓度高或粘度大，雾化时形成液滴大，采用较高的枯燥温度枯燥。6.枯燥方法：滚筒枯燥溶解度差，喷雾枯燥溶解度可达99%。7.包装形式、储存条件及时间二分散性 分散性是指吸湿的聚集
7、乳粉颗粒均匀分散于水中的能力。通过富聚的大颗粒乳粉分散性提高，如果乳粉中细粉比例升高，分散性下降。影响分散性的因素：酪蛋白的变性程度三可湿性可湿性是指乳粉外表吸收水分而变湿的的能力。影响可湿性的因素：颗粒的外表积、颗粒大小、密度、脂肪含量、外表活性物质四沉降性沉降性是指乳粉颗粒外表克服水的外表张力以及通过外表而沉入水中的能力。影响因素：颗粒下沉倾向力、颗粒密度。七、吸湿性吸湿性是指乳粉吸收和保持水分的倾向。乳粉的吸湿性具有一定的现实意义，影响着枯燥工艺的选择以及所选用的包装材料和适宜的储存条件。乳粉中蛋白质和乳糖对产品的吸湿性起主要作用。八、热稳定性影响热稳定性的因素：热处理程度、乳成分、PH
8、第三节 全脂乳粉生产技术一、全脂乳粉的质量指标1、感官指标2、理化指标3、卫生指标第二节 全脂乳粉的加工二、全脂乳粉的加工工艺 化糖 糖浆 原料乳的验收 预处理 标准化 预热均质 杀菌 真空浓缩 喷雾枯燥 出粉 冷却 过筛 包装 检验 装箱 检验 成品1.原料乳的验收我国规定生鲜牛乳收购的质量标准包括感官指标、理化指标及微生物指标。见课本99页2.原料乳的预处理1.脱气装置 2.过滤器 3.牛乳流量计 4.中间贮存罐5.预杀菌和冷却或仅为冷却 6.奶仓1脱气 脱气的设备：脱气器 脱气罐真空脱气罐 牛乳和空气在空气别离器里的流动1.冷凝器 2.牛乳进口 3.牛乳出口2净乳 常用设备:双联过滤器
9、离心净乳机双联过滤器离心净乳机3冷却 设备：板式换热器在生产线上板式热交换器中液体流动和热传递的原理4贮存 设备:储乳罐卧式贮奶缸立式 蒙牛的室外贮奶缸贮乳缸应有:1.奶仓的搅拌2.罐内温度指示3液位指示 低液位保护 溢流保护 空罐指示带有搅拌的贮奶缸贮奶缸中的搅拌器4.原料乳的标准化 1乳脂肪的标准化 目的：调整脂肪和非脂乳固体之间的比例关系，使之符合产品要求。方法：直接标准化 设备：离心别离机2蔗糖的标准化 加糖量的计算，根据比值不变的原则蔗糖和干物质含量的比值按下式计算:Q=E*FQ:蔗糖参加量%E：原料乳中干物质含量，%F：甜乳粉中蔗糖与干物质之比 例:今有原料乳2680 kg，其干物
10、质含量为11.5%，用其制成甜乳粉，要求成品中蔗糖含量为19.8%，水分为2.5%。要求原料乳中应参加蔗糖多少？Q=E*FQ:蔗糖参加量%E：原料乳中干物质含量，%F：甜乳粉中蔗糖与干物质之比加糖的方法A净乳前加糖B将杀菌过滤的糖浆参加浓乳中C包装前加蔗糖细粉与干粉中D预处理前加一局部，包装前加一局部糖含量小于20%，用前两种方法糖含量大于20%，用后两种方法注意：无论那种加糖方法，均应做到不影响乳粉的微生物指标和杂质度指标5.均质 均质的目的：使混合原料形成一个均匀的分散体系设备:均质机条件：60 左右均质头中的均质过程 PSD.TPPC.Tetra Alex,MR No.16,JI05均质
11、后的产品压力5 80 bar 751 200 psi均质前的产品压力可达 400 bar 5 800 psi6.杀菌目的:杀死微生物 钝化酶 提高浓缩设备的生产能力方法：高温短时杀菌法 8085，30s或95，20s 超高温瞬间灭菌法 120140，24s设备：板式或管式杀菌器8.真空浓缩浓缩的目的作为枯燥的预处理，降低产品的加工热耗，节约能源。提高乳中干物质含量，喷雾后使乳粉颗粒粗大，具有良好的分散性和冲调性，同时能提高乳粉的回收率，可以大大节约能源。使乳粉密度提高，减少粉尘飞扬，便于包装。改善乳粉的品质和储藏性，使乳中空气和氧气含量减低，可除去异味，减少乳脂肪的氧化。真空浓缩的原理 真空状
12、态下，液体的沸点随环境压力降低而下降的原理。牛乳在4070之间沸腾，水分子汽化，汽化的水分子不断被移去使汽化过程持续进行，使牛乳中干物质含量不断提高。真空浓缩的设备根据二次蒸汽被利用的次数分类 单效浓缩装置 多单效浓缩装置 带有热泵的浓缩装置蒸发器实质上是一个换热器，如以 蒸发器实质上是一个换热器，如以下图，由加热室 下图，由加热室 1 1 和汽液别离器 和汽液别离器 4 4 两 两局部组成。加热室使用的加热介质 局部组成。加热室使用的加热介质应用最多的是水蒸汽。通过换热，应用最多的是水蒸汽。通过换热，使间壁另一侧的物料加热、沸腾、使间壁另一侧的物料加热、沸腾、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在
