炼乳-澹炼乳生产工艺

会计学1炼乳——澹炼乳生产工艺

第九章炼乳

第1页/共64页第二节淡炼乳

淡炼乳是将牛乳浓缩至原体积的40%，装罐后密封并经灭菌而成的制品，其主要成分见表9-2。第2页/共64页第3页/共64页一、淡炼乳生产工艺淡炼乳生产工艺流程如图9-3所示。第4页/共64页图9-3淡炼乳生产工艺流程第5页/共64页（一）原料乳验收、预处理、标准化参见本章第一节相应内容，但淡炼乳在生产工艺中需经过高温灭菌，故原料乳的选择特别是原料乳中的要用75%的乙醇检验，并做添加磷酸盐热稳定性试验。（二）预热预热目的参见本章第一节。淡炼乳一般采用95～100℃10～15min使乳中的钙离子成为磷酸三钙，而成不溶。另外采用UHT灭菌技术可提高乳的热稳定性，如120℃,15s的预热条件。第6页/共64页为了提高乳蛋白质的热稳定性，在淡炼乳生产中允许添加少量稳定剂。常作稳定剂使用的有柠檬酸钠、磷酸氢二钠或磷酸二氢钠，添加量为：100kg原料乳中添加磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）或柠檬酸钠（C6H5O7Na3·2H2O）5～25g,或者100kg淡炼乳添加12～62g。稳定剂的用量最好根据浓缩后的小样试验来决定，使用过量，产品风味不好且易褐变。第7页/共64页（三）浓缩浓缩的目的、特点和条件参见本章第一节相应内容。当浓缩乳温度为50℃左右时，测得的波美度为6.27～8.24oB即可。由于淡炼乳的浓度较难控制，所以生产中可以先浓缩到浓度稍高一些，（四）均质淡炼乳在长时间放置后会发生脂肪上浮现象，表现为其上部形成稀奶油层，严重时一经震荡还会形成奶油粒，这大大影响了产品的质量。第8页/共64页1、均质的目的（1）破碎脂肪球，防止脂肪上浮；（2）使吸附于脂肪球表面的酪蛋白量增加，进而增加制品的粘度，缓和变稠现象；（3）使产品易于消化、吸收；（4）改善产品感观质量。第9页/共64页2、均质工艺在炼乳生产中视具体情况可以采用一次或二次均质；如采用二次均质，第一次在预热之前进行，第二次应在浓缩之后。第10页/共64页淡炼乳大多采用一次均质。由于开始均质的压力不会马上稳定，所以最初出来的物料均质不一定充分，可以将这部分物料返回，再均质一次。均质压力第一段为14～16Mpa，第二段为3.5Mpa左右；均质温度以50～60℃为宜。为了确保均质效果，可以对均质后的物料进行显微镜检视，如果有80%以上的脂肪球直径在2μm以下，就可以认为均质充分了。第11页/共64页（五）冷却1、冷却目的均质后的炼乳温度一般为50℃左右，在这样的温度下停留时间过长，可能出现耐热性细菌繁殖或酸度上升的现象，从而使灭菌效果及热稳定性降低。另外，在此温度下，成品的变稠和褐变倾向也会加剧。因此，要及时且迅速的使物料的温度降下来，以防止发生上述产品质量问题。第12页/共64页2、冷却方法淡炼乳冷却温度与装罐时间有关，当日装罐需冷却到10℃以下，次日装罐应冷却至4℃以下。第13页/共64页（六）标准化浓缩后的标准化是使浓缩乳的总固形物控制在标准范围内，所以也称为加水操作。加水量可按下式计算：加水量=式中ωA——标准化乳的脂肪总量ωF1—-成品的含脂率（%）ωF2—缩乳的含脂率（%）第14页/共64页（七）装罐、封罐1、小样试验为了防止由于不可预见的变化而造成成品的损失,装罐前应先做小样试验。小样试验按以下步骤进行：（1）试样准备:吸取浓度为4.11%的磷酸氢二钠溶液0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL，分别加入净重411g的浓缩乳罐中,封罐后摇匀。第15页/共64页（2）灭菌试验:灭菌条件应与批量生产条件相同。淡炼乳生产通常采用下列灭菌条件：升温87℃100℃116℃排气冷却第16页/共64页（3）开罐检验:灭菌后开罐，倾入烧杯中，检查其组织状态、色泽、风味，并测定粘度。粘度用毛式粘度计测定，以20℃时大球100～2000R为宜。高于此粘度，一般有热凝固倾向。若粘度较高，可把灭菌温度降低0.5℃或缩短灭菌时间0.5min；若粘度过低，则灭菌保温时将回转式灭菌釜回转架暂停5min，以提高粘度。总之，通过小样试验，确定批量生产的灭菌条件和稳定剂的添加量。第17页/共64页2、装罐、封罐将稳定剂溶于灭菌蒸馏水中加入到浓缩乳中，搅拌均匀，即可装罐、封罐。但装罐不得太满，因淡炼乳封罐后要高温灭菌，故必须留有顶隙，以防胀罐，封罐最好用真空封罐机，以减少炼乳中的气泡和顶隙中的残留空气。第18页/共64页（八）灭菌、冷却灭菌的主要目的是为了杀灭微生物、钝化酶类，从而延长产品的贮藏期，同时还可提高淡炼乳的粘度，防止脂肪上浮。除此之外，灭菌还能赋予淡炼乳特殊的芳香味。第19页/共64页灭菌方法分为间歇式（分批式）灭菌法和连续式灭菌法两种。间歇式灭菌适于小规模生产,可用回转灭菌机进行，灭菌条件同小样试验。第20页/共64页连续式灭菌可分为3个阶段：预热段、灭菌段、和冷却段。封罐后罐内乳温在18℃以下，进入预热区预热到93～95℃，然后进入灭菌区，加热到114～119℃，经一定时间运转后，进入冷却区，冷却到室温。近年来，新出现的连续灭菌机，可在2min内加热到去125～138℃，并保持1～3min，然后急速冷却，全部过程只需6～7min。连续式灭菌法灭菌时间短，操作可实现自动化，适于大规模生产。第21页/共64页（九）振荡如果灭菌操作不当，或使用了稳定性较低的原料乳，则淡炼乳中常有软凝块出现，这时通过振荡，可使软凝块分散复原成均一的流体。振荡使用水平式振荡机进行，往复冲程为6.5cm，300～400次/min，通常在室温下振荡15～6Os。第22页/共64页（十）保温检验淡炼乳在出厂前，一般还要经过保温试验，即将成品在25～30℃下保藏3～4周，观察有无胀罐现象，并开罐检查有无缺陷。必要时可抽取一定比例样品，于37℃下保藏7～10d,加以检验。合格的产品即可擦净，贴标装箱出厂。第23页/共64页二、炼乳的缺陷及原因1.膨罐参见本章甜炼乳2.异臭味异臭味产生主要由于灭菌不完全，残留的细菌繁殖而造成的酸败、苦味和臭味现象。3.沉淀长时间的贮藏淡炼乳的罐底会生成白色的颗粒状沉淀物，此沉淀物的主要成分是柠檬酸钙、磷酸钙和磷酸镁。它的生长与贮藏温度和在淡炼乳中浓度呈正比。第24页/共64页4.脂肪上浮当成品粘度低，均质处理不完全，以及贮藏温度较高的情况下易发生脂肪上浮。5.稀薄化淡炼乳在贮藏期间会出现粘度降低的现象，称之为渐增性稀薄化。稀薄化程度与蛋白质的含量成反比，随着贮藏温度增高和时间延长淡炼乳的粘度下降很大。6.褐变参见甜炼乳。第25页/共64页第十章乳粉

