乳品生产技术第二章

液态奶生产技术第二章液态奶生产技术2.1巴氏杀菌乳生产技术2.2超高温灭菌乳2.3超高温灭菌含乳饮料液态奶生产技术2.1巴氏杀菌乳生产技术2.1.1巴氏杀菌乳的概念与分类巴氏杀菌乳又为市售乳，是以鲜牛乳为原料，经过离心净化、标准化、均质、杀菌和冷却，以液体状态灌装，供消费者直接食用的商品乳。根据脂肪含量、营养成分、原料来源不同可将巴市杀菌乳分类。1.按脂肪含量不同按脂肪含量不同巴氏杀菌乳分为：全脂乳，高脂乳，低脂乳，脱脂乳。液态奶生产技术2.按营养成分不同按营养成分不同巴氏杀菌乳可分为以下几种。①普通消毒乳：除脂肪含量标准化调整外，其它成分不变。②强化牛乳：根据不同消费群体的日常营养需要，有针对性地强化维生素和矿物质。如早餐奶，学生专用奶等。③调制乳：将牛乳的成分进行调整，使其接近母乳的成分和性质，更适合婴幼儿饮用。3.按添加风味不同按添加风味不同分为：可可乳、巧克力乳、草莓乳、香蕉乳、菠萝乳以及调制酸乳等。液态奶生产技术2.1.2巴氏杀菌乳的质量标准1.理化指标巴氏杀菌乳的理化指标见表2-1。表2-1巴氏杀菌乳的理化指标液态奶生产技术2.卫生指标巴氏杀菌乳的卫生指标见表2-2。表2-2巴氏杀菌乳的卫生指标液态奶生产技术2.1.3巴氏杀菌乳的生产工艺一般在巴氏杀菌乳的生产过程中，牛乳经冷却、离心净乳预热均质和巴氏杀菌。脱气是使牛乳中空气或产品中挥发性异味排除的过程。巴氏杀菌乳的生产工艺流程如下：原料乳验收→预处理→标准化→均质→巴氏杀菌→冷却→灌装封口→装箱→冷藏1.牛乳的收集与储存（1）牛乳的冷却与收集牛乳被挤出后，必须尽快冷却到4℃以下，并在此温度下保存，直至运到乳品厂。如图2-1所示。液态奶生产技术图2-1原料乳的收集和预处理1－脱气装置；2－过滤器；3－牛乳计量计；4－中间储存；5－预杀菌和冷却；6－奶仓液态奶生产技术巴氏灭菌乳的质量很大程度上取决于原料乳，只有利用符合标准的原料乳才能生产出优质的产品。所以，牛奶收集的设备必须严格清洗（详见第十章），对牛奶进行过滤除杂，及时收购，冷藏运输，减少微生物的数量。（2）牛乳的计量牛乳的计量可用称量方法，以重量计，或体积计。其计量方法有：乳称；牛乳流量计；地衡；电子称。（3）牛乳的储存按要求，牛乳被运到乳品加工企业，其温度不允许高于10℃。通常用板式冷却器冷却到4℃以下，将牛乳进入大储奶罐。液态奶生产技术2.牛乳的分离、标准化和脱气（1）牛乳的分离净化原料乳经过数次过滤后，虽然除去了大部分的杂质，但是，由于乳中污染了很多极为微小的固体杂质和细菌细胞，难以用一般的过滤方法除去。为了达到最高的纯净度，一般采用离心净乳机净化。①离心净乳机的构造。离心净乳机的构造基本与奶油分离机相似。其不同点为：分离钵具有较大的聚尘空间，杯盘上没有孔，上部没有分配杯盘。没有专用离心净乳机时，也可以用奶油分离机。液态奶生产技术净乳机的净化原理为：乳在分离钵内受强大离心力的作用，将大量的固体杂质留在分离钵内壁上，而乳被净化。固体杂质被分离并沿着钵片的下侧被甩到分离机壳的周围，沉积物从这里又被收集到排渣室。每工作2-3h需停车排渣。故目前大型乳品企业多采用自动排渣净乳机或三用分离机（奶油分离、净乳、标准化），对提高乳的质量和产量起了重要作用。结构原理见图2-2液态奶生产技术图2-2离心净乳机的结构原理1-转鼓2-碟片3-环形间隙4-活动底5-密封圈6-压力水室7-压力水管道8-阀们9-转轴10-转鼓底液态奶生产技术②牛乳分离的操作要点。a.操作要严格控制进料量，进料量不能超过生产能力。否则将影响分离效果。b.采用空载启动，即在分离机达到规定转速后，再开始进料，减少启动负荷。c.牛乳分离前，应预热，并经过净化，避免导致碟片堵塞，影响分离。d.牛乳分离过程中应注意观察脱脂乳和稀奶油的质量，及时取样测定。一般脱脂乳中残留的脂肪含量应为0.01%～0.05%以下。液态奶生产技术③影响牛乳分离效果的因素。a.转速。转速越高分离效果越好。但转速的提高受到分离机机械结构和材料强度的限制，一般控制在7000r/min以下。