速溶乳粉-乳制品加工工艺学课件

第六章

乳粉第六章

乳粉1第一节概述第一节一、乳粉的概念概念：乳粉是指以新鲜乳为原料，或为主要原料，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，通过冷冻或加热的方法除去乳中几乎全部的水分，干燥而成的粉末。一、乳粉的概念概念：乳粉是指以新鲜乳为原料，或为主要原料，添3乳粉的优点①水分含量很低，抑制了微生物的繁殖。②除去了几乎全部的水分，大大减轻了重量、减小了体积，为贮藏运输带来了方便。③乳粉冲调容易，便于饮用，可以调节产奶的淡旺季节对市场的供应。乳粉的优点①水分含量很低，抑制了微生物的繁殖。4（1）全脂乳粉（6）乳油粉（2）脱脂乳粉（7）酪乳粉（3）加糖乳粉（8）乳清粉（4）配制乳粉（9）麦精乳粉（5）速溶乳粉（10）冰淇淋粉二、乳粉的种类（1）全脂乳粉（6）乳油粉二、乳粉的种类5三、乳粉的化学组成品种水分脂肪蛋白质乳糖无机盐乳酸全脂乳粉2.0027.0026.5038.006.050.16脱脂乳粉3.230.8836.8947.847.801.55乳油粉0.6665.1513.4217.862.91甜性酪乳粉3.904.6835.8847.847.801.55酸性酪乳粉5.005.5538.8539.108.408.62干酪乳清粉6.100.9012.5072.258.97干酪素乳清粉6.350.6513.2568.9010.50脱盐乳清粉3.001.0015.0078.002.900.10婴儿乳粉2.6020.0019.0054.004.400.17麦精乳粉3.297.5513.1972.40*3.66三、乳粉的化学组成品种水分脂肪蛋白质乳糖无机盐乳6（一）冷冻生产法

1.离心冷冻法

概念：是先将牛乳在冰点以下浇盘冻结，并经常搅拌，使其冻成雪花状的薄片或碎片，而后放入高速离心机中，将呈胶状的乳固体分离析出，再在真空下加微热，使之干燥成粉。四、乳粉的生产方法（一）冷冻生产法概念：是先将牛乳在冰点以下浇盘冻结，并经常搅7（一）冷冻生产法2.低温冷冻升华法

概念：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干燥粉末。四、乳粉的生产方法（一）冷冻生产法概念：是将牛乳在高度真空下（绝对压力67Pa8低温冷冻升华法的优点①产品外观似多孔的海绵状，溶解性极好。②加工温度低，牛乳中营养成分损失少，几乎能全部保留。③同时可以避免加热对产品色泽和风味的影响。低温冷冻升华法的优点①产品外观似多孔的海绵状，溶解性极9

♣设备造价高；

♣耗能大，生产成本高；

♣仅适用于特殊乳粉的加工，大规模生产不宜使用。低温冷冻升华法的缺点♣设备造价高；低温冷冻升华法的缺点10（二）加热生产法

1.平锅法概念：是将鲜乳放于开口的平底锅中，加热浓缩成浆糊状，而后平铺于干燥架上，吹热风使其干燥，最后粉碎过筛制成乳粉。四、乳粉的生产方法（二）加热生产法四、乳粉的生产方法11（二）加热生产法2.滚筒干燥法概念：又称薄膜干燥法，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为薄膜状，滚筒转到一定位置，薄膜被干燥，而后转到刮刀处时被自动削落，再经过粉碎过筛即得乳粉。四、乳粉的生产方法（二）加热生产法四、乳粉的生产方法12缺点：此法生产的乳粉呈片状，含气泡少，冲调性差，风味差，色泽较深，国内已不采用这种生产方法，只有真空滚筒干燥法在国外乳粉生产上仍占一定的比例。缺点：13速溶乳粉-乳制品加工工艺学课件14（二）加热生产法

