乳粉加工工艺

乳粉加工工艺•案例导入一、概述一、乳粉的概念二、乳粉的特点三、乳粉的种类一、乳粉的概念乳粉是以鲜乳为原料,或以鲜乳为主要原料，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，除去乳中几乎全部的水分,干燥后而制成的粉末状乳制品。二、特点•1.贮藏期长。•2.营养丰富。•3.食用方便。•4.便于运输。•5.食品加工的原料（糖果、冷饮、糕点）。三、乳粉的种类1.全脂乳粉：以全脂鲜奶为原料加工而成，分加糖（全脂甜乳粉）、不加糖（全脂淡乳粉）。2.脱脂乳粉：以脱脂鲜乳为原料加工而成,一般都不加糖。3.配制乳粉：在乳中添加各种营养素而制成。最初主要是针对婴儿营养需要而研制，目前呈现系列化的发展趋势，如中老年乳粉、孕妇乳粉、降糖乳粉、营养强化乳粉等。4.速溶乳粉以全脂或脱脂牛乳为原料，经特殊加工工艺（附聚、喷涂卵磷脂等）加工而成。对温水和冷水具有良好的润湿性、分散性及溶解性。5.其他乳粉乳清粉（普通乳清粉、脱盐乳清粉、浓缩乳清粉）酪乳粉；冰淇淋粉；奶油粉；麦精乳粉（可溶性的麦芽糖、糊精等）。GradeANonfatdrymilkLowheat-sprayprocess第二节全脂乳粉加工工艺一、全脂乳粉加工工艺流程二、加工要点一、全脂乳粉加工工艺流程原料乳验收→预处理→预热、均质、杀菌→真空浓缩→喷雾干燥→出粉→晾粉、筛粉→包装→装箱→检验→成品（一）原料验收只有优质的原料乳才能生产出优质的乳粉，原料乳必须符合国家标准规定的各项要求，严格地进行感官检验、理化检验和微生物检验。原料乳检验国家标准二、加工要点（二）标准化蔗糖标准化：国家标准规定全脂甜乳粉的蔗糖含糖量为20％以下。生产厂家一般控制在19.5％-19.9％之间.加糖方法有：①净乳之前加糖；②将杀菌过滤的糖浆加入浓乳中；③包装前加蔗糖细粉于干粉中；④予处理前加一部分，包装前再加一部分。乳脂肪标准化成品中含有25％~30％的脂肪。小知识：加糖量的计算方法根据“比值”不变的原则，即原料乳中蔗糖与干物质之比等于乳粉成品中蔗糖与干物质之比，按下式计算加糖量：Q＝E·F式中：Q—蔗糖加入量（％）；E—原料乳中干物质含量（％）；F—甜乳粉中蔗糖与干物质之比。•加糖量的计算蔗糖加入量原料乳中总干物质量奶粉中含糖量奶粉中总干物质量=奶粉中总干物质量=100-水分-蔗糖（三）均质•生产全脂乳粉、全脂甜乳粉以及脱脂乳粉时，一般不必经过均质操作;•但若乳粉的配料中加入了植物油或其他不易混匀的物料时，就需要进行均质操作–均质时的压力一般控制在14～21MPa，温度控制在60℃为宜–均质后脂肪球变小，从而可以有效地防止脂肪上浮，并易于消化吸收。•（四）杀菌杀菌方法杀菌温度/时间杀菌效果所用设备低温长时间消毒法60～65℃/30min70～72℃/15～20s可杀死全部病原菌，杀菌效果一般容器式杀菌缸（冷热缸）高温短时灭菌法80～87℃/15s94℃/5s杀菌效果好板式、列管式杀菌器超高温瞬时灭菌法135℃/1～3s杀菌效果最好板式、列管式杀菌器直接喷射式杀菌器•通常使用列管式杀菌器杀菌条件为80-85℃/5-10s;板式杀菌设备选用80-85℃/15s;•超高温瞬时杀菌装置为130-135℃/2-4s.•国外生产上用较多的是85-115℃/2-3min.贮奶缸中的搅拌器均质头中的均质过程PSD.TPPC.TetraAlex,MRNo.16,JI05均质后的产品压力5–80bar(75–1200psi)均质前的产品压力可达400bar(5800psi)（五）真空浓缩•1.什么是真空浓缩？浓缩是蒸发乳中的水分，提高乳固体含量，使乳固体含量达到所要求浓度的过程。在乳品工业中，一般采用减压加热浓缩，即所谓的真空浓缩。⑴浓缩的目的①作为干燥的预处理，降低产品的加工热耗，节约能源。②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。③使乳粉密度提高，减少粉尘飞扬，便于包装。