b.牛乳流量。进入分离机的牛乳流量应低于分离机的生产能力。若流量过大，分离效果差，脱脂不完全，稀奶油的获得率也较低，对生产不利。c.脂肪球大小。脂肪球直径越大，分离效果越好。但设计或选用分离机时亦应考虑到需要分离的大量的小脂肪球。目前可分离出的最小的脂肪球直径为1μm左右。液态奶生产技术d.牛乳的清洁度。牛乳中的杂质会在分离时沉积在转鼓的四周内壁上，使转鼓的有效容积减少，影响分离效果。因此，应注意分离前的净化和分离中的定时清洗。e.牛乳的温度。乳温提高，黏度降低，脂肪球与脱脂乳的密度差增大，有利于提高分离效果。但应注意不要使温度过高，以避免引起蛋白质凝固或起跑，一般乳温控制在35～40℃，封闭式分离机有时可高达50℃。f.碟片的结构。碟片的最大直径与最小直径之差和碟片的仰角，对提高分离效果关系甚大。一般以碟片平均半径与高度之比为0.45～0.70，仰角为45º～60º为佳。g.稀奶油含脂率。稀奶油含脂率根据生产质量要求调节。稀奶油含脂率低时，密度大，易分离获得；含脂率高时，密度小，分离难度大些。液态奶生产技术④牛乳的分离及其设备。净化后的牛乳，是由脱脂乳和稀奶油组成。由于原料乳中的脂肪与非脂固体的含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大差别。而在不同乳制品中，其脂肪和非脂固体的含量要求保持一定比例。因此，必须对原料乳进行标准化，调整乳中脂肪和非脂固体间的比例关系，使其比例符合产品要求。如果原料乳中脂肪含量不足，应添加稀奶油或分离一部分脱脂乳，当原料乳中的脂肪含量过高时，则可添加脱脂乳或提取一部分稀奶油。在完成这些工序之前，都有必要进行牛乳的分离。液态奶生产技术牛乳分离有重力分离和离心分离两种方法，由于离心分离在牛乳分离中具有分离速度高，分离效果好，便于实现自动控制和连续生产的特点，是牛乳分离的主要手段。离心分离机根据其具体结构不同，有管式、室式、碟式3种形式。其中碟式分离机是在管式和室式分离机的基础上发展起来的一种高效离心分离机，是用于乳品分离的主要形式。图2-3为碟片式分离机结构。液态奶生产技术图2-3碟片式分离机液态奶生产技术碟片分离机在转鼓内装有许多相互保持一定间距的锥形碟片，使液体在碟片间形成薄层流动而进行分离，可以减少液体扰动，减小沉降面积，从而大大增加分离效果和生产力。乳品分离中使用碟片式分离机，在碟片中部开有小孔，称为“中性孔”。物料从中心管加入，由底部分配到碟片层的“中性孔”位置，分别进入各层碟片之间，形成薄层分离。密度小的轻液在内侧，沿碟片上表面向中心流动，由轻液口排出；重液则在外侧，沿碟片下表面流向四周，经重液口排出。少量的固相颗粒则沉积于转鼓内壁，定期排出。液态奶生产技术（2）牛乳的标准化标准化的目的是为了确定巴氏灭菌乳中的脂肪含量，以满足不同的消费者的需求。市售一般低脂巴氏灭菌乳的脂肪含量为1%，常规巴氏灭菌乳含脂率为3%。因此，凡不符合标准的原料乳，都必须进行标准化以后，才能用于生产。如果规定的产品含脂率高于全脂乳的含脂率，就必须除去部分脱脂乳；反之则应分离多余的脂肪。一般情况下，标准乳的含脂率通常比全脂乳的含脂率要低，因而，多余的脂肪可以用于生产奶油等产品。液态奶生产技术①混合的计算方法。乳脂肪的标准化可通过添加稀奶油或脱脂乳进行调整，如将全脂乳与脱脂乳混合，将稀奶油与全脂乳混合，将稀奶油与脱脂乳混合，将脱脂乳与无水奶油混合等。标准化时，应首先了解即将标准化的原料乳的脂肪和非脂乳固体含量，以及用于标准化的稀奶油或脱脂乳的脂肪和非脂乳固体含量，这些是标准化的计算依据，计算方法是，假设原料乳含脂率为p%，脱脂乳或稀奶油的含脂率为q%，按比例混合后，混合乳的含脂率为γ%，拟标准化的原料乳量为Xkg，需添加的稀奶油或脱脂乳量为Ykg时，对脂肪进行物料衡算，则液态奶生产技术pX+qY=γ（X+Y）XqYp式中q——稀奶油脂肪含量，%；p——脱脂乳脂肪含量，%；γ——最终产品的脂肪含量，%；X——最终产品的数量，kg；Y——需添加的稀奶油或脱脂乳数量kg。