第26页/共64页它是以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳为主要原料,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，除去其中几乎全部水分而制成的粉末状乳制品。乳粉中水分含量很低,重量减轻、体积变小为贮藏和运输带来了方便；同时微生物不能发育繁殖，有的甚至死亡，所以贮藏期长。这乳粉加工的目的之一。第27页/共64页一、乳粉的种类及其化学组成1．种类根据乳粉加工所用原料及加工工艺的不同可以将乳粉分为:（1）全脂乳粉是新鲜牛乳标准化后，经杀菌、浓缩、干燥等工艺加工而成。由于脂肪含量高易被氧化，在室温可保藏三个月。第28页/共64页（2）脱脂乳粉用离心的方法将新鲜牛乳中的绝大部分脂肪分离去除后，再经杀菌、浓缩、干燥等工艺加工而成。由于脱去了脂肪，该产品保藏性好（通常达1年以上），用于制点心、面包、冰淇淋、复原乳等。（3）速溶乳粉将全脂牛乳、脱脂牛乳经过特殊的工艺操作而制成的乳粉，对温水或冷水具有良好的润湿性、分散性及溶解性。第29页/共64页（4）配制乳粉在牛乳中添加某些必要的营养物质后再经杀菌、浓缩、干燥而制成。配制乳粉最初主要是针对婴儿营养需要而研制的，供给母乳不足的婴儿食用。目前，配制乳粉已呈现出系列化的发展势头，如中小学生乳粉、中老年乳粉、孕妇乳粉、降糖乳粉、营养强化乳粉等的生产对不同的人群具有一定的生理调节功能。第30页/共64页（5）加糖乳粉新鲜牛乳经标准化后，加入一定量的蔗糖，再经杀菌、浓缩、干燥等工艺加工而成。（6）冰淇淋粉在牛乳中配以乳脂肪、香料、稳定剂、抗氧化剂、蔗糖或一部分植物油等物质经干燥而制成。第31页/共64页（7）奶油粉将稀奶油经干燥而制成的粉状物，易氧化。与稀奶油相比保藏期长，贮藏和运输方便。（8）麦精乳粉在牛乳中添加可溶性麦芽糖、糊精、香料等经真空干燥而制成乳粉。第32页/共64页（9）乳清粉将制造干酪的副产品乳清进行干燥而制成的粉状物。乳清中含有易消化、有生理价值的乳蛋白、球蛋白及非蛋白态氮化合物、其它有效物质。根据用途分为普通乳清粉、脱盐乳清粉、浓缩乳清粉等。（10）酪乳粉将酪乳干燥制成的粉状物。含有较多的卵磷脂，用于制造点心及复原乳之用。第33页/共64页2．乳粉的化学组成乳粉的化学组成依原料乳的种类和添加物不同而有所差别，表10-1中列举了几种主要乳粉的化学组成。第34页/共64页表10-1主要种类乳粉的化学组成（%）第35页/共64页二、乳粉的一般生产工艺乳粉的工艺流程如下：第36页/共64页（一）原料乳的验收及预处理见第四、第五章相关内容。（二）配料乳粉生产过程中，除了少数几个品种（如全脂乳粉、脱脂乳粉）外,都要经过配料工序，其配料比例按产品要求。配料时所用的设备主要有配料缸、水粉混合器和加热器。牛乳或水通过加热器后得以升温,其他配料加入到水粉混合器上方的料斗中,物料不断地被吸入并在水粉混合器内与牛乳或水相混合,然后又回流到配料缸内，周而复始,直到所有的配料溶解完毕并混合均匀为止。对于生产加糖奶粉可按甜炼乳的方法加糖。第37页/共64页（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。二级均质时,第一级均质压力为14～21Mpa,第二级均质压力为3.5MPa左右。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。第38页/共64页（四）杀菌牛乳常用的杀菌方法见表10-2。具体应用时,不同的产品可根据本身的特性选择合适的杀菌方法。低温长时间杀菌方法的杀菌效果不理想，所以已经很少应用。目前最常见的是采用高温短时灭菌法,因为该方法可使牛乳的营养成分损失较小,乳粉的理化特性较好。第39页/共64页表10-2牛乳常见的杀菌方法