④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。⑵真空浓缩的原理真空状态下，液体的沸点随环境压力降低而下降的原理。牛乳在40~70℃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。•1、加热蒸汽与沸腾液体之间的温度差t可以增大。•2、可利用压强较低的蒸汽作为加热蒸汽。•3、由于低温浓缩，有利于食品溶液进行浓缩，减少体积及重量，便于运输及储存。•4、由于溶液沸点较低，使浓缩设备的热损失减少。•5、对料液起加热杀菌作用，有利于食品保藏。2019/10/341真空浓缩是在真空的条件下（真空度保持在8.0×104～9.0×104pa,乳温约为51～56℃），将原料乳浓缩至原体积的1/4左右。这时,乳固体含量约为40%～45%。•（一）结构2019/10/3442019/10/345真空浓缩是采用蒸汽加热器加热乳液，并且是在减压条件下作业的，因而热效率较高。（如单效盘管式真空浓缩锅蒸发1kg水分仅消耗1.1kg加热蒸汽；双效降膜式真空浓缩器仅消耗0.39kg加热蒸汽；效数更多的蒸发器，蒸汽耗量更少）。因此干燥前经真空浓缩除去70%～80%的水分,经济上是合理的。•2.为什么干燥前要进行真空浓缩？（＃）①有利于提高干燥设备的生产能力，节约能源，降低成本。喷雾干燥是利用加热空气对物料进行干燥，热效率较低（每蒸发1kg水分需消耗2.5～3.0kg加热蒸汽）。②真空浓缩有利于提高产品质量。经浓缩后喷雾干燥的乳粉，颗粒比较粗大，具有良好的流动性、分散性、可湿性和冲溶性，乳粉的色泽也较好。③真空浓缩可以改善乳粉的保藏性。真空浓缩排除了乳中的空气，降低了乳粉保藏过程中脂肪氧化作用。④真空浓缩后有利于包装。经过浓缩后喷雾干燥的乳粉,其颗粒致密、坚实、密度较大,对包装有利。•3.浓缩终点的判断浓缩终点乳固体含量约为40%～45%。乳温在47～50℃范围,其密度应在1.089～1.100左右,浓度为14～16Bé。浓度控制取样测定浓缩乳的密度或粘度；在浓缩设备上安装折光仪进行连续测定。（六）干燥•目的：使乳粉中的水分含量在2.5%-5%之间，抑制细菌繁殖；延长了货架寿命；降低重量和体积；减少产品的贮存和运输费用。•——目前主要采用喷雾干燥方法。•喷雾干燥动画干燥过程：典型的尼罗离心喷雾干燥设备过滤器加热器风机(冷)风机(冷)风机(热)风机振动筛流化床干燥室旋风分离器旋风分离器风机(废气)鼓风机鼓形阀细粉收集器•1.喷雾干燥的原理喷雾干燥是采用机械力量（压力、离心）,通过雾化器将浓缩乳在干燥室内喷成极细小的雾状乳滴（直径约为10～150µm，平均50µm),使其表面积大大增加(每升乳可被分散成146亿个小雾滴，表面积达54000m2）,加速水分蒸发速率。雾状乳滴一经与同时鼓入的热空气接触,水分便在瞬间（0.01～0.04s）蒸发除去,使细小的乳滴干燥成乳粉颗粒。整个干燥过程仅需15～30s。•2.喷雾干燥的优点①干燥速度快,物料受热时间短。被分散成10～150µm的雾滴具有很大的表面积，这些雾滴在150～200℃的热空气中强烈汽化，迅速被干燥。②干燥过程温度低,乳粉品质好。鼓入干燥塔的热风温度虽然很高，但由于雾化后大量微细乳滴中的水分在瞬间被蒸发除去，汽化潜热很大，因此乳滴乃至乳粉颗粒受热温度不会超过60℃，蛋白质也不会因受热而明显变性。所得乳粉复水后，其风味、色泽、溶解度与鲜乳也大体相似。③干燥后的产品不必粉碎，只须过筛，块状粉末就能粉碎。④干燥在密闭状态下进行，干燥室在负压下生产，不会造成粉尘飞扬，卫生质量好。⑤机械化、自动化程度高。3.喷雾干燥的缺点①设备热效率较低；②干燥室体积庞大,粉尘回收装置比较复杂,设备清扫工作量大。•4.喷雾干燥流程及设备130～180℃45～50℃10～150µmm气粉分离5.压力喷雾干燥•浓乳的雾化是通过一台高压泵的压力和安装在干燥塔内部的喷嘴来安完成的。•雾化原理为：浓乳在高压泵的作用下，通过一狭小的喷嘴后，瞬间雾化成无数微细的小液滴。