液态奶生产技术上式中，若q＜γ，p＞γ，则表示需添加脱脂乳；反之，则表示需加稀奶油。用图形表示如下。液态奶生产技术【例2-1】有1000kg含脂率为3.7%的原料乳，因乳脂率高，拟用含脂0.2%的脱脂乳调整，使标准化后的混合乳含量为3.0%，需加脱脂乳多少？解γ=3.0q=0.2p=3.7则需加脱脂乳的量为3.731000250()3.00.2Ykg液态奶生产技术【例2-2】有1000kg含脂率为2.8%的原料乳,欲使其脂肪含量为3.0%，应加多少脂肪含量为35%的稀奶油？解q–γ=32；p–γ=0.2，需加脱脂乳为：0.210006.25()32Ykg液态奶生产技术②标准化原理和标准化方法。当所有参数不变时，则由分离机分离出来的稀奶油和脱脂乳中的脂肪含量也是一定的。（图2-4）图2-4脂肪标准化的原理液态奶生产技术常用的标准化方法有3种：即预标准化、后标准化、直接标准化。这3种方法的共同点是：标准化之前的第一步必须把全脂乳分离成脱脂乳和稀奶油。a．预标准化。预标准化是指在杀菌之前进行标准化。为了调高或降低含脂率，将分离出来的脱脂乳或稀奶油与全脂乳在奶罐中混合，以达到要求的含脂率。如果标准化乳脂率高于原料乳的，则需将稀奶油按计算比例与原料乳混合至达到要求的含脂率；如果标准化乳脂率低于原料乳的，则需将脱脂乳按计算比例与原料乳在罐中混合达到稀释的目的。经分析和调整后，标准化的乳再进行巴氏杀菌。液态奶生产技术b．后标准化。后标准化是指在巴氏杀菌后进行标准化。而含脂率的调整方法则与预标准化相同。后标准化由于是在杀菌后再对产品进行混合，因此会有多次污染的危险。c．直接标准化。直接自动标准化是将全脂乳加热至55~65℃，然后，按预先设定好的脂肪含量，分离出脱脂乳和稀奶油，把来自分离机的定量稀奶油立即在管道系统内重新与脱脂乳定量混合，以得到所需含脂率的标准乳。多余的稀奶油会流向稀奶油巴氏杀菌机。（图2-5）直接标准化的特点为：快速、稳定、精确、与分离机联合运作、单位时间处理量大。液态奶生产技术图2-5直接标准化的示意图液态奶生产技术该系统由以下3条线路组成。第一条线路调节分离机脱脂乳出口的外压。在流量改变或后序设备压力降低的情况下，保持外压不变。第二条线路调节分离机稀奶油出口的流量。不论原料乳的流量或含脂率发生任何变化，稀奶油的含脂率都能保持稳定。第三条线路调节稀奶油数量。实现稀奶油与脱脂乳重新定量混合，生成含脂率符合要求的标准乳，并排出多余的稀奶油。这条线路能按一定的稀奶油和脱脂乳比率，连续地调节稀奶油的混合量。为了达到工艺中要求的精确度，必须控制流量的波动、进乳含脂率的波动和预热温度的波动。液态奶生产技术（3）牛乳的脱气牛乳刚被挤出后含有一些气体，约含5.5%~7%，经过储存、运输、计量、泵送后，一般气体含量约在10%以上。这些气体绝大多数是以非结合的分散存在，对牛乳加工有不利的影响。影响牛乳计量的准确度；影响分离和分离效果；影响标准化的准确度；促使发酵乳中的乳清析出。在牛乳处理的不同阶段进行脱气是非常必要的，而且带有真空脱气罐的牛乳处理工艺是更合理的。工作时，将牛乳预热至68℃后，泵入真空脱气罐，则牛乳温度立即降到60℃，这时牛乳中的空气和部分水分蒸发到罐顶部，遇到罐冷凝器后，蒸发的水分冷凝回到罐底部，而空气及一些非冷凝气体（异味）由真空泵抽吸排除。脱气后的牛乳在60℃条件下进行分离、标准化、均质，然后进入杀菌工序。液态奶生产技术2.牛乳的均质所谓均质，就是将原料乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。自然状态的牛乳，其脂肪球直径大小不均匀，变动于1~10µm，75%的脂肪球直径为2.5~5µm，其余为0.1~2.2µm。均质后的脂肪球，大部分在1.0µm以下（如表2—3所示）。液态奶生产技术表2-3均质压力与脂肪球直径液态奶生产技术通过均质产品具有下列优点：风味良好，口感细腻；分装