第40页/共64页（五）真空浓缩牛乳经杀菌后立即泵入真空蒸发器进行减压（真空）浓缩，除去乳中大部分水分（65%），然后进入干燥塔中进行喷雾干燥,以利于产品质量和降低成本。第41页/共64页1.真空浓缩条件(1)真空浓缩的设备真空浓缩设备种类繁多,按加热部分的结构可分为直管式、板式和盘管式三种；按其二次蒸汽利用与否,可分为单效和多效浓缩设备。(2）浓缩时的条件一般真空度为21～8kPa，温度为50～60℃。单效蒸发时间为40min，多效是连续进行的。第42页/共64页(3)影响浓缩的因素①加热器总加热面积。加热面积越大,乳受热面积就越大，在相同时间内乳所接受的热量亦越大,浓缩速度就越快。②蒸汽的温度与物料间的温差。温差越大,蒸发速度越快。第43页/共64页③乳的翻动速度。乳翻动速度越大,乳的对流越好,加热器传给乳的热量也越多,乳既受热均匀又不易发生焦管现象。另外,由于乳翻动速度大,在加热器表面不易形成液膜,而液膜能阻碍乳的热交换。乳的翻动速度还受乳与加热器之间的温差、乳的粘度等因素的影响。④乳的浓度与粘度。随着浓缩的进行,浓度提高,比重增加,乳逐渐变得粘稠,流动性变差。第44页/共64页2.浓缩终点的确定牛乳浓缩的程度如何将直接影响到乳粉的质量。连续式蒸发器在稳定的操作条件下，可以正常连续出料，其浓度可通过检测而加以控制；间歇式浓缩锅需要逐锅测定浓缩终点。第45页/共64页在浓缩到接近要求浓度时，浓缩乳粘度升高，沸腾状态滞缓，微细的气泡集中在中心，表面稍呈光泽，根据经验观察即可判定浓缩的终点。但为准确起见，可迅速取样，测定其比重、粘度或折射率来确定浓缩终点。一般要求原料乳浓缩至原体积的1/4，乳干物质达到45%左右。浓缩后的乳温一般约47～50℃，不同的产品浓缩程度（1）全脂乳粉为11.5～13oBe,相应乳固体含量为38%～42%；（2）脱脂乳粉为20～22oBe,相应乳固体含量为35%～40%；（3）全脂甜乳粉为15～20oBe,相应乳固体含量为45%～50%；大颗粒奶粉可相应提高浓度。第46页/共64页（六）喷雾干燥浓缩乳中仍然含有较多的水分,必须经喷雾干燥（即浓奶经过雾化后再与热空气水分交换）后才能得到乳粉。目前国内外广泛采用压力式喷雾干燥和离心式喷雾干燥。1．喷雾干燥条件压力式喷雾干燥法生产乳粉和离心式喷雾干燥法生产乳粉时,工艺条件通常分别控制在表10-3和表10-4所列出的范围。第47页/共64页表10-3压力喷雾干燥法生产乳粉的工艺条件