3.喷雾干燥法四、乳粉的生产方法重温第三章中内容：喷雾干燥法！（二）加热生产法四、乳粉的生产方法重温第三章中内容：喷雾干燥15第二节

全脂乳粉的生产工艺第二节

全脂乳粉的生产工艺16一、乳粉的生产工艺流程

化糖糖浆乳的收购与验收乳的预处理与标准化杀菌与均质浓缩喷雾干燥出粉冷却筛粉晾粉检验包装成品一、乳粉的生产工艺流程17

二、乳粉的生产步骤

（一）原料乳的验收

（二）标准化（脂肪26%）

（三）杀菌

杀菌目的：除菌、消除或抑制解脂酶和过氧化物酶的活性。杀菌方法：80℃，15s二、乳粉的生产步骤（一）原料乳的验收18二、乳粉的生产步骤（四）均质目的：破碎脂肪球，使其分散在乳中，形成均匀的乳浊液。经过均质的原料乳制成的乳粉，冲调后复原性更好。（五）加糖方法：（1）净乳之前加糖；（2）将杀菌过滤的糖浆加入浓缩乳中；（3）包装前加蔗糖细粉于乳粉中；（4）预处理前加一部糖，包装前再加一部分二、乳粉的生产步骤（四）均质方法：（2）将杀菌过滤的糖浆加19二、乳粉的生产步骤（六）真空浓缩要求：原料乳一般浓缩至原体积的1/4，乳干物质达到45%左右，浓缩后的乳温一般均为47-50℃。

（七）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。——一般采用离心或压力喷雾干燥方法。二、乳粉的生产步骤（六）真空浓缩20二、乳粉的生产步骤（八）出粉，冷却，包装

1.出粉与冷却2.筛粉与晾粉

（1）筛粉——机械震动筛40～60目（2）晾粉——使乳粉的温度降低，同时乳粉表观密度可提高15%，有利于包装。

（1）气流出粉、冷却这种装置可以连续出粉、冷却、筛粉、贮粉、计量包装。优点：是出粉速度快。缺点：是易产生过多的微细粉尘；冷却效率低，一般只能冷却到高于气温9℃左右，特别是在夏天，冷却后的温度仍高于乳脂肪熔点以上。

（2）流化床出粉、冷却优点：①乳粉不受高速气流的摩擦，故乳粉质量不受损害；②可大大减少微细粉的数量；③乳粉在输粉导管和旋风分离器内所占比例少，故可减轻旋风分离器的负担。同时可节省输粉中消耗的动力；④冷却床冷风量较少，故可使用冷却的风来冷却乳粉，因而冷却效率高，一般乳粉可冷却到18℃左右；⑤乳粉经过震动的流化床筛网板，可获及颗粒较大的而均匀的乳粉。从流化床吹出的微细乳粉还可通过导管返回到喷雾室与浓乳汇合，重新喷雾成乳粉。（3）其它出输粉方式

3.包装

包装过程中影响产品质量的因素有

（1）包装时乳粉的温度（28摄氏度以下）（2）包装室内湿度对乳粉的影响（3）空气二、乳粉的生产步骤（八）出粉，冷却，包装（1）气流出粉、冷却21二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性

1.颗粒大小与形状

滚筒法——乳粉呈不规则的片状，不含有气泡；喷雾法——乳粉常具有单个或几个气泡，乳粉颗粒呈单球状或几个球连在一起的葡萄状。

离心法——乳粉直径大约为30～200µm（平均100µm）；一个液滴有10-100个空气泡压力法——乳粉直径约为10～100µm（平均45µm），一般有0-1个空气泡

乳粉颗粒达150µm左右时冲调复原性最好；小于75µm时，冲调复原性较差。二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性乳粉颗粒达15022二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性2.密度（容重）乳粉的密度有三种表示方法表观密度

表示单位容积中乳粉重量，包括颗粒与颗粒之间空隙中的空气。滚筒干燥表观密度为0.3～0.5g／m1；喷雾干燥乳粉的表观密度为0.5～0.6g／m1。颗粒密度

表示不包括任何空气的乳粉本身的密度。真密度

表示乳粉颗粒的密度，只包括颗粒内的空气泡，而不包括颗粒之间空隙中的空气。

影响乳粉的密度特别是表观密度的各种因素主要：①浓奶的浓度；②浓奶的粘度；③喷雾时的热风温度；④压力喷雾时的高压泵压力和喷嘴锐孔直径；⑤离心喷雾时的离心盘结构；⑥出粉和输粉方式等等二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性表观密度表示23二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性3.乳粉的色泽一般呈淡黄色；加碱中和的原料乳时，乳粉为褐色。高温加热长时间会使乳粉的颜色变褐。4.乳粉的溶解度与复原性