13、蒸发浓缩。料液蒸发出的水蒸汽在别离室 别离室4 4 中与溶液别离后从蒸发器上 中与溶液别离后从蒸发器上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在别离器上都设有除沫装置 一般在别离器上都设有除沫装置5 5。从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，从蒸发器抽出的蒸汽称为二次蒸汽，便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽 便于同加热蒸汽相区别。二次蒸汽进入冷凝器 进入冷凝器6 6 冷凝，冷凝水从下部排 冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体由真 出，二次蒸汽中的不凝性气体由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发 空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。器底部排出。1.加热器 2.加热列管
14、3.中间管 4.别离室 5.捕沫器 6.冷凝器 加热蒸汽 乳及乳制品生产过程中浓缩所需要的不断供给的热量都是来自锅炉房的饱和的水蒸汽。二次蒸汽 物料中水分蒸发所形成的蒸汽。为提高热能利用率，除采用多效蒸发外，还可通过一种通称为热泵的装置，提高二次蒸汽的压力和温度，重新用作蒸发的加热蒸汽，称为热泵蒸发，或称为蒸汽再压缩蒸发。三效蒸发器.一效加热器一效别离器冷凝器二效加热器二效别离器6真空浓缩的特点保全牛乳的营养成分脱臭提高生产力为多效浓缩设备及配置热泵创造条件，节省了能源。牛乳自行吸入浓缩设备中，无需进料泵。7真空浓缩的技术条件浓缩锅内的真空度应保持在8190kPa，乳温为5060；多效蒸发室末
15、效内的真空度应保持在83.885kPa.乳温为4045 加热蒸汽的压力应控制在01kg/cm2浓缩乳的浓度要求：全脂乳粉干物质含量为38%48%；加糖全脂乳粉干物质含量为40%50%。8影响浓缩的因素加热器的总加热面积加热蒸汽的温度与物料间的温差乳的翻动速度乳的浓度和黏度9.喷雾枯燥1喷雾枯燥原理 浓乳在机械力的作用下，在枯燥室内通过雾化器分散成极细小的雾状微滴，使牛乳外表积增大，雾状液滴与通入枯燥室内的热空气直接接触，从而大大地增加了水分的蒸发速率，在瞬间0.010.04s使微滴中的水分蒸发，乳滴枯燥成乳粉，降落在枯燥室底部。2喷雾枯燥的特点优点：枯燥迅速，营养破坏少，乳粉溶解度高 工艺参数
16、可以方便调节，产品质量易控制。密闭状态进行，不易受污染。操作简单，机械化、自动化程度高，劳动强度低，生产能力大。缺点 枯燥设备占地面积大，投资大。热效率低 枯燥室内壁粘有乳粉，去除困难，劳动强度大。3喷雾枯燥设备压力喷雾枯燥设备离心喷雾枯燥设备压力喷雾枯燥原理 主要采用高压泵，以0.720MPa 的压力，将浓缩后的浓溶液通过喷枪使之克服浓奶的外表能力而雾化成直径在1020m 的雾状微粒喷入枯燥室。由于同热空气直接接触，进行热交换和水分的传递，其外表水分迅速蒸发，在很短的时间内即被枯燥成球状颗粒，沉降于塔底。离心喷雾原理 浓乳在高速旋转的离心盘上雾化时，受到两种力的作用，一种是离心盘旋转产生的离
17、心力，另一种是与周围空气摩擦产生的摩擦力。浓乳在排到热空气之前被离心力作用加速到很高速度。从离心盘的边缘甩出时呈薄膜状。与周围空气接触受摩擦力作用力即分散成为微细的乳滴，到达雾化的目的。液滴随转盘旋转而产生的切线速度与离心力作用而产生的径向速度被甩出，其运动轨迹是一螺旋形。电动机离心盘 离心盘多叶 16条叶槽 离心盘直径210mm，转速15,000r/min，物料处理量500kg/h。4个小孔直径3mm，保证物料均匀进入离心盘。直沟槽 弯曲沟槽：减少成品中的空气，减少了氧化的可能，提高了单位容量，有利于包装 喷 枪喷雾枯燥系统组成1、空气过滤器2、风机3、空气减湿器4、空气加热器5、热风分布器