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表10-4离心喷雾干燥法生产乳粉的工艺条件

第49页/共64页2．乳粉干燥过程分为两个阶段:第一阶段将预处理过的牛乳浓缩至乳固体含量40%左右。第二阶段将浓缩乳泵入干燥塔中进行干燥,该阶段又可分为三个连续过程:（1）将浓缩乳雾化成液滴；（2）液滴与热空气流接触,牛乳中的水分迅速地蒸发,该过程又可细分为预热段、恒率干燥段和降速干燥段；（3）将乳粉颗粒与热空气分开。第50页/共64页在干燥室内,整个干燥过程大约用时25s。由于微小液滴中水分不断蒸发,使乳粉的温度不超过75℃。干燥的乳粉含水分2.5%左右，从塔底排出，而热空气经旋风分离器或袋滤器分离所携带的乳粉颗粒而净化，或排入大气或进入空气加热室再利用。第51页/共64页3．二次干燥或两段干燥为了提高喷雾干燥的热效率，可采用二次干燥法：1、二段干燥能降低干燥塔的排风温度，使含水分较高（6%-7%）的乳粉颗粒再在流化床或干燥塔中二次干燥至含水量2.5%～5%；２、直通法干燥，在塔底设置固定沸腾床，使奶粉颗粒在塔底低温条件下沸腾干燥。第52页/共64页乳粉在流化床干燥机中继续干燥，可生产优质的乳粉。因为可以提高喷雾干燥塔中空气进风温度，使粉末的停顿的时间短（仅几秒钟）；而在流床干燥中空气进风温度相对低130℃），粉末停留时间较长（几分钟）热空气消耗也很少。见图10-1。传统干燥和两段式干燥将干物质含量48%的脱脂浓缩奶干燥到含水量3.5%所需条件见表10-5。第53页/共64页表10-5传统干燥和两段式干燥条件

第54页/共64页物料

图10-1配有流化床喷雾干燥1、4-空气加热器2-喷雾干燥塔3-流化床5-冷空气室6-冷却干空气室7-振动筛第55页/共64页由此可见，两段式干燥能耗低（20%）、生产能力更大（57%）、附加干燥仅耗5%热能、乳粉质量通常更好。但需要增加流化床。第56页/共64页流化床除干燥还可有其它功能，如简单地加入一个冷却部分流床也能用于粉粒附聚，附聚的主要原因是解决在冷水中分散性差的细粉，通常生产大颗粒乳粉。在流床中粉末之间相互