99.90%溶解度应达99.90%以上，甚至是100%。影响溶解度的因素：主要是原料乳的质量、乳粉加工方法、操作条件以及成品水分的含量、成品保藏时间和保藏条件（如温度、湿度）等。二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性影响溶解度的因素24二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性5.乳粉中的气泡全脂乳粉颗粒中含有空气量约7%～8%；脱脂乳粉颗粒中约含13%；离心干燥法的空气量约16%～30%；6.乳粉中的脂肪脂肪球大小：高压泵有均质作用，因而脂肪球较小，—般为1～2µm，离心法为1～3µm。脂肪球大者有时达到几十微米，这种乳粉的保藏性较差，容易氧化变质。含量：滚筒式干燥乳粉游离脂肪可达91%～96%；喷雾式乳粉为3%～14%。二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性6.乳粉中的脂25二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性7.乳粉中蛋白质乳粉中的蛋白质很少变性；但在加热过程中，若操作不当，也会引起蛋白质变性，使溶解度降低，其沉淀物是磷酸三钙的变性酪蛋白酸钙。

8.乳粉中的乳糖呈非结晶的玻璃状态。α-乳糖与β-乳糖的无水物保持平衡状态，其比例大致为1:1.6。乳粉中呈玻璃状态的乳糖，吸湿性很强，所以很容易吸潮。人们还利用乳糖的这一特性来制造速溶乳粉。二、乳粉的生产步骤（九）奶粉颗粒的理化特性8.乳粉中的乳26二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法1.脂肪分解味（酸败味）原因：主要是由于乳中解脂酶的作用，使乳粉中的脂肪水解而产生游离的挥发性脂肪酸。脂肪分解味是一种类似丁酸的酸性刺激味。防止办法：①在牛乳杀菌时，必须将解脂酶彻底破坏；②严格控制原料乳的质量。二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法脂肪分解味是一27二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法2.氧化味（哈喇味）（1）空气（氧）（4）原料乳的酸度（2）光线和热（5）原料乳中的过氧化物酶（3）重金属（6）乳粉中的水分含量二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法28（1）空气（氧）产生氧化臭味的主要原因是氧打进了不饱和脂肪酸的双键处。防止方法：①在制造和成品乳粉保藏过程中，应尽可能避免与空气长时间接触。②包装要尽可能采用抽真空充氮的方式。③在喷雾时尽量避免乳粉颗粒中含有大量气泡。④在浓缩时要尽量提高浓度。（2）光线和热

光线和热能促进乳粉氧化，30℃以上更显著。防止方法：乳粉应尽量避免光线照射，并放在冷处保藏（3）重金属

特别是二价铜离子非常容易促进氧化。防止方法：避免铜的混入，最好使用不锈钢的设备。（4）原料乳的酸度凡是使酸度升高的原因都会成为促进乳粉氧化的因素，所以要严格控制原料乳的酸度。（5）原料乳中的过氧化物酶

防止办法：原料乳的杀菌最好采用高温短时间杀菌或超高温瞬间杀菌，以破坏过氧化物酶。（6）乳粉中的水分含量乳粉中的水分含量过高会影响乳粉质量，但过低也会发生氧化味，一般乳粉中水分若低于1.88%就易引起氧化味。（1）空气（氧）产生氧化臭味的主要原因是氧打进了不饱和脂29二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法3.褐变及陈腐味防止办法：在乳粉的保藏时注意控制水分含量在5%以下。

二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法30二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法4.吸潮乳糖吸水后，蛋白质粒子彼此粘结而使乳粉形成块状。5.因细菌而引起的变质乳粉水分含量超过5%以上时，乳粉中易滋生细菌二、乳粉的生产步骤（十）乳粉的缺陷及其防止方法4.吸潮31第三节脱脂乳粉概念：以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾干燥而制成的乳粉。因为脂肪含量很低（不超过1.25%），所以耐保藏，不易引起氧化变质。脱脂乳粉一般多用于食品工业作为原料。第三节脱脂乳粉概念：以脱脂乳为原料，经过杀菌、浓缩、喷雾32

一、脱脂乳粉工艺流程

稀奶油原料乳验收过滤牛乳预热分离脱脂乳冷却预热杀菌浓缩喷雾干燥乳粉冷却过滤包装入库

一、脱脂乳粉工艺流程33二、脱脂乳粉生产操作要点1.牛乳的预热与分离（牛乳预热温度达到38℃上下即可分离稀奶油和脱脂乳，脱脂乳的含脂率要求控制在0.1%以下。）2.预热杀菌—80℃，保温15s3.真空浓缩—

为了不使过多的乳清蛋白质变性，脱脂乳的蒸发浓缩温度以不超过65.5℃为宜，浓度36%以上

4.喷雾干燥—但乳糖呈非结晶型的玻璃状态，即α-乳糖和β-乳糖的混合物，有很强的吸湿性，极易结块。所以应采用特殊工艺加工脱脂乳粉。二、脱脂乳粉生产操作要点1.牛乳的预热与分离（牛乳预热温度34第四节速溶奶粉的生产速溶奶粉生产原理：

必须经过速溶化处理，形成颗粒更大、多孔的附聚物。首先要经干燥把颗粒中的毛细管水和孔隙水用空气取代，然后颗粒需再度润湿，这样，颗粒表面迅速膨胀关闭毛细管，颗粒表面就会发粘，使颗粒粘接在一起形成附聚。

第四节速溶奶粉的生产速溶奶粉生产原理：35一、速溶乳粉的特征及质量优点：

①乳粉的溶解性获得了改进②速溶乳粉的外观特征是颗粒较大，一般为l00～800µm，干粉不会飞扬，使用较为方便③速溶乳粉的颗粒中乳糖是呈结晶的α-含水乳糖状态、而不是非结晶无定形的玻璃状态，乳粉在保藏中不易吸湿结块一、速溶乳粉的特征及质量优点：36一、速溶乳粉的特征及质量缺点：①它的表观密度低②水分含量较高，一般为3.5%～5.0%，不利于保藏③速溶乳粉在特殊制造过程中促进了褐变反应④一般具有粮谷的气味，是由含羰基或含甲硫醚基的化合物所形成的。一、速溶乳粉的特征及质量缺点：37二、速溶奶粉的生产方法及过程1.再润湿法

原理：即再将干奶粉颗粒循环返回到主干燥室中，一旦干燥颗粒被送入干燥室，其表面即会被蒸发的水分所润湿，颗粒开始膨胀，毛细管孔关闭并且颗粒变粘，其它奶粉颗粒粘附在其表面上，于是附聚物形成。二、速溶奶粉的生产方法及过程1.再润湿法原理：即再将干38二、速溶奶粉的生产方法及过程2.直通法

原理：自干燥室下来的奶粉首先进入第一段，在此奶粉被蒸汽润湿，振动将奶粉传送至干燥段，温度逐渐降低的空气穿透奶粉及流化床,干燥的第一段颗粒互相粘结发生附聚。奶粉中的水分经过干燥从附聚物中蒸发出去，使奶粉在经过流化床时达到要求的干燥度。任何大一些的颗粒在流化床出口都会被滤下并被返回到入口。被滤过的和速溶的颗粒由冷风带至旋风分离器组，在其中与空气分离后包装。来自流化床的干燥空气与来自喷雾塔的废气一起送至旋风分离器，以回收奶粉颗粒。二、速溶奶粉的生产方法及过程2.直通法39优点：用此法制造的乳粉颗粒，虽然大部分附聚团粒化，但乳糖并未结晶化。脱脂乳的浓缩程度及喷雾技术，对粒子大小及密度的影响很大。优点：40三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制生产脱脂速溶乳粉，可分为二段法和一段法三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制生产脱脂速溶乳粉411.二段法工艺过程：

①用喷雾法制造普通的喷雾脱脂乳粉做为基粉。②与潮湿空气及蒸汽接触以吸潮，使乳粉颗粒互相附聚（或称簇集），并使α—乳糖开始结晶。③与热风接触进行再干燥。④吹冷风以冷却之。⑤轻轻粉碎过筛，以使颗粒大小均匀。三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制1.二段法三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制42

二段法的典型代表

皮布尔法劳德—浩德松法

三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制二段法的典型代表三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制43皮布尔法

基粉——风机——圆锥形附聚室中——与蒸汽相遇——附聚吸潮——下方吹入32～60℃的热风——变为簇集的潮粉——落到下面的锥形漏斗中——同时吹以冷风（这时粉含水分约为l0%～15%）——传送带上——流化床干燥机——吹入110～121℃的热风——沸腾干燥（乳粉水分3.0%～4.5%）——回转式轻微粉碎机——进行粉碎——过筛以调整颗粒大小使之均匀——然后包装。

三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制皮布尔法三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制44

劳德—浩德松法

工艺过程：首先用蒸汽使基粉吸收水分不超过9%，最好为5.5%左右。蒸汽流以横切方向吹打落下的基粉，形成附聚的潮粉，立即与热风接触而干燥到预定的程度，然后从下面以水平方向排出室外。产品特点：特点是含有较多的β—乳糖，而α—乳糖含量较少。三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制劳德—浩德松法三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制452.一段法较有代表性者为尼罗直通式速溶乳粉瞬间形成机。