18、6、浓缩乳雾化器7、枯燥室8、细粉回收装置9、产品输送设备 一、空气过滤器 二、空气减湿器 当进入枯燥塔的空气中水分含量较大时，特别是进入流化床的空气含湿量较大时会造成奶粉返潮，所以必须除湿。除湿的原理：将空气冷却到零点以下，使其中的水蒸汽凝结。减湿器实际上就是一个热交换器，在减湿器壳内装有管道，壳腔直接与空气过滤器相连，进来的新鲜空气，与壳腔内通入的冷水或冰水的管道进行热交换，使空气冷却到零点以下，使所含湿气冷凝，进入的空气湿度降低，尽量降低返潮现象的发生。三、风机 引风机 风机 排风机选择风机考虑因素：根据喷雾枯燥设备蒸发水分的能力来确定风量，进风机应考虑增加10%20%的风量，排风机应增
19、加15%30%的风量，一般情况下，排风机的风量较进风机风量大20%40%。排风机的风量较进风机的风量大的原因：1、计算进风机风量时以新鲜空气的温度计，而排风机是以排风温度计。温度升高体积增大，排风量增大；2、排出的废气中不仅有进入的风，而且还有蒸发的水蒸气需要排出；3、另外，还需要保证塔内具有一定的负压。四、空气加热器 五、枯燥塔 喷雾枯燥室是热空气与被枯燥的料液进行热和质交换的场所，要求具有足够的空间，以保证空气及物料在枯燥室内停留的时间，保证制品的含水量到达生产工艺的要求，又不致受热过度或产生粘壁等现象。例子 立式枯燥塔立式垂直并流型枯燥塔 塔体内外壁一般用厚度为23mm的不锈钢焊成，塔体
20、夹层用保温材料保温，塔径610m，高度为2030m，塔底多为圆锥型，塔体上设有灯孔、视孔、人孔、振荡器、排风管等。喷粉塔六、细粉回收装置旋风别离器 七、流化床 流化床的结构 奶粉入口排风口奶粉出口流化床板外壁冷风典型的尼罗离心喷雾枯燥设备 过滤器加热器 风机冷风机冷风机热风机振动筛流化床枯燥室旋风别离器旋风别离器风机废气鼓风机鼓形阀细粉收集器压 压力 力喷 喷雾 雾枯 枯燥 燥法 法生 生产 产乳 乳粉 粉的 的工 工艺 艺条 条件 件 离 离心 心喷 喷雾 雾枯 枯燥 燥法 法生 生产 产乳 乳粉 粉的 的工 工艺 艺条 条件 件10.出粉、冷却、包装1出粉与冷却气流输粉或流化床出粉流化床输
21、粉冷却的优点：a.可大大减少微粉的生成 b.乳粉不受高速气流的磨擦，质量不受损坏 c.节省输粉中消耗的动力 d.冷却床所需冷风量少，冷却效率高，可使乳粉冷却到18 e.经过振动的流化板，可获得颗粒较大的均匀的乳粉，从流化床吹出去的微粉，还可通过导管返回到喷雾室与浓乳集合，重新喷雾产生乳粉2筛粉与贮粉 目的：将粗粉和细粉混合均匀，使较大的乳粉团分散开，给予产品较高的均匀度，除去乳粉中的杂质。设备：电动筛粉器 3储粉目的：集中包装时间 提高乳粉的表观密度4包装包装车间要求：密封 枯燥，紫外灯，温度2025 湿度60%以下 科学的包装不仅可增强产品的商品特性，也能延长产品的货架寿命，常见的包装方法：
22、1 小罐密封包装：自动称量装罐机有两种，容量式应用少、重量式应用较多；真空包装：抽真空充氮包装是防止乳粉在储藏中脂肪氧化最有效的方法，还可以防止乳粉中强化的维生素破坏损失；充氮包装2 塑料袋包装-常用的有：a.聚乙烯薄膜 b.聚乙烯薄膜夹层纸 c.复合铝箔纸3 大包装：有圆形的和方形两种 a.罐装：马口铁罐12.5kg b.袋装：聚乙烯薄膜为内袋，外面用三层 牛皮纸套装，有12.5kg 和25kg 两种第三节 脱脂乳粉生产技术一、脱脂乳粉的定义：以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾、枯燥而制成的乳粉含脂率1.25%，耐保藏，不宜氧化变质。二、脱脂乳粉的生产工艺流程 稀奶油 原料验收预处理预热别
23、离脱脂乳预热杀菌真空浓缩喷雾枯燥流化床冷却过筛包装检验分销三、操作要点1、预热别离：原料乳验收合格，过滤后，加热到3538 即可进行别离用离心别离机别离；2、脱脂乳：含脂率0.1%；3、预热杀菌包装等过程与全脂乳粉完全相同4、脱脂乳粉的质量指标：四、脱脂乳粉的质量指标项 目 要 求色泽滋味、气味组织形态冲调性呈均匀一致的乳白色具有清新、愉快的乳香味枯燥粉末、无结块、湿润下沉快、冲调后无团块、无沉淀一脱脂乳粉的感官指标一脱脂乳粉的感官指标二 脱脂乳粉的理化指标 项 目 指标每100g 项 目 指标每100g 脂肪含量/g蛋白质含量/g乳糖含量/g水分含量/g 15305040 复原乳酸度/0T杂质度/mg/kg溶解度/%18699