压力雾化状态取决于雾化器的结构喷雾压力（微孔流量）浓乳的物理参数（浓度、粘度、表面张力等）。压力喷雾干燥塔压力喷雾生产乳粉的工艺条件条件全脂乳粉全脂加糖乳粉大颗粒速溶加糖乳粉浓乳浓度/oBé12～1314～1618～18.5乳固体含量/%45～5545～5550～60浓乳温度/℃40～4540～4545～47高压泵压力/MPa13～2013～208～10喷雾孔径/mm1.2～1.81.2～1.81.4～2.5喷嘴数量/只3～63～63～6喷嘴角度/rad1.047～1.5711.222～1.3941.047～1.222进风温度/℃140～170140～170150～170排风温度/℃80左右80左右80～85排风相对湿度/%10～1310～1310～13干燥室负压/Pa98～19698～19698～196•离心喷雾干燥机有以下特点•①调整离心盘的转速，就可以增减浓缩乳的处理量；•②所得到的乳粉颗粒比较均匀;•③浓度和粘度高的乳，都可以喷雾，所以乳的浓度可以提高到50％以上;•④不需要高压泵，容易自动控制。6.离心喷雾干燥利用在水平方向作高速旋转的圆盘的离心力作用进行雾化，将浓乳喷成雾状，同时与热风接触达到干燥的目的。高速离心喷雾干燥机离心喷雾生产乳粉的工艺条件条件全脂乳粉全脂加糖乳粉条件全脂乳粉全脂加糖乳粉浓乳浓度/oBé13～1514～16转盘数量/只11乳固体含量/%45～5045～60进风温度/℃200左右200左右浓乳温度/℃45～5545～55排风温度/℃80左右85左右转盘转速/（r/min）5000～200005000～20000干燥温度/℃90左右90左右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干燥设备过滤器加热器风机(冷)风机(冷)风机(热)风机振动筛流化床干燥室旋风分离器旋风分离器风机(废气)鼓风机鼓形阀细粉收集器（七）出粉、冷却、称量与包装1.出粉•喷雾干燥室内的乳粉要求迅速连续地卸出并及时冷却,以免受热过久。•先进的制造工艺是将出粉和筛粉、输粉、贮粉和称量包装等工序连接成连续化的生产线。2.冷却喷雾干燥乳粉要求及时冷却至30℃以下。•若出粉后乳粉不经过充分冷却,容易引起蛋白质热变性。•全脂乳粉脂肪含量高,在高温下游离脂肪增多,在乳粉颗粒表面渗出,暴露于空气中易被氧化,产生氧化臭味。•乳粉在高温状态下放置还容易吸收大气中的水分。•冷却装置气流输粉冷却容量为30～50Kg，自然晾粉。其优点是输粉迅速,在5s左右就可将干燥室内的乳粉输出并进行冷却。效果较差，箱体中心部位的乳粉不易冷却。•流化床出粉冷却装置气流经过冷却和除湿后再用于冷却乳粉,可以冷却至18℃以下,而且避免了乳粉在输送管道中互相摩擦以致破碎。3.称量与包装•包装称量要求精确迅速,手工称量劳动强度大、效率低、卫生条件差,逐步被自动称量所代替。•包装室应对空气采取调湿降温措施,室温一般控制在20～25℃,空气相对湿度为75%为宜。包装形式①充氮包装：称量装罐,抽真空排除乳粉及罐内的空气,然后立即充以纯度为99%以上的氮气再行密封，可使乳粉保质期达3～5年。②塑料袋包装采用500g塑料袋简易包装或复合薄膜袋包装。聚乙烯薄膜+铝箔聚乙烯薄膜+铝箔+纸③大包装产品一般供应特需用户,如出口、食品工厂等。罐装：有12.5kg的圆或方罐。袋装：聚乙烯薄膜做内袋,外面用三层牛皮纸套袋,常用的为25kg/袋。乳粉标准•乳粉生产安全标准第三节脱脂乳粉的加工工艺一、脱脂乳粉的概念脱脂乳粉是以新鲜的脱脂乳为原料,经过杀菌、浓缩、喷雾干燥制成的粉末状乳制品。二、工艺流程：鲜乳验收→预处理→分离→脱脂乳→预热、杀菌→浓缩→喷雾干燥→晾粉、过筛→包装→入库三、加工要点1.牛乳的分离:预热温度50℃左右，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。2.杀菌：80℃/15s。3.真空浓缩：温度65.5℃（如果浓缩温度超过65.5℃,则乳清蛋白变性程