特点：用尼罗离心式喷雾干燥设备，在喷雾干燥室下部连接一个直通式速溶乳粉瞬间形成机，连续地进行吸潮再干燥并经流化床冷却，附聚造粒过筛。三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制优点：

产品在冷水中经数秒钟即可溶解，复原为鲜乳状态。比较二段法所耗用的蒸汽和电力少，成本几乎与普通乳粉一样。

2.一段法三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制优点：46三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（二）全脂速溶乳粉1.薄膜干燥法这种方法可分为间歇式和连续式两种

2.泡沫干燥法方法1

新鲜的牛乳-真空蒸发器浓缩–通气-均质-冷却-真空干燥

方法2

常压履带式泡沫干燥

三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（二）全脂速溶乳粉47三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（二）全脂速溶乳粉3.泡沫喷雾干燥法工艺条件

浓奶保持32℃.氮气量约为每kg浓奶注入0.0056～0.0255m3。产品特点较普通乳粉水分含量低，乳粉呈中空颗粒，含有大气泡，乳粉的体积增大。三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（二）全脂速溶乳粉48三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（三）影响乳粉速溶的因素及改善方法（1）乳粉、水、空气三相体系的接触角（2）乳粉之间的空隙大小（3）毛细管的收缩作用（4）乳糖（5）乳粉的其它性质改善方法：可以通过附聚的办法来解决。三、速溶乳粉的生产工艺流程

及质量控制（三）影响乳粉速溶的49（1）乳粉、水、空气三相体系的接触角：如果接触角小于90度，那么乳粉颗粒就能够被润湿，润湿角大于90度（特别是当一部分脂肪是固体时），这时水分不能够渗入到乳粉块的内部或者仅仅能够局部的渗入，办法是将乳粉颗粒喷涂卵磷脂，从而减小有效接触角。（2）乳粉之间的空隙大小：乳粉颗粒越小，孔隙就越小，渗透就越慢。（3）毛细管的收缩作用：可以将乳粉的体积减少30%～50%，蛋白质的吸水膨胀也会导致空隙的变小，特别是在蛋白粉中。（4）乳糖：乳糖阻碍了水分的渗透，乳粉会形成内部干燥外部湿润高度浓缩的乳块。（5）乳粉的其它性质：连接在一起的乳粉颗粒在彻底润湿后是否能够很快地分开，以及乳粉颗粒的密度是否会使颗粒下沉（这与乳粉颗粒内部空隙的体积有关）。改善方法：速溶乳粉的生产过程一方面改善乳粉的润湿性，另一方面是改变乳粉颗粒的大小，这可以通过附聚的办法来解决。（1）乳粉、水、空气三相体系的接触角：如果接触角小于90度，50第五节配制乳粉概念：配制乳粉是50年代发展起来的一种乳制品，主要是针对婴儿的营养需要，即以类似母乳组成的营养素为基本目标，在乳中添加某些必要的营养成分，使其组成在质量和数量上接近母乳，经加工干燥而制成的一种乳粉。

第五节配制乳粉概念：51一、婴儿配制奶粉中主要成分的调整原理及方法（一）蛋白质的调整

差异：母乳中蛋白质含量在1.0%～1.5%，其中酪蛋白为40%，乳清蛋白为60%；牛乳中的蛋白质含量为3.0%～3.7%，其中酪蛋白为80%，乳清蛋白为20%。牛乳中酪蛋白含量高，在婴幼儿胃内形成较大的坚硬凝块，不易消化吸收。调整方法：用乳清蛋白和植物蛋白取代部分酪蛋白，按照母乳中酪蛋白与乳清蛋白的比例为1:1.5来调整牛乳中蛋白质含量。可以通过向婴儿配方食品中添加乳免疫球蛋白浓缩物来完成牛奶婴儿食品的免疫生物学强化。一、婴儿配制奶粉中主要成分的调整原理及方法（一）蛋白质的调整52一、婴儿配制奶粉中主要成分的调整原理及方法（二）脂肪的调整差异牛乳中的乳脂肪含量平均在3.3%左右，与母乳含量大致相同，但质量上有很大差别。牛乳脂肪中的饱和脂肪酸含量比较多，而不饱和脂肪酸含量少。母乳中不饱和脂肪酸含量比较多，特别是不饱和脂肪酸的亚油酸、亚麻酸含量相当高，是人体必须脂肪酸。调整方法：添加植物油，常使用的是精炼玉米油和棕榈油。棕榈酸会增加婴儿血小板血栓的形成，故后者添加量不宜过多。生产中应注意有效抗氧化剂的添加。亚