乳品工艺学 课件 （1）离心分离、乳脂标准化系统、均质和膜分离

乳品工艺学Dairytechnology李晓东Lixiaodong离心分离设备乳脂肪标准化系统乳品加工的工艺设备与设施——离心分离、标准化系统、均质和膜分离设备热处理设备均质设备离心分离设备01离心分离的目的：获得奶油和/或脱脂牛乳；分离酪乳中的乳清或甜奶油；使牛乳和乳制品标准化至所需脂肪含量；净乳，去除外界杂质、细菌及其孢子。离心分离设备01离心分离机工作原理：牛乳中杂质密度大于脱脂乳，脂肪密度小于脱脂乳，利用离心力的作用将比重不同的组分分开，并从各自的排出口排出，得到不同组分的产品。乳脂肪标准化系统

02原料乳中脂肪与无脂干物质的含量随乳牛品种、地区、季节和饲养管理等因素不同而有较大的差别。乳脂肪标准化系统的目的就是得到标准化的牛乳，且常与乳脂分离机配合使用。原料乳的标准化：乳制品中脂肪与无脂干物质含量要求保持一定比例，因此必须调整原料乳中脂肪和无脂干物质之间的比例关系，使其符合制品的要求。一般把该过程称为标准化。乳脂肪标准化系统

02图1

完整的标准化系统1.密度传感器2.流量传感器3.控制阀4.控制系统5.恒压阀6.截止阀7.检查阀热处理设备03热处理目的：杀死微生物和使酶失活，或实现其他一些化学变化，例如增加黏度，这些变化程度取决于热处理强度。（一）热处理表现形式：（1）预热：在加入其它成分前进行预热，以便更好的溶解。如：配料前的预热等；为满足下一工艺操作条件做准备。如：均质前的预热以及杀（灭）菌前的预热等。（2）冷却：便于贮存，例如原料乳入厂后，快速冷却至4～5℃，防止微生物进一步生长；满足下一步工艺操作条件，例如杀（灭）菌后，物料快速冷却，满足成品包装及成品品质要求等。热处理设备03（3）杀（灭）菌、灭酶：杀灭乳及乳制品中所有致病菌、腐败菌，最大程度破坏乳及乳制品中的酶活性，使乳及乳制品在保持一定风味和组织状态时，在特定的条件下（如密闭的瓶内、罐内或其他环境中）有一定的保存期。如：巴氏杀菌和超高温灭菌对乳及乳制品的杀菌及灭菌处理等。（4）预杀菌：为下一步工艺创造条件，例如许多工厂收奶之后不能立即对所有牛奶及时加工处理，为防止变质，采用低于巴氏杀菌温度的杀菌方法对乳预热，暂时阻止微生物增殖。这种处理方法也对某些芽孢类微生物的后期杀灭，起到积极作用。热处理设备03（5）保温：保持一定温度以满足某些工艺条件。如：乳制品的发酵过程等。（6）热能回收：降低成本，简化设备。如：在板式或管式杀（灭）菌机对物料处理过程中，物料杀（灭）菌之后，需快速降温冷却，其热量可用于设备进口处冷物料的预热。热处理设备03（二）热处理方式：直接加热：指加热介质和食品物料直接混合，使食品物料快速加热杀（灭）菌的方法。间接加热：指在加热（冷）介质和食品物料之间放置间壁，热量通过间壁在介质和物料之间传递。热处理设备03（三）热交换设备：直接加热设备：直接加热设备主要有蒸汽喷射式和注入式直接加热杀菌两种形式。喷射式：把蒸汽喷射到被杀菌的料液中进行加热杀菌。注入式：把食品物料注入到热蒸汽中进行杀菌。主要设备包括物料泵、蒸汽（或物料）喷嘴、真空罐及各种控制仪表等。加热介质与物料混合的装置是关键设备。间接加热设备：间接加热设备主要有贮槽式热交换器、板式热交换设备、管式热交换设备、刮板式热交换设备和釜式杀（灭）菌设备五种形式。热处理设备03（四）新型加热技术：新型加热技术由于对产品的质地、营养和感官特性影响小，加热均匀性和加热速率快。新型加热技术包含通电加热技术（直接加热）、微波加热和射频加热技术（间接加热）。均质设备04均质定义：在强力的机械作用下（16.7～20.6MPa）将乳中大的脂肪球破碎成小的脂肪球，均匀一致地分散在乳中，这一过程称为均质。图2

均质前、后脂肪球大小的变化均质设备04均质的目的：均质是一种特殊的混合操作，包含着粉碎和混合的双重作用，将两种通常互不相溶的液体进行密切混合，使一种液体或胶体颗粒粉碎成为小球滴而后分散在另一种液体之中，获得粒子很小且均匀一致的混合液料。均质的原理：包含冲击、剪切、空穴等学说。（1）冲击液滴或胶体颗粒随液流高速撞向固定构件表面时，因拉应力发生碎裂，细小液滴因自身速度而向外围连续相中分散。（2）剪切因液流涡动或机械剪切作用使得液体和胶体颗粒内部形成巨大的速度梯度，沿剪切面滑移产生破坏，继而在液流涡动的作用下完成分散。均质设备04（3）空穴液滴因内部的汽化膨胀形成气泡，当外界压力过大时，液膜产生拉应力破坏而破碎并分散。图3

均质原理均质设备04（一）均质设备：主要包括高压均质机、离心均质机、超声波均质机、胶体磨均质机、高速剪切装置等。常用的高压均质机有单柱塞（小型）、三柱塞及五柱塞（大型）三类均质机。（1）三柱塞高压均质机①工作原理：物料在高压作用下，通过非常狭窄的间隙（一般小于0.1mm），均质头就是把高压力静压能转变为液体的高流速动能，造成高流速（150-200m/s），使物料受到强大的机械剪切力。均质设备04图4一级均质装置的组成1-均质头2-均质环3-均质阀座4-均质压调节装置图5两级均质头1－第一级均质2－第二级均质均质设备04②性能特点和主要用途性能特点：均质化作用强、效果好，物料发热量小、不变性，物料流速稳定，缺点是耗能较大，不适于粘度大的物料；主要用途：在对原料乳的脂肪均质化处理，发酵乳、乳饮料、各类花色奶等的副配料细化处理，以及奶油、冰激凌、乳粉和其他乳制品生产过程中得到广泛应用。均质设备04（2）胶体磨①工作原理胶体磨是一种用于磨制胶体或近乎胶体物料的超微粒粉碎的均质机械。胶体磨对物料的均质化主要是剪切、研磨及高速搅拌作用。均质设备04②性能特点和主要用途性能特点：结构简单、维修方便、占地面积小；具有较高的剪切、搅拌作用，对液滴和固体颗粒具有良好的破碎和微粒化作用；主要用途：适用